具有增强过氧化物酶活性的Cu/Au/Pt-MOFs复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有增强过氧化物酶活性的Cu/Au/Pt

【技术实现步骤摘要】
具有增强过氧化物酶活性的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米模拟酶及医疗抗菌
，具体涉及一种具有过氧化物酶活性的Cu/Au/Pt
‑
金属有机框架(Cu/Au/Pt
‑
MOFs)复合材料及其制备方法和其在抗菌领域的应用。

技术介绍

[0002]由细菌感染引起的疾病是全球性公共卫生问题之一。据统计，每年有数百万人由于细菌感染而死亡。抗生素是治疗感染性细菌的传统方法，但抗生素的滥用导致细菌耐药性不断增加，甚至出现“超级细菌”。因此，迫切需要寻找新的抗菌剂。近年来，纳米银等一系列抗菌材料因其独特的抗菌机理而被用于杀灭细菌。这些抗菌材料可与细菌的生物分子反应，改变其结构，影响细菌的生物功能，最终导致细菌死亡。虽然上述抗菌材料已显示出作为替代抗生素的巨大潜力，但由于其潜在的生物毒性和较低的抗菌效率，其临床应用仍受到限制。因此，低生物毒性、高抗菌活性的纳米材料的开发仍迫在眉睫。
[0003]纳米模拟酶是一类与天然酶具有相似反应机制的纳米材料，在抗菌治疗中引起了极大的关注。尤其是具有类过氧化物酶性质的功能性纳米粒子可以将H2O2转化为对细菌毒性更大的羟基自由基(
·
OH)，从而杀灭细菌。Co
‑
V混合金属氧化物、Pd
‑
Fe修饰的石墨纳米片和硫化铜纳米颗粒等已被应用于与H2O2的协同抗菌，但它们的应用仍然受到纳米粒子容易聚集和使用高浓度H2O2的限制。因此仍需要开发具有更强过氧化物酶活性的分散性较好的纳米材料以提高其抗菌性能，通过调整纳米材料的形态和组成来最大化纳米材料的酶样活性，是开发更好的抗菌剂的一种有效方式。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种具有增强过氧化物酶活性的Cu/Au/PtNPs
‑
金属有机框架(Cu/Au/Pt
‑
MOFs)复合材料及其制备方法和在制备抗菌剂中的应用，应用于金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和沙门氏菌等常见感染性细菌的抗菌治疗。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种具有增强过氧化物酶活性的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料，主要由金属有机框架复合材料Cu
‑
TCPP(Fe)和在其表面原位生长的Cu/Au/Pt多金属纳米粒子(Cu/Au/PtNPs)组成。
[0007]上述的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料，优选的，所述Cu
‑
TCPP(Fe)和Cu/Au/Pt多金属纳米粒子的质量比为1:(0.1
‑
10)(更优选为1:1.57)。
[0008]优选的，所述Cu/Au/Pt多金属纳米粒子中，Cu、Au、Pt的质量比为1:(0.1
‑
50):(0.1
‑
50)(更优选为1:5.78:4.52)。
[0009]金属有机框架材料(MOFs)是以金属离子或金属团簇作为节点，有机配体作为连接
体，通过节点与连接体自组装而形成的有机无机杂化多孔晶态材料。其中以卟啉类化合物作为有机连接体的卟啉
‑
金属框架材料(TCPP)不仅具有比表面积大、易于调控的空间结构和功能外，还表现出良好的类过氧化物酶活性。此外，贵金属纳米颗粒，如金(Au)、铂(Pt)等纳米粒子由于量子尺寸效应和量子限制效应，亦具有类过氧化物酶活性。我们将Cu/Au/Pt NPs和Cu
‑
TCPP(Fe)这两种具有过氧化物酶活性的纳米材料结合起来，协同二者类过氧化物酶活性，合成一种具有增强过氧化物酶活性的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料作为杀菌剂实现在低H2O2条件下高效杀灭细菌。
[0010]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料的制备方法，包括如下步骤：将Cu
‑
TCPP(Fe)分散于超纯水中，在磁力搅拌下，加入CuSO4、柠檬酸三钠后继续搅拌，滴加KBH4后继续搅拌，滴加HAuCl4、K2PtCl4后继续搅拌，搅拌完毕后离心，用超纯水水洗沉淀后，离心收集，即得到所述的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料。
[0011]上述的制备方法，优选的，所述Cu
‑
TCPP(Fe)的制备方法包括如下步骤：将Cu(NO3)2·
3H2O、TCPP(Fe)、三氟乙酸和聚乙烯吡咯烷酮溶于DMF和乙醇的混合物中，超声处理后进行加热反应，所得产物经洗涤后离心收集，得到Cu
‑
TCPP(Fe)。
[0012]更优选的，所述Cu(NO3)2·
3H2O、TCPP(Fe)和三氟乙酸的摩尔比为1:0.5:100000；所述DMF和乙醇的混合物中，DMF和乙醇的体积比为3:1；所述超声处理的时间为5
‑
30min；所述加热反应的温度为50
‑
150℃，时间为8
‑
24h；所得产物呈深棕色，用乙醇洗涤两次，并在5000
‑
15000rpm、15
‑
30℃下离心5
‑
30min收集Cu
‑
TCPP(Fe)。
[0013]上述的制备方法，优选的，所述Cu
‑
TCPP(Fe)溶液的终浓度为0.1
‑
10mg/mL(更优选为1mg/mL)；所述KBH4的浓度为5
‑
100mM，添加量为0.5
‑
5mL；所述HAuCl4的浓度为0.01
‑
1M，所述HAuCl4、K2PtCl4的添加量均为10
‑
200μL。
[0014]优选的，继续搅拌的时间为10
‑
40min，离心是在5000
‑
15000rpm下离心5
‑
30min，所得Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料分散于超纯水中。
[0015]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供上述的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料在制备抗菌剂中的应用，所述抗菌剂包括所述Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料和H2O2。
[0016]优选的，所述抗菌剂的抗菌对象为金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和沙门氏菌(salmonella)中的任意一种或几种细菌。
[0017]优选的，所述抗菌剂中含有H2O2的终浓度为50
‑
300μM，含有Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料的OD
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有增强过氧化物酶活性的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料，其特征在于，主要由金属有机框架复合材料Cu
‑
TCPP(Fe)和在其表面原位生长的Cu/Au/Pt多金属纳米粒子组成。2.根据权利要求1所述的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料，其特征在于，所述Cu
‑
TCPP(Fe)和Cu/Au/Pt多金属纳米粒子的质量比为1:(0.1
‑
10)。3.根据权利要求1或2所述的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料，其特征在于，所述Cu/Au/Pt多金属纳米粒子中，Cu、Au、Pt的质量比为1:(0.1
‑
50):(0.1
‑
50)。4.一种如权利要求1
‑
3中任一项所述的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将Cu
‑
TCPP(Fe)溶液分散于超纯水中，在磁力搅拌下，加入CuSO4、柠檬酸三钠后继续搅拌，滴加KBH4后继续搅拌，滴加HAuCl4、K2PtCl4后继续搅拌，搅拌完毕后离心，用超纯水水洗沉淀后，离心收集，即得到所述的Cu/Au/Pt
‑
MOFs复合材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述Cu
‑
TCPP(Fe)溶液的终浓度为0.1
‑
10mg/mL；所述KBH4的浓度为5
‑
100mM，添加量为0.5<...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁萍，伍翩，开天瀚，何兴侯，龚芳洁，陈翠梅，王丹琪，黄瑞雪，张竞文，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：