Российские учёные синтезировали наночастицы соединения титана и серы в форме лент. Частицы обладают сильным антибактериальным действием, которое растёт по мере увеличения и уменьшения концентрации в растворе. При этом в средней концентрации антибактериальные качества наночастиц ослабевают. По мнению учёных, этот парадокс объясняется действием молекул сероводорода, которые при такой концентрации защищают бактерии от повреждений. Авторы исследования отмечают, что разработка в перспективе позволит создать новые антибиотики и антибактериальные покрытия.
Учёные из Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина и Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» синтезировали образцы наночастиц трисульфида титана (соединение серы и титана) в форме наноразмерных лент и изучили их противомикробные свойства. Выяснилось, что частицы обладают высокой антибактериальной активностью — при определённых условиях в 3,5 раза выше, чем у хлорки. Авторы работы рассчитывают получить в будущем на основе титановых нанолент новые антибиотики и антибактериальные покрытия. Об этом RT сообщила пресс-служба Минобрнауки России. Результаты исследования опубликованы в научном журнале International Journal of Molecular Science.
Проблема устойчивости бактериальных возбудителей к противомикробным препаратам представляет сегодня глобальную угрозу для здоровья людей — такую оценку ранее представила ВОЗ. Поэтому поиск новых антибактериальных препаратов — важная задача для химиков и фармацевтов.
Как отмечают авторы исследования, одним из перспективных кандидатов для создания антибактериальных препаратов является трисульфид титана. Это бинарное неорганическое соединение из титана и серы, которое обладает противомикробной активностью.
Учёные синтезировали из этого вещества гибкие прозрачные ленты нанометровой толщины, соединив порошок чистого титана и серы и поместив эту смесь в запаянные кварцевые ампулы. Как пояснил RT старший научный сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСИС» Дмитрий Муратов, синтез проводился в трубчатой печи при температуре от 450 до 500 °С.
«В определённых условиях новый материал оказался в 3,5 раза эффективнее стандартного хлорсодержащего антибактериального агента — хлорки. Это открывает перспективы разработки новых антибиотиков и антибактериальных покрытий на основе нанолент трисульфида титана», — рассказала RT директор НИИ экологии и биотехнологий Державинского университета Ольга Захарова.
Специалисты собрали информацию о физико-химических свойствах материала с помощью электронной микроскопии и спектроскопических методов. Выяснилось, что антибактериальная активность нанолент сильно зависит от химического состава окружающей жидкости и срока хранения раствора, что нетипично для большинства современных антибиотиков.
«Кроме того, для нового материала наблюдаются два пика токсичности (противомикробного действия): первый — при минимальной (0,0001 г/л) и второй — при максимальной (1 г/л) концентрациях трисульфида титана; при промежуточной концентрации 0,01 г/л наблюдалось снижение токсичности. Первый из этих пиков лежит в диапазоне концентраций в десятки и сотни раз ниже, чем для традиционных противомикробных средств», — пояснила Ольга Захарова.
Исследователи полагают, что такой необычный эффект возникает из-за того, что молекулы сероводорода, образующиеся в результате химической реакции серы, выделяющейся с поверхности материала, в зависимости от концентрации раствора могут как защищать бактериальные клетки, так и подавлять их активность. При средней концентрации сероводород, вероятно, проявляет максимальное защитное действие.
По словам Ольги Захаровой, для практического применения нанолент трисульфида титана необходимо научиться стабилизировать наноленты в суспензиях, оценить их противомикробную активность по отношению к различным патогенным микроорганизмам, а также провести оценку безопасности для человека и животных.