壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用
壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究
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壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究耿佃东;马艳丽;刘茜;钱如山;杨娜【摘要】文章以壳聚糖和银离子分别作为抗菌剂整理棉织物,测试了织物经两者整理后的抗菌性能和耐洗性,分析了两者分别对大肠杆菌和枯草杆菌的抗菌效果及产生差异的原因,得出了壳聚耱和银离子分别在织物抗菌整理方面的优缺点.【期刊名称】《山东纺织科技》【年(卷),期】2015(056)001【总页数】3页(P45-47)【关键词】细菌;壳聚糖;银离子;抗菌;耐洗性【作者】耿佃东;马艳丽;刘茜;钱如山;杨娜【作者单位】上海工程技术大学,上海201620;上海工程技术大学,上海201620;上海工程技术大学,上海201620;上海工程技术大学,上海201620;上海工程技术大学,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TS101棉织物因拥有众多优良的服用性能而备受人们的青睐,但其本身的多孔结构和较好的吸湿性能为细菌等微生物的繁殖提供了环境,导致棉织物的抗菌性能较差,因此棉织物的抗菌整理已成为国内外研究和开发的热点。
在众多的抗菌整理剂中,传统的无机银离子抗菌剂有着较好的抗菌性能,但银离子属于溶出型抗菌剂,整理过的织物耐洗性较差,不能形成持续的抗菌效果[1]。
作为有机抗菌剂代表之一的壳聚糖属于天然抗菌剂,资源丰富,具有杀菌、抑菌、消炎和促进伤口愈合的功能[2],并且具有吸湿透气、反应活性高、生物可降解、广谱抗菌和安全无毒等优良特性。
但是作为一种非溶出型抗菌剂,壳聚糖只能对织物本身产生抑菌作用,而对于织物以外的部分或者已感染的皮肤则不能产生较好的抗菌效果。
除此之外,经壳聚糖整理的织物手感发硬也限制了在织物抗菌方面的应用[3]。
本文采用两浸一轧的方式对棉织物进行壳聚糖和银离子抗菌整理。
1.1 抗菌溶液的制备将壳聚糖(工业级,脱乙酰度90%,黏均分子质量10万,浙江省金壳化工有限公司)抗菌液的浓度变化定为:0.1 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L、0.7 g/L、0.9 g/L、1.0g/L、1.5 g/L;银离子(分析纯,浓度为1 mol/L,100 ml/瓶 )抗菌液的浓度变化定为:0.1 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L、0.7 mg/L、0.9 mg/L、1.0 mg/L、1.5 mg/L,分别进行抗菌溶液的制备。
壳聚糖载银-1227织物天然抗菌剂的整理效应探讨
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天 津 美 真 泰 克 化 工 有 限 公 司Tianjin Well-Real Chemical Technology Co., Ltd环保绿色织物抗菌整理剂壳聚糖载银壳聚糖载银-1227 织物天然抗菌剂的整理效应探讨随着社会的发展,人们对抗菌功能性材料日益青睐,对其要求也越来越高,抗菌剂不仅 要求高效、安全,而且还要对环境友好,高效、耐久及安全的抗菌剂开发倍受重视。
传统抗 菌剂如单一种类的无机、 有机或天然生物抗菌剂一般都存在一些缺陷: 无机抗菌剂的典型代 表银盐对细菌的抗菌性能较好, 但对真菌的抗菌性能较差, 并且有些变色, 影响材料的美观, 无法实施到服装类整理上; 有机抗菌剂如有机硅季铵盐的短期杀菌效果好, 但大都耐热稳定 性较差,寿命短,而且对人体有一定的刺激性,对环境也有轻微污染;天然生物抗菌剂壳聚 糖是天然储量丰富的甲壳质的脱乙酰产物, 有很强的生物相容性和可降解性, 壳聚糖分子链 通常含 1%~2%的乙酰胺基,分子中的氨基能和细菌细胞壁表面的阴离子结合,阻碍其生物 合成而起到抗菌作用,但效果不如银和有机抗菌剂。
因此根据以上单一抗菌剂的优缺点,特研制出一款壳聚糖载银-1227 的抗菌剂,对其抗 菌性能的研究结果表明:与单一的壳聚糖相比,其抗菌性能有一定的提高,对织物的白度几 乎不再影响,提高了壳聚糖在织物抗菌整理上的使用性。
1. 实验 1.1 材料与仪器 材料:壳聚糖(青岛金湖甲壳制品有限公司,脱乙酰度 90%,食品级) ,乳酸(分析纯) , 纳米银抗菌剂(液体) ,柠檬酸(固体,分析纯) ,1227,无纺布。
试剂:大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,白色念珠菌,液体培养基。
仪器:电动搅拌仪,超声波清洗器,很稳干燥箱,微生物净化操作台。
1.2 制备工艺 1.2.1 壳聚糖溶液 准确称取粉末壳聚糖,将其置于烧杯中,加少许去离子水浸泡 1h 左右,使其充分浸润, 加入 0.5%乳酸,剧烈搅拌使其完全溶解,静置 30min 过滤得到壳聚糖溶液。
MHBP-OH纳米银的制备及其对棉织物的长效抗菌整理
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MHBP-OH纳米银的制备及其对棉织物的长效抗菌整理董猛;张德锁;林红;陈宇岳【摘要】为了有效控制制备纳米银,本文对端氨基超支化聚合物(HBP-NH2)进行了接枝改性,制备了“核-壳”结构的改性超支化聚合物(MHBP-OH)。
利用其在水溶液中制备了纳米银,并将其接枝到棉织物中原位控制生成纳米银,以实现对棉织物的抗菌整理。
对生成的纳米银进行了表征,并对原位生成纳米银整理的棉织物进行了测试。
结果表明:水溶液中控制生成的纳米银平均粒径为3.82 nm,并具有优异的稳定性,棉织物中原位生成的纳米银粒径在10 nm左右,在棉纤维上分布均匀,当银含量为146.26 mg/kg时,整理后的棉织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到99.76%和99.62%,30次洗涤后,银含量仍保持在126.61 mg/kg。
%For the controllable preparation of nano-silver effectively, in this paper, modified amino-terminated hyperbranched polymer(MHBP-OH) with core-shell structures was prepared by grafting line polymers on the amino-terminated hyperbranched polymer(HBP-NH2). The MHBP-OH was applied to prepare nano-silver in aqueous solution and graft in cotton ifber for in-situ fabricating nano-silver to realize antibacterial ifnishing. The generated silver nanoparticles were characterized and the corresponding analysis of performance were given on the treated cotton fabric. The results indicated that average grain diameter of nano-silver generated in aqueous solution was 3.82 nm with excellent stability. The nano-silvers generated in cotton ifbers were well distributed and their size was about10 nm. When the silver content of treated cotton fabric was 146.26 mg/kg, the bacterial reduction rates against S.aureus and E.coli were 99.76% and99.62% respectively. The silver content still kept in 126.61 mg/kg even suffering laundering after 30 times.【期刊名称】《纺织导报》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P72-75)【关键词】改性超支化聚合物;纳米银;棉织物;原位生成;抗菌整理【作者】董猛;张德锁;林红;陈宇岳【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院、现代丝绸国家工程实验室;苏州大学纺织与服装工程学院、现代丝绸国家工程实验室; 南通纺织丝绸产业技术研究院;苏州大学纺织与服装工程学院、现代丝绸国家工程实验室;苏州大学纺织与服装工程学院、现代丝绸国家工程实验室【正文语种】中文【中图分类】TS195.58纳米银由于其安全、无毒、高效的抗菌性能,常被用作抗菌整理剂,并且其抗菌性能持久稳定,适应性强,不易产生抗药性,已在无机抗菌整理剂的应用中占主导地位。
壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗茵整理上的应用
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溶液 ; 考察了不同质量 分数 的壳 聚糖溶液对纳米银 的浓度 、 形貌 和粒径 大小 的影 响及纳米银 的稳定性.采用
紫外一 可见 吸收光谱 、原子 吸收光谱 和透射 电子显微镜对所得溶液进行表征 , 结果表 明,当有壳聚糖存 在时 ,
纳米银 以小 于 5 m球形粒子稳定分布于壳聚糖溶液 中.随着壳 聚糖 质量分 数的增 大 , 0n 形成 纳米银 浓度减 小, 但稳定性提高 , 壳聚糖质量分数控制在 0 5 一 . %范 围内, .% 07 可得 到浓 度较高且稳定性 良好 的纳 米银. 在壳 聚糖和纳米银 的共 同作用下织物具有极好的抗菌性和抗 菌长效性 . 关键词 壳 聚糖 ; 纳米银 ; 稳定性 ; 抗菌活性
的抗 菌性 来源 于壳 聚糖分 子结构 中 C 上质 子 化 的氨 基 .但 在 中性或 偏碱 性 环 境 下 ,由于 质 子 化氨 基 的减少 , 聚糖抗 菌性 大大减 弱 ] on l 壳 .H ag1 We等 [ 用壳 聚 糖作 为 稳定 剂 制 备 了纳 米 银溶 液 . 和 i 1 叫采 He 等 认 为壳 聚糖分 子链上 有 大量 的羟基 和氨基 可 与纳 米 银 发生 作 用 , 以稳 定 纳 米银 颗 粒 .因此 可 纳 米银 与壳 聚糖 结合 ,既能克 服壳 聚糖 在 中性 或碱性 环境 下抗 菌性 的不足 ,又能稳 定纳米 银溶 液 . 本 文采用 易 于工业化 的化 学还原 法 ,以硼 氢化 钠为 还 原剂 ,壳 聚糖 为稳 定 剂 , 壳 聚糖 溶 液 质量 在 分 数 为 0 1 ~1 时 , 备 了壳 聚糖 纳米银 溶液 , .% % 制 并考 察 了 4 0d内纳 米银 在体 系 中的稳定 性及 对棉织
物 的抗 菌性 和抗 菌长效性 .
1 实验 部 分
纳米银纺织抗菌应用方法
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纳米银纺织抗菌应用方法全文共四篇示例,供您参考第一篇示例:纳米银纺织材料作为一种新型的抗菌材料,其在医疗、防护和日常生活中的应用逐渐受到人们的重视。
纳米银纺织材料具有独特的抗菌性能,可以有效地抑制细菌、真菌和病毒的生长,被广泛应用于医用卫生用品、服装、家居用品等领域。
下面将介绍一些关于纳米银纺织抗菌应用方法的信息。
一、制备纳米银纺织材料纳米银纺织材料的制备主要分为两种方法:一种是将纳米银颗粒直接加工到纺织品中,另一种是利用化学方法将纳米银涂覆在纺织品表面。
前者常用于制备长效抗菌纺织品,后者则适用于制备消毒效果较强的医用防护服等产品。
制备纳米银纺织材料需要注意控制纳米银颗粒的分散均匀度和稳定性,以确保其在纺织品中具有持久的抗菌效果。
二、纳米银纺织材料的应用1. 医疗卫生用品纳米银纺织材料在医疗卫生用品中的应用包括医用口罩、外科手术服、绷带、护士服等。
这些产品利用纳米银的抗菌性能,可以有效地预防医院内感染的传播,保障患者和医护人员的安全。
2. 功能性服装纳米银纺织材料还被广泛应用于功能性服装中,如运动服、内衣等。
这些服装利用纳米银的抗菌性能,可以有效地减少细菌和真菌在衣物上的滋生,保持衣物的清洁和卫生。
3. 家居用品纳米银纺织材料也被应用于家居用品领域,如毛巾、床上用品、窗帘等。
这些产品利用纳米银的抗菌性能,可以有效地抑制细菌、真菌在家居用品上的生长,起到保持家居环境清洁卫生的作用。
三、使用方法及注意事项1. 洗涤注意纳米银纺织材料在日常使用中需要注意避免过于严格的洗涤方式,以免影响纳米银的抗菌性能。
通常建议采用温和的洗涤方式,避免使用含氯漂白剂或强酸强碱的洗涤剂。
2. 注意避免受损纳米银纺织材料的抗菌效果主要来自纳米银颗粒的释放,因此需要避免使用过于激烈的物理方式对纺织品进行剧烈拉扯或弯曲,以免损坏纳米银颗粒的稳定结构。
3. 定期更换在医疗卫生用品中使用纳米银纺织材料时,需要注意定期更换产品,以确保其抗菌效果的持久稳定。
壳聚糖的抗菌性能研究及其在医用化妆品中的应用
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壳聚糖的抗菌性能研究及其在医用化妆品中的应用壳聚糖是一种天然的生物高分子,由于其环保、生物相容性和生物降解性的特点,被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
其中,壳聚糖在医用化妆品中的抗菌性能成为研究的热点之一。
本文将介绍壳聚糖的抗菌性能研究以及其在医用化妆品中的应用。
壳聚糖具有良好的抗菌活性,这主要归因于其分子结构和特殊的理化性质。
首先,壳聚糖分子中含有许多官能团,如胺基和羟基,这些基团使得壳聚糖呈现出较强的亲水性,有利于与细菌细胞壁发生相互作用。
其次,壳聚糖分子结构中的阳离子性带正电荷,能够与细菌表面带负电荷的成分(如细菌细胞膜上的脂多糖)结合,从而改变细菌膜的渗透性,破坏细菌细胞,抑制了细菌的生长和繁殖。
在壳聚糖的抗菌性能研究中,一种常见的方法是通过测定壳聚糖对不同菌株的抑菌效果,其中包括常见的致病菌,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。
研究结果表明,壳聚糖对多种细菌都具有良好的抗菌活性,并且其抗菌效果与壳聚糖的分子量、阳离子度以及溶液中的浓度相关。
此外,壳聚糖还具有较强的杀菌作用,能够有效杀灭细菌和真菌。
因此,壳聚糖被广泛应用于医用化妆品中,用于抗菌保湿、消炎修复和美容美肤等方面。
在医用化妆品中的应用方面,壳聚糖可以用于制备抗菌洗手液、面霜、护肤乳液等产品。
抗菌洗手液是目前热门的产品之一,壳聚糖作为其中的活性成分,能够有效清洁皮肤表面的细菌,并抑制细菌的再生。
此外,壳聚糖还可以用于制备护肤霜和乳液,其抗菌和保湿的双重作用能够有效改善皮肤状况,促进皮肤的修复和再生。
同时,壳聚糖还能够调节皮肤的油脂分泌,减少皮肤的油光,使肌肤更加清爽。
除了在护肤品中的应用,壳聚糖还可以应用于医用敷料的制备中。
医用敷料是一种常用的医疗材料,用于创面的覆盖和保护。
壳聚糖能够在创面上形成一层保护膜,抑制细菌的侵入,并且具有良好的生物相容性,不会引起过敏或刺激。
此外,壳聚糖敷料还具有良好的吸附性能,能够有效吸附创面上的分泌物,促进伤口的愈合和修复。
壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用
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Vol.33高等学校化学学报No.82012年8月CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1860 1865壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用张雨菲1,李友良1,姚远2,李文宇1,胡巧玲1(1.浙江大学生物医用大分子研究所,教育部高分子合成与功能构造重点实验室,杭州310027;2.合肥工业大学高分子材料与工程系,合肥230009)摘要采用化学还原法在不同浓度的壳聚糖醋酸溶液中以硼氢化钠还原硝酸银,制备了系列壳聚糖纳米银溶液;考察了不同质量分数的壳聚糖溶液对纳米银的浓度、形貌和粒径大小的影响及纳米银的稳定性.采用紫外-可见吸收光谱、原子吸收光谱和透射电子显微镜对所得溶液进行表征,结果表明,当有壳聚糖存在时,纳米银以小于50nm 球形粒子稳定分布于壳聚糖溶液中.随着壳聚糖质量分数的增大,形成纳米银浓度减小,但稳定性提高,壳聚糖质量分数控制在0.5% 0.7%范围内,可得到浓度较高且稳定性良好的纳米银.在壳聚糖和纳米银的共同作用下织物具有极好的抗菌性和抗菌长效性.关键词壳聚糖;纳米银;稳定性;抗菌活性中图分类号O636文献标识码A DOI :10.3969/j.issn.0251-0790.2012.08.040收稿日期:2011-09-22.基金项目:国家“九七三”计划项目(批准号:2011CB606203,2009CB930104)、中国博士后基金(批准号:20100480085)和国家自然科学基金(批准号:21104067)资助.联系人简介:胡巧玲,女,博士,教授,主要从事天然生物医用高分子材料研究.E-mail :huql@zju.edu.cn 棉织物在潮湿温热的环境下极其容易滋生微生物[1,2],引起织物变色及机械性能损失,并会产生难闻的气味,更有害于人们的健康.纳米银具有强效抗菌和广谱抗菌的作用[3 5].其抗菌机理为:(1)纳米银能与细菌细胞膜上的磷化物和硫化物结合,从而破坏细胞膜的渗透性;(2)进入细胞膜的纳米银能与细胞内蛋白质和DNA 上的硫化物或磷化物反应,阻断细胞内酶的功能和DNA 的复制转录[6,7].然而,纳米银溶液极容易团聚,不易存放,因此限制了纳米银在织物抗菌整理中的应用.壳聚糖是一种具有抗菌性且环境友好的生物材料[8 10].它在纺织印染工业中的应用越来越多[11],常被用于抗皱整理剂、印染助剂和上浆剂等,也有报道壳聚糖在织物抗菌整理上的应用[12 14].壳聚糖的抗菌性来源于壳聚糖分子结构中C 2上质子化的氨基.但在中性或偏碱性环境下,由于质子化氨基的减少,壳聚糖抗菌性大大减弱[9].Hoang [15]和Wei 等[16]采用壳聚糖作为稳定剂制备了纳米银溶液.He 等[17]认为壳聚糖分子链上有大量的羟基和氨基可与纳米银发生作用,可以稳定纳米银颗粒.因此纳米银与壳聚糖结合,既能克服壳聚糖在中性或碱性环境下抗菌性的不足,又能稳定纳米银溶液.本文采用易于工业化的化学还原法,以硼氢化钠为还原剂,壳聚糖为稳定剂,在壳聚糖溶液质量分数为0.1% 1%时,制备了壳聚糖纳米银溶液,并考察了40d 内纳米银在体系中的稳定性及对棉织物的抗菌性和抗菌长效性.1实验部分1.1试剂与材料壳聚糖(青岛海汇生物工程有限公司,黏均分子量为1.33ˑ105,脱乙酰度为90%);硝酸银(分析纯,Acros Oganics 公司);硼氢化钠、乙酸、氯化钠(分析纯,国药集团化学试剂公司).大肠杆菌(E.coil )和金黄色葡萄球菌(S.aureus )由浙江大学微生物研究所提供;胰蛋白胨、大豆蛋白胨及琼脂粉由青岛高科园海博生物技术有限公司提供.1.2壳聚糖纳米银溶液制备以0.2mol /L 乙酸溶液为溶剂,配制质量分数为0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和1%的壳聚糖溶液.取不同浓度壳聚糖溶液各50mL ,分别加入0.3mL 硝酸银溶液(0.05mol /L ),磁力搅拌15min.保持800r /min 的搅拌速度,分别滴加0.1mL 0.2mol /L 硼氢化钠溶液,此时溶液呈淡黄色,1h 后停止搅拌.将得到的壳聚糖纳米银溶液按壳聚糖质量分数从低到高,分别记为样品1 5.按照同样的方法,制备不含壳聚糖的纳米银乙酸溶液,记为样品0,作为对照样.所有样品保存于4ħ冰箱内备用.1.3样品表征样品溶液存放1d 后采用UV-2550分光光度计(日本Shimadza 公司)定性表征纳米银在不同浓度壳聚糖溶液中的含量,扫描波长为300 600nm.采用HITACHI 180-50原子吸收分光光度计(AAS ,日本Hitachi 公司)定量测试纳米银在不同浓度壳聚糖溶液中的含量.灯电流为7.5mA ,波长为328.1nm ,狭缝宽为2.1nm.采用JEM-1200EX 透射电子显微镜(日本JEOL 公司),观察存放1d 后,样品0,1和5的团聚情况,并统计粒径大小.用透射电子显微镜(TEM )观察样品形貌,使用悬滴法,将样品溶液滴加于300目碳支持膜的铜网上,室温下晾干.取10mL 在室温下分别存放1,8,15,40d 的样品溶液,测其紫外-可见吸收光谱,考察钠米银溶液稳定性.取存放40d 的样品1,3和5溶液,用微滤膜过滤,滤除沉降物,用原子吸收光谱测定银浓度.1.4织物整理及抗菌性测试将棉织物剪成8cm ˑ8cm 的方片,分别浸泡在30mL 样品0 5溶液中,在振荡器中于50ħ,120r /min 恒温振荡1h.取出织物放入60ħ烘箱内,1h 后取出织物,用足量蒸馏水冲洗,直到清洗液的pH 值为中性,且清洗液中加入HCl 后无沉淀生成,以去除乙酸和未反应的银离子.再将样品放入60ħ烘箱内烘干,即得系列壳聚糖/纳米银复合溶液整理的抗菌织物.用同样方法制得质量分数为1%的纯壳聚糖溶液整理的样品,用作对照.棉织物经样品1,3和5处理后,根据GB /T 20944.1-2007,采用琼脂扩散法,以E.coil 和S.au-reus 为菌种,进行抗菌实验.以1%纯壳聚糖溶液处理后的棉织物作抗菌性对比.吸取100μL 含量为3ˑ109cfu /mL (cfu 为菌落形成单位)的菌液,均匀涂布于琼脂培养基上.将各织物样品剪成直径为17mm 的圆片,覆盖于涂有菌液的琼脂培养基上.于37ħ下在细胞培养箱内培养24h 后,观察抑菌圈.根据GB /T 20944.3-2008,用振荡法测试抗菌性.称取0.075g 上述样品,将棉织物剪成0.5cm ˑ0.5cm 的碎片,浸泡于7.5mL 菌浓度为3ˑ105cfu /mL 的细菌培养液中培养.以不含样品的细菌培养液作为对照组,以E.coil 和S.aureus 为菌种,每个样品在24ħ下培养18h 后,稀释至适合倍数.取100μL 涂布于琼脂培养皿中,在37ħ下培养24h 后,用平板计数法记录菌落数.织物抗菌性用公式R =[(B -A )/B ]ˑ100%计算,其中R 代表抗菌率,A 和B 分别为样品和对照组的细菌浓度.对经样品0和样品3溶液处理过的棉织物通过洗涤,进行抗菌持久性评价.洗涤方法参照GB /T 20944.3-2008,进行81次家庭洗涤.2结果与讨论2.1不同浓度的壳聚糖对纳米银生成量的影响样品1 5的紫外-可见吸收光谱如图1所示.在400 420nm 范围内均出现纳米银紫外吸收峰,表明样品中都有纳米银生成.紫外-可见吸收值随壳聚糖浓度的增大而减小,当壳聚糖浓度大于0.7%时,紫外-可见吸收值下降尤为明显.AAS 测试结果表明,在0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和1%的壳聚糖溶液中,银的浓度分别为11.8,5.6,3.25,1.3和0.5mg /mL.因此,随壳聚糖浓度增大生成纳米银的量下降.这是因为壳聚糖上大量的羟基和部分未质子化的氨基对银离子有螯合作用,据Lasko 等[18]报道,在pH =4 8时,壳聚糖能螯合80% 95%银离子.样品1 5的pH =3.8 4.1,因此大部分银1681No.8张雨菲等:壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用Fig.1UV-Vis absorbance of the CS /AgNPs compositesw (CS )(%):a .1;b .0.7;c .0.5;d .0.3;e .0.1.Inset :plot of λvs .w (CS ).离子通过螯合作用被壳聚糖分子链包裹,硼氢化钠需渗透壳聚糖分子后才能还原银离子.相对而言,壳聚糖浓度越大,银离子被包裹得越严,硼氢化钠越难渗透[19].同时,硼氢化钠是强还原剂,它不仅能还原银离子,还能还原氢离子甚至水分子放出氢气.在本实验中明显可见较浓壳聚糖溶液体系有气体逸出,说明硼氢化钠在渗透扩散的过程中有部分与质子化氨基甚至与水发生了反应.因此,采用该方法可通过调节合适的壳聚糖溶液浓度来控制纳米银的生成量.2.2壳聚糖纳米银的形貌图2为样品0,1和5的TEM 图和粒径分布图.由图2(A )可见,在未加壳聚糖的纳米银溶液中纳米银粒径不匀,并能观察到团聚现象.而图2(B )和(C )的纳米银粒径多在10 20nm 之间[图2(B'),(C')].在样品1溶液中,纳米银颗粒均匀分散并且包裹在壳聚糖内,形成核壳包裹结构.随着壳聚糖浓度增加,样品5中壳聚糖分子相互缠结,产生的纳米银颗粒也均匀地分散在缠结的壳聚糖内,说明壳聚糖能有效抑制纳米银的团聚.这是因为在纳米银制备过程中,银离子与壳聚糖中氧原子和氮原子上的孤对电子能发生螯合作用[18,20],通过搅拌均匀分散在壳聚糖分子链间.加入硼氢化钠后,硼氢化钠渗入壳聚糖分子链,在银离子螯合部位发生原位反应.缓慢还原出的纳米银因壳聚糖的包裹而相对稳定,不易发生团聚,因此得到的纳米银颗粒较小,且分散均匀.Fig.2TEM images (A —C )and histograms (A'—C')of AgNPs formed in acetic acid (A ,A'),0.1%CS solution (B ,B')and 1%CS solution (C ,C')2.3壳聚糖纳米银的稳定性由图1插图可见,随着壳聚糖浓度的升高,纳米银的紫外-可见吸收发生红移.但TEM 照片及粒径统计数据均表明,样品1与样品5溶液中纳米银颗粒大小差距不大,都集中在10 20nm 之间,因此紫外-可见吸收峰的红移并不是纳米银团聚的结果.样品存放40d 后,紫外-可见吸收峰都发生了红移[图3(A )].在红移最大的样品5中,纳米银没有沉降,而其余样品中均有沉降物.图3(B )的紫外-可见吸收结果表明,未加壳聚糖的样品随时间延长,纳米银紫外-可见吸收值大大下降,意味着纳米银大量沉降.而有壳聚糖稳定的样品,纳米银浓度下降幅度减小.此外,图3(B )表明,随着壳聚糖质量分数的增加,特别当壳聚糖质量分数在0.5%以上时,存放40d 后,纳米银浓度下降幅度减小,甚至在1%的壳聚糖溶液中,纳米银浓度有所回升.经AAS 测试,样品1,3,5存放40d 过滤后,银含量分别为6.95,2.04和0.58mg /mL ,分别比刚制备的2681高等学校化学学报Vol.33样品下降了41.88%,37.23%和增长了16%.银浓度略有增加,可能是由于壳聚糖在存放中发生降解,产生小分子还原糖,缓慢还原出未反应完全的银离子,形成纳米银.Hoang 等[16]的实验结果证实壳聚糖可以作为还原剂还原出纳米银.Fig.3UV-Vis wavelength (A )and UV absorbance (B )of CS /AgNPs with different concentrationsof CS after 1,8,15and 40dw (CS )(%):a .0;b .0.1;c .0.3;d .0.5;e .0.7;f .1.紫外-可见吸收光谱结果与AAS 测试结果都证实壳聚糖能有效抑制纳米银的沉降.结合上述实验结果,要得到银浓度较高且稳定性良好的壳聚糖纳米银溶液,需控制壳聚糖质量分数在0.5% 0.7%之间.2.4织物抗菌性将得到的壳聚糖纳米银溶液用于织物整理,用琼脂扩散法和振荡法,以E.coil 和S.aureus 为菌种,分别定性和定量地比较了经壳聚糖纳米银溶液处理和经纯壳聚糖溶液处理的棉织物的抗菌性(图4和图5),可以明显看出,经壳聚糖纳米银溶液处理的织物周围均有抑菌圈,而经纯壳聚糖溶液处理的织物周围没有抑菌圈.由表1可见,壳聚糖纳米银处理的织物可有效杀灭细菌,抗菌率为100%,而只经壳聚糖处理的织物,细菌数目无下降,反而比空白样中的细菌数更多.这是因为壳聚糖的抗菌机理基于质子化氨基[2,21],壳聚糖抗菌性会随环境pH 值的增大而下降[22].当织物水洗去除乙酸后,壳聚糖处于中性环境中,没有质子化氨基的存在,因此几乎无抗菌性,反而为细菌生长提供了更有利的条件.但经壳聚糖纳米银溶液处理的织物,由于具有强效抗菌作用且抗菌性不随环境pH 值发生明显Fig.4Photographs for antibacterial activities ofthe treated cotton fabrics toward E.coil(A )0.1%CS /AgNPs ;(B )0.5%CS /AgNPs ;(C )1%CS /AgNPs ;(D )1%CS.Fig.5Photographs for antibacterial activities of the treated cotton fabrics toward S.aureus (A )1%CS ;(B )1%CS /AgNPs ;(C )0.5%CS /AgNPs ;(D )0.1%CS /AgNPs.Table 1Comparison of antibacterial activities between cotton fabrics treated by CS /AgNPs and CSSample 10-7Surviving E.coil /(cfu ·mL -1)E.coil reduction (%)10-8Surviving S.aureus /(cfu ·mL -1)S.aureus reduction (%)Blank 4.091.780.1%CS-AgNPs treated fabrics 010001000.5%CS-AgNPs treated fabrics 010001001%CS-AgNPs treated fabrics 01000100CS treated fabrics466046.503681No.8张雨菲等:壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用4681高等学校化学学报Vol.33变化,因此依然具有较强的抗菌性.由此可见,纳米银的存在弥补了壳聚糖在中性和碱性条件下抗菌性差的缺陷.2.5织物抗菌持久性为测试织物的抗菌持久性,对样品0和样品3进行洗涤,然后将培养18h后的菌液未稀释直接涂.平板,得到结果如图6所示Fig.6Antibacterial activities for cotton fabrics treated by0.5%CS/AgNPs(A,B)and AgNPs(C,D)toward E.coil(A,C)and S.aureus(B,D)经样品3处理过的织物对E.coil和S.aureus依然具有100%的抗菌性,而经未加CS的AgNPs处理的织物抗菌性明显下降.平板计数得到样品0处理的织物对E.coil和S.aureus的抗菌性分别下降为87%和72%.这表明壳聚糖纳米银抗菌整理剂具有良好的抗菌持久性.纳米银与纤维素上的羟基或酯基虽然存在相互作用[15],但仅吸附纳米银的织物,在机械力的作用下纳米银很容易脱落,扩散到水中.而在壳聚糖存在的情况下,纳米银与壳聚糖形成包裹结构[图2(B)和(C)],不仅能在溶液中维持纳米银尺寸的稳定性,也能有效阻挡吸附于织物上的纳米银向水中扩散.同时壳聚糖与纤维素间具有氢键作用力,加上纳米银与纤维素间也具有吸附或螯合作用,使得纳米银相对无壳聚糖保护下不易在水中流失或受机械力脱落.因此壳聚糖纳米银溶液可作为一种持久抗菌的织物抗菌整理剂.参考文献[1]Gao Y.,Cranston R..Textile Research 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Qiao-Ling(胡巧玲),QIAN Xiu-Zhen(钱秀珍),FANG Zheng-Ping(方征平),SHEN Jia-Cong(沈家骢).Acta Polymerica Sinica(高分子学报)[J],2002,1(6):828—833[11]Janjic S.,Kostic M.,Vucinic V.,Dimitrijevic S.,Popovic K.,Ristic M.,Skundric P..Carbohydate Polymers[J],2009,78(2):240—246[12]Liu X.D.,Nishi N.,Tokura S.,Sakairi N..Carbohydate Polymers[J],2001,44(3):233—238[13]Strnad S.,Sauper O.,Jazbec A.,Stana-Keinschek K..Textile Research Journal[J],2008,78(5):390—398[14]Xue Z.,Zhen Z.Q.,Jin X.H..Journal of Engineered Fibers and Fabrics[J],2010,3(3):16—24[15]Hoang V.T.,Lam D.T.,Cham T.B.,Hoang D.V.,Thinh N.N.,Dien G.P.,Phuc X.N..Colloids and Surfaces A:Physico-chemical and Engineering Aspects[J],2010,360(1—3):32—40[16]Wei D.W.,Sun W.Y.,Qian W.P.,Ye Y.Z.,Ma X.Y..Carbohydate Research[J],2009,344(17):2375—2382[17]He J.H.,Kunitake T.,Nakao A..Chemistry of Materrials[J],2003,15(23):4401—4406[18]Lasko C.L.,Hurst M.P..Environmental Science and Technology [J ],1999,33(20):3622—3626[19]Schlesinger H.I.,Brown H.C.,Finholt 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nanosilver solutions were characterized by ultraviolet-visible spectrophotometer ,atomic absorption spectrosco-py ,and transmission electron microscope.The antibacterial activities of these chitosan-stablized nanosilver so-lutions toward E.coil and S.aureus were investigated.This research found that with increasing chitosan con-centration ,the obtained silver nanoparticles became much more stable.And cotton fabrics treated with these chitosan-stablized nanosilver solutions exhibited superior antibacterial activity and antibacterial durability com-pared with the fabrics treated by chitosan solution only.Keywords Chitosan ;Nanosilver ;Stability ;Antibacterial activity(Ed.:D ,Z )5681No.8张雨菲等:壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用。
壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究
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An a l y s i s a n d Pr o s p e c t o f On l i n e Vi r t u a l Fi t t i ng Te c h no l o g y Fr a me wo r k
Di n g J i a l i n g, Wa n g Li b i n g, Zh u a n g Me i l i n g, Zh a n g Y o n g me i
t e c h n o l o g y f r a me wo r k o f v i r t u a l f i t t i n g s y s t e m wa s d i s c u s s e d . Th e p u r p o s e l i e s i n f i n d i n g t h e t e c h n i c a l r o u t e f o r f u t u r e c l o t h i n g e l e c t r o n i c c o mme r c e .
e r Gr a p h i c s a n d Ap p l i c a t i o n s, 2 0 03 , ( 1 ): 38 —4 8 .
E 6 ] 纪峰 、 李汝勤. 基 于 粒 子: 弹 簧 系统 的 面 料 仿 真 模 型 [ J ] . 纺
织学报, 2 0 0 4 , 2 5 ( 1 ) : 4 2 —4 4 .
( Qi n g d a o Un i v e r s i t y , Qi n g d a o 2 6 6 0 7 1 , Ch i n a ) Abs t r a c t : The c u r r e nt s i t u a t i on o f t he do me s t i c a p pa r e l s a l e s wa s a n a l y z e d, a nd h o w t o r e a l i z e t h e
壳聚糖在棉织物抗菌整理中应用
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壳聚糖在棉织物抗菌整理中应用中图分类号:ts 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2012)12-0014-02摘要:甲壳素(chitin)是天然生物高聚物,广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞,节肢动物虾、蟹、蝇蛆和昆虫的外壳,贝类、软体动物的外壳和软骨,高等植物的细胞壁等,生物合成的资源量高达100亿t/a,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源。
又由于是纯天然物质,具有很好的生物相溶性,所以世界各国对它的应用研究十分活跃,在纺织领域,壳聚糖的应用越来越受到人们的重视,并对其具有的优良性能进行了研究应用。
关键词:甲壳素壳聚糖抗菌多元羧酸季铵类化合物一、引言甲壳素有α,β,γ晶型。
α—甲壳素的存在最丰富,也最稳定,其化学结构为:聚[β(1—4)]—2—乙酰胺基—2—脱氧—d—葡聚糖。
由于分子链中o……h—o型及o……h --- n 型氢键的作用,分子间作用力较小,存在着有序结构,导致甲壳素的溶解性能很差,一般不溶化,也不溶于一般的有机溶剂和酸碱,化学性质非常稳定,应用范围有限。
当甲壳素经过脱乙酰基反应(脱乙酰度75%—90%)转变为可溶性甲壳素(chitosan)或称壳聚糖(壳聚胺、几丁聚糖),其化学结构为:聚〔β(1—4)—2—氨基—2—脱氧—d—葡聚糖〕,单体之间以β(1—4)苷键连接,分子质量一般在1×105—3×105。
由于游离氨基的产生,溶解性能大为改观,可以溶于有机酸(如甲酸、乙酸等)的稀溶液,以及盐酸等部分无机酸中,同时生成盐,这是壳聚糖首要的性质之一。
使其在工业、农业、医药、化妆品、环境保护、水处理等领域有极其广泛的用途。
二、甲壳素(chitin),壳聚糖(chitosan),棉纤维的结构与性能的关系甲壳素又名甲壳质,他脱去分子中的乙酰基转变为壳聚糖,甲壳素和壳聚糖的结构和纤维素类似。
甲壳质几乎是以小片状或粉状存在,其基本单元结构上存在乙酰胺基和羟基,因而分子间氢键作用比纤维素更强,在一般溶剂中难以溶解,客观上限制了它的推广应用。
壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究
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壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究1.前言棉织物是一种广泛使用的本底材料,但由于其天然纤维结构的特性,易受细菌、真菌等微生物的侵袭,导致织物的污染和异味。
因此,提高棉织物的抗菌性能是一项重要的研究领域。
本文通过对壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能的对比研究,旨在探讨两种抗菌剂的效果以及相应的机理。
2.壳聚糖的抗菌性能3.银离子的抗菌性能银离子具有广谱抗菌活性,通过与微生物的蛋白质和DNA结合,干扰细胞的正常运作,最终导致细胞死亡。
银离子的杀菌机制主要与其对微生物细胞膜的损伤以及对细胞DNA的影响有关。
银离子在细菌细胞膜上形成孔洞,使细胞内部的重要物质外流,导致细胞死亡;同时,银离子还与微生物DNA结合,干扰其复制和修复过程,进一步破坏细菌的生理功能。
4.壳聚糖和银离子整理棉织物的实验设计在实验中,我们选择了相同质量的棉织物,并将其分为壳聚糖整理组和银离子整理组,分别进行抗菌性能测试。
具体实验设计如下:(1)壳聚糖整理组:将棉织物浸泡于壳聚糖溶液中,进行静置处理,并进行干燥和固化处理。
(2)银离子整理组:将棉织物浸泡于银离子溶液中,进行静置处理,并进行干燥和固化处理。
(3)对比组:未进行抗菌处理的棉织物,作为对比组进行抗菌性能对比。
5.抗菌性能测试方法(1)细菌培养:选择常见的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌两种细菌进行实验。
(2)抗菌性能评价:通过菌落计数法和抑菌率计算法对棉织物的抗菌性能进行评价,比较各组的抗菌效果。
6.实验结果与分析通过对壳聚糖整理组、银离子整理组和对比组棉织物的抗菌性能进行测试和比较,得出以下结论:(1)壳聚糖整理棉织物的抗菌效果较好,菌落计数较对比组明显降低,抑菌率较高。
(2)银离子整理棉织物的抗菌效果优于壳聚糖整理棉织物,菌落计数更低,抑菌率更高。
(3)壳聚糖和银离子整理棉织物的抗菌效果均显著优于对比组,证明了抗菌整理对棉织物的抗菌性能的改善具有显著效果。
7.结论通过对壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能的对比研究,可以得出如下结论:(1)壳聚糖和银离子均对棉织物具有显著的抗菌效果,可以有效抑制微生物的生长。
壳聚糖在抗菌材料中的应用研究进展
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壳聚糖在抗菌材料中的应用研究进展近年来,随着科学技术的不断发展和人们对健康意识的提高,抗菌材料在医疗、食品包装等领域的应用越来越受到重视。
作为一种生物可降解的天然材料,壳聚糖因其良好的生物相容性和抗菌性能在抗菌材料中得到广泛应用。
壳聚糖是一种从虾蟹壳等海洋生物中提取的聚糖,其主要成分为氨基葡萄糖和N-乙酰葡萄糖的多糖物质。
壳聚糖具有许多优异的性质,如生物相容性、生物可降解性、生物活性等,使其成为一种理想的抗菌材料。
首先,壳聚糖具有良好的生物相容性,能够与生物组织相容并促进伤口愈合。
研究发现,壳聚糖可以促进细胞生长和增殖,有助于创伤愈合。
因此,将壳聚糖应用于医用敷料、创可贴等材料中,可以提高材料的生物相容性,减轻创伤对患者的刺激,提高治愈效果。
其次,壳聚糖具有良好的抗菌性能。
研究表明,壳聚糖可以与细菌细胞壁表面的负电荷相互作用,进而改变细菌的膜结构,破坏细菌的生长和繁殖。
此外,壳聚糖还可以通过抑制细菌的酶活性和蛋白质合成,进一步抑制细菌的生长。
因此,将壳聚糖应用于医疗设备、食品包装等材料中,可以有效地抑制细菌的滋生,减少感染的风险。
除了抗菌性能,壳聚糖还具有许多其他的优点。
首先,壳聚糖是一种生物可降解的材料,不会对环境造成污染。
与传统的塑料材料相比,壳聚糖在生产和使用过程中对环境的影响更小。
其次,壳聚糖具有一定的生物活性,可以促进伤口的愈合和组织再生。
此外,壳聚糖还可以与其他材料进行复合,进一步改善材料的性能。
然而,壳聚糖在实际应用中还存在一些问题需要解决。
首先,壳聚糖的溶解性较差,不易在水中溶解。
这一问题限制了壳聚糖在一些应用中的使用。
其次,壳聚糖的热稳定性较差,在高温条件下易发生降解和失活。
因此,研究人员需要寻找合适的方法来改善壳聚糖的溶解性和热稳定性,以扩大其应用范围。
为解决上述问题,研究人员提出了一些新的策略和方法。
例如,可以通过修饰壳聚糖分子的结构,改变其溶解性和热稳定性。
研究发现,将壳聚糖与其他聚合物或化合物进行复合可以改善壳聚糖的性能。
壳聚糖-银复合抗菌整理剂及对棉非织造布的抗菌整理
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考虑对人体的安全性和工艺过程 的环保性. 基 于 上述 思 想 , 试 验 研究 用 壳 聚糖 和银 离 子 进 本
行 络 合 处 理 , 到 壳 聚 糖一 复 合 抗 菌 整理 剂 . 系 列 得 银 银
抗 菌 剂是 溶 出 型 抗 菌 , 聚糖 是 非 溶 出型 抗 菌 , 以 壳 所 推测 这 种 复 合抗 菌 整 理 剂将 兼 具 两 者 优 点 , 抗 菌 2种 剂性 能 可 以优 势 互 补 . 次 , 聚糖 是 天 然 抗 菌 剂 , 其 壳 可 生 物 降解 , 生 物相 容 性 能好 , 于安 全 、 保 型 抗 菌 与 属 环 剂[银 本 身 就是 人 体 内的组 织 成 分 之 一, 常人 体 肾 卅 ; 正 脏、 肝脏 和 脾 中含银 量 分别 为 04 07和 27m /g .、. . gk 细
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第 2 4卷第 8期 20 0 7年 8月
印 染 助 剂
r TI E EX L AUXI UARI ES
Vo .4 No 8 1 . 2 Au 2 07 g.0
壳 聚糖 一 复 合抗 菌整理 剂及 对 棉 银 非 织造 的抗 菌整理 布
b sc p o e i s o h a is w e e r t ie a i r p r e ft e f br t c r e a n d
Ke r s c i s n s le o ; f ih n ; a tb c e i l t x i y wo d : h t a ; i ri n i s i g o v n n ia t r ; e t e a l
胞 干 质 量 , 肤 中 的 含 银 量 为 (. 5 00 5mgk 皮 O0 + .1 ) /g细 3
壳聚糖及其衍生物的抗菌机理及在纺织品抗菌整理中的应用
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HU F a n g ,Z HANG Hu i - j u n 。 ,W ANG L i a n g ,T O NG S h u - mi n
( 1 . L i g h t I n d u s t  ̄ &T e x t i l e E n g i n e e r i n g C o l l e g e , Q i q i h a r U n i v e r s i t y ,Q i q i h a r 1 6 1 0 0 6 ,C h i n a ;2 . F o o d& B i o l o g i c a l
壳聚糖( c h i t o s a n ) 是 甲壳 素 脱 乙酰 基 后 的 产 物, 是 由N 一 乙 酰一 D 一 氨基 葡 萄 糖 单体 通 过 B 一 1 , 4 一 糖苷 键 连 接 起来 的直 链 同聚多 糖 , 化学名是( 1 , 4 ) 一 2 一 氨基 一 2 一 脱 氧一 B — D 一 葡萄糖, 结 构 类 似 于纤 维 素f 1 . 每 年, 地 球 上 甲 壳 素 的 自然 生成 量 可达 1 0 1 1 t , 是 年 产 量仅 次 于 纤 维 素 的第二 大 天 然高 分 子 . 壳 聚 糖是 自然 界 中唯 一存 在 的碱性 阳离 子 多糖 , 具有 良好 的生 物 相 容性 和 生 物 可降解性, 来源于江河湖 海的生物废弃物, 对 其 充 分 利 用 可减 少 自然 资 源 的浪 费和 环境 污 染 .
壳聚糖纳米银凝胶剂及其应用
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壳聚糖纳米银凝胶剂及其应用壳聚糖纳米银凝胶剂及其应用在当今社会,随着科学技术的不断发展,材料科学领域不断涌现出新的材料和技术。
其中,壳聚糖纳米银凝胶剂作为一种新型材料,在医药、环境保护、食品安全等领域具有巨大的应用前景。
本文将从壳聚糖纳米银凝胶剂的制备方法、特性及其应用等方面进行全面分析和探讨。
1. 壳聚糖纳米银凝胶剂的制备方法壳聚糖纳米银凝胶剂的制备是一个复杂而精细的过程。
一般来说,制备方法包括化学合成法、生物还原法和物理法。
化学合成法是通过在壳聚糖溶液中加入适量的AgNO3溶液,然后加入还原剂将Ag+还原为Ag0,最终形成纳米银凝胶。
生物还原法是利用微生物或植物的生物体系将Ag+还原为Ag0。
物理法则是通过物理手段将纳米银粒子均匀地分散在壳聚糖凝胶中。
每一种制备方法都有其独特的优缺点,需要根据具体的应用场景选择合适的方法。
2. 壳聚糖纳米银凝胶剂的特性壳聚糖纳米银凝胶剂具有一系列独特的物理化学特性。
其具有较大的比表面积和高量子效率,具有优异的光学、电化学性能,因此可在催化、传感和光电器件等领域有着广阔的应用前景。
壳聚糖作为载体,具有天然、生物可降解等特点,对环境友好。
而纳米银凝胶则具有很强的抗菌、抗病毒和抗氧化性能,可以应用于医药杀菌和食品保鲜等领域。
另外,壳聚糖纳米银凝胶剂还具有调控微生物及活性氧自由基的能力,因此在环境净化、水处理等方面也有着重要的应用价值。
3. 壳聚糖纳米银凝胶剂的应用壳聚糖纳米银凝胶剂在医药、环境保护和食品安全等领域有着广泛的应用。
在医药领域,其具有广谱杀菌活性,对一些耐药细菌也有一定的杀菌作用,可用于敷料、药物缓释等方面。
在环境保护方面,壳聚糖纳米银凝胶剂可以应用于水处理、废气治理等,对降解污染物和净化环境具有积极作用。
在食品安全领域,其可用于食品包装材料、食品保鲜等,对食品安全具有重要的意义。
总结:壳聚糖纳米银凝胶剂作为一种新型材料,具有多重优良特性和广泛的应用前景。
壳聚糖纳米纤维的制备及其在纺织品领域中的应用
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壳聚糖纳米纤维的制备及其在纺织品领域中的应用纺织品作为人们日常生活中不可或缺的一部分,一直以来都在不断地寻求创新和提升。
近年来,纳米技术的发展为纺织品行业带来了全新的机遇和挑战。
壳聚糖纳米纤维作为一种绿色可持续的纳米材料,具有出色的性能和应用潜力,其制备技术及在纺织品领域中的应用备受关注。
壳聚糖纳米纤维制备技术的发展成果丰富,可以通过不同的方法得到纤维状的壳聚糖纳米结构。
其中,电纺法是最常用的制备壳聚糖纳米纤维的方法之一。
电纺法通过高电场使得壳聚糖溶液产生电纺极性化,形成纳米结晶体并在电场作用下实现纺丝。
这一方法制备出来的壳聚糖纳米纤维具有高比表面积、优良的拉伸强度和柔软度,同时具有良好的生物可降解性。
在纺织品领域中,壳聚糖纳米纤维有广泛的应用前景。
首先,壳聚糖纳米纤维可以用于纺织品的表面修饰和功能添加。
以纳米纤维为基底,可以附着各种具有特定功能的纳米颗粒或化合物,如抗菌剂、吸湿剂、防紫外线剂等。
这使得纺织品具备了很多新颖的功能,如抗菌、抗紫外线、吸湿排汗等,提高了纺织品的附加值和市场竞争力。
其次,壳聚糖纳米纤维在纺织品加工过程中可以作为添加剂使用。
通过将壳聚糖纳米纤维添加到纺织品的纺纱或印染过程中,可以改善纺织品的机械性能和耐用性。
壳聚糖纳米纤维的添加可以提高纤维的拉伸强度、耐磨性和耐高温性能,使得纺织品更加耐用,并能够适应更为恶劣的环境。
此外,壳聚糖纳米纤维还可以用于纺织品的功能修复和改善。
由于壳聚糖纳米纤维具有较高的生物兼容性和可降解性,因此可以用于纺织品的织造和修复。
壳聚糖纳米纤维具有微孔结构,可以利用纳米纤维的表面来吸附和释放有益的活性物质,如药物、修复因子等。
这为纺织品在医疗领域、健康领域和运动领域的应用开辟了新的道路。
壳聚糖纳米纤维的制备及在纺织品领域中的应用还面临着一些挑战和待解决的问题。
首先,如何实现纳米纤维的规模化制备是一个亟需解决的问题。
目前,壳聚糖纳米纤维的制备方法多以实验室为主,未能满足工业化生产的需求。
《纳米银复合抗菌材料的制备及其在壳聚糖薄膜中的应用研究》范文
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《纳米银复合抗菌材料的制备及其在壳聚糖薄膜中的应用研究》篇一一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高,抗菌材料的研究与应用越来越受到关注。
纳米银复合抗菌材料因其良好的抗菌性能、低毒性和广泛的适用性,被广泛应用于医疗、卫生、食品包装等领域。
壳聚糖薄膜作为一种天然高分子材料,具有良好的生物相容性和成膜性。
因此,将纳米银复合抗菌材料应用于壳聚糖薄膜中,可以提高薄膜的抗菌性能,拓展其应用范围。
本文将介绍纳米银复合抗菌材料的制备方法及其在壳聚糖薄膜中的应用研究。
二、纳米银复合抗菌材料的制备1. 材料与设备制备纳米银复合抗菌材料所需的材料包括银盐、还原剂、稳定剂以及载体等。
设备包括搅拌器、反应釜、离心机、烘干设备等。
2. 制备方法采用化学还原法或光化学还原法制备纳米银复合抗菌材料。
具体步骤为:将银盐溶解在适当溶剂中,加入还原剂和稳定剂,通过搅拌和加热使银离子还原为银原子,形成纳米银颗粒。
然后通过离心、洗涤、烘干等步骤得到纳米银复合抗菌材料。
三、纳米银复合抗菌材料在壳聚糖薄膜中的应用1. 壳聚糖薄膜的制备采用溶液法或熔融法制备壳聚糖薄膜。
具体步骤为:将壳聚糖溶解在适当溶剂中,加入其他添加剂(如增塑剂、抗菌剂等),搅拌均匀后制成薄膜。
2. 纳米银复合抗菌材料在壳聚糖薄膜中的应用将制备好的纳米银复合抗菌材料与壳聚糖溶液混合,搅拌均匀后制成含有纳米银复合抗菌材料的壳聚糖薄膜。
这种薄膜具有良好的抗菌性能和生物相容性,可广泛应用于医疗、卫生、食品包装等领域。
四、实验结果与讨论1. 实验结果通过实验,我们成功制备了纳米银复合抗菌材料,并将其应用于壳聚糖薄膜中。
实验结果表明,含有纳米银复合抗菌材料的壳聚糖薄膜具有良好的抗菌性能和生物相容性。
此外,我们还对纳米银复合抗菌材料的制备工艺和壳聚糖薄膜的制备工艺进行了优化,提高了材料的性能和产量。
2. 讨论在纳米银复合抗菌材料的制备过程中,我们发现在选择还原剂和稳定剂时需要考虑其与银盐的配比和反应条件等因素。
壳聚糖在棉针织物卫生整理上的应用
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壳聚糖在棉针织物卫生整理上的应用
丁国强;丁伟
【期刊名称】《纺织科技进展》
【年(卷),期】2005(000)001
【摘要】对用脱乙酰基甲壳素整理18 tex棉针织汉布的工艺进行了研究,并用整理后的汉布做成三角内裤进行抑菌敏感试验,结果表明整理汉布具有广谱抑菌效果.【总页数】2页(P37-38)
【作者】丁国强;丁伟
【作者单位】武汉科技学院,湖北,武汉,430073;武汉美锦实业有限公司,湖北,武汉,430022
【正文语种】中文
【中图分类】TS184.8
【相关文献】
1.壳聚糖在棉针织物活性染料染色中的应用 [J], 廖珊;曾甜;李军;郭馨馨;周文常
2.低泡环保精练剂在涤棉针织物前处理上的应用 [J], 周燕
3.壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用 [J], 张雨菲;李友良;姚远;李文宇;胡巧玲
4.新型柔软平滑剂680在纯棉针织物防针洞整理上的应用 [J], 王凤;胡力主;杨晓辉
5.反应性壳聚糖季铵盐的合成及其在柞丝绸抗菌整理上的应用 [J], 路艳华;刘治梅;林杰
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壳聚糖改性及其在抗菌方面的应用
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壳聚糖改性及其在抗菌方面的应用潘虹;赵涛【摘要】N-hydroxypropyl lauryl dimethyl ammonium chloride chitosan (HDCC) was prepared by introducing epoxypropyl lauryl dimethyl ammonium chloride to the amino-group of chitosan (CTS) with a degree of deacetylation about 85%, and then HDCC with good water solubility was crosslinked with Nhydroxymethyl acrylamide ( NMA ), thus obtained the end product of a novel chitosan derivative O-acrylamidomethyl-N-[(2-hydroxy-3-dodecyl ammonium ) propyl]chitosan chloride (NMA-HDCC ) that can form covalent bond with cellulosic fiber. The antibacterial experiment demonstrated that the cotton fabrics treated with CTS, HDCC and NMA-HDCC all showed above 95% bacteria inhibiting ratio against Bacillus coli, and HDCC, in particular, showed nearly 100%. After 30 washing cycles, the cotton fabric treated by NMA-HDCC exhibited above 85% bacteria inhibiting ratio, though those treated by CTS,chitosan quaternary ammonium salt exhibited little effect. For durable antibacterial effect, the optimal process conditions for treating cotton fabrics with NMA-HDCC were determined as follows: mass concentration of finishing agent, 2 g/L, curing at 140℃ for 5 min.%以脱乙酰度为85%的壳聚糖(CTS)为原料,在其氨基上引入自制的环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵,生成的N-羟丙基十二烷基二甲基氯化铵壳聚糖(HDCC)水溶性良好.将HDCC与N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)交联得最终产物O-甲基丙烯酰胺-N-羟丙基十二烷基二甲基氯化铵壳聚糖(NMA-HDCC),其可与纤维素纤维以共价键结合.抗菌实验研究表明,经壳聚糖、HDCC、NMA-HDCC处理后的棉织物对大肠杆菌的抑菌率都达到95%以上,带有长链烷基的HDCC抑菌率接近100%.水洗30次之后,经过壳聚糖和壳聚糖季铵盐处理后的棉织物抗菌效果甚微,而NMA-HDCC处理后的棉织物抗菌性仍在85%以上.以抗菌耐久性为依据,得出NMA-HDCC对纯棉织物的最佳整理工艺为:整理剂质量浓度2 g/L,焙烘温度140 ℃,焙烘时间5 min.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2011(032)002【总页数】6页(P96-101)【关键词】壳聚糖季铵盐;改性;抗菌性;耐水洗性【作者】潘虹;赵涛【作者单位】东华大学化学化工与生物工程学院,上海,201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海,201620;东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海,201620【正文语种】中文【中图分类】TS195.58壳聚糖(CTS)作为一种环保新材料,其资源丰富,具有许多天然的优良性质,如吸湿透气性、反应活性、生物相容性[1]、生物可降解性、吸附性、粘合性、抗菌性和安全性等,因此其开发应用前景广阔。
壳聚糖-银整理棉织物抗菌性能研究
![壳聚糖-银整理棉织物抗菌性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/3cc4bca3bdeb19e8b8f67c1cfad6195f312be869.png)
壳聚糖-银整理棉织物抗菌性能研究王思凡;王尚军;邓咏梅;林玲;李会改;王瑄;王梅珍【期刊名称】《印染助剂》【年(卷),期】2015(032)007【摘要】采用自制壳聚糖-银抗菌剂对棉织物进行抗菌整理.考察了壳聚糖的用量、银的添加方式和添加量的影响,并研究了整理工艺.结果表明,以壳聚糖整理的织物抑菌效果不理想,壳聚糖对大肠杆菌的临界抑菌用量为0.5%.壳聚糖与银复配可极大地提高织物的抗菌效果,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均可达100%,经20次洗涤后抑菌效果依然极佳.对织物进行了SEM微观分析及ICP-MS银含量分析,结果表明,柠檬酸(CA)作为溶剂,壳聚糖0.25%,硝酸银10 mg/kg时,整理织物的抑菌效果和手感较好.%Chitosan- silver composite antibacterial agent was prepared to finish cotton fabrics. The effects of concentration of chitosan, addition of silver, including the amount and silver state, and the finishing process were investigated. The results showed that the antibacterial performance of cotton fabric finished with chito-san was not ideal, the critical bacteria concentration of chitosan against E.coil was 0.5%. However, with the composition of chitosan and silver, the antibacterial effect for both E.coil and S.aureu could be significantly im-proved, and the inhibition rate could reach 100% with durable result after 20 times of washing. SEM micro-scopic analysis on the fabric and ICP- MS test of the silver content on the fabric proved that the antibacterial effect and the handle ofchitosan- silver finished fabric was good under the fol ow conditions: citric acid (CA) as solvent, chitosan 0.25%, silver nitrate 10 mg/kg.【总页数】4页(P14-17)【作者】王思凡;王尚军;邓咏梅;林玲;李会改;王瑄;王梅珍【作者单位】浙江纺织服装职业技术学院,宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室,浙江宁波 315000;西安工程大学服装与艺术设计学院,陕西西安 710048;浙江纺织服装职业技术学院,宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室,浙江宁波315000;西安工程大学服装与艺术设计学院,陕西西安 710048;浙江纺织服装职业技术学院,宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室,浙江宁波 315000;浙江纺织服装职业技术学院,宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室,浙江宁波315000;西安工程大学服装与艺术设计学院,陕西西安 710048;浙江纺织服装职业技术学院,宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室,浙江宁波 315000;浙江纺织服装职业技术学院,宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室,浙江宁波315000【正文语种】中文【中图分类】TQ610.4【相关文献】1.壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究 [J], 耿佃东;马艳丽;刘茜;钱如山;杨娜2.壳聚糖抗菌整理棉织物的服用性能 [J], 邓炳耀;高卫东;姚静;卢娜3.壳聚糖抗菌整理的条件对棉织物性能的影响 [J], 高强;王利平4.柠檬酸和壳聚糖对棉织物抗菌整理的研究 [J], 王建刚;王亚丽;葛明桥;甘应进;陈东生5.纳米银整理棉织物的制备及其抗菌性能 [J], 闫利峰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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Vol.33高等学校化学学报No.82012年8月CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1860 1865壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用张雨菲1,李友良1,姚远2,李文宇1,胡巧玲1(1.浙江大学生物医用大分子研究所,教育部高分子合成与功能构造重点实验室,杭州310027;2.合肥工业大学高分子材料与工程系,合肥230009)摘要采用化学还原法在不同浓度的壳聚糖醋酸溶液中以硼氢化钠还原硝酸银,制备了系列壳聚糖纳米银溶液;考察了不同质量分数的壳聚糖溶液对纳米银的浓度、形貌和粒径大小的影响及纳米银的稳定性.采用紫外-可见吸收光谱、原子吸收光谱和透射电子显微镜对所得溶液进行表征,结果表明,当有壳聚糖存在时,纳米银以小于50nm 球形粒子稳定分布于壳聚糖溶液中.随着壳聚糖质量分数的增大,形成纳米银浓度减小,但稳定性提高,壳聚糖质量分数控制在0.5% 0.7%范围内,可得到浓度较高且稳定性良好的纳米银.在壳聚糖和纳米银的共同作用下织物具有极好的抗菌性和抗菌长效性.关键词壳聚糖;纳米银;稳定性;抗菌活性中图分类号O636文献标识码A DOI :10.3969/j.issn.0251-0790.2012.08.040收稿日期:2011-09-22.基金项目:国家“九七三”计划项目(批准号:2011CB606203,2009CB930104)、中国博士后基金(批准号:20100480085)和国家自然科学基金(批准号:21104067)资助.联系人简介:胡巧玲,女,博士,教授,主要从事天然生物医用高分子材料研究.E-mail :huql@zju.edu.cn 棉织物在潮湿温热的环境下极其容易滋生微生物[1,2],引起织物变色及机械性能损失,并会产生难闻的气味,更有害于人们的健康.纳米银具有强效抗菌和广谱抗菌的作用[3 5].其抗菌机理为:(1)纳米银能与细菌细胞膜上的磷化物和硫化物结合,从而破坏细胞膜的渗透性;(2)进入细胞膜的纳米银能与细胞内蛋白质和DNA 上的硫化物或磷化物反应,阻断细胞内酶的功能和DNA 的复制转录[6,7].然而,纳米银溶液极容易团聚,不易存放,因此限制了纳米银在织物抗菌整理中的应用.壳聚糖是一种具有抗菌性且环境友好的生物材料[8 10].它在纺织印染工业中的应用越来越多[11],常被用于抗皱整理剂、印染助剂和上浆剂等,也有报道壳聚糖在织物抗菌整理上的应用[12 14].壳聚糖的抗菌性来源于壳聚糖分子结构中C 2上质子化的氨基.但在中性或偏碱性环境下,由于质子化氨基的减少,壳聚糖抗菌性大大减弱[9].Hoang [15]和Wei 等[16]采用壳聚糖作为稳定剂制备了纳米银溶液.He 等[17]认为壳聚糖分子链上有大量的羟基和氨基可与纳米银发生作用,可以稳定纳米银颗粒.因此纳米银与壳聚糖结合,既能克服壳聚糖在中性或碱性环境下抗菌性的不足,又能稳定纳米银溶液.本文采用易于工业化的化学还原法,以硼氢化钠为还原剂,壳聚糖为稳定剂,在壳聚糖溶液质量分数为0.1% 1%时,制备了壳聚糖纳米银溶液,并考察了40d 内纳米银在体系中的稳定性及对棉织物的抗菌性和抗菌长效性.1实验部分1.1试剂与材料壳聚糖(青岛海汇生物工程有限公司,黏均分子量为1.33ˑ105,脱乙酰度为90%);硝酸银(分析纯,Acros Oganics 公司);硼氢化钠、乙酸、氯化钠(分析纯,国药集团化学试剂公司).大肠杆菌(E.coil )和金黄色葡萄球菌(S.aureus )由浙江大学微生物研究所提供;胰蛋白胨、大豆蛋白胨及琼脂粉由青岛高科园海博生物技术有限公司提供.1.2壳聚糖纳米银溶液制备以0.2mol /L 乙酸溶液为溶剂,配制质量分数为0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和1%的壳聚糖溶液.取不同浓度壳聚糖溶液各50mL ,分别加入0.3mL 硝酸银溶液(0.05mol /L ),磁力搅拌15min.保持800r /min 的搅拌速度,分别滴加0.1mL 0.2mol /L 硼氢化钠溶液,此时溶液呈淡黄色,1h 后停止搅拌.将得到的壳聚糖纳米银溶液按壳聚糖质量分数从低到高,分别记为样品1 5.按照同样的方法,制备不含壳聚糖的纳米银乙酸溶液,记为样品0,作为对照样.所有样品保存于4ħ冰箱内备用.1.3样品表征样品溶液存放1d 后采用UV-2550分光光度计(日本Shimadza 公司)定性表征纳米银在不同浓度壳聚糖溶液中的含量,扫描波长为300 600nm.采用HITACHI 180-50原子吸收分光光度计(AAS ,日本Hitachi 公司)定量测试纳米银在不同浓度壳聚糖溶液中的含量.灯电流为7.5mA ,波长为328.1nm ,狭缝宽为2.1nm.采用JEM-1200EX 透射电子显微镜(日本JEOL 公司),观察存放1d 后,样品0,1和5的团聚情况,并统计粒径大小.用透射电子显微镜(TEM )观察样品形貌,使用悬滴法,将样品溶液滴加于300目碳支持膜的铜网上,室温下晾干.取10mL 在室温下分别存放1,8,15,40d 的样品溶液,测其紫外-可见吸收光谱,考察钠米银溶液稳定性.取存放40d 的样品1,3和5溶液,用微滤膜过滤,滤除沉降物,用原子吸收光谱测定银浓度.1.4织物整理及抗菌性测试将棉织物剪成8cm ˑ8cm 的方片,分别浸泡在30mL 样品0 5溶液中,在振荡器中于50ħ,120r /min 恒温振荡1h.取出织物放入60ħ烘箱内,1h 后取出织物,用足量蒸馏水冲洗,直到清洗液的pH 值为中性,且清洗液中加入HCl 后无沉淀生成,以去除乙酸和未反应的银离子.再将样品放入60ħ烘箱内烘干,即得系列壳聚糖/纳米银复合溶液整理的抗菌织物.用同样方法制得质量分数为1%的纯壳聚糖溶液整理的样品,用作对照.棉织物经样品1,3和5处理后,根据GB /T 20944.1-2007,采用琼脂扩散法,以E.coil 和S.au-reus 为菌种,进行抗菌实验.以1%纯壳聚糖溶液处理后的棉织物作抗菌性对比.吸取100μL 含量为3ˑ109cfu /mL (cfu 为菌落形成单位)的菌液,均匀涂布于琼脂培养基上.将各织物样品剪成直径为17mm 的圆片,覆盖于涂有菌液的琼脂培养基上.于37ħ下在细胞培养箱内培养24h 后,观察抑菌圈.根据GB /T 20944.3-2008,用振荡法测试抗菌性.称取0.075g 上述样品,将棉织物剪成0.5cm ˑ0.5cm 的碎片,浸泡于7.5mL 菌浓度为3ˑ105cfu /mL 的细菌培养液中培养.以不含样品的细菌培养液作为对照组,以E.coil 和S.aureus 为菌种,每个样品在24ħ下培养18h 后,稀释至适合倍数.取100μL 涂布于琼脂培养皿中,在37ħ下培养24h 后,用平板计数法记录菌落数.织物抗菌性用公式R =[(B -A )/B ]ˑ100%计算,其中R 代表抗菌率,A 和B 分别为样品和对照组的细菌浓度.对经样品0和样品3溶液处理过的棉织物通过洗涤,进行抗菌持久性评价.洗涤方法参照GB /T 20944.3-2008,进行81次家庭洗涤.2结果与讨论2.1不同浓度的壳聚糖对纳米银生成量的影响样品1 5的紫外-可见吸收光谱如图1所示.在400 420nm 范围内均出现纳米银紫外吸收峰,表明样品中都有纳米银生成.紫外-可见吸收值随壳聚糖浓度的增大而减小,当壳聚糖浓度大于0.7%时,紫外-可见吸收值下降尤为明显.AAS 测试结果表明,在0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和1%的壳聚糖溶液中,银的浓度分别为11.8,5.6,3.25,1.3和0.5mg /mL.因此,随壳聚糖浓度增大生成纳米银的量下降.这是因为壳聚糖上大量的羟基和部分未质子化的氨基对银离子有螯合作用,据Lasko 等[18]报道,在pH =4 8时,壳聚糖能螯合80% 95%银离子.样品1 5的pH =3.8 4.1,因此大部分银1681No.8张雨菲等:壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用Fig.1UV-Vis absorbance of the CS /AgNPs compositesw (CS )(%):a .1;b .0.7;c .0.5;d .0.3;e .0.1.Inset :plot of λvs .w (CS ).离子通过螯合作用被壳聚糖分子链包裹,硼氢化钠需渗透壳聚糖分子后才能还原银离子.相对而言,壳聚糖浓度越大,银离子被包裹得越严,硼氢化钠越难渗透[19].同时,硼氢化钠是强还原剂,它不仅能还原银离子,还能还原氢离子甚至水分子放出氢气.在本实验中明显可见较浓壳聚糖溶液体系有气体逸出,说明硼氢化钠在渗透扩散的过程中有部分与质子化氨基甚至与水发生了反应.因此,采用该方法可通过调节合适的壳聚糖溶液浓度来控制纳米银的生成量.2.2壳聚糖纳米银的形貌图2为样品0,1和5的TEM 图和粒径分布图.由图2(A )可见,在未加壳聚糖的纳米银溶液中纳米银粒径不匀,并能观察到团聚现象.而图2(B )和(C )的纳米银粒径多在10 20nm 之间[图2(B'),(C')].在样品1溶液中,纳米银颗粒均匀分散并且包裹在壳聚糖内,形成核壳包裹结构.随着壳聚糖浓度增加,样品5中壳聚糖分子相互缠结,产生的纳米银颗粒也均匀地分散在缠结的壳聚糖内,说明壳聚糖能有效抑制纳米银的团聚.这是因为在纳米银制备过程中,银离子与壳聚糖中氧原子和氮原子上的孤对电子能发生螯合作用[18,20],通过搅拌均匀分散在壳聚糖分子链间.加入硼氢化钠后,硼氢化钠渗入壳聚糖分子链,在银离子螯合部位发生原位反应.缓慢还原出的纳米银因壳聚糖的包裹而相对稳定,不易发生团聚,因此得到的纳米银颗粒较小,且分散均匀.Fig.2TEM images (A —C )and histograms (A'—C')of AgNPs formed in acetic acid (A ,A'),0.1%CS solution (B ,B')and 1%CS solution (C ,C')2.3壳聚糖纳米银的稳定性由图1插图可见,随着壳聚糖浓度的升高,纳米银的紫外-可见吸收发生红移.但TEM 照片及粒径统计数据均表明,样品1与样品5溶液中纳米银颗粒大小差距不大,都集中在10 20nm 之间,因此紫外-可见吸收峰的红移并不是纳米银团聚的结果.样品存放40d 后,紫外-可见吸收峰都发生了红移[图3(A )].在红移最大的样品5中,纳米银没有沉降,而其余样品中均有沉降物.图3(B )的紫外-可见吸收结果表明,未加壳聚糖的样品随时间延长,纳米银紫外-可见吸收值大大下降,意味着纳米银大量沉降.而有壳聚糖稳定的样品,纳米银浓度下降幅度减小.此外,图3(B )表明,随着壳聚糖质量分数的增加,特别当壳聚糖质量分数在0.5%以上时,存放40d 后,纳米银浓度下降幅度减小,甚至在1%的壳聚糖溶液中,纳米银浓度有所回升.经AAS 测试,样品1,3,5存放40d 过滤后,银含量分别为6.95,2.04和0.58mg /mL ,分别比刚制备的2681高等学校化学学报Vol.33样品下降了41.88%,37.23%和增长了16%.银浓度略有增加,可能是由于壳聚糖在存放中发生降解,产生小分子还原糖,缓慢还原出未反应完全的银离子,形成纳米银.Hoang 等[16]的实验结果证实壳聚糖可以作为还原剂还原出纳米银.Fig.3UV-Vis wavelength (A )and UV absorbance (B )of CS /AgNPs with different concentrationsof CS after 1,8,15and 40dw (CS )(%):a .0;b .0.1;c .0.3;d .0.5;e .0.7;f .1.紫外-可见吸收光谱结果与AAS 测试结果都证实壳聚糖能有效抑制纳米银的沉降.结合上述实验结果,要得到银浓度较高且稳定性良好的壳聚糖纳米银溶液,需控制壳聚糖质量分数在0.5% 0.7%之间.2.4织物抗菌性将得到的壳聚糖纳米银溶液用于织物整理,用琼脂扩散法和振荡法,以E.coil 和S.aureus 为菌种,分别定性和定量地比较了经壳聚糖纳米银溶液处理和经纯壳聚糖溶液处理的棉织物的抗菌性(图4和图5),可以明显看出,经壳聚糖纳米银溶液处理的织物周围均有抑菌圈,而经纯壳聚糖溶液处理的织物周围没有抑菌圈.由表1可见,壳聚糖纳米银处理的织物可有效杀灭细菌,抗菌率为100%,而只经壳聚糖处理的织物,细菌数目无下降,反而比空白样中的细菌数更多.这是因为壳聚糖的抗菌机理基于质子化氨基[2,21],壳聚糖抗菌性会随环境pH 值的增大而下降[22].当织物水洗去除乙酸后,壳聚糖处于中性环境中,没有质子化氨基的存在,因此几乎无抗菌性,反而为细菌生长提供了更有利的条件.但经壳聚糖纳米银溶液处理的织物,由于具有强效抗菌作用且抗菌性不随环境pH 值发生明显Fig.4Photographs for antibacterial activities ofthe treated cotton fabrics toward E.coil(A )0.1%CS /AgNPs ;(B )0.5%CS /AgNPs ;(C )1%CS /AgNPs ;(D )1%CS.Fig.5Photographs for antibacterial activities of the treated cotton fabrics toward S.aureus (A )1%CS ;(B )1%CS /AgNPs ;(C )0.5%CS /AgNPs ;(D )0.1%CS /AgNPs.Table 1Comparison of antibacterial activities between cotton fabrics treated by CS /AgNPs and CSSample 10-7Surviving E.coil /(cfu ·mL -1)E.coil reduction (%)10-8Surviving S.aureus /(cfu ·mL -1)S.aureus reduction (%)Blank 4.091.780.1%CS-AgNPs treated fabrics 010001000.5%CS-AgNPs treated fabrics 010001001%CS-AgNPs treated fabrics 01000100CS treated fabrics466046.503681No.8张雨菲等:壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用4681高等学校化学学报Vol.33变化,因此依然具有较强的抗菌性.由此可见,纳米银的存在弥补了壳聚糖在中性和碱性条件下抗菌性差的缺陷.2.5织物抗菌持久性为测试织物的抗菌持久性,对样品0和样品3进行洗涤,然后将培养18h后的菌液未稀释直接涂.平板,得到结果如图6所示Fig.6Antibacterial activities for cotton fabrics treated by0.5%CS/AgNPs(A,B)and AgNPs(C,D)toward E.coil(A,C)and S.aureus(B,D)经样品3处理过的织物对E.coil和S.aureus依然具有100%的抗菌性,而经未加CS的AgNPs处理的织物抗菌性明显下降.平板计数得到样品0处理的织物对E.coil和S.aureus的抗菌性分别下降为87%和72%.这表明壳聚糖纳米银抗菌整理剂具有良好的抗菌持久性.纳米银与纤维素上的羟基或酯基虽然存在相互作用[15],但仅吸附纳米银的织物,在机械力的作用下纳米银很容易脱落,扩散到水中.而在壳聚糖存在的情况下,纳米银与壳聚糖形成包裹结构[图2(B)和(C)],不仅能在溶液中维持纳米银尺寸的稳定性,也能有效阻挡吸附于织物上的纳米银向水中扩散.同时壳聚糖与纤维素间具有氢键作用力,加上纳米银与纤维素间也具有吸附或螯合作用,使得纳米银相对无壳聚糖保护下不易在水中流失或受机械力脱落.因此壳聚糖纳米银溶液可作为一种持久抗菌的织物抗菌整理剂.参考文献[1]Gao Y.,Cranston R..Textile Research 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Qiao-Ling(胡巧玲),QIAN Xiu-Zhen(钱秀珍),FANG Zheng-Ping(方征平),SHEN Jia-Cong(沈家骢).Acta Polymerica Sinica(高分子学报)[J],2002,1(6):828—833[11]Janjic S.,Kostic M.,Vucinic V.,Dimitrijevic S.,Popovic K.,Ristic M.,Skundric P..Carbohydate Polymers[J],2009,78(2):240—246[12]Liu X.D.,Nishi N.,Tokura S.,Sakairi N..Carbohydate Polymers[J],2001,44(3):233—238[13]Strnad S.,Sauper O.,Jazbec A.,Stana-Keinschek K..Textile Research Journal[J],2008,78(5):390—398[14]Xue Z.,Zhen Z.Q.,Jin X.H..Journal of Engineered Fibers and Fabrics[J],2010,3(3):16—24[15]Hoang V.T.,Lam D.T.,Cham T.B.,Hoang D.V.,Thinh N.N.,Dien G.P.,Phuc X.N..Colloids and Surfaces A:Physico-chemical and Engineering Aspects[J],2010,360(1—3):32—40[16]Wei D.W.,Sun W.Y.,Qian W.P.,Ye Y.Z.,Ma X.Y..Carbohydate Research[J],2009,344(17):2375—2382[17]He J.H.,Kunitake T.,Nakao A..Chemistry of Materrials[J],2003,15(23):4401—4406[18]Lasko C.L.,Hurst M.P..Environmental Science and Technology [J ],1999,33(20):3622—3626[19]Schlesinger H.I.,Brown H.C.,Finholt 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nanosilver solutions were characterized by ultraviolet-visible spectrophotometer ,atomic absorption spectrosco-py ,and transmission electron microscope.The antibacterial activities of these chitosan-stablized nanosilver so-lutions toward E.coil and S.aureus were investigated.This research found that with increasing chitosan con-centration ,the obtained silver nanoparticles became much more stable.And cotton fabrics treated with these chitosan-stablized nanosilver solutions exhibited superior antibacterial activity and antibacterial durability com-pared with the fabrics treated by chitosan solution only.Keywords Chitosan ;Nanosilver ;Stability ;Antibacterial activity(Ed.:D ,Z )5681No.8张雨菲等:壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗菌整理上的应用。