Физический нокаут бактерий: созданы наночастицы для уничтожения суперинфекций

В условиях глобальной угрозы антибиотикорезистентности, когда традиционные лекарства всё чаще оказываются бессильны, российские ученые предложили радикально новый подход к стерилизации. Исследователи из ведущих научных центров страны – ФИАН, ИТМО и других – разработали метод физического уничтожения бактерий, не оставляющий им ни единого шанса на выживание.

Физический нокаут бактерий: созданы наночастицы для уничтожения суперинфекций

Суть технологии заключается в применении метода гипертермии с использованием уникальных наночастиц. Для эксперимента были выбраны одни из самых опасных патогенов, включая представителей группы «ESKAPE», известных своей устойчивостью к множеству антибиотиков: S. aureus, S. epidermidis, P. aeruginosa, E. coli и K. pneumoniae.

Ключевым инструментом стали коллоидные наночастицы на основе оксида гадолиния, легированного иттербием (Gd₂O₃:Yb). Эти частицы были синтезированы методом лазерной абляции с использованием фемтосекундных лазеров (с длиной волны 1064 нм и 1030 нм), что позволило получить однородные структуры размером всего 10–30 нанометров. Наночастицы добавляли в жидкость, содержащую бактерии, после чего раствор подвергали воздействию ближнего инфракрасного (ИК) излучения.

Под действием ИК-света наночастицы начинают интенсивно нагреваться. Этот резкий скачок температуры приводит к мгновенному разрушению клеточных мембран патогенных микроорганизмов. Но на этом действие не заканчивается: экстремальный нагрев вызывает денатурацию – необратимое нарушение вторичной структуры белков внутри бактериальной клетки. В результате бактерия погибает полностью, лишаясь возможности адаптироваться или выработать устойчивость к такому физическому воздействию.

Эксперименты показали стопроцентную эффективность метода, обеспечив полную стерилизацию жидкости от всех исследованных штаммов. Поскольку механизм основан на фундаментальных физических процессах, а не на биохимических взаимодействиях, вероятность развития у бактерий устойчивости к такой терапии стремится к нулю.

Разработка открывает новые горизонты в борьбе с внутрибольничными инфекциями и создании стерильных сред в медицине.

Читайте также

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе