研究人员确定了可以用金纳米粒子杀死细菌的物理机制

寻找抗生素的替代品是研究界面临的最大挑战之一。细菌对这些药物的耐药性越来越强，这种耐药性导致全球超过 25,000 人死亡。现在，来自 Rovira i Virgili 大学、格勒诺布尔大学(法国)、萨尔大学(德国)和 RMIT 大学(澳大利亚)的多学科研究小组发现，细菌的机械变形是一种有毒机制，可以杀死带有金纳米粒子的细菌。这项研究的结果已发表在《先进材料》杂志上 并且是研究人员了解纳米粒子的抗菌作用以及他们努力寻找具有杀菌特性的新材料方面的突破。

自古埃及时代以来，黄金已被用于一系列医疗应用，最近还用于诊断和治疗癌症等疾病。这是因为金是一种化学惰性材料，也就是说，它在与生物体接触时不会发生反应或变化。在科学界，纳米粒子以其使肿瘤可见的能力及其在纳米医学中的应用而闻名。

这项新研究表明，这些化学惰性纳米粒子可以通过使细胞壁变形的物理机制杀死细菌。为了证明这一点，研究人员在实验室合成了金纳米粒子几乎完美的球体形状和其他星体形状，所有尺寸均为 100 纳米(比头发细 8 倍)。该小组分析了这些粒子如何与活细菌相互作用。URV 化学工程系研究员弗拉基米尔·鲍林 (Vladimir Baulin) 解释说：“我们发现，在这些纳米粒子存在的情况下，细菌会像一个球一样变形和放气，然后在死亡之前释放空气。” 研究人员表示，细菌似乎在大规模泄漏后死亡，“就像细胞壁自发爆炸一样。”

科学家们认为，一种物理机制可能是导致细菌死亡的原因。因此，他们进行了数值模拟，以分析单个纳米颗粒的均质层如何对细菌的细胞壁施加足够的机械张力，最终它似乎通过拉伸而破裂，就像一个气球从不同的点膨胀直到它爆炸.

为了证实这一假设，研究人员创建了一个细菌细胞膜的人工模型，以评估其与 100 nm 金纳米粒子接触时的反应。“我们发现该模型自发收缩直至完全坍塌，从而证明了纳米粒子对细菌细胞膜施加机械拉伸的假设，”鲍林断言。

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