一种一氧化钛纳米片的制备方法及其在制备抗菌抗肿瘤药物中的应用技术

本发明专利技术公开了一种一氧化钛纳米片的制备方法及其在制备抗菌抗肿瘤药物中的应用，是以TiO粉末为原料，通过水浴超声获得TiO纳米片。本发明专利技术所制备的TiO纳米片本身对细菌和肿瘤具有一定的杀伤作用，又因其具有锋利的二维纳米片边缘可以切割细菌或肿瘤细胞，同时TiO纳米片具有较好的近红外光吸收，因此能够协同光热效果进一步提高TiO纳米片对细菌和肿瘤细胞的杀伤作用。杀伤作用。杀伤作用。

【技术实现步骤摘要】
一种一氧化钛纳米片的制备方法及其在制备抗菌抗肿瘤药物中的应用


[0001]本专利技术属于无机纳米材料制备
，特别涉及一种具备抗肿瘤和抗菌性能的TiO纳米片的制备方法。

技术介绍

[0002]微耐多药细菌对食品、健康和环境构成严重威胁，尤其是致病性耐药细菌。耐药菌的问题引起了人们对新型抗菌药物开发的极大兴趣。抗菌剂一般分为两类：有机和无机。有机抗菌剂是目前应用最广泛的抗菌剂，但滥用有机抗菌剂可导致耐药菌的出现和进化。许多有机抗菌剂存在寿命短、易分解和热稳定性低的缺点，这限制了它们在某些情况下的使用。因此，无机抗菌剂因其广谱和固有的杀菌作用而受到广泛的研究。在众多无机抗菌剂中，银、铜和含锌材料是典型代表。但在光照或高温下，银离子容易还原为金属银，导致样品变色。近年来，金属氧化物作为杀菌剂在生物和医学领域得到了广泛的应用。氧化锌和氧化铜等纳米材料已在不同领域发展成为有效的抗菌材料。在无机抗菌剂中，无机纳米材料以其独特的结构和形态受到了广泛的关注。这些无机纳米材料都有一个共同的特性，锋利的边缘。因此，物理抑菌作用的机制与其他抗菌剂不同，主要归因于物理接触过程中尖锐的边缘导致的细菌膜穿刺或切割细菌。与抗生素不同，这些具有尖锐结构的纳米材料由于其物理抗菌机制而不必担心病原体的多药耐药性。Sunaina等人设计了一种用于金黄色葡萄球菌感染皮肤损伤的机械溶菌水凝胶敷料，该敷料是负载金纳米星的海藻酸钠水凝胶，金纳米星具有高达120纳米的尖状拓扑结构，用于穿透细菌膜(ACSAppliedMaterials&Interfaces2022,14(39),44084
‑
44097.)。第一个关于二维材料对抗致病细菌的报道是石墨烯纳米片，石墨烯纳米片能够切割大肠杆菌细胞膜，使许多磷脂从细菌膜中泄漏出来。此后，许多具有类石墨烯结构的二维材料，如MXene、Sb2Se3、MoS2和黑磷，被用作抗菌剂。然而，大多数二维材料本身的抗菌性能较差，只有更高的剂量和更长的反应时间才能达到有效的杀菌效果。因此，开发具有内在抗菌性能的抗菌剂具有重要意义。
[0003]多种抑菌机制的协同作用可以减少抑菌剂的用量，减少抑菌剂的毒副作用。近红外激光在临床应用中具有穿透性好、遥控性好、部位特异性高等优点。此外，细菌对热敏感，高温处理可导致细菌失活。近红外激光照射光热疗法(PTT)是一种有效的杀灭细菌的方法，近年来得到了广泛的研究。因此，具有光热效应和固有抗菌性能的材料不仅能在近红外激光照射下高温杀死细菌，还能通过两种抗菌机制的协同作用提高抗菌效率。开发具有光热效应和固有抗菌性能的抗菌剂可能是提高杀菌效率的重要途径。TiO是一种含有大量氧和钛空位的金属氧化物，常用于电子设备中。钛在地球上比铜和锌储量更丰富，因此成本更低。钛已广泛应用于人体保健领域，而一氧化钛在生物医学上的应用至今尚未见报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种一氧化钛纳米片的制备方法及其在制备
抗菌抗肿瘤药物中的应用。
[0005]本专利技术为实现目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术首先公开了一种一氧化钛纳米片的制备方法，其特点在于：以TiO粉末为原料，通过水浴超声获得TiO纳米片，具体步骤为：将TiO粉末分散到液体溶剂中，获得TiO分散液；将所述TiO分散液在水浴下进行超声，然后低速离心，去除下层颗粒沉淀，取上层均匀溶液并高速离心，所得沉淀用乙醇和水依次洗涤后，冷冻干燥，即获得TiO纳米片。
[0007]作为优选，所述TiO分散液中TiO的浓度为0.01～200mg/mL。
[0008]作为优选，所述液体溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮、N
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甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N
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二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿、乙二醇、丙三醇、异丙醇和聚乙二醇200中的至少一种。
[0009]作为优选，所述水浴的温度为0～80℃，超声时间为0.1h～200h。
[0010]作为优选，所述低速离心的转速为1000～3500rpm，所述高速离心的转速为10000～20000rpm。高速离心的目的是为提纯TiO，也可使用透析、超滤、旋转蒸发等其他方式进行提纯。
[0011]本专利技术所制备的TiO纳米片具有较好的水分散性，在使用时可分散在水、生理盐水、PBS缓冲液、细胞培养基等液体中，也可分散在海藻酸钠水凝胶、F127水凝胶等水凝胶中。
[0012]本专利技术还公开了TiO纳米片在制备抗菌抗肿瘤药物中的应用。
[0013]与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
[0014]1、本专利技术制得了具有较好分散性的TiO纳米片，方法简单、产物形貌均匀。
[0015]2、本专利技术所制备的TiO纳米片本身对细菌和肿瘤具有一定的杀伤作用，又因其具有锋利的二维纳米片边缘，可以切割细菌或肿瘤细胞。此外，TiO纳米片具有较好的近红外光吸收，能够协同光热效果进一步提高TiO纳米片对细菌和肿瘤细胞的杀伤作用。因此，本专利技术的TiO纳米片在制备抗菌抗肿瘤药物中具有广泛的应用前景。
[0016]3、本专利技术所制备的TiO纳米片在抗菌抗肿瘤过程中，通过联合多种杀伤机制，提高抗菌抗肿瘤效果，因此可以使用较低的TiO纳米片剂量，降低TiO纳米片毒性，提高生物安全性。
附图说明
[0017]图1为实施例1中制备的TiO纳米片的TEM图片。
[0018]图2为实施例1中制备的TiO纳米片的XRD图片。
[0019]图3为实施例1中制备的TiO纳米片的XPS图片，其中A为TiO全谱、B为Ti元素精细谱、C为氧元素精细谱。
[0020]图4为实施例1中制备的不同浓度TiO纳米片在808nm不同功率的近红外光照射下的升温曲线与热成像图片，其中：A为不同浓度TiO水分散液在2W/cm2近红外光照射下的升温曲线、B为100μg/mL的TiO水分散液在不同功率的近红外光照射下的升温曲线、C为图A对应的热成像图、D为图B对应的热成像图。
[0021]图5为实施例1中制备的TiO纳米片抗菌涂板数码照片，其中：A为不同浓度的TiO水分散液在有(+NIR)/无(
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NIR)近红外光照射下的抗大肠杆菌涂板数据；B为不同浓度的TiO水分散液在有/无近红外光照射下的抗MRSA细菌涂板数据。
[0022]图6为实施例1中制备的TiO纳米片在有/无近红外光照射下杀伤MRSA的扫描电镜图片。
[0023]图7为实施例1中制备的不同浓度TiO纳米片在有/无近红外光照射下处理MRSA后的MRSA蛋白质泄露。
[0024]图8为实施例1中制备的不同浓度的TiO纳米片在近红外光1064nm照射5min下4T1细胞(小鼠乳腺癌细胞)活力的柱状图。
[0025]图9为实施例1中制备的TiO纳米片杀伤肿瘤细胞的活死染色图片(PI能够染色死亡的肿瘤细胞，AM能够染色活的肿瘤细胞，Merge代表活细胞与死细胞叠加的图片)。
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：以TiO粉末为原料，通过水浴超声获得TiO纳米片。2.根据权利要求1所述的一氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：将TiO粉末分散到液体溶剂中，获得TiO分散液；将所述TiO分散液在水浴下进行超声，然后低速离心，去除下层颗粒沉淀，取上层均匀溶液并高速离心，所得沉淀用乙醇和水依次洗涤后，冷冻干燥，即获得TiO纳米片。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述TiO分散液中TiO的浓度为0.01～200mg/mL。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述液体溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮、N

【专利技术属性】
技术研发人员：王咸文，张伟，
申请(专利权)人：安徽医科大学，
类型：发明
国别省市：