金属有机框架材料Curcumin-Mn-MOF在作为植物抗逆剂中的应用制造技术

本发明专利技术公开了金属有机框架材料Curcumin

【技术实现步骤摘要】
金属有机框架材料Curcumin
‑
Mn
‑
MOF在作为植物抗逆剂中的应用


[0001]本专利技术涉及植物纳米材料领域，具体涉及一种金属有机框架材料Curcumin
‑
Mn
‑
MOF在作为植物抗逆剂中的应用。

技术介绍

[0002]金属有机框架材料(Metal
‑
Organic Framework，MOF)是以金属离子为节点，与有机桥接分子通过配位键作用形成的多孔功能性材料。通过调整反应条件，可将MOF材料的尺寸控制在纳米级，形成nMOF。与传统纳米材料相比，nMOF具有自身独特的优势，例如合成方法简单多样，如溶剂热法、反向微乳法、超声法、机械化学法等，能够适合于大规模工业化生产。同时，MOF材料的比表面积大，可作为优良载体递送不同类别的分子。MOF材料易于表面修饰，物化性质和功能多样且可调节，具备有机和无机材料各自的特点。
[0003]nMOF材料应用到疾病诊断和治疗中已有广泛尝试，而在植物抗逆性方面的应用比较缺乏。nMOF材料本身具有较高空隙率，大的比表面积，可调孔径以及良好的生物相容性等优势，可作为潜在的绿色农用材料，应用于农业领域。利用来自于植物中的天然产物姜黄素作为有机配体，以金属元素锰离子为接点合成的nMOF材料，具有良好的抗炎和抗氧化能力，在提高植物抗逆性方面具有更好的应用前景，实现“取之于植物，用之于植物”。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是利用天然活性分子姜黄素与二价锰离子合成一种具有植物抗干旱作用的有机框架材料。
[0005]为了解决现有技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种金属有机框架材料Curcumin
‑
Mn
‑
MOF在作为植物抗逆剂中的应用(锰
‑
姜黄素)，所述Curcumin
‑
Mn
‑
MOF是由姜黄素分子Curcumin和锰氧离子簇配位形成的空间网状多孔材料，其中心金属离子为锰离子，有机配体为姜黄素，每两个锰离子与四个姜黄素分子的八个氧原子空间配位形成Mn2O8的离子簇节点，每个姜黄素提供两个氧原子作为配位位点，其中两个姜黄素垂直配位，两个姜黄素平行配位，垂直配位的姜黄素提供的配位氧原子为脂肪链上的氧原子(羰基氧)，水平配位的姜黄素提供的配位氧原子为苯环上的氧原子(酚基氧)。Curcumin
‑
Mn
‑
MOF整体呈现出立体网格状的结构。
[0006]其中姜黄素的分子式是C
21
H
20
O6，化学结构式如式(I)所示：
[0007][0008]优选的，所述Curcumin
‑
Mn
‑
MOF中，锰离子簇是2
‑
6个锰离子和8
‑
24个氧原子形成的聚合体。
[0009]优选的，所述有机框架材料Curcumin
‑
Mn
‑
MOF中锰离子为Mn
2+
，Mn
2+
在Mn
‑
Curcumin
‑
Mn
‑
MOF中的质量含量为1％至3％之间，姜黄素的质量占97％～99％之间。
[0010]本专利技术还公开了上述基于姜黄素的金属有机框架材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
[0011](1)将姜黄素和醋酸锰分别溶解在有机溶剂DMA中；
[0012](2)将二者混合均匀，在75
‑
120℃反应24
‑
72小时，反应产物洗涤后，离心收集，得到Mn
‑
Curcumin MOF。
[0013]优选的，：步骤(1)具体为将60mg的姜黄素和20mg的醋酸锰分别超声溶于2ml DMA中，
[0014]步骤(2)具体为将姜黄素溶液和醋酸锰溶液混合，并再加入1mL无水乙醇，超声10min，80℃油浴搅拌3h后，80℃静置加热3天，产物经13000rpm，15min离心收集，并依次使用DMA、无水乙醇、纯水各自洗涤三次，得到的Mn
‑
Curcumin MOF重悬分散在纯水中。
[0015]本专利技术还公开了上述金属有机框架材料在提高植物抗干旱能力方面的应用。优选的，所述植物为拟南芥。
[0016]本专利技术还公开了一种提高植物的抗干旱能力的方法，其特征在于使植物接触含有Curcumin
‑
Mn
‑
MOF的物质，从而使植物体内吸收有Curcumin
‑
Mn
‑
MOF，即可提高植物的抗干旱能力，优选的，所述植物为拟南芥。
[0017]本专利技术还公开了一种植物培养基，含有上述的Curcumin
‑
Mn
‑
MOF。
[0018]其中Curcumin
‑
Mn
‑
MOF的含量在10
‑
200μg/ml。
[0019]优选的，所述培养基为MS培养基或NS培养基。
[0020]有益效果：本专利技术合成的金属有机框架材料具有极强稳定性，尺寸和孔径可控，毒性低，生物相容性好，改变了传统姜黄素难溶于水的特点。借助姜黄素具有良好的抗炎和抗氧化能力，将其运用到模式植物拟南芥的抗干旱研究中。通过模拟干旱环境，发现在加入Curcumin
‑
Mn
‑
MOF的拟南芥在面对干旱的情况时有更好的根长和鲜重表现。合成的Curcumin
‑
Mn
‑
MOF为纳米材料在提高植物的抗逆性方面提供有效的利用途径。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0022](1)本专利技术借助于姜黄素与锰离子的稳定配位，利用溶剂热法得到了性质稳定的MOF材料，该设计方法简单易操作，能大规模高效合成MOF材料。
[0023](2)本专利技术合成的MOF材料具有提高拟南芥抗干旱的能力，安全可靠，在植物抗逆
性领域具有非常广阔的应用前景。
[0024](3)本专利技术Curcumin
‑
Mn
‑
MOF材料经过晶体结构分析对比，利用剑桥晶体数据中心(CCDC)数据库的已知MOF材料结构无同源性，且国内外文献也均未见报道，由此可以得出利用本专利技术的方法获得的MOF材料结构新颖，具有潜在的应用价值。
附图说明
[0025]图1本专利技术的Curcumin
‑
Mn
‑
MOF的动态光散射图(DLS)。
[0026]图2本专利技术的Curcumin
‑
Mn
‑
MOF扫描电子显微镜图(SEM)。
[0027]图3本专利技术的Curcumin
‑
Mn
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.金属有机框架材料Curcumin
‑
Mn
‑
MOF在作为植物抗逆剂中的应用，其中Curcumin
‑
Mn
‑
MOF的中心金属离子为锰离子，有机配体为姜黄素，每两个锰离子与四个姜黄素分子的八个氧原子空间配位形成Mn2O8的离子簇节点，其中两个姜黄素垂直配位，两个姜黄素平行配位。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述Curcumin
‑
Mn
‑
MOF中，锰离子簇是2
‑
6个锰离子和8
‑
24个氧原子形成的聚合体。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述Curcumin
‑
Mn
‑
MOF中，锰离子为Mn
2+
，Mn
2+
在Mn
‑
Curcumin
‑
Mn
‑
MOF中的质量含量在1％至3％之间，姜黄素的质量含量在97％～99％之间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩，冯抗抗，丛易阳，齐冠曈，
申请(专利权)人：无锡市南京大学锡山应用生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：