金属不止可以铸造刀剑,也可以对抗细菌
2020-05-06 13:26:38 作者: 本网整理 来源:知社学术圈 分享至:

自古以来,金属的重要用途是制造武器,目标是人类。现在科学家们同样使用金属武器,但是目标则换成了细菌。


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人们很早就知道银制品有杀菌的作用,但是银究竟如何杀死细菌仍是一个谜。最近,阿肯色大学的研究人员对这一过程的研究有了新的发现。他们使用了一种称为单粒子跟踪光敏定位显微镜的先进成像技术来观察和跟踪一段时间内在大肠杆菌中发现的特定蛋白质。研究人员惊讶地发现银离子实际上加速了蛋白质的扩散动力学,与人们之前的预期相反。“众所周知,银离子可以抑制和杀死细菌;因此,我们预期,用银处理后,细菌中的所有物质都会减慢速度。但是,令人惊讶的是,我们发现这种蛋白质的动力学变得更快。”


研究人员观察到,银离子导致细菌中成对的DNA链分离,并使蛋白质与DNA之间的结合力减弱。纯化的H-NS蛋白的电泳迁移率迁移分析表明Ag+离子会削弱H-NS蛋白与DNA之间的结合,蛋白质会从DNA上脱落下来,自行移动,因此移动速度更快。


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图片来自站酷


这项研究证实了之前有关活细菌中单一蛋白质动力学的想法,该方法可以帮助研究人员了解细菌对银纳米颗粒的实时反应。由于人类社会长期使用抗生素杀菌,导致细菌的快速变异,能对抗多种抗生素的“超级细菌”已经是一个潜在的威胁,因此研制基于银纳米颗粒的抗生素成为了一种新的选择。


不过无论白银的抗菌效果有多好,这种金属毕竟还是很贵的。而普渡大学的工程师们则创造了一种激光处理方法,该方法可以通过将金属表面赋予不同的质感,将任何金属表面变成物理“杀菌剂”。


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很多微生物,包括新冠病毒在内都可以在金属表面存活几小时甚至几天。不同的金属之间差异也很大,不锈钢的“包容性”更强,很多细菌可以在上面活好几天,铜制品相对好些,因为铜也有一定的抑菌作用,不过这个作用起效时间也长达几个小时,原因之一是金属制品表面通常比较光滑,在微观层面能直接接触到的细菌较少。而研究小组开发的这种单步激光纹理化技术,使用激光在金属表面上制造纳米级图案。这些图案产生粗糙的纹理,增加了表面积,使细菌有更多机会撞击表面并当场破裂,换句话说,掉坑里了。


这种工艺具有很高的稳定性,并且不会增加金属制品的体积。虽然这种技术还不能有效杀灭类似新冠病毒之类的更小的微生物,但是由于它可以低成本的应用在很多不同种类的金属上,比如不锈钢制的门把手、电梯按钮、护栏等,所以应用前景依然非常广阔。


参考文献:


1. aem.asm.org/content/86/6/e02479-19


2. onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/admi.201901890

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