共轭聚合物在病原微生物识别成像与杀伤中的应用研究.PDF

中国科学: 化学 2016 年 第46 卷 第2 期: 153 ~ 162 《中国科学》杂志社 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 评 述 化学的创新与发展论坛专题 共轭聚合物在病原微生物识别、成像与 杀伤中的应用研究 ①② ① ① ① ①* ①* 张江艳 , 袁焕祥 , 朱春雷 , 刘礼兵 , 吕凤婷 , 王树 ① 中国科学院化学研究所, 北京 100190 ② 河北大学化学与环境科学学院, 保定 071002 *通讯作者, E-mail: lvft@; wangshu@ 收稿日期: 2015-07-14; 接受日期: 2015-08-04; 网络版发表日期: 2016-01-08 国家自然科学基金(编号:和国家重点基础研究发展计划(编号: 2011CB932302, 2013CB932800)资助项目 摘要 共轭聚合物骨架为离域电子结构, 当在侧链引入正电荷基团或者选择性基团时, 能与病原微生物通过 静电作用或者特异性作用等结合, 从而实现对不同病原微生物的识别与成像. 此外, 共轭聚合物还具有光毒性 与暗毒性, 光照下直接敏化或者通过能量转移产生活性氧, 而且末端带有季铵盐基团具有广谱杀伤能力, 所以 共轭聚合物可用于病原微生物的杀伤. 本文综述了共轭聚合物在病原微生物识别、成像与杀伤领域中的研究 进展. 关键词 共轭聚合物, 病原微生物, 识别, 成像, 杀伤 1 引言 要的意义[10,11]. 目前, 检测病原微生物的方法包括选 择性培养和标准生化分析方法等传统方法[12~14], 此 近几十年来, 共轭聚合物由于独特优良的光电 外, 还包括免疫荧光标记、酶联免疫吸附等免疫学方 性质, 一直受到科学家们的关注, 已经被广泛应用于 法, 以及基于特异性核酸探针的聚合酶链式反应 高灵敏度的检测体系[1~3] [4~6] [15~17] 、荧光成像 、太阳能电 (PCR)和DNA 芯片方法等 . 这些方法成本较高、 池[7~9]等. 随着对共轭聚合物的深入研究, 以及现在 周期比较长、对仪器要求比较苛刻, 限制了其大规模 人类面临的严峻公共健康、医疗安全问题, 越来越多 应用[18], 所以发展简单高效识别和成像病原微生物 的科学家专注于它们在生物医药领域的研究. 的方法仍引起了广大研究者的关注. 细菌和真菌在自然界中分布极广, 其中能够产 大量的广谱抗生素的滥用造成了细菌耐药性的 生致病物质造成宿主感染的即为病原微生物. 病原 不断增强, 甚至出现了具有多重耐药能力的所谓“超 微生物的识别、检测、抑制或杀伤在疾病诊断、食品 级细菌”[19]. 目前, 发展的抗菌材料主要包括利用铜、 安全、环境监测以及反生物恐怖等领域中具有极其重 锌、银等制成的无机抗菌剂; 利用香草醛类化合物、 引用格式: 张江艳, 袁焕祥, 朱春雷, 刘礼兵, 吕凤婷, 王树. 共轭聚合物在病原微生物识别、成像与杀伤中的应用研究. 中国科学: 化学, 2016, 46: 153–162 Zhang JY,