Electrophoretically Deposited Layers of Octahedral Molybdenum Cluster Complexes: A Promising Coating for Mitigation of Pathogenic Bacterial Biofilms under Blue Light

单线态氧 生物膜 材料科学 粪肠球菌 黄色微球菌 光敏剂 涂层 表皮葡萄球菌 抗菌活性 氧气 纳米技术 光化学 金黄色葡萄球菌 细菌 化学 生物 有机化学 遗传学
作者
Kaplan Kirakci,Thi Kim Ngân Nguyên,Fabien Grasset,Tetsuo Uchikoshi,Jaroslav Zelenka,Pavel Kubát,Tomáš Ruml,Kamil Lang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (47): 52492-52499 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acsami.0c19036
摘要

The fight against infective microorganisms is becoming a worldwide priority due to serious concerns about the rising numbers of drug-resistant pathogenic bacteria. In this context, the inactivation of pathogens by singlet oxygen, O2(1Δg), produced by photosensitizers upon light irradiation has become an attractive strategy to combat drug-resistant microbes. To achieve this goal, we electrophoretically deposited O2(1Δg)-photosensitizing octahedral molybdenum cluster complexes on indium–tin oxide-coated glass plates. This procedure led to the first example of molecular photosensitizer layers able to photoinactivate bacterial biofilms. We delineated the morphology, composition, luminescence, and singlet oxygen formation of these layers and correlated these features with their antibacterial activity. Clearly, continuous 460 nm light irradiation imparted the layers with strong antibacterial properties, and the activity of these layers inhibited the biofilm formation and eradicated mature biofilms of Gram-positive Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis, as well as, Gram-negative Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli bacterial strains. Overall, the microstructure-related oxygen diffusivity of the layers and the water stability of the complexes were the most critical parameters for the efficient and durable use. These photoactive layers are attractive for the design of antibacterial surfaces activated by visible light and include additional functionalities such as the conversion of harmful UV/blue light to red light or oxygen sensing.

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