细菌耐药性的产生使得生物膜相关感染治疗极具挑战性。对新一代抗菌剂的追求必须集中在其使用过程中不诱导细菌产生耐药性的基础上。光动力疗法（PDT）作为一种新型的治疗方式，在抗菌治疗方面表现出了巨大的潜力，特别是针对耐药细菌感染。PDT产生的活性氧（ROS）可以与细菌相互作用，导致细菌的重要成分的氧化损伤。基于氧化膦哚（PIO）的AIE阳离子光敏剂具有高电子亲和力、良好的光稳定性、优异的生物相容性及强的ROS生成能力等优点，是一种很有前景的抗菌治疗材料。近日，华南理工大学唐本忠院士团队赵祖金教授等基于PIO衍生物开发了一种高效的阳离子AIE抗菌剂（β-PM-PIO），实现了高效的抗菌、抗生物膜治疗，并对其光物理性质、抗菌机理以及是否会诱导细菌耐药性等进行了深入研究。
β-PM-PIO由电子给体三苯胺和噻吩、电子受体吡啶盐和PIO构建，独特的分子结构使其具有AIE特性和优异的单线态氧生成能力。同时，亲水性吡啶阳离子的引入不仅能提高β-PM-PIO对生物膜的渗透能力并且还赋予其对革兰氏阳性菌的靶向功能。研究表明，除能实现对革兰氏阳性菌及其形成的生物膜的荧光可视化之外，β-PM-PIO还能在光毒性和暗毒性的协同作用下，对革兰氏阳性菌表现出优异的抗菌和抗生物膜性能，并且在治疗过程中几乎不会诱导细菌产生耐药性。值得注意的是，β-PM-PIO在体内对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）也具有极好的抗感染能力。
该工作通过合理的分子设计将基于有机小分子的AIE光敏剂与阳离子结合，通过光毒性和暗毒性的协同治疗，提高抗菌效果。一方面，利用阳离子的暗毒性弥补光动力治疗的局限性；另一方面，辅助光毒性以减少药物剂量，改善抗菌性能。该工作为构建性能优良的抗菌剂和生物膜清除剂提供了一种有效的策略。该研究成果以“Effective Therapy of Drug-Resistant Bacterial Infection by Killing Planktonic Bacteria and Destructing Biofilms with Cationic Photosensitizer Based on Phosphindole Oxide”为题发表在Small 上。论文第一作者为华南理工大学博士生李建清和中国地质大学（武汉）孟梓娟博士，通讯作者为华南理工大学赵祖金教授。该工作同时得到唐本忠院士、夏帆教授、娄筱叮教授、冯光雪教授、庄泽燕博士、王炳楠博士、华中科技大学同济医学院附属同济医院戴俊主治医师的支持和帮助。该工作受到国家自然科学基金委基础科学中心项目（21788102）支持。
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