[发明专利]一种利用甘草提取物构筑凹凸棒石-氧化锌纳米复合抗菌材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用甘草提取物构筑凹凸棒石‑氧化锌纳米复合抗菌材料的方法，是在甘草水提物中加入凹凸棒石和锌源，采用氢氧化钠调节pH值后，在搅拌和55~95℃恒温油浴条件下反应30~150min，将所得产物离心，洗涤，干燥，得到氧化锌/凹凸棒石复合抗菌材料。本发明以水为溶剂，以天然凹凸棒石为载体，以甘草水提物为还原剂和稳定剂，一步法构筑凹凸棒石‑氧化锌复合材料，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出强的抗菌活性。该制备方法简单、绿色、反应条件温和、成本低廉，易于规模生产制备。

技术领域

本发明属于材料合成领域，具体涉及一种利用甘草提取物构筑凹凸棒石-氧化锌纳米复合抗菌材料的方法。

背景技术

抗生素的广泛使用和滥用，特别是其在畜禽养殖上的大规模应用，导致大量耐药菌出现，对人类健康造成极大威胁，迫切需要新的方法和策略解决这一问题。纳米技术的研究和广泛应用给工业和生物医学领域带来了革命性的变化，人们可以在纳米尺度上设计和构筑材料，获得更高活性的抗菌材料，有望替代抗生素对抗细菌感染。

金属和金属氧化物纳米颗粒因其高比表面积和高反应活性，能够以更小的剂量提供有效、靶向和广谱抗菌活性，成为抗菌领域的研究热点。其中，氧化锌纳米颗粒因其广谱的抗菌活性和良好的生物相容性而显示出更广泛的使用性（化工进展. 2018, 37, 621，Nano-Micro Lett. 2015, 7, 219）。然而，纳米金属颗粒因具有极高的表面能而极易发生团聚，严重影响其生物活性。通过载体负载氧化锌纳米颗粒能够有效地阻碍纳米颗粒的团聚，获得分散性均匀的纳米颗粒（CN111067917A，CN103283781B，ACS Appl. Mater.Interfaces 2014, 6, 2791）。凹凸棒石是一种具有链层状结构的含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，由于其独特的物理化学性质和工艺性能，在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到了广泛应用。凹凸棒石因其纳米棒晶结构、高比表面积和表面硅羟基，以成为负载无机纳米颗粒的理想载体。

合成氧化锌纳米材料的传统方法涉及到使用有毒化学物质，制备成本较高，产生的副产物会对环境造成负面影响，得到的产物表面也会残留毒性物质，导致纳米材料具有较大的生物毒性。近年来，基于生物资源的绿色合成法受到了极大的关注，特别是以植物提取物作为介质合成纳米材料（CN202110676827.4，精细化工. 2020, 37, 1793，Chemico-Biol. Interact. 2018, 286, 60）。植物法还原制备氧化锌纳米材料主要是利用植物提取液中富含的生物分子如蛋白质、糖类、多酚和黄酮等充当还原剂和保护剂，在温和的条件下还原金属离子。由于过程中只使用了天然的植物提取液，未添加任何的化学试剂，且反应条件温和。因此，相比于传统制备方法，植物还原法具有绿色环保、反应条件温和、成本低廉、原材料广泛易得等优点，这使得植物还原法被认为是一条可替代传统制备方法的理想路线。

甘草是一种古老且常用的中草药。甘草提取物中含有皂苷、黄酮类、萜类和多糖等化合物，具有抗病毒、抗炎、抗氧化和抗菌等生物功效，目前被广泛应用于人和动物的疾病预防和治疗（现代农业科技.

2019, 3, 211）。研究表明，甘草提取物中的生物活性物质具有还原和稳定金属纳米颗粒的作用（Int. J.Biol. Macromol. 2020, 141, 422），目前已被用于制备二氧化钛、银、金和锌等纳米颗粒，但用于开发凹凸棒石负载氧化锌抗菌材料还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用甘草提取物构筑凹凸棒石-氧化锌纳米复合抗菌材料的方法，通过采用甘草水提取物作为介质，可有效避免有毒副产物的产生，合成的纳米材料安全性高，抗菌性能优异，易于大规模生产。

一、凹凸棒石-氧化锌纳米复合抗菌材料的制备