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各向异性金纳米粒子对光敏剂等离子体耦合及抗菌薄膜影响的研究。

DOI：10.1021/acsabm.9b00838 期刊：ACS Applied Bio Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 为避免耐药菌传播，开发具有杀菌功能的抗菌表面十分必要。通过纳米粒子与光敏染料的相互作用，光照可激活抗菌表面，实现对细菌的持续高效杀灭。本研究采用的薄膜包含长度32纳米、直径16纳米的金纳米棒（AuNRs）和直径50纳米的金纳米星（AuNSs），并复合结晶紫染料（CV）。通过数学模拟和表征研究了薄膜所用纳米粒子的表面等离子体共振（SPR）特性，以理解不同粒子间的SPR差异。研究分析了这些粒子与染料的等离子体耦合效应，以及由此产生的活性氧（ROS）生成情况和薄膜的杀菌活性。实验表明：经4小时光照后，该薄膜对革兰氏阴性菌（大肠杆菌）表现出强效杀菌作用——修饰AuNSs的薄膜可实现5个数量级（5-log）杀菌，修饰AuNRs的薄膜达到4个数量级（4-log）杀菌。对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）则保持部分活性：含AuNSs的薄膜可杀灭2.5个数量级，含AuNRs的薄膜能杀灭3个数量级。革兰氏阴/阳性菌对薄膜产生ROS的差异化响应，使得该技术能针对特定菌种实现精准杀菌，例如主要污染革兰氏阴性菌的便盆表面，或主要污染革兰氏阳性菌的公共接触面（门把手、扶手等）。
作者： Francesco Rossi，Eng Huat Khoo，Xiaodi Su，Nguy?n T. K. Thanh
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究各向异性金纳米粒子与光敏剂等离子体耦合对抗菌薄膜开发的影响，旨在光照下实现稳定高效的杀菌效果。

研究成果

含有各向异性金纳米粒子和结晶紫染料的薄膜在光照下对革兰氏阴性和阳性细菌均表现出显著的抗菌活性，其中金纳米星（AuNSs）在活性氧（ROS）生成和细菌减少方面效率更高。革兰氏阴性菌与阳性菌对ROS的差异响应表明其具有靶向抗菌表面的潜力。该研究强调了纳米粒子与染料之间等离子体耦合对增强抗菌活性的重要性。

研究不足

该研究聚焦于特定类型的细菌（大肠杆菌和金黄色葡萄球菌），可能未涵盖细菌耐药机制的全貌。关于抗菌薄膜在持续光照条件下的长期稳定性和可重复使用性，尚未进行广泛研究。

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