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[材料资讯] 唐本忠: 一种双功能聚集诱导发光的发光素监测和杀死多药耐药细菌

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发表于 2018-9-19 09:18:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
说起超级细菌,就能让人谈虎色变!因为超级病菌能在人身上造成浓疮和毒疱,甚至逐渐让人的肌肉坏死。更可怕的是,抗生素药物对它不起作用,病人会因为感染而引起可怕的炎症,高烧、痉挛、昏迷直到最后死亡。而超级细菌仅仅只是其中一种多药耐药(MDR)细菌。由于缺乏可有效杀死MDR细菌的生物相容性抗生素,多药耐药(MDR)细菌对公众健康已构成严重威胁。随着对现有抗生素的耐药性的出现,开发新的治疗剂是最迫切和紧要的。

简单来说,细菌的耐药性是指细菌多次与药物接触后,对药物的敏感性减小甚至消失,致使药物对耐药菌的疗效降低甚至无效。而最近报道的光动力疗法(PDT)可以靶向细菌的外部和内部结构,利用产生破坏性单线态氧或其它活性氧(ROS)来杀死细菌,因而不需要PDT的光敏剂(PS)进入细菌,具有与传统的抗生素不同的灭菌机制,使得细菌很难对光动力疗法(PDT)产生抗性。但目前已报道的光动力疗法(PDT)的光敏剂(PS)是疏水的,在生理亲水条件下,易发生聚集导致单线态的淬灭使得成像和治疗效果不足。那么,是否有可能将抗生素与具有聚集诱导发光(AIE)性质的PDT结合起来产生强大的新型超抗生素,以对抗细菌甚至多药耐药(MDR)细菌?
近日,香港科技大学的唐本忠院士和国家纳米科学中心的蒋兴宇研究员、郑文富研究员共同报道了一种双功能聚集诱导发光的发光素(AIEgen):三苯基乙烯 - 萘二甲酰亚胺三唑(TriPE-NT),其能够染色和杀死革兰氏阳性(G+)和革兰氏阴性(G-)细菌。 其中TriPE单元产生的内在荧光使的TriPE-NT能够监测药物与细菌的相互作用,同时NT单位使的TriPE-NT具有抗菌活性。并且TriPE-NT在光照射下产生活性氧(ROS)的光动力疗法(PDT)对野生细菌和临床分离的多药耐药(MDR)细菌有显著的抗菌效果,而对哺乳动物细胞具有非常低的毒性。此外,TriPE-NT对细菌的染色效率与其抗菌效果密切相关。通过TriPE-NT高效率、高安全性的治疗大肠杆菌、MDR大肠杆菌、表皮葡萄球菌和MDR表皮葡萄球菌感染的伤口,表明TriPE-NT不仅可以用作治疗MDR细菌感染疾病的强效抗生素剂,而且还可以用作监测细菌感染的潜在荧光剂,并进一步探索相关的抗菌机制。研究成果以题为“A Bifunctional Aggregation-Induced Emission Luminogen for Monitoring and Killing of Multidrug-Resistant Bacteria”发布在国际著名期刊Adv. Funct. Mater.上。

细菌的荧光和荧光图像

细菌的荧光和荧光图像
研究了具有聚集诱导发光(AIE)性质单元的TriPE(荧光部分)和NT(抗菌部分)开发了一种双功能AIE发光体TriPE-NT。 TriPE-NT可以同时染色和杀死细菌。此外,在普通光照射下,其抗菌效果显着增加。同时,TriPE-NT是一种广谱杀菌剂,可以进入并杀死革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。 最重要的是TriPE-NT可以杀死对人体健康构成巨大威胁的多药耐药细菌。因此,TriPE-NT不仅有希望用作有效的抗菌剂,而且还有望用于临床应用方面的体外细菌检测剂。该研究还为更广泛的应用设计多功能抗生素提供了新的策略。

文献链接:A Bifunctional Aggregation‐Induced Emission Luminogen for Monitoring and Killing of Multidrug‐Resistant Bacteria(Adv. Funct. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adfm.201804632)

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