仿抗菌肽两亲碳量子点的设计及其细胞相容性和抗菌性能的研究

【作者】 李培礼； 于美哲； 李子荣； 邢晓东；

【机构】 安徽科技学院化学与材料工程学院； 南京理工大学化学与化工学院；

【摘要】 抗菌肽(AMPs)已成为解决抗生素对抗细菌耐药性和生物膜的一种替代方法。由于细菌和哺乳动物细胞膜的内在差异,AMPs优先与带负电荷的细菌膜相互作用,导致膜的完整性破坏和细菌细胞死亡,其中静电相互作用和疏水基团起着重要作用。碳量子点(CQDs)是一种新型的碳基纳米材料。研究表明,亲水性CQDs表面具有丰富的羟基基团,这使得它们便于与细菌和生物膜偶联。一些疏水的CQDs也被证明具有明显的抗生物膜活性,这是由于强的,带正电的季铵盐基团和长烷基链对细菌的粘附。因此,作者设想CQDs的表面可以合理设计为采用阳离子两亲性结构,从而能够模拟AMPs,这将为对抗生物膜和细菌耐药性带来新的希望。基于此,合成了由疏水色氨酸和亲水赖氨酸或精氨酸(Lys/Trp-CQDs和Arg/Trp-CQDs)衍生而来的碳量子点(CQDs),其具有两亲性。这些CQDs能有效破坏细菌膜而不产生耐药性,抑制金黄色葡萄球菌形成的生物膜,并表现出良好的体外生物相容性。抗菌活性的产生不仅与CQDs表面的阳离子结构和过量的胞内活性氧有关,还与表面疏水基团的作用有关。更多还原