一种新型磁性光敏杀菌复合材料及其制备方法技术

一种新型磁性光敏杀菌复合材料及其制备方法，涉及杀菌材料技术领域，利用磁性材料和光敏杀菌剂复合，合成一种便携、成本低而且可以重复使用的磁性杀菌材料。在日照条件下，该材料产生单线态氧(ROS),可杀灭大肠杆菌、葡萄糖链球菌等。通过磁性分离，该材料可以反复使用，本发明专利技术制备的新型磁性光敏杀菌复合材料有望作为一种现场便携的杀菌材料。

A new type of magnetic photosensitive bactericidal composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种新型磁性光敏杀菌复合材料及其制备方法
本专利技术涉及杀菌材料
，特别是基于光敏剂复合磁性材料构建新型杀菌材料用于水体杀菌。
技术介绍
水体中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见的细菌严重威胁着人类的健康。为了保障饮用水安全，必须加强对水体的质量安全控制。目前常用的水体中大肠杆菌、葡萄糖链球菌的净化方法是臭氧、紫外线和氯水等。这些技术的杀菌效果虽然良好，但是对温度、盐度、换水率及净化时间都有要求，工艺较为繁琐，净化时间较长。光敏杀菌，也称为光动力学杀菌，是利用光敏剂被特定波长激发，，从而诱发氧气产生活性态氧，活性态氧迅速与微生物的细胞壁、磷脂膜、核酸等发生反应，达到使微生物细胞损伤、死亡的目的。这种杀菌方法对多种微生物敏感。光敏杀菌技术不仅成本低、无残留、不会引起微生物耐药性，而且还可以很好地保存水体的品质特征，因此作为一种非热杀菌新技术具有很好的应用前景。传统的光敏剂，如卟啉衍生物，具有很强的疏水性和刚性平面结构，倾向于在水介质中发生π-π堆积，形成激基缔合物，导致荧光淬灭，产生活性氧ROS的效率下降，也大大降低了光动力学治疗的效果；而且这些杀菌材料使用后，会与基体难以分开，造成浪费。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是开发出一种新型光敏杀菌材料，本专利技术利用磁性材料和某种光敏杀菌剂复合，合成一种便携、成本低而且可以重复使用的磁性杀菌材料。在日照条件下，该新型光敏杀菌材料产生单线态氧(ROS),可杀灭大肠杆菌、葡萄糖链球菌等。通过磁性分离，该新型光敏杀菌材料可以反复使用。该新型光敏杀菌材料有望作为一种现场便携的杀菌材料。本专利技术一方面提供一种磁性光敏杀菌复合材料，所述磁性光敏杀菌复合材料中光敏剂与磁性Fe3O4材料的质量比为0.02:1～0.1:1；所述磁性光敏杀菌复合材料的XRD衍射图谱在下列2θ角处具有衍射峰，29.95±0.2°、35.56±0.2°、43.24±0.2°、53.46±0.2°、56.98±0.2°、62.58±0.2°；所述磁性光敏杀菌复合材料的红外光谱图中存在631cm-1和1618cm-1吸收峰。本专利技术另一方面提供一种磁性光敏杀菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1)Fe3O4材料的合成将氯化铁和氯化亚铁混合物滴加入装有碱溶液的反应釜中，在30℃～50℃下超声反应，反应结束后静置冷却，洗涤、去掉上清液，干燥得到Fe3O4材料；步骤2)磁性复合材料的合成将表面活性剂用水溶解后加入光敏剂，超声后加入二甲亚砜(DMSO)，使物料完全溶解后加入Fe3O4材料，室温下反应结束后静置，去除上清液，烘干样品、洗涤、干燥获得磁性光敏杀菌复合材料。在一些实施例中，步骤1)所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、或碳酸钠溶液、碳酸钾溶液中的一种或几种。在一些实施例中，步骤2)所述光敏剂为吡嗪衍生物(写出具体化合物名称)所述光敏剂为吡嗪衍生物如DCDPP-2TPA等。在一些实施例中，步骤2)所述表面活性剂可为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠等。本专利技术取得如下有益效果：1.本专利技术提供一种新型磁性光敏杀菌复合材料；2.本专利技术研究了将磁性Fe3O4材料和特定光敏剂在特定条件下进行合成，合成出本专利技术所述新型磁性光敏杀菌复合材料；3.本专利技术还发现所述新型磁性光敏杀菌复合材料在光照下产生单线态氧，对细菌具有良好的抑制效果；特别对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭效率高。4.本专利技术还发现所述新型磁性光敏杀菌复合材料可以有效的实现杀菌剂与基体的分离，光敏材料可重复使用，节约成本。附图说明：图1磁性杀菌材料的TEM图；图2磁性杀菌材料的X射线衍射图(XRD)(a)和红外光谱图(b)；图3磁性杀菌材料的磁滞曲线；图4DCDPP-2TPA与SOSG混合后溶液光照不同时间的荧光光谱图(左)，复合材料与SOSG混合溶液混合后光照不同时间的荧光光谱图(右)；图5大肠杆菌(A-D)和金黄色葡萄球菌(E-H)分别在空白、Fe3O4、复合材料黑暗、复合材料光照1h下的生长情况。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的方法进行说明，但本专利技术并不局限于此，凡在本专利技术的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到，如DCDPP-2TPA购买自艾伊津生物科技有限公司。本专利技术实施例所用X射线粉末衍射分析方法为：日本理学Rigaku公司，RigakuUltimaIV粉末X射线衍射仪，Cu/Kα靶(l＝0.15406nm)，管流40mA，管压40kV，扫描速度4度min-1，扫描范围5度～85度。实施例1新型磁性光敏杀菌复合材料的制备步骤1)磁性Fe3O4材料的合成将2.42g氢氧化钠用100mL去离子水溶解，加入反应釜，将2.70g氯化铁和0.99g氯化亚铁混合用100mL去离子水溶解并滤去杂质，将反应釜装入超声微波萃取仪，设置温度40℃，开启超声，反应时间1小时，用蠕动泵向反应釜滴加混合溶液，滴加时间为20分钟，过程需要氮气保护，反应结束，静置冷却，用去离子水洗涤3次，去掉上清液，干燥得到Fe3O4材料；步骤2)磁性复合材料的合成将0.02g十二烷基苯磺酸钠(SDBS)用50mL去离子水溶解并加入1mg光敏剂吡嗪衍生物(DCDPP-2TPA)，超声5分钟，加入1ml二甲亚砜(DMSO)，再超声10分钟，使材料完全溶解，加入3mg磁性Fe3O4材料，机械搅拌2小时，室温下反应结束后静置，去除上清液，烘干样品。用去离子水洗涤样品至洗涤液无色，用真空干燥箱干燥。实施例2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌制备种子液：用接种环取大肠杆菌/金黄色葡萄球菌置于50mL已灭菌的液体培养基中，在摇床中37℃下培养24h后，将种子液放在冰箱备用。在EP管中将种子液梯度稀释(用灭菌水)1000倍，得到种子稀释液。光敏剂吡嗪衍生物(DCDPP-2TPA)的杀菌过程：用移液枪移取50μL种子稀释液和1mLDCDPP-2TPA溶液(0.15mg/ml,溶于DMSO和水的混合溶液，v：v＝4:6)到培养皿中，再倒入琼脂培养基，摇匀静置，分别在光照和黑暗条件下放置1h后，再放置培养箱在37℃下培养24h。新型磁性复合杀菌材料的杀菌过程：取磁性光敏杀菌材料0.15g，加入5ml去离子水，高压灭菌后加入上述种子稀释液50μL。光照2h，磁性分离得到的水溶液加入至培养皿中。再倒入琼脂培养基，摇匀静置，于37℃下培养24h。用移液枪移取50μL稀释液和1mLDCDPP-2TPA溶液到培养皿中，再倒入琼脂培养基，摇匀静置，分别在光照和黑暗条件下放置1h后，再放置培养箱在37℃下培养24h。注：过程中所要用到的所有的试剂包括牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，光敏剂等溶液和培养皿、EP管等仪器都要在高压灭菌锅中灭菌30min。试验例1：首先对复合材料进行了性能表征。图1显示了复合材料的透射电镜扫描结果，从图中可以看到我们制备的复合材料外观较好，尺寸大小相差不大，颗粒均匀。图2(a)复合材料XRD衍射图谱在下列2θ角29.95°、35.56°、43.24°、53.46°、56.98°、62.58°处具有衍射峰，，证明成功制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型磁性光敏杀菌复合材料，其特征在于所述新型磁性光敏杀菌复合材料中光敏剂与磁性Fe3O4材料的质量比为0.02:1～0.1:1。

【技术特征摘要】
1.一种新型磁性光敏杀菌复合材料，其特征在于所述新型磁性光敏杀菌复合材料中光敏剂与磁性Fe3O4材料的质量比为0.02:1～0.1:1。2.如权利要求1所述所述新型磁性光敏杀菌复合材料，其特征在于所述新型磁性光敏杀菌复合材料其XRD衍射图谱在下列2θ角处具有衍射峰，29.95±0.2°、35.56±0.2°、43.24±0.2°、53.46±0.2°、56.98±0.2°、62.58±0.2°。3.如权利要求1所述所述新型磁性光敏杀菌复合材料，其特征在于所述新型磁性光敏杀菌复合材料其红外光谱图中存在631cm-1和1618cm-1吸收峰。4.一种制备权利要求1-3任一所述新型磁性光敏杀菌复合材料的方法，其包括以下步骤：步骤1)Fe3O4材料的合成将氯化铁和氯化亚铁混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦哲，张鹏飞，郭宗宁，黄雪琳，
申请(专利权)人：东莞伊元生物科技有限公司，东莞出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心东莞国际旅行卫生保健中心，
类型：发明
国别省市：广东,44