CN107812188B - 具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料及其制备方法与应用 - Google Patents
具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107812188B CN107812188B CN201711008527.9A CN201711008527A CN107812188B CN 107812188 B CN107812188 B CN 107812188B CN 201711008527 A CN201711008527 A CN 201711008527A CN 107812188 B CN107812188 B CN 107812188B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pda
- pamam
- nitric oxide
- anhydrous
- magnetic material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 121
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 claims abstract description 179
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 273
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 30
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 24
- CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N Dopamine hydrochloride Chemical compound Cl.NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229960001149 dopamine hydrochloride Drugs 0.000 claims description 22
- FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N nonanoic acid Chemical compound CCCCCCCCC(O)=O FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 16
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 12
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 12
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 229940040526 anhydrous sodium acetate Drugs 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- RGKUKMROHWBUNQ-UHFFFAOYSA-N methanol;methyl prop-2-enoate Chemical compound OC.COC(=O)C=C RGKUKMROHWBUNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 10
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 10
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 claims description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 6
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 5
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 claims description 5
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910017108 Fe—Fe Inorganic materials 0.000 claims 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 claims 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 claims 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 242
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 abstract description 226
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 62
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 4-(4-chlorophenyl)-4,5,6,7-tetrahydrothieno[3,2-c]pyridine Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C1C(C=CS2)=C2CCN1 CSDQQAQKBAQLLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 4
- 239000002840 nitric oxide donor Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 3
- 241001480043 Arthrodermataceae Species 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- 206010048038 Wound infection Diseases 0.000 description 2
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 230000037304 dermatophytes Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010059866 Drug resistance Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 208000027096 gram-negative bacterial infections Diseases 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- QJSFZHSTNBFQKU-UHFFFAOYSA-N imino(dioxido)azanium Chemical compound [O-][N+]([O-])=N QJSFZHSTNBFQKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- 150000004005 nitrosamines Chemical class 0.000 description 1
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
- A61K41/0052—Thermotherapy; Hyperthermia; Magnetic induction; Induction heating therapy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L31/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料及其制备方法与应用。本发明首先通过水热法合成出粒径均一、磁性效果明显的Fe3O4裸球，然后在Fe3O4表面修饰一层光热效果明显的聚多巴胺PDA，最后利用聚多巴胺表面上大量的氨基作为起始点，利用丙烯酸甲酯与乙二胺交替反应制备出以四氧化三铁为核，中间为聚多巴胺，最外层为树枝状聚酰胺‑胺Fe3O4@PDA@PAMAM，然后负载一氧化氮，得到具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料。该材料利用近红外光照射产热杀菌并促使NO快速释放，实现光热与NO协同杀菌，再利用磁性氧化铁将细菌快速分离从而进一步提高杀菌净化效果。
Description
技术领域
本发明属于生物医学工程材料领域，特别涉及一种具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料及其制备方法与应用。
背景技术
多药耐药(MDR)的细菌感染，尤其是MDR革兰氏阴阳性细菌感染，已经成为全球公共健康最大的威胁之一。“超级细菌”正以惊人的速度在世界范围蔓延，对大部分或所有目前可用的抗生素都有抗药性。遗憾的是，新型抗生素的研发并没有伴随着抗药性细菌的增加而增加，日益流行的多药耐药和泛耐药病原体的感染,加上缺乏新的安全有效的抗菌药物，这些已经成为公共健康、环境与食品安全极其严重的问题。因此临床上迫切需要一种安全、高效抑菌且不易产生耐药性的新型抗菌材料。自从1992年一氧化氮(NO)被Science评为年度“明星分子”，NO被迅速用于包括心血管、血液等生物医学领域的研究应用。同时，NO具有广谱抗菌活性的活性自由基已吸引了极大的兴趣，特别是对抗细菌的杀菌活性。近年研究发现，NO具有明显的广谱抗菌活性尤其对于一些耐药细菌具有极大的杀伤效果，这是因为NO可破坏细菌的细胞膜以及基因信息并阻止细菌获得能量，使其在抗菌领域的应用受到越来越多的关注，基于NO的抗菌材料也快速发展起来。
比如：Smith等在1996年首先提出可以将亲核NO供体N-diazeniumdiolate用来制备可释放NO的聚合物材料(Chemistry 1996,39:1148-1156)，但是小分子的NO供体diazeniumdiolates是通过非共价相互作用的方式分散在聚合物材料中，从而导致供体容易从聚合物基体脱落，不可降解，产生致癌物质亚硝胺；Jong Oh Kima等(InternationalJournal of Biological Macromolecules 2015,79:217-225)制备了可释放NO的壳聚糖薄膜，用于抗菌及其伤口愈合方面的研究，研究表明NO确实能够有效地抑制细菌的生长和繁殖，同时对于创口的愈合有着明显的效果。Dongsik Park等(Advanced HealthcareMaterials 2016,5:2019-2024)制备了可释放NO的聚多巴胺空心纳米微球，用于抗菌方面的研究，研究表明NO能够有效地破坏细菌的细胞膜，导致细菌死亡。
尽管NO表现出优异的抗菌效果且不易产生耐药性，然而NO引其气体性质、材料负载NO的含量过低等问题，从而使其在临床上的应用受到了极大的阻碍。
因此，关于NO的快速控制释放成为NO递送系统中的不可或缺的特性，更成为当前生物医学工程领域亟待解决的重要课题。迄今为止，基于光热杀菌的原理，通过对四氧化三铁(Fe3O4)表面以光热效果明显的聚多巴胺进行修饰，然后利用聚多巴胺表面上大量的氨基作为起始点，利用丙烯酸甲酯与乙二胺交替反应，制备出以四氧化三铁为核，中间为聚多巴胺，最外层为聚酰胺-胺，在近红外条件下快速释放一氧化氮的纳米核壳结构及其应用尚未见报道。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述方法制备得到的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料。
本发明的又一目的在于提供所述具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)Fe3O4@PDA的合成
a、将无水FeCl3溶解于乙二醇中，然后依次加入无水乙酸钠和柠檬酸钠，搅拌，再在150～400℃条件下进行反应，洗涤，得到Fe3O4纳米粒子；
b、将步骤a中得到的Fe3O4纳米粒子溶于水中，加入多巴胺盐酸盐的tris-Hcl溶液，超声稳定后，室温搅拌，洗涤，干燥，得到得Fe3O4@PDA；
(2)Fe3O4@PDA@PAMAM的合成
c、将步骤b中得到的Fe3O4@PDA溶解到无水甲醇中，再加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液，室温搅拌，离心，洗涤，干燥，得到0.5代Fe3O4@PDA@PAMA M(D0.5)纳米粒子，接着将其溶于无水甲醇中，超声稳定后，再加入乙二胺，室温搅拌，离心，洗涤，干燥，得到1代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)；
d、以步骤c制备得到的1代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)代替Fe3O4@PDA，重复步骤c操作，得到2代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)；再以2代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)重复步骤c操作，得到3代Fe3O4@PDA@PAMAM(D3)；
(3)Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate的合成
将步骤d中得到的Fe3O4@PDA@PAMAM(D3)溶于无水甲醇中，加入甲醇钠，超声稳定后，再通入NO气体，室温进行反应，洗涤，干燥，得到具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料(Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate)。
步骤(1)～(3)中所述的室温为5～35℃。
步骤(1)a中所述的无水FeCl3、无水乙酸钠和柠檬酸钠的摩尔比为1∶0.1～0.5∶1～5。
步骤(1)a中所述的无水FeCl3的用量优选为按每毫升乙二醇配比10～30mg无水FeCl3计算。
步骤(1)a中所述的搅拌为剧烈搅拌；优选为剧烈搅拌10～60min。
步骤(1)a中所述的反应优选为在马弗炉内进行反应。
步骤(1)a中所述的反应的时间优选为10～24h。
步骤(1)a中所述的洗涤为采用乙醇进行洗涤；优选为用乙醇洗涤3～5次。
步骤(1)b中所述的水优选为纯水。
步骤(1)b中所述的Fe3O4纳米粒子的用量按每毫升水配比1～5mg Fe3O4纳米粒子计算(即Fe3O4纳米粒子溶于水获得Fe3O4溶液的浓度为1mg/ml～5mg/ml)。
步骤(1)b中所述的多巴胺盐酸盐的tris-Hcl溶液的浓度为12.5mg/ml～25mg/ml(即多巴胺盐酸盐的用量按每毫升Tris-Hcl缓冲液配比12.5～25mg计算)；其中，所述Tris-Hcl的浓度为50～100mM。
步骤(1)b中所述的多巴胺盐酸盐与Fe3O4的质量比为5～12.5∶1。
步骤(1)b中所述的室温搅拌的时间优选为4～8h。
步骤(1)b中所述的洗涤为采用乙醇进行洗涤；优选为用乙醇离心洗涤2～3次。
步骤(1)b、(2)c和(3)中所述的干燥为真空干燥；优选为在5～50℃真空条件下进行干燥。
步骤(2)c中所述的Fe3O4@PDA的用量按每毫升无水甲醇配比1～5mg Fe3O4@PDA计算。
步骤(2)c中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)的用量按每毫升无水甲醇配比1～5mgFe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)计算。
步骤(2)c和(3)中所述的无水甲醇优选通过如下方法制备得到：将氢化钙加入到甲醇中，搅拌6～24小时，然后常压蒸馏，得到无水甲醇；所述氢化钙的加入量按每升甲醇配比2～4克氢化钙计算。
步骤(2)c中所述的溶解为超声溶解；优选为超声0.5～2h进行溶解。
步骤(2)c中所述的丙烯酸甲酯的甲醇溶液的浓度为体积百分比25～50％。
步骤(2)c中所述的Fe3O4@PDA的用量按每毫升丙烯酸甲酯配比0.2～1mg Fe3O4@PDA计算。
步骤(2)c中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)的用量按每毫升乙二胺配比0.2～1mgFe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)计算。
步骤(2)c中所述的室温搅拌的时间优选为6～12h。
步骤(2)c中所述的洗涤为采用无水甲醇和水进行洗涤；优选为先用无水甲醇洗涤3～5次，再用纯水洗涤2～3次。
步骤(2)c、d中所述的丙烯酸甲酯为无水丙烯酸甲酯；所述的无水丙烯酸甲酯优选通过如下方法制备得到：将无水硫酸钠加入到丙烯酸甲酯中搅拌6～24小时，然后常压蒸馏，得到无水丙烯酸甲酯；所述无水硫酸钠的加入量以每升丙烯酸甲酯中加入2～4克计。
步骤(2)c、d中所述的乙二胺为无水乙二胺；所述的无水乙二胺优选通过如下方法制备得到：将无水氢氧化钾加入到乙二胺中搅拌6～24小时，然后减压蒸馏，得到无水乙二胺，所述无水氢氧化钾的加入量以每升乙二胺中加入2～4克计。
步骤(2)d中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)的用量按每毫升无水甲醇配比1～5mgFe3O4@PDA@PAMAM(D1)计算。
步骤(2)d中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)的用量按每毫升无水甲醇配比1～5mgFe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)计算。
步骤(2)d中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)的用量按每毫升无水甲醇配比1～5mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2)计算。
步骤(2)d中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)的用量按每毫升无水甲醇配比2～5mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)计算。
步骤(2)d中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)的用量按每毫升丙烯酸甲酯配比0.2～1mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)计算。
步骤(2)d中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D1。5)的用量按每毫升乙二胺配比0.2～1mgFe3O4@PDA@PAMAM(D1。5)计算。
步骤(2)d中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)的用量按每毫升丙烯酸甲酯配比0.2～1mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)计算。
步骤(2)d中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM(D2。5)的用量按每毫升乙二胺 配比0.2～1mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2。5)计算。
步骤(3)中所述的溶解为超声溶解；优选为超声5～30min进行溶解。
步骤(3)中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM的用量按每毫升无水甲醇配比0.1～0.2gFe3O4@PDA@PAMAM计算。
步骤(3)中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM和甲醇钠的质量比为1∶1～2。
步骤(3)中所述的超声稳定的时间优选为30～60min。
步骤(3)中所述的反应为在高压反应釜进行反应；优选为通过如下步骤实现：先通入高纯氮气维持反应釜(20～50psi)10～20min排除反应釜内的空气后再进行反应，反应结束后，再通入20～50psi的高纯氮气维持30～60min排出NO。
步骤(3)中所述的反应的时间优选为3～7天。
步骤(3)中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate在低温条件下进行保存。
所述的保存的温度范围为：-4℃～-20℃。
一种具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料，通过上述任一项所述的方法制备得到。
所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料在生物医学工程材料中的应用。
所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料在制备抗菌药物中的应用。
所述的抗菌药物包括抑制细菌和真菌的生长和繁殖的药物。
所述的细菌和真菌包括口腔致病菌、皮肤癣菌和伤口感染菌；优选为金黄色葡萄球菌。
所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料还可以用于制备促进伤口愈合和/或消炎的药物。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明提供了在近红外照射下快速释放一氧化氮的纳米核壳结构材料的制备方法，该方法首先通过水热法合成出粒径均一、磁性效果明显的Fe3O4裸球；然后在Fe3O4表面修饰一层光热效果明显的聚多巴胺PDA，最后利用聚多巴胺表面上大量的氨基作为起始点，利用丙烯酸甲酯与乙二胺交替反应制备出以四氧化三铁为核，中间为聚多巴胺，最外层为树枝状聚酰胺-胺Fe3O4@PDA@PAMAM，然后在高压反应釜中负载一氧化氮，得到一种利用近红 外光照射产热杀菌并促使NO快速释放，实现光热与NO协同杀菌，然后利用磁性氧化铁将细菌快速分离从而进一步提高杀菌净化效果,制备了一种具有光热性能、可释放一氧化氮用于协同抗菌的磁性氧化铁纳米材料。
(2)本发明采用高代数聚酰胺-胺作为NO供体，极大的提高了NO负载量，对于细菌生物膜的影响具有明显的抑制效果，且对带负电的细菌能够很好的吸附和一定的杀伤效果；
(3)本发明以磁性Fe3O4为核心表面修饰聚多巴胺，能够在近红外条件下升高温度，对细菌有一定的杀伤效果，快速释放NO；
(4)本发明在外加磁场作用下，磁性Fe3O4为核心，最外层的阳离子聚合物聚酰胺-胺能够有效地吸附大量的细菌，从而能够起到快速净化的作用，材料能够回收，绿色环保；
(5)本发明得到的NO供体产物具备有效抑制细菌和真菌的生长和繁殖，对常见的口腔致病菌、皮肤癣菌、伤口感染菌等具有显著的抑制效果，并具有促进伤口愈合和消炎等功能，为其在制备生物医药工程材料的应用提供支持。
(6)本发明提供了一种能够储存大量NO，并受到外界响应快速释放NO的新型抗菌材料；该纳米材料粒径均一，响应敏感，NO负载及储存量大，生物相容性良好，抑菌效果明显，在抗菌方面显示出重要的应用前景。
附图说明
图1为Fe3O4@PDA@PAMAM纳米粒子透射电镜图。
图2为Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate在不同浓度下在近红外照射下升温曲线图。
图3为Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate吸附净化大肠杆菌菌曲线图。
图4为Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate纳米材料经近红外照射和不经近红外照射抗菌效果图；其中，试管1为Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate+808nm，试管2为空白对照。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
1、以下实施例所使用的无水甲醇的制备方法按照以下操作步骤：将氢化钙加入到甲醇中，搅拌6～24小时，然后常压蒸馏，得到无水甲醇，所述氢化钙 的加入量以每500mL甲醇中加入1～2克计。
2、以下实施例所使用的丙烯酸甲酯和乙二胺为无水丙烯酸甲酯和无水乙二胺，其制备方法按照以下操作步骤：
(1)将无水硫酸钠加入到丙烯酸甲酯中搅拌6～24小时，然后常压蒸馏，得到无水丙烯酸甲酯，所述无水硫酸钠的加入量以每500mL丙烯酸甲酯中加入1～2克计；
(2)将无水氢氧化钾加入到乙二胺中搅拌6～24小时，然后减压蒸馏，得到无水乙二胺，所述无水氢氧化钾的加入量以每500mL乙二胺中加入1～2克计。
3、以下实施例所使用的干燥的Fe3O4@PDA@PAMAM的制备方法按照以下操作步骤：将Fe3O4@PDA@PAMAM置于真空干燥箱中，40～80℃条件下干燥12～48小时。
实施例1 Fe3O4@PDA的合成
(1)将无水FeCl3溶解于乙二醇中，然后依次加入无水乙酸钠和柠檬酸钠，剧烈搅拌10min，置于马弗炉内，150℃反应10h，乙醇洗涤3次后，得到Fe3O4纳米粒子；其中，所述无水FeCl3、无水乙酸钠和柠檬酸钠的摩尔比为1∶0.1∶1；所述乙二醇的使用量为每5ml中加入50mg无水FeCl3计；
(2)取上述合成的Fe3O4溶于纯水中，得到Fe3O4溶液，再加入5ml多巴胺盐酸盐的tris-Hcl溶液，超声(150w/5min)稳定后，5℃搅拌4h，离心乙醇洗涤2次，35℃真空干燥，得到Fe3O4@PDA。其中，所述Fe3O4溶液的浓度为1mg/ml，以1mg Fe3O4溶于1ml纯水中计；所述多巴胺盐酸盐的浓度为12.5mg/ml；所述Tris-Hcl的浓度为50mM；所述Tris-Hcl使用量为每10ml加入125mg多巴胺盐酸盐；所述多巴胺盐酸盐的tris-Hcl溶液中的多巴胺盐酸盐与所述Fe3O4质量比为5∶1。
实施例2 Fe3O4@PDA的合成
(1)将无水FeCl3溶解于乙二醇中，然后依次加入无水乙酸钠和柠檬酸钠，剧烈搅拌60min，置于马弗炉内，400℃反应24h，乙醇洗涤5次后，得到Fe3O4纳米粒子；其中，所述无水FeCl3、无水乙酸钠和柠檬酸钠的摩尔比为1∶0.5∶5；所述乙二醇的使用量为每5ml中加入150mg无水FeCl3计；
(2)取上述合成的Fe3O4溶于纯水中，得到Fe3O4溶液，再加入10ml多巴胺盐 酸盐的tris-Hcl溶液，超声(300w/30min)稳定后，35℃搅拌8h。离心乙醇洗涤3次，50℃真空干燥，得到Fe3O4@PDA。其中，所述Fe3O4溶液的浓度为5mg/ml；所述纯水的使用量为每1ml中加入5mg Fe3O4；所述多巴胺盐酸盐的浓度为25mg/ml；所述Tris-Hcl的浓度为100mM；所述Tris-Hcl使用量为每10ml加入250mg多巴胺盐酸盐；所述多巴胺盐酸盐的tris-Hcl溶液中的多巴胺盐酸盐与所述Fe3O4质量比为12.5∶1。
实施例3 Fe3O4@PDA的合成
(1)将无水FeCl3溶解于乙二醇中，然后依次加入无水乙酸钠和柠檬酸钠，剧烈搅拌30min,置于马弗炉内，200℃反应12h，乙醇洗涤4次后，得到Fe3O4纳米粒子；其中，所述无水FeCl3、无水乙酸钠和柠檬酸钠的摩尔比为1∶0.25∶2.5；所述乙二醇的使用量为每5ml中加入80mg无水FeCl3计；
(2)取上述合成的Fe3O4溶于纯水中，，得到Fe3O4溶液，再加入8ml多巴胺盐酸盐的tris-Hcl溶液，超声(200w/15min)稳定后，25℃搅拌6h，离心乙醇洗涤2次，25℃真空干燥，得到Fe3O4@PDA。其中，所述Fe3O4溶液的浓度为2.5mg/ml；所述纯水的使用量为每1ml中加入2.5mg Fe3O4；所述多巴胺盐酸盐的浓度为15mg/ml；所述Tris-Hcl的浓度为80mM；所述Tris-Hcl使用量为每10ml加入150mg多巴胺盐酸盐；所述多巴胺盐酸盐的tris-Hcl溶液中的多巴胺盐酸盐与所述Fe3O4质量比为7.5∶1。
实施例4 Fe3O4@PDA@PAMAM的合成
(1)将实施例1干燥后的Fe3O4@PDA溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA溶液，超声30min后，再加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝25％)，5℃搅拌6h，离心，无水甲醇洗涤3次，纯水洗涤2次，50℃真空干燥，得到0.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)纳米粒子。将上述干燥的Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)溶液，超声(100w)稳定30min，加入无水乙二胺，室温5℃搅拌6h，离心，无水甲醇洗涤3次，纯水洗涤2次，35℃真空干燥，得到1代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)；其中，所述Fe3O4@PDA溶液、Fe3O4@PDA@(D0.5)溶液的浓度为1mg/ml；Fe3O4@PDA的使用量以每10ml无水甲醇溶解10mg Fe3O4@PDA计；Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解10mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每5ml溶解1mg Fe3O4@PDA计；所述乙二胺的用量 按每5ml溶解1mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)计；
(2)将步骤(1)制备得到的1代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶液，超声30min后，加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝25％)，室温5℃搅拌6h，离心，无水甲醇洗涤3次，纯水洗涤2次，35℃真空干燥，得到1.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)纳米粒子。将上述干燥的Fe3O4@PDA@(D1.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶液，超声(300w)稳定30min，加入无水乙二胺，室温5℃搅拌6h，离心，无水甲醇洗涤3次，纯水洗涤2次，35℃真空干燥，得到2代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)；其中，所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶液、Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶液的浓度为1mg/ml；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)的使用量以每10ml无水甲醇溶解10mg Fe3O4@PDA计；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解20mgFe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每7.5ml溶解1.5mgFe3O4@PDA@PAMAM(D1)计；所述乙二胺的用量按每7.5ml溶解1.5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D1。5)计；
(3)将步骤(2)制备得到的2代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶液，超声30min后，加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝25％)，室温5℃搅拌6h，离心，无水甲醇洗涤3次，纯水洗涤2次，35℃真空干燥，得到2.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)纳米粒子。将上述得到的干燥的Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)溶液，超声(500w)稳定30min，加入无水乙二胺，室温5℃搅拌6h，离心，无水甲醇洗涤3次，纯水洗涤2次，35℃真空干燥，得3代Fe3O4@PDA@PAMAM(D3)；其中，所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶液、Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)溶液的浓度为1mg/ml；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)的使用量以每10ml无水甲醇溶解10mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2)计，所述Fe3O4@PDA@(D2.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解10mgFe3O4@PDA@(D2.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每10ml溶解2mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)计；所述乙二胺的用量按每10ml溶解2mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D2。5)计。
实施例5 Fe3O4@PDA@PAMAM的合成
(1)将实施例2干燥后的Fe3O4@PDA溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA 溶液，超声2h后，加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝50％)，25℃搅拌12h，离心，无水甲醇洗涤5次，纯水洗涤3次，50℃真空干燥，得到0.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)纳米粒子。将上述干燥的Fe3O4@PDA@(D0.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)溶液，超声(100w)稳定2h，加入无水乙二胺，25℃搅拌12h，离心、无水甲醇洗涤5次，纯水洗涤3次，50℃真空干燥，得到1代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)；其中，所述Fe3O4@PDA溶液、Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)溶液的浓度为5mg/ml；所述Fe3O4@PDA的使用量以每10ml无水甲醇溶解50mg计Fe3O4@PDA；Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解50mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每5ml溶解5mg Fe3O4@PDA计；所述乙二胺的用量按每5ml溶解5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)计；
(2)将步骤(1)得到的干燥后1代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶液，超声2h后，加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝50％)，25℃搅拌12h，离心、无水甲醇洗涤5次，纯水洗涤3次，50℃真空干燥，得到1.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)纳米粒子。将得到的干燥的1.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶液，超声(300w)稳定2h，加入无水乙二胺，室温25℃搅拌12h，离心，无水甲醇洗涤5次，纯水洗涤3次，50℃真空干燥，得到2代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)；其中，所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶液、Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶液的浓度为5mg/ml；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)的使用量以每10ml无水甲醇溶解50mg Fe3O4@PDA计；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解50mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每7.5ml溶解7.5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)计；所述乙二胺的用量按每7.5ml溶解7.5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D1。5)计；
(3)将步骤(2)得到的干燥后2代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶液，超声2h后，加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝50％)，25℃搅拌12h，离心、无水甲醇洗涤5次，纯水洗涤3次，50℃真空干燥，得到2.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)纳米粒子。将干燥的2.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)溶液，超声(500w)稳定2h，加入无水乙二胺，25℃搅拌12h，离心，无水甲醇洗涤5次，纯水洗涤3次，50℃真空干燥，得到3代Fe3O4@PDA@PAMAM(D3)；其中，所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶液、Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)溶液的浓度为5mg/ml；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)的使用量以每10ml无水甲醇溶解50mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2)计；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解50mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每10ml溶解10mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2)计；所述乙二胺的用量按每10ml溶解10mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D2。5)计。
实施例6 Fe3O4@PDA@PAMAM的合成
(1)将实施例3干燥后Fe3O4@PDA溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA溶液，超声1h后，加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝30％)，室温25℃搅拌8h，离心，无水甲醇洗涤4次，纯水洗涤2次，35℃真空干燥，得到0.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)纳米粒子。将得到的干燥的Fe3O4@PDA@(D0.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@(D0.5)溶液，超声(100w)稳定1h，加入无水乙二胺，室温25℃搅拌8h，离心，无水甲醇洗涤4次，纯水洗涤4次，35℃真空干燥，得到1代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)，重复以上步骤最终得到Fe3O4@PDA@PAMAM(G3)。其中，所述Fe3O4@PDA、Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)的浓度为2.5mg/ml；所述Fe3O4@PDA的使用量以每10ml无水甲醇溶解25mgFe3O4@PDA计；Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解25mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每5ml溶解2.5mg Fe3O4@PDA计；所述乙二胺的用量按每5ml溶解2.5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D0.5)计；
(2)以步骤(1)得到的干燥后的1代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶液，超声2h后，加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝30％)，25℃搅拌8h，离心、无水甲醇洗涤4次，纯水洗涤2次，35℃真空干燥，得1.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)纳米粒子。将得到的干燥的1.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶液，超声(300w)稳定1h，加入无水乙二胺，25℃搅拌8h，离心，无水甲醇洗涤4次，纯水洗涤4次，35℃真空干燥，得到2代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)；其中，所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)溶液、Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶液的浓度为2.5mg/ml；
所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)的使用量以每10ml无水甲醇溶解25mg Fe3O4@PDA计；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解25mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每7.5ml溶解5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D1)计；所述乙二胺的用量按每7.5ml溶解5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D1。5)计；
(3)以步骤(2)得到的干燥后2代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶液，超声2h后，加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液(V％＝30％),室温25℃搅拌8h，离心、无水甲醇洗涤4次，纯水洗涤2次，35℃真空干燥，得到2.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)纳米粒子。将得到的干燥的2.5代Fe3O4@PDA@PAMAM(D1.5)溶于无水甲醇中，得到Fe3O4@PDA@(D2.5)溶液，超声(500w)稳定1h，加入无水乙二胺，25℃搅拌8h，离心，无水甲醇洗涤4次，纯水洗涤4次，35℃真空干燥，得到3代Fe3O4@PDA@PAMAM(D3)；其中，所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)溶液、Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)溶液的浓度为2.5mg/ml；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)的使用量以每10ml无水甲醇溶解25mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2)计；所述Fe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)的使用量以每10ml无水甲醇溶解25mgFe3O4@PDA@PAMAM(D2.5)计；所述的丙烯酸甲酯的用量按每10ml溶解5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D2)计；所述乙二胺的用量按每10ml溶解5mg Fe3O4@PDA@PAMAM(D2。5)。
实施例7 Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate合成
将实施例4得到的Fe3O4@PDA@PAMAM(D3)干燥除水溶于无水甲醇后，超声(100w)溶解5min，加入甲醇钠继续超声稳定30min后放置于高压反应釜密封并检测气密性。高纯氮气维持反应釜(20psi)10min排除反应釜内的空气，然后通入NO气体(80psi)室温下反应3天。反应结束后，NO被20psi的高纯氮气排出并继续维持30min后打开反应釜，取出反应产物。用无水甲醇洗涤2次，然后用冰无水乙醚洗涤1次，真空干燥，得最终产物Fe3O4@PDA@PAMA M/NONOate，-4℃低温保存于干燥器内。其中，所述Fe3O4@PDA@PAMAM：甲醇钠质量比＝1∶1；所述无水甲醇的使用量以每10ml溶解1g Fe3O4@PDA@PA MAM计。
实施例8 Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate合成
将实施例5得到的Fe3O4@PDA@PAMAM(D3)干燥除水溶于无水甲醇后，超 声(300w)溶解30min，加入甲醇钠继续超声稳定60min后放置于高压反应釜密封并检测气密性。高纯氮气维持反应釜(50psi)20min排除反应釜内的空气，然后通入NO气体(120psi)室温下反应7天。反应结束后，NO被50psi的高纯氮气排出并继续维持60min后打开反应釜，取出反应产物。用无水甲醇洗涤3次，然后用冰无水乙醚洗涤2次，真空干燥，得最终产物Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate，-10℃低温保存于干燥器内。所述Fe3O4@PDA@PAMAM：甲醇钠质量比＝1∶2；所述无水甲醇的使用量以每10ml溶解2g Fe3O4@PDA@PAMAM计。
实施例9 Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate合成
将实施例6得到的Fe3O4@PDA@PAMAM(D3)干燥除水溶于无水甲醇后，超声(500w)溶解25min，加入甲醇钠继续超声稳定40min后放置于高压反应釜密封并检测气密性。高纯氮气维持反应釜(30psi)15min排除反应釜内的空气，然后通入NO气体(90psi)室温下反应5天。反应结束后，NO被30psi的高纯氮气排出并继续维持40min后打开反应釜，取出反应产物。用无水甲醇洗涤2次，然后用冰无水乙醚洗涤2次，真空干燥，得最终产物Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate，-20℃低温保存于干燥器内。所述Fe3O4@PDA@PAMAM：甲醇钠质量比＝1∶1.5；所述无水甲醇的使用量以每10ml溶解1.5g Fe3O4@PDA@PAMA M计。
实施例10
称取实施例3所得Fe3O4@PDA纳米粒子2mg溶解于1ml纯水中，超声溶解30min后，取200μl缓慢滴加到透射电镜专用铜网上，自然干燥后进行透射电镜观察；结果如图1所示，发现Fe3O4表面有一层致密的PDA，证明PDA已经成功修饰到Fe3O4表面。
实施例11
称取实施例8所得Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate制备出不同的浓度梯度：0.15、0.25、0.5、1(mg/ml)，每个浓度下各取出200μl，在808nm近红外下0.5W照射5min，每5s测定相应的温度，绘制升温曲线。实验结果如图2所示，发现随着Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate浓度增加，在照射相同时间条件下，浓度越大升温程度越大，证明Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate有着良好的光热效果。
实施例12
首先将大肠杆菌(ATCC25922)复苏培育至OD590吸光度为1左右时后，加入实施例8所得到的纳米材料Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate最终保证材料浓度为1mg/ml，继续培育12h后，在外加磁场条件下弃去材料，经麦氏浊度法比较，结果如图3所示，在外加磁场条件下材料对大肠杆菌的吸附净化效果，发现Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate，对大肠杆菌有着明显的吸附净化效果，细菌吸光度随时间逐渐减弱。
实施例13
称取0.25mg实施例9所得Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate溶解于5ml生理盐水并向其中加入50μl(吸光度OD590＝1)金黄色葡萄球菌(ATCC29213)试管中，其中试管1为Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate经近红外808nm 0.5W照射5min，试管2为空白对照，继续培育12h后，经麦氏浊度法比较，实验结果如图4所示，相比较试管2发现试管1澄清，细菌生长受到显著的抑制，说明Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate经近红外照射后都具有明显的抑菌效果，该材料有望成为一种新型的抗菌试剂。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)Fe3O4@PDA的合成
a、将无水FeCl3溶解于乙二醇中，然后依次加入无水乙酸钠和柠檬酸钠，搅拌，再在150～400℃条件下进行反应，洗涤，得到Fe3O4纳米粒子；
b、将步骤a中得到的Fe3O4纳米粒子溶于水中，加入多巴胺盐酸盐的tris-Hcl溶液，超声稳定后，室温搅拌，洗涤，干燥，得到Fe3O4@PDA；
(2)Fe3O4@PDA@PAMAM的合成
c、将步骤b中得到的Fe3O4@PDA溶解到无水甲醇中，再加入丙烯酸甲酯的甲醇溶液，室温搅拌，离心，洗涤，干燥，得到0.5代Fe3O4@PDA@PAMAM纳米粒子，接着将其溶于无水甲醇中，超声稳定后，再加入乙二胺，室温搅拌，离心，洗涤，干燥，得到1代Fe3O4@PDA@PAMAM；
d、以步骤c制备得到的1代Fe3O4@PDA@PAMAM代替Fe3O4@PDA，重复步骤c操作，得到2代Fe3O4@PDA@PAMAM；再以2代Fe3O4@PDA@PAM AM重复步骤c操作，得到3代Fe3O4@PDA@PAMAM；
(3)Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate的合成
将步骤d中得到的3代Fe3O4@PDA@PAMAM溶于无水甲醇中，加入甲醇钠，超声稳定后，再通入NO气体，室温进行反应，洗涤，干燥，得到具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料。
2.根据权利要求1所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)a中所述的无水FeCl3、无水乙酸钠和柠檬酸钠的摩尔比为1：0.1～0.5:1～5；
步骤(1)b中所述的多巴胺盐酸盐与Fe3O4的质量比为5～12.5：1；
步骤(2)c中所述的Fe3O4@PDA的用量按每毫升丙烯酸甲酯配比0.2～1mg Fe3O4@PDA计算；
步骤(2)c中所述的0.5代Fe3O4@PDA@PAMAM的用量按每毫升乙二胺配比0.2～1mg 0.5代Fe3O4@PDA@PAMAM计算；
步骤(3)中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM和甲醇钠的质量比为1：1～2。
3.根据权利要求1所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)a中所述的无水FeCl3的用量按每毫升乙二醇配比10～30mg无水FeCl3计算；
步骤(1)b中所述的Fe3O4纳米粒子的用量按每毫升水配比1～5mg Fe3O4纳米粒子计算；
步骤(2)c中所述的Fe3O4@PDA的用量按每毫升无水甲醇配比1～5mg Fe3O4@PDA计算；
步骤(2)c中所述的0.5代Fe3O4@PDA@PAMAM的用量按每毫升无水甲醇配比1～5mg 0.5代Fe3O4@PDA@PAMAM计算；
步骤(3)中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM的用量按每毫升无水甲醇配比0.1～0.2g Fe3O4@PDA@PAMAM计算。
4.根据权利要求1所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)b中所述的多巴胺盐酸盐的Tris-Hcl溶液的浓度为12.5mg/ml～25mg/ml；
步骤(2)c中所述的丙烯酸甲酯的甲醇溶液的浓度为体积百分比25～50％。
5.根据权利要求1所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)b、(2)c和(3)中所述的干燥为在5～50℃真空条件下进行干燥；
步骤(1)a中所述的反应的时间为10～24h；
步骤(1)b中所述的室温搅拌的时间为4～8h；
步骤(2)c中所述的室温搅拌的时间为6～12h；
步骤(3)中所述的超声稳定的时间为30～60min；
步骤(3)中所述的反应的时间为3～7天；
步骤(3)中所述的Fe3O4@PDA@PAMAM/NONOate在-4℃～-20℃条件下进行保存。
6.一种具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料，其特征在于：通过权利要求1～5任一项所述的方法制备得到。
7.权利要求6所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料在制备生物医学工程材料中的应用。
8.权利要求6所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料在制备抗菌药物中的应用。
9.根据权利要求8所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料在制备抗菌药物中的应用，其特征在于：所述的抗菌药物为抑制细菌和/或真菌的生长、繁殖的药物。
10.权利要求6所述的具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料在制备促进伤口愈合和/或消炎药物中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711008527.9A CN107812188B (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711008527.9A CN107812188B (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107812188A CN107812188A (zh) | 2018-03-20 |
| CN107812188B true CN107812188B (zh) | 2020-09-04 |
Family
ID=61603002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711008527.9A Active CN107812188B (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107812188B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108559099A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-21 | 浙江大学 | 多巴胺辅助制备磁性树状大分子纳米复合材料的方法 |
| CN108969769B (zh) * | 2018-07-11 | 2021-07-27 | 暨南大学 | 同时负载青霉素和一氧化氮的聚合物及其制备方法和应用 |
| CN110755613A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-02-07 | 暨南大学 | 光触发红细胞膜包裹no纳米仿生供体材料的制备及应用 |
| CN110787298B (zh) * | 2019-10-24 | 2021-09-17 | 暨南大学 | 可同时负载no和抗生素用于协同抗菌的星型中空纳米材料的制备与应用 |
| CN111171332B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-09-28 | 广州贝奥吉因生物科技股份有限公司 | 一种释放一氧化氮水凝胶及其制备方法 |
| CN111214665B (zh) * | 2020-02-24 | 2022-12-02 | 上海理工大学 | Pda@pamam复合纳米材料的制备及应用 |
| CN111450268B (zh) * | 2020-05-29 | 2021-06-01 | 南京大学 | 一种基于四氧化三铁的磁共振成像造影剂的制备方法和应用 |
| CN114129780B (zh) * | 2020-09-03 | 2022-06-28 | 天津大学 | 一种光控释放一氧化氮的复合水凝胶的制备及应用 |
| CN114404357A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-29 | 暨南大学附属第一医院（广州华侨医院） | 一种可释放no的干凝胶及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006128121A2 (en) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Nitric oxide-releasing particles for nitric oxide therapeutics and biomedical applications |
| WO2013029009A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Novan, Inc. | Tunable nitric oxide-releasing macromolecules having multiple nitric oxide donor structures |
| CN106046382A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-10-26 | 暨南大学 | 一种装载一氧化氮的阳离子聚合物及其制备方法和应用 |
-
2017
- 2017-10-25 CN CN201711008527.9A patent/CN107812188B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006128121A2 (en) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Nitric oxide-releasing particles for nitric oxide therapeutics and biomedical applications |
| WO2013029009A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Novan, Inc. | Tunable nitric oxide-releasing macromolecules having multiple nitric oxide donor structures |
| CN106046382A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-10-26 | 暨南大学 | 一种装载一氧化氮的阳离子聚合物及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Core-Shell Fe3O4 Polydopamine Nanoparticles Serve Multipurpose as Drug Carrier, Catalyst Support and Carbon Adsorbent;Rui Liu et al;《ACS Applied Materials & Interfaces》;20130906;第5卷(第18期);第9167-9171页 * |
| Nitric Oxide-Releasing Quaternary Ammonium-Modified Poly(amidoamine) Dendrimers as Dual Action Antibacterial Agents;Brittany V. et al;《Bioconjugate Chemistry》;20140521;第25卷(第5期);第918-927页 * |
| 树枝状聚酰胺-胺/聚多巴胺修饰的四氧化三铁作为一氧化氮供体及其光热协同抗菌研究;李国巍，等;《中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集-主题G：药物控释载体高分子》;20171014;GP043 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107812188A (zh) | 2018-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107812188B (zh) | 具有一氧化氮/光热协同抗菌作用的磁性材料及其制备方法与应用 | |
| Lv et al. | An injectable and biodegradable hydrogel incorporated with photoregulated NO generators to heal MRSA-infected wounds | |
| CN107739448A (zh) | 磁控释放一氧化氮的复合膜材料及其制备方法和应用 | |
| CN106046382B (zh) | 一种装载一氧化氮的阳离子聚合物及其制备方法和应用 | |
| Dong et al. | Photothermal and natural activity-based synergistic antibacterial effects of Ti3C2Tx MXene-loaded chitosan hydrogel against methicillin-resistant Staphylococcus aureus | |
| CN105816877B (zh) | 一种具有光热效应的纳米微粒的制备方法及其应用 | |
| CN105776179B (zh) | 一种水溶性季铵盐化碳纳米球及其制备方法与应用 | |
| Wu et al. | Advancement of Near-infrared (NIR) laser interceded surface enactment of proline functionalized graphene oxide with silver nanoparticles for proficient antibacterial, antifungal and wound recuperating therapy in nursing care in hospitals | |
| WO2019169873A1 (zh) | 一种治疗伤口感染及促愈合的纳米抗菌凝胶及其制备方法 | |
| CN104623658B (zh) | 一种水溶性铁酸盐复合纳米粒子及其制备方法和应用 | |
| CN108310392B (zh) | 一种医用氧化石墨烯抗菌剂的制备方法 | |
| CN107739506A (zh) | 光控释放一氧化氮的复合膜材料及其制备方法和应用 | |
| Xie et al. | A self-assembled bilayer polypeptide-engineered hydrogel for spatiotemporal modulation of bactericidal and anti-inflammation process in osteomyelitis treatment | |
| CN115707475B (zh) | 一种核壳型噬菌体粉剂及其制备方法和应用 | |
| CN114887071B (zh) | 一种靶向脾脏的纳米递送载体 | |
| CN105853373A (zh) | 一种基于氧化锌的纳米药物组合物及其制备方法和应用 | |
| CN111602672A (zh) | 一种抗菌纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN114106354B (zh) | 可原位自催化产生过氧化氢并持续释放no和自由基的纳米复合材料及其制备方法与应用 | |
| Albandar et al. | Advances of Nanotechnology in Eradication Bacterial Infectious Diseases: A Recent Review. | |
| CN117447663B (zh) | 基于穿膜肽修饰的卟啉基共轭有机框架材料及其制备方法和应用 | |
| CN104710630A (zh) | 一种牛血清白蛋白纳米微球的制备方法 | |
| WO2017125080A1 (zh) | 富勒烯/金属富勒烯在制备药物中的应用 | |
| CN114984246B (zh) | 一种具有诊疗一体化的介孔聚多巴胺no纳米粒子的制备方法与应用 | |
| CN113244267B (zh) | 一种红藻多糖纳米银及其制备得到的抑菌凝胶和应用 | |
| Xu et al. | Review of and perspectives on the toxicology of graphene-based materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240705 Address after: Room 301, R&D Building, essence Science Park, No. 19, Nanxiang Second Road, Huangpu District, Guangzhou, Guangdong 510000 Patentee after: Guangzhou Wanfu Health Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 510632 No. 601, Whampoa Avenue, Guangzhou, Guangdong Patentee before: Jinan University Country or region before: China |