酸化亜鉛ナノ粒子の調製と抗菌効果の評価

要約

本研究では、沈殿法を用いて酸化亜鉛ナノ粒子を合成しました。合成された粒子の抗菌効果は、多剤耐性メチシリン耐性 黄色ブドウ球 菌(MRSA)および 緑膿菌 菌株に対して試験されました。

要約

院内細菌感染症は、抗生物質に対する固有の耐性により、ますます困難になっています。病院における多剤耐性菌株の出現は、抗生物質の広範かつ多様な使用に起因しており、抗生物質耐性の問題をさらに悪化させています。金属ナノマテリアルは、抗生物質耐性細菌細胞を根絶するための代替ソリューションとして広く研究されてきました。金属ナノ粒子は、抗菌イオンの放出、活性酸素種の生成、物理的撹乱など、細菌が抵抗力を発現できないさまざまなメカニズムで細菌細胞を攻撃します。抗菌性金属ナノ粒子の中でも、FDAの認可を受けた酸化亜鉛ナノ粒子は、生体適合性や抗菌性が知られています。本研究では、酸化亜鉛ナノ粒子の合成のための沈殿法の開発、そのナノ粒子の性質解析、抗菌試験の実施に着目しました。酸化亜鉛ナノ粒子は、透過型電子顕微鏡(TEM)、動的光散乱(DLS)、紫外線/可視分光法、およびX線回折(XRD)を使用して特性評価されました。抗菌試験は、メチシリン耐性黄色ブドウ 球 菌(MRSA)および 緑膿菌の多剤耐性株を用いたブロス微量希釈試験を用いて実施しました。この研究は、酸化亜鉛ナノ粒子が抗生物質耐性菌の増殖を阻害する可能性を実証しました。

概要

多剤耐性(MDR)細菌感染症は、人間の健康に重大な世界的な脅威をもたらします¹。これらの感染症は基礎疾患のある患者にとって致命的となる可能性があるため、活発な研究がこの問題に対処しようとしています²。細菌は、さまざまな薬物の作用を避けるために進化してきました。ペニシリンは、世界中で何百万人もの命を救ったことで広く知られ、認められているβラクタム系抗生物質で、細菌の細胞壁の合成を阻害します³。しかし、細菌は、排出ポンプ、トランスペプチダーゼの変化、透過性の低下など、さまざまなメカニズムを通じて薬物の有効性を中和するように進化してきました⁴。さらに、細菌細胞はこれらの耐性遺伝子を次世代に伝達することができ、後続世代の生存率を高め、耐性株^の問題を強化する5。

抗生物質耐性菌の増加は、一般的に複数の抗生物質に対する耐性を示すMDR細菌の出現につながっています。MDR株は、複数の細菌株がさまざまな抗生物質にさらされ、その結果、さまざまな抗生物質に対する耐性を獲得する病院環境で最も頻繁に遭遇します⁶。黄色ブドウ球菌、特に....

プロトコル

この研究で使用した試薬と機器は、 材料表に記載されています。

1. 酸化亜鉛ナノ粒子の調製

1. 200mLの無水エチルアルコールを測定し、ガラスの丸底フラスコに注ぎます。
2. 丸底フラスコを加熱マントルに置き、25〜40°Cで攪拌を維持します。
3. 50 mLバイアルで500 mgのCTABを測定し、フラスコのエチルアルコールに加えます。.CTABが完全に溶解するまで撹拌します。
4. 酢酸亜鉛1.4gを溶液に加え、完全に溶解するまで攪拌します。
5. ヒーティングマントル温度を70°Cに設定して、溶液の温度を上げます。
6. 混合物に0.5 M NaOH溶液25 mLを加え、透明な溶液が白色になるまで1時間反応させます。
7. 溶液を50mLのコニカルチューブに分注し、室温で15000 × g で15分間遠心分離し、上清を捨てます。
8. コニカルチューブの1つに10mLの蒸留水を加え、溶液を超音波処理してナノ粒子を再懸濁します。懸濁溶液をZnOペレットを含む別の円錐形チューブに移し、すべてのZnO溶液が1つの円錐形チューブに集まるまで繰り返します。
9. ナノ粒子を15000 × g....

ディスカッション

沈殿 による ZnO NPの合成は比較的単純で簡単です。この方法を使用してZnO NPをうまく合成するには、前駆体(酢酸亜鉛)が溶媒に完全に溶解していることを確認するために攪拌することが重要です。さらに、温度を上げると、成功した二重変位反応を誘発するのに役立ちます。ZnO NPの合成には、沈殿剤、沈殿剤の濃度、界面活性剤など、サイズや形状を決定する?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
DLS	Zetasizer Pro
Ethyl alcohol, absolute	DAEJUNG	4023-2304
Microplate reader	BioTeck
Sodium Hydroxide	Sigma-Aldrich	221465
TEM	JEOL JEM-F200
TSA	DB difco	236950
TSB	DB difco	211825
XRD	NEW D8-Advance
Zinc acetate	Sigma-Aldrich	383317