纳米生物界面组与合作团队在纳米酶抗菌领域再次取得新进展，提出“近战攻击”杀菌策略使得VOxC NSs在较低浓度下显示出超强的抗菌活性，相关研究结果以“Highly Adhesive and Catalytic VOxC Nanosheets with Strong Antibacterial Activity”发表在纳米科学TOP期刊《今日纳米》（Nano Today, 2023,52, 101989）。

众所周知，抗生素是治疗感染性疾病的主流药物，但抗生素的长期使用，尤其是不当使用，将导致抗菌药物耐药(AMR)，这是人类面临的十大全球公共卫生威胁之一。为减少抗生素的使用，新的抗菌材料的寻找被迫切需要。研究表明，纳米材料具有独特的性质和多种抗菌机制，特别是，具有过氧化物酶样活性的纳米材料(又称纳米酶)可诱发大量ROS，显示出高效抗菌活性和更低的副作用，为解决耐药细菌的危害提供了新策略，然而，许多纳米材料虽能在非细胞条件下产生高浓度ROS，但抗菌活性仍不理想。主要原因可能在于，时刻动态的纳米材料与细菌相互作用较弱，使得寿命很短的•OH无法有效地攻击细菌。

针对该问题，本研究团队与何伟伟教授、江西师范大学高雪皎副教授合作，利用MXene自身氧化引起的结构和价态变化，巧妙设计并合成了具有超薄和柔性结构的VOxC纳米片。他们通过实验和DFT计算，揭示了MXene氧化演化形成VOxC纳米片的动力学过程和机制，特别是VOxC纳米片与细菌细胞壁磷酸根基团之间作用形成强结合力。具有丰富混合价态的VOxC 与过氧化氢作用可加速羟基自由基的产生，从而显示出优越的类过氧化物酶样活性。基于此，他们提出了“近战攻击”抗菌策略，使得VOxC NSs在较低浓度下显示出超强的抗菌活性，为广谱高效抗菌活性材料的开发及感染性疾病治疗提供了重要参考。该研究巧妙地借助于同步辐射XAFS和低温Nano-CT,原位表征纳米酶催化反应，通过NanoCT的元素高分辨成像，原位表征VOxC纳米片在细菌表面化学吸附情况，为高效抗菌提供关键证据。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和建制化团队等项目的支持。李秀敏同学（中科院高能物理研究所与东北大学联合培养）为该论文共同第一作者。附论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2023.101989

研究组近年来基于纳米生物界面调控及其在纳米生物、纳米医学的应用取得一系列的重要进展。

Qiao, R.（乔荣荣）; Cong, Y.（丛亚林）; Ovais, M.; Cai, R.; Chen, C.Y.*; Wang, L.M.*, Performance modulation and analysis for catalytic biomedical nanomaterials in biological systems. Cell Reports Physical Science 2023, 4 (6), 101453.

Li, X.(李秀敏); Cong, Y.; Ovais, M.; Cardoso, M. B.; Hameed, S.; Chen, R.; Chen, M.; Wang, L. Copper-based nanoparticles against microbial infections. WIREs Nanomed. Nanobiotechnol. 2023, 15 (4), e1888.

Cong, Y.（丛亚林）; Baimanov, D.（白子鸣）; Zhou, Y.; Chen, C.; Wang, L. Penetration and Translocation of Functional Inorganic Nanomaterials into Biological Barriers. Advanced Drug Delivery Reviews 2022, 191, 114615.

图1. VOxC NSs与细菌表面磷酸根形成强作用，促进其在细菌表面的吸附。

图2. NanoCT元素成像观察VOxC NSs在细菌表面的稳定吸附，XAFS表征催化前后VOxC价态稳定。

图3. VOxC NSs能够高效抑制细菌存活。