近日，理学院吴丰民教授课题组与南京大学章东教授、南京中医药大学附属医院张春兵教授课题组合作，利用声动力疗法对大肠杆菌及生物膜的抑制作用，系统研究了微泡介导下空化剂量和活性氧产生的增强效果。

声动力疗法（SDT）是一种新兴的抗菌疗法。本工作选择血卟啉单甲醚（HMME）作为声增敏剂，研究了SDT中微泡介导的空化增强对大肠杆菌和生物膜的抑制作用。首先，研究了微泡介导的空化效应对不同浓度（10μg/ml、30μg/ml、50μg/ml）HMME的影响。以1，3-二苯基异苯并呋喃（DPBF）为指示剂，用吸收光谱法研究了微泡介导的空化对活性氧（ROS）产生的影响。其次，利用琼脂培养基、激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜，研究了微泡介导的空化对细菌活性和形态的影响。最后，通过激光共聚焦显微镜评价了空化与SDT联合对生物膜的抑制作用。

图1 实验流程及原理、惯性空化剂量（ICD）与超声强度的关系、活性氧产量检测

研究结果表明：（1）微泡介导的超声空化能显著提高空化强度和ROS的产生。（2）微泡介导的声空化可以改变细菌的形态结构。（3）可以显著增强SDT对大肠杆菌及其生物膜活性的抑制作用。与对照组相比，添加微泡使死亡细菌数量分别增加61.7%、71.6%和76.2%。生物膜的荧光强度分别降低了27.1%、80.3%和98.2%。本工作在添加微泡以确保抗菌和生物膜抑制效果的基础上，研究了SDT中空化效应对细菌结构的影响，为进一步揭示SDT的内在机制奠定了基础。

图2 大肠杆菌形态结构及SDT治疗效果

相关成果以“Enhanced cavitation dose and reactive oxygen species production in microbubble-mediated sonodynamic therapy for inhibition of Escherichia coli and biofilm”为题发表在声学领域权威期刊《Ultrasonics Sonochemistry》（中科院一区Top，31种声学期刊排名第一）。哈尔滨理工大学为论文第一完成单位，吴丰民教授、张春兵教授、章东教授为共同通讯作者，金牌娱乐app_金牌娱乐注册￥注册官网物理学硕士研究生李长龙、南京中医药大学附属医院滕凤猛博士为论文的共同第一作者，该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。（https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2024.106853）

    作为金牌娱乐app_金牌娱乐注册￥注册官网柔性引进高层次人才，章东教授组建了物理学科声学研究团队，在锐意创新、形成特色的过程中，近两年团队在Ultrason. Sonochem.、Appl. Acoust.、J. Vib. Control.、Acta Physica Sinica等期刊发表多篇声学学术论文。