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广谱抗微生物的介孔氧化硅席夫碱银配合物纳米材料及其制备方法


技术摘要:
本发明涉及广谱抗微生物的介孔氧化硅席夫碱银配合物纳米材料及其制备方法。该制备方法包括:制得氨基化介孔氧化硅,制得醛基化介孔氧化硅,制得介孔氧化硅席夫碱银配合物纳米材料成品。该纳米材料对多种细菌真菌具有杀灭作用,能达到广谱、高效、持续杀菌的效果,且在  全部
背景技术:
据发明人所知,现有抗菌材料在合成时工艺较为复杂,需要消耗大量人力物力财 力,这使其成本居高不下,不利于市场推广。同时,现有抗菌材料的杀菌作用对象有限,往往 只对某种细菌有杀灭作用;杀菌持续时间短,难以长时间持续杀菌;大量使用后易产生耐药 菌株,反而会威胁人类健康。此外,一些银基抗菌材料因含银量较高,对生物体危害大,不能 直接作用于动物或人。因此,亟待研制出能克服以上缺点的抗微生物材料。 本发明的发明人课题组曾于2018年01月03日申请了名称为《纳米粒子复合材料、 其合成方法及用途》的中国发明专利,其中记载的复合材料SBA-15/PDA/Ag具有抗菌效果。 之后,在进一步的研究中,发明人课题组取得了新的研究成果,能够克服前文提到的现有材 料缺点,因此,发明人课题组以该研究成果申请本发明专利。
技术实现要素:
本发明的目的在于:克服现有技术存在的问题,提出一种广谱抗微生物的介孔氧 化硅席夫碱银配合物纳米材料的制备方法,合成过程绿色、简单、快捷,所得材料对多种细 菌真菌具有杀灭作用,实现广谱、高效、持续杀菌。同时,还提出由该制备方法制得的纳米材 料,以及该纳米材料的用途。 本发明解决其技术问题的技术方案如下: 一种广谱抗微生物的介孔氧化硅席夫碱银配合物纳米材料的制备方法,其特征 是,包括以下步骤: 第一步、将介孔氧化硅分散于甲苯中,加入3-氨丙基三乙氧基硅烷,于反应条件下 反应;反应后,离心并收集固形物;将固形物洗涤、干燥后,得氨基化介孔氧化硅; 第二步、将氨基化介孔氧化硅分散于去离子水中,加入乙醛酸,于反应条件下反 应;反应后,离心并收集固形物;将固形物洗涤、干燥后,得醛基化介孔氧化硅; 第三步、将ε-聚赖氨酸分散于无水乙醇中形成混合液,以氢氧化钾调节该混合液 的酸碱度呈弱碱性,pH=8.0±0.5;加入醛基化介孔氧化硅,于反应条件下反应;反应后,向 混合液中加入可溶性银盐,然后继续反应;反应结束后,离心并收集固形物;将固形物洗涤、 干燥后,得负载有银纳米粒子的ε-聚赖氨酸修饰介孔氧化硅,即介孔氧化硅席夫碱银配合 物纳米材料成品。 该方法的合成过程绿色、简单、快捷,而且所需投入的银量较少,使制得的纳米材 料中含银量也较低。该方法制得的纳米材料对多种细菌真菌具有杀灭作用,能达到广谱、高 效、持续杀菌的效果,且在抗菌的同时能防止产生耐药菌株。而且,与之前发明人课题组发 4 CN 111574723 A 说 明 书 2/10 页 明的复合材料SBA-15/PDA/Ag相比,本发明制得的纳米材料对结核分枝杆菌的灭杀作用更 加明显。 本发明进一步完善的技术方案如下: 优选地,第一步中,所述介孔氧化硅与甲苯的质量体积比为0.6±0.01g:80±5ml; 所述3-氨丙基三乙氧基硅烷与甲苯的体积比为0.0025±0.001:1;加入3-氨丙基三乙氧基 硅烷时逐滴加入;第一步的反应条件为:反应温度70℃±5℃,反应时间至少12小时,反应过 程中持续搅拌;离心条件为:离心转速5000±500rpm,离心时间至少5分钟;洗涤条件为:采 用乙醇、去离子水分别洗涤至少3次;干燥温度为60℃±5℃。 采用该优选方案,可进一步优化第一步中的各物料比例、各具体条件。其中,3-氨 丙基三乙氧基硅烷即APTES。 优选地,第二步中,所述氨基化介孔氧化硅与去离子水的质量体积比为0 .5± 0.01g:100±10ml;所述乙醛酸与第一步的3-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比大于1。 采用该优选方案,可进一步优化第二步中的各物料比例。其中,乙醛酸与第一步的 3-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比大于1,可确保投入过量的乙醛酸,以实现更好的反应效 果。 优选地,第二步的反应条件为:反应温度40℃±5℃,反应时间至少6小时,反应过 程中持续搅拌;离心条件为:离心转速5000±500rpm,离心时间至少5分钟;洗涤条件为:采 用去离子水洗涤至少3次;干燥温度为60℃±5℃。 采用该优选方案,可进一步优化第二步中的各具体条件。 优选地,第三步中,所述ε-聚赖氨酸与无水乙醇的质量体积比为120±20mg:60± 10ml,所述ε-聚赖氨酸的分子量为3000±500;所述醛基化介孔氧化硅与ε-聚赖氨酸的质量 比为0.5-2:1;所述可溶性银盐为硝酸银,所述硝酸银与醛基化介孔氧化硅的质量比为1.4 ±0.2:1。 采用该优选方案,可进一步优化第三步中的各物料比例。其中,可溶性银盐的投入 量明显少于SBA-15/PDA/Ag,这使得本发明制得的纳米材料含银量较低。 优选地,第三步的反应条件为:反应温度80℃±5℃,反应时间至少12小时,反应过 程中冷凝回流;继续反应的反应条件为:反应温度80℃±5℃,反应时间至少30分钟,反应过 程中冷凝回流;离心条件为:离心转速5000±500rpm,离心时间至少5分钟;洗涤条件为:采 用无水乙醇、去离子水分别洗涤至少3次;干燥温度为60℃±5℃。 采用该优选方案,可进一步优化第三步中的各具体条件。 优选地,第一步中,所述介孔氧化硅为SBA-15,且其制备过程为: S1 .将P123加至去离子水中,搅拌至澄清;加入盐酸溶液并混匀;加入正硅酸乙酯 并搅拌反应; S2.将所得混合物移至高温反应釜中进行反应,之后于烘箱中老化,将所得固形物 洗涤、干燥; S3.将固形物研磨成粉,并煅烧即得SBA-15。 采用该优选方案,可进一步明确介孔氧化硅的具体制备过程。 本发明还提出: 采用前文所述制备方法制得的介孔氧化硅席夫碱银配合物纳米材料。 5 CN 111574723 A 说 明 书 3/10 页 该纳米材料对多种细菌真菌具有杀灭作用,能达到广谱、高效、持续杀菌的效果, 抗菌的同时能防止产生耐药菌株。 本发明还提出: 前文所述介孔氧化硅席夫碱银配合物纳米材料的用途,其特征是,所述用途为用 于制备抗微生物剂。 该用途为前文所述纳米材料适用于抗微生物功能。 优选地,所述抗微生物剂针对的微生物包括白色念珠菌、热带念珠菌、光滑念珠 菌、葡萄牙念珠菌、近平滑念珠菌、鲁克斯念珠菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、肠沙门氏菌亚 种、肺炎克雷伯菌、摩根氏摩根菌、嗜麦芽窄食单胞菌、奇异变形杆菌、鲍曼不动杆菌、金黄 色葡萄球菌、粪肠球菌、屎肠球菌、枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、卡他莫拉菌、肺炎链球菌、 伴放线杆菌和结核杆菌。 采用该优选方案,可进一步明确针对的微生物种类。 与现有技术相比,本发明的有益效果如下: 本发明制备方法绿色、简单、快捷,由于所需投入的银量较少,使制得的纳米材料 中含银量也较低。本发明纳米材料对多种细菌真菌具有杀灭作用,能达到广谱、高效、持续 杀菌的效果,在抗菌的同时能防止产生耐药菌株。 附图说明 图1为本发明实施例4的扫描电镜图(A:SBA-15、B:CLA-1)和透射电镜图(C:SBA- 15、D:CLA-1)。 图2为本发明实施例4中CLA-1的能量色散光谱图。 图3为本发明实施例4的CLA-1及各对照组的傅里叶红外光谱图。 图4为本发明实施例4的13C固体核磁共振谱图。 图5为本发明实施例5的对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(共培养72小时后)的生长 效果评价结果图。 图6为本发明实施例5的结核分枝杆菌(共培养42天后)的生长效果评价结果图。 图7为本发明实施例6的相应示意图。 图8为本发明实施例7的结果示意图。 图9为本发明实施例8的白念珠菌SC5314对CLA-1和氟康唑(FLC)的抗性发展结果 图。 图10为本发明的主要方案图。
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