CN115136883A - 一种活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种活体草本植物体内界面超组装zif‑8材料的制备方法,包括如下步骤:步骤S1,将一颗新鲜的活体植物置于模拟日光下,在二甲基咪唑溶液中孵育,得到孵育后的活体植物;步骤S2,冲洗孵育后的活体植物并转移到乙酸锌溶液中继续孵育,冲洗,冷冻干燥即得高值化食药同源的活体草本植物体内界面超组装zif‑8材料。该制备方法简单有效地赋予了草本植物新的功能,可作为食药同源材料,提高了其价值。此外,该制备方法工艺简单、高效,原料来源广泛,重复性强,环境友好,可持续性强,可实现规模化生产。本发明为设计和开发食药同源草本植物提供一种新颖的思路。
Description
技术领域
本发明属于生物材料技术领域,具体涉及一种活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法。
背景技术
植物作为功能性材料的开发作为热门课题,引起了研究者的广泛关注。然而, 最开始仅围绕植物本身所含元素的独特性,来提取其有效成分以应用于辅助性保 健和治疗性药物。因植物本身的特性使其应用存在局限性。随着功能性材料的发 展,各种生物性良好可通过化学键配位超组装的材料被广泛的研究实践。此外, 功能性材料因其独特的结构而具有不同的特性,在催化、储能和转化、药物传递 和气体吸附等领域创造了新的应用机会。
功能性材料与植物结合,突破植物本身的特性,具有诸多应用,如传感器、 电容器,药食材料等。然而,功能性材料与植物结合的制备方法,常见的如喷涂、 浸润和注射,过程工艺复杂繁琐,时间冗长,效果远低其预期。
发明内容
zif-8是由锌离子与2-甲基咪唑配位自组装成的多孔结晶材料,其比表面积 大、孔隙率高、合成便捷和尺寸可控,在功能物质的包封与输运中具有突出的优 势。与此同时,zif-8更具备优异的生物相容性,且其结构在生理条件下具有良 好的稳定性,而在酸性条件下解体,对于与恶性肿瘤等多种疾病相关的弱酸性环 境具有响应性,是控制药物运输与释放的理想载体,因而在生物医学上有很大的 应用潜力。
植物先天具有蒸腾作用,蒸腾作用是植物体表面(主要是叶子)将植物体内 的水分以水蒸气散发到大气中的过程,是天然植物体内泵体,其过程可实现叶片 失水根部吸水的过程。
为解决现有技术的问题,本发明提出了以植物蒸腾作用为驱动力,在叶片失 水过程中,根部吸收二甲基咪唑和锌离子,二者在植物体内界面超组装生成zif-8。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,具体技 术方案如下:
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征 在于,包括如下步骤:步骤S1,将一颗新鲜的活体植物置于模拟日光下,在二 甲基咪唑溶液中孵育,得到孵育后的活体植物;步骤S2,将孵育后的活体植物 转移到乙酸锌溶液中继续孵育,冷冻干燥即得高值化食药同源的活体草本植物体 内界面超组装zif-8材料。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,还具有 这样的技术特征,其中,步骤S1中活体植物为草本植物。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,还具有 这样的技术特征,其中,草本植物为葱、芹菜和空心菜中的任意一种。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,还具有 这样的技术特征,其中,步骤S1中模拟日光为高功率阳光模拟器产生的。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,还具有 这样的技术特征,其中,高功率阳光模拟器的功率为100~1000W,优选功率为 150~450W。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,还具有 这样的技术特征,其中,步骤S1中二甲基咪唑溶液的浓度为1~300mmol/mL, 用量为2~300ml,优选浓度为20~25mmol/mL,优选用量为20~25ml。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,还具有 这样的技术特征,其中,步骤S1中在二甲基咪唑溶液中孵育的时间为2~72h, 优选时间为40~48h。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,还具有 这样的技术特征,其中,步骤S2中乙酸锌溶液的浓度为1~300mmol/mL,用量 为2~300ml,优选浓度为20~25mmol/mL,优选用量为20~25ml。
本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,还具有 这样的技术特征,其中,步骤S2中乙酸锌溶液中继续孵育的时间为2~72h,优 选时间为40~48h。
本发明还提供了一种活体草本植物体内界面超组装zif-8材料,其特征在于, 采用上述活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法制备得到。
发明的作用与效果
本发明利用活体草本植物为载体,乙酸锌中的锌离子为连接点,二甲基咪唑 为有机配位体,以植物蒸腾作用为驱动力,在叶片失水过程中,二甲基咪唑小分 子由根部被吸入植物体内,二甲基咪唑通过氢键和库仑相互作用吸附在活体草本 植物孔道的界面。随后同理,乙酸锌中的锌离子也被吸入植物体内,锌离子作为 连接点连接有机配位体二甲基咪唑,在活体草本植物孔道内界面上超组装合成 zif-8,得到高值化食药同源的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料。
因此,与现有技术相比,采本发明提供的活体草本植物体内界面超组装zif-8 材料的制备方法工艺简单、高效,原料来源广泛,可重复性强,环境友好,可持 续性强,可实现规模化生产。用该制备方法制备得到的活体草本植物体内界面超 组装zif-8材料相对于空白植物,以简单有效的方法提高了植物的价值,开阔了 其后续开发的功能性。本发明为设计和开发食药同源草本植物提供一种新颖的思 路。
附图说明
图1是实施例1制备活体葱体内界面超组装zif-8材料时的光学照片。
图2是实施例1制得的活体葱体内界面超组装zif-8材料和空白葱的SEM图。图 2中的a是活体葱体内界面超组装zif-8材料的SEM图;图2中的b是活体葱体 内界面超组装zif-8材料的高放大倍数SEM图;图2中的c是空白葱的SEM图;
图2中的d是空白葱的高放大倍数SEM图。
图3是实施例1制得的活体葱体内界面超组装zif-8材料的EDS图。
图4是实施例2制备活体芹菜体内界面超组装zif-8材料时的光学照片。
图5是实施例2制得的活体芹菜体内界面超组装zif-8材料的SEM图。
图6是实施例3制备活体空心菜体内界面超组装zif-8材料时的光学照片。
图7是实施例3制得的活体空心菜体内界面超组装zif-8材料的SEM图。
具体实施方式
在本发明中使用的术语,除非另有说明,一般具有本领域普通技术人员通常 理解的含义。
在以下实施例中,未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方 法。
下述实施例中所采用的试剂为普通商业途径购得,未注明的实验操作及实验 条件参考本领域的常规操作及常规条件。
下述实施例中所采用的活体葱、活体芹菜和活体空心菜购买于济南市历下区 文化东路菜市场。实验药品均采购于aladdin公司,二甲基咪唑CAS 号:654058-04-5,分子式:C7H15N2O4P,分子量:222.18;二水乙酸锌CAS 号:5970-45-6,分子式:Zn(CH3COO)2·2H2O,分子量:219.51。WINSURE品牌高 功率阳光模拟器。
以下结合实施例和附图来说明本发明的具体实施方式。
<实施例1>
本实施例提供了一种活体葱体内界面超组装zif-8材料的制备方法,包括如 下步骤:
步骤S1,将一颗新鲜的活体葱置于模拟日光下,在二甲基咪唑溶液中孵育, 得到孵育后的活体葱,具体过程为:
移取40mg二甲基咪唑加入到20mL去离子水中,搅拌30min。然后将清 洗干净的活体葱正置放入二甲基咪唑溶液中,在高功率阳光模拟器(功率为500 W)下照射48h,得到孵育后的活体葱;
步骤S2,将孵育后的活体葱转移到乙酸锌溶液中继续孵育,冷冻干燥即得 高值化食药同源的活体葱体内界面超组装zif-8材料,具体过程为:
100mg二水乙酸锌加入到20mL去离子水中,搅拌30min。然后将用去离 子水冲洗后的孵育后的活体葱正置浸入二水乙酸锌溶液中,继续在高功率阳光模 拟器(功率为500W)下照射48h。最后用去离子水冲洗,冷冻干燥机冻干后即 得高值化食药同源的活体葱体内界面超组装zif-8材料。
图1是实施例1制备活体葱体内界面超组装zif-8材料时的光学照片。
对本实施例制得的活体葱体内界面超组装zif-8材料进行SEM和EDS测试 表征。将新鲜的活体葱用去离子水冲洗并冻干,得到空白葱,对空白葱进行SEM 测试表征。结果如下:
图2是实施例1制得的活体葱体内界面超组装zif-8材料和空白葱的SEM图。 图2中的a是活体葱体内界面超组装zif-8材料的SEM图;图2中的b是活体葱 体内界面超组装zif-8材料的高放大倍数SEM图;图2中的c是空白葱的SEM 图;图2中的d是空白葱的高放大倍数SEM图。对比图2中的a、b和c、d可 知,活体葱体内界面超组装合成了zif-8。
图3是实施例1制得的活体葱体内界面超组装zif-8材料的EDS图。由图6 可知,该材料存在丰富的Zn元素,进一步证明zif-8在活体葱体内界面超组装合 成。
<实施例2>
本实施例提供了一种活体芹菜体内界面超组装zif-8材料的制备方法,包括 如下步骤:
步骤S1,将一颗新鲜的活体芹菜置于模拟日光下,在二甲基咪唑溶液中孵 育,得到孵育后的活体芹菜,具体过程为:
移取45mg二甲基咪唑加入到20mL去离子水中,搅拌30min。然后将清 洗干净的活体芹菜正置放入二甲基咪唑溶液中,在高功率阳光模拟器(功率为 500W)下照射48h,得到孵育后的活体芹菜;
步骤S2,将孵育后的活体芹菜转移到乙酸锌溶液中继续孵育,冷冻干燥即 得高值化食药同源的活体芹菜体内界面超组装zif-8材料,具体过程为:
95mg二水乙酸锌加入到20mL去离子水中,搅拌30min。然后将用去离子 水冲洗后的孵育后的活体芹菜正置浸入二水乙酸锌溶液中,继续在高功率阳光模 拟器(功率为500W)下照射48h。最后用去离子水冲洗,冷冻干燥机冻干后 即得高值化食药同源的活体芹菜体内界面超组装zif-8材料。
图4是实施例2制备活体芹菜体内界面超组装zif-8材料时的光学照片。
对本实施例制得的活体芹菜体内界面超组装zif-8材料进行SEM测试表征, 结果如下:
图5是实施例2制得的活体芹菜体内界面超组装zif-8材料的SEM图。由图 5可知,活体芹菜体内界面超组装合成了zif-8。
<实施例3>
本实施例提供了一种活体空心菜体内界面超组装zif-8材料的制备方法,包 括如下步骤:
步骤S1,将一颗新鲜的活体空心菜置于模拟日光下,在二甲基咪唑溶液中 孵育,得到孵育后的活体空心菜,具体过程为:
移取40mg二甲基咪唑加入到20mL去离子水中,搅拌30min。然后将清 洗干净的活体空心菜正置放入二甲基咪唑溶液中,在高功率阳光模拟器(功率为 500W)下照射48h,得到孵育后的活体空心菜;
步骤S2,将孵育后的活体空心菜转移到乙酸锌溶液中继续孵育,冷冻干燥 即得高值化食药同源的活体空心菜体内界面超组装zif-8材料,具体过程为:
100mg二水乙酸锌加入到20mL去离子水中,搅拌30min。然后将用去离 子水冲洗后的孵育后的活体空心菜正置浸入二水乙酸锌溶液中,继续在高功率阳 光模拟器(功率为500W)下照射48h。最后用去离子水冲洗,冷冻干燥机冻 干后即得高值化食药同源的活体空心菜体内界面超组装zif-8材料。
图6是实施例3制备活体空心菜体内界面超组装zif-8材料时的光学照片。
对本实施例制得的活体空心菜体内界面超组装zif-8材料进行SEM测试表 征,结果如下:
图7是实施例3制得的活体空心菜体内界面超组装zif-8材料的SEM图。由 图7可知,活体空心菜体内界面超组装合成了zif-8。
以上是对实施例的详细描述,方便本领域的技术人员能正确理解和使用本发 明。凡本领域的技术人员依据本发明在现有技术基础上,不经过创新性的劳动, 仅通过分析、类推或有限列举等方法得到的改进或修改技术方案,都应该在由权 利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1,将一颗新鲜的活体植物置于模拟日光下,在二甲基咪唑溶液中孵育,得到孵育后的活体植物;
步骤S2,将所述孵育后的活体植物转移到乙酸锌溶液中继续孵育,冷冻干燥即得高值化食药同源的所述活体草本植物体内界面超组装zif-8材料。
2.根据权利要求1所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,
其中,步骤S1中所述活体植物为草本植物。
3.根据权利要求2所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,
其中,所述草本植物为葱、芹菜和空心菜中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,
其中,步骤S1中所述模拟日光为高功率阳光模拟器产生的。
5.根据权利要求4所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,
其中,所述高功率阳光模拟器的功率为100~1000W。
6.根据权利要求1所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,
其中,步骤S1中所述二甲基咪唑溶液的浓度为1~300mmol/mL,用量为2~300ml。
7.根据权利要求1所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,
其中,步骤S1中所述在二甲基咪唑溶液中孵育的时间为2~72h。
8.根据权利要求1所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,
其中,步骤S2中所述乙酸锌溶液的浓度为1~300mmol/mL,用量为2~300ml。
9.根据权利要求1所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法,其特征在于,
其中,步骤S2中所述乙酸锌溶液中继续孵育的时间为2~72h。
10.一种活体草本植物体内界面超组装zif-8材料,其特征在于,采用如权利要求1~9中任一项所述的活体草本植物体内界面超组装zif-8材料的制备方法制备得到。
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