[发明专利]一种含银碳点的制备方法及该碳点在制备抗菌剂上的应用

说明书

本发明公开了一种含银碳点的制备方法及该碳点在制备抗菌剂上的应用，该碳点以聚乙酰亚胺(PEI)、柠檬酸和硝酸银为原料，在惰性气体保护下，运用水热法或微波法合成掺银功能化碳点溶液(PEI‑Ag碳点)，再经过离心分离，干燥，获得固体形态的PEI‑Ag碳点。本发明的方法制备过程绿色环保，原料便宜易得，其制备的PEI‑Ag碳点生物相容性好，量子产率高，该碳点不仅可以单独使用，并且可以与抗菌药物如四环素、庆大霉素、头孢西丁等协同使用，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等菌均有抑菌作用。

技术领域

本发明涉及生物材料学技术领域，具体涉及一种功能化的含银碳点的制备方法，以及该碳点在抑菌方面的应用。

背景技术

由病原微生物引起的传染性疾病阻碍动植物正常生长繁殖，导致作物减产，动物患病，危害人类的身体健康。随着耐药菌的不断涌现，传统的抗菌类药物在卫生防预和疾病治疗方面面临着越来越严峻的挑战，人们对高效抗菌材料的需求日益迫切。

由于纳米材料具有广谱的杀菌性质，优良的抗菌性能，病原微生物难以对纳米材料产生抗药性，近年来，纳米材料被广泛地应用到抗菌领域。其中以纳米银抗菌剂应用最为广泛，纳米银抗菌剂因其极强的杀菌和抑制病原体的能力，常用于抗菌制品中。但纳米银也存在一些固有的缺陷，如暴露在空气中不稳定，易氧化，久置容易变色等，如金属离子型抗菌剂中Ag的抗菌性能最强，但其易变色，成本高，抗菌性不稳定。银系抗菌剂中银的化学性质特别活泼，对光和热比较敏感，银离子很容易转变成棕色的氧化银，在紫外光的作用下变成黑色的单质银，出现变色问题(即耐候性)，严重影响着银系抗菌剂在白色或者其浅色制品中的应用。因此，寻找一种新的纳米材料应用于抗菌是人类亟需解决的重大议题。

量子点是一种尺寸在1-100nm之间特殊的纳米颗粒。目前，已有课题组将Cd类量子点应用于抗菌方面的研究，他们认为可能的抗菌机制是Cd类量子点中Cd离子的毒性以及其表面产生的自由基改变了细胞膜渗透性进而促进了细菌死亡。然而Cd类量子点生物相容性差，碳点因其良好的生物相容性在药物传递、医学诊断、双光子成像、离子检测和催化领域等应用中逐渐显示出了取代常规量子点的潜力。但是碳点在抗菌方面的应用，鲜有课题组涉及。本发明提出一种功能化的掺银碳点，其生物相容性良好，抑菌性能优异。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原料便宜易得、操作简单环保、量子产率高的碳点的制备方法；另一目的是提供一种功能化碳点，具有较强的抑菌(细菌、真菌)作用，在空气中稳定等特性；本发明的再一目的是提供上述碳点在制备抗菌剂方面的应用，自身抗菌效果好，与抗菌药物配合后抗菌效果更佳。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种含银碳点的制备方法，其制备步骤如下：

(1)在惰性气体保护下将聚乙酰亚胺(PEI)、硝酸银和柠檬酸溶于水中搅拌得混合溶液A，混合溶液A转入高压反应釜或微波反应釜中加热反应，反应结束后即得PEI-Ag碳点溶液；或者，

在惰性气体保护下将聚乙酰亚胺和柠檬酸溶于水中搅拌得到混合溶液B，混合溶液B转入高压反应釜或微波反应釜中加热反应，反应结束后的溶液中加入硝酸银，在惰性气体保护下搅拌均匀，得到PEI-Ag碳点溶液；

高压反应釜内的反应条件为140-220℃反应30min-5h，微波反应釜内的反应条件为140-220℃反应5-60min；

(2)PEI-Ag碳点溶液与有机溶剂混合，离心去除上清液，干燥；或者，PEI-Ag碳点溶液直接置于超滤离心管中，离心去除下层溶液，干燥；即得固体PEI-Ag碳点；

所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二甲亚砜、乙酸乙酯、四氢呋喃或异丙醇。这几种有机溶剂都可以与水互溶，方便后期的分离。