Small:NIR-II光响应的Cu2MoS¬4纳米酶用于耐药菌感染的增强治疗

细菌耐药性问题愈来愈严重,严重威胁着人类的健康。由于缺乏有效的治疗手段,全世界每年约70万人因耐药菌感染而死亡。当前新型抗生素的研发遇到诸多困难,发展有效清除耐药菌的新策略非常紧迫。近年来,基于纳米酶的催化杀菌被认为是一种具有发展前景的抗菌策略。纳米酶可以通过催化产生活性氧物种(ROS)等独特的机制杀死细菌,对于耐药菌同样具有良好的杀菌效果。然而,纳米酶较低的催化活性限制了其抗菌性能与应用。因此,通过利用纳米酶的其它性质进一步提高其催化活性成为可行的途径。

南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院汪联辉教授和宇文力辉副教授(共同通讯作者),围绕纳米酶的低催化效率限制其抗菌性能这一科学问题,发展了一种NIR-II光热增强催化产生ROS的抗菌策略,相关成果以“Cu2MoS4 Nanozyme with NIR-II Light Enhanced Catalytic Activity for Efficient Eradication of Multidrug-Resistant Bacteria”为题发表在国际知名期刊Small(DOI: 10.1002/smll.202001099)上,博士生单京阳为该论文的第一作者。

该研究团队通过水热合成与机械剥离结合的方法制备出小尺寸的Cu2MoS4纳米片,并发现该材料同时具有良好的类氧化酶/过氧化物酶活性和优良的NIR-II光热性质。在NIR-II激光照射下,Cu2MoS4纳米片的类酶催化性能可被进一步增强。体外抗菌实验结果显示,Cu2MoS4纳米酶(40 μg/mL)在NIR-II激光照射下(1064 nm,1 W/cm2)对耐药大肠杆菌的灭活率可达8个数量级,其抗菌效果显著优于常见的纳米酶。在小鼠感染模型中,Cu2MoS4纳米酶能够在NIR-II激光照射下有效治疗耐药金黄色葡萄球菌感染的皮下脓肿,并能够促进感染组织的恢复。此外,体内和体外实验表明Cu2MoS4纳米酶具有良好的生物相容性。因此,Cu2MoS4纳米酶有望作为高效纳米抗菌剂用于耐药菌感染的治疗。