摘要
随着人口老龄化、器官移植的广泛推广以及社会因素的影响，革兰氏阳性菌感染的发生率显著增加，特别是在社区和医院。化脓性球菌多为革兰氏阳性菌，可产生外毒素引起人类疾病。因此，如何辨别革兰氏阳性菌感染，准确诊断病因，正确选择治疗模式是目前研究的重点。 光动力抗菌疗法是一种通过光触发产生活性氧（ROS）达到无创、时空可控的治疗方式，是一种有望替代传统抗生素治疗细菌感染的新方法。该疗法中的抗菌光敏剂在光照下主要通过电子转移和能量转移两种途径产生ROS杀灭细菌。相比于通过能量转移途径产生II型ROS的抗菌光敏剂，借助电子转移途径产生I型ROS的抗菌光敏剂因其低氧依赖性更适合在感染部位的低氧微环境中应用。“D-A”型分子设计策略不仅有助于制备具有聚集诱导发光（AIE）特性的荧光探针，而且也是制备I型抗菌光敏剂的有效策略。鉴于此，本学位论文基于分子工程策略制备了高效的I型抗菌光敏剂并开展了其体内外抗菌活性分析，具体开展的内容和取得的结果如下： 1、I型抗菌光敏剂的设计及制备。基于“D-A”型分子设计思想，采用分子工程策略，以三苯胺-吡啶盐为“D-A”型分子的基础结构，通过调节中间连接体，成功制备了四种“D-πbridge-A”型抗菌光敏剂即MTPy、MTPPy、MTTPy和MTTTPy。通过核磁和质谱对中间体和目标分子的结构进行表征和确证。光物理性能分析表明，制备的抗菌光敏剂在水溶液中的吸收波长为460-540nm，相应的荧光发射很弱。而在甲苯和DMSO的混合溶剂中，展示出强的荧光发射，具有典型的AIE特性。进一步，通过理论计算和ROS产生能力测试表明，调控中间基团的电子特性可成功得到具有AIE特性和高效I型ROS的抗菌光敏剂。 2、革兰氏阳性菌的检测及体内外抗菌活性分析。基于分子工程调控策略的结果，开展了MTTTPy对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌的成像和杀伤研究。结果表明，由于革兰氏阳性菌特殊的细胞壁结构，MTTTPy能够特异性识别并点亮革兰氏阳性菌，以用于细菌感染的诊断。并在白光照射下（20mW/cm2,10min），仅0.5μM的MTTTPy就能有效杀灭95%以上的革兰氏阳性菌，而在相同的实验条件下，对革兰氏阴性菌与真菌基本没有抗菌活性。通过扫描电镜和细菌染色实验以及细菌细胞膜完整性测试等手段探究分子的抗菌机制。结果表明，MTTTPy首先通过静电作用与细菌吸附，进而对不同的细菌细胞壁渗透，随后在光照下产生ROS杀伤细菌。进一步，研究了MTTTPy治疗由金黄色葡萄球菌引起的脓肿感染的能力，相比于其它对照组，光照后的MTTTPy治疗组能够加速感染部位的愈合。本学位工作为解决细菌耐药性和发展传染病的综合诊断与治疗方法提供了新的思路。
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