湖北大學考研專業_湖北大學工商管理學考研專業課程
2024-06-0576次
近年來，催化系統被認為是抗生素的良好替代品，因為它們具有良好的抗菌性和無細菌耐藥性。與天然酶相比，納米酶在惡劣的環境中更加穩定，為制造可設計的納米酶工程提供了巨大的機會。基于各種納米材料的納米酶的催化機制一般可以概括為電子轉移過程。電子轉移在細菌的生理活動中也起著關鍵作用。細菌通過電子傳輸在細胞膜上呼吸。它為細胞的生長、增殖和維持提供能量。干擾細菌的電子傳輸可以增加細菌內ros的產生，從而阻礙細菌生長。
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近期，湖北大學劉想梅教授研究團隊設計了一種具有快速、高效的自我殺滅細菌和傷口愈合性能的仿生納米酶催化劑。通過原位還原反應，在pcn-222金屬有機框架（mof）中摻入鉍納**子（bi nps），形成bi-pcn-222，一種界面肖特基異質結仿生納米酶催化劑，可以**99.9%的金**葡萄球菌（s. a**eus）。上述研究結果以“self-driven electron transfer biomimetic enzymatic catalysis of bismuth-doped pcn-222 mof for rapid therapy of bacteria-infected wounds”發表在國際納米材料學術期刊acs nano，劉想梅教授為通訊作者，第一作者為湖北大學碩士研究生吳麗花，羅月博士為**的共同一作。
scheme 1. schematic diagram of the antibacterial mechanism and promotion of cell proliferation and differentiation to promote wound healing.
由于zr的標準電極電位比bi的更負，所以bi nps摻雜可以通過自發的電子轉移到pcn-222 mof中，從而賦予bi-pcn-222具有仿生氧化酶和過氧化物酶的酶活性。
scheme 2. mott?schottky plots of (a) pcn-222 and (b) 4 bi-pcn-222 and 8 bi-pcn-222. (c) schematic diagram of the spontaneous flow of electrons over the schottky barrier.
此外，由于pcn-222中加入了bi，其合適的氧化還原電位為電子流入細菌提供了充足的條件，從而在沒有外源刺激或釋放抑菌因子的情況下達到了很好的殺菌效果。
scheme 3. energy level diagram of pcn-222 and 8 bi-pcn-222. the light blue area indicates the range of the brp.
通過dft計算和實驗數據表明bi-pcn-222與細菌膜上關鍵細胞色素c之間的電子轉移，證明了bi-pcn-222通過細菌膜上的mtr通道流入細菌，擾亂了細菌呼吸鏈上其生命活動水的合成，進而atp合成受阻，細菌內部代謝紊亂，氧化應激增強。因此，細菌滲透性增加，有蛋白質外排。最后，細菌死亡。
scheme 4. schematic diagram of the electron transfer between bacteria and materials.
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https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10203
來源：biomed科技
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