通訊作者：Krasimir Vasilev，Nirmal Goswami
通訊單位：CSIR-Institute of Minerals and Materials Technology, University of South Australia
研究內(nèi)容：
要點一：
要點二：
要點三：
生物被膜具有很高的臨床重要性，因為它們對當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來去除生物被膜。作者預計，由于非飽和碳納米管和生物膜成分之間潛在的靜電吸引，其陽離子性質(zhì)在破壞生物膜方面具有很高的效率。事實上，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處理顯示出強大的殺菌效果，這表明細菌的殺滅(細胞呈強烈紅色)和生物膜的消除(生物膜生物量和厚度減少)。為了進一步闡明pAgNCs對細菌細胞的物理作用，作者對生物被膜樣品進行了掃描電鏡(SEM)掃描。對照樣品的SEM顯微照片顯示完整的密集菌群，沒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。作者還觀察到個別細菌表現(xiàn)出不規(guī)則皺膜以及裂解細胞的碎片(黃色箭頭)。由于作者的pAgNCs的高度陽離子性質(zhì)，它們的活性增強來自于對細菌膜的有效破壞。這一結(jié)果以及活/死試驗的結(jié)果支持了一種假設，即由紅色熒光增強所表明的pAgNCs引起膜通透性(圖3c?f)。為了確定pAgNCs對多種生物膜的活性，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時生物膜生物量顯著增加(圖3i)。
圖1：(a) pAgNCs的紫外-可見吸收光譜，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)處理的對照。(d)顯示處理24小時后分別定量的細菌活力(%)。
圖3：(a, b) CV檢測不同濃度的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) 處理前后細菌生物膜的SEM分析。(i) 用pAgNCs處理的多菌種細菌生物膜共培養(yǎng)，同時通過CV測量生物膜的輻射。
參考文獻
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.
