Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Биосинтез и антибактериальная активность наночастиц серебра с использованием дрожжевого экстракта в качестве восстанавливающих и улавливающих агентов

Аннотация

Биосинтез для получения антимикробных наночастиц серебра (НЧ Ag) - это зеленый метод без использования цитотоксических восстановителей и поверхностно-активных агентов. В данном случае хорошо диспергированные НЧ Ag с контролируемой формой были биосинтезированы с использованием дрожжевого экстракта в качестве восстанавливающих и укупоривающих агентов. Синтезированные НЧ Ag имели однородную сферическую форму и мелкий размер со средним размером 13,8 нм. Биомолекулы восстанавливающих аминокислот, альфа-линоленовой кислоты и углеводов в дрожжевом экстракте играют важную роль в образовании НЧ Ag, что было доказано анализом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Кроме того, аминокислоты на поверхности наночастиц серебра несут отрицательные заряды, которые максимизируют взаимодействие электростатического отталкивания в щелочном растворе, обеспечивая благоприятную стабильность в течение более года без осадков. НЧ Ag в сочетании с ампициллином обращали резистентность к ампициллин-резистентному E. coli клетки. Эти монодисперсные НЧ Ag могут быть многообещающей альтернативой для дезинфекции штаммов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью, и они показали незначительную цитотоксичность и хорошую биосовместимость с клетками Cos-7.

Введение

Лекарственно-устойчивые инфекции являются основной причиной смерти и создают серьезный риск для здоровья населения. Кроме того, повышение устойчивости к противомикробным препаратам становится актуальной проблемой медицины [1]. Ряд штаммов Staphylococcus aureus устойчивы к метициллину и являются основной причиной приобретенных инфекций в больницах. Кроме того, к другим устойчивым к антибиотикам бактериям относятся устойчивые к пенициллину Neisseria gonorrhoeae . и множественная лекарственная устойчивость Escherichia coli ( E. coli ) [2, 3]. Основными механизмами устойчивости являются усиление оттока и снижение всасывания антибиотиков [4]. Другой механизм лекарственной устойчивости - экспрессия ферментов, которые изменяют молекулярную структуру антибиотиков [5]. Несмотря на то, что много усилий было направлено на разработку противомикробных средств следующего поколения, существует повышенная потребность в лучших методах дезинфекции.

Наночастицы серебра (НЧ Ag) используются во многих областях, таких как носители белка, радиосенсибилизаторы, повышение эффективности солнечных топливных элементов и антибактериальные агенты [6,7,8]. Наночастицы, в том числе металлосодержащие наночастицы, НЧ Ag - наиболее широко используемые в качестве антимикробных агентов [9]. В действительности наночастицы серебра показали значительную антимикробную активность против бактериальных штаммов, но незначительную цитотоксичность для клеток животных [10, 11]. Более того, НЧ Ag проявили антимикробную активность против грибов, некоторых вирусов и устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий. Что касается механизма действия, подавление репликации ДНК, блокирование разности электрических потенциалов, необходимой в цитоплазматических мембранах, и подавление дыхательной цепи являются основными механизмами действия НЧ Ag. Таким образом, размер, структура поверхности и контролируемая форма наночастиц Ag играют решающую роль в их антимикробной активности и других применениях. Общий метод получения НЧ Ag включает восстановление ионов серебра в присутствии подходящего поверхностно-активного вещества для достижения контролируемого роста НЧ Ag [12]. Большинство восстанавливающих и поверхностно-активных веществ проявляют цитотоксичность по отношению к клеткам тканей человека и потенциально могут вызывать загрязнение окружающей среды. Следовательно, необходимы дополнительные усилия в разработке экологически чистых методов получения НЧ Ag с регулируемой формой.

В этой работе мы представляем новый способ биосинтеза НЧ Ag с использованием дрожжевого экстракта. Во время процесса дрожжевой экстракт поставляет восстанавливающие и укупоривающие агенты, включая аминокислоты, витамины и углеводы, тогда как ионы серебра служат акцептором электронов. В результате благоприятная стабильность, обеспечиваемая органическими покрывающими агентами на поверхности, монодисперсными НЧ Ag, может сохраняться более года без осадков. Было обнаружено, что НЧ Ag проявляют более высокую антибактериальную активность по сравнению с ампициллином против ампициллин-резистентных E. coli клетки. По сравнению с обычными синтетическими методами, представленный здесь подход к биосинтезу является биосовместимым, рентабельным и экологически безопасным. Кроме того, хорошо диспергированные НЧ Ag с контролируемой формой проявляли хорошие антибактериальные эффекты в отношении E. coli .

Методы

Материалы

Нитрат серебра (AgNO 3 ), сахароза (C 12 H 22 О 11 ), хлорид натрия (NaCl) и гидроксид натрия (NaOH) были приобретены у Sinopharm Co., Ltd. Сухие пекарские дрожжи были получены от AB / MAURI Co., Ltd. E. coli был приобретен у TransGen Biotech Co., Ltd. Набор для анализа пролиферации клеток в водном растворе CellTiter 96® (MTS) был приобретен у Promega Biotech Co., Ltd. плазмида pcDNA3.4, 1 × буфер для образцов NuPAGE® LDS, Eagle, модифицированный Дульбекко. среда (DMEM) и фетальная бычья сыворотка (FBS) были приобретены у Thermo Fisher Scientific Inc. Ампициллин и среда Лурия-Бертани (LB) были приобретены у Sangon Biotech Co., Ltd. Все химические вещества были аналитическими реагентами и использовались без дополнительной очистки. В экспериментах использовалась деионизированная сверхчистая вода (18,2 МОм · см).

Синтез НЧ Ag

Заполненные дрожжевые клетки инокулировали в среду Лурия-Бертани (LB) и встряхивали при приблизительно 150 об / мин в течение ночи при 25 ° C для активации. Затем активированные дрожжевые клетки промывали 0,9% физиологическим раствором и диспергировали в 2% растворе сахарозы при встряхивании примерно 150 об / мин в течение 6 ч при 25 ° C. Наконец, бесклеточный дрожжевой экстракт собирали для биосинтеза НЧ Ag центрифугированием при 2000 об / мин в течение 5 мин. Во время процесса биосинтеза значение pH дрожжевого экстракта доводили до 10 с помощью раствора NaOH, а затем AgNO 3 раствор постепенно добавляли к вышеуказанному раствору при интенсивном перемешивании магнитной мешалкой. Наконец, полученные НЧ Ag подвергали диализу с помощью диализных мембран 1 кДа в течение 5 дней и сушили вымораживанием для дальнейшей характеристики.

Характеристики

Изображения НЧ Ag с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) наблюдали на микроскопе JEM-2100 с ускоряющим напряжением 200 кВ (JEOL, Япония). Изображения с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) получали на растровом электронном микроскопе Carl Zeiss ULTRA plus (Carl Zeiss, Германия), оборудованном энергодисперсионным спектрометром (EDS), работающим при 20 кВ. Спектры поглощения в ультрафиолетовой и видимой (UV-Vis) области регистрировали на спектрофотометре Lambda 950 UV / Vis / NIR (Perkin-Elmer, США). Картины порошковой рентгеновской дифракции (XRD) получали на приборе D8 Advance (Bruker, Германия). Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) регистрировалась в диапазоне 4000-500 см -1 с образцами, приготовленными в виде таблеток KBr на спектрометре Vertex 70 FTIR (Bruker, Германия). Дзета-потенциал НЧ Ag измеряли с помощью прибора Malvern Zeta Nano ZS-90 (Malvern, Великобритания) при 25 ° C. Элементы поверхности на НЧ Ag идентифицировали методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) на приборе Kratos AXIS Ultra DLD с монохроматическим источником Al Kα (1486,6 эВ) (Shimadzu, Япония). Аминокислотные компоненты анализировали с помощью высокоскоростного аминокислотного анализатора L-8900 (Hitachi, Япония).

Анализ цитотоксичности клеток

Для изучения биосовместимости полученных НЧ Ag был использован анализ MTS для оценки клеточной цитотоксичности НЧ Ag [13]. Клетки Cos-7 культивировали в среде DMEM с добавлением 10% полной среды FBS в инкубаторе с увлажненной атмосферой, содержащим 5% CO 2 при 37 ° С. Клетки помещали в 96-луночные планшеты с плоским дном при плотности 10000 клеток на лунку и культивировали в течение 24 часов. Затем питательную среду заменяли свежей средой DMEM, содержащей различные концентрации НЧ Ag. После инкубации в течение еще 24 ч относительно жизнеспособные клетки определяли с помощью MTS. Оптическую плотность измеряли при 490 нм с использованием микропланшетного ридера SpectraMax® M5 (Molecular Devices, США). Необработанные клетки в среде DMEM использовали в качестве контроля.

Анализ SDS-PAGE

Стандартный SDS-PAGE выполняли с 10% (мас. / Об.) Разделяющим гелем и 4% -ным стекирующим гелем. Образцы кипятили в течение 5 минут с 1 × NuPAGE® LDS Sample Buffer и центрифугировали при 12000 об / мин в течение 5 минут перед нанесением на гели. Стандартный белковый маркер использовали в качестве контрольного образца. Гели окрашивали 0,5% кумасси синим. Изображения гелей были записаны с помощью GelDoc XR + системы гель-визуализации (Bio-Rad, США).

Исследования антимикробной активности

Для определения антимикробной активности синтезированные НЧ Ag были протестированы на бактерицидную активность против E. coli [14]. Единственная колония E. coli выращивали в течение ночи при 37 ° C в среде LB на орбитальном шейкере при 150 об / мин. Колонии доводили до OD 0,01–0,02 при 600 нм свежей средой LB. Затем 100 мкл серийных разведений НЧ Ag заливали на 96-луночные микропланшеты. Затем микропланшеты инокулировали 100 мкл разведенного E. coli раствора и инкубируют 16 ч при 37 ° C. Жизнеспособность E. coli определяли путем измерения оптической плотности при 600 нм с помощью микропланшетного ридера SpectraMax® M5 (Molecular Devices, США). Для оценки антибактериальной чувствительности против E. coli через некоторое время. Наконец, 100 мкл E. coli Раствор добавляли в стерильные пробирки, содержащие 10 и 20 мкг / мл НЧ Ag соответственно. Поглощение при 600 нм измеряли с помощью ридера для микропланшетов SpectraMax® M5 (Molecular Devices, США) через 1, 2, 4 и 6 часов.

Метод колониеобразующей единицы был введен для исследования НЧ Ag против устойчивых к антибиотикам бактериальных клеток. Э. coli стабильно экспрессирует плазмиду pcDNA3.4, содержащую ген β-лактамазы, который придает устойчивость к ампициллину в качестве модели. Когда ампициллин-резистентный E. coli ( E. coli -Amp + ) клетки достигли логарифмической фазы роста, E. coli -Amp + Клетки выращивали в чашке с агаром LB при обработке одним ампициллином или при комбинированной обработке НЧ Ag и инкубировали при 37 ° C в течение 18 часов. Число E. coli -Amp + Колонии, образовавшиеся на чашках LB, подсчитывали. Все анализы проводились не менее трех раз.

Результаты и обсуждение

Синтез НЧ Ag

Как схематически показано на схеме 1, получение НЧ Ag начиналось с самосборки биомолекул в дрожжевом экстракте с образованием мицелл дрожжей. Затем Ag + был восстановлен in situ восстановителями в дрожжевом экстракте, включая аминокислоты, витамины и углеводы. Образующиеся наночастицы Ag были стабилизированы биомолекулами. Покрытие поверхности Ag NP усиливает сродство к бактериальной мембране, увеличивая проницаемость клеточной стенки. Взаимодействие между НЧ Ag и пептидогликаном изменило конфигурацию пептидогликана, что в конечном итоге привело к процессу апоптоза и повреждению бактерий.

Предлагаемая схематическая иллюстрация биосинтеза НЧ Ag

Структурная характеристика НЧ Ag

Как показано на рис. 1а, типичное СЭМ-изображение показало, что синтезированные НЧ Ag имеют сферическую форму и мелкий размер. EDX подтвердил образование НЧ Ag (рис. 1б). Сильный пик оптического поглощения наблюдался примерно при 3 кэВ, что является типичным пиком оптического поглощения нанокристаллитов серебра для поверхностного плазмонного резонанса. Незначительные количества кислорода и углерода могут быть связаны с тонким слоем органического покрытия на синтезированных НЧ Ag. Реакция AgNO 3 раствор с NaOH приводит к образованию небольшого количества Ag 2 О. Следовательно, небольшое количество O можно также объяснить присутствием Ag 2 О. Морфология и размер наночастиц Ag были дополнительно охарактеризованы с помощью ПЭМ высокого разрешения (ПЭМВР). НЧ Ag имели диаметр от 10,3 до 18,9 нм (рис. 1c), средний размер 13,8 нм (рис. 1d). Размер, форма и химический состав поверхности НЧ Ag показали важное влияние на антимикробную активность. Меньший размер и большая площадь поверхности позволили НЧ Ag лучше взаимодействовать с бактериальной мембраной для дальнейшего повышения антимикробной активности [15,16,17]. Четкие полосы решетки на изображении HRTEM показали расстояние между полосами 0,15 нм (рис. 2а), что соответствует плоскостям (220) серебра. Как показано на рис. 2b, кристаллическая природа наночастиц Ag была продемонстрирована типичными дифракционными картинами на выбранной площади (SAED), где яркие круглые кольца соответствуют (311), (220), (200) и ( 111) самолеты [18, 19].

а Автоэмиссионное СЭМ изображение НЧ Ag, b EDX-спектр НЧ Ag, c ПЭМ изображение НЧ Ag и d распределение НЧ Ag по размерам

а Кайма решеток НЧ Ag на изображении HR-TEM, b круглые кольца наночастиц серебра из типичных дифракционных картин на выбранной площади (SAED)

В УФ-видимом спектре наночастиц Ag обнаружен сильный пик при 418 нм, который был обусловлен поверхностным плазмонным резонансом (рис. 3а). Желтый раствор синтезированных НЧ Ag показан на рис. 3б, что указывает на образование НЧ Ag. Анализ рентгенограмм синтезированных НЧ Ag показал четыре интенсивных пика при 77,36 °, 64,30 °, 43,52 ° и 38,16 °, соответствующих плоскостям (311), (220), (200) и (111) для серебра. соответственно (рис. 3в). Данные подтверждены стандартными данными серебра из карты JCPDS № 04-0783 [20]. Картина XRD продемонстрировала кристаллическую природу синтезированных НЧ Ag, что согласуется с предыдущим сообщением [21]. FTIR-анализ был использован для характеристики и идентификации потенциальных биомолекул на синтезированных НЧ Ag (рис. 3d). Широкая полоса на 3405 см −1 соответствует растяжению −OH [22]. Более слабый пик на 2915 см −1 приписывается растягивающему колебанию -CH2. Полоса на 1655 см −1 в дрожжевом экстракте происходит из-за валентного колебания C =O карбоксильных групп, и эта полоса сдвигается до 1573 см -1 в НЧ Ag, за счет взаимодействия карбоксильных фрагментов с НЧ Ag [23]. Острый пик на 1375 см −1 объясняется валентным колебанием C – N. Полосы на 1048 см −1 и 1083 см −1 относятся к валентным колебаниям C – O – C и C – OH соответственно [24, 25]. Эти результаты продемонстрировали, что биомолекулы дрожжевого экстракта ответственны за биосинтез НЧ Ag. Покрытие поверхности НЧ Ag влияло на сродство к бактериальной мембране [26, 27]. Состояния НЧ Ag дополнительно охарактеризовали с помощью РФЭС. Как показано на рис. 4a, полное сканирование спектра XPS с четкими пиками было приписано C 1 s , Ag 3 d , Ag 3 p , Ag 3 s , и O 1 s . Агрегат Ag 3 d (5/2) и Ag 3 d (3/2) пики наблюдались при энергиях связи примерно 368,5 и 374,5 эВ соответственно (рис. 4b). Это значение расщепления энергии 6,0 эВ продемонстрировало образование НЧ Ag [28, 29].

а УФ-видимый спектр НЧ Ag, b фото синтезированных НЧ Ag, c Рентгенограмма наночастиц Ag и d FTIR-спектр НЧ Ag и дрожжевого экстракта

а Полное сканирование XPS-спектра НЧ Ag и b спектр Ag 3d XPS

Заряд поверхности НЧ Ag определяли с помощью прибора Malvern Zeta Nano ZS-90, который является важным параметром стабильности и дисперсности коллоидных растворов. Дзета-потенциал - это поверхностный электростатический потенциал на границе между диффузным слоем и компактным слоем наночастиц, который является индикатором применения биомедицинских полимеров [30]. Как показано в Дополнительном файле 1:Рис. S1, при более низком значении pH, равном 3, дзета-потенциал НЧ Ag выявил слегка отрицательный заряд (-3,2 мВ). Дзета-потенциал НЧ Ag монотонно снижался от -12,1 мВ при pH 7,0 до -24,4 мВ при pH 11,0, что подтверждает наличие отрицательно заряженных групп на поверхности НЧ Ag. Gao et al. сообщили, что дисперсность и стабильность наночастиц серебра в основном связаны с поверхностным зарядом [31]. Наличие отрицательно заряженных групп улучшает стабильность и дисперсность НЧ Ag в водных растворах [32].

Цитотоксичность НЧ Ag и анализ биомолекул

Биосовместимость синтезированных НЧ Ag важна для их дальнейшего биомедицинского применения. Чтобы исследовать цитотоксичность НЧ Ag, жизнеспособность клеток Cos-7 определяли с помощью анализа MTS. Клетки Cos-7 инкубировали с НЧ Ag в различных концентрациях в течение 24 ч. Как показано на фиг. 5а, не было обнаружено значительной цитотоксичности, когда клетки обрабатывали НЧ Ag в концентрациях до 200 мкг / мл. Можно сделать вывод, что НЧ Ag показали незначительную цитотоксичность и хорошую биосовместимость с клетками Cos-7.

а Цитотоксичность НЧ Ag в клетках Cos-7 и, b SDS-PAGE анализ. Дорожка 1:загрузочный буферный контроль. Дорожки 2–4:синтезированные НЧ Ag. Дорожка 5:дрожжевой экстракт, центрифугированный при 8000 об / мин

Чтобы изучить механизмы синтеза синтезированных НЧ Ag, мы проанализировали биомолекулы на поверхности НЧ Ag и дрожжевого экстракта. Как показано на фиг. 5b, анализ SDS-PAGE показал отсутствие детектируемого или маргинального белка на поверхности синтезированных НЧ Ag или в дрожжевом экстракте. Далее мы определили биомолекулы в дрожжевом экстракте с помощью высокоскоростного анализатора аминокислот. Как указано в дополнительном файле 1:Таблица S1 вспомогательной информации, в дрожжевом экстракте содержится примерно 22 вида аминокислот, которые богаты глутаминовой кислотой, γ-аминомасляной кислотой, орнаментом и альфа-линоленовой кислотой. Изоэлектрическая точка этих аминокислот составляет приблизительно 6, за исключением лизина и аргинина приблизительно 10 ~ 11. Кроме того, множество компонентов, содержащих -NH 2 , такие как мочевина, аммиак, аспарагин и глутамин. Биомолекулы восстанавливающих аминокислот, альфа-линоленовой кислоты и углеводов в дрожжевом экстракте играют важную роль в образовании НЧ Ag. Сообщалось, что НАДН-зависимая редуктаза [33, 34] или фермент нитратредуктазы участвует в процессе восстановления [35,36,37] биосинтеза НЧ Ag через экстракт микроорганизмов.

Биомолекулы дрожжевого экстракта играют решающую роль в образовании НЧ Ag, защищая их от агрегации. Стабилизаторы биомолекул помогают предотвратить избыточные реакции между НЧ Ag [38]. Амфотерные молекулы аминокислот содержат как основные, так и кислотные группы. Суммарный заряд этих аминокислотных соединений может быть отрицательным или положительным в зависимости от изменений pH раствора дрожжевого экстракта, что дополнительно влияет на связывающую способность во время синтеза НЧ Ag [39]. В щелочном растворе аминокислоты на поверхности наночастиц серебра несут отрицательные заряды, которые максимизируют взаимодействия электростатического отталкивания [40,41,42]. Биомолекулы дрожжевого экстракта действуют как укупоривающий агент и играют ключевую роль в контроле распределения размеров, формы и морфологии при образовании НЧ Ag. Значение pH является важным фактором, влияющим на контролируемый синтез НЧ Ag в исследовании. Когда значение pH ниже 7, зародышеобразование происходит с низкой скоростью. НЧ Ag могут быть сформированы за несколько минут при более высоких значениях pH, а размер частиц уменьшается с увеличением значений pH раствора. Оптимальный баланс был продемонстрирован между процессами роста и зародышеобразования [43]. Нестабильные и агломерированные НЧ Ag всегда присутствовали в процессе восстановления растворов с экстремальными значениями pH (> 11) [44].

Антибактериальная активность

Э. coli был всесторонне оценен на предмет антимикробной активности НЧ Ag. Рост E. coli в присутствии или отсутствии НЧ Ag доказывает антимикробную способность. Как показано на фиг. 6а, синтезированные НЧ Ag проявляли значительную антибактериальную активность в зависимости от концентрации против E. coli . Анализ ингибирования роста продемонстрировал полное снижение E. coli при концентрациях Ag NP выше 20,0 мкг / мл по сравнению с отрицательным контролем. Половинная ингибирующая концентрация (EC 50 ) НЧ Ag составила 13,4 мкг / мл. Доза 20,0 мкг / мл НЧ Ag продемонстрировала значительный антибактериальный эффект против E. coli в течение всего времени тестирования, в то время как НЧ Ag с концентрацией 10,0 мкг / мл продемонстрировали частичный ингибирующий эффект (рис. 6b).

а Подавление роста E. coli и b временной анализ антибактериального эффекта

Чтобы выяснить, действительно ли НЧ Ag влияют на устойчивые к антибиотикам бактериальные клетки, мы оценили антибактериальную активность НЧ Ag в отношении устойчивых к ампициллину E. coli методом колониеобразующих единиц. Э. coli -Amp + стабильно экспрессирует большое количество копий плазмиды pcDNA3.4, содержащей ген β-лактамазы, который придает устойчивость к ампициллину E. coli [45] . Знак E. coli -Amp + клетки выращивали в чашке с агаром LB при обработке одним ампициллином или при комбинированной обработке НЧ Ag. Ингибирующая активность полученных НЧ Ag представлена ​​на фиг. 7. Было отмечено, что НЧ Ag при комбинированной обработке ампициллином проявляли более высокую антибактериальную активность по сравнению с одним ампициллином. Напротив, лечение одним ампициллином не оказывает ингибирующего действия на E. coli -Amp + . Комбинированная терапия антибиотиками и НЧ Ag обеспечивает дополнительную стратегию преодоления антибиотикоустойчивых бактериальных клеток, что дополнительно улучшает существующие терапевтические подходы. Общие результаты, представленные в этом исследовании, способствуют разработке альтернативных антибактериальных ингибиторов для лечения бактериальных инфекций, вызванных штаммами бактерий с множественной лекарственной устойчивостью.

Рост E. coli -Amp + при лечении только ампициллином (50 мкг / мл) или в сочетании с НЧ Ag (25 мкг / мл). а Высокая плотность и b низкая плотность E. coli -Amp + ячейки

Существует большая потребность в новых лекарствах с различными механизмами борьбы с резистентностью бактерий. Из-за их сильной антимикробной активности НЧ Ag используются в медицинских продуктах, товарах личной гигиены и текстильных изделиях. Существует несколько механизмов, с помощью которых НЧ Ag борются с устойчивостью микробов [46]. НЧ Ag накапливались на поверхности бактериальной мембраны, увеличивая проницаемость клеточной стенки. Взаимодействие между НЧ Ag и пептидогликаном изменяет конфигурацию пептидогликана и, таким образом, повреждает бактериальную мембрану [47]. Характеристики формы, структуры поверхности, морфологии, дисперсности и биосовместимости НЧ серебра играют важную роль в их антимикробной активности.

Выводы

Здесь мы сообщаем о новом биосинтетическом методе получения НЧ Ag с использованием дрожжевого экстракта. Мицеллы дрожжей образуются, когда Ag + раствор смешивали с дрожжевым экстрактом. Биовосстановительные биомолекулы играют важную роль в восстановлении Ag + . Кроме того, биомолекулы обеспечивают благоприятную стабильность, монодисперсность и контролируемое распределение по размерам для синтезированных НЧ Ag, демонстрируя хорошую стабильность в течение более года без осаждения. Высокоскоростной аминокислотный анализ показал, что дрожжевой экстракт богат биомолекулами, в том числе аминокислотами, альфа-линоленовой кислотой и аминомасляной кислотой. НЧ Ag проявляли значительную антибактериальную активность в зависимости от концентрации против E. coli . Анализ ингибирования роста продемонстрировал полное снижение E. coli при концентрациях НЧ Ag выше 20,0 мкг / мл. НЧ Ag при комбинированной обработке ампициллином проявляют более высокую антибактериальную активность по сравнению с одним ампициллином против ампициллин-резистентных E. coli ( E. coli -Amp + ) клетки. Поверхностные покрытия на НЧ Ag увеличивают сродство к бактериальной мембране и увеличивают проницаемость клеточной стенки. Взаимодействие между НЧ Ag и пептидогликаном изменило конфигурацию пептидогликана и в конечном итоге привело к апоптозу бактерий. Кроме того, эти НЧ Ag, стабилизированные биомолекулами, обладают низкой цитотоксичностью и хорошей биосовместимостью с клетками Cos-7.

Доступность данных и материалов

Наборы данных, подтверждающие выводы настоящего исследования, доступны у соответствующих авторов по разумному запросу.

Сокращения

Ag NPs:

Наночастицы серебра

DMEM:

Среда Игла, модифицированная Дульбекко

E. coli :

кишечная палочка

EDS:

Энергодисперсионный спектрометр

FBS:

Фетальная бычья сыворотка

FTIR:

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье

HRTEM:

ТЕМ высокого разрешения

LB:

Лурия-Бертани

SAED:

Дифракция в выделенной области

SEM:

Сканирующая электронная микроскопия

ТЕМ:

Просвечивающая электронная микроскопия

УФ-видимый:

Видимость в ультрафиолете

XRD:

Рентгеновская порошковая дифракция


Наноматериалы

  1. Биосовместимые наночастицы FePO4:доставка лекарств, стабилизация РНК и функциональная активность
  2. Биогенный синтез, характеристика и оценка антибактериального потенциала наночастиц оксида меди против Escheric…
  3. Получение и повышенная активность каталитического гидрирования наночастиц Sb / палигорскита (PAL)
  4. Модифицированный гиперразветвленный полиглицерин как диспергатор для контроля размера и стабилизации нано…
  5. Определение каталитической активности наночастиц TiO2, легированных переходными металлами, с помощью спектро…
  6. Синтез и эффективность in vitro покрытых полипирролом железо-платиновых наночастиц для фототермической терапии…
  7. Зеленая способность к синтезу и стабилизации наночастиц меди:каталитическая, антибактериальная, цитотоксич…
  8. Антибактериальная активность приготовленного in situ раствора наночастиц хитозана / серебра против метициллин…
  9. Последние достижения в синтетических методах и применении серебряных наноструктур
  10. Использование искусственного интеллекта и машинного обучения для извлечения полезной информации в погранич…