基于喜马拉雅植物根茎的氮掺杂碳点工程：理论实验联用抑制耳念珠菌生物膜的新策略

针对耳念珠菌(Candida auris)多重耐药性引发的院内感染难题，研究人员通过热解法从喜马拉雅药用植物延龄草(Trillium govanianum)根茎中合成氮掺杂碳点(N-doped C-dots)，结合DFT理论计算与分子对接技术，证实其可通过破坏生物膜结构实现广谱抑菌(MIC 0.625 mg/mL)，为绿色纳米抗菌剂开发提供新范式。

　　

在重症监护病房和外科手术室，一种名为耳念珠菌(Candida auris)的"超级真菌"正引发全球警报。这种病原体不仅能形成药物难以穿透的生物膜(biofilm)，更对现有抗真菌药物表现出惊人的耐药性，世界卫生组织已将其列为最高威胁级别的病原体之一。传统金属纳米抗菌剂虽有一定效果，但存在生物相容性差、环境毒性等问题。面对这一挑战，印度喜马偕尔邦的科研团队另辟蹊径，将目光投向了喜马拉雅山脉特有的药用植物——延龄草(Trillium govanianum)。这种植物在传统医学中用于抗感染治疗，其根茎富含酚类、萜类等活性成分。研究人员创新性地将其转化为氮掺杂碳点(N-doped C-dots)，并通过理论计算与实验验证相结合的方式，揭示了这种碳基纳米材料对抗"超级真菌"的独特机制。相关成果发表在《Applied Surface Science》上。

研究团队采用热解法从延龄草根茎合成N-doped C-dots，运用密度泛函理论(DFT)模拟其电子结构，通过FTIR、XRD、HRTEM等技术表征理化性质。针对3种临床分离的耳念珠菌株(NCCPF-470197/200/203)，测定最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MFC)，结合分子对接分析其与真菌细胞壁成分的相互作用机制。

材料与方法
选用延龄草根茎为碳源，经热解法制备N-doped C-dots，采用DFT计算优化其电子构型。通过自由基清除实验评估抗氧化活性，使用结晶紫染色法量化生物膜抑制效果。

结构表征
HRTEM显示合成的C-dots粒径分布均匀(2-6 nm)，XRD证实其石墨化结构，FTIR检测到表面含氧/氮官能团。DFT计算揭示吡啶氮掺杂显著增强电子离域效应，这与其抗菌活性密切相关。

抗真菌性能
对耳念珠菌NCCPF-470203菌株表现出最强抑制效果(MIC 0.625 mg/mL，MFC 1.25 mg/mL)，生物膜抑制率达64.3%。浓度梯度实验显示，2 mg/mL剂量下可完全抑制菌丝形态转换——这是病原体毒力表达的关键步骤。

分子机制
分子对接表明C-dots通过π-π堆积作用优先结合真菌细胞壁的β-1,3-葡聚糖合成酶，干扰细胞壁完整性。同步发生的氧化应激反应(ROS升高2.8倍)进一步破坏微生物稳态。

结论与展望
该研究首次证实植物源性N-doped C-dots可通过物理破坏和生化干扰双重机制对抗多重耐药耳念珠菌。相较于传统银纳米颗粒，其生物相容性提高3倍且无细胞毒性，在创面敷料等医疗器械领域具应用潜力。这种"绿色纳米武器"的研发模式，为应对全球抗微生物耐药性危机提供了新思路。