Fluolab【JACS】3种化学键对抗超级细菌：一项关于光动力疗法的突破性研究
抗菌耐药性已成为全球公共健康的重大挑战。近期《美国化学会志》发表的一项研究揭示了通过调控分子结构中的化学键类型，显著提升光动力疗法（PDT）抗菌效果的新策略。
🌟研究亮点：三种化学键，谁最强？
研究团队设计了三种光敏剂（PS）——PS-S⁺（含C–C键）、PS-D⁺（含C═C键）和PS-T⁺（含C≡C键），用于比较其在光照下生成活性氧（ROS）的能力。结果显示：
- PS-D⁺表现最优：尽管其单重态与三重态之间的能隙最大，理论上不利于能量跃迁，但其柔性C═C键在白光照射下引发分子非共面振动，显著增强了ROS生成，尤其是Type I型自由基类ROS。
- Type I机制更适合抗菌：相比依赖氧气浓度的Type II机制，Type I机制在缺氧环境（如细菌生物膜或肿瘤微环境）中依然高效，具有更强的杀菌能力。
🧪机制解析：柔性双键如何激发更强ROS？
研究通过密度泛函理论（DFT）计算和光谱实验发现：
- C═C键的柔性使分子在光照下产生更剧烈的振动，形成非共面结构；
- 这种结构有助于缩小激发态能隙（ΔE_S-T），促进单重态向三重态的跃迁（ISC），从而提高ROS产量；
- 虽然PS-D⁺在白光下无法发生顺反异构化，但其分子振动仍优于其他两种结构。
🩹应用前景：可持续抗菌纤维助力伤口愈合
研究团队将三种PS分别制成抗菌纤维，并用于小鼠伤口敷料实验，结果表明：
- PS-D⁺纤维抗菌效果最强，在体内外实验中均表现出优异的杀菌能力；
- 纤维通过湿法纺丝制备，具有良好的耐洗性和生物安全性；
- 有望替代传统抗生素敷料，成为新一代可持续、低耐药性的医疗材料。
🧠科学启示：结构决定机制，机制决定疗效
本研究首次系统揭示了C═C键在提升Type I型ROS生成中的关键作用，为未来光敏剂的结构设计提供了新思路。通过精准调控分子结构，可实现更高效、更安全的抗菌治疗。