عملکرد ضد باکتریایی پلاتینیوم حساس به نور مرئی در ابعاد نانو حاوی فوتوکالیست های اکسید تیتانیوم
چکیده
زمینه: فوتوکاتالیست های ضد باکتری مرسوم عمدتا توسط نور ماوراء بنفش بوجود می آیند تا گونه های اکسیژن واکنش پذیر ضد باکتری را به وجود آورند. نسل جدید فوتوکاتالیست های پاسخ دهنده نور مرئی کشف شده ، فرصت بیشتری برای استفاده از فوتوکاتالیست ها به عنوان ضد عفونی کننده ها در محیط زندگی ما فراهم می کند. اخیرا، ما پی بردیم که پلاتینوم حاوی tio2-pt حساس به نور مرئی عملکرد بالای ویژگی انتی باکتریایی در مقابل پاتوژنهای قابل انتقال در خاک حتی در خاکهای آلوده شده با آب را دارد.اگرچه ویژگی های فیزیکی و فتوکاتولیست،و کاردبرد آن در محیط این ویوو هنوز بطور کافی ارزیابی نشده است.
روش: میکروسکوپ الکترونی ، طیف سنجی پراکنده انرژی، طیف سنجی فوتوالکتریک اشعه ایکس، پراش اشعه ایکس، طیف جذب نور ماورای بنفش و میزان حذف اکسید های نیتروژن تجزیه و تحلیل شد. عملکرد ضد باکتری در شرایط برون تنی و درون تنی مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج: بازده کوانتومی برای TiO2-Pt شفاف شده با نور مرئی نسبتا بیشتر از دیگر فتوکاتالیستهای اکسید تیتانیوم است. اثر کشتن تقریبا باعث کاهش 90 درصدی باکتریهای پاتوژنیک در محیط برون تنی شد. نور دهی TiO2–Pt تزریق شده به شکل موفقیت آمیزی باعث بهبود عفونت زیر جلدی در موش ها شد.
نتیجه گیری: این اولین تظاهرات استفاده ازخواص آنتی باکتریال نانوذرات TiO2-Pt در محیط درون تنی می باشد. وقتی که با نانوذرات فتوکاتالیست های دیگر مورد مقایسه قرار گرفت، نانو ذرات tio2-pt اثرات مخرب کمتری مثل نابودی پلاکت های برانگیخته و سمیت کبدی در محیط درون تنی دارد. این یافته ها نشان می دهد که TiO2-Pt ممکن است کاربرد بالقوه در توسعه مواد ضد باکتری در هر دو محیط درون تنی و برون تنی داشته باشد
مقدمه
ضدعفونی کننده ها و آنتی بیوتیک ها عامل های ضد میکروبی هستند که به طور گسترده در محیط های مختلف در محیط آزمایشگاهی و محیط درون تنی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها برای کنترل عفونت و کمک به پیشگیری از عفونت های بیمارستانی ضروری هستند. در مقایسه با آنتی بیوتیک ها، که فعالیت نسبتا انتخابی علیه میکروارگانیسم ها را فراهم می کنند، ضد عفونی کننده ها معمولا دارای طیف وسیعی از بیوشیمیایی هستند و معمولا با اشیای بی جان استفاده می شود. ضدعفونی کننده های شیمیایی مبتنی بر سنتی مانند الکل، آلدئیدها، ید، فنل ها و کلر، قرن ها در تمیز کردن محیط زیست مورد استفاده قرار گرفته اند. اگر چه این ضد عفونی کننده ها در برابر میکروب های بیماریزا موثراند ، اما آنها همچنین دارای مشکلات هستند. این مواد ضدعفونی کننده معمولا فرار هستند و محصولات جانبی آنها می توانند سمی باشد و برای انسان سرطان زا باشند. از آنجا که استفاده گسترده از آنتی بیوتیک ها و ظهور سويه های مقاوم تر و سویه های سرطانی به چالش های کلیدی بلقوه تبدیل شده است، بنابراین ایجاد و توسعه استراتژی های ضد میکروبی جدید در کنترل پاتوژن های انسان و جلوگیری از بیماری های عفونی قابل توجه است.این دیدگاه، مواد ضد باکتری بر پایه فوتوکاتالیست، روش های جایگزین مفهومی قابل قبول است.
Abstract
Background Traditional antibacterial photocatalysts are primarily induced by ultraviolet light to elicit antibacterial reactive oxygen species. New generation visible-light responsive photocatalysts were discovered, offering greater opportunity to use photocatalysts as disinfectants in our living environment. Recently, we found that visible-light responsive platinum-containing titania (TiO2–Pt) exerted high performance antibacterial property against soil-borne pathogens even in soil highly contaminated water. However, its physical and photocatalytic properties, and the application in vivo have not been well-characterized.
Methods Transmission electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, ultraviolet–visible absorption spectrum and the removal rate of nitrogen oxides were therefore analyzed. The antibacterial performance under in vitro and in vivo conditions was evaluated.
Results The apparent quantum efficiency for visible light illuminated TiO2–Pt is relatively higher than several other titania photocatalysts. The killing effect achieved approximately 2 log reductions of pathogenic bacteria in vitro. Illumination of injected TiO2–Pt successfully ameliorated the subcutaneous infection in mice.
Conclusions This is the first demonstration of in vivo antibacterial use of TiO2–Pt nanoparticles. When compared to nanoparticles of some other visible-light responsive photocatalysts, TiO2–Pt nanoparticles induced less adverse effects such as exacerbated platelet clearance and hepatic cytotoxicity in vivo.
1. Introduction
Disinfectants and antibiotics are antimicrobial agents extensively used in various in vitro and in vivo settings. They are essential for infection control and aid in the prevention of nosocomial infections. Compared to antibiotics, which provide comparatively selective activity against microorganisms, disinfectants typically have a broader biocidic spectrum and are usually used with inanimate objects [1,2]. Traditional chemical-based disinfectants, such as alcohols, aldehydes, iodine, phenols, and chlorine, have been used for centuries in environmental cleaning. Although these disinfectants are highly efficient against pathogenic microbes, they also have problems. These disinfectants are usually volatile, and their byproducts can be toxic and carcinogenic to humans. As the widespread use of antibiotics and the emergence of more-resistant and -virulent strains of microorganisms became great clinical challenges [3–8], the establishment and development of novel antibacterial strategies is, therefore, significant in the control of human pathogens and prevention of infectious diseases. From this point of view, photocatalyst-based antibacterial agents are conceptually feasible alternative approaches.
چکیده
1- مقدمه
2- مواد و روش ها
2.1 آماده سازی و ویژگی های فوتوکاتالیست ها
2.2 فعالیت فوتوکاتالیستی برای اکسیداسیون NO
2.3 گونه های باکتریایی و کشت
2.4 واکنش فوتوکاتالیستی و شناسایی باکتری های زنده
2.5 آنالیزمیکروسکوپ الکترونی انتقال (TEM)، میکروسکوپ الکترونی اسکن(SEM) و طیف سنجی اشعه ایکس انرژی (EDS)
2.6 آلودگی کیسه هوای مدل موشی
2.7 تحلیل آماری
2.8 روش های تکمیلی
3- نتایج
3.1 خصوصیات TiO2-Pt
3.2 تخریب فوتوکاتالیست NO بر TiO2-Pt تحت روشنایی نور مرئی
3.3 خصوصیات ضد باکتری از فوتوکاتالیست های TiO2-Pt
3.4 فوتوکاتالیز میزان بقاء S. aureus پس از بلیعده شدن ماکروفاژ را کاهش داد
3.5 تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی از آسیب های باکتریایی
3.6 فوتوکاتالیستیک تراپی مدل موشی
4- بحث
Abstract
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. Preparation and characterization of photocatalysts
2.2. Photocatalytic activity for NO oxidation
2.3. Bacterial strains and culture
2.4. Photocatalytic reaction and detection of viable bacteria
2.5. Transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analyses
2.6. Air-pouch infection mouse model
2.7. Statistical analysis
2.8. Supplemental methods
3. Results
3.1. Characterizations of TiO2–Pt
3.2. Photocatalytic degradation of NO over TiO2–Pt under visible light illumination
3.3. Bactericidal property of TiO2–Pt photocatalysts
3.4. Photocatalysis reduced the survival rate of S. aureus after macrophage engulfment
3.5. Electron microscopic imaging of bacterial damages
3.6. Photocatalytic therapy mouse model
4. Discussion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه