耐药菌感染已对全球公共卫生安全构成了重大威胁。开发可特异性标记、在活体水平精准检测病原菌的分子探针，是减少抗生素滥用和实现病原菌精准诊治的前提。然而，细菌粘附活体表面后构筑了复杂生物膜屏障，导致传统的分子探针难以穿透及精准定位到感染部位，进而干扰了病原菌活体诊治的精准度。而近年来新兴的声动力技术，相较于传统的光动力，有效改善了活体组织穿透能力（10 cm vs. 0.5 cm）。然而，目前发展的有机声敏剂主要源于传统的光敏剂，其分子结构与活性氧生成效率之间的关联仍缺乏系统的研究。

近日，华中师范大学孙耀教授，在课题组前期发展的金属大环超分子探针（Nat. Commun., 2022, 13, 2009、PNAS, 2022, 119, e209904119和Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202301560）的基础上，针对病原菌形成的复杂生物膜微环境，创新性提出了超分子供受体协同调控策略构筑兼顾长波长发射和高生物膜穿透的超分子探针（Ru-A3-TTD），实现了活体水平耐药菌感染部位的精准定位及高效声动力治疗抗菌。

筛选出来的Ru-A3-TTD具备多重优势：1）长波长发射增强了其在活体组织中病原菌示踪能力；2）富含正电荷和纳米尺寸的特性能够使Ru-A3-TTD有效区分哺乳细胞和病原菌；3）大空间位阻的Ru-A3-TTD可以有效降低其与生物膜中生物大分子的相互作用，进而提升了Ru-A3-TTD生物膜穿透能力，从而在深层部位产生更多的活性氧；4）展现出类过氧化氢酶（CAT）和类过氧化物酶（POD）的活性，调控生物膜乏氧微环境以增强活性氧的产生并丰富活性氧种类；5）通过消耗谷胱甘肽和超声催化氧化辅酶NADPH来破坏微环境的氧化还原稳态，以保护生成的活性氧。

3D共聚焦荧光成像显示富含正电荷且大空间位阻的Ru-A3-TTD具有优异的生物膜穿透能力，而其荧光小分子配体则无法穿透生物膜。

最终Ru-A3-TTD在活体水平可以精准定位于耐药病原菌感染部位，并通过高信噪比成像引导声动力高效抗菌进而修复伤口。该工作不仅为病原菌感染的活体精准诊疗研究提供了新的解决途径，也为有机声敏剂的构效关系研究提供了新的思路。