抗菌酸化グラフェン/銅ナノ複合材料の作製

要約

ここでは、抗菌ナノ材料として酸化グラフェン/銅(GO/Cu)ナノコンポジットを紹介します。GO/Cuナノコンポジットの抗菌効果は、抗生物質耐性のグラム陽性菌とグラム陰性菌の両方に対して評価されました。

要約

抗生物質は、現在、細菌を殺すために最も使用されている抗菌治療薬です。しかし、細菌は抗生物質に過剰にさらされ続けると耐性を獲得します。抗生物質耐性菌は、現在のすべての抗生物質に対する耐性メカニズムを持ち、院内感染を促進する可能性があるため、既存の抗生物質に代わる抗菌剤の開発が不可欠です。この課題に対処するために、本研究では、既存の抗生物質に代わる抗菌材料として、酸化グラフェン/銅(GO/Cu)ナノ複合材料を提案します。GO/Cuナノコンポジットは、透過型電子顕微鏡と走査型電子顕微鏡によって特徴付けられます。その結果、銅(Cu)ナノ粒子が酸化グラフェンシート上で良好に成長していることが示されました。さらに、院内感染に関与することが多いメチシリン耐性 黄色ブドウ球 菌(MRSA)および 緑膿菌 (P.aeruginosa)に対する抗菌物質の有効性を確認するために、微量希釈ブロス法が使用されます。具体的には、500 μg/mLのGO/Cuナノコンポジットにより、MRSAの99.8%と 緑膿菌 の84.7%が除去されます。金属ナノ複合材料は、イオンを放出し、活性酸素種を形成し、細菌に物理的に損傷を与えることにより、抗生物質耐性細菌を根絶することができます。この研究は、抗菌剤耐性菌の根絶における抗菌性GO/Cuナノ複合材料の可能性を示しています。

概要

細菌感染症は公衆衛生に大きな影響を与えます。特に病原菌は、体内の防御メカニズムを回避し、病気を引き起こす可能性があります¹。抗生物質は、細菌感染症の治療に広く使用されています。しかし、抗生物質の不適切な使用は、抗生物質耐性菌の出現を促進しました。現在、抗生物質耐性菌に起因する院内感染は、医療施設で顕著な合併症を引き起こしています²。残念ながら、細菌は現在のすべての抗生物質に対する耐性メカニズムを持っています³。そのため、新たな抗菌薬の開発は不可欠ですが、耐性メカニズムが出現する可能性も高いとされています。

金属ナノ粒子は、その効果的な抗菌特性により、抗生物質耐性菌と戦うための有望な薬剤として浮上しています^4,5,6。細菌が金属ナノ粒子に対する耐性メカニズムを発達させることは困難です^、なぜならそれらは特定の細菌受容体に結合しないため7。特に、銀、銅、および酸化亜鉛ナノ粒子は、その顕著な抗菌効果<....

プロトコル

1. GO/Cuナノコンポジットの作製

注:GOナノシート上で成長するCuナノ粒子のサイズおよび形態は、GO酸化の程度、Cu前駆体の濃度、および還元剤²⁶の濃度によって決定される。

1. ガラス瓶に1 mg / mL GO懸 ?? 液10 mLを調製します。.GOが蒸留水(DI)に十分に分散するまで、GO懸濁液を1時間超音波処理します。
2. ガラスバイアルに20 mM CuCl₂溶液を調製します。CuCl₂が脱イオン水に十分に分散するまで、CuCl₂溶液を超音波処理します。
3. GO溶液に20mM CuCl₂ 溶液10mLを加え、混合物を70°Cで1時間超音波処理します。
4. 20 mM NaBH₄ 溶液を調製します。
   注意: この手順は、化学薬品のヒュームフードで実行する必要があります。還元剤NaBH4を水に導入するとすぐに酸化還元反応が起こります。実験の直前にNaBH₄溶液を調製します。
5. NaBH₄、GO、CuCl₂の混合物の調製

ディスカッション

ここでは、Cuナノ粒子を堆積させたGOナノシートを低コストで簡便に調製する方法を報告します。これは、抗生物質耐性菌を根絶するための潜在的に効率的な方法です。GO/Cuナノコンポジットの合成における重要なステップは、GOとCuCl₂ を溶液中に完全に分散させ、それらを混合しながら高温を維持することです。また、還元剤は水と接触するとすぐに還元反?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Antibiotic-Antimycotic	Gibco	15240062
Clinical MDR bacterial strains	Chung-Ang University Hospital (Seoul, South Korea)
Copper(II) chloride dihydrate	Duksan	10125-13-0
Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM)	Carl Zeiss	SIGMA
Graphene oxide	Sigma	796034
Sodium Borohydride	Sigma	71320
Transmission Electron Microscopy (TEM)	JEOL	JEM-2100
Tryptic Soy Agar	BD difco	236950
Tryptic Soy Broth	BD difco	211825