[发明专利]银纳米粒子的制备方法及制得的银纳米粒子

说明书

技术领域

本发明涉及一种银纳米粒子的制备方法及制得的银纳米粒子。

背景技术

银纳米粒子具有良好的抗菌性能及光电化学性能，在纳米催化载体、太阳能转换、生物传感器以及各种抗菌材料中得到广泛地应用。制备银纳米粒子的方法有很多种，如化学还原法、蒸发溅射法及辐射还原法。在这些制备过程中，难以克服的两个难题就是防止已经形成纳米粒子的金属银被空气或其它物质所氧化以及银纳米粒子的稳定分散。解决这两个难题的有效方法就是在制备好的纳米粒子表面进行修饰，即在银纳米粒子的表面上负载一层高分子物质或带电基团，使纳米粒子之间不易发生团聚而形成稳定分散体系。但是，在对银纳米粒子进行修饰时，既要考虑到银纳米粒子的应用，又要进行有效包覆使其稳定分散，这对包覆物质(包覆剂)的选择提出了特定的条件，也大大局限了包覆物质的选择范围。应用较广泛的用于包覆银纳米粒子的高分子物质有直链醇类、硫醇、带氨基或羧基的直链烷烃以及枝状化合物。然而这些包覆物质制备的银纳米粒子在水中的溶解度很小甚至不溶，因此限制了银纳米粒子的进一步使用。目前已有一些提高银纳米粒子水溶性的研究，其包覆剂有醇类、吡啶类或树型高分子，若银纳米粒子产品内残留有少量的包覆剂，则具有潜在的生物毒性。

另一方面，以甲壳素或壳聚糖为原料，采用不同方法降低它的平均分子量后所得到的降解多糖具有良好的抗菌性能已经被广泛研究和报道。由于甲壳素或壳聚糖是天然阳离子高分子物质，它的基本分子结构是六元糖环，因此它对生物体有良好的相容性及生物活性，且已经有市场产品，如化妆品、食品、动物饲料中含有以壳聚糖为主要成份的添加剂。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中银纳米粒子的水溶性、生物相容性等问题，提供一种银纳米粒子的制备方法，在该方法中以壳聚糖为包覆剂，该方法具体包括如下步骤：

1)将壳聚糖的酸溶液与硝酸银溶液进行混合得混合液，其中，壳聚糖的脱乙酰度≥70％、平均分子量≤20,000，在该混合液中，壳聚糖的浓度为0.001～0.05wt％，硝酸银的浓度为0.01～23.5mM；

2)调节pH至3.0～5.0；

3)在无氧条件下，进行辐照。

在步骤1)中以平均分子量≤20,000的低分子壳聚糖为包覆剂具有下列优点：A)良好的水溶性，B)良好的生物相容性，C)良好的抗菌性能，D)无生物毒性。因此，在本发明中，壳聚糖的平均分子量越小越好，较佳地是平均分子量≤15,000的壳聚糖。这种低平均分子量的壳聚糖可以通过固态辐照降解后得到，如经过50～300kGy剂量的⁶⁰Co源固态辐照降解得到，这种壳聚糖的平均分子量一般都不大于20,000，低平均分子量壳聚糖的制备方法具体可参照下列文献(龙德武，吴国忠等，辐射法降解壳聚糖及其抑菌性能的研究，高分子材料科学与工程，21(2005)240-242)。

步骤1)中，壳聚糖的酸溶液包括所有只要能溶解壳聚糖的酸溶液，壳聚糖只要能够完全溶解在其中即可。现有技术中常规溶解壳聚糖的酸有醋酸和/或盐酸，较佳地是醋酸，例如壳聚糖可溶解于0.01％～0.05％的醋酸溶液中，较佳地是溶解于0.02％的醋酸溶液中。

在本发明中，壳聚糖的脱乙酰度要求≥70％，太低会导致银纳米粒子的水溶性及分散稳定性变差。

在该混合液中，壳聚糖的浓度可为0.001～0.05wt％，壳聚糖的浓度太低，达不到稳定银纳米粒子的作用，壳聚糖的浓度太高，银纳米粒子易团聚。因此在反应体系中壳聚糖在该浓度范围内可以得到分散稳定性好且粒径均一分布的银纳米粒子。

在步骤1)中，混合液中硝酸银的浓度可为0.01～23.5mM。硝酸银的浓度太低，银纳米粒子的产率太低；浓度太高，银纳米粒子的平均粒径较大，而且银纳米粒子的粒径分布也不均一。因此，硝酸银的浓度更优选0.03～20mM。

步骤2)中，调节pH至3.0～5.0可使得壳聚糖溶解的更好，较佳地是调节pH至3.0。

步骤3)中，所述的无氧条件下是指通入惰性气体以除去氧气的条件下，这里的惰性气体可以是氮气和/或氩气等，但是氮气价廉易得，优选之。

步骤3)中，所述的辐照可用辐照剂量为3～15kGy的γ射线源或λ为190～250nm的紫外线源进行辐照。