第一作者：劉乃維
通訊作者：朱海光，袁勛
通訊單位：青島科技大學(xué)
研究內(nèi)容：
金屬納米團(tuán)簇（NCs）作為一種新型抗菌劑出現(xiàn)，具有廣譜抗菌活性，對細(xì)菌無耐藥性，但由于被細(xì)菌消耗而導(dǎo)致快速抗菌失效。在這里，作者報告了一種基于共軛聚集誘導(dǎo)發(fā)射 (AIE) 特征的 AuAg NCs 與高發(fā)光碳點(diǎn) (CDs) 的可見光驅(qū)動光動力抗菌劑的設(shè)計(jì)。CDs與AuAg NCs的共軛不僅可以增強(qiáng)可見光的收獲，還可以通過電荷/能量轉(zhuǎn)移促進(jìn)電荷載流子的產(chǎn)生/分離，從而產(chǎn)生豐富的活性氧（ROS），用于在可見光下殺死細(xì)菌。最后，所獲得的 CDs@AuAg NCs 對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均表現(xiàn)出優(yōu)異的光動力抗菌活性，菌落形成單位減少了 4-5 個數(shù)量級。此外，發(fā)現(xiàn) CDs@AuAg NCs 沒有細(xì)胞毒性；ROS捕獲實(shí)驗(yàn)表明，CDs@AuAg NCs產(chǎn)生的H2O2是主要的殺菌活性物質(zhì)，占總抗菌功效的近48%。本研究為設(shè)計(jì)用于多種殺菌應(yīng)用的金屬 NCs 基光動力抗菌劑提供了范例。
要點(diǎn)一：
作者將具有可見光吸收，尺寸大約5nm的碳量子點(diǎn)與尺寸約2~3nm的強(qiáng)熒光的AuAg合金納米團(tuán)簇通過EDC/NHS交聯(lián)的策略結(jié)合在一起，大大提高了對可見光的利用率和載流子的分離效率，提高了ROS的產(chǎn)量，提升了抗菌劑光催化殺菌的效率，殺菌率可達(dá)到99.999%。
要點(diǎn)二：
實(shí)驗(yàn)證明，CDs@AuAg NCs可見光催化產(chǎn)生的ROS殺菌貢獻(xiàn)當(dāng)中，H2O2起到了最重要的作用，殺菌貢獻(xiàn)占據(jù)48%。光催化產(chǎn)生的ROS通過破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜的形式，影響細(xì)菌代謝，達(dá)到殺滅細(xì)菌的目的。
示意圖1 CDs@AuAg NCs 合成示意圖。
圖1 (a，b) AuAg NCs的光學(xué)性質(zhì)與透射電鏡照片，(c，d) AuAg NCs的光學(xué)性質(zhì)與透射電鏡照片。
圖2 CDs@AuAg NCs (a) 光學(xué)性質(zhì)，(b)TEM，(c)FTIR。
圖3 CDs@AuAg NCs對革蘭氏陰性菌大腸桿菌和革蘭氏陽性菌的抗菌活性。
圖4 CDs@AuAg NCs (a)固體紫外可見光吸收光譜，(b)不同濃度CDs@AuAg NCs的熒光光譜，(c) CDs@AuAg NCs的熒光壽命。
圖5 CDs@AuAg NCs的抗菌機(jī)理。
示意圖2 CDs@AuAg NCs的抗菌機(jī)理設(shè)想。
參考文獻(xiàn)
Naiwei Liu, Yichun Wang, Ziping Wang, Qiuxia He, Yong Liu, Xinyue Dou, Zhengmao Yin, Yang Li, Haiguang Zhu, and Xun Yuan. Keggin-Type Tridecanuclear Europium-Oxo Nanocluster Protected by Silsesquioxanes. Nanoscale 2022.
DOI: 10.1039/D2NR01550A.
