一种通过光诱导玉米秸秆提取物合成纳米银的方法与流程

本发明涉及生物技术领域，更具体涉及一种通过光诱导玉米秸秆提取物合成纳米银的方法。

背景技术：

纳米银具有良好的抗菌活性，在医药、纺织、水处理和食品保鲜等方面具有良好的应用价值。传统的纳米银合成方法主要包括物理法和化学法，多涉及高温、高压条件、强还原剂和毒性物质，合成过程能耗高，且污染环境。生物合成法原料来源广泛、反应条件温和、对环境友好，通过生物法合成的生物基纳米银具有更好的生物相容性和安全性，更适宜用作医药和食品保鲜领域(详细见参考文献1：Naik R R,Stringer S J,Agarwal G,Jones S E,Stone M O.Nat.Mater.,2002,1:169-172)。因此，纳米银生物合成法引起了研究者的广泛关注。

生物合成法主要以植物和微生物基质为还原剂和稳定剂来合成纳米银(详细见参考文献2：Arunachalam R,Dhanasingh S,Kalimuthu B,Uthirappan M,Rose C,Mandal A B.Colloid Surface.B,2012 94:226-230)。从纳米银合成的生物物种上来说，已报道有多种生物基质可合成纳米银，但存在着时间和空间上的局限性。同时，不同基质合成的纳米银可能有着不同的性质。因此，筛选更多的纳米银合成生物资源，可为生物基纳米银的制备提供更多的选择。玉米秸秆作为农业废弃物，残存量巨大，对我国生态环境造成严重的影响。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供了一种通过光诱导玉米秸秆抽提物合成纳米银的方法，方法易行，操作方便，合成效率高，所合成纳米银稳定性好。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

本发明发现玉米秸秆提取物可高效合成纳米银，将玉米秸秆应用到纳米银的合成中，不仅可解决秸秆废弃物问题，而且可提供新型高效的纳米材料。

一种通过光诱导玉米秸秆抽提物合成纳米银的方法，其步骤是：

1)将玉米秸秆破碎成粉末状(20～40目)，加水充分震荡提取，离心过滤获得上清液即为玉米秸秆抽提物；

2)取步骤1)所制备的玉米秸秆抽提物作为反应基质，加入硝酸银(化学式为AgNO₃)溶液，在白光照射(100000lx)条件下反应70～90min，得到纳米银颗粒；

所述的步骤2)中，反应体系中玉米秸秆抽提物的浓度为0.4～1mg/ml。

所述的步骤2)中，反应体系中硝酸银(AgNO₃)浓度为1～1.8mM。

根据本发明的实施例，所述方法具体的包括以下步骤：

a、制备抽提液：

将玉米秸秆破碎制成粉末后，取1g样品加入70ml水，200rpm摇匀10min，之后取溶液10000rpm离心20min，收集上清液并过滤，所得溶液即为玉米秸秆抽提物。

b、纳米银合成：

合成基质为玉米秸秆抽提液，反应体系为：基质浓度为0.4～1mg/mL，AgNO₃终浓度为1～1.8mM，在白光照射(100000lx)条件下，反应70～90min。

c、纳米银的检测：

通过紫外可见分光光度法检测纳米银的合成，通过透射电子显微镜表征纳米银的大小。

本发明所提供的通过光诱导玉米秸秆抽提物合成纳米银的方法，以玉米秸秆抽提物为反应基质，安全可靠；通过玉米秸秆的抽提物制备纳米银颗粒，可在70～90min内完成反应，合成速度快；合成的纳米银为粒径分布在10-22nm的纳米晶体；纳米银颗粒溶液高度稳定，在室温(20～25℃，以下相同)下可保持2个月不发生明显的聚集；纳米银对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有高效的抗菌活性。

本发明所提供的通过光诱导玉米秸秆抽提物合成纳米银的方法，具有较强的创新性和实用性，其优点如下：

(1)首次利用玉米秸秆抽提物合成纳米银颗粒，合成的纳米银为粒径分布在10-22nm的纳米晶体，纳米银胶体溶液可保持的高度分散稳定性，并对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有高效的抗菌活性。

(2)合成方法安全无毒害作用，合成速度快，可在70～90min内完成反应，是一种高效、安全、简单的合成方法。

附图说明

图1为一种不同玉米秸秆抽提物浓度下合成纳米银的紫外可见吸收光谱；

图2为一种不同AgNO₃浓度下合成纳米银的紫外可见吸收光谱；

图3为一种玉米秸秆抽提物合成纳米银过程中不同时间点的紫外可见吸收光谱；

图4为一种玉米秸秆抽提物合成纳米银的粒径分布统计。

图1说明反应体系中玉米秸秆抽提物的浓度为0.4～1mg/ml时，可合成纳米银；

图2说明反应体系中AgNO₃浓度为1～1.8mM时，可合成纳米银；图3说明纳米银可在80min完成反应，合成速度快，该方法高效；图4说明所合成的纳米银粒径分布在10～22nm，粒径小，有利于纳米银溶液的稳定性。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行详细说明，但所有实施例并不对本发明构成任何限制。

实施例1：

一种通过光诱导玉米秸秆抽提物合成纳米银的方法，其步骤是：

a、制备抽提液：

将玉米秸秆破碎成粉末(20目)，取1g玉米秸秆粉末，加入70ml蒸馏水，200rpm摇匀10min，将玉米秸秆粉混合液10000rpm离心20min；收集上清液，过滤后得到玉米秸秆抽提液，用作纳米银合成基质。

b、纳米银合成：

反应体系中玉米秸秆抽提物浓度为0.4、0.6、0.8、1mg/mL，AgNO₃浓度为1mM，在白光照射(100000lx)条件下，反应80min。

c、纳米银的表征：

纳米银的合成可通过其强烈的可见区吸收表征，如附图1所示，在0.4、0.6、0.8、1mg/mL的玉米秸秆抽提物浓度下，生成强烈的可见光吸收产生，证明纳米银的合成。观察发现所合成的纳米银在室温下保存两个月以上不发生明显的团聚现象，说明本发明制备的纳米颗粒溶液体系可保持高度稳定性。

实施例2：

一种通过光诱导玉米秸秆抽提物合成纳米银的方法，其步骤是：

a、制备抽提液：

将玉米秸秆破碎成粉末(40目)，取1g玉米秸秆粉末，加入70ml蒸馏水，200rpm摇匀10min，取玉米秸秆粉混合液10000rpm离心20min；收集上清液，过滤后得到玉米秸秆抽提液，用作纳米银合成基质。

b、纳米银合成：

反应体系中玉米秸秆抽提物浓度为0.8mg/mL，AgNO₃浓度为1mM、1.2mM、1.4mM、1.6mM、1.8mM，在白光照射(100000lx)条件下，反应80min。

c、纳米银的表征

附图2显示，在AgNO₃浓度为1mM、1.2mM、1.4mM、1.6mM、1.8mM时，生成强烈的可见光吸收产生，证明纳米银的合成。其中1.6mM与1.8mM硝酸银浓度的反应体系紫外吸收曲线几乎重合。观察发现所合成的纳米银在室温下保存两个月以上不发生明显的团聚现象，说明本发明制备的纳米颗粒溶液体系可保持高度稳定性。

实施例3：

一种通过光诱导玉米秸秆抽提物合成纳米银的方法，其步骤是：

a、制备抽提液：

将玉米秸秆破碎成粉末(20目)，取1g玉米秸秆粉末，加入70ml蒸馏水，200rpm摇匀10min，取玉米秸秆粉混合液10000rpm离心20min；收集上清液，过滤后得到玉米秸秆抽提液，用作纳米银合成基质。

b、纳米银合成：

反应体系中玉米秸秆抽提物浓度为0.8mg/mL，AgNO₃浓度为1.6mM，在白光照射(100000lx)条件下，反应80min。

c、纳米银的表征：

每隔10min测定紫外可见吸收光谱，附图3显示，随着反应时间的增加，纳米银的量合成增加，反应至80min时基本完成。12000rpm离心分离纳米银颗粒，制备纳米银颗粒悬浊液，滴至铜网，通过透射电子显微镜观察，统计计算纳米银的粒径分布如图4所示，本发明所制备的纳米银粒径分布在10～22nm之间。