[发明专利]一种稳定的两性离子表面修饰纳米银及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种稳定的具有两性离子表面结构的纳米银及其制备方法与应用。本发明是利用两性离子聚(羧酸甜菜碱‑co‑多巴胺)共聚物(PCBDA)与硝酸银溶液进行螯合，并在碱性条件下，通过一步法绿色制得纳米银，该纳米银是以无机纳米银为内核、以有机两性离子聚合物为外壳的具有核壳结构的复合纳米粒子，定义为PCBDA@AgNPs。本发明的制备方法操作简单，条件温和，绿色环保；制得的PCBDA@AgNPs在广泛pH、高盐浓度、蛋白质溶液中具有良好的分散性和稳定性；并对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有较好的杀菌作用，且细胞毒性低，具有良好的生物相溶性。所得纳米银在皮革、纺织、医疗器械等抗菌领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米银制备技术领域，具体涉及一种稳定的具有两性离子表面结构的纳米银及其制备方法与应用。

背景技术

纳米银作为一种广为人知的纳米材料，由于尺寸小、比表面积大及其独特的化学结构使得纳米银具有广谱、强效、持久抗菌等优良特点。其抗菌机理是：通过持续释放出的银离子与细菌细胞膜上的磷硫化合物结合而破坏细胞膜的渗透性，进入细胞膜后继续与细胞内蛋白质和DNA中的基团反应，阻断细胞内酶的功能和DNA的复制以起到抗菌作用(ACSAppl.Mater.Interfaces,2013,5,5298-5306)。然而由于纳米银表面能较高，在复杂的水环境中容易团聚而沉降，影响抗菌效果，因此通常考虑采用表面修饰剂对其表面进行修饰以提高其溶液稳定性。

在本领域现有的研究工作中，一般选用亲水性修饰剂制备纳米银，为纳米银提供亲水性，使纳米银在水环境中均匀分散。然而这些方法一般步骤繁琐，条件苛刻，且易引入有毒有害物质，特别是在生物医用领域应用时伴有生物相容性的问题。通过绿色合成方的法制备纳米银，以便用于抗菌领域的研究越来越受到人们的关注，但还有大量工作有待进一步的开展。

两性离子聚合物同时含有阴阳离子基团，可以通过离子键作用使两性离子聚合物表面形成稳定的水合层，具有超亲水性和优异的抗污特性，这为两性离子作为修饰剂表面修饰纳米粒子提供了理论基础。其中，两性离子聚合物羧酸甜菜碱具有很强的亲水性，在蛋白质溶液中表现出非常强的抗非特异性蛋白吸附。同时，由于羧酸甜菜碱基团独特的化学结构，也为羧酸甜菜碱修饰的纳米粒子在高盐浓度下的稳定提供了可能。除此之外，两性离子聚合物羧酸甜菜碱还具有生物相容性、无毒副作用的优点。而多巴胺作为当今世界上材料表面改性中应用最为广泛的生物活性物质之一，同时对金属离子具有强的螯合能力，具有强的黏附特性，易修饰在纳米粒子表面。

因此，基于以上观点，本发明拟以丙烯酸羧酸甜菜碱酯、甲基丙烯酸多巴胺酯为单体，制备一种亲水性的羧酸甜菜碱聚合物，并利用它作为修饰剂和还原剂，绿色合成一种稳定的具有两性离子表面结构的纳米银。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有亲水性纳米银制备过程中存在的诸多问题，而提供一种稳定的具有两性离子表面结构的纳米银复合材料及其制备方法，以及该复合材料在抗菌领域方面的应用。

本发明的目的之一是提供一种稳定的具有两性离子表面结构的纳米银，该纳米银是以无机纳米银为内核、以有机两性离子聚合物为外壳的具有核壳结构的复合粒子。

在上面纳米银复合粒子结构中，所述的两性离子聚合物中含有儿茶酚基团。

特别的，上述提及的两性离子聚合物选择为羧酸甜菜碱与多巴胺的共聚物，记为：Poly(CBMA-co-DOPAMA)，其化学结构式如下：

其中，2＜x＜150，1＜y＜75。

特别的，上述具有核壳结构的纳米银复合粒子的化学结构式的示意为：

作为优选的，所述纳米银内核的平均粒径为6.8nm，聚合物外壳的厚度为30nm。