一种壳聚糖纳米铑材料及其应用制造技术

本发明专利技术属于生物医药领域，具体公开了一种壳聚糖纳米铑，采用如下方法获得：S1、聚多巴胺包裹纳米铑：将纳米铑加入盐酸多巴胺碱性溶液，超声；S2、将步骤S1的聚多巴胺纳米铑加入含乙二醇壳聚糖溶液中，通过席夫碱反应使聚多巴胺纳米铑表面包覆一层壳聚糖，形成壳聚糖纳米铑。本发明专利技术制备的壳聚糖纳米铑合成简单，生物相容性高，具有很好的抗菌效果，能够应用于消毒，杀菌领域，因其pH响应功能对弱酸性环境(感染部位)下的细菌有高亲和性，能够抵御局部感染，在皮下脓肿，创伤后感染等感染性皮肤疾病中具有巨大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖纳米铑材料及其应用
本专利技术属于生物医学领域，涉及一种新型纳米金属抗菌剂及其应用，更具体地，涉及一种壳聚糖纳米铑及其应用。
技术介绍
致病性细菌感染为全球第二大死因，抗生素疗法是目前为止治疗细菌感染的最常规的方法，其原理是通过抗生素类药物对细菌的生长进行抑制或者是直接杀死细菌从而达到治疗细菌感染的目的。但在过去几十年中，由于抗生素的无节制的使用给细菌带来了进化的机会，各种新型的耐药性菌株不断的出现也使得常规的抗生素治疗出现失败。例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、万古霉素耐药肠球菌(VRE)、青霉素耐药肺炎链球菌(PRSP)等。如今耐药细菌己存在于世界每个地方，在欧洲每年有数万人死于耐药细菌的感染，而在美国，每年有大约350亿美元要用于耐药细菌感染的治疗。“控制抗菌素耐药性”被世界卫生组织选择为2011年世界卫生日的主题，一项研究表明，如果不控制耐药细菌感染，到2050年每年会导致超过1000万患者死亡，损失高达100万亿美元。如果不加以控制，细菌的耐药性将对全球公共卫生构成严重威胁。抗生素耐药性机理主要分为以下几类：(1)灭活作用，也就是通过产生多种酶抑制抗菌药物的活性，常见的为细菌对β－内酰胺类、氯霉素、大环内酯类药物的耐药；(2)靶位改变导致结合位点改变从而产生耐药；(3)主动排外作用和膜通透性的改变降低胞内药物浓度从而达到耐药性；(4)存在抑制旁路使细菌改变代谢路径。在发生耐药细菌感染后，只能被迫选择二线或者三线的抗生素，通常，这些抗生素有着良好的治疗效果，但是有着更大的毒副作用，且更加昂贵，甚至有些超强的耐药菌是没有抗生素可以抵抗的，耐药细菌感染依然有着很高的死亡率，因此新型抗菌药物的研发迫在眉睫。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的首要目的是提供一种壳聚糖纳米铑材料。本专利技术的第二个目的是提供上述壳聚糖纳米铑材料的应用。本专利技术上述技术目的通过以下技术方案实现：一种壳聚糖纳米铑材料，采用如下方法获得：S1、合成纳米银三角；S2、将S1所得的纳米银三角通过反向置换反应得到纳米铑；S3、将步骤S2中纳米铑加入盐酸多巴胺溶液，得到聚多巴胺纳米铑；纳米铑与盐酸多巴胺的摩尔比为1:4～16；S4、将步骤S3所得的聚多巴胺纳米铑加入含乙二醇壳聚糖溶液中，通过席夫碱反应使聚多巴胺纳米铑表面包覆一层壳聚糖，形成壳聚糖纳米铑；聚多巴胺纳米铑与乙二醇壳聚糖的摩尔比为1:8～25；其中，步骤S1合成纳米银三角包括如下步骤：S11、将AgNO3、二水柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮加入水中，搅拌均匀后加入过氧化氢孵化2～5min；AgNO3、二水柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比依次为1：(3-5)：(1.5-3.5)；AgNO3的浓度为0.05-0.3mmol/L；S12、在步骤S11溶液中加入硼氢化钠溶液后孵化2.5-4小时；S13、在步骤S12孵化后的溶液中滴加生长溶液，待溶液变为深蓝色；生长溶液为20mL1mMAgNO3、0.125mL100mM柠檬酸、10μL75mM二水柠檬酸钠；步骤S2合成纳米铑包括如下步骤：S21、将步骤S1的纳米银三角中加入乙二醇，使其混合均匀，纳米银三角和乙二醇的体积比为1：1.5～4；S22、在步骤S21的溶液中加入4～5mM的氯化铑溶液，加热至160～200℃后蒸发水分；氯化铑与纳米银三角的摩尔比为1:0.4～0.6；S23、在步骤S22溶液中加水，进行淬灭反应，离心，洗涤后得到纳米铑。金属抗菌剂为目前最有效的非抗生素抗菌剂之一，如金属银，金，铜，锌等制得的纳米材料都被证明有杀菌效果，其中银纳米制剂已广泛的被应用于医药杀菌中。而由纳米银倒置置换反应所得的新型纳米金属——纳米铑，将有更优于纳米银的杀菌效果。另外，水溶性和生物相容性是纳米材料安全，方便，有效的应用于生物体内的前提，而常用的阳离子材料壳聚糖具有来源丰富，无毒，良好的生物相容性和生物降解性，以及免疫原性低和本身具有抗菌功能等优点。通过壳聚糖装载抗菌药物修饰纳米铑，将构建成具有双重杀菌功能的复合纳米铑抗菌制剂。作为一种具体实施的技术方案，上述处理中，纳米铑的制备包括以下步骤：(1)往25mL玻璃瓶，加入4mL纳米银三角合成液，边搅拌边缓慢注入10mL乙二醇使其均匀混合；(2)往(1)中加入900μL4.2mM氯化铑溶液；(3)将(2)中混合液190℃加热4h无盖蒸发去离子水；(4)4h后，停止加热，往(3)中直接加入10mlDI水，淬灭反应。(5)合成的纳米铑经9000rpm离心10min，离心洗涤一次，定义为4个当量。作为一种具体实施的技术方案，上述合成方法中，步骤(4)具体包括以下步骤：(1)取合成的聚多巴胺包裹纳米铑，加入500μL5mg/mLGCS溶液和10mlddH2O，20mgNHS常温反应2h；(2)往(1)中加入50mgEDC，反应过夜；(3)9000rpm洗涤三遍，用1mLDI水重悬4℃保存。本专利技术纳米铑具有杀菌功能，修饰壳聚糖之后，其表面的壳聚糖具有pH响应功能，能够在弱酸性环境下转变为正电位，对细菌有提升的杀菌效果。另外壳聚糖纳米铑和同等粒子浓度的纳米银相比，具有更好的抗菌效果。因此，本专利技术还提供一种用于抗菌的新型纳米金属抗菌剂，包括所述壳聚糖纳米铑材料。本专利技术上述纳米铑能够有效的抑制耐药的金黄色葡萄球菌生长，且在体外孵育直接杀死细菌，因此，本专利技术还提供上述纳米铑在抗菌中的应用。本专利技术上述壳聚糖纳米铑具有pH响应功能，能够和带负电的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌结合，并在弱酸性环境下增加其杀菌效能，因此，本专利技术还提供上述壳聚糖纳米铑在弱酸性环境下(感染部位)抗菌应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种壳聚糖纳米铑颗粒材料，为新型金属抗菌剂，对于耐药菌有很好的抗菌效果，通过表面修饰的壳聚糖，一方面增加生物相容性，另一方面具有pH响应功能，能够针对弱酸性环境(局部感染部位)发挥杀菌作用，与壳聚糖纳米铑和纳米银相比有更好的抗菌效果。本专利技术制备的壳聚糖纳米铑合成简单，生物相容性高，具有很好的抗菌效果，能够应用于消毒，杀菌领域。另外因其pH响应功能对弱酸性环境(感染部位)下的细菌有高亲和性，能够抵御局部感染，在皮下脓肿，创伤后感染等感染性皮肤疾病具有巨大的应用潜力。附图说明图1为纳米铑合成及抗菌作用原理图。图2：(A)纳米铑的透射电镜图；(B)聚多巴胺包裹纳米铑的透射电镜图；(C)壳聚糖纳米铑的透射电镜图；图3：纳米铑(RhNPs)，聚多巴胺纳米铑(Rh@PDA)，壳聚糖纳米铑(Rh@GCS)的水合粒径(A)和电位(B)图；图4：(A)不同浓度纳米铑作用下，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的生长曲线；(B)经纳米铑作用的MRSA在琼脂平板上的生长情况；(C)经纳米铑作用的MRSA涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种壳聚糖纳米铑材料，其特征在于，采用如下方法获得：/nS1、合成纳米银三角；/nS2、将S1所得的纳米银三角通过反向置换反应得到纳米铑；/nS3、将步骤S2中纳米铑加入盐酸多巴胺溶液，得到聚多巴胺纳米铑；纳米铑与盐酸多巴胺的摩尔比为1:4～16；/nS4、将步骤S3所得的聚多巴胺纳米铑加入含乙二醇壳聚糖溶液中，通过席夫碱反应使聚多巴胺纳米铑表面包覆一层壳聚糖，形成壳聚糖纳米铑；聚多巴胺纳米铑与乙二醇壳聚糖的摩尔比为1:8～25；/n其中，步骤S1合成纳米银三角包括如下步骤：/nS11、将AgNO

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖纳米铑材料，其特征在于，采用如下方法获得：
S1、合成纳米银三角；
S2、将S1所得的纳米银三角通过反向置换反应得到纳米铑；
S3、将步骤S2中纳米铑加入盐酸多巴胺溶液，得到聚多巴胺纳米铑；纳米铑与盐酸多巴胺的摩尔比为1:4～16；
S4、将步骤S3所得的聚多巴胺纳米铑加入含乙二醇壳聚糖溶液中，通过席夫碱反应使聚多巴胺纳米铑表面包覆一层壳聚糖，形成壳聚糖纳米铑；聚多巴胺纳米铑与乙二醇壳聚糖的摩尔比为1:8～25；
其中，步骤S1合成纳米银三角包括如下步骤：
S11、将AgNO3、二水柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮加入水中，搅拌均匀后加入过氧化氢孵化2～5min；AgNO3、二水柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比依次为1：(3-5)：(1.5-3.5)；AgNO3的浓度为0.05-0.3mmol/L；
S12、在步骤S11溶液中加入硼氢化钠溶液后孵化2.5-4小时；
S13、在步骤S12孵化后的溶液中滴加生长溶液，待溶液变为深蓝色；生长溶液为20mL1mMAgNO3、0.125mL100mM柠檬酸、10μL75mM二水柠...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄曦，谭青琴，
申请(专利权)人：中山大学附属第五医院，
类型：发明
国别省市：广东;44