納米酶抗菌療法（NABT），作為一種新型的抗菌手段，在**耐藥性細菌感染方面展示出巨大的潛力。NABT通常使用具有固有酶樣活性的人造納米材料，通過催化H2O2或O2轉化為高毒性的氧自由基，這些自由基與細菌細胞膜上的蛋白質，脂質，多糖等結合，導致細胞膜分解，進而引起死亡。然而，一般的納米酶催化活性較低、細菌捕獲能力差(自由基的產生效率低和擴散受限)，而且材料合成設計復雜，**地限制了NABT的廣泛應用。此外，納米酶固有的毒性可能會損害正常的細胞組織。因此必須設計出具有高活性，低毒性和強細菌捕獲能力的智能納米酶用于抗菌**。

通過一步微波水熱法開發了一種富含缺陷的可粘附MoS2 /rGO垂直異質結構（VHS），具有**的抗菌特性和良好的生物相容性。

圖 1  設計策略。

將氧化石墨烯作為基底，通過一步微波水熱法設計合成了富含缺陷的粘附二硫化鉬還原氧化石墨烯垂直異質結構。在設計具有**抗菌活性的納米酶的過程中，其中一種**的方法是提高納米催化劑的活性，二硫化鉬納米材料是一種在邊緣平面具有活性位點的過氧化物酶樣活性的納米酶，由于微波水熱過程中，反應速度快，二硫化鉬在快速生長過程中出現了許多S和Mo雙空位的表面缺陷，這些缺陷會破壞基礎表面的晶體結構，增加催化位點的面積，從而顯著提高納米酶的性能。與原始結構相比，納米材料在具有過氧化物酶活性，催化過氧化氫生成羥基自由基的同時，具有過氧化氫酶活性可以將過氧化氫催化形成氧氣，并進一步通過MoS2/rGO垂直異質結構（VHS）材料的類氧化酶活性催化形成羥基自由基，另外通過光照射可以進一步增強酶活性。

由于還原氧化石墨烯的高比表面積，可以**防止MoS2生長過程中的聚集，使其垂直生長在還原氧化石墨烯上，導致納米材料表面粗糙，細菌更加容易與粗糙表面發生拓撲相互作用，提高細菌捕獲能力。

然后對MoS2/rGO垂直異質結構（VHS）材料進行了表征，如圖b和c為納米材料的掃描電鏡圖，可以看出平均直徑為100 nm的MoS2納米片垂直生長在還原氧化石墨烯上。這和圖d和圖e的透射電鏡圖結果一致。從垂直邊緣的高分辨率透射電鏡圖f可以確認納米材料是層間距在0.63 nm和0.7 nm之間的層狀結構，層間距略大于塊狀MoS2的0.61 nm 。f圖也可以看出由于存在許多缺陷，沿垂直邊緣的晶體條紋是不連續的。圖g中元素分析表明，包括S，Mo和C在內的元素在納米材料中均勻分布。

圖 2  M-MoS2/rGO (1%)（a）結構示意圖。(b) 掃描電鏡圖，比例尺=3 μm。（c）掃描電鏡圖，比例尺=100 nm。（d）透射電鏡圖，比例尺=500 nm。（e）透射電鏡圖，比例尺=100 nm。（f）高分辨率透射電鏡圖，比例尺=5 nm。（g）掃描電鏡和EDS元素圖。

為了進行比較，除了水熱法形成的二硫化鉬還原氧化石墨烯納米材料M-MoS2/rGO (1%)，還合成了一些其他相似的納米材料：M-MoS2、O-MoS2、O-MoS2/rGO (1%)、M-MoS2/rGO (5%)，這些材料通過紫外-可見漫反射光譜分析在300 nm-1300 nm范圍內均表現出良好的吸收性能，b圖紅外光譜中在1466 nm、2855 nm和2923 nm波長處的峰值來自與MoS2的彎曲振動，c圖拉曼光譜中所有樣品中都有A1g和E2g兩個拉曼模這與天然的MoS2是一致。另外M-MoS2/rGO (1%)和M-MoS2/rGO (5%)也出現了明顯的還原氧化石墨烯的特征拉曼峰D峰和G峰。這說明合成的富含缺陷，表面粗糙的 MoS2/rGO垂直異質結構。

進一步研究了MoS2/rGO垂直異質結構納米材料的酶活性，為了檢測納米材料的類過氧化物酶活性，在比色反應中加入H2O2和TMB，TMB可以在過氧化物酶作用下氧化成藍色產物，從a圖可以看出，隨著時間的推移，納米材料的在652 nm波長處吸光度逐漸增加，與其他材料相比MoS2/rGO垂直異質結構具有較高的類過氧化物酶活性。圖b利用了O2的生成證明納米材料的過氧化氫酶活性，圖c使用TMB作為?OH捕獲劑，還檢測到了氧化酶的活性，結合d圖中，O2飽和條件下反應速率明顯提高，而N2飽和條件幾乎不反應，進一步證明了材料的氧化酶活性。

圖 3  （a）M-MoS2/rGO (1%)、M-MoS2、 O-MoS2、O-MoS2/rGO (1%)、M-MoS2/rGO (5%)、rGO不同材料隨時間變化在652 nm處的吸光度變化，（b）隨時間變化，O2的生成量，（c）隨時間變化在652 nm處的吸光度變化。（d）O2、N2、空氣飽和條件下隨TMB濃度的增加，在652 nm處的吸光度變化。（e）生成?OH的MoS2模型的自由能圖。（f）通過途徑III和途徑IV O2生成自由能圖。（g）通過途徑V O2分解產生?OH的自由能圖。*為催化劑活性位點。

密度泛函理論是一種研究多電子體系電子結構的方法，利用密度泛函理論可以進一步研究納米材料的酶反應活性機理。作者使用了三種MoS2模型，完美的MoS2、 MoS2（VS）、MoS2（VS+VMo），e圖為納米材料過氧化物酶產生羥基自由基的兩種途徑，途徑I中的中間體和途徑II中的中間體在空位模型中都具有負吸附能，其中雙空位納米材料吸附處于穩定的狀態，這意味著，隨著反應放熱過程的增加，?OH更加容易解析。另外O2也是H2O2降解過程中的一種潛在產物，圖f中途徑四中間體在空位系統具有更多的負吸附能，但是從中間體組合形成O2的過程中，需要進行大量的吸熱，因此MoS2（VS）無法自發產生O2。同時，路徑III的整個反應過程都需要吸收熱量，導致途徑三所有模型都無法自發產生O2。因此，只有MoS2(VS+VMo)具有類過氧化氫酶活性。圖g可以看出所有模型都可以自發產生?OH，但是MoS2(VS+VMo)的產生量更大。上述實驗可以說明MoS2/rGO垂直異質結構材料與原始結構相比具有增強的三重酶樣活性。

又繼續研究了MoS2/rGO垂直異質結構材料的體外抗菌能力，**利用平板計數法觀察了材料在H2O2和光照射輔助下對革蘭氏陰性大腸桿菌和革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌的抗菌能力。發現對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均表現出****的細菌殺滅作用，**率高達100 ％。為了進一步研究抗菌行為，又使用掃描電鏡圖觀察到呈棒狀的大腸桿菌和球形金黃色葡萄球菌，發現未經過處理時表面光滑，當暴露于納米材料和過氧化氫20 min后，細菌細胞壁會出現明顯的褶皺。另外，在掃描電鏡圖上也可以證實原本分散的細菌與粗糙表面相互作用，出現聚集。另外納米材料在500 μg mL?1時，3T3小鼠胚胎成纖維細胞仍舊保持83%的細胞存活率。說明MoS2/rGO垂直異質結構對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有優良的細菌捕獲和殺菌性能的同時，具有較高的生物安全性。

在MoS2/rGO優良的的**能力的鼓勵下，對納米材料作用下皮膚傷口愈合能力進行了評估。**，將雌性BALB/c小鼠分為十組，每組四只，構建金黃色葡萄球菌皮膚傷口模型。成功感染1天后，分別對傷口進行八種不同情況下的處理，在**后一天和第六天進行HE染色和Masson三色染色。

圖 4  （a）金黃色葡萄球菌傷口感染模型構建和**策略示意圖。（b）在不同天處理的感染傷口的照片，以及在第1天和第6天使用不同處理（20 μL PBS，光照，MoS2/rGO，H2O2 + 光照，MoS2/rGO + H2O2，rGO + H2O2 +光照，MoS2/rGO +光照，MoS2/rGO (5 %) + H2O2 +光照，MoS2 + H2O2 +光照， MoS2/rGO + H2O2 +光照）的感染傷口組織學分析。**濃度：MoS2/rGO，MoS2和rGO：50 μg mL-1，H2O2 50×10-6 M。

與對照組相比，所有**組第三天均出現疤痕，傷口面積普遍變小，HE染色中傷口與正常組織之間的傷口邊界清晰且輪廓分明。在第六天，疤痕明顯變小，甚至消失，在MoS2/rGO（1％）+ H2O2 +光**組的正常皮膚切片中，表皮逐漸向后生長并變厚。Masson三色染色可以看出愈合過程中藍色的膠原纖維的形成。在第六天，第八組傷口表現膠原纖維和真皮層建立良好，說明 MoS2/rGO垂直異質結構材料在過氧化氫和光輔助下，表現出出色的“抗生素”作用。

使用一步微波水熱法成功的合成了一種富含缺陷的粘附MoS2/rGO垂直異質結構納米材料，微波水熱法快速反應使材料具有豐富的缺陷，邊緣平面活性位點的充分暴露。因此MoS2/rGO垂直異質結構材料具有增強的POD、CAT、OXD三重酶樣活性。另外，粗糙表面與細菌表面發生局部拓撲相互作用，提高細菌捕獲能力，**地將細菌困在損傷范圍內。這種缺陷豐富的粘附納米酶在體外和體內表現出卓越的抗菌能力。

西安齊岳生物供應層狀二硫化鉬—石墨烯電極材料；AuNPs-MoS2納米復合材料；氨基化二硫化鉬的MoS2-NH2；活化脂化二硫化鉬的MoS2-NHS；巰基化二硫化鉬的MoS2-SH；馬來酰亞胺化二硫化鉬的MoS2-MAL；炔基修飾二硫化鉬的MoS2-Alkyne；普魯士藍立方塊/二硫化鉬納米復合材料；AuNPs-MoS2-rGO納米復合材料；熒光二硫化鉬納米片；牛血清蛋白(BSA)修飾的葉酸(FA)；硫辛酸修飾二硫化鉬MoS2-LA；功能化二硫化鉬/聚酰胺復合材料PA-g-MoS2等。

相關產品

馬來酰亞胺聚乙二醇包裹二硫化鉬納米材料MoS2-PEG-MAL

Cy5-PEG標記的MoS2二硫化鉬納米片

FITC-PEG修飾MoS2二硫化鉬納米片

RGD-PEG多肽修飾MoS2二硫化鉬納米片

脂質體包裹二硫化鉬量子點liposome-MoS2

二硫化鉬納米片/硫化銅納米粒子

介孔二氧化硅包裹二硫化鉬納米顆粒

二硫化鉬納米片負載二硫化鉬

二維二硫化鉬納米片負載納米銀復合材料

二硫化鉬碳納米管復合材料

納米金/磁性納米顆粒修飾二硫化鉬納米片

二硫化鉬量子點修飾納米金棒

二硫化鉬量子點/g-C_3N_4復合光催化劑

馬來酰亞胺修飾二硫化鉬MoS2-MAL

硫辛酸(LA)修飾二硫化鉬MoS2

氨基化二硫化鉬(MoS2-NH2)

羧基化二硫化鉬

MoS2-FITC/羅丹明熒光標記二硫化鉬

MoS2/CdS納米晶體

碳納米管負載二硫化鉬

二硫化鉬納米片晶體

氧化石墨烯負載二硫化鉬GO-MoS2

二硫化鉬MoS2二維納米片

MoSe2二維納米材料

Ni3S2@MoS2復合納米材料

MoS2@Ni(OH)2納米材料

CoS2@MoS2/RGO復合材料

MoS2@CuO二硫化鉬-氧化銅

PANi@MoS2納米材料

TiO2@MoS2二硫化鉬復合材料

MoS2@Fe3O4二硫化鉬-四氧化三鐵復合材料

二硫化鉬修飾四氧化三鐵納米粒

Ni3S2@MoS2復合材料

PtNPs@MoS2納米材料

SnO2@MoS2納米晶納米片

CeO2@MoS2有機納米材料

Bi2S3@MoS2復合納米材料

聚苯乙修飾四二硫化鉬PS-MoS2

二硫化鎢-二硫化鉬復合材料WS2@MoS2

MoS2@ZnS復合材料

層狀MoS2納米薄片

MoS2@HKUST-1

金屬有機框架負載二硫化鉬

MoS2-Au@Pt

二硫化鉬負載金鉑納米顆粒

苯炔銀修飾二硫化鉬

硬脂酸修飾二硫化鉬納米材料

MOFs修飾的二硫化鉬納米片

PEG修飾的二硫化鉬MoS2

透明質酸偶聯二硫化鉬HA-MoS2

聚乳酸改性二硫化鉬納米片層

NiCo2S4@MoS2納米材料

蛋黃/蛋殼結構MoS2@C的納米復合材料

MoS2-石墨烯納米復合材料

PyDDP修飾的MoS2納米微粒

殼聚糖修飾二硫化鉬CS@MoS2

殼聚糖(CS)包覆的四氧化三鐵(Fe3O4)復合磁性納米粒子

聚乙二醇修飾二硫化鉬納米片PEG-MoS2

聚酰亞胺/二硫化鉬插層復合材料(PI/MoS2)

聚三己基噻吩(P3HT)修飾二維硫化鉬(MoS2)

聚賴氨酸修飾二硫化鉬納米片PLL-MoS2

納米二氧化鈦與二硫化鉬的復合材料

二硫化鉬納米復合材料

氮化硼/二硫化鉬—環氧復合材料

二硫化鉬—普魯士藍鈉米酶

二硫化鉬—還原氧化石墨烯復合材料

二氧化鉬—碳復合材料

二氧化鉬—百摻雜聚辛胺（MoS2—SpAN）納米復合

二硫化鉬—石墨—銀基復合材料

二硫化鉬—銅—鍍銅石墨復合材料

石墨—二硫化鉬—三氧化二銻改性環氧樹脂復合

銅—二硫化鉬—石墨復合材料

二硫化鉬—金復合材料

二硫化鉬—DNA

黑磷—二硫化鉬

電刷鍍鎳—鎢—二硫化鉬

介孔硅—二硫化鉬復合材料

電鍍鎳—碳化硅—二硫化鉬

ZIP—8包裹MoS2納米片

聚乳酸—二硫化鉬納米復合材料

聚苯乙烯共價修飾二硫化鉬納米片

二硫化鉬—碳中空微球

二硫化鉬量子點—氧化石墨烯復合材料

二硫化鉬/橡膠復合材料

二硫化銅—氧化鈦納米復合材料

二硫化鉬聚甲基丙烯酸甲酯納米復合材料

PANI/MoS2復合材料

PEG修飾的二硫化鉬納米片

MoS2/ZnO納米復合材料

PU-MoS2聚氨酯修飾的二硫化鉬

聚乳酸改性二硫化鉬納米片PLA-MoS2

納米金修飾二硫化鉬納米片Au-MoS2

葉酸修飾二硫化鉬納米晶

二硫化鉬-碳納米顆粒復合物

聚乙烯吡咯烷酮修飾二硫化鉬PVP-MoS2

硫辛酸-聚乙二醇修飾二硫化鉬

葡萄糖修飾二硫化鉬納米材料

透明質酸偶聯二硫化鉬納米片HA@MoS2

金納米顆粒功能化二硫化鉬(AuNPs@MoS2)

PEI修飾MoS2二硫化鉬納米材料

介孔硅-二硫化鉬復合材料

以上內容來自齊岳小編zzj 2021.4.6