[发明专利]一种光热-化动力纳米抗菌剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纳米抗菌材料技术领域，提供了一种光热‑化动力纳米抗菌剂，利用四氧化三铁纳米粒的类酶性质，可催化过氧化氢产生羟基自由基，利用化动力作用杀菌，并联合吲哚菁绿(ICG)的近红外光热作用，实现化动力‑光热联合抗菌，提高了抗菌效率，且不会产生耐药性。

技术领域

本发明属于纳米抗菌材料技术领域，涉及一种结合光热和化动力的纳米抗菌剂及其制备方法和应用。

背景技术

当人体遭到细菌的侵袭，引发细菌感染后，通常使用抗生素等药物进行治疗。然而由于抗生素的长期使用，导致细菌出现了耐药性，治疗效果下降。人们也逐渐意识到了抗生素药物治疗导致细菌耐药性的问题。因此找寻一种既能抗菌又不易使细菌耐药的抗菌剂具有重要的意义。

光热疗法是近年来引起大家广泛关注的一种抗菌手段，如吲哚菁绿(ICG)等光热剂，光照后会释放热能，通过热消融作用破坏细菌的细胞膜等结构，安全方便且不会引发耐药性。化动力治疗也是一种不会引起耐药性的抗菌方式，利用四氧化三铁纳米粒等类酶物质催化产生的活性氧、活性氮等物质的氧化作用破坏细菌的生理结构，使其失活，从而杀死细菌。将光热疗法和化动力治疗相结合制备的抗菌剂，既能更高效的清除细菌，又不会引起耐药性问题，目前尚未见报道，具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有抗菌剂导致细菌产生耐药性的问题，提出一种新型的抗菌剂，该新型抗菌剂是将光热和化动力结合，能够有效提高抗菌效率，且不使细菌产生耐药性。

基于上述目的，本发明提供了一种光热-化动力纳米抗菌剂，所述光热-化动力纳米抗菌剂的有效活性成分包括柠檬酸修饰的四氧化三铁纳米粒和ICG，具体的是将柠檬酸修饰的四氧化三铁纳米粒和ICG载入微囊泡制备而成。

进一步地，所述柠檬酸修饰的四氧化三铁纳米粒和ICG的质量比为5:1。

本发明所述纳米抗菌剂的制备方法包括：

1)将乙酰丙酮铁、油胺、二苯醚混合，在氮气气氛下于250℃反应2～3h，制得四氧化三铁纳米粒；

2)将1)制备的四氧化三铁纳米粒、柠檬酸、邻二氯苯、N,N-二甲基甲酰胺混合，在氮气气氛下于100℃反应24h，制得柠檬酸修饰的四氧化三铁纳米粒(CA-Fe₃O₄)；

3)将巨噬细胞微囊泡(MVs)、柠檬酸修饰的四氧化三铁纳米粒、ICG溶液置于电转仪中，通过微囊泡膜电穿孔，将四氧化三铁纳米粒和ICG载入微囊泡中；

4)将电穿孔后的溶液于37℃孵育30～40min，修复微囊泡膜；

5)离心去除上清液中未转入微囊泡中的四氧化三铁纳米粒和ICG，收集下层溶液，得纳米抗菌剂(MVs@CA-Fe₃O₄ICG)。

本发明中，所述巨噬细胞微囊泡的收集步骤为：培养小鼠单核巨噬细胞RAW264.7，培养环境为37℃、5％二氧化碳，培养基为DMEM高糖培养基和胎牛血清混合液。收集细胞贴壁生长中的上层溶液，先通过1600～2000rcf、10min离心，去除下层沉淀的细胞，收集上清液。再通过50000～60000g、2h离心，收集下层沉淀的微囊泡，并重悬于无菌磷酸缓冲盐溶液中，存放于-80℃冰箱。

进一步地，所述DMEM高糖培养基和胎牛血清混合液的混合体积比为9:1。

进一步地，所述磷酸缓冲盐溶液的制备步骤包括：称取磷酸二氢钾(KH₂PO₄)0.48g、磷酸氢二钠(Na₂HPO₄)2.88g、氯化钠(NaCl)16g、氯化钾(KCl)0.4g，加去离子水约1800mL充分搅拌溶解，然后定容到2L，然后放于高压蒸汽灭菌锅，在温度120℃，压力1.1MPa的条件下灭菌30min，密封放于4℃冰箱保存。