消灭细菌生物膜的纳米晶体

COVID-19大流行正在引起人们对新病原体的担忧，例如新病毒或耐药菌。为此，韩国的一个研究小组最近通过开发控制纳米材料的表面质地来去除抗药性细菌的技术而引起了人们的关注。

POSTECH和UNIST的联合研究团队在国际期刊Nano Letters上引入了基于混合FeCo-氧化物的表面纹理化纳米结构(MTex)作为高效的磁催化平台。该团队由In Lee和Amit Kumar教授，POSTECH化学系的Nitee Kumari博士以及UNIST生物医学工程系的Yoon-Kyung Cho教授和Sumit Kumar博士组成。

首先，研究人员合成了光滑的表面纳米晶体，其中各种金属离子包裹在有机聚合物壳中，并在非常高的温度下对其进行加热。在对聚合物壳进行退火的同时，高温固态化学反应引起纳米晶表面上其他金属离子的混合，从而在其上形成数纳米大小的分支和孔。发现这种独特的表面纹理可以催化化学反应，该化学反应产生杀死细菌的活性氧(ROS)。还被证实具有强磁性并且容易被吸引到外部磁场。该团队发现了一种合成策略，可以将没有表面特征的普通纳米晶体转变为功能强大的混合金属氧化物纳米晶体。

研究小组将这种表面形貌命名为“ MTex”，该形貌的树枝和孔洞类似于犁过的田地。已经验证了这种独特的表面纹理，可以增加纳米颗粒的迁移率，从而使其有效渗透到生物膜基质中，同时在产生对细菌致死的活性氧(ROS)方面表现出高活性。

该系统可在广泛的pH范围内产生ROS，并且可以有效地扩散到生物膜中并杀死对抗生素具有抗性的内在细菌。并且由于纳米结构是磁性的，因此即使从难以到达的微通道中也可以刮除生物膜碎片。

该论文的相应作者之一阿米特·库马尔(Amit Kumar)博士解释说：“这种新开发的MTex具有很高的催化活性，不同于常规尖晶石形式的稳定光滑表面。”“这一特性即使在很小的空间中也可用于渗入生物膜，并且对杀死细菌和去除生物膜非常有效。”

领导这项研究的In Su Lee教授说：“这项研究可以调节表面纳米组织，从而增加了增强和控制活性部位暴露的可能性。”“我们预计纳米级纹理化表面将在纳米生物界面上显着促进开发出一系列新的类似酶的特性。”

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