وقتی باکتری‌ ها قتل عام می‌شوند!

مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌ها گزارش می‌دهد که همه روزه در بیمارستان‌های آمریکا از هر ۲۵ بیمار، یک نفر قربانی عفونت‌های مراقبت‌های بهداشتی می‌شود. آنتی بیوتیک‌ها و روش‌های فعلی عقیم سازی باکتری‌ها می‌توانند از گسترش باکتری‌های مضر جلوگیری کنند اما آنها نیز عاری از مشکل نیستند.

دانشمندان در دانشگاه هوستون بر اساس پژوهش‌های پیشین، دریافته بودند که نانوذرات طلا، نور را به خوبی جذب کرده به سرعت فوتون‌های آن را به گرما تبدیل می‌کند و به تولید دمای بسیار بالا برای از بین بردن سلول‌های اطراف می‌پردازند.

این صفحات میکروسکوپی بسیار نازک هستند و در حالی که یک تار موی انسان بین ۵۰۰۰۰ و ۱۰۰۰۰۰ نانومتر قطر دارد، قطر این صفحات میکروسکوپی فقط به چند صد میرسد.

دانشمندان برای بررسی قابلیت از بین بردن باکتریها توسط این صفحات، باکتری E. coli و دو نوع باکتری مقاوم در برابر حرارت را بر روی سطح این صفحات قرار دادند. آنها سپس نور مادون قرمز را از یک لیزر بر روی دیسک تابانده و درجه حرارت سطح آن را تقریبا بلافاصله به ۱۸۰ درجه سانتیگراد (۳۵۶ درجه فارنهایت) رساندند و با این کار شوک‌های حرارتی در سراسر ماده ایجاد کردند.

این محققان با استفاده از آزمون زنده ماندن سلولها و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تایید کردند که این روش همه سلول‌های باکتریایی را در عرض ۲۵ ثانیه از بین می‌برد. میکروسکوپ الکترونی روبشی یا SEM نوعی میکروسکوپ الکترونی است که قابلیت عکس‌برداری از سطوح با بزرگنمایی ۱۰ تا ۵۰۰۰۰۰ برابر با قدرت تفکیکی کمتر از ۱ تا ۲۰ نانومتر (بسته به نوع نمونه) را دارد.

در این آزمایش مشخص شد که باکتری E. Coli حساس ترین باکتری بود و در برابر این میزان از حرارت تنها توانست پنج ثانیه مقاومت کند. دو نوع باکتری مقاوم در برابر حرارت دیگر که در چشمه های آب گرم پارک ملی یلوستون رشد می‌کنند نیز تنها در زمان ۲۵ ثانیه از بین رفتند.

این تیم در حال بررسی امکان استفاده از نانوذرات به عنوان یک پوشش دفع باکتری برای کاتتر است که می‌تواند برای کاهش میزان عفونت‌های دستگاه ادراری در بیمارستان‌ها کمک کننده باشد.

یکی دیگر از مزایای بالقوه این روش استفاده در فیلتر آب است که در آن نانو صفحات می‌توانند با از بین بردن باکتری و میکروبها به بهبود کیفیت آب کمک کنند.

این پژوهش در مجله Optical Materials Express منتشر شده است.