卤胺/SiO2杂化抗菌纳米粒子及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种卤胺/SiO2杂化抗菌纳米粒子及其制备方法，本发明专利技术以卤胺前置体硅氧烷和硅酸脂作原料，在醇、水和氨水的混合溶液中进行水解和缩合反应生成卤胺前置体/SiO2杂化粒子，或者在含有磁性纳米粒子的醇、水和氨水的混合溶液中进行现场水解和缩合反应生成卤胺前置体/SiO2杂化磁性纳米粒子，最后通过卤化反应生成卤胺/SiO2杂化抗菌纳米粒子或磁性抗菌纳米粒子。本发明专利技术的合成工艺制备路线简单，生产成本低，利于推广应用；所合成的抗菌纳米粒子化学结构新颖、抗菌高效广谱、抗菌功能可再生、有效抗菌成分含量高，用途广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型高效可再生的抗菌纳米粒子及其制备方法，具体涉及一种卤胺/SiO2杂化抗菌纳米粒子及其制备方法。
技术介绍
抗菌材料是指具有杀灭和抑制生物生长繁殖及其活性的一类新型功能材料。纳米抗菌材料由于具有超大的比表面积和超高的反应活性而成为目前的研究热点，在抗菌涂料、抗菌纤维、抗菌塑料，抗菌陶瓷，抗菌玻璃.抗菌金属制品等方面有着广泛的应用前景。磁性纳米材料在生物医药领域展现了巨大的优势，用于生物磁性分离、靶向药物载体、肿瘤 磁热疗防治等方面。磁性纳米材料作为药物载体具有以下优势易达到病变器官、易吸收、靶向性高、药物副作用小、药性高。另外，磁性纳米材料易于分离和纯化。因此，同时拥有磁性和抗菌性的磁性抗菌纳米材料具有更加重要的研究和应用价值。美国专利US6379712公开了一种含有纳米银粒的抗菌粒剂制造方法；美国专利US6482424公开了一种具有纳米铜离子为氧化剂的医疗性织物纤维；中国专利CN101187018公布了制备银纳米抗菌材料的方法；以上这些专利方法制备的纳米抗菌材料中的抗菌成分都是价格比较昂贵的金属离子或金属氧化物，其制备成本较高。与本专利技术相关的一篇文献(Dong,A. ;Huang, J. ;Lan, S. ;Wang, T. “Synthesis ofN-halamine-functionalized silica - polymer core - shellnanoparticles and theirenhanced antibacterial activity”. Nanotechnology, 2011, 22, 295602)公布了一种齒胺纳米抗菌材料的制备方法，其过程如下首先合成3-烯丙基-5，5-二甲基海因(ADMH)和制备3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷-二氧化硅(MPS-SiO2)纳米种子，然后通过ADMH (0. 05g)和苯乙烯(0. 95g)在MPS-SiO2纳米种子(0. 50g)的表面上共聚反应形成表面含有卤胺前置体官能团的纳米颗粒，最后用次氯酸钠溶液将纳米颗粒表面的卤胺前置体官能团转变成卤胺官能团。该文献方法成功制备了含有卤胺结构的抗菌纳米颗粒，但其有效抗菌成分(卤胺官能团)含量较低，对抗菌纳米颗粒的抗菌功效和使用寿命有不利影响。另外一篇与本专利技术相关的文献(Dong,A. ; Huang, J. ；Lan S. ；ffang, T. “ModifyingFe3O4-Functionalized Nanoparticles with N-Halamine and Their Magnetic/Antibacterial Properties，，ACS AppI. Mater. Interfaces, 2011，3，4228 - 4235)公布了一种卤胺磁性抗菌纳米材料的制备方法，其制作方法如以下步骤第一步，将丙烯酸和苯乙烯在碳酸氢钠作引发剂的条件下聚合成聚苯乙烯-聚丙烯酸的混聚物(PSA)纳米粒子，合成Fe3O4磁性纳米粒子；第二步，将Fe3O4纳米粒子在酸性条件下包裹在PSA纳米粒子上形成PSAiFe3O4 ;第三步，将SiO2纳米粒子包裹PSAOFe3O4的表面形成PSAOFe3O4OSiO2纳米粒子；第四步，再通过两步反应将5，5- 二甲基海因(DMH)接到PSAOFe3O4IgSiO2磁性纳米粒子的表面形成PSAOFe3O4OSiO2-DMH ;第五步，用次氯酸钠溶液将PSAOFe3O4OSiO2-DMH纳米粒子表面的卤胺前置体官能团转变成卤胺官能团。此文献方法很好地将卤胺官能团结合于磁性纳米材料的表面，但其制备方法繁琐，操作复杂，有效抗菌成分(卤胺官能团)含量较低。因此，开发一种制备工艺简单、有效抗菌成分含量高的齒胺纳米抗菌材料和磁性纳米抗菌材料具有非常重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有抗菌材料及其技术存在的一些缺点，提供一种化学结构新颖、抗菌高效广谱、抗菌功能可再生、有效抗菌成分含量高、制备路线简单的卤胺/SiO2杂化抗菌纳米粒子和磁性纳米粒子材料及其技术。本专利技术的构思是这样的卤胺是一类高效广谱、抗菌功能可再生的新型氧化型杀菌剂，二氧化硅是一种具有良好生物相容性的无机载体材料，如果通过独特的制备技术，使得二氧化硅纳米粒子结构上键合有卤胺官能团，充分利用二氧化硅纳米粒子的独特理化性质和空间结构以及卤胺官能团的强大抗菌功效和抗菌功能的可再生性，就有可能合成抗菌功效强大、性能更为优良的新型纳米抗菌材料。为此，本专利技术采用卤胺前置体硅氧烷和硅酸脂作原料，在醇、水和氨水的混合溶液 中进行水解和缩合反应生成卤胺前置体/SiO2杂化纳米粒子，或者在含有磁性四氧化三铁粒子的醇、水和氨水的混合溶液中进行现场水解和缩合反应生成齒胺前置体/SiO2磁性杂化纳米粒子，最后通过卤化反应生成卤胺/SiO2杂化纳米抗菌粒子。上述卤胺/SiO2杂化纳米抗菌粒子的制备方法，包括如下步骤(I)将卤胺前置体硅氧烷和硅酸脂以摩尔比2:1 100加入到体积比为1000 :1 500 :1 500的醇、水和氨水的混合溶液中，在_20°C 80°C搅拌反应I至48h，离心分离获得卤胺前置体/SiO2杂化纳米粒子，用乙醇清洗后烘干备用；(2)将步骤(I)得到的卤胺前置体/SiO2杂化粒子加入到氧化态卤素溶液中，调节pH为2 13，-15°C 50°C搅拌反应30分钟 10h，离心分离获得卤胺/SiO2杂化纳米抗菌粒子，用水清洗后烘干备用。优选地，步骤(I)中卤胺前置体硅氧烷和硅酸脂的摩尔比为2:2 20 ;醇、水和氨水的体积比为1000 10 100 10 100 ;反应温度为(TC 40°C ;反应时间为6 24h。优选地，步骤(2)中pH调节为6 8 ;反应温度为0°C 30°C;反应时间为I 6h。为制得卤胺/SiO2杂化磁性抗菌纳米粒子，步骤(I)中还可加入磁性纳米粒子，硅氧烷、硅酸脂和磁性纳米粒子以摩尔比为20:10 1000:1 100 ;优选地，卤胺前置体硅氧烷、硅酸脂和磁性纳米粒子的摩尔比为20:20 200:2 20。所述的磁性纳米粒子包括Fe304、Co304、MnFe2O4、ZnFe2O4、CuFe204、NiFe204、CoFe2O4、MgFe204、MnCo204、ZnCo204、CuCo204、NiCo204、FeCo204、MgCo204、Mn-ZnFe2O4^ Ni-ZnFe2O4^Mn-ZnCo2O4、Ni-ZnCo2O4、Fe2O3、Co2O3纳米粒子；所述的磁性纳米粒子其粒度大小为I 500nm,优选为5 50nm。上述方法中所述的卤胺前置体硅氧烷具有式(I)的结构权利要求1.一种卤胺/SiO2杂化抗菌纳米粒子的制备方法,其特征在于,包括如下步骤 (1)将卤胺前置体硅氧烷和硅酸脂以摩尔比2:1 100加入到体积比为1000:1 500 I 500的醇、水和氨水的混合溶液中，在_20°C 80°C搅拌反应I至48h,离心分离获得卤胺前置体/SiO2杂化纳米粒子，用乙醇清洗后烘干备用； (2)将步骤(I)得到的卤胺前置体/SiO2杂化粒子加入到氧化态卤素溶液中，调节pH为2 13，-15°C 50°C搅拌反应30分钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卤胺/SiO2杂化抗菌纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将卤胺前置体硅氧烷和硅酸脂以摩尔比2:1～100加入到体积比为1000：1～500：1～500的醇、水和氨水的混合溶液中，在？20℃～80℃搅拌反应1至48h，离心分离获得卤胺前置体/SiO2杂化纳米粒子，用乙醇清洗后烘干备用；（2）将步骤（1）得到的卤胺前置体/SiO2杂化粒子加入到氧化态卤素溶液中，调节pH为2～13，？15℃～50℃搅拌反应30分钟～10h，离心分离获得卤胺/SiO2杂化纳米抗菌粒子，用水清洗后烘干备用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁杰，赵莲红，闫秀芳，揭志强，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：