CN105053008B

CN105053008B - 一种促进和控制纳米银抗菌效果的方法

Info

Publication number: CN105053008B
Application number: CN201510551240.5A
Authority: CN
Inventors: 郭志; 陈桂秋; 曾光明; 晏铭; 黄真真; 易峰; 何凯; 王佳佳
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-11-03
Anticipated expiration: 2035-08-31
Also published as: CN105053008A

Abstract

本发明公开了一种促进和控制纳米银抗菌效果的方法，包括以下步骤：将硫化物溶液与纳米银溶液混合均匀，得到纳米银抗菌剂；将纳米银抗菌剂喷涂于含致病菌区域，完成对致病菌的处理。本发明的方法中，通过加入硫化物能有效促进纳米银的抑菌效果，能避免在杀菌过程中产生刺激生长作用；通过控制硫化物浓度，能够有效控制纳米银的杀菌效果。本发明的方法简单、方便、可行，可有效地促进纳米银杀菌剂的抗菌效果，避免无效杀菌、甚至是促进微生物生长的发生。

Description

一种促进和控制纳米银抗菌效果的方法

技术领域

本发明属于纳米银抗菌应用领域，尤其涉及一种利用硫化物促进和控制纳米银抗菌效果的方法。

背景技术

纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质。纳米银的粒径大多在25纳米左右，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。关于纳米银的研究目前主要集中于纳米银的抗菌性，其抗菌特点有：广谱抗菌、强效杀菌、渗透性强、修复再生、抗菌持久、无耐药性，由于纳米银的这些特点，使其在现代医学上有着广泛应用。

纳米银抗菌剂越来越多的被人们接受和重视，其杀菌作用被认为主要是由于银离子的释放和产生氧自由基。然而，最近的研究表明，由于低浓度纳米银能够激活细胞的修复作用，这种修复作用过度补偿纳米银的毒性作用，使得纳米银在低浓度的范围时不仅不具有杀菌作用，反而会刺激微生物的生长，这对纳米银的杀菌应用是个巨大的挑战。

鉴于纳米银抗菌剂已经慢慢步入人们的生活，开发一种可以有效避免纳米银的刺激效应、能够促进和控制纳米银抗菌效果的方法显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种能够有效避免纳米银的刺激效应、能够促进和控制纳米银抗菌效果的方法，该方法具有简单、方便、可行等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种促进和控制纳米银抗菌效果的方法，包括以下步骤：将硫化物溶液与纳米银溶液混合均匀，得到纳米银抗菌剂；将所述纳米银抗菌剂喷涂于含致病菌区域，完成对致病菌的处理。

上述的方法中，优选的，所述纳米银抗菌剂中纳米银的浓度为2.5～3.5mg/L。

上述的方法中，优选的，所述纳米银抗菌剂中所述硫化物为硫氢化钠或硫代乙酰胺。

上述的方法中，优选的，所述纳米银抗菌剂中所述硫氢化钠的浓度为50μmol/L～200μmol/L。

上述的方法中，优选的，所述纳米银抗菌剂中所述硫代乙酰胺的浓度为25μmol/L～200μmol/L。

上述的方法中，优选的，所述纳米银溶液采用以下制备方法制备得到：将硝酸银溶液加入到柠檬酸钠和硼氢化钠的混合溶液中，在冰浴条件下搅拌3min～5min，然后在常温下搅拌2h～3.5h，经洗涤和离心后，得到纳米银；将所述纳米银溶解在超纯水中得到纳米银溶液。其中柠檬酸钠是本发明纳米银的稳定物质。本发明纳米银的稳定物质还包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙二醇(PEG)。

上述的方法中，优选的，所述硝酸银溶液与所述柠檬酸钠和硼氢化钠的混合溶液的体积比为0.55∶59.8。

上述的方法中，优选的，所述硝酸银溶液的浓度为22～25mmol/L；所述柠檬酸钠和硼氢化钠的混合溶液中所述硼氢化钠的浓度为0.3～0.5mmol/L；所述柠檬酸钠和硼氢化钠的混合溶液中所述柠檬酸钠的浓度为0.55～0.7mmol/L。

上述的方法中，优选的，所述致病菌为大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念珠菌中的一种或多种。

本发明的创新点在于：

本发明首次利用硫化物与纳米银溶液中的有效因子银离子结合生成稳定的硫化银，通过加入不同硫化物以达到方便的控制抗菌剂中银离子浓度，进一步达到控制杀菌效果。对于纳米银而言，其杀菌作用跟银离子浓度有关，控制好银离子浓度就能够控制其抑菌效果。尽管一些其他物质，如Cl^-，PO₄ ^3-也能与Ag⁺生成沉淀，但溶度积常数Ksp-AgCl＝1×10^-9.7，Ksp-Ag₃PO₄＝1×10^-17.6，Ksp-Ag₂S＝1×10^-50.1可知，只有硫化物能够很好地控制银离子的浓度。本发明通过加入硫化物能有效促进纳米银的抑菌效果，且随着硫化物浓度的增加，纳米银的刺激效应迁移至更高浓度，使原本处于低浓度、不具有杀菌效果的纳米银浓度([2.5，3.5])产生较好的抗菌效果。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明提供了一种促进和控制纳米银抗菌效果的方法，通过加入硫化物能有效促进纳米银的抑菌效果，能避免在杀菌过程中产生刺激生长作用；通过控制硫化物浓度，可以有效控制纳米银的杀菌效果。

2、本发明促进和控制纳米银抗菌效果的方法操作简单、所用试剂单一易获取、应用广、实用性强；该方法可广泛应用于纳米银抗菌剂的调控，已达到想要的杀菌效果。

附图说明

图1为本发明实施例1中低浓度下纳米银抗菌效果的示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1

一种本发明的促进和控制纳米银抗菌效果的方法，包括以下步骤：

(1)制备纳米银溶液：

在烧杯中加入57.3mL超纯水，并在冰浴中搅拌的情况下，依次加入1.50mL、24mM柠檬酸钠溶液和1.0mL、24mM硼氢化钠溶液，搅拌均匀后，快速加入0.55mL、23.5mM硝酸银溶液，溶液转变为黄色，表明有柠檬酸钠-纳米银生成，且柠檬酸钠附着于纳米银上，冰浴中持续搅拌3min后，转为常温(25℃)下搅拌3h，经洗涤、离心和提纯后，得到纳米银。将纳米银溶解在超纯水中得到初始浓度为16.851mg/L的纳米银溶液。

(2)制备纳米银抗菌剂：参照表1，将初始浓度为10mM(mM表示mmol/L)的硫化氢钠溶液与步骤(1)中制备的纳米银溶液混合均匀，制备得到不同浓度的纳米银抗菌剂。

(3)取步骤(2)中制得的纳米银抗菌剂喷涂于含致病菌区域，使致病菌金黄色葡萄球菌浸泡在纳米银抗菌剂中12h，完成对致病菌的处理。

图1为低浓度下纳米银抗菌效果的示意图，浓度单位为mg/L。如图1所示，纳米银浓度为[0，2]和[4，9]，这两个区域为抑制浓度区域，而浓度为[2.5，3.5]的区域为刺激浓度区域。表1为不同浓度纳米银抗菌剂对抗菌效果的影响数据。由表1可以看出，本发明通过控制纳米银抗菌剂中NaHS的浓度为50μM～200μM(μM表示μmol/L)，解决了纳米银浓度为2.5～3.5mg/L时存在的不仅不具有杀菌作用、反而会刺激微生物的生长的问题，使得纳米银在2.5～3.5mg/L浓度范围内产生较好的抗菌效果。通过控制纳米银抗菌剂中NaHS的浓度，使得纳米银的刺激效应向更高浓度迁移，其中，当NaHS浓度为0时，纳米银的刺激浓度区域为2.5～3.5mg/L，抑制浓度区域为0～2mg/L、4～9mg/L；当NaHS浓度为25时，纳米银的刺激浓度区域为2.5～4.5mg/L，抑制浓度区域为0～2mg/L、5～9mg/L；当NaHS浓度为50时，纳米银的刺激浓度区域为3.5～5.5mg/L，抑制浓度区域为0～3mg/L、7～9mg/L；当NaHS浓度为100时，纳米银的刺激浓度区域为4.5～6.5mg/L，抑制浓度区域为0～4mg/L、7～9mg/L；当NaHS浓度为200时，纳米银的刺激浓度区域为6.5～8.5mg/L，抑制浓度区域为0～6mg/L、9mg/L。

综上所述，随着NaHS浓度的增加，纳米银的刺激效应迁移至更高浓度，使原本处于低浓度、不具有杀菌效果的纳米银浓度([2.5，3.5])产生较好的抗菌效果，这很大程度上节约了抗菌剂中纳米银的含量，对成本和环境保护都起到很好的促进作用。

表1 不同浓度纳米银抗菌剂对抗菌效果的影响数据

实施例2

(1)制备纳米银溶液：同实施例1。

(2)制备纳米银抗菌剂：参照表1，将初始浓度为10mM的硫代乙酰胺溶液与步骤(1)中制备的纳米银溶液混合均匀，制备得到不同浓度的纳米银抗菌剂。

(3)取步骤(2)中制得的纳米银抗菌剂喷涂于抑菌区域(含致病菌区域)，使致病菌大肠杆菌浸泡在纳米银抗菌剂中12h，完成对致病菌的处理。

表2为不同浓度纳米银抗菌剂对抗菌效果的影响数据。由表2可以看出，本发明通过控制纳米银抗菌剂中硫代乙酰胺的浓度为25μM～200μM，解决了纳米银浓度为2.5～3.5mg/L时存在的不仅不具有杀菌作用、反而会刺激微生物的生长的问题，使得纳米银在2.5～3.5mg/L浓度范围内产生较好的抗菌效果。通过控制纳米银抗菌剂中硫代乙酰胺的浓度，使得纳米银的刺激效应向更高浓度迁移，其中，当硫代乙酰胺浓度为0时，纳米银的刺激浓度区域为2.5～3.5mg/L，抑制浓度区域为0～2mg/L、4～9mg/L；当硫代乙酰胺浓度为25时，纳米银的刺激浓度区域为3.5～4.5mg/L，抑制浓度区域为0～3mg/L、5～9mg/L；当硫代乙酰胺浓度为50时，纳米银的刺激浓度区域为3.5～5.5mg/L，抑制浓度区域为0～3mg/L、6～9mg/L；当硫代乙酰胺浓度为100时，纳米银的刺激浓度区域为4.5～6.5mg/L，抑制浓度区域为0～4mg/L、7～9mg/L；当硫代乙酰胺浓度为200时，纳米银的刺激浓度区域为5.5～8.5mg/L，抑制浓度区域为0～5mg/L、9mg/L。

综上所述，随着硫代乙酰胺浓度的增加，纳米银的刺激效应迁移至更高浓度，使原本处于低浓度、不具有杀菌效果的纳米银浓度([2.5，3.5])产生较好的抗菌效果。

表2 不同浓度纳米银抗菌剂对抗菌效果的影响数据

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种促进和控制纳米银抗菌效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：将硫化物溶液与纳米银溶液混合均匀，得到纳米银抗菌剂；将所述纳米银抗菌剂喷涂于含致病菌区域，完成对致病菌的处理；所述纳米银抗菌剂中所述硫化物为硫氢化钠或硫代乙酰胺；所述纳米银抗菌剂中所述硫氢化钠的浓度为50 μmol/L～200 μmol/L；所述纳米银抗菌剂中所述硫代乙酰胺的浓度为25 μmol/L～200 μmol/L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米银抗菌剂中纳米银的浓度为2.5～3.5 mg/L。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述纳米银溶液采用以下制备方法制备得到：将硝酸银溶液加入到柠檬酸钠和硼氢化钠的混合溶液中，在冰浴条件下搅拌3min～5min，然后在常温下搅拌2h～3.5h，经洗涤和离心后，得到纳米银；将所述纳米银溶解在超纯水中得到纳米银溶液。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硝酸银溶液与所述柠檬酸钠和硼氢化钠的混合溶液的体积比为0.55∶59.8。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硝酸银溶液的浓度为22～25 mmol/L；所述柠檬酸钠和硼氢化钠的混合溶液中所述硼氢化钠的浓度为0.3～0.5 mmol/L；所述柠檬酸钠和硼氢化钠的混合溶液中所述柠檬酸钠的浓度为0.55～0.7 mmol/L。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述致病菌为大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念珠菌中的一种或多种。