CN114099350A - 碳量子点-磁性纳米粒子复合物及其备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种碳量子点‑磁性纳米粒子复合物及其备方法和应用，涉及纳米药物技术领域，本发明使用亚氨键使碳量子点和磁性纳米粒子结合，亚氨键在酸性环境中不稳定的特性，使得复合物在生物膜酸性环境中可以断开连接，释放碳量子点，起到更好的破坏生物膜、杀灭细菌效果。并且，在外加磁场的作用下，利用磁力驱动复合物进入根管内，实现复合物的定向聚集。通过磁场作用复合物还可以进入牙本质小管。因此本发明实现了在根管治疗过程中使用碳量子点‑磁性纳米粒子复合物进行根管消毒的过程，提供了一种创新的方法。

Description

碳量子点-磁性纳米粒子复合物及其备方法和应用
技术领域
本发明涉及纳米药物技术领域，尤其是涉及一种碳量子点-磁性纳米粒子复合物及其备方法和应用。
背景技术
牙髓根尖周病是人类口腔中最常见的微生物感染性疾病，根管治疗术(Rootcanal therapy,RCT)是临床最常用的治疗方式。但是由于根管系统比较复杂，如“C型”根管、根管侧枝、根管曲折等，使得根管内清洁难度大大增加，难以彻底清除狭窄腔隙内的细菌。因此，RCT后根管的持续或继发感染是大多数治疗失败的主要原因。而微生物感染引起的治疗后不适、疼痛、瘘道等症状，给临床医生及患者带来了很大的麻烦。解决这类问题往往需要我们再次进行根管治疗，再治疗不仅为患者增添额外的不便和痛苦，也会导致患者对医生的信任度直线下降。所以，迫切需要我们找到一种新型治疗方法，通过解决根源性因素——微生物感染，来提高临床RCT的成功率。
而在根管微生物感染中，粪肠球菌(Enterococcus faecalis,E.faecalis)是根管持续或继发感染的主要致病微生物，在RCT失败的根管中，E.faecalis的检出率高达77％。E.faecalis不仅具有强大的渗透性，可进入牙本质小管内隐藏起来；还能形成单一菌种生物膜，阻止药物进入生物膜内部，使其无法与细菌直接作用，这不仅降低了宿主免疫清除和吞噬的敏感性，同时增强了细菌自身的耐药性，导致耐药菌株的形成。E.faecalis的上述特点使得现有临床治疗药物效果不佳，没有被清除的E.faecalis会再次引发感染症状，导致RCT失败。
目前，临床上针对根管微生物感染的治疗和预防，通常使用根管消毒药物冲洗根管来实现，现有的根管消毒药物包括传统根管消毒药物和新型根管消毒药物。其中，传统消毒药物具有较好的杀菌效果，是目前临床中普遍使用的根管消毒药物，但大多存在一定的局限性。如次氯酸钠，其较差的生物相容性限制了其使用浓度，此外它的表面张力致使其无法进入牙本质小管等E.faecalis藏匿部位，从而降低了消毒效果；再者，氯己定虽然具有良好的生物相容性，但却无法完全破坏生物膜结构。乙二胺四乙酸作为一种强效金属螯合剂，能够有效地疏通钙化根管、去除玷污层，但对E.faecalis的抑制能力却并不理想。针对E.faecalis及其生物膜的多种生物学特性，臭氧、纳米氧化镁消毒药物，以及超声荡洗、激光消毒、光动力学治疗(Photodynamictherapy,PDT)等多种新型治疗方式已被开发。而新型治疗的局限性限制了其临床应用，如PDT是一种以光敏剂为基础的消毒方式，具有良好抗菌效果，然而，由于光敏剂作为一种粘性物质，可在牙本质表面形成玷污层，导致牙本质小管闭塞，降低充填材料的结合强度，所以PDT会影响后续根管充填治疗效果。此外，部分新型根管消毒剂在生物相容性方面缺乏充足的临床数据作为支撑，其应用还有待进一步研究。
因此，寻找一种既可以安全高效破坏生物膜，又不使细菌产生耐药性，同时可以深入牙本质小管等狭窄腔隙杀灭隐藏的E.faecalis等微生物的非抗生素类药物尤为重要。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种碳量子点-磁性纳米粒子复合物，以至稍缓解现有技术存在的技术问题之一。
本发明的目的之二在于提供上述碳量子点-磁性纳米粒子复合物的制备方法。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种碳量子点-磁性纳米粒子复合物，所述复合物由表面修饰有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子复合得到，复合后，所述碳量子点和磁性纳米粒子通过亚氨键连接。
本发明还提供了上述的碳量子点-磁性纳米粒子复合物的制备方法，分别制备表面修饰有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子，然后将二者混合并使其通过亚氨键连接，得到所述碳量子点-磁性纳米粒子复合物。
进一步地，所述制备表面修饰有醛基的磁性纳米粒子的方法包括如下步骤：
(a)将FeCl3·6H2O溶于乙二醇中制备得均一透明的混合溶液，边搅拌边加入无水乙酸钠，溶液变咖啡色；
(b)将表面修饰剂加入步骤(a)得到的混合溶液中，混合均匀；
(c)将步骤(b)得到的溶液进行溶剂热反应；
(d)反应后分离出反应产物中的固态化合物，进行清洗，冻干备用；
(e)将步骤(d)得到的固态化合物溶于无水乙醇中，混合均匀后加入表面修饰剂反应；
(f)反应后分离出反应产物中的固态化合物冻干备用，得到表面修饰有醛基的磁性纳米粒子。
进一步地，步骤(a)中，所述FeCl3·6H2O的浓度范围为0.05～0.40mol/L；所述无水乙酸钠的浓度范围为1.50～3.00mol/L；
优选地，步骤(b)中，所述表面修饰剂包括聚乙二醇(6000)；
优选地，所述FeCl3·6H2O：无水乙酸钠：聚乙二醇(6000)：乙二醇的质量比为(1.0～2.0):(3.0～4.0):(0.5～1.5):(35～45)；
优选地，采用搅拌和/或超声的方式进行混合，优选超声的发生功率为100～150W，温度为20～40℃，时间为10～20min；
优选地，步骤(c)中，所述溶剂热反应的温度为150～220℃，时间为6～38h，压力为1～6Mpa；
优选地，在特氟龙内衬的高压反应釜中进行溶剂热反应；
优选地，待步骤(c)中反应后的溶液冷却至20～28℃时再进行步骤(d)；
优选地，在步骤(d)和(f)中，通过磁力分离固态化合物；
优选地，还包括对分离出的固态化合物进行清洗和干燥的步骤，优选依次使用去离子水和无水乙醇进行清洗，优选使用冻干机进行干燥；
优选地，步骤(e)中，固态反应物浓度范围为：3.00～4.50g/L；
优选地，步骤(e)中，所述表面修饰剂包括10％戊二醛，浓度范围为：0.20～1.00g/L。
进一步地，所述制备表面带有氨基的碳量子点的方法包括如下步骤：
将ε-聚(L-赖氨酸)盐酸盐均速升温至230～250℃并保持2.5～4小时，冷却后将残留物溶解于去离子水中，离心后取上清液，得到表面修饰有氨基的碳量子点。
进一步地，以每分钟升温3～5℃的速度进行匀速升温；
优选地，每1gε-聚(L-赖氨酸)煅烧后使用研钵研磨至极细，溶解在20mL去离子水中；
优选地，使用超声的方式进行溶解，，优选超声的发生功率为100～150W，温度为20～40℃，超声时间为45～75min；
优选地，离心速度为8000～12000rad/min，时间为30～60min；
优选地，还包括对上清液进行过滤和透析的步骤，透析优先选用分子量5000的透析袋。
进一步地，将磁性纳米粒子放入10X磷酸盐缓冲液孵育激活，磁铁分离固体反应物，将碳量子点溶解在1X磷酸盐缓冲液中，将表面修饰有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子在pH＝7.2～7.6的磷酸盐缓冲液环境中混合，完成亚氨键的连接；
优选地，孵育激活时间是10～14h；
优选地，碳量子点浓度是0.2～1.5g/L，磁性纳米粒子浓度是1～6g/L；
优选地pH＝7.4，混合的时间为22～25h；
优选地，使用摇床，摇速100rpm。
此外，本发明还提供了上述的碳量子点-磁性纳米粒子复合物在制备根管消毒的产品中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明实现了在根管治疗过程中使用碳量子点-磁性纳米粒子复合物进行根管消毒的过程，提供了一种创新的方法。
2、本发明使用亚氨键使碳量子点和磁性纳米粒子结合，亚氨键在酸性环境中不稳定的特性，使得复合物在生物膜酸性环境中可以断开连接，释放碳量子点，起到更好的破坏生物膜、杀灭细菌效果。
3、本发明能够在外加磁场的作用下，利用磁力驱动复合物进入根管内，实现复合物的定向聚集。通过磁场作用复合物还可以进入牙本质小管。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为磁性纳米粒子和碳量子点连接示意图；
图2为本发明实施例提供的醛基修饰的磁性纳米粒子、带有氨基的碳量子点、碳量子点-磁性纳米粒子复合物傅里叶红外图谱；
图3为磁性纳米粒子、碳量子点、碳量子点-磁性纳米粒子复合物的透射电子显微镜图；
图4为磁性纳米粒子、碳量子点-磁性纳米粒子复合物的粉末X射线衍射图；
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
根据本发明的一个方面，提供了一种碳量子点-磁性纳米粒子复合物，其由表面带氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子复合得到，且复合后，所述碳量子点和磁性纳米粒子通过亚氨键连接(如图1所示)。
本发明提供的碳量子点-磁性纳米粒子复合物，由表面带有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子复合得到，其中，磁性纳米粒子(Magnetic nanoparticles,MNPs)和碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)都具有较好的细菌生物膜杀灭性能，以及优良的生物相容性；同时MNPs还具有很好的磁驱动性，可受外部磁场控制，定向运动、聚集。在根管相对幽闭狭窄的环境中，磁驱动性能可以展现出独特的优势，有利于药物局部富集、治疗后药物回收以及减小金属药物的毒副作用。
此外，利用MNPs表面修饰的醛基(-CHO)和CQDs表面修饰的氨基(-NH2)，可将两者稳定结合，在遇到生物膜周围酸性环境时，可以很好地将CQDs释放；CQDs通过进入细菌内，在破坏细胞壁的同时，阻断细菌基因表达过程，进一步破坏细菌生物膜。释放的CQDs直径仅为2-10nm左右，可顺利渗透进入深层生物膜，深入杀菌；同时还可轻松通过直径约为2.5μm的牙本质小管，对牙本质小管内残留的细菌进一步杀灭，以达更好的治疗效果。
与此同时，在酸性环境中，CQDs表面修饰的氨基(-NH2)可以质子化，携带正电荷，产生斥力，这可以使MNPs-CQDs纳米粒子复合物呈分散状态，从而使MNPs-CQDs纳米粒子复合物共同进入牙本质小管，在磁驱动的作用下定向深入杀灭细菌。当合并使用H2O2时，可以很好的利用MNPs的类过氧化物酶活性，增加活性氧产量，提高杀菌效率。在这个复合体系中，MNPs与CQDs优势互补，MNPs引导CQDs定向聚集，提高局部药物浓度；CQDs辅助MNPs深入杀灭细菌生物膜。
根据本发明的第二个方面，提供了上述碳量子点-磁性纳米粒子复合物的制备方法，分别制备表面带有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子，然后将二者混合并使其通过亚氨键连接，得到所述碳量子点-磁性纳米粒子复合物。
该方法工艺简单，易于操作，适合大规模生产应用。
在一些优选的实施方式中，制备表面修饰有醛基的磁性纳米粒子的方法包括如下步骤：
(a)将FeCl3·6H2O溶于乙二醇中制备得均一透明的混合溶液，边搅拌边加入无水乙酸钠，溶液变咖啡色；
(b)将表面修饰剂聚乙二醇(6000)加入步骤(a)得到的混合溶液中，混合均匀；
(c)将步骤(b)得到的溶液进行溶剂热反应；
(d)反应后分离出反应产物中的固态化合物，进行清洗，冻干备用；
(e)将步骤(d)得到的固态化合物溶于无水乙醇中，混合均匀后加入表面修饰剂反应；
(f)反应后分离出反应产物中的固态化合物冻干备用，得到表面修饰有醛基的磁性纳米粒子。
其中，FeCl3·6H2O的浓度例如可以为，但不限于0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L或0.4mol/L，优选为0.25mol/L。无水乙酸钠的浓度例如可以为，但不限于1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L或3mol/L，优选为2.5mol/L。
优选地，步骤(b)中，所述表面修饰剂包括聚乙二醇(6000)。通过加入聚乙二醇(6000)进行表面修饰能够进一步提高原料碳量子点和磁性纳米粒子的相容性，从而提高反应效率。
当FeCl3·6H2O：无水乙酸钠：聚乙二醇(6000)：乙二醇的质量比在(1.0～2.0):(3.0～4.0):(0.5～1.5):(35～45)范围内时，反应效率更高，同时也能够避免原料的浪费。FeCl3·6H2O：无水乙酸钠：聚乙二醇(6000)：乙二醇的质量比例如可以为，但不限于1:3:0.5:35、1.5:3.5:1:40或2:4:1.5:45，当FeCl3·6H2O：无水乙酸钠：聚乙二醇(6000)：乙二醇的质量比为1:3.6:1:40时，效果最好。
本发明对步骤(b)中的混合方式不做限定，可以单独使用搅拌的方式进行混合，或者单独使用超声的方式进行混合，为了得到更好的混合效果，优选同时使用搅拌和超声的方式进行混合。其中，超声的发生功率为100～150W，例如可以为，但不限于100W、110W、120W、130W、140W或150W，温度为20～40℃，例如可以为，但不限于30℃、32℃、35℃、38℃或40℃，时间为10～20min，例如可以为，但不限于10min、12min、15min、18min或20min。
在一些优选地实施方式中，步骤(c)溶剂热反应的温度为150～220℃，例如可以为，但不限于150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃或220℃，时间为6～38h，例如可以为，但不限于6h、10h、15h、20h、25h、30h、35h或38h，压力为1～6Mpa，例如可以为，但不限于1Mpa、2Mpa、3Mpa、4Mpa、5Mpa或6Mpa。
优选在反应冷却至室温后再进行分离，所述室温指的是范围在20～28℃内的温度。
基于磁性纳米粒子本身带有磁性的特点，可以使用外加磁场的方式进行分离。
还包括对分离出的固态化合物进行清洗和干燥的步骤，优选依次使用去离子水和无水乙醇进行清洗，优选使用冻干机进行干燥；
步骤(e)中，固态反应物浓度范围为：3.00～4.50g/L，优选4.00g/L；
步骤(e)中，所述表面修饰剂包括10％戊二醛，浓度范围为：0.20～1.00g/L，优选0.4g/L。
在一些优选的实施方式中，所述制备表面修饰有氨基的碳量子点的方法包括如下步骤：
将ε-聚(L-赖氨酸)均速升温至230～250℃并保持2.5～4小时，冷却后将残留物溶解于去离子水中，离心后取上清液，得到表面修饰有氨基的磁性纳米粒子。
其中，可以以每分钟升温3、4或5℃的速度进行匀速升温，将温度升高至230℃、240℃或250℃，并在升温后保持2.5、3、3.5或4小时。为便于操作，可将ε-聚(L-赖氨酸)放入干过中，置于马弗炉中进行煅烧。
为保证产物充分溶解，优先将得到的残留物优先研磨成粉末状，同时避免浓度过低，选择每1gε-聚(L-赖氨酸)煅烧后溶解在20mL去离子水中，并使用超声的方式进行溶解，超声的时间例如可以为，但不限于45min、50min、60min、70min或75min。
同时，为了充分分离，优选离心速度为8000～12000rad/min，例如可以为，但不限于8000rad/min、9000rad/min、10000rad/min、11000rad/min或12000rad/min，时间为30～60min，例如可以为，但不限于30min、40min、50min或60min。
另外，为了提升产物纯度，优选对上清液进行过滤和透析处理。例如可以经灭菌针式过滤器过滤，透析24h(MWCO＝5000Da)。之后，冷冻干燥，低温(4℃)防潮保存。
在一些优选的实施方式中，将磁性纳米粒子放入10X磷酸盐缓冲液孵育激活，磁铁分离固体反应物，将碳量子点溶解在1X磷酸盐缓冲液中，将表面修饰有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子在pH＝7.2～7.6的磷酸盐缓冲液环境中混合，完成亚氨键的连接，利用磁性分离固体反应物，利用冻干机冻干得到最终产物。其中，pH例如可以为，但不限于7.2、7.3、7.4、7.5或7.6，优选使用pH＝7.4的磷酸盐缓冲液溶解聚合物，采用均匀搅拌的方式进行混合22～25h。孵育激活时间是10～14h，碳量子点浓度是0.2～1.5g/L，优先选用1g/L；磁性纳米粒子浓度是1～6g/L，优先选用2g/L；
此外，基于本发明提供的碳量子点-磁性纳米粒子复合物的有益效果，本发明还提供了其在制备根管消毒的产品中的应用。
具体地，在实际应用中，可以将本发明提供的碳量子点-磁性纳米粒子复合物溶于去离子水中，配成1mg/ml的溶液，利用注射器，向已经完成开髓术的根管内注射1ml溶液，通过外加磁场控制复合物的移动、聚集，实现对根管内生物膜的破坏以及细菌的杀灭。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
实施例1
本实施例提供了一种碳量子点-磁性纳米粒子复合物，其通过如下步骤制备得到：
(A)表面修饰醛基的MNPs的制备
(a)分别称取FeCl3·6H2O 1.35g和无水乙酸钠3.6g于50mL烧杯中，加入40mL乙二醇，搅拌制得均一咖啡色的混合溶液。
(b)量取表面修饰剂聚乙二醇(6000)1g加入到步骤(a)所得的溶液中，搅拌、超声得到均一液。
(c)将步骤(b)所得溶液转移至有四氟乙烯内衬的密封40mL的不锈钢高压反应釜进行溶剂热反应，反应温度为220℃，反应时间为6h，反应压力1～6Mpa，反应结束自然冷却至室温。
(d)溶液冷却至室温后，在外加磁场存在下，分离出(c)中的固态化合物，用去离子水和无水乙醇洗涤3-6次，去掉产物中洗涤删去残留的有机溶剂，冻干机真空干燥后即可得未修饰的磁性纳米粒子。
(e)将步骤(d)得到的固态化合物200mg溶于无水乙醇50ml中，混合均匀后加入表面修饰剂10％戊二醛20ml反应；
(f)反应后利用磁性分离出反应产物中的固态化合物冻干备用，得到表面修饰有醛基的磁性纳米粒子。
(B)表面修饰氨基的CQDs的制备
将1gε-聚(L-赖氨酸)放入坩埚中，放入马弗炉中。在每分钟升温4℃的速度下，升温至240℃并保持3h，然后自然冷却至室温。残留物在研钵中磨成粉末，然后溶解在20mL去离子水中。超声1h后，以10000rad/min的速度离心45min。取上清液，经灭菌针式过滤器过滤，透析24h(MWCO＝5000Da)，冷冻干燥，低温(4℃)防潮保存。
(C)MNPs与CQDs通过亚氨键连接
将200mg磁性纳米粒子放入50ml 10X磷酸盐缓冲液孵育激活12h，磁铁分离固体反应物，将50mg碳量子点溶解在50ml 1X磷酸盐缓冲液中，将表面修饰有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子在pH＝7.2～7.6的磷酸盐缓冲液环境中混合，完成亚氨键的连接。
本实施例中的醛基修饰的磁性纳米粒子、带有氨基的碳量子点、碳量子点-磁性纳米粒子复合物傅里叶红外图谱如图2所示；
本实施例中的磁性纳米粒子、碳量子点、碳量子点-磁性纳米粒子复合物的透射电子显微镜图如图3所示；
本实施例中的磁性纳米粒子、碳量子点-磁性纳米粒子复合物的粉末X射线衍射图如图4所示。
实施例2
本实施例提供了一种碳量子点-磁性纳米粒子复合物，其通过如下步骤制备得到：
(A)表面修饰醛基的MNPs的制备
(a)分别称取FeCl3·6H2O 0.5g和无水乙酸钠2g于50mL烧杯中，加入25mL乙二醇，搅拌制得均一透明的混合溶液。
(b)量取具备特征官能团醛基的表面修饰剂聚乙二醇(6000)0.5g加入到步骤(a)所得的溶液中，搅拌、超声得到均一液。
(c)将步骤(b)所得溶液转移至有四氟乙烯内衬的密封30mL的不锈钢高压反应釜进行溶剂热反应，反应温度为190℃，反应时间为8h，反应压力1～6Mpa，反应结束自然冷却至室温。
(d)溶液冷却至室温后，在外加磁场存在下，分离出(c)中的固态化合物，用去离子水和无水乙醇洗涤3-6次，去掉产物中洗涤删去残留的有机溶剂，真空干燥后即可得表面醛基修饰的碳量子点。
(e)将步骤(d)得到的固态化合物150mg溶于无水乙醇50ml中，混合均匀后加入表面修饰剂10％戊二醛15ml反应；
(f)反应后利用磁性分离出反应产物中的固态化合物冻干备用，得到表面修饰有醛基的磁性纳米粒子。
(B)表面修饰氨基的CQDs的制备
将1gε-聚(L-赖氨酸)放入坩埚中，放入马弗炉中。在每分钟升温3℃的速度下，升温至250℃并保持2.5h，然后自然冷却至室温。残留物在研钵中磨成粉末，然后溶解在20mL去离子水中。超声75min后，以8000rad/min的速度离心60min。取上清液，经灭菌针式过滤器过滤，透析24h(MWCO＝5000Da)，冷冻干燥，低温(4℃)防潮保存。
(C)MNPs与CQDs通过亚氨键连接
将100mg磁性纳米粒子放入50ml 10X磷酸盐缓冲液孵育激活12h，磁铁分离固体反应物，将100mg碳量子点溶解在50ml 1X磷酸盐缓冲液中，将表面修饰有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子在pH＝7.2～7.6的磷酸盐缓冲液环境中混合，完成亚氨键的连接。
实施例3
本实施例提供了一种碳量子点-磁性纳米粒子复合物，其通过如下步骤制备得到：
(A)表面修饰醛基的MNPs的制备
(a)分别称取FeCl3·6H2O 1g和无水乙酸钠1.5g于50mL烧杯中，加入45mL乙二醇，搅拌制得均一透明的混合溶液。
(b)量取具备特征官能团醛基的表面修饰剂聚乙二醇(6000)1.5g加入到步骤(a)所得的溶液中，搅拌、超声得到均一液。
(c)将步骤(b)所得溶液转移至有四氟乙烯内衬的密封50mL的不锈钢高压反应釜进行溶剂热反应，反应温度为200℃，反应时间为25h，反应压力1～6Mpa，反应结束自然冷却至室温。
(d)溶液冷却至室温后，在外加磁场存在下，分离出(c)中的固态化合物，用去离子水和无水乙醇洗涤3-6次，去掉产物中洗涤删去残留的有机溶剂，真空干燥后即可得表面醛基修饰的碳量子点。
(e)将步骤(d)得到的固态化合物200mg溶于无水乙醇50ml中，混合均匀后加入表面修饰剂10％戊二醛20ml反应；
(f)反应后利用磁性分离出反应产物中的固态化合物冻干备用，得到表面修饰有醛基的磁性纳米粒子。
(B)表面修饰氨基的CQDs的制备
将1gε-聚(L-赖氨酸)放入坩埚中，放入马弗炉中。在每分钟升温5℃的速度下，升温至230℃并保持3h，然后自然冷却至室温。残留物在研钵中磨成粉末，然后溶解在20mL去离子水中。超声45min后，以12000rad/min的速度离心30min。取上清液，经灭菌针式过滤器过滤，透析24h(MWCO＝5000Da)，冷冻干燥，低温(4℃)防潮保存。
(C)MNPs与CQDs通过亚氨键连接
将200mg磁性纳米粒子放入50ml 10X磷酸盐缓冲液孵育激活12h，磁铁分离固体反应物，将50mg碳量子点溶解在50ml 1X磷酸盐缓冲液中，将表面修饰有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子在pH＝7.2～7.6的磷酸盐缓冲液环境中混合，完成亚氨键的连接。
实验例1MNPs-CQDs复合物对抗粪肠球菌效果
(1)取1ml冻存粪肠球菌菌液，放于10ml BHI(脑心浸液肉汤)培养液(完成高温高压灭菌)中，放于恒温摇床培养24h。稀释培养菌液至OD600 nm稀释后液体与BHI培养液差值为0.04(利用灭菌完成的BHI培养液进行稀释)。将稀释后菌液分别取5ml放于两个10ml EP管中备用，编号①和②。
(2)将本发明实施例1提供的5mg MNPs-CQDs复合物溶于1ml无菌PBS中，取1ml放于①中，10min后利用集落形成单位计数法(Colony-forming unit assay，CFU计数法)估算各孔中的残余细菌浓度。取1ml无菌PBS溶液放置于②中，10min后利用CFU计数法估算。
(3)CFU计数法即从每个EP管中吸取10μl液体，用PBS对其进行十倍梯度稀释，将稀释好的液体涂布在无菌的BHI固体培养基上，于37℃，5％CO2培养箱中培养过夜。
(4)对固体培养基上的粪肠球菌菌落进行计数，并以此推算各孔中的细菌浓度，用CFU(/ml)表示。
(5)计算抑菌率：抑菌率(Inhibition rate,简称IR)(％)＝(CFU0μg/ml-CFU Nμg/ml)/CFU 0μg/ml×100％(N＝2250,1125,563,282,140,70,35和18)。
实验例2MNPs-CQDs复合物对抗粪肠球菌生物膜效果
(1)将5mg MNPs-CQDs复合物溶于1ml无菌PBS中备用。
(2)将粪肠球菌菌液调节至约0.10(OD630nm)，注入6孔板中，每个孔板中菌液为2ml。
(3)将无菌盖玻片(18mm×18mm)放入孔板中，每48h更换一次新鲜培养液，放置在37℃，5％CO2培养箱中培养7天，保证整个过程无菌操作。
(4)一次性注射器抽取无菌PBS，冲洗掉盖玻片表面游离细菌，冲洗时间为1min。
(5)荧光染色剂按照1.5:1.5:1000(PI:SYTO 9:PBS)的体积比进行配制，混匀后避光保存。随机抽取2个盖玻片，加入荧光染色剂覆盖盖玻片表面，避光孵育15min。
(6)用PBS将盖玻片表面残留的染色剂冲洗干净，于倒置荧光显微镜下观察细菌生存状况。死菌发红色荧光，活菌发绿色荧光，确认盖玻片表面细菌生物膜已形成。
(7)将余下盖玻片分为2组，各实验组分别为：①1mg/ml本发明实施例1提供的MNPs-CQDs复合物(溶于无菌PBS)；②无菌PBS溶液；每组重复3次。
(8)将覆有菌膜的盖玻片放入孔板中，每孔加入各实验组溶液2ml,培养10min(37℃，5％CO2)；无菌PBS冲洗盖玻片以去除表面残留液体，加入荧光染色剂覆盖盖玻片全部表面，避光孵育15min。
(9)用PBS冲洗盖玻片表面残留的染色剂，于倒置荧光显微镜下观察细菌生存情况，于同一视野下计算机拍照记录。
(10)采用ImageJ(1.48v)软件对图片中的荧光表达量进行统计，并计算抑菌率(IR)，公式如下：IR(％)＝红色荧光表达量/(红色荧光表达量+绿色荧光表达量)×100％。
实验例3
(1)收集无龋坏的新鲜离体第三磨牙，放入无菌PBS中保存。采用低速切割机切取牙本质薄片(5mm×5mm×1mm)，高温高压灭菌后(120℃，20min)，于4℃冰箱中保存，备用。
(2)将粪肠球菌菌液浓度调至0.10(OD600 nm)，注入24孔板中，菌液体积为2ml。
(3)将牙本质薄片放入加注好菌液的孔板中，于37℃，5％CO2培养箱中培养7天，每48h更换一次新鲜培养液，保证过程无菌操作。
(4)无菌PBS冲洗牙本质薄片以去除表面游离细菌，将牙本质薄片分为2组：①1mg/ml本发明实施例1提供的MNPs-CQDs复合物(溶于无菌PBS)；②无菌PBS溶液；每组重复3次。将培养板于37℃，5％CO2培养箱中培养10min，用无菌PBS冲洗掉表面残留液体，将样本放入2.5％戊二醛中固定，于4℃冰箱中避光保存。
(5)实验样本经过专业处理后，于扫描电子显微镜下观察粪肠球菌生物膜的微观形态变化。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种碳量子点-磁性纳米粒子复合物，其特征在于，所述复合物由表面修饰有醛基的磁性纳米粒子和表面修饰有氨基的碳量子点复合得到，复合后，所述碳量子点和磁性纳米粒子通过亚氨键连接。
2.如权利要求1所述的碳量子点-磁性纳米粒子复合物的制备方法，其特征在于，分别制备表面修饰有醛基的磁性纳米粒子和表面修饰有氨基的碳量子点，然后将二者混合并使其通过亚氨键连接，得到所述碳量子点-磁性纳米粒子复合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备表面修饰有醛基的磁性纳米粒子的方法包括如下步骤：
(a)将FeCl3·6H2O溶于乙二醇中制备得均一透明的混合溶液，边搅拌边加入无水乙酸钠，溶液变咖啡色；
(b)将表面修饰剂加入步骤(a)得到的混合溶液中，混合均匀；
(c)将步骤(b)得到的溶液进行溶剂热反应；
(d)反应后分离出反应产物中的固态化合物，进行清洗，冻干备用；
(e)将步骤(d)得到的固态化合物溶于无水乙醇中，混合均匀后加入表面修饰剂反应；
(f)反应后分离出反应产物中的固态化合物冻干备用，得到表面修饰有醛基的磁性纳米粒子。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述FeCl3·6H2O的浓度范围为0.05～0.40mol/L；所述无水乙酸钠的浓度范围为1.50～3.00mol/L；
优选地，步骤(b)中，所述表面修饰剂包括聚乙二醇6000；
优选地，所述FeCl3·6H2O：无水乙酸钠：聚乙二醇6000：乙二醇的质量比为(1.0～2.0):(3.0～4.0):(0.5～1.5):(35～45)；
优选地，采用搅拌和/或超声的方式进行混合，优选超声的发生功率为100～150W，温度为20～40℃，时间为10～20min；
优选地，步骤(c)中，所述溶剂热反应的温度为150～220℃，时间为6～38h，压力为1～6Mpa；
优选地，在特氟龙内衬的高压反应釜中进行溶剂热反应；
优选地，待步骤(c)中反应后的溶液冷却至20～28℃时再进行步骤(d)；
优选地，在步骤(d)和(f)中，通过磁力分离固态化合物；
优选地，还包括对分离出的固态化合物进行清洗和干燥的步骤，优选依次使用去离子水和无水乙醇进行清洗，优选使用冻干机进行干燥；
优选地，步骤(e)中，固态反应物浓度范围为：3.00～4.50g/L；
优选地，步骤(e)中，所述表面修饰剂包括10％戊二醛，浓度范围为：0.20～1.00g/L。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备表面修饰有氨基的碳量子点的方法包括如下步骤：
将ε-聚(L-赖氨酸)盐酸盐均速升温至230～250℃并保持2.5～4小时，冷却后将残留物溶解于去离子水中，离心后取上清液，得到表面修饰有氨基的碳量子点。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，以每分钟升温3～5℃的速度进行匀速升温；
优选地，每1gε-聚(L-赖氨酸)煅烧后使用研钵研磨至极细，溶解在20mL去离子水中；
优选地，使用超声的方式进行溶解，，优选超声的发生功率为100～150W，温度为20～40℃，超声时间为45～75min；
优选地，离心速度为8000～12000rad/min，时间为30～60min；
优选地，还包括对上清液进行过滤和透析的步骤，透析优先选用分子量5000的透析袋。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将磁性纳米粒子放入10X磷酸盐缓冲液孵育激活，磁铁分离固体反应物，将碳量子点溶解在1X磷酸盐缓冲液中，将表面修饰有氨基的碳量子点和表面修饰有醛基的磁性纳米粒子在pH＝7.2～7.6的磷酸盐缓冲液环境中混合，完成亚氨键的连接，利用磁性分离固体反应物，利用冻干机冻干得到最终产物；
优选地，孵育激活时间是10～14h；
优选地，碳量子点浓度是0.2～1.5g/L，磁性纳米粒子浓度是1～6g/L；
优选地pH＝7.4，混合的时间为22～25h；
优选地，使用摇床，摇速100rpm。
8.权利要求1所述的碳量子点-磁性纳米粒子复合物在制备根管消毒的产品中的应用。
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