中國粉體網(wǎng)訊  在過去的二十年中，多光子激光掃描顯微鏡為生物有機體的突破性發(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，對于生物醫(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)實需求。近年來，人們一直在努力開發(fā)一種新型近紅外探針。這種探針在通過熒光成像進行診斷的同時，可以將吸收的光子能量轉(zhuǎn)換為熱或產(chǎn)生活性氧(ROS)進行相關(guān)治療。然而，由于技術(shù)難度過大，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，根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的報道，由于缺乏新的抗生素，多重耐藥細菌（MDRB）在未來可能每年造成大約1000萬人死亡。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。

在過去的十年中，人們發(fā)現(xiàn)新發(fā)現(xiàn)的石墨烯量子點（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，美國杰克遜州立大學(xué)的Paresh Chandra Ray教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊利用GQD和金納米簇獨特的光學(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)光動力學(xué)納米復(fù)合材料。該材料具有非常強的雙光子吸收、發(fā)光以、穩(wěn)定性和抗菌活性。

研究人員發(fā)現(xiàn)，該材料通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）的機制表現(xiàn)出較強的雙光子發(fā)光和雙光子發(fā)光誘導(dǎo)光動力治療作用。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。實驗結(jié)果表明，由于FRET過程存在，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菌的殺菌效率。另外，該納米平臺對MRSA和耐碳青霉烯的大腸桿菌同時具有雙光子生物成像和雙光子光動力學(xué)治療的雙重能力。研究人員認為，該復(fù)合材料有望作為多光子成像的對比劑以及雙光子激發(fā)的PDT試劑來消除多藥耐藥菌株。DOI：10.1021/acsabm.8b00071

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）