人類(lèi)與細(xì)菌作斗爭(zhēng)已有數(shù)百年歷史。抗生素在剛開(kāi)始**時(shí)非常**。但是，在長(zhǎng)期濫用抗生素之后，一些細(xì)菌對(duì)抗生素產(chǎn)生了耐藥性。而如今細(xì)菌耐藥性已成為對(duì)我們健康的威脅之一。世界衛(wèi)生組織警告說(shuō)，我們將在不久的將來(lái)進(jìn)入后抗生素時(shí)代，在該時(shí)代，常見(jiàn)的感染和輕傷可能會(huì)導(dǎo)致大量的發(fā)病和死亡。沒(méi)有抗菌**可以使用是一件令人恐怖的事情。因此，人們已經(jīng)做出了許多努力來(lái)開(kāi)發(fā)替代的抗菌**。

光動(dòng)力療法（PDT）作為一種抗菌方法，由于其具有無(wú)創(chuàng)性，高度的時(shí)空可控性，低毒性，不容易產(chǎn)生耐藥性，以及其固有熒光能提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)而已經(jīng)在診療一體化中得到了廣泛應(yīng)用。但是開(kāi)發(fā)同時(shí)具有高亮熒光和**產(chǎn)生活性氧能力的光敏劑并非易事。傳統(tǒng)的光敏劑，如卟啉，BODIPY等，具有巨大的π平面疏水結(jié)構(gòu)，其在水性介質(zhì)中發(fā)生聚集引起的猝滅作用導(dǎo)致其顯示出折中的性能，即活性氧的產(chǎn)生效率被降低，生物成像中的信噪比也被降低。相比之下，具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)（AIE）的光敏劑在發(fā)生聚集之后，由于分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)受限以及系間交叉的增加，其熒光和活性氧的生成效率都得到增強(qiáng)。因此，AIE光敏劑在PDT抗菌中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。

另外，靜電相互作用通常被認(rèn)為是引起細(xì)菌初始靶向的原因。但是很少有人考慮AIE光敏劑的分子電荷對(duì)抗菌效率的影響。許多報(bào)道的AIE光敏劑表現(xiàn)出對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌（G（+））**的光毒性，但并非針對(duì)革蘭氏陰性菌（G（-））。實(shí)際上，由于G（-）細(xì)菌具有保護(hù)性的外膜，大量的外排泵和高選擇性的孔蛋白，它們對(duì)許多抗生素和其他分子具有抗性。因此，與抗G（+）細(xì)菌感染的材料相比，用于**G（-）細(xì)菌感染的抗菌材料非常有限。

香港科技大學(xué)唐本忠院士、郭子健研究助理教授以及其研究團(tuán)隊(duì)與深圳大學(xué)的李瑩副研究員合作設(shè)計(jì)了兩種具有相同發(fā)光基團(tuán)而攜帶不同數(shù)量正電荷的AIE光敏劑，并對(duì)其抗菌性能進(jìn)行了對(duì)比研究（見(jiàn)上圖）。這些AIE光敏劑發(fā)射紅光，具有**的單線態(tài)氧產(chǎn)生能力，可以清晰地成像細(xì)菌，并能在使用超低劑量白光照射時(shí)快速選擇性殺死與哺乳動(dòng)物細(xì)胞混合的細(xì)菌。研究發(fā)現(xiàn)隨著AIE光敏劑正電荷的增加，其對(duì)G（-）細(xì)菌的抗菌效率大大提高，但對(duì)G（+）抗菌效率的提高卻可以忽略不計(jì)。這可能是由于分子正電荷數(shù)量的差異導(dǎo)致分子與G（-）細(xì)菌細(xì)胞壁上的脂多糖（LPS）結(jié)合親和力的**不同。與具有一個(gè)正電荷的AIE光敏劑相比，具有兩個(gè)正電荷的AIE光敏劑與LPS的作用更強(qiáng)，并能取代穩(wěn)定LPS結(jié)構(gòu)的二價(jià)陽(yáng)離子，從而導(dǎo)致細(xì)菌滲透屏障中形成了“裂紋”，因此兩個(gè)正電荷的AIE光敏劑可以部分進(jìn)入周質(zhì)空間和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)并通過(guò)產(chǎn)生的單線態(tài)氧來(lái)破壞G（-）細(xì)菌的生物分子。此工作表明，AIE光敏劑上的正電荷數(shù)量在提高抗G（-）細(xì)菌效率中起著重要的作用。這項(xiàng)工作為新型抗菌材料的合理設(shè)計(jì)提供了新的見(jiàn)解。相關(guān)工作發(fā)表在Small methods上（Killing G(+) or G(?) Bacteria? The Important Role of Molecular Charge in AIE-Active Photosensitizers, Small Methods（DOI:10.1002/smtd.202000046），**作者為石秀娟博士，共同一作為宋海鵬博士。