纳米硫化钼抗菌材料及其合成方法、应用
【专利摘要】本发明公开了一种纳米硫化钼抗菌材料及其合成方法、应用，该合成方法包括以下的步骤：(1)将聚乙二醇固体溶于水中，在超声池内超声到聚乙二醇完全溶解后，加入七钼酸铵固体，再次超声使七钼酸铵完全溶解，得混合溶液；(2)取硫脲固体溶于水中，搅拌溶解后加入到所述混合溶液中，再次搅拌后置于聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封，加热反应，得到黑色沉淀，即为纳米硫化钼抗菌材料。本发明还提供一种纳米硫化钼抗菌材料，按照上述的合成方法制备得到。本发明又提供一种上述的纳米硫化钼抗菌材料在拟酶催化过氧化氢联合近红外光热协同抗菌中的应用。采用本发明的合成方法，所得到的纳米硫化钼抗菌材料产率高，易于被细菌捕获，且抗菌效果明显优于单一的拟酶催化或者单一的近红外光热抗菌。
【专利说明】
纳米硫化钼抗菌材料及其合成方法、应用
技术领域
[0001]本发明涉及抗菌材料制备领域，具体涉及一种纳米硫化钼抗菌材料及其合成方法、应用。
【背景技术】
[0002]细菌引起的炎症疾病已经严重危害到了人类的健康，临床中用于抗菌消炎的抗生素类药物的问世挽救了很多细菌感染的病人，但无论是天然的还是人工合成的抗生素类药物在长期使用或者滥用过程中均会导致细菌耐药问题日趋严重，同时，滥用人工合成的抗生素还可能造成严重的环境污染，而天然抗生素虽然毒性和污染较小，但是加工合成条件苛刻，不利于大规模产业化，从而限制了其在医学领域的应用。
[0003]纳米科技的飞速发展，为解决上述问题提供了全新的思路。纳米颗粒不但合成方法简单，而且由于其尺寸越小越易于穿越细胞膜，进入细胞后不容易被细菌外排栗排出的优势，使其发展前景变得极为广阔。
[0004]目前的纳米抗菌材料主要涉及金属纳米粒子、碳纳米材料、纳米聚合物、半导体金属硫化物/氧化物等。这些纳米材料相对传统抗生素具有不易诱导细菌产生耐药性、安全性较高和抗菌能力好等的特点，已经受到研究者的广泛的关注。在基于上述纳米抗菌剂所采取的抗菌策略如:物理损伤细菌细胞壁、自由基ROS的氧化作用等，最有效的策略之一是光热治疗，尤其是近红外(Near Infrared Reflect1n，NIR)光热治疗中，近红外光波位于生物组织的透明光学窗口，具有组织穿透深度深的优势。光热抗菌治疗中将光能转换成热能，利用热效应破坏细菌的结构和成分，从而起到抑制和杀死细菌的目的。这种治疗方式有望克服传统抗生素耐药性带来的各种困扰，具有微创、副作用小的优势，是一种抗菌治疗的绿色疗法。在各种近红外光热纳米抗菌剂中，半导体纳米材料由于可选用的合成方法普适性较广，光热转换效率高的优势，使其在抗菌领域具有潜在的应用前景并备受关注。然而，单一的近红外光热抗菌仍然存在一些不足，包括:抗菌过程所需时间长，细菌的细胞壁较厚，短时间光照往往不能有效地损伤细胞壁并完全杀灭细菌;有的耐药菌在热疗中会产生耐热性而降低纳米材料的抗菌能力，而且连续的激光能量积累也会伤及正常细胞。因此，探寻基于半导体近红外光热纳米抗菌剂并联合其他治疗手段，构建可高时效抗耐药菌感染的纳米药物体系，成为抗耐药菌领域亟待解决的关键问题。
[0005]纳米硫化钼(MoS2)作为类石墨烯二维层状材料中的一种，具有独特的物理性质包括较宽的电子能带特性，尤其是该材料在很多方面与石墨烯类似，具有高的比表面积，易于表面修饰和药物负载。此外，由于组成MoS2的钼和硫元素都是人类和其他动植物生存所必需的元素，同时其生物相容性也优于量子点，因而，层状纳米硫化钼在生物医学领域中的应用已备受关注，比如:生物分子和肿瘤标志物检测、基因治疗、光热治疗肿瘤和成像、抗菌治疗等。
[0006]其中，光热治疗肿瘤方面的研究已成为近年来的研究热点，这主要是由于MoS2纳米片的带隙结构决定了其在近红外区有明显的吸收，而且光吸收系数和光热转换效率高于石墨烯，从而可作为有效的NIR光热吸收剂;此外，MoS2纳米片比表面积大的优势还可使其作为抗生素的载体有效吸附抗生素并提高了抗菌效果;而且，化学剥离的MoS2纳米片由于尺寸远小于块体，与细菌的接触面积大，展现出比块体更高的抗菌活性。
[0007]在MoS2纳米片的几种主要合成方法中，多数方法得到的片层产物的产率较低，尺寸在微米量级，不易被细胞吞噬也不易被细菌有效捕获。使用较多的正丁基锂插层法合成过程必须在真空手套箱中进行，插层时间长且有氢气产生，纳米片尺寸也不易控制。
【发明内容】
[0008]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0009]本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种产率高、易于被细菌捕获的纳米硫化钼抗菌材料的合成方法。
[0010]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是:
[0011 ]第一方面，一种纳米硫化钼抗菌材料的合成方法，包括以下的步骤:
[0012](I)将聚乙二醇固体溶于水中，在超声池内超声到聚乙二醇完全溶解后，加入七钼酸铵固体，再次超声使七钼酸铵完全溶解，得混合溶液；
[0013](2)取硫脲固体溶于水中，搅拌溶解后加入到所述混合溶液中，再次搅拌后置于聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封，加热反应，得到黑色沉淀，即为纳米硫化钼抗菌材料。
[0014]第二方面，本发明还提供一种纳米硫化钼抗菌材料，按照上述的合成方法制备得到。
[0015]第三方面，本发明又提供一种上述的纳米硫化钼抗菌材料在拟酶催化过氧化氢联合近红外光热协同抗菌中的应用。
[0016]第四方面，本发明再提供一种拟酶催化过氧化氢联合近红外光热的协同纳米抗耐药菌组合体系，包括上述的纳米硫化钼抗菌材料、过氧化氢及近红外激光器。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0018](I)本发明采用一步水热合成法结合聚合物表面修饰手段，不仅可提高纳米硫化钼抗菌材料的产率、生物相容性和分散性，而且能减小其尺寸，结合片层材料比表面积大的优势，使其与细菌的接触面积更大，从而更容易被细菌捕获；
[0019](2)纳米硫化钼抗菌材料的拟酶催化功能可降低H2O2的有效使用浓度，催化低剂量H2O2产生羟基自由基(.0H)的同时使.0H对细菌细胞壁进行有效的破坏，在此基础上，结合NIR热疗来增加耐药菌对热的敏感性，使耐药菌更容易受到热的攻击，从而缩短了光热抗菌时间，提高了抗菌时效，避免了长时间激光照射可能引起的各种副作用。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明实施例提供的一步水热法合成的MoS2纳米片的透射电子显微镜图；
[0022]图2为本发明实施例提供的协同抗菌策略的实验流程图；
[0023]图3a为本发明实施例提供的一定浓度范围内的MoS2纳米片水溶液在近红外连续光照过程中的升温曲线图；
[0024]图3b为本发明实施例提供的MoS2纳米片水溶液在近红外光照后自然冷却过程中的温度变化图；
[0025]图4为本发明实施例提供的MoS2纳米片浓度依赖的拟酶催化活性图；
[0026]图5a为本发明实施例提供的在pH为7(二次水)的条件下，对苯二甲酸(TA)作为荧光探针检测.0H的生成时荧光强度变化图；
[0027]图5b为本发明实施例提供的在pH为4(醋酸缓冲液)的条件下对苯二甲酸(TA)作为荧光探针检测.0H的生成时荧光强度变化图；
[0028]图6a为本发明实施例提供的耐氨苄青霉素大肠杆菌在有近红外光照和无光照时的变化图；
[0029]图6b为本发明实施例提供的耐氨苄青霉素枯草芽孢杆菌在有近红外光照和无光照时的变化图；
[0030]图6c为本发明实施例提供的耐氨苄青霉素大肠杆菌的存活率统计数据图；
[0031 ]图6d为本发明实施例提供的耐氨苄青霉素枯草芽孢杆菌的存活率统计数据图；
[0032]图6e为本发明实施例提供的各组抗耐药菌情况比对图；
[0033]图7a为本发明实施例提供的MoS2纳米片和耐氨苄青霉素大肠杆菌作用后的扫描电子显微镜图；
[0034]图7b为本发明实施例提供的MoS2纳米片和耐氨苄青霉素枯草芽孢杆菌作用后的扫描电子显微镜图；
[0035]图8为本发明实施例提供的不同浓度MoS2纳米片对人源宫颈癌细胞A549活性的影响结果。
【具体实施方式】
[0036]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]本发明提供一种纳米硫化钼抗菌材料的合成方法，包括以下的步骤:
[0038](I)将聚乙二醇固体溶于水中，在超声池内超声到聚乙二醇完全溶解后，加入七钼酸铵固体，再次超声使七钼酸铵完全溶解，得混合溶液；
[0039](2)取硫脲固体溶于水中，搅拌溶解后加入到所述混合溶液中，再次搅拌后置于聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封，加热反应，得到黑色沉淀，即为纳米硫化钼抗菌材料。
[0040] 优选地，所述黑色沉淀用无水乙醇和二次水反复洗涤3-5次，配成lmg/mL的水溶液存放。
[0041 ]优选地，所述步骤(I)中，聚乙二醇与水的质量体积比为0.3-0.5g: 20mLo
[0042]优选地，所述聚乙二醇与七钼酸铵的质量比为0.3-0.5:0.1766。
[0043]优选地，所述聚乙二醇与硫脲的质量摩尔比为0.3-0.5g: 2mmol。
[0044]优选地，所述步骤(2)中，硫脲与水的摩尔体积比为2mmol: 10-20mL。
[0045]优选地，所述步骤(2)中，再次搅拌的时间为5-15分钟，和/或加热的温度为160-2000C，反应的时间为10-15小时。
[0046]采用本发明的合成方法得到的产品产率高、尺寸可控、生物相容性好、拟酶催化活性高，并易于被细菌捕获。
[0047]下面通过具体的实施例来对本发明做进一步的说明:
[0048]实施例1
[0049]纳米硫化钼抗菌材料的一步水热法合成方法:
[0050]0.5g分子量为20000的聚乙二醇(PEG)固体溶于20mL去离子水中，在超声池内超声至IjPEG完全溶解后，加入0.1766g七钼酸铵固体，超声10分钟使其完全溶解，得到混合溶液。取2mmo I的硫脲固体溶于I OmL去离子水中，搅拌溶解后加入上述混合溶液中，搅拌1分钟后置于聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封，于180°C反应12小时。所得黑色沉淀用无水乙醇和二次水反复洗涤3-5次，配成lmg/mL的水溶液存放。
[0051 ] 实施例2
[0052]与实施例1基本相同，所不同的是:
[0053]所述步骤(I)中，聚乙二醇与水的质量体积比为0.4g: 20mLo
[0054]所述聚乙二醇与七钼酸铵的质量比为0.3:0.1766。
[0055]所述聚乙二醇与硫脲的质量摩尔比为0.4g:2mmol。
[0056]所述步骤(2)中，硫脲与水的摩尔体积比为2mmol: 15mL。
[0057]所述步骤(2)中，再次搅拌的时间为5分钟，和/或加热的温度为200°C，反应的时间为10小时。
[0058]实施例3
[0059]所述步骤(I)中，聚乙二醇与水的质量体积比为0.3g: 20mLo
[0060]所述聚乙二醇与七钼酸铵的质量比为0.4:0.1766。
[0061 ] 所述聚乙二醇与硫脲的质量摩尔比为0.3g:2mmol。
[0062]所述步骤(2)中，硫脲与水的摩尔体积比为2mmol:20mL。
[0063]所述步骤(2)中，再次搅拌的时间为15分钟，加热的温度为160°C，反应的时间为15小时。
[0064]本发明还提供一种纳米硫化钼抗菌材料，按照上述的合成方法制备得到。
[0065]本发明根据耐药菌治疗的迫切需求，通过简单的一步水热合成法，结合聚合物聚乙二醇(PEG)表面修饰，解决构建产率高、尺寸可控、生物相容性好、拟酶催化活性高和易于被细菌捕获的MoS2纳米抗菌剂的关键技术问题。
[0066]参见图1，本发明的合成方法得到的纳米硫化钼抗菌材料呈花状结构，其直径小于lOOnm，组成花状结构的片层的尺寸在25-30nm范围内。
[0067]本发明又提供一种上述的纳米硫化钼抗菌材料在拟酶催化过氧化氢(H2O2)联合近红外光热协同抗菌中的应用。
[0068]参见图2，采用本发明如图2所示的步骤，说明本发明构建的拟酶催化H2O2联合NIR光热的协同纳米抗耐药菌体系能够简单高效地抑制耐药菌。
[0069]本发明首次将纳米MoS2的过氧化物酶拟酶催化剂的功能与其NIR光热抗菌功能联合，针对单一光热抗菌中的不足，提出拟酶催化H2O2联合NIR光热协同抗菌新技术策略，这一拟酶催化H2O2有效产生.0H并能增敏光热对耐药菌杀伤的策略简单高效，缩短了光热抗菌时间，避免了长时间激光照射可能带来的各种副作用，大幅度提高了抑菌率，为开发新型抗耐药菌纳米药物提供新契机。
[0070]本发明提供一种拟酶催化过氧化氢联合近红外光热的协同纳米抗耐药菌组合体系，包括上述的纳米硫化钼抗菌材料、过氧化氢及近红外激光器。
[0071]采用本发明的抗菌体系，其抗菌效果明显优于单一的拟酶催化或者单一的近红外光热抗菌。
[0072]优选地，所述纳米硫化钼抗菌材料的水溶液浓度为lmg/mL，所述H2O2的浓度为100-200μΜ，所述纳米硫化钼抗菌材料的水溶液与H2O2的用量体积比为1:1或者1:2，所述近红外激光器为近红外808nm波长激光器，用于对加入纳米硫化钼抗菌材料的水溶液和H2O2后的反应液进行6-10分钟光照。
[0073]下面通过具体的实验来说明纳米硫化钼抗菌材料在拟酶催化过氧化氢联合近红外光热协同抗菌中的应用效果。
[0074]MoS2纳米片的近红外(NIR)光热效应和过氧化酶拟酶催化活性的研究
[0075](I)NIR光热效应的研究
[0076]具有高的NIR光热转换效率的MoS2纳米片是其用于光热抗菌治疗的基础。参见图3a和图3b，测试了样品在808nm连续激光器照射功率不变时，30-500ppm浓度范围的MoS2水溶液在连续光照10分钟内的升温曲线，停止光照后自然降温，用近红外热像仪监控升降温过程。图3b为500ppm的MoS2纳米片水溶液在近红外光照10分钟后自然冷却过程的温度变化图。发现该MoS2纳米片在808nm处的光热效应对耐氨苄青霉素革兰氏阴性大肠杆菌具有一定抑制效果，NIR光热转换效率高。
[0077](2)过氧化物酶拟酶催化活性的研究
[0078]参见图4，图4为MoS2浓度依赖的拟酶催化活性效果，其中四甲基联苯胺(TMB)浓度为 ImM ,H2O2 浓度为 1mM。
[0079]拟酶催化活性高是纳米MoS2进行有效拟酶催化H2O2联合光热抗菌的关键。利用上述一步水热合成法得到的MoS2为研究对象，在磷酸氢二钠和柠檬酸的缓冲体系中，将四甲基联苯胺TMB( ImM)和H2O2 (1mM)作为过氧化物酶底物，研究双底物存在下MoS2催化H2O2氧化TMB的反应，通过溶液颜色变为蓝色和TMB吸收值的变化来说明该材料的确具有过氧化物酶拟酶催化活性。同时，在设计的拟酶催化过氧化氢联合光热协同抗菌体系中，.0H可促使细菌细胞壁的有效破裂，而拟酶催化过程恰恰会促使H2O2有效分解产生.0H。因此，在H2O2+MoS2体系中，加入对苯二甲酸(TA)的醋酸缓冲溶液，搅拌均匀并避光12小时后，利用.0H能够与TA反应生成有荧光的2-羟基对苯二甲酸(TAOH)(激发:315nm，发射:435nm)，从而根据产生的荧光峰的强弱来判断MoS2催化低剂量H2O2并有效产生.0H。类似方法可测得不加H2O2时，MoS2+TA以及纯TA是否产生荧光，并与TA+H202+MoS2的实验结果进行对比，得出结论。
[0080] 参见图5a和图5b，TA作为荧光探针检测.0H的生成过程中，图5a为pH为7(二次水)的条件下MoS2、TA、MoS2+TA、H202+TA、MoS2+H202+TA五种不同溶液反应12小时后对TA荧光强度的影响；图5b为pH为4(醋酸缓冲液)的条件下MoS2、TA、MoS2+TA、H202+TA、MoS2+H202+TA五种不同溶液反应12小时后对TA荧光强度的影响。拟酶催化引起的荧光强度的增加远高于材料自身产生.0H引起的荧光强度的增加，说明拟酶催化H2O2过程中产生了大量的.0H。(其中，H2O2:1OOyM1MoS2:10yg/mL，TA: 0.5mM) JA无荧光，但接触到.0H后能生成TAOH，而TAOH在315nm的激发波长激发下，发射峰位于435nm，从而可检测到.0H的生成。
[0081 ] (3)协同抗菌体系的具体实施方案
[0082]选取两种典型的耐药菌作为研究对象:耐氨苄青霉素大肠杆菌(革兰氏阴性)和枯草芽孢杆菌(革兰氏阳性)。分别配置这两种耐药菌的培养基。于含有50yg/L氨苄青霉素浓度下的Luria-Bertani (LB)培养基传代培养至少三代。取对数生长期的菌株培养菌液用pH为7.0，浓度为0.05M，体积为3mL的磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤并稀释至lxl06CFU/mL浓度。取上述浓度的细菌稀释液50yL，加入到350yL的pH为7.0的？83溶液中，混匀后加入5(^上述配好的lmg/mL纳米硫化钼水溶液，震荡混匀。将实验过程分为八组:(I)对照、(II)对照+光照、
(III)过氧化氢(H2O2)、(IV)H2O2+光照、(V)MoS2、(VI)MoS2+光照、(VII )MoS2+H202和(VIII)MoSdH2O2+光照组。对于协同组VI11，加入50yL，ΙΟΟμΜ的H2O2并孵育10分钟，随后用近红外808nm波长激光器的激光照射1分钟，控制温度维持在50 V。取最终反应液I OOyL均匀涂抹在LB固体培养基上于37 °(:恒温培养18小时，记录细菌的菌落个数。第II1、第IV以及第VII组所用H2O2浓度和作用时间均与第VIII组一致。相比不加H2O2和近红外激光处理的对照组(抑菌率为O)，以及单独H2O2和单独近红外光处理过的细菌组。主要利用平板菌落计数法来更真实准确地反映细菌活力的变化，计算单一治疗组和协同治疗组的抑菌率，其协同抗菌组的抑菌率可达到97.5%以上。通过扫描电子显微镜(SEM)直接观察细菌表面与以上各组作用后是否产生破壁或明显空洞结构。抑菌率=100-细菌存活率。和医用H2O2浓度(166mM-lM)相比，这一组合体系不但可以缩短光热抗菌时间，大大降低H2O2的有效使用浓度，而且有效提高了抑菌率。
[0083]对于第VI11组实验，本发明采用一定浓度范围的纳米硫化钼水溶液+H2O2+近红外808nm波长激光器，激光照射1分钟，抑菌率可达到99 %以上。其中，纳米硫化钼的最佳浓度范围为100-200yg/mL。图6e所示为H2O2浓度(I ΟΟμΜ)和光照时间保持不变，改变MoS2浓度时，第VIII组与其他组相比的抗耐药菌情况，由图6e可知，在MoS2浓度为200yg/mL时的协同抗菌效率可达到99%以上。
[0084]对于第VIII组实验，本发明采用纳米硫化钼水溶液+H2O2+近红外808nm波长激光器的激光照射6分钟，控制温度维持在50°C，抑菌率可达到90%以上。
[0085]参见图6a、图6b、图6c和图6d。平板计数法证明拟酶催化过氧化氢联合光热协同治疗策略对图6a的耐氨苄青霉素大肠杆菌和图6b的耐氨苄青霉素枯草芽孢杆菌具有高效抑制作用；实验中MoS2和H2O2的浓度固定不变。(MoS2:100yg/mL，H202:100yM，材料与细菌孵育时间:20分钟，光照时间:1分钟，功率:I W/cm2)。耐氨苄青霉素大肠杆菌的存活率统计数据，由图6c可知，与对照组和其他单一治疗组比较，协同治疗组VIII对该细菌的抑制效率可达到99% (抑菌率= 100-细菌存活率)；耐氨苄青霉素枯草芽孢杆菌的存活率统计数据，由图6d可知，与对照组和其他单一治疗组比较，协同治疗组VIII对该细菌的抑制效率可达到98% (抑菌率=100-细菌存活率)。
[0086]参见图7a和图7b:图7aSMoS2纳米片和耐氨节青霉素大肠杆菌作用后的扫描电子显微镜图；图7b为MoS2纳米片内生孢子型枯草芽孢杆菌作用后的扫描电子显微镜图。本发明中纳米MoS2片与细菌作用后的形态，可通过扫描电镜观察，观察发现，在协同抗菌治疗组中，细菌表面具有明显的空腔和破损，有的细菌还出现了明显的皱褶。而单一治疗组中的MoS2+H202组虽然也能观察到细菌表面的破损，但破损程度远不及协同治疗(VIII)M0SAH2O2+光照组。而前期分散性良好的PEG修饰的MoS2是其被细菌有效捕获的关键前提，因此，可以从单一的MoS2组观察到MoS2可与细菌有紧密的接触，有的细菌甚至被MoS2紧密包裹。
[0087]参见图8，不同浓度MoS2纳米片对人源宫颈癌细胞A549活性的影响。由图可知，该材料在250yg/毫升的浓度范围内对细胞的毒性很小，细胞存活率能达到85%以上，这说明利用水热合成法制备的MoS2纳米片具有好的生物相容性。
[0088]上述的研究表明，本发明在可控合成和PEG聚合物表面修饰基础上，构建一种新型的纳米抗菌体系，该体系具有生物安全性好、拟酶催化活性高、易于被细菌捕获、协同抗耐药菌效率高的独特优势，为进一步拓展纳米抗菌体系在耐药菌治疗领域中的应用提供新思路。协同抗菌策略可以克服单一纳米抗菌治疗体系中的诸多问题。本发明将NIR光热疗法和其他治疗手段联合，构建可高效抗耐药菌感染的纳米药物体系是制约该材料在生物医学领域深入研究的主要瓶颈。过氧化氢(H2O2)是一种优良的医用抗菌剂，H2O2分解产生的羟基自由基(.0H)比H2O2杀菌效果更佳。然而，H2O2在有效抗菌浓度时(170mmOl/L-lmOl/L)会对正常组织造成损害，其产生.0H的速度缓慢、效率低，而且易产生耐药性。MoS2纳米片可作为催化剂激活H2O2,使其有效分解为.0H，展现了良好的过氧化物酶拟酶催化活性，其催化活性可通过底物四甲基联苯胺(TMB)被H2O2分解产生的.0H快速氧化生成蓝色产物来直接观察和验证。而且，纳米MoS2可克服天然辣根过氧化物酶的不稳定和易被蛋白酶消解等劣势。本发明利用MoS2催化剂的功能并联合热疗来构建高时效抗耐药菌感染的多功能纳米MoS2平台。.0H可促使细菌细胞膜发生氧化应激并使细胞壁有效破裂，这可以弥补光热抗菌中细胞壁较厚造成的短期热疗效果差的不足。
[0089]本发明利用MoS2纳米片NIR光热效应好、比表面积大等特点和优势，结合其过氧化物酶拟酶催化剂的功能，为进一步推动该材料在抗菌领域的应用，在实现产率高、尺寸小于lOOnm、生物相容性好的新型M0S2纳米片的可控合成基础上，利用该材料NIR光热效应好、比表面积大等特点和优势，并结合其过氧化物酶拟酶催化剂的功能，克服单一光热治疗中的不足，建立拟酶催化H2O2联合NIR光热的协同纳米抗耐药菌体系，研究纳米MoS2对两种典型革兰氏阴性和革兰氏阳性耐药菌株的抗菌消炎效果，这种协同抗耐药菌策略成本低，绿色环保、无需和贵金属等抗菌材料复合，治疗过程简单高效，为拓展和开发新型多功能抗耐药菌感染的纳米药物提供了新思路。
[0090]最后应说明的是:虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
【主权项】
1.一种纳米硫化钼抗菌材料的合成方法，其特征在于，包括以下的步骤: (1)将聚乙二醇固体溶于水中，在超声池内超声到聚乙二醇完全溶解后，加入七钼酸铵固体，再次超声使七钼酸铵完全溶解，得混合溶液； (2)取硫脲固体溶于水中，搅拌溶解后加入到所述混合溶液中，再次搅拌后置于聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封，加热反应，得到黑色沉淀，即为纳米硫化钼抗菌材料。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述黑色沉淀用无水乙醇和二次水反复洗涤3-5次，配成lmg/mL的水溶液存放。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(I)中，聚乙二醇与水的质量体积比为0.3-0.5g: 20mL;和/或所述聚乙二醇与七钼酸铵的质量比为0.3-0.5:0.1766。4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硫脲与水的摩尔体积比为2mmol: 10_20mL;和/或所述聚乙二醇与硫脲的质量摩尔比为0.3_0.5g: 2mmol。5.根据权利要求1-4任一项所述的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，再次搅拌的时间为5-15分钟，和/或加热的温度为160-200°C，反应的时间为10-15小时。6.一种纳米硫化钼抗菌材料，其特征在于，按照权利要求1-5任一项所述的合成方法制备得到。7.根据权利要求8所述的纳米硫化钼抗菌材料，其特征在于，所述纳米硫化钼抗菌材料呈花状结构，其直径小于lOOnm，组成花状结构的片层的尺寸在25-30nm范围内。8.—种权利要求8或9所述的纳米硫化钼抗菌材料在拟酶催化过氧化氢联合近红外光热协同抗菌中的应用。9.一种拟酶催化过氧化氢联合近红外光热的协同纳米抗耐药菌组合体系，其特征在于，包括权利要求8或9所述的纳米硫化钼抗菌材料、过氧化氢及近红外激光器。10.根据权利要求9所述的协同纳米抗耐药菌组合体系，其特征在于，所述纳米硫化钼抗菌材料的水溶液浓度为1.0mg/mL，所述H2O2的浓度为100-200μΜ，所述纳米硫化钼抗菌材料的水溶液与H2O2的用量体积比为1:1或者1: 2，所述近红外激光器为近红外808nm波长激光器，用于对加入纳米硫化钼抗菌材料的水溶液和H2O2后的溶液进行6-10分钟光照。
【文档编号】B82Y30/00GK105948124SQ201610258244
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】尹文艳, 余杰, 谷战军, 赵宇亮
【申请人】中国科学院高能物理研究所