Van zilvernanodeeltjes (AgNP's) is bekend dat ze uitstekende antibacteriële eigenschappen hebben en worden door velen beschouwd als een sterke concurrent in de kritische zoektocht naar een antwoord op antibioticaresistente bacteriën. Ze blokkeren enzymen en kunnen ervoor zorgen dat bacteriën onregelmatig gevormde membranen hebben, het produceren van resultaten variërend van geremde groei tot celdood. Echter, een samenwerking van onderzoekers van Kumamoto University, Keio-universiteit, en Dai Nippon Toryo Co., Ltd. in Japan ontdekte dat AgNP's de neiging hebben om te conglomereren, wat resulteert in een vermindering van antibacteriële eigenschappen. Ze losten het conglomeratieprobleem op door de nanodeeltjes met goud te coaten. Helaas, dit veroorzaakte ook een vermindering van de antibacteriële effecten omdat het zilver niet langer werd blootgesteld. Dit was voor de onderzoekers aanleiding om op zoek te gaan naar een methode om zowel de vorm van de nanodeeltjes als de antibacteriële eigenschappen te behouden.

Gepulseerde laserbestraling op de met goud beklede zilveren nanodeeltjes (Ag@Au NP's) bood een oplossing voor het probleem. Wanneer Ag@Au NP's worden bestraald met een pulslaser, de morfologie van de NP's verandert van een driehoekige plaat in een bolvorm. Dit komt doordat de metalen smelten door de hitte van de laserpuls. De onderzoekers toonden aan dat Ag@Au NP's ongeveer half driehoekig en half bolvormig waren vóór bestraling, maar na bestraling sprongen naar 94% sferisch. Verder, de zilver-tot-goudverhouding van de Ag@Au NP's vóór de bestraling was ongeveer 22:1, maar de verhouding na bestraling was bijna 4,5:1. Dit werd door de onderzoekers geïnterpreteerd als het ontstaan ​​van defecten in de goudlaag waardoor een deel van het zilver als ionen kon ontsnappen. Dit is een belangrijk aspect van het gepulseerde laserbestralingsproces, aangezien het vrijkomen van zilver het bacteriedodende effect veroorzaakt.

"We hebben een methode ontwikkeld om de antibacteriële eigenschappen van zilveren nanodeeltjes naar believen te activeren, " zei professor Takuro Niidome, leider van de onderzoeksgroep. "Onze experimenten hebben aangetoond dat, terwijl niet-bestraalde, met goud beklede zilveren nanodeeltjes slechts geringe antibacteriële eigenschappen hebben, de effecten worden aanzienlijk verhoogd na gepulseerde laserbestraling. We hopen deze technologie verder te ontwikkelen als een methode om bacteriën te beheersen die antibacteriële resistentie hebben ontwikkeld."

De bestraalde Ag@Au NP's waren zeer effectief tegen Escherichia coli, wat resulteert in een overlevingspercentage van 0% kolonies. Alleen zilveren NP's waren even effectief, maar de Ag@Au NP's hadden het voordeel dat ze naar behoefte werden geactiveerd en hadden niet de neiging om samen te klonteren zoals de zilveren NP's.

Dit onderzoek is online gepubliceerd in het tijdschrift Royal Society of Chemistry nanoschaal op 11 oktober 2017.