【摘要】 新型一氧化氮负载荧光碳点(CPA-CDs/NONOate)突破耐药菌防治瓶颈，实现15分钟细菌荧光成像、4个对数级抗菌效率及生物膜根除，加速感染伤口愈合。

细菌耐药性危机日益严峻，全球每年因耐药菌感染导致的死亡人数持续攀升。面对传统抗生素失效的挑战，Liu团队开发了一氧化氮负载荧光碳点（CPA-CDs/NONOate）新型抗菌材料，兼具细菌成像与多重抗菌功能。

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技术创新与表征​

研究采用壳聚糖为碳源，通过聚氨基胺（PAMAM）树状大分子点击反应，经水热合成法制备碳纳米点（CDs）。加载一氧化氮（NO）后，其NO负载量达15.76 μmol/mg​（较传统CPA共聚物提升3.5倍），突破性解决抗菌剂载量瓶颈。通过HRTEM、FTIR及XPS技术验证材料结构：

  • HRTEM显示CPA-CDs/NONOate为5nm单分散晶体（图1B）
  • XPS光谱证实材料含碳、氧、氮核心元素（图2A）
  • N1s谱图（401.1eV）揭示高N-H含量（图2I），显著提升NO负载效率

图1 （A） CPA-CDs、（B） CPA-CDs/NONOate的HRTEM图像及其相应的放大图像。（C） CPA、CPA- cds和CPA- cds /NONOate的FTIR光谱。（D） CPA、CPA- cds和CPA- cds /NONOate的Zeta电位。（E）经Griess试剂处理的CPA、CPA- cds和CPA- cds / NONOate的紫外-可见吸收光谱。

图2 （A） XPS巡天光谱，（B）高分辨率C1s XPS光谱，（C） N1s XPS光谱;（D） XPS巡天光谱，（E）高分辨率C1s XPS光谱，（F） C1s XPS光谱;（G） CPA-CDs/ NONOate的XPS测量光谱，（H）高分辨率C1s XPS光谱，（I） N1s XPS光谱。

 

突破性抗菌性能​

针对革兰氏阴性铜绿假单胞菌​（具先天耐药性病原体）的测试显示：

1.​4个对数级菌量降低​：显著抑制细菌增殖

2.生物膜根除​：有效瓦解耐药菌保护屏障

3.15分钟快速成像​：蓝色荧光特异性标记血液细菌（菌血症检测潜力）

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临床转化价值​

动物实验证实该材料可加速铜绿假单胞菌感染伤口愈合，系统毒性评估显示优异生物相容性。该技术为抗菌疗法提供新策略，在感染治疗、生物膜清除及实时监测领域具重大应用前景。

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参考文献​：1.Liu, S.;  Lv, K.;  Chen, Z.;  Li, C.;  Chen, T.; Ma, D., Fluorescent carbon dots with a high nitric oxide payload for effective antibacterial activity and bacterial imaging. Biomater. Sci. 2021, 9 （19）, 6486-6500.

 

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