Nanopartikel Okso-hidroksida Tembaga yang Didoping Ligan adalah Antimikroba yang Efektif

Metode

Kecuali dinyatakan lain, semua eksperimen dilakukan menggunakan air dengan kemurnian sangat tinggi (UHP) (pemurnian osmosis terbalik; 18,2 ΩM/cm), pada suhu kamar (20 ± 2 °C), dan semua reagen dibeli dari Sigma Aldrich.

Formulasi Tembaga dan Nanopartikel CHAT

Stok tembaga klorida (40 mM tembaga) dibuat dengan melarutkan CuCl₂ ·2H₂ O di dalam air. Stok nanopartikel tembaga oksida (CuO NPs; Sigma 544868) dibuat dari bubuk komersial yang bebas dari pengotor, memiliki ukuran partikel utama 34 nm (kisaran 10-50 nm), dan sebelumnya telah diuji sebagai agen antimikroba [24, 25,26]. Stok ini dibuat pada 1,3 g/L tembaga dengan mendispersikan bubuk dalam air dengan pengadukan kuat. Suspensi koloid nanopartikel CHAT disintesis menggunakan metode kopresipitasi [27]. Secara singkat, tembaga klorida, asam tartarat, dan asam adipat dilarutkan dalam air untuk mencapai rasio molar tembaga/asam tartarat/asam adipat dalam suspensi akhir 2:1:1 dan konsentrasi tembaga 2,5 g/L. PH awal campuran selalu di bawah 2,5, dan tembaga larut sepenuhnya. Kemudian pH dinaikkan perlahan-lahan dengan penambahan setetes demi setetes larutan NaOH pekat (5 M) dengan pengadukan konstan hingga pH 8,2 ± 0.2.

Konten Tembaga dan Distribusi Fase Penangguhan CHAT

Kandungan tembaga dalam suspensi koloid ditentukan dengan spektrometri emisi plasma-optik yang digabungkan secara induktif (ICP-OES, Jobin Yvon 2000, Horiba). Semua sampel diencerkan hingga konsentrasi di bawah 100 mg/L dalam 5% HNO₃ (v /v ) setidaknya 24 jam sebelum analisis untuk memastikan kelarutan penuh tembaga. Standar kalibrasi (0,1 hingga 100 mg/L tembaga) dicocokkan dengan matriks dalam 5% HNO₃ , dan kuantifikasi tembaga dilakukan pada 324.754 nm. Fraksinasi tembaga menjadi persentase aglomerasi, nanopartikel, dan tembaga terlarut dicapai dengan filtrasi dan ultrafiltrasi stok CHAT. Suspensi disaring (potongan 200 nm), dan retentat dianggap sebagai fraksi yang diaglomerasi. Untuk mengisolasi tembaga yang dapat larut dan untuk membedakannya dari tembaga nanopartikel, suspensi koloid disaring dengan ultra melalui filter 3-KDa (Sartorius Vivaspin 500 VS0192; 16.000×g , 5 mnt) karena ini sesuai dengan batas di bawah 1 nm (Zetasizer Software 7.11, Malvern Instruments Ltd). Kandungan tembaga dari semua fraksi (total, 200 nm filtrat, 3 KDa ultrafiltrate) ditentukan oleh ICP-OES, dan fraksi yang dinyatakan sebagai persentase dalam kaitannya dengan kandungan tembaga total adalah sebagai berikut:

Penentuan Kandungan Tembaga dan Rasio Tembaga terhadap Ligan dalam Nanopartikel CHAT Kering

Nanopartikel CHAT diaglomerasi dan diendapkan untuk memungkinkan pemulihan dan penghilangan komponen yang tidak terikat. Untuk mengaktifkannya, etanol ditambahkan ke suspensi koloid CHAT (2,5 g/L tembaga) dengan rasio 2:1 etanol/suspensi (v /v ), dan aglomerat CHAT yang dihasilkan ditemukan dengan sentrifugasi (4500×g × 15 mnt dalam Mistral 6000). Fase larutan, yang mengandung spesies ligan yang tidak terikat, dibuang. Penentuan kadar tembaga dalam CHAT fase padat adalah sebagai berikut. Serbuk dihasilkan dengan mengeringkan pelet yang diendapkan etanol dengan oven hingga berat konstan pada 45 °C. Ini kemudian digiling dan 35,2 ± 0,3 mg (n = 2) dicerna dalam 11 ± 1 g 70% HNO₃ , dengan bobot yang akurat dicatat. Setelah dicerna sepenuhnya, larutan ini diencerkan 20 kali lipat dalam air dan konsentrasi tembaga ditentukan oleh ICP-OES. Rasio ligan terhadap tembaga ditentukan langsung dari aglomerat CHAT yang dikeringkan dan diendapkan etanol. Aglomerat pertama kali disuspensikan kembali dalam air ke volume aslinya untuk memfasilitasi pembubaran dengan jumlah HCl yang lebih rendah — persyaratan untuk analisis kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC). Aliquot dilarutkan dalam 5% HNO₃ untuk analisis ICP-OES tembaga (seperti dijelaskan di atas) atau dalam 80 mM HCl untuk analisis HPLC ligan (asam tartarat dan adipat). Analisis ligan dilakukan dalam sistem kromatografi fase terbalik standar (kolom C18 di Waters Alliance 2690/5 dilengkapi dengan detektor PDA 2998; detail lebih lanjut diberikan di File tambahan 1).

Karakterisasi Fisikokimia Suspensi CHAT

Distribusi ukuran partikel hidrodinamik ditentukan oleh hamburan cahaya dinamis (DLS; Zetasizer NanoZS, Malvern Instruments Ltd). Aliquot suspensi koloid CHAT (2,5 g/L tembaga) dipindahkan ke kuvet sekali pakai 1 mL, dan pengukuran (n = 3) dilakukan pada 25 ± 2 °C. Sekali lagi, pengaturan yang tepat ditampilkan di File tambahan 2. Potensi zeta dari suspensi CHAT ditentukan oleh elektroforesis mikro Doppler laser (Zetasizer NanoZS, Malvern Instruments Ltd) menggunakan sel kapiler terlipat sekali pakai (DTS1070) dan dengan asumsi konstanta dielektrik 78,5 dan viskositas 0,89 cP. Karakterisasi mikroskop elektron transmisi (TEM) dilakukan dengan menerapkan tetesan suspensi CHAT ke kisi berlubang karbon berlubang dan dikeringkan pada suhu 50 °C semalaman. Kisi-kisi kemudian dicitrakan pada TEM (FEI-Philips CM100) pada 120 kV dalam mode medan terang.

Aktivitas Antimikroba Formulasi Tembaga

Pengujian dilakukan dalam media MOPS logam berat (HMM), media yang kompatibel dengan ion logam yang diakui (File tambahan 3), yang dilengkapi dengan glukosa 0,4% dan hidrolisat asam kasein 0,1%, dan pH disesuaikan menjadi 7,2 ± 0,2 [28] . Sebelum penambahan senyawa tembaga, Escherichia coli (NCTC11100) dan Staphylococcus aureus RN4220 [29] ditanam semalaman pada suhu 30 °C di bawah pengocokan konstan dalam inkubator Infors HT Minitron pada 80 rpm. Setelah itu, suspensi bakteri diencerkan hingga kepadatan optik 0,05-0,1 (sekitar 10 ⁶ sel/mL) pada 595 nm untuk E. koli ( Multiskan RC 351 Labsystem) atau 600 nm untuk S. aureus (Pembaca pelat multiskan, ThermoFisher Scientific). Selanjutnya, stok tembaga klorida dan CHAT koloid diencerkan dalam HMM dan ditambahkan ke suspensi bakteri untuk mendapatkan konsentrasi tembaga akhir antara 0,4 dan 100 mg/L. Inkubasi kemudian berlangsung selama 6 hingga 9 jam, dan pertumbuhan bakteri ditentukan dengan memantau kepadatan optik sebagai ukuran biomassa bakteri.

Kelarutan tembaga dari waktu ke waktu dalam media pertumbuhan bakteri ditentukan dengan mengencerkan tembaga klorida dan stok CHAT koloid dalam HMM menjadi 12,5, 25, dan 50 mg/L tembaga dan menentukan fraksi tembaga terlarut pada 0, 2, 4, dan 8 jam melalui ultrafiltrasi (3 KDa) dan analisis ICP-OES, seperti dijelaskan di atas.

Ketersediaan Hayati Intraseluler Formulasi Tembaga

Bakteri penginderaan Cu bioluminesen rekombinan, E. koli MC1061 (pSLcueR/pDNPcopAlux), yang menanggapi jumlah sub-toksik dari tembaga yang tersedia secara hayati dengan meningkatkan bioluminesensinya digunakan untuk mengukur ketersediaan hayati senyawa tembaga [30]. Suspensi bakteri disiapkan seperti yang dijelaskan untuk uji aktivitas antimikroba dan diinkubasi dengan serangkaian pengenceran tembaga klorida dan CHAT (0 hingga 50 mg/L tembaga) pada pelat mikro 96 sumur selama 4 jam. Bioluminesensi diukur dengan Luminometer Pelat Orion II (Sistem Deteksi Berthold), dan induksi bioluminesensi dihitung sebagai berikut:

Tekanan Intraseluler yang Diinduksi oleh Formulasi Tembaga

Kemampuan senyawa tembaga untuk menginduksi anion superoksida intraseluler dan pemutusan DNA untai tunggal dinilai dengan bakteri bioluminesen rekombinan, E. koli K12::soxRSsodAlux dan E. koli MC1061 (pDEWrecAlux), masing-masing [17]. Kultur bakteri disiapkan seperti yang dijelaskan untuk uji antimikroba, dan bakteri diekspos ke serangkaian pengenceran tembaga klorida dan CHAT (0 hingga 50 mg/L tembaga) pada pelat mikro 96-sumur putih selama 4 jam. Performa biosensor dikendalikan dengan memaparkan bakteri ke menadione kimia penginduksi anion superoksida (0,04–30 μg/L), atau hidrogen peroksida (0,1–150 mg/L), sebagai kontrol positif untuk E. koli K12::soxRSsodAlux atau E. koli MC1061 (pDEWrecAlux), masing-masing. Sekali lagi, bakteri diinkubasi pada pelat mikro 96-sumur putih dan bioluminesensi diukur dengan Luminometer Pelat Orion II dan induksi bioluminesensi dihitung seperti pada Persamaan. 5.

Penggabungan Formulasi Tembaga dalam Gel Hidroksietil Selulosa

Stok tembaga klorida, CHAT, dan nanopartikel oksida tembaga komersial yang tidak dimodifikasi (NPCuO) diencerkan dalam air UHP hingga 250 mg/L tembaga. Suspensi CHAT dan CuO NP yang dihasilkan berada pada pH mendekati netral dan dapat digabungkan langsung ke dalam gel, tetapi larutan tembaga klorida masih bersifat asam setelah pengenceran dan oleh karena itu disesuaikan dengan pH 7,0 ± 0,2. Hidroksietilselulosa (HEC) kemudian dilarutkan secara langsung (2% b /v ) ke dalam berbagai stok yang diencerkan dengan menggunakan roller mixer (Denley Spiramix 5) sampai terbentuk gel yang homogen. Sepuluh gram masing-masing gel dipindahkan ke dalam tabung Falcon dan dibiarkan mengendap semalaman. Selanjutnya, 10 mL buffer natrium bikarbonat 50 mM yang baru disiapkan (dilarutkan dari NaHCO₃ bubuk dan disesuaikan dengan pH 7.0 ± 0.2) dipindahkan ke setiap tabung dengan hati-hati untuk meminimalkan gangguan pada antarmuka gel-cair (luas permukaan spesifik 7,1 cm ² ). Aliquot kemudian dikumpulkan dan dianalisis oleh ICP-OES untuk menentukan pelepasan tembaga dari waktu ke waktu.

Hasil

Seperti yang dijelaskan di bagian “Metode”, CHAT disintesis dengan cara yang mirip dengan analog besinya, IHAT [21, 22], dengan mendoping tembaga okso-hidroksida (2,5 g/L tembaga) dengan asam tartarat dan adipat. Ini menghasilkan suspensi koloid yang stabil di mana semua tembaga melewati filter 200 nm tetapi sangat sedikit (5%) yang melewati filter 3-KDa. Hal ini menunjukkan bahwa sebagian besar tembaga adalah nanopartikel (95%; Gambar. 1a) dengan sedikit tembaga "bebas" dan tidak ada aglomerat besar yang terdeteksi—sekali lagi seperti analog IHAT [21, 22]. Ketika diendapkan dalam etanol, untuk menghilangkan spesies ligan yang tidak terikat, dan kemudian dikeringkan, CHAT mengandung 31 ± 1% tembaga (w /dengan ) dengan analisis ICP-OES. Rasio molar tembaga dan ligan, yang terakhir ditentukan oleh HPLC, adalah 2:1 untuk tembaga menjadi tartrat dan 2:0,3 untuk tembaga untuk mengadipasi. Partikel CHAT muncul hampir monodispersi dengan diameter 2-3 nm dengan pencitraan TEM (Gbr. 1b). Temuan ini konsisten dengan data ukuran hidrodinamik untuk CHAT ditambah cangkang hidrasi karena diameter median volume dalam air UHP adalah 3,4 nm (Gbr. 1c) dan distribusi ukurannya sempit (2,4–5,6 nm untuk 80% volume) ketika dinilai dengan hamburan cahaya dinamis. Potensi zeta rata-rata adalah − 39 mV (Gbr. 1d), konsisten dengan nanopartikel yang membentuk dispersi air yang stabil [27], dan, memang, suspensi stok CHAT terbukti stabil selama beberapa tahun (File tambahan 4).

Karakterisasi larutan stok CHAT. a Distribusi fase tembaga pada 2,5 g/L CHAT:larut (< 3 KDa) dan persentase nanopartikel. b Pencitraan dispersi nanopartikel oleh TEM. c Distribusi ukuran partikel hidrodinamik dari partikel yang baru disiapkan, seperti yang ditentukan oleh hamburan cahaya dinamis. d Distribusi potensial Zeta (n = 3; bilah kesalahan mewakili deviasi standar)

Selanjutnya, kami mempertimbangkan aktivitas antimikroba CHAT ketika suspensi stok diencerkan dalam media pertumbuhan bakteri ke konsentrasi yang terkait dengan aktivitas antimikroba garam tembaga. Untuk CHAT dan tembaga klorida, kurva penghambatan pertumbuhan sangat mirip untuk keduanya E. koli dan S. aureus dengan sebagian besar aktivitas terjadi pada konsentrasi tembaga total antara kisaran 12,5 dan 50 mg/L (Gbr. 2). Lengkap E. koli penghambatan pertumbuhan diamati pada inkubasi dengan 18,8 (CuCl₂ ) dan 25 (CHAT) mg/L tembaga, sedangkan untuk S. aureus , penghambatan pertumbuhan penuh diperoleh pada 75 (CuCl₂ ) dan 100 (CHAT) mg/L tembaga (Gbr. 2; Persentase penghambatan pertumbuhan vs konsentrasi tembaga disediakan di File tambahan 5).

Escherichia coli (atas) dan Staphylococcus aureus kurva pertumbuhan (bawah), direpresentasikan di sini sebagai kerapatan optik, setelah terpapar ke berbagai konsentrasi tembaga klorida (kiri) atau CHAT (kanan) dalam HMM tambahan.

Memang, pada konsentrasi antimikroba ini, setidaknya 94% CHAT dilarutkan dengan cepat (dalam 15 menit), sekali lagi dinilai dengan ultrafiltrasi dan analisis ICP-OES (Gbr. 3a). Oleh karena itu kami mengantisipasi bahwa efektivitas antimikroba CHAT terkait dengan labilitas kimia ini, dengan pelarutan nanopartikel yang cepat yang memungkinkan akuisisi bakteri intraseluler dari ion tembaga. Untuk menguji ini, kami menantang sensor Cu E. koli , MC1061 (pSLcueR/pDNPcopAlux), di mana bioluminesensi meningkat sebagai respons terhadap konsentrasi sub-toksik ion tembaga intraseluler [30], dengan 0 hingga 50 mg/L tembaga sebagai CHAT atau tembaga klorida. Peningkatan konsentrasi dalam media kultur dari kedua sumber tembaga menyebabkan peningkatan bioluminesensi di E. koli regangan sensor tembaga (Gbr. 3b), konsisten dengan kenaikan tembaga intraseluler. Kemiringan kurva dosis-respons identik hingga 6,25 mg/L untuk kedua sumber tembaga yang menegaskan bahwa tembaga yang tersedia secara hayati dari CHAT sebanding dengan sumber yang sepenuhnya larut. Setelah itu, pada konsentrasi hingga 50 mg/L tembaga, pendaran tidak meningkat karena toksisitas kedua senyawa tembaga (Gbr. 3b).

a Profil disolusi CHAT dalam HMM tambahan pada 12,5, 25, dan 50 mg/L tembaga. Dosis-respon induksi bioluminescence bakteri luminescent rekombinan:b merespon ion tembaga intraseluler E. koli MC1061 bakteri pSLcueR/pDNPcopAlux, c Merespon kerusakan DNA E. koli MC1061 (pDEWrecAlux), dan d superoksida anion-respons E. koli K12::soxRSsodAlux setelah terpapar selama 4 jam dalam HMM yang dilengkapi dengan tembaga klorida, CHAT (konsentrasi dalam mg Cu/L), dan masing-masing kontrol (menadione dalam c dan H₂ O₂ di d )

Sejalan dengan mempelajari tembaga intraseluler di E. koli terkena larutan yang disiapkan dengan CHAT atau tembaga klorida, kami juga menguji kemampuan larutan ini untuk memicu anion superoksida intraseluler atau menyebabkan kerusakan DNA bakteri di E yang berbeda. koli berbasis biosensor. Dalam kedua kasus tidak ada efek yang dapat diamati secara signifikan, meskipun sensor merespons kontrol positif yang relevan, yaitu hidrogen peroksida dan menadione, masing-masing (Gbr. 3c, d). Secara bersama-sama, tanggapan ekivalen dari tiga biosensor bakteri terhadap larutan yang dibuat dari berbagai bentuk kimia tembaga sangat mendukung gagasan bahwa, dalam kedua kasus, bakteri terpapar pada tembaga terlarut yang sama, meskipun satu formulasi dimulai sebagai nanopartikel.

Akhirnya, seperti disebutkan di atas, keuntungan CHAT dibandingkan garam tembaga terlarut hanya akan terlihat jika formulasi terkonsentrasi memungkinkan yang pertama untuk mempertahankan labilitas kimianya tidak seperti yang terakhir. Menggunakan hidroksietil selulosa (HEC), basa berair umum untuk formulasi topikal [31,32,33], kami memasukkan tembaga 250 mg/L baik sebagai tembaga klorida, CHAT, atau sebagai NP CuO komersial. Saat 10 mL dari 50 mM NaHCO₃ buffer, sebagai eksudat luka yang disederhanakan, ditambahkan ke 10 g masing-masing gel HEC yang mengandung tembaga (yaitu 2,5 mg tembaga), terjadi pelepasan tembaga yang berkelanjutan dari preparat yang mengandung CHAT, hingga lebih besar dari 60 mg/L dengan 24 jam (Gbr. 4). Selain itu, pelepasannya relatif cepat dengan konsentrasi aktif antimikroba dicapai dalam 2-4 jam. Sebaliknya, tembaga klorida yang dinetralkan pH adalah substrat yang buruk untuk pelepasan tembaga, seperti yang diantisipasi oleh kecenderungannya untuk menghidrolisis dan membentuk aglomerat tembaga okso-hidroksida, sehingga dalam 24 jam, hanya 10 ± 7 mg/L tembaga yang telah dicapai dalam larutan. (Gbr. 4). NP CuO komersial tidak menghasilkan pelepasan tembaga yang terlihat sama sekali (Gbr. 4).

Pelepasan tembaga dari matriks HEC yang mengandung CHAT, tembaga klorida, atau nanopartikel tembaga oksida (NPCuO), semuanya pada 250 mg/L tembaga

Diskusi

Kami menunjukkan di sini bahwa bahan nano berbasis tembaga, yaitu CHAT, dapat diformulasikan pada konsentrasi tinggi, tidak seperti nanopartikel berbasis tembaga yang dijelaskan sebelumnya [34, 35], sementara mempertahankan sifatnya sebagai sumber labil tembaga yang tersedia secara hayati dengan kemanjuran antimikroba. Seperti disebutkan di atas, sintesis CHAT terinspirasi setelah bertahun-tahun bekerja sebelumnya pada analog besi, IHAT [21, 22]. Ini, pada gilirannya, terinspirasi oleh solusi alam untuk pergantian mineral yang cepat in vivo, untuk daur ulang yang efisien dari ion logam esensial, di mana molekul organik digunakan untuk mengacaukan struktur kristal partikel mineral primer [21, 22]. Dalam versi sintetis, ligan GRAS digabungkan ke dalam okso-hidroksida logam saat terbentuk dalam larutan dari polimer ikatan silang [21, 22]. Melalui destabilisasi struktural, ini memastikan labilitas fase mineral akhir dan juga menghasilkan nanopartikel yang sangat negatif—seperti yang ditunjukkan oleh pengukuran potensial zeta—yang menolak aglomerasi dan agregasi, sehingga menghasilkan suspensi nanopartikel yang stabil selama bertahun-tahun. Di sini, dan seperti yang ditunjukkan sebelumnya untuk IHAT, tartrat adalah ligan dominan dalam mencapai perubahan fisikokimia ini pada struktur okso-hidroksida tembaga sejak penggabungannya kira-kira. 3 kali lipat lebih besar dari adipat—yang terakhir berperilaku lebih sebagai penyangga selama sintesis [21, 22].

Dengan tidak adanya modifikasi, okso-hidroksida logam yang baru diendapkan akan menggumpal dan beragregasi dan akan mulai menua, di mana mereka mengembun dan secara bertahap meningkatkan kristalinitasnya. Transisi ukuran dan fase mineral ini mengurangi kemampuan struktur untuk berpartisipasi dalam reaksi balik, yaitu melarutkan kembali. Oleh karena itu tidak mengherankan bahwa ketika tembaga okso-hidroksida baru terbentuk, dari netralisasi pH larutan tembaga klorida, setidaknya beberapa tembaga terlarut dilepaskan dalam uji pelepasan gel kami (Gbr. 4), sedangkan untuk NP CuO komersial, yang diaglomerasi dan terdiri dari fase mineral yang lebih kental (yaitu oksida tembaga), tembaga yang tidak terdeteksi dilepaskan. Kurangnya pelarutan dari nanopartikel komersial 30 nm—yang, terlepas dari keadaan agregasinya, akan menghadirkan area permukaan yang besar untuk disolusi—menunjukkan bahwa fase mineral adalah pendorong utama dalam pelepasan ion tembaga dan, seperti disebutkan di atas, modifikasi partikel utama mineral, yang dicapai di sini melalui doping ligan, benar-benar diperlukan untuk membawa perubahan yang nyata dalam karakteristik disolusi. Selanjutnya, sintesis CHAT dilakukan pada suhu kamar, karena suhu sintetik yang tinggi mendukung fase amorf yang lebih sedikit yang akibatnya dapat mengurangi laju disolusi. Selain itu, sintesis suhu ruangan memiliki manfaat dalam mengurangi biaya energi saat memproduksi dalam skala besar.

Sementara mungkin ada cara lain untuk memformulasikan tembaga dengan konsentrasi tinggi dan stabil yang memungkinkan pelepasan berkelanjutan dan pembubaran ion dengan cepat bila diperlukan, kami tidak dapat membayangkan sintesis lain yang begitu mudah dan biaya barang (untuk reaktan) sangat rendah. Ini adalah faktor penting karena masalah infeksi topikal dan resistensi bakteri sama sekali tidak terbatas pada negara maju. Negara-negara berkembang semakin terganggu oleh masalah resistensi bakteri dan solusi manjur yang terjangkau sangat dibutuhkan [36, 37]. Meskipun tidak ada penelitian yang cukup untuk mencapai solusi konkret, ada bukti bahwa resistensi terhadap ion logam beracun lebih sulit dicapai bakteri daripada resistensi terhadap antibiotik konvensional [7]. Teori ini didasarkan pada gagasan bahwa tembaga dan perak mungkin tidak memiliki jalur aktivitas antimikroba yang terpisah tetapi, sebaliknya, dapat berdampak pada beberapa target termasuk berbagai sistem enzim dan dengan demikian dapat mengacaukan struktur sel bakteri secara keseluruhan [17, 19, 38]. Memang, telah ditunjukkan bahwa bakteri tetap rentan terhadap tembaga dan ion logam tertentu lainnya meskipun terpapar selama berabad-abad [6, 7, 39]. Menariknya, ada bukti terbaru bahwa antimikroba berbasis logam bahkan dapat mengembalikan sensitivitas bakteri terhadap antibiotik konvensional terlepas dari resistensi sebelumnya [40, 41].

Kesimpulan

Di sini, kami telah menunjukkan bahwa masalah ion tembaga yang tersedia secara hayati, pada pH fisiologis dan konsentrasi tinggi, dapat diselesaikan dengan mendoping nanomineral tembaga dengan asam organik, dalam strategi yang serupa dengan yang sebelumnya digunakan untuk analog besi [21, 22]. Nanopartikel berbasis tembaga ini (disebut CHAT) mudah larut dalam media bakteri, menunjukkan serapan tembaga intraseluler yang setara dan aktivitas antibakteri terhadap garam tembaga terlarut. Namun, secara kritis, dan tidak seperti garam tembaga sederhana, CHAT dapat dikonsentrasikan dalam formulasi pH-netral dan mempertahankan labilitasnya dalam hal pelepasan ion tembaga. Memang, CHAT melepaskan ion tembaga dalam kisaran bakterisida dan dengan demikian bisa menjadi dasar untuk agen antimikroba topikal baru baik sendiri atau meningkatkan kemanjuran melawan antibiotik. Dengan meningkatnya resistensi antibiotik, antimikroba topikal baru diperlukan dan CHAT tidak mahal, mudah disintesis, dan menggunakan komponen yang umumnya diakui aman (GRAS). Studi in vivo layak dilakukan.

Singkatan

CHAT:

Tembaga [okso]-hidroksida adipat nanopartikel tartrat

NP CuO:

Nanopartikel tembaga oksida

DLS:

Hamburan cahaya dinamis

Escherichia coli :

E. koli

GRAS:

Umumnya diakui sebagai aman

HEC:

Hidroksietilselulosa

HMM:

Medium MOPS logam berat

HPLC:

Kromatografi cair kinerja tinggi

ICP-OES:

Spektrometri emisi plasma-optik yang digabungkan secara induktif

IHAT:

Besi [okso]-hidroksida adipat nanopartikel tartrat

MOPS:

3-(T -morpholino) asam propanesulfonat

Staphylococcus aureus :

S. aureus

UHP:

Kemurnian sangat tinggi

Studi Perbandingan Sifat Elektrokimia, Biomedis, dan Termal Bahan Nano Alami dan Sintetis Tinjau Aplikasi Silikon Hitam Berstrukturnano