本發(fā)明屬于納米農(nóng)藥，具體涉及一種殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、納米農(nóng)藥作為一種新型農(nóng)藥，其藥效比傳統(tǒng)農(nóng)藥提高了約30％。銅基和鋅基納米材料因其優(yōu)異的靶向輸送能力和抗菌性，在農(nóng)業(yè)中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。此外，這些材料還可作為納米肥料和納米調(diào)節(jié)劑，提高作物的抗逆性和產(chǎn)量。然而，銅基、鋅基納米材料的劑量控制難度大，并且具有潛在的環(huán)境毒性，限制其大規(guī)模應(yīng)用。

2、殼聚糖及其衍生的納米材料在農(nóng)業(yè)抗菌方面具有良好前景。研究表明，殼聚糖/氧化鐵復(fù)合納米材料和殼聚糖/二氧化鈦復(fù)合納米材料對(duì)黃單胞菌(xanthomonas)的抑制效果均優(yōu)于單一材料，這可能是由于殼聚糖與金屬材料之間的協(xié)同作用增強(qiáng)了抑菌效果。有機(jī)-金屬雜化納米花因其高活性和較大的比表面積在催化、藥物載體和電極材料等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，但其在抗菌領(lǐng)域仍處于早期階段。有機(jī)-金屬雜化納米花的傳統(tǒng)有機(jī)成分(如dna、蛋白質(zhì))易失活且成本高。殼聚糖由于具有與金屬離子相互作用所必須的羥基、酰胺和氨基，可作為合成有機(jī)-金屬雜化納米花的有機(jī)成分。目前，已有部分研究人員對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行探索與研究，如下所示：cn116511516b公開了一種新型銅基納米材料及其在抗氧化和抑菌方面的應(yīng)用，首次以雙鏈核酸產(chǎn)物為模板，通過化學(xué)還原法合成了兩種銅基納米材料csia-cu@pt和csia-cu@ag。并且發(fā)現(xiàn)csia-cu@pt具有類過氧化物酶活性，抑菌機(jī)制主要是由于納米材料的加入引起了細(xì)菌內(nèi)部的氧化應(yīng)激，進(jìn)而導(dǎo)致dna的氧化損傷，引起細(xì)菌破裂。cn114875674b公開了一種負(fù)載聚乙烯吡咯烷酮/銅金屬有機(jī)框架的抗菌羊毛織物的制備方法，該材料對(duì)金黃葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率達(dá)到99.9％；cn113244393b公開了一種二氧化鈦納米管/二硫化鉬納米花復(fù)合物的制備方法。

3、盡管殼聚糖作為有機(jī)成分的潛力已被廣泛認(rèn)可，但目前尚未開發(fā)出通過簡(jiǎn)便、低成本的自組裝法合成殼聚糖-金屬雜化納米花的技術(shù)。此外，將兩種金屬元素聯(lián)合用于納米花合成的研究仍然不足，尤其在農(nóng)業(yè)立枯絲核菌(rhizoctonia?solani)感染的防治領(lǐng)域。因此，亟需開發(fā)一種新型殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法并將其用于農(nóng)業(yè)抑菌領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，并提供一種殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料、制備方法及應(yīng)用。

2、本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，具體步驟如下：

4、s1：將殼聚糖溶解于乙酸溶液中，得到殼聚糖溶液；所述殼聚糖溶液中加入銅鹽和磷酸鹽溶液，混合均勻后得到反應(yīng)體系進(jìn)行自組裝反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物洗滌、干燥后，得到殼聚糖-銅基雜化納米花；

5、s2：將氧化鋅納米顆粒分散于乙醇溶液中，加入步驟s1制備得到的殼聚糖-銅基雜化納米花，混合均勻后震蕩反應(yīng)，利用氧化鋅納米顆粒對(duì)殼聚糖-銅基雜化納米花進(jìn)行修飾，反應(yīng)產(chǎn)物洗滌、干燥后，得到殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料。

6、作為優(yōu)選，步驟s1中所述殼聚糖的濃度為1.25～5mm。

7、作為優(yōu)選，步驟s1中所述反應(yīng)體系中銅離子的濃度為1～40mm，磷酸鹽濃度為0.05～0.1mm。

8、作為優(yōu)選，步驟s1中所述銅鹽采用硫酸銅或硝酸銅。

9、作為優(yōu)選，步驟s1中所述自組裝反應(yīng)的ph值控制在7～8，反應(yīng)時(shí)間為36～96h。

10、作為優(yōu)選，步驟s1中所述乙酸溶液的體積百分濃度為2％；步驟s2中所述乙醇溶液的體積百分濃度為20％。

11、作為優(yōu)選，步驟s2中殼聚糖-銅基雜化納米花與氧化鋅納米顆粒的質(zhì)量比為(7～20)：1。

12、作為優(yōu)選，步驟s2中震蕩反應(yīng)在25±2℃、180rmp條件下進(jìn)行8～12h。

13、第二方面，本發(fā)明提供一種利用第一方面所述制備方法得到的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料。

14、第三方面，本發(fā)明提供一種利用第二方面所述殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料在農(nóng)業(yè)抑菌中的應(yīng)用，其特征在于，將殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料噴灑至感染病原菌的農(nóng)作物上，所述殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的濃度為10～100mg/l。

15、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下有益效果：

16、(1)本發(fā)明利用殼聚糖作為有機(jī)成分，通過自組裝的方法與磷酸銅結(jié)合，成功合成了具有微納米花狀結(jié)構(gòu)的殼聚糖-銅基雜化納米花材料。該制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉，并有效利用了殼聚糖的天然生物相容性和生物降解性。相比傳統(tǒng)有機(jī)-無機(jī)雜化納米花中常用的易失活有機(jī)成分(如dna、蛋白質(zhì)等)，本發(fā)明為有機(jī)-無機(jī)雜化納米花的合成開辟了新的方向。

17、(2)本發(fā)明在殼聚糖-銅基雜化納米花的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步修飾氧化鋅納米顆粒，制備了殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料。這種雙金屬納米材料的創(chuàng)新組合，巧妙地結(jié)合了銅和鋅的抗菌特性，顯著提升了材料的抗菌性能。與傳統(tǒng)農(nóng)藥相比，該材料克服了易失活和抗藥性問題，同時(shí)解決了銅基、鋅基納米材料的潛在環(huán)境毒性，表現(xiàn)出低量高效的特點(diǎn)，減少了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

18、(3)本發(fā)明所制備的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料不僅可有效防治作物感染立枯絲核菌(rhizoctonia?solani)，還可作為納米肥料促進(jìn)作物生長(zhǎng)，大大提升了材料的實(shí)用性，為農(nóng)業(yè)病害防治提供了高效、可持續(xù)的解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述殼聚糖的濃度為1.25～5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述反應(yīng)體系中銅離子的濃度為1～40mm，磷酸鹽濃度為0.05～0.1mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述銅鹽采用硫酸銅或硝酸銅。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述自組裝反應(yīng)的ph值控制在7～8，反應(yīng)時(shí)間為36～96h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述乙酸溶液的體積百分濃度為2％；步驟s2中所述乙醇溶液的體積百分濃度為20％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中殼聚糖-銅基雜化納米花與氧化鋅納米顆粒的質(zhì)量比為(7～20)：1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中震蕩反應(yīng)在25±2℃、180rmp條件下進(jìn)行8～12h。

9.一種利用權(quán)利要求1～8任一所述制備方法得到的殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料。

10.一種利用權(quán)利要求9所述殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料在農(nóng)業(yè)抑菌中的應(yīng)用，其特征在于，將殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料噴灑至感染病原菌的農(nóng)作物上，所述殼聚糖-銅/鋅基雜化納米花材料的濃度為10～100mg/l。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種殼聚糖?銅/鋅基雜化納米花材料、制備方法及應(yīng)用，屬于納米農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域。制備方法如下：殼聚糖溶液中加入銅鹽和磷酸鹽溶液，混合均勻后進(jìn)行自組裝反應(yīng)，得到殼聚糖?銅基雜化納米花；利用氧化鋅納米顆粒對(duì)殼聚糖?銅基雜化納米花進(jìn)行修飾，反應(yīng)產(chǎn)物洗滌、干燥后，得到殼聚糖?銅/鋅基雜化納米花材料。該制備方法簡(jiǎn)單、成本低、適合大規(guī)模生產(chǎn)，制備得到的材料具有高活性、高表面積的特點(diǎn)，在100mg/L時(shí)對(duì)立枯絲核菌(Rhizoctonia?solani)的抑制率達(dá)到74.15％，顯著優(yōu)于相同鋅離子或銅離子濃度下的氧化鋅納米顆粒和氧化銅納米顆粒，具有低量高效、環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：彭程,陳安琪,張衛(wèi),占繡萍,梁瑋瑜,蘇程鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華東理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19