钱海生教授团队在光敏抗菌剂领域取得重要进展

细菌具有较强的环境适应能力和快速的繁殖能力，可以迅速污染食物、饮用水、医疗设备等，对人类的生命健康造成了严重的威胁。一些传统的杀菌技术如：紫外线杀菌，臭氧杀菌，化学消毒剂杀菌已经被广泛的使用。然而，这些杀菌技术存在紫外线输出过度、易产生有害副产物以及成本过高等不足。近年来，通过近红外光引发的光热抗菌和光动力抗菌被认为是很有前景的抗菌新策略，而获得性能优异的光敏抗菌剂是这一策略被广泛应用的关键。

近日，钱海生教授课题组联合安徽医科大学第一附属医院重症医学科邵敏研究团队、王华教授研究团队使用中间层转换策略成功构造了金属半导体核壳结构Au@Bi₂S₃光敏抗菌剂（如图1所示）。Au@Bi₂S₃纳米粒子对近红外光具有较强的吸收利用能力，其异质结构展现出典型的肖特基结特性。因此，在外加近红外光的照射下，Au@Bi₂S₃纳米粒子可以吸收近红外光产生过高热，同时产生大量的活性氧自由基，从而实现快速精准的光热和光动力联合抗菌。实验结果表明Au@Bi₂S₃纳米粒子对大肠杆菌和金黄色葡萄糖球菌具有优异的杀伤效果。相关成果以《Bi₂S₃ coated Au nanorods for enhanced photodynamic and photothermal antibacterial activities under NIR light》为题，于近日发表在SCI一区期刊《化学工程杂志》上（Chemical Engineering Journal, 2020, 397, 125488）即时影响因子10.8。

图1.金属半导体核壳结构Au@Bi₂S₃光敏抗菌剂纳米结构。

为了进一步实现抗菌剂的精准按需释放，钱海生教授课题组利用相变材料十四醇将抗菌剂芳樟醇包覆在Bi₂S₃空心球的内部空腔，构建了基于海胆状的Bi₂S₃空心球的复合纳米抗菌剂。其在外加近红外光的照射下，Bi₂S₃吸收近红外光并将其转化为热量促使Bi₂S₃局部温度上升，相变材料融化，从而释放出抗菌剂芳樟醇分子，实现了近红外光控制的按需精准抗菌。相关成果以《Precisely photothermal controlled releasing of antibacterial agent from Bi₂S₃ hollow microspheres triggered by NIR light for water sterilization》为题发表在SCI一区期刊《化学工程杂志》上（Chemical Engineering Journal, 2020, 381, 122630）即时影响因子10.8。

安徽医科大学钱海生教授团队介绍：钱海生教授是我校生物医学工程学院2019年11月全职引进东南学者特聘教授，团队近年来致力于发展一些新颖的纳米结构合成策略，制备具有新颖结构与光/电/磁功能的复合纳米结构材料，并应用于耐药菌的治理、生物多模态成像与肿瘤的治疗，以第一或通讯作者在Biomaterials、Small、Applied Catalysis B: Environmental、Chemical Engineering Journal等杂志发表论文60余篇，共发表SCI论文130余篇，总他引次数为5470余次，H-因子41，单篇最高引用460余次。申请中国发明专利24项（第一申请人18项），授权17项（第一发明人14项）。