针状ZnO/ZIF-L水凝胶系统用于细菌pH响应性检测及协同物理破坏/光动力灭活

《ACS Applied Bio Materials》：Needle-Shaped ZnO/ZIF-L Hydrogel System for Bacterial pH-Responsive Detection and Synergistic Physical Disruption/Photodynamic Inactivation

开发基于ZnO/ZIF-L的pH响应光动力协同灭活水凝胶，实现细菌感染快速检测（BTB指示pH变化）与高效灭活（99%杀菌率）同步进行，突破传统分步检测-处理模式限制。

　　

细菌敏感性测试和实时灭活对于保护公共卫生至关重要，其在食品安全监测和临床诊断中具有广泛的应用。为了实现基于pH值的细菌检测和高温灭活功能，我们采用自模板策略，通过沸石咪唑酯框架对氧化锌进行涂层处理，制备出了针状结构的ZnO/ZIF-L体系。这种基于pH值的ZnO/ZIF-L嵌合物水凝胶是通过紫外光介导的烯烃光聚合反应制成的，所用原料包括丙烯酰胺、N,N-亚甲基双(丙烯酰胺)、羟乙基甲基丙烯酸酯、溴百里酚蓝（BTB）以及ZnO/ZIF-L。该水凝胶能够通过pH响应性的颜色变化快速检测细菌感染，其中溴百里酚蓝用于指示细菌增殖所特有的酸性微环境变化。ZnO/ZIF-L光敏剂能够增强电荷分离与转移，并生成高活性的氧物种。利用物理破坏与光动力协同作用，ZnO/ZIF-L水凝胶能够有效灭活大肠杆菌（Escherichia coli）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），其抗菌效率可高达99%。这种策略不仅提供了一种灵敏的细菌检测方法，同时实现了高效的细菌灭活。它将实时细菌生物传感与按需抗菌功能集成在同一个平台上，从而克服了传统顺序检测-处理方法的局限性。