0引言
纳米银由于具备特异的量子尺寸效应和表面效应[1,2],展现出许多独特的物理和化学特性,其优良的抗菌性日益受到人们的重视。纳米银能广谱杀菌,对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有较强的抑菌性,并且不会使细菌产生耐药性[3].海藻酸钠是一种广泛使用的天然高分子多糖,化学式为(C5H7O4COONa)n,是由古罗糖醛酸和甘露糖醛酸组成的线性聚合物。海藻酸钠含有大量的羟基和羧基基团,使得其在金属纳米粒子制备中既能当还原剂又能当稳定剂[4-6].同时海藻酸钠还是一种可再生资源,具备一定的生物相容性,无毒且价格低廉。
随着人们环保观念的增强和绿色化学概念的提出,制备能耗低、无污染的纳米银成为新的研究热点。光化学还原法反应条件温和、方法简便,是一种绿色的合成方法。光化学还原法制备纳米银过程中,已采用了多种还原剂和稳定剂,如PVP[7]、PMA[8]、脱氧胆酸钠[9]、明胶[10]等。本实验以海藻酸钠作为还原剂和稳定剂,通过紫外照射含海藻酸钠的AgNO3溶液制备纳米银。实验过程中没有使用其他材料,以防止进一步污染。
1实验
1.1试剂与仪器
硝酸银(北京化工厂,AR),海藻酸钠(sigma公司,AR),氢氧化钠(天津市风帆试剂公司,AR),所用水均为去离子水。傅里叶变换红外光谱仪(日本岛津C8-20),粉末X射线衍射仪(Rigaku XG control RINT2500),紫外-可见分光光度计(日本岛津UV-3150),透射电子显微镜(Tennai G2F20),紫外交联仪(Spectrolinker XL-1000)。
1.2制备方法准确称取0.1g、0.25g、0.5g、0.75g、1.0g海藻酸钠分别加入到90mL水中,磁力搅拌下使海藻酸钠完全溶解。滴加1mol/L的NaOH溶液调节溶液pH值至9.准确称取一定量AgNO3溶于水中,分别吸取10mL AgNO3溶液在搅拌条件下滴加到海藻酸钠溶液中,使总体积为100mL,AgNO3溶液 浓 度 分 别 为0.5 mmol/L、1 mmol/L、2 mmol/L和4mmol/L,海藻 酸 钠 浓 度 分 别 为0.1%、0.25%、0.5%、0.75%、1.0%(质量分数)。将混合液放置于紫外交联仪内,254nm波长下照射5min、10min、20min、30min、1h、2h、3h、4h,制备后避光保存。将部分银溶胶10000r/min离心,洗涤,真空干燥,获得纳米银粉,避光保存。
1.3测试与表征
1.3.1紫外吸收光谱
将纳米银溶胶倒入石英样品池中,250~700nm波长范围扫描,带宽为2nm.
1.3.2 X射线衍射分析
采用X射线衍射分析仪对海藻酸钠粉末和银粉进行XRD分析,扫描范围2θ为10~80°。
1.3.3红外光谱分析
取适量海藻酸钠粉末和银粉,溴化钾压片法制样,红外光谱观察官能团变化。
1.3.4形态观测
取纳米银溶胶滴到碳膜覆盖的铜网上,空气中自然干燥,透射电镜下观察其大小和形貌。
1.3.5抗菌性能
采用抑菌圈实验测定纳米银的抑菌性,选取大肠杆菌(ATCC 25922)和金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)作为抗菌性能测试菌种,代表革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。分别称取20mg由0.5%海藻酸钠、1mmol/L和4mmol/L AgNO32h照射时间制备的银粉,重新溶于100mL水中制成银溶胶。将直径为12mm的滤纸片浸入银溶胶中,30min后取出,无菌环境下37℃干燥。然后将高压灭菌后的LB培养基冷却至40℃左右,加入6%菌悬液,混匀迅速倒入平皿中,凝固,将滤纸片贴于培养基表面,每个培养基3片,37 ℃培养24h后,测量抑菌圈宽度,取其平均值,浸于0.5%海藻酸钠的滤纸片作为对照组。