С помощью света и наночастиц золота инженеры из Хьюстонского университета смогли уничтожить за считанные секунды сверхживучие бактерии. Специалисты уже сообщили, что данный метод позволит в будущем бороться с микроорганизмами устойчивыми к антибиотикам.
Учёные разработали новый способ борьбы с бактериями, который позволяет уничтожить их за несколько секунд. Для этого исследователи поместили микроорганизмы на слой наночастиц, после чего нагрели его светом до температуры выше 200 градусов Цельсия. Данная процедура привела к гибели термоустойчивых бактерий за время, не превышающее 25 секунд, обычные же бактерии были уничтожены почти мгновенно. Работа опубликована в журнале Optical Materials Express.
Наночастицы представляли собой золотые пористые диски диаметром в 400 нанометров. Такие структурные особенности частиц, как размер и плотность, а также диаметр пор определили способность дисков поглощать свет определённой длины волны и переизлучать его в виде тепла. Особый бактерицидный эффект был достигнут за счёт механизма, который называется плазмонным резонансом. Он возникает, когда на поверхность наночастицы под определённым углом падает свет, вызывая колебания свободного электронного газа в металле. Что, в свою очередь, нагревает поверхность наночастицы через локальное усиление электрического поля внутри нанопор.
В своём исследовании учёные использовали несколько видов бактерий: Escherichia coli, Bacillus subtilis и Exiguobacterium — последняя может существовать в условиях повышенной температуры и обитает в горячих источниках Йеллоустонского национального парка (Yellowstone National Park). Культуры бактерий помещали на субстрат из наночастиц и затем облучали инфракрасным светом в течение 5–30 секунд.
Данные термографии показали, что наночастицы нагревались до температуры выше 200 градусов Цельсия, в результате чего все клетки E.coli погибали через пять секунд после начала облучения. B.subtilis и Exiguobacterium выдержали чуть больше — 25 секунд. В контрольном опыте ни наночастицы, ни инфракрасное излучение по отдельности не оказывали на микроорганизмы никакого значительного бактерицидного эффекта.
Ранее исследователи из Колорадского университета использовали в борьбе против болезнетворных микробов квантовые точки — наночастицы из серебра и золота, которые при облучении светом способны генерировать внутри клеток бактерий кислородные радикалы, повреждающие клетки бактерий в результате окисления.
По материалам lifenews
