一种纳米铜微粒的制备方法及其纳米铜微粒的应用

本发明属于金属纳米材领域，特别涉及一种以金银花水提取物作为还原剂的绿色制备纳米铜抗菌剂的方法及其纳米铜微粒作为广谱抗菌剂的应用。

背景技术：

1、铜纳米颗粒(cu nps)由于其超小的粒径，其在抗菌方面有着广泛应用。以金属铜纳米粒子作为抗菌剂的抗菌活性与其尺寸相关，粒子越小，表面积和表面能越大，从而活性越高。但是金属纳米粒子高的表面能使其易于聚集形成大的粒子，因此解决颗粒团聚问题是其在抗菌领域应用的需要解决关键之一。

2、 金银花(lonicera japonica thunb)在中国、朝鲜、日本都有产出，在北美洲逸生成为难除的杂草。金银花是我国一种清热解毒的药用植物，金银花具有抗炎、抗病毒等诸多药理作用。金银花内含有许多具有还原性质的次生代谢产物，如环烯醚萜类、黄酮类、有机酸等。

3、目前制备纳米铜的方法很多，物理方法制备超微颗粒主要涉及到蒸发、熔融、凝固、形变、粒径变化等物理变化过程。化学方法制备超微颗粒通常包含着基本的化学反应,在化学反应中物质之间的原子必然进行组排。一些含苯环结构的高聚合物作为还原剂（公开号cn101264526a），反应后残留物质处理复杂，易造成环境污染，增加制备成本，不利于经济收益。在纳米铜合成中，多种酮类化合物作为有机溶剂使用，且粒径较大，平均粒径为100nm（公开号cn108971913 b）。油酸，聚乙二醇，水合肼等发挥还原溶剂与还原剂的作用，合成出的纳米铜颗粒在20 nm左右（公开号cn101607317 b）。

4、植物的各部分中含有多种初生代谢产物及次生代谢产物。植物化合物中含有的丰富羟基的多酚类等物质具有还原作用，且其中聚集形态结构的化合物对纳米金属粒子具有较强的封端作用、稳定作用和模板作用，可防止团聚。从植物提取物中合成金属纳米颗粒有三个阶段：（1）活化阶段，植物中存在的主要植物化学物质是黄酮类、萜类、糖、酮、醛、羧酸和酰胺，它们负责纳米颗粒的生物还原。黄酮类化合物含有多种官能团，它们具有更强的还原金属离子的能力。类黄酮中的互变异构体转化，烯醇形式转化为酮形式，活性氢原子被释放；（2）生长阶段，这一过程被称为奥斯特瓦尔德成熟，微小颗粒与较大颗粒的自发结合；（3）最后一个是终止阶段，纳米颗粒形成最终形状。由绿咖啡豆提取物合成的纳米铜颗粒（公开号cn107243647 a），绿咖啡豆提取物的还原性在合成过程中需使用更多的原料用于合成。还有以黑心菊花水提取物可制备均匀分布的纳米银粒子（黑心菊花水提物制备纳米金属及其性能研究）,一些贵金属纳米颗粒也由金银花提取物合成，但是由于制备纳米银成本较高，在实际应用上不如应用纳米铜粒子作为抗菌剂（synthesis of silvernanoparticle (ag nps) using phytochemical rich medicinal plant lonicerajaponica for improve the cytotoxicity effect in cancer cells）。使用保护剂和渗透剂，在一定温度下将ag+还原成为纳米银颗粒，后与eva树脂母粒混合作为抗菌剂和抗菌塑料，制备过程中使用多种有毒试剂，应用过程中后处理不易进行（公开号cn109233300a）。一种以通草为载体的纳米银抗菌材料，对多种细菌真菌都有抗菌效果，但合成的纳米粒子分布不均匀，未合成统一粒径纳米金属（公开号cn200410051385）。植物合成纳米铜抗菌剂通常以水作为反应溶剂，因此合成过程绿色环保、低成本反应迅速。这些优势使得植物提取物作为纳米铜抗菌剂合成原料具有广阔的发展前景。

5、在医学领域，纳米铜的潜力已经在多种应用中进行了研究，特别是它们的抗菌特性。各种类合成的纳米铜对许多病原微生物具有抗菌活性，到生物合成金属纳米铜对细菌，真菌甚至病毒的抗菌活性。多数情况下，它们遵循四个常见步骤来发挥抗菌作用，包括（1）细胞膜不稳定、（2）活性氧 (ros) 生成、（3）代谢途径抑制、（4）干扰 dna 复制。纳米铜的物理化学性质，如材料，尺寸（多分散性），形状，表面功能化等，在其抗菌作用中起着至关重要的作用。纳米颗粒的大小也起着至关重要的作用，因为小颗粒（即<20 nm）表现出优异的抗菌活性。较小的纳米颗粒通常具有更高的抗菌活性。植物提取物介导纳米铜抗菌剂的合成，由于具有抗菌性被应用在多个领域。在利用植物提取物绿色合成金属纳米颗粒过程中，植物的各个部分均可以用作纳米铜合成的原料，这是一种不含任何有害化学物质的生态友好的方法。为此开发一种高效的利用植物提取物合成纳米铜，突破传统制备在应用方面的束缚，成为当前合成和纳米医药应用的热点。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中纳米铜微粒制备中产物复杂、粒径偏大、易团聚等问题，提供一种绿色环保的通过植物提取物水化还原制备纳米铜微粒的方法，以制备一种粒径较小，比表面积大、分散均匀，不易团聚的纳米铜微粒。

2、本发明的目的是这样实现的，一种纳米铜微粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将金银花取提物的水溶液与泊洛沙姆混合均匀，将混合液置于反应釜中，将混合液置于反应釜中，于70℃～80℃，均匀添加二价铜盐溶液，边添加边磁力搅拌混合均匀后，恒温反应7～8小时，得到黄棕色纳米铜水溶液，然后将纳米铜水溶液透析提纯、离心分离得到纯净的纳米铜水溶液。

3、进一步地，所述金银花的取提物与泊洛沙姆质量比例为2～3：1。

4、进一步地，所述金银花的取提物与二价铜盐质量比为1～2：1。

5、进一步地，所述金银花的取提物的水溶液的浓度为0.10～0.15g/ml。

6、进一步地，所述二价铜盐为氯化铜。

7、进一步地，所述透析过程中，使用的透析袋的截留分子量大于300。

8、再进一步地所述离心分离的转速为8000～9000rpm。

9、现有技术中，专利公开号为cn109807351a的专利说明书中公开了一种超小粒径纳米铜颗粒的制备方法，采用水溶性高分子乌头酸作为还原剂与二价铜盐在水相条件下反应生成纳米铜颗粒，制得的纳米铜颗粒在催化还原废水中的有机染料方面具有优异的催化性能，在极低的浓度下，仍然具有优异的催化活性。

10、与上述现有技术相比，本发明制备的粒度分布均匀且平均粒径为3～4nm纳米铜颗粒具有以下优点：

11、(1)使用金银花植物提取物而不是单一化合物如乌头酸作为原料， 还原剂含量高，成本较低，制备方法简单易应用。

12、(2) 金银花提取物中含有多糖、水溶性蛋白及多酚类物质，比单一化合物如乌头酸对金属粒子具有较强的封端包裹效应，可防止纳米铜在溶液中相互团聚，以保护纳米铜颗粒，维持较大的比表面积，不易被氧化，从而保持纳米铜微粒的活性。

13、(3) 本发明方法制备的纳米铜微粒用途不同于专利cn109807351a应用于化工催化领域，而用于抗菌使用，具有抗菌性高，在低浓度下，仍然具有较强的抗菌性。

14、本发明还提供一种将上述方法制备得到的超细的纳米铜微粒作为抗菌剂的应用，主要用于革兰氏菌，真菌，酵母菌等，具有较好的抗菌效果。