何耀教授课题组在《Nature Communications》上发表论文

发布时间:2019-10-09访问量:10设置

据统计,全球每年有超过3亿人死于由细菌引起的相关疾病。为此人们发展了多种用于细菌检测的方法,例如细菌培养、生物化学鉴定、免疫测定、聚合酶链反应和测序等,但是这些方法大都耗时长且工序复杂。即使能通过这些方法成功诊断出病原菌感染,也可能已错过感染治疗的黄金时期,致使细菌感染愈发严重。荧光成像是一种简单、快速和灵敏的细菌检测方法,目前已经开发出了多种用于细菌检测诊断和治疗的荧光纳米探针,但是大部分荧光纳米探针特异性欠佳,无法将细菌感染炎症同其他炎症疾病完全区别开来;并且大多都只能检测一种特定类型的细菌,如革兰氏阳性或是革兰氏阴性菌;此外,大部分探针的荧光通常都属于单激发、单发射,信号容易受局部探针浓度波动的影响,影响细菌成像检测的准确性。

近日,我院何耀教授和王后禹副研究员在《Nature Communications》在线发表论文,以“Multifunctional nanoagents for ultrasensitive imaging and photoactive killing of Gram-negative and Gram-positive bacteria”为题报道了一种用于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌超灵敏成像和光动力杀灭的新型多功能纳米制剂。在该多功能纳米制剂中,特异靶向细菌的葡萄糖聚合物(poly[4-O-(α-D-glucopyranosyl)-D-glucopyranose])与荧光硅纳米颗粒共价连接,而光敏剂Ce6通过静电作用负载到硅纳米颗粒上。与传统的细菌成像纳米制剂不同,所制备的纳米制剂可以通过ATP-binding cassette (ABC) 转运途径特异、快速地被革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌吞噬。因此,通过跟踪硅纳米颗粒的绿色荧光和Ce6的红色荧光,可以实现对革兰氏阳性菌的成像。尤其是可以在活体层面检测浓度为~105 CFU细菌形成的早期感染,这比大多数细菌造影剂(如超分子纳米组装体、锌二异丙醇探针、核酸酶激活探针和抗菌肽等)灵敏度高出约两个数量级。此外,纳米制剂中的Ce6分子在660 nm的光照下,以12 mW/cm~2的低功率下照射40分钟,实现高效的光动力抗菌,其抗菌效率可以高达~98%。这种高性能的纳米制剂对细菌感染的临床诊断和有效治疗具有很好的前景。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-12088-7

何耀教授课题组链接:http://www.sense-group.cn/


责任编辑:朱文昌


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