北京化工大学徐福建教授团队AFM：含银双金属多功能仿生纳米平台，有效解决了银基纳米抗菌剂的毒性问题

最近，北京化工大学徐福建教授、赵娜娜教授与张凯副教授团队设计了一种含银的双金属多功能仿生纳米平台（AgPt@RBCM），利用银与铂之间存在的电子补偿效应，显著抑制了Ag⁺的释放，有效解决了银基纳米抗菌剂的毒性问题。此外，借助电动力疗法（EDT）产生的活性氧（ROS），纳米平台能够在感染部位创造高氧化环境造成Ag⁺的爆发性释放，实现Ag⁺和ROS的协同抗菌。修饰的红细胞膜能够延长材料的血液循环时间并中和细菌携带的毒素从而增强体内细菌治疗并减轻感染损伤。（Electron Compensation-Mediated Suppression of Silver Ion Release and Enhanced Electrodynamic Therapy for Efficient Eradication of Bacterial Infections. Advanced Functional Materials, 2025, DOI: 10.1002/adfm.202505906）。

图1AgPt@RBCM抗感染应用策略示意图

通常来说，对于两种金属的复合材料，在电解质存在下形成的原电池结构会导致惰性较低的金属氧化。然而，实际上，具有特殊结构的贵金属合金会受到电子补偿效应（ECE）的影响从而提高材料的稳定性，减少活泼部分的氧化。由于这个原因，ECE 能够有效减少因Ag氧化造成的Ag⁺释放。作者通过XPS辅助ICP-MS的定量结果验证了AgPt@RBCM中存在的电子补偿效应，并能够结合EDT产生的ROS进一步影响Ag⁺的释放行为。

图2 AgPt@RBCM的电动力性能表征以及Ag⁺释放调节能力

作者采用标准菌落计数法定量评价AgPt@RBCM的抗菌性能。在与AgPt@RBCM培养后经方波交流电场刺激的金黄色葡萄球菌组中，细菌活力显著降低，证实AgPt@RBCM介导的EDT和Ag⁺双重疗法能够有效杀伤细菌。此外，通过多种表征手段，作者探究了AgPt@RBCM的抗菌作用机理。结果表明，AgPt@RBCM主要抗菌机制是破坏细菌膜完整性、增肌细菌膜的通透性、造成细菌内DNA和蛋白质泄露以及提高细菌内氧化应激水平。

图3 AgPt@RBCM的体外抗菌活性和抗菌机理

最后作者将AgPt@RBCM应用于活体治疗中。研究表明，AgPt@RBCM能够有效清除皮下脓肿感染，减轻组织炎症。此外，组织学切片也被用于评估AgPt@RBCM介导的EDT的治疗效果。H&E染色结果显示，治疗后的感染组织炎症细胞浸润明显减少。以上结果均表明AgPt@RBCM介导的EDT能够有效清除细菌感染。

图4AgPt@RBCM的体内治疗效果

该工作以“Electron Compensation‐Mediated Suppression of Silver Ion Release and Enhanced Electrodynamic Therapy for Efficient Eradication of Bacterial Infections”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。北京化工大学硕士张策为本文的第一作者，通讯作者是北京化工大学徐福建教授、赵娜娜教授与张凯副教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。