[发明专利]一种基于Diels-Alder反应制备纳米银抗菌材料的方法

说明书

本发明涉及一种基于Diels‑Alder反应制备纳米银抗菌材料的方法，该方法首先制得呋喃官能化的银纳米颗粒溶液，然后将呋喃官能化的银纳米颗粒溶液加入到N，N'‑(4,4'‑亚甲基二苯基)二马来酰亚胺的二甲基甲酰胺溶液中，于温度50～130℃范围内不同温度下分别搅拌反应1～6h，得到不同抗菌活性的纳米银抗菌材料。本发明的方法基于呋喃和双马来酰亚胺之间的DA反应，通过其可逆交联反应使银纳米颗粒结合在一起，得到不同形貌和尺寸的纳米银抗菌材料，抗菌活性可控可调，扩大了应用范围。

技术领域

本发明涉及一种具有可控抗菌活性的纳米银抗菌材料的制备方法，具体是一种基于Diels-Alder反应制备纳米银抗菌材料的方法，属于纳米材料、抗菌材料技术领域。

背景技术

在过去的几十年中，对抗生素的研究，特别是对银纳米颗粒(AgNPs)的抗菌活性的研究逐渐增多。特别值得注意的是，AgNPs在生物医学领域方面的应用，例如纸、纺织品织物、伤口敷料、食物储存容器、导管、绷带、饮用水灭菌、烧伤护理、家庭消毒喷剂、抗菌涂层以及牙科树脂复合材料。AgNPs在生物医学领域方面的应用逐渐增多是由于：银离子对大肠杆菌、李斯特菌、金黄色葡萄球菌等都具有高抗菌活性，但对动物细胞却具有较低的毒性；并且，与有机抗生素不同，银离子和银基材料的耐药性很少出现。也就是说，大部分的细菌没有建立起对银的免疫力。最近，Durán等人报道了AgNP与两亲性超支化大分子的复合材料可用于抗菌表面涂层，结果表明，在潮湿的治疗环境中该复合材料对感染的角质形成细胞具有良好的抗菌性。由于纳米银是一类用途广泛的广谱抗菌剂，它在医药领域具有很大的前景。纳米银抗菌的作用机制、细菌耐药性、毒理学和临床等研究也日渐增多。

AgNPs的生物学活性与Ag⁺及其相关的可溶性复合物有关。原因之一是银离子可以通过与蛋白质的硫基发生作用来破坏细菌的呼吸链。另一个原因是AgNPs的表面可以直接吸收Ag⁺。这样，银胶体具有三种存在形式：AgO固体，游离的Ag⁺或其络合物，银表面吸附的Ag⁺。

然而，目前的银抗菌材料仍然存在一些限制，例如：有机抗菌剂可以很方便地设计出可控释放性质，并广泛用于药物输送、组织工程和分子成像领域；然而，对于纳米银抗菌材料，则很难调控其抗菌活性，活性不可控导致应用受到限制。最近，Xiu等报道，银纳米颗粒具有不同形貌和尺寸时，可能会影响银离子的释放行为，这将有助于制备具有控释行为的含银抗菌材料。

因此，有必要建立一种科学的、抗菌活性可调控的纳米银抗菌材料的制备方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于Diels-Alder反应制备纳米银抗菌材料的方法。

术语说明：

Diels-Alder反应：狄尔斯-阿尔德反应，简称DA反应。

本发明是通过如下技术方案实现的：

发明概述：

本发明的方法基于呋喃和双马来酰亚胺之间的DA反应，通过其可逆交联反应使银纳米颗粒结合在一起。由于该可逆反应可通过温度来控制其反应程度，因此通过控制温度可以很方便地获得具有不同尺寸的银纳米颗粒。然后，通过改变纳米银的粒度来获得不同的抗菌性能，可以调控银纳米颗粒的抗菌活性。换句话说，本发明的方法为呋喃和双马来酰亚胺通过DA反应在银纳米颗粒之间产生交联，进而可以获得不同抗菌性能的银纳米颗粒。不同交联程度的银纳米颗粒的抗菌活性不同。

发明详述：

一种基于Diels-Alder反应制备纳米银抗菌材料的方法，包括步骤如下：

(1)银纳米颗粒的功能化