从废木材、废纸和橘子皮等生物质资源废弃物中提取 Green Science Alliance 开发出量子点抗菌剂

2024.07.16 10:30

GSアライアンス株式会社

Green Science Alliance 有限公司（该公司致力于研究和开发建设低碳、碳中和社会的尖端技术）的 Ryohei Mori 博士（工程学）利用废木材、废纸和橘子皮等生物质资源废物开发出了一种量子点抗菌剂。

抗菌剂是用于治疗细菌感染的药物。影响细菌的物质包括抗生素、益生菌、噬菌体、抗菌肽和纳米材料。与化学合成、微生物合成或天然产品合成的抗生素相比，纳米材料和纳米粒子与细菌的相互作用可能比这些传统抗生素更强。这是因为纳米粒子的超小尺寸（几纳米）及其表面的功能基团更有可能与细菌的细胞壁和细胞膜相互作用并穿透它们。从这个角度看，铜和银等纳米粒子具有抗菌效果，但在成本方面存在挑战。

顺便提一下，量子点是在单一纳米尺度（0.5-9 纳米）上具有超精细结构的最先进材料，其光学特性遵循量子化学和量子力学。每个量子点的原子和分子数量据说从几个到几千个不等，也被称为人造原子和分子。每个量子点的原子和分子数量据说从几个到几千个不等，也被称为人造原子或分子。它是一种最先进的材料，曾在 2023 年获得诺贝尔奖。

GS 联盟已经合成了各种类型的量子点和量子点复合材料，森良平博士（工程学）目前已从植物和生物质废弃物（包括废木材、废纸和橘子皮）中开发出一种量子点抗菌剂。与上述银和铜等纳米粒子相比，这些量子点是用生物质废料制成的，在成本方面具有优势。用生物质废弃物合成的量子点是碳基量子点和有机量子点，它们附着在细菌的细胞壁和细胞膜上，随后进入细菌的细胞，引起基因突变和活性氧，从而产生破坏细菌的效果，据说这就是它们具有抗菌特性的原因。据说这就是其抗菌特性的原因。似乎还存在其他作用，如抑制细菌酶的活性、阻止细菌产生肽聚糖和破坏细菌。另一方面，这些量子点可能会部分取代其提取植物中的类黄酮、多酚、生物碱、儿茶素、萜类化合物和皂甙的特性，从而反映出它们的抗菌特性。此外，在农业应用中，例如在田地里，当阳光照射时，会产生激发电子、激子和活性氧，这些物质具有抗菌和抗病毒作用，与光催化作用类似。

另一方面，由于长期使用传统的通用抗生素，最近出现了危险的多重耐药菌，这已成为一个问题，有研究报告显示，将这种碳基量子点作为抗菌剂时，多重耐药菌出现的可能性较小。

还可以推测，这种量子点抗菌材料还具有抗病毒和抗真菌的特性，这将在未来得到证实。它有可能成为一种天然的、植物提取的抗菌、抗真菌和抗病毒剂，取代在抗击新型冠状病毒时经常使用的传统酒精和次氯酸钠。

GS 联盟计划研究这种量子点抗菌剂作为天然抗菌剂、抗真菌剂和抗病毒剂以及农用化学品的应用。