[go: up one dir, main page]

CN113244393B - 一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113244393B
CN113244393B CN202110538719.0A CN202110538719A CN113244393B CN 113244393 B CN113244393 B CN 113244393B CN 202110538719 A CN202110538719 A CN 202110538719A CN 113244393 B CN113244393 B CN 113244393B
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
molybdenum disulfide
dioxide nanotube
preparation
hydrogen peroxide
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
Application number
CN202110538719.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113244393A (zh
Inventor
牛玉生
林郁
许元红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University
Original Assignee
Qingdao University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University filed Critical Qingdao University
Priority to CN202110538719.0A priority Critical patent/CN113244393B/zh
Publication of CN113244393A publication Critical patent/CN113244393A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113244393B publication Critical patent/CN113244393B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0057Photodynamic therapy with a photosensitizer, i.e. agent able to produce reactive oxygen species upon exposure to light or radiation, e.g. UV or visible light; photocleavage of nucleic acids with an agent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于纳米材料制备以及抗菌领域,涉及一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用,将二氧化钛纳米管置于含二苄二硫和钼酸钠的乙醇混合溶液中,通过溶剂热反应制得;二硫化钼纳米花负载在二氧化钛纳米管表面,二氧化钛纳米管的平均尺寸为75±5nm,二硫化钼纳米花平均尺寸为230±20nm;由于该复合物同时具有可见光光催化和类过氧化物酶活性,基于两者协同效应应用于抗菌和促进伤口愈合;该复合物为纳米仿生材料,其制备方法构思巧妙,制备过程简单,绿色环保,原料丰富,成本低;其抗菌方式新颖,可见光是阳光的主要成分,充分利用可见光进行光催化增强类酶活性;应用环境、生物相容性良好,市场前景广阔。

Description

一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法 和应用
技术领域:
本发明属于纳米材料制备以及抗菌领域,涉及一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合 物及其制备方法和应用,以阳极氧化电解钛板,并以二苄二硫和钼酸钠为原料利用溶剂热合 成二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物,不加入任何表面活性剂或者模板,该复合物能有 效提高抗菌效果及促进伤口愈合。
背景技术:
目前,细菌感染已引起全球关注,并严重威胁着人类的健康。迫切需要开发有效的抗菌 素药物和策略作为抗生素的替代品。随着基于纳米材料的新型抗菌平台的出现,类酶活性因 其催化产生的广谱杀菌活性氧以及规模化、高稳定性、低成本等优点而被广泛研究用于抑菌。 其中,由于纳米酶具有良好的可控性和较低的入侵性,基于光的动机被认为是调节纳米酶催 化行为的一种有效方法。但目前这种光激发还局限在近红外光源中,特别是光催化作用可以 通过活性氧(包括羟自由基和超氧自由基)对抗细菌,在光照射下电子转移产生。然而,相应 的效率本身仍不足以完成细菌感染的完全治疗。
二氧化钛因其优异的光催化性能、光稳定性、环境友好性和化学惰性等优点而成为最有 前途的光催化剂之一。例如,通过简单的电化学氧化法生长的二氧化钛纳米管具有较高的表 面体积比和优良的电子输运特性,具有较高的太阳能转换活性。然而,二氧化钛由于其3.2 eV的大带隙,通常受到紫外光的限制。由于可见光是阳光的主要成分,充分利用可见光进行 光催化增强类酶活性有望为光激发纳米酶治疗细菌感染提供丰富方便的光刺激。
二硫化钼作为一种典型的过渡金属硫化物,由于其特殊的物理性质和在光催化反应中的 应用前景,引起了人们的广泛关注。二硫化钼的层状结构进一步降低了电子-空穴复合速率, 加速了光激发二氧化钛载流子的快速复合。二硫化钼的强近红外吸附性能也被认为有利于其 在有效的光热触发医学治疗中的应用。因此,二硫化钼为调节二氧化钛光催化响应提供了一 条很有前景的途径。特别是二硫化钼的类酶活性和抗菌效率也有报道,但作为一种有效的抑 菌剂,在提高其酶活性释放充足活性氧方面仍有很大的空间。
基于以上抗菌实验现状,目前尚未有将二硫化钼纳米花与二氧化钛纳米管复合,将光响 应扩展到可见光,增强光催化活性,同时类酶活性显著增强的研究报道。因此,本发明寻求 设计提供一种新型的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用,该复合物 能够基于光催化增强纳米酶活性,能够提高抗菌效率及促进伤口愈合。
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,寻求设计提供一种二氧化钛纳米管/二硫 化钼纳米花复合物及其制备方法和应用,以二苄二硫、钼酸钠为前驱体,在二氧化钛纳米管 表面负载上二硫化钼纳米花,使其同时具有可见光光催化和类过氧化物酶活性,该复合物能 够提高抗菌效率及促进伤口愈合。
为了实现上述目的,本发明提供一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物,二硫化钼 纳米花负载在二氧化钛纳米管表面,二氧化钛纳米管的平均尺寸为75±5nm,二硫化钼纳米 花平均尺寸为230±20nm。
本发明还提供所述二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的制备方法,具体为:将二氧 化钛纳米管置于含二苄二硫和钼酸钠的乙醇混合溶液中,进行溶剂热反应制得。
进一步的,溶剂热反应在高温反应釜中进行,反应温度为180-220℃,反应时间为16-20 小时。
进一步的,所述含二苄二硫和钼酸钠的乙醇混合溶液的制备具体步骤为:在60mL乙醇与 水的混合溶剂中加入0.3-0.4g二苄二硫和0.35-0.45g钼酸钠,搅拌溶解,得混合溶液。
进一步的,乙醇与水的体积比为1:1。
进一步的,所述二氧化钛纳米管采用阳极氧化法制备,具体为:在100mL去离子水中溶 解11.0-11.5g的硫酸钠和0.4-0.5g的氟化钠,作为缓冲电解液,同时以铂片和钛片分别作 为阴极和阳极,并施加18-25V的电压,反应2小时,获得反应后的钛片;然后将步骤反应后 的钛片进行清洗、干燥,随即,将干燥后的钛片放在管式炉中进行空气煅烧,以不超过每分 钟升温5℃的速度,将煅烧温度升至450℃,并保持3小时,待反应结束后,自然冷却至室温, 获得银色的二氧化钛纳米管。
本发明还提供所述二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的应用,由于该复合物同时具 有可见光光催化和类过氧化物酶活性,基于两者协同效应应用于抗菌和促进伤口愈合。
进一步的,所述细菌包括普通细菌和耐药细菌。
所述二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物材料的作用机理是:纳米花状的二硫化钼促 使二氧化钛纳米管的带隙由3.2eV缩小到2.97eV,使二氧化钛纳米管的光响应扩展到可见 光范围,除此之外,二硫化钼纳米花负载在二氧化钛纳米管表面后,二氧化钛纳米管/二硫化 钼纳米花复合物与单纯地二氧化钛纳米管相比,电子转移速率的增强和电子-空穴对复合速率 的降低都可以证实光催化活性更好,产生具有很强抗菌能力的羟基自由基。同时,二氧化钛 纳米管/二硫化钼纳米花复合物的类过氧化物酶活性显著增强,在过氧化氢存在的条件下,会 分解过氧化氢产生更多的羟基自由基。因此在模拟阳光下,纳米复合材料产生充足的活性氧, 抗菌性能大大增强。
本发明与现有技术相比,取得的有益效果如下:
1、该复合物为纳米仿生材料,其制备方法构思巧妙,制备设备易得,制备过程简单,绿 色环保,原料丰富,成本低;
2、将纳米仿生材料应用于抗菌,其抗菌方式新颖,可见光是阳光的主要成分,充分利用 可见光进行光催化增强类酶活性,光催化与类酶活性协同抗菌有望为光激发纳米酶抑制细菌 感染提供丰富方便的光刺激;
3、应用环境、生物相容性良好,市场前景广阔。
附图说明:
图1为本发明涉及的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的制备方法原理示意图。
图2为本发明涉及的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的表征图,其中,(a)为 扫描电镜图,(b)为能量色散光谱分析图。
图3为本发明涉及的实施例4二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物类过氧化物酶活 性研究的结果图,其中,(a)为紫外吸收光谱图,(b)为以对苯二甲酸(TA)为检测物的荧光 光谱图,(c)和(d)分别为H2O2和TMB的稳态动力学参数包括反应亲和力的Km和最大反应速度 的Vmax。
图4为本发明涉及的实施例5二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物在可见光光催化 方面的应用验证结果图,其中,(a)为紫外-可见光谱图,(b)为根据光子能量与吸光度的 关系计算的带隙图,(c)为光致发光光谱图,(d)为电化学阻抗图,(e)为瞬态光电流,(f)为电荷转移和光催化机理图。
图5为本发明涉及的实施例6二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物体外抗菌实验的 结果图,其中(a)和(b)分别为不同处理后的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和产超广谱β-内 酰胺酶的大肠杆菌扫描电子显微镜(SEM)图,(c)和(d)分别为黑暗下和可见光照下不同 处理后产超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌的生长曲线,其中Ⅰ和Ⅴ分别为黑暗下和光照下的磷 酸缓冲液组,Ⅱ和Ⅳ分别为黑暗下和光照下的H2O2组,Ⅲ和Ⅶ分别为黑暗下和光照下的 TiO2NTs@MoS2组,Ⅵ/Ⅷ分别为黑暗下和光照下的H2O2/TiO2NTs@MoS2组。
图6为本发明涉及的实施例7二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物光催化与类酶活 性协同效应和细胞毒性测试方面的应用实验结果图,其中(a)为紫外吸收光谱相应的吸光度 柱状图,Ⅰ为PBS+TMB、Ⅱ为TMB+H2O2、Ⅲ为TiO2NTs+TMB、Ⅳ为MoS2+TMB、Ⅴ为TiO2NTs@MoS2+TMB、 Ⅵ为TiO2NTs+H2O2+TMB、Ⅶ为MoS2+H2O2+TMB、Ⅷ为TiO2NTs@MoS2+H2O2+TMB。(b)为细胞毒性测 试结果图。
图7为本发明的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物光催化和类酶活性协同作用抗 菌及促进伤口愈合模拟图。
具体实施方式:
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例1:
本实施例涉及的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的制备方法的具体步骤包括:
(1)在100mL去离子水中溶解11.0-11.5g的硫酸钠和0.4-0.5g的氟化钠,作为缓冲电 解液,同时以铂片和钛片分别作为阴极和阳极,并施加18-25V的电压,反应2小时,获得反 应后的钛片;然后将步骤反应后的钛片进行清洗、干燥,随即,将干燥后的钛片放在管式炉 中进行空气煅烧,以不超过每分钟升温5℃的速度,将煅烧温度升至450℃,并保持3小时, 待反应结束后,自然冷却至室温,获得银色的二氧化钛纳米管。
(2)在60mL乙醇与水的混合溶剂中加入0.36g二苄二硫和0.4g钼酸钠,乙醇与水的体 积比为1:1,搅拌溶解,得混合溶液,然后将步骤(1)获得的银色二氧化钛纳米管置于该混合 溶液中并一同转移入聚四氟乙烯密封罐中密封并放入高温反应釜中进行溶剂热反应,反应温 度为200℃,反应时间为18小时,反应结束后,自然冷却至室温后,将聚四氟乙烯罐取出, 取出制得的样品,经去离子水、乙醇清洗后,室温干燥,得到二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米 花复合物。
对制得的复合物材料进行电镜扫描和能量色散光谱分析,结果如图2所示。复合材料中 二氧化钛纳米管的平均尺寸为75±5nm,二硫化钼纳米花平均尺寸为230±20nm。能量色散 光谱显示构成复合材料的元素组成以及分布,证实二硫化钼纳米花成功负载在二氧化钛纳米 管上。
实施例2:
本实施例涉及的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的制备方法的具体步骤包括:
(1)利用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管:步骤同实施例1
(2)采用溶剂热法制备二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物:在60mL乙醇与水的混 合溶剂中加入0.3-g二苄二硫和0.35-g钼酸钠,乙醇与水的体积比为1:1,搅拌溶解,得混 合溶液,然后将步骤(1)的二氧化钛纳米管置于该混合溶液中并一同转移入聚四氟乙烯密封 罐中密封并放入高温反应釜中进行溶剂热反应,反应温度为180-℃,反应时间为16-小时, 反应结束后,自然冷却至室温后,将聚四氟乙烯罐取出,取出制得的样品,经去离子水、乙 醇清洗后,室温干燥,得到二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物。
实施例3:
本实施例涉及的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的制备方法的具体步骤包括:
(1)利用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管;
(2)采用溶剂热法制备二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物:在60mL乙醇与水的混 合溶剂中加入-0.4g二苄二硫和-0.45g钼酸钠,乙醇与水的体积比为1:1,搅拌溶解,得混合 溶液,然后将步骤(1)的二氧化钛纳米管置于该混合溶液中并一同转移入聚四氟乙烯密封罐 中密封并放入高温反应釜中进行溶剂热反应,反应温度为-220℃,反应时间为-20小时,反应 结束后,自然冷却至室温后,将聚四氟乙烯罐取出,取出制得的样品,经去离子水、乙醇清 洗后,室温干燥,得到二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物。
实施例4:
本实施例为实施例1制得的二氧化钛纳米管和二硫化钼纳米花复合物在类过氧化物酶活 性的应用验证试验。实验在1mL乙酸盐缓冲液(浓度为100mM,pH=4.0)中进行,分别加入过 氧化氢+TMB(H2O2+TMB)、二硫化钼纳米花+过氧化氢+TMB(MoS2+H2O2+TMB)、二氧化钛纳米 管/二硫化钼纳米花复合物+TMB(TiO2NTs@MoS2+TMB)、二氧化钛纳米管+过氧化氢+TMB(TiO2NTs +H2O2+TMB)和二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物+过氧化氢+TMB(TiO2NTs@MoS2+ H2O2+TMB)组成反应体系,其中TMB加入量为浓度为20mM的50μL,过氧化氢溶液加入量为浓 度为100mM的50μL,二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物和二氧化钛纳米管的尺寸均为 1mm2,二硫化钼纳米花的加入量为浓度为4μM的10μL。将整个反应体系在室温下温育10分 钟,然后通过紫外分光光度计记录在652nm处的吸光度,如图3a所示,二氧化钛纳米管/二 硫化钼纳米花复合物和纯二硫化钼纳米花都表现出类过氧化物酶催化活性,但是在相同的实 验条件下相比,二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的类酶活性最强。
以非荧光的对苯二甲酸(TA)作为·OH的探针,通过捕获·OH后生成荧光衍生物(TAOH)。 实验在2mL乙酸盐缓冲液(浓度为100mM,pH=7.4)中进行,分别加入单独TA、过氧化氢+TA (TA+H2O2)、二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物+TA(TA+TiO2NTs@MoS2)、二氧化钛纳 米管/二硫化钼纳米花复合物+过氧化氢+TA(TA+TiO2NTs@MoS2+H2O2)、二氧化钛纳米管/二硫 化钼纳米花复合物(TiO2NTs@MoS2)和二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物+过氧化氢 (TiO2NTs@MoS2+H2O2)组成反应体系,其中TA加入量为浓度为25mM的200μL,过氧化氢溶液 加入量为浓度为100mM的20μL,二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的尺寸均为1mm2。 在室温下反应12h后,测定了荧光光谱(λex=315nm,λem=435nm)。如图3b所示,加入 TiO2NTs@MoS2后,荧光增强,反映了TiO2NTs@MoS2中·OH的生成。加入H2O2后,荧光强度增加 得更明显,说明TiO2NTs@MoS2可以将H2O2转化为·OH。因此,这一现象表明所制备的TiO2NTs@MoS2具有类过氧化物酶的活性。
用米氏方程研究了二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的类过氧化物酶活性的动力 学参数和反应机理。动力学研究的整个反应体系包括H2O2和TMB的稳态反应体系,H2O2稳态反 应体系由1mL乙酸缓冲液(浓度为100mM,pH 4.0)、1mm2二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复 合物、50μL浓度为100mM的过氧化氢溶液和不同加量浓度为20mM的TMB组成;TMB稳态反 应体系由1mL乙酸缓冲液(浓度为100mM,pH 4.0)、1mm2二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复 合物、50μL浓度为20mM的TMB和不同加量浓度为100mM的过氧化氢溶液组成。结果如图3c 和图3d所示,根据莱恩韦弗-伯克图策略计算出反映与底物亲和力大小的Km值为0.085mM, 比天然辣根过氧化物酶低44倍,并且代表最大反应速度的Vmax值是天然辣根过氧化物酶的 14倍,比报道的硫化铁、氧化钒和氧化铈等类酶催化活性要好很多。
实施例5:
本实施例为二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物在可见光光催化方面的应用验证试 验。通过对纯二氧化钛纳米管(TiO2NTs)、纯二硫化钼纳米花(MoS2)和二氧化钛纳米管/二硫化 钼纳米花复合物(TiO2NTs@MoS2)进行紫外-可见光谱吸收、光致发光光谱和电化学阻抗的测试 分析可知,如图4所示,与纯二氧化钛纳米管或纯二硫化钼纳米花相比,二氧化钛纳米管/二 硫化钼纳米花复合物的可见光谱吸收范围更广,光致发光电子空穴分离能力更强,抑制点荷 载流子的复合,电荷转移效率更好。除此之外,瞬态光电流测试分析可知,二氧化钛纳米管/ 二硫化钼纳米花复合物显示出稳定、可逆的光电流响应,从而提高了光催化活性。
实施例6:
本实施例为实施例1制备的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的体外抗菌实验,将 固体LB培养基上的单菌落抗药性细菌(含耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和产超广谱β-内酰胺 酶的大肠杆菌)接种到50mL无菌液体LB培养基(含有0.5g胰蛋白胨,0.25g酵母提取物和 0.5g NaCl)中,然后将抗药性细菌的悬浮液置于旋转振荡器上以180转/分钟在37℃下培养过 夜。随后用无菌PBS将细菌稀释至106CFU mL-1,将获得的细菌溶液(200μL)与1cm2的二氧 化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物和60μL浓度为50μM的过氧化氢溶液混合,在37℃下温 育30分钟,之后将溶液在37℃的固体培养基上培养24小时,用CFU法计数细菌菌落数;使 用无菌PBS处理抗药性细菌作为空白对照,分别使用过氧化氢溶液和二氧化钛纳米管/二硫化 钼纳米花复合物处理抗药性细菌进行平行对照实验,测量结果显示,同时加入过氧化氢溶液 和二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物时,平板中只有很少的细菌菌落,表明二氧化钛纳 米管/二硫化钼纳米花复合物在过氧化氢条件下,具有极强的抗菌性能。
此外,将耐甲氧西林金黄色葡萄球菌分别在黑暗中和可见光照射下用PBS(blank)、过 氧化氢(H2O2)、二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物(TiO2NTs@MoS2)或二氧化钛纳米管/ 二硫化钼纳米花复合物+过氧化氢溶液(TiO2NTs@MoS2+H2O2)处理后,通过8000rpm离心15 分钟收集耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,然后将耐甲氧西林金黄色葡萄球菌细胞用PBS缓冲液 洗涤三次,随后与2.5%戊二醛混合,在4℃条件下过夜,最后,将细菌细胞分别用体积浓度 分别为30%,50%,70%,90%和100%的乙醇溶液脱水15分钟,并通过扫描电子显微镜表征, 如图5a所示;用相同方法处理产超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌,结果如图5b所示。从图5a 和图5b可以看出,用PBS缓冲液处理的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和产超广谱β-内酰胺酶 的大肠杆菌细胞分别呈良好的球状和杆状,并且都有光滑完整的细胞壁,其他三种材料处理 后的细菌细胞形态都出现不同程度的损坏。除此之外,在黑暗中与可见光照射处理的对照相 比来看,可见光照射处理的TiO2NTs@MoS2+H2O2对细菌细胞的破坏最大。
同理,将产超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌分别用PBS,过氧化氢(H2O2),二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物(TiO2NTs@MoS2)或二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物+过氧 化氢溶液(TiO2NTs@MoS2+H2O2)处理,并且分为黑暗组和可见光光照组,连续培养20小时, 监测大肠杆菌OD600处的紫外吸光度,绘制出相应的生长曲线。测量结果如图5(c)和图5(d)所示,细菌经二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢溶液混合处理后,生长受到严重抑制,从而达到抗菌效果。
实施例7:
本实施例为二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物在光催化与类酶活性协同效应和细 胞毒性测试方面的应用实验。将PBS、过氧化氢(H2O2)、二氧化钛纳米管(TiO2NTs)、二硫 化钼纳米花(MoS2)、二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物(TiO2NTs@MoS2)、过氧化氢+二 氧化钛纳米管(H2O2+TiO2NTs)、过氧化氢+二硫化钼纳米花(H2O2+MoS2)、过氧化氢+二氧 化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物(H2O2+TiO2NTs@MoS2)分别在黑暗条件下和可见光照射下 进行TMB法实验,将652nm处的紫外可见吸收绘制成3D柱状图,如图6(a)所示,清晰可 见二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物的光催化与类酶活性的协同效应。其中为了研究在 可见光照射下的性能,使用具有430nm截止滤光器的350W氙灯作为光源,光照时间为10分 钟。
本实施例对细胞毒性进行测试,在24孔板中将L929成纤维细胞用含不同大小二氧化钛 纳米管/二硫化钼纳米花复合物的DMEM培养基进行孵育24小时,作为实验组;以L929成 纤维细胞不做任何处理为对照组;然后各孔分别加入10mL浓度为5mg/mL的3-(4,5-二甲基 噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)溶液,然后继续在通5%CO2和37℃条件下孵育4小 时,最后加入100μL二甲基亚砜,在酶联免疫检测仪490nm处测量各孔的吸光值,测量结果 如图6(b)所示,将对照组未经过二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物孵育的细胞活性设 定为100%,则经不同大小的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物孵育后,细胞活性仍能 保持80%以上,证明二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物具有良好的生物相容性。

Claims (8)

1.一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢联合在制备抑菌药物中的应用,其特征在于,二硫化钼纳米花负载在二氧化钛纳米管表面,二氧化钛纳米管的平均尺寸为75±5 nm,二硫化钼纳米花平均尺寸为230±20 nm,二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物具有类过氧化物酶活性,在过氧化氢条件下,其具有极强的抗菌性能。
2.根据权利要求1所述的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢联合在制备抑菌药物中的应用,其特征在于,其制备方法为:将二氧化钛纳米管置于含二苄二硫和钼酸钠的乙醇混合溶液中,进行溶剂热反应制得。
3.根据权利要求2所述的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢联合在制备抑菌药物中的应用,其特征在于,溶剂热反应在高温反应釜中进行,反应温度为180-220℃,反应时间为16-20小时。
4.根据权利要求2所述的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢联合在制备抑菌药物中的应用,其特征在于,所述含二苄二硫和钼酸钠的乙醇混合溶液的制备具体步骤为:在60mL乙醇与水的混合溶剂中加入0.3-0.4g二苄二硫和0.35-0.45g钼酸钠,搅拌溶解,得混合溶液。
5.根据权利要求4所述的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢联合在制备抑菌药物中的应用,其特征在于,乙醇与水的体积比为1:1。
6.根据权利要求2所述的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢联合在制备抑菌药物中的应用,其特征在于,所述二氧化钛纳米管采用阳极氧化法制备,具体为:在100mL去离子水中溶解11.0-11.5g的硫酸钠和0.4-0.5g的氟化钠,作为缓冲电解液,同时以铂片和钛片分别作为阴极和阳极,并施加18-25V的电压,反应2小时,获得反应后的钛片;然后将反应后的钛片进行清洗、干燥,随即,将干燥后的钛片放在管式炉中进行空气煅烧,以不超过每分钟升温5℃的速度,将煅烧温度升至450℃,并保持3小时,待反应结束后,自然冷却至室温,获得银色的二氧化钛纳米管。
7.根据权利要求1所述的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢联合在制备抑菌药物中的应用,其特征在于,由于该复合物同时具有可见光光催化和类过氧化物酶活性,基于两者协同效应应用于抗菌和促进伤口愈合,在可见光光照和过氧化氢条件下,其具有极强的抗菌性能。
8.根据权利要求7所述的二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物与过氧化氢联合在制备抑菌药物中的应用,其特征在于,所述细菌包括普通细菌和耐药细菌。
CN202110538719.0A 2021-05-18 2021-05-18 一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用 Active CN113244393B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110538719.0A CN113244393B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110538719.0A CN113244393B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113244393A CN113244393A (zh) 2021-08-13
CN113244393B true CN113244393B (zh) 2023-06-16

Family

ID=77182420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110538719.0A Active CN113244393B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113244393B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115246656B (zh) * 2022-01-12 2023-07-25 青岛大学 一种氧化钼/铁纳米材料的制备方法及其应用
CN114436338B (zh) * 2022-03-01 2023-07-25 青岛大学 一种铁钼双金属纳米酶及其制备方法和应用
CN115067358B (zh) * 2022-06-21 2024-03-19 重庆德强化工有限公司 Ag/Zn离子负载的黑色二氧化钛复合二硫化钼纳米片纳米材料
CN116554227A (zh) * 2023-04-13 2023-08-08 海南大学 一种钼配合物纳米棒及其制备方法和海洋抗污损应用
CN118147620B (zh) * 2024-02-06 2024-12-20 西安理工大学 钛合金表面主动接触式抗菌涂层的制备方法
CN119524199B (zh) * 2025-01-22 2025-04-04 山东大学 一种抗菌促成骨金属植入物及其制备方法与应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106315750A (zh) * 2016-11-01 2017-01-11 江苏科技大学 可见光催化剂二硫化钼负载二氧化钛纳米管电极及其制备方法和应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106315750A (zh) * 2016-11-01 2017-01-11 江苏科技大学 可见光催化剂二硫化钼负载二氧化钛纳米管电极及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Adigilli, H.K. et al.2D-Nanolayered Tungsten and Molybdenum Disulfides: Structure, Properties, Synthesis, and Processing for Strategic Applications.《Handbook of Advanced Ceramics and Composites》.Springer, Cham,2019, *
Binary composite MoS2/TiO2 nanotube arrays as a recyclable and efficient photocatalyst for solar water disinfection;Huiling Yan et al;《Chemical Engineering Journal》;20200626;第401卷;第1-9页 *
Huiling Yan et al.Binary composite MoS2/TiO2 nanotube arrays as a recyclable and efficient photocatalyst for solar water disinfection.《Chemical Engineering Journal》.2020,第401卷第1-9页. *
二氧化钛基复合光催化材料的制备及应用进展;赵琪 等;《功能材料与器件学报》;20200531;第26卷(第2期);第83-88页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113244393A (zh) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113244393B (zh) 一种二氧化钛纳米管/二硫化钼纳米花复合物及其制备方法和应用
Gong et al. Research progress of photocatalytic sterilization over semiconductors
CN102872889B (zh) 一种石墨烯/磷酸银/二氧化钛双功能复合材料及其制备方法
CN103480399B (zh) 一种微纳结构磷酸银基复合可见光催化材料及其制备方法
CN106179418B (zh) 一种负载型双金属共掺杂纳米光催化剂的制备方法
CN107754822A (zh) 一种基于CdSe/BiOCl复合光催化剂的制备及其应用
CN108855062A (zh) 一种Au-TiO2多刺状异质结构复合纳米颗粒光催化剂及其制备方法
CN105268438A (zh) 一种等离子体复合光催化剂及其制备方法和应用
CN110038552A (zh) 具有可见光响应的锡酸铋光催化剂及其制备方法
CN103785429A (zh) 一种磷酸银/石墨烯/二氧化钛纳米复合材料及制备方法
CN101244381A (zh) TiO2-Al2O3复合纳米粉体材料的制备方法
CN106179419B (zh) 一种二维磁性纳米光催化剂的制备方法
CN105817241B (zh) 一种磷钨酸铜@二氧化钛核壳结构纳米材料的制备方法
CN105498750A (zh) 具有广谱降解性能的钨酸铋/石墨烯光催化剂的制备方法
CN108786873A (zh) 一种MoS2/Ag2CO3异质结光催化材料的合成及应用
CN105457625A (zh) 一种Bi2WO6/BiVO4异质结复合光催化剂及其制备方法和应用
CN105432663A (zh) 一种Ag/AgVO3等离子体复合光催化杀菌剂及其制备方法和应用
CN114732921B (zh) 黄铁矿修饰二氧化钛复合光催化抗菌材料及制备方法
CN113832496B (zh) 一种生物半导体纳米材料及其制备方法和应用
CN115722234A (zh) 一种具有光动力-类酶活性的Ce-MoS2/WO3纳米复合抗菌材料的制备方法和应用
CN107262124B (zh) 一种具有抗菌功能的CuI-BiOI/Cu薄膜材料的制备方法
CN106179417B (zh) 一种钴掺杂二维纳米光催化剂的制备方法
CN112337453B (zh) 多级介孔青铜相/锐钛矿相异相结TiO2及其绿色制备方法与其在抗生素降解中的应用
CN114766512B (zh) 一种高效持久消毒杀菌的无机纳米材料的制备方法
CN106179416B (zh) 一种二维纳米光催化剂的制备方法

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