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    金屬納米團(tuán)簇的合成及抗菌效應(yīng)的研究進(jìn)展

    2023-01-19 19:55:21王玉先張紅漫朱麗英
    生物加工過(guò)程 2022年1期
    關(guān)鍵詞:納米材料配體原子

    王玉先,張紅漫,朱麗英,江 凌,黃 和

    (1.南京工業(yè)大學(xué) 生物與制藥工程學(xué)院,江蘇 南京211800;2.南京工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院,江蘇 南京211800;3.南京工業(yè)大學(xué) 食品與輕工學(xué)院,江蘇 南京211800;4.南京工業(yè)大學(xué) 藥學(xué)院,江蘇 南京211800)

    目前,抗生素濫用所引起的細(xì)菌耐藥問(wèn)題已持續(xù)對(duì)公共衛(wèi)生產(chǎn)生重大威脅,因此迫切需要開(kāi)發(fā)新型抗菌劑來(lái)替代傳統(tǒng)抗生素。納米抗菌材料(nanoantimicrobial materials)是一類或自身具有抑菌作用,或能作為載體提高抗菌劑給藥的有效性和安全性的材料,如石墨烯、碳納米管等非金屬納米材料以及金、銀、銅等為主的金屬納米材料。這些納米材料具有尺寸分散、比表面積大和高反應(yīng)活性等特點(diǎn),一方面可以通過(guò)物理化學(xué)作用破壞細(xì)胞膜的完整性,另一方面可以產(chǎn)生大量的活性氧(ROS),從而抑制細(xì)菌、真菌等微生物的生長(zhǎng)和繁殖[1],因此越來(lái)越多的研究者致力于開(kāi)發(fā)新型納米抗菌材料來(lái)治療細(xì)菌引起的感染性疾病。

    目前,金屬納米材料因其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)廣泛應(yīng)用于催化[2]、傳感[3]和生物醫(yī)學(xué)[4]等領(lǐng)域。金屬納米材料根據(jù)其尺寸大小可分為兩個(gè)尺度范圍:納米顆粒(NPs)和納米團(tuán)簇(NCs)[5]。NPs具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、催化性質(zhì)以及良好的穩(wěn)定性,粒徑為10~100 nm;NCs是由少則數(shù)個(gè)、多則上百個(gè)原子組成的粒徑小于3 nm的團(tuán)簇。NCs這類超小納米粒子表現(xiàn)出獨(dú)特的電子(與費(fèi)米波長(zhǎng)相當(dāng))和光學(xué)性質(zhì)(熒光發(fā)射可調(diào)、光致發(fā)光和光穩(wěn)定性等),具有強(qiáng)大的量子尺寸效應(yīng)[6]。Xue等[7]研究發(fā)現(xiàn),金屬納米材料能夠穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),與蛋白質(zhì)上的巰基反應(yīng),引發(fā)細(xì)胞內(nèi)的酶失活、代謝紊亂。而Niu等[8]發(fā)現(xiàn),金屬納米材料能破壞微生物的電子、物質(zhì)傳輸系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng),從而產(chǎn)生抗菌效應(yīng)。由于傳統(tǒng)的金屬納米顆粒對(duì)人體正常細(xì)胞存在毒副作用,這限制了其在臨床中的應(yīng)用,而M NCs由于具有超小的類分子結(jié)構(gòu),容易被腎臟清除出體外,大大降低了材料自身的毒副作用。新加坡國(guó)立大學(xué)的謝建平教授團(tuán)隊(duì)在不同分子量M NCs的設(shè)計(jì)、合成及性能方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究[9-10],這些M NCs對(duì)不同種類細(xì)菌均表現(xiàn)出廣譜性的抗菌性能,進(jìn)一步擴(kuò)大了這類超小M NCs在生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境工程中的應(yīng)用。此后,更多的研究者開(kāi)始關(guān)注這類新型納米抗菌材料。

    1 金屬納米團(tuán)簇的合成及性質(zhì)研究進(jìn)展

    金屬納米團(tuán)簇(M NCs)是一種以金屬為核,表面被不同有機(jī)配體修飾的納米材料,是介于原子和納米顆粒之間的過(guò)渡態(tài)[5],具有精確的原子組成及結(jié)構(gòu),配體保護(hù)的M NCs可以用[Mn(SR)m]q表示(m、n和q分別為M NCs中的金屬原子M、配體SR以及凈電荷的數(shù)目)。M NCs根據(jù)合成路徑的不同可分為“自下而上”和“自上而下”兩種方法[11],前者通常是金屬離子(Mn+)在還原劑(如NaBH4)存在下被還原成金屬原子(M0),然后再在配體上逐漸成核生長(zhǎng),形成所需尺寸的M NCs。目前,“自下而上”工藝是制備M NCs最廣泛使用的方法,具有產(chǎn)率高、合成時(shí)間短和反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單等特點(diǎn),但控制好還原動(dòng)力學(xué)是形成高質(zhì)量M NCs的關(guān)鍵。“自上而下”工藝則是通過(guò)配體對(duì)大尺寸納米顆粒的蝕刻作用合成超小尺寸的納米簇,該過(guò)程需要一個(gè)特定的反應(yīng)環(huán)境來(lái)促進(jìn)可控的蝕刻反應(yīng),因此,與“自下而上”相比,“自上而下”工藝更耗時(shí)且產(chǎn)率低。目前,常用于合成金屬納米團(tuán)簇的有機(jī)配體以巰基為主,因?yàn)榕潴w中的硫原子與金屬原子之間可以形成強(qiáng)的共價(jià)鍵,可對(duì)M NCs起到良好的保護(hù)作用。許多具有精確原子數(shù)目的NCs已經(jīng)被報(bào)道,如以Au、Ag、Cu、Pt和Pd等為核的精確原子納米團(tuán)簇以及由這些金屬?gòu)?fù)合物形成的二元或多元納米團(tuán)簇[12]。針對(duì)不同金屬原子的納米團(tuán)簇的特點(diǎn),分別對(duì)其常用的合成方法及性質(zhì)進(jìn)行了介紹。

    1.1 金納米團(tuán)簇(Au NCs)

    Au NCs是M NCs中穩(wěn)定性最好的材料之一。最初,人們利用Au原子與S原子之間強(qiáng)的共價(jià)作用力,選擇含巰基的生物分子為穩(wěn)定劑,在適當(dāng)?shù)臈l件下還原Au3+來(lái)制備Au NCs[13]。通過(guò)這種方法,一方面人們可以選擇合適的配體來(lái)調(diào)節(jié)Au NCs的光學(xué)性質(zhì);另一方面可以獲得低毒性的納米材料,使Au NCs具有良好的生物學(xué)應(yīng)用價(jià)值[14]。Murray團(tuán)隊(duì)的Huang等[15]利用硫醇分子作為配體合成的Au NCs粒徑約為1.8 nm,激發(fā)波長(zhǎng)為780 nm。隨后,Link等[16]以谷胱甘肽(GSH)為保護(hù)劑合成含有28個(gè)金原子的納米簇。自此以后,越來(lái)越多的精確原子Au NCs也相繼被成功制備出來(lái),如

    除了這些含巰基的小分子外,一些生物大分子也常被用作合成Au NCs的配體。如:Ying等[24]以牛血清白蛋白為穩(wěn)定劑和還原劑,發(fā)展了一種綠色方法合成出了發(fā)紅色熒光的Au NCs,其量子產(chǎn)率能達(dá)到6%;Thomas[25]還嘗試?yán)肈NA分子中的胞嘧啶與金屬原子之間的強(qiáng)親和力來(lái)制備DNA穩(wěn)定的納米團(tuán)簇,獲得了具有藍(lán)色熒光的Au NCs;Liu等[26]也使用不同的DNA模板成功合成出了熒光Au NCs。

    1.2 銀納米簇(Ag NCs)

    Ag NCs與Au NCs的相似處在于都能夠通過(guò)含巰基的配體在還原劑的作用下形成納米簇,不同之處在于Ag NCs更容易使用不同的模板來(lái)合成。但是,Ag NCs易受外界條件的影響,導(dǎo)致穩(wěn)定性差,尤其是大氣中的O2和溶液中一些電子受體的氧化作用。因此,有關(guān)Ag NCs的研究主要集中在如何提高其穩(wěn)定性以及量子產(chǎn)率[27]。Zheng等[28]以羥基封端的聚酰胺-胺型樹(shù)枝高分子(PAMAM)為配體,利用羥基來(lái)俘獲Ag+從而形成水溶性穩(wěn)定的Ag NCs,其發(fā)射波長(zhǎng)為533~648 nm,具有良好的光穩(wěn)定性。Yuan等[29]以超支化聚乙烯亞胺(hPEI)為配體,在抗壞血酸的還原下成功合成了藍(lán)綠色熒光發(fā)射的Ag NCs,該NCs具有很好的pH穩(wěn)定性。

    蛋白質(zhì)由于其自身含有多個(gè)結(jié)合位點(diǎn),也常被應(yīng)用到Ag NCs的合成中。Narayanan等[30]合成了糜蛋白酶穩(wěn)定的Ag NCs,該納米簇激發(fā)波長(zhǎng)為500 nm,發(fā)射波長(zhǎng)為680 nm,具有出色的光穩(wěn)定性。Cui等[31]利用人工合成的多肽序列制備了一系列Ag NCs,該納米簇在不同堿性條件下能夠發(fā)出藍(lán)色和紅色的熒光。

    DNA與Ag+之間也存在相互作用,即Ag+與胞嘧啶之間的強(qiáng)親和力,使得DNA成為合成Ag NCs的很好模板。Richards等[32]使用不同DNA模板合成出不同發(fā)光顏色的Ag NCs,發(fā)現(xiàn)Ag NCs的光穩(wěn)定性隨著激發(fā)波長(zhǎng)的增加而逐漸減弱。最近,Wang課題組的Guo等[33]發(fā)現(xiàn)雜交后的雙鏈DNA也可以形成穩(wěn)定的熒光Ag NCs。

    1.3 銅納米簇(Cu NCs)

    與Au NCs和Ag NCs相比,Cu NCs的相關(guān)研究并不多。事實(shí)上,與貴金屬相比,銅具有價(jià)格低廉和高導(dǎo)電率的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),Cu NCs也具有M CNs所共有的特性,因此,Cu NCs在生物成像、生物傳感等方面也有著廣闊的應(yīng)用前景[34]。盡管如此,Cu NCs的合成方法還是較少,這主要是由于Cu NCs很容易被氧化且制備過(guò)程中的尺寸大小難以控制。同金、銀納米簇的制備一樣,含巰基的配體仍然可以與Cu2+形成Cu—S鍵。Wei等[35]以2-巰基-5-丙烷基嘧啶為配體,通過(guò)NaBH4的還原得到具有雙發(fā)射波長(zhǎng)的Cu NCs。一些生物大分子(如多肽、蛋白質(zhì)和DNA等)也能作為配體為Cu2+提供結(jié)合位點(diǎn)形成穩(wěn)定的Cu NCs[36-37]。

    1.4 其他金屬納米團(tuán)簇

    除了上述常見(jiàn)的3種金屬納米團(tuán)簇之外,以鉑、鈀金屬為中心的M NCs被相繼合成出來(lái)。Kawasaki等[38]以及Hyotanishi等[39]分別用金屬鉑和金屬鈀,采用綠色一步法合成出了相應(yīng)的M NCs,其合成方法與前面的類似,只是將HAuCl4換成了H2PtCl6和PdCl2。目 前,Inouye團(tuán) 隊(duì) 的Tanaka等[40]使 用NaBH4為還原劑,以PAMAM為穩(wěn)定劑成功合成出水溶性的Pt NCs,該納米簇在360 nm紫外燈照射下發(fā)出強(qiáng)的藍(lán)色熒光。

    2 主要金屬納米團(tuán)簇的抗菌性能研究現(xiàn)狀

    2.1 單一金屬納米團(tuán)簇的抗菌效應(yīng)

    由細(xì)菌引起的傳染病是全世界最重要的衛(wèi)生挑戰(zhàn)之一,每年困擾著數(shù)百萬(wàn)人[41]。目前,M NCs被廣泛開(kāi)發(fā)用于抑制和減少有害細(xì)菌的生長(zhǎng),其中,Ag NCs由于Ag+與微生物界面間獨(dú)特的化學(xué)特性而在抗菌方面的應(yīng)用最廣泛。Setyawati等[42]以谷胱甘肽(GSH)修飾不同氧化狀態(tài)的Ag NCs(Ag+和Ag0),結(jié)果發(fā)現(xiàn),具有豐富Ag+的Ag NCs對(duì)革蘭氏陰性菌(P.aeruginosa、E.coli)和革蘭氏陽(yáng)性菌(B.subtilis、S.aureus)都具有明顯的抑菌作用。Jin等[43]以二氫硫辛酸(DHLA)為配體,修飾后的Ag NCs對(duì)革蘭氏陰性菌(E.coli)的抑制作用明顯高于革蘭氏陽(yáng)性菌(S.aureus)。Li等[44]從生物氧化代謝機(jī)制角度出發(fā),以核黃素(RF)修飾Ag NCs,形成的RF@Ag NCs不僅可以產(chǎn)生高水平的ROS,還能夠破壞細(xì)胞膜的完整性,從而殺死細(xì)菌。

    金納米顆粒(Au NPs)具有更好的生物相容性、更好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,并且對(duì)人體細(xì)胞的細(xì)胞毒性相當(dāng)?shù)停珹u NCs同樣具備了Au NPs的這些特性。最初,人們認(rèn)為Au原子由于其惰性而不具備抑菌作用,因此形成的金納米材料亦如此。但是,Xie團(tuán)隊(duì)的Zheng等[45]在設(shè)計(jì)合成具有精確原子數(shù)的Au NCs上做了大量工作,其中以二巰基丙酸(MHA)為配體的Au24(MHA)18表現(xiàn)出抑菌作用,打破了人們對(duì)金納米材料無(wú)抗菌性的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。為了進(jìn)一步考察Au NCs表面性質(zhì)對(duì)細(xì)菌的作用,Zheng等[46]研究金納米簇表面配體化學(xué)所產(chǎn)生的抑菌作用時(shí)發(fā)現(xiàn)含有豐富—COOH基團(tuán)的配體(MAB和MBA)表現(xiàn)出比含有—NH2基團(tuán)的配體(Cys)更強(qiáng)的抑菌作用。Zheng等[47]以不同結(jié)構(gòu)的巰基吡啶為配體,合成了一系列帶不同電荷的Au NCs,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),帶正電荷的Au NCs對(duì)超級(jí)細(xì)菌(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌,MRSA)表現(xiàn)出強(qiáng)的抑制作用。

    2.2 金屬納米團(tuán)簇聯(lián)合抗菌物質(zhì)增強(qiáng)抗菌效應(yīng)

    抗生素是目前臨床上治療細(xì)菌感染的主要藥物,但往往需要較高的濃度才能發(fā)揮作用,這樣就導(dǎo)致抗生素的殺菌效率低、生物毒性大,限制了其在臨床上的進(jìn)一步應(yīng)用。將納米材料與某些具有殺菌作用的藥物聯(lián)合使用,已成為一種提高抗菌效應(yīng)的有效方法。Kalita等[48]研究了一種溶菌酶為配體的Au NCs(AUNC -L),并在其表面功能修飾β-內(nèi)酰胺類抗生素氨芐西林(Amp),從而得到一種高效的抗菌雜化物(AUNC -L-Amp),結(jié)果發(fā)現(xiàn),這種抗菌雜化材料不僅恢復(fù)了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)對(duì)Amp的敏感性,而且表現(xiàn)出對(duì)非耐藥菌株高效的抗菌活性;在小鼠動(dòng)物模型中,腹腔注射該雜化材料可消除系統(tǒng)性MRSA感染,局部應(yīng)用可根除糖尿病大鼠難治性創(chuàng)面MRSA感染,加速愈合過(guò)程。Zheng等[49]將谷胱甘肽(GSH)穩(wěn)定的Ag NCs與達(dá)托霉素(Dap)結(jié)合,形成的抗菌復(fù)合物(Dap-Ag NCs)表現(xiàn)出比簡(jiǎn)單物理混合的Dap+Ag NCs更強(qiáng)的破壞細(xì)胞膜的能力,從而起到抑菌的效果??咕氖蔷哂袕V譜抗菌活性的一類天然多肽,與傳統(tǒng)抗生素不同的是抗菌肽主要通過(guò)直接破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的完整性來(lái)殺滅細(xì)菌。因此,將天然抗菌肽與納米材料有效結(jié)合為開(kāi)發(fā)新型高效的抗菌藥物提供了新的可能。Wang等[50]以桿菌肽為模板合成了3種新型水溶性的M NCs來(lái)包裹Au、Ag或Cu原子,形成的抗菌M NCs不僅表現(xiàn)出不同的熒光特性,更重要的是M NCs與桿菌肽的高效協(xié)調(diào)作用顯著增強(qiáng)了對(duì)S.aureus的抗菌效果,實(shí)現(xiàn)了成像與抗菌于一體的多功能抗菌復(fù)合材料的制備。

    一些陽(yáng)離子化合物由于其帶正電可以通過(guò)靜電作用黏附于帶負(fù)電的細(xì)菌表面,然后通過(guò)改變細(xì)菌表面的電位以及破壞細(xì)胞膜蛋白從而導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。Xie等[51]以谷胱甘肽為還原劑,通過(guò)一鍋法合成了包括季銨鹽(QA)、Nona -精氨酸肽(R9)和轉(zhuǎn)錄反激活肽(TAT)在內(nèi)的帶正電荷的功能化Au NCs,通過(guò)測(cè)定其在革蘭氏陽(yáng)性菌(S.aureus、MRSA)、革蘭氏陰性菌(E.coli)和多重耐藥E.coli中的最低抑菌濃度(MIC)后發(fā)現(xiàn):QA -Au NCs對(duì)4種靶向細(xì)菌表現(xiàn)出較好的抗菌效果,這可以歸因于QA -Au NCs表面的正電荷可以促進(jìn)靜電吸附到帶負(fù)電荷的細(xì)菌細(xì)胞膜上;QA -Au NCs引起了S.aureus膜完整性的破壞,膜通透性的增加和膜電位的耗散;QA -Au NCs還可以促進(jìn)活性氧(ROS)的產(chǎn)生,最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。Xu等[52]研究具有抗菌能力的聚乙烯亞胺(PEI)封端的銀納米簇(PEIAg NCs)的抗菌活性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),PEI-Ag NCs具有較高的抗菌能力,而且降低PEI的分子量可以顯著提高PEI-Ag NCs的抗菌性能。

    2.3 金屬納米團(tuán)簇與其他納米材料復(fù)合增強(qiáng)抗菌效應(yīng)

    單一的M NCs雖然在一定程度上已經(jīng)具備良好的抗菌效果,但也存在一定的局限性,如一些金屬材料價(jià)格昂貴,對(duì)正常細(xì)胞的毒理學(xué)與安全性問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。因此,研究開(kāi)發(fā)具有協(xié)同殺菌作用的納米復(fù)合物成為研究的熱點(diǎn)。殼聚糖(CS)是一種具有良好生物相容性和自然可降解的生物大分子,其自身具有抗菌作用并對(duì)哺乳動(dòng)物表現(xiàn)出低的細(xì)胞毒性作用,因此廣泛應(yīng)用于細(xì)菌感染性的傷口愈合。Girija等[53]研究了一種基于超小Au NCs和CS自組裝的抗菌納米聚集體,與單一組分的納米材料相比,該聚集體對(duì)E.coli和S.aureus均表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗菌活性,但對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的存活率卻無(wú)影響,而且這些納米聚集體能夠促進(jìn)傷口的愈合,這為開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)用于治療傷口感染的抗菌納米聚集體提供了新思路。Mishra等[54]制備了PEG修飾的殼聚糖水凝膠膜,并將Ag+吸附在多孔膜結(jié)構(gòu)中,這些Ag+在配體保護(hù)下被還原成約3 nm的Ag NCs,從而得到Ag NCs@PEG- CS復(fù)合材料,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):Ag NCs的存在不僅可以提高膜的力學(xué)穩(wěn)定性,而且還降低了它們?cè)谌芫负虷2O2存在下的降解敏感性;體外抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該復(fù)合材料可以抵御細(xì)菌生物被摸的形成,從而起到抵抗細(xì)菌感染的作用。

    M NCs除了與有機(jī)分子形成復(fù)合材料之外,還能與一些無(wú)機(jī)材料形成納米復(fù)合物。Liu等[55]采用一鍋法合成了高分散的Ag NCs修飾的介孔SiO2納米顆粒(Ag NC -MSNs),這種新型的納米復(fù)合材料具有廣譜性的抗菌作用,抗菌能力比Ag NP和Ag NP修飾的SiO2(Ag NP -MSNs)分別提高了17倍和27倍,而且這種復(fù)合材料能夠長(zhǎng)期有效地釋放Ag+,達(dá)到緩控釋放藥物的目的。Zheng等[56]設(shè)計(jì)了一種順磁性金屬離子鈥(Ho3+)配位化合氧化石墨烯納米片(GO)的復(fù)合材料(Ho -GO),并將Au NCs結(jié)合在Ho-GO表面形成三元復(fù)合材料(Ho-GO-Au),結(jié)果發(fā)現(xiàn):這種新型的復(fù)合材料一方面能夠排列形成具有高密度的鋒利邊緣,可高效地切割細(xì)菌的細(xì)胞膜,提升物理殺菌作用,再加上Ho-GO表面豐富的官能團(tuán)有利于它更好地與菌體接觸,從而產(chǎn)生更高水平的ROS以實(shí)現(xiàn)化學(xué)殺菌;另一方面,超小尺寸的Au NCs能夠進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部,造成細(xì)菌代謝功能紊亂,誘使其產(chǎn)生大量ROS,同樣達(dá)到殺菌的目的。因此,這種新型三元復(fù)合材料可以結(jié)合GO和Au NCs具有的物理殺菌機(jī)制和化學(xué)殺菌機(jī)制,實(shí)現(xiàn)廣譜和高效地協(xié)同殺菌作用。

    3 金屬納米團(tuán)簇的抗菌機(jī)制

    與傳統(tǒng)的金屬納米材料抗菌機(jī)制一樣,M NCs一方面通過(guò)釋放金屬離子與細(xì)菌發(fā)生作用,另一方面通過(guò)材料自身的物理化學(xué)性質(zhì)破壞細(xì)菌的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從而產(chǎn)生抗菌效應(yīng)。帶正電荷的金屬納米材料首先通過(guò)靜電作用附著在細(xì)菌膜表面,然后逐漸滲透到細(xì)菌體內(nèi),通過(guò)改變膜的通透性來(lái)破壞細(xì)菌膜,進(jìn)而殺死細(xì)菌[57]。當(dāng)金屬納米材料的粒徑減小到NCs范圍,M NCs可以顯著提高其與細(xì)菌膜之間的相互作用,因此表現(xiàn)出更高的抗菌效應(yīng)[45,58]。在M NCs進(jìn)入細(xì)菌胞內(nèi)后,高效的類酶催化性質(zhì)可以通過(guò)影響菌體的氧化應(yīng)激能力進(jìn)一步發(fā)揮抗菌作用,如Au NCs可以上調(diào)氧化應(yīng)激相關(guān)代謝酶基因(narJ、narK)的表達(dá),下調(diào)抗氧化應(yīng)激相關(guān)代謝酶基因(ilvC)的表達(dá),從而產(chǎn)生高水平的ROS[45]。除此之外,細(xì)胞代謝和內(nèi)化在調(diào)節(jié)M NCs的抗菌活性方面也起著作用。因此,M NCs可通過(guò)膜損傷、氧化應(yīng)激以及代謝失活協(xié)同作用誘導(dǎo)細(xì)菌細(xì)胞死亡。

    4 結(jié)論與展望

    M NCs比傳統(tǒng)的納米顆粒具有更加與眾不同的光學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性質(zhì)以及優(yōu)異的光穩(wěn)定性、良好的生物相容性,使得它們能夠作為新興的功能材料用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。特別是,這類材料所表現(xiàn)出的高效殺菌作用可解決目前抗生素濫用所導(dǎo)致的細(xì)菌耐藥性問(wèn)題,因此受到研究者的青睞。盡管如此,M NCs還面臨著諸多問(wèn)題。從材料本身來(lái)說(shuō),納米簇-保護(hù)基團(tuán)復(fù)合物的配位性質(zhì)決定了M NCs的穩(wěn)定性受到強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)配體存在的影響,這就導(dǎo)致M NCs在復(fù)雜生物體內(nèi)的穩(wěn)定性受到挑戰(zhàn)。從功能角度來(lái)說(shuō),開(kāi)發(fā)生物分子功能化的M NCs還處于起步階段,開(kāi)發(fā)同時(shí)兼具診斷和治療功能的抗菌材料還需要進(jìn)一步研究,以達(dá)到應(yīng)用的目的。從抗菌效應(yīng)上來(lái)說(shuō),如何與其他材料復(fù)合來(lái)進(jìn)一步提升抗菌效果以及多角度探討抗菌機(jī)制也是具有突破性的發(fā)展方向??傊琈 NCs的不斷發(fā)展將為臨床細(xì)菌感染的治療提供廣闊的應(yīng)用前景。

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