Symmetrical Localized Built-in Electric Field by Induced Polarization Effect in Ionic Covalent Organic Frameworks for Selective Imaging and Killing Bacteria

卟啉 共价键 离子键合 光化学 密度泛函理论 电场 电子转移 材料科学 化学 光敏剂 粪肠球菌 有机化学 计算化学 大肠杆菌 离子 物理 基因 量子力学 生物化学
作者
Jianfang Li,Huiqin Jin,Tao Qin,Feng Liu,Shuilin Wu,Liheng Feng
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (5): 4539-4550 被引量:41
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c11628
摘要

Photocatalytic materials are some of the most promising substitutes for antibiotics. However, the antibacterial efficiency is still inhibited by the rapid recombination of the photogenerated carriers. Herein, we design a cationic covalent organic framework (COF), which has a symmetrical localized built-in electric field due to the induced polarization effect caused by the electron-transfer reaction between the Zn-porphyrin unit and the guanidinium unit. Density functional theory calculations indicate that there is a symmetrical electrophilic/nucleophilic region in the COF structure, which results from increased electron density around the Zn-porphyrin unit. The formed local electric field can further inhibit the recombination of photogenerated carriers by driving rapid electron transfer from Zn-porphyrin to guanidinium under light irradiation, which greatly increases the yield of reactive oxygen species. This COF wrapped by DSPE-PEG2000 can selectively target the lipoteichoic acid of Gram-positive bacteria by electrostatic interaction, which can be used for selective discrimination and imaging of bacteria. Furthermore, this nanoparticle can rapidly kill Gram-positive bacteria including 99.75% of Staphylococcus aureus and 99.77% of Enterococcus faecalis at an abnormally low concentration (2.00 ppm) under light irradiation for 20 min. This work will provide insight into designing photoresponsive COFs through engineering charge behavior.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
AiQi完成签到 ,获得积分10
2秒前
阳光笑颜完成签到,获得积分10
10秒前
lii完成签到,获得积分10
11秒前
爱沉淀的太阳花完成签到,获得积分10
11秒前
童77完成签到 ,获得积分10
17秒前
19秒前
灼灼朗朗完成签到,获得积分10
30秒前
wei jie完成签到 ,获得积分10
33秒前
34秒前
keyan完成签到,获得积分10
36秒前
赤凰太一完成签到 ,获得积分10
38秒前
ybwei2008_163完成签到,获得积分10
39秒前
顺其自然发布了新的文献求助10
39秒前
42秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
43秒前
神一样的鸟完成签到 ,获得积分10
45秒前
蓝梦诗音完成签到 ,获得积分10
46秒前
Alvin完成签到 ,获得积分10
47秒前
nnn完成签到 ,获得积分10
47秒前
Lny发布了新的文献求助10
49秒前
54秒前
1分钟前
勤恳的语蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
内向鼠标完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ZHANG完成签到 ,获得积分10
1分钟前
huluwa完成签到,获得积分10
1分钟前
东北三省完成签到,获得积分10
1分钟前
guangwow发布了新的文献求助10
1分钟前
思源应助allrubbish采纳,获得10
1分钟前
爆米花应助zoomer采纳,获得10
1分钟前
卷123完成签到,获得积分10
1分钟前
puritan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
allrubbish发布了新的文献求助10
1分钟前
guangwow完成签到,获得积分10
1分钟前
体贴皮带完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zoomer发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
Too Much of Two Good Things: Investment Protection and Environmental Protection in International Law 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7673498
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9239963
关于积分的说明 19903181
捐赠科研通 7243045
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285574
关于科研通互助平台的介绍 2443659
邀请新用户注册赠送积分活动 2287845