比色/荧光/表面增强拉曼散射（SERS）/气体压力四模态传感技术，以及通过纳米粒子酶响应性聚集实现细菌的杀灭

《Analytical Chemistry》：Colorimetric/Fluorescent/SERS/Gas Pressure Four-Modal Sensing and Killing of Bacteria via Enzyme-Responsive Aggregation of Nanoparticles

基于酶响应的四模态纳米平台实现细菌检测与靶向杀菌。该平台由金纳米颗粒、碱性磷酸酶响应肽和罗丹明123组成，通过颜色/荧光/拉曼信号变化及氧气释放双重验证细菌存在，并利用内源性催化酶触发杀菌机制。

　　

许多疾病都与细菌感染有关，因此检测和治疗细菌至关重要。目前，将多种细菌检测和治疗方法整合到一个平台上仍然是一个挑战。在这项研究中，我们开发了一种基于比色法、荧光技术、表面增强拉曼散射和气压传感的四模态平台——AuNPs-Peptide-Rh 123（APR），用于细菌的检测和杀灭。该平台由金纳米颗粒（AuNPs）、一种对碱性磷酸酶（ALP）具有响应性的肽（CF₄KY^P）以及罗丹明123（Rh 123）组成。在没有细菌的情况下，APR溶液呈酒红色；由于荧光共振能量转移作用，Rh 123的绿色荧光被AuNPs抑制，同时Rh 123的拉曼信号增强，且APR无法催化过氧化氢（H₂O₂）分解产生氧气（O₂）。当遇到细菌时，细菌中的ALP会触发APR在细菌膜上的原位聚集，导致Rh 123从细菌膜上脱落。这会引起溶液颜色从酒红色变为无色，Rh 123的荧光重新显现，并且拉曼信号强度减弱。有趣的是，APR的原位聚集还会破坏细菌膜，导致细菌内部物质泄漏并最终使细菌死亡。受损细菌释放的内源性过氧化氢酶可以催化H₂O₂分解生成O₂，从而通过气压传感实现细菌的检测。APR具有优异的生物相容性，并对细菌感染的伤口表现出良好的抗菌效果。这项研究展示了酶响应型多功能纳米平台在多模态检测和治疗病原微生物方面的潜力。