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東華大學(xué)王義 ACS Nano：可調(diào)控COF衍生碳納米酶的抗菌自凝膠粉末
2024-12-21  來(lái)源：高分子科技

  抗氧化納米酶在傷口修復(fù)方面顯示出應(yīng)用潛力。然而，發(fā)展簡(jiǎn)便的方法合成構(gòu)效關(guān)系清晰的高效抗氧化納米酶，并協(xié)同實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單實(shí)用的給藥處理用于抗細(xì)菌感染和抗炎性反應(yīng)，仍是細(xì)菌感染性傷口修復(fù)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。


  近期，東華大學(xué)先進(jìn)低維中心王義團(tuán)隊(duì)合成了鐵摻雜的共價(jià)有機(jī)框架納米球，通過(guò)簡(jiǎn)單的熱解和鐵量調(diào)控，獲得了一種由鐵單原子和鐵團(tuán)簇協(xié)同增強(qiáng)的碳基納米酶（圖1），研究發(fā)現(xiàn)，鐵團(tuán)簇的形成與增大增強(qiáng)了納米酶與底物的吸附和電子轉(zhuǎn)移（圖2f），對(duì)納米酶活性的影響較大（圖2i）。當(dāng)鐵單原子和Fe4團(tuán)簇共存時(shí)，優(yōu)化獲得的碳納米酶具有最強(qiáng)的CAT酶和SOD酶活性，并且具有強(qiáng)的光熱轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)在生理?xiàng)l件下，刺激炎性反應(yīng)的POD酶活性較低（圖3）。進(jìn)一步，我們通過(guò)PAM和PAA的氫鍵相互作用，制備了一種可以分散碳基納米酶且具有抗菌活性的自凝膠粉末（圖4）。該粉末可以在濕潤(rùn)的傷口部位快速凝膠粘附，通過(guò)凝膠的氨基和納米酶的光熱效應(yīng)協(xié)同殺菌，并能利用抗氧化酶效應(yīng)來(lái)降低傷口炎性反應(yīng)，協(xié)同實(shí)現(xiàn)感染性性傷口的快速修復(fù)（圖5）。該工作為感染性傷口處理提供了一種新型的藥物制劑和簡(jiǎn)易的方式,為治療感染性傷口提供了穩(wěn)定、高效和易于使用的藥物配方。


  2024年12月17日，該工作以“Regulating the Atomic Active Center by Covalent Organic Framework-Derived Photothermal Nanozyme to Arm Self-Gelling Powder for Bacterial Wound Healing”為題發(fā)表在《ACS Nano》上。文章第一作者是東華大學(xué)碩士生李靜，復(fù)旦大學(xué)博士生張蒙。通訊作者為東華大學(xué)王義研究員。感謝?上海光源梅丙寶教授等的幫助。


圖1. 鐵摻雜COF的形貌及結(jié)構(gòu)表。


圖2. CCOF-Fe結(jié)構(gòu)的確定、電子轉(zhuǎn)移過(guò)程及酶活性關(guān)系。


圖3. CCOF-Fe的酶活性。


圖4. 基于CCOF-Fe的自凝膠粉末的性能與抗氧化、光熱等功能。


圖5. 功能化自凝膠粉末促感染性性傷口的快速修復(fù)。


  原文鏈接https://doi.org/10.1021/acsnano.4c13899

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