新型生物基抗菌材料MIL-101(Fe)@Zn-山奈酚复合物的构建及其多重抗菌机制研究

针对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌耐药性问题，广东药科大学团队开发了负载ZnO和山奈酚的金属有机框架复合材料MIL-101(Fe)@Zn-KF。该材料通过催化H2O2产生活性氧（ROS），结合自身抗菌特性，对两种细菌抑制率达98%以上，兼具过氧化物酶活性、抗氧化性和优异生物相容性，为安全高效抗菌剂研发提供新思路。

　　

细菌感染始终是人类健康的重大威胁，尤其是金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）引发的疾病。随着抗生素滥用导致耐药菌株激增，传统抗生素研发却进展缓慢，新型抗菌材料的开发迫在眉睫。金属有机框架（MOFs）因其可设计的多孔结构和生物相容性成为研究热点，而天然抗菌成分山奈酚（Kaempferol, KF）与纳米技术的结合更展现出独特优势。

广东药科大学的研究团队创新性地将铁基MOF材料MIL-101(Fe)、氧化锌（ZnO）和山奈酚整合，通过一锅溶剂热法合成复合材料MIL-101(Fe)@Zn-KF。该研究系统评估了材料的理化性质、抗菌性能及生物安全性，成果发表于《Materials Today Communications》。

关键技术方法
研究采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）解析材料化学结构，紫外-可见分光光度法（UV-Vis）和扫描电镜（SEM）表征光学特性与形貌，能量色散X射线光谱（EDS）验证元素组成。通过平板涂布法和细菌生长曲线实验评估抗菌效果，并检测过氧化物酶样活性、细胞毒性和溶血率以验证生物安全性。

研究结果

材料表征
FTIR证实MIL-101(Fe)@Zn-KF成功负载山奈酚，其特征峰（3326 cm^-1的O-H和1658 cm^-1的C=O）清晰可见。SEM显示材料呈规则多面体结构，EDS图谱确认Fe、Zn元素均匀分布。Zeta电位分析表明表面带负电（-18.7 mV），有利于与带正电的细菌膜相互作用。

抗菌性能
相比单一组分，复合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制率分别达98.76%和98.34%。机制研究表明，材料能催化H₂O₂产生羟基自由基（·OH），协同破坏细菌膜结构。DPPH实验显示其抗氧化能力（清除率82.3%），可减轻炎症微环境氧化应激。

生物安全性
溶血率低于5%，且细胞毒性实验证实其对哺乳动物细胞无害，符合临床应用标准。

结论与意义
该研究首次将MIL-101(Fe)、ZnO和山奈酚三元协同体系应用于抗菌领域，创新性地结合了MOFs的载体优势、ZnO的抗菌特性及山奈酚的多功能活性。材料不仅通过ROS机制高效杀菌，还具备抗氧化和生物相容性，为耐药菌感染治疗提供了"抗菌-抗炎-促愈合"一体化解决方案。未来可进一步探索其在伤口敷料或医疗器械涂层中的应用潜力。