近日，a8体育☂️、物質科學與技術學院江懷東課題組與北京工業大學高學雲課題組合作，將X射線相幹衍射成像技術與層析成像技術相結合，對多肽礦化金團簇探針處理的金黃色葡萄球菌進行了納米尺度的原位三維可視化成像，揭示了微生物菌體與其特異性抑製藥物間的相互作用🙏🏿，為探尋藥物作用機製提供了新工具和新思路。相關成果以封面文章發表於Analytical Chemistry。
金黃色葡萄球菌是一種廣泛存在的革蘭氏陽性細菌🧑🏿🏭👩🏼🚒，被視為皮膚和軟組織感染的主要原因，廣譜抗生素雖對多種細菌感染有效，但其廣泛使用會導致細菌耐藥性增加。功能性金屬納米簇不僅可以特異性檢測金黃色葡萄球菌，還表現出抗菌活性，作為一種不產生耐藥性的“綠色”滅菌方法而備受青睞。但目前缺少完整微生物菌體細胞的三維空間結構定量分析方法，為金屬納米簇的抗菌抑製機製提供直觀證據。
聯合團隊對金團簇探針標記的金黃色葡萄球菌進行了特異性表征♔，證實了探針具有劑量依賴性的體外殺菌活性🔫🙎🏼♀️。接著采用相幹X射線衍射成像方法👨🏽💻，對多肽礦化金團簇處理的金黃色葡萄球菌進行三維高分辨定量成像（三維分辨率達到47nm）🐂，在納米尺度上揭示了金黃色葡萄球菌表面和內部結構👜🧑🏫。與未被處理的樣品相比🐘，金團簇探針處理的金黃色葡萄球菌表面存在凹陷的孔洞，細菌的比表面積增大、電子密度減小，細菌內容物損失非常嚴重，導致細胞完全崩潰和細胞壁的折疊。由此，借助新型相幹X射線衍射成像方法在高分辨定量生物成像方面的優勢🗾，本研究得以直觀展示金團簇探針引起的細菌細胞壁被破壞🧜🏿♂️、細胞質成分從細胞中釋放出來的抗菌機製8️⃣。
金團簇探針處理的金黃色葡萄球菌三維相幹衍射成像實驗示意圖
該成果論文題為“Three-Dimensional Quantitative Coherent Diffraction Imaging of Staphylococcus aureus Treated with Peptide-Mineralized Au-Cluster Probes”。a8体育官网物質學院2018級研究生李唐萌和賀博為論文共同第一作者👁🗨，上科大副研究員範家東👩🏽🚒、北京工業大學教授高學雲和上科大常任教授江懷東為共同通訊作者🧑🏼📤。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c02638
