一种抗菌生物质基织物的制备方法技术

本发明专利技术公开一种抗菌生物质基织物的制备方法。所述的抗菌生物质基织物由生物质基织物，氨基酸，银纳米颗粒，单宁酸构成。所述的抗菌生物质基织物制备方法为：首先使用氨基酸水溶液对生物质基织物表面进行改性，然后将改性生物质基织物分别浸入硝酸银和单宁酸水溶液中。在单宁酸原位还原银离子后，制备了负载银纳米颗粒和单宁酸的氨基酸改性生物质基织物。氨基酸作为粘合剂附着在生物质基织物上，单宁酸不仅作为还原剂，而且能够固定银纳米颗粒，两者都能提高银在织物表面的稳定性。单宁酸的负载既能提高银纳米颗粒抗菌活性，同时使银的毒性降低。此外，银的负载亦使得单宁酸的细胞毒性可以忽略不计，因而抗菌生物质基织物的细胞毒性显著降低。胞毒性显著降低。胞毒性显著降低。

【技术实现步骤摘要】
6332
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6339），据我们所知，Ag NPs和TA的协同抗菌作用和细胞毒性还未被比较研究。
[0006]本专利技术提供一种简单可行的方法，制备一种双组分（Ag NPs
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TA）改性生物质基织物。氨基酸首先作为粘合剂通过酯化反应接枝到生物质基纤维上，这使得更多的Ag
+
和TA可以吸附到生物质基织物上。而Ag
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与TA发生氧化还原反应后，最终制备出负载Ag NPs和TA的氨基酸改性生物质基织物。由于氨基酸和TA的稳定作用，Ag NPs均匀分布在改性织物表面。负载TA后Ag NPs的抗菌活性得到提高，毒性降低，并且Ag NPs的负载也显著降低了TA的细胞毒性，因而所制得的抗菌生物质基织物抗菌活性高，细胞毒性小。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题：由于Ag NPs不能与生物质基织物形成共价键，抗菌效果的稳定性和持久性不佳。Ag NPs具有毒性，同时制备Ag NPs的还原试剂通常也具有毒性或对环境有害。本专利技术提供一种简单可行的方法，首先通过酯化反应将氨基酸接枝到生物质基织物上，利用氨基酸作为粘合剂，在氨基和巯基的络合作用下，将天然提取物单宁酸和Ag NPs负载到织物表面，氨基酸和单宁酸都可以稳定Ag NPs，从而使抗菌效果得到提高。单宁酸不仅作为Ag NPs的天然还原剂，而且降低了银的毒性。此外，Ag NPs的负载也显著降低了单宁酸原有的细胞毒性。具体技术方案如下：一种抗菌生物质基织物的制备方法，包括以下步骤：第一步，将生物质基织物浸渍在浓度为0.05
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0.2 mol/L的氨基酸水溶液中10~30 min后，在180~200℃下进行3~5 min高温酯化反应；第二步，将上述经酯化改性后的生物质基织物浸渍在浓度为0.05~0.25 mol/L硝酸银水溶液中10~60 min后，在80℃干燥1 h；第三步，将上述干燥后的生物质基织物浸渍在浓度为5~10 mg/mL单宁酸水溶液中30~60 min后，在80℃干燥1 h，最后经水洗干燥，制得所述抗菌生物质基织物。
[0008]根据上述方案，其特征在于：第一步中所提到的生物质基织物包括棉织物、再生纤维素如粘胶纤维织物、竹纤维织物以及天然麻织物，优选棉织物，第一步中氨基酸包括甘氨酸，谷氨酸，半胱氨酸和蛋氨酸，优选半胱氨酸盐酸盐，氨基酸构象包括D型和L型。
[0009]根据上述方案，其特征在于：所述的抗菌生物质基织物，氨基酸改性后取代度为0.02~0.1，Ag NPs含量为1~10 wt%，粒径为67~89 nm，负载的Ag NPs和单宁酸的质量比为1:0.1~1:0.5。
[0010]与现有技术相比较，本专利技术使用的氨基酸和单宁酸均是天然提取物，未使用任何有毒试剂，整个过程未对环境造成污染，在提高生物质基织物抗菌活性的同时，细胞毒性得到显著降低，适合制备生物材料。
[0011]本专利技术的技术特点在于：1）本专利技术中氨基酸优选半胱氨酸盐酸盐，反应所使用的浓度在不破坏织物的力学强度前提下，能够很好的稳定Ag NPs。
[0012]2）本专利技术中氨基酸浓度的提高可以使负载的单宁酸含量提高。
[0013]3）本专利技术中单宁酸在作为Ag NPs天然还原剂的同时，在织物表面的负载也能够稳定Ag NPs，提高改性织物的抗菌活性。
[0014]4）特别是，使用本专利技术中生物质基织物负载的Ag NPs和单宁酸的特定质量比，能
使得Ag NPs的毒性降低，而Ag NPs的负载也降低了单宁酸原有的细胞毒性。因为Ag NPs含量太多会使单宁酸不能有效负载，导致毒性较大；而单宁酸含量太多，在还原过程中，单宁酸只有少部分基团能被氧化，其毒性也不能被有效降低。同时，在抗菌过程中，单宁酸与细胞接触的位点较多，而不是和Ag NPs，导致其毒性较大。此外，在该质量比范围内，单宁酸既可以良好的分散Ag NPs，形成的络合物尺寸可以有效的破坏细菌细胞壁，同时减少对正常细胞的破坏。
附图说明
[0015]图1是原始生物质基织物和抗菌生物质基织物的实物和电镜形貌图。
[0016]图2是原始生物质基织物和不同浓度的氨基酸改性生物质基织物负载单宁酸的抗菌效果图。
[0017]图3是原始生物质基织物和抗菌生物质基织物的抗菌效果图。
[0018]图4是与抗菌生物质基织物接触前后的细菌形态图。
[0019]图5是抗菌生物质基织物的抗菌机理图。
具体实施方式
[0020]以下结合附图和具体的实施例对本专利技术的技术方案进一步的说明。
[0021]实施例1（1）将棉织物浸渍在浓度为0.2 mol/L的L
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半胱氨酸盐酸盐水溶液中10 min，之后在180℃下进行5 min高温酯化反应，反应完成后水洗，干燥。
[0022]（2）将上述改性棉织物浸渍在浓度为0.25 mol/L硝酸银水溶液中10 min，之后在80℃干燥1 h。
[0023]（3）干燥后将改性棉织物浸渍在浓度为10 mg/mL单宁酸水溶液中30 min，之后在80℃干燥1 h，最后水洗，干燥，即可。
[0024]（4）制得的抗菌棉织物半胱氨酸改性后取代度为0.1，Ag NPs含量为8 wt%，粒径为67 nm，负载的Ag NPs和单宁酸的质量比为1:0.5。
[0025]如图1所示为本实施例制得的抗菌生物质基织物以及原始生物质基织物的实物和电镜形貌图。由图可知，与原始生物质基织物相比，抗菌生物质基织物在改性后纤维未受到破坏，纤维表面Ag NPs均匀分散，未出现团聚。
[0026]比较例1（织物不含Ag NPs和单宁酸）（1）将棉织物浸渍在浓度为0.2 mol/L的L
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半胱氨酸盐酸盐水溶液中10 min，之后在180℃下进行5 min高温酯化反应，反应完成后水洗，干燥，即可。
[0027]（2）制得的抗菌棉织物半胱氨酸改性后取代度为0.1。
[0028]比较例2（织物不含Ag NPs）（1）将棉织物浸渍在浓度为0.05 mol/L的L
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半胱氨酸盐酸盐水溶液中10 min，之后在180℃下进行5 min高温酯化反应，反应完成后水洗，干燥。
[0029]（2）干燥后将改性棉织物浸渍在浓度为10 mg/mL单宁酸水溶液中30 min，之后在80℃干燥1 h，最后水洗，干燥，即可。
[0030]（3）制得的抗菌棉织物半胱氨酸改性后取代度为0.1，单宁酸含量为4 wt%。
[0031]如图2所示为本比较例在0.05 mol/L的氨基酸浓度下制得的改性生物质基织物负载单宁酸的抗菌效果图。由图可知，氨基酸浓度为0.05 mol/L时，抑菌区宽度较小，而在制备过程中使用的氨基酸浓度越高，其抑菌区就越宽，这表明之前加载的氨基酸对于捕获单宁酸至关重要。
[0032]比较例3（织物不含单宁酸）（1）将棉织物浸渍在浓度为0.2 mol/L的L
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半胱氨酸盐酸盐水溶液中10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌生物质基织物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，将生物质基织物浸入氨基酸水溶液中，然后进行高温酯化反应，其中氨基酸水溶液浓度为0.05~0.2 mol/L, 浸渍时间为10~30 min，酯化反应温度为180~200℃，反应时间为3~5 min；第二步，将上述改性后的生物质基织物在硝酸银水溶液中浸渍后干燥，其中硝酸银水溶液浓度为0.05~0.25 mol/L，浸渍时间为10~60 min，干燥温度为80℃，干燥时间为1 h；第三步，将上述干燥后的生物质基织物在单宁酸水溶液中浸渍后干燥，其中单宁酸水溶液浓度为5~10 mg/mL，浸渍时间为30~60 min，干燥温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：付飞亚，吴洋，盘家拿，刘向东，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：