[发明专利]碳量子点、基于碳量子点含纳米银的高效抗菌材料及其制法

说明书

本发明公开了一种碳量子点、基于碳量子点含纳米银的高效抗菌材料及其制法。具体内容主要包括：采用柠檬酸和巯基乙胺在去离子水中经水热反应后透析、冷冻干燥而得碳量子点S,N‑CQDs，之后利用碳量子点S,N‑CQDs水溶液与硝酸银水溶液混合搅拌经还原反应、透析、冷冻干燥后，得高效抗菌材料AgNPs@S,N‑CQDs。与现有技术相比，本发明的碳量子点具有强荧光现象以及强还原性，构筑基于银纳米颗粒与碳量子点相互作用的高效抗菌复合材料，在抗菌方面具有广谱抗菌活性，尤其是对抗生素耐药菌的抗菌效果尤为突出，具有很好的较强抗菌作用，而且制备方法简单、原料易获取、符合环保要求，可大量生产应用。

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，特别涉及一种碳量子点、基于碳量子点含纳米银的高效抗菌材料及其制法。

背景技术

细菌广泛存在于日常生活环境中，目前对于细菌感染的治疗只有通过大量使用抗生素，但在利用抗生素治疗细菌感染时不可避免地导致抗生素耐药菌株的出现，比如在治疗金黄色葡萄球菌感染时会产生诸如耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐万古霉素的金黄色葡萄球菌(VRSA)之类的抗生素耐药菌株，可能导致感染增加威胁生命，对公共卫生造成严重负担。为了抗菌或杀死细菌已有很多高抗菌活性材料出现，如季铵化合物、金属离子或氧化物和抗菌肽，其中抗菌肽具有良好的抗菌性能，季铵化合物、金属离子等材料可降低或抑制微生物或细菌的活力，这些材料由于成本较高、合成复杂、抗生素抗性或生物相容性较低等缺陷限制其广泛使用。

近年来，纳米技术成为开发新一代抗菌应用的理想材料，细菌灭活的纳米级银由于高杀菌力、相对较低的成本、可以缓慢释放银离子、可以与细菌细胞中酶蛋白上的活性部分巯基、氨基等发生反应，使酶蛋白发生沉淀而失去活性，使病原细菌的呼吸代谢被迫停止，细菌的生长和繁殖因此受到抑制，成为研究的热点。为了更高的抗菌效果，一些掺银的敷料或软膏具有极强的生物毒性，如何控制释放银离子的量成为Ag NPs抗菌剂的主要问题，相对于传统的银抗菌制剂如磺胺嘧啶银等，纳米银抗菌材料相对更加安全，有报道称纳米银的毒性比银毒性低很多，暴露在浓度为0.5mg/mL纳米银中对基因的表达无明显毒性作用。中国专利公开号为CN112806389A的发明专利公开了一种氧化石墨烯/银纳米复合杂化抗菌材料的制备方法，首先，利用端氨基超支化聚合物调控制备纳米银，得到包裹有大量氨基的纳米银分散液；然后，利用环氧氯丙烷作为中间体，先对氧化石墨烯进行修饰，使其具有反应活性，接着与氨基化的纳米银反应，将纳米银接枝到氧化石墨烯上，使得纳米银在氧化石墨烯片层上均匀稳定的固着，得到氧化石墨烯/纳米银复合杂化材料；最后，基于纳米自组装的原理实现氧化石墨烯/纳米银复合杂化抗菌材料对纺织品的功能整理；本发明加工工艺简便，得到的功能纺织品具有优异的抗菌抗病毒效果。另外还有中文期刊由罗泉清等的《壳寡糖修饰的纳米银作为抗菌材料的合成与制备》发表在高分子材料学与工程，2016年第32卷第2期第13-18页，公开了壳寡糖修饰的纳米银作为抗菌材料的合成与制备方法。

碳量子点CQDs是一类新型的无金属荧光纳米颗粒，具有合成简单、毒性低、生物相容性好、易于表面修饰等优点成为研究的热点，碳量子点CQDs由被无定形碳框架围绕的一部分纳米级碳核组成，表面存在的部分官能团如氨基、羟基、羧基可以用作反应点，碳量子点CQDs已在成像、传感、催化等各个领域获得了广泛的应用。合成CQDs的方法主要分为两类：1)自上而下的途径，指通过化学氧化，激光烧蚀或电化学合成来分解较大碳材料的CQDs的制备方法；2)自下而上的途径，包括采用水热/溶剂热处理，微波/超声波制备途径或等离子处理由较小的前体制备CQDs。

本发明利用银纳米颗粒与碳量子点之间的特殊作用制备高效抗菌材料，可以很好地实现纳米银、碳量子点在抗菌性上的协同作用，使抗菌性能得到提升，同时也能解决单独银离子的生物毒性，提高了生物相容性和材料的使用范围，对于抗生素耐药菌也有极强的杀菌作用。

发明内容