Dưới đây là cơ chế đa tác động của nano bạc (AgNPs) trong việc chống lại vi khuẩn, virus và nấm, cùng các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả:
1. Cơ chế kháng khuẩn
a) Phá vỡ màng tế bào
- Nano bạc giải phóng ion Ag⁺ liên kết với nhóm -SH trên protein màng, gây rò rỉ thành phần tế bào (như K⁺, ATP)
- Thí nghiệm trên E. coli: Nồng độ 50 ppm AgNPs làm giảm 99% độ bền màng sau 2 giờ .
b) Tạo ROS phá hủy nội bào
- Ion Ag⁺ kích hoạt sản sinh gốc tự do (•OH, O₂⁻) phá vỡ DNA và enzyme oxy hóa khử như catalase
- Hiệu ứng lượng tử: Hạt <20 nm tăng 300% khả năng tạo ROS so với hạt 100 nm
c) Ức chế tổng hợp protein
- Ag⁺ liên kết với ribosome 30S, ngăn cản quá trình dịch mã, đặc biệt hiệu quả với vi khuẩn Gram-âm
2. Cơ chế kháng virus
a) Bất hoạt vỏ ngoài
- Hạt nano bạc phá hủy glycoprotein trên vỏ virus (như spike protein của SARS-CoV-2), ngăn bám vào thụ thể ACE2
- Thử nghiệm in vitro: 10 ppm AgNPs giảm 90% khả năng xâm nhập của influenza A
b) Ức chế sao chép RNA/DNA
- Ag⁺ tạo phức với nucleotide (đặc biệt guanine), ức chế polymerase của virus HIV và HBV
3. Cơ chế kháng nấm
a) Phá vỡ thành tế bào chitin
- Nano bạc ức chế enzyme chitin synthase, làm thành tế bào nấm (Candida albicans) mỏng đi 40%
b) Rối loạn chức năng ty thể
- Ag⁺ làm giảm sản xuất ATP trong ty thể, gây chết theo chương trình ở nấm men