納米銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種納米銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于無機(jī)抗菌劑的制備領(lǐng)域；使用陽離子多聚體通過化學(xué)還原法制備得到納米銀復(fù)合材料，具有粒經(jīng)小、分散均勻、分散度高、帶正電荷等特點；并將該材料應(yīng)用于殺菌領(lǐng)域。
【專利說明】納米銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無機(jī)抗菌劑的制備領(lǐng)域，尤其是納米銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著抗抗生素耐藥性菌株的日益增多，無機(jī)抗菌劑納米銀及其復(fù)合材料逐漸成為人們研宄的熱點。納米銀用于治療應(yīng)用，其穩(wěn)定性是一個重要問題。先前的研宄表明，納米銀顆粒在溶液中是不穩(wěn)定的，當(dāng)它的平均粒徑大于仙鹽或在高濃度狀態(tài)下就容易發(fā)生聚集。
[0003]在納米銀的主要的修飾劑中，經(jīng)聚合物修飾的納米銀顆粒，其抗菌性能改善是明顯的，因為聚合物對納米銀的穩(wěn)定作用是最好的，但是這些高分子修飾劑或保護(hù)劑很難滿足綠色生產(chǎn)的要求，而且還可能會對人體產(chǎn)生毒害作用。
[0004]有研宄者采用安全無毒的聚二烯丙基二甲基胺鹽酸鹽(9004)為分散劑，制備得到穩(wěn)定的納米銀溶膠，但其納米粒徑仍然偏大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種納米銀復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，通過簡單的、低能耗的化學(xué)還原法制得穩(wěn)定、高分散的帶有不同電荷的納米銀復(fù)合材料
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的。
[0007]一種納米銀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0008]將可溶銀鹽與水溶性陽離子多聚體的去離子水溶液的混合液八逐滴加至還原劑的去離子水溶液中得混合液8，室溫反應(yīng)，將所得陽離子多聚體納米銀溶膠的懸浮液離心、洗滌。
[0009]進(jìn)一步，所述水溶性陽離子多聚體為多聚鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、多聚左旋賴氨酸、多聚乙烯亞胺、水溶性殼聚糖或殼聚糖衍生物以及樹狀高分子。
[0010]在上述方案中，所述混合液八中銀鹽與所述水溶性陽離子多聚體的濃度比為1:100 ?3:5。
[0011]在上述方案中，所述還原劑為硼氫化鈉或1-抗壞血酸，所述混合液8中還原劑與所述可溶銀鹽的濃度比為0.5?1.5。
[0012]在上述方案中，所述反應(yīng)時間為至少320111111。
[0013]在上述方案中，所述離心的轉(zhuǎn)速為不低于1000011)111，所述離心時間為不少于
[0014]本發(fā)明還包括按照上述制備方法得到的納米銀復(fù)合材料。
[0015]進(jìn)一步，所述納米銀粒徑為4?511111。
[0016]本發(fā)明還將納米銀復(fù)合材料作為殺菌的用途。
[0017]有益效果:
[0018](1)利用低毒或無毒的水溶性陽離子多聚體制備得到的仏咿8-9017(+),可大大降低納米銀對人體產(chǎn)生的副作用；
[0019](2)通過化學(xué)還原法所制得的八8冊84017(+)納米銀顆粒非常均勻且粒徑很小，均在4?511111之間；
[0020](3)通過改變反應(yīng)中水溶性陽離子多聚體與銀鹽的用量來調(diào)節(jié)^冊表面的電荷量，進(jìn)而調(diào)節(jié)其殺菌性能；

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為^冊8-901/+)溶膠的吸收特征峰隨反應(yīng)時間的變化圖。
[0022]圖2為^冊8-901/+)納米銀復(fù)合材料形貌隨時間演變的透射電鏡圖。
[0023]圖3為具有不同電荷量的仏冊8-901/+)對致病菌綠膿桿菌的吸附作用圖。
[0024]圖4為具有不同電荷量的仏冊8-901/+)對致病菌綠膿桿菌的生長曲線的影響。
[0025]圖5為具有不同電荷量的仏冊8-？015^對致病菌綠膿桿菌的殺菌曲線。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0027]本發(fā)明所用水溶性陽離子多聚體為？00八，其他優(yōu)選的水溶性陽離子多聚體多聚左旋賴氨酸、多聚乙烯亞胺、殼聚糖和殼聚糖衍生物以及樹狀高分子均有很好的水溶性且都帶有正電荷，均可實現(xiàn)反應(yīng)，在此并未一一列出，但均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0028]對于混合液4中銀鹽與水溶性陽離子多聚體的濃度比為1:100?3: 5，當(dāng)濃度比小于1:100時，形成的納米銀顆粒在溶液中不穩(wěn)定；當(dāng)濃度比大于3:5時，形成的納米銀溶膠呈負(fù)電位；當(dāng)濃度比位于1:100?3:5之間，隨著濃度比增加，納米銀溶膠表面的26仏電位值降低，因此可根據(jù)需要的26仏電位值來調(diào)節(jié)銀鹽與水溶性陽離子多聚體的濃度比。
[0029]實施例1
[0030](1)納米銀復(fù)合材料仏的制備與表征:
[0031]將101111 31118/[可溶銀鹽分別與101111 7.5呢凡、15呢凡、301118/[多聚鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯$01^)的去離子水中溶液，混合后逐滴加至10此2.768/此硼氫化鈉或[-抗壞血酸水溶液中，室溫反應(yīng)320-1將所得陽離子多聚體納米銀溶膠的懸浮液在轉(zhuǎn)速為1000011)111下離心80111111、用去離子水洗滌兩次以上。
[0032]使用7.5呢71、15呢凡、30呢71三種濃度的？00八反應(yīng)得到的三種納米銀溶膠分別命名為？1、？2、？3，150卯III的仏咿8-？015^表面的26乜電位分別為+3011^ +75^和+150^0
[0033]如圖1所示，圖1⑷和圖1⑶分別為反應(yīng)在60—以內(nèi)和55?320111111納米銀紫外-可見吸收譜圖隨反應(yīng)時間的變化；圖1(3)中，在2111111時譜圖中39511111出現(xiàn)納米銀特征吸收峰，隨著反應(yīng)進(jìn)行，峰位逐漸藍(lán)移，吸收峰逐漸增強(qiáng)，說明納米銀逐漸形成，溶液顏色變化不明顯；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到6001?。?，溶液顏色瞬間變淺，納米銀特征吸收峰明顯增強(qiáng)，峰位紅移幅度較大，此時納米銀溶膠不穩(wěn)定，隨著反應(yīng)繼續(xù)到100111111，納米銀的吸收特征峰繼續(xù)增強(qiáng)而且繼續(xù)紅移，當(dāng)反應(yīng)繼續(xù)到32001=時，光譜圖中納米銀的吸收特征峰發(fā)生了藍(lán)移現(xiàn)象，然后峰位維持不變，只是強(qiáng)度有所增強(qiáng)，說明反應(yīng)結(jié)束，最終制備得到均一穩(wěn)定的八8咿8-^017(+)溶膠。
[0034]如圖2所示，圖2⑷為反應(yīng)進(jìn)行到2111111時仏冊8-？01廣的透射電鏡(121)圖，此時納米銀顆粒已經(jīng)形成，尺寸較小且粒徑分布很寬；隨著反應(yīng)進(jìn)行到6001?。?，納米銀的顆粒尺寸很大，約50=%粒徑分布變得更寬，如圖2(6)；這種現(xiàn)象與圖1中紫外-可見吸收譜圖結(jié)果一致，顆粒增大，粒徑分布變化造成吸收特征峰明顯紅移；反應(yīng)進(jìn)行到10001?。?，尺寸大的顆粒數(shù)目減小，分化成許多小顆粒，如圖2(0 ；隨著反應(yīng)時間繼續(xù)，如圖2(1 6、0，小顆粒的納米銀數(shù)目繼續(xù)增多，大顆粒的納米銀數(shù)目減少，當(dāng)反應(yīng)到320-=后，納米銀顆粒非常均勾且粒徑變小為4?511111。
[0035](2)不同電荷的納米銀復(fù)合材料冊8-？01廣對革蘭氏陰性菌的吸附性能檢測:
[0036]81.活化甘油菌:用槍頭沾取保存于-801:冰箱中革蘭氏陰性菌的甘油菌加入3此液體無抗細(xì)菌培養(yǎng)基中，置于搖床中371，18011)111過夜培養(yǎng)(約1210 ；
[0037]82.菌種轉(zhuǎn)接:將活化好的甘油菌以5%的量轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基中，置于搖床中3700，1801-1)111培養(yǎng)至菌液在60011111處的吸光值約等于1.0 ；
[0038]83.離心洗滌:取上述培養(yǎng)菌液于離心管中，2000印111，10111111離心，棄去上清，加入等量磷酸緩沖液懸浮后200011)111，10111111離心棄上清；
[0039]84.菌體懸浮:取上述離心后的菌體加入等量？83緩沖液懸浮備用；
[0040]85.取100 V [菌液于培養(yǎng)孔板的3個孔中，用⑴中制備的？1、？2、？3分別處理(終濃度為100卯111)并加入終濃度為5 V 的溴化乙錠(￡8)后，加入磷酸緩沖液補(bǔ)至總體積為200 V I ；每隔一小時用凝膠成像系統(tǒng)中30211111的紫外燈觀察并拍照。
[0041]如圖3所示(￠0111^01組未加納米銀復(fù)合材料)，由于溴化乙錠(￡8)的存在，其與細(xì)菌結(jié)合后，在標(biāo)準(zhǔn)302！^紫外光透射儀激發(fā)下放射出橙紅色信號，采用帶電荷耦合器件-成像頭的凝膠成像處理系統(tǒng)拍攝后呈白色熒光，熒光的強(qiáng)弱與溶液中菌體的含量呈正比:白色熒光越強(qiáng)，表示溶液中菌體的含量較多；白色熒光變?nèi)酰瑒t表示被吸附到孔板底部的細(xì)菌增多。
[0042]通過對帶不同正電荷的納米銀溶膠？1、？2、？3與細(xì)菌結(jié)合能力的檢測，結(jié)果表明納米銀所帶電荷影響其與細(xì)菌表面的結(jié)合能力，且隨著納米銀所帶正電荷的增多，其與革蘭氏陰性菌的結(jié)合能力也越來越強(qiáng)。
[0043](3)不同正電荷納米銀復(fù)合材料仏冊8-？017^抗菌效果的檢測:
[0044]以常見致病菌綠膿桿菌為例:
[0045]81.將保存的在-801:的綠膿桿菌的甘油菌加入適量的培養(yǎng)基，置于371:、180^111的搖床中過夜活化；
[0046]82.活化的菌種以5%的接種量接入到新鮮的培養(yǎng)基中，置于371:、180^111的搖床中培養(yǎng)至對數(shù)期；
[0047]83.將32中對數(shù)期的細(xì)菌重新以5%的接種量接到新鮮的細(xì)菌液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)并加入(2)中所制得的三種納米復(fù)合材料？1、？2、？3分別處理，置于371:恒溫震蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每小時固定時間測量菌液在600=0處的吸光值，以此來監(jiān)測微生物的生長情況。
[0048]如圖4所示，當(dāng)？1濃度為1和2.5卯!11時，與對照組正常條件下的生長曲線相比較，實驗結(jié)果顯示冊8401/+)具有延長細(xì)菌的延滯期的效果，分別使綠膿桿菌的生長延遲了 11！和2匕且？1濃度為2.5卯!11時，細(xì)菌的生長始終處于被抑制的狀態(tài)，且生長極為緩慢；當(dāng)？1濃度為5卯III時，綠膿桿菌的生長被完全抑制，371:繼續(xù)培養(yǎng)到48小時后，取少量樣品轉(zhuǎn)移涂布瓊脂平板，再培養(yǎng)24小時并沒有長出菌落。
[0049]隨著^咿8-^01/+)溶膠正電荷增加，？2和？3顯示出了比？1更強(qiáng)的抑菌效果，如圖4，當(dāng)？2濃度分別為0.5，1和2.5卯111時，綠膿桿菌的生長延遲期分別推遲了 2匕處和811 ；而當(dāng)？3濃度為0.1卯!11時，與對照組相比較，綠膿桿菌的生長延遲了處，相當(dāng)于？2濃度為1卯III的同等抑菌效果，且比？1濃度為2.5卯III的抑菌效果要好。
[0050](4)不同正電荷納米銀復(fù)合材料八8冊8-901/+)殺菌效果的檢測:
[0051]以常見致病菌綠膿桿菌為例:
[0052]81.將保存的在-801:的綠膿桿菌的甘油菌加入適量的培養(yǎng)基，置于371:、180^111的搖床中過夜活化；
[0053]82.活化的菌種以5%的接種量接入到新鮮的培養(yǎng)基中，置于371:、180170111的搖床中培養(yǎng)至對數(shù)期；
[0054]83.將上述對數(shù)期的菌液200011)111分別離心10分鐘，并用0.85 %的生理鹽水洗滌兩次去除殘余的培養(yǎng)基；
[0055]84.將33中離心后的菌沉淀用適量0.85%的生理鹽水懸浮使其初始均濃度保持一致并加入實施例2中所制得的三種納米復(fù)合材料？1、？2、？3分別處理，251、20017^111搖床培養(yǎng)，每隔30111111涂平板，統(tǒng)計數(shù)據(jù)、計算其存活率并制作菌株的存活率曲線(圖5)。
[0056]不同濃度的三種^冊8-901/+)溶膠處理綠膿桿菌，最小抑菌濃度測定通過菌落形成數(shù)(￠^?)來評定，將其進(jìn)一步進(jìn)行整理，就可以得到冊8401/+)溶膠處理綠膿桿菌的殺菌曲線圖(圖5)，圖5中顯示三種^冊8-901/+)溶膠都有很強(qiáng)的殺菌性，且殺菌性能？3 ? ？2 ? ？1。
[0057]當(dāng)？1濃度為1卯!II時在2小時內(nèi)就出現(xiàn)了綠膿桿菌幾乎全部被殺死的現(xiàn)象；當(dāng)？2濃度為1卯III時在1小時內(nèi)就幾乎殺死全部的綠膿桿菌；當(dāng)？3濃度為0.5卯III時在0.5小時內(nèi)出現(xiàn)了綠膿桿菌幾乎全部被殺死的現(xiàn)象冊8-9017(+)溶膠濃度愈大，其殺菌效果也愈加顯著。
[0058]所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種納米銀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將可溶銀鹽與水溶性陽離子多聚體的去離子水溶液的混合液A逐滴加至還原劑的去離子水溶液中得混合液B，室溫反應(yīng)，將所得陽離子多聚體納米銀溶膠的懸浮液離心、洗滌。
2.如權(quán)利要求1所述的納米銀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述水溶性陽離子多聚體為多聚鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、多聚左旋賴氨酸、多聚乙烯亞胺、水溶性殼聚糖和殼聚糖衍生物以及樹狀高分子。
3.如權(quán)利要求1所述的納米銀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述混合液A中銀鹽與所述水溶性陽離子多聚體的濃度比為1:100?3:5。
4.如權(quán)利要求1所述的納米銀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述還原劑為硼氫化鈉或L-抗壞血酸，所述混合液B中還原劑與所述可溶銀鹽的濃度比為0.5?1.5。
5.如權(quán)利要求1所述的納米銀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)時間為至少 320min。
6.如權(quán)利要求1所述的納米銀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述離心的轉(zhuǎn)速為不低于lOOOOrpm，所述離心時間為不少于80min。
7.如權(quán)利要求1?6中任意所述的納米銀復(fù)合材料的制備方法得到的納米銀復(fù)合材料。
8.如權(quán)利要求7所述的納米銀復(fù)合材料，其特征在于，所述納米銀粒徑為4?5nm。
9.如權(quán)利要求8所述的納米銀復(fù)合材料作為殺菌的用途。
【文檔編號】A01N59/16GK104490927SQ201410768946
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】陳茹, 劉海濤, 周亞洲, 劉燕敏, 賀婷婷, 楊娟, 程曉農(nóng), 施海峰 申請人:江蘇大學(xué)