Advanced Materials: 手性纳米异质二聚体应用于抗生素耐药菌的检测

抗生素滥用造成的细菌耐药是对全球公共卫生安全最大的挑战之一。目前的检测方法大多针对与细菌本身,而没有针对耐药和非耐药菌进行区别,进一步加剧了细菌耐药性的泛滥。在这些抗生素中,多粘菌素是一类广谱性阳离子抗菌肽,能够在临床上杀灭大部分的革兰氏阴性菌,因而被称为是对抗细菌感染的最后一道防线。传统方法针对细菌耐药性的检测主要是采用最小抑制浓度(MIC),这一方法不可避免的需要采用增菌处理,造成检测手段耗时且无法在样品中进行原位检测。

江南大学匡华教授团队利用多粘菌素对敏感菌株和耐药菌株的亲和力的不同,通过抗原抗体反应设计了金壳-上转换纳米粒子异质二聚体结构,利用圆二色光谱以及上转换发光双信号实现了对大肠杆菌多粘菌素耐药性的检测。在该工作中,由于多粘菌素对敏感菌株亲和力强,采用多粘菌素修饰于上转换纳米粒子表面可以使得上转换纳米粒子迅速地进入敏感菌内,少部分在细菌外的上转换粒子可以被多粘菌素抗体修饰的金壳纳米粒子捕获从而形成二聚体结构。而多粘菌素对耐药菌株亲和力弱,上转换纳米粒子进入细菌的速度就慢,大部分上转换纳米粒子在细菌外,与金壳纳米粒子形成二聚体结构。因此,利用敏感菌株与耐药菌所产生的圆二色信号和上转换发光信号的不同可以对大肠杆菌耐药程度进行检测。并且在这项工作中,该研究团队能够利用建立的探针,检测活体小鼠炎症部位的细菌耐药性。

相关工作以“Chiral Upconversion Heterodimers for Quantitative Analysis and Bioimaging of Antibiotic‐Resistant Bacteria In Vivo”为题,发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201804241)上,共同第一作者为孙茂忠博士后和瞿爱华博士研究生。