抗生素，这个人类对抗细菌感染的“特效药”，终于要换个玩法了！很长一段时间，抗生素就像一个“马大哈战士”，在消灭病原菌的同时，也误伤了“肠道好菌”，导致肠道菌群失衡，引发一系列副作用，比如腹泻、免疫力下降等。但好消息是，科学家们找到了一个“聪明药”的配方——通过调节纳米颗粒的物理化学性质，让抗生素实现精准打击，只消灭“坏细菌”，留下“好细菌”！

“别慌！抗生素也能聪明起来”

来自郑州大学的研究团队发现，纳米颗粒的大小、形状、电荷、表面亲疏水性等因素，会直接影响它与细菌之间的“化学反应”。通过对这些物理化学性质的巧妙调控，纳米颗粒可以像“纳米侦查员”一样，精准识别并吸附在病原菌表面，从而实现高效杀菌，同时避免误伤肠道有益菌。

研究中，科学家们测试了一组纳米颗粒，分别从大小、形状、表面电荷、亲疏水性等五个方面进行调整，发现：

 “小纳米”更灵光：约50纳米的小颗粒纳米颗粒对病原菌（比如金黄色葡萄球菌）的吸附能力最强。

“球形纳米”更擅长：球形纳米颗粒比其他形状的颗粒更擅于“绑定”细菌。

 “正电荷纳米”更吸“菌”：由于细菌细胞壁带负电，带正电的纳米颗粒更容易与其“来电”（PS：这可比“灵魂伴侣”还要直接！）

最神奇的是，科学家们还发现，通过表面修饰（比如添加壳聚糖），纳米颗粒的吸附能力可以进一步增强，专治“坏细菌”！

图1 通过调节纳米粒子的理化性质增强对致病菌的选择性吸附以及抗菌活性示意图 ^[1]

“纳米颗粒的选择性吸附机理”

就像是靶向治疗的导弹，纳米颗粒的精准性主要由以下几个因素决定：

1.     颗粒大小：对于病原菌来说，“小而美”才是王道。颗粒越小，就越容易吸附在细菌表面。研究发现，50纳米左右的颗粒最为“靠谱”。

2.     颗粒形状：球形颗粒比其他形状更“友好”，更容易“粘”上细菌，尤其是金黄色葡萄球菌。

3.     表面电荷：带正电的纳米颗粒，就像是被细菌“脸颊”主动吸引的“磁铁”。细菌带负电的细胞壁，让“正电荷纳米”更容易与之结合。

4.     表面亲疏水性：表面疏水（亲油）的纳米颗粒更容易吸附细菌，而过于亲水的表面反而会降低吸附效率。

5.     表面修饰：通过添加壳聚糖等材料，科学家可以进一步增强纳米颗粒的吸附能力，让其对病原菌“一亲到底”。

“放飞自我？不，得益于精准吸附。”

在实验中，科学家们将纳米颗粒与抗生素结合，发现这种“纳米抗生素”不仅可以精准杀死病原菌（比如金黄色葡萄球菌），还能最大限度地减少对肠道有益菌（比如大肠杆菌、粪肠球菌）的杀伤。更有趣的是，在动物实验中，研究人员还发现：“纳米抗生素”可以显著减少对肠道组织的损伤，同时还能帮助恢复肠道菌群的多样性和丰度，避免传统抗生素带来的“肠道紊乱”。这意味着，未来的抗生素治疗可能会告别“广撒网、误杀良”的时代，转而进入“精准打击、保护益菌”的新时代！

“Rewriting the future of antibiotic therapy”

这项研究不仅让我们看到了抗生素治疗的新希望，也为纳米技术在医学领域的应用开辟了新的方向。科学家们表示，通过进一步优化纳米颗粒的物理化学性质，未来甚至可以实现对特定病原菌的“定制化治疗”，从而最大限度地减少副作用，保护人体健康。总之，“纳米侦查员”让抗生素变得更聪明，也让我们的健康多了几分保障！

参考文献

[1] Z.-H. Wang, C. Zhu, F. Zhao, X. Shi, J. Liu, J. Shi, Selective Adsorption to Pathogenic Bacteria Augments Antibacterial Activity via Adjusting the Physicochemical Property of Nanoparticles. Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2416594. https://doi.org/10.1002/adfm.202416594