单铜原子光催化剂通过级联反应清除耐药细菌
2023-01-29 08:48:51
受自然存在的抗菌酶的启发，我院刘勇研究员团队开发了鸟嘌呤衍生的铜原子掺杂的纳米片（G-Cu）配合物，可以在可见光照射下进行GOx/过氧化物酶的级联反应，以根除耐药细菌。在光激发下，G-Cu配合物可以产生e-和h+对，其中e-促进O2的双电子还原并产生过氧化氢。生成的过氧化氢在G-Cu配合物上原位分裂，产生自由基，破坏细菌的细胞膜。DFT计算表明，Cu的存在可以显著降低O2还原和过氧化氢分裂的能量。此外，模拟结果表明，脂质过氧化会破坏细胞膜的完整性和刚性。G-Cu/葡萄糖/光处理有效地根除了随后的小鼠伤口感染模型中的细菌，并加速了伤口闭合。该策略没有使用任何抗生素，在克服细菌的耐药性方面具有巨大的潜力。总之，G-Cu复合物的易于合成、精确的化学设计、优异的杀菌性能和生物相容性使它们成为目前根除多药耐药细菌策略中急需的替代品。相关成果以“Single Copper Atom Photocatalyst Powers an Integrated Catalytic Cascade for Drug-Resistant Bacteria Elimination”为题发表在ACS Nano杂志上。原文链接https://doi.org/10.1021/acsnano.2c11550。
研究院与荷兰格罗宁根大学联合培养博士生伍凡为论文第一作者，研究院为第一通讯单位，刘勇研究员，王洋副研究员以及温州医科大学附属第一医院联合医学转化中心李圆凤博士为论文共同通讯作者。该工作得到国科温州研究院启动专项（WIUCASQD2021022，WIUCASQD2021043），国家自然科学基金（52003184, 22103088, 82204940, 52203184, 22275043）和浙江省临床检验诊断与转化研究重点实验室开放基金（2022E10022）的支持。
