可控释放银离子的纳米银、制备方法和抗菌剂技术

本发明专利技术提供了一种可控释放银离子的纳米银、制备方法和抗菌剂。其中，制备方法以化学还原法得到的柠檬酸根修饰纳米银颗粒作为纳米银母体，采用不同结构的配体分子通过配体交换取代柠檬酸根修饰到纳米银颗粒表面，通过便捷地控制修饰过程中配体分子的种类，可得到不同表面结构及银离子释放能力的纳米银颗粒。本发明专利技术具有较好的可控性和可重复性，制备得到的纳米银颗粒粒径均一、单分散性好，且可大量重复制备，同时，采用所述纳米银颗粒制作抗菌剂，可广泛应用于生物、化学和材料科学等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学及材料科学领域，尤其涉及一种可控释放银离子的纳米银，以及该纳米银的制备方法，还涉及一种包含该纳米银的抗菌剂。
技术介绍
纳米银具备优异的广谱抗菌活性，被广泛用作食品、药品、化妆品以及家用电器中的抗菌剂。截止2014年，涉及纳米银的商品占全球纳米商品的近三成，居各类纳米材料之首。原理上，纳米银表面的银(Ag)原子可被空气中的氧气氧化，并进一步释放出氧化产物银离子(Ag+)，Ag+可与细菌中含-SH(巯基)的重要功能酶结合，扰乱正常生物过程，从而产生抗菌活性。因此，如何制备可控释放Ag+量和时间的纳米银，用于生产抗菌性能可控的纳米银商品，对于优化开发、合理使用纳米银商品十分重要。然而关于这方面的研究和成果还较少。目前，纳米银的制备方法有化学还原法、仿生合成法、反相胶束法等。其中，化学还原法简便易操作，反应条件温和，可控性和可重复性好，产物性质稳定。后续结合配体交换过程，可人为调控纳米银的表面化学结构，从而实现对纳米银性质的精细调控，包括Ag+释放。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种可控释放银离子的纳米银及制备方法和一种抗菌剂，以解决上述的至少一项技术问题。(二)技术方案本专利技术的一方面，提供了一种可控释放银离子的纳米银的制备方法，包含：步骤1、准备柠檬酸根修饰的纳米银颗粒；步骤2、向所述柠檬酸根修饰的纳米银颗粒溶液加入配体分子进行反应，所述配体分子的配位基团与Ag原子的配对能力强于羧基，；步骤3、纯化步骤2得到的配体分子修饰的纳米银颗粒。优选地，所述配体分子可以为巯基化合物分子；优选的，所述巯基化合物分子可以为巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸。优选地，所述步骤1包括步骤：混合柠檬酸盐、丹宁酸、Ag+溶液，搅拌溶液并进行磁力加热回流反应；所述柠檬酸盐可以为柠檬酸钠、氨基酸，所述Ag+溶液可以为硝酸银、高氯酸银。当所述溶液由无色透明变成棕黄色时，停止加热，冷却至室温，纯化得到的柠檬酸根修饰的纳米银颗粒。优选地，对于巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸修饰的纳米银与配体分子的摩尔配比比例可以分别为1:50000、1:500000和1:10000。优选地，步骤2中，所述混合溶液盐浓度不高于10mmol/L、生理pH值状态；pH值由缓冲液调节，所述缓冲液可以为磷酸缓冲液。优选地，所述纯化包括超滤，可以采用截留分子量10kDa超滤膜，将溶液置于离心力下离心超滤，还可以在除去未反应的试剂后，继续用超纯水洗涤。本专利技术的另一方面，还提供了一种可控释放银离子的纳米银，所述纳米银为配体分子修饰的纳米银颗粒，并且所述配体分子的配位基团与Ag原子的配对能力强于羧基。进一步地，所述配体分子可以为巯基化合物分子。进一步地，所述巯基化合物分子可以为巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸；并且巯基化合物修饰的纳米银的银离子释放量，与巯基化合物的碳链长度和末端基团匹配。本专利技术的再一方面，还提供了一种抗菌剂，包括上述方案中的纳米银。(三)有益效果本专利技术简便易操作，反应条件温和，可控性和可重复性好，产物性质稳定。后续结合配体交换过程，可人为调控纳米银的表面化学结构，从而实现对纳米银性质的精细调控。同时本专利技术制备得到的不同纳米银颗粒粒径均一、单分散性好，且可大量重复制备，制作抗菌剂，广泛应用于生物、化学和材料科学等领域。附图说明图1为本专利技术实施例的制备可控释放银离子的纳米银的流程示意图；图2为本专利技术实施例的制备可控释放银离子的纳米银的分子示意图；图3A至3D分别为本专利技术实施例制备的4种纳米银颗粒透射电子显微镜表征图；图4A至4D分别为本专利技术实施例制备的4种纳米银颗粒高分辨X射线电子结合能谱图；图5A和5B分别为本专利技术实施例制备的4种纳米银颗粒在25℃下在6h和24h时释放Ag+释放量统计图。具体实施方式本专利技术以化学还原法制备单分散性好的柠檬酸根修饰纳米银颗粒(Cit@AgNPs)作为母体，采用不同结构的有机配体分子(配位原子、碳链长度、末端基团等结构因子)通过配体交换取代柠檬酸根修饰到纳米银颗粒(AgNPs)表面，通过选择修饰配体分子的种类，可得到不同表面结构及银离子释放能力的AgNPs。本专利技术中的配体分子是包含的配位基团与银原子的配对能力强于羧基的有机物，包括但不限于巯基。本专利技术实施例的一方面，提供了一种可控释放银离子的纳米银的制备方法，包含：步骤1、准备柠檬酸根修饰的纳米银颗粒；具体地，可以采用以下工艺：混合柠檬酸盐、丹宁酸、Ag+溶液，搅拌溶液并进行磁力加热回流反应；所述柠檬酸盐可以为柠檬酸钠、氨基酸，所述Ag+溶液可以为硝酸银、高氯酸银。当所述溶液由无色透明变成棕黄色时，停止加热，冷却至室温，纯化得到的柠檬酸根修饰的纳米银颗粒，所述纯化步骤可以为超滤，可以采用用截留分子量10kDa超滤膜，将溶液置于离心力下离心超滤，并在除去未反应的试剂后，继续用超纯水洗涤。步骤2、向所述柠檬酸根修饰的纳米银颗粒溶液加入配体分子进行反应，所述配体分子的配位基团与Ag原子的配对能力强于羧基；具体地，该步骤中工艺参数可以为：混合溶液盐浓度不高于10mmol/L、生理pH值状态；pH值由缓冲液调节，所述缓冲液为磷酸缓冲液。所述配体分子可以为巯基化合物分子，优选的，所述巯基化合物分子为巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸，对于巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸修饰的纳米银与配体分子摩尔配比比例可以分别为1:50000、1:500000和1:10000。步骤3、纯化步骤2得到的配体分子修饰的纳米银颗粒。具体地，所述纯化包括超滤，可以采用截留分子量10kDa超滤膜，将溶液置于离心力下离心超滤，还可以在除去未反应的试剂后，继续用超纯水洗涤。本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种可控释放银离子的纳米银，所述纳米银为配体分子修饰的纳米银颗粒，并且所述配体分子的配位基团与Ag原子的配对能力强于羧基。所述配体分子可以为巯基化合物分子，所述巯基化合物分子可以为巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸，并且巯基化合物修饰的纳米银的银离子释放量，与巯基化合物的碳链长度和末端基团匹配。本专利技术实施例的再一方面，还提供了一种抗菌剂，包括上述方案中的纳米银。所述纳米银的颗粒具有优异的广谱抗菌活性，较好的可控性和可重复性，粒径均一、单分散性好，可大量重复制备。同时，所述纳米银颗粒还有多种表面结构即柠檬酸根、巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸，不同的表面结构释放银离子的能力也不同，实现了可控地释放银离子的特征。所述抗菌剂包括所述可控释放银离子的纳米银颗粒，可控地释放银离子，与细菌中含-SH的重要功能酶结合，扰乱正常生物过程，从而产生抗菌活性，被广泛运用于食品、药品、化妆品以及家用电器。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术实施例的制备可控释放银离子的纳米银的流程示意图，如图1所示，主要包括以下步骤：步骤1、向5mmol/L柠檬酸钠和25μmol/L丹宁酸混合液中加入终浓度为250μmol/L的硝酸银，磁力搅拌回流反应，待溶液由无色透明变为棕黄色，停止加热。反应体系冷却至室温后，用截留分子量10kDa超滤膜，于4000g离心力下离心超滤20min，除去未反应的试剂，继续用超纯水洗涤两次，得到纯净的纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控释放银离子的纳米银的制备方法，其特征在于，包含：步骤1、准备柠檬酸根修饰的纳米银颗粒；步骤2、向所述柠檬酸根修饰的纳米银颗粒溶液加入配体分子进行反应，所述配体分子的配位基团与银原子的配对能力强于羧基；步骤3、纯化步骤2得到的配体分子修饰的纳米银颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种可控释放银离子的纳米银的制备方法，其特征在于，包含：步骤1、准备柠檬酸根修饰的纳米银颗粒；步骤2、向所述柠檬酸根修饰的纳米银颗粒溶液加入配体分子进行反应，所述配体分子的配位基团与银原子的配对能力强于羧基；步骤3、纯化步骤2得到的配体分子修饰的纳米银颗粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述配体分子为巯基化合物分子，优选的，所述巯基化合物分子为巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括步骤：混合柠檬酸盐、丹宁酸、银离子溶液，搅拌溶液并进行磁力加热回流反应；当所述溶液由无色透明变成棕黄色时，停止加热，冷却至室温，纯化得到的柠檬酸根修饰的纳米银颗粒。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，巯基丙酸、巯基己酸和巯基丙磺酸修饰的纳米银与配体分子的摩尔配比比例分...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙艳敏，周群芳，胡立刚，江桂斌，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11