CN114734032A - 一种基于木棉花提取液制备纳米银的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于木棉花提取液制备纳米银的方法。将木棉花乙醇提取液与银离子溶液混合，反应生成纳米银。本发明利用木棉花提取液还原银离子，制备单质纳米银。按照本发明的方法可制备出粒径在2～13nm的纳米银粒子。本发明利用木棉花提取液制备纳米银粒子，制备方法易行，可操作性强，成本低廉，木棉花提取液同时作为还原剂和稳定剂，反应过程中无需添加其他化学成分，短时间内制备出大量纳米银粒子，是一种既又环保的纳米银制备方法，且制备得到的纳米银溶液具有高校抑菌效果。
Description
技术领域：
本发明属于生物技术及抑菌应用领域，具体涉及一种基于木棉花提取液制备纳米银的方法。
背景技术：
纳米银(Silver nanoparticles,简称Ag-NPs)被称为二十一世纪新一代抗菌剂，它具有广谱高效的抗菌性能，抗菌持久、渗透性强、安全无毒、修复再生、并且不易使微生物产生抗药性的优点。纳米银目前已被广泛应用于各种医疗材料中，如创伤敷料、外科医生的面具、医用导管、医用手术器械、植入人体组织等。基于纳米银优良的抗菌性能，其应用前景广阔，在生活用品领域、医疗卫生领域、建材领域、电子工业领域等都有广泛的市场需求。
制备纳米银常见的方法包括物理还原法、化学还原法、生物还原法等。物理还原法比较简单，一般不需添加其他化学试剂，但对设备要求高，成本较高，耗能较大。化学还原法较常见，但使用的还原剂和稳定剂多为有毒试剂，严重污染环境，同时需要严格控制反应条件，对制备技术要求非常高。
木棉花(Bombax malabaricum DC.)别名攀枝花、斑芝花、英雄花等，属木棉科木棉属植物木棉树的花，多分布于我国南方地区，现作为广州市市花。木棉花的花具有清脾热、保肝、抗炎、抗氧化、抗病毒、抗幽门螺杆菌、抗α-葡萄糖苷酶、降血糖与血脂等功能。
发明内容：
本发明的目的是提供一种简便易行、可操作性强、成本低廉、对环境友好的基于木棉花提取液制备纳米银的方法并探究其抑菌效果。
本发明的基于木棉花提取液制备纳米银的方法，包括以下步骤：
将木棉花乙醇提取液与银离子溶液混合，反应生成纳米银。
优选，所述的木棉花乙醇提取液是将木棉花花瓣干燥后粉碎，将木棉花粉末用乙醇水溶液回流提取，再经超声清洗，然后过滤获得的木棉花乙醇提取液。
优选，具体步骤为：
(1)木棉花花瓣用水洗净，烘干，粉碎机粉碎，得到木棉花粉末；
(2)按照质量体积比＝1g：20～30ml的比例将木棉花粉末加入到体积分数70％的乙醇水溶液中，90℃热回流2h，期间不停搅拌，冷却至室温，超声，过滤得木棉花乙醇提取液；
(3)将2～30mmol/L的AgNO3溶液与木棉花乙醇提取液，按照体积比为2～10：1的比例混合，60～95℃加热搅拌反应30min～2h，制备得到纳米银溶液。
优选，所述的木棉花花瓣用水洗净是木棉花花瓣用超纯水清洗3次。
优选，所述的烘干是65℃烘干1～2d。
优选，所述的木棉花粉末是粉碎机粉碎后过40目筛的木棉花粉末。
优选，所述的超声为超声机清洗，超声功率为350W，超声时间为20min，超声温度为25℃。
优选，所述的过滤得木棉花乙醇提取液是用0.22μM有机滤膜过滤。
优选，所述的步骤(3)是将浓度为2～30mmol/L的AgNO3溶液与木棉花提取液按照体积比为10：1的比例混合，60～95℃避光加热搅拌反应30min～2h，制备得到纳米银溶液。
本发明利用木棉花提取液还原银离子，制备单质纳米银。按照本发明的方法可制备出粒径在2～13nm的纳米银粒子，呈球型饱满状且分散性较好。本发明利用木棉花提取液制备纳米银粒子，制备方法易行，可操作性强，成本低廉，木棉花提取液同时作为还原剂和稳定剂，反应过程中无需添加其他化学成分，短时间内制备出大量纳米银粒子，是一种既简单又环保的纳米银制备方法，且合成的纳米银溶液具有高效抗菌性能。
利用木棉花提取液合成纳米银安全性高，可操作性强。采用植物提取液还原合成纳米银具有可就地取材、反应条件温和、成本低、毒性低、产物不易团聚、污染少等优点。现在国内对利用木棉花提取液还原合成纳米银的研究很少，本发明是将木棉花提取液同时作为还原剂和稳定剂，无需添加其他化学成分，短时间内制备出大量纳米银粒子的方法，且合成的纳米银溶液具有高效抗菌性能。
附图说明
图1为实施例1的木棉花乙醇提取液(a)、纳米银溶液(b)及硝酸银溶液(c)紫外可见光吸收图；
图2为实施例1的纳米银溶液透射电镜图(A)及纳米银颗粒粒径分布图(B)；
图3为实施例1合成的纳米银溶液对大肠杆菌抑菌效果图；
图4为实施例1合成的纳米银溶液对金黄色葡萄球菌抑菌效果图；
图5为实施例1合成的纳米银溶液对铜绿假单胞菌抑菌效果图。
图6为实施例1合成的纳米银溶液对大肠杆菌(A)、金黄色葡萄球菌(B)及铜绿假单胞菌(C)的最低抑菌浓度(MIC)图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
分离木棉花花瓣与花萼，超纯水清洗3次花瓣，65℃烘干2d，粉碎机粉碎，过40目筛，得到木棉花粉末。称取6g木棉花粉末，加180ml体积分数70％乙醇水溶液90℃热回流2h，期间不停搅拌，冷却至室温；300W，超声温度为25℃条件下超声时间20min，200目纱布粗滤提取液，0.22μM有机滤膜过滤粗滤液，获得木棉花提取液。将浓度为10mmol/L的AgNO3溶液与木棉花提取液按照体积比为10：1的比例混合，70℃避光加热搅拌反应30min，制备得到纳米银溶液。
图1为合成的纳米银溶液、硝酸银提取液及木棉花提取液在350～650nm测定的紫外可见光吸收曲线。其中：a为木棉花提取液溶液；b为反应合成的纳米银溶液(AgNPs)；c为硝酸银溶液。图中可见合成的纳米银在430nm左右有最大吸收峰，而硝酸银溶液及木棉花提取液在此处无特殊吸收峰。
图2为纳米银溶液透射电镜图(A)及纳米银颗粒粒径分布图(B)。经测定，如图2所示，本实施例制备的纳米银溶液，其银离子粒径为2～13nm，平均粒径为8nm，呈球型饱满状且分散性较好。
实施例2：
本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于木棉花粉末与体积分数70％乙醇水溶液质量比不同，为称取6g木棉花粉末，加120ml体积分数70％乙醇水溶液。
实施例3：
本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于硝酸银浓度不同，分别为30、25、15、10、8、6、4、2mmol/L。
实施例4：
本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于反应温度不同，分别为60、75、80、85、90、95℃。
实施例5：
本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于反应时间不同，分别为1、2h。
实施例6：
实施例1合成的纳米银溶液抗菌性能鉴定
(1)菌株培养：将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌接种于MH液体培养基中，37℃，180r/min条件下培养至对数生长期。
(2)抑菌圈试验：分别将对数生长期的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌稀释至108CFU/mL，待无菌MH琼脂培养基温度为50℃左右时，将菌液与MH琼脂培养基按照100μL：20mL的比例混合并摇匀。取3个无菌牛津杯等距放入一次性无菌培养皿中，将混合培养基倒入平板中，待培养基凝固后，取无菌镊子取出牛津杯，将实施例1中合成的纳米银溶液、木棉花提取液及生理盐水各取100μL加入孔中，37℃恒温倒置培养16h，分别量取抑菌圈直径，取3次平均值。每个处理3个重复。
表1为硝酸银溶液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌的抑菌圈直径。表1证明，与生理盐水及木棉花提取液相比，获得的纳米银溶液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌均具有高效抑菌活性。
表1纳米银溶液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌的抑菌圈直径大小
图3为纳米银银溶液对大肠杆菌的抑菌圈试验结果图。
图4为纳米银溶液对金黄色葡萄球菌的抑菌圈试验结果图。
图5为纳米银溶液对铜绿假单胞菌的抑菌圈试验结果图。
实施例7：实施例1合成的纳米银溶液最低抑菌浓度(MIC)实验
将实施例1所得纳米银溶液13000r/min离心20min，留纳米银颗粒，用等体积无菌水清洗3次，沉淀用冻干机冻干。称取纳米银粒子样品1.6mg，溶于4mLMH肉汤中，得0.4mg/mL纳米银溶液。采用二倍梯度稀释法依次用原液稀释制备出一系列浓度梯度：0、0.006、0.013、0.025、0.05、0.1、0.2、0.4mg/mL。
将100μL MH肉汤、25μL纳米银肉汤和6.25μL大肠杆菌、金黄色葡萄球菌或铜绿假单胞菌菌悬液分别加入96孔板中，此时，体系中纳米银浓度为0、1.2、2.4、4.8、9.5、19、38.1、76.2μg/mL。放入酶标仪中培养24h，期间每隔1h测一次吸光度值(600nm)。平行操作3次实验，结果取平均值。结果如图6所示，纳米银对大肠杆菌的最低抑菌浓度为38.1μg/mL(A)、金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度为19μg/mL(B)、铜绿假单胞菌的最低抑菌浓度为9.5μg/mL(C)。
实施例8：实施例1合成的纳米银溶液最低杀菌浓度(MBC)实验
各吸取100μL实施例7中未长菌的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌或铜绿假单胞菌的混合液，均匀涂布于MH琼脂培养基中，37℃培养箱过夜培养，观察菌株生长情况，细菌菌落≤5时的最低药物浓度为MBC值，平行操作3次实验，结果取平均值。
结果如表2所示，纳米银对大肠杆菌的最低杀菌浓度为38.1μg/mL、金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度为38.1μg/mL、铜绿假单胞菌的最低抑菌浓度为19μg/mL。
表2纳米银溶液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌的最低杀菌浓度(MBC)的测定
注:“-”表示无菌落生长，“+”表示有菌落生长。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，本发明的保护范围不仅如此，凡在本发明的技术原则之内，有明显地修改、同等替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于木棉花提取液制备纳米银的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将木棉花乙醇提取液与银离子溶液混合，反应生成纳米银。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的木棉花乙醇提取液是将木棉花花瓣干燥后粉碎，将木棉花粉末用乙醇水溶液回流提取，再经超声清洗，然后过滤获得的木棉花乙醇提取液。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)木棉花花瓣用水洗净，烘干，粉碎机粉碎，得到木棉花粉末；
(2)按照质量体积比＝1g：20～30ml的比例将木棉花粉末加入到体积分数70％的乙醇水溶液中，90℃热回流2h，期间不停搅拌，冷却至室温，超声，过滤得木棉花乙醇提取液；
(3)将2～30mmol/L的AgNO3溶液与木棉花乙醇提取液，按照体积比为2～10：1的比例混合，60～95℃加热搅拌反应30min～2h，制备得到纳米银溶液。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的木棉花花瓣用水洗净是木棉花花瓣用超纯水清洗3次。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的烘干是65℃烘干1～2d。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的木棉花粉末是粉碎机粉碎后过40目筛的木棉花粉末。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的超声为超声机清洗，超声功率为350W，超声时间为20min，超声温度为25℃。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的过滤得木棉花乙醇提取液是用0.22μM有机滤膜过滤。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤(3)是将浓度为2～30mmol/L的AgNO3溶液与木棉花提取液按照体积比为10：1的比例混合，60～95℃避光加热搅拌反应30min～2h，制备得到纳米银溶液。
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