與細菌感染相關的疾病日益增多，已成為嚴重威脅人類生命的全球性健康問題。盡管抗生素的出現(xiàn)挽救了數(shù)十億人的生命，但濫用抗生素會使細菌產(chǎn)生耐藥性而產(chǎn)生超級細菌，從而降低甚至失去治療效果。光動力抗菌療法（antimicrobial photodynamic therapy,aPDT）具有廣譜抗菌、不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)勢，被認為是最有前途的新型細菌感染治療方式之一。這種療法利用光敏劑在特定波長的光線照射下，生成具有細胞毒性的活性氧物質(zhì)（如·OH、¹O₂、超氧陰離子等），氧化細胞中的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA等生物大分子，進而誘導細菌死亡。其中，光敏劑作為aPDT的核心材料，決定了其使用條件和治療效率。

傳統(tǒng)的光敏劑，具有平面且剛性的結構特征，在單體狀態(tài)下展現(xiàn)出強大的熒光發(fā)射和活性氧生成能力。然而，一旦這些分子發(fā)生聚集，它們之間容易形成π-π疊加，導致熒光和活性氧的猝滅，即發(fā)生聚集導致猝滅（aggregation-caused quenching,ACQ）現(xiàn)象。與此截然不同的是，具有螺旋且柔性結構特征的聚集誘導發(fā)光（aggregation-induced emission,AlE）型光敏劑，在單體狀態(tài)下，由于分子內(nèi)的相對運動，其熒光發(fā)射和活性氧產(chǎn)生能力相對較低。但一旦這些分子聚集起來，分子內(nèi)的運動受到限制，非輻射能量的損失得以減少，其螺旋結構又能有效阻止π-π疊加的形成，因此展現(xiàn)出更高的熒光亮度和活性氧生成效率。

在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金以及福建省創(chuàng)新人才項目等多項科研資金的支持下，中國科學院福建物質(zhì)結構研究所陳卓課題組提出一種光動力抗菌新策略。該策略以細菌作為自然載體，巧妙地將兩種光吸收和熒光發(fā)射光譜相互匹配的光敏劑聚集在一起。利用熒光共振能量轉移（fluorescence esonance energy transfer,?FRET）效應，顯著增強了這些光敏劑生成活性氧的能力，進而實現(xiàn)了協(xié)同抗菌作用。這種新穎的策略在針對大腸桿菌和泛耐藥鮑曼不動桿菌的抗菌實驗中均取得了顯著效果。這一創(chuàng)新研究不僅為提升光動力抗菌性能提供了嶄新的研究視角和途徑，更在緩解耐藥菌感染所帶來的健康威脅方面展現(xiàn)出了巨大的潛力和希望。相關成果已申請中國發(fā)明專利，并以“Bacterial-mediated FRET between AIE and?ACQ photosensitizers for enhanced antimicrobial photodynamic therapy”為題，發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150432.）。中國科學院福建物質(zhì)結構研究所/福建農(nóng)林大學聯(lián)培生王紅玉碩士是該論文的第一作者，陳卓研究員和潘小宏副研究員為共同通訊作者。

圖1.具有相同細菌膜靶向基團的兩種光敏劑利用FRET效應協(xié)同抗菌作用示意圖。

近年來，該團隊在光動力抗菌領域取得了系列重要進展，成功開發(fā)了稀土上轉換納米粒子介導的光動力抗菌療法，不僅能有效治療真菌感染（Nanoscale?2018,10,15485），還針對臨床上棘手的泛耐藥鮑曼不動桿菌展現(xiàn)出卓越療效（Nanoscale 2020,12,13948）；首次報道了具有選擇性殺滅致病球菌的AIE型光敏劑（Dyes Pigments?2022,201,110197），并提出通過限制分子鍵的旋轉以提高AIE型光敏劑光動力抗菌效果的分子設計策略（ACS Appl. Mater. Interfaces?2022,14,17055）。這些成果不僅展示了科研人員在探索新型抗菌策略方面的智慧和勇氣，也為未來抗菌治療的發(fā)展開辟了新道路，為全人類的健康事業(yè)貢獻了一份力量。?

（陳卓課題組供稿）