Bio-Road研發團隊最新研究成果發表在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》上

2021-02-13 BioRoad生物醫用材料研發團隊

和其美Bio-Road生物醫用材料研發團隊最新研究成果發表在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》美國化學學會（ACS The American Chemical Society）出版雜誌上

該雜誌2018年最新影響因子IF：6.14

金包銀納米顆粒：提高抗菌能力並賦予其抗菌性能的可視化

      納米銀被廣泛使用於抗菌，但是卻受限於它的生物毒性。同時，隨著抗生素的大量使用，產生多耐藥性菌的風險也使得抗菌過程難以被實時監測。

圖1.（a）製備流程圖；（b，c）透射電鏡照片；（d）EDX元素映射照片；（e）傅立葉紅外光譜圖；（f）XPS全光譜。

      以蛋清為還原劑，製備得到金納米，並鑲嵌在銀納米表面得到的合金納米結構，表現出較納米銀更強的抗菌性能，同時，通過記錄螢光變化，整個抗菌進程也能被精準監測到。

圖2. （a，b，c，d）XPS圖譜製備流程圖；（e）XRD衍射圖譜；（f）紫外可見吸收光譜（黑）和螢光發射光譜（紅），Au-AgNPs在自然光和375 nm紫外光下的照片。

      在與細菌接觸後，螢光越強，表明細菌越少，螢光越弱，表示細菌越多。同時，在殺死細菌之後，螢光會恢復到原來強度。


圖3. 納米顆粒對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌作用（a，b）MICS檢測。（c）抑菌圈照片。（d）螢光照片，用Au-AgNPs培養的細菌；綠色和紅色分別代表活細菌和死細菌。

圖4. Au-AgNPs提高抗菌能力的機理。（a）ROS生成測量和（b）示意圖，Ag NP（左）和Au-Ag NP（右）滅活金黃葡萄球菌的比較通過誘導ROS。

      金銀納米表現出增強的抗菌性能，是因為在粘附到細菌表面後，它們能夠比銀誘導細菌產生更多的活性氧，從而殺死細菌。

圖5. 細菌與Au-AgNPS培養後形態分析（a）進行SEM和（B）TEM形態學觀察。細菌的變化；紅色箭頭表示破損。細胞膜的（c）細菌釋放的RNA量與Au NPs和Ag NPs孵育後。

        這表示可以通過調節銀含量，使製備得到的金銀納米在具有強的抗菌性的同時時，生物毒性也較低。

圖6. 螢光分析。（a）螢光含Au-AgNPs溶液的強度測量孵育前的照片和（b）細菌懸液孵育12 h後。（c）不同濃度的Au-Ag NP溶液然後對細菌和培養12小時進行可視化分析。瓊脂平板培養細菌。（d）Au-AgNPs對細菌螢光的影響示意圖。

        金銀納米通過螢光的變化使得細菌可視，讓抗菌過程變得更清晰，使抗菌給藥量更精準，從而防止多耐藥菌的產生。

圖7.（a）用不同納米顆粒孵育的L929細胞的存活率，第1, 2和3天。（b）用NPS孵育1天的L929細胞的螢光顯微照片和光顯微照片；綠色信號表示活細胞，紅色信號表示死細胞。

圖8. 傷口癒合分析。（a）傷口收縮率。（b）Au-Ag NPs、Ag NPs、空白和模型在第0, 3, 8天和13天中創面的顯微照片。（c）組織學評價。

        極好的抗菌性能結合可視化抗菌進程的能力，使得納米金銀具有了在醫藥和生物指示領域應用的巨大潛力。

和其美Bio-Road生物醫用材料研究團隊風採

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