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光敏型纳米颗粒可释放活性氧以杀灭超级细菌
来源:科学探索   发布者:ailsa   日期:2018-08-21   今日/总浏览:18/1027

一个世纪以来,抗生素在帮助人类治疗感染上发挥了巨大的作用。遗憾的是,随着细菌耐药性的不断增长,我们可能很快失去这款有力的生物武器。为了应对日益严峻的“超级细菌”威胁,科学家亟需找到新的方法。好消息是,一项新研究表明,通过光照来激活纳米粒子,氧气可以在对付“抗性细菌”时发挥更有效的作用。

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上图左:光照前的纳米颗粒。上图右:光照反应后(via:Peng Zhang)

过去几十年,抗生素的大量使用,导致许多细菌已经进化出了对药物的抗性。与此同时,新药的研发却一直难以突破。

有报告称,如果对‘超级细菌’束手无策,它们可能造成每年上千万人的死亡。

雪上加霜的是,欧洲疾控中心警告称,有着‘最后防线’之称的某类抗生素,已出现大量失败案例。

万幸的是,在这场与死神赛跑的“军备竞赛”中,来自辛辛那提大学的研究人员们,巧妙地借助了光的能量。

该团队并非利用紫外线来破坏微生物的 DNA,而是用红蓝光去激活光敏型纳米粒子,来产生一种对其有毒的氧气。

研究首席 Peng Zhang 指出,他们使用了以燃料分子为主的光敏剂、而不是 MRSA 之类的抗生素,因为光敏剂可以将氧气转化为能够攻击细菌的活性氧。

该原理在过去已经有所发展,但存在一些主要的问题。

首先,颗粒往往散布得太远,导致无法协调攻击。其次,由于疏水的特性,很难将它部署到常见的目标液体中。

为了克服这些问题,研究团队开发了“将光敏剂与贵金属纳米粒子结合起来”的混合粒子。

这些金属将光敏剂保持在一起,使它们能够对局部地区造成更大的打击。此外,金属有助于产生更多的活性氧物质。

他们发现,与不含金属纳米粒子的处理方式相比,新技术能够更加有效地杀死各种细菌。另外,在实验室上的测试表明,人体皮肤细胞样本没有受到伤害。

实验结果表明,后续可以顺利地开展临床试验。至于商业应用,他们已经申请了一项“含有纳米颗粒的喷雾或凝胶”的专利。

这项技术还适用于医疗台面和仪器,即通过照射红蓝光进行消毒。其它潜在应用包括直接在伤口上涂抹以防止感染、杀死甲床真菌、甚至对抗皮肤癌。

有关这项研究的详情,已经发表在美国化学学会(ACS)的期刊上。原标题为:

《Weaponizing oxygen to kill infections and disease》

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