[發(fā)明專利]一種可光熱抗菌近紅外碳量子點的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010578908.6
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111909691B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈健;周寧琳;楚曉紅;王玉麗;張啟成;孫寶宏;張盼;李開行;孫鑫垚;呂欣彤
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y30/00;A61K41/00;A61P31/04;G01N21/64
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫斌

本發(fā)明公開了一種可光熱抗菌近紅外碳量子點的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用，該制備方法包括：將尿素、檸檬酸和氯化銅加入到二甲基亞砜中攪拌混勻，高溫反應(yīng)，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻，將其與乙醇混合，進行離心，將所得沉淀物溶于去離子水中，經(jīng)透析、冷凍干燥后即可得到近紅外碳量子點。本發(fā)明得到近紅外碳量子點，與其它碳量子點相比，在生物醫(yī)用領(lǐng)域可實現(xiàn)光熱殺菌且可實現(xiàn)細胞成像，該近紅外碳量子點具有良好的生物相容性，低毒性，良好的殺菌性能且不會產(chǎn)生細菌耐藥性等，因此在未來的生物成像以及抗菌領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物成像、抗菌碳納米技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可光熱抗菌近紅外碳量子點的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用。

背景技術(shù)

細菌感染是人類健康面臨的全球最大挑戰(zhàn)之一，傳統(tǒng)的抗菌策略以抗生素治療為主，但是，抗生素的大量使用引起了細菌菌株的耐藥性問題，威脅人類的生命，增加治療感染的經(jīng)濟負擔，因此，迫切需要開發(fā)新的抗菌療法。近年來，隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，許多納米材料被應(yīng)用于抗菌領(lǐng)域，例如金屬納米顆粒，金屬硫化物/氧化物均顯示了優(yōu)異的抗菌性能，然而，這些納米顆粒優(yōu)異的抗菌性能是通過釋放有毒物質(zhì)到細菌細胞中實現(xiàn)，對正常組織細胞有一定的副作用。因此迫切需要設(shè)計開發(fā)一種具有良好生物相容性、低毒性且具有良好抗菌性能的材料。在眾多的生物醫(yī)學材料中，碳材料因其良好的生物相容性和出色的化學穩(wěn)定性而備受關(guān)注。

碳量子點(Carbon quantum dots,CQDs)是一類低成本碳納米材料的統(tǒng)稱，該材料于2004年首次報道，其具有獨特的物理化學特性，包括尺寸小，優(yōu)異的生物相容性，高量子產(chǎn)率(QY)，熒光可調(diào)性，易于表面改性等，已經(jīng)成為有前途的生物醫(yī)學應(yīng)用納米材料。目前，碳量子點已廣泛應(yīng)用于生物成像，生物傳感，藥物遞送，生物催化及組織工程等領(lǐng)域，在抗菌領(lǐng)域也逐漸引起了研究者的關(guān)注，增強碳材料抗菌性能最常見的方法是制備雜化材料，例如ZnO或Ag納米粒子修飾的石墨烯，但是這種策略依然會引起細胞毒性，因此，尋找一種新的策略來提高碳材料的抗菌性能仍然是一個挑戰(zhàn)。最近，基于納米材料的輻射光熱療法(PTT)應(yīng)用于多種領(lǐng)域引起了越來越多研究者的關(guān)注，并且基于各種納米藥物的近紅外激光觸發(fā)光熱療法已成為最有效的抗菌策略之一。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有抗菌材料存在的問題，本發(fā)明制備了一種可光熱抗菌近紅外碳量子點(簡稱RCQDs)，本發(fā)明制備的近紅外碳量子點制備方法簡單便捷并且不需要昂貴儀器，可以彌補該技術(shù)空白以及同時應(yīng)用多個領(lǐng)域的空白；解決了：1、含有金屬元素納米材料的細胞毒性問題；2、治療細菌感染過程中出現(xiàn)的耐藥性問題；3、傳統(tǒng)抗菌材料引起副作用的問題。

本發(fā)明還提供了所述制備方法制備的生物相容性良好且在近紅外處有吸收的碳量子點及其在生物成像方面和光熱抗菌方面的應(yīng)用。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述一種可光熱抗菌近紅外碳量子點的制備方法，包括如下步驟：

將尿素、檸檬酸和氯化銅加入到二甲基亞砜中，磁力攪拌一定時間，待反應(yīng)物形成透明溶液后，將其放入反應(yīng)釜中高溫反應(yīng)，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻，將其與乙醇混合，進行離心，將所得沉淀物溶于去離子水中，經(jīng)透析、冷凍干燥后即可得到近紅外碳量子點。

其中，所述尿素、檸檬酸和氯化銅與二甲基亞砜的比例為每3～6g尿素、1～2g檸檬酸、0.25～0.5g氯化銅用二甲基亞砜25～30mL溶解。

其中，所述高溫反應(yīng)為在160～180℃的條件下反應(yīng)4～8h；所述待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻為冷卻至20～30℃。

其中，所述待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻，將其與乙醇按照體積比為1:2～3的比例混合。

作為優(yōu)選，所述離心是在8000～10000rpm的條件下離心8～15min。

進一步地，所述將所得沉淀物溶于去離子水中，其是將沉淀物加入到去離子水中，在室溫下超聲30～40min。分散開即可。

其中，所述透析為將溶液在1000Da的透析袋中透析3～5天。