Interakcja między bakteriami i nanocząsteczkami jest obecnie głównym obszarem zainteresowań bionanotechnologii. Grupa naukowców¹ zbadała, w jaki sposób osadzanie dwóch rodzajów nanocząstek metalicznych (Au i Ag) (odpowiednio AuNPs i AgNPs, ~25 nm) na modelowych powierzchniach grafenowych wpływa na przyczepność i przeżycie bakterii. Funkcjonalizacja powierzchni grafenowej w nanoskali spowodowała przyleganie bakterii (AuNP) i działanie bakteriobójcze (AgNP). Obserwowane tendencje zapewniają ogólny wgląd w interakcje bakterie/nanocząstki/powierzchnia, ponieważ zaobserwowano je zarówno dla szczepów bakterii Gram-ujemnych (Escherichia coli i Pseudomonas aeruginosa), jak i Gram-dodatnich (Staphylococcus aureus i Staphylococcus epidermidis). Co ciekawe, jednoczesne odkładanie się AuNP i AgNP pełniło dwie funkcje, wzmacniając zarówno przyczepność bakterii, jak i potencjał przeciwbakteryjny. Właściwości przeciwbakteryjne AgNPs wyjaśniono w kategoriach efektów elektronowych. Ich osadzanie się na grafenie doprowadziło do tworzenia reaktywnych form tlenu (ROS), które reagują ze ścianami komórek bakteryjnych i skutecznie je niszczą.  

Podłoża grafenowe (GM- graphenic material) sfunkcjonalizowane z zastosowaniem nanocząstek (NPs- nanoparticles) metali szlachetnych (Au, Ag) osadzonych przy użyciu metody sonochemicznej. Przygotowane podłoża kontaktowano z patogennymi szczepami bakterii. Badania z zastosowaniem mikroskopii fluorescencyjnej pozwoliły na stwierdzenie zwiększonej adhezji komórek bakteryjnych do materiału modyfikowanego nanocząstkami złota (AuNPs|GM), a także właściwości bakteriobójczych materiału modyfikowanego nanocząstkami srebra (AgNPs|GM). W panelu przykładowe zdjęcia dla bakterii Staphylococcus epidermidis ATCC®700296.

Przeprowadzenie powyższych badań było możliwe dzięki zakupionemu z środków POB qLIFE mikroskopowi fluorescencyjnemu, który pozwolił ocenić adsorbcję bakterii na grafenie oraz przeżywalność mikroorganizmów na jego powierzchni funkcjonalizowanej nanocząstkami Au i/lub Ag. 

Na podstawie powyższych badań powstał artykuł naukowy: Opposite effects of functionalization with gold and silver nanoparticles on bacterial attachment to graphenic surfaces, który znajduje się w recenzji do czasopisma Surfaces and Interfaces.

¹Corresponding Author: Prof. Andrzej Kotarba – Wydział Chemii UJ; Co-Authors:  Wojciech Pajerski; Paulina Chytrosz; Monika Gołda-Cępa; Mirosława Pawlyta; Witold Reczyński; Dorota Ochońska (WL); Monika Brzychczy-Włoch (WL)

Zakup aparatury dokonany ze środków finansowych Priorytetowego Obszaru Badawczego qLIFE  w ramach programu strategicznego Inicjatywa Doskonałości w Uniwersytecie Jagiellońskim.