抗菌藥物濫用導致了細菌耐藥已經對全球公共衛生安全構成了重大威脅。近日，華中師範大學化學學院孫耀教授課題組和猶他大學Stang教授課題組合作在病原菌的精準診治方面取得了重要進展，相關研究成果發表在國際權威綜合類化學期刊《德國應用化學》，華中師範大學一年級博士生徐玉玲為論文的第一作者，孫耀教授為最後通訊作者。
設計可快速標記、精準示蹤病原菌感染的熒光探針，是減少抗生素濫用和實現病原菌精準診治的前提。現有的有機小分子熒光探針在示蹤過程中往往存在自身聚集導致熒光淬滅的現象，因而極大的干擾了熒光成像檢測的精準度。孫耀課題組另闢蹊徑從分子調控入手，設計柱芳烴修飾的超分子大環Pt作為主體分子（1），以熒光小分子作為客體分子（2），透過其主客體相互作用構築了新型超分子熒光探針1⊃2（圖1）。
透過主體大環的剛性及主客體作用“雙管齊下”的策略，一方面最大程度限制了熒光小分子2化學鍵的轉動和振動及減少非輻射躍遷；另一方面降低了熒光分子間的堆積作用及避免了熒光的淬滅效應，從而顯著提升了超分子熒光探針1⊃2的熒光和光動力效能（圖1）。
體外光物理效能表徵結果顯示超分子熒光探針1⊃2的熒光強度和單線態氧量子產率相對於熒光小分子2分別提升了85倍及40%，且其效能遠優於市面上商品化的小分子光敏劑二氫卟吩Ce6。隨後的理論計算也進一步的證實了“雙管齊下”的策略可以顯著降低其HOMO-LUMO軌道及激發單重態（S1）-激發三重態（T1）之間的能級差。
基於上述效能優勢，超分子熒光探針1⊃2能夠在體外快速、精準標記病原菌，原位引發光動力抗菌，在低劑量下能夠選擇性殺死金黃色葡萄球菌，而對正常哺乳細胞呈現低毒性。隨後，該探針在活體上快速“點亮”病原菌感染區域，透過熒光成像引導光動力原位殺滅病原菌且對感染的傷口進行高效的修復。這項工作為今後發展生物醫學應用的超分子熒光試劑提供了新的設計思路。
孫耀，華中師範大學教授、博導，國家優秀青年科學基金獲得者,“桂子學者特聘教授”，中國化學快報雜誌編委。課題組研究方向為分析化學、化學生物學。目前主要從事疾病的活體診斷、熒光成像和活體分析。課題組圍繞“如何提升熒光示蹤及成像的精準度”這一核心問題，以設計新型熒光探針為主要目標，交叉整合活體分析、化學生物學和熒光成像的前沿技術等，致力於重大疾病的早期精準診治研究，並取得了系統性的創新成果，並在國際著名學術刊物PNAS, Nat. Commun., JACS, Angew. Chem., Chem. Soc. Rev., Matter, Biomaterials, Coord. Chem. Rev., Chem. Sci., Anal. Chem.等發表多篇高水平學術論文。
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