新型光活化涂层可在低强度，环境光下杀死细菌

时间：2021-09-17 08:52:36 来源：

一种可以杀死细菌的新型光活化涂层可以用于在电话屏幕和键盘以及导管和呼吸管的内部进行涂层，以阻止疾病的传播。

为了阻止疾病的传播，它可用于覆盖电话屏幕和键盘以及导管和呼吸管的内部，导管和呼吸管是医疗相关感染（HCAI）的主要来源。

最著名的HCAI是由艰难梭菌（C. difficile），耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）和大肠杆菌（E. coli）引起的。它们通常发生在住院医疗或外科手术治疗期间，或者在就诊时出现，并构成严重的健康威胁，这使它们成为NHS解决*的优先重点。

这项发表在《自然通讯》上的研究首次显示了一种光活化抗菌涂层，该涂层能够成功杀死低强度环境光（300勒克斯）下的细菌，例如病房和候诊室中的细菌。以前，类似的涂料需要像手术室那样使用强光（3,000 Lux）才能激活其杀灭特性。

这种新型的杀菌涂层是由经过化学修饰的微小簇簇嵌入具有结晶紫的聚合物中制成的，结晶紫是一种具有抗菌和抗真菌特性的染料。

第一作者Gi Byoung Hwang博士（UCL化学）说：诸如紫水晶之类的染料被广泛用于消毒伤口，因此有望杀死细菌并保持表面无菌。当暴露在强光下时，它们会产生活性氧，进而通过破坏其保护膜和DNA杀死细菌。当它们与银，金和氧化锌等金属配对时，这一点会放大。

“其他涂层可以有效地杀死细菌，但只有在暴露于紫外线下才对细菌有害，紫外线对人体是有害的，或者是非常不实用的强光源。我们很惊讶地看到我们的涂层在杀死这两个方面有多么有效。金黄色葡萄球菌大肠菌素环境光，使其有望在各种医疗环境中使用。” UCL数学与物理科学系资深作者兼院长Ivan Parkin教授（UCL化学）补充道。

化学家，化学工程师和微生物学家团队使用可扩展的方法创建了杀菌涂层，并测试了其杀菌效果。金黄色葡萄球菌对照涂料和在不同光照条件下的大肠埃希菌。

样品表面用杀菌涂层或对照涂层处理，然后每毫升S中接种100,000个菌落形成单位（CFU）。金黄色葡萄球菌大肠杆菌。在200-429勒克斯之间的暗光和白光条件下研究了细菌的生长。

他们发现，在环境光下，仅聚合物中的结晶紫控制涂层不会杀死任何一种细菌。然而，在相同的光照条件下，杀菌涂层导致S的生长减少了3.3 log。 6小时后金黄色葡萄球菌生长下降2.8 log。 24小时后大肠杆菌。

“ E.大肠埃希菌对细菌涂层的抵抗力比S更强。金黄色葡萄球菌需要花费更长的时间才能显着减少表面上的活菌数量。大概是因为E。大肠埃希氏菌的细胞壁具有双膜结构，而S。研究的合著者，加州大学伊斯曼伊斯曼牙科研究所的伊莱恩·艾伦博士解释说。

研究小组意外地发现，该涂层通过产生过氧化氢来杀死细菌，该过氧化氢是一种用于隐形眼镜清洁剂溶液中的相对温和的试剂。它通过化学攻击细胞膜起作用，因此需要更长的时间才能对具有更多保护层的细菌起作用。

“我们涂层中的金簇是通过光和湿气的作用产生过氧化氢的关键。由于这些簇仅包含25个金原子，与类似的涂层相比，这种贵金属几乎不需要，因此我们的涂层具有广泛应用的吸引力。”资深作者Asterios Gavriilidis教授（UCL化学工程）评论道。

参考：Gi Byung Hwang，黄Huang，黄高威，吴俊勋，Andreas Kafizas，Kersti Karu，Hendrik Du Toit，Abdullah M. Alotaibi，Layla Mohammad-Hadi撰写的“低通量白光下由硫醇化的金纳米簇激活的光杀菌活性” Elaine Allan，Alexander J.MacRobert，Asterios Gavriilidis和Ivan P.Parkin，2020年3月5日，Nature Communications.DOI：
10.1038 / s41467-020-15004-6

该研究是由工程和物理科学研究委员会通过“医疗材料制造的先进流程技术”（MAFuMa）项目资助的。

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