抗生素耐药性已成为全球公共卫生的严峻挑战，寻找不依赖传统生化靶点的新型抗菌策略迫在眉睫。二维黑磷纳米片因具有物理切割杀菌潜力和良好的体内可降解性而备受关注。然而，其临床转化仍面临着严重依赖有毒溶剂剥离、生理环境下易氧化降解、杀菌作用依赖光激活，以及缺乏对宿主细胞选择性等诸多瓶颈。如何突破这些限制，开发出兼具高抗菌活性和高生物相容性的新型黑磷纳米材料，是该领域亟待解决的重要科学问题。

  针对上述难题，四川大学生物医学工程学院、国家生物医学材料工程技术研究中心王云兵教授/张婕妤副研究员团队利用天然植物多酚——单宁酸作为剥离促进剂和表面稳定剂，在环保溶剂中制备了超薄的单宁酸“铠甲化”黑磷纳米片（TA-BPNs）。研究发现，单宁酸不仅赋予了材料良好的抗氧化半衰期，还使其具备了非光依赖的靶向杀菌能力。由于细菌细胞膜富含圆锥形脂质而呈现高负本征曲率，哺乳动物细胞膜则相对平坦（曲率接近零），当材料锚定在细胞膜上后，高曲率的细菌膜会与纳米片产生拓扑结构不匹配。这种几何上的不匹配将机械应力高度集中在纳米片边缘，从而迅速划破细菌膜导致其死亡；而具有近乎零本征曲率的哺乳动物细胞膜则能有效抵抗该机械应力，确保了材料良好的生物相容性。

  2026年6月2日，相关工作以“Curvature-Selective Antibacterial Potency of Tannic Acid-Armored Black Phosphorus Nanosheets against Multispecies Biofilms and Resistant Systemic Infections”为题发表在ACS Nano上。四川大学王云兵教授和张婕妤副研究员为论文共同通讯作者，博士研究生许媛媛为第一作者。

示意图 TA-BPNs的绿色制备、抗菌功效及曲率选择性机制。

图1. BPNs和TA-BPNs的制备和表征。

图2. TA-BPNs对浮游细菌和哺乳动物细胞的影响。

图3. TA-BPNs选择性破坏细菌膜并维持哺乳动物细胞完整性的机制研究。

图4. TA-BPNs 在小鼠全身感染模型中的体内治疗效果。

  综上所述，该研究通过绿色超分子工程突破了黑磷纳米片在环境稳定性和生物安全性上的应用瓶颈，跳出了传统“化学受体-配体”靶向的思维框架，提出了一种基于物理拓扑形态的“曲率选择性”抗菌新策略。这一策略为对抗日益严峻的耐药菌感染及体内复杂生物被膜，提供了一种具有广泛适用性和临床转化潜力的通用型纳米材料新方案。

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.6c01727