[发明专利]pH诱导电荷翻转型抗菌金纳米棒及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种pH诱导电荷翻转型抗菌金纳米棒及其制备方法，该pH诱导电荷翻转型抗菌金纳米棒通过利用聚羧酸甜菜碱对金纳米棒进行修饰制备而得。本发明的金纳米棒可以通过pH诱导，使得表面电荷翻转为正电荷。由于带正电荷的金纳米棒可以有效的增强对细菌细胞膜的相互作用和通过静电相互作用渗透到生物膜内部，从而提高了光热疗法对浮游细菌和嵌入生物膜的细菌杀菌效果。因此，本发明所得的金纳米棒可以作为新型的抗菌材料来对抗细菌感染及细菌形成的生物膜。

技术领域

本发明属于纳米技术及抗菌技术领域，具体涉及一种pH诱导电荷翻转型抗菌金纳米棒及其制备方法和应用。

背景技术

长期以来，细菌感染一直是一种主要的致病性疾病，具有很高的发病率和死亡率。抗生素一直被称为治疗致命传染性疾病的“神奇药物”，但由于频繁和过多的使用导致了细菌抗药性的不断加速产生，不仅使得抗菌药物逐步失效，而且还会导致无药可治的“超级细菌”的出现。

目前，开发新型抗生素药物的速度远远落后于抗生素耐药性产生的速度。另外，大多数细菌微生物通过嵌入的方式存在于生物膜中，导致常规抗生素甚至是抗菌纳米材料无法充分发挥抗菌效果，这使得由生物膜引起的慢性和复发性感染疾病造成了极高的死亡率，对患者和社会产生了沉重的经济负担。

因此，开发有效、安全、避免耐药性产生的新型抗菌剂来对抗多耐药性细菌(MDR)的威胁是非常迫切需要的。此外，也要求抗菌剂可以渗透到成熟的生物膜内，杀死嵌入生物膜中的细菌微生物。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种抗菌的金纳米棒，该纳米棒对包括多耐药菌在内的细菌具有优秀的抗菌性，同时还可以渗透入细菌生物膜，实现对生物膜的清除。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种pH诱导电荷翻转型抗菌金纳米棒的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)、将十六烷基三甲基溴化铵和HAuCl₃混合，再加入NaBH₄并进行搅拌，作为种子溶液；

(2)、混合十六烷基三甲基溴化铵和AgNO₃，再加入HAuCl₃形成均一溶液，然后加入抗坏血酸使得溶液呈无色，作为生长溶液；将少量种子溶液加入生长溶液中进行反应，离心后得到十六烷基三甲基溴化铵修饰的金纳米棒溶液；

(3)、将三(2-羰基乙基)磷盐酸盐加入聚羧酸甜菜碱溶液，于碱性环境下得到巯基终止的聚合物长链；然后加入步骤(2)所得物，反应完毕后，进行离心和洗涤，得到所述pH诱导电荷翻转型抗菌金纳米棒。

作为本发明的优选技术方案，步骤(1)中，所述十六烷基三甲基溴化铵、HAuCl₃和NaBH₄的浓度分别为0.1M、0.25mM和0.01M；所述十六烷基三甲基溴化铵、HAuCl₃和NaBH₄的体积比为50:50:3。

作为本发明的优选技术方案，步骤(2)中，所述十六烷基三甲基溴化铵、AgNO₃、HAuCl₃和抗坏血酸的浓度分别为0.1M、10mM、 25mM和0.078M；所述十六烷基三甲基溴化铵、AgNO₃、HAuCl₃和抗坏血酸的体积比为100:1:2:0.7。

作为本发明的优选技术方案，步骤(3)中，所述三(2-羰基乙基) 磷盐酸盐的浓度为35mM。

作为本发明的优选的技术方案，步骤(3)中，所述碱性环境为 pH＝8。

作为本发明的优选的技术方案，步骤(2)中，进行所述反应时，于27-30℃下静置过夜；步骤(3)中，进行所述反应时，于搅拌条件、室温的情况下，反应12小时。