Insight into the effect of particle size distribution differences on the antibacterial activity of carbon dots

抗菌活性 细菌 化学 大肠杆菌 粒径 膜透性 生物物理学 金黄色葡萄球菌 微生物 革兰氏阴性菌 微生物学 生物 生物化学 物理化学 基因 遗传学
作者
Baohong Sun,Fan Wu,Qicheng Zhang,Xiaohong Chu,Zhixuan Wang,Xinrong Huang,Jie Li,Cheng Yao,Ninglin Zhou,Jian Shen
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:584: 505-519 被引量:96
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2020.10.015
摘要

Carbon dots (CDs) have a profound effect on elimination of bacteria, fungi, and viruses, but the lack of an exact mechanism to interact with bacterial cells limits their development. Herein, we separated the CDs derived from chlorhexidine gluconate into three groups with uniformly small-scale, middle-scale, and large-scale particle sizes by using different molecular weight cut-off membranes. These positively charged particles exhibit significant antibacterial activity against the Gram-negative bacteria Escherichia coli and the Gram-positive bacteria Staphylococcus aureus; they can cause an increase in bacterial cell permeability, synergistic destabilization, and broken integrity of the plasma membrane. Impressively, we found that antibacterial activity increases as the size of the CDs decreases. This phenomenon may stem from the differences in cellular uptake and distribution of CDs in the plasma membrane or restriction between the polar functional group and DNA molecule. Our study of the size effect as a target may improve the understanding of killing microorganisms by antibacterial CD drugs.
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