科学家们已经通过破坏其外膜示出为处于安培杀灭细菌的百万分之一测量的电流。这一发现可能激发使用电来减缓耐抗生素感染的传播新的抗菌技术。

一幅太阳能电池板在野外的图像,与文章“弱电流可以帮助对抗超级细菌。” 在Pinterest分享
新的研究表明电可以杀死细菌可能对打击长期影响“超级细菌”。

自20世纪60年代以来,科学家们就知道电可以杀死或抑制细菌的生长。抗生素耐药性带来的威胁日益增加超级细菌然而,近年来,寻找减少细菌传播的新方法变得更加紧迫。

根据美国疾病控制和预防中心(CDC) 2019年发布的一份报告,有280万年美国每年都有抗生素耐药性感染,估计造成35000人死亡。

大多数早期的研究转化为电能的杀菌效果的参与相对较大的电流或电场。最近,研究研究表明,小于千分之一安培的电流持续72小时,可以通过破坏细菌的细胞膜来杀死细菌。

但目前尚不清楚电是如何摧毁细菌的,以及更低的电流是否也能起到同样的作用。

现在,位于费耶特维尔的阿肯色大学(University of Arkansas)的一组科学家已经证明,施加小于1百万分之一安培(微安)的电流30分钟就可以杀死细菌。

研究人员发现,电流通过破坏细菌的细胞膜,让蛋白质、离子和其他小分子进入或流出细胞。

低于1.5伏的电压就足以产生所需的电流。这项新研究的资深作者王勇教授说:“我们使用的电力非常低。”“家用电池可以提供足够的电力。一个1平方厘米的太阳能电池板也可以。”

研究结果表明,电力可能持续消毒的物体,如门把手一条可行之路,人们经常触摸。王教授说,该电流太小,伤害人类。

科学家们还可以利用微小的电流来抑制水储存或净化设施表面坚韧细菌菌落或生物膜的形成。

这项研究发表在该杂志上应用及环境微生物学

在他们的实验中,研究人员使用了含有这种细菌溶液的试管大肠杆菌和一对铝电极。

他们运用了多种技术来比较电极间电压打开和关闭时管子里细菌的状态。

例如,他们将细菌暴露在一种名为碘化丙啶的红色荧光染料中,这种染料可以染色DNA,使其在显微镜下可见。这表明,在施加电流后,有更多的碘化丙烯穿透细菌的细胞膜,并与细菌的DNA结合。

研究人员说,这个实验表明,离子和其他小分子,如氨基酸,会在细胞中进出。

另一种被称为过滤试验的技术证明,即使是像蛋白质和核酸这样大的分子也可能在细胞膜被电流破坏后从细胞中泄漏出来。

研究人员认为,电流可以通过改变膜上的正常电压(即膜电位)来破坏膜。

当他们申请了一个名为的MitoTracker绿色荧光染料的细菌,它们的膜接触后,电闪着更明亮。虽然这仍然是一个有争议的问题,作者说,一些微生物学家认为的MitoTracker绿色分子的膜结合依赖于膜的电势。

研究人员得出这样的结论:

“这项研究强调,用小于100微安的电流处理细菌30分钟会造成明显的膜损伤,并导致离子、小分子和蛋白质的双向泄漏。”值得强调的是,导致细菌膜严重损伤的电力是非常低的,这有望促进使用微安培电流(和低电压)用于抗菌应用。