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目的:研究针对β-内酰胺酶高表达的耐药菌有效的小分子光敏剂,期望筛选出1-2种选择性高、水溶性佳、生物相容性好且抗菌活性强的光敏剂,为应对细菌耐药这一全球性问题提供新思路。方法:(1)OHOA-CA光敏剂探针的设计制备与表征。首先将头孢菌素进行碘化,从而增强头孢菌素的反应活性。然后将反应产物与OHOA反应,生成中间体1,再将中间体1氧化生成中间体2,从而消除异构体,使之更加稳定。最后将中间体2进行脱保护,生成最终产物OHOA-CA光敏剂探针。随后对中间体1,中间体2以及最终产物OHOA-CA光敏剂探针分别通过低分辨质谱和核磁氢谱、碳谱进行表征,确定OHOA-CA光敏剂探针最终结构。(2)OHOA-CA光敏剂探针的光物理学性质。将固定浓度的OHOA-CA光敏剂探针与固定浓度的β-内酰胺酶在固定温度下反应一段时间,利用紫外分光光度计和荧光分光光度计检测OHOA-CA光敏剂探针在水溶液中的吸光度和吸收及发射光谱;将固定浓度的OHOA-CA光敏剂探针分别与不同浓度的β-内酰胺酶在固定温度下反应一段时间,记录OHOA-CA光敏剂探针的荧光光谱变化,从而获得OHOA-CA光敏剂探针与β-内酰胺酶反应能力的光谱图;将固定浓度的OHOA-CA光敏剂探针分别与不同的潜在干扰物混合,如无机盐、氨基酸、氧化/还原性小分子、酯酶、胰蛋白酶、金属基质蛋白酶等,然后用荧光分光光度计检测OHOA-CA光敏剂探针荧光强度的变化,从而获得OHOA-CA光敏剂探针的抗干扰能力数据;将固定浓度的OHOA-CA光敏剂探针与固定浓度的β-内酰胺酶在不同温度、不同p H值条件下分别反应一段时间,记录OHOA-CA光敏剂探针的荧光光谱变化,从而获得OHOA-CA光敏剂探针的稳定性数据;将固定浓度的9,10-蒽二烷基双亚甲基二丙二酸(ABDA)与固定浓度的OHOACA光敏剂探针在加入β-内酰胺酶与不加入β-内酰胺酶的情况下进行对照,反应一段时间用500 nm LED进行光照,利用紫外分光光度计检测紫外光谱变化,从而检测OHOA-CA光敏剂探针与β-内酰胺酶反应光照产生的单线态氧。(3)OHOA-CA光敏剂探针的水解与光谱变化机制。利用软件Autodock 4.2和Discovery Studio 2021进行对接计算,验证OHOA-CA光敏剂探针与β-内酰胺酶的亲和力;利用时间相关密度泛函理论计算(TD-DFT)评价OHOA-CA光敏剂探针与β-内酰胺酶反应的光谱变化。(4)OHOA-CA光敏剂探针的生物荧光成像。首先,以小鼠上皮样成纤维细胞系(L929)细胞作为实验对象,利用细胞增殖-毒性检测试剂盒(CCK-8)研究OHOA-CA光敏剂探针对细胞的暗毒性和光毒性;然后,选用产生β-内酰胺酶的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)作为实验对象,金黄色葡萄球菌(S.aureus)、大肠杆菌(E.coli)作为对照,分别与固定浓度的OHOA-CA光敏剂探针孵育一定时间,利用共聚焦显微镜对其进行拍照,以验证OHOA-CA光敏剂探针在MRSA中的特异性生物成像。(5)OHOA-CA光敏剂探针的体外抗菌。首先验证OHOA-CA光敏剂探针对MRSA的暗毒性,将不同浓度的OHOA-CA光敏剂探针分别与MRSA以1:1体积共同孵育一段时间,在37℃摇床内放置2小时后稀释一定浓度涂板,将MRSA菌板置于摇床中,15小时后计数细菌菌落数;随后对其光动力抗菌效果进行检测,将不同浓度的OHOA-CA光敏剂探针分别与MRSA以1:1体积共同孵育,用500 nm LED光照一定时间,在37℃摇床内放置2小时后稀释一定浓度涂板,将MRSA菌板置于摇床中,15小时后计数细菌菌落数;将固定浓度的OHOA-CA光敏剂探针与MRSA以1:1体积共同孵育一段时间,用500nm LED分别照射不同时间,在37℃摇床内放置2小时后稀释一定浓度涂板,将MRSA菌板置于摇床中,15小时后计数细菌菌落数。结果:(1)OHOA-CA光敏剂探针与β-内酰胺酶反应后,释放荧光母核,使荧光强度明显增强。紫外也发生明显红移。(2)OHOA-CA光敏剂探针与β-内酰胺酶反应具有时间依赖性,随着时间的延长,荧光强度发生明显增强。(3)OHOA-CA光敏剂探针与β-内酰胺酶的反应随着β-内酰胺酶浓度的增加,荧光强度明显增强。(4)OHOA-CA光敏剂探针对β-内酰胺酶表现出良好的特异性与稳定性。(5)OHOA-CA光敏剂探针与β-酰胺酶具有良好的亲和力。(6)OHOA-CA光敏剂探针与β-内酰胺酶共同孵育,在500 nm LED照射下会产生单线态氧。(7)OHOA-CA光敏剂探针与正常组织相容性良好,不会损伤正常组织和细胞。(8)OHOA-CA光敏剂探针能特异性识别表达β-内酰胺酶的MRSA,并产生绿色荧光。(9)OHOA-CA光敏剂探针具有良好的光动力抗菌效果。结论:(1)OHOA-CA光敏剂探针能够特异性地检测表达β-内酰胺酶的MRSA。(2)OHOA-CA光敏剂探针对MRSA具有选择性光动力抗菌作用。