マルチの抗菌特性 | 広州ピンクローズグループ

Scientific Reports volume 12、記事番号: 21427 (2022) この記事を引用

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1 引用

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

ドアノブ、カウンタートップ、手すりなど、人の出入りが多い接触面は病原菌の拡散の伝播点となる可能性があり、積極的に自己消毒する素材を開発する必要性が強調されています。金属はその耐久性からこれらの表面によく使用されますが、多くの金属はさまざまなメカニズムを通じて機能する抗菌特性も備えています。この研究では、相乗効果により広範囲の迅速な衛生状態を達成することを目的として、個別に抗菌特性を持ついくつかの金属で構成される金属合金を研究しています。銅、銀、ニッケル、コバルトのスケーラブルな合金を調製するために、エントロピーに基づく安定化パラダイムが提案されています。コンビナトリアルスパッタリングを使用して、薄膜合金を 100 mm ウェーハ上に作製し、ウェーハ全体で各元素の組成が約 50% 変化しました。次に、膜をアニールし、合金の安定性を調査しました。抗菌活性試験は、ヒトのウイルスおよび細菌性病原体の代用として 4 つの微生物（Phi6、MS2、枯草菌、および大腸菌）を使用して、成長したままの合金とアニールしたフィルムの両方で実行されました。試験の結果、試験合金の一部と 30 秒間接触させた後、SARS-CoV-2 の代用物として機能するエンベロープに包まれた一本鎖 RNA バクテリオファージである Phi6 が最大 6.9 桁 (> 99.9999%) 減少したことが示されました。さらに、エンベロープのない二本鎖 DNA バクテリオファージ MS2、グラム陰性大腸菌およびグラム陽性枯草菌株では、30、20、および 10 分後に活性が 5.0、6.4、および 5.7 log 減少しました。、それぞれ。合金サンプルの抗菌活性は組成に強い依存性を示し、対数換算は Cu 含有量に直接比例しました。アニーリング後の相分離による Cu の濃縮により、一部のサンプルの活性が向上しました。その結果は、理想的な抗菌表面の設計に活用できるさまざまなテーマの動機付けとなります。

交通量の多いエリア 1、2、3 の接触面は、感染者と脆弱な人々の間の間接的な接触を通じて病気の伝播の媒介となる可能性があり 4、5、幅広い病原体に対して有効な自己消毒素材の開発が重要となっています。これまでの研究では、メチシリン感受性黄色ブドウ球菌（MSSA）や耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）11、ライノウイルス12、インフルエンザウイルス A13、ロトウイルス 14、および 2020 年から 2022 年にかけて世界的パンデミックを引き起こした重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) などのコロナウイルス 7,15。これらの長い寿命は、その後の表面との接触中に病原体が広がる可能性を部分的に決定します18。交通量の多い表面は金属でできていることが多く、比較的低コスト、耐久性、耐食性があるステンレス鋼 (SS) が一般的に選択されます。 SS には中程度の抗菌特性があることが報告されています 19。銅と亜鉛の合金である真鍮 (CuZn) は、その心地よい金色の色合いのため、タッチ表面に使用されることがありますが、これははるかに柔らかい金属であり、高価であり、本稿執筆時点では SS の 3 倍の価格です。容易に酸化する。緑色または黒色の酸化物は表面から剥離する傾向があるため、真鍮の表面は定期的に掃除する必要があります。真鍮には抗菌活性があることが知られています20,21。病気の伝播に焦点を当てると、銅 (Cu)、銀 (Ag)、コバルト (Co) など、抗菌活性を示す金属の多く 22、23、24、25、26、27、28、29、30 は抗菌活性を示しません。コストと酸化しやすいため、広く使用されています。これらの金属はそれぞれ、さまざまな病原体に対して異なるメカニズムによって抗菌活性を達成します18。これらのメカニズムを相乗的に活用することで、これらの元素の固溶体合金は、その部分の合計よりも大きな範囲の病原体に対して活性を示す可能性があり、結果として抗菌性超合金が得られます。

This work focuses on the development of multicomponent alloys of CuAgCo; each of these metals achieve antimicrobial activity through different modes of action30. Copper in-particular has shown biological activity against a wide range of viruses7,22,23,24,2 protein *. J. Biol. Chem. 274, 5474–5482 (1999)." href="/articles/s41598-022-25122-4#ref-CR31" id="ref-link-section-d80139361e648"> 31 および細菌 7,30。これらのシステムの作用機序は、Cu+1/+2 イオン 32 と表面タンパク質が変性し、ウイルスエンベロープの機能不全を引き起こす相互作用に起因すると考えられています。銀金属は古代から抗菌剤として使用されており 35、ウイルス表面の糖タンパク質と結合して複製を妨害する可能性があります 25、26、36、37。細菌では、Ag の殺菌メカニズムは細胞壁と細胞膜の損傷 38 と細胞内部機能の干渉に起因すると考えられています 30,39。 Co3+ 状態のコバルトは、タンパク質の活性部位を不活性化する機構であるシッフ塩基を介してキレート剤またはリガンドと複合体を形成すると、抗菌性および抗ウイルス性を有することが報告されています 27,28,29。酸化されていない状態では、コバルトは細菌の存在を減らすのに効果的であることが示されています 39,41。これらの金属の合金を開発することで、得られる材料はさまざまなメカニズムにより抗菌活性を示し、単一の金属よりも大きな範囲の病原体に対して同時に効果を発揮する可能性があります。さらに、多面的な作用機序により衛生特性が促進される可能性があります。

この研究の課題は、いくつかの二元合金 (CoCu、AgCo、AgNi、AgCu) が混合して合金を形成しないこと、つまり、混和しないことです42。この課題を克服するために、2 つのアプローチが使用されます。 1 つ目では、室温スパッタリングを使用して急速凝固を実現し、原子が相分離する前に合金として凍結させます 43,44。 2 番目のアプローチでは、エントロピーに基づく安定化パラダイム 45,46 が活用されます。この材料設計概念は、多成分系内の化学エントロピーを増加させると、相分離の自由エネルギーコストが増加し、その結果、通常は混和しない元素の合金を安定化できることを提案しています47。このアプローチは、触媒48や磁石49、50などの新しい機能性材料を実現するために以前に使用されてきました。化学エントロピーを増大させるために、追加元素であるニッケル (Ni) を加えて 4 成分合金 CoCuAgNi を形成します。ニッケルは、それ自体がある程度の抗菌活性を持っています 51 が、主に、組成範囲全体にわたって Cu と Co の両方と混和性があるために選ばれました。 Ni が豊富な三元組成では、CoCuNi は単相合金を形成します。熱処理中にシリコン (Si) も導入され、基板から拡散します。鉄（Fe）とパラジウム（Pd）を加えて5成分合金CoCuAgFePdを形成することで、エントロピーをさらに増大させる試みも行われた。最近の研究では、銅含有高エントロピー合金 (HEA) が 2 つのウイルスに対して潜在的な抗菌活性を示すことが示されました 52。

本研究では、提案された抗菌性 HEA CoCuAgNi(Si) の厚膜をコンビナトリアルスパッタリングによって調製し、自己消毒表面としての潜在的な用途についてテストします。組み合わせスパッタリングは、抗菌表面を設計するための高スループットのアプローチとして以前に実証されています 53、54、55。調製されたままの合金の抗菌活性は、表面スパイクタンパク質 56 を含む SARS-CoV-2 とサイズと構造が似ているバクテリオファージシュードモナスファージ Phi6 を含むヒト感染性病原体を表す 4 つの非病原性代用物に対してテストされます。ファージ MS2、非カプセル化スパイクレスウイルス、およびヒトノボウイルスの代替ウイルス 57。細菌検査は、病原性細菌株の代用として、グラム陽性枯草菌 NRS 231 (ATCC: 6633) およびグラム陰性大腸菌シアトル 1946 株 (ATCC: 25,922) に対して実施されました。次に、フィルムをアニールし、抗菌活性を再検査しました。タッチ表面用の展開可能な金属は同様の高温処理によって準備される可能性が高いため、アニーリングは重要です。成長したままの膜とアニールした膜の両方について、ナノ構造とマイクロ構造を評価して、HEA パラダイムをテストし、構造と性能の関係を評価します。スパッタリングされた膜に加えて、関連する一連の単一成分、二元および三元表面も調査されます。このアプローチは、表面内の元素のナノスケール分布がその抗菌活性にどのように影響するかという重要な問題に取り組むように設計されています。

（CoCuAgNi）合金の薄膜は、「方法」セクションで説明されているように、室温で100 mm Si（100）ウェハ上にコンビナトリアルスパッタリングによって調製され、補足図S1に例示的に示されています。スパッタリング技術では、加速された Ar プラズマを使用して、単一元素源で各金属の蒸気を生成します。これらの元素は蒸気状態で混ざり、Si 基板上で凝縮し、ナノ秒の時間枠で固化が起こり、元素が拡散する機会はほとんどありません。拡散の機会がなければ、親元素が不混和であっても、元素は準安定合金を形成する可能性があります43,44。アモルファスまたはガラス状の挙動ではなく、合金化の証拠は、以下で説明する X 線回折 (XRD) データで見ることができます。特にコンビナトリアルスパッタリングの場合、スパッタリングソースは基板の周囲に共焦点配置で配置されます。ソースに近い（遠い）ウェーハの領域には、ターゲットからの元素の濃度がより高い（より低い）ため、ウェーハの直径全体にわたって約 50% の組成勾配が達成されます。

組成マッピングは、エネルギー分散型 X 線分光法 (EDX) を備えた走査型電子顕微鏡 (SEM) によって実行され、ウェーハ上の 17 個の位置で測定されました。図1aに示すこれらのマップでは、サンプルの4つの極値エッジの組成が（Ni11Ag21Co13Cu55）（Ni22Ag54Co6Cu18）（Ni26Ag12Co39Cu23）（Ni55Ag22Co12Cu11）であることが特定され、等しい組成点はウェーハの中心近くに位置しています。成長したままのサンプルのX線回折測定（図1b）は、約39°（d = 2.31Å）および約44°（d = 2.06Å）にブロードなピークを示しています。これらのピークは親化合物と密接に一致しています。面心立方晶 (FCC) Ag (111) は 37.4° (d = 2.40 Å)、Ag (200) は 43.5° (d = 2.08 Å)、FCC Ni (111) は 44.8 です。 ° (d = 2.02 Å)。これらのパラメーター間の類似性は、成長したままの膜が多結晶微細構造を備えた FCC 構造を持っていることを示唆しています。また、十分な Ag 含有量を得るために、より小さな (Co、Cu、Ni) 原子が Ag 結晶格子に組み込まれます。 Ag含有量を減少させると、約39°のピークが消失しますが、約44°のピークはより高い角度に移動します。これは、Agがより小さなNi格子に組み込まれていることを示しています。この系は、Ag (直径 160 μm) と Ni、Co、Cu (≈135 μm) の原子サイズの大きな違いにより、本質的に歪みが生じます58。構造相分布の大まかな尺度は、フレネルの減衰、Ag(200) と Ni(111) の重なり、および Ag からのより大きなフォームファクターを補正した後の XRD ピーク面積の比から推測できます。原子。得られた相分布マップ（図1c）は、系が大きい格子間隔から小さい格子間隔へ構造遷移を起こし、等しい組成点でAgがCoCuNi格子に大部分統合されていることを確認しています。

(a) Ni、Cu、Ag、Co の組成マップ。(b) 位置 1 ～ 17 で撮影した X 線回折パターン。パネル c で特定。 (c) 成長したままのシステム内の 2 つの FCC 相の等高線プロット。

フォーミングガス (N2 + 5%H2) を流しながら 600 °C で 60 分間アニールした後、サンプルは灰色の金属色を保持しながら曇った表面コントラストを示しました。これは、サンプルが酸化されておらず、より粗くなっていることを示唆しています。 600°でアニールし、その後空気中で冷却すると、青色の酸化物が得られました。アニールした膜の X 線回折測定を図 2 に示します。これらは、Ag (FCC1)、(Ni,Co)Si2 (蛍石、FCC2)、および (Ni,Co,Cu)Si ( B20）。これまでの研究では、Si 基板上に成長させ、同様の条件でアニールした CoNi 膜が基板から Si を取り込み、これらの相を形成することが示されています 59,60。これらの特定の組成の同定は、NiCo/Si システムに関する以前の研究と、XRD と EDX の結果の比較によって情報を得ました。すべての XRD パターンは、格子定数 4.077 Å の Ag 様 (FCC1) 相のピークを示し、バルク Ag (4.20 Å) によく一致します。等しい組成点（図の位置 3 として識別）で撮影された図 3 の EDX 画像は、膜から完全に排出された直径約 600 nm の楕円形の Ag 析出物を示しています。 HEA パラダイムは合金化を奨励していますが、ここで観察されているように、それは絶対的な保証ではありません。合金設計の従来のヒューム・ロザリー規則に戻ると、合金内で許容できる原子半径の最大差は 15% ですが、Ag と他の金属の差は > 18% です。従来の材料設計ルールは、Ag の不混和性を正確に予測します。各二元状態図は、3D 金属と Ag の不混和性も予測します。銀の沈殿物は、Ag ダイヤモンドライクカーボン (DLC) の以前の抗菌表面で観察されており、その結果、材料の寿命は短くなりますが、長期的な抗菌特性は向上します 54,61。 EDX では、析出物中に Ni と Co も示されています。バルク Ag と比較して FCC1 の格子定数がわずかに小さいのは、おそらく、少量の残留 Ni と Co が格子に合金化された結果であると考えられます。

アニール後に位置 1 ～ 17 で取得された X 線回折パターン。

(a) アニール後の FCC 相の相対 XRD ピーク強度、A(50°) / (A(47°) + A(50°)) を示す等高線プロット。ここで、A はピーク面積です。 (b) 等高線図で特定された位置 3、8、および 1 の SEM および EDX 画像。 SEM 画像のスケールバーは 1000 nm に相当します。

Ag 析出物の下の膜は 2 つの異なるドメインで構成されており、EDX によって Cu が豊富なドメインと Cu が少ないドメインとして識別されます。 Cu が豊富な領域は、Cu が少ない領域と比較すると、Si が少ない領域としても識別されます。 Si 信号は基板からも発生する可能性があるため、当初は、これらは (Ni,Co) および (Ni,Co,Cu) 合金であると考えられていました 42,62。ただし、格子定数が約 3.52 Å42 であることが知られている NiCoCu 合金を使用して XRD 結果を当てはめることはできません。これまでの研究 59,60 では、Si ウェーハ上で NiCo をアニールすると、NiSi2、CoSi、および CoSi2 が急速に形成され、生成熱はそれぞれ - 50.73 kJ/mol、- 56.00 kJ/mol、および - 40.7 kJ/mol であることが示されています。現在の研究は、Cu の存在によりさらに複雑になっています。４７°のＸＲＤピークは、５．４２Åの格子定数に対応するＮｉＳｉ２蛍石構造の（２２０）ピークのみを示すことができ、以後ＦＣＣ２として識別する。この値は親化合物の 5.44 Å とよく一致しています。同様に、50°の XRD ピークは、4.49 Å の格子パラメータに対応する CoSi B20 構造の (211) ピークとのみ関連付けられます。この値は親化合物の 4.43 Å とよく一致しています。 47° (赤) と 50° (青) の回折ピークを使用して、相対的な位相分布を図 3 にプロットします。位相マップにより、Ni エッジ付近では膜が単相 FCC2 (NiSi2) であることが確認されます。 NiCo コーナーでは、膜は単相 B20 (CoSi) です。この相分布は膜の電子構造の分布も引き起こし、二ケイ酸塩 FCC2 相は主に電荷中性 63 であり、一方、一ケイ酸塩 B20 相は 4 価です。

EDX 画像では Cu が豊富な領域と Si が少ない領域が同等であることを認識して、Cu をモノシリケート B20 構造に優先的に組み込むことが提案されています。これらの結果に基づいて、アニールされたサンプルは一般に、(Ni,Co)Si2 および (Ni,Co,Cu)Si のドメインと (Ni,Co):Ag 析出物を含む膜として説明できます。位相分布マップは、位置 8 (B20) および 17 (FCC2) 付近に大きな単相領域を示しています。位置 8 からの EDX 画像は、XRD が構造相分離を示さないにもかかわらず、位置 3 ほど明確ではないものの、Cu の化学相分離をある程度示しています。顕微鏡写真は、XRD 測定とほぼ同じ位置にあるサンプル上の 17 点で撮影されました。 3つの代表的な位置を図3に示し、残りの画像は補足資料の図S2に提供されています。

アニールされたウェーハの極値に近づくと、興味深い微細構造の変化が発生します。 CoCu エッジ (位置 14) に近づくと、Ag は粒子として沈殿せず、新しいドメインとして膜の一部として残ります。 Ag および AgCu のエッジ (位置 1 および 6) に近づくと、微細構造が大幅に変化し、虫状のラメラネットワークを形成します。これは、高温では単一相が存在し、スピノーダル分解を受けて Ag および Cu リッチ相になる可能性があることを示唆しています。ラメラは膜の残りの部分のドメインまたは析出物よりもはるかに小さく、幅は約 65 nm です。特に銀の構造が異なると、抗菌活性の強度も異なる可能性があります64。これらの結果は、Ag リッチおよび CoCu リッチ組成がバルク合金として調製され、局所的な合金ドメインにすべての元素が保持される可能性があることを示唆しています。以下のセクションでは、成長したままのウェーハ (元素が原子スケールで均一に混合された) とアニールされたウェーハ (組成ドメインと Ag 析出物を含む) の抗菌活性を調査します。

Co、Cu、Ni、Ag などの単一成分金属の範囲が、代用微生物に対する抗菌活性についてテストされました。単一成分試験の金属は、ヒトのさまざまな病原体に対する抗菌活性が報告されている 30 か、商業的に入手可能であるため、含まれています。テスト前に、汚染微生物やグリースを除去するために表面をアセトンで洗浄しましたが、展開されたタッチ表面に予想される自然酸化層は残りました。試験は、試験微生物を含む濃縮水溶液 10 μL を 25 × 25 mm2 の試験面にスポットし、そのスポットを 25 × 25 mm2 の滅菌スライドガラスで覆った後、表面を洗浄して微生物を回収し、菌数を数えることによって実施されました。方法に記載されており、補足図S3に例示的に示されている生きた微生物。この方法論は、以前の研究に基づいて開発されました65、66。試験時間は、測定手順の制限内で、Cu 陽性対照で完全な衛生状態を達成するために必要な最小時間に基づいて選択されました。この試験方法は、呼吸、くしゃみ、咳による飛沫中の微生物などの湿った接触をシミュレートするように設計されており、「乾式」接触アッセイを表すものではありません。金属Cuは、Phi6およびMS2に対して有意な（p > 0.05）抗菌活性を示し、図4a、b（および補足図S4）、Phi6の6.9対数減少（30秒のテスト時間）および7.1対数減少を達成しました。 MS2 の場合 (テスト時間は 30 分)。ログリダクションメトリクスは、各テストの力価濃度に正規化されたパーセンタイルスケールです。これらの値は、それぞれの生物の検出限界に対応します。候補金属である Co、Ni、Ag を含む他のテストされた金属はすべて、はるかに低い活性を示しました。また、テストされた金属の中で注目に値するのは、広範囲の病原体に対して抗菌活性があることが以前に報告されている亜鉛（Zn）です30が、ここでは弱いようです（補足図S5）。亜鉛は蒸気圧が高く、一般的な真空システムと互換性がないため、ウェーハには使用されませんでした。 Cu を除くすべてのテストされた表面は、ステンレス鋼 (合金 304) の対照と統計的に同一です。 304SS は、交通量の多い路面で一般的に使用されるため、コントロールとして選択されます。

単一成分（左）および多成分（右）表面の抗菌活性。（a、e）Phi6、（b、f）MS2、（c、g）大腸菌、および（d、h）枯草菌でテスト。金属Cu上では枯草菌は回収されなかった。

グラム陰性モデル大腸菌とグラム陽性モデル枯草菌も単一成分表面でテストしました（それぞれ図4c、d）。これらの測定でも、Cu からの強い活性が示されています。テスト時間は、Cu コントロール表面の完全な衛生状態に基づいて設定されました。まれに、アクティブな Phi6、MS2、またはライブ e. 統計的変動により大腸菌は回収されましたが、測定時間の初期設定後はどの Cu 対照表面でも B. subtilis は回収されませんでした。一方、大腸菌では 20 分間の接触後に 5.9-log の大幅な減少が見られましたが、これは最高濃度の洗浄液で数えられたコロニーが 1 つだけであることに相当します。すべての細菌分析において、Ag、Co、Ni はやはり統計的に SS 対照と区別できませんでした。これらの結果は、これらのバルク材料の表面接触が、ここで試験した時間枠内で抗菌活性を付与するには不十分である可能性があることを示唆しています。全体として、Cu はファージと細菌の両方において微生物の活動を低下させるのに最も効果的な金属でした。この強力な活性により、その後のアッセイでポジティブコントロールとして使用することが動機付けられました。

真鍮の2つの合金（合金360、Cu0.6Zn0.4および合金260、Cu0.7Zn0.3）も接触アッセイで検査されました（図4e〜h）。これらの合金には、抗菌材料であるCuとZnの両方が含まれていました（補足図S6）。合金 260 および 360 に対して Phi6 を使用して実行したアッセイでは、30 秒の曝露後、純粋な Cu と同様に数えられるほどのプラークは発生しませんでした。もう 1 つのファージ MS2 では、純粋な Cu を除く単一成分の表面と比較した場合、抗菌活性が優れていました。合金 260 は 5.3 の対数減少を達成しましたが、合金 360 は 4.0 の対数減少を達成しました。細菌に対して行われたアッセイでも同様の傾向が示され、銅に富む合金は強力な抗菌活性を示しました。大腸菌は合金 260 で 5.6 の対数減少を示し、合金 360 では細菌が回収されませんでしたが、枯草菌は対数減少を示しました。 - 合金 260 および 360 ではそれぞれ 4.5 および 5.2 の減少。

上記の結果は総合すると、Cu 含有量が接触アッセイにおける抗菌活性に強く影響するというテーマを裏付けています。展開された表面では、Cu は酸化され、二価の CuO または一価の Cu2O として存在すると予想されます。テストされた Cu クーポンには自然酸化層がありますが、これは 2 つの状態が混在していると予想されます。酸化された Cu は、前述したように空気中で Cu クーポンをアニールすることにより、どちらの状態でも調製できます67。クーポンは、CuO および Cu2O 酸化表面で作成されました。 CuOの酸化クーポンに対して行われた接触アッセイ（図4e〜h）は、Phi6およびMS2の対数減少が6.5および4.8で、未処理の銅と同等の抗菌活性を示し、大腸菌または枯草菌は回収されませんでした。 Cu2O フィルムは依然として抗菌活性を示しましたが、より微生物特異的な傾向があり、Phi6、MS2、大腸菌、および枯草菌に対してそれぞれ 2.8、4.9、5.8、および 4.5 の対数減少を示しました。これらの結果は、二価 (Cu+2) 酸化物が一価 (Cu+1) よりも強い抗菌特性を持っていることを示唆しています。

最終予備調査では、Cu 含有合金 (Cu55Zn28Ni14Mn2) の抗菌活性を評価しました。この合金は次世代の鋳造通貨68の候補材料であり、交通量の多いタッチ表面としての関連性が非常に高いです。現在米国で流通している硬貨は、Ni (8.3% または 25%) と銅の合金か、ペニー硬貨の場合は銅でコーティングされています。接触アッセイは、Phi6 (対数減少 3.2) および大腸菌 (4.5) に対して有意な (p < 0.05) 活性を示しました (補足図 S4)。しかし、MS2 (2.0) および B. subtilis (0.5) に対する抗菌活性は、304 ステンレス鋼の対照と統計的に同一でした。この合金の組成は真鍮合金 360 と似ていますが、その抗菌活性は著しく低く、Cu 含有量が活性の唯一の動機ではないことを示唆しています。

抗菌金属である Cu、Ag、Co、Ni で構成される薄膜をスパッタリングによって調製し、接触アッセイでのテストのために、図 5a のラベル 1 ～ 8 に対応する 8 つのクーポンに分割しました。各クーポンの中心の組成を表 1 に示します。上で述べたように、スパッタリング技術で達成される気相から固体膜への急速な変態により、成長したままの膜が均質化された合金として準備されます 43,44。各クーポンの抗菌活性は、ヒートマップの作成に使用されました。ヒートマップは、図5に各微生物について示されており、定量的な棒グラフ表示が補足図S6に示されています。 Phi6 の場合、チップ 2 および 5 による処理により活性が最大に低下し (p < 0.05)、ほぼ検出限界に達し、純粋な Cu に匹敵しました。抗菌活性はクーポン 6、3、8、4、7、および 1 で順次減少しました。図 5a と図 1a を比較すると、Phi6 に対する抗菌活性 (対数減少) は Cu 含有量に厳密に追従しています。ファージ MS2 に対するテスト (図 5b) も同様の傾向を示し、クーポン 5、2、および 3 が最も強い活性 (純粋な Cu に匹敵すると定義) を示し、Cu 含有量とともに減少しました。クーポンは大腸菌および枯草菌に対してより広範な活性を示し（それぞれ図5c、d）、クーポン2、5、および6は強い抗菌活性を示しました。大腸菌の場合、抗菌活性は、Phi6 や MS2 と同様に、引き続き Cu 含有量に直接依存しますが、ヒートマップは、枯草菌に対して最も活性の高い組成が等組成点に近いことを示唆しています。

(a) Phi6、(b) MS2、(c) E. coli、および (d) B. subtilis の薄膜チップ上のログリダクションのヒートマップ。 (e) Phi6、(f) MS2、(g) E. coli、および (h) B. subtilis のアニールしたチップの対数削減。

すべてのテストを通じて、クーポン #1 (Cu23Co40Ni25Ag12) が最も低い抗菌活性を示しました。これは、熱プロットが Cu 含有量に強く依存していることを示す傾向があるため注目に値しますが、クーポン #1 は最も低い Cu 組成ではなく、クーポン 4、7、および 8 はすべて低かったです。クーポン #1 は Co 含有量が最大 (40%) です。この結果は、Cu レベルが合金の活性を完全には促進していないことを再度示唆しています。最後に、どのプロットも図 1c に示す構造分布の感度を示していません。

薄膜をアニーリングすると、上で説明し、図 3 の顕微鏡写真に示されている相分離が生じ、その後、抗菌活性についてテストされました。テスト結果は、ヒートマップ（図5e〜h）および（補足図S7）の棒グラフに示されています。 Phi6のテスト（図5e）でも、クーポン2からの強い活性が示され、成長したままのクーポン2と統計的に同一でした。ただし、クーポン5は、成長したままのクーポンと比較して、Phi6に対する抗菌活性が統計的に有意に減少しました（p < 0.05）。 -成長合金対応品。他のすべてのチップはアニーリング後に活性の増加を示しましたが、チップ 7 のみが統計的に有意な増加を示しました (p < 0.05)。

MS2 および大腸菌のヒートマップは、成長したままのサンプルとアニーリングしたサンプルの間で類似した活性傾向を示しています。 MS2 に対して、アニールされたウェーハの活性はわずかに増加しましたが、大腸菌はわずかに減少しました。しかし、どちらの傾向も、成長したままの試験表面とアニーリングされた試験表面との間に統計的に有意な差を示さなかった。

最後に、B. subtilis をテストしたところ、クーポン 2 および 5 が再び顕著な活性を示しました (図 5h および S7)。しかし、他の病原体とは対照的に、他のクーポンは合金サンプルと比べて活性が大幅に低下しました。クーポン 1 および 3 は、SS コントロールと比較して依然として強い活性を示しましたが、残りのクーポン (8、6、7、および 4) は統計的に SS コントロールと同一でした。アニーリングプロセスにより、成長したままのチップと比較した場合、Ni および Co の重領域に由来するチップ 3、6、4、および 7 の抗菌活性が大幅に低下しました (p < 0.05)。

上記のデータは、さまざまな一般的なエンジニアリング材料および合金化および相分離された薄膜の接触表面の抗菌活性を示しています。以前に報告された抗菌活性に基づいて 4 つの金属 (銅、コバルト、ニッケル、銀) が選択され、合金薄膜として調製され、その後アニールされて、Si の取り込みと相分離が生じました。材料設計パラダイムは、化学エントロピーによって安定化された合金を実現することを提案しましたが、相分離はこれが失敗し、アニーリングによって相分離が発生したことを示しています。ただし、これにより、微細構造と化学分布の役割をテストすることができました。接触生存率アッセイは、一般的なヒト病原体の代表である 2 つの代替バクテリオファージと 2 つの細菌に対して実行されました。

測定全体を通じて支配的なテーマは、あらゆる代替生物に対する銅の圧倒的な抗菌活性でした。純粋な銅、Phi6 では、SARS-CoV-2 の代用物は、わずか 30 秒後にほぼ 7 桁不活化されました。他の 3 つの微生物もそれぞれ、30 分未満で検出限界まで大幅に減少しました。 Cu の強力な抗菌活性は、以前の報告と一致しています 32、34。 Cu の抗菌活性をサポートするために、膜破壊、酵素の不活化、活性酸素種の生成、遺伝物質の変性など、いくつかの作用機序が提案されています。比較すると、銅を含まない金属と酸化物は、同じ試験時間ですべての微生物の活動を個別に約 1 桁減少させました。これらの結果は、特に Zn と Ag のよく知られた抗菌活性のため、予想外でした。これは、特に銀の抗菌活性に関連すると思われる微細構造の結果である可能性があります。これらの金属は試験前に処理されていないため、自然酸化層が存在する可能性があり、これにより活性が低下する可能性があります。しかし、報告されている抗菌活性の多くは、通常 + 2 の酸化状態を持ち、これらの自然酸化物表面の多くに見られるカチオンの役割を強調しています。

Cu とその 2 つの一般的な酸化物、それぞれ 2 価と 1 価の Cu を表す CuO と Cu2O の抗菌活性がテストされました。どちらの酸化物も強い活性を示しましたが、一価の Cu2O は Phi6 に対してわずかに効果が低かったです (p < 0.05)。 2 つの銅酸化物の違いは銅の原子価状態、CuO の場合は Cu2+、Cu2O の場合は Cu1+ です。これまでの研究では、微生物に対する抗菌活性を達成する上での Cu イオンの重要な役割が強調されてきました。例えば、ウイルスアッセイでは、Cu1+ イオンはインフルエンザウイルスの不活化につながるヒドロキシルラジカルの生成に関与し 32、Cu2+ はエンベロープウイルスおよび非エンベロープウイルスに対する活性を示しました 69。細菌系では、Cu1+ は細菌に対してより有毒であることが報告されており 32、主要な細胞プロセスに損傷を与える可能性のある酸化還元サイクルを開始する可能性があります。試験時間が短いため、特に金属対照の活性の低下が観察されなかったため、微生物が表面腐食を引き起こした可能性は低い70,71。次に、合金 360 (Cu0.6Zn0.4) と合金 260 (Cu0.7Zn0.3) の 2 つの真鍮をテストしました。 Cu 含有量が高い合金 260 は、より強力な抗菌活性を示し、分析内では純粋な Cu と統計的に同一でした。最後に、真鍮に似た通貨のプロトタイプである Cu55Zn28Ni14Mn2 は、Phi6 および大腸菌に対して中程度の抗菌活性を示しましたが、MS2 および枯草菌に対しては弱い活性を示しました。この通貨は真鍮合金 360 と同様の組成を持っていますが、Zn の 14% が Ni に置き換えられているため、これは驚くべきことでした。 Ni はその耐腐食性のために含まれており、抗菌活性を達成するには酸化した表面が重要であるという考えを裏付けています。

調製されたままの（合金化された）薄膜の抗菌活性を考慮すると、データは、すべての生物にとって、Cu 含有量が抗菌活性の主な要因であることを示唆しています。図６ａでは、Ｐｈｉ６に対する合金ウェーハの抗菌活性（図５ａ）が、ウェーハの赤道光線を横切ってＣｕターゲットから遠ざかるにつれてプロットされている。このデータはシグモイドであると予想され、高濃度と低濃度の両方の Cu 濃度が Cu 原子％にほとんど依存しません。実際、データはさまざまなシグモイド関数によく適合しており、図に示されている 5 パラメーターのロジスティック関数を使用しています。特に、ウェーハ上で調査された組成を表す 10 ～ 65 at.% の領域は非常に直線的です。このデータに当てはめると、Log(A) = 0.094 x + 1.04 という線が返されます。ここで、A は総抗菌活性、x は銅の原子%です。この方程式は、総活性 $A={A}_{0}{e}^{cx}$ を解くように整理できます。ここで、切片 (x = 0) は、0% Cu での固有の活性に対応します。 (A0 = 10.9、1.04 の対数減少に相当)、c は銅由来の抗菌活性相関定数 (0.094) です。 A0 の値はステンレス鋼の活性とよく一致しており、テスト時間枠全体で Phi6 について A = 9.6 (対数減少 0.98) の減少が示されました。これらの値が一致していることは、ステンレス鋼が相対的に不活性であることを裏付けています。

Cu と Ni の間のウェーハの赤道光線を横切って撮影した、(a) Phi6、(b) MS2、(c) E. coli、および (d) B. subtilis の抗菌活性のラインカット。

合金データのもう 1 つの重要な特徴は、調査した組成範囲 (10 ～ 65 at.%) 内で、データが高濃度でも低濃度でも平坦化を示さないことです。これは、比較的希薄な濃度であっても銅が依然として抗菌活性に寄与していることを意味するため、注目に値する。言い換えれば、ある程度の抗菌活性を達成するための銅の臨界密度は、ここでテストした最低濃度である 10 at.% 未満です。

合金ウェーハはCu含有量に明らかな依存性を示していますが、図6aにプロットされているアニールされたサンプルはそれほど明確ではありません。アニールされたサンプルの光線は、高濃度では活性がかなり低下し、低濃度では活性が増加していることを示しています。この違いは、上で報告した相分離を考慮することで理解できます。具体的には、EXD 画像 (図 3) は、Cu が膜の特定の化学ドメインに集中し、その結果、Cu が豊富なドメインと Cu が少ないドメインが生じることを示しました。その結果、フィルム上の銅の有効面積被覆率が低下します。ただし、合金サンプルからわかるように、Cu に富むドメインは指数関数的に増加した活性を示します。抗菌活性は Cu 含有量に指数関数的に依存するのに対し、面積被覆率は直線的に変化するため、アニールされたサンプルの抗菌活性は増加します。しかし、より高い濃度の銅では、抗菌活性はすでに非常に強力であるため、追加の銅濃度によって活性は増加しません。つまり、シグモイドフィットは、Cu 濃度を 65 at.% を超えて増加させても、テストした時間枠では抗菌活性が大幅に増加しないことを示しています。ファージはすでに不活化されています。したがって、相分離は面積範囲を減少させることによってのみ寄与し、したがって見かけの抗菌活性を減少させます。

他の生物を図 5b ～ d に示します。これらのうち、MS2 は、より弱いとはいえ、Phi6 と同様の傾向を示し、より高い (より低い) Cu 濃度でのアニーリング後に活性が低下 (増加) します。アニーリングしたサンプルでは大腸菌の活性がわずかに (統計的に有意ではない) 増加しましたが、一般に傾向はほとんど変わりませんでした。最後に、B. subtilis はアニーリングにより活性が大幅に低下することが示されました。この活性低下の考えられる理由の 1 つは、大腸菌の長さ 1 ～ 2 μm、直径 0.5 μm と比較して、枯草菌のサイズが長さ 4 ～ 10 μm、直径 0.5 μm と大きいことです。。これらの長さスケールは両方とも、相分離後の化学ドメイン (約 700 nm) よりも大きくなりますが、枯草菌は銅の損傷領域を分離できるほど十分に大きい可能性があります。注目すべき重要な点は、このプロットでは、高濃度の Cu において、ウェーハがバクテリアを完全に殺すことができるということです。

図 6 は、各微生物の試験時間 (Phi6 で 30 秒、MS2 で 30 分、大腸菌で 20 分、枯草菌で 10 分) によって、完全な消毒を含むさまざまな効果が得られることも示しています。これらの試験時間の大きな違いは、金属表面に対する微生物の感受性を決定する微生物間の重要な生理学的差異を浮き彫りにする可能性があります。具体的には、エンベロープに包まれたファージである Phi6 の検査時間が最も短く、したがって表面の Cu による攻撃を最も受けやすくなっています。これは、Cu または自然酸化物がエンベロープ膜を急速に分解するか、膜を容易に通過して不活性化を引き起こすことを示している可能性があります。 MS2 のはるかに長い (60 × 長い) 試験時間は、MS2 を取り囲むタンパク質カプシドが Cu の抗菌特性に対して顕著な保護を提供していることを示唆しています。 Phi6 と MS2 のもう 1 つの重要な違いは、Phi6 には細菌宿主への結合を担うスパイクタンパク質があるのに対し、MS2 にはそのような構造がないことです。 Cu の抗菌活性は、スパイクタンパク質の構造を分解または変性させ、迅速な不活化を達成することによって達成される可能性があります。

バクテリアを比較すると、テスト時間も Phi6 よりもはるかに長くなりますが、これは単にバクテリアのサイズがはるかに大きいためである可能性があります。大腸菌と枯草菌では、やはり大型細菌である枯草菌の方が試験時間が短いことから、接触ベースの抗菌活性の影響をより受けやすいことが示唆されています。 B. subtilis はグラム陽性の代用物であり、細胞壁のタイコ酸とリポテイコ酸が絡み合ったペプチドグリカンで構成された細胞壁を持ち、これらは集合的に陰イオン電荷のシートであるため、これはやや驚くべきことです。これらの層は、結合を通じてカチオンの移動を制御する半透性バリアとして機能し、より脆弱な膜を反応性の金属表面から保護すると期待されています72。これらのシステムにおけるさまざまな作用機序を解明するには、この研究の範囲を超えたさらなる研究が必要です。

要約すると、この研究では、抗菌性の高交通接触面の候補として、さまざまな素材を調査しました73。以前の文献に基づいて 4 つの特定の金属 (Co、Ni、Cu、および Ag) が選択され、薄膜中エントロピー合金として調製されました。アニールすると、合金は基板から Si を取り込み、Ag、Cu が豊富な領域、および Cu が少ない領域に相分離しました。候補材料は、一般的なウイルスおよび細菌性のヒト病原体の代用となる 4 つの微生物に対してテストされました。総合的な結果は、Cu の圧倒的な抗菌活性を強調しています。主な結果は、(1) Cu は低濃度でも効果的な抗菌剤である、(2) 防食元素の含有により抗菌活性が抑制される傾向がある、(3) 抗菌活性は Cu 濃度に指数関数的に依存する、ということでした。この最後の結果は、相分離した (アニールした) フィルムの Cu の面密度とバランスがとれており、Cu を追加することなく抗菌活性が向上しました。これらの結論を補足するものとして、特に合金において相乗作用が存在しないことは重要な観察である。展開可能な合金にとって重要な品質（耐摩耗性や含まれるニッケルに対するアレルギー反応など）を特定するにはさらなる試験を実行する必要がありますが、これらの結果は、そのような材料の設計における微細構造の役割についての重要な洞察を提供します。これらの結果を総合すると、銅含有合金が効果的な抗菌タッチ表面として実証され、効果的な消毒表面の開発をサポートするさまざまな洞察が得られます。

Sn、Cu、SS304、真鍮 360 (Cu60Zn40)、真鍮 260 (Cu70Zn30) などの一部の単一元素合金および二元合金は McMaster Carr から購入しました。これらは業界グレードの材料でした。銀プレート (99.9%) は Sigma Aldrich から購入しました。 Si サンプルは、半導体グレード (100) 単結晶ウェハでした。 SiO2 は溶融シリカ顕微鏡スライドでした。すべての材料は、表面処理を行わずに受け取ったままの状態で使用されました。酸化銅 (I) および (II) は、板状銅を空気中、それぞれ 300 °C および 350 °C で 3 時間アニールし、次に同様に空気中で室温まで受動的に冷却することによって調製されました。

組み合わせウェーハは、自然酸化膜コーティングを施した (001) Si ウェーハの周囲に共焦点で配向し、単一元素源から Ar 雰囲気中でマグネトロンスパッタリングによって準備されました。堆積は室温で行われた。蒸着中にウェハは回転しなかったので、サンプル全体に組成勾配が生じ、目標膜厚は約 200 nm になりました。組成は、スパッタリング源への電力を調整することによって制御され、その結果、ウエハの中心にほぼ等組成の点が位置するようになった。組成の正確な測定は、電子分散型 X 線分光法 (EDX) を使用して、ウェーハ中心から放射状に配向された 8 方向に沿った 17 点で測定されました。これらの測定では、局所的な組成分布の元素固有の平面図マップも捕捉されました。 4 つのアズグロウンウェーハ合金を、各代替微生物に 1 つずつ用意しました。次に、アニールしたサンプルを真空（< 10-6 Torr）またはフォーミングガス（N2中4% H2）中で600℃まで加熱し、1時間保持し、その後一晩受動的に冷却しました。

X 線回折 (XRD) 測定は、Cu K-α (λ = 1.5406 Å) 線源を使用して実行されました。サンプルの回転軸 (θ) を固定し、2θ 軸を 20° から 80° まで掃引しながら、サンプルをスポット状のビームで照明しました。スポット状のビームは、直径 5 mm の開口部を備えたスナウトを使用して生成されました。次にサンプルを移動させて測定を繰り返し、EDX 測定とほぼ一致する 17 点からの XRD パターンを捕捉しました。

走査電子顕微鏡 (SEM) は、15 keV の加速電圧と後方散乱電子検出器を使用して、成長したままのサンプルとアニールされたサンプルに対して実行されました。スペクトルと空間マッピングを含むエネルギー分散型 X 線分光法 (EDX) は、無冷媒シリコンドリフト検出器を使用して実行されました。

プロトタイプの通貨組成は 14.4 重量％でした。 % Ni、28.1 wt. % 亜鉛、2.3 wt. ％Ｍｎ、残部Ｃｕ。接触テストに使用できるコインは 1 枚だけでした。純粋な元素出発原料の初期純度は、0.9995 + Cu、Ni、Zn、および 0.99 + Mn でした。市販合金 C71300 (Cu-25Ni) および C77000 (Cu-18Ni27Ni)3 のシートは、特性評価および設計されたプロトタイプ合金との比較のために米国造幣局から提供されました。コインは、Lass et al.68 の記載に従って準備されました。

細菌ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓＳｙｒｉｎｇａｅｖａｒ． Phaseolicola (Félix d'Hérelle Reference Center for Bacterial Viruses, University of Laval, QC Canada) を、シューエドモナスファージ Phi6 のファージ力価測定とファージ増殖に使用しました。大腸菌 C3000 (ATCC 15597、米国バージニア州アメリカンタイプカルチャーコレクション) を、大腸菌ファージ MS2 (ATCC 15597-B1) のファージ力価測定およびファージ増殖に使用しました。大腸菌 FDA 株シアトル 1946 (ATCC 25922) を、殺菌性試験のモデルグラム陰性株として使用しました。枯草菌亜種。 spizizenii NRS 231 (ATCC 6633) を、殺菌性試験のモデルグラム陽性菌株として使用しました。すべての株は、15% (wt/vol) グリセロールを補充した Brain Heart Infusion (BHI) 中で -80 °C で保存されました。 P. syringae の培養物を溶原性ブロス (LB) 寒天プレート上で 25 °C で増殖させました。一晩培養物にストリークプレートからのシングルコロニーを LB ブロスに接種し、160 RPM の振盪水浴中で 25 °C で増殖させました。両方の大腸菌株をLB寒天プレート上で37℃で増殖させ、一晩培養物を前述のように調製し、37℃でインキュベートした。CBサブチルス培養物をBHI寒天プレート上で37℃で増殖させ、一晩培養物をBHI中で調製した。培地に添加し、37℃で増殖させた。

このプロジェクトのファージストックは、プレートライセート法によって増幅されました。一晩培養物のアリコート（MS2 については 30 μL、Phi6 については 300 μL）および pH 7.4 リン酸緩衝食塩水（PBS）で希釈したファージ 100 μL を、45 °C に平衡化した後、3 ～ 3.5 mL の LB オーバーレイ寒天に等分しました。混合物を軽くボルテックスし、寒天の下層に注ぎ、20 ～ 30 分間固化させました。次にプレートを、Phi6 の場合は 25 °C、MS2 の場合は 37 °C で 18 ～ 24 時間インキュベートしました。 5 mL の滅菌 PBS を各プレートに等分してコンフルエントに溶解し、1 ～ 2 時間放置しました。次に、血清学用ピペットを使用してバッファーをプレートから除去し、5000 g で 10 分間 4 °C で遠心分離して破片を除去し、孔径 0.20 μm の界面活性剤を含まない酢酸セルロース (SFCA) シリンジフィルター (SFCA) を使用してろ過滅菌しました。 Corning, Incorporated、ニューヨーク州コーニング）。次に、このフィルター滅菌ストックを 12,000 g で 2 時間遠心分離して濃縮し、上清を血清ピペットで除去し、ファージペレットを 4 °C で一晩静置インキュベートして滅菌 PBS に再懸濁しました。 Phi6 のマスターストックは、15% (v/v) グリセロールを添加した PBS 中で -80 °C で保存され、作業ストックは各実験前にプレートライセートと遠心分離機による濃縮によって新たに解凍したマスターストックから調製され、4 ℃で短期保存されました。 ℃。 MS2 のすべてのストックは 4 °C で保管されました。

殺菌性試験用の細菌ストックは、試験細菌の一晩培養物を適切な増殖培地の 1:100 の 5 mL チューブに接種することによって調製され、OD600 が 0.2 に達するまで 37 °C、160 RPM の振盪水浴中でインキュベートされました。次いで、培養物を５０００ｇで１０分間遠心分離し、上清を廃棄し、細菌ペレットを５００μＬのＰＢＳに再懸濁し、直ちに試験に使用した。

抗菌活性は、Haldar et al.に記載された方法を（修正を加えて）適応させた接触アッセイ試験によって測定されました。中条ら。 65、66。すべての準備とテストはクラス II バイオセーフティキャビネット内で行われました。暴露前に、すべての試験材料をアセトンで簡単に洗浄し、乾燥させたら、各材料を 60 × 15 mm の滅菌ペトリ皿に置きました。各微生物を、Cu、Ag、Ni、Co、酸化物および真鍮の新しい (未試験) クーポン (2.5 × 2.5 cm2) に曝露しました。合金ウェーハはサイズ 2.5 × 2.5 cm2 の 8 つのチップに分割され、各微生物は 1 セットのチップでテストされました。すべての接触アッセイは 3 回、別々の機会に実施されました。アッセイを実施するには、試験微生物の作業ストック 10 μL を試験材料の中心にスポットし、25 × 25 mm2 の正方形のスライドガラスで覆い、指定された暴露時間室温でインキュベートしました: Phi6 30 秒、MS2 30分間、大腸菌で20分間、枯草菌で10分間。暴露時間が経過した後、70%エタノールで除染した鉗子でスライドを試験材料から分離し、試験材料とスライドの両方を、ペトリ皿に入れたPBSの990μLアリコートを1回用いて3回洗浄した。洗浄液をすぐに滅菌 1.5 mL 微量遠心管に集め、PBS で段階希釈し、ファージについては二層寒天平板培養法により、細菌については展開平板培養法によって計数しました。計数は、100 μL の希釈溶液を使用して実行されました。試験後、すべての材料を直ちに 70% エタノールで 30 分間除染し、脱イオン水ですすぎ、乾燥し、アセトンですすぎ、その後真空下で保管しました。

各金属処理の有効性を評価するために、生のファージ数と微生物数から対数減少を計算しました。 Shapiro-Wilks 検定が実行され、データが正規性の仮定を満たさない場合は、ランク変換が適用されました。統計ソフトウェア JMP Pro 14.2 (SAS Institute、ノースカロライナ州ケアリー) を使用して、データ (正規データと変換データ) に対して一元配置分散分析 (ANOVA) (p < 0.05) を実行し、有意差を確認しました。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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この研究は、JDRD 協力コホートプログラムフェローシップを通じて、テネシー大学ノックスビル校の Science Alliance によって支援されました。抗菌テストは NSF 賞 2028542 によって部分的に支援されました。

テネシー大学食品科学部、ノックスビル、テネシー州、37996、米国

アン・F・マレー、ダニエル・ブライアン、トーマス・G・ディーンズ

テネシー大学生態学および進化生物学部、ノックスビル、テネシー州、37996、米国

アン・F・マレー

テネシー大学材料科学工学部、ノックスビル、テネシー州、37996、米国

デビッド A. ガーフィンケル、キャメロン S. ジョルゲンセン、ナンタン、WLNC リヤナゲ、エリック A. ラス、フィリップ D. ラック、ダスティン A. ギルバート

材料科学および技術部門、オークリッジ国立研究所、オークリッジ、テネシー州、37831、米国

インヤン

テネシー大学物理学および天文学部、ノックスビル、テネシー州、37996、米国

ダスティン・A・ギルバート

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DAG、TD、AFMYY、PDR が実験を考案し、設計しました。 AFM、DB、TD が微生物実験を実施しました。 DAGとPDRがウェーハを製造し、ELが通貨プロトタイプを製造した。 DAG、CSJ、WL、NT が材料の特性評価を実施しました。 AFM、DAG、TD が原稿を執筆しました。著者全員が議論と原稿の改訂に貢献しました。

ダスティン・A・ギルバートへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

マレー、AF、ブライアン、D.、ガーフィンケル、DA 他。多成分合金の抗菌特性。 Sci Rep 12、21427 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-25122-4

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受領日: 2022 年 9 月 30 日

受理日: 2022 年 11 月 24 日

公開日: 2022 年 12 月 11 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-25122-4

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