[发明专利]亲油性核壳结构抗菌纳米粒子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种亲油性核壳结构抗菌纳米粒子及其制备方法，核为纳米银晶体、壳为无定形金属氧化物、表面包裹着单不饱和脂肪酸；单不饱和脂肪酸的羧基与纳米粒子表面的羟基反应生成酯基或二齿羧基，将纳米粒子和单不饱和脂肪酸之间的连接方式从物理作用转变为化学作用，化学键的连接能进一步提高了纳米粒子在油类、非极性有机溶剂的分散性和稳定性，同时单不饱和脂肪酸的碳碳双键可与酰氯反应，使得纳米粒子加入含酰氯基团的单体的反应溶液时不再是单纯的共混，提高纳米粒子在产品中的分散性和稳定性，减少纳米粒子在去溶剂过程随溶剂流失。

技术领域

本发明涉及纳米粒子制备领域，具体涉及一种亲油性核壳结构抗菌纳米粒子及其制备方法。

背景技术

银纳米粒子是一种广谱高效的抗菌剂，其抗菌机理是由银离子的释放引起的。现有文献中将纳米银与金属氧化物纳米粒子以核壳结构的组合形式结合起来，可引入先进的化学、物理和生物特性，协助捕捉和去除病原体，同时防止银离子不受控制排放至环境中。然而，大多数以金属氧化物包裹纳米银的抗菌杂化纳米粒子的表面存在大量的羟基，与油类、非极性有机溶剂的相容性较差，极易在油类流体相中团聚沉淀，难以分散均匀，直接分散稳定性很差，若想提高纳米粒子的油溶性，必须对纳米粒子表面进行修饰。

油溶性纳米粒子通常使用包覆法在已制备的纳米粒子通过溶剂化等物理作用或单体通过聚合等化学反应在无机纳米粒子表面形成包覆层。例如CN201510741980.5公开了“铂合金纳米核壳立方体及其制备方法”，其中，铂合金包括金属铂及第二金属，铂合金纳米核壳立方体包含内核及包覆在内核外围的外壳，内核为花状铂合金粒子内核，外壳为第二金属单质外壳。铂合金纳米核壳立方体使用油酸和油胺作为表面封端剂，提高其在有机溶剂中的分散性。但该方法制备的纳米粒子表面与包覆层没有化学键相连，导致在强剪切力或溶剂作用下发生脱落。

油溶性抗菌纳米粒子通常以单纯共混的方式掺入产品中，与产品单体之间单纯存在物理作用，去溶剂过程中，抗菌纳米粒子可能会随溶剂而流失。因此，需要设计和开发创新反应功能性油溶性抗菌纳米粒子，亲油性包覆层与纳米粒子表面以化学键相连，且包覆层存在反应功能基团，制备出一种反应功能性、亲油性抗菌杂化纳米粒子以满足特殊情况下的使用，扩大抗菌纳米粒子在各领域的应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种反应功能性、亲油性抗菌纳米粒子及其制备方法，其在核壳结构纳米粒子表面包裹一层单不饱和脂肪酸，通过单不饱和脂肪酸与纳米粒子表面反应，对抗菌纳米粒子进行改性，使得单不饱和脂肪酸和纳米粒子间以酯基或二齿羧基相连，改性后的抗菌纳米粒子在油类、有机溶剂中良好分散且具有良好稳定性，同时单不饱和脂肪酸上的碳碳双键可与酰氯反应生成羰基。

为此，本发明的技术方案如下：

一种亲油性核壳结构抗菌纳米粒子，其核为纳米银晶体，壳为无定形金属氧化物，表面包裹着单不饱和脂肪酸，单不饱和脂肪酸与金属氧化物表层以化学键酯基或二齿羧基连接；所述的单不饱和脂肪酸的碳碳双键可与酰氯反应生成羰基。优选，所述壳的厚度为0.5～2nm；所述亲油性核壳结构抗菌纳米粒子的直径为3～20nm。

进一步，所述金属氧化物为氧化锌、氧化铜、氧化铁和氧化铝中的任意一种。

一种亲油性核壳结构抗菌纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：

1)将十二醇、单不饱和脂肪酸混合均匀，在200～230℃条件下加入乙酸银，反应，生成银纳米粒子；将此反应溶液标记为反应溶液I；

2)将所述反应溶液I降温至130～170℃，加入乙酰丙酮盐，至反应完成，将此反应溶液标记为反应溶液II；

3)将所述反应溶液II降温至室温，加入无水乙醇，离心沉淀后收集沉淀；将所述沉淀利用正己烷和无水乙醇充分清洗，得到亲油性核壳结构银@金属氧化物抗菌纳米粒子初产物；