[發明專利]一種抗菌材料海藻酸鈉-抗壞血酸納米銀的綠色快速制備方法

有效

• 申請號: 201710800376.4
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107716943B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 劉東紅;胡亞芹;陳士國;丁甜;葉興乾;陳健初;邵穎
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;A01N59/16;A01P1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種抗菌材料海藻酸鈉?抗壞血酸納米銀的綠色快速制備方法，該方法包括以下步驟(1)配制海藻酸鈉水溶液；(2)將海藻酸鈉水溶液加熱磁力攪拌過夜；(3)向攪拌過夜后的海藻酸鈉水溶液中逐滴滴加的硝酸銀溶液，伴隨渦旋處理；(4)向步驟(3)得到的混合物中逐滴滴加抗壞血酸溶液，伴隨渦旋處理；(5)超聲處理混合體系；(6)將超聲處理后的混合體系進行離心，棄去上清液，洗滌，將沉淀放置于?80℃冰箱中冷凍，于真空冷凍干燥機?40℃冷凍干燥，得到海藻酸鈉納米銀顆粒。本發明通過超聲制備海藻酸鈉?抗壞血酸納米銀抗菌材料，實現快速、綠色制備，可以作為一種十分具有潛力的保鮮包裝材料，用于延長待包裝產品的實際貨架期。

技術領域

本發明涉及保鮮領域，具體涉及一種抗菌材料海藻酸鈉-抗壞血酸納米銀的綠色快速制備方法。

背景技術

由于優良的生物兼容性，新型金屬納米材料日益受到關注。作為一種新材料，納米銀被認為是最普遍使用的金屬納米材料，這主要歸因于其獨特的物化特性及抗菌性能，因而廣泛應用于生物醫學、制藥及食品包裝等領域。納米銀的抗菌性能與其較大的表面空間、熱穩定性及對銀離子的釋放密切相關，而這些均取決于銀的類型、大小及形狀，另外，納米銀的合成方式也至關重要。相比于金屬鹽及金屬單質，納米銀可以實現對銀離子的可控性釋放，從而達到持久抗菌的效果。目前，納米銀的合成方法很多，主要分為物理合成、化學合成及生物合成。其中，化學合成最為普遍，主要利用還原劑和穩定劑實現納米銀的合成。然而，具有高反應性的還原劑，比如：肼、N,N-二甲基甲酰胺等，會對環境及生物體產生潛在毒性；常用的穩定劑，比如三苯基膦、聚乙烯吡咯烷酮等，難以分散的問題也不容忽視。另外，化學合成過程中產生的有毒物質也會造成環境壓力。與之相反，遵循“綠色化學”原則的納米銀合成方法具有無毒、環境友好等的優勢，可有效減少傳統合成方法產生的毒害，因而越來越受到研究人員的重視。綠色合成主要涉及非有害溶劑介質，天然還原劑和無毒穩定劑的選擇。據報道，天然多糖如殼聚糖和可溶性淀粉對納米銀具有穩定作用，保證其對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的持久優異的抗菌活性。

超聲是一種依賴強烈的物理剪切和局部溫度效應以及聲空化形成自由基從而合成功能性納米材料的有效技術。超聲波條件的選擇如功率強度，持續時間和反應器配置，影響氣蝕泡的強度和數量，從而控制決定納米銀的產量、最終尺寸，表面粗糙度和結構高度。一般而言，超聲不僅能夠獲得所需的平均粒徑，而且通常可以產生粒徑分布在20nm至100nm范圍內的相對更窄的納米顆粒。此外，超聲可以減少反應體系中重金屬和有毒溶劑的使用。因此，超聲處理通常被認為是遵循“綠色化學”的納米銀合成方法。

為了實現納米銀的合成，特別是綠色、快速合成，需要一種環境友好型的快速制備方法以降低納米銀合成對環境及生物體造成潛在性危害，同時提高制備效率。

發明內容

海藻酸鈉是從棕色海藻提取的天然親水性陰離子多糖，已廣泛應用于食品，生物工程和制藥領域。它是包含以不同相對比例的MM，MG和GG排列而成的不規則嵌段二元共聚物，含有1-4個線性連接的β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古洛糖醛酸(G)殘基。由于其生物相容性，分散性，易獲得性，無毒性和低成本，以及豐富的多功能基團，海藻酸鈉可用作制備均相納米銀的膠體穩定劑，也可防止納米銀的凝聚。超聲已被開發為一種快速，綠色的納米銀合成技術，海藻酸鈉作為穩定劑，抗壞血酸(Vc)作為還原劑。通過紫外-可見(UV-Vis)光譜，透射電子顯微鏡(TEM)，傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)和X射線能級光譜(XPS)分析合成納米銀的形狀，尺寸和結構。此外，通過最小抑制濃度(MIC)和抑菌圈(ZOI)方法評估合成納米銀對革蘭氏陽性細菌(Staphylococcus aureus)和革蘭氏陰性菌(Escherichiacoli)的抗菌性能。具有抗菌活性的海藻酸鈉納米銀可以保護包裝食品免受微生物污染，保持食品品質，延長貨架期，可以作為新興的食品包裝材料。

針對現有制備方法存在的不足，本發明提供一種抗菌材料海藻酸鈉-抗壞血酸納米銀的綠色快速制備方法，具體包括如下步驟：