华南理工大学材料学院唐本忠

zhongyu

香港科技大学唐本忠院士与华南理工大学王迎军院士、任力教授合作：聚集诱导发光探针用于抗菌肽的作用机制研究

抗生素滥用导致的细菌耐药性已成为当今社会面临的严重威胁，因此亟需发展新型抗菌试剂。相较于抗生素，抗菌肽具有高杀菌活性、广谱抗菌性、不易产生耐药性等优点，是当前抗菌领域的研究前沿和热点。尽管已有多种抗菌肽被报道，但其作用机制尚不完全明确，部分原因是由于SEM、TEM、AFM等常规观测手段，仅能提供抗菌肽与细菌结合后的静态信息，难以揭示抗菌肽与细菌结合的动态过程。

相对于上述静态成像技术，荧光成像具有成本低、易于操作、可实时原位观测等优点。由于抗菌肽在杀灭细菌时，通常需要高浓度聚集于细菌的表面或内部，而传统荧光染料存在聚集猝灭发光（ACQ）的缺陷，难以用于抗菌肽的作用机制研究。此外，传统荧光染料光稳定性差，难以长期实时监测抗菌肽与细菌的结合过程。因此，发展能够克服ACQ缺陷，且简便易得、光稳定性好的荧光探针，实时原位监测抗菌肽与细菌的结合过程，对揭示抗菌肽的作用机制具有重要意义。

聚集诱导发光（AIE）材料具有聚集态发光效率高、斯托克位移大、生物相容性好、抗光漂白能力强等优点。近日，香港科技大学唐本忠院士团队与华南理工大学王迎军院士团队合作，通过在抗菌肽HHC36（KRWWKWWRR）上修饰AIE分子2-(2-羟基苯基)苯并噻唑（HBT），制备了AIE探针AMP-2HBT（图1），不仅保持了HHC36多肽的抗菌活性，而且由于其在稀溶液中发光很弱，可通过荧光“点亮”的方式，实时观测抗菌肽与细菌的结合过程，进一步通过STORM超分辨荧光成像、SEM和TEM成像，有效揭示了抗菌肽HHC36通过破坏细菌膜的结构从而杀灭细菌的机制。

该工作通过在抗菌肽上修饰AIE分子，在不影响抗菌肽自身活性的前提下，可通过荧光成像实时动态观测抗菌肽与细菌的结合过程和作用方式，有效克服了传统荧光染料的聚集猝灭发光缺陷，为抗菌肽的机制研究提供了一种有效的研究工具。

这一研究成果近期发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上，文章的共同第一作者为华南理工大学陈军建博士、高蒙副研究员和王琳副研究员，本文的通讯作者为唐本忠院士、王迎军院士和任力教授。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facsami.7b18221