中國(guó)粉體網(wǎng)訊  在過(guò)去的二十年中，多光子激光掃描顯微鏡為生物有機(jī)體的突破性發(fā)現(xiàn)開辟了引人注目的新能力。近紅外(NIR)光是指波長(zhǎng)在700～2500nm之間的光，處在第一、二、三生物窗范圍內(nèi)。近紅外光具有深度穿透生物組織和血液的巨大優(yōu)勢(shì)，對(duì)于生物醫(yī)學(xué)成像至關(guān)重要。因此，開發(fā)可用于生物體內(nèi)的近紅外探針有著巨大的現(xiàn)實(shí)需求。近年來(lái)，人們一直在努力開發(fā)一種新型近紅外探針。這種探針在通過(guò)熒光成像進(jìn)行診斷的同時(shí)，可以將吸收的光子能量轉(zhuǎn)換為熱或產(chǎn)生活性氧(ROS)進(jìn)行相關(guān)治療。然而，由于技術(shù)難度過(guò)大，目前臨床上基于NIR光的材料僅用于成像或圖像引導(dǎo)治療。

與此同時(shí)，根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的報(bào)道，由于缺乏新的抗生素，多重耐藥細(xì)菌（MDRB）在未來(lái)可能每年造成大約1000萬(wàn)人死亡。其中，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)和腸球菌(包括碳青霉烯類耐藥(CRE)大腸桿菌)是優(yōu)先考慮的1類細(xì)菌病原體。然而，由于開發(fā)新一代抗生素技術(shù)難度大、資金投入多、回報(bào)低，最近各大藥企紛紛中止新型抗生素的研發(fā)。因此，開發(fā)非抗生素抗菌材料是臨床的迫切需要。

在過(guò)去的十年中，人們發(fā)現(xiàn)新發(fā)現(xiàn)的石墨烯量子點(diǎn)（GQD）由于量子控制和邊緣效應(yīng)，是光電子應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)秀候選者。GQDs具有良好的水溶性、緩沖性、光穩(wěn)定性和生物相容性，有望成為優(yōu)良的生物成像劑。研究發(fā)現(xiàn)，GQDs具有非常強(qiáng)的雙光子吸收能力。另一方面，超小金納米簇表現(xiàn)出一系列獨(dú)特的光物理性質(zhì)。一些研究小組已經(jīng)證明，金納米簇的光物理性能與其尺寸較大的納米顆�；蚰阁w材料的光物理性能有很大不同。由于金納米簇具有小尺寸、近紅外發(fā)射、高光穩(wěn)定性和生物相容性，在生物學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。最新的研究成果表明，金納米簇具有長(zhǎng)壽命的三重態(tài)激發(fā)態(tài)，有助于產(chǎn)生活性氧。

近日，美國(guó)杰克遜州立大學(xué)的Paresh Chandra Ray教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)利用GQD和金納米簇獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，開發(fā)了一種基于金納米簇和GQD的雙光子激發(fā)光動(dòng)力學(xué)納米復(fù)合材料。該材料具有非常強(qiáng)的雙光子吸收、發(fā)光以、穩(wěn)定性和抗菌活性。

研究人員發(fā)現(xiàn)，該材料通過(guò)熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）的機(jī)制表現(xiàn)出較強(qiáng)的雙光子發(fā)光和雙光子發(fā)光誘導(dǎo)光動(dòng)力治療作用。其中雙光子吸收非常高的GQDs作為雙光子給體，金納米簇作為受體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于FRET過(guò)程存在，單線態(tài)氧的產(chǎn)生效率大大提高，從而提高了多重耐藥細(xì)菌的殺菌效率。另外，該納米平臺(tái)對(duì)MRSA和耐碳青霉烯的大腸桿菌同時(shí)具有雙光子生物成像和雙光子光動(dòng)力學(xué)治療的雙重能力。研究人員認(rèn)為，該復(fù)合材料有望作為多光子成像的對(duì)比劑以及雙光子激發(fā)的PDT試劑來(lái)消除多藥耐藥菌株。DOI：10.1021/acsabm.8b00071

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）