새로운 포르피린의 손쉬운 광합성

May 01, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8580(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

본 연구에서는 가시광선 조명 전략 하에서 광화학물질을 사용하여 새로운 포르피린 기반 나노복합체의 1단계 합성을 쉽게 수행했습니다. 결과적으로, 본 연구의 초점은 항균제로 Ag, Ag/AgCl/Cu 및 Au/Ag/AgCl 나노구조를 갖는 장식된 ZnTPP(아연(II)테트라키스(4-페닐)포르피린) 나노입자를 합성하고 사용하는 데 있습니다. 처음에는 ZnTPP의 자기 조립 결과로 ZnTPP NP가 합성되었습니다. 다음 단계에서는 가시광선 조사 광화학 공정에서 자기 조립된 ZnTPP 나노입자를 사용하여 ZnTPP/Ag NC, ZnTPP/Ag/AgCl/Cu NC 및 ZnTPP/Au/Ag/AgCl NC를 만들었습니다. 병원균인 Escherichia coli와 Staphylococcus aureus에 대한 나노복합체의 항균활성에 대한 연구를 plate count법, Well 확산시험, 최소억제농도(MIC), 최소살균농도(MBC) 값 측정을 통해 수행하였다. 그 후, 유세포분석법을 이용하여 활성산소종(ROS)을 측정하였다. 모든 항균 테스트와 유동 세포 계측법 ROS 측정은 LED 조명과 어둠 속에서 수행되었습니다. (3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨 브로마이드(MTT) 분석은 인간 포피 섬유아세포(HFF- 1) 정상 세포 포르피린의 허용되는 감광성 특성, 온화한 반응 조건, LED 조명 존재 시 높은 항균 특성, 결정 구조 및 녹색 합성과 같은 특정 특성으로 인해 이러한 나노복합체는 항균 물질의 일종으로 인식되었습니다. 가시광선에서 활성화되어 광범위한 의료 응용, 광역학 치료 및 수처리에 사용할 수 있는 잠재력을 얻었습니다.

최근 몇 년 동안 나노기술의 실험적, 산업적 성과는 응용 과학의 새로운 접근 방식을 낳았으며, 그 결과 산업, 환경, 의학 분야의 학제간 활동이 성장했습니다1,2,3. 유해한 세균 손상을 예방하는 것이 중요하기 때문에 항균제가 개발되고 있습니다. 결과적으로, 나노물질은 항생제의 오용으로 인한 세균 감염에 대한 특별한 특성으로 인해 매우 유익한 치료법으로 간주되며, 이는 세균 저항성을 높이고 인류 건강에 대한 세계적인 위협을 가져왔습니다. 또한, 생체적합성 항균제의 생성은 과학자들에게 가장 시급한 주제 중 하나입니다4,5. 대장균은 악성 병원체이자 그람 음성 간균입니다. 또한 대장균 박멸도 점점 더 어려워지고 있습니다. 인간은 오염된 물을 마신 후 황색 포도상구균(그람 양성)과 대장균(그람 음성) 박테리아로 인해 설사를 하게 됩니다. 결과적으로 건강한 식수 공급은 인간의 건강에 매우 중요합니다6,7.

포르핀 코어의 견고한 거대고리 구조는 금속 원자 착화합물 형성에 좋은 고정점이 됩니다8,9. 포르피린 합성, 구조, 조립 및 응용에 대한 연구는 항상 과학계의 흥미를 끌었습니다10. 포르피린은 초분자 종이며 광범위한 광물리적 및 광화학적 특성, 높은 감광 효율, 우수한 에너지, 전자 전달 용량, 가시 영역에서 강력한 광 흡수를 포함하는 우수한 광 수확 잠재력을 갖고 있으며 에너지 수준은 다음과 같이 쉽게 조정될 수 있습니다. 적절한 분자 설계를 사용하여 기증자 물질과 일치합니다. 포르피린은 항균 광역학 치료에도 널리 활용됩니다13,14,15.

자유 라디칼 또는 일중항 산소가 빛에 노출된 포르피린에 의해 생성될 수 있습니다. 이 과정은 감광제 및 사용되는 광원인 포르피린의 유형에 따라 달라집니다. 이들 종은 반응성이 매우 높으며 단백질, 지질 및 핵산을 포함한 거의 모든 세포 구성 요소와 상호 작용할 수 있습니다. 활성 산소종과 같은 일부 반응성 부산물은 이러한 상호 작용(ROS)의 결과로 생성될 수 있습니다. 이러한 종은 추가 피해와 세포 사멸을 일으킬 수 있습니다.