一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法及其应用
技术领域
1.本发明属于生物功能材料领域，特别是涉及一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法及其应用。
背景技术：2.养殖产业抗生素滥用已经严重危害到了环境安全和人的身体健康，同时还可能导致“超级细菌”的产生。导致细菌出现抗药性，出现耐药菌株，且抗生素会残留在畜禽体内，导致抗药性病菌的转移，存在潜在隐患，农业农村部实施畜禽饲料全面禁“抗”后，养殖产业出现了饲料中无抗生素替代剂可用的局面。由于抗生素产品的特殊性，在饲料中使用范围广用量大，目前还没有一个单独的产品可以完全替代抗生素。
3.金属-有机框架(mof)材料是由金属为连接点、有机配体为骨架的三维结构材料，是近十年来发展迅速的一种配位聚合物，因其具有高孔隙率、高比表面积和低密度等有点，在生物医学领域具有巨大的前景。环糊精及其衍生物具有无毒无害无副作用的优点，可以降低药物的刺激、副作用和不良气味等，被广泛应用于食品和药品领域。将环糊精及其衍生物作为有机配体制备mof材料，可以极大的提升mof材料的各项性能。目前，还没有关于环糊精mof颗粒用于抗生素替代的研究，为此，我们提出了一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法及其应用来解决上述问题。
技术实现要素：4.本技术提供了一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法及其应用，解决了目前还没有关于环糊精mof颗粒用于抗生素替代进行研究的问题。
5.本技术提供了一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，包括：
6.称取物质的量之比为1:(0.25-2)的金属盐和有机配体，溶于去离子水中，其中所述金属盐为氯金酸、氯铂酸、氯化银、氯化铜、氯化锌中的任意一种；所述有机配体为β-环糊精、甘氨酸-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、羟乙基β-环糊精、葡糖基β-环糊精、半乳糖基β-环糊精中的任意一种，其中所述甘氨酸-β-环糊精、所述羟丙基β-环糊精、所述羟乙基β-环糊精、所述葡糖基β-环糊精、所述半乳糖基β-环糊精的取代度为1-3；
7.向所述去离子水中加入调节剂，搅拌50-100min，将混合液倒入水热反应釜中在50-150℃下反应12-36h，干燥得到环糊精mof颗粒，其中所述调节剂为n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和氢氧化钾中的任意一种。
8.优选地，所述金属盐与有机配体的物质的量之比为1：0.5或1：1或1：2。
9.优选地，所述甘氨酸-β-环糊精、所述羟丙基β-环糊精、所述羟乙基β-环糊精、所述葡糖基β-环糊精、所述半乳糖基β-环糊精的取代度为2或2.5或3。
10.优选地，所述调节剂与所述金属盐的物质的量之比为1:(2-4)。
11.优选地，所述调节剂与所述金属盐的物质的量之比为1：2或1：3或1：4。
12.优选地，所述水热反应温度为60℃或80℃或100℃或130℃。
13.优选地，所述水热反应时间为15h或20h或24h或30h。
14.优选地，所述环糊精mof颗粒的尺寸为50-800nm。
15.优选地，所述环糊精mof颗粒的尺寸为50nm或100nm或200nm或400nm或600nm或800nm。
16.本发明还提供了一种基于上述任意一项所述的环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法得到的环糊精mof颗粒作为抗生素替代剂在饲料中的应用。
17.由以上技术方案可知，本发明提供了一种环糊精mof颗粒的制备方法。
18.制备方法如下：称取金属盐和有机配体，溶于去离子水中，加入调节剂，搅拌，随后将混合液倒入水热反应釜中反应，干燥得到mof材料；
19.其中金属盐为氯金酸、氯铂酸、氯化银、氯化铜、氯化锌中的任意一种。选择不同金属盐可以得到不同金属基mof材料；
20.有机配体为β-环糊精、甘氨酸-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、羟乙基β-环糊精、葡糖基β-环糊精、半乳糖基β-环糊精中的任意一种；
21.且甘氨酸-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、羟乙基β-环糊精、葡糖基β-环糊精、半乳糖基β-环糊精的取代度为1-3。
22.环糊精mof颗粒的尺寸为50-800nm。
23.本发明的有益效果是：通过结合金属离子和环糊精，制备了环糊精mof颗粒，具有抗菌性优异、ph稳定性高、生物相容性好、生物安全性高等优点，能高效去除肠道病原菌，预防动物疾病，可作为抗生素替代剂用于饲料中。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明提出的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法的制备流程图。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
27.参见图1，一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，包括：
28.s1，称取物质的量之比为1:(0.25-2)的金属盐和有机配体，溶于去离子水中，其中金属盐为氯金酸、氯铂酸、氯化银、氯化铜、氯化锌中的任意一种；有机配体为β-环糊精、甘氨酸-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、羟乙基β-环糊精、葡糖基β-环糊精、半乳糖基β-环糊精中的任意一种，其中甘氨酸-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、羟乙基β-环糊精、葡糖基β-环糊精、半乳糖基β-环糊精的取代度为1-3；
29.s2，向去离子水中加入调节剂，调节剂与金属盐的物质的量之比为1:(2-4)，搅拌50-100min，将混合液倒入水热反应釜中在(50-150℃)下反应12-36h，干燥得到尺寸为50-800nm的环糊精mof颗粒，其中调节剂为n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和氢氧化钾中的任意一种。
30.在本发明中，金属盐与有机配体的物质的量之比为1：0.5或1：1或1：2；
31.甘氨酸-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、羟乙基β-环糊精、葡糖基β-环糊精、半乳糖基β-环糊精的取代度为2或2.5或3；
32.调节剂与金属盐的物质的量之比为1：2或1：3或1：4；
33.水热反应温度为60℃或80℃或100℃或130℃；
34.水热反应时间为15h或20h或24h或30h；
35.环糊精mof颗粒的尺寸为50-800nm；
36.环糊精mof颗粒的尺寸为50nm或100nm或200nm或400nm或600nm或800nm。
37.实施例1
38.称取2mmol氯金酸和1mmol取代度为2的甘氨酸-β-环糊精溶于100ml去离子水，加入8mmoln,n-二甲基甲酰胺，搅拌60min，随后将混合液倒入水热反应釜中60℃下反应15h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为193nm。
39.实施例2
40.称取1mmol氯铂酸和1mmol取代度为2.5的羟丙基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入3mmoln,n-二甲基甲酰胺，搅拌80min，随后将混合液倒入水热反应釜中60℃下反应20h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为182nm。
41.实施例3
42.称取1mmol氯化银和2mmol取代度为3的葡糖基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入4mmoln,n-二甲基甲酰胺，搅拌90min，随后将混合液倒入水热反应釜中60℃下反应24h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为170nm。
43.实施例4
44.称取2mmol氯化锌和1mmol取代度为2的羟乙基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入6mmoln,n-二甲基甲酰胺，搅拌60min，随后将混合液倒入水热反应釜中60℃下反应30h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为153nm。
45.实施例5
46.称取1mmol氯化铜和1mmol取代度为2.5的甘氨酸-β-环糊精溶于100ml去离子水，加入4mmol无水乙醇，搅拌80min，随后将混合液倒入水热反应釜中100℃下反应15h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为156nm。
47.实施例6
48.称取1mmol氯金酸和2mmol取代度为3的羟丙基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入3mmol无水乙醇，搅拌90min，随后将混合液倒入水热反应釜中100℃下反应20h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为135nm。
49.实施例7
50.称取2mmol氯铂酸和1mmol取代度为2的葡糖基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入
8mmol无水乙醇，搅拌80min，随后将混合液倒入水热反应釜中100℃下反应24h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为113nm。
51.实施例8
52.称取1mmol氯化银和1mmol取代度为2.5的羟乙基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入2mmol无水乙醇，搅拌90min，随后将混合液倒入水热反应釜中100℃下反应30h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为96nm。
53.实施例9
54.称取1mmol氯化锌和2mmol取代度为3的甘氨酸-β-环糊精溶于100ml去离子水，加入3mmol氢氧化钾，搅拌60min，随后将混合液倒入水热反应釜中130℃下反应15h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为102nm。
55.实施例10
56.称取2mmol氯化铜和1mmol取代度为2的羟丙基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入6mmol氢氧化钾，搅拌90min，随后将混合液倒入水热反应釜中130℃下反应20h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为99nm。
57.实施例11
58.称取1mmol氯金酸和1mmol取代度为2.5的半乳糖基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入4mmol氢氧化钾，搅拌60min，随后将混合液倒入水热反应釜中130℃下反应24h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为95nm。
59.实施例12
60.称取1mmol氯铂酸和2mmol取代度为3的半乳糖基β-环糊精溶于100ml去离子水，加入2mmol氢氧化钾，搅拌80min，随后将混合液倒入水热反应釜中130℃下反应30h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为82nm。
61.实施例13
62.称取1mmol氯金酸和2mmolβ-环糊精溶于100ml去离子水，加入4mmol氢氧化钾，搅拌80min，随后将混合液倒入水热反应釜中80℃下反应20h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为760nm。
63.实施例14
64.称取1mmol氯化银和1mmolβ-环糊精溶于100ml去离子水，加入2mmol无水乙醇，搅拌90min，随后将混合液倒入水热反应釜中100℃下反应24h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为700nm。
65.实施例15
66.称取2mmol氯化锌和1mmolβ-环糊精溶于100ml去离子水，加入6mmoln,n-二甲基甲酰胺，搅拌60min，随后将混合液倒入水热反应釜中130℃下反应30h，将所得样品用无水乙醇漂洗3次，抽滤后干燥得到mof颗粒。采用动态光散射测得平均粒径为610nm。
67.实施例16
68.将合成的环糊精mof颗粒在模拟胃液中进行ph稳定性评估。选取五组样品(实施例1、3、7、8和12)，分别倒入配置好的模拟胃液中，反应一定时间后，取3ml混合液，离心去上清。用电感耦合等离子体质谱(icp-ms)测定上清液中金属元素的含量。在3h内，所有样品在模拟胃液中溶解率均低于5％。
[0069][0070]
实施例17
[0071]
将合成的环糊精mof颗粒进行体外抗菌评价。选取牛、羊、鸡和兔等家禽的典型病原菌(大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌、链球菌和葡萄球菌)作为目标菌，选取五组样品(实施例2、6、8、10、12、13、14和15)进行抗菌性能，采用菌落计数法对样品的抗菌率进行计算。环糊精衍生物作为有机配体的环糊精mof颗粒对典型病原菌的抗菌效率均达到95％以上。
[0072][0073]
实施例18
[0074]
将合成的环糊精mof颗粒进行体内抗菌性能评价。随机选取五组样品(实施例3、4、6、9、12、13、14和15)，连续给予鸡和兔子1周含所选样品的饲料(添加量为50mg/kg)后，暴露典型病原菌巴氏杆菌中，为评价效果，实验包含空白对照组。取动物的五脏、小肠、盲肠和直肠，采用组织病理学方法评价炎症反应，对肠道菌群进行测序评价感染情况。如下表所示，环糊精衍生物作为有机配体的环糊精mof颗粒给鸡和兔子喂食后，均未产生感染现象，也无肠道炎症反应。这表明制备的环糊精mof颗粒在动物体内抗菌效果非常好，且安全性高。
[0075][0076]
上文中对于一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，本发明实施例还提供了一种基于上述实施例所提供的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法得到的环糊精mof颗粒作为抗生素替代剂在饲料中的应用。
[0077]
由以上技术方案可知，通过结合金属离子和环糊精，制备了环糊精mof颗粒，具有
抗菌性优异、ph稳定性高、生物相容性好、生物安全性高等优点，能高效去除肠道病原菌，预防动物疾病，可作为抗生素替代剂用于饲料中。
[0078]
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细办法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明各原料包括氯金酸、氯铂酸、氯化银、氯化铜、氯化锌、β-环糊精、甘氨酸-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、羟乙基β-环糊精、葡糖基β-环糊精、半乳糖基β-环糊精、n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇、氢氧化钾等材料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围内
[0079]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围由权利要求指出。
[0080]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本技术实施方式并不构成对本技术保护范围的限定。
技术特征：1.一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，包括：称取物质的量之比为1:(0.25-2)的金属盐和有机配体，溶于去离子水中，其中所述金属盐为氯金酸、氯铂酸、氯化银、氯化铜、氯化锌中的任意一种；所述有机配体为β-环糊精、甘氨酸-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、羟乙基β-环糊精、葡糖基β-环糊精、半乳糖基β-环糊精中的任意一种，其中所述甘氨酸-β-环糊精、所述羟丙基β-环糊精、所述羟乙基β-环糊精、所述葡糖基β-环糊精、所述半乳糖基β-环糊精的取代度为1-3；向所述去离子水中加入调节剂，搅拌50-100min，将混合液倒入水热反应釜中在50-150℃下反应12-36h，干燥得到环糊精mof颗粒，其中所述调节剂为n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和氢氧化钾中的任意一种。2.根据权利要求1所述的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，所述金属盐与有机配体的物质的量之比为1：0.5或1：1或1：2。3.根据权利要求1所述的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，所述甘氨酸-β-环糊精、所述羟丙基β-环糊精、所述羟乙基β-环糊精、所述葡糖基β-环糊精、所述半乳糖基β-环糊精的取代度为2或2.5或3。4.根据权利要求1所述的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，所述调节剂与所述金属盐的物质的量之比为1:(2-4)。5.根据权利要求4所述的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，所述调节剂与所述金属盐的物质的量之比为1：2或1：3或1：4。6.根据权利要求1所述的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应温度为60℃或80℃或100℃或130℃。7.根据权利要求1所述的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应时间为15h或20h或24h或30h。8.根据权利要求1所述的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，所述环糊精mof颗粒的尺寸为50-800nm。9.根据权利要求8所述的一种环糊精mof颗粒抗生素替代剂的制备方法，其特征在于，所述环糊精mof颗粒的尺寸为50nm或100nm或200nm或400nm或600nm或800nm。10.根据权利要求1-9任意一项所述的制备方法得到的环糊精mof颗粒作为抗生素替代剂在饲料中的应用。
技术总结本申请公开了一种环糊精MOF颗粒抗生素替代剂的制备方法，包括：称取物质的量之比为1:(0.25-2)的金属盐和有机配体，溶于去离子水中，向所述去离子水中加入调节剂，搅拌50-100min，将混合液倒入水热反应釜中在50-150℃下反应12-36h，干燥得到环糊精MOF颗粒。所述制备方法得到的环糊精MOF颗粒作为抗生素替代剂在饲料中的应用，通过结合金属离子和环糊精，制备了环糊精MOF颗粒，具有抗菌性优异、pH稳定性高、生物相容性好、生物安全性高等优点，能高效去除肠道病原菌，预防动物疾病，可作为抗生素替代剂用于饲料中。素替代剂用于饲料中。素替代剂用于饲料中。
技术研发人员：季群 查瑞涛 王明政 卿建荣 郝文帅 殷彪
受保护的技术使用者：宁夏京成天宝科技有限公司
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/7/5
