自组装纳米纤维噬菌体微凝胶：靶向多重耐药细菌的抗菌喷雾新策略

微凝胶的设计与制备：

开发了一种基于噬菌体的微凝胶，通过将半数百万自组织噬菌体作为唯一结构成分进行交联，构建出柔软的微凝胶。利用自主研发的生物友好型高通量模板法，每平方厘米可生产超过3.5万个噬菌体微凝胶，形成一个包含130亿噬菌体的庞大群体。这些噬菌体微凝胶具有高度有序的纳米纤维结构和可调节的自荧光特性，且在负载强效噬菌体后，能够显著降低食品表面多重耐药大肠杆菌O157:H7的负荷，9小时内可实现高达6个数量级的菌落减少，使食品达到无污染状态。

抗菌机制：

噬菌体作为自然的细菌捕食者，能够高度特异性地感染细菌，尤其在复杂菌群中精准识别并杀死特定菌株。这种特性使噬菌体在生物控制中具有独特优势，能够在不破坏共生菌群平衡的情况下，有效消除有害细菌。研究中使用的噬菌体微凝胶保留了噬菌体的抗菌活性，通过将噬菌体包裹在柔软的水凝胶中，不仅增强了其在干燥和恶劣环境中的稳定性，还提高了与细菌的接触面积，从而增强了抗菌效果。。

关键发现：

1. 开发了一种无需大型设备和复杂基础设施的高通量制备方法，利用呼吸图法制造的多孔模板，实现了噬菌体微凝胶的大规模生产。。

2. 噬菌体微凝胶具有高度有序的纳米纤维结构，这种结构不仅提高了微凝胶的孔隙率，还增强了其对蛋白质和噬菌体的负载能力。

3. 通过使用不同的交联剂（如戊二醛和1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺），研究人员能够调节微凝胶的荧光特性，使其在不同应用场景中具有更广泛的适用性。

4. 噬菌体微凝胶对多重耐药大肠杆菌O157:H7表现出强大的抗菌能力，能够在短时间内显著降低细菌负荷，且在营养匮乏和营养丰富的环境中均表现出良好的抗菌效果。

结论：该研究不仅为食品安全领域提供了一种新型的抗菌喷雾剂，还为医疗领域中多重耐药细菌的控制提供了新的思路。噬菌体微凝胶的抗菌喷雾剂可以在食品加工、储存和消费过程中广泛使用，有效减少食源性疾病的发生。此外，这种微凝胶还可以进一步开发为抗菌贴片或注射型抗菌剂，用于医疗环境中的表面消毒或局部感染控制。

参考来源：Tian L, He L, Jackson K, et al. Self-assembling nanofibrous bacteriophage microgels as sprayable antimicrobials targeting multidrug-resistant bacteria[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 7158.