CN111990643A - 一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents
一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111990643A CN111990643A CN202010855499.XA CN202010855499A CN111990643A CN 111990643 A CN111990643 A CN 111990643A CN 202010855499 A CN202010855499 A CN 202010855499A CN 111990643 A CN111990643 A CN 111990643A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nano
- particles
- essential oil
- metal ion
- type protein
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 50
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 34
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 claims abstract description 33
- 241000722941 Achillea Species 0.000 claims abstract description 23
- 229920002494 Zein Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000005019 zein Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229940093612 zein Drugs 0.000 claims abstract description 19
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 102000005741 Metalloproteases Human genes 0.000 claims abstract description 13
- 108010006035 Metalloproteases Proteins 0.000 claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 7
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 claims abstract 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 6
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 240000000073 Achillea millefolium Species 0.000 claims description 4
- 235000007754 Achillea millefolium Nutrition 0.000 claims description 4
- 102000018697 Membrane Proteins Human genes 0.000 claims description 4
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 101710106089 Protein cutoff Proteins 0.000 claims description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 2
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 claims 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 claims 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 abstract description 7
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 241000186779 Listeria monocytogenes Species 0.000 abstract description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 abstract 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 241001646719 Escherichia coli O157:H7 Species 0.000 description 8
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 235000019419 proteases Nutrition 0.000 description 3
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 241000193755 Bacillus cereus Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010051373 Wound haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000001785 acacia senegal l. willd gum Substances 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 229940121363 anti-inflammatory agent Drugs 0.000 description 1
- 239000002260 anti-inflammatory agent Substances 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 235000021245 dietary protein Nutrition 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 239000006916 nutrient agar Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 1
- 235000019833 protease Nutrition 0.000 description 1
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001256 steam distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
- A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
- A23L33/105—Plant extracts, their artificial duplicates or their derivatives
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
- A23P10/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the products
- A23P10/30—Encapsulation of particles, e.g. foodstuff additives
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Botany (AREA)
- Mycology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
本发明属于食品抗菌添加剂领域,具体涉及一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备方法。本发明采用纳米沉淀法将蓍草精油包裹在玉米醇溶蛋白中,调节溶液pH,使蛋白表面带负电,通过静电相互作用螯合带正电的锌金属离子。利用细菌金属蛋白酶的特性,将其作为“生物开关”,当含有Zn2+金属蛋白酶的细菌遇到螯合后的纳米颗粒,其蛋白酶活性被激活,从而水解纳米颗粒表面蛋白,使包裹的蓍草精油释放出来,进而杀死细菌。该种新型抗菌纳米颗粒能有效抑制多种细菌如大肠杆菌O157:H7,金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌等,且能将抗菌剂智能释放。
Description
技术领域
本发明属于食品抗菌添加剂领域,具体涉及一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备。
背景技术
蓍草精油(Achillea essential oil),通常从蓍草花,叶、茎等部位经水蒸气蒸馏而得,传统上被用作消炎药,用于治疗头痛和控制伤口出血。但是,由于蓍草精油的挥发性、在空气、光照和高温下的可分解性,限制了它的多种工业应用。
近年来,纳米颗粒作为药物运输载体,因其粒径小、比表面积大等特点,受到研究人员的广泛关注。玉米醇溶蛋白(Zein),旧称米朊,等电点6.5,富含谷氨酸(21%~26%)、亮氨酸(20%)、脯氨酸(10%)和丙氨酸(10%),疏水性氨基酸和含硫氨基酸含量均较高,是一种广泛存在于植物中的食物蛋白,具有优良的可塑性,无害性和生物降解性。在制药工业中,它常被用来包裹胶囊,控制释放和掩盖味道。目前,国内已有一些关于Zein纳米颗粒方面的专利申请,中国专利CN110051006A公开了玉米醇溶蛋白/阿拉伯胶复合纳米颗粒及其制备方法;中国专利CN110698865A公开了一种柔性及颗粒大小可控的玉米醇溶蛋白纳米颗粒及其制备方法和用途;中国专利CN110693036A公开了超声辅助透析驱动玉米醇溶蛋白自组装制备纳米颗粒方法。
然而,纳米颗粒包裹精油由于释放效率难以控制,其抗菌活性受到限制。为了实现纳米颗粒中精油的智能释放,本发明充分利用细菌中金属蛋白酶 (Metalloproteinase)的活性。金属蛋白酶是活性中心依赖于金属离子的一类蛋白酶,大多数金属蛋白酶是Zn2+金属蛋白酶。低浓度的金属离子可以增强这种酶的活性。不少细菌中都含有金属蛋白酶,如大肠杆菌O157:H7,单增李斯特菌,蜡样芽孢杆菌等。基于此和蛋白酶水解蛋白质的特性,本发明介绍了一种表面螯合金属离子的蛋白纳米颗粒,如此纳米颗粒遇到细菌,细菌中的金属蛋白酶活性因受金属离子刺激而增强,从而水解表面蛋白释放精油;如未遇到细菌,精油则继续包裹在蛋白中。
本发明采用纳米沉淀法将蓍草精油包裹在玉米醇溶蛋白中,同时调节溶液 pH使蛋白表面带负电,通过静电相互作用螯合带正电的锌金属离子。当含有Zn2+金属蛋白酶的细菌遇到螯合后的纳米颗粒,其蛋白酶活性被激活,从而水解纳米颗粒表面蛋白,使包裹的蓍草精油释放出来,进而杀死细菌,实现了纳米颗粒中精油的智能释放,极大程度提高了抗菌效率。
发明内容
本发明的目的是公开一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备方法。其实质为利用纳米沉淀法将蓍草精油包埋于玉米醇溶蛋白中,并螯合上 Zn2+,形成智能释放型抗菌纳米颗粒。当遇到含有Zn2+金属蛋白酶的细菌时,纳米颗粒表面蛋白被水解,从而达到抗菌剂的智能释放。
本发明所述抗菌纳米颗粒的制备方法是先将玉米醇溶蛋白溶于乙醇水溶液中,磁力搅拌12h,完全溶解后,添加蓍草精油,制得溶剂相;采用聚醚F68 水溶液为非溶剂相,其中聚醚F68与水的质量体积比为1.5:100。将溶剂相转入非溶剂相中均质,随后在排气罩中蒸发15h以除去乙醇。然后,加入NaOH溶液调溶液pH=12,最后,加入ZnSO4,25℃水浴振荡反应1h后,于透析袋中透析48h,制得抗菌纳米颗粒。
所述溶剂相中,玉米醇溶蛋白的浓度为15-25mg/mL,乙醇水溶液的体积百分比为80%-90%;蓍草精油的添加浓度为3-5mg/mL。
所述溶剂相与非溶剂相的体积比为1:3;均质速度为3000-5000r/min;均质时间为3-5min。
所述最终调得pH=12的溶液中,ZnSO4的添加浓度为1.0-2.0mmol/L。
所用透析袋蛋白截留分子量为500。
本发明想法新颖,产品结构特殊,充分发挥了各组分的优越性,制备出一种高靶向性、高抗菌性的智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒,本发明制得的智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒具体优点如下:
(1)单一精油易挥发且不稳定,采用纳米沉淀法制备纳米颗粒,该方法制备工艺简单,安全无毒无害。且该抗菌纳米颗粒粒径小,产品稳定性好,包封率较高。
(2)普通纳米颗粒缺乏“生物开关”,该纳米颗粒利用细菌金属蛋白酶的酶活性,实现智能释放,一旦遇到含金属蛋白酶的细菌,能高效水解表面蛋白,使纳米颗粒结构破坏,从而使纳米颗粒内包埋物蓍草精油释放,杀死细菌。
附图说明
图1蓍草精油对大肠杆菌O157:H7的杀菌曲线
图2智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒对大肠杆菌O157:H7的抗菌效果
具体实施方式
通过下面实例说明本发明的具体实施方式,但本发明的保护内容,不仅局限于此。
实施例1蓍草精油对大肠杆菌O157:H7的杀菌效果
1实验材料
模式菌种:大肠杆菌O157:H7(Escherichia coli O157:H7)
2实验方法
在磷酸盐缓冲液中[Phosphate-Buffered Saline,PBS,0.03mol/L,pH(7.2-7.4)]接入供试菌大肠杆菌O157:H7(105-106CFU/mL)后,加入一定浓度(2mg/mL, 4mg/mL)的蓍草精油,振荡均匀后,在37℃全温空气摇床中振荡(120r/min)培养,分别在0h、0.5h、1h、2h、4h和8h时取适量培养液进行十倍梯度稀释到 102-103CFU/mL,然后移取100μL稀释液滴到固体培养基上,涂布均匀之后放入 37℃恒温恒湿培养箱中倒置培养。48h后进行平板菌落计数,从而对抗菌剂的抗菌活性进行评价。以不加蓍草精油的一组为对照组,实验一式三份,结果取平均值。
3蓍草精油对大肠杆菌O157:H7的杀菌效果评价
如图1所示,在2mg/mL蓍草精油作用8h后,大肠杆菌O157:H7菌落总数从6.46LogCFU/mL降至4.30Log CFU/mL,杀菌率达到99%;在4mg/mL蓍草精油作用8h后,大肠杆菌O157:H7菌落总数从6.46Log CFU/mL下降至1.21 Log CFU/mL,杀菌率达到99.999%,结果表明蓍草精油有较强的杀菌效果。
实施例2智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的制备
1实验材料
2实验方法
智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒制备步骤如下:
①溶剂相的制备:将0.2g玉米醇溶蛋白溶于10mL 85%的乙醇水溶液中,磁力搅拌12h,完全溶解后,添加蓍草精油(4mg/mL)。
②非溶剂相的制备:30mL聚醚F68水溶液(1.5%,w/v)。
③溶剂相转入非溶剂相,3000r/min均质3min,随后在排气罩中蒸发15h,以除去乙醇。
④螯合:用0.2mol/L NaOH将蛋白溶液pH调至12,加入ZnSO4(1mmol/L), 25℃水浴摇床振荡反应1h,最后于透析袋中透析48h,制得抗菌纳米颗粒。
实施例3智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的表征
1实验材料
智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒
2实验仪器
激光粒度仪 Nano ZS90 英国马尔文仪器有限公司
气相色谱-质谱联用仪(GC-MS) 6890GC/5973NMSD 美国安捷伦公司
3实验方法
①采用激光粒度仪(Nano ZS90)测定智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的粒径,多分散系数(PDI)和Zeta电位。
②使用GC-MS测定抗菌纳米颗粒中蓍草精油的包封率。气相色谱(GC)条件为:DB-WAX弹性石英毛细管色谱柱(0.25mm×60m,膜厚0.25μm),溶剂延迟为10min。进样量为1.0μL,分流比1:20;载气为高纯氦气,流速1.0 mL/min。进样口温度为250℃,检测器温度为280℃。升温程序如下:初始温度设为60℃,保持1min;以4℃/min的速度升温至120℃,然后以10℃/min的速度升温至150℃,保持5min,最后以10℃/min的速度升至 250℃,保持5min。质谱(MS)条件:电离方式为EI源,电子能量70eV;质量扫描范围m/z:33-500amu。
利用以下公式计算抗菌纳米颗粒中蓍草精油的包封率:
4智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的表征
智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的各表征参数如表1所示。该抗菌纳米颗粒的粒径为275.43nm,粒径小便于药物运输。PDI用于表征纳米颗粒粒径分布情况,PDI介于0~0.3之间时,表示其粒径分布窄,颗粒具有良好的均一性。该抗菌纳米颗粒PDI为0.254,表明粒径分布比较集中,颗粒比较均一。Zeta电势是用于表征纳米颗粒体系稳定性的参数,Zeta电势较高(±10~±30mV)的纳米颗粒相对较稳定。因此,该发明制得的纳米颗粒稳定性良好,该抗菌纳米颗粒包封率为23.47%,该结果表明产品性能较好。
实施例4智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的抗菌性能评价
1实验材料
抗菌剂:智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒
模式菌种:大肠杆菌O157:H7(Escherichia coli O157:H7)
2实验仪器
立式压力蒸汽灭菌锅 HVE50 日本Hirayama株式会社
生化培养箱 LRH 上海一恒科学仪器有限公司
3实验方法
在营养琼脂平板上滴加100μL大肠杆菌O157:H7菌液(106-7CFU/mL),用无菌涂布棒涂布均匀后,在平板中央放置直径为6mm的滤纸片,吸取30μL智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒滴加在滤纸片上。于超净台中静置5min 后置于37℃恒温恒湿培养箱中培养24h,测量抑菌圈直径的大小。滤纸片上未滴加抗菌纳米颗粒的为空白对照组(图2A);滴加未螯合的纳米颗粒的为阴性对照组(图2B);滴加智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的为实验组(图2C)。 4智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的抗菌性能评价
智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的抑菌圈实验结果如图2所示,由图可知,不添加纳米颗粒的空白对照组(A)中未出现抑菌圈,添加未螯合的纳米颗粒的滤纸片(B)周围出现了透明圈,其直径为10.18mm,而实验组添加智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的滤纸片(C)周围出现了更明显的透明圈,其直径为14.46mm。这结果表明螯合后的纳米颗粒对大肠杆菌O157:H7明显有更好的抑制效果。
表1智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的参数表征
表1
Claims (5)
1.一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的制备方法,其特征在于:采用纳米沉淀法将蓍草精油包裹在玉米醇溶蛋白中,同时调节溶液pH使蛋白表面带负电,通过静电相互作用螯合带正电的锌金属离子,当含有Zn2+金属蛋白酶的细菌遇到螯合后的纳米颗粒,其蛋白酶活性被激活,从而水解纳米颗粒表面蛋白,使包裹的蓍草精油释放出来,进而杀死细菌,实现了纳米颗粒中精油的智能释放,提高了抗菌效率,具体步骤如下:先将玉米醇溶蛋白溶于乙醇水溶液中,磁力搅拌至完全溶解后,添加蓍草精油,制得溶剂相;采用聚醚F68水溶液为非溶剂相,将溶剂相转入非溶剂相中均质,随后在排气罩中蒸发以除去乙醇;然后,加入NaOH溶液调溶液pH值,加入Zn金属盐,水浴振荡反应后于透析袋中透析,制得抗菌纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的制备方法,其特征在于:磁力搅拌时间为12h;聚醚F68水溶液中,聚醚F68与水的质量体积比为1.5:100;在排气罩中蒸发的时间为15h;水浴振荡反应的温度为25℃,反应时间为1h;所用透析袋蛋白截留分子量为500,透析时间为48h。
3.如权利要求1所述的一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述溶剂相中,玉米醇溶蛋白的浓度为15-25mg/mL,乙醇水溶液的体积百分比为80%-90%;蓍草精油的添加浓度为3-5mg/mL。
4.如权利要求1所述的一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述溶剂相与非溶剂相的体积比为1:3;均质速度为3000-5000r/min;均质时间为3-5min。
5.如权利要求1所述的一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒的制备方法,其特征在于:所述最终调得pH=12的溶液中,加入的Zn金属盐为ZnSO4,ZnSO4的添加浓度为1.0-2.0mmol/L。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010855499.XA CN111990643B (zh) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | 一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010855499.XA CN111990643B (zh) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | 一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111990643A true CN111990643A (zh) | 2020-11-27 |
CN111990643B CN111990643B (zh) | 2023-03-21 |
Family
ID=73470216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010855499.XA Active CN111990643B (zh) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | 一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111990643B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115645602A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-31 | 西安建筑科技大学 | 罗勒精油核壳纳米颗粒水凝胶伤口敷料及其制备方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102783693A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-21 | 华南理工大学 | 一种可食用抗菌纳米颗粒的制备方法 |
CN103768611A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 河南师范大学 | 植物源性醇溶蛋白共轭ZnO/Cd(OH)C1纳米抗癌药物及其制备方法 |
CN105001431A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-10-28 | 浙江工商大学 | 含聚合物铁螯合剂的可食性抗菌膜液的制备法和应用 |
WO2015166415A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | Universidade De Aveiro | Chelator modified magnetic silica nanoparticles, their use and preparation |
CN108079282A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-05-29 | 武汉大学 | 一种智能释放胰岛素调节血糖的金纳米簇颗粒及其制备方法 |
CN110051006A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-26 | 上海交通大学 | 玉米醇溶蛋白/阿拉伯胶复合纳米颗粒及其制备方法 |
CN110693036A (zh) * | 2019-09-18 | 2020-01-17 | 江苏大学 | 超声辅助透析驱动玉米醇溶蛋白自组装制备纳米颗粒方法 |
CN111053917A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于蛋白质的智能高效抗菌剂的制备方法 |
-
2020
- 2020-08-24 CN CN202010855499.XA patent/CN111990643B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102783693A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-21 | 华南理工大学 | 一种可食用抗菌纳米颗粒的制备方法 |
CN103768611A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 河南师范大学 | 植物源性醇溶蛋白共轭ZnO/Cd(OH)C1纳米抗癌药物及其制备方法 |
WO2015166415A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | Universidade De Aveiro | Chelator modified magnetic silica nanoparticles, their use and preparation |
CN105001431A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-10-28 | 浙江工商大学 | 含聚合物铁螯合剂的可食性抗菌膜液的制备法和应用 |
CN108079282A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-05-29 | 武汉大学 | 一种智能释放胰岛素调节血糖的金纳米簇颗粒及其制备方法 |
CN110051006A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-26 | 上海交通大学 | 玉米醇溶蛋白/阿拉伯胶复合纳米颗粒及其制备方法 |
CN110693036A (zh) * | 2019-09-18 | 2020-01-17 | 江苏大学 | 超声辅助透析驱动玉米醇溶蛋白自组装制备纳米颗粒方法 |
CN111053917A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于蛋白质的智能高效抗菌剂的制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115645602A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-31 | 西安建筑科技大学 | 罗勒精油核壳纳米颗粒水凝胶伤口敷料及其制备方法 |
CN115645602B (zh) * | 2022-10-31 | 2023-12-15 | 西安建筑科技大学 | 罗勒精油核壳纳米颗粒水凝胶伤口敷料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111990643B (zh) | 2023-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chaudhary et al. | Metal/metal oxide nanoparticles: toxicity, applications, and future prospects | |
CN106962498B (zh) | 乳酸链球菌素/壳聚糖纳米粒子抗菌膜及制备方法和用途 | |
CN103563983A (zh) | 一种纳米银过氧化物复合杀菌液及其制备方法 | |
CN110150316A (zh) | 一种纳米银/次氯化物复合杀菌液的制备方法 | |
CN109566954B (zh) | 一种包埋月桂精油和纳米银的脂质体/壳聚糖抗菌、抗氧化涂膜液及制备方法与应用 | |
CN106880593A (zh) | 一种同时负载纳米银和姜黄素的纳米抗菌剂及其制备方法与应用 | |
CN111990643B (zh) | 一种智能释放型蛋白金属离子抗菌纳米颗粒及其制备方法 | |
CN107549476A (zh) | 一种高抗菌纳米饲料添加剂及其制备方法 | |
CN107535688B (zh) | 一种植物源家禽饲料抗菌添加剂及其制备方法 | |
Singh | Biosynthesis of silver nanoparticle from fungi, algae and bacteria | |
CN109079153B (zh) | 一种含银纳米颗粒的超分子水凝胶制备方法 | |
CN110506884A (zh) | 一种双赖氨酸抗菌剂及制备方法及应用 | |
CN114931138A (zh) | 一种杀菌消毒剂及其制备方法 | |
CN1785258A (zh) | 茶树油脂质体及其制备方法 | |
CN112075454A (zh) | 复合型银系二氧化钛无机抗菌剂 | |
CN110495473A (zh) | 一种二硫化钼/双苯丙氨酸抗菌剂及制备方法和应用 | |
CN111820240A (zh) | 一种基于纳米金属丝的抗菌消毒添加剂及其制备方法 | |
CN112220824A (zh) | 一种抑菌纳米微乳液体系、制备方法、应用及应用方法 | |
CN111039270B (zh) | 一种花状磷酸锌纳米颗粒抑菌材料及其制备方法与用途 | |
CN111449187B (zh) | 一种布氏乳杆菌S-层蛋白修饰的香芹酚/β-环糊精脂质体及其制备方法和抗菌用途 | |
CN110710454B (zh) | 氨基酸络合银脂质体及其制备方法和植物组织培养基 | |
CN107494539A (zh) | 一种溶菌酶/水滑石复合抗菌材料及其制备方法和抗菌应用 | |
CN113475530A (zh) | 一种稳定型消毒液及其制备方法 | |
CN113383787A (zh) | 一种多价态银复合纳米抗菌剂及制备方法 | |
CN112175053A (zh) | 嗜酸乳杆菌nm产生的细菌素、制备方法及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |