CN113287607A - 光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113287607A
CN113287607A CN202110376524.0A CN202110376524A CN113287607A CN 113287607 A CN113287607 A CN 113287607A CN 202110376524 A CN202110376524 A CN 202110376524A CN 113287607 A CN113287607 A CN 113287607A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pacp
mno
film
photo
agent
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.)
Pending
Application number
CN202110376524.0A
Other languages
English (en)
Inventor
卢然
冉杰
田丽婷
马丽
程珂
吴光瑜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Forestry University
Original Assignee
Nanjing Forestry University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Forestry University filed Critical Nanjing Forestry University
Priority to CN202110376524.0A priority Critical patent/CN113287607A/zh
Publication of CN113287607A publication Critical patent/CN113287607A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
    • A01N25/10—Macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/34—Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明公开了光热剂PACP‑MnO2薄膜及其制备方法和应用，属于抗菌膜材料技术领域。将PACP‑MnO2粉末溶于去离子水中，配制成PACP‑MnO2溶液，加入胶黏剂，震荡，静置后得到PACP‑MnO2薄膜。该光热剂PACP‑MnO2薄膜对大肠杆菌或金黄葡萄球菌有很好的抑制效果，同时，PACP‑MnO2薄膜表面的MnO2会消耗细菌表面的GSH，起到有效抗菌的目的。在980nm近红外光照射条件下，细菌可全部杀死。该薄膜材料具有很好的加工性，性能和结构具有很好的稳定性，可以应用于抗菌材料的制备中。

Description

光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于抗菌膜材料技术领域，具体涉及光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
我随着国的科技发展日新月异，人们的生活质量也得到了极大的提升，然而与此同时生存环境恶化，细菌微生物的不断滋生也严重地威胁着人们的身心健康。生活的环境中存在着诸多的有害微生物，它们的分布极为广泛，而且数量极其庞大，是人类健康的巨大隐患。生活中随处都会接触到像金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和霉菌等细菌微生物，由于细菌传播化及病毒感染而导致患者死亡的事件时时在发生，令人触目惊。
目前研究较多的抗菌材料主要有以下几类：现如今经常用到的抗菌剂主要被分为以下几类：有机抗菌剂，无机抗菌剂和复合型抗菌剂。合成类有机抗菌剂主要包括：季较盐类、双脈类和二苯基酸类药物及其衍生物等等。虽然现在已经合成出来的有机类抗菌剂品种繁多且杀菌能力强，但是由于其较大的毒性且稳定差，甚至还会使有害微生物产生耐药性，使其应用受限。无机抗菌剂的特点是：耐热耐髙温，抗菌能力持久，无气味，较为安全。但是无机抗菌剂制备条件严苛，产率低，而且金属抗菌剂本身价格很高、抗菌过程中容易变色。近些年将无机抗菌剂同有机抗菌剂复合在一起，加工成复合型抗菌剂，通过两者之间的协同作用，在经济和抗菌性两方面形成互补。目前，光热抗菌正是一种备受关注的新型抗菌技术，即将具有较高光热转换效率的纳米结构材料，即光热剂输送到特定部位，随后用近红外光照射，光热剂能够将光能转化为热能产生过高热，从而通过细胞热消融途径来达到非侵入性的治疗效果。吸附剂PACP-MnO2在近红外光照条件下具有抗菌性，如果将其抗菌薄膜材料直接原位形成涂层，方便快捷。但是，需要额外提供一个基底材料，同时，由于薄膜厚度较薄，易破损；使其应用受到限制。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的一个技术问题在于提供光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法。本发明的要解决的另一个技术问题在于提供一种光热剂PACP-MnO2薄膜。本发明要解决的技术问题还有一个在于提供一种光热剂PACP-MnO2薄膜在制备抗菌材料中的应用。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法，将PACP-MnO2粉末溶于去离子水中，配制成PACP-MnO2溶液，加入胶黏剂，震荡，静置后得到PACP-MnO2薄膜。
所述光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法，所述胶黏剂为戊二醛；所述PACP-MnO2粉末与胶黏剂的质量体积比为0.03~0.05g/mL。
所述光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法，所述PACP-MnO2溶液的浓度为3~5g/L；加入胶黏剂后震荡25~35min，静置20~28h。
所述光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法，所述PACP-MnO2溶液的浓度为4g/L；所述PACP-MnO2粉末与胶黏剂的质量体积比为0.04g/mL；加入胶黏剂后震荡30min，静置24h。
上述光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法制备得到的光热剂PACP-MnO2薄膜。
上述光热剂PACP-MnO2薄膜在制备抗菌材料中的应用。
所述光热剂PACP-MnO2薄膜在制备抗菌材料中的应用，将所述光热剂PACP-MnO2薄膜与大肠杆菌或金黄葡萄球菌混合，在37℃条件下培养24h；然后再用近红外光照射0~5min。
所述光热剂PACP-MnO2薄膜在制备抗菌材料中的应用，近红外光的波长为980nm，辐射功率为1.5W；近红外光照射时间为5min，每1min摇动一次。
有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：
本发明将具有抗菌性能PACP-MnO2复合材料与合适的胶黏剂材料混合后得到PACP-MnO2薄膜材料，该材料在无近红外光照条件下展示良好的生物相容性，当有近红外光照条件下，细菌被快速杀死，说明该薄膜材料具有很好的加工性，性能和结构具有很好的稳定性，不易破损，方便长时间保存和使用；可以应用于抗菌材料的制备中。
附图说明
图1为实施例1制备的PACP-MnO2的扫描电子显微镜照片图；
图2为980nm近红外光照300s后大肠杆菌的扫描电子显微镜照片图；
图3为980nm近红外光照300s后金黄葡萄球菌发热扫描电子显微镜照片图；
图4为980nm近红外光照300s后细菌细胞的荧光图像；
图5为5mM GSH浓度下，300s后PACP-MnO2薄膜的扫描电子显微镜照片图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例1
1、吸附剂PACP的制备
将0.06g聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)添加到60mL的去离子水中形成均匀溶液，吸取0.38mL苯胺与0.29mL吡咯添加至溶液中，在室温下预冷1h；将过硫酸铵（（NH4)2S2O8）水溶液添加至预冷混合物中0℃反应12h，离心超声得到沉淀，去离子水洗至无色，取黑色固体放入真空干燥箱中60℃下干燥24h，得到聚苯胺聚吡咯（PACP）空心球。
2、吸附剂PACP-MnO2的制备
称取0.13g的PACP，用45mL去离子水溶解配置成溶液，用盐酸将pH调整至1，随后超声15min。将12.5mL的0.05mol·L-1高锰酸钾（KMnO4）溶液加入至PACP溶液中，磁力搅拌器下反应4h，离心得到黑色沉淀，放入鼓风干燥箱中干燥24h，得到PACP-MnO2。
3、光热剂PACP-MnO2薄膜的制备
称取0.20g的PACP-MnO2粉末溶于50mL去离子水溶解配置成溶液，加入5mL戊二醛溶液，充分震荡30分钟，然后静置24h，得到PACP-MnO2薄膜。图1为实施例1制备的PACP-MnO2薄膜的扫描电子显微镜照片图，由图1可知，该薄膜具有很好的稳定性，无近红外光照条件下展示良好的生物相容性。
对上述合成的光热剂PACP-MnO2薄膜与大肠杆菌或金黄葡萄球菌混合，设定温度为37℃，培养24小时；然后再用近红外光(980nm)对培养的溶液照射5分钟，通过DAPI和PI荧光分析活/死细菌，绿色表示活细胞，红色表示死细胞。
具体步骤如下：
（1）将耐药的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的单个菌落分别接种到50mL的无菌液体LB 培养基中，将耐药菌悬液在37℃的恒温培养摇床中以每分钟180转的速度孵育一夜；
（2）使用无菌磷酸盐缓冲盐水(PBS)将细菌稀释为1×106 CFU/mL，将PACP-MnO2薄膜裁成1cm*1cm尺寸大小；
（3）将200μL上述细菌溶液和1cm*1cm PACP-MnO2薄膜震荡摇匀，对细菌样品施加近红外辐射，照射时间为5分钟，每1分钟摇动一次；辐射功率为1.5W，波长980nm，每组平行三次。
（4）反应后溶液加入500μL无菌水高速离心洗涤菌液后留下沉淀，加水稀释至500μL。然后用200μL DAPI(12.5 μg/m L)和PI (1.25 μg/mL)染色15 min，室温避光放置30min后，取10μL溶液用于激光扫描荧光共聚焦显微镜成像。
图2为980nm近红外光照300s后，大肠杆菌的SEM图片，两端破裂说明大肠杆菌在光热条件下死亡。图3为980nm近红外光照300s后，金黄葡萄球菌的SEM图片，两端破裂说明金黄葡萄球菌在光热条件下死亡。图4为980nm近红外光照300s后，大肠杆菌染色后的荧光显微镜照片，红色说明大肠杆菌全部死亡。图5为PDA-MnO2薄膜5mM GSH浸泡300S后SEM，连续薄膜部分开裂，说明薄膜对GSH有响应效果。以上试验结果说明说明该薄膜材料具有很好的加工性，性能和结构具有很好的稳定性，可以应用于抗菌材料的制备中。

Claims (8)

1.光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法，其特征在于，将PACP-MnO2粉末溶于去离子水中，配制成PACP-MnO2溶液，加入胶黏剂，震荡，静置后得到PACP-MnO2薄膜。
2.根据权利要求1所述光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂为戊二醛；所述PACP-MnO2粉末与胶黏剂的质量体积比为0.03~0.05g/mL。
3.根据权利要求1所述光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法，其特征在于，所述PACP-MnO2溶液的浓度为3~5g/L；加入胶黏剂后震荡25~35min，静置20~28h。
4.根据权利要求1所述光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法，其特征在于，所述PACP-MnO2溶液的浓度为4g/L；所述PACP-MnO2粉末与胶黏剂的质量体积比为0.04g/mL；加入胶黏剂后震荡30min，静置24h。
5.权利要求1~4任一所述光热剂PACP-MnO2薄膜的制备方法制备得到的光热剂PACP-MnO2薄膜。
6.权利要求5所述光热剂PACP-MnO2薄膜在制备抗菌材料中的应用。
7.根据权利要求6所述光热剂PACP-MnO2薄膜在制备抗菌材料中的应用，其特征在于，将所述光热剂PACP-MnO2薄膜与大肠杆菌或金黄葡萄球菌混合，在37℃条件下培养24h；然后再用近红外光照射0~5min。
8.根据权利要求6所述光热剂PACP-MnO2薄膜在制备抗菌材料中的应用，其特征在于，近红外光的波长为980nm，辐射功率为1.5W；近红外光照射时间为5min，每1min摇动一次。
CN202110376524.0A 2021-04-08 2021-04-08 光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用 Pending CN113287607A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110376524.0A CN113287607A (zh) 2021-04-08 2021-04-08 光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110376524.0A CN113287607A (zh) 2021-04-08 2021-04-08 光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113287607A true CN113287607A (zh) 2021-08-24

Family

ID=77319350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110376524.0A Pending CN113287607A (zh) 2021-04-08 2021-04-08 光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113287607A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5624537A (en) * 1994-09-20 1997-04-29 The University Of British Columbia - University-Industry Liaison Office Biosensor and interface membrane
CN105161315A (zh) * 2015-09-16 2015-12-16 中国科学院电工研究所 一种水凝胶电解质薄膜及其制备方法和用途
CN106424753A (zh) * 2016-10-14 2017-02-22 泉州师范学院 一种MnO2‑Ag纳米复合材料的制备及其应用
CN109675032A (zh) * 2019-02-13 2019-04-26 南通大学 光热材料和外泌体介导的化疗药组成的药物及其用途
CN110078957A (zh) * 2019-04-18 2019-08-02 厦门理工学院 一种聚吡咯-聚己内酯抗菌纳米复合薄膜的制备方法
CN110974961A (zh) * 2019-12-19 2020-04-10 南京邮电大学 一种基于酶降解增强光热清除细菌生物膜的纳米复合材料及其制备方法与应用
CN111588852A (zh) * 2020-05-21 2020-08-28 山西大学 聚吡咯/二氧化锰-亚甲基蓝纳米复合粒子及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5624537A (en) * 1994-09-20 1997-04-29 The University Of British Columbia - University-Industry Liaison Office Biosensor and interface membrane
CN105161315A (zh) * 2015-09-16 2015-12-16 中国科学院电工研究所 一种水凝胶电解质薄膜及其制备方法和用途
CN106424753A (zh) * 2016-10-14 2017-02-22 泉州师范学院 一种MnO2‑Ag纳米复合材料的制备及其应用
CN109675032A (zh) * 2019-02-13 2019-04-26 南通大学 光热材料和外泌体介导的化疗药组成的药物及其用途
CN110078957A (zh) * 2019-04-18 2019-08-02 厦门理工学院 一种聚吡咯-聚己内酯抗菌纳米复合薄膜的制备方法
CN110974961A (zh) * 2019-12-19 2020-04-10 南京邮电大学 一种基于酶降解增强光热清除细菌生物膜的纳米复合材料及其制备方法与应用
CN111588852A (zh) * 2020-05-21 2020-08-28 山西大学 聚吡咯/二氧化锰-亚甲基蓝纳米复合粒子及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘世任 等: "《药剂学知识新编》", 30 November 2016, 西安交通大学出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. A bifunctional hydrogel incorporated with CuS@ MoS2 microspheres for disinfection and improved wound healing
Liu et al. Construction of chitosan‐based hydrogel incorporated with antimonene nanosheets for rapid capture and elimination of bacteria
Yan et al. pH switchable nanoplatform for in vivo persistent luminescence imaging and precise photothermal therapy of bacterial infection
Zhang et al. Light-assisted rapid sterilization by a hydrogel incorporated with Ag3PO4/MoS2 composites for efficient wound disinfection
Zhang et al. Near‐Infrared Light‐Triggered Therapy to Combat Bacterial Biofilm Infections by MoSe2/TiO2 Nanorod Arrays on Bone Implants
CN107661544A (zh) 抗菌促成骨复合功能多孔骨科植入物及其制备方法
CN111170292B (zh) 一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法及其应用
Han et al. Light-assisted therapy for biofilm infected micro-arc oxidation TiO2 coating on bone implants
CN113287607A (zh) 光热剂PACP-MnO2薄膜及其制备方法和应用
Xiao et al. Microenvironment‐Regulating Drug Delivery Nanoparticles for Treating and Preventing Typical Biofilm‐Induced Oral Diseases
CN113332425A (zh) 聚多巴胺-二氧化锰纳米微球在制备抗菌药物中的应用
Tao et al. Stanene nanosheets-based hydrogel for sonodynamic treatment of drug-resistant bacterial infection
WO2019213833A1 (zh) 一种具有抗菌作用的生物基材料及用途
CN113289013A (zh) PDA-MnO2薄膜及其制备方法和应用
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
CN115490672B (zh) 一种兼具光热和光动力效应的光敏剂及其制备方法和应用
CN117431062B (zh) 一种绿色发光氨基酸衍生抗菌碳点的制备方法和应用
CN113332424A (zh) 光热剂PACP-MnO2纳米微球在制备抗菌药物中的应用
Zhang et al. A nanozyme-reinforced injectable photodynamic hydrogel for combating biofilm infection
CN117447663B (zh) 基于穿膜肽修饰的卟啉基共轭有机框架材料及其制备方法和应用
TWI736995B (zh) 新穎小分子化合物及其用途
CN117264181B (zh) 一种基于无溶剂条件下ptsa催化的绿色多孔有机聚合物的制备方法和应用
Kathiravan et al. Unveiling the Biological Potential of Mycosynthesized Selenium Nanoparticles from Endophytic Fungus Curvularia sp. LCJ413
Liu et al. Photothermal-triggered release of alkyl radicals hydrogel via versatile carbon dots chelating Ag+ and its synergistic anti-bacterial and biofilm activities
CN102626112B (zh) 一种复合型抗蒸腾剂及其制备方法和应用

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210824

RJ01 Rejection of invention patent application after publication