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手性金纳米双锥在光热消融细菌生物膜方面的应用

  2020-03-27 10:55:25  
  随着植入性医用材料的大范围使用和侵入性手术的不断增加,生物材料相关的感染逐渐开始威胁着人类的健康和生命。当细菌与生物材料表面接触时,会黏附在生物材料表面形成细菌生物膜,引发周围组织的炎症感染。因此,开发新的策略来对抗细菌生物膜是至关重要的。目前,光热治疗(PTT)作为一种很有前途的抗菌方法引起了研究者们的广泛关注。其中金纳米材料因其良好的生物相容性以及较高的光热转换性能,被认为是光热治疗的理想材料。

图1. 手性金纳米双锥的细菌生物膜消融效果

图 2. 手性金纳米双锥的体内抗菌效果
 
  近日,中国科学院大学温州研究院周云龙课题组与王佰亮教授等设计并制备了一种新型的手性金纳米双锥用于PTT。在本研究中,利用D/L-谷氨酸对金纳米双锥(Au NBPs)进行功能化修饰,明显增强了Au NBPs与细菌细胞壁的靶向性和相互作用。同时,由于具备优异的光热转换效率,手性Au NBPs在近红外光的照射下能有效地破坏细菌细胞壁和生物膜,导致细菌中大量的核酸和蛋白质泄漏,大大提高了杀灭细菌和消除生物膜的效率(图1)。此外,体内抗菌实验表明,手性 Au NBPs 通过增强 PTT 效应,促进了大鼠细菌感染创面的愈合而不损伤正常皮肤组织(图2)。相关研究以“Synergistic chemotherapy, physiotherapy and photothermal therapy against bacterial and biofilms infections through construction of chiral glutamic acid functionalized gold nanobipyramids.”为题,在期刊Chemical Engineering Journal上发表(IF:8.355),课题组研究生张敏为第一作者。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124778