【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
670 字
3 分钟
【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
【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。

image.png

🧠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。
参考文献
Guo, F.; Yoo, J.; Zhang, Q.; Zhao, Y.-T.; Hong, S.; Zhou, Z.-M.; Zhu, Z.-Y.; Jang, H.; Yi, C.-H.; Wang, Z.; Kim, J. S. Flexible Double Bonds-Enhanced Photodynamic Therapy toward Antibacterial Resistance. J. Am. Chem. Soc. 2025, 147 (31), 27932–27948. https://doi.org/10.1021/jacs.5c07262.
文章分享
如果这篇文章对你有帮助,欢迎分享给更多人!
【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
https://blog.fluolab.cn/posts/acs/jacs/acs-jacs-00000114/相关文章智能推荐
1
【JACS】10cm 组织穿透!DNA 靶向声动力疗法攻克深部缺氧细菌感染
快速阅读20262026-06-10
2
【JACS】中科院刘佳男团队|告别光纤束缚与热损伤!980/808 nm双波长近红外光开关实现深达6毫米、长达30分钟的精准神经调控
快速阅读20262026-08-01
3
【JACS】破纪录的160 GM双光子吸收!新型硫代核苷光敏剂DATU助力深层肿瘤光动力治疗
快速阅读20262026-06-11
4
【JACS】捕捉细菌“特洛伊木马”:新型光亲和探针揭秘抗生素分子的入胞路径
快速阅读20262026-05-12
5
【JACS】湖南大学张晓兵团队|15分钟精准锁定光疗后中性粒细胞
快速阅读20262026-07-17
随机文章随机推荐












