Silvernanopartiklar (AgNP) är kända för att ha utmärkta antibakteriella egenskaper och anses av många vara en stark utmanare i det kritiska sökandet efter ett svar på antibiotikaresistenta bakterier. De blockerar enzymer och kan orsaka att bakterier har oregelbundet formade membran, ger resultat som sträcker sig från hämmad tillväxt till celldöd. Dock, ett samarbete mellan forskare från Kumamoto University, Keio universitet, och Dai Nippon Toryo Co., Ltd. i Japan fann att AgNP har en benägenhet att konglomera, vilket resulterar i en minskning av antibakteriella egenskaper. De löste konglomerationsproblemet genom att belägga nanopartiklarna med guld. Tyvärr, detta orsakade också en minskning av de antibakteriella effekterna eftersom silvret inte längre var exponerat. Detta fick forskarna att söka efter en metod för att behålla formen på nanopartiklarna samt de antibakteriella egenskaperna.

Pulsad laserbestrålning på de guldbelagda silvernanopartiklarna (Ag@Au NPs) gav en lösning på problemet. När Ag@Au NPs bestrålas med en pulslaser, morfologin hos NP:erna ändras från en triangulär platta till en sfärisk form. Detta beror på att metallerna smälter från värmen från laserpulsen. Forskarna visade att Ag@Au NP var ungefär hälften triangulära och hälften sfäriska före bestrålning men hoppade till 94 % sfäriska efter bestrålning. Vidare, silver-till-guld-förhållandet för förbestrålningen Ag@Au NPs var runt 22:1, men efterbestrålningsförhållandet var nära 4,5:1. Detta tolkades av forskarna som genereringen av defekter i guldbeläggningen som gjorde att en del av silvret kunde fly som joner. Detta är en viktig aspekt av den pulsade laserbestrålningsprocessen eftersom frisättningen av silver ger den bakteriedödande effekten.

"Vi har utvecklat en metod för att aktivera de antibakteriella egenskaperna hos silvernanopartiklar efter behag, sade professor Takuro Niidome, ledare för forskargruppen. "Våra experiment har visat att medan icke-bestrålade guldbelagda silvernanopartiklar endast har mindre antibakteriella egenskaper, effekterna ökar avsevärt efter pulsad laserbestrålning. Vi hoppas kunna utveckla denna teknik ytterligare som en metod för att hantera bakterier som har utvecklat antibakteriell resistens. "

De bestrålade Ag@Au NP:erna var mycket effektiva mot Escherichia coli, vilket resulterar i en koloniöverlevnadsgrad på 0 %. Silver NP enbart var lika effektiva, men Ag@Au NPs hade fördelarna av att aktiveras vid behov och tenderade inte att klumpa ihop sig som silver NPs.

Denna forskning publicerades online i tidskriften Royal Society of Chemistry Nanoskala den 11 oktober 2017.