微波法制備納米銀溶膠及抑菌性能的研究

朱志紅

(洛陽職業(yè)技術學院，河南洛陽 471000）

由于納米粒子的尺寸在1～100 nm之間，因此納米銀在許多領域都已經表現出其優(yōu)越的物理化學特性。例如在電學、光學、表面催化、傳感等領域有著廣泛的應用前景。與此同時，納米銀由于具有大比表面積、小尺寸效應和量子效應等優(yōu)勢已被作為抗菌劑廣泛使用，主要被廣泛地應用于醫(yī)療衛(wèi)生、建材涂料和污水處理等諸多領域。近些年來，已經生產出許多商品化的納米產品，均被應用到了相關的許多領域中。其中在抗菌離子中Ag+具有廣譜抗菌、殺菌效率高、不易產生抗藥性、安全性高等特點［1］。所以在納米銀抗菌方面的研究對人類社會的發(fā)展是具有非常重要的意義。目前，制備納米銀的方法有液相化學還原法［2］、光誘導法［3］、微乳液法、超聲波輔助還原法、電化學法等［4］。其中，微波法是一種合成納米材料的新型技術，這種方法具有反應均勻、成核容易、污染較少等優(yōu)點，同時制備出的納米材料粒度高純、分布均勻［5］。這種方便、快捷、高效的合成納米材料方法受到許多化學工作者的喜愛。針對微波法的簡便、快捷、受熱均勻等特點，本文通過光微波法制備了穩(wěn)定性較好的納米銀溶膠，用紫外可見吸收光譜(UV-Vis）和掃描電鏡進行了表征，并對納米銀溶膠的滅菌性能進行了研究。

1 實驗儀器與試劑

檸檬酸三鈉(99%，批號:871033，天津市化學試劑批發(fā)部監(jiān)制）、硝酸銀(99.8%，批號:2009080，上海精細化工材料有限公司）、無水乙醇(99.7%，批號:100326，洛陽昊華化學試劑有限公司）等試劑均為分析純，瓊脂粉、蛋白胨;美的牌微波爐、壓力蒸汽滅菌器(DSX-280A，山東）、生化培養(yǎng)箱(SHP-250，上海）、恒溫搖床、紫外 -可見分光光度計(Lambda25，上海）等。

2 方法

2.1 納米銀溶膠的制備 納米銀膠的微波制備法:配制250 mL、濃度為10-3mol·L-1硝酸銀溶液和10 mL、1%的檸檬酸三鈉溶液，將兩者混合均勻放入微波爐中，加熱約12 min得淡黃色納米銀溶膠。

2.2 細菌培養(yǎng) 稱取營養(yǎng)瓊脂加1000 mL的蒸餾水，調整pH為7.2，將進行高壓滅菌的培養(yǎng)基冷卻到約50℃時，把瓊脂倒入到已滅菌的平板培養(yǎng)皿中，凝固后即可制成瓊脂平板培養(yǎng)基。最后在無菌條件下分別接種金黃色葡萄球菌和大腸桿菌，放置于培養(yǎng)箱里控制溫度在35℃培養(yǎng)24 h。

3 結果

3.1 納米銀溶膠紫外吸收性能測試 用紫外-可見分光光度計對上述所制的納米銀溶膠進行了檢測，所得到的光譜如圖1。

由圖1中可以看出，納米銀在420 nm處出現了強吸收峰，盡管峰的強度較小，但峰型平坦，半峰寬也較大，應該是對應于球形納米銀粒子的表面等離子共振特征吸收。

3.2 納米銀的TEM分析 從圖2中可以看出，納米銀粒分散比較均勻，粒徑較小，無明顯團聚現象。說明使用微波法制備納米銀，能夠使納米銀顆粒穩(wěn)定的生長。

圖1 納米銀的UV-vis光譜

圖2 納米銀的TEM圖

3.3 抑菌測試

3.3.1 抑菌圈法測定納米銀溶膠的抗菌性能 空白對照實驗選用了青霉素，平行試驗3次，金黃色葡萄球菌抑菌圈=16.6 mm，RSD=3.2%，大腸桿菌抑菌圈=16.8 mm，RSD=1.7%;從表中可以看出，本文采用微波法所制備的納米銀溶膠對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌都有較為明顯的抑菌性，抑菌圈較大，接近青霉素的抑菌效果，可以看出納米銀溶膠具有很好的抗菌效果。而在20℃采用懸液法實驗，5 mg/L納米銀粒子與細菌作用10 min左右，可以將99.20%大腸桿菌殺滅;在同樣條件下，可以將98.88%金黃色葡萄球菌殺滅，說明納米銀能夠有效地抑制菌種的生長，并且納米銀對大腸桿菌的殺滅能力優(yōu)于金黃色葡萄球菌。

表1 兩種方法的抑菌直徑比較

3.3.2 MIC(連續(xù)稀釋法）測定納米銀溶膠的抗菌性能 實驗結果表明，MIC(連續(xù)稀釋法）檢測出本實驗制備的納米銀溶膠對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的最低抑菌濃度為10 ppm左右，同時發(fā)現在連續(xù)稀釋法中并不是納米銀溶膠的含量越大，其抑菌效果就越好，通過實驗得到最佳的抑菌濃度約為450 ppm。

4 討論

采用微波法以檸檬酸三鈉為還原劑制備出了納米銀溶膠，分別利用紫外-可見吸收光譜和掃描電鏡對制備出的納米銀進行了表征，實驗結果表明用微波法制備的納米銀粒徑較小、分散較好。利用抑菌圈法定性地證明了所制備的納米銀溶膠具有良好的抑菌性能。筆者通過MIC(連續(xù)稀釋法）定量地檢測出納米銀溶膠對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的MIC為10 ppm左右，最佳抑菌濃度約為450 ppm，進一步驗證了制備出的納米銀溶膠具有較強的抑菌性。微波法合成納米銀溶膠方法簡單易行，也為納米銀的實驗室應用提供了一種很好的制備方法。

［1］寧遠濤，趙懷志.銀納米材料［J］.貴金屬，2003，24(3）:54-60.

［2］廖 立，熊 繼，謝克難.液相還原法制備納米銀粉的研究［J］.稀有金屬材料與工程，2004，33(5）:558-560.

［3］鐘福新，蔣治良，李 芳，等.納米銀膠的光化學制備及其共振散射光譜研究［J］.光譜學與光譜分析，2000，20(5）:724-726.

［4］廖學紅，朱俊杰，趙小寧，等.納米銀的電化學合成［J］.高等學?；瘜W學報，2000，21:1837-1839.

［5］Egorova E.M.，RevinaA.A.Synthesis of metallic nanopartieles in reverse micelles in the presence of quereetin［J］.Coloids and Surfaces，2000，(168）:87-96.