【章节】纳米材料和纳米技术在最近几年获得了科学界的推崇，其在各个领域的应用于都更加普遍。由于纳米材料的类似的尺寸效应，纳米颗粒、纳米管以及各种纳米技术在生物医学方面的应用于于是以蓬勃发展，势头十足。迄今为止，早已研发了许多纳米系统作为抗生素替代品用作细菌感染的化疗。然而，这些先进设备的系统由于其非目标聚集性和随后的副作用，因此受到限制。

【成果概述】近日，国家纳米科学中心王浩研究员和乔增莹副研究员（联合通讯作者）等人论证了病理驱动的自装配纳米结构，由于装配诱导保有（AIR）效应，其在目标方位表明出有极强的累积与保有能力。不受此效应的灵感，本论文阐述了一种新的抗菌策略——“活体原位重组装有”策略，在酶的辅助下，抗菌活性纳米粒子由球形改变为纤维结构，从而在细菌感染部位同时构建长年累积与强化抗菌的功效。

涉及成果以为题“An“On－SiteTransformation”StrategyforTreatmentofBacterialInfection”公开发表在Adv．Mater．上。【图文简介】图1CPC的自装配示意图和酶诱导形态改变的原理a）i）CPC自装配到不含PEG壳层的纳米颗粒中；ii）在明胶酶不存在下降解可降解的肽，从而捆绑维护壳层；iii）亲水性／亲水均衡的毁坏造成壳聚糖的链链氢键相互作用，自发性增进纤维结构的自装配重组；b）i）在感染性微环境中，累积在病毒感染位点的CPC纳米颗粒被由明胶酶阳性细菌产生的明胶酶切割成，引起原位形态转化成；ii）纤维状纳米结构在病毒感染的组织内原位产生，使纳米材料以求积存且其保有时间缩短；iii）中空抗菌肽的纳米纤维表明出有高效的抗菌能力。图2CPC－1的可变性特征a）CPC－1在酶诱导下的形态转化成示意图；b）将CPC－1纳米粒子浸泡明胶酶（10μg／mL）三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液（pH7．4）一段时间后，每个时间段代表性的TEM图像；比例尺，100nm；c）在PB溶液（10×10－3M，pH7．4）中壳聚糖（0．5mg／mL），KLAK肽和纤维CPC－3（100×10－6M，基于KLAK）的CD光谱。

图3CPCs的制备方案R1代表抗菌肽KLAK；共轭物命名为CPC－1和CPC－2；当R2回应EPEG（具备PEG2000末端的明胶酶切割成肽（GPLGVRGC））和NPEG（具备PEG2000末端的对照肽（GPMGMRGC））时。合成物CPC－3是用作仿真明胶酶降解CPC－1后的产物。图4体外CPCs与细菌的相互作用a）用CPC－1和CPC－2处置过的金黄色葡萄球菌溶液的浑浊度；a）用CPC－1和CPC－2处置过的金黄色葡萄球菌溶液的浑浊度；b）将CPC－3溶液流经石英晶体微天平腔室后，其典型的频率变化曲线。

ΔfB和ΔfC分别回应细菌和CPC的频率变化；c）将CPC－2的有所不同溶液流经石英晶体微天平腔室后，频率变化的典型曲线。ΔfB和ΔfC分别回应细菌和CPC的频率变化；d）每单位细菌的导电质量η＝ΔfC／ΔfB＝ΔmC／ΔmB，其中ΔmC是CPC的导电质量，ΔmB是细菌的导电质量；e）具备有所不同PEG接枝比例的荧光标记的CPC－1和金黄色葡萄球菌在静态培育物中培育1小时的荧光图像。细菌的荧光强度与CPC－1的EPEG接枝亲率成反比。比例尺，10μm；f）Hill指数，n＝5，指出纤维CPC－1与细菌表面有反感的多位点融合；g）CPC－3对细菌的多位点融合模式示意图；h）用球形CPC－2和纤维CPC－3培育1小时的金黄色葡萄球菌的SEM图像。

黄色和红色箭头分别回应纳米颗粒和纳米纤维。比例尺，500nm。

图5体外CPCs的抗菌活性a）培育在明胶酶阳性细菌（革兰氏阳性菌，金黄色葡萄球菌）的CPC－1（顶部）和CPC－2（底部）破片效力的2D和3D共探讨显微镜图像。比例尺，10μm；b）用CPC－1（顶部）和CPC－2（底部）（300×10－6M）培育6－8小时的金黄色葡萄球菌的形态，箭头回应细菌膜的受损，坍塌和融合。比例尺，2μm。图6体内CPCs的积累、保有及其抗菌性a）静脉注射①PBS后的金黄色葡萄球菌的体内近红外荧光光学，②CPC－2，③CPC－1。

用于PBS缓冲溶液（pH7．4）作为对照。白色的圆圈回应病毒感染部位；b）病毒感染部位在有所不同时间的平均值荧光信号。

红色箭头回应在第0天，第1天，第2天和第3天展开静脉注射；c）静脉注射PBS，CPC－2和CPC－1的小鼠病毒感染的组织切片的CLSM图像。箭头回应纤维状荧光信号。放入图是白色箭头区域的高倍率图像。比例尺，100×10－6m；d）与用CPC－2（下方放入图）处置后的病毒感染部位比起，尾静脉内静脉注射8天CPC－1后，在金黄色葡萄球菌病毒感染部位构成的纳米纤维的TEM图像。

箭头回应纤维结构。比例尺，1μm。在感兴趣区域提供的适当的能量色散图在图d（上方放入图）中由红色星标记；e）由PBS，CPC－2和CPC－1后处理8天的的组织和主要器官的体外近红外荧光图像；f）尾静脉注射8天后主要器官的平均值荧光信号。平均值荧光信号值回应为平均值±S．D（N＝6）。

星号（＊＊）回应＊＊P＜0．01的统计学意义；g）在第5天对在病毒感染区域存活的金黄色葡萄球菌展开分析。放入图回应静脉注射有PBS，CPC－1和CPC－2的小鼠病毒感染的组织的细菌菌落。误差线由每组5只小鼠确认。

【小结】王浩研究员等人研发了一种所含明胶酶降解EPEG和抗菌肽KLAK的CPCs，其在反应过程中自装配成纳米颗粒。CPC－1的重组通过曝露的KLAK和细菌膜之间的多位点协同静电融合模型，明显提升了纳米材料与细菌之间的相互作用，抗菌功效明显增强。与不变型CPC－2比起，可转化成的CPC－1的保有时间更长且体内抗菌性能较佳。

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