一种原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH2的杂化材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及纳米药物技术领域，具体涉及一种原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH

背景技术

细菌污染是食品、医药等众多领域最具挑战性的问题之一，威胁着全球数百万人的生命。抗生素耐药性是其中最大的健康挑战之一，也是对公共卫生的全球性挑战。鉴于现有的抗生素耐药性及其快速产生新耐药表型的能力，迫切需要开发和设计一种或对人类有效且安全的新型抗菌剂。

原儿茶醛，学名为3，4-二羟基苯甲醛(3，4-dihydroxybenzaldehyde)，是丹参水溶性成分丹酚酸B降解的主要产物之一，常作为质量检测指标控制丹参相关制剂的质量，具有优异的抗菌活性和生物相容性。

金属有机框架(MOFs)是一类新型的无机-有机杂化结晶多孔材料，其中金属节点和有机配体通过配位键连接在一起。金属离子或金属离子簇和有机分子(称为连接体)是MOF的两个主要成分，金属离子中心和有机配体之间通过配位键或共价键连接，形成无限网络结构。金属离子和配体具有丰富的几何形状和成键特性。因此，MOFs的物理化学特性可以人为设计和优化，以适应不同的应用场景。但是纯MOFs存在抗菌性不足等缺点，因此迫切需要一种改性和复合方法来弥补这一缺点。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种具有抗菌活性和降低耐药率的镍铁改性的UiO-66-NH

步骤(1)、UiO-66-NH

将氯化锆、2-氨基对苯二甲酸与对苯二甲酸分散至N,N-二甲基甲酰胺DMF中，搅拌下加入去离子水，加热反应一段时间；冷却至室温后，离心收集固体产物，置于无水乙醇中一段时间，取出烘干后即得UiO-66-NH

步骤(2)、镍铁改性的UiO-66-NH

将铁盐、镍盐溶于无水甲醇中，加入步骤(1)所得UiO-66-NH

步骤(3)、原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH

将原儿茶醛分散至水中，加入步骤(2)所得镍铁改性的UiO-66-NH

作为优选，步骤(1)中加热时间为22～24h，加热温度为118～120℃。

作为优选，步骤(1)中置于乙醇中22～24h。

作为优选，步骤(2)中水热反应的时间为24h，水热反应的温度为120℃。

作为优选，步骤(2)中铁盐选自二价铁盐、三价铁盐中一种或两种；所述二价铁盐为氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、醋酸亚铁中任意一种或几种；所述三价铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、醋酸铁中一种或几种。

作为优选，步骤(2)中镍盐选自硝酸镍、氯化镍中一种或两种。

作为优选，步骤(2)中煅烧温度为600～900℃，升温速率为1～10℃/min，煅烧时间为4～16h。

作为优选，步骤(3)中浸渍的时间为4～40h。

本发明的第二个目的是提供一种原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH

本发明的第三个目的是提供上述杂化材料作为抗菌材料或催化剂的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

一、本发明采用单一溶剂液相还原法制备了原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH

二、本发明制备的原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH

三、通过将原儿茶醛负载在镍铁改性的UiO-66-NH

四、原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH

附图说明

图1为各材料抑制MRSA的平板计数图，其中A为镍铁改性的UiO-66-NH

图2为实施例1制备的原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH

图3为实施例1制备的UiO-66-NH

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

第一方面，本发明提供一种原儿茶醛与镍铁改性的UIO-66-NH

步骤(1)、UiO-66-NH

将氯化锆、2-氨基对苯二甲酸与对苯二甲酸分散至N,N-二甲基甲酰胺DMF中，搅拌下加入去离子水，加热至118～120℃反应22～24h；冷却至室温后，离心收集固体产物，置于无水乙醇中22～24h，取出烘干后即得UiO-66-NH

步骤(2)、镍铁改性的UiO-66-NH

将铁盐、镍盐溶于无水甲醇中，加入步骤(1)所得UiO-66-NH

步骤(3)、原儿茶醛与镍铁改性的UiO-66-NH

将原儿茶醛分散至水中，加入步骤(2)所得镍铁改性的UiO-66-NH

第二方面，本发明提供一种原儿茶醛与镍铁改性的UIO-66-NH

第三方面，本发明提供上述杂化材料作为抗菌材料或催化剂的应用。

以下结合若干较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的解释说明，但其中的实验条件和设定参数不应视为对本发明基本技术方案的局限，并且本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：制备原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

(1)UiO-66-NH

首先称取氯化锆(1.25mmol)、2-氨基对苯二甲酸(0.44mmol)和对苯二甲酸(1.28mmol)分散到100mLN,N-二甲基甲酰胺中，在剧烈搅拌下滴加150μL去离子水，搅拌并分散完全，之后转入不锈钢反应釜中，在120℃温度条件下恒温加热箱中反应24h。冷却至室温后，离心收集固体产物，用无水乙醇索氏提取法洗涤置换高沸点有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺24h，80℃真空干燥箱烘干12h，得粉末状产物，即为UiO-66-NH

(2)镍铁改性的UiO-66-NH

将硫酸铁、氯化镍溶于无水甲醇中，加入步骤(1)所得UiO-66-NH

(3)原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

镍将原儿茶醛分散与水中，加入镍铁改性的UiO-66-NH

实施例2：制备原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

(1)UiO-66-NH

首先称取氯化锆(1.25mmol)、2-氨基对苯二甲酸(0.44mmol)和对苯二甲酸(1.28mmol)分散到100mLN,N-二甲基甲酰胺中，在剧烈搅拌下滴加150μL去离子水，搅拌并分散完全，之后转入不锈钢反应釜中，在120℃温度条件下恒温加热箱中反应24h。冷却至室温后，离心收集固体产物，用无水乙醇索氏提取法洗涤置换高沸点有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺24h，80℃真空干燥箱烘干12h，得粉末状产物，即为UiO-66-NH

(2)镍铁改性的UiO-66-NH

将醋酸亚铁、硝酸镍溶于无水甲醇中，加入步骤(1)所得UiO-66-NH

(3)原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

采用浸渍法制备原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

实施例3：制备原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

(1)UiO-66-NH

首先称取氯化锆(1.25mmol)、2-氨基对苯二甲酸(0.44mmol)和对苯二甲酸(1.28mmol)分散到100mLN,N-二甲基甲酰胺中，在剧烈搅拌下滴加150μL去离子水，搅拌并分散完全，之后转入不锈钢反应釜中，在120℃温度条件下恒温加热箱中反应24h。冷却至室温后，离心收集固体产物，用无水乙醇索氏提取法洗涤置换高沸点有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺24h，80℃真空干燥箱烘干12h，得粉末状产物，即为UiO-66-NH

(2)镍铁改性的UiO-66-NH

将氯化亚铁、硝酸镍溶于无水甲醇中，加入步骤(1)所得UiO-66-NH

(3)原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

采用浸渍法制备原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

测试例1：表征及抗菌试验

本测试例以实施例1制备的原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH2的杂化材料进行表征及抗菌试验。

1、体外抗菌实验

(1)测定原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH2的杂化材料对大肠杆菌的MBC值MBC值为最小杀菌浓度，指能够杀灭培养基内细菌(即杀灭99.9％供试微生物)的最小浓度。将250μL的不同浓度样品与250μL 2×106CFU/mL细菌悬浮液依次加入到5mL离心管中，使得样品的终浓度为2、1、0.5、0.25mg/mL，恒温震荡培养后取出10μL各样品于9990μL LB培养液中进行稀释，取100μL各样品最终稀释液于LB固体培养基中进行铺板，37℃恒温培养24h后，记录平板上的菌落数量，平板菌落低于5个的最低浓度即为MBC值。

(2)测定原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

表1各组对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)的MIC与MBC值

试验结果：

如表1所示，原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

2、MRSA抑制实验

将培养至对数期的MRSA菌悬液与原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

试验结果：

如图1所示，在相同浓度下使用三种材料进行对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌抗菌性能的测试，原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

3、细胞相容性实验

利用细胞毒性检测(MTT)研究了不同浓度的原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

为了评估细胞毒性，首先将人克隆结肠腺癌细胞(Caco2)用DMEM培养基在96孔板上培养24h，并在添加不同剂量原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

试验结果：

如图2所示，原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

3、吸附性测试

首先在反应管中加入50mL初始浓度为30mg/L的氨苄青霉素钠溶液，称取0.06g各实施例中制备的金属有机框架材料加入到上述100mL溶液中，30min后测定对氨苄青霉素钠溶液的吸附率；随后通过紫外分光光度计测试溶液中剩余氨苄青霉素钠的浓度，计算样品对氨苄青霉素钠溶液的降解率(％)。

表2各组吸附性实验结果

试验结果：

如表2所示，原儿茶醛和镍铁改性的UiO-66-NH

上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。