Легкий фотосинтез нового порфирина

May 01, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8580 (2023) Цитировать эту статью

361 Доступ

2 Альтметрика

Подробности о метриках

В этом исследовании одностадийный синтез новых нанокомпозитов на основе порфиринов был легко выполнен с использованием фотохимического метода освещения видимым светом. В результате в центре внимания данного исследования находится синтез и использование декорированных наночастиц ZnTPP (цинк(II)тетракис(4-фенил)порфирин) с наноструктурами Ag, Ag/AgCl/Cu и Au/Ag/AgCl в качестве антибактериальных агентов. Первоначально НЧ ZnTPP были синтезированы в результате самосборки ZnTPP. На следующем этапе, в фотохимическом процессе облучения видимым светом, самоорганизующиеся наночастицы ZnTPP были использованы для изготовления НК ZnTPP/Ag, НК ZnTPP/Ag/AgCl/Cu и НК ZnTPP/Au/Ag/AgCl. Исследование антибактериальной активности нанокомпозитов проведено в отношении Escherichia coli и Staphylococcus aureus как микроорганизмов-возбудителей методами чашечного подсчета, луночно-диффузионных тестов, определения значений минимальной ингибирующей концентрации (МИК) и минимальной бактерицидной концентрации (МБК). После этого методом проточной цитометрии определяли активные формы кислорода (АФК). Все антибактериальные тесты и измерения ROS методом проточной цитометрии проводились при светодиодном освещении и в темноте. Анализ (3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолия бромида (МТТ) был применен для исследования цитотоксичности НК ZnTPP/Ag/AgCl/Cu в отношении фибробластов крайней плоти человека (HFF- 1) нормальные клетки.Благодаря своим специфическим свойствам, таким как допустимые фотосенсибилизирующие свойства порфирина, мягкие условия реакции, высокие антибактериальные свойства в присутствии светодиодного света, кристаллическая структура и синтез зеленого цвета, эти нанокомпозиты были признаны разновидностью антибактериальных материалов, активированный в видимом свете, получил потенциал для использования в широком спектре медицинских применений, фотодинамической терапии и очистки воды.

В последние годы экспериментальные и промышленные достижения в области нанотехнологий породили новый подход в прикладных науках, что привело к росту междисциплинарной деятельности в промышленности, окружающей среде и медицине1,2,3. В связи с важностью предотвращения вредного бактериального поражения разрабатываются антибактериальные средства. В результате наноматериалы являются очень полезными методами лечения, поскольку они обладают особыми свойствами против бактериальных инфекций, вызванных неправильным использованием антибиотиков, что привело к устойчивости бактерий и представляет глобальную угрозу для здоровья человека. Кроме того, создание биосовместимых антибактериальных средств является одной из наиболее актуальных тем для ученых4,5. E. coli — вредоносный патоген и грамотрицательная палочка. Кроме того, искоренение кишечной палочки становится все более сложной задачей. Люди заболевают диареей, вызванной бактериями Staphylococcus aureus (грамположительные) и Escherichia coli (грамотрицательные) после употребления загрязненной воды. В результате наличие здоровой питьевой воды имеет решающее значение для здоровья человека6,7.

Прочная макроциклическая структура порфинового ядра делает его хорошей точкой крепления для комплексообразования атомов металлов8,9. Исследования синтеза, структуры, строения и применения порфиринов всегда интересовали научное сообщество10. Порфирины представляют собой разновидность супрамолекул и обладают широким спектром фотофизических и фотохимических свойств, высокой фотосенсибилизирующей эффективностью, превосходной энергией, способностью к переносу электронов и отличным светособирающим потенциалом, включая сильное поглощение света в видимой области, а их энергетические уровни можно легко регулировать для сопоставить донорские материалы с использованием подходящего молекулярного дизайна11,12. Порфирины также широко используются в антимикробной фотодинамической терапии13,14,15.

Свободные радикалы или, что более вероятно, синглетный кислород, могут образовываться под воздействием света порфирина. Этот процесс зависит от типа порфирина, используемого в качестве фотосенсибилизатора и источника света. Эти виды чрезвычайно реактивны и могут взаимодействовать практически с каждым компонентом клетки, включая белки, липиды и нуклеиновые кислоты. В результате этого взаимодействия (АФК) могут образовываться некоторые реактивные побочные продукты, такие как активные формы кислорода. Эти виды могут нанести дополнительный вред и смерть клеток16.