[发明专利]一种核壳结构糖基化纳米银抗菌材料及其绿色制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳结构糖基化纳米银抗菌材料及其绿色制备方法，所述核壳结构中，纳米银单质是核，糖基化涂层作为壳包裹在纳米银核外，所述糖基化涂层是甘露低聚糖糖基化涂层。首先将AgNOsubgt;3、/subgt;甘露低聚糖分别溶解于纯水中，然后将AgNOsubgt;3/subgt;溶液和甘露低聚糖水溶液混合均匀，25~80 supgt;o/supgt;C水浴锅中反应10~240 min，反应结束后，冷却至室温进行离心沉淀，收集沉淀物溶于纯水中，即得核壳结构表面甘露糖基化纳米银Ag@CL产物。本发明所得的核壳结构表面甘露糖基化纳米银具有良好的抗菌性能，核壳结构的存在对纳米银核具有保护作用，糖基化核壳结构纳米银具有较低细胞毒性、高分散、稳定性。该制备方法简单、绿色、环保，可作为高效抗菌材料的制备大规模推广。

技术领域

本发明涉及一种制备核壳结构表面糖基化纳米银抗菌材料的绿色方法，属于有机/无机复合纳米材料领域。

背景技术

近年来，随着环境及公共卫生问题的频繁凸现，人们对抗菌材料的需求逐年增大，抗菌功能产品具有广阔的市场前景。纳米银是一种新型无机抗菌材料，其具有抗菌广谱、无耐药性、渗透性强、高效、耐高温等优点，已成为目前研究最广泛的纳米无机抗菌材料。然而，由于纳米材料渗透性强，纳米贵金属细胞毒性问题使得其被实际应用存在诸多争议，要获得销售纳米银产品的批准变得越来越困难；此外，纳米材料表面能高，作为添加剂复配时纳米颗粒易团聚而不容易分散，导致其稳定性不佳，很难实际应用。上述抗菌纳米银行业的两大痛点问题严重限制了纳米银的广泛使用。

核壳结构有机/无机复合纳米银材料正是在解决上述行业痛点问题要求下应运而生，核壳结构有机/无机复合纳米银是在传统纳米银单质颗粒表面通过物理、化学等手段引入一层有机分子保护壳层，壳层厚度通常在几纳米至数十纳米之间，从而有效降低纳米银颗粒表面能，抑制纳米粒子团聚，有效起到增加纳米银分散稳定性的作用；并且在一定程度上壳层分子的特殊理化性质也赋予了核壳结构纳米银材料特殊的理化特性，从而使得材料具有特殊的功能。

然而，传统的核壳结构有机/无机复合纳米银的制备方法主要有两种，一种是AgNO₃在还原剂及稳定剂(无机或有机小分子)共同作用下合成纳米银作为核，而后通过大分子层层自组装聚集的方法在纳米银核表面包覆形成壳层，或预先合成端基含Br的巯基功能分子，进而通过金属-巯基成键化学反应在纳米金属核表面引入活性聚合引发剂Br端基，而后再进一步通过在金属核表面引发活性单体聚合反应形成大分子修饰的壳层。这类方法缺点明显，反应步骤多，功能分子化学合成、提纯繁琐，且大分子与纳米银核组装过程中反应体系稳定性差，纳米银容易团聚，目标产物收率极低；另一种是AgNO₃与功能小分子在高温或一定pH条件下反应，通过小分子既作为还原剂制备纳米银核，同时又通过小分子自身在特定条件下氧化自聚合特性在纳米银核表面组装包覆形成壳层，从而一锅法制备核壳结构纳米银。例如专利文献CN201910037336.8此前报道了植物多酚单宁酸在pH较大的碱性溶液中，通过多酚分子还原以及氧化自聚合组装机理可一步法有效催化AgNO₃还原反应制备核壳结构植物多酚修饰的纳米银。这类方法相对于前面方法步骤简单，只需要一步一锅法反应即可，但是一般小分子催化应动力不足，需要额外向体系提供能量使水溶液处于沸腾状态，如高温加热、微波、高能辐照等；或需要调节体系在特定酸碱条件下，如必须加入强碱弱酸盐、碱物质等使得反应体系成碱性，从而使得体系复杂，稳定性下降，并增加了核壳结构纳米银批量制备生产的成本。以上两类制备核壳结构纳米银的方法的缺陷限制了核壳结构纳米银进一步工业扩大化生产及应用。