Cu-ZIF-8金属有机框架纳米材料的合成及抗菌性能

摘要

[目的]金属有机框架（MOFs）材料是一种新兴的可生物降解材料，在抗菌方面显示出了巨大的应用潜力.但大部分MOFs抗菌作用机制单一，抗菌效果较差，发展多种机制协同抗菌的MOFs有望显著提升其抗菌效果.[方法]在室温条件下通过“一锅法”制备对模拟光照和微酸环境具有双重响应的铜-沸石咪唑酯骨架-8（Cu-ZIF-8）纳米颗粒，并研究其抗菌性能.[结果]电子自旋共振（ESR）图谱结果表明，Cu-ZIF-8在黑暗条件下即可产生活性氧物种（ROS）,而光照条件可以显著促进ROS的产生.上调的ROS水平会引起细菌内部一系列的氧化应激反应，产生抗菌作用.此外，Cu-ZIF-8纳米颗粒可以在细菌感染的微酸环境中缓慢地释放具有抗菌能力的Zn²⁺和Cu²⁺,实现协同抗菌的目的.体外抗菌实验结果表明，在光照条件下，Cu-ZIF-8纳米颗粒对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）具有良好的抗菌活性，其最低抑菌质量浓度分别为31.25和300.0μg/mL.经过Cu-ZIF-8纳米颗粒处理的纺织布对金黄色葡萄球菌具有显著的抑制效果.[结论]以上结果表明，Cu-ZIF-8纳米颗粒在抗菌生物材料领域具有良好的应用潜力，同时也为未来高效抗菌材料的开发提供了新的研究思路.

关键词

沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8) / 双重响应 / 抗菌活性 / 活性氧物种

基金资助

国家自然科学基金(22077107); 福建省自然科学基金(2023J06002)