Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Связывание цеолита с бактериями и визуализация последних. Вверху: фазовый контраст. Посередине: зеленая флуресценция красителя DXP. Внизу: электронная микрофотография наночастиц, связавшихся с кишечной палочкой. Справа: для сравнения были взяты наночастицы цеолита, не модифицированного аминогруппами.

Рисунок 2. Постепенная гибель кишечной палочки. Зеленая флуоресценция означает, что бактерии связаны с цеолитом и живы, красная - что внутрь клеток попал пропидий иодид, краситель, избирательно окрашивающий только погибшие клетки.

Рисунок 3. Гибель гонококка (возрастающие зеленые столбики). Для сравнения приведены данные для цеолита без облучения и для цеолита без фталоцианина.

Убийство с помощью света

Ключевые слова:  наночастицы, устойчивые к антибиотикам бактерии, фотодинамическая терапия

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

21 октября 2009

Борьба с инфекционными заболеваниями при помощи антибиотиков приводит к появлению устойчивых микроорганизмов, которые не погибают от лекарств. Для борьбы с резистентными бактериями применяют антибиотики нового поколения – но через некоторое время ситуация повторяется. Это порочный круг, в котором усовершенствование лекарства приводит к усовершенствованию возбудителя болезни.
Разорвать этот круг можно, заменив одно из звеньев – антибиотики – чем-то совершенно иным. Например, бактерии можно разрушить фототермически. Не менее интересный способ – фотодинамическая терапия. Метод основан на том, что при облучении светом определённой длины волны молекула-сенсибилизатор производит синглетный кислород, который атакует живые клетки.
Именно на этом принципе основано действие фотоактивного гибридного наноматериала, созданного немецкими учёными. Материал представляет собой кристаллы цеолита L (50 нм в длину и в диаметре), с которым ассоциированы аж три функционально различных соединения. Цеолит состоит из мельчайших каналов, которые были заполнены зеленым флуоресцентным красителем DXP. К поверхности цеолита были пришиты фталоцианинаты Si(IV). Фталоцианины являются перспективными фототерапевтическими агентами благодаря сочетанию выдающихся свойств. Они низкотоксичны, высокостабильны, а также эффективно производят синглетный кислород, поглощая свет как раз в терапевтически значимом диапазоне длин волн. Наконец, для более направленного действия материала поверхность частиц была модифицирована аминогруппами – благодаря этому наночастицы должны лучше связываться с кишечной палочкой E.coli, на которой сначала и были поставлены эксперименты.
На рисунке 1 показано, как наночастицы связываются с бактериями и окрашивают их. В данном случае в качестве модельного биологического объекта выбран штамм кишечной палочки, устойчивый к антибиотику хлорамфениколу. Устойчивость к антибиотику не помогла им выжить: обработка наночастицами и последующее облучение в течение 2.5 часов светом в диапазоне длин волн 570-900 нм привело к гибели более 95% бактерий (рисунок 2). Совсем другой микроорганизм, устойчивая к тетрациклину бактерия Neisseria gonorrhoeae (возбудитель гонореи), показал сходные результаты (рисунок 3).
Ученые считают, что они создали отличное средство для борьбы с микроорганизмами. К сожалению, в работе не изучено влияние того же самого материала на клетки эукариот. Работа «Photoactive Hybrid Nanomaterial for Targeting, Labeling, and Killing Antibiotic-Resistant Bacteria» опубликована в Angewandte Chemie International Edition.


Источник: Wiley InterSciense



Комментарии
Л В А, 25 октября 2009 12:14 
А как насчёт сравнительных испытаний по сравнению с теми же фотокатализаторами?
Солнечный свет "тормозит" развитие многих бактерий. А как насчет "привычки" бактерий к таким способам "лечения"? Да и как так долго подсвечивать эти микроорганизмы в местах их обитания?
Ой! Бактерии живут внутри организма. Что в человека будут вставлять лампочки? И как мы будем ходить с этим?
Трусов Л. А., 27 октября 2009 02:49 
можно пофантазировать
Crab Cakes, 27 октября 2009 05:27 
Проблема технически решаема. Пациент глотает елочную гирлянду на светодиодах.
КОрмим слабительным, ждем немного, подхватываем
гирлянду с другого конца пациента
и подключаем к источнику питания.
Опс, пациент засветился как инопланетянин из X-Files. До кучи гирлянды можно вставить в легкие.
Другое дело, что бактерия не дура. Она живо мутирует так, чтобы к ней ничего не липло.
От антибиотика защитится в 100 раз труднее, и ничего защищается. А пациент получит
цеолитиков хорошо если в пищеварительный тракт. А то можно в кровь ввести.
С непредсказуемыми последствиями.
"Ученые считают, что они создали отличное средство для борьбы с микроорганизмами."
Я аж прослезился, один раз убили кишпалку, не создав пока ничего и уже "отличное средство".
Один рыбак делится опытом с другим, как избавиться от комаров во время рыбалки:
- Хорошенько натритесь добрым вином и затем посыпьте себя мелким песком. Комары
сядут, напьются вина и начнут бросать камни в друг друга.
Кривин Николай Николаевич, 27 октября 2009 12:11 
Существует понятие оптической прозрачности тканей человеческого тела. Так, например, щека толщиной 5 мм пропускает около 14% падающего на нее света с длиной волны 860 нм. На длине волны 1150 нм пропускание возрастает до 20%.
Биологические ткани создают "оптические окна". Разные ткани - разные окна. Разное состояние организма (избыток воды) - разные окна. Другими словами - этот фактор (прозрачность тканей) не совсем предсказуем, а поэтому труден в использовании.
Если бактерия мутирует так, чтобы к ней ничего не липло, то она и сама не сможет ни к чему прилипнуть. И вроде как умрет. Привет, Леша.
Типа, тефлоновая бактерия?
Трусов Л. А., 04 ноября 2009 16:46 
не, просто воспитанная добрая бактерия

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

 

Латексные сферы на подложке.
Латексные сферы на подложке.

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.