Наука 21 июля 2020

Ученые придумали способ борьбы с устойчивыми к антибиотикам супербактериями

Щит графена помогает частицам уничтожать резистентные к антибиотикам бактерии и гены устойчивости в очистных сооружениях. Новый метод по борьбе с бактериями описан в стратегии «оборачивай, лови и убивай», разработанной в Университете Райса. Ученые из лаборатории исследований окружающей среды Райса и университета Тунцзи в Шанхае представили микросферы, завернутые в оксид графена и опубликовали свое исследование в журнале издательства Elsevier Water Research.

Читайте «Хайтек» в

Ученые из Научно-исследовательского центра по наносистемам для очистки воды с нанотехнологиями (NEWT) работали над тем, чтобы уничтожить устойчивые к антибиотикам супербактерии с момента их первого обнаружения в очистных сооружениях в 2013 году.

Известно, что антибиотикорезистентные бактерии размножаются на очистных сооружениях и высвобождают гены внеклеточной устойчивости к антибиотикам (ARG), когда их убивают во время дезинфекции сточных вод. Эти ARGs затем разряжаются и могут трансформировать местные бактерии в принимающей среде. Инновации ученых позволят минимизировать выброс внеклеточных ARG и, следовательно, снизить распространение устойчивости к антибиотикам на очистных сооружениях.

На электронном микроскопе показаны бактерии кишечной палочки, захваченные микросферами в оболочке, разработанными в университетах Райс и Тонджи. Сферы были созданы для дезинфекции вторичных сточных вод из очистных сооружений, питательной среды для устойчивых к антибиотикам бактерий и генов устойчивости к антибиотикам. Предоставлено: Дейи Ли / Университет Тунцзи

Изображение, полученное на сканирующем электронном микроскопе, показывает оболочку из оксида графена вокруг слоистых нанопластинок, которые составляют ядро частицы, которая захватывает и захватывает устойчивые к антибиотикам бактерии, и гены устойчивости, которые они высвобождают. Обернутые сферы, разработанные в университетах Райс и Тонгджи, оказались в три раза лучше способны дезинфицировать вторичные стоки из сточных вод, чем сферы без оксида графена, легированного азотом. Предоставлено: Дейи Ли / Университет Тунцзи

Лаборатория Райса продемонстрировала свою разработку. Особые сферы для очистки сточных вод с ядрами висмута, кислорода и углерода, обернутые оксидом графена.

Улучшенное сродство бактерий и генерация активных форм кислорода усиливают антибактериальную инактивацию в сточных водах с помощью наносфер в оболочке из графена, разработанных учеными из Университета Райса и Университета Тунцзи в Шанхае. Гены устойчивости к антибиотикам (eARG), высвобождаемые инактивированными бактериями, устойчивыми к антибиотикам (ARB), вблизи фотокаталитических участков на сферах, способствуют их деградации. Предоставлено: Alvarez Research Group / Университет Райса.

Сферы в графеновой оболочке убивают неприятные стоки, производя в три раза больше активных форм кислорода (АФК) по сравнению с одними сферами. Сами сферы являются фотокатализаторами, которые образуют АФК при воздействии света. Лабораторные испытания показали, что обертывание сфер минимизирует способность поглотителей АФК ограничивать их способность дезинфицировать раствор.

Исследователи говорят, что легирование азотом оболочек увеличивает их способность захватывать бактерии, давая каталитическим сферам больше времени для их уничтожения. Затем улучшенные частицы немедленно захватывают и разлагают устойчивые гены, выделяемые мертвыми бактериями, прежде чем они загрязняют сточные воды.

Читать также

Комета NEOWISE видна в России. Где ее увидеть, куда смотреть и как сделать фото

Исследование: Земля, в основном, состоит из кубов

Выяснилось, что заставило цивилизацию майя покинуть свои города

Бактерии