En 3D-rendering av levande bakterier. Kredit:Dr. Chaitali Dekiwadia/ RMIT Mikroskopi och mikroanalysanläggning
Forskare från RMIT University har utvecklat ett nytt artificiellt enzym som använder ljus för att döda bakterier.
De artificiella enzymerna skulle en dag kunna användas i kampen mot infektioner, och att hålla offentliga platser med hög risk som sjukhus fria från bakterier som E coli och Golden Staph.
E coli kan orsaka dysenteri och gastroenterit, medan Golden Staph är den främsta orsaken till sjukhusförvärvade sekundära infektioner och kroniska sårinfektioner.
Tillverkade av små nanorods - 1000 gånger mindre än människohårets tjocklek - "NanoZymes" använder synligt ljus för att skapa mycket reaktiva syrearter som snabbt bryter ner och dödar bakterier.
Ledande forskare, Professor Vipul Bansal som är en australisk framtidsstipendiat och chef för RMITs Sir Ian Potter NanoBioSensing Facility, sa att de nya NanoZymes erbjuder en stor spets över naturens förmåga att döda bakterier.
"Under ett antal år har vi försökt utveckla konstgjorda enzymer som kan bekämpa bakterier, samtidigt som det erbjuder möjligheter att kontrollera bakterieinfektioner med hjälp av externa "triggers" och "stimuli", " sa Bansal. "Nu har vi äntligen knäckt det.
"Våra NanoZymes är artificiella enzymer som kombinerar ljus med fukt för att orsaka en biokemisk reaktion som producerar OH-radikaler och bryter ner bakterier. Naturens antibakteriella aktivitet reagerar inte på externa triggers som ljus.
En 3D-rendering av döda bakterier efter att de har kommit i kontakt med NanoZymes. Kredit:Dr. Chaitali Dekiwadia/ RMIT Microscopy and Microanalysis Facility
"Vi har visat att när det belyses med en blixt av vitt ljus, aktiviteten hos våra NanoZymes ökar med över 20 gånger, bildar hål i bakterieceller och dödar dem effektivt.
"Denna nästa generation av nanomaterial kommer sannolikt att erbjuda nya möjligheter i bakteriefria ytor och kontrollera spridning av infektioner på offentliga sjukhus."
NanoZymes fungerar i en lösning som efterliknar vätskan i ett sår. Denna lösning kan sprayas på ytor.
NanoZymerna tillverkas också som pulver att blanda med färger, keramik och andra konsumentprodukter. Det kan innebära bakteriefria väggar och ytor på sjukhus.
Offentliga toaletter – platser med höga halter av bakterier, och i synnerhet E coli — är också en utmärkt plats för NanoZymes, och forskarna tror att deras nya teknologi till och med kan ha potential att skapa självrengörande toalettskålar.
Medan NanoZymes för närvarande använder synligt ljus från ficklampor eller liknande ljuskällor, i framtiden skulle de kunna aktiveras av solljus.
En mikroskopisk vy som visar var bakterier har ätits bort av NanoZymes. Kredit:Dr. Chaitali Dekiwadia/ RMIT Microscopy and Microanalysis Facility
Forskarna har visat att NanoZymes fungerar i en labbmiljö. Teamet utvärderar nu NanoZymes långsiktiga prestanda i konsumentprodukter.
"Nästa steg kommer att vara att validera bakteriedödande och sårläkningsförmåga hos dessa NanoZymes utanför labbet, sa Bansal.
"Denna NanoZyme -teknik har enorm potential, och vi söker intresse från lämpliga industrier för gemensam produktutveckling."
NanoZyme-genombrottet har nyligen publicerats i tidskriften ACS applicerade nanomaterial .
