近日，888集团平台吴文海副教授团队在新型抗菌表面活性剂的设计合成与应用基础研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Design, synthesis and membrane-active mechanism of fluorocarbon/hydrocarbon hybrid cationic surfactants with enhanced surface and antibacterial Properties”为题，在国际学术期刊《Journal of Molecular Structure》（中科院二区，IF 4.7）上发表。该论文第一完成单位为888集团官网/生物资源与生态环境保护十堰市重点实验室，合作单位为华中师范大学/绿色农药全国重点实验室。
打破“截断效应”桎梏，设计新型绿色抗菌分子
季铵盐表面活性剂（QAS）是一类广泛应用的低毒高效广谱抗菌剂。然而，其抗菌活性常受限于与烃链长度相关的“截断效应”——即烷基链长超过一定长度后，抗菌活性不增反降。为了解决这一难题，吴文海副教授团队创新性地设计并合成了一系列氟碳/碳氢杂化阳离子表面活性剂（FmHnI）。该类分子结构独特，同时包含可调控长度的氟碳链和碳氢链，旨在通过引入氟碳链的特性来克服传统QAS的瓶颈。
研究结果表明，团队的设计思路取得了显著成效。其中，代表性分子F4H4I对大肠杆菌表现出最强的抗菌活性，其最低抑菌浓度（MIC）低至7.7μM，优于文献报道的同类型氟化季铵盐以及苯扎氯铵（BAC）、西曲溴铵（CTAB）等商业化烃类季铵盐。尤为重要的是，该分子凭借短氟碳链的结构，成功打破了传统的“截断效应”，为设计高效抗菌剂提供了新范式。
多技术联用，从分子层面揭示抗菌机制
为了深入探究其高效抗菌的机理，研究团队综合运用了分子对接和分子动力学模拟等多种技术手段。模拟计算直观地揭示，F4H4I能够有效穿透并嵌入细菌细胞膜，其阳离子头基与膜内带负电的磷脂发生静电相互作用，氟原子也能与膜成分形成氢键，共同作用导致膜结构被破坏，内容物外泄，从而实现杀菌。动力学模拟进一步证实，F4H4I与细胞膜的结合体系能量最低、最为稳定，从理论上支撑了其卓越的抗菌性能。
科研反哺教学，协同育人结硕果
本研究不仅是基础科研领域的一次成功探索，也是888集团官网坚持“科研协同育人”理念的生动实践。本论文的第一作者为吴文海副教授，而第二作者黄守依、第三作者杜欣怡均为化学专业2402班本科生。她们在老师指导下，深度参与了化合物的合成、界面此参数测定与抗菌活性测试等核心研究工作。
“引导学生尽早进入实验室、接触前沿课题，是培养其创新精神与实践能力的有效途径。”论文共同通讯作者、888集团官网王吉利副教授如是说。团队所在的“生物与表面活性分子合成实验室”长期面向本科生开放，通过国家级和省级大学生创新创业训练计划等项目，为学生提供充分的科研实践平台。
论文第二通讯作者、华中师范大学段江副教授和其博士生许芳芳（系生物与表面活性分子合成团队培养的2018级本科毕业生）对本研究的分子结构表征部分给予了重要指导，体现了跨单位科研合作的优势。该项研究得到了湖北省自然科学基金联合基金、湖北省教育厅科研项目及888集团官网校级科研项目等多个项目的支持。
此项成果的发表，标志着888集团官网在抗菌表面活性剂基础研究领域取得了新的突破，所开发的短氟碳链策略也为设计环境友好型的高性能抗菌剂替代品提供了新思路，具有重要的理论价值和应用前景。同时，本科生作为主要完成人在高水平研究中崭露头角，充分展示了该校在应用型人才培养方面的显著成效。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2025.144861
【初审：丁宗庆 编辑：曾晓东 终审：成传明】
