一种负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂的制备方法和应用。首先利用NO供体受热后释放抗菌NO的特点，将其负载于具有光热转换功能的介孔聚多巴胺纳米颗粒表面，获得改性后的mPDA@NO纳米颗粒；然后以改性的mPDA@NO纳米颗粒为载体，将有机砷杀菌剂吸附于纳米载体的介孔中，在到达特定位置后在近红外光照射下，纳米颗粒不仅被快速加热起到杀菌作用，同时还会促进有机砷杀菌剂和抗菌气体NO的释放，在光热和化学

【技术实现步骤摘要】
一种负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于医药化学及材料
，具体涉及一种负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机砷杀菌剂是化学结构中含砷(As)的有机合成杀菌剂，含砷药物广泛用于农业和牲畜养殖业中，比如最常见的洛克沙胂(ROX,As
5+
)。然而由于化学抗菌剂的滥用导致其耐药菌广泛出现，使得包括有机砷杀菌剂在内的传统抗菌剂效果大大减弱，对农业和牲畜养殖业造成了严重的影响。
[0003]为了提高抗菌效果，通常会采用加大有机砷杀菌剂使用量的方式，然而该方法不仅会对生态环境以及生命体造成毒性污染，还可能进一步提高了耐药菌的耐药性，如此往复，陷入恶性循环。此外，研究人员也在致力于开发新的应用于农业和牲畜养殖业的抗菌药物，然而开发新药投入的周期和成本较高，且实际应用效果无法保证，无法解决燃眉之急。
[0004]鉴于此，探究一种提升抗菌效率并降低耐药菌产生的策略迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决目前有机砷杀菌剂因细菌耐药性已无法发挥其最好抗菌效果的不足之处，而提供一种负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂的制备方法和应用。
[0006]本专利技术的构思：
[0007]考虑到目前新药的研发难度，为了解决燃眉之急，本专利技术研究团队拟采用“旧药新用”的方式，充分利用现有的有机砷杀菌剂。
[0008]如何提升目前有机砷杀菌剂对耐药菌的抗菌效果，研发人员考虑首先需要提升耐药菌对有机砷杀菌剂的敏感度，在此，研发人员利用了一氧化氮，一氧化氮(NO)是一种生命体内的气体信号分子，可以提高耐药菌对抗菌药物的敏感性，从而加强抗菌剂的药效；但是如何将NO供体基团与有机砷杀菌剂进行结合，又是研发人员在改进过程中遇到的另外一个问题，在此，研发人员创造性地借助了中间载体来整合并传输药物；纳米药物载体不仅递送方便且可以延长药物作用时间。综上，本专利技术着手利用纳米药物传输系统的协同增效作用以及光热控释作用，来实现有机砷杀菌剂的高效和高利用率。
[0009]介孔聚多巴胺纳米颗粒(mPDA)作为一种光热剂不仅可以有效地将近红外光(NIR)转化为局部高温，破坏细菌结构以杀死病原体，同时其介孔和表面可以用来吸附运载药物。因此，利用介孔聚多巴胺纳米颗粒作为中间载体，将NO供体和有机砷杀菌剂进行整合，来制备光热和NO增效的有机砷纳米抗菌剂是一种可行的方案。同时，光热转换还可以促进NO和药物的释放，从而对药物作用时间和部位进行控制，具有显著的效果。
[0010]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
[0011]一种负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂，其特殊之处在于：所述纳米抗菌剂的真实粒径为20～200nm，其以一氧化氮供体基团表面改性的介孔聚多巴胺纳米颗粒为载体，且该载体的介孔中和表面上吸附有有机砷杀菌剂；
[0012]所述一氧化氮供体基团通过亚硝化反应负载在介孔聚多巴胺纳米颗粒的仲胺活性位点上，对介孔聚多巴胺纳米颗粒进行改性；
[0013]对所述纳米抗菌剂施加近红外光照射，介孔聚多巴胺纳米颗粒光热抗菌的同时能够促进一氧化氮NO与有机砷杀菌剂的释放，即纳米颗粒能光热抗菌的同时实现一氧化氮NO与有机砷杀菌剂的释放，实现了协同化学
‑
光热疗法对耐药菌精确可控的杀灭作用。
[0014]进一步地，所述有机砷杀菌剂为洛克沙胂ROX。
[0015]本专利技术还提供了上述负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0016]1)制备改性介孔聚多巴胺纳米颗粒(mPDA@NO纳米颗粒)
[0017]在粒径为20
‑
200nm的介孔聚多巴胺纳米颗粒(mPDA纳米颗粒)的仲胺活性位点上通过亚硝化反应负载一氧化氮供体基团，得到具有一氧化氮释放功能的改性介孔聚多巴胺纳米颗粒，即mPDA@NO纳米颗粒；纳米颗粒在200nm以下能够确保抗菌剂被细胞胞吞生效；
[0018]2)制备纳米抗菌剂
[0019]在步骤1)得到的改性介孔聚多巴胺纳米颗粒介孔中和表面上吸附大量的有机砷杀菌剂，得到在近红外光照射下可以同时释放一氧化氮与有机砷杀菌剂的纳米抗菌剂。
[0020]进一步地，步骤1)具体为：
[0021]1.1)将粒径为20
‑
200nm的介孔聚多巴胺纳米颗粒超声分散于亚硝酸钠的水溶液中，得到混合物；
[0022]1.2)将步骤1.1)得到的混合物逐滴滴加至冰浴的硫酸中(手动缓慢滴加即可)，搅拌均匀后，置于密封容器中进行反应，反应完成后，离心分离，得到产物；
[0023]1.3)采用水和丙酮清洗步骤1.2)得到的产物，确保NaNO2被完全去除 (检测NaNO2是否被完全去除，可取离心后的上清液，使用Griess法检测，若在540nm处没有吸收峰，即完全去除)，得到具有一氧化氮释放功能的改性介孔聚多巴胺纳米颗粒。
[0024]进一步地，步骤2)具体为：
[0025]将步骤1)得到的改性介孔聚多巴胺纳米颗粒分散于有机砷杀菌剂溶液中，均匀搅拌使有机砷杀菌剂吸附于纳米颗粒的介孔中和表面上，离心得到负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂。
[0026]进一步地，步骤1)中粒径为20
‑
200nm的介孔聚多巴胺纳米颗粒的制备方法如下：
[0027]S1.将乳化剂三嵌段共聚物F127(聚(乙二醇)
‑
block
‑
聚(丙二醇)
‑ꢀ
block
‑
聚(乙二醇))和1,3,5
‑
三甲基苯TMB溶解于水和乙醇的混合溶液中，搅拌至乳化剂分散均匀，加入三羟甲基氨基甲烷TRIS溶液调节混合溶液的 pH至7
‑
8，即弱碱性；
[0028]S2向S1得到的混合溶液中加入盐酸多巴胺，搅拌反应，反应完成后，离心，收集纳米颗粒产物；
[0029]S3以乙醇和丙酮的混合物作为萃取剂，对S2得到的纳米颗粒产物进行超声处理，去除残余的三嵌段共聚物F127和TMB；重复该洗涤过程多次，离心收集得到介孔聚多巴胺纳米颗粒(mPDA)。
[0030]上述制备粒径为20
‑
200nm的介孔聚多巴胺纳米颗粒就是通过有机
‑
有机自组装以及π
‑
π堆积的相互作用，在水/1,3,5
‑
三甲基苯TMB界面上形成乳液液滴进而定向共组装。
[0031]进一步地，介孔聚多巴胺纳米颗粒的粒径大小受到反应时间的影响，孔径受到乳化剂F127和TMB浓度的影响，为了获得尺寸均一，孔径合适的纳米颗粒，S1中，F127与TMB的质量比为1∶1，用水和乙醇调节成0.64％ (w/v)的浓度，水和乙醇体积比为13∶12；搅拌半小时乳化剂分散均匀；
[0032]S2中，盐酸多巴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂，其特征在于：所述纳米抗菌剂的粒径为20～200nm，其以一氧化氮供体基团表面改性的介孔聚多巴胺纳米颗粒为载体，且该载体的介孔中和表面上吸附有有机砷杀菌剂；所述一氧化氮供体基团通过亚硝化反应负载在介孔聚多巴胺纳米颗粒的仲胺活性位点上，对介孔聚多巴胺纳米颗粒进行改性；对所述纳米抗菌剂施加近红外光照射，介孔聚多巴胺纳米颗粒光热抗菌的同时能够促进一氧化氮与有机砷杀菌剂的释放。2.根据权利要求1所述负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂，其特征在于：所述有机砷杀菌剂为洛克沙胂ROX。3.权利要求1所述负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备改性介孔聚多巴胺纳米颗粒在粒径为20
‑
200nm的介孔聚多巴胺纳米颗粒的仲胺活性位点上通过亚硝化反应负载一氧化氮供体基团，得到具有一氧化氮释放功能的改性介孔聚多巴胺纳米颗粒，即mPDA@NO纳米颗粒；2)制备纳米抗菌剂在步骤1)得到的改性介孔聚多巴胺纳米颗粒介孔中和表面上吸附有机砷杀菌剂，得到在近红外光照射下可以同时释放一氧化氮与有机砷杀菌剂的纳米抗菌剂。4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：1.1)将粒径为20
‑
200nm的介孔聚多巴胺纳米颗粒超声分散于亚硝酸钠的水溶液中，得到混合物；1.2)将步骤1.1)得到的混合物逐滴滴加至冰浴的硫酸中，搅拌均匀后，置于密封容器中进行反应，反应完成后，离心分离，得到产物；1.3)采用水和丙酮清洗步骤1.2)得到的产物，确保NaNO2被完全去除，得到具有一氧化氮释放功能的改性介孔聚多巴胺纳米颗粒。5.根据权利要求3或4所述制备方法，其特征在于，步骤2)具体为：将步骤1)得到的改性介孔聚多巴胺纳米颗粒分散于有机砷杀菌剂溶液中，均匀搅拌使有机砷杀菌剂吸附于纳米颗粒的介孔中和表面上，离心得到负载有机砷剂的介孔聚多巴胺纳米抗菌剂。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王腾蛟，王安，刘谷鸣，朱辰可，李鹏，黄维，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：