[发明专利]一种手性半胱氨酸纳米自组装抗菌材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种手性半胱氨酸纳米自组装抗菌材料及其制备方法和应用，属于纳米材料技术领域。该方法以纳米金为核心，以少量巯基聚乙二醇为稳定剂，采用分次添加的方式将半胱氨酸通过Au‑S键固定在纳米金表面，制备手性半胱氨酸纳米自组装抗菌材料。本发明方法能显著提高纳米金及单纯半胱氨酸的稳定性，并对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌表现出广谱抗菌性。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种手性半胱氨酸纳米自组装抗菌材料及其制备方法和应用。

背景技术

L-半胱氨酸(L-Cys)是一种生物体内常见的氨基酸，有消除炎症反应、加速体内重金属离子分解和排除体外、降低乙醛在体内的积累，起到保护肝脏的作用等，目前已被用于食品、医药、化妆品等领域。D-半胱氨酸(D-Cys)是L-Cys的天然对映体，主要通过L-Cys手性催化合成，对大多数细菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等都有一定的抗菌效果，特别是对于大肠杆菌有较强的抗菌作用。但因制备成本高、溶解度低、不稳定等问题严重影响其产业化应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种手性半胱氨酸纳米自组装抗菌材料及其制备方法和应用，将半胱氨酸和纳米金按照特定的方式进行组装，克服了纳米金颗粒聚集的问题，且显著提高体系的稳定性，而且能大大增强其抗菌活性。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种手性半胱氨酸纳米自组装抗菌材料，该材料通过如下方法制备得到：

(1)将水与氯金酸溶液混合，搅拌加热至沸腾，随后加入柠檬酸三钠溶液，加热搅拌至溶液颜色不发生改变，停止加热，加入氢氧化钠溶液，最后加入半胱氨酸溶液，搅拌冷却至室温，得到Au/cys纳米颗粒溶液；

(2)向Au/cys纳米颗粒溶液中加入巯基聚乙二醇溶液，室温搅拌后，离心去上清，加水重悬，得到Au/cys-PEG纳米颗粒溶液；

(3)向Au/cys-PEG纳米颗粒溶液中加入半胱氨酸溶液，室温搅拌后，离心去上清，加水重悬，得到Au/cys-PEG/cys纳米抗菌溶液。

一种手性半胱氨酸纳米自组装抗菌材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将水与氯金酸溶液混合，搅拌加热至沸腾，随后加入柠檬酸三钠溶液，加热搅拌至溶液颜色不发生改变，停止加热，加入氢氧化钠溶液，最后加入半胱氨酸溶液，搅拌冷却至室温，得到Au/cys纳米颗粒溶液；

(2)向Au/cys纳米颗粒溶液中加入巯基聚乙二醇溶液，室温搅拌后，离心去上清，加水重悬，得到Au/cys-PEG纳米颗粒溶液；

(3)向Au/cys-PEG纳米颗粒溶液中加入半胱氨酸溶液，室温搅拌后，离心去上清，加水重悬，得到Au/cys-PEG/cys纳米抗菌溶液。

上述方法中：步骤(1)中氯金酸溶液的摩尔浓度为10～20mmol/L；柠檬酸三钠的质量分数为0.1～2.0％；氢氧化钠溶液的摩尔浓度为100～300mmol/L；半胱氨酸溶液的摩尔浓度为100～450mmol/L；氯金酸溶液：水：柠檬酸三钠溶液：氢氧化钠溶液：半胱氨酸溶液的体积比为1～2：45～50：0.5～10：0.5～10：0.5～10。

在一些优选的技术方案中：氯金酸溶液：水：柠檬酸三钠溶液：氢氧化钠溶液：半胱氨酸溶液的体积比为1～2：45～50：0.5～1.5：0.5～1.5：0.5～1.5。

上述方法中：步骤(1)中Au/cys纳米颗粒的粒径为10～15nm；Au/cys纳米颗粒溶液中Au/cys的摩尔浓度为1-15nmol/L。