Fig. 1 (A) Ilustración esquemática del mecanismo bactericida anaeróbico continuo mediante extracción física y oxidación química; (B) Adsorción de PMS y H2O en la superficie (001) de SVs-MoS2. Crédito:IOCAS
Las bacterias reductoras de sulfato (SRB), una bacteria anaeróbica, se han considerado durante mucho tiempo como las principales culpables de la falla por corrosión de los materiales metálicos.
Los estudios anteriores solían utilizar nanozimas como materiales antibacterianos. Sin embargo, las nanozimas se basan en H2 O2 , O2 , superóxido e hidroxilo para producir especies reactivas de oxígeno, lo que dificulta su utilización en ambientes anóxicos.
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhang Dun del Instituto de Oceanología de la Academia de Ciencias de China (IOCAS) descubrió que un MoS2 El material de vacante basado en nanoláminas activado por permonosulfato permite una desinfección eficiente de microorganismos anaeróbicos.
El estudio fue publicado en Journal of Hazardous Materials el 9 de agosto.
Los investigadores construyeron un sistema de esterilización bacteriana anaeróbica rápida y eficiente con MoS2 nanohojas a través del efecto sinérgico entre el daño físico y la oxidación química.
Para daños físicos, el azufre negativo de MoS2 puede unirse fácilmente con cabezas hidrofílicas de lípidos y los bordes de MoS2 puede actuar como un "cuchillo" para cortar la membrana celular.
Según los cálculos funcionales de densidad, los investigadores encontraron que MoS2 nanohojas podrían catalizar permonosulfato y H2 O para producir especies activas de oxidación (OEA). Estos OAS podrían visualizarse como "nano asesinos", que oxidan constantemente los lípidos alrededor de MoS2 , vuelve a liberar la superficie del "cuchillo afilado" y provoca la muerte celular.
Fig. 2 El esquema de la colaboración de la perforación física y la lesión química de las nanoláminas de MoS2. Crédito:IOCAS
"Con la colaboración de lesiones físicas y eliminación química, MoS2 presenta sitios activos altamente expuestos y vacantes ajustables S, construyendo una plataforma para impulsar la generación de 'nano asesinos'. El aumento de la producción de estos radicales libres, junto con su estrecho contacto con las bacterias, permitió una esterilización rápida y estable en varios entornos", dijo Wang Jin, primer autor del estudio.
"Este trabajo abrirá nuevos horizontes sobre los mecanismos bactericidas anaeróbicos y las estrategias innovadoras de desinfección", dijo el profesor Zhang.
El proceso de extracción física en colaboración con la oxidación química no solo posiciona con precisión la membrana celular sino que también permite una esterilización continua. "Este trabajo profundiza en el mecanismo de la esterilización bacteriana anaeróbica, que arroja luz sobre el análisis biológico, la terapia antibacteriana contra el cáncer y la corrosión influenciada por antimicrobiológicos", dijo el profesor Wang Yi, autor correspondiente del estudio. Papel clave del oxígeno singlete en el mecanismo antimicrobiano sinérgico
