兼具光热效应和抗氧化的抗菌纳米材料及其制备方法

本发明属于纳米抗菌材料领域，涉及一种兼具光热效应和抗氧化的抗菌纳米材料及其制备方法。

背景技术：

1、目前，治疗细菌感染疾病的主要手段是抗生素，然而由于长期过度的使用抗生素引发了多重耐药细菌的产生，对患者的生命健康构成了严重的威胁，因此迫切需要研发优良的新型抗菌剂来替代传统抗生素以解决细菌耐药性难题。纳米抗菌材料以其渗透能力强、杀菌效率高、不易产生耐药性等特点引起了研究者的广泛关注。但是，纳米抗菌材料目前也存在着一些问题，如制备成本高、功能单一等。大多数纳米抗菌材料自身不具备光热效应和抗氧化功能，需要复杂的组装和改性以达到多功能性。然而繁琐的制备步骤和多种成分的加入常导致较高的成本。因此，开发一种制备方便且兼具光热效应和抗氧化的抗菌纳米材料以应对复杂的细菌感染疾病对人类生命健康具有重要意义。

2、近年来，碳点纳米抗菌材料凭借优异的生物相容性和低制备成本备受抗菌领域的学者青睐。碳点表面基团丰富易于修饰，抗菌碳点被设计成表面带正电荷的纳米粒子，通过静电作用破坏细菌细胞膜。

3、壳聚糖是一种生物相容性优异的抗菌材料，广泛应用于生物医学领域。但已报道的水热法制备的壳聚糖碳点抗菌活性较差，无法应用于细菌感染治疗(10.1039/c1cc15678k， 10.1016/j.cej.2020.126353)。此外，研究表明具有邻二苯酚结构的碳点表现出优异的光热转换性能，但大多数具有光热效应的碳点自身不具备抗菌活性(10.1002/admi.202100332， 10.1186/s11671-018-2711-2)。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种兼具光热效应和抗氧化的抗菌纳米材料及其制备方法。本发明的抗菌纳米材料除自身固有抗菌活性外，还可在近红外光照射下光热治疗同时兼具清除自由基性能。

2、实现本发明目的的技术解决方案如下：

3、兼具光热效应和抗氧化的抗菌纳米材料的制备方法，包括如下步骤：将儿茶酚改性的壳聚糖聚合物的水溶液于160～200℃下高温热解，热解完成后，加水离心，取上清液过滤纯化，冷冻干燥得到儿茶酚改性的壳聚糖碳化聚合物点(cpds)。

4、优选地，所述的儿茶酚改性的壳聚糖聚合物通过如下步骤制备：将壳聚糖和3,4-二羟基苯甲醛加入到乙酸溶液中，搅拌至混合均匀，加入硼氢化钠，调节ph值至8，将形成的白色絮状物溶解到稀盐酸溶液中，透析并冷冻干燥，得到儿茶酚改性的壳聚糖聚合物。

5、优选地，所述的儿茶酚改性的壳聚糖聚合物的水溶液中，儿茶酚改性的壳聚糖聚合物与水的质量比为1：10～40，优选为1：20。

6、优选地，热解时间为120～300min，优选为180min。

7、优选地，热解温度为180℃～190℃。

8、优选地，高温热解过程中的升温速度为2～6℃/min，优选为4℃/min。

9、优选地，离心条件为8000～15000r/min离心10分钟，优选为10000r/min离心10分钟。

10、本发明与现有技术相比，具有如下优点：。

11、本发明制得的儿茶酚改性的壳聚糖碳化聚合物点自身具有优异的抗菌活性，能有效抑制金色葡萄球菌，此外在光热辅助治疗下能显著提升对大肠杆菌的抗菌活性。在具有广谱抗菌活性的同时，该碳化聚合物点可清除过量的自由基。

技术特征：

1.兼具光热效应和抗氧化的抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将儿茶酚改性的壳聚糖聚合物的水溶液于160～200℃下高温热解，热解完成后，加水离心，取上清液过滤纯化，冷冻干燥得到儿茶酚改性的壳聚糖碳化聚合物点。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的儿茶酚改性的壳聚糖聚合物通过如下步骤制备：将壳聚糖和3,4-二羟基苯甲醛加入到乙酸溶液中，搅拌至混合均匀，加入硼氢化钠，调节ph值至8，将形成的白色絮状物溶解到稀盐酸溶液中，透析并冷冻干燥，得到儿茶酚改性的壳聚糖聚合物。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的儿茶酚改性的壳聚糖聚合物的水溶液中，儿茶酚改性的壳聚糖聚合物与水的质量比为1：10～40。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的儿茶酚改性的壳聚糖聚合物的水溶液中，儿茶酚改性的壳聚糖聚合物与水的质量比为1：20。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，热解时间为120～300min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，热解时间为180min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，热解温度为180℃～190℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高温热解过程中的升温速度为2～6℃/min，优选为4℃/min。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，离心条件为8000～15000r/min离心10分钟，优选为10000r/min离心10分钟。

10.根据权利要求1-9任一所述的制备方法制得的抗菌纳米材料。

技术总结
本发明公开了一种兼具光热效应和抗氧化的抗菌纳米材料及其制备方法。所述方法以儿茶酚改性的壳聚糖聚合物为碳源，经高温热解制得儿茶酚改性的壳聚糖碳化聚合物点。本发明的儿茶酚改性的壳聚糖碳化聚合物点可作为抗菌纳米材料，在除自身固有抗菌活性外可在近红外光照射下快速升温同时兼具清除自由基性能，可作为多功能抗菌纳米材料。

技术研发人员：邢晓东,陆豪杰,于美哲,黄若冰
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12