Серебряные микромоторы, уничтожающие бактерии, могут свободно перемещаться в водной среде

Исследователи из ICIQ в Таррагоне разработали простую технику получения микроскопических кристаллов, которые активируются в присутствии света, высвобождая ионы серебра с антимикробной активностью.

В Древней Греции более 3000 лет назад использовали соли серебра для предотвращения инфицирования ран. Их применение продолжалось до открытия Александром Флемингом первого антибиотика около 100 лет назад. Сегодня проблема антибиотикорезистентности заставляет вернуться к истокам — солям серебра.

Исследователи из Института химических исследований Каталонии (ICIQ-CERCA) в сотрудничестве с Каталонским институтом нанонауки и нанотехнологий (ICN2) создали на основе солей серебра микроскопические кристаллы или микромоторы.

Эти кристаллы автономно перемещаются (отсюда название «микромоторы») в водных средах под воздействием видимого света. В процессе движения они инактивируют присутствующие бактерии, что делает их перспективным инструментом для восстановления окружающей среды.

Группа под руководством доктора Кэтрин Вильи (ICIQ) опубликовала исследование в журнале Advanced Optical Materials. В нём представлена простая методика получения микроскопических кристаллов, активируемых светом. Активация приводит к автономному движению, высвобождению ионов серебра и свободных радикалов с антимикробной активностью, а также к саморазрушению кристаллов, оставляя воду чистой.

Как это работает?

Исследователи создали микроструктуры, содержащие фосфат серебра, в форме тетраподов — кристаллической структуры из 4 «рук» длиной около 5 микрометров каждая. Эти кристаллы, названные TAMs, движутся автономно за счёт фотокатализа.

Фотокатализ происходит, когда свет действует как катализатор, вызывая реакцию фосфата серебра в составе TAMs с водой в среде. Это приводит к высвобождению кислорода, ионов серебра и свободных радикалов. Эти соединения ответственны за движение TAMs. При этом высвобождаемые радикалы и ионы серебра убивают бактерии в среде.

Бактерицидное действие объясняется влиянием серебра на бактериальные стенки, что нарушает их проницаемость и наносит непоправимый ущерб клеточной стенке, приводя к гибели бактерий.

Преимущества и перспективы

Высвобождаемые из микромоторов ионы серебра превращаются в наночастицы серебра, которые можно легко извлечь фильтрацией, избегая дополнительного загрязнения.

Доктор Вилья поясняет: «Согласно результатам исследования, микромоторы в два раза эффективнее, чем наночастицы серебра сами по себе. Кроме того, если предотвратить их движение, антибактериальная способность этих микромоторов резко снижается».

Микромоторы представляют собой многообещающий инструмент для экологических приложений. В прошлом году команда доктора Вильи разработала микромоторы, покрытые лакказой — соединением, ускоряющим превращение мочевины в аммиак (мочевина — загрязнитель, а аммиак — потенциальный источник зелёной энергии).