Серебро атакует бактерии и «потребляется»
Серебро тысячелетиями использовалось благодаря своим противомикробным и антибактериальным свойствам. Однако, хотя его применение в качестве дезинфицирующего средства широко известно, последствия взаимодействия серебра с бактериями для самого серебра изучены плохо.
В связи с растущей распространенностью устойчивых к антибиотикам бактерий, серебро всё чаще применяется, например, в антибактериальных покрытиях. Тем не менее, сложная цепочка событий, ведущая к уничтожению бактерий, часто принимается как данность, а лучшее понимание этого процесса может подсказать, как его оптимально применять.
В журнале Chemical Physics Reviews исследователи из Италии, США и Сингапура изучили влияние взаимодействия с бактериями на структуру серебра.
Наблюдая за взаимодействием наночастиц серебра с культурой E. coli, учёные обнаружили, что серебро претерпевает несколько драматических изменений. Наиболее заметно то, что клетки E. coli вызывали существенные преобразования в размере и форме частиц серебра.
Часто предполагается, что серебро остаётся неизменным в этом процессе, но работа команды показывает, что это не так.
Электростатическое взаимодействие между серебром и бактериями приводит к растворению некоторых частиц серебра, поскольку оно высвобождает ионы для проникновения в бактериальные клетки. Это растворение изменяет форму частиц серебра, уменьшая и округляя их — от треугольных форм к кругам.
Эти эффекты ещё более выражены, если клетки E. coli предварительно обработать молекулой, повышающей проницаемость их мембран, до контакта с серебром.
«Из этого исследования следует, что серебро "потребляется" в результате взаимодействия», — сказал Гульельмо Ланцани, один из авторов статьи и директор Центра нано науки и технологий IIT-Instituto di Tecnologia.
К счастью, это «потребление», вероятно, не влияет на противомикробные свойства серебра, поскольку эффект очень мал.
«Мы считаем, что это не влияет на эффективность биоцидного процесса, и из-за крошечного обмена массой срок службы практически неограничен», — сказал Джузеппе Патерно, исследователь IIT и соавтор исследования. «Однако структурные модификации влияют на оптические свойства металлических наноструктур».
Прямые исследования подобных процессов сложны, поскольку лабораторные условия не могут в полной мере воспроизвести сложность биологической среды бактериальных клеток.
Тем не менее, группа планирует дальнейшие эксперименты для изучения химических путей, ведущих к структурным изменениям серебра. Они надеются выяснить, почему серебро работает лучше других материалов в качестве антибактериальной поверхности, и почему бактериальные мембраны особенно уязвимы для серебра, в то время как другие клетки остаются менее восприимчивыми.