一种抗菌纳米材料及其制备方法

本申请涉及纳米材料，尤其涉及一种抗菌纳米材料及其制备方法。

背景技术：

1、细菌感染在全球范围内仍然是一个严重的健康挑战。抗生素是目前治疗细菌感染疾病最有效的方法，然而抗生素的持续和过度使用导致耐药性细菌不断增加，使得传统抗生素的治疗效果逐渐减弱，加大了感染治疗的难度。因此迫切需要开发新型抗菌材料用于对抗细菌感染。

2、为了克服传统抗生素的局限性，人们一直致力于开发可替代抗生素使用的新型策略。近年来，光热疗法(ptt)、光动力疗法(pdt)和化学动力学疗法(cdt)等治疗方法已被应用于对抗细菌感染。其中，ptt一直被应用于局部致病菌感染，具体来说是利用具有较高光热转换效率的材料，在近红外光照射下产生足够的热量来破坏细胞膜和引起蛋白质变性，从而杀死细菌。然而，单模态ptt也具有一定的局限性，通常需要使用高功率密度的近红外激光来进行长期暴露照射才能达到治疗效果，这也会对正常组织造成损伤。cdt是通过芬顿或类芬顿反应将环境中的h2o2转化为高毒性的羟基自由基(·oh)，利用其诱导细菌凋亡，进而实现高效的杀菌作用。然而，生理微环境中的h2o2浓度(50-100μm)有限，不足以使cdt产生足够高的·oh来达到理想的治疗效果。

3、纳米酶是一种能模拟天然酶催化活性的多功能纳米材料，因其具有可控的催化活性、较高的稳定性和良好的生物相容性，被广泛应用于抗感染治疗。然而，纳米酶与细菌的相互作用弱；材料缺乏特异靶向性，对正常组织存在一定危害等因素严重限制了纳米酶的实际应用。因此，本领域急需开发一种简单高效的多功能抗菌纳米材料来应对细菌感染问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种抗菌纳米材料及其制备方法，以解决目前细菌感染治疗不理想的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种抗菌纳米材料，抗菌纳米材料包括抗菌本体，抗菌本体包括金属有机框架和金纳米颗粒，金属有机框架具有过氧化物酶活性，金纳米颗粒负载于金属有机框架。

3、作为一种可选的实施方式，金属有机框架包括zif-67。

4、作为一种可选的实施方式，抗菌纳米材料还包括靶向材料，靶向材料能够为细菌提供能量来源。

5、作为一种可选的实施方式，靶向材料包括海藻糖和葡聚糖中的至少一种。

6、作为一种可选的实施方式，抗菌纳米材料呈颗粒状，抗菌纳米材料的粒径为150～250nm。

7、第二方面，本申请提供了一种抗菌纳米材料的制备方法，方法包括：

8、得到金属有机框架，金属有机框架具有过氧化物酶活性；

9、在金属有机框架上原位生长金纳米颗粒，得到抗菌本体。

10、作为一种可选的实施方式，得到金属有机框架包括：

11、把2-甲基咪唑溶液与六水合氯化钴溶液混合反应，得到金属有机框架；

12、其中，2-甲基咪唑溶液的质量浓度为1～1.2g/ml，2-甲基咪唑溶液的用量为450～550μl；

13、六水合氯化钴溶液的质量浓度为0.2～0.4g/ml，六水合氯化钴溶液的用量为140～160μl。

14、作为一种可选的实施方式，在金属有机框架上原位生长金纳米颗粒，得到抗菌本体包括：

15、把金属有机框架分散于溶剂，后与四氯金酸溶液和硼氢化钠溶液混合反应，得到抗菌本体；

16、其中，四氯金酸溶液和硼氢化钠溶液的混合顺序为：先四氯金酸溶液、后硼氢化钠溶液。

17、作为一种可选的实施方式，方法还包括：在抗菌本体表面包裹靶向材料，得到抗菌纳米材料。

18、作为一种可选的实施方式，在抗菌本体表面包裹靶向材料，得到抗菌纳米材料包括：

19、把抗菌本体分散于溶剂并与海藻糖水溶液混合反应，后进行干燥，得到抗菌纳米材料；

20、其中，混合反应的温度为20～30℃，混合反应的时间为1.5～2.5h。

21、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

22、本申请实施例提供的该抗菌纳米材料，通过采用具有过氧化物酶活性的金属有机框架负载金纳米颗粒，增加了金纳米颗粒的分散性，提高了其催化活性。并且，实现了ptt和cdt的联合使用，抗菌过程中，cdt产生的·oh可以增加细菌细胞膜通透性，从而增加细菌对热的敏感性，起到协同增效效果；同时，金纳米颗粒不仅能起到光热治疗效果，其还能作为纳米酶具有葡萄糖氧化酶活性，把葡萄糖催化氧化为过氧化氢供cdt使用，弥补生理微环境中过氧化氢不足导致cdt效果差的不足，进一步的增强两者的协同增效效果，进而有效的增加了对细菌感染的治疗效果。

技术特征：

1.一种抗菌纳米材料，其特征在于，所述抗菌纳米材料包括抗菌本体，所述抗菌本体包括金属有机框架和金纳米颗粒，所述金属有机框架具有过氧化物酶活性，所述金纳米颗粒负载于所述金属有机框架。

2.根据权利要求1所述的抗菌纳米材料，其特征在于，所述金属有机框架包括zif-67。

3.根据权利要求1或2所述的抗菌纳米材料，其特征在于，所述抗菌纳米材料还包括靶向材料，所述靶向材料能够为细菌提供能量来源。

4.根据权利要求3所述的抗菌纳米材料，其特征在于，所述靶向材料包括海藻糖和葡聚糖中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的抗菌纳米材料，其特征在于，所述抗菌纳米材料呈颗粒状，所述抗菌纳米材料的粒径为150～250nm。

6.一种抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述得到金属有机框架包括：

8.根据权利要求6所述的抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述在所述金属有机框架上原位生长金纳米颗粒，得到抗菌本体包括：

9.根据权利要求6所述的抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述抗菌本体表面包裹靶向材料，得到抗菌纳米材料。

10.根据权利要求6所述的抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述在所述抗菌本体表面包裹靶向材料，得到抗菌纳米材料包括：

技术总结本申请涉及一种抗菌纳米材料及其制备方法，属于纳米材料技术领域，抗菌纳米材料包括金属有机框架和金纳米颗粒，金属有机框架具有过氧化物酶活性，金纳米颗粒负载于金属有机框架；金属有机框架增加了金纳米颗粒的分散性，提高了其催化活性。并且，实现了PTT和CDT的联合使用，抗菌过程中，CDT产生的·OH可以增加细菌细胞膜通透性，从而增加细菌对热的敏感性，起到协同增效效果；同时，金纳米颗粒不仅能起到光热治疗效果，其还能作为纳米酶具有葡萄糖氧化酶活性，把葡萄糖催化氧化为过氧化氢供CDT使用，弥补生理微环境中过氧化氢不足导致CDT效果差的不足，进一步的增强两者的协同增效效果，进而有效的增加了对细菌感染的治疗效果。技术研发人员：刘霞,肖诗麒,王荣华受保护的技术使用者：西南交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11