Масленникова Ирина Леонидовна
614081, Пермь, Голева, 13
Irina L. Maslennikova – senior researcher, Laboratory of immunoregulation
Goleva str., 13, Perm 614081
614081, Пермь, Голева, 13
Veronika S. Mihailovskaya – engineer, Laboratory of Molecular Biotechnology
Goleva str., 13, Perm 614081
614081, Пермь, Голева, 13
Marina V. Kuznetsova – leader reseacher, Laboratory of Molecular Biotechnology
Goleva str., 13, Perm 614081
Обоснование. Разработка фотокатализаторов с антибактериальными свойствами представляется актуальной для борьбы с полирезистентными микроорганизмами в медицинских учреждениях. Недавно пероксометодом синтезирован полупроводниковый оксид металла TiO2 в виде сферических частиц (СЧ) с размерами 100-200 нм, его антибактериальные свойства не изучены.
Целью является оценка выживаемости и морфологии Escherichia coli и Staphylococcus aureus под воздействием частиц TiO2 , оценка их токсичности в биолюминесцентном тесте.
Методы. TiO2 в концентрациях 0,5–2 г/л после 10–120 мин УФ-облучения добавляли к суспензии E. coli или S. aureus. Выживаемость, микроскопическое исследование (SEM, ASM) и биолюминесцентный тест токсичности проводились после 60–90 мин контакта.
Результаты. Антибактериальный эффект TiO2 СЧ сохранялся после прекращения УФ-облучения. TiO2 в концентрации 0,5–2 г/л, предварительно активированный УФ (120 мин), снижал жизнеспособность как E. coli, так и S. aureus. Согласно биолюминесцентному тесту, EC50 для наночастиц TiO2 составила 7,46, 2,61, 1,87 г/л после 10, 60, 120 мин предварительной УФ-активации, соответственно. Наблюдения с помощью электронного микроскопа показали, что наночастицы TiO2 с предварительной УФ-активацией обладают адгезией и прочно прикрепляются к клеткам E. coli и S. aureus.
Заключение. Понимание механизма взаимодействия TiO2 СЧ с бактериями позволит разработать новый фотокатализатор с антибактериальными свойствами.
Background. The development of photocatalysts with antibacterial properties seems to be relevant for combating multiresistant microorganisms in medical institutions. Recently, the peroxo method has been used to synthesize semiconducting metal dioxide TiO2 in the form of spherical particles (SPs) with size of 100–200 nm; its antibacterial properties have not been studied.
The aim is evaluation of the survival and morphology of Escherichia coli and Staphylococcus aureus after exposure of the TiO2 SPs, and estimation their toxicity in bioluminescence test.
Methods. TiO2 at 0.5–2 g/L concentrations after 10-120 min UV irradiation were added to E. coli or S. aureus suspension. Survival, microscopic examination (SEM, ASM), and toxicity bioluminescence test were made after 60–90 min contact.
Results. The antibacterial effect of TiO2 SPs was maintained after UV irradiation was stopped. TiO2 at 0.5–2 g/L with UV pre-irradiation (120 min) decreased the viability of both E. coli and S. aureus. According to the bioluminescence test, EC50 for TiO2 SPs was 7.46, 2.61, 1.87 g/L after 10, 60, 120 min UV pre-irradiation, respectively. The electron microscopic observations suggested that TiO2 SPs have adhesion and adherence to E. coli and S. aureus cells after UV pre-irradiation.
Conclusion. Understanding TiO2 SPs interaction with bacteria allows development of new photocatalysts with antibacterial properties.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.