????克日，高興發課題組在納米毒理化學的理論設計偏向取得新進展，相關效果以Integrated Computational and Experimental Framework for Inverse Screening of Candidate Antibacterial Nanomedicine（抗菌納米藥物反向篩選的計算與實驗集成方案）爲題發表在ACS Nano。該事情在課題組近期提出的n呋盘栟D導理論”（Acc. Chem. Res. 2023, 56, 2366-2377; Adv. Mater., 2023, 2211151）的基礎上，發展了一套集成了科學計算與3D打印技術的方案，實現了從质料數據庫中高效、准確地篩選具有抗菌潛力的納米质料，並通過濕法實驗進行了驗證（圖1）。該方案可移植性強，能夠接入人工智能算法，對醫用納米质料的高通量篩選具有主要意義。
圖1. 篩選抗菌納米质料的“計算+實驗”集成方案。該方案發展了一種針對质料數據庫（Materials Project）的計算機法式，實現了HO吸附能（Eads,OH）的高通量自動計算，使用Eads,OH預測合金納米质料活化H2O2的催化活性，使用元素共價半徑（Rc,mix）預測其細胞毒性，使用3D打印技術進行二ci篩選，用濕法化學進行實驗驗證，最終獲得了具有優異抗菌活性的合金納米质料。
兴振奋课题组恒久从事纳米毒理化学的基础理论研究，生长相关理论模袌D芭趟慊ㄖ桨�，在少量实验或无需实验的条件下展望纳米质料杀死有害细胞、掩护正常细胞等生物医学功效，以期缩短相关医用纳米质料的研究周期，节约研究成本。在gai研究中，他们基于纳米质料通过外貌催化作用活化H2O2，氧化細菌有機質，殺死細菌這一關鍵化學機制，使用他們之条件出的納米外貌活化H2O2理論模子，預測納米质料的抗菌活性。同時，他們使用前人提出的納米质料細胞毒性的定量構效關系（Nano-QSAR）模子，預測质料對正常細胞的清静性，發展了從Materials Project质料庫中高通量篩選合金納米粒子的計算方案。該方案同時考慮了质料活化H2O2的抗菌活性以及對正常細胞的清静性，從而能夠篩選出具有高效抗菌活性同時對正常細胞具有較低毒性的抗菌质料。隨後，使用掃描探針嵌段共聚物光刻技術（SPBCL）制備出高度均勻的金屬/合金納米顆粒，進行二ci實驗篩選。計算和實驗篩選結果批注AuCu3合金兼具高催化活性和清静性，是一種潛在的抗菌納米藥物，最後通過濕化學要领制備了AuCu3纳米质料，验证了其对正常细胞的清静性和优良的抗菌活性，证实晰集成筛选方案的可靠性。相关盘算机法式已取得中华人民共和国国家版权局盘算机软件著作权挂号认证（圖2），可訪問https://github.com/xingfagao/PyPOD獲得。
圖2. 高通量篩選抗菌合金质料的計算機法式的著作權登記證書。
k8凯发科学中央征甲甲副研究員为gai研究事情的第一作者，兴振奋研究員为通讯作者，南京大学、湖南大学、南京林业大学的相助者为配合第一作者或配合通讯作者。gai事情获得了国家重点研发妄想，国家自然科学基金和k8凯发科学中央等项目的资助。
論文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c09128
