Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. (a) Турбидиметрический анализ лизоцима и лизоцима-ОУНТ в растворе M. lysodeikticus. (b) Скорость реакции лизиса M. lysodeikticus.
Рис.2. (a) УФ-вид-ИК спектр поглощение собранных слоёв лизоцима-ОУНТ и ДНК-ОУНТ (концентрация ОУНТ в суспензии ~25 мг/л). Вставка: переходы ван Хофа металлических и полупроводниковых ОУНТ. (b) Сравнение УФ-вид суммарной кривой абсорбции при 510 нм и эллипсометрии для собранных слоёв. (c) АСМ-изображение высушенной суспензии ДНК-ОУНТ. (d) Схематическое представление процесса сборки покрытия.
Рис.3. SEM-изображения собранных послойных покрытий лизоцима-ОУНТ/ДНК-ОУНТ: (a) 8 слоёв, (b) 68 слоёв (масштаб 200 нм). (c) Рамановский спектр восьмислойного покрытия. (d) Рамановская карта с участка восьмислойного покрытия 10x10 мкм.
Рис.4. УФ-вид-БИК спектр поглощения собранных слоёв лизоцима-ОУНТ и ДНК-ОУНТ (концентрация ОУНТ 45 мг/л). ДНК-ОУНТ (синий) и лизоцим-ОУНТ (красный): (a) без NaCl, (b) с добавлением NaCl (10 мМ). Вставка: переходы ван Хофа метллических и полупроводниковых ОУНТ. (c) Поверхностный плазмонный резонанс (in situ) демонстрирующий покрытие поверхности. Сравнение УФ-вид суммарных кривых абсорбции при 510 нм и эллипсометрии (концентрация ОУНТ 45 мг/л): (d) без NaCl и (e) с добавлением NaCl (10 мМ). (f и g) SEM-изображения поверхности покрытия (68 слоёв) без и с добавлением NaCl, соответственно (масштаб 200 нм).
Рис.5. Механические свойства покрытия из 69 слоёв лизоцима-ОУНТ и ДНК-ОУНТ: (a) твердость и (b) модуль Юнга. Вставка: плато, на котором рассчитывался модуль Юнга.
Рис.6. (a) Влияние количества слоёв на результаты турбидиметрический анализа. (b) Скорость реакции лизиса M. lysodeikticus. SEM-изображения образцов, помещенных в среду с Staphylococcus aureus при 37 °C на 24 часа: (c) чистая кремниевая подложка, (d) подложка с антибактериальным покрытием из 11 слоёв (масштаб 1 мкм).

Антибактериальное покрытие на основе УНТ и биополимеров

Ключевые слова:  антибактериальное покрытие, биополимер, нанотехнологии, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

05 сентября 2008

Проблема распространения инфекций через контакт с загрязнёнными поверхностями остро стоит для некоторых групп людей, например, для космонавтов, людей с ослабленным иммунитетом и тех, кому требуется срочное хирургическое вмешательство. Недавно также обсуждалась проблема, связанная с распространением таких инфекций, как синдром острой дыхательной недостаточности (severe acute respiratory syndrome –SARS) и различных видов стафилококков, особенно устойчивых к метициллину – синтетическому производному пенициллина (MSRA). Таким образом, область применения антибактериальных покрытий достаточно велика: не только авиакосмическая, оборонная промышленность и медицина, но и индустрия одежды, а также общественный транспорт.

Лизоцим – один из самых мощных натуральных антибактериальных белков, который, в отличие от большинства других антибактериальных веществ, обладает как ферментной, так и неферментной активностью и может сохранять свои полезные свойства при достаточно высоких температурах. Однако для столь практически важного вещества требуется механически жесткие материалы-носители, такие как углеродные нанотрубки. Сами же УНТ не обладают антибактериальным эффектом, о чём свидетельствует ряд проведённых экспериментов (рис.1). Авторы работы создали суспензии УНТ с помощью двух органических соединений ДНК и лизоцима, а затем использовали их для создания многослойного покрытия (рис.2d). Направление «упаковки» суспензии УНТ регулировалось с помощью воздушного потока.

Зета-потенциалы ДНК и лизоцима имеют противоположный знак (-30 и +22 мВ, соответственно), что обеспечивает надёжное сцепление слоёв посредством электростатического взаимодействия. На рисунке 2а представлены данные (разделённые пики M11, S11, S22), которые свидетельствуют о том, что УНТ остаются разделёнными в ходе процесса сборки слоёв. Само количество слоёв можно достаточно просто регулировать (рис.3 a-b) благодаря методу послойной сборки с использованием воздушного потока.

Далее учёные исследовали влияние различных концентраций суспензий и введение в них электролитов, например, NaCl (рис.4), на процесс послойной сборки покрытия, а также исследовали механические свойства материала (рис.5). И в заключении был проведён ряд экспериментов по исследованию антибактериальных свойств (рис.6). Стафилококки погибают на обработанном покрытии в течение очень небольшого промежутка времени.

Учёные уверены, что применение подобного рода покрытий, обладающих хорошими механическими свойствами и сильным антибактериальным эффектом, в скором будущем займут достойное место в медицинской практике, космонавтике, подходах к созданию общественного транспорта, спортивной индустрии и т.д.




Комментарии
Лизоцим - не самый мощный агент, трипсин, субтилизин значительно активнее. Кроме того, он достаточно дорогой (если не рекомбинантный, конечно, но даже в этом случае тоже)
Обычный бинт, пропитанный раствором трипсина, используется в медицине с такими целями уже давно.

Конъюгат УНТ с ДНК - вообще молчу. Если это синтетическая ДНК с линкерами - то стоимость превышает все мыслимые пределы.

Идея неплохая, но вообще-то это перепевка старых (30 лет) материалов на новые ноты
Смирнов Евгений Алексеевич, 06 сентября 2008 13:31 
на сколько я понимаю, лизоцим авторы работы выбрали из-за того, что он обладает не только ферментативной активностью...
УНТ-ДНК - есть предложения как разделить по-иному клубки нанотрубок?!
да и к тому же данное покрытие можно просто наносить фактически в полевых условиях на любой предмет...
Согласно Википедии - лизоцим это фермент класса гидролаз. Ну есть у него ещё иммуногенная активность, ну и что?

На рисунке 6 русским по белому написано:
"Скорость реакции лизиса M. lysodeikticus."

Лизис - это процесс гибели (распада) бактериальных клеток путём разрушения клеточной стенки.

-----
УНТ-ДНК - есть предложения как разделить по-иному клубки нанотрубок?!
-----

Как насчёт окислить их азотной кислотой? Или нитратом свинца при нагревании? Или ПАВ с ультразвуком?
Просто синтетическая ДНК офигенно дорогая.

----
да и к тому же данное покрытие можно просто наносить фактически в полевых условиях на любой предмет...
----

Евгений Алексеевич, это не так. Но вдаваться в теорию и практику ЛКМ и нанесения защитнных покрытий не будем.
Смирнов Евгений Алексеевич, 08 сентября 2008 15:34 
про то, что такое лизис я прекрасно знаю...
могу привести цитату из статьи...к тому же я вроде написал, что он "один из самых мощных"

Разделение УНТ - согласен, только в данном случае ДНК играет роль "связующего" двух слоёв...

Защитные покрытия: хочется всё-таки поподробнее, почему это нельзя...если есть некоторое, не думаю, что громоздкое оборудование, то вполне осуществимо...
Владимир Владимирович, 08 сентября 2008 16:34 
Согласно Википедии - лизоцим это фермент класса гидролаз. Ну есть у него ещё иммуногенная активность, ну и что?

На рисунке 6 русским по белому написано:
"Скорость реакции лизиса M. lysodeikticus."

Лизис - это процесс гибели (распада) бактериальных клеток путём разрушения клеточной стенки.

Александр Ринатович,
Позвольте парировать Вашу реплику цитатой ярчайшего критика Нанометра:
"...потрясающая комбинация умных слов..."(06 сентября 2008 10:30)

Но, Вы знаете, ЕАС (и авторы статьи) имели в виду неферментную активность (non-enzymatic activity) лизоцима в денатурированном состоянии, что важно для такого типа покрытий (сильные электростатические взаимодействия и, потенциально, высокие температуры)
Вот посмотрите, пожалуйста!

И присоединяюсь к Евгению Алексеевичу в просьбе подробно пояснить про нанесение защитных покрытий (просто получается что значимость статьи сильно компрометируется Вашими комментариями...)
В роли "связующего" вместо ДНК можно использовать полистиролсульфокислоту. Дёшево и сердито.

Технология защитных покрытий типа ликбез (заранее прошу не обижаться)
1 Подготовка поверхности (удаление ржавчины, или пыли, или старого покрытия, или тупо шлифовка поверхности для удаления заусениц)
2 Предварительное покрытие (подслой, грунтовка)
3 Сушка
4 Активация подслоя (не всегда)
5 Собственно покрытие защитным материалом.
6 Сушка

Каждый пункт - это отдельная технология проведения работ, причём методы пригодные для металла не сработают на дереве или на бетоне.

Оборудование, конечно, нехитрое. Самый простой вариант - ведро с раствором, в которое макается наша деталь
Смирнов Евгений Алексеевич, 08 сентября 2008 19:55 
ммм...ну если всё упрощается до ведра с раствором, как я собственно и предполагал, то в военно-полевых условия (а скорее всего разработки таких покрытий нужны в медицины катастроф и военной медицине) можно просто иметь машину Урал с необходимым оборудованием в кузове и за несколько часов изготавливать покрытие для спасения людей, которым необходимо срочное хирургическое вмешательство...
g e n, 08 сентября 2008 22:18 
А кто знает, почему покрытия в 10 и 20 слоев практически неактивны, а 11 и 21 - наоборот? Активность покрытия определяется наружным слоем? Тогда зачем городить огород с многослойностью? Цель - твердая и упругая антибактериальная броня танка?
Смирнов Евгений Алексеевич, 09 сентября 2008 00:17 
типа того, я думаю, что один слой просто не обладает достаточной твёрдостью...к тому же, можно делать слой перпендикулярными друг другу, а можно параллельными...
----
то в военно-полевых условия (а скорее всего разработки таких покрытий нужны в медицины катастроф и военной медицине) можно просто иметь машину Урал с необходимым оборудованием в кузове и за несколько часов изготавливать покрытие для спасения людей, которым необходимо срочное хирургическое вмешательство...
-----

Разочарую. Для этих целей будет использован водный раствор фенола или крезолов, согласно планов ГО.

-----
А кто знает, почему покрытия в 10 и 20 слоев практически неактивны, а 11 и 21 - наоборот?
-----

Чётные - верхний слой с ДНК
Нечётные - с лизоцимом. Поэтому чётные неактивны, а нечётные - активны.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Частицы полученные пиролизом аэрозолей
Частицы полученные пиролизом аэрозолей

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.