【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学合成和生物医学材料领域，具体涉及了一种多功能纳米药物及其制备方法与抗菌应用。
技术介绍
1、细菌感染是影响伤口愈合的最主要因素之一，可诱发从表面感染到影响内脏甚至全身疾病的各种传染病。抗生素现在是临床上预防和治疗细菌感染的主要方式，常见抗生素能有效抑制病源细菌的生长，减少许多术后由于细菌感染所造成的病症。但是抗生素的过度使用使细菌产生了耐药性，甚至部分菌株逐渐进化成“超级细菌”，严重威胁到人类和动物健康。因此，开发具有优异抗菌效果但不产生细菌耐药性的治疗方法至关重要。
2、近年来，光动力疗法（pdt）引起了关注且发展迅速，抗菌光动力疗法（apdt）利用光敏剂吸收特定波长的光而被激发，被激发的光敏剂能将其能量传递给周围的氧分子，从而产生高毒性的活性氧（ros）进行抗菌治疗。其具有抗菌性能广谱、耐药低、选择性好等特点，具有广阔的应用前景。但是细菌感染部位复杂的微环境以及作为光动力治疗核心的光敏剂水溶性差、稳定性差、易聚集淬灭和作用距离短等缺点极大地限制了光疗的效果。
3、饥饿疗法是一种新兴的抗肿瘤方法，因其前景广阔的临床应用而受到越来越多的关注。细菌的增殖高度依赖于葡萄糖酵解，而饥饿疗法通过消耗葡萄糖去除细菌的营养供应以抑制其增殖。葡萄糖氧化酶（gox）介导的饥饿疗法受到了越来越多的广泛关注。gox通过催化葡萄糖和氧气之间的反应从而消耗细菌微环境中的营养物质，抑制细菌增殖。同时，该反应还会产生过氧化氢（h2o2）和d-葡萄糖酸，其都具有一定的抗菌作用。h2o2会导致细菌的dna、蛋白质、膜脂
4、近年来，纳米材料的创新发展和应用领域不断扩大，许多适用于生物医学诊断和治疗的纳米材料被开发出来。纳米材料是材料科学的一个重要分支，具有体积小、比表面积高、表面活性高、合成简单可控等特点。在炎症区域，这些纳米材料通常表现出增强的渗透性和保留效果。在apdt中，纳米材料可以作为纳米载体的作用，同时确保这些光敏剂的有效递送。人们多次尝试将纳米材料与apdt结合，增加了apdt的稳定性和有效性，提高了ros的生成效率。研究人员希望在apdt工艺中使用纳米材料载体可以提高所需的溶解度和分散性，同时多药物负载能力可以进一步协同治疗，提高纳米平台抗菌疗法的疗效，开发一种多功能纳米平台进行抗菌治疗具有一定的实际应用价值。。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种多功能纳米药物，用于实现光动力和饥饿疗法协同高效抗菌。制备纳米尺度的硫化铜纳米载体（cus nps）作为无机纳米载体平台，在炎症区域可以增强的渗透性和保留效果，负载细菌靶向光敏剂d-半胱氨酸功能化修饰五氟苯基菌绿素（fbc-cys）进行有效递送，用于靶向光动力抗菌治疗。光敏剂分子的修饰基团可以靶向细菌，在750 nm光照下产生活性氧（ros），达到精准杀伤的效果。葡萄糖氧化酶（gox）可以通过消耗葡萄糖改变细菌微环境，达到饥饿治疗的效果，与光动力协同达到更好的抗菌作用。该多功能纳米药物水溶性好，具有良好的生物相容性，抗菌效果显著且不易使细菌产生耐药性。可用于解决目前抗菌领域中抗生素会导致细菌产生耐药性，而传统光敏剂又因为水溶性差、易聚集，保留性差使得光动力治疗效果下降的问题。
2、为了达成上述技术目标，本项专利技术采用以下技术方案实现：
3、本专利技术第一方面提供了一种多功能纳米药物，其制备过程和方法为：
4、
5、s1：首先，称取一定量的cucl2·2h2o和聚乙烯吡咯烷酮溶于水中，在室温搅拌条件下加入l-抗坏血酸钠和氢氧化钠，升温至60 ℃，加入一定量的na2s，在60 ℃下搅拌3小时，高速离心水洗干燥得到cus nps；
6、s2：然后，称一定量cus nps溶解分散在水中，加入一定量的聚乙烯亚胺，在机械搅拌条件下，将fbc-cys水溶液缓慢滴加到cus nps溶液中，搅拌一段时间，高速离心水洗干燥得到cus@fbc-cys粉末；
7、s3：最后，称取一定量的cus@fbc-cys溶解分散在水中，在机械搅拌条件下，将一定量的gox水溶液缓慢滴加到cus@fbc-cys溶液中，搅拌一段时间，高速离心水洗干燥得到多功能纳米药物cus@fbc-cys@gox粉末。
8、本专利技术第二方面提供了多功能纳米药物在抗菌方面的应用。
9、本项专利技术提供了一种多功能纳米药物。该纳米平台具有出色的药物负载能力、水分散性和生物相容性，负载的fbc-cys其产生单线态氧的能力优越，包覆的gox消耗葡萄糖用于饥饿治疗，协同光动力治疗展现出杰出的抗菌效果，适用于抗菌治疗。
10、所述应用包括以下测试：
11、s1：将cus nps，cus@fbc-cys和cus@fbc-cys@gox配制成水溶液，用紫外-可见分光光度计测试样品的紫外吸收光谱，以及用动态光散射测试多功能纳米药物颗粒样品的粒径大小分布。
12、s2：用单线态氧测试剂1，3-二苯基异苯并呋喃（dpbf）溶液和多功能纳米药物颗粒共混，750 nm光照，测试溶液在425 nm处的紫外吸收，用其吸光度的下降率表征多功能纳米药物的单线态氧生成能力。
13、s3：将过氧化氢检测剂ti(so4)2溶液、葡萄糖溶液和多功能纳米药物共混，每隔一段时间测试溶液在405 nm处的吸光度，根据吸光度在浓度-吸光度标准曲线中的关系，得出产生过氧化氢的含量，用过氧化氢含量的升高表征多功能纳米药物的对葡萄糖的降解能力。
14、s4：以耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为实验菌种，用平板计数法测试多功能纳米药物的抗菌效果。
15、s5：以l929细胞作为实验细胞，用cck-8试剂盒检测多功能纳米药物的生物相容性。
16、本专利技术的有益效果：
17、1.实验证明本专利技术提供的多功能纳米药物有着优秀的水溶性，呈现绿色溶液，未出现明显的沉淀。
18、2.实验证明本专利技术提供的多功能纳米药物能够有效的抑制细菌的生长。
19、3.本专利技术中采用的cus nps、fbc-cys以及gox都比较容易合成和获得，同时制备方法简单易操作，适合大规模实施。
20、4.本专利技术中cus nps是通过化学制备得到的，具有良好的药物负载能力和水分散性，而且在炎症区域会增强渗透性和保留效果，增强药物递送效果；fbc-cys被负载入中空介孔cus nps空腔中，外层包覆gox，制备而成的多功能纳米药物粉末颗粒稳定，水分散性好；负载的光敏剂可以靶向细菌，进行精准治疗，提高治疗效率。这种纳米平台利用光敏剂介导的光动力治疗和gox介导的饥饿治疗进行联合抗菌治疗，在共培养条件下显著增强了抗菌效果，展现出广阔的应用前景。本专利技术不仅提高了治疗的效果和效率，还为协同光动力抗菌治疗开辟了新的方向。
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1.一种多功能纳米药物，其特征在于，由硫化铜纳米载体（CuS NPs）、细菌靶向光敏剂D-半胱氨酸功能化修饰五氟苯基菌绿素（FBC-Cys）以及葡萄糖氧化酶（GOx）组成，其制备过程如下：
2.根据权利要求1所述的多功能纳米药物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的多功能纳米药物，其特征在于，所述的CuS NPs为中空介孔硫化铜纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的多功能纳米药物，其特征在于，具有良好的药物负载能力和水分散性且纳米颗粒的尺寸小于200 nm。
5.根据权利要求1所述的FBC-Cys，其特征在于，能够靶向细菌且在750 nm光照条件下可以产生活性氧（ROS）。
6.根据权利要求1所述的GOx，其特征在于，可以消耗细菌微环境中的葡萄糖用于饥饿治疗，且产生的过氧化氢可以协同增强抗菌效果。
【技术特征摘要】
1.一种多功能纳米药物，其特征在于，由硫化铜纳米载体（cus nps）、细菌靶向光敏剂d-半胱氨酸功能化修饰五氟苯基菌绿素（fbc-cys）以及葡萄糖氧化酶（gox）组成，其制备过程如下：
2.根据权利要求1所述的多功能纳米药物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的多功能纳米药物，其特征在于，所述的cus nps为中空介孔硫化铜纳米颗粒。
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟安，许梦杰，贾鑫林，郑家豪，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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