抗生物質耐性細菌の効率的な消毒のために太陽光による塩素の活性化:細胞膜に結合した塩素の見過ごされた貢献
Yutao Shen1,2,3, Fuyang Liu1,2,3, Jialiang Liang4
1College of Environmental Sciences and Engineering, Peking University, Beijing 100871, P. R. China.
太陽光は超低塩化物 (ClO2-) を活性化し,抗生物質耐性細菌 (ARB) を効果的に消毒します. この環境に優しい方法は 毒性のある副産物を最小限に抑え 水の消毒に持続可能な解決策を提供します
科学分野:
- 環境科学
- 水 の 処理
- 微生物学
背景:
- 抗生物質耐性細菌 (ARB) に対する従来の消毒方法は,しばしば高量の酸化物質を使用し,有害な残留物と消毒副産物 (DBP) を生み出します.
- 環境への影響を最小限にする持続可能な効率的なARB無効化戦略の開発は極めて重要です.
研究 の 目的:
- 太陽光活性化塩素 (ClO2-) を使用したARBの新型,環境に優しい消毒法を導入する.
- 細胞下レベルでの反応性種の生成とARBの無活性化の根本的なメカニズムを調査する.
- この方法の有効性を実際の水のマトリックスで評価する.
主な方法:
- 自然な太陽光を用いた超低濃度の塩素 (10 μM) の活性化
- 反応性種の形成を明らかにするために,in situの特徴と理論的計算を行う.
- 様々な水のマトリックスと容器の消毒性能の評価
主要な成果:
- 太陽光は,ARB消毒のための反応性種 (HO•,Cl•,ClO•,ClO2) を生成するために,超低塩素を効果的に活性化します.
- 細菌の脂質部位への塩素吸収は,光の吸収と反応性種の生成を強めた.
- 軽微なハロゲン化DBPが生成され,細胞内抗生物質耐性遺伝子 (ARG) が分解され,水平遺伝子転送が抑制された.
- 湖と川の水のサンプルでARBの消毒が成功していることが実証された.
結論:
- 太陽光で活性化されたクロライトは,ARBの無活性化に非常に効率的で安全で持続可能なアプローチを提供します.
- このメカニズムは,細菌膜と細胞内成分を標的とした,吸収されたクロライトによる強化された反応性種の生成を伴う.
- この方法は,実際の水中のARBとARGを効果的に減少させ,従来の消毒技術に有望な代替手段を提示します.
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