Металлические нанотрубки убивают бактерий
 Углеродные нанотрубки с металлическими свойствами помогут бороться с бактериями. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Не так давно научному миру стало известно, что одностенные углеродные нанотрубки (представляющие собой свернутые в цилиндр плоские листы графена с двумерной гексагональной кристаллической решеткой) токсичны для бактерий. На сегодняшний день объясняется этот факт тем, что нанотрубки, входя в контакт с клеточной мембраной бактерии, разрушают ее (за счет своих молекулярных связей), вызывая, соответственно, «утечку» внутриклеточной жидкости. Нанотрубка может даже вызвать окисление клетки (с ее последующей смертью).
Несмотря на то, что «рабочее» объяснение этого феномена уже существует, ученые все еще продолжают дискуссии относительно того, почему эти нанообъекты столь вредны именно для бактерий. Завесу тайны над деталями механизма взаимодействия нанотрубок с клеточными мембранами позволят приоткрыть последние исследования ученых из Йельского и Гарвардского Университетов (США). В своей последней статье, опубликованной в журнале ACS Nano, они показали, что нанотрубки, проявляющие металлические свойства, гораздо более токсичны для бактерий, чем полупроводниковые нанотрубки. В своих экспериментах они пользовались двумя красителями. Один из них подсвечивал только ДНК поврежденных клеток; второй – ДНК всех клеток. Красители и нанотрубки различных типов вводились к бактериям; результат наблюдался при помощи техники сканирующей электронной микроскопии.
Как известно, многие свойства нанотрубок зависят от так называемой хиральности (грубо говоря, направления сворачивания графеновой плоскости). Так с точки зрения электроники в зависимости от хиральности трубка может проявлять полупроводниковые или металлические свойства.
Ученые считают, что феномен высокой токсичности именно металлических нанотрубок объясняется лучшим взаимодействием с биологическими молекулами. Такие нанотрубки гораздо сильнее окисляют внутриклеточный глутатион, что и является определяющим фактором в процессе.
Опубликованная работа показывает, что объяснение токсичности нанотрубок для бактерий невозможно без принятия во внимание электронной структуры нанотрубок. Что же касается обнаруженного факта, то в будущем металлические нанотрубки могли бы использоваться для создания антибактериальных покрытий, например, для медицинского оборудования. Это позволило бы уменьшить внутрибольничные распространения инфекций среди пациентов. Кроме того, нанотрубки позволят создать мембраны, уменьшающие биологическое загрязнение окружающей среды.
На данном этапе ученые оценили взаимодействие нанотрубок лишь с одним типом бактерий. В дальнейших планах – исследования на других микроорганизмах.
Также по теме:
- Углеродная нанотрубка – новый инструмент клеточного биолога
- Чистые нанотрубки – путь к фундаментальным открытиям и квантовым вычислениям
Источники: