银纳米簇抗菌机理、活性及其应用的研究进展
2021-06-23龚晓惠杨敏李舒婷林晟豪许文涛
生物技术通报 2021年5期
龚晓惠 杨敏 李舒婷 林晟豪 许文涛,2
(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083;2.农业农村部农业转基因生物安全评价(食用)重点实验室,北京 100083)
抗生素耐药性是人类健康的重大威胁之一,研制新型低成本、抗菌效力高且不致耐药性的抗菌替代品是重要的攻克方向,银因其抗菌沿用历史已久,一直是技术革新的重要应用对象。如今纳米技术的发展已经实现了银基抗菌剂从银纳米粒子(AgNPs)到银纳米簇(AgNCs)形式的跨越,这种物质尺度上的缩小不仅使AgNCs表现出更出色的抗菌活性,还使其表现出一些特殊的物化性质,可拓宽其应用领域。
纳米级金属大致分为3个尺寸域:大纳米颗粒、小纳米颗粒和簇。当粒径与第三特征长度(电子的费米波长)相当时,即位于第三尺寸域“簇”时,其光学、电子和化学性质与另外两种尺寸截然不同[1]。AgNCs可理解为核心尺寸小于2 nm的超小型AgNPs,其以“可数”的Ag原子作为核心,并受到一定数量的配体保护,但表现出比AgNPs更高效的抗菌作用[2]。关于AgNPs的抗菌机理研究已经较为完善成熟,但更小尺度的AgNCs抗菌机理仍有待进一步研究。
银纳米簇的抗菌活性受到自身理化性质、作用的微生物类型、参与保护的配体种类、其他协同抗菌物质及细胞毒性限制等因素的影响。目前基本上任何一种新形式的抗菌银纳米簇在研发时都需要综合考虑这些因素,既实现抗菌高效性又保证抗菌安全性。DNA银纳米簇因其序列可调控、银离子缓释、高效持久抗菌及低毒性等特点而表现出十分广阔的应用前景。……
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