Journal of Nanobiotechnology:抗菌金属纳米团簇

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第一作者:Youkun ZhengMin Wei


通讯作者:Fangyaun Li, Daishun Ling
通讯单位:浙江大学
 
综述内容:
  对抗细菌感染是纳米医学最重要的应用之一。在过去的二十年中,人们致力于调整纳米材料的物理化学性质,以开发各种新型纳米抗生素。其中,具有明确超小尺寸和可调节表面化学的金属纳米团簇(NCs)正在成为下一代高性能纳米抗生素。由于其超小尺寸,金属 NC 比传统纳米材料更容易穿透细菌细胞包膜。同时,金属NCs丰富的活性位点有助于催化细菌细胞内的生化过程,从而增强抗菌性能。在这篇综述中,作者讨论了金属 NCs 作为新一代抗菌剂的最新发展。在简要介绍金属 NCs 的特性的基础上,我们重点介绍了金属 NCs 对抗细菌感染的一般工作机制。我们还强调金属 NCs 的核心尺寸、元素组成、氧化态和表面化学在其抗菌功效中的核心作用。最后,我们对金属 NC 在抗菌治疗中的剩余挑战和未来发展提出了看法。


  金属纳米团簇作为一种新型的多功能纳米药物,近年来被发现在治疗日益严重的多药耐药细菌感染方面具有诱人的前景。本文就纳米金属纳米材料的抗菌作用机制、构效关系和协同作用等方面的研究进展作一综述。金属纳米抗生素靶向细菌感染的一般机制包括细胞壁和/或膜损伤、金属离子释放、细胞内ROS生成、细胞内成分破坏和治疗传递以及光激活机制。金属纳米材料的物理化学性质,包括尺寸、组成、氧化态和表面化学,决定了其抗菌行为。基于金属团簇的纳米抗生素可以与其他治疗或功能材料(如抗菌肽、2D纳米材料和聚合物)复合,形成具有协同增强抗菌效果的互补纳米杂交体。通过调控金属纳米材料的理化性质,进一步功能化,可制备出多种个性化的抗菌纳米材料,用于精准医疗。

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1各种金属纳米团簇的抗菌应用

 


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示意图1金属纳米团簇的抗菌应用
 


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 示意图2 金属纳米团簇相比金属纳米颗粒的抗菌优势

 


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QA-Au NCs的抗菌机理

 


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金属纳米团簇通过释放金属离子和产生ROS抗菌



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金属纳米团簇抗菌活性的尺寸和成分依赖性



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金属纳米团簇协同抗菌机理

 
参考文献
Youkun Zheng, Min Wei, Haibin Wu, Fangyuan Li and Daishun Ling. Antibacterial metal nanoclusters. Journal of Nanobiotechnology 2022. doi.org/10.1186/s12951-022-01538-y.




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