一种球形纳米银粒子的生物合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纳米银的生物合成方法，尤其是用芒果皮提取物和金钱草提取 物合成纳米银。
【背景技术】
[0002] 纳米银粒子具有独特的物理化学性质，广泛应用于催化、光电学、光学、生物科学 及制药等方面。因此，研宄纳米银的制备方法具有重要的意义。目前，纳米银粒子可以通过 物理(蒸气一冷凝法、球磨法、溅射法、放电爆炸法)、化学(液相反应法、气相反应法、模板合 成法)、光催化以及生物等方法制备。与物化方法相比，生物法因具有高效、快速、稳定、简单 易行、环境友好、无毒及价格低廉等诸多优点而被众多研宄者关注。生物法制备纳米银粒子 主要指利用生物有机物作为还原剂和保护剂，通过将A g N O 3溶液中的A g +还原成 A g Q，生成纳米银粒子。
[0003] 采用果皮提取物制备纳米银粒子不仅高效快速，还能废物利用，有利于环保，植物 叶及种子资源丰富，具有极强的再生能力，利用果皮、植物叶及种子等的提取物制备纳米银 粒子极具潜力。与微生物相比，采用果皮及植物制备银粒子虽然更为快速，但目前关于其研 宄却很少。现有技术公开了用风干的香蕉皮、柿子树叶、红木树叶、甜橙皮等成功制得纳米 银粒子。纳米银粒子的形貌和粒径直接影响其抑菌及光催化能力，制备形貌和粒径可控的 纳米银粒子对其应用有极大的意义。采用不同的生物材料可能会影响制备的纳米银粒子的 形貌。虽然目前生物法尚不能精确控制所制备的纳米银粒子的粒径，但关于此方面的研宄 较多，影响粒径的因素主要有PH值、生物材料量、温度及反应时间。研宄发现，随着pH值升 高，制备出的银粒子粒径越小。增大提取物的量，会出现粒子粒径增大及减小两种相反的结 果。随着反应温度升高，生成的纳米银粒子粒径越小。
[0004] 现有技术公开了一种用芒果皮制备纳米银粒子的方法。芒果皮作为芒果工业化加 工生产中产生的加工副产物，一般被抛弃，既造成资源的巨大浪费，又污染环境。据研宄，芒 果皮中含有大量黄酮化合物、多酚化合物和多糖，都是很好的还原剂。实验研宄了以食品工 业下脚料芒果皮作为还原剂和分散剂，合成分散性很好的纳米银。研宄表明，PH值为1 1， 芒果皮提取物的添加量为Q . I m L，硝酸银溶液浓度为Q . 5 mM，反应条件为8 Q°C，水 浴I 5m i η时，经紫外可见分光光度法和T EM表征合成的纳米银的粒径最小，为7 η m(± 2 3%)。但是该方法反应温度高，PH高，在大量工业化生产中能耗比较高。
[0005] 本发明旨在提供一种纳米银的生物合成方法，利用芒果皮和金钱草，可以在较低 的温度下，生产粒径小，分布范围窄，形态呈较规则球形的纳米银粒子。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种纳米银的生物合成方法，利用芒果皮提取物和金钱草提 取物，可以在较低的温度下，偏中性的反应环境小，生产粒径6nm左右，分布范围窄的纳米 银粒子。
[0007] 纳米银粒子具有较强的抗菌能力，广泛应用于临床医学，如外科手术以及伤口愈 合等，未来有潜力用于消炎、抗肿瘤、妇科以及再生医学等方面。目前，纳米银粒子的抑菌 机理尚不十分清楚，可能的机理可分为：（1 )纳米银粒子溶于水中会转化成银离子，杀死病 原体；（2 )纳米银粒子在细菌细胞膜外大量累积，会改变细胞膜的渗透率，导致细菌死亡； (3)纳米银粒子具有较小的粒径和大的比表面积，因此，纳米银粒子能轻易破坏细胞膜，进 入细胞内，在细胞质中转化成银离子，损坏胞内结构。
[0008] 纳米银粒子的抑菌能力取决于多方面的因素：（1 )形貌。相同表面积的纳米银粒 子处理大肠杆菌，不同的形貌其抑菌能力有差别，不同形状也许会导致其起有效作用表面 积不同，影响抑菌能力。（2)粒径。银粒子粒径越小，抑菌能力越强。（3)制备方法。生 物法制备的纳米银粒子的抑菌能力高于化学法所制备的纳米银粒子。
[0009] 纳米银粒子在反应过程中主要经历生成、团聚、破碎及溶解4个阶段，生物法制备 纳米银粒子具有高效、快速且稳定性高等特点，因而生成及团聚会在短时间内完成且破碎 及溶解过程不明显，反应在较短时间内就达到平衡。植物及果皮中的醇类、醚、羧酸、脂肪族 及芳香族化合物等有机物有可能在反应中充当还原剂及保护剂。
[0010] 现有技术都是单一使用一种植物原料进行提取，本发明人尝试用两种或者两种以 上的植物提取液，发现芒果皮提取物和金钱草提取物共同作用下，能达到某种协同效果，显 著优化反应条件。具体而言，是降低反应温度，让PH偏中性，缩小纳米银粒子的直径。
[0011] 为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案： 一种纳米银的生物合成方法，其步骤如下： (1) 制备芒果皮提取液； (2) 制备金钱草提取液； (3) 混合反应： 取芒果皮提取液，金钱草提取液，与9-10倍重量的0. 5 m M的硝酸银溶液混合，调节 硝酸银溶液的pH值为8. 0, 50-55°C反应12-15min。
[0012] 作为优选，步骤（1)为：称取新鲜芒果皮，加水量为芒果皮重量的2倍榨成汁，过 滤，4 °C保存备用； 作为优选，步骤（2)为：取干药材金钱草，加水量为金钱草重量的8倍，经85-90 °C水浴 提取3-4 h，过滤，得金钱草提取液； 作为优选，步骤（3)为：取1倍重量芒果皮提取液，0. 15-0. 2倍重量金钱草提取液，与 9-10倍重量的0. 5 mM的硝酸银溶液混合，调节硝酸银溶液的pH值为8. 0, 5 (TC反应 12_15min〇
[0013] 本发明的有益之处在于： 1.本发明采用芒果皮作为生产原料，芒果皮一般被抛弃，既造成资源的巨大浪费，又污 染环境，利用本发明可以变废为宝。
[0014] 2.本发明的合成方法具有高效、快速、稳定、简单易行、环境友好、无毒及价格低廉 的优点 3.本发明的合成方法需要温度低，pH偏中性，制备出分散性能佳，粒径极小，分布范围 极窄，抑菌效果非常好的纳米银粒子。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1: 一种纳米银的生物合成方法，其步骤如下： 制备芒果皮提取液： 称取新鲜芒果皮，加水量为芒果皮重量的2倍榨成汁，过滤，4 °C保存备用； 制备金钱草提取液： 取干药材金钱草，加水量为金钱草重量的8倍，经85 °C水浴提取4 h得金钱草提取液， 过滤，备用； 取1倍重量芒果皮提取液，〇. 15倍重量金钱草提取液，与10倍重量0. 5 mM的硝酸银 溶液混合，调节硝酸银溶液的pH值为8. 0, 50°C反应12min。
[0016] 实施例2: 一种纳米银的生物合成方法，其步骤如下： 制备芒果皮提取液： 称取新鲜芒果皮，加水量为芒果皮重量的2倍榨成汁，过滤，4 °C保存备用； 制备金钱草提取液： 取干药材金钱草，加水量为金钱草重量的8倍，经90 °C水浴提取3 h得金钱草提取液， 过滤，备用； 取1倍重量芒果皮提取液，〇. 2倍重量金钱草提取液，与9倍重量0. 5 m M的硝酸银溶 液混合，调节硝酸银溶液的pH值为8. 0, 55°C反应15min。
[0017] 实施例3: 一种纳米银的生物合成方法，其步骤如下： 制备芒果皮提取液： 称取新鲜芒果皮，加水量为芒果皮重量的2倍榨成汁，过滤，4 °C保存备用； 制备金钱草提取液： 取干药材金钱草，加水量为金钱草重量的8倍，经87 °C水浴提取4 h得金钱草提取液， 过滤，备用； 取1倍重量芒果皮提取液，〇. 18倍重量金钱草提取液，与10倍重量0. 5 mM的硝酸银 溶液混合，调节硝酸银溶液的pH值为8. 0, 53°C反应14min。
[0018] 实施例4: 一种纳米银的生物合成方法，其步骤如下： 制备芒果皮提取液： 称取新鲜芒果皮，加水量为芒果皮重量的2倍榨成汁，过滤，4 °C保存备用； 制备金钱草提取液： 取干药材金钱草，加水量为金钱草重量的8倍，经89 °C水浴提取3 h得金钱草提取液， 过滤，备用； 取1倍重量芒果皮提取液，〇. 16倍重量金钱草提取液，与9倍重量0. 5 mM的硝酸银 溶液混合，调节硝酸银溶液的pH值为8. 0, 51°C反应13min。
[0019] 实施例5: 一种纳米银的生物合成方法，其步骤如下： 制备芒果皮提取液： 称取新鲜芒果皮，加水量为芒果皮重量的2倍榨成汁，过滤，4 °C保存备用； 制备金钱草提取液： 取干药材金钱草，加水量为金钱草重量的8倍，经86 °C水浴提取4 h得金钱草提取液， 过滤，备用； 取1倍重量芒果皮提取液，〇. 19倍重量金钱草提取液，与10倍重量0. 5 mM的硝酸银 溶液混合，调节硝酸银溶液的pH值为8. 0, 54°C反应12min。
[0020] 实施例6: 对实施例1-5得到的纳米银溶液进行形态的表征。
[0021] 采用紫外一可见分光光度法，透射电镜（τ EM)表征不同实施例下合成的纳米银 溶液，结果如表1所示。
[0022] 表 1
实施例7抑菌效果测评： 采用牛津杯法进行抑菌试验。放置直径为8_的牛津杯，加入实施例1-5合成的纳米 银溶液。放入3 7 °C培养箱中培养2 4 h，用游标卡尺测量抑菌圈直径。用芒果皮提取液 和金钱草提取液混合物作对照。测试结果见表2所示。
[0023] 表 2
从上表可以明显的看出，本发明的纳米银溶液具有非常好的抑菌效果。
[0024] 尤其是实施例2的纳米银溶液，为本发明的最佳实施例。
[0025] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种球形纳米银粒子的生物合成方法，其步骤如下： 制备芒果皮提取液； 制备金钱草提取液； 混合反应： 取芒果皮提取液，金钱草提取液，硝酸银溶液混合，50-55°C反应12-15min。2. 权利要求1所述的纳米银粒子的生物合成方法，其特征在于： 步骤（1)为：称取新鲜芒果皮，加水量为芒果皮重量的2倍榨成汁，过滤，4 °C保存备 用。3. 权利要求2所述的纳米银粒子的生物合成方法，其特征在于： 步骤（2)为：取干药材金钱草，加水量为金钱草重量的8倍，经85-90 °C水浴提取3-4h，过滤，得金钱草提取液。4. 权利要求3所述的纳米银粒子的生物合成方法，其特征在于： 步骤（3)为：取芒果皮提取液，金钱草提取液，与9-10倍重量的0. 5mM的硝酸银溶 液混合，调节硝酸银溶液的pH值为8. 0, 50-55°C反应12-15min。5. 权利要求1-4所述的方法制备得到的纳米银粒子溶液。
【专利摘要】本发明公开了一种球形纳米银粒子的生物合成方法，其步骤如下：制备芒果皮提取液；制备金钱草提取液；混合反应：取芒果皮提取液，金钱草提取液，与9-10倍重量的0.5ｍＭ 的硝酸银溶液混合，调节硝酸银溶液的pH 值为8.0，50-55℃反应12-15min。本发明的合成方法需要温度低，pH偏中性，制备出分散性能佳，粒径极小，分布范围极窄，抑菌效果非常好，形态近似球形或呈球形的纳米银粒子。
【IPC分类】B22F9/24, B82Y40/00, B82Y30/00, B22F1/00
【公开号】CN104889419
【申请号】CN201510255581
【发明人】史昕怡, 潘林武
【申请人】湖州品创孵化器有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月18日