大只500登录中心新型杀菌光活化涂料

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研究人员在2020年3月的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上报道了一种可以被光激活的新型抗菌涂层。这种涂层可以用来防止电脑、手机屏幕、键盘、导尿管内部和呼吸管的传播。所有这些都是卫生保健相关感染(HCAIs)的重要途径。
 
与HCAIs最相关的微生物包括艰难梭菌(C.艰难梭菌)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和大肠杆菌(E. coli)。这些感染最常在内科或外科住院治疗期间,或在访问卫生保健设施期间转移。这些感染的规模和严重程度使它们成为一个需要解决的严重问题。
 
目前的研究首次表明,当300勒克斯的微弱环境光激活时,一种光激活涂层可以杀死表面的细菌,类似于候诊室和病房的照明。这是旧型涂层的一大进步,旧型涂层只能在3000勒克斯左右的强光下被激活,类似于在手术室中发现的那种。
 
以前,研究人员发现纳米银、二氧化钛和其他金属具有抗菌活性。银纳米粒子释放出杀死细菌和酵母的金属离子。
 
这种新型涂层依赖于微小的化学修饰金块的存在,这些金块嵌入了聚合物中的杀菌染料结晶紫。在描述这两种细菌毒素的特性时,研究人员Gi Byoung Hwang说:“像水晶紫这样的染料是杀灭细菌和保持表面无菌的有希望的候选染料,因为它们被广泛用于伤口消毒。当暴露在强光下时,它们会产生活性氧,而活性氧通过破坏细菌的保护膜和DNA来杀死细菌。当它们与银、金、氧化锌等金属结合在一起时,这种效应会被放大。”
 
类似的杀菌涂层取决于暴露在对人体细胞有毒的紫外线下,或者暴露在极强光下,而紫外线很难达到。另一方面,根据合作研究员Ivan Parkin的描述,目前的涂层是非常有效的,他将其描述为“在环境光下杀死金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,使其有希望在各种医疗环境中使用。”
 
研究人员来自不同的领域,包括化学家、化学工程师和微生物学家。这种新的涂层是通过一种易于放大或缩小的设计方法生成的,并已在与对照平行的不同光照条件下测试了其对这些病原体的活性。
 
不同物体的表面要么涂上这种涂层,要么涂上对照涂层。然后,大只500登录中心以每毫升10万个菌落形成单位(CFU)接种这两种细菌中的任何一种的测试剂量。然后,这些样本被置于200-429勒克斯的黑暗或白光中。

研究结果
 
科学家们发现,控制涂层由一种聚合物中的结晶紫组成,在环境光下无法杀死这两种物质中的任何一种。尽管如此,新涂层显示出了强大的杀菌活性,6小时后金黄色葡萄球菌的浓度降低了3.3 log, 24小时后大肠杆菌的浓度降低了2.8 log。
 
大肠杆菌耐药性的增加并不是没有引起注意。第三位研究人员伊莱恩·艾伦解释说:“与金黄色葡萄球菌相比,大肠杆菌对杀菌涂层的耐受性更强,因为它需要更长的时间才能显著减少表面上的活菌数量。这可能是因为大肠杆菌的细胞壁是双层膜结构,而金黄色葡萄球菌只有单层膜屏障。”
 
的秘密武器
 
研究人员没有深入研究,也发现了涂层产生强大杀菌活性的机理。从本质上讲,它会产生过氧化氢,过氧化氢是一种用于日常生活的消毒剂,如清洗衣服上的血迹和清洁隐形眼镜。
 
过氧化氢通过破坏细胞膜的化学结构直接作用于细菌。这就解释了为什么具有较厚保护结构或层状保护的生物体往往会在较长时间内抵抗涂层的作用。
 
整个过程的关键是金簇的微小数量。资深作者Asterios Gavrillidis评论道:“通过光线和湿度的作用,我们涂层中的金团簇是产生过氧化氢的关键。考虑到金原子团簇只包含25个金原子,与类似的涂层相比,这种贵金属的需求非常少,这使得我们的涂层具有更广泛的应用吸引力。”
 
影响
 
研究团队在2014年首次报道了类似的金水晶紫罗兰涂层。这是基于硅树脂框架,然后允许膨胀暴露在有机溶剂。然后硅树脂可渗透到杀菌染料亚甲蓝和金,并在整个过程中迁移。这种硅树脂最后浸在水晶紫罗兰浴中,使染料附着在表面。如果将涂层放置在普通的荧光灯泡下,3-6小时内就能杀死任何细菌。令人惊讶的是,即使在黑暗中,它仍然杀死了微生物,只是这次它花了18个小时左右,使它成为第一个光激活的抗菌物质,在黑暗条件下表现如此良好。
 
这两篇关于光活化涂层的报告,大只500登录如果能广泛应用于医院或其他医疗机构中各种经常接触的物体和表面的去污处理,将代表在预防HCAIs方面取得的宝贵进展。