CN116236612A - 一种稀土基酸化杀菌绷带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种稀土基酸化杀菌绷带及其制备方法，所述的杀菌绷带由原料布经酸化、浸渍后得到；所述的浸渍步骤采用抗菌剂进行处理。本发明所述的杀菌剂将Nax[EuW10O36]•yH2O与多肽、生物胺分级复合后，对S.aureus具有高效杀菌功能，该稀土基酸化杀菌绷带负载有EuW10/Spm/DQ‑14，相比于普通的绷带杀菌效果更佳。

Description

一种稀土基酸化杀菌绷带及其制备方法
技术领域
本发明属于医用绷带领域，尤其是涉及一种稀土基酸化杀菌绷带及其制备方法。
背景技术
杂多酸（POMs）由于其结构和组成的多样性以及在催化、医学、电致变色、材料科学、光化学、分析化学和分子磁学中的应用而引起了广泛的关注。杂多酸（POMs）是由氧化物阴离子和过渡金属阳离子组成的带负电的无机物质簇。这些无机化合物有多种潜在的应用，其中一些已被用作抗病毒试剂。研究发现，POMs与β-内酰胺类抗生素联合使用可以提高抗生素对耐药菌株的疗效。不仅如此，还有一些含有稀土的POMs对小白鼠的白血病和肉瘤病毒具有活性，并且抑制其RNA所依赖的DNA聚合酶。
绷带包扎是一种持久的伤口医学和外科治疗方法，有无数好处;包括，提供结构支持，防止环境中的污垢和传染性微生物进入，以及在受影响的部位确保敷料和局部治疗(如抗生素)。传统绷带的主要缺点是：(1)使用不方便；(2)需要定期更换，以避免再次感染；(3)需要抗菌敷料不足。因此，将含有稀土金属的POMs材料应用至医用绷带中，有望得到新型的抗菌的绷带，以便于应对伤口的病毒性感染。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种稀土基酸化杀菌绷带及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种稀土基酸化杀菌绷带，所述的杀菌绷带由原料布经酸化、浸渍后得到；所述的浸渍步骤采用抗菌剂进行处理。
进一步，所述的抗菌剂包括摩尔浓度比为1：1-4：4-8的DQ-14、含Eu的杂多酸与Spm。
优选的，所述的DQ-14、含Eu的杂多酸与Spm的摩尔浓度比为1：2：5。
进一步，所述的含Eu的杂多酸为Nax[EuW10O36]•yH2O，其中，x为8、9或10，y为30、31、32、33、34或35。
优选的，所述的x为9，y为32。
进一步，所述的含Eu的杂多酸由包括如下步骤的方法制成：将Na2WO4•2H2O溶解在蒸馏水中，调节pH值至7.0-7.5，将Eu(NO3) 3•6H2O的水溶液逐滴加入上述溶液中，在80-90℃搅拌均匀，冷却至室温，得到结晶的Nax[EuW10O36]•yH2O。
进一步，所述的抗菌剂由包括如下步骤的方法制成：在pH值为6-7的MES-NaOH 缓冲液中，将含Eu的杂多酸与Spm混合均匀，室温孵育5-15 min后，得到EuW10/Spm二元组装体；向所述的EuW10/Spm二元组装体中加入DQ-14，室温孵育5-15 min后，得到结构为EuW10/Spm/DQ-14的三元组装体的稀土基抗菌剂。
进一步，所述的酸化步骤采用酸化处理液进行处理；所述的酸化处理液由质量比为1:1-5的柠檬酸和次亚磷酸钠组成。
进一步，所述的酸化处理液与原料布的液固比为25-40:1。
所述的稀土基酸化杀菌绷带的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将原料布浸没在酸化处理液中进行酸化处理，酸化完成后进行焙烘，重复上述步骤1-3次后得到酸化绷带；
步骤2：将所述的酸化绷带浸入至所述的抗菌剂中，封口后进行搅拌、超声、烘干即得所述的稀土基酸化杀菌绷带。
进一步，所述的步骤1中的酸化处理步骤的时间为10-30min；所述的酸化处理液与原料布的液固比为25-40:1；所述的步骤1中的焙烘步骤的温度为150-170℃，时间为1-2min。
进一步，所述的步骤2中的搅拌步骤的时间为4-6小时；所述的超声步骤的时间为20-40min。
棉布通过酸化处理后，表面富含大量羧酸根离子，使得三元组装体EuW10/DQ-14/Spm能够在棉布的表面原位生长。其中EuW10/DQ-14/Spm内部由静电作用力相互结合，形成稳定的结构稳定的存在于绷带表面。通过对稀土基杀菌的绷带抑菌性能测试，酸化后的绷带具有更强的杀菌性能，对金黄色葡萄球菌（S.aureus）具有更高效的杀菌率。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的杀菌剂将Nax[EuW10O36]•yH2O与多肽、生物胺分级复合后，对S.aureus具有高效杀菌功能，该稀土基酸化杀菌绷带负载有EuW10/Spm/DQ-14，相比于普通的绷带杀菌效果更佳。
本发明所述的抗菌剂为三元组装体EuW10/Spm/DQ-14，其中精胺和多肽阳离子能够与细菌表面的阴离子结合，破坏细菌的细胞膜，而阳离子Eu3+能够进入细菌内部，破坏其蛋白质，从而达到杀菌效果。
本发明所述的稀土基酸化杀菌绷带增强绷带对菌类的防护作用并促进开发稀土金属和生物胺以及多肽组装新结构的新型医用绷带。
本发明所述的稀土基酸化杀菌绷带的制备方法采用酸化前处理步骤，使酸化后的绷带表面富含羧酸阴离子，与三元组装体EuW10/Spm/DQ-14中的DQ-14和Spm通过静电结合形成稳定的结构，在通过静电作用力结合形成的酸化绷带中，含有大量的有效成分，也让抗菌的三元组装体在绷带中留存的时间更长，更稳定。
附图说明
图1为本发明实施例2所述的荧光光谱图；
图2为本发明实施例4所述的绷带的菌落数柱状图；
图3为本发明实施例5所述的绷带的细菌存活率柱状图；
图4为本发明实施例5所述的普通的绷带杀菌试验的扫描电镜图；
图5为本发明实施例5所述的负载EuW10/Spm/DQ-14的绷带杀菌试验的扫描电镜图。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
精胺(Spm)、2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)和结晶紫购自阿拉丁化学有限公司。
DQ-14为HPV 81型L1蛋白的N末端氨基酸488-501的序列，HPV 18型L12蛋白获得自NCBI网站（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?id=333771），ID号为333771。
Na9[EuW10O36]•32H2O，以下简称EuW10。
2-(N-Morpholino)乙磺酸(MES)，柠檬酸，次亚磷酸钠和氢氧化钠(NaOH)购自北京化工厂(北京，中国)，所有的化学物质都未经进一步处理使用，蒸馏水(ρ=18.2 MΩ•cm, 25℃)来自Millipore milli-Q净水系统。此外，以10.0 mM的MES和NaOH为原料，用蒸馏水制备了10.0 mM、pH = 6.0的MES-NaOH缓冲液。在2.0 mM的水溶液中分别制备EuW10和Spm的原液，并置于黑暗条件下(4 ℃)储存，然后根据不同的实验要求稀释到所需浓度。LuriaBroth (LB)购自Sigma-Aldrich, Wicklow, Ireland)。革兰氏阴性菌S.aureus来自北京四环生物制药有限公司。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1 Na9[EuW10O36]•32H2O (EuW10)的制备与纯化
将26.8 mM Na2WO4•2H2O溶解在20 mL 蒸馏水中，用乙酸(CH3COOH)调节pH值至7.0-7.5。将包含2.4 mM Eu(NO3)3•6H2O的2 mL的水溶液逐滴加入上述溶液中，在80-90 ℃搅拌，冷却至室温，得到结晶的Na9[EuW10O36]•32H2O，过滤后，在空气中干燥得到Na9[EuW10O36]•32H2O。
实施例2 不同浓度的Spm对构建二元组装体的影响
将不同体积的0-125 μL Spm (2.0 mM)添加到包含25 μL 2.0 mM EuW10的MES-NaOH (10.0 mM，pH=6.5)缓冲溶液中并剧烈搅拌。每组混合溶液的终体积固定在1.0 mL。室温孵育10 min后，构建得到EuW10/Spm二元组装体。
在500 nm的激发波长下记录每组混合溶液的荧光光谱。如图1所示，通过荧光光谱可以发现，随着加入Spm的量增大，混合液的荧光发射强度也在增大，当Spm浓度达到50 μM时，荧光发射强度达到最大值。所以确定Spm的最优浓度为50 μM，EuW10的最优浓度为50 μM。
实施例3 不同浓度的DQ-14对构建三元组装体的影响
向含有EuW10/Spm (50 μM/50 μM)组装体的溶液中进一步滴定DQ-14（0-25 μM，从下往上依次为0、0.50、1.00、1.50、2.00、3.00、5.00、10.0、15.0、25.0测试其在580-635 nm波段的荧光光谱，结果发现：其荧光发射持续增强，在DQ-14的浓度为25.0 μM时，荧光达到最大值。
实施例 4 稀土基酸化杀菌绷带的制备
将绑带棉布用3L的乙醇清洗后，在室温，用蒸馏水洗净，晾干。配制酸化处理液：7%的柠檬酸和7%的次亚磷酸钠。然后将棉布浸没在酸化处理液中30min（处理液体积：棉布体积=40:1），然后焙烘170℃，2min，重复上述实验过程两次，即得到酸化处理的绷带。
将酸化纱布浸入实施例3中最优EuW10/Spm/DQ-14三元组装体的混合溶液中，封口后于搅拌6小时后超声震荡40min，将绷带转入无菌托盘，在37℃恒温培养箱将绷带烘干至无水分，取出置于无菌密封袋中备用，得到稀土基酸化杀菌绷带。
对照1为常规酸化杀菌绷带，在酸化处理中不进行焙烘步骤，采用室温（23-25℃）自然蒸发的方式晾干，其他步骤与稀土基酸化杀菌绷带的参数相同。
对照2为稀土基杀菌绷带，不进行酸化处理，直接将绑带棉布浸入实施例3中最优EuW10/Spm/DQ-14三元组装体中，其他步骤与稀土基酸化杀菌绷带的参数相同。
如图2所示，通过与S.aureus的振荡法测试三种绷带的抗菌性能，可以发现通过酸化烘焙的绷带相比于对照组1-2具备更强的杀菌性能，说明酸化烘焙处理方式使得三元组装体与绷带的结合更加稳固。
实施例5 稀土基酸化杀菌绷带的杀菌实验
将MRSA单菌落接种到Luria-Bertani (LB)琼脂培养基中，在37 ℃、180 rpm条件下培养14-16 h，得到不同类型菌的悬液，光密度在600 nm (OD600)的紫外吸收值用来评估和S.aureus的生长情况，该发明中控制OD600=0.4-0.6。
将实施例4制得的高效稀土基杀菌绷带剪裁2×2 mm2的圆片，另外选用没有原位负载的绷带作为对照组1，选用负载EuW10的绷带作为对照2，选用负载EuW10/Spm的绷带作为对照3剪裁同样大小的圆片。将两个圆片分别与100 μL 的S.aureus悬液(OD600 = 0.2)混合。37 ℃孵育18 h后，通过振荡法观察。从图3中可以观察到，负载三元组装体的绷带具备更强的杀菌效果，证明三元组装体之间的相互作用提高了绷带的杀菌能力。
另外对振荡实验后的负载三元组装体和只负载EuW10的绷带进行扫描电镜的观察，如图4-5所示，从图4中可以看到只负载EuW10的绷带中S.aureus生长完全，表面光滑，成直径约为1μm的球状且球形完整，证明了S.aureus的生长完好，并没有受到抑制。而负载三元组装体的绷带可以抑制S.aureus的生长，如图5所示，经过18 h的孵育后，S.aureus呈现枯萎状，表面粗糙，球形不完整，发生粘连，说明S.aureus已被大部分杀灭。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种稀土基酸化杀菌绷带，其特征在于：所述的杀菌绷带由原料布经酸化、浸渍后得到；所述的浸渍步骤采用抗菌剂进行处理；所述的抗菌剂包括摩尔浓度比为1：1-4：4-8的DQ-14、含Eu的杂多酸与Spm；所述的DQ-14为HPV 81型L1蛋白的N末端氨基酸488-501的序列。
2.根据权利要求1所述的稀土基酸化杀菌绷带，其特征在于：所述的含Eu的杂多酸为Nax[EuW10O36]•yH2O，其中，x为8、9或10，y为30、31、32、33、34或35。
3.根据权利要求2所述的稀土基酸化杀菌绷带，其特征在于：所述的含Eu的杂多酸由包括如下步骤的方法制成：将Na2WO4•2H2O溶解在蒸馏水中，调节pH值至7.0-7.5，将Eu(NO3) 3•6H2O的水溶液逐滴加入上述溶液中，在80-90℃搅拌均匀，冷却至室温，得到结晶的Nax[EuW10O36]•yH2O。
4.根据权利要求1所述的稀土基酸化杀菌绷带，其特征在于：所述的抗菌剂由包括如下步骤的方法制成：在pH值为6-7的MES-NaOH 缓冲液中，将含Eu的杂多酸与Spm混合均匀，室温孵育5-15 min后，得到EuW10/Spm二元组装体；向所述的EuW10/Spm二元组装体中加入DQ-14，室温孵育5-15 min后，得到结构为EuW10/Spm/DQ-14的三元组装体的稀土基抗菌剂。
5.根据权利要求1所述的稀土基酸化杀菌绷带，其特征在于：所述的酸化步骤采用酸化处理液进行处理；所述的酸化处理液由质量比为1:1-5的柠檬酸和次亚磷酸钠组成。
6.根据权利要求5所述的稀土基酸化杀菌绷带，其特征在于：所述的酸化处理液与原料布的液固比为25-40:1。
7.权利要求1-6中任一项所述的稀土基酸化杀菌绷带的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将原料布浸没在酸化处理液中进行酸化处理，酸化完成后进行焙烘，重复上述步骤1-3次后得到酸化绷带；
步骤2：将所述的酸化绷带浸入至抗菌剂中，封口后进行搅拌、超声、烘干即得所述的稀土基酸化杀菌绷带。
8.根据权利要求7所述的稀土基酸化杀菌绷带的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中的酸化处理步骤的时间为10-30min；所述的酸化处理液与原料布的液固比为25-40:1；所述的步骤1中的焙烘步骤的温度为150-170℃，时间为1-2min。
9.根据权利要求7所述的稀土基酸化杀菌绷带的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中的搅拌步骤的时间为4-6小时；所述的超声步骤的时间为20-40min。
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