[发明专利]一种抗菌型季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶的制备方法

说明书

一种抗菌型季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将Ag纳米颗粒进行氨基改性得到氨基改性的Ag纳米颗粒的水分散液；(2)将壳聚糖用2,3‑环氧丙基三甲基氯化铵改性得到季铵化壳聚糖；(3)将乳化剂溶于非极性溶剂中，得到非极性乳化剂溶液；(4)将亲水金属盐和季铵化壳聚糖溶于氨基改性的Ag纳米颗粒水分散液中，得到分散液A；再将分散液A加到非极性乳化剂溶液中，搅拌预乳化得到粗乳液；再超声处理制得反相细乳液；(5)向反相细乳液直接滴加交联剂，反应制得季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶，纯化后再分散于水中，制得其水分散液。所制杂化纳米水凝胶具有分散性好、粒径可控、胶体稳定性好、广谱抗菌等优点。

(一)技术领域

本发明涉及一种抗菌型季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶的制备方法。

(二)背景技术

致病菌的种类繁多、数量庞大以及由抗生素滥用所导致的耐药菌的出现严重威胁着人类健康安全，因此，对于安全高效、无耐药性且可降解的抗菌材料的需求迫在眉睫。

壳聚糖具有来源广、生物相容性好、可生物降解等特点，是潜在的抗菌备选材料。未经改性的壳聚糖抗菌能力往往较弱，不足以满足复杂多变的抗菌需求，经季铵化改性后的壳聚糖水溶性和抗菌性能均可得到显著提高【Carbohydrate Polymers,2020,247,116754-116765.】。Ag纳米颗粒因其广谱、高效、低耐药的抗菌特性而备受青睐，但Ag纳米颗粒本身存在易团聚、不易加工等问题，一定程度上限制了Ag纳米颗粒的广泛应用。Ag纳米颗粒表面功能化改性或Ag纳米颗粒与聚合物材料的复合是提升其应用性能、拓展应用领域的重要手段【ACS Biomaterials ScienceEngineering,2015,1,1278-1286.】。

反相细乳液体系是以非极性溶剂为连续相、极性液滴为分散相的一类非均相反应体系，具有简便、高效、易工业放大等优点，在制备亲水型无机纳米颗粒或纳米复合粒子方面有非常重要的应用【Nanoscale 2013,5,10093-10107.】。发明人利用反相细乳液聚合法一步制备了具有磁/热/氧化还原响应性的聚N-乙烯基己内酰胺/Fe₃O₄纳米复合水凝胶【Colloids and Surfaces A 2020,587,124363-124374.】。

本发明提出以氨基改性的Ag纳米颗粒为无机抗菌组分，季铵化壳聚糖为有机抗菌组分，通过超声预分散的方式制备含氨基改性的Ag纳米颗粒与季铵化壳聚糖的极性分散液，再经超声细乳化制备以上述极性分散液为分散相的反相细乳液，最后利用二醛类分子的醛基与季铵化壳聚糖的氨基以及Ag纳米颗粒表面的氨基的反应，使季铵化壳聚糖与Ag纳米颗粒发生交联，制备季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种基于反相细乳液反应体系的简便、高效地制备抗菌型季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶的方法，所制杂化纳米水凝胶具有分散性好、粒径可控、胶体稳定性好、广谱抗菌等优点。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种季铵化壳聚糖/Ag杂化纳米水凝胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将Ag纳米颗粒加入到改性溶剂中，超声处理后制得均匀的Ag纳米颗粒分散液，随后添加氨基改性剂，并将温度调至25℃～40℃，反应0.1h～24h，反应后产物经离心洗涤除去未反应的氨基改性剂，冷冻干燥后得到氨基改性的Ag纳米颗粒；其中Ag纳米颗粒的质量用量为改性溶剂质量用量的0.05％～3.0％，氨基改性剂的质量用量为Ag纳米颗粒质量用量的0.01％～2％；在超声辅助下，将氨基改性的Ag纳米颗粒再分散于去离子水中，其中超声功率为30W～750W，超声时间为0.5～90min，氨基改性的Ag纳米颗粒质量用量为水质量用量的0.1％～10％；