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　　背景：全球抗生素耐药性细菌感染的上升加剧了对可规模化且生物相容性抗菌纳米材料的需求。木质素是一种丰富的可再生生物聚合物，具有内在抗菌活性，但其有限的水加工性和适度的抗菌效力限制了其直接应用。方法：研究人员使用木质素磺酸钠（SLS）作为木质素前体，Fe

　　背景：全球抗生素耐药性细菌感染的上升加剧了对可规模化且生物相容性抗菌纳米材料的需求。木质素是一种丰富的可再生生物聚合物，具有内在抗菌活性，但其有限的水加工性和适度的抗菌效力限制了其直接应用。方法：研究人员使用木质素磺酸钠（SLS）作为木质素前体，Fe

　　作为配位组分，通过水相一锅法制备了木质素-铁纳米颗粒（LS-Fe），过程中未使用有机溶剂。对纳米颗粒的尺寸、分散性、表面电荷、形貌、铁掺入量以及批次间重复性进行了表征。评估了它们对金黄色葡萄球菌（*Staphylococcus aureus*）和大肠杆菌（*Escherichia coli*）的抗菌活性、对细菌生长、生物膜生物量、膜完整性、细胞内活性氧（ROS）和脂质过氧化的影响。使用去铁胺、硫脲、过氧化氢酶和H

　　进行了Fe/ROS调节实验。在金黄色葡萄球菌感染伤口的小鼠模型中评估了探索性体内疗效和安全性。结果：LS-Fe形成了稳定的胶体纳米颗粒，其流体动力学直径为126.63 nm，多分散指数为0.19，ζ电位为-44.7 mV。在初步的体外实验中，LS-Fe显示出比原始SLS对两种菌株更强的抗菌活性趋势。LS-Fe处理与细胞内ROS和脂质过氧化增加、细菌膜损伤、抑制生物膜形成以及减少预形成生物膜的残余生物量相关。去铁胺、硫脲和过氧化氢酶减弱了LS-Fe介导的抗菌活性，而外源性H

　　增强了该活性，这支持了可能的Fe介导的氧化抗菌贡献。在探索性感染伤口模型中，局部LS-Fe处理与更快的伤口闭合、减少的细菌负荷以及改善的伤口修复组织学特征相关，同时在测试剂量下未观察到主要器官出现明显的组织病理学异常。结论：水相一锅法制备LS-Fe提供了一种简单的无有机溶剂策略，将木质素纳米颗粒形成与铁功能化整合在一起。初步发现支持进一步研究LS-Fe作为一种可持续的抗菌纳米材料用于感染伤口管理，但仍需进行更大规模的验证性研究以及更全面的机制和安全性评估。

　　**论文解读：木质素-铁纳米颗粒的无溶剂一锅法制备及其在增强抗菌治疗中的应用**

　　全球范围内抗生素耐药性细菌感染的日益严峻，对安全、有效且可持续的抗菌材料提出了迫切需求。天然抗菌物质（如来源于植物、动物和微生物的化合物）因其可再生性、结构多样性和良好的生物相容性而备受关注。然而，许多天然抗菌剂存在抗菌效力有限、水溶性差、稳定性不足以及规模化生产困难等局限性。木质素作为地球上最丰富的可再生芳香族生物聚合物，富含酚羟基、甲氧基、磺酸基和羧基，可通过破坏细菌膜、氧化还原活性及活性氧（ROS）相关损伤发挥抗菌作用。然而，天然木质素结构异质性高、水分散性差、单独抗菌活性较弱，限制了其高性能应用。将木质素转化为纳米颗粒可提高其比表面积、增强与细菌膜的接触并富集表面功能基团，从而提升生物活性。与功能性无机或金属组分杂化可进一步改善抗菌性能。但传统的木质素纳米化方法（如反溶剂沉淀、机械破碎、静电纺丝）存在溶剂用量大、多步加工、粒径不均、能耗高或产率低等问题，难以实现绿色可规模化制备。因此，开发一种在同一过程中同时实现木质素自组装和功能化的无溶剂或低溶剂一锅法路线具有重要价值。

　　为解决上述问题，研究人员设计了一种绿色一锅法策略，以木质素磺酸钠（SLS）为木质素前体，Fe3+为配位组分，制备了木质素-铁纳米颗粒（LS-Fe）。该策略旨在通过Fe3+配位驱动纳米颗粒形成，同时提供类芬顿反应活性位点以放大氧化应激抗菌效应，从而克服传统纳米化方法的溶剂依赖性和规模化限制，以及原始木质素抗菌活性较弱的问题。研究结果表明，LS-Fe在体外对金黄色葡萄球菌（*S. aureus*）和大肠杆菌（*E. coli*）表现出比原始SLS更强的抗菌活性趋势，能抑制细菌生长、破坏生物膜、诱导细菌膜损伤，并伴随细胞内ROS和脂质过氧化标志物丙二醛（MDA）水平升高。Fe/ROS调节实验进一步支持了Fe介导的类芬顿氧化机制。在金黄色葡萄球菌感染伤口的小鼠模型中，局部LS-Fe处理与更快的伤口闭合、减少的细菌负荷、降低的炎症反应以及促进再上皮化、胶原沉积和血管生成的组织学特征相关，且在测试剂量下未观察到主要器官的明显组织病理学异常。该论文发表在《Drug Design, Development and Therapy》。这项工作的主要贡献在于将绿色合成与抗菌功能化整合于一个基于木质素的纳米系统中，无溶剂一锅法简化了制备流程，有利于规模化，而Fe3+配位在不引入高毒性合成添加剂的情况下提升了抗菌性能。

　　研究人员采用的关键技术方法包括：①动态光散射（DLS）和ζ电位分析测定LS-Fe的流体动力学尺寸、多分散指数（PDI）和表面电荷；②透射电子显微镜（TEM）观察纳米颗粒形貌；③电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）定量铁含量和负载效率；④傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征Fe-SLS相互作用；⑤平板菌落计数法和生长曲线测定评估抗菌活性；⑥DCFH-DA荧光探针检测细胞内ROS水平；⑦硫代巴比妥酸反应物法（MDA试剂盒）测定脂质过氧化；⑧Live/Dead染色结合共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察细菌膜完整性；⑨扫描电子显微镜（SEM）观察细菌微观形貌；⑩结晶紫染色法评估生物膜形成抑制和预形成生物膜生物量减少；?建立金黄色葡萄球菌感染伤口小鼠模型，通过伤口面积测量、平板涂布法测定细菌负荷、苏木精-伊红（H&E）染色、Masson染色和CD31免疫组化染色评估组织学修复和体内安全性。样本来源为雄性BALB/c小鼠（6–8周龄，购自江苏集萃药康生物科技股份有限公司）。

　　通过无溶剂一锅法制备得到红棕色胶体悬液，呈现出丁达尔效应。DLS显示LS-Fe平均流体动力学直径为126.63 nm，PDI为0.19，ζ电位为-44.7 mV，表明粒径分布窄、分散性好、胶体稳定性高。TEM图像显示主要为球形纳米颗粒，部分呈不规则多边形。批次间分析显示纳米颗粒产率为67.0±1.4%，铁含量为3.98±0.09 wt%，铁负载效率为85.2±3.6%，粒径、PDI和ζ电位在批次间保持窄范围，表明可接受的重复性。FTIR光谱中氧和磺酸基相关指纹区吸收峰的变化提供了Fe-SLS相互作用的初步证据。

　　平板菌落计数实验显示，在4 mg/mL浓度下，LS-Fe使金黄色葡萄球菌存活率降至15%，而SLS为59%；对大肠杆菌，在8 mg/mL浓度下，LS-Fe使存活率降至几乎检测不到的水平，而SLS为23%。这表明LS-Fe对两种菌株均表现出比原始SLS更强的抗菌活性趋势。

　　**3. 生长曲线小时监测期内，LS-Fe处理组的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌OD

　　结晶紫染色实验显示，LS-Fe处理组在生物膜形成抑制实验和预形成生物膜短期暴露生物量减少实验中，吸光度值均低于PBS对照组和SLS组，表明LS-Fe可能具有抑制生物膜形成和快速减少预形成生物膜残余生物量的双重活性。

　　SEM图像显示，LS-Fe处理后金黄色葡萄球菌表面粗糙、出现凹陷和裂纹样损伤，大肠杆菌出现明显变形、细胞缩短和胞质收缩，表明细胞壁完整性受损，损伤程度较SLS组更明显。

　　CLSM图像显示，LS-Fe处理组红色荧光（死菌）显著增强，绿色荧光（活菌）几乎消失。定量分析显示，金黄色葡萄球菌的死亡荧光分数从对照组接近0%增至SLS组的11.16%和LS-Fe组的近100.00%；大肠杆菌的对应值分别为0.37%、6.91%和100.00%，表明LS-Fe导致细菌膜通透性丧失。

　　DCFH-DA探针检测显示，LS-Fe处理组金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的细胞内ROS水平均高于PBS和SLS组。MDA检测显示，LS-Fe处理组MDA水平显著升高，表明脂质过氧化加剧。Fe/ROS调节实验进一步证实，铁螯合剂去铁胺、羟自由基清除剂硫脲和过氧化氢酶可部分恢复细菌存活率并降低ROS水平，而外源性H

　　在金黄色葡萄球菌感染伤口小鼠模型中，LS-Fe局部处理组伤口闭合速度更快，且在第11天伤口面积残余率低于对照组和SLS组。伤口组织细菌负荷平板涂布显示LS-Fe组几乎无可见菌落。体重监测无异常波动。H&E染色显示LS-Fe组炎症细胞浸润减少、再上皮化和肉芽组织成熟加速；Masson染色显示胶原纤维沉积和成熟增加；CD31免疫组化显示血管密度和CD31表达升高。主要器官H&E染色未见明显异常，初步支持LS-Fe的局部使用安全性。

　　本研究开发的LS-Fe通过无溶剂一锅法整合了木质素纳米颗粒形成与铁功能化，简化了制备流程，有望规模化。初步数据表明，LS-Fe在体外对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出比原始SLS更强的抗菌活性趋势，并能抑制生物膜形成、破坏已形成的生物膜、诱导细菌膜损伤和氧化应激。体内探索性实验显示其可促进感染伤口愈合。然而，研究存在若干局限性：部分实验组独立观察次数较少（小于5），南宫28下载未进行正式推断性统计分析，结果仅为初步且需假设生成性解读；抗菌谱仅涵盖两种菌株，需扩展至MRSA和铜绿假单胞菌；需更大样本量的验证性研究；需系统评估长期生物安全性、药代动力学、局部滞留、降解及铁释放行为；需优化Fe

　　3+负载比和反应参数；生物膜实验需结合基于活性的成熟生物膜更全面评估；观察期仅11天，不足以评估完全愈合和晚期组织重塑，后续研究应延长至21–28天。

　　这项探索性研究开发了一种简便、无溶剂的一锅法制备木质素-铁纳米颗粒（LS-Fe）的策略，以木质素磺酸钠（SLS）和铁离子为原料。该方法可帮助解决传统木质素纳米化方法的关键限制，包括溶剂依赖性、多步加工和规模化约束。理化表征支持了纳米级LS-Fe胶体颗粒的形成，具有窄粒径分布、良好的水相稳定性和适于初步抗菌评估的形貌。与原始SLS相比，LS-Fe在初步体外实验中显示出对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌更强的抗菌活性趋势。描述性观察表明，LS-Fe抑制细菌生长、抑制生物膜形成、减少预形成生物膜残余生物量并诱导细菌膜损伤。探索性机制分析进一步表明，LS-Fe处理与细胞内ROS和MDA水平升高相关，提示氧化应激和脂质过氧化可能参与其抗菌活性，与可能的Fe介导的类芬顿贡献一致。在一个小型探索性体内模型中，局部LS-Fe处理与减少的细菌负荷、更快的伤口闭合、减轻的炎症以及符合再上皮化、胶原沉积和血管生成的组织学特征相关。在测试剂量下，主要器官未观察到明显组织学异常。