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北化徐福建教授/赵娜娜教授团队《Nat. Commun.》：基于生姜源细胞外囊泡的仿生电动力纳米平台用于协同抗感染治疗

时间：2022-11-27 来源：浏览：

北化徐福建教授/赵娜娜教授团队《Nat. Commun.》：基于生姜源细胞外囊泡的仿生电动力纳米平台用于协同抗感染治疗

原创化学与材料科学化学与材料科学

化学与材料科学

微信号 Chem-MSE

功能介绍聚集海内外化学化工、材料科学与工程、生物医学工程领域最新科学前沿动态，与相关机构共同合作，发布实用科研成果，结合政策、资本、商业模式、市场和需求、价值评估等诸要素，构建其科技产业化协同创新平台，服务国家管理机构、科研工作者、企业决策层。

收录于合集

#外泌体 4 个

#电动力治疗 2 个

#活性氧 11 个

#协同治疗 1 个

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近日， 北京化工大学徐福建教授团队 在国际知名期刊《 Nature Communications 》上发表了题为 “ Biomimetic electrodynamic nanoparticles comprising ginger-derived extracellular vesicles for synergistic anti-infective therapy ” 的研究论文。该工作通过将天然生姜源细胞外囊泡（ EVs ）与 Pd-Pt 纳米片结合的策略，构筑了一种兼具电动力和光热治疗的协同抗感染仿生纳米平台。

图 1 EV-Pd-Pt 纳米平台的构建及抗菌应用。

纳米技术的发展为开发抗菌材料提供了全新的策略，而复杂的体内感染环境对合理设计纳米平台进行安全有效的抗感染治疗提出了巨大的挑战。该工作通过生姜源 EVs 的巧妙引入，极大地延长了仿生纳米颗粒（ EV-Pd-Pt ）的血液循环时间，以便于其在感染部位的积聚。更为重要的是， EV-Pd-Pt 可以脂质依赖的方式进入细菌内部，与细菌发生强烈的相互作用。同时，在电场作用下， EV-Pd-Pt 原位持续生成活性氧，克服了活性氧寿命短、扩散距离短的限制，从而有效地根除细菌感染。结合 Pd-Pt 纳米片固有的光热性质， EV-Pd-Pt 纳米颗粒介导的电动力和光热治疗在体内外均展现出协同抗菌效应。此外，该纳米平台良好的生物相容性和生物安全性保证了其在体内应用的可行性。包括荧光、光声和红外热成像在内的多功能成像验证了 EV-Pd-Pt 纳米颗粒在体内感染部位的积累，也可用于监测治疗过程和跟踪纳米颗粒的排出行为。该工作为利用仿生纳米颗粒的自身特性开发协同抗感染治疗提供了新的思路。

图 2 EV-Pd-Pt 的表征。（ a ） Pd 的 TEM 图像；（ b ） Pd-Pt 的 TEM 图像及 HRTEM 图像（ c ）；（ d ） Pd-Pt 的元素映射图像；（ e ） Pd-Pt 的 EDS 图像；（ f ）生姜源外泌体 EVs 的 TEM 图像；（ g ） EV-Pd-Pt 的 TEM 图像；（ h ） SDS-PAGE 蛋白分析； Pd ， Pd-Pt ， EVs 及 EV-Pd-Pt 的粒径分布（ i ）和电位（ j ）图； Pd ， Pd-Pt ，及 EV-Pd-Pt 的吸收光谱。

图 3 Pd-Pt 纳米片的电催化活性。（ a ）不同处理组降解 MB ；（ b ） Pd-Pt 纳米片在不同频率下降解 MB ；（ c ） ESR 测试；（ d ） Pd(100)-Pt ， Pt(111) 及 Pd(100) 表面水分子解离的理论计算示意图及能垒分布图。

图 4 大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别与 Pd-Pt 和 EV-Pd-Pt 的相互作用。（ a ）大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别对 Pd-Pt 和 EV-Pd-Pt 的内化；（ b ）大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别对 Pd-Pt 和 EV-Pd-Pt 的断层切片扫描 CLSM 图像（红色： Cy 5.5 标记纳米粒子，绿色： SYTO 9 标记细菌）。