细菌生物膜及其微环境对抗菌药物设计构成了重大挑战。微环境响应的模拟过氧化物酶（POD）纳米材料已被证明是消除细菌生物膜的有效策略。然而，它们绝大多数对生物膜的渗透性较差，且通常需要外源性H2O2和/或酸参与。针对这一共性问题，中国科学院宁波材料所王宇辉/郑建萍团队联合温州医科大学陈杨军团队，通过简便的微波辅助碳化方法，报道了一种具备超小尺寸、优异类POD活性与表面正电荷的铜掺杂碳纳米点（CuCD1）。体外研究证实，CuCD1具有良好的生物膜渗透能力。正如预期，CuCD1在弱酸性的细菌生物膜微环境中能够催化内源性H2O2分解产生羟基自由基（•OH），从而对细菌造成显著损伤。这种增强的氧化应激导致细胞膜通透性增加，最终引发细胞死亡，并彻底清除生物膜碎片及暴露细菌。进一步，为了证实其体内应用潜力，我们将CuCD1引入由羧甲基壳聚糖（CMCS）和氧化葡聚糖（ODEX）共价交联的水凝胶体系中。实验结果表明，复合水凝胶相较于对照组展现出更为优异的抗菌与创面修复效果，促进了伤口愈合并加速了胶原蛋白的生成。本研究不仅为碳点基抗菌药物的设计制备提供了新策略，亦将丰富生物被膜微环境响应型抗菌纳米药物的设计思路。
图1. （A）模拟过氧化酶样CuCDs的设计制备与筛选；（B）超小尺寸、正电荷CuCD1应用于微环境响应的细菌生物膜清除与高效抗菌；(C) 可注射的CuCD1包埋CMCS-ODEX水凝胶用于感染创面抗菌与修复
参考文献：Li, Lin, Wang, Yuhui*, Hu, Shixu, Chang, Xiaofan, Ding, Qiaojiao, Wang, Kaizhe, Chen Yangjun*, Zheng, Jianping* (2025). Peroxidase-like copper-doped carbon-dots embedded in hydrogels for stimuli-responsive bacterial biofilm elimination and wound healing. Acta Biomaterialia. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2025.02.022