Исследование проводилось в рамках реализации проекта Российского научного фонда. Результаты работы опубликованы в научном журнале Nanomaterials.
По словам ученых, инфекции, устойчивые к существующим антибиотикам, являются одной из самых частых причин смертности в развитых странах. Помимо медицины новые антибиотики необходимы также сельском хозяйстве и биотехнологиях. В качестве альтернативных антибиотиков, которые смогут преодолеть резистентность бактерий являются наночастицы оксида меди (CuO), которые проявляют высокую активность против патогенных микроорганизмов. Некоторые исследования показывают, что покрытия из таких материалов способны убивать около 99,9% бактерий за двачаса. Для достижения таких показателей ключевую роль играет химическое окружение наночастиц оксида меди.
Изображение исследуемых бактерий E. coli, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (без воздействия). Источник: Zakharova et al / Nanomaterials, 2025
«В отличие от грамположительных бактерий, грамотрицательные, имеющие толстую клеточную мембрану, гораздо лучше защищены от химических повреждений, что делает борьбу с ними более трудоемкой. Поэтому мы выбрали грамотрицательную кишечную палочку и постарались смоделировать различные реалистичные условия, в которых на нее могут воздействовать наночастицы оксида меди. Мы использовали разные типы жидких сред, различные стабилизаторы коллоидных частиц. Кроме того, сами частицы взяли трех разных форм - хлопьевидные, палочковидные и сферические», - пояснила один из авторов исследования, директор НИИ экологии и биотехнологий ТГУ Ольга Захарова.
Выяснилось, что главным фактором, определяющим силу антибактериального действия, оказался не размер или форма наночастиц, а химический состав окружающей среды. Так, в дистиллированной воде все типы наночастиц проявили наибольшие антибактериальные эффекты. Использование додецилсульфата натрия также увеличило токсичность наночастиц оксида меди, особенно в сочетании с другим типом среды - бульоном LB.
«Полученные результаты могут быть использованы при создании бактерицидных и фунгицидных препаратов и покрытий для медицины, сельского хозяйства, пищевых технологий и биотехнологий на основе наночастиц оксида меди. При этом станет возможным максимально раскрыть противомикробный потенциал наночастиц - нужно только правильно смоделировать ожидаемые условия их применения. В дальнейшем ученые планируют расширить перечень исследуемых патогенных микроорганизмов и запатентовать наиболее эффективные комбинации наночастиц и их химического окружения в качестве нового способа борьбы с ними", - добавили в министерстве.
