近日，中国农业科学院茶叶研究所茶叶质量与风险评估创新团队首次研发了茶多酚原位自组装技术，构建了茶多酚金属纳米生物材料，有效清除耐药菌生物膜引起的伤口感染，并系统评估了其安全风险。相关研究结果以“Engineering Antimicrobial metal–Phenolic Network Nanoparticles with High Biocompatibility for Wound Healing”为题发表在国际化学及材料科学著名期刊Advanced Materials上。
茶多酚是茶叶滋味的关键物质，也是茶叶中含量最高的活性成分，具有抗氧化、抗菌和调节代谢疾病等多种生物功能。但茶多酚含有多个酚羟基，容易被氧化、络合等而发生化学结构改变，致使其生物体内利用度低。为解决此难题，该团队利用茶多酚的结构特性开发了一种普适性的茶多酚原位一步自组装方法，实现了在水相常温常压条件下茶多酚稳态纳米生物材料的快速绿色合成。包括不同茶多酚（EGCG,EC,ECG,EGC,TP等），与美国食品药品监督管理局（FDA）批准的戒酒硫代谢物DEDTC和不同金属（Au, Ag，Ce, Mg等）自组装成纳米颗粒。
以儿茶素（EGCG）自组装纳米铜（am-MPN NPs）为例，发现其具有良好的抗菌特性，其抗菌能力比现有报道的其他铜基抗菌材料提高了10-1000倍。虽然EGCG具有良好的体外抑制浮游细菌效应，但对其形成的细菌生物膜却没有明显作用，而am-MPN NPs可极显著的破坏耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）形成的生物膜，并对其引起的皮肤伤口感染愈合有显著促进作用。机制解析发现am-MPN NPs可以破坏细菌壁膜结构，导致细菌内容物泄露；引起细菌内活性氧爆发，核酸结构破坏；以及形成醌蛋白（图示）；其中多酚基材料为特征的醌蛋白介导抗菌机制是首次报道。此外，通过细胞、血液、斑马鱼和小鼠等安全性测试，系统证明了am-MPN NPs活性浓度下的体内外生物安全性，并且使用两种线虫模型验证了其在线虫整个生命周期的长期安全性。该研究为新型稳态茶多酚材料的设计提供了新思路，拓展了茶多酚在生命健康领域的应用。
论文第一作者为我所联合培养硕士研究生俞蓉欣和陈红平研究员，通讯作者为张相春博士以及墨尔本大学林志兴研究员和Frank教授。该研究得到了浙江省“领雁”项目、中国农业科学院科技创新工程和青创专项以及国家自然科学基金等项目资助。
日期：2023-12-11
