[发明专利]一种光动力触发一氧化氮释放黑磷纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种光动力触发一氧化氮释放黑磷纳米材料及其制备方法与应用，属于新型纳米材料技术领域。所述的光动力触发一氧化氮释放黑磷纳米材料的制备方法，包括将黑磷纳米片与一氧化氮载体聚甲基丙烯酸缩水甘油酯混合的步骤。该方法利用黑磷纳米片表面的负电荷与带正电的一氧化氮载体聚甲基丙烯酸缩水甘油酯通过简单的正负电相互作用在黑磷纳米片表面修饰一氧化氮载体聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，可以提高黑磷在水中的稳定性。经660nm激光照射处理后BPNS@PATSNO产生的单线态氧可实现一氧化氮的可控释放，同时一氧化氮与活性氧进一步反应生成的过氧亚硝酸盐具有更显著的抑制细菌性能，在生物医学领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及新型纳米材料技术领域，特别涉及一种光动力触发一氧化氮释放黑磷纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

细菌在我们生活中无处不在，致病菌侵入人体后引起的感染已成为重要的死亡原因。细菌感染严重威胁着人类健康，20世纪20年代青霉素问世以来，抗生素一直是对抗细菌感染的常用方法。然而，随着抗生素等抗菌剂的过度滥用，许多效果显著的抗生素对细菌的杀伤效果已大打折扣，细菌耐药性问题的出现和快速发展已严重威胁到人类健康。2015年11月，《柳叶刀·传染病》杂志报道，22％的大肠杆菌携带多粘菌素耐药基因。这一事件引起全球关注，因为粘菌素被认为是对抗细菌感染的最后一道防线。此外，联合国粮农组织的报告指出，如果耐药“超级细菌”在全球扩散，到2050年，全球因为耐抗生素细菌而造成的死亡人数将达到每年一千万人以上。届时，全球将步入“后抗生素时代”。因此，迫切需要合成更为有效的抗菌材料，以应对细菌耐药性的威胁。

作为一种新兴治疗策略，光动力疗法(PDT)在治疗生物膜感染中具有非侵袭性及低耐药性等优势，在抗菌、细菌生物膜清除应用中受到广泛关注。通过引入光敏剂，如亚甲基蓝(MB)、二氢卟吩e6(Ce6)等，PDT在特定波长的照射后与周围的氧反应生成活性氧(ROS)，包括过氧化氢(H₂O₂)、羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O₂^-)或单线态氧(¹O₂)等，具有破坏细菌的DNA和生物膜以及诱导细菌凋亡作用。然而，由于光敏剂材料固有的生物毒性，以及光敏剂对生物膜穿透深度有限等不足，极大限制了其在临床治疗上的转化应用潜力。如何赋予光敏剂高生物膜渗透能力和低毒性是提高PDT治疗生物膜感染的巨大挑战。

外源性一氧化氮被发现具有良好的生物膜清除作用，且不易导致耐药性，逐渐发展为21世纪最优秀的抗菌候选物之一。因此，为了解决日益严峻的抗生物耐药性问题，基于NO的抗菌材料研究已成为当下的研究热点。据报道，NO能够与氧气或者活性氧的中间体(如超氧化物或过氧化氢)反应形成大量的氧化/亚硝化物质(包括过氧化氢亚硝酸盐、RSNO、二氧化氮和三氧化二氮)，这些活性物质能够与微生物蛋白、DNA和代谢酶相互作用，最终破坏细菌生物膜，阻止细菌正常的代谢功能，从而实现高效的抗菌效果。尽管如此，NO在实际抗菌应用过程中仍然存在一些不足，例如还未实现可控的长效释放，其释放过程需要光、热、特定的酶的辅助条件才能释放NO，且NO的治疗效果与其浓度具有极大的依赖性，从而造成NO抗菌效果不太理想。因此，制备具有可控释放的NO载体材料，对于增强NO的生物学效应、解决NO治疗浓度依赖性显得至关重要。

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，提供一种光动力触发一氧化氮释放黑磷纳米材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的光动力触发一氧化氮释放黑磷纳米材料。

本发明的再一目的在于提供上述光动力触发一氧化氮释放黑磷纳米材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种光动力触发一氧化氮释放黑磷纳米材料的制备方法，包括将黑磷纳米片与一氧化氮载体聚甲基丙烯酸缩水甘油酯混合的步骤。

所述的黑磷纳米片优选通过超声液相剥离黑磷晶体粉末得到。