Hierin introduceren we grafeenoxide/koper (GO/Cu) nanocomposieten als antibacterieel nanomateriaal. De antibacteriële effectiviteit van de GO/Cu-nanocomposieten werd geëvalueerd tegen zowel antibioticaresistente grampositieve als gramnegatieve bacteriën.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Fabricage van antibacterieel grafeenoxide/koper nanocomposieten
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Antibiotica zijn momenteel de meest gebruikte antibacteriële behandeling voor het doden van bacteriën. Bacteriën ontwikkelen echter resistentie wanneer ze voortdurend te veel worden blootgesteld aan antibiotica. Het ontwikkelen van antimicrobiële middelen die bestaande antibiotica kunnen vervangen, is essentieel omdat antibioticaresistente bacteriën resistentiemechanismen hebben voor alle huidige antibiotica en nosocomiale infecties kunnen bevorderen. Om deze uitdaging aan te gaan, stellen we in deze studie grafeenoxide/koper (GO/Cu) nanocomposieten voor als antibacteriële materialen die de bestaande antibiotica kunnen vervangen. GO/Cu nanocomposieten worden gekenmerkt door transmissie-elektronenmicroscopie en scanning-elektronenmicroscopie. Ze laten zien dat koper (Cu) nanodeeltjes goed groeien op de grafeenoxidevellen. Daarnaast wordt een microverdunningsbouillonmethode gebruikt om de werkzaamheid van de antimicrobiële stof tegen methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) en Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), die vaak betrokken zijn bij nosocomiale infecties, te bevestigen. In het bijzonder wordt 99,8% van MRSA en 84,7% van P. aeruginosa geëlimineerd door 500 μg/ml GO/Cu nanocomposieten. Metalen nanocomposieten kunnen antibioticaresistente bacteriën uitroeien door ionen vrij te geven, reactieve zuurstofsoorten te vormen en de bacteriën fysiek te beschadigen. Deze studie toont het potentieel aan van antibacteriële GO/Cu-nanocomposieten bij het uitroeien van antibioticaresistente bacteriën.
Inleiding
Bacteriële infecties hebben een aanzienlijke impact op de volksgezondheid. Vooral pathogene bacteriën kunnen de beschermende mechanismen van het lichaam omzeilen en ziekten veroorzaken1. Antibiotica worden veel gebruikt om bacteriële infecties te behandelen. Het ongepaste gebruik van antibiotica heeft echter de opkomst van antibioticaresistente bacteriën versneld. Momenteel hebben nosocomiale infecties die kunnen worden toegeschreven aan antibioticaresistente bacteriën opmerkelijke complicaties veroorzaakt in zorginstellingen2. Helaas hebben bacteriën resistentiemec....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Bereiding van de GO/Cu nanocomposieten
OPMERKING: De grootte en morfologie van Cu-nanodeeltjes die op de GO-nanosheets groeien, worden bepaald door de mate van GO-oxidatie, de concentratie van de Cu-voorloper en de concentratie van het reductiemiddel26.
- Bereid 10 ml 1 mg/ml GO suspensie in een glazen fles. Sonificeer de GO-suspensie gedurende 1 uur totdat GO goed is gedispergeerd in gedestilleerd (DI) water.
- Bereid een 20 mM CuCl2-oplossing in een glazen injectieflacon. Sonificeer de CuCl2-oplossing totdat CuCl2....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Transmissie-elektronenmicroscopie (TEM), scanning-elektronenmicroscopie (SEM) en energiedispersieve röntgenspectroscopie (EDS) -analyses werden uitgevoerd om de vorming van GO/Cu-nanocomposieten te bevestigen. Figuur 1A,B laat zien dat heterogene Cu-nanodeeltjes werden gekweekt op de GO-vellen. Zoals te zien is in figuur 1C, bevestigde de EDS-mapping dat de deeltjes op de GO-plaat Cu-nanodeeltjes waren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Hierin rapporteren we een goedkope en eenvoudige methode voor het bereiden van GO-nanosheets afgezet met Cu-nanodeeltjes, wat een potentieel efficiënte methode zou zijn om antibioticaresistente bacteriën uit te roeien. De cruciale stap bij het synthetiseren van GO/Cu-nanocomposieten is het grondig dispergeren van GO en CuCl2 in de oplossing en het handhaven van een verhoogde temperatuur tijdens het mengen. Verder moet de redoxstap snel worden uitgevoerd omdat het reductiemidde.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Dr. Jonghoon Choi is de CEO/oprichter, en Dr. Yonghyun Choi is de CTO van het Feynman Institute of Technology bij de Nanomedicine Corporation.
Dankbetuigingen
Dit onderzoek werd in 2022 (tijdens het sabbatical leave van professor Jonghoon Choi) ondersteund door de onderzoeksbeurs van de Chung-Ang University. Dit onderzoek werd ook ondersteund door het Basic Science Research Program via de National Research Foundation of Korea (NRF), gefinancierd door het Ministerie van Onderwijs (nr. RS-2023-00275006), en de subsidie van het Korea Environment Industry & Technology Institute (KEITI), gefinancierd door het Koreaanse ministerie van Milieu (MOE) (nr. 2022002980003). Klinische MRSA en P. aeruginosa werden verkregen van het Chung-Ang Universitair Ziekenhuis.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 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 |
Referenties
- Doron, S., Gorbach, S. L. Bacterial infections: Overview. International Encyclopedia of Public Health. , 273-282 (2008).
- Van Duin, D., Paterson, D. L. Multidrug-resistant bacteria in the community: An update. Infect Dis Clin North Am. 34 (4), 709-722 (2020).
- Bla....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
