可控釋放銀離子的納米銀、制備方法和抗菌劑技術

本發明專利技術提供了一種可控釋放銀離子的納米銀、制備方法和抗菌劑。其中，制備方法以化學還原法得到的檸檬酸根修飾納米銀顆粒作為納米銀母體，采用不同結構的配體分子通過配體交換取代檸檬酸根修飾到納米銀顆粒表面，通過便捷地控制修飾過程中配體分子的種類，可得到不同表面結構及銀離子釋放能力的納米銀顆粒。本發明專利技術具有較好的可控性和可重復性，制備得到的納米銀顆粒粒徑均一、單分散性好，且可大量重復制備，同時，采用所述納米銀顆粒制作抗菌劑，可廣泛應用于生物、化學和材料科學等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化學及材料科學領域，尤其涉及一種可控釋放銀離子的納米銀，以及該納米銀的制備方法，還涉及一種包含該納米銀的抗菌劑。
技術介紹
納米銀具備優異的廣譜抗菌活性，被廣泛用作食品、藥品、化妝品以及家用電器中的抗菌劑。截止2014年，涉及納米銀的商品占全球納米商品的近三成，居各類納米材料之首。原理上，納米銀表面的銀(Ag)原子可被空氣中的氧氣氧化，并進一步釋放出氧化產物銀離子(Ag+)，Ag+可與細菌中含-SH(巰基)的重要功能酶結合，擾亂正常生物過程，從而產生抗菌活性。因此，如何制備可控釋放Ag+量和時間的納米銀，用于生產抗菌性能可控的納米銀商品，對于優化開發、合理使用納米銀商品十分重要。然而關于這方面的研究和成果還較少。目前，納米銀的制備方法有化學還原法、仿生合成法、反相膠束法等。其中，化學還原法簡便易操作，反應條件溫和，可控性和可重復性好，產物性質穩定。后續結合配體交換過程，可人為調控納米銀的表面化學結構，從而實現對納米銀性質的精細調控，包括Ag+釋放。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本專利技術的目的在于提供一種可控釋放銀離子的納米銀及制備方法和一種抗菌劑，以解決上述的至少一項技術問題。(二)技術方案本專利技術的一方面，提供了一種可控釋放銀離子的納米銀的制備方法，包含：步驟1、準備檸檬酸根修飾的納米銀顆粒；步驟2、向所述檸檬酸根修飾的納米銀顆粒溶液加入配體分子進行反應，所述配體分子的配位基團與Ag原子的配對能力強于羧基，；步驟3、純化步驟2得到的配體分子修飾的納米銀顆粒。優選地，所述配體分子可以為巰基化合物分子；優選的，所述巰基化合物分子可以為巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸。優選地，所述步驟1包括步驟：混合檸檬酸鹽、丹寧酸、Ag+溶液，攪拌溶液并進行磁力加熱回流反應；所述檸檬酸鹽可以為檸檬酸鈉、氨基酸，所述Ag+溶液可以為硝酸銀、高氯酸銀。當所述溶液由無色透明變成棕黃色時，停止加熱，冷卻至室溫，純化得到的檸檬酸根修飾的納米銀顆粒。優選地，對于巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸修飾的納米銀與配體分子的摩爾配比比例可以分別為1:50000、1:500000和1:10000。優選地，步驟2中，所述混合溶液鹽濃度不高于10mmol/L、生理pH值狀態；pH值由緩沖液調節，所述緩沖液可以為磷酸緩沖液。優選地，所述純化包括超濾，可以采用截留分子量10kDa超濾膜，將溶液置于離心力下離心超濾，還可以在除去未反應的試劑后，繼續用超純水洗滌。本專利技術的另一方面，還提供了一種可控釋放銀離子的納米銀，所述納米銀為配體分子修飾的納米銀顆粒，并且所述配體分子的配位基團與Ag原子的配對能力強于羧基。進一步地，所述配體分子可以為巰基化合物分子。進一步地，所述巰基化合物分子可以為巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸；并且巰基化合物修飾的納米銀的銀離子釋放量，與巰基化合物的碳鏈長度和末端基團匹配。本專利技術的再一方面，還提供了一種抗菌劑，包括上述方案中的納米銀。(三)有益效果本專利技術簡便易操作，反應條件溫和，可控性和可重復性好，產物性質穩定。后續結合配體交換過程，可人為調控納米銀的表面化學結構，從而實現對納米銀性質的精細調控。同時本專利技術制備得到的不同納米銀顆粒粒徑均一、單分散性好，且可大量重復制備，制作抗菌劑，廣泛應用于生物、化學和材料科學等領域。附圖說明圖1為本專利技術實施例的制備可控釋放銀離子的納米銀的流程示意圖；圖2為本專利技術實施例的制備可控釋放銀離子的納米銀的分子示意圖；圖3A至3D分別為本專利技術實施例制備的4種納米銀顆粒透射電子顯微鏡表征圖；圖4A至4D分別為本專利技術實施例制備的4種納米銀顆粒高分辨X射線電子結合能譜圖；圖5A和5B分別為本專利技術實施例制備的4種納米銀顆粒在25℃下在6h和24h時釋放Ag+釋放量統計圖。具體實施方式本專利技術以化學還原法制備單分散性好的檸檬酸根修飾納米銀顆粒(Cit@AgNPs)作為母體，采用不同結構的有機配體分子(配位原子、碳鏈長度、末端基團等結構因子)通過配體交換取代檸檬酸根修飾到納米銀顆粒(AgNPs)表面，通過選擇修飾配體分子的種類，可得到不同表面結構及銀離子釋放能力的AgNPs。本專利技術中的配體分子是包含的配位基團與銀原子的配對能力強于羧基的有機物，包括但不限于巰基。本專利技術實施例的一方面，提供了一種可控釋放銀離子的納米銀的制備方法，包含：步驟1、準備檸檬酸根修飾的納米銀顆粒；具體地，可以采用以下工藝：混合檸檬酸鹽、丹寧酸、Ag+溶液，攪拌溶液并進行磁力加熱回流反應；所述檸檬酸鹽可以為檸檬酸鈉、氨基酸，所述Ag+溶液可以為硝酸銀、高氯酸銀。當所述溶液由無色透明變成棕黃色時，停止加熱，冷卻至室溫，純化得到的檸檬酸根修飾的納米銀顆粒，所述純化步驟可以為超濾，可以采用用截留分子量10kDa超濾膜，將溶液置于離心力下離心超濾，并在除去未反應的試劑后，繼續用超純水洗滌。步驟2、向所述檸檬酸根修飾的納米銀顆粒溶液加入配體分子進行反應，所述配體分子的配位基團與Ag原子的配對能力強于羧基；具體地，該步驟中工藝參數可以為：混合溶液鹽濃度不高于10mmol/L、生理pH值狀態；pH值由緩沖液調節，所述緩沖液為磷酸緩沖液。所述配體分子可以為巰基化合物分子，優選的，所述巰基化合物分子為巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸，對于巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸修飾的納米銀與配體分子摩爾配比比例可以分別為1:50000、1:500000和1:10000。步驟3、純化步驟2得到的配體分子修飾的納米銀顆粒。具體地，所述純化包括超濾，可以采用截留分子量10kDa超濾膜，將溶液置于離心力下離心超濾，還可以在除去未反應的試劑后，繼續用超純水洗滌。本專利技術實施例的另一方面，還提供了一種可控釋放銀離子的納米銀，所述納米銀為配體分子修飾的納米銀顆粒，并且所述配體分子的配位基團與Ag原子的配對能力強于羧基。所述配體分子可以為巰基化合物分子，所述巰基化合物分子可以為巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸，并且巰基化合物修飾的納米銀的銀離子釋放量，與巰基化合物的碳鏈長度和末端基團匹配。本專利技術實施例的再一方面，還提供了一種抗菌劑，包括上述方案中的納米銀。所述納米銀的顆粒具有優異的廣譜抗菌活性，較好的可控性和可重復性，粒徑均一、單分散性好，可大量重復制備。同時，所述納米銀顆粒還有多種表面結構即檸檬酸根、巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸，不同的表面結構釋放銀離子的能力也不同，實現了可控地釋放銀離子的特征。所述抗菌劑包括所述可控釋放銀離子的納米銀顆粒，可控地釋放銀離子，與細菌中含-SH的重要功能酶結合，擾亂正常生物過程，從而產生抗菌活性，被廣泛運用于食品、藥品、化妝品以及家用電器。為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本專利技術作進一步的詳細說明。圖1為本專利技術實施例的制備可控釋放銀離子的納米銀的流程示意圖，如圖1所示，主要包括以下步驟：步驟1、向5mmol/L檸檬酸鈉和25μmol/L丹寧酸混合液中加入終濃度為250μmol/L的硝酸銀，磁力攪拌回流反應，待溶液由無色透明變為棕黃色，停止加熱。反應體系冷卻至室溫后，用截留分子量10kDa超濾膜，于4000g離心力下離心超濾20min，除去未反應的試劑，繼續用超純水洗滌兩次，得到純凈的納本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可控釋放銀離子的納米銀的制備方法，其特征在于，包含：步驟1、準備檸檬酸根修飾的納米銀顆粒；步驟2、向所述檸檬酸根修飾的納米銀顆粒溶液加入配體分子進行反應，所述配體分子的配位基團與銀原子的配對能力強于羧基；步驟3、純化步驟2得到的配體分子修飾的納米銀顆粒。

【技術特征摘要】
1.一種可控釋放銀離子的納米銀的制備方法，其特征在于，包含：步驟1、準備檸檬酸根修飾的納米銀顆粒；步驟2、向所述檸檬酸根修飾的納米銀顆粒溶液加入配體分子進行反應，所述配體分子的配位基團與銀原子的配對能力強于羧基；步驟3、純化步驟2得到的配體分子修飾的納米銀顆粒。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述配體分子為巰基化合物分子，優選的，所述巰基化合物分子為巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸。3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1包括步驟：混合檸檬酸鹽、丹寧酸、銀離子溶液，攪拌溶液并進行磁力加熱回流反應；當所述溶液由無色透明變成棕黃色時，停止加熱，冷卻至室溫，純化得到的檸檬酸根修飾的納米銀顆粒。4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，巰基丙酸、巰基己酸和巰基丙磺酸修飾的納米銀與配體分子的摩爾配比比例分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龍艷敏，周群芳，胡立剛，江桂斌，
申請(專利權)人：中國科學院生態環境研究中心，
類型：發明
國別省市：北京;11