四川大学程冲团队开发仿生催化抗菌新策略
时间：2022-02-25 14:34:48 来源：NONO学术 点击量：
新的仿生催化剂为对抗多药耐药（MDR）细菌开辟了新道路。它们可以在H2O2等化学物质的存在下通过提高活性氧（ROS）的水平来杀死细菌。然而，ROSs的超短扩散距离限制了它们的杀菌活性。Andrej Tramp教授、Chong Cheng教授、RainerHaag教授提出了一种具有细菌结合能力的纳米钩状仿生催化剂（Ni@Co-NC），它在生理状态下显示出强大的ROS生成能力。Ni@Co-NC依赖于pH值的性能将其限制在生物膜的微环境中，使健康组织不受影响。此外，它可以在近红外激光照射下产生热量，增强其催化性能，同时实现对细菌的热消融。在Ni@Co-NC的协同作用下，抗菌效率>99.99%。更令人惊讶的是，成熟的生物膜在用Ni@Co-NC处理后没有复发，这表明它在治疗MDR细菌相关感染方面具有巨大的潜力。
图1. Ni@Co-NC 的合成及表征
图2. Ni@Co-NC对MRSA抗菌研究
图3. Ni@Co-NC对生物膜清除能力
图4. 体内抗菌研究
凭借其独特的纳米钩结构，该仿生催化剂可以自发地钩住细菌和生物膜，从而将其催化作用定位在感染部位。Ni@Co-NC可以将其催化活动限制在生物膜感染的部位，而在中性pH值下对健康组织保持安全。值得注意的是。在近红外激光照射下，Ni@Co-NC可以产生热量。这同时增强了其催化性能，并实现对细菌的热消融。由于协同效应，在Ni@Co-NC的存在下，细菌数量明显减少（>99.99%）。这种仿生催化剂可作为下一代无抗生素消毒剂的候选者，而且还为设计仿生催化剂提供了新的视角。此外，仿生催化剂也面临一些挑战，例如，由于其在血液和器官中未知的累积毒性，它还很难像传统抗生素那样通过静脉注射来治愈未知的细菌感染病灶。但是，这些问题将在不久的将来得到解决，基于仿生催化剂的抗菌疗法将取得成功。
原文：A Nanohook-Equipped Bionanocatalyst for Localized Near-Infrared-Enhanced Catalytic Bacterial Disinfection
