[发明专利]一种钯银纳米颗粒以及其应用和制备方法

说明书

本发明提供了一种钯银纳米颗粒，为空心六面体结构的钯银合金材料。本发明在钯金属中掺入了较高比例的银，制备的钯银纳米颗粒人工氧化酶是空心结构，改变了钯原子与钯原子之间的距离，提高了人工氧化酶的抗菌性能、并降低了成本。上述钯银纳米颗粒作为抗菌剂安全高效，无需额外添加辅助条件(如光，热等)、也无需额外添加辅助物质(如过氧化氢等)，即可催化分子氧产生活性氧物质，安全无毒，对哺乳细胞无明显毒副作用，并显著降低了细菌产生抗药性的可能。并且在催化氧气产生活性氧实现抗菌功能的过程中，既不释放钯也不释放银(包括银离子)，不存在损耗，抗菌效果更加稳定持久。

技术领域

本发明涉及抗菌技术领域，尤其涉及一种钯银纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

细菌抗药性的出现及快速传播严重威胁着全球公共卫生安全。目前，每年全球因细菌的抗药性死亡的人数达到了70万；据世界卫生组织估计，到2050年，这个数字将会达到1000万。与日趋严峻的细菌抗药性相比，传统的以抗生素为基础的抗菌手段，其研发速度严重滞后，获批上市的新的抗生素无论药物类型还是药物数量方面都呈逐年下降的趋势。因此研究和发展新型的抗菌方法有着极其重要的意义。

目前，有文献报道了多种抗菌试剂，如：金属(铜，银，铁等)、金属氧化物(氧化铜，氧化银等)，碳材料(石墨烯，碳管等)，阳离子聚合物以及抗菌肽。但是它们本身有着很大的局限性，比如，合成价格昂贵，抗菌效率不高，有一定的生物毒性和会诱导细菌产生抗药性等。

其中，银纳米颗粒是目前使用比较广泛的抗菌剂，银纳米颗粒能够作为反应物，通过参与类分顿反应生成活性氧物质，同时释放出银离子；或者通过进入细菌细胞的内部并与DNA和蛋白发生作用来发挥抗菌作用。但是反复使用细菌会产生抗药性，同时，银纳米颗粒抗菌过程中由于参与反应，存在一定损耗，工作一定时间后会面临失效的风险。

无机纳米材料作为人工纳米酶可以原位催化产生活性氧用于抗菌。与传统的抗生素相比，活性氧可以靶向细菌细胞的多个位点，包括核酸、蛋白和磷脂，从而不仅具有很好的抗菌能力、同时还能降低细菌产生抗药性的可能。随着纳米技术的快速发展，纳米材料抗菌正在成为研究的热点。

目前，现有的人工纳米酶的抗菌研究主要采用无机纳米材料模拟天然过氧化酶(即人工过氧化酶)，通过催化过氧化氢以产生活性氧来实现高效杀菌。如：以介孔硅为衬底表面进行金纳米颗粒的修饰，催化过氧化氢产生活性氧用于抗菌；以石墨烯为基础的量子点催化过氧化氢产生活性氧用于表皮伤口抗菌。

由于该催化过程以过氧化氢为底物，因此人工过氧化酶的抗菌效果必须要有过氧化氢的参与才能体现。但是，生理学环境中内源过氧化氢的含量往往非常低。因此，为了达到高效的抗菌效果，这些人工过氧化酶需要外加过氧化氢才能发挥作用。众所周知，较高浓度的过氧化氢本身具有细胞毒性，额外添加的过氧化氢很可能会导致生物毒性。此外，如果人工过氧化酶的目标应用场景是在生物体皮下位置，那么就将无法外加过氧化氢。综上所述，需要额外添加过氧化氢这一要求限制了人工过氧化酶在抗菌领域的潜在应用场景和作用效率。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于钯银纳米颗粒的抗菌应用及其制备方法，制备的钯银纳米颗粒具有高效的抗菌活性，无需额外的辅助条件或辅助物质，且细菌不易产生耐药性。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种钯银纳米颗粒，为空心六面体结构的钯银合金材料。

上述钯银纳米颗粒也可称为钯银纳米笼。

所述钯银纳米颗粒的粒径优选为40～200nm。

所述钯银纳米颗粒中，钯的摩尔含量优选为10％～60％。

本发明优选的，所述钯银纳米颗粒通过六面体结构的银纳米颗粒和含钯化合物进行水热反应制备得到。

所述六面体结构的银纳米颗粒的粒径优选为40～200nm。