CN1395829A - 以藻类为载体的纳米银抗菌粉体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以藻类为载体的纳米银抗菌粉体及其制备方法，在藻类的空腔或空胞内牢固吸附着纳米银颗粒，其粒径为1－100纳米。本发明制备的产品可广泛地应用于搪瓷、化纤、日用品、塑料用品、家电制品、涂料、油漆、水处理、体育用品、医疗卫生用品、化妆品、建筑土木等领域，具有广谱抗菌性、长效性、杀灭耐药性等优异性能。本发明从原料来源、生产工艺来说，克服当今市场上众多银型抗菌产品价格普遍偏高的缺点，这不仅大大降低了银型抗菌剂的生产成本，而且有利于治理日益严重的水污染问题，具有很大的环保意义。

Description

以藻类为载体的纳米银抗菌粉体及其制备方法

                     技术领域

本发明涉及一种纳米银抗菌粉体及其制备方法，特别是涉及一种以藻类为载体的纳米银抗菌粉体及其制备方法。

                     背景技术

近年来，借助多孔材料的内外表面为主体进行纳米微粒的自组装及负载合成技术已成为纳米材料领域的研究热点。

据资料显示：银型抗菌剂在安全性、持久性、抗菌广谱性、耐热性方面具有比有机抗菌剂更优良的性能。所以，这类材料19世纪中叶就已应用于生活和医药方面。从二十世纪80年代开始，国外有众多学者对纳米银型抗菌剂在不同材料中的组装制备进行了研究，尤其是日本在这方面的研究取得了比较大的进展，并且部分成果已经实现了产业化。今天，我国纳米银型抗菌剂的研究也已得到了大力开展，相关产业也开始蓬勃发展起来。中国发明专利01110767《防集聚广谱抗菌纳米银微粉及产业化制作工艺》公开了一种防集聚广谱抗菌纳米银微粉及产业化制作工艺，将纳米银微粉牢固地附着在一些天然多孔隙植物材料上，而未考虑采用藻类来吸附银微粉，使得纳米银型抗菌产品价格偏高。再说藻类增殖引起水污染，水污染是当今人类和其他生命形式所面临的最严重的问题之一，而水质富营养化是困扰大多数国家治理水污染的大难题，这都是因藻类而引起，这些藻类主要有螺旋藻、微胞藻、项圈藻等，它们的共同特点是内部存在孔洞结构，细胞内有孔泡，利用藻类这一结构特点来组装纳米银制备纳米银型抗菌剂。

                     发明内容

本发明的目的是为了治理日益严重的水污染，并降低纳米银型抗菌剂的生产成本，而提供一种以藻类为载体的纳米银抗菌粉体及其制备方法。

本发明是这样实现的：一种以藻类为载体的纳米银抗菌粉体，在藻类的空腔或空胞内牢固吸附着纳米银颗粒，其粒径为1-100纳米。所述藻类为蓝藻、绿藻或硅藻，蓝藻有微胞藻、项圈藻即鱼腥藻、螺旋藻、节旋藻、腔球藻或节球藻。

以藻类为载体的纳米银抗菌粉体的制备方法有两种：

(1)制备AgNO₃溶液、藻类浸泡、分离清洗、烘干、研磨分散、光照、清洗、烘干制得产品，其中分离清洗采用离心分离清洗，清洗次数为2次，光照时间为0.5-1小时。

(2)制备AgNO₃溶液、藻类浸泡、分离清洗、在还原剂溶液中浸泡半小时，分离并水洗，再烘干制得产品，其中还原剂可选用甲醛或葡萄糖溶液等。

AgNO₃溶液的浓度为0.001～0.010mol·L^-1。

将本发明所制备的纳米银抗菌粉体加入适当的医药辅助剂或赋型剂即可制得粉剂、片剂、膏剂、霜剂、膜剂、凝胶剂、贴剂、针剂、水剂、喷剂或生物医药芯片；所制备的以藻类为载体的纳米银抗菌剂可以作为广谱抗菌剂。

黄占杰的《无机抗菌剂的发展与应用》材料导报，1999，13(2)：35及冯乃谦、严建华的《银型无机抗菌剂的发展及其应用》材料导报，1998，12(2)：1中介绍纳米银抗菌剂的杀菌机理：

一是银离子的接触反应，即抗菌制品中的银离子与细菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，

银离子穿透细胞壁进入细胞内，并与基(-SH)反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。

银离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后，银离子又会从菌体中游离出来，重复进行杀菌活动，因此其抗菌效果持久。

二是光催化反应，质表面分布的微量银，在光的作用下，能起到催化活性中心的作用，激活水和空气中的氧，产生羟基自由基(OH^-)和活性氧离子(O^-2)，活性氧离子具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。

本发明的产品可以作为治疗烧烫伤的医用材料，和治疗外伤患者的皮肤感染和皮肤以及外科手术切口术后预防和治疗切口感染的材料，也可广泛的应用于搪瓷、化纤、日用品、塑料用品、家电制品、涂料、油漆、水处理、体育用品、医疗卫生用品、化妆品、建筑土木等领域，具有广谱抗菌性、长效性、杀灭耐药性等优异性能。从原料来源、生产工艺来说，克服当今市场上众多银型抗菌产品价格普遍偏高的缺点，这不仅大大降低了银型抗菌剂的生产成本，而且有利于治理日益严重的水污染问题，具有很大的环保意义。因此，本发明不仅具有很高的经济效益，而且能取得巨大的社会效益。

                    具体实施方式

在此以螺旋藻为例详细阐述制备过程。

实施例1：

(1)、称取0.05g硝酸银AgNO₃，溶于80ml蒸馏水，得到浓度为0.004mol·L^-1的AgNO₃溶液；

(2)、称取2.0g干燥的螺旋藻粉，放入AgNO₃溶液里浸泡，适当搅拌使螺旋藻粉浸泡透彻为止；

(3)、离心分离AgNO₃溶液和螺旋藻粉，倒出上层AgNO₃溶液后，马上加入适量的蒸馏水，摇匀后立即再离心分离，然后按此方法再用蒸馏水清洗一次，清洗过程要快，避免将螺旋藻体内吸附的AgNO₃洗出来；

(4)、将上述分离所得样品在约80℃条件下烘干(批量可采用喷雾干燥)；

(5)、将干燥后的样品适当研磨分散；

(6)、将样品用较大的器皿摊薄放置，并用日光照射样品1小时，光照过程中，适当翻动样品使光照均匀，光照之后螺旋藻体内便形成了分布均匀的纳米银颗粒；

(7)、用蒸馏水清洗样品，清洗掉残留的AgNO₃等；

(8)、烘干样品。

对样品的透射电镜观察结果表明：纳米银颗粒均匀分布于螺旋藻体中，纳米银颗粒粒度分布于10～50nm，平均粒度约30nm。即得到了以螺旋藻为载体的纳米银抗菌粉体。

实施例2：

(1)、称取0.05g硝酸银AgNO₃，溶于80ml蒸馏水，得到浓度为0.004mol·L^-1的AgNO₃溶液；

(2)称取2.0g干燥的螺旋藻粉，放入AgNO₃溶液里浸泡，适当搅拌使螺旋藻粉浸泡透彻为止；

(3)、分离AgNO₃溶液和螺旋藻粉，倒出上层AgNO₃溶液后，马上加入适量的蒸馏水，摇匀后立即再离心分离，然后按此方法再用蒸馏水清洗一次，清洗过程要快，避免将螺旋藻体内吸附的AgNO₃洗出来；

(4)、加入适量甲醛浸泡样品，浸泡时间约半小时，甲醛使螺旋藻体内吸附的AgNO₃中的Ag⁺还原而形成纳米银颗粒；

(5)、再采用离心分离并用蒸馏水清洗样品；

(6)、烘干样品。

对样品的透射电镜观察结果表明：纳米银颗粒均匀分布于螺旋藻体中，纳米银颗粒粒度分布于10～70nm，平均粒度约40nm。即得到了以螺旋藻为载体的纳米银抗菌粉体。

Claims (10)

1、一种以藻类为载体的纳米银抗菌粉体，其特征在于在藻类的空腔或空胞内牢固吸附着纳米银颗粒，其粒径为1-100纳米。

2、根据权利要求1所述的纳米银抗菌粉体，其特征在于所述藻类为蓝藻、绿藻或硅藻。

3、根据权利要求2所述的纳米银抗菌粉体，其特征在于所述蓝藻为微胞藻、项圈藻即鱼腥藻、螺旋藻、节旋藻、腔球藻或节球藻。

4、根据权利要求1所述的纳米银抗菌粉体的制备方法，其特征在于包括制备AgNO₃溶液、藻粉浸泡、分离清洗、烘干、研磨分散、光照、清洗、烘干制得产品。

5、根据权利要求1所述的纳米银抗菌粉体的制备方法，其特征在于包括制备AgNO₃溶液、藻粉浸泡、分离清洗、在还原剂溶液中浸泡半小时，分离并水洗，再烘干制得产品。

6、根据权利要求5所述的纳米银抗菌粉体的制备方法，其特征在于还原剂为甲醛或葡萄糖溶液。

7、根据权利要求4或5所述的纳米银抗菌粉体的制备方法，其特征在于AgNO₃溶液的浓度为0.001-0.010mol·L^-1。

8、根据权利要求4或5所述的纳米银抗菌粉体的制备方法，其特征在于所述分离清洗采用离心分离清洗，清洗次数为2次。

9、根据权利要求4所述的纳米银抗菌粉体的制备方法，其特征在于光照时间为0.5-1.0小时。

10、根据权利要求1所述的纳米银抗菌粉体，其特征在于将所制备的纳米银抗菌粉体加入适当的医药辅助剂或赋型剂即可制得粉剂、片剂、膏剂、霜剂、膜剂、凝胶剂、贴剂、针剂、水剂、喷剂或生物医药芯片。