图1. AMD@HA纳米探针的制备及其用于SERS成像引导的光热-纳米催化协同治疗示意图。
耐药菌的出现使得细菌感染成为最大的人类健康威胁之一，这导致许多抗生素失效。同时，对于多重耐药细菌的检测手段缺乏特异性和时效性，这进一步加剧了治疗难度。基于此，海南大学吴锡龙教授团队创新性地设计并制备了一种多功能自组装表面增强拉曼散射（SERS）纳米探针AMD@HA，用于快速识别和根除多重耐药细菌。该纳米探针由金纳米星（Au NS）和MoS2薄片构成，并通过共价键与拉曼信号分子3,3'-二乙基硫代三嗪碘化物（DTTC）和透明质酸（HA）涂层相结合。得益于混合金属纳米结构的局域表面等离子体共振（LSPR）效应，使AMD@HA对近红外激光高度敏感，进而表现出良好的光热（PTT）效应和显著增强的SERS活性及过氧化物酶催化活性（POD-like）。同时，HA的引入不仅实现了纳米探针对耐药细菌感染的组织细胞特异性的递送，还能够被细菌分泌的透明质酸酶分解，从而实现了对细菌的靶向SERS成像以及PTT和POD-like催化治疗的协同级联效果。通过产超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌（ESBL-E. coli）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）体外抗菌测试，证明了AMD@HA的优异的抗菌性能。体内实验进一步表明，AMD@HA在治疗MRSA感染的小鼠模型中，展现了出色的抗菌效果和促进伤口愈合的潜力。由于显著提高了SERS信号和光谱特性，这种细菌微环境响应的近红外纳米探针在体内特定成像方面展现出巨大的潜力。特别是，AMD@HA可以在大约2分钟内产生区分细菌感染和非感染组织的特异性SERS图像，对MRSA的最低检测阈值达到了102 CFU·mL-1。这种纳米探针在快速识别和治疗耐药细菌引起的细菌感染方面具有临床探索价值。
图2. AMD@HA在MRSA诱导的皮下脓毒症中的体内治疗效果。（a）注射不同时间点后小鼠皮下脓肿的显微照片和伪彩色SERS映射图像(标尺：1 cm)。（b）在808 nm激光照射下，10 min内PBS+NIR或AMD@HA+NIR组病灶部位实时红外热成像图和温度变化曲线。（c）不同治疗期间的脓肿照片和脓疱大小变化曲线。（d）治疗期间AMD@HA组皮下脓肿的实时SERS图像以及各组SERS信号强度的定量分析（标尺：1 cm）。第7和12天彻底均质化每个脓毒性皮肤组织后（e）细菌平板计数和（f）细菌存活率的统计分析。不同组脓毒性皮肤切片的（g）H&E染色(标尺：100 µm)和（h）Masson's三色染色。***P < 0.001.
王芙香，物理与光电工程学院副研究员，硕士生导师。长期以来从事功能性无机材料的制备及其发光性能在污染物去除、抗菌领域的应用。相关研究成果以第一作者或通讯作者发表在Chemical Journal of Chinese Universities、ChemistrySelect、Inorganic Chemistry Frontiers和Transition Metal Chemistry等国际学术期刊中。主持或参与多项国家自然科学基金、海南省自然科学基金等课题。
该研究获得了研究得到了国家自然科学基金（52073077、22065011和51703256）、海南省自然科学基金（522CXTD512、821QN0878和522MS039）、海南大学协同创新中心研究项目（XTCX2022JKB06）、海南医科大学国家卫生健康委员会热带病防治重点实验室开放基金（2023NHCTDCKFKT21004）和海南省研究生创新科研课题（QHYB2022-45）的资助。
