專利名稱：一種復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抗菌殺菌劑，具體的說是一種復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
二氧化鈦本身無毒無害，已廣泛用于食品，醫(yī)藥，化妝品等各種領(lǐng)域。光催化在光的照射下會產(chǎn)生類似光合作用的光催化反應(yīng)(氧化-還原反應(yīng)，產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧，這些產(chǎn)物可殺滅細(xì)菌和分解有機(jī)污染物。并且把有機(jī)污染物分解成無污染的水(H2O)和二氧化碳(C02)，同時它具有殺菌、除臭、防污、親水、防紫外線等功能。 光催化在微弱的光線下也能做反應(yīng)，若在紫外線的照射下，光催化的活性會加強(qiáng)。自從二氧化鈦光催化現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)之后，利用二氧化鈦光催化降解水、凈化空氣和殺菌抗菌的專利相繼出現(xiàn)。中國專利ZL02119304. 5公開了一種具有抗菌殺菌活性的多孔二氧化鈦薄膜制備，用于海水和自來水介質(zhì)殺菌，但該方法殺菌只在紫外光的作用下實(shí)現(xiàn)。中國專利ZL 02114732. 9公開了一種殺菌農(nóng)藥，由無機(jī)材料組成，具有光催化活性和較強(qiáng)的殺菌功能，其制備方法是將改性二氧化鈦懸液或改性二氧化鈦溶膠高度分散在納米二氧化硅基體上，合成均勻的鈦-硅復(fù)合微粒，形成具有Ti-O-Si網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的懸液。但是這種殺菌劑不具有特異的殺菌性能。近年來，萬古霉素結(jié)合納米顆粒加強(qiáng)其抗菌特性也得到了應(yīng)用。比如把萬古霉素修飾到金納米粒子的表面從而加強(qiáng)其抗菌滅菌性能來特異性的殺死萬古霉素敏感的微生物。參見文獻(xiàn)1，Nano Letters，2003，3，12611263中，萬古霉素修飾到金納米粒子的表面從而加強(qiáng)其抗菌滅菌性能來特異性的殺死萬古霉素敏感的微生物。文獻(xiàn)2，Small，2008，5 51-56中，萬古霉素修飾到四氧化三鐵與金的復(fù)合納米顆粒表面，通過四氧化三鐵的的富集與功能化抗生素的選擇性殺菌來加強(qiáng)滅菌和抗菌效果。但將萬古霉素、二氧化鈦與納米銀復(fù)合納米顆粒結(jié)合的殺菌劑并無報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑及其制備和應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑按重量份數(shù)計(jì)為65-80%的納米銀、15-30% 的納米二氧化鈦、5 10%的二氧化硅和0. 01-1%的抗生素。2.按權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑，其特征在于所述納米銀粒徑70 90nm，納米二氧化鈦粒徑10 30nm，復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑整個核殼結(jié)構(gòu)的直徑為80 150nm。所述抗生素為對革蘭氏陽性或者革蘭氏陰性細(xì)菌有選擇性作用的抗生素。所述抗生素為萬古霉素或多粘菌素。復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑的制備方法
1)銀納米粒子在攪拌的條件下，將氨水溶液加入到濃度為I-IOmM的酸銀中，直至反應(yīng)液變澄清的銀氨溶液，而后加入濃度為10-300mM的10-50ml的葡萄糖，即得到粒徑為70 90nm的銀納米粒子；2) 二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子將上述銀納米粒子加入到硅酸乙酯中使銀納米粒子充分水解，然后在鹽酸中酸化，最后再加入異丙基鈦與異丙醇的混合液，反應(yīng)8-16 小時，即得到二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子；3)復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑將步驟2)所得二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子加入到多巴胺溶液中，反應(yīng)1-5小時，然后通過雙鉸鏈試劑與抗生素連接，即得到復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑。所述步驟1)中加入葡萄糖后再加入10_50ml，濃度為0. 01-0. 5M的十六烷基磺酸鈉，然后再用氫氧化鈉使反應(yīng)體系的PH調(diào)到11. 5，待反應(yīng)3-10h，即得銀納米粒子。所述步驟2)銀納米粒子加入到硅酸乙酯中使銀納米粒子水解的同時需加入氨水和水，使銀納米粒子充分水解。所述步驟幻中雙鉸鏈試劑為辛二酸雙(N-羥基酯)；抗生素為對革蘭氏陽性或者革蘭氏陰性細(xì)菌有選擇性作用的抗生素。所述抗生素為萬古霉素或多粘菌素。復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑的應(yīng)用所述選擇性殺菌劑在紫外或黑暗處對于革蘭氏陽性或者革蘭氏陰性細(xì)菌有選擇性作用的抗生素敏感的細(xì)菌具有殺菌作用。本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明將萬古霉素功能化的核殼結(jié)構(gòu)修飾到二氧化鈦與納米銀的表面即得到復(fù)合納米顆粒的殺菌滅菌劑。所得的功能化的抗菌劑不僅在紫外燈下具有殺菌作用，同時在黑暗的條件下具有一定的殺菌作用。另外還能夠具有選擇性的殺菌。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所制備的復(fù)合納米顆粒的XRD圖(其中橫坐標(biāo)為2 θ )。圖2為本發(fā)明實(shí)施所制備的功能化殺菌劑紫外可見光光譜(其中橫坐標(biāo)為波長 wavelength (nm)；曲線a為萬古霉素，曲線b為二氧化鈦和納米銀的復(fù)合納米顆粒，曲線c 為萬古霉素功能化的二氧化鈦和納米銀的復(fù)合納米顆粒。)。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1取0. 51g硝酸銀溶于50ml水中，然后在攪拌的條件下緩慢加入1. OM的氨水，開始溶液體系變黃色，然后變?yōu)槌吻邈y氨溶液。然后在攪拌的條件下，加入20ml的葡萄糖 (0. 1M)，IOml十六烷基磺酸鈉(0. 2M)，最后再用氫氧化鈉把反應(yīng)體系的pH調(diào)到11. 5，反應(yīng) 5h，反應(yīng)溫度為25-C，即獲得粒徑為70 90nm的銀納米粒子(參見文獻(xiàn)J. Wiys. Chem. C 2008，112，5825-5834)。取制備的0. Ig銀納米粒子分散在乙醇溶液中，然后加入2. 25ml氨水，2. 25ml水以及0.5硅酸乙酯，反應(yīng)4h。即獲得二氧化硅覆蓋的銀納米粒子。然后將制備的二氧化硅覆蓋的銀納米粒子在0. 5ml HCl中酸化，再加入0. 5ml異丙基鈦與4. 5ml異丙醇的混合液，反應(yīng)他。即可得到二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子。隨后，取0. Ig 二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子加入到50ml多巴胺QOmM)溶液中，反應(yīng)lh。再通過IOml濃度為lmg/ml的雙鉸鏈試劑DSS，把萬古霉素負(fù)載到其表面，即得到復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑，其殺菌劑整個核殼結(jié)構(gòu)的直徑為80 150nm。測試光降解效果取上述制備所得復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑與普通沒有功能化的納米顆粒即， 二氧化鈦包覆的納米銀粒子TiO2OAg各10mg，分別加入到50ml，濃度為10mg/L的亞甲基藍(lán)溶液體系中，在50W紫外燈下距離燈管30cm照射60min，然后取溶液用紫外可見光譜來測定其透光度，結(jié)果展示沒有功能化的納米顆粒，二氧化鈦包覆的納米銀粒子透光度在一個小時左右降低到0. 051，同樣萬古霉素修飾的二氧化鈦包覆的納米銀粒子本實(shí)施例殺菌劑作用的亞甲基藍(lán)溶液透光度降低到0. 063.其中以不加光催化納米顆粒的亞甲基藍(lán)的透光度作為1.可見本實(shí)施例所得復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑普通沒有功能化的納米顆粒具有相似的光催化效果，其本發(fā)明所得復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑降解效率都可以達(dá)到95% 以上。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處取0. 51g硝酸銀溶于50ml水中，然后在攪拌的條件下緩慢加入1. OM的氨水，開始溶液體系變黃色，然后變?yōu)槌吻邈y氨溶液。然后在攪拌的條件下，加入20ml的葡萄糖 (0. 1M)，IOml十六烷基磺酸鈉(0. 2M)，最后再用氫氧化鈉把反應(yīng)體系的ph調(diào)到11. 5，反應(yīng)證，通過水熱合成法即獲得粒徑為70 90nm的銀納米粒子。取制備的0. Ig銀納米粒子分散在乙醇溶液中，然后加入2. 25ml氨水，2. 25ml水以及0. 5硅酸乙酯，反應(yīng)4h。即獲得二氧化硅覆蓋的銀納米粒子。然后將制備的二氧化硅覆蓋的銀納米粒子在0. 5ml HCl中酸化， 再加入0. 5ml異丙基鈦與4. 5ml異丙醇的混合液，反應(yīng)他。即可得到二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子。隨后，取0. Ig 二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子加入到50ml多巴胺(20mM)溶液中，反應(yīng)lh。再通過IOml濃度為lmg/ml的雙鉸鏈試劑DSS，把多粘菌素負(fù)載到其表面， 即得到復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑，其殺菌劑整個核殼結(jié)構(gòu)的直徑為80 150nm。實(shí)施例3測試實(shí)施例1中所得殺菌劑的殺菌能力。在50ml硫酸鹽還原菌菌液1. 7 X IO7Cfu/ mL中，加入25mg實(shí)施例1所得殺菌劑，在50W紫外燈下距離燈管30cm照射60min，然后取 5ml 菌液，通過最大可能數(shù)法(MPN) (Abd-El-Malek and Y.，Rizk, S. G.，1958. Nature 182(4634),538-538)來對微生物菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15d，既可以得到在紫外燈下照射Ih后，菌液中細(xì)菌含量只有十幾個左右的菌落，其殺菌的效率可以達(dá)99%。實(shí)施例4測試實(shí)施例1中所得殺菌劑的殺菌能力。在50ml硫酸鹽還原菌菌液 (1. 7X 107Cfu/mL)中，加入25mg實(shí)施例1所得殺菌劑，在黑暗處攪拌60min，然后取5ml菌液，通過最大可能數(shù)法來對微生物菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15d，，菌液中細(xì)菌含量只有IO4 105cfu/mL?？梢姳景l(fā)明所得殺菌劑在黑暗條件也可以對微生物具有一定的抑制作用。實(shí)施例5測試實(shí)施例1中所得殺菌劑的殺菌能力。在50ml硫酸鹽還原菌菌液 (1. 7X107cfu/mL)和50ml鰻弧菌(1. 1 X 107cfu/mL)中，分別加入25mg實(shí)施例1所得殺菌劑，在50W紫外燈下距離燈管30cm照射60min，然后取5ml菌液，在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15d，，對于硫酸鹽還原菌來說菌液中幾乎沒有微生物的存在，而對于鰻弧菌細(xì)菌含量只有IO4 105cfu/mL?？梢姳景l(fā)明所得菌劑具有選擇性的殺菌作用。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)為65-80%的納米銀、15-30%的納米二氧化鈦、5 10%的二氧化硅和0. 01-1%的抗生素。
2.按權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑，其特征在于所述納米銀粒徑 70 90nm，納米二氧化鈦粒徑10 30nm，復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑整個核殼結(jié)構(gòu)的直徑為80 150nm。
3.按權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑，其特征在于所述抗生素為對革蘭氏陽性或者革蘭氏陰性細(xì)菌有選擇性作用的抗生素。
4.按權(quán)利要求3所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑，其特征在于所述抗生素為萬古霉素或多粘菌素。
5.一種按權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑的制備方法1)銀納米粒子在攪拌的條件下，將氨水溶液加入到濃度為I-IOmM的酸銀中，直至反應(yīng)液變澄清的銀氨溶液，而后加入濃度為10-300mM的10-50ml的葡萄糖，即得到粒徑為70 90nm的銀納米粒子；2)二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子將上述銀納米粒子加入到硅酸乙酯中使銀納米粒子充分水解，然后在鹽酸中酸化，最后再加入異丙基鈦與異丙醇的混合液，反應(yīng)8-16小時，即得到二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子；3)復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑將步驟幻所得二氧化鈦覆蓋的納米銀復(fù)合粒子加入到多巴胺溶液中，反應(yīng)1-5小時，然后通過雙鉸鏈試劑與抗生素連接，即得到復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑。
6.按權(quán)利要求5所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑的制備方法所述步驟1)中加入葡萄糖后再加入10-50ml，濃度為0. 01-0. 5M的十六烷基磺酸鈉，然后再用氫氧化鈉使反應(yīng)體系的PH調(diào)到11. 5，待反應(yīng)3-10h，即得銀納米粒子。
7.按權(quán)利要求5所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑的制備方法所述步驟2)銀納米粒子加入到硅酸乙酯中使銀納米粒子水解的同時需加入氨水和水，使銀納米粒子充分水解。
8.按權(quán)利要求5所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑的制備方法所述步驟幻中雙鉸鏈試劑為辛二酸雙(N-羥基酯)；抗生素為對革蘭氏陽性或者革蘭氏陰性細(xì)菌有選擇性作用的抗生素。
9.按權(quán)利要求8所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑的制備方法所述抗生素為萬古霉素或多粘菌素。
10.一種按權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑的應(yīng)用，其特征在于所述選擇性殺菌劑在紫外或黑暗處對于革蘭氏陽性或者革蘭氏陰性細(xì)菌有選擇性作用的抗生素敏感的細(xì)菌具有殺菌作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及抗菌殺菌劑，具體的說是一種復(fù)合納米顆粒的選擇性殺菌劑及其制備和應(yīng)用。菌劑按重量份數(shù)計(jì)為65-80％的納米銀、15-30％的納米二氧化鈦、5～10％的二氧化硅和0.01-1％的抗生素。制備用葡萄糖來還原銀氨溶液制備核結(jié)構(gòu)納米銀，然后再覆蓋一層二氧化硅，再在其表面制備殼結(jié)構(gòu)二氧化鈦，最后在其表面通過化學(xué)交聯(lián)劑修飾抗生素即可。應(yīng)用選擇性殺菌劑在紫外或黑暗處對于革蘭氏陽性或者革蘭氏陰性細(xì)菌有選擇性作用的抗生素敏感的細(xì)菌具有殺菌作用。本發(fā)明所得的功能化的抗菌劑不僅在紫外燈下具有殺菌作用，同時在黑暗的條件下具有一定的殺菌作用，另外還能夠具有選擇性的殺菌。
文檔編號A01N59/16GK102210324SQ20101014674
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者萬逸, 張盾 申請人:中國科學(xué)院海洋研究所