[发明专利]一种CuO/ZnO/Au纳米粒子及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种CuO/ZnO/Au纳米粒子及其制备方法和应用，其中方法包括将硝酸锌溶液、ICA甲醇溶液和CTAC溶液搅拌0.5‑2小时，过滤离心，洗涤干燥。产物与乙酰丙酮铜溶液、氯金酸溶液搅拌1‑2小时，加入R‑NBH₄溶液继续搅拌0.5‑2小时，离心洗涤干燥。产物转移至马弗炉150‑300℃煅烧1‑3小时，得到CuO/ZnO/Au纳米粒子。最后将纳米粒子水分散液与聚乙烯醇水溶液混合，倒入表面皿中，晾干成膜，得到CuO/ZnO/Au纳米粒子复合生物膜。本发明制得的复合生物膜具有良好的润湿性、血液相容性、光热、光动力和抗菌性能，利用纳米粒子的光热和光动力性能解决抗菌过程中的耐药性问题，在近红外光照射下可以对大肠杆菌获得98％的抗菌功效，可用于伤口敷料的抗菌，为纳米材料在抗菌领域的应用提供了理论基础。

技术领域

本发明属于纳米抗菌材料技术领域，具体涉及一种CuO/ZnO/Au纳米粒子及其制备方法和应用。

背景技术

病原微生物的多样性和快速变异使抗菌治疗面临巨大挑战。虽然抗生素对许多病原微生物感染具有明确的治疗效果，但它们对病原微生物的致死效率已经大大降低。以前许多容易对抗的致病微生物已经产生耐药性，导致感染率增加。虽然人们仍在努力开发新的抗生素，但研究和开发的速度远远落后于病原微生物的突变速度，对几种抗生素产生耐药性的“超级细菌”的出现甚至引起了世界各地的恐慌。因此，迫切需要开发抗药性不强的新型抗菌药剂和抗菌方法。

纳米抗菌材料是一种具有抗菌性能的功能材料，它是通过将抗菌剂制成纳米级或将抗菌剂与纳米载体连接而成的。近年来，随着研究的深入，纳米抗菌材料的制备方法变得成熟，种类更丰富，抗菌性能更好，应用范围更广。研究表明，具有抗菌活性的金属离子如Zn²⁺和Cu²⁺由于其低毒性和高安全性被广泛用作抗菌剂。然而，变色的存在，窄的抗菌谱，耐久性差，耐热性差和金属离子的低稳定性阻碍了它们的进一步发展。相反，诸如CuO和ZnO纳米颗粒等纳米材料可以在一定程度上克服这些问题。例如，与Cu²⁺抗菌剂相比，CuO纳米颗粒在抗菌长效和变色性能方面具有更为出色的表现，CuO在近红外光的照射下会发生电子跃迁，具有光热效果，并且其毒性也较低。活性氧化物是最持久和最广泛使用的抗菌剂之一，ZnO是它们的典型代表，它可以产生单线态氧杀死细菌。特别是近年来，出现了一系列低维结构的ZnO，为ZnO基抗菌材料的开发提供了很大的空间。由于其良好的安全性，ZnO甚至可以用于牙科材料。但是单纯的CuO和ZnO纳米颗粒抗菌作用单一，抗菌效果较差，也有人制备了CuO/ZnO复合材料，而CuO和ZnO低的光能转化效率也影响了材料的抗菌性能。近年来，利用杂化纳米材料的偶联带来的协同效应来提高纳米材料的抗菌活性已成为研究的热点。

发明内容

针对现有技术中抗菌药剂易产生耐药性和单一CuO和ZnO抗菌效率差的技术问题，本发明的目的在于提供一种CuO/ZnO/Au纳米粒子及其制备方法和应用，它可以通过纳米金的等离子共振效应催化CuO和ZnO光热和光动力产生协同抗菌效果，有效解决耐药性问题，所制得的复合生物膜具有良好的润湿性、血液相容性、光热、光动力和抗菌性能，进而杀死伤口处感染的细菌，促进伤口愈合。

技术方案：本发明提供了一种CuO/ZnO/Au纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

步骤一.将硝酸锌溶液与ICA甲醇溶液混合，然后与CTAC溶液在混合搅拌1-2小时，反应结束后超声分散并用0.8 μm微孔滤膜滤掉大颗粒，产物用乙醇洗涤后干燥；

步骤二.取30 mg产物超声分散于20 mL甲醇中，加入3-5 mL由乙酰丙酮铜甲醇溶液和氯金酸溶液混合而成的混合溶液，其中混合溶液中乙酰丙酮铜甲醇和氯金酸浓度均为10 mM，搅拌1-2小时，然后加入2-3 mL浓度为250 mM叔丁基硼氢化铵溶液，继续搅拌0.5-2小时，将得到的混合物用乙醇洗涤三次，于60℃下干燥12小时；