自古以來，金屬的重要用途是制造武器，目標(biāo)是人類。現(xiàn)在科學(xué)家們同樣使用金屬武器，但是目標(biāo)則換成了細(xì)菌。

人們很早就知道銀制品有殺菌的作用，但是銀究竟如何殺死細(xì)菌仍是一個謎。最近，阿肯色大學(xué)的研究人員對這一過程的研究有了新的發(fā)現(xiàn)。他們使用了一種稱為單粒子跟蹤光敏定位顯微鏡的先進(jìn)成像技術(shù)來觀察和跟蹤一段時間內(nèi)在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的特定蛋白質(zhì)。研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)銀離子實(shí)際上加速了蛋白質(zhì)的擴(kuò)散動力學(xué)，與人們之前的預(yù)期相反。“眾所周知，銀離子可以抑制和殺死細(xì)菌；因此，我們預(yù)期，用銀處理后，細(xì)菌中的所有物質(zhì)都會減慢速度。但是，令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)的動力學(xué)變得更快。”

研究人員觀察到，銀離子導(dǎo)致細(xì)菌中成對的DNA鏈分離，并使蛋白質(zhì)與DNA之間的結(jié)合力減弱。純化的H-NS蛋白的電泳遷移率遷移分析表明Ag+離子會削弱H-NS蛋白與DNA之間的結(jié)合，蛋白質(zhì)會從DNA上脫落下來，自行移動，因此移動速度更快。 

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這項研究證實(shí)了之前有關(guān)活細(xì)菌中單一蛋白質(zhì)動力學(xué)的想法，該方法可以幫助研究人員了解細(xì)菌對銀納米顆粒的實(shí)時反應(yīng)。由于人類社會長期使用抗生素殺菌，導(dǎo)致細(xì)菌的快速變異，能對抗多種抗生素的“超級細(xì)菌”已經(jīng)是一個潛在的威脅，因此研制基于銀納米顆粒的抗生素成為了一種新的選擇。

不過無論白銀的抗菌效果有多好，這種金屬畢竟還是很貴的。而普渡大學(xué)的工程師們則創(chuàng)造了一種激光處理方法，該方法可以通過將金屬表面賦予不同的質(zhì)感，將任何金屬表面變成物理“殺菌劑”。

很多微生物，包括新冠病毒在內(nèi)都可以在金屬表面存活幾小時甚至幾天。不同的金屬之間差異也很大，不銹鋼的“包容性”更強(qiáng)，很多細(xì)菌可以在上面活好幾天，銅制品相對好些，因為銅也有一定的抑菌作用，不過這個作用起效時間也長達(dá)幾個小時，原因之一是金屬制品表面通常比較光滑，在微觀層面能直接接觸到的細(xì)菌較少。而研究小組開發(fā)的這種單步激光紋理化技術(shù)，使用激光在金屬表面上制造納米級圖案。這些圖案產(chǎn)生粗糙的紋理，增加了表面積，使細(xì)菌有更多機(jī)會撞擊表面并當(dāng)場破裂，換句話說，掉坑里了。

這種工藝具有很高的穩(wěn)定性，并且不會增加金屬制品的體積。雖然這種技術(shù)還不能有效殺滅類似新冠病毒之類的更小的微生物，但是由于它可以低成本的應(yīng)用在很多不同種類的金屬上，比如不銹鋼制的門把手、電梯按鈕、護(hù)欄等，所以應(yīng)用前景依然非常廣闊。

參考文獻(xiàn)：

1. aem.asm.org/content/86/6/e02479-19

2. onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/admi.201901890