我校納米催化质料與應用團隊在納米酶抗菌領域取得新進展

近日，我校纳米催化质料与应用团队在纳米酶抗菌领域再次取得新进展，提出的“近战攻击”杀菌战略使得VOxC NSs在较低浓度下显示出超强的抗菌活性，相关研究结果以“Highly Adhesive and Catalytic VOxC Nanosheets with Strong Antibacterial Activity”发表在纳米科学TOP期刊《今日纳米》（Nano Today, 2023,52, 101989），影响因子为17.4。

衆所周知，抗生素是治療熏染性疾病的主流藥物，但抗生素的長期使用，尤其是不當使用，將導致抗菌藥物耐藥(AMR)，這是人類面臨的十大全球公共衛生威脅之一。爲減少抗生素的使用，新的抗菌质料的尋找被迫切需要。研究讲明，納米质料具有獨特的性質和多種抗菌機制，特別是，具有過氧化物酶樣活性的納米质料(又稱納米酶)可誘發大量ROS，顯示出高效抗菌活性和更低的副作用，爲解決耐藥細菌的危害提供了新战略，然而，許多納米质料雖能在非細胞條件下産生高濃度ROS，但抗菌活性仍不理想。主要原因可能在于，時刻動態的納米质料與細菌相互作用較弱，使得壽命很短的?OH無法有效地攻擊細菌。

针对该问题，纳米催化质料与应用团队何伟伟教授与中科院高能物理研究所王黎明研究员、江西师范大学高雪皎副教授相助，利用MXene自身氧化引起的结构和价态变化，巧妙设计并合成了具有超薄和柔性结构的VOxC纳米片。他们通过实验和DFT盘算，揭示了MXene氧化演化形成VOxC纳米片的动力学历程和机制，特别是VOxC纳米片与细菌细胞壁磷酸基本团之间的强结协力。具有富厚混淆价态的VOxC 与过氧化氢作用可加速羟基自由基的发生，从而显示出优越的类过氧化物酶样活性。基于此，他们提出了“近战攻击”抗菌战略，使得VOxC NSs在较低浓度下显示出超强的抗菌活性，为广谱高效抗菌活性质料的开发及熏染性疾病治疗提供了重要参考。

該研究获得了國家自然科學基金、河南省高層次人才特殊支持計劃和河南省高校科技創新團隊等項目的支持。耿宏啓（我校2016級本科生、2020級聯培研究生）、李秀敏（中科院高能物理研究所）、高雪皎博士（江西師範大學副教授）爲該論文第一作者，何偉偉教授和中國科學院高能物理研究所王黎明研究員爲該論文的配合通訊作者。耿宏啓同學從大二開始進入實驗室，積極參加“质料之星”培育計劃，是我校實施“OPCE”育人體系的典型案例之一，爲探索應用型大學的科教融合提供了很好的案例。（圖片由化工與质料學院提供）

附論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2023.101989