世界上有一系列的致病菌，可以影响所有年龄组的男女。在最严重的情况下，某些细菌感染可在人群中引起严重的发病率和死亡率。此外，由于广泛使用抗菌剂，一些致病菌获得了成为耐多药(MDR)菌株的基因。在过去的几十年里，耐多药菌株给科学家和临床医生带来了严重的挑战。迫切需要找到新的抗菌素，或者取代或修改目前可用的抗菌素，以对抗耐药细菌感染。
纳米技术领域的最新进展为患者和从业者克服耐药性问题带来了新的希望。纳米颗粒(NPs)的有效性取决于NPs与微生物之间的相互作用。NPs已被广泛研究作为抗菌剂对抗耐药细菌。NPs可以定义为有意生产的颗粒，其特征维度为1至100纳米，具有具有相同化学成分的非纳米级颗粒所不具有的特性。
贵金属纳米粒子，特别是金纳米粒子的合成及其生物医学应用是一个很有前景的研究领域，已经引起了众多研究者的关注。可确保细胞摄取并控制药物释放到特定细胞靶点的定制能力、显著的稳定性、金的无毒生物惰性使AuNPs成为生物医学应用的热门候选，如生物传感器、癌症化疗和放疗的药物输送。
NPs的许多特点使其成为传统抗生素药物的强有力替代品。首先，它们具有较高的表面积体积比，可以增加与目标生物的接触面积。此外，它们可以由聚合物、脂类和金属合成。此外，大量的化学结构，如富勒烯和金属氧化物，允许一系列不同的化学功能。
纳米材料已经成为一种有前途的高效候选药物，可以取代传统材料在科学技术领域的大部分应用。常用的纳米颗粒由银、金和锌组成，每一种都具有不同的性质和光谱活性。aunp广泛应用于巨大的生物应用领域，主要是医学和基因治疗以及用于诊断的生物传感器。AuNPs很容易通过共沉淀法制备，与银纳米粒子(AgNPs)等其他金属纳米材料相比，AuNPs可能具有较低的毒性。耐抗生素细菌的出现及其对医疗成本的重视，鼓励研究人员创新新方法，开发更有效的抗菌剂，以克服细菌耐药性并降低成本。本研究旨在评估AuNPs作为一种新型治疗配方对大肠杆菌菌株的抗菌活性的有效性和机制。
方法
粪便、尿液和伤口样本来自沙特阿拉伯卡西姆地区不同医院的患者。这些样本是在2018年9月至12月期间收集的。然后用适当的方法对样品进行处理。它们在血液和麦康基琼脂板上培养，在37℃下培养24小时。然后进行革兰氏染色、API20E等生化试验，以确认大肠杆菌分离。
AuNPs对大肠杆菌最低抑菌浓度(MIC)的测定
采用宏稀释法测定AuNPs的最低抑菌浓度(MICs)。以NPs的mic值为指标，评价AuNPs对大肠杆菌的抑菌效果。简言之，制备了2倍连续稀释液(200 ~ 0.39 μg/ml)。每孔注100 μl接种物。为了评价AuNPs对细菌生长的抑菌作用，用细菌培养液的光密度(OD600)测定了所有菌株24小时后的mic值。细菌接种剂的最终细胞浓度为106 ~ 107 CFU/ml。
AuNPs对大肠杆菌最低杀菌浓度(MBC)的测定
从浊度不明显的试管中取50 μl转入不添加AuNPs的Tryptone soy Agar (TSA)培养皿，37℃孵育24小时，测定MBC。在孵育前后检查所有板是否有细菌生长。存活的生物数量由生存能力计数决定。抑制大肠杆菌生长≥99.99%的最低NPs浓度被定义为MBC。所有的实验都在不同的两天重复进行。
纳米颗粒配方的合成
水性胶体AuNPs悬液(0.05 mg/ml)购买自PlasmaChem GmbH(柏林，德国)用于本研究。采用化学还原法合成了vwAuNPs。这是通过使用柠檬酸钠还原10mm四氯酸(HAuCl4)来实现的(Sigma-Aldrich，美国)。简单地说，HAuCl4.3H2O的水溶液在搅拌时回流煮沸。在加入10毫升柠檬酸三钠(1%)后，将溶液的颜色从黄色改变为深红色，表明球形aunp的形成。溶液回流20分钟，然后在25°C冷却。溶液经0.45-μm醋酸酯过滤器过滤，4℃保存。通过透射电子显微镜(Oberkochen, Germany)检查合成的NPs的形态。使用Malvern Zeta尺寸仪Nano ZS设备(Sysmex，荷兰)根据动态光散射测量NPs的尺寸分布。
结果
成功分离大肠杆菌28株(N=28)。从粪便样本中分离到14株大肠杆菌，从尿液样本中分离到10株。从伤口标本中仅分离到5株。所有分离株均初步革兰氏染色，以确定为阴性。然后对所有分离的菌株进行API20E和其他生化测试，以确认它们是大肠杆菌。
如图1所示，100和200µg/ml的剂量被发现是有效的。结果表明，大多数大肠杆菌菌株(60%)对100µg/ml的剂量敏感，而其余40%对相同浓度的剂量表现出抗性。如图2所示，200µg/ml的剂量对耐100µg/ml剂量的大肠杆菌菌株有效。
将100、200µg/ml管上悬液接种于营养琼脂板中孵育24小时。未观察到细菌生长，证实为杀菌浓度。浊度的存在或不存在分别用+或-表示。24小时后，通过对不同浓度AuNPs下的细菌生长进行评估，观察到大肠杆菌的MIC和MBC在浓度为100µg/ml和200µg/ml时达到最大值，表明其具有抑菌和杀菌活性(图1)。
不同浓度的MBC的统计分析显示，与0.09至50µg/ml相比，100µg/ml和200µg/ml对生长的抑制作用显著，然而，100µg/ml获得了最佳MIC。因此，这些结果证实了AuNPs的MIC和MBC在稀释100µg/ml时有效。
结论
本研究研究了AuNPs对大肠杆菌分离菌株的抑菌活性。本研究通过观察液体的浊度来确定MIC值，以确定液体中细菌的生长抑制作用。结果表明，在MIC浓度为100µg/ml时，大肠杆菌菌株对AuNPs的敏感性高于200µg/ml。
NPs既可与各种抗菌剂结合使用，也可与NPs的封盖材料结合使用。涂覆或覆盖NPs通常可确保生物相容性的增加和毒性的降低。NPs与其他抗菌剂的联合使用有助于降低NPs对哺乳动物细胞的内在毒性。因此，aunp的合成可以通过化学合成技术或生物合成技术进行。
本研究表明，AuNPs对大肠杆菌具有较强的抑菌作用。也可以认为，aunp作为一种抗菌剂在医学领域引起了巨大的兴趣。在临床应用前，对AuNPs潜在毒性的评估仍然是一个主要问题。然而，还需要进一步的研究来确定AgNPs对相同大肠杆菌分离株的活性。
