利用茶提取物增强银纳米颗粒对病原体的抗菌活性

波兰科学院物理化学研究所 (IPC PAS) 的研究人员证明，绿茶银纳米粒子是对抗细菌和酵母等病原体的有力工具。他们的工作发表在《纳米尺度进展》上。

他们的目标是开发一种有效的方法来对抗那些不受抗生素等抗菌剂影响的细菌。

抗生素的过度使用导致了对这些化合物的耐药性的出现，成为全球最大的健康威胁之一。

因此，抗生素耐药性的出现速度快于抗生素的进步，这是由 IPC PAS 的科学家团队在 Jan Paczesny 教授的监督下研究的现象，他们提出了用于对抗广泛且具有挑战性的病原体的新纳米制剂，例如 ESKAPE细菌(屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属)和其他有问题的酵母病原体，例如耳念珠菌或新型隐球菌。

这些微生物经过市售抗生素处理后，会迅速产生抗生素耐药性。研究人员选择 ESKAPE 作为目标群体，因为这些病原体会导致严重的疾病，从败血症到癌症。

几个月前，Paczesny 的团队决定尝试将以其抗菌和抗真菌特性而闻名的银纳米颗粒与富含具有抗氧化特性的多酚的茶提取物结合起来。这一概念的建立是为了使用绿色混合银纳米颗粒(AgNP)增强对病原体的广谱功效，它比所有成分都更有效，甚至比某些抗生素更有效。

为什么这些混合粒子如此特别?在他们的工作中，三种著名的茶品种：红茶(B-Tea)、绿茶(G-Tea)和普洱茶(R-Tea)被用作封盖剂，作为稳定剂来保护通过聚集合成的颗粒。通过这种方式，与其他配方相比，颗粒提供了高活性表面积。此外，这种合成对于在沉淀过程中使用天然成分来说是环保的。

所产生的结构的形状和尺寸在 34 至 65 nm 之间变化，具体取决于合成过程中使用的茶的类型，并且对微生物表现出不同的反应性。

最初，在茶提取物(B-TeaNPs、G-TeaNPs 和 R-TeaNPs)存在下产生的银纳米颗粒用于处理革兰氏阴性(大肠杆菌)和革兰氏阳性(屎肠球菌)细菌菌株，以测试对具有不同细胞包膜形态的菌株的影响。他们研究了制造的纳米颗粒与病原体之间的相互作用，以确定功效，并将结果与​​市售抗生素进行比较。

然后根据最有效浓度和颗粒成分的方案对 ESKAPE 病原体进行了测试，结果显示，粪肠球菌中的细菌细胞数量减少了 25%，阴沟肠球菌中的细菌细胞数量减少了 90% 。有趣的是，绿色银纳米颗粒还表现出抗真菌活性，导致耳念珠菌活细胞数量减少 80%，新型念珠菌活细胞数量减少约 90%。

该研究的第一作者 Sada Raza 声称：“更重要的是，纳米颗粒的大小通常与纳米材料的细胞毒性作用有关，颗粒越小，细胞毒性越大。这应该有利于控制 AgNP 和 R-TeaNP，而不是 G-TeaNP 和我们实验中的 B-TeaNPs。事实并非如此。在大多数实验中，C-AgNPs 和 R-TeaNPs 显示出最低的抗菌功效。这与其他研究一致，表明尺寸不是影响抗菌的主要因素AgNPs 的活性。”

由茶提取物制成的纳米银颗粒的抗菌和抗真菌特性比单独的纳米银颗粒更强，因为它们含有高含量的酚类化合物、异黄酮类化合物(特别是儿茶素，如表没食子儿茶素(EGC)和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG))。这些使用生物活性茶提取物和少量银纳米颗粒的组合似乎是对抗一系列感染的潜在方法，甚至在某些应用中取代抗生素。

“我们确定，用茶提取物合成的银纳米颗粒比单独的银纳米颗粒具有更高的抗菌性能。因此，可以使用较低剂量的 TeaNP(0.1 mg mL -1 )。我们证实，在某些情况下，茶提取物和银纳米颗粒的协同作用在相同浓度(0.1 mg mL -1 )和相对较短的三小时暴露时间后进行测试时，银纳米颗粒的功效高于抗生素(氨苄西林)，”这项工作的合著者 Mateusz Wdowiak 说。

研究人员发现，与单独使用抗生素或化合物相比，抗菌混合纳米颗粒可显着减少细菌数量。尽管并非所有细菌都被杀死，但这是一项重大改进，可以帮助使用比其他市售化合物低得多的剂量来治疗超级细菌。

克服细菌或真菌感染所需的杂化银纳米粒子的量极低，使其具有成本效益，因此用好它们的关键不仅是功能性，而且是应用成本低。

这种方法也可以用于对抗其他难以治疗的细菌感染。IPC PAS 研究人员开发的新型纳米粒子可以让我们更接近有效杀死致命的耐药超级细菌，为革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌提供抗生素的替代品。这项研究还表明该领域还有很多工作要做。单独使用的化合物的效果远低于绿色混合物。

未来，研究人员的主要目标是在日常生活中使用纳米粒子，从农业应用开始。在更大范围内，所提出的材料还可以用于生物医学应用，例如伤口敷料的添加剂，以防止革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌。他们还希望利用纳米技术为耐药超级细菌开发更有针对性的治疗方法。