庆大霉素和亚胺培南源碳点联合 UVA 光照射用于抗铜绿假单胞菌光动力治疗的研究

《Lasers in Medical Science》：The effect of photodynamic therapy using gentamicin and imipenem-derived carbon dots on Pseudomonas aeruginosa isolates

为应对铜绿假单胞菌耐药问题，研究人员开展相关光动力治疗（PDT）研究，发现特定碳点（CDs）联合 UVA 有效抗菌。

　　抗生素耐药问题日益严重，这对医疗系统处理铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）感染的能力构成了重大威胁，这也凸显了创新治疗策略的必要性。本研究旨在评估使用源自庆大霉素和亚胺培南的碳点（Carbon Dots，CDs）进行光动力治疗（Photodynamic Therapy，PDT）对铜绿假单胞菌分离株的作用效果。研究人员分别采用水热法，以庆大霉素和亚胺培南为前体，合成了胺基功能化的碳点（CDs_GEN-NH2、CDs_IMP-NH2 ）。借助 N-(3 - 二甲基氨基丙基)-N′- 乙基碳二亚胺盐酸盐和 N - 羟基琥珀酰亚胺，实现了亚胺培南与 CDs_GEN-NH2的结合（CDs_GEN-IMP ）以及庆大霉素与 CDs_IMP-NH2的结合（CDs_IMP-GEN ）。利用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、zeta 电位、紫外 - 可见光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和荧光光谱对合成的碳点进行分析。通过采用亚最小抑菌浓度（sub-Minimum Inhibitory Concentration，sub-MIC）和亚致死剂量的 UVA 光（sub-lethal dose，sDL）照射相结合的方法，评估光动力治疗（PDT）对铜绿假单胞菌 ATCC27853 以及两株临床铜绿假单胞菌分离株的疗效。HRTEM、zeta 电位、UV-Vis、FTIR 和荧光技术证实了合成碳点的纳米尺寸、电荷和光物理性质。与对照组相比，浓度为 3mg/mL（sub-MIC）的 CDs_GEN-NH2、CDs_IMP-NH2和 CDs_GEN-IMP ，在 sDL 照射 10 秒（3.12J/cm² ）后，能显著降低铜绿假单胞菌 ATCC27853 的生存能力（P ≤ 0.05），活菌数分别减少 3.44、3.11 和 2.65 个对数级。浓度为 125μg/mL（sub-MIC）的 CDs_IMP-GEN ，在 sDL 照射 10 秒（3.12J/cm² ）后，同样能显著降低铜绿假单胞菌 ATCC27853 的生存能力（P ≤ 0.05），活菌数减少 3.75 个对数级。这些结果表明，源自亚胺培南和庆大霉素的碳点，与 UVA 光照射联合使用时，可作为有效的抗菌剂用于抗菌光动力治疗。