一种新型纳米金复合抗菌剂及其制备方法与流程

本发明涉及抗菌杀菌剂技术领域，特别涉及一种新型纳米金复合抗菌剂及其制备方法。

背景技术：

近年来，随着抗生素的滥用，许多菌产生耐药性，常规的抗生素作用靶点单一，无法有效的杀灭“超级细菌”，极大地增加了感染者的死亡率。因此，需要发展纳米抗菌剂来对抗超级细菌，即将抗菌剂的活性中心小分子负载于纳米颗粒上，利用纳米颗粒的多价效应及穿膜效应来发挥抗菌作用。而这种纳米抗菌剂由于其杀菌机理是通过多重作用杀菌，因此很难诱导细菌产生耐药性。

目前，应用最多的纳米颗粒包括纳米银、纳米铜、纳米二氧化硅等，其中纳米金由于具有良好的生物相容性、毒性低、比表面积大等特点，在药用研究的发展迅速，显示出良好的应用前景。相关研究表明纳米金自身具有一定生物活性，同时具有光热效应，也可以作为载体负载药物，可已经广泛用于疾病诊断，药物检测，细胞成像等方面。但是由于纳米金自身杀菌效果不好，因此需要通过负载药物来达到协同抗菌的效果。而硫酸庆大霉素为氨基糖苷类抗生素，是由氨基糖和配基连结而成的苷类杀菌性抗生素。对各种革兰阴性细菌及革兰阳性细菌都有良好抗菌作用，其作用于细菌体内的核糖体，抑制细菌蛋白质合成，并破坏细菌细胞膜的完整性而发挥杀菌作用。但由于价格低廉导致其滥用情况越来越严重。因此需要寻找一种新型纳米金复合抗菌剂的制备方法，将硫酸庆大霉素与纳米金结合，发挥协同效应，有效杀死细菌，减少耐药性发生率。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型纳米金复合抗菌剂，满足抑菌的使用需求。本发明的另一目的是提供一种工艺简单，绿色、环境友好，且制备条件温和的新型纳米金复合抗菌剂的制备方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种新型纳米金复合抗菌剂，为负载硫酸庆大霉素的纳米金颗粒。

所述纳米金颗粒的粒径为1～10nm。

所述的新型纳米金复合抗菌剂，硫酸庆大霉素与纳米金颗粒的质量比为1:2～8。

一种制备所述的新型纳米金复合抗菌剂的方法，其步骤包括：

1)取氯金酸加入去离子水中，得到浓度为0.1-0.7g/L的氯金酸溶液；

2)加入聚乙烯吡咯烷酮，在0-25℃条件下充分搅拌0.5-3h；

3)加入硫酸庆大霉素，在0-25℃条件下充分搅拌0.1h-0.5h；

4)加入硼氢化钠溶液，在0-25℃条件下充分搅拌3-6h；

5)将所得混合溶液透析3-6天，即得到纳米金复合抗菌剂。

所述的新型纳米金复合抗菌剂的制备方法，氯金酸与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:1～10。

所述的新型纳米金复合抗菌剂的制备方法，氯金酸与硼氢化钠质量比为8～1:1。

所述的新型纳米金复合抗菌剂的制备方法，氯金酸与硫酸庆大霉素的质量比为4～1:1。

所述的新型纳米金复合抗菌剂在抑菌中的应用。

本申请的制备方法，为一步还原法，即在氯金酸中加入聚乙烯吡咯烷酮作保护剂，搅拌均匀后加入硫酸庆大霉素，然后通过加入硼氢化钠溶液还原氯金酸溶液，同时负载硫酸庆大霉素，达到边还原边负载的效果，通过透析去除溶液中未负载的硫酸庆大霉素，得到纳米金复合抗菌剂。此抗菌剂通过静电吸附作用将硫酸庆大霉素负载于纳米金上，不仅具有广谱抗菌性，例如抗革兰氏阳性菌、抗革兰氏阴性菌和真菌，同时还具有协同抗菌性，即纳米金与硫酸庆大霉素联合作用的抗菌活性大于两者单独作用效果的简单叠加，能有效防止由于治疗过程中细菌对抗生素产生耐药性而导致疗效降低的情况。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1)将硫酸庆大霉素负载于纳米金表面，发挥协同效应，有效杀死细菌，减少耐药性发生率。与商业抗生素相比，拓宽了药物筛选范围，减少了耐药性发生率，具有潜在的药物应用价值。

2)采用一步还原法制备了纳米金复合抗菌剂，工艺流程简单，绿色、环境友好，且制备的纳米金复合抗菌剂尺寸可控，粒径分布范围窄，其平均粒径为4.7nm，纳米颗粒小，不易发生团聚。

3)所制备的纳米金复合抗菌剂，对白色念珠菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均能达到100％，抑菌效果显著。

附图说明

图1是实施例1制备的纳米金复合抗菌剂的透射电镜照片图；

图2是实施例1制备的金纳米颗粒的粒径柱状分布图；

图3是实施例1制备的纳米金复合抗菌剂柱状分布图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明不受这些实施例的限制。

实施例1

将1mg氯金酸溶解于10mL水中，置于4℃条件下搅拌，在搅拌的过程中加入1mg聚乙烯吡咯烷酮，搅拌0.5h后，加入1mg硫酸庆大霉素，搅拌0.1h后，加入100μL硼氢化钠溶液，充分搅拌3h后，将所得混合溶液透析4天，即得到纳米金复合抗菌剂。

对实施例1制备的纳米金复合抗菌剂进行性能测试，具体如下：

1)透射电镜(TEM)测试

纳米金复合抗菌剂的TEM照片，如图1所示，可以观察到纳米金复合抗菌剂的粒径在1-10nm之间。

2)动态光散射(DLS)测试

纳米金溶胶和纳米金复合抗菌剂的粒径柱状分布图，如图2、3所示，可以观察到金纳米颗粒的平均粒径为2.3nm，纳米金复合抗菌剂的平均粒径为4.7nm。

3)最小抑菌浓度(MIC)测试

通过倍数稀释确定的最低抑菌浓度，用无菌水将纳米金溶胶、纯硫酸庆大霉素溶液和纳米金复合抗菌剂分别梯度稀释成128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125μg/ml；64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125、0.0625μg/ml；16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125、0.0625、0.03125、0.015625μg/ml，在96孔板的前11列依次加入200μL胰蛋白胨大豆肉汤培养基(TSB)和40μL梯度稀释过的样品，第12列加入200μL胰蛋白胨大豆肉汤培养基(TSB)和40μL无菌水做空白对照，得到MIC，结果见表1。

表1 MIC测试结果

实施例1制备的纳米金复合抗菌剂的最小抑菌浓度见表1。从表中可以看出纳米金复合抗菌剂对大肠杆菌，白色念珠菌，金黄色葡萄球菌，枯草芽孢杆菌和绿脓杆菌的最小抑菌浓度均明显低于单独的硫酸庆大霉素和纳米金颗粒。说明该方法制备的纳米金复合抗菌剂具有高效协同的抑菌效果。

实施例2

将1.5mg氯金酸溶解于10mL水中，置于0℃条件下搅拌，在搅拌的过程中加入1mg聚乙烯吡咯烷酮，搅拌1h后，加入1mg硫酸庆大霉素，搅拌0.2h后，加入100μL硼氢化钠溶液，充分搅拌4h，将所得混合溶液透析3天，即得到纳米金复合抗菌剂。

实施例3

将1.5mg氯金酸溶解于10mL水中，置于4℃条件下搅拌，在搅拌的过程中加入1.5mg聚乙烯吡咯烷酮，搅拌1.5h后，加入1.5mg硫酸庆大霉素，搅拌0.4h后，加入150μL硼氢化钠溶液，充分搅拌5h，将所得混合溶液透析5天，即得到纳米金复合抗菌剂。

实施例4

将1mg氯金酸溶解于10mL水中，置于0℃条件下搅拌，在搅拌的过程中加入1.2mg聚乙烯吡咯烷酮，搅拌2h后，加入1.5mg硫酸庆大霉素，搅拌0.3h后，加入100μL硼氢化钠溶液，充分搅拌4h，将所得混合溶液透析4天，即得到纳米金复合抗菌剂。

抑菌实验

采用液态培养体系，在40mL胰蛋白胨大豆肉汤培养基(TSB)中加入菌液，使得锥形瓶内菌液密度均为3×10⁷CFU/mL，以不加样品为空白对照组，加入100μL纳米金复合抗菌剂做对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌的抑菌实验，在温度为37℃的摇床中培养8小时后，采用稀释涂平板的方法，对存活细菌进行计数，抑菌率由下列公式计算：

R(％)＝(N空白-N试样)/N试样×100％，其中，N空白和N试样分别为空白对照锥形瓶和添加纳米金复合抗菌剂锥形瓶内的菌落数。经过计算，抑菌率结果如表2所示。

表2抑菌率结果

从表2可知，本发明所制备的纳米金复合抗菌剂，对白色念珠菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均能达到100％，抑菌效果显著。