枸杞水提物制备纳米银及其应用研究

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纳米银由于具有独特的光、电、热、磁等性能,已被广泛应用于光电、生物、化学及材料等领域,然而其性质极大程度地受到制备过程的影响,因此研究纳米银的制备方法具有重要意义。理论上,利用物理法和化学法制备纳米银一般需要在较为苛刻的条件下进行,需要使用有毒化学品,且会产生有毒副产物;而微生物法耗时较长,对微生物的培养条件维护较繁琐,且成本较高,在实际应用中受到一定限制。相较之下,植物提取法是一种制备纳米银的绿色方法,它可以克服上述方法的弊端,所制备的纳米银更稳定安全,这使得其在各领域,尤其是生物医学方面的应用受到广泛关注。本论文的第一部分,采用超声提取法制备了枸杞水提物,并将其作为还原剂,在可见光辅助下,以硝酸银为前驱体制备纳米银。研究了枸杞水提物浓度及光照时间等制备条件对纳米银形貌及产率的影响:在优化条件下(枸杞水提物浓度为4mg/mL,光照时间为5 h),纳米银的产率为100%;X射线衍射及透射电镜的结果表明所制备纳米银具有单晶结构,且为近球形颗粒,粒径范围为10-45 nm。实验结果表明,纳米银的形成过程为:Ag+与枸杞水提物先通过配位等分子间相互作用形成复合物,接着该复合物中枸杞水提物受可见光激发产生电子将Ag+还原为Ag0核,随后枸杞水提物作为其封端剂进一步形成稳定的纳米银;红外及X射线能量色散谱的表征结果均证明所制备的纳米银表面的确包覆了一层枸杞水提物。所制备的纳米银对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有良好的抗菌活性,且枸杞水提物在其抗菌活性中发挥了重要的调节作用;细胞MTT测试结果表明该纳米银的细胞毒性较小,具有良好的生物安全性,有望用于生物医药领域。鉴于枸杞水提物还原制备的纳米银生物安全性好,本论文第二部分以此为原料,利用冷冻-解冻法制备了Goji-AgNPs/PVA水凝胶敷料。透射电镜和红外表征及密度泛函理论计算结果均表明,纳米银可分散于Goji-AgNPs/PVA水凝胶敷料中;Goji-AgNPs与聚乙烯醇(PVA)两者之间存在分子间相互作用是纳米银能够稳定存在于PVA水凝胶之中的关键。相关实验证明,Goji-AgNPs/PVA水凝胶敷料具有如下优点:1)透光性较好,便于观察伤口的愈合情况;2)含水率大于90%,可使伤口维持一定的湿度,便于创伤愈合;3)无论是对革兰氏阴性菌还是对革兰氏阳性菌均具有优异的抗菌活性;4)台盼蓝染色结果表明该水凝胶敷料没有明显的细胞毒性。因此,该水凝胶敷料在未来创伤愈合领域极具应用前景。
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