[发明专利]一种多功能抗菌纳米材料TCFNPs及其制备方法和应用

说明书

本发明属于金属纳米材料领域，具体公开了一种多功能抗菌纳米材料TCFNPs及其制备方法和应用。以无水乙醇为溶剂，以四环素(TC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和FeCl₃为原料，通过一锅法制备TCFNPs。得到的TCFNPs不仅具有良好的储存稳定性，相较TC更耐光照和长时间储存。而且具有化学和光热协同抗菌功能，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出了优于TC的抗菌效果和良好的生物膜预防及破坏作用。

技术领域

本发明属于金属纳米材料领域，具体涉及一种多功能抗菌纳米材料TCFNPs及其制备方法和应用。

背景技术

药物递送系统(DDS)具有挖掘抗生素的抗菌潜力、绕开细菌原有耐药性、保护药物分子等特点，是应对超级细菌威胁的有效手段。

四环素(TC)是一种常用的广谱抗生素。其在水溶液中不稳定，随着溶液的pH变化，四环素会发生差向异构化、脱水或酯化等改变，这一缺点严重制约了四环素的使用。为克服这一缺点，常使用四环素的盐酸盐，即盐酸四环素，然而盐酸四环素在受光照时仍旧不稳定，需避光保存。同时，随着近年来具有多重耐药性的超级细菌的大量出现，四环素的抗菌效果很不理想，临床应用受到了极大限制。

光热疗法(PTT)是一种新颖且发展迅速的治疗方法，其原理是利用纳米粒子吸收光能转换成热能的特点，使用特定波长的近红外光(NIR)照射用药部位，提高局部温度，进而抑制细菌增殖并促使细菌死亡。然而，作为光热疗法的关键载体，纳米抗菌材料TCFNPs的制备方法尚未被充分探索，这极大的限制了四环素在光热疗法中的应用。

发明内容

为了制备多功能抗菌纳米材料TCFNPs，本发明以四环素(TC)、乙醇、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和FeCl₃为原料，通过一锅法合成了TCFNPs。本发明制备的多功能抗菌纳米材料TCFNPs，不仅具有良好的稳定性，而且具有化学和光热协同抗菌的功能，实现了四环素在光热疗法领域的应用，在抑菌、杀菌方面均有广泛的应用前景。

本发明的多功能抗菌纳米材料TCFNPs是由Fe³⁺络合四环素形成的纳米粒子。

本发明的多功能抗菌纳米材料TCFNPs的制备方法为：将适量四环素、聚乙烯吡咯烷酮溶解于无水乙醇，并调节pH值至目标值，而后加入适量FeCl₃的无水乙醇溶液，在温度为10-30℃下，反应1-60分钟后，离心分离混合物，保留沉淀得到多功能抗菌纳米材料TCFNPs。

其中，Fe³⁺和四环素的摩尔比为4:1-8:1。

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为分散剂，其添加量为2-5mg·mL^-1。

反应体系pH值为0.5-1.5。

本发明利用Fe³⁺极强的络合能力，使Fe³⁺与酚类化合物络合，形成具有光热效应的金属-酚网络。

依照上述方法制得的多功能抗菌纳米材料TCFNPs的水合粒径为10-50nm，具有良好的稳定性，在光照和长时间储存条件下均表现出了优于四环素的稳定性。同时，该纳米材料具有开展光热疗法的能力，在体外实验中展现出了优于四环素的抗菌效果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明涉及的制备工艺简单，反应条件温和，生产效率高，符合绿色环保的理念。

2.本发明获得的多功能抗菌纳米材料TCFNPs具有良好的稳定性，在光照或长时间储存条件下的稳定性优于四环素。

3.本发明获得的多功能抗菌纳米材料TCFNPs具有实施光热疗法的功能，提高了四环素抑菌、抗菌的能力。

4.本发明使用的原料易于获取，成本低廉，推广难度低。