[发明专利]一种铜离子掺杂金属有机材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种铜离子掺杂金属有机材料的制备方法，包括：步骤1，将卟啉衍生物，锆盐，苯甲酸类小分子均匀分散至有机溶剂中，所述卟啉衍生物、锆盐、苯甲酸类小分子的质量比为1：(2～5)：(10～50)，所述有机溶剂与卟啉衍生物的质量比为(2～4)：1，使用水热法制备得到金属有机框架结构；步骤2，将步骤1得到的金属有机框架结构清洗，再分散在有机试剂中，加入铜盐，所述铜盐与步骤1中所述卟啉衍生物的摩尔质量比为1：(4～20)，使用水热法制备得到铜离子掺杂金属有机材料，所述水热法的反应温度为90‑150摄氏度，反应时间为9～13h。光照下该材料具有快速、广谱和高效的抗菌性，且具有生物相容性。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种铜离子掺杂金属有机材料、制备方法及其应用。

背景技术

皮肤是人类身体上最大的器官，可以保护人体不受外界伤害。但是在日常生活中，由于各种意外的发生，皮肤上常会出现一些伤口。在这些伤口愈合的过程中，如何避免伤口的细菌感染是一个重要的问题。为预防、治疗细菌感染，常见的抗菌方法，包括抗生素，银基系统等。但是这些传统的抗菌方法都存在潜在的风险。例如，抗生素的大量使用会逐渐造成耐药菌的产生，最终导致无药可用；而银基系统等依赖于金属离子释放杀菌的体系会释放大量的金属离子，在身体内或环境中富集，最终导致金属离子中毒等副作用。

而目前一种新兴的抗菌剂为光敏剂，依赖于材料光照产生热量或者自由基对细菌造成杀伤。但是由于这些光敏剂在光照下产生自由基的产率不够高，往往难以实现对细菌的快速、高效杀伤。

然而，单纯的卟啉类衍生物和锆组成的金属有机框架结构由于产生的光生电子和空穴易于重新复合，电子转移速度低，光催化效率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铜离子掺杂金属有机材料，该材料具有利用可见光激发治疗细菌感染的铜离子掺杂金属有机框架结构，吸收可见光升温并产生大量活性氧(ROS)来实现光催化灭菌。在铜掺杂的金属有机框架结构中，铜离子可以实现光生电子的捕获，抑制电子-空穴的复合，产生大量的自由基。所以可将光催化产生的ROS可用于快速杀死细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)。

本发明的另一个目的是，提供一种铜离子掺杂金属有机材料的制备方法。

本发明的另一个目的是，提供铜离子掺杂金属有机材料在皮肤伤口的应用。作为抗菌剂，涂覆在皮肤伤口处，使用光照实现快速杀菌。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种铜离子掺杂金属有机材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备金属有机框架结构，将卟啉衍生物，锆盐，苯甲酸类小分子均匀分散至有机溶剂中，所述卟啉衍生物、锆盐、苯甲酸类小分子的质量比为1：(2～5)：(10～50)，所述有机溶剂与卟啉衍生物的质量比为(2～4)：1，使用水热法制备得到金属有机框架结构；

所述卟啉衍生物为中-四(4-羧基苯基)卟吩；

所述锆盐为氧氯化锆或氯化锆；

所述苯甲酸类小分子为苯甲酸或苯二甲酸；

所述有机溶剂为二甲基甲酰胺；

步骤2，进行铜离子掺杂，将步骤1得到的金属有机框架结构清洗，再分散在有机试剂中，加入铜盐，所述铜盐与步骤1中所述卟啉衍生物的摩尔质量比为1：(4～20)，使用水热法制备得到铜离子掺杂金属有机材料，所述水热法的反应温度为90-150摄氏度，反应时间为9～13h；

所述铜盐为氯化铜、硫酸铜或硝酸铜。

在上述技术方案中，所述步骤1，采用超声的方法将卟啉衍生物，锆盐，苯甲酸类小分子均匀分散至有机溶剂中，所述超声的频率为25KHZ～500KHZ。