新型磁电催化纳米粒子的活性氮释放与抗菌性能研究OA北大核心CSTPCD

相比于功能单一且易催生细菌耐药性的抗生素等药物,具有催化活性的无机纳米功能材料凭借自身对感染微环境(弱酸、高H_(2)O_(2)含量)或外部物理刺激(激光、超声)的高响应性和广谱杀菌等优势,在致病菌感染的治疗中占据愈发重要的地位。然而,感染微环境酸性微弱且不稳定,光、声信号功率密度过高会对人体细胞造成伤害,而诸如交变磁场等非侵入性、高组织穿透性和易于远程控制的信号类型及其介导的磁电催化在抗菌中的应用尚未见报道。本研究将基于磁致伸缩-压电催化效应的交变磁场响应性纳米催化策略应用于抗菌,并使用含氮基团L-精氨酸(LA)修饰CoFe_(2)O_(4)-BiFeO_(3)磁电纳米颗粒(BCFO)表面,以实现磁电响应可控释放强杀菌物种活性氮(RNS)。在交变磁场中,BCFO同时产生羟基自由基(·OH)和超氧阴离子(·O_(2)^(-))两种活性氧(ROS),前者与LA反应产生一氧化氮(NO),后者与NO反应生成RNS物种过氧亚硝酸根(ONOO^(-))。作为高活性的硝化和氧化剂,ONOO^(-)可在生物友好的交变磁场下展现出比ROS更强的抗菌能力。本研究证实BCFO能产生ONOO^(-),并发挥更强的杀菌功效。这一研究不仅将磁电纳米催化医学策略用于抗菌,还通过ROS向RNS转变显著提升了材料的抗菌性能。