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金属离子对细菌具有光谱杀菌效果
更新日期:2022-04-26     浏览次数:29
核心提示:抗菌金属主要是过渡性金属,与抗生素相比,金属离子对细菌具有光谱杀菌效果,多种杀菌机制使微生物难以产生耐药性。最常见的抗菌金属元素是Ag、Cu、Zn

抗菌金属主要是过渡性金属,与抗生素相比,金属离子对细菌具有光谱杀菌效果,多种杀菌机制使微生物难以产生耐药性。最常见的抗菌金属元素是Ag、Cu、Zn、Ga、Au、Sn等。金属的抗菌性能主要依靠金属离子释放以及金属纳米颗粒的抑菌活性。金属离子与金属纳米颗粒的抗菌机制如图1所示,主要概括为三点[3-12]:(1)产生活性氧(ROS),导致氧化应激增加和细胞不稳定性。金属产生ROS自由基生成的最重要机制之一是芬顿反应。ROS是细胞信号传导和内环境稳定过程中的关键信号分子,由氧化酶在细胞内产生,源于分子氧的激发和单价还原,从而产生羟基自由基、超氧阴离子和过氧化氢。ROS的一些内源性来源主要包括线粒体呼吸,炎症反应和过氧化物酶体等。适当生理水平的ROS由胞内抗氧化分子维生素E、过氧化物酶和超氧化物歧化酶等进行反馈调节。然而,高ROS水平导致核酸和脂质氧化和过氧化,导致细胞凋亡和坏死现象;(2)与细胞膜相互作用,改变细胞膜通透性,破坏细胞的磷脂双层的稳定性,导致细胞裂解;(3)与胞内核糖体、酶和DNA等结合,使功能蛋白失活、酶变性、DNA损伤。带正电荷的金属离子或纳米离子与带负电的细菌微生物产生静电吸引,吸引到细菌表面建立接触,金属离子或纳米离子就可以直接穿过细菌细胞膜,干扰代谢途径,破坏细胞膜,甚至可以与核糖体、酶反应导致细胞坏死。

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