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众所周知,由金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus,简称S.aureus)引起的伤口感染和食物中毒仍对人类健康构成严重威胁。开发一种既能灵敏检测细菌,又可以高效杀菌且不产生耐药性的新型多功能材料仍具有挑战。纳米酶,因其独特的模拟酶性质,自诞生至今一直吸引着科研工作者的目光。研究人员从天然免疫系统中汲取灵感,设计构建的特定纳米酶可将H2O2转化为强生物毒性的活性氧物种(ROS,包括·OH),从而赋予了纳米酶抑制细菌生存的能力。然而,靠单一酶学性能杀菌的纳米酶抗菌剂存在中性条件下催化性能差且无法有效地将低浓度H202催化产生·OH等缺点。令人欣喜的是,纳米酶协同的多模式抗菌策略很大程度上解决了上述难题。因具有表面积大,孔结构可调,稳定性良好以及在酶学性能和光学性能卓越等优势,作为新型纳米酶的卟啉基多孔有机聚合物(PPOPs)引起了科学家的研究兴趣。然而,据我们所知,结合了酶学性能和光学性能的PPOPs纳米酶,同时作为杀菌剂和细菌检测剂的研究,目前还没有广泛报道。基于此,本文报道了一种新型的双功能卟啉基多孔有机聚合物FePPOPBFPB,对其性能进行了系统的研究,并探索了其在细菌的消除和检测方面的应用。论文具体研究内容如下:1.通过吡咯与4-{2,2-双[(4-甲酰基苯氧基)甲基]-3-(4-甲酰基苯氧基)丙氧基}苯甲醛(BFPB),FeCl3之间的聚合反应,合成了一种新型的铁卟啉基多孔有机聚合物,命名为FePPOPBFPB。四面体结构的BFPB分子为骨架构筑单元,促进了具有3D网状多孔结构,高比表面积和丰富表面催化活性位点的铁卟啉聚合物的形成。在酸性条件下,FePPOPBFPB与过氧化氢共同存在时,过氧化物酶显色底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显蓝色。并且通过稳态动力学分析发现,材料具有优异的类过氧化物酶活性。此外,卟啉聚合物的大π共轭体系还增强了 FePPOPBFPB的光吸收能力。2.基于以上令人满意的特征,我们考察了 FePPOPBFPB在近红外光辐射下对金黄色葡萄球菌的杀菌性能,并且通过考察抗菌该系统中产生的主要活性氧(ROS)组分,探讨了 FePPOPBFPB可能的抗菌机制。将类酶催化性能与近红外光(NIR)吸收性能结合后,FePPOPBFPB中性条件下可以有效地催化生理浓度(100 μM)H2O2分解生成大量的·OH自由基对细菌造成有效杀伤,构成了光-芬顿抗菌模式,从而避免了外源性H2O2的大量使用。3.此外,利用其卓越的类过氧化物酶活性,我们还建立了以FePPOPBFPB为基础的快速可视化金黄色葡萄球菌检测方法,线性检测范围在102至107 CFU/mL之间,检出限(LOD)低至24CFU/mL(S/N=3),表现出令人满意的灵敏性、特异性和稳定性。