【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抗菌剂，具体涉及一种ph和atp双重响应性纳米抗菌剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、细菌作为感染的主要病原微生物之一，常常通过食品与环境污染进入人体，侵袭皮肤软组织、呼吸道、体液等各个部位，对人类健康构成严重威胁。细菌耐药性的出现，使得继发性细菌感染问题愈发严重，进一步加大了发病率和病死率。因此，亟需开发一种创新、高效且可持续的抗菌策略，以控制和消除对人类健康及生态环境产生危害的微生物污染。特别地，纳米技术和材料科学的迅速发展作为无需依赖抗生素的新型抗菌策略成为了重要途径，可提供多种高效抗菌手段。
2、与传统的物理和化学抗菌策略相比，纳米抗菌策略(包括金属离子杀菌、光热杀菌和光动力杀菌等)表现出卓越的抗菌性能且能够有效避免了细菌耐药性问题，因此在抗菌和抗肿瘤领域备受推崇。常见的抗菌金属离子包括zn2+、ag+和cu2+等，通过破坏细胞壁、破坏细胞蛋白质或dna实现抗菌。光热疗法(ptt)是通过光热剂吸收近红外光子能量进而转化为局部高温来杀死细菌，但往往长时间的高温处理会对正常组织出现热损伤。光动力疗法(pdt)则依赖于光敏剂在近红外光(nir)刺激下产生大量活性氧(ros)来杀死细菌。其中，典型的光敏剂吲哚菁绿(icg)是美国食品药品监督管理局唯一批准的安全无毒的菁类染料，尽管icg可用作光热剂和光敏剂，但仍然受限于其水溶液稳定性和浓度依赖的问题。基于上述问题，为应对单一抗菌策略的不足和应用局限，迫切需要开发多种抗菌策略联合的新型抗菌纳米材料，以期在中等温度和其他抗菌因子的协同下实现更高效、安全的抗
3、近年来，多功能纳米材料因其独特的纳米结构和可定制的性能而引起了广泛的学术研究。其中，mxene作为一种新型的二维纳米材料，展现出优异的光催化和光热转换能力，使其成为理想的光热抗菌载体。此外，zif-90是一种潜在的zn2+储存库，并对强酸性及富-腺苷三磷酸(atp)水平环境表现出独特的自主响应能力。通过对微环境的自适应性响应，zif-90能够释放zn2+及核内装载的药物，从而实现高效的抗菌和抗肿瘤等应用。因此，亟需合适的方法构建多功能纳米材料，实现对革兰氏阴性菌(以大肠杆菌为例)和革兰氏阳性菌(以金黄色葡萄球菌为例)的pdt/ptt/zn2+协同、高效和可持续的抗菌作用。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的首要目的是提供一种ph和atp双重响应性纳米抗菌剂，该ph和atp双重响应性纳米抗菌剂mxene/zif-90@icg可精准感知细菌污染的微环境并适应性释放抗菌因子，在nir辐照下实现pdt/ptt/zn2+协同、广谱和高效的抗菌作用。
2、本专利技术的进一步目的是提供一种ph和atp双重响应性纳米抗菌剂的制备方法，通过对剥离的少层mxene纳米片表面进行氨基改性，共价连接具有低ph和高atp水平自主响应性的zif-90@icg纳米颗粒制备得到ph和atp双重响应性纳米抗菌剂mxene/zif-90@icg。
3、本专利技术的第三个目的是提供上述ph和atp双重响应性纳米抗菌剂或上述方法制备得到的ph和atp双重响应性纳米抗菌剂在制备光热治疗或光动力治疗药物中的应用。
4、本专利技术通过以下技术方案实现：
5、本专利技术第一方面提供了一种ph和atp双重响应性纳米抗菌剂，所述ph和atp双重响应性纳米抗菌剂包括mxene-nh2纳米片基底和所述基底上的zif-90@icg纳米颗粒。
6、本专利技术提供的ph和atp双重响应性纳米抗菌剂mxene/zif-90@icg可精准感知细菌污染的微环境并适应性释放抗菌因子mxene、icg和zn2+，在nir辐照下实现pdt/ptt/zn2+协同、广谱和高效的抗菌作用，并且mxene的引入有效改善了制备的纳米抗菌剂在水溶液中的分散性，让其作为纳米抗菌喷剂成为可能。
7、本专利技术提供的ph和atp双重响应性纳米抗菌剂mxene/zif-90@icg通过对低ph和高atp水平的双重自主识别，在没有光激活的条件下能够实现对细菌污染微环境的精准感知并缓慢释放抗菌因子mxene、icg和zn2+，在nir激活下加速释放抗菌因子并实现pdt/ptt/zn2+协同抗菌作用。在nir照射下可mxene和icg联合产生高水平的ros和稳定的中等温度实现pdt&ptt协同抗菌，并加速icg和zn2+的释放协同金属离子进一步增强抗菌效果。ros、zn2+和局部中等温度的协同作用，有效避免了产生细菌耐药性和过高温度导致组织热损伤的问题。并且，在抗菌过程中通过icg释放的nir荧光信号和zn2+的实时监测，可实现精准监控抗菌过程中的抗菌因子释放情况并进行及时调整抗菌剂的使用量。
8、本专利技术第二方面提供了一种ph和atp双重响应性纳米抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
9、s1.将二水合乙酸锌、咪唑-2-甲醛和icg溶于有机溶剂中，制备得到zif-90@icg纳米颗粒；
10、s2.在mxene纳米片分散液中加入氨化试剂，制备得到mxene-nh2纳米片；
11、s3.将s1制得的zif-90@icg纳米颗粒活化后和s2制得的mxene-nh2纳米片溶于有机溶剂中制备得到所述ph和atp双重响应性纳米抗菌剂。
12、本专利技术通过对剥离的少层mxene纳米片表面进行氨基改性，共价连接具有低ph和高atp水平自主响应性的zif-90@icg纳米颗粒制备得到ph和atp双重响应性纳米抗菌剂mxene/zif-90@icg。
13、进一步地，步骤s3中，所述zif-90@icg纳米颗粒与mxene-nh2纳米片在有机溶剂中的浓度比为1:(0.5～1.5)。
14、进一步地，步骤s1中，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
15、进一步地，步骤s1中，还包括进行洗涤、离心和干燥的步骤，得到zif-90@icg纳米颗粒粉末。
16、进一步地，步骤s1中，还包括对zif-90@icg纳米颗粒经过官能团活化处理的步骤，将zif-90@icg纳米颗粒以浓度1.5～3.0mg ml-1分散于甲醇溶液中进行官能团的活化。
17、进一步地，步骤s2中，所述mxene纳米片的制备方法为：将氟化锂溶于盐酸和水的混合溶液中，加入ti3alc2后在35～45℃下反应，洗涤并离心后收集上清液得到mxene纳米片。
18、进一步地，步骤s2中，所述氨化试剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷(atpes)或氨水，优选3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
19、在具体实施方式中，ph和atp双重响应性纳米抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
20、s1.将二水合乙酸锌、咪唑-2-甲醛和icg溶于有机溶剂中制备得到zif-90@icg纳米颗粒，经过无水乙醇洗涤、离心、干燥后，将其分散在甲醇溶液中活化18～24小时，得到官能团活化后的zif-90@icg纳米颗粒；
21、s2.通过氟化锂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种pH和ATP双重响应性纳米抗菌剂，其特征在于，所述pH和ATP双重响应性纳米抗菌剂包括MXene-NH2纳米片基底和负载在所述MXene-NH2纳米片基底上的ZIF-90@ICG纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的pH和ATP双重响应性纳米抗菌剂，其特征在于，所述ZIF-90@ICG纳米颗粒与所述MXene-NH2纳米片共价连接。
3.一种pH和ATP双重响应性纳米抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述ZIF-90@ICG纳米颗粒与MXene-NH2纳米片在有机溶剂中的浓度比为1:(0.5～1.5)。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述MXene纳米片的制备方法为：将氟化锂溶于盐酸和水的混合溶液中，加入Ti3AlC2后在40～50℃下反应，洗涤并离心后收集上清液得到MXene纳米片。
7.根据权利要求3所述的制
8.权利要求1所述的pH和ATP双重响应性纳米抗菌剂或权利要求2～7任意一项所述的方法制备得到的pH和ATP双重响应性纳米抗菌剂在制备光热治疗或光动力治疗药物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述光热治疗中近红外光的光功率密度为0.5～1.5W·cm-2。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述pH和ATP双重响应性纳米抗菌剂使用时的浓度为20～120μg·mL-1。
...【技术特征摘要】
1.一种ph和atp双重响应性纳米抗菌剂，其特征在于，所述ph和atp双重响应性纳米抗菌剂包括mxene-nh2纳米片基底和负载在所述mxene-nh2纳米片基底上的zif-90@icg纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的ph和atp双重响应性纳米抗菌剂，其特征在于，所述zif-90@icg纳米颗粒与所述mxene-nh2纳米片共价连接。
3.一种ph和atp双重响应性纳米抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述zif-90@icg纳米颗粒与mxene-nh2纳米片在有机溶剂中的浓度比为1:(0.5～1.5)。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王周平，丁宁，齐硕，董效泽，秦鸣蔚，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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