微波法制备纳米银溶胶及抑菌性能的研究

朱志红

(洛阳职业技术学院，河南洛阳 471000）

由于纳米粒子的尺寸在1～100 nm之间，因此纳米银在许多领域都已经表现出其优越的物理化学特性。例如在电学、光学、表面催化、传感等领域有着广泛的应用前景。与此同时，纳米银由于具有大比表面积、小尺寸效应和量子效应等优势已被作为抗菌剂广泛使用，主要被广泛地应用于医疗卫生、建材涂料和污水处理等诸多领域。近些年来，已经生产出许多商品化的纳米产品，均被应用到了相关的许多领域中。其中在抗菌离子中Ag+具有广谱抗菌、杀菌效率高、不易产生抗药性、安全性高等特点［1］。所以在纳米银抗菌方面的研究对人类社会的发展是具有非常重要的意义。目前，制备纳米银的方法有液相化学还原法［2］、光诱导法［3］、微乳液法、超声波辅助还原法、电化学法等［4］。其中，微波法是一种合成纳米材料的新型技术，这种方法具有反应均匀、成核容易、污染较少等优点，同时制备出的纳米材料粒度高纯、分布均匀［5］。这种方便、快捷、高效的合成纳米材料方法受到许多化学工作者的喜爱。针对微波法的简便、快捷、受热均匀等特点，本文通过光微波法制备了稳定性较好的纳米银溶胶，用紫外可见吸收光谱(UV-Vis）和扫描电镜进行了表征，并对纳米银溶胶的灭菌性能进行了研究。

1 实验仪器与试剂

柠檬酸三钠(99%，批号:871033，天津市化学试剂批发部监制）、硝酸银(99.8%，批号:2009080，上海精细化工材料有限公司）、无水乙醇(99.7%，批号:100326，洛阳昊华化学试剂有限公司）等试剂均为分析纯，琼脂粉、蛋白胨;美的牌微波炉、压力蒸汽灭菌器(DSX-280A，山东）、生化培养箱(SHP-250，上海）、恒温摇床、紫外 -可见分光光度计(Lambda25，上海）等。

2 方法

2.1 纳米银溶胶的制备 纳米银胶的微波制备法:配制250 mL、浓度为10-3mol·L-1硝酸银溶液和10 mL、1%的柠檬酸三钠溶液，将两者混合均匀放入微波炉中，加热约12 min得淡黄色纳米银溶胶。

2.2 细菌培养 称取营养琼脂加1000 mL的蒸馏水，调整pH为7.2，将进行高压灭菌的培养基冷却到约50℃时，把琼脂倒入到已灭菌的平板培养皿中，凝固后即可制成琼脂平板培养基。最后在无菌条件下分别接种金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，放置于培养箱里控制温度在35℃培养24 h。

3 结果

3.1 纳米银溶胶紫外吸收性能测试 用紫外-可见分光光度计对上述所制的纳米银溶胶进行了检测，所得到的光谱如图1。

由图1中可以看出，纳米银在420 nm处出现了强吸收峰，尽管峰的强度较小，但峰型平坦，半峰宽也较大，应该是对应于球形纳米银粒子的表面等离子共振特征吸收。

3.2 纳米银的TEM分析 从图2中可以看出，纳米银粒分散比较均匀，粒径较小，无明显团聚现象。说明使用微波法制备纳米银，能够使纳米银颗粒稳定的生长。

图1 纳米银的UV-vis光谱

图2 纳米银的TEM图

3.3 抑菌测试

3.3.1 抑菌圈法测定纳米银溶胶的抗菌性能 空白对照实验选用了青霉素，平行试验3次，金黄色葡萄球菌抑菌圈=16.6 mm，RSD=3.2%，大肠杆菌抑菌圈=16.8 mm，RSD=1.7%;从表中可以看出，本文采用微波法所制备的纳米银溶胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有较为明显的抑菌性，抑菌圈较大，接近青霉素的抑菌效果，可以看出纳米银溶胶具有很好的抗菌效果。而在20℃采用悬液法实验，5 mg/L纳米银粒子与细菌作用10 min左右，可以将99.20%大肠杆菌杀灭;在同样条件下，可以将98.88%金黄色葡萄球菌杀灭，说明纳米银能够有效地抑制菌种的生长，并且纳米银对大肠杆菌的杀灭能力优于金黄色葡萄球菌。

表1 两种方法的抑菌直径比较

3.3.2 MIC(连续稀释法）测定纳米银溶胶的抗菌性能 实验结果表明，MIC(连续稀释法）检测出本实验制备的纳米银溶胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最低抑菌浓度为10 ppm左右，同时发现在连续稀释法中并不是纳米银溶胶的含量越大，其抑菌效果就越好，通过实验得到最佳的抑菌浓度约为450 ppm。

4 讨论

采用微波法以柠檬酸三钠为还原剂制备出了纳米银溶胶，分别利用紫外-可见吸收光谱和扫描电镜对制备出的纳米银进行了表征，实验结果表明用微波法制备的纳米银粒径较小、分散较好。利用抑菌圈法定性地证明了所制备的纳米银溶胶具有良好的抑菌性能。笔者通过MIC(连续稀释法）定量地检测出纳米银溶胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的MIC为10 ppm左右，最佳抑菌浓度约为450 ppm，进一步验证了制备出的纳米银溶胶具有较强的抑菌性。微波法合成纳米银溶胶方法简单易行，也为纳米银的实验室应用提供了一种很好的制备方法。

［1］宁远涛，赵怀志.银纳米材料［J］.贵金属，2003，24(3）:54-60.

［2］廖 立，熊 继，谢克难.液相还原法制备纳米银粉的研究［J］.稀有金属材料与工程，2004，33(5）:558-560.

［3］钟福新，蒋治良，李 芳，等.纳米银胶的光化学制备及其共振散射光谱研究［J］.光谱学与光谱分析，2000，20(5）:724-726.

［4］廖学红，朱俊杰，赵小宁，等.纳米银的电化学合成［J］.高等学校化学学报，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.