Abstrakt

Durch sichtbares Licht induzierte bakterizide Wirkung eines mit Platin dotierten Titan-Photokatalysators

Fereshteh Mohammadi, Mohammadreza Nejadmoghaddam und Amir-Hassan Zarnani

Es ist bekannt, dass TiO 2 -Photokatalysatoren eine bemerkenswerte desinfizierende Wirkung gegen ein breites Spektrum von Mikroorganismen zeigen. Ultraviolette (UV) Bestrahlung ist für den Menschen bei chronischem UV-Kontakt in einem solchen Ausmaß schädlich, dass TiO 2 angeregt wird , welches photokarzinogen wirkt. Für diese Studie wurde ein Photokatalysator mit bakterizider Wirkung ausgewählt, der bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht die Bakterienpopulation aller getesteten Krankheitserreger reduzieren konnte. Wir haben die Bestrahlungswellenlänge von TiO 2 -Nanopartikeln (NPs) durch Dotierung mit Platin (Pt) vom fernen UV-Spektrum in den sichtbaren (Vis) Wellenlängenbereich verschoben. TiO 2 und Pt-dotierte TiO 2 (Pt/TiO 2 )-NPs wurden mittels Sol-Gel-Methode in Pulver- bzw. Suspensionsform synthetisiert. XRD-, DRS-, TEM- und SEM-Techniken sowie EDX-Analyse wurden eingesetzt, um die Struktur und Eigenschaften der Photokatalysatoren zu charakterisieren. Die funktionelle Aktivität beider NPs wurde in vitro durch Testen der bakteriziden Aktivität gegen Escherichia coli und Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus unter UV- und sichtbarer Bestrahlung beurteilt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Größen der TiO 2 - und Pt/TiO 2 -Nanopartikel im Bereich zwischen 20 und 50 nm lagen, mit hoher Kristallinität in der Anatasphase. Die minimale Hemmkonzentration (MIC) von TiO 2 - und Pt/TiO 2 NPs betrug 0,125 mg mL -1 . Interessanterweise führte die Pt-Dotierung zu einer deutlichen Verschiebung der Bestrahlungswellenlänge in Richtung des sichtbaren Spektrums mit fast derselben wachstumshemmenden Wirksamkeit wie TiO 2 bei UV-Bestrahlung. TiO 2 NPs reduzierten die Wachstumsrate von E. coli und S. aureus unter UV-Bestrahlung für 24 Stunden um 94,3 % ± 0,12 bzw. 98 % ± 0,16; während Pt/TiO 2 NPs das Wachstum der oben genannten Bakterienarten im gleichen Zeitraum unter sichtbarer Bestrahlung hemmten. Nach 24 Stunden erreichte die wachstumshemmende Wirkung von Pt/TiO 2 NPs auf E. coli und S. aureus 86 % ± 0,11 bzw. 90 % ± 0,14. Zusammenfassend haben wir beobachtet, dass auf sichtbares Licht reagierendes platinhaltiges Titandioxid (Pt/TiO 2 ) eine hohe antibakterielle Wirkung gegen pathogene Bakterienstämme ausübte, wenn man berücksichtigt, dass die scheinbare Quanteneffizienz von mit sichtbarem Licht bestrahltem Pt/TiO 2 relativ höher ist als die von titandioxidbasierten Photokatalysatoren.

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