2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of antimicrobial mechanism by silver nanoparticles
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16K13628
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
清野 智史 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90432517)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 銀ナノ粒子 / 抗微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銀ナノ粒子が微生物中のどの部位で抗菌性能を発現しているのか、またどのような化学状態変化を辿るのか、材料学的解析法により明らかにすることを目的に研究を行っている。
放射線照射により誘起される化学的手法により、銀ナノ粒子を合成した。得られた銀ナノ粒子の粒径分布は狭く、また微生物試験液との混合後、微生物を回収するための遠心分離処理で沈降しない。合成時に化学試薬の添加は殆ど必要なく、銀ナノ粒子による抗微生物機能のみを評価できる材料を得た。
モデル菌種として非病原性の大腸菌を用いて、銀ナノ粒子との接触時間に応じて生菌数が減少する実験条件を確立した。この試験条件を活用し、銀ナノ粒子と接触した大腸菌の形態について、経時変化を評価する実験系を確立した。その結果、銀ナノ粒子との接触時間が短い場合には菌の形態が殆ど変化しなかったことから、銀ナノ粒子の作用機構は膜破壊ではないことを示唆している。一方で、長時間経過後には形態変化する場合が見られたことから、大腸菌の死後に形態変化が起こったものと考えられる。
抗微生物試験環境における銀化学状態の変化を検討する為、含硫黄物質であるシステイン、メチオニン、グルタチオンを模擬物質として、XANES解析を利用した検討を行った。その結果、高濃度の含硫黄物質との混合により、銀ナノ粒子の化学状態が金属状態から変化し、銀と硫黄が結合した状態となることが明らかとなった。この化学状態の変化が、使用環境によっては銀ナノ粒子の抗菌性が失活する要因であることが強く示唆された。
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