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多药耐药细菌(MDR)感染导致的死亡人数逐年增长,预计将会在2050年成为主要的死亡原因。幸运的是,纳米材料包括贵金属纳米粒子,半导体,和碳材料可以对抗多药耐药细菌。然而,由于细菌耐药性的增加,人们对各类杀菌剂的需求从未停止。光动力疗法(PDT) 可以激活光敏剂 (PS) 在特定光线下产生细胞毒性活性氧 (ROS)。ROS相对安全有效,不易引起抗生素耐药性,已成功应用于抗多药耐药菌。金属有机框架(MOFs)是由金属离子或金属簇与有机配体构成的功能材料,已在不同领域发挥作用。使用MOFs的PDT可以减少PS分子的自猝灭和聚集,并在多孔情况下快速扩散ROS。虽然MOFs已作为光催化材料消灭细菌以快速控制细菌感染,光敏MOFs的杀菌活性仍然受到ROS超短扩散距离的限制。 鉴于此,南方科技大学蒋兴宇教授/中国科学院成都生物研究所天然产物研究中心邵华武研究员创造性地将硼酸配体和光敏卟啉Cu(II)引入到Zr-MOF中,通过一锅水热合成策略提高细菌结合效应和抗菌能力。细菌表面糖类中所含的顺式-邻-二羟基结构共价与硼酸结合,使MOFs提高识别细菌能力。另外,MOFs中的光敏卟啉Cu(II)可以发挥优异的PDT作用,在光照射下快速产生大量的ROS,灭活细菌。由于硼酸封闭了细菌与细菌的物理间隙,并且通过添加Cu(II)增强了ROS的产生,高度生物相容的多元MOFs可以作为一种可控的广谱杀菌剂,用于快速消除多药耐药细菌。此外,在体内实验表明,多元MOFs可以有效治愈多药耐药革兰氏阳性或革兰氏阳性病原体感染的慢性伤口。该工作为开发靶向抗菌剂和设计用于多种生物医学应用(如靶向抗肿瘤药物)的多功能MOFs提供参考。