通訊作者：Krasimir Vasilev，Nirmal Goswami
通訊單位：CSIR-Institute of Minerals and Materials Technology, University of South Australia
研究?jī)?nèi)容：
要點(diǎn)一：
要點(diǎn)二：
要點(diǎn)三：
生物被膜具有很高的臨床重要性，因?yàn)樗鼈儗?duì)當(dāng)前的抗菌療法和宿主免疫防御具有耐藥性，在體內(nèi)通常需要更高濃度的AgNPs來(lái)去除生物被膜。作者預(yù)計(jì)，由于非飽和碳納米管和生物膜成分之間潛在的靜電吸引，其陽(yáng)離子性質(zhì)在破壞生物膜方面具有很高的效率。事實(shí)上，CV染色的生物被膜生物量染色顯示，27 μg/mL pAgNCs處理后，表皮S. epidermidis和P. aeruginosa生物被膜約90%顯著分散(圖3 a, b)。使用CLSM獲得LIVE/DEAD BacLight細(xì)菌生存能力試劑盒染色的生物膜的全厚度z疊圖像，并使用Imaris 3D/4D圖像可視化和分析軟件進(jìn)行后期分析。圖3c?f中的圖像顯示了處理組之間的顯著差異。值得注意的是，用pAgNCs處理顯示出強(qiáng)大的殺菌效果，這表明細(xì)菌的殺滅(細(xì)胞呈強(qiáng)烈紅色)和生物膜的消除(生物膜生物量和厚度減少)。為了進(jìn)一步闡明pAgNCs對(duì)細(xì)菌細(xì)胞的物理作用，作者對(duì)生物被膜樣品進(jìn)行了掃描電鏡(SEM)掃描。對(duì)照樣品的SEM顯微照片顯示完整的密集菌群，沒(méi)有任何明顯的膜完整性損失(圖3g,h)。相比之下，用pAgNCs處理可使生物膜基質(zhì)顯著分散。作者還觀察到個(gè)別細(xì)菌表現(xiàn)出不規(guī)則皺膜以及裂解細(xì)胞的碎片(黃色箭頭)。由于作者的pAgNCs的高度陽(yáng)離子性質(zhì)，它們的活性增強(qiáng)來(lái)自于對(duì)細(xì)菌膜的有效破壞。這一結(jié)果以及活/死試驗(yàn)的結(jié)果支持了一種假設(shè)，即由紅色熒光增強(qiáng)所表明的pAgNCs引起膜通透性(圖3c?f)。為了確定pAgNCs對(duì)多種生物膜的活性，我們共培養(yǎng)金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和表皮葡萄球菌，以建立多微生物生物膜。CV染色顯示，與單一物種相比，24 h時(shí)生物膜生物量顯著增加(圖3i)。
圖1：(a) pAgNCs的紫外-可見(jiàn)吸收光譜，插圖顯示環(huán)境光下溶液的顏色。(b) 具有代表性的pAgNCs的TEM顯微圖及相應(yīng)的尺寸分布分析。(c) 高分辨率XPS分析純化的pAgNCs。(d) 純化的pAgNCs的TGA。
圖2:銅綠假單胞菌的CLSM圖像顯示(a) 活的，(b) 死的，(c) 合并的pAgNCs, AgNPs，殼聚糖，和未經(jīng)處理的對(duì)照。(d)顯示處理24小時(shí)后分別定量的細(xì)菌活力(%)。
圖3：(a, b) CV檢測(cè)不同濃度的pAgNCs處理后表皮S.表皮和P. aeruginosa生物被膜的根除。(c, d) Z疊細(xì)菌共聚焦圖像。 (e?f) 生物膜生物量的3D表示。(g, h) 處理前后細(xì)菌生物膜的SEM分析。(i) 用pAgNCs處理的多菌種細(xì)菌生物膜共培養(yǎng)，同時(shí)通過(guò)CV測(cè)量生物膜的輻射。
參考文獻(xiàn)
H. Haidari, R. Bright, Z. Kopecki, P.S. Zilm, S. Garg, A.J. Cowin, K. Vasilev, N. Goswami, Polycationic Silver Nanoclusters Comprising Nanoreservoirs of Ag+ Ions with High Antimicrobial and Antibiofilm Activity. ACS Appl. Mater. Interfaces, (2021) Doi: 10.1021/acsami.1c21657.
