【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抗菌材料，具体涉及一种氨基酸修饰的级联双纳米酶材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、细菌感染不断威胁着人类的健康，在过去几十年，随着抗生素的大规模使用，细菌耐药性问题逐渐凸显并愈发严重。耐药菌可通过生成灭活酶、药物作用的靶位突变、细胞壁通透性改变和外排泵过度表达等多种途径使抗生素失效。另外，细菌可以粘附定植在人类的骨骼、伤口和牙齿表面，通过合成细胞外聚合物eps形成局部安全的微环境，减少抗生素的获取，触发抗菌耐药性来保护嵌入的细菌，最终导致相关疾病的治疗面临极大的挑战。
2、基于纳米材料的抗菌治疗方法目前较为突出，包括抗菌聚合物、化学动力疗法、光热疗法、光动力疗法。然而光热疗法和光动力疗法需要外加物理场来催化，操作复杂。抗菌聚合物和抗菌肽可以利用正电性和疏水性破坏细菌膜和影响膜电位实现抗菌，一般疏水性越强抗菌性越强，但同时也会增加对哺乳动物红细胞的毒性。
3、因此，在目前的抗菌材料中，公认的且常用的会有效增强抗菌效果的策略有两种。首先带正电的纳米材料更易与表面为负电的细菌直接接触从而发挥抗菌作用。另外，材料通过产生活性氧会有效破坏细菌膜，进而使内容物流出导致死亡。
4、将带正电荷的组分修饰到具有抗菌活性的材料表面实现协同抗菌是一种有前景的方法。但是目前带正电性的材料往往通过静电相互作用进行负载，这种方法会有所限制，需要合成表面带负电的纳米材料，并且负载正电性较弱的材料后，复合纳米材料的带电性也不理想，抗菌效果差。利用活性氧抗菌是另一种常用的方法，活性氧可以降解eps并杀死细菌，
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氨基酸修饰的级联双纳米酶材料(feooh@fe-lysine@au)及其制备方法与应用，本专利技术提供的feooh@fe-lysine@au在保证整体材料的强正电性前提下，同时具有更强的抗菌抗菌作用。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，包括内核、包裹内核的外壳和设置在所述外壳表面的纳米颗粒；所述内核为feooh；所述外壳为fe2+与氨基酸配位作用形成的配位物；所述纳米颗粒为金纳米颗粒。
4、优选的，所述氨基酸为赖氨酸；所述金纳米颗粒的平均粒径为1.9～5nm。
5、优选的，所述内核呈梭型，内核的尺寸为：核长为64.1～120nm，核宽为13.6～29.7nm。
6、所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料呈梭型，所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料的尺寸为：长为136.5～211.2nm，宽为24.2～48.7nm。
7、优选的，所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料呈梭型，所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料的尺寸为：长为136.5～211.2nm，宽为24.2～48.7nm。
8、本专利技术提供了上述技术方案所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料的制备方法，包括以下步骤：
9、将氨基酸、水溶性三价铁盐和水混合进行自组装，得到核壳材料；
10、将所述核壳材料、金化合物、还原剂和水混合进行原位还原，所述还原剂的用量大于所述金化合物还原为金单质的理论用量，得到所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料。
11、优选的，所述水溶性三价铁盐为氯化铁、硝酸铁和硫酸铁中的一种或多种，所述氨基酸和水溶性三价铁盐的摩尔比为1:1。
12、优选的，所述自组装的温度为室温，时间为36～48h；
13、所述自组装结束后，还包括：将所得自组装料液进行第一离心处理，得到第一沉淀物；将所述第一沉淀物用水重悬后进行第二离心处理，所得第二沉淀物为所述核壳材料；所述第一离心处理和第二离心处理的转速独立地为18000r/min，时间独立地为20min。
14、优选的，所述金化合物为氯金酸，所述还原剂为硼氢化盐；
15、所述原位还原结束后，还包括：将所得还原料液进行第三离心处理，得到第三沉淀物；将所述第三沉淀物用水重悬后进行第四离心处理，所得第四沉淀物为所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料；所述第三离心处理和第四离心处理的转速独立地为18000r/min，时间独立地为20min。
16、本专利技术提供了上述技术方案所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的氨基酸修饰的级联双纳米酶材料在抗菌中的应用。
17、优选的，所述抗菌的菌种包括变形链球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和耐氨苄大肠杆菌中的一种或多种。
18、本专利技术提供了一种氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，包括内核、包裹内核的外壳和设置在所述外壳表面的纳米颗粒；所述内核为feooh；所述外壳为fe2+与氨基酸配位作用形成的配位物；所述纳米颗粒为金纳米颗粒。本专利技术采用强正电的feooh作为内核，外壳为fe2+与氨基酸配位作用形成的配位物，相较于现有技术中通过静电相互作用负载的抗菌材料，本专利技术能够在保证整体材料的强正电性前提下，外壳中氨基酸的聚集还赋予了材料更强的抗菌效果。同时，本专利技术通过金纳米颗粒和外壳中的的fe2+的共同作用，一方面增强了级联纳米酶的催化活性，与糖尿病伤口处的高浓度葡萄糖以及龋齿细菌生物膜中释放的葡萄糖反应可以产生h2o2和·oh，另一方面fe2+与o2反应可以产生·o2-，最终协同三种ros增强抗菌作用。
19、本专利技术提供了上述技术方案所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料的制备方法，包括以下步骤：将氨基酸、水溶性三价铁盐和水混合进行自组装，得到核壳材料；将所述核壳材料、金化合物、还原剂和水混合进行原位还原，所述还原剂的用量大于所述金化合物还原为金单质的理论用量，得到所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料。本专利技术在自组装过程中利用fe3+的水解作用以及fe3+与氨基酸的氨基与羧基的配位作用，制备了内核为强正电的feooh，外壳为fe3+-氨基酸(实施例中使用的赖氨酸)的纳米梭feooh@fe-lysine，在保证整体材料的强正电性前提下，壳中氨基酸的聚集还赋予了材料更强的抗菌效果。然后本专利技术通过原位还原法使金纳米粒子生长在外壳表面制备feooh@fe-lysine@au，由于加入的还原剂为过量的，所以将外壳层中的fe3+还原为fe2+。一方面增强了级联纳米酶的催化活性，与糖尿病伤口处的高浓度葡萄糖以及龋齿细菌生物膜中释放的葡萄糖反应可以产生h2o2和·oh，另一方面fe2+与o2反应可以产生·o2-，最终协同三种ros增强抗菌作用。本专利技术提供的制备方法简单易行，适宜工业化生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，其特征在于，包括内核、包裹内核的外壳和设置在所述外壳表面的纳米颗粒；所述内核为FeOOH；所述外壳为Fe2+与氨基酸配位形成的配位物；所述纳米颗粒为金纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，其特征在于，所述氨基酸为赖氨酸；所述金纳米颗粒的粒径为1.9～5nm。
3.根据权利要求1所述的氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，其特征在于，所述内核呈梭型，内核的尺寸为：核长为64.1～120nm，核宽为13.6～29.7nm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，其特征在于，所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料呈梭型，所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料的尺寸为：长为136.5～211.2nm，宽为24.2～48.7nm。
5.权利要求1～4任一项所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性三价铁盐为氯化铁、硝酸铁和硫酸铁中的一种或多种，所述氨基酸和水溶性三价铁盐的摩尔
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述自组装的温度为室温，时间为36～48h；
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金化合物为氯金酸，所述还原剂为硼氢化盐；
9.权利要求1～4任一项所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料或权利要求5～8任一项所述的制备方法制备得到的氨基酸修饰的级联双纳米酶材料在制备抗菌材料中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述抗菌材料的抗菌菌种包括变形链球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和耐氨苄大肠杆菌中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，其特征在于，包括内核、包裹内核的外壳和设置在所述外壳表面的纳米颗粒；所述内核为feooh；所述外壳为fe2+与氨基酸配位形成的配位物；所述纳米颗粒为金纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，其特征在于，所述氨基酸为赖氨酸；所述金纳米颗粒的粒径为1.9～5nm。
3.根据权利要求1所述的氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，其特征在于，所述内核呈梭型，内核的尺寸为：核长为64.1～120nm，核宽为13.6～29.7nm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的氨基酸修饰的级联双纳米酶材料，其特征在于，所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料呈梭型，所述氨基酸修饰的级联双纳米酶材料的尺寸为：长为136.5～211.2nm，宽为24.2～48.7nm。
5.权利要求1～4任...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘轶，李思媛，石万瑞，晋皓，陈杨，张皓，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。