一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及新型功能纳米材料领域，公开了一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法及其应用，所述方法包括以下步骤：水热法合成氧化锌纳米粒子，利用化学气相沉积的方法以氧化锌纳米粒子为模板在氧化锌纳米粒子上沉积一层纤维相红磷，使用稀盐酸洗去红磷包裹氧化锌纳米粒子复合物中的氧化锌纳米粒子，洗涤超声得到纤维相红磷纳米粒子。通过该方法制备得到的纤维相红磷纳米粒子具有良好的光热性能，能协调抗生素高效快速的治疗细菌生物膜感染，并且具有非常好的生物相容性和生物可降解性。

Preparation and application of a fiber phase red phosphorus nanoparticles

【技术实现步骤摘要】
一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法及其应用
本专利技术涉及新型功能纳米材料
，特别涉及一种具有良好光热性能的纤维相红磷纳米粒子的制备方法及其应用。
技术介绍
抗生素抗性细菌感染的不断升级引发了巨大的经济负担，并严重威胁着全世界的人类健康护理。据世界卫生组织报告，超过200万人感染了抗生素耐药病原体，每年有2300人死亡。抗生素抗性病原体作为对人类健康的三大威胁之一，引起的发病率和死亡率预计在不久的将来会超过癌症的威胁。由于常规抗生素逐渐变得低效并且面临逐步淘汰的问题，因此新的有效抗生素的发现是非常迫切的。许多新的合成抗菌药物对抗生素抗性病原体表现出有效的抗菌性能，这显示出感染治疗的巨大潜力。一般来说，新的抗生素需要10年或更长时间才能在临床实践中使用，这将花费大量的人力和金钱。然而，病原体产生抗药性所需的时间不到两周。为了解决抗生素耐药细菌感染治疗的迫切需要，我们仍然依赖常规抗生素。这些抗生素的效用受到各种耐药机制的侵蚀，可分为三类：(1)产生修饰酶，(2)改变抗生素靶标，(3)改变细菌膜通透性和外排。抑制这些抗性机制是延长常规抗生素寿命的最有效策略。使用各种佐剂，例如克拉维酸(β-内酰胺酶抑制剂)，塞来昔布(外排泵抑制剂)和槲皮素(氨基糖苷类修饰酶抑制剂)来克服抗性。虽然科学家们通过将它们与抗药性抑制剂或使用双抗生素药物相结合，非常重视常规抗生素的改进，但它们的毒性，药代动力学差异和促进耐药性的进化仍然限制了它们的应用。我们必须找到一种新的策略，将抗生素抗性病原体重新敏感于常规抗生素而无副作用，从而延长旧药的使用寿命。与使用传统的抗菌药物不同，从未报道过通过外源策略(如低温光热疗法)抑制耐药机制。研究人员已经广泛研究了癌症或细菌感染。现在达托霉素和万古霉素等抗生素与近红外(NIR)光的光热效应相结合，可治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染，但这些抗生素效率不高。此外，为了实现致命的光热效应，使用的温度仍然高于50摄氏度，这可能已经损坏了健康组织。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法及其应用，该方法以氧化锌纳米粒子为模板合成纤维相红磷纳米粒子，成本低且对环境无污染；得到的纤维相红磷纳米粒子具有良好的光热性能，能高效的协同抗生素杀死耐药细菌，并且具有非常好的生物相容性。本专利技术一方面提供了一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、氧化锌纳米粒子的合成：称取六水合硝酸锌、十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠溶解在的乙醇中，转移至反应釜中，于90～110℃反应8～11h，反应后离心、洗涤、干燥得到氧化锌纳米粒子；S2、纤维相红磷氧化锌复合物的制备：取步骤S1得到的氧化锌纳米粒子和红磷放入坩埚中混合研磨均匀后，放入真空管式炉中，将温度升至650～700℃并保持15～30min，再将温度降至280～300℃保持10～13h，冷却后得到纤维相红磷氧化锌复合物；S3、纤维相红磷纳米粒子的制备：将步骤S2制备的纤维相红磷氧化锌复合物与稀盐酸放入烧瓶中反应1～3h，反应后离心收集产物，洗涤，超声，冷冻干燥得到纤维相红磷纳米粒子。优选的，步骤S1所述六水合硝酸锌、十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠的摩尔比为1:1:20～25。优选的，步骤S1所述干燥为真空干燥，干燥温度为50～65℃。优选的，步骤S2所述氧化锌纳米粒子和红磷的质量比为1:1～8。优选的，步骤S2所述红磷需要进行预处理，所述预处理过程具体为：取红磷和去离子水放入反应釜中，于180～210℃反应9～13h，反应后离心、洗涤、干燥。本专利技术第二方面提供了制备得到的纤维相红磷纳米粒子在协同抗生素杀死耐药性细菌和治疗生物膜感染中的应用。本专利技术的有益效果是：(1)通过水热法合成氧化锌纳米粒子，再利用化学气相沉积的方法以氧化锌纳米粒子为模板在氧化锌纳米粒子上沉积一层纤维相红磷，然后使用稀盐酸常温去除氧化锌纳米粒子，该方法成本低，方法简单，并且对环境没有污染，可大规模生产。(2)商品化的红磷为无定形粉末，本专利技术通过对红磷的预处理，可以有效提高无定形红磷粉末转化成纤维相红磷纳米粒子的转化率，推测原因为预处理改变了红磷的表面结构。(3)本专利技术制备的纤维相红磷纳米粒子尺寸均匀，粒径约为120nm，具有良好的穿透细菌生物膜的能力，能协同氨基糖苷类抗生素高效、快速的治疗耐药细菌和耐药细菌生物膜感染。进一步地，纤维相红磷纳米粒子还具有良好的生物相容性和可降解性，在生物环境下，能降解成磷酸，协同抗生素治疗细菌感染没有任何的副作用。(4)本专利技术制备的纤维相红磷纳米粒子具有良好的光热性能，光热转化率高，可重复性强和化学性质稳定的性质，是一种耐用的光敏剂。实验证明，200μg/mL的纤维相红磷纳米粒子可以在近红外808nm的光照下(1W/cm2)，10min能升高64℃。附图说明图1为实施例1中制备的纤维相红磷纳米粒子的TEM图；图2为实施例1中制备的纤维相红磷纳米粒子的拉曼吸收光谱图；图3为实施例1中制备的纤维相红磷纳米粒子的光热升温和光热循环图；图4为实施例1中制备的纤维相红磷纳米粒子的UV吸收光谱；图5为实施例1中制备的纤维相红磷纳米粒子的成纤维细胞毒性检测MTT；图6为实施例1中制备的纤维相红磷纳米粒子的低温光热时间对成纤维细胞活性的影响关系图；图7为实施例1中制备的纤维相红磷纳米粒子光热协同氨基糖苷类抗生素的抗菌图；图8为实施例1中制备的纤维相红磷纳米粒子光热协同氨基糖苷类抗生素的生物膜死活荧光染色。图9为实施例2中制备的纤维相红磷纳米粒子的TEM图；图10为实例3中制备的纤维相红磷氧化锌复合物的TEM图；图11为实例4中制备的纤维相红磷纳米粒子的TEM图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步阐述，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1一种纤维相红磷纳米粒子，具体通过以下步骤制备：(1)氧化锌纳米粒子的合成：用天平称取1.885g的六水合硝酸锌、2.185g的十二烷基苯磺酸钠和6g的氢氧化钠溶解在60mL的乙醇中。溶液超声，直至溶质均匀分散在溶液之中。将超声后的溶液放入100mL的反应釜中，将反应釜放在100℃的马弗炉中，高温反应9h。反应后的溶液进行离心(9000r/min,10min)收集氧化锌纳米粒子。然后用无水乙醇离心3次后，再用去离子水离心3次。离心后的沉淀在60℃真空干燥箱中真空干燥。(2)无定形纯净红磷的制备：称取商品化的无定形红磷5.9g加入60mL的去离子水中，将溶液转移到100mL的反应釜中，将反应釜放在200℃的马弗炉中，高温高压反应13h。反应后的溶液进行离心(5000r/min,5min)收集无定形纯净红磷。然后用去离子水离心2次后，离心后的沉淀在60℃真空干燥箱中真空干燥。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、氧化锌纳米粒子的合成：称取六水合硝酸锌、十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠溶解在的乙醇中，转移至反应釜中，于90～110℃反应8～11h，反应后离心、洗涤、干燥得到氧化锌纳米粒子；/nS2、纤维相红磷氧化锌复合物的制备：取步骤S1得到的氧化锌纳米粒子和红磷放入坩埚中混合研磨均匀后，放入真空管式炉中，将温度升至650～700℃并保持15～30min，再将温度降至280～300℃保持10～13h，冷却后得到纤维相红磷氧化锌复合物；/nS3、纤维相红磷纳米粒子的制备：将步骤S2制备的纤维相红磷氧化锌复合物与稀盐酸放入烧瓶中反应1～3h，反应后离心收集产物，洗涤，超声，冷冻干燥得到纤维相红磷纳米粒子。/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、氧化锌纳米粒子的合成：称取六水合硝酸锌、十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠溶解在的乙醇中，转移至反应釜中，于90～110℃反应8～11h，反应后离心、洗涤、干燥得到氧化锌纳米粒子；
S2、纤维相红磷氧化锌复合物的制备：取步骤S1得到的氧化锌纳米粒子和红磷放入坩埚中混合研磨均匀后，放入真空管式炉中，将温度升至650～700℃并保持15～30min，再将温度降至280～300℃保持10～13h，冷却后得到纤维相红磷氧化锌复合物；
S3、纤维相红磷纳米粒子的制备：将步骤S2制备的纤维相红磷氧化锌复合物与稀盐酸放入烧瓶中反应1～3h，反应后离心收集产物，洗涤，超声，冷冻干燥得到纤维相红磷纳米粒子。


2.根据权利要求1所述一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘想梅，周子傲，吴水林，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42