本文選題：金屬有機骨架材料 + 抗菌性能��； 參考：《河南師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：金屬有機骨架材料(MOFs)有很高的多孔性,合成條件簡單,熱穩(wěn)定性好,結(jié)構(gòu)離散有序,密度較低,內(nèi)表面積大等優(yōu)良的物理和化學(xué)特性。為氣體儲存和分離、多相催化、磁性、發(fā)光材料、藥物輸送和抗菌材料等多種應(yīng)用提供了巨大的應(yīng)用前景。對MOFs的研究已經(jīng)進行了十幾年,并且該方面的文獻研究的數(shù)量正在逐年增加。然而可以預(yù)見,開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域并研究結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系仍然是對MOFs研究的重要內(nèi)容。本論文基于目前MOFs的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,重點研究了幾種不同金屬摻雜的納米MOFs的合成和生物活性,包括微生物抗菌活性以及其細胞毒性。在本論文中,我們合成了幾種過渡金屬離子摻雜的沸石咪唑酯骨架材料并試圖認識所研究的MOFs的組成和結(jié)構(gòu)與其生物活性的相關(guān)性,為探索抗菌效果優(yōu)良的材料和對腫瘤細胞具有抑制生長或致死功能的MOFs提供理論和實驗依據(jù)。本論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)合成了十個不同金屬摻雜的沸石咪唑酯骨架材料,具體來說,分別合成了不同銀摻雜量為5%,10%,25%,50%和不同金屬摻雜(Ag~+、Cu~(2+)、Mg~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+))的ZIF-8,并利用一系列測試方法測試了樣品的晶型、形貌、以及不同金屬的實際摻入量。實驗測試結(jié)果表明樣品為納米級顆粒且晶型良好,顆粒形貌均一,粒徑尺寸分布均勻。(2)對所合成的納米MOFs進行抗菌性能研究。我們分別測試了對大腸桿菌(革蘭氏陰性菌)和金黃色葡萄球菌(革藍氏陽性菌)這兩種代表性菌種的抗菌活性,分析了上述測試結(jié)果并進行了對比。研究結(jié)果表明我們所合成的MOFs在一定濃度下均具有抑制并殺死這兩種菌的能力。研究了不同金屬摻雜對其抗菌性能的影響。研究表明,相較于主體ZIF-8材料,摻雜后的MOFs均表現(xiàn)出了抗菌性能,其中摻雜銀和鎳的MOFs抑菌性能在較小濃度時顯著增強,摻雜鎘的MOFs在較大濃度時抗菌性能也有所增強。這些結(jié)果表明,金屬摻雜后的ZIF-8骨架材料的抗菌性能與其組成緊密相關(guān)。(3)不同過渡金屬摻雜的ZIF-8骨架材料的細胞毒性研究。我們分別以人的肝癌細胞(Hep G2)、宮頸癌細胞(He La)和大鼠干細胞(3A)作為癌細胞和正常組織細胞的體外活細胞模型,研究了所合成的摻雜后的MOFs在體外的細胞毒性。實驗結(jié)果表明在較低濃度下,摻雜后的M/ZIF-8對癌細胞和正常細胞均未表現(xiàn)出抑制或致死作用,只有在較高濃度時才表現(xiàn)出一定的細胞毒性。本論文采用綠色簡便的方法,在室溫下成了一系列不同金屬離子摻雜的納米級MOFs,抗菌實驗和細胞毒性實驗結(jié)果表明這些MOFs均具有一定的抗菌活性,且具有很好的細胞相容性,某些金屬離子摻雜后(如銀、鎳等)的配合物在較小濃度下抗菌性能顯著提高,且仍未表現(xiàn)出細胞毒性。
[Abstract]:The metal-organic framework material (MOFs) has high porosity, simple synthesis conditions, good thermal stability, discrete structure, low density, large internal surface area and other excellent physical and chemical properties. It provides great applications for gas storage and separation, heterogeneous catalysis, magnetism, luminescent materials, drug delivery and antibacterial materials. The research on MOFs has been carried out for more than ten years, and the number of literatures in this field is increasing year by year. However, it can be predicted that exploring new application fields and studying the relationship between structure and performance are still important contents of MOFs. Based on the current research status and development trend of MOFs, the synthesis and biological activities of several kinds of metal doped nano-MOFs were studied in this paper, including the antibacterial activity of microorganisms and their cytotoxicity. In this paper, we have synthesized several transition metal ions doped zeolite imidazolyl ester skeleton materials and tried to understand the relationship between the composition and structure of MOFs and their biological activities. It provides theoretical and experimental basis for exploring antibacterial materials and MOFs which can inhibit the growth or death of tumor cells. The main contents of this thesis are as follows: (1) Ten different metal doped zeolite imidazolyl ester framework materials were synthesized. ZIF-8 with different silver doping amount of 5 ~ 10 ~ 25% and different metal doping (Ag ~ (2 +) ~ Cu ~ (2 +) has been synthesized respectively. The crystal form, morphology and the actual doping amount of different metals have been tested by a series of test methods. The experimental results show that the samples are nanocrystalline particles with good crystal shape, uniform morphology and uniform particle size distribution. 2) the antibacterial properties of the synthesized nano-MOFs are studied. The antimicrobial activity of Escherichia coli (Gram-negative bacteria) and Staphylococcus aureus (Gram-positive bacteria) were tested, and the results were analyzed and compared. The results showed that the MOFs we synthesized had the ability to inhibit and kill the two bacteria at a certain concentration. The effect of different metal doping on the antibacterial properties was studied. The results showed that the antibacterial properties of the doped MOFs were higher than that of the host ZIF-8 materials. The antibacterial properties of the doped MOFs with silver and nickel were significantly enhanced at lower concentrations, and the antibacterial properties of the cadmium doped MOFs were also enhanced at the higher concentrations. These results show that the antibacterial properties of metal-doped ZIF-8 matrix materials are closely related to their composition.) the cytotoxicity of different transition metal-doped ZIF-8 matrix materials is studied. We used human hepatoma cell (Hep G _ 2), cervical cancer cell (he La) and rat stem cell (M3) as living cell models of cancer cells and normal tissue cells in vitro, respectively, to study the cytotoxicity of the doped MOFs in vitro. The results showed that at lower concentration, the doped M- / ZIF-8 had no inhibition or lethal effect on cancer cells and normal cells, and only at higher concentration showed certain cytotoxicity. In this paper, a series of nanoscale MOFs doped with different metal ions were prepared at room temperature by using a green and simple method. The results of antibacterial and cytotoxicity tests showed that these MOFs had certain antibacterial activity and good cytocompatibility. After doping with some metal ions (such as silver, nickel, etc.), the antibacterial properties of the complexes were significantly improved at lower concentrations, and no cytotoxicity was observed.
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ460.1;O641.4

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本文編號：2026726