[发明专利]一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂，包括二维硼烯纳米片，所述二维硼烯纳米片的厚度不超过10nm。本发明基于硼烯的光热、光动力杀菌剂利用硼烯作为光热剂和光敏剂，开发出一种新型的基于硼烯的光热、光动力杀菌剂。硼烯不仅可以通过光热作用将光能高效转化为热能来杀灭细菌，还可以被激发生成活性很强的单线态氧，单态氧和相邻的多种生物大分子发生氧化反应从而杀灭细菌。本发明基于硼烯的光热、光动力杀菌剂利用硼烯作为光热剂，高效杀菌且能有效避免现有抗生素等化疗药物存在的耐药性缺陷，硼烯还是一种可降解的光敏剂，其降解过程对生态环境无害。本发明还提供了一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂的制备方法。

技术领域

本发明涉及抗菌剂技术领域，具体涉及一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂，本发明还涉及一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂的制备方法。

背景技术

随着抗生素的应用日益广泛，细菌对一些常用的药物呈现不同程度的耐药性。对于那些应用时间越长，使用范围越广泛的药物，细菌的耐药性往往越严重。细菌耐药性是指在应用抗菌药物治疗感染时，由于微生物对抗菌药物或化疗药物的敏感性下降，甚至消失，致使药物的疗效降低或无效。

二维材料具有优越的光学及热学性能，可以通过物理或化学途径杀灭细菌。其中，光热治疗就是一种有效的杀灭细菌的方法，光热治疗是利用具有较高光热转换效率的材料，通过激光照射聚集在病灶组织的材料，将光能转化为热能来杀死细菌的一种治疗方法。由于波长为808nm的激光对组织的损伤较小，而且水和蛋白质对其吸收能力较弱，可以较为深入的穿透人体组织，所以一般选择这个波长的激光作为光源进行光热治疗。除此之外，光动力治疗也是一种有效的杀灭细菌的方法。传统的有机光敏剂光稳定性差。而无机光敏剂本身难降解，导致潜在的安全性问题。而二维材料硼烯具有低毒性、生物可降解性，且本身具有高消光系数和高活性氧产生效率，在生物医用领域，尤其是细菌光动力治疗方面具有极大的应用潜力。该治疗手段可以很大程度上降低细菌耐药性的产生。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂，本发明还提供了一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂的制备方法，通过提供新型杀菌剂及其制备方法以解决现有杀菌剂存在的细菌耐药问题和环保问题。

第一方面，本发明提供了一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂，包括二维硼烯纳米片，所述二维硼烯纳米片的厚度不超过10nm。

优选的，所述二维硼烯纳米片的厚度为4～6nm，所述二维硼烯纳米片的尺寸为50～300nm。

优选的，所述二维硼烯纳米片的浓度为25～500ppm。

优选的，所述基于硼烯的光热、光动力杀菌剂为含有硼烯的水溶液。

本发明基于硼烯的光热、光动力杀菌剂利用硼烯作为光热剂，开发出一种新型的基于硼烯的光热、光动力杀菌剂。硼烯不仅可以通过光热作用将光能高效转化为热能来杀灭细菌，其降解产物硼酸更是一种被广泛使用的抗菌剂。另外，硼烯还具有优异的光动力效果，在光照下可以产生大量的活性自由基，例如羟自由基，活性自由基能够破坏细菌表面蛋白及核酸结构，起到光动力杀菌效果。硼烯作为一种二维纳米材料，较小的尺寸有利于硼烯在发挥光动力作用和光热作用后迅速降解。超薄的厚度决定了硼烯纳米材料具有较大的比表面积，有利于材料在细菌表面附着，也有助于材料的修饰和生物降解。本发明基于硼烯的光热、光动力杀菌剂利用硼烯作为光热剂和光敏剂，具有高效杀菌且能有效避免现有抗生素等化疗药物存在的耐药性缺陷，硼烯具有生物降解性，其降解过程对生态环境无害。

第二方面，本发明还提供了一种基于硼烯的光热、光动力杀菌剂的制备方法，包括以下步骤：

提供浓度为1～2mg/mL的硼粉的异丙醇分散液，将硼粉的异丙醇分散液转移至10～20℃下水浴超声12～24h，再将超声后的硼粉的异丙醇分散液采用初级离心20～30min，取上清液，再将上清液采用次级离心5～10min，收集沉淀、干燥，得到硼烯，用于制备基于硼烯的光热、光动力杀菌剂；