山西大学团队研发智能响应纳米抗菌材料，应对细菌感染挑战

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介绍

细菌传染病是当今人类面临的重大国际和前沿科学问题。临床抗生素治疗不仅会破坏人体免疫系统，还会导致细菌耐药性增加。为此，2022年，国家卫生健康委、工业和信息化部、生态环境部、国家食品药品监督管理局等13个部门联合印发《全国遏制微生物耐药性行动计划（2022年）》 -2025）”，旨在更好地保障人民健康。基于此，采用不产生细菌耐药性的技术，开发能够安全、高效、快速杀灭细菌的材料是该领域亟待解决的问题。

山西大学化学化工学院冯立恒教授、2022年引进的青年教师李建芳博士团队在抗菌材料前期研发的基础上，开发了一系列智能响应纳米抗菌材料材料以应对细菌感染所面临的严重问题。相关研究成果在(2023, 35, ; IF="29.4)、B: (2023, 339, ; IF="22.1) 和 ACS Nano (2024, 18, 4539-4550; IF="2024, 18, 4539-4550; IF=" 17.1）。

1. 研究人员设计了一种可见光响应的阳离子共价有机骨架（COF），通过锌卟啉单元和胍单元之间电子转移引起的诱发极化效应，在内部产生对称的局部内置电场。在光照射下，内置电场可以驱动电子从锌卟啉单元快速转移到胍单元，抑制光生载流子的复合，增加活性氧的产率。该材料选择性地靶向革兰氏阳性菌的脂磷壁酸，用于细菌的选择性识别和成像。这项工作为通过设计电荷行为来设计新型光响应 COF 提供了见解。文章链接：.

2. 研究人员设计了660 nm和808 nm光响应MOF/Ti3C2材料，利用界面工程策略在Ti3C2纳米片上原位生长二维金属有机框架（MOF），构建了锚定二维金属有机框架（MOF） ）纳米片可以有效增强其光催化性能。这项工作将通过原位界面工程策略提供对光响应材料设计的见解。文章链接：.

3. 针对光疗穿透深度有限的问题，研究人员设计了一种超声触发/MXene（Ti3C2）铁电极化界面工程策略，用于快速有效地治疗骨髓炎。在超声波的作用下，铁电极化诱发压电场的形成。超声空化效应引起的声致发光刺激/Ti3C2产生光生载流子。 /Ti3C2在极化电场和肖特基结的协同作用下，加速电子和空穴的分离，同时抑制电子回流，提高极化电荷和光生电荷的利用率，增强超声作用下活性氧的去除。屈服。该工作提出了铁电超声界面工程理论，为开发用于诊断和治疗深部组织感染的铁电超声响应材料和其他声电器件提供了新思路。文章链接：.

这些研究工作弥补了传统抗生素治疗的不足，拓展了细菌感染非抗生素治疗的新体系，为解决浅部和深部细菌感染问题提供了新的研究方法和思路。该研究工作得到了国家自然科学基金委、山西省政府、省科学基金委的资助。感谢国内合作单位及校内相关单位和人员的支持。