一种锌

花匠小妙招
2024-12-27 20:00

一种锌-没食子酸纳米花及其制备方法和应用

本发明涉及无机功能材料领域，具体涉及一种锌-没食子酸纳米花及其制备方法和应用。

背景技术：

1、锌离子(zn2+)是生物体内重要的必须微量元素，它是多种酶的活性中心，参与生命体中多种生理功能的调节，在体内发挥极其重要的功能。此外，一定浓度的锌离子还具有良好的抑菌、杀菌功能。但是，在生理环境中，锌离子易被蛋白结合而失效。建立合适的锌离子传递体系有助于推动锌离子在对抗细菌感染中的应用。常见的含锌离子纳米材料有纳米氧化锌(zno nps)等。j.pasquet等人(j.pasquet et al.,colloid surf.,a 2014,457,263.)对三种纳米氧化锌的在缓冲液中的锌离子释放性研究表明，24h内其锌离子释放不足10％，表现出较差的抗菌性。

2、没食子酸，作为一种天然的多酚类化合物，其丰富的酚羟基和羧基结构可以高效螯合锌离子，适合作为锌离子的载体使用。

3、cn101134723a公开了一种没食子酸与二价金属离子的复合物及其制备方法和应用，其将没食子酸与二价金属混合后冷却结晶制备复合物，从而用于制备防治由于缺少相应金属元素引起的疾病的药物。但受制备方法的影响，制备得到的螯合物在水中难以形成纳米复合物，也未曾对锌离子本身的杀菌效果和稳定性进行研究。此外，花状的锌离子-没食子酸纳米复合物的构建尚未被报道。

技术实现思路

1、本发明针对锌离子在生理环境中杀菌时易失效，稳定性不佳，提供一种锌-没食子酸纳米花的制备方法，制得的纳米花具有革兰氏阳性菌的高效选择性黏附和杀灭功能，且粒径尺寸小，分散性好，性能稳定，在生理环境中不易被蛋白结合而失效。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种锌-没食子酸纳米花的制备方法，包括步骤：将锌离子溶液和没食子酸溶液混合，加入反应溶剂，于氨气氛围下反应，反应结束后经离心获得沉淀，洗涤、冷冻干燥得到所述锌-没食子酸纳米花。

4、本发明将锌离子和没食子酸混合溶液在氨气氛围下反应，可在短时间内获得亚微米级别的花状复合物。锌-没食子酸纳米花的结构本质是锌-没食子酸纳米晶体的随机堆叠，故具有较大的比表面积。相对于微米尺度的结晶而言，其纳米晶体堆积结构也利于在微酸性环境下的分解和锌离子释放，锌离子的释放速率会随环境盐浓度的升高和环境ph值的降低而加快。此外，锌-没食子酸纳米花表面具有大量羰基结构，可以与革兰氏阳性菌表面磷壁酸上的氨基结合，继而实现对革兰氏阳性菌的选择性高效黏附。而黏附在革兰氏阳性菌表面的锌-没食子酸会释放锌离子杀灭该细菌。

5、所述锌离子在反应溶液中的质量浓度为0.01％～1％；所述没食子酸在反应溶液中的质量浓度为0.1％～10％。如浓度过高，产生的复合物尺寸容易较大，在水中的分散性下降，容易聚集沉淀，不利于后续使用。

6、反应溶液中锌离子与没食子酸的质量比为1:20-20:1。所述反应溶剂包括水、甲醇、乙醇的一种或多种按任意比例的混合物。优选水与乙醇的混合溶液作为溶剂；进一步优选水和乙醇体积比为0.1-100:1的混合液；

7、所述锌离子溶液包括锌的氯化物、硝酸盐或硫酸盐中任一种或多种的溶液；所述锌离子溶液的溶剂为锌离子的良溶剂，包括甲醇、乙醇或水中任一种或多种。所述没食子酸溶液的溶剂没食子酸的良溶剂，包括甲醇、乙醇、水或二甲亚砜溶液中任一种或多种。

8、所述氨气氛围采用氯化铵和氢氧化钠产生氨气或直接向溶液中通入氨气，任何向反应体系中引入氨类物质使溶液ph值上升的方式均包括在内；

9、反应温度为20-80℃，反应时间5min以上。优选反应温度为50-70℃，反应时间15-120min。

10、离心转速为2000～20000rpm，离心时间大于3分钟，如3-15min；洗涤步骤中采用水、甲醇、乙醇的一种或多种。优选，洗涤步骤采用水和乙醇的混合溶剂，其中水和乙醇的体积比为1～10:1，洗涤次数2～3次。

11、本发明还提供根据所述的制备方法制得的锌-没食子酸纳米花，所述锌-没食子酸纳米花的粒径为200nm-1μm。本发明提供的锌-没食子酸纳米花表面具有大量羰基结构，可以与革兰氏阳性菌表面磷壁酸上的氨基结合，继而实现对革兰氏阳性菌的选择性高效黏附。其微观组成为锌-没食子酸纳米晶体，在中性环境中性能稳定，纳米花的分解和相应锌离子的释放速率会随环境盐浓度的升高和环境ph值的降低而加快，在细菌感染的微酸性环境下能更高效的释放出锌离子，杀菌效果更强。

12、本发明还提供所述的锌-没食子酸纳米花在制备治疗革兰氏阳性菌感染方面药物中的应用。通过本发明制备得到的锌-没食子酸纳米花具有大的比表面积，水溶液中能稳定的结构，良好的细胞、血液相容性和优异的体内外抗革兰氏阳性菌性，有望成为应对耐抗生素细菌感染的手段。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、(1)本发明采用全新的方法制备微米级别锌-没食子酸纳米花复合物，该复合物具有大的比表面积和稳定性，能够高效粘附革兰氏阳性菌，并在细菌感染的微酸性环境下能更高效的释放出锌离子，杀菌效果优异，有望成为应对耐抗生素细菌感染的手段。

15、(2)本发明的锌-没食子酸纳米花的制备方法具有简单、经济、快速、可规模化生产的优点。

技术特征：

1.一种锌-没食子酸纳米花的制备方法，其特征在于，包括步骤：将锌离子溶液和没食子酸溶液混合，加入反应溶剂，于氨气氛围下反应，反应结束后经离心获得沉淀，洗涤、冷冻干燥得到所述锌-没食子酸纳米花。

2.根据权利要求1所述的锌-没食子酸纳米花的制备方法，其特征在于，所述锌离子在反应溶液中的质量浓度为0.01％～1％；和/或，所述没食子酸在反应溶液中的质量浓度为0.1％～10％。

3.根据权利要求1所述的锌-没食子酸纳米花的制备方法，其特征在于，所述反应溶剂包括水、甲醇、乙醇的一种或多种按任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的锌-没食子酸纳米花的制备方法，其特征在于，所述锌离子溶液包括锌的氯化物、硝酸盐或硫酸盐中任一种或多种的溶液；所述锌离子溶液的溶剂为锌离子的良溶剂，包括甲醇、乙醇或水中任一种或多种。

5.根据权利要求1所述的锌-没食子酸纳米花的制备方法，其特征在于，所述没食子酸溶液的溶剂没食子酸的良溶剂，包括甲醇、乙醇、水或二甲亚砜溶液中任一种或多种。

6.根据权利要求1所述的锌-没食子酸纳米花的制备方法，其特征在于，所述氨气氛围包括氯化铵和氢氧化钠产生氨气或直接向溶液中通入氨气。

7.根据权利要求1所述的锌-没食子酸纳米花的制备方法，其特征在于，反应温度为20-80℃，反应时间5min以上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的锌-没食子酸纳米花，其特征在于，所述锌-没食子酸纳米花的粒径为200nm-1μm。

9.根据权利要求8所述的锌-没食子酸纳米花在制备治疗革兰氏阳性菌感染方面药物中的应用。

技术总结
本发明涉及无机功能材料领域，公开一种锌‑没食子酸纳米花及其制备方法和应用，包括步骤：将锌离子溶液和没食子酸溶液混合，加入反应溶剂，于氨气氛围下反应，反应结束后经离心获得沉淀，洗涤、干燥得到所述锌‑没食子酸纳米花。本发明采用全新的方法制备亚微米级别锌‑没食子酸纳米花复合物，该复合物具有大的比表面积和稳定性，能够高效粘附革兰氏阳性菌，并在细菌感染的微酸性环境下能更高效的释放出锌离子，杀菌效果增强，有望成为应对耐抗生素革兰氏阳性细菌感染的手段。

技术研发人员：计剑,金桥,黄悦
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11