本发明专利技术提供了一种靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法及该材料的应用，该制备方法中，以乙二胺四乙酸二钠和铜盐为原料，去离子水为溶剂，通过水热反应得到近红外碳点粉末；然后将近红外碳点溶液B与适量钼酸钠和硫代乙酰胺混合，高温制得近红外碳点/二硫化钼复合材料；最后，使用多巴胺和乙二醇壳聚糖对近红外碳点/二硫化钼复合材料进行修饰，得到靶向型近红外碳点基抗菌复合材料；该应用为近红外碳点基抗菌复合材料在生物成像或多重协同靶向抗菌领域中的应用。该靶向型近红外碳点基抗菌复合材料具有靶向性和pH响应性，在细菌感染部位可实现抗菌剂的精准、有效、可控释放，提高了其抗菌效率，降低了对周围健康组织的损伤。伤。伤。
【技术实现步骤摘要】
一种靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法及该材料的应用
[0001]本专利技术涉及多重协同靶向抗菌及生物成像
，具体涉及一种靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法及该材料的应用。
技术介绍
[0002]细菌感染可能产生严重的组织损伤和慢性不愈合伤口，已成为全球健康危机之一。从青霉素被发现以来，抗生素一直是治疗细菌感染性疾病的首选药物。然而，随着抗生素的滥用，细菌迅速产生了耐药性甚至出现了超级细菌。为了躲避抗生素的攻击以及恶劣环境的影响，细菌进化出了各种耐药机制，如药物外排泵、渗透屏障、灭活酶和靶向修饰机制等，大大降低了抗生素的有效性；因此，迫切需要设计和开发可实现高效抗菌且不会产生耐药性的新型抗菌剂。
[0003]近年来，纳米材料在抗菌领域掀起了研究热潮，如金/银纳米粒子、金属氧化物、碳基纳米材料和金属有机框架等，它们可以通过物理或化学方法实现有效抗菌，有望取代抗生素治疗；然而，贵金属纳米材料成本高、MOFs生物基质不稳定、金属基抗菌剂生物相容性差等问题限制了它们在生物医学领域的发展。值得注意的是，碳基纳米材料具有相对优异的生物相容性、环境友好性、成本低，从而在生物医用领域具有独特的优势。因此，研发碳基纳米抗菌剂对治疗细菌感染性疾病具有重要意义。
[0004]碳点作为碳基纳米材料的新成员，具有优异的生物相容性、荧光可调性、原料丰富、合成成本低、易于改性等优点，已在生物成像、生物传感及生物治疗等领域被广泛报道。其中，近红外碳点在生物透明窗口内(650
‑
1350nm)具有广泛吸收，作为一种优异的光热剂，其具有较深的组织穿透深度、对组织损伤小，并且其在一定波长激光照射下可实现有效的光治疗抗菌。光热治疗(Photothermal therapy,PTT)和光动力治疗(Photodynamic therapy,PDT)因具有无创性、低毒性、副作用小、远程可控性且不会产生耐药性引起了医学和材料科学领域研究者的广泛关注。PTT通过产生的过高热可对细菌细胞膜、DNA、蛋白质产生热损伤，加速细菌死亡；PDT通过产生的ROS(
·
OH、
·
O2‑
、1O2)引起氧化应激作用，使细菌细胞膜的氧化和抗氧化作用失衡，从而干扰细菌代谢，破坏细菌细胞膜、DNA及蛋白质结构，导致细菌死亡。
[0005]然而，在实际操作中，单一PTT需要较高的功率密度及较长的照射时间，可能会对伤口感染部位周围的健康组织造成一定热损伤；单一PDT需要大量的ROS，ROS过多会引起炎症和组织坏死，进而损伤正常组织，此外，ROS半衰期短(10
‑9s)，作用距离有限(10
‑
100nm)，使其治疗效果受限。两种光治疗抗菌策略均具有一定的局限性且不能实现靶向抗菌，阻碍了近红外碳点在抗菌领域的应用。因此，制备一种具有靶向性和多重协同抗菌性能的近红外碳点基复合材料在细菌感染治疗领域具有巨大的发展前景和研究价值。此外，近红外碳点的荧光可调性还使得近红外碳点基抗菌复合材料在生物成像领域具有一定的发展潜力。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法及该材料的应用，该制备方法中，以乙二胺四乙酸二钠和铜盐为原料，去离子水为溶剂，通过水热反应得到近红外碳点粉末；然后，将一定浓度的近红外碳点溶液B与适量钼酸钠和硫代乙酰胺混合，高温制得近红外碳点/二硫化钼复合材料；最后，使用多巴胺和乙二醇壳聚糖在一定条件下对近红外碳点/二硫化钼复合材料进行修饰，得到靶向型近红外碳点基抗菌复合材料。该靶向型近红外碳点基抗菌复合材料具有靶向性和pH响应性，在细菌感染部位可实现抗菌剂的精准、有效、可控释放，提高了其抗菌效率，降低了对周围健康组织的损伤，该复合材料克服了现有技术中存在的单一治疗策略应用受限问题、材料尺寸较小易于代谢问题以及传统碳基抗菌剂抗菌效率低等问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)以乙二胺四乙酸二钠和铜盐为原料，经去离子水搅拌溶解后，于高温条件下反应得到近红外碳点溶液A，经透析、干燥后，得到近红外碳点粉末；
[0010](2)将一定浓度的近红外碳点溶液B与适量钼酸钠和硫代乙酰胺混合，高温制得近红外碳点/二硫化钼复合材料；
[0011](3)使用多巴胺和乙二醇壳聚糖对近红外碳点/二硫化钼复合材料进行修饰，得到靶向型乙二醇壳聚糖
‑
近红外碳点/二硫化钼@聚多巴胺抗菌复合材料。
[0012]基于纳米材料的光疗法因其具有无创性、低毒性、副作用小、远程可控性且不会产生耐药性引起了医学和材料科学领域研究者的广泛关注。本专利技术制备的近红外碳点基抗菌复合材料在近红外区域具有广泛吸收，且其在乙二醇壳聚糖和多巴胺的修饰下具有靶向性和pH响应性，因此其在808nm激光照射下可实现多重协同靶向抗菌；当使用近红外碳点基抗菌复合材料进行细菌感染治疗时，乙二醇壳聚糖会主动靶向到细菌，在酸性细菌微环境下，聚多巴胺会发生分解，近红外碳点/二硫化钼复合材料得以暴露，从而实现有效、可控释放，在808nm激光照射下产生的热与活性氧会对细菌细胞膜造成热及氧化损伤，从而实现高效抗菌。
[0013]优选的，在步骤(1)中，乙二胺四乙酸二钠、铜盐与去离子水的重量体积(g/g/mL)比为0.5～1:0.1～0.5:15～25；将乙二胺四乙酸二钠和铜盐加入去离子水中，在20～30℃下磁力搅拌15～25min，使其混合均匀，并溶解，然后加入反应釜中，高温反应条件为：160～200℃的条件下反应4～8h，反应结束后，冷却至20～30℃。
[0014]优选的，在步骤(1)中，所述透析，将近红外碳点溶液A在1000Da的透析袋中透析3～5天，然后进行冷冻干燥，冷冻干燥条件为：温度
‑
60～
‑
50℃，真空度9～10Pa，处理时间为20～24h。
[0015]优选的，在步骤(2)中，近红外碳点/二硫化钼复合材料的制备方法为：
[0016]s1，制备近红外碳点/二硫化钼溶液：
[0017]将近红外碳点粉末溶于去离子水中，得到均一的近红外碳点溶液B，所述近红外碳点溶液B的浓度为50mg/mL；
[0018]将钼酸钠、硫代乙酰胺溶于去离子水中，然后加入近红外碳点溶液B，在25℃的条件下以800rpm磁力搅拌30min；
[0019]然后在180～220℃的条件下反应20～30h，冷却至20～30℃，得到近红外碳点/二硫化钼溶液；
[0020]s2，制备近红外碳点/二硫化钼材料：
[0021]将得到的近红外碳点/二硫化钼溶液离心、洗涤、干燥后，得到近红外碳点/二硫化钼材料粉末。
[0022]优选的，在步骤s 1中，钼酸钠、硫代乙酰胺、去离子水和近红外碳点溶液B的质量体积(g/g/mL/mL)比为0.3～0.6:0.3～0.8本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以乙二胺四乙酸二钠和铜盐为原料，在去离子水中搅拌溶解后，于高温条件下反应得到近红外碳点溶液A，经透析、干燥后，得到近红外碳点粉末；(2)将一定浓度的近红外碳点溶液B与适量钼酸钠和硫代乙酰胺混合，高温制得近红外碳点/二硫化钼复合材料；(3)使用多巴胺和乙二醇壳聚糖对近红外碳点/二硫化钼复合材料进行修饰，得到靶向型乙二醇壳聚糖
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近红外碳点/二硫化钼@聚多巴胺抗菌复合材料。2.如权利要求1所述的靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，乙二胺四乙酸二钠、铜盐与去离子水的重量体积(g/g/mL)比为0.5～1:0.1～0.5:15～25；将乙二胺四乙酸二钠和铜盐加入去离子水中，在20～30℃下磁力搅拌15～25min，使其混合均匀，并溶解，然后加入反应釜中，高温反应条件为：160～200℃的条件下反应4～8h，反应结束后，冷却至20～30℃。3.如权利要求2所述的靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述透析，将近红外碳点溶液A在1000Da的透析袋中透析3～5天，然后进行冷冻干燥，冷冻干燥条件为：温度
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60～
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50℃，真空度9～10Pa，处理时间为20～24h。4.如权利要求1所述的靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，近红外碳点/二硫化钼复合材料的制备方法为：s1，制备近红外碳点/二硫化钼溶液：将近红外碳点粉末溶于去离子水中，得到近红外碳点溶液B，所述近红外碳点溶液B的浓度为50mg/mL；将钼酸钠、硫代乙酰胺溶于去离子水中，然后加入近红外碳点溶液B，在25℃的条件下以800rpm磁力搅拌30min；然后在180～220℃的条件下反应20～30h，冷却至20～30℃，得到近红外碳点/二硫化钼溶液；s2，制备近红外碳点/二硫化钼材料：将得到的近红外碳点/二硫化钼溶液离心、洗涤、干燥后，得到近红外碳点/二硫化钼材料粉末。5.如权利要求4所述的靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，钼酸钠、硫代乙酰胺、去离子水和近红外碳点溶液B的质量体积(g/g/mL/mL)比为0.3～0.6:0.3～0.8:15～20:1；在步骤s2中，离心是在8000～10000rpm的条件下离心10～15min；洗涤，是分别使用乙醇和去离子水洗涤2～3次。6.如权利要求1所述的靶向型近红外碳点基抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，靶向型乙二醇壳聚糖
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近红外碳点/二硫化钼@聚多巴胺抗菌复合材料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：楚晓红，周宁琳，李军，王瑞，贾殿隆，李光勇，延辉，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：
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