纳米银抗菌十篇

纳米银抗菌篇1

The homemade amino-terminated hyperbranched polymer was applied as a reducing agent, reacting with silver nitrate to produce silver nanoparticles biocides. The stability was characterized by the means of DLS、TEM and Uv-vis. Meanwhile silver nanoparticles distribution was observed with SEM. As a result of the experiments, we concluded that with the same processing, the silver content on oxidized-grafted cotton fabric was about 10 times that of raw one, though treated with the lowest concentration of antimicrobial agent

端氨基超支化聚合物是一种高度支化的水溶性单分散聚合物，其表面含有丰富的氨基和亚胺基，可作为自还原剂，将Ag＋还原为纳米银单质。

经高碘酸盐氧化处理后的纤维本身具有良好的物理机械性能，并可通过高分子化学反应，引入其它官能团，如羟基、氨基、肼基、羧基等，合成具有新功能和新用途的纤维素衍生物，如可获得具有荧光、储能、螯合剂及生物医用等特殊功能的高分子材料。

1实验

1.1材料与仪器

织物：纯棉漂白布（120 g/m2），中国华芳集团。

试剂：端氨基超支化聚合物（简称HBP NH2，实验室自制）；硝酸银、硝酸，均为分析纯（AR级以上）；高碘酸钠（AR级）。

仪器：SZCL 数显智能控温磁力搅拌器、R201D旋转蒸发仪、SHZ D（III）型循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限公司）； HPPS 5001型激光粒度分布仪（英国马尔文公司）；Tecnai G 220型透射电镜（美国FEI公司）；U 3010紫外分光光度计（日本日立公司）；电热鼓风干燥箱（南通宏大有限公司）；Vista MPX电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国瓦里安公司）；WD 5型全自动白度仪（北京市兴光测色仪器公司）。

1.2纳米银抗菌剂的制备

将端氨基溶液与一定浓度的AgNO3溶液混合均匀，加热搅拌，直到溶液由无色变为棕色，得到纳米银抗菌剂。

1.3纳米银抗菌剂的表征

（1）纳米银的形态和粒径分布

取少量纳米银溶液，采用HPPS 5001激光粒径仪（DLS）测定纳米银的粒径及分布情况。将一定量的纳米银溶液滴加于铜网上，采用Tecnai G 220透射电镜观察纳米银的形态。

（2）纳米银溶液的紫外可见光吸收性能

采用UV 3010紫外可见分光光度仪测定纳米银溶液的紫外吸收性能。

1.4棉织物纳米银抗菌整理

稀释抗菌剂至纳米银含量为 20 ～ 200 mg/L，将纯棉织物放在不同浓度的整理液中，浴比 1∶50，常温浸渍一段时间后水洗烘干。

（1）纤维微观形态测试（SEM）

用S 4700扫描电子显微镜放大一定倍数观察纤维的纵向表面形态。

（2）织物白度测定

用WD 5型全自动白度仪测定，将织物折叠成 4 层，选取不同位置测 4 次取平均值。

（3）织物上纳米银含量测试

取 50 mg纳米银整理织物用 10 mL浓硝酸（65%）溶解，再用水稀释 10 倍。将得到的溶液用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测量其在Ag波段（328 nm）上的值。

2结果与讨论

2.1纳米银的形态和粒径分布

端氨基超支化聚合物在纳米银抗菌剂的制备过程中发挥了重要作用。HBP NH2分子结构中含有大量的伯、仲、叔胺基，能和溶液中银离子络合并将银离子还原成银单质。

由图 1 可以推测，HBP NH2在纳米银抗菌剂的形成过程中起到了稳定剂的作用。纳米银在溶液中是呈负荷性的，而HBP NH2分子具有聚阳离子特征，因此HBP NH2分子会吸附在纳米银颗粒表面，阻碍纳米银颗粒因相互碰撞而发生团聚，起到了稳定剂的作用。

2.2纳米银溶液的紫外可见吸收性能

纳米银颗粒在紫外可见光范围内具有明显的吸收特征峰。不同晶形的纳米银颗粒，其紫外可见特征吸收峰的形状也不同。如图 1 所示，端氨基化合物和硝酸银反应得到的纳米银颗粒为球形。根据有关资料显示，在接近 400 nm左右出现特征吸收峰，则表明球形纳米银颗粒的形成。

从图 2 可以看出，HBP NH2与硝酸银反应较快，放置 2 h即出现了纳米银的特征吸收峰。随着放置时间的延长，吸收峰峰宽变窄，峰高增高。根据有关文献报道，当纳米银粒径小于 52 nm时，其粒径的增大会引起纳米银特征吸收峰的增大和峰宽变窄。另外，放置 24 h与放置 1 周后的纳米银溶液特征吸收峰相似，吸收峰的位置、峰高和峰形变化极小，这也说明由HBP NH2制备的纳米银溶液具有良好的稳定性。

2.3纤维微观形态测试（SEM）

未经整理的原棉纤维纵向光洁，而整理后的纤维表面分布着一定尺寸纳米银颗粒，说明整理后棉纤维能固着一定量的纳米银（图 3）。

2.4织物上纳米银含量测试及织物白度

抗菌处理基质的抗菌效果与基质上的抗菌剂含量有关。因此在评价纯棉织物的抗菌效果时，将织物表面银含量作为一个重要指标（图 4）。

从图 4 可以明显看出，原棉织物抗菌整理后，即使大幅度提高抗菌剂浓度，银含量并没有明显变化，而经过高碘酸钠预处理和接枝端氨基的棉织物，随着抗菌剂浓度的增加，银含量呈明显上升趋势。预处理棉采用高碘酸钠作为氧化剂，使纤维素大分子中葡萄糖环上C 2和C 3位的仲羟基发生选择性氧化生成双醛，利用这些表面醛基的反应活性，可以使棉织物接枝一些功能性分子，而端氨基超支化合物是一种高度支化的准球形水溶性多分散性聚合物，其表面含有大量的氨基。HBP NH2分子中的一个氨基和氧化棉纤维的一个醛基反应，就可以使一分子HBP NH2固着在棉纤维上，这样就有可能大大提高端氨基超支化聚合物HBP NH2所包覆还原的纳米银颗粒在棉纤维上的固着量。

从图 5 可以看出，未经处理的原棉经不同浓度的抗菌剂整理后，织物白度变化较小或不太明显，而经过预处理的棉织物抗菌整理后，织物的白度随着抗菌剂浓度的增大成明显下降趋势。这是因为银的某些价态具有显色性，纳米银在整理后的纯棉织物中呈亮黄色，另外一些未被还原的银离子会与空气发生脱水反应，生成黑色氧化银，这些都会对织物的白度造成一定的影响。用最小浓度的抗菌剂整理氧化预处理的棉织物后，白度仍达到 90.34，而原棉白度为91.26，对织物白度影响不大。

3结论

（1）采用粒径测试（DLS）和透射电镜（TEM）方法，对HBP NH2与AgNO3混合形成的纳米银溶液进行表征，结果表明：纳米银粒径较小，在 15 nm左右。此外溶液稳定性也较好，放置一个月也未出现明显的纳米银颗粒团聚现象。

（2）紫外特征吸收峰证明纳米银的颗粒为球形，其吸收峰值在 400 nm左右。同时紫外吸收光谱也表明了AgNO3与HBP NH2完全反应所需时间较短，12 h左右溶液即比较稳定，能应用于实践生产中。

（3）SEM结果表明了纯棉织物抗菌整理后织物表面纳米银颗粒的存在。

（4）纯棉织物经过高碘酸钠预处理后，接枝一定量的端氨基超支化聚合物，再进行抗菌整理，能在相同的生产工艺条件下，比原棉织物固着更多的纳米银，保证抗菌效果的同时能有效的节约生产成本。

参考文献

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纳米银抗菌篇2

[关键词]纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管；肺泡灌洗液；菌落数；物膜厚度

[中图分类号] R714.253 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2017）02（c）-0004-03

Antibacterial experiment research on nano-silver/polyurethane coated new antibacterial activity of tracheal catheter in rats

HUANG Xiao-xia XU Cheng

Department of Respiratory Medicine，the Second People′s Hospital of Shenzhen City in Guangdong Province，Shenzhen 518035，China

[Abstract]Objective To explore the antimicrobial ability of nano-silver/polyurethane-coated endotracheal tube in rats.Methods 48 Sprague-Dawley （SD） male rats in SPF grade supplied from Shenzhen PKU-HKUST Medical Center were selected in January 2016.24 healthy rats performed with endotracheal intubation and implanted with nano-silver/polyurethane were coated new antibacterial activity of tracheal catheter were randomly selected as experimental group.During the same period，24 healthy rats performed with endotracheal intubation and inserted common tracheal catheter were selected as control group in random.The clump counted by bronchoalveolar lavage fluid was tested by plate culture counting method 12，24，48 h，and 72 h after surgeries.The biological membrane thickness formed by endotracheal tube in the two groups was observed by microscope.Results There was no great difference in clump count by bronchoalveolar lavage fluid 12 h after surgeries （P>0.05）.In the experimental group，the clump count by bronchoalveolar lavage fluid 24，48 h，and 72 h after surgeries were both much less than those in the control group （P0.05）.In the experimental group，the biological membrane thickness was formed by endotracheal tube 48 h and 72 h after surgeries were greatly lower than those in the control group （P

[Key words]Nano-silver/polyurethane coated new antibacterial endotracheal tube；Bronchoalveolar lavage fluid；Clump countr；Film thickness呼吸机在重症呼吸衰竭患者中的使用频率很高，而气管内插管往往会使患者出现肺部感染现象，故需要给予足够重视[1]。因使用导管所引起的肺部感染的治疗往往选用抗生素疗法，但所取得的治疗效果并不乐观，且患者多次反复使用抗生素会导致常见致病菌产生耐药性，从而更加不利于治疗。已有相关研究表明，细菌生物膜的形成是造成导管感染的主要原因[2]。故从导管材质方面入手可减少导管所引起的感染概率。纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管以聚氨酯对导管表面进行处理并用纳米银覆膜技术制备而来，具有抗菌的性能[3]。本研究以48只大鼠为研究对象，探讨纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管的抗菌以及抗生物膜增生的效果，取得较好效果，现报道如下。

1材料与方法

1.1实验材料

SPF 级SD 雄性大鼠48只，体重 180～200 g，年龄3～5个月，由深圳北京大学香港科技大学医学中心提供，许可证编号：SYSK（粤）2010-0106。所有的大鼠状态良好，在实施本研究前大鼠应至少提前饲养7 d，且温度及湿度均适宜，给足够的食物和水。普通4.0 mm I.D.导气管（爱尔兰Mallinckrodt Medical 公司），纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管由本实验室自制，聚氨酯对普通气管导管表面进行处理并用纳米银覆膜技术进行制备。

1.2 动物分组方案

将SD 雄性大鼠48只随机平均分为实验组与对照组，分别于12、24、48 h及72 h将每组大鼠随机分为6只，进行测定。

1.3 实验方法

动物手术前要先注射配制好的水合氯醛1 ml/100 g进行麻醉。大鼠放在实验台上，把前牙和四肢绑好。放一些棉花在大鼠头部下面，将大鼠舌头拉起，顺势将耳镜送入口腔，待大鼠吸气时将导管置入气道中。实验组大鼠放置的为纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管，对照组放置的为普通导管。

1.4 观察指标

于大鼠术后12、24、48 h及72 h（每组每个时间点使用6只大鼠行观察指检测），获得肺泡灌洗液以及取出留置的气管导管，检查导管表面的生物膜厚度。实验完毕，脱颈处死全部对象。

1.5统计学处理

运用SPSS 19.0统计学统计软件对数据进行分析，计量资料以x±s表示，采用t检验，以P

2 结果

2.1 两组肺泡灌洗液菌落数的比较

术后12 h，两组大鼠肺泡灌洗液的菌落数比较，差异无统计学意义（P>0.05）。术后24、48 h及72 h验组大鼠肺泡灌洗液的菌落数显著少于对照组（P

2.2两组生物膜厚度的比较

术后12、24 h，两组大鼠内置导管所形成的生物膜厚度比较，差异无统计学意义（P>0.05）。实验组大鼠术后48、72 h内置导管所形成的生物膜厚度明显低于对照组（P

3讨论

呼吸机为ICU病房最常用的仪器之一，在救治危重患者生命的进程中起着非常重要的作用，需将导气管置入呼吸道内方可使用[3]。而气管导管则会引发肺部感染，从而增加患者死亡率[4-5]，此问题仍然是ICU病房中急需解决的问题之一。即便强化气道管理，也无法完全防止肺部感染的产生。与导管感染有关的常见细菌主要有白色念珠菌、鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等。导管诱发的感染常常运用抗生素医治，但治疗效果不佳。反复使用抗生素还可使导管产生的常见致病菌产生耐药性，从而加大治疗的难度[6-7]。改良导管的材料，增强其抗菌性能，从源头上遏制肺部感染现象[8]。

随着通气的进行导管表面有细菌生物膜生成为导致呼吸机肺部感染的首要原因之一。细菌生物膜的主要成分为细菌在生长过程中自身分泌的多糖物质及细胞所构成的多细菌复合体。细菌为适应周围环境而产生生物膜，生物膜具备较强的抵御抗生素及机体免疫的能力，进而形成临床上的难以治愈的感染。

有相关文献报道，导管引发的肺部感染，主要的病发时间为使用呼吸机之后的3 d内，且病发率与使用时间成正比[9-10]。呼吸机通气时导管表面细菌大量繁殖，最终导致感染形成，所以可以通过研制新型的气管导管，抑制生物膜的生成，很有可能会成为防止肺部感染的重要方法之一。生物膜最先形成于导管的表面，可以根据该特点，研制新型医学抗菌材料。可在导管表面涂层特殊物质以减少细菌的黏滞性，或者应用抗生素渗透处置技术等方式，增强材料的抗菌性能。以上方式目前还处于研究中，尚无真正用于临床。如今虽有一些带有涂层的新型材料已上市，具有一定的抗菌效果，但同时存在一些问题如抗菌涂层易脱落等。而涂层抗生素由于其抗菌谱较窄，故导致感染的很多细菌没有被杀灭。而导气管生物膜增厚与细菌大量繁殖的时间一致，均为通气3 d之内[11-12]。故本研究以12、24、48 h及72 h为主要研究时间，监测大鼠肺部菌落数目，以及导管生物膜增厚情况，评价新型导管的抗菌性能。

有相关研究人员报道，导致表面所产生的生物膜是导致细菌感染的最主要原因，而生物膜首先产生于导管的表面[13]。导管表面会滋生细菌及生物膜，为增强抗菌性能可以对导管表面进行处理。已有学者采用抗菌物质覆盖在导管表面来达到抗菌的目的，虽然可以起到一定的作用，但表面的抗菌物质容易溶解脱离，影响其发挥作用[14]。纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管是用聚氨酯对导管表面进行处理并用纳米银覆膜技术制备而来，具有安全性高、抗菌性能强、不易溶解待优势。纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管的抗菌性能极强，且抗菌谱较广对革兰阳性球菌以及革兰阴性球菌均可产生抑制效果，除此之外还对一些微生物及病毒也有抗性[15]。纳米银可以对抗肺炎相关致病菌，如对白色念珠菌、鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等均具有很好的抑制作用，长效、缓释且无耐药性产生，效果优于抗生素。聚氨酯由其特殊的化学结构、优良的机械性能以及优良的血液成物相容性，已普遍应用于医学范畴。纳米银/聚氨酯复合材质具备无害、安全、抗菌性能好等优势，可以抑制导管表面的细菌黏滞，延缓生物膜的生成时长，进而降低肺部感染的发生率。本研究结果显示，两组所形成的生物膜厚度具备显著的差异，提示纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管具有良好的抗菌性能及抗生物膜增生的效果。

综上所述，本研究认为纳米银/聚氨酯覆膜新型抗菌气管导管作为一种新型医用材料，具有抗菌的优良性能及应用前景，可作为在多种医学材料的复合涂层。新型纳米银/聚氨酯覆膜抗菌导气管可以明显抑制SD大鼠呼吸道细菌滋生及生物膜生成，说明其能够抑制呼吸机肺部感染的产生，临床上值得推广应用。

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纳米银抗菌篇3

【关键词】纳米银抗菌凝胶；多西环素；丹参酮；脓疱性痤疮

【中图分类号】R453【文献标识码】A【文章编号】1004-4949（2013）12-80-02

在临床中，痤疮是比较常见的毛囊皮脂腺慢性炎症性疾病，特别是脓疱性痤疮，在青年人中较为多发[1]。脓疱性痤疮大多情况发生在颜面部，同时一些患者对其进行不合理的按压，容易导致永久性的疤痕，对容貌造成严重的影响，给人们带来了很大的困扰。本文主要采用纳米银抗菌凝胶联合多西环素、丹参酮治疗脓疱性痤疮，临床治疗效果较为理想，具体分析如下。

1资料与方法

1.1资料：

选取从2012年1月到2013年10月诊治的182位脓疱性痤疮患者，随机的将所有患者分成对照组与治疗组，两组均有91位患者。所有患者在两周之内都没有采用过抗生素、A酸、激素类的相关药物以及中药，将肝肾功能异常、哺乳期以及妊娠期的患者排除[2]。在治疗组的患者中，患者的年龄在18岁到30岁之间，患者的年龄平均为（21.4±7.9）岁，其中有36位女性患者，55位男性患者；患者的病程在5个月到6年之间，平均为（4.8±3.2）年；病灶部位：有15位患者为面胸背部，有28位患者为胸背部，有48位患者为面部。在对照组的患者中，患者的年龄在19岁到31岁之间，患者的年龄平均为（22.4±7.3）岁，其中有37位女性患者，54位男性患者；患者的病程在4个月到6年之间，平均为（4.5±3.0）年；病灶部位：有15位患者为面胸背部，有29位患者为胸背部，有47位患者为面部。将两组患者的性别、年龄、病程以及病灶部位等一般资料进行对比，P>0.05，其差异没有统计学意义。

1.2 方法：

痤疮为聚合性或者是囊肿性，并且有结节，伴有疼痛症状，囊肿形成，病灶总数在100个以上，囊肿或者是结节在3个以上，为重度，也就是 Ⅳ级；脓疱以及丘疹的数量较多，也会伴有炎症性较大的皮损，分布的范围比较广泛，病灶总数在51个到100个之间，结节在3个以下，为中重度，也就是Ⅲ级；患者有粉刺，脓疱以及丘疹的数量为中等，病灶总数在31个到50个之间，为中度，也就是Ⅱ级；患者主要症状为粉刺，有少量的脓疱以及丘疹，病灶的总数在30个之内，为轻度，也就是Ⅰ级。通常情况下，中重度Ⅲ级与中度Ⅱ级指的是脓疱性痤疮。对照组患者使用比拜克胶囊进行治疗，每次2粒，每天3次； 0.3g的克林霉素片，每天服用2次，治疗4周以后，每天服用1次；每晚睡前外擦硫磺软膏，每天1次。治疗组患者使用丹参酮胶囊进行治疗，每次4粒，每天服用3次；多西环素0.1g每次，每天服用2次，4周以后，每天服用1次；每晚睡前外擦纳米银抗菌凝胶，每天1次。

1.3 判定疗效标准：

在患者采取治疗期间，每隔两周进行一次随访，对症状以及皮疹的具体情况进行记录，持续6周到8周的治疗以后，对其治疗效果进行评价[3]。按照患者临床症状的改善状况以及皮肤损伤的面积，对其治疗效果进行判定，其中症状改善主要包含脓疱改善情况、结节改善情况、囊肿改善情况、皮疹改善情况以及疼痛的改善情况。皮疹消退程度在30%以下，有较多新发脓疱，判定为无效；皮疹消退在30%到60%之间，患者无或仅有少量新脓疱出现，判定为好转；皮疹消退在61%到90%之间，患者基本无新脓疱出现，判定为显效；皮疹消退达到95%以上，患者无新发脓疱，判定为治愈。

2结果

在治疗组患者中，有4位患者治疗无效，有6位患者治疗有效，有25位患者治疗显效，有57位患者治愈，有效治疗概率为90.11%；在对照组的患者中，有10位患者治疗无效，有32位患者治疗有效，有24位患者治疗显效，有29位患者治愈，有效治疗概率为53.85%。在有效治疗概率方面，将两组进行对比，治疗组明显高于对照组，X2=8.012，P

3讨论

在中医学中，认为脓疱性痤疮同脾胃湿热、冲任不调、血瘀痰结以及肺经风热等因素有关系[4]。引起脓疱性痤疮的因素有很多，发病主要同痤疮丙酸杆菌发生增殖、大量的皮脂腺分泌、炎症、毛囊皮脂腺导管发生角化异常以及激素水平等因素有关系。丹参酮在广谱抗菌作用方面较强，对于痤疮杆菌、革兰阳性球菌以及金黄色葡萄球菌等具有较好的抑制以及抗菌效果，能有效的治疗皮脂腺所产生的炎症反应，在抗炎症方面的效果较为理想。同时雌激素的活性比较温和，能起到抗雄性激素的效果，有助于皮脂分泌的减少。纳米银抗菌凝胶能对皮脂腺导管所产生的角化以及毛囊起到改善作用，同时也能起到抗真菌活性以及抗炎的功效，并且能对酪氨酸酶活性起到抑制的作用，能很好的解决发生炎症以后的色素沉着问题。多西环素对于敏感度较强的革兰阴性杆菌以及革兰阳性球菌的治疗效果较为理想，在临床治疗效果方面要比四环素好，药物的使用剂量比较小，饮食不会对吸收造成影响，同时也不容易出现过敏反应。总而言之，对于脓疱性痤疮患者来说，采取纳米银抗菌凝胶联合多西环素、丹参酮进行治疗，见效比较快，使用方法较为简单，具有临床推广价值。

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纳米银抗菌篇4

关键词：丝素；纳米银；棉织物；抗菌；摩擦性

中图分类号：TS 195.6 文献标志码：A

Preparation of Silk Fibroin Stabilized Silver Nanoparticles and Their Application for Modification of Cotton Fabric

Abstract： This experimental study takes silk fibroin as protective agent and glucose as reducing agent to prepare the silk fibroin solution containing nano silver particles in size of about 10 nm with good dispersity and stability. The test results show that after being finished by silver nanoparticles， the cotton fabric samples can have an Ag-carrying amount of 373.1 mg/kg and their antibacterial rate against Escherichia coli and Staphylococcus aureus is up to 98.36% and 98.50% respectively. The antibacterial rate could maintain at 92% even after 50 washing cycles. Meanwhile， the surface friction coefficient and roughness of the treated fabrics reduced， which means smoother surface of the fabric.

Key words： silk fibroin； nano-silver； cotton fabric； antibacterial； frictional

近年来，随着人们生活水平的提高，抗菌、防臭等功能性纺织品需求不断扩大，市场潜力巨大，已引起国内外纺织界的高度关注。棉纤维制品具有穿着舒适、可再生和生物降解等优点，是人们日常生活中使用最多的纤维之一。但正是由于棉纤维制品良好的吸湿性能，使其容易滋生细菌，这也在一定程度上制约了其更广泛的应用。因此，实现棉纤维制品的长效抗菌，已成为其改性研究中的一个重要方向。此外，如能在实现棉制品抗菌的同时，赋予其真丝般的光滑手感，将大大提升其附加值。

银系抗菌剂因其抗菌能力强，效果持久等优点，被大量用于纺织品抗菌整理，其中纳米银又因其安全有效的特点在银系抗菌剂中占据主导地位。纳米银的制备方法有多种，其中化学还原法因制得的纳米银分散性好、粒径集中、形貌均匀而被广泛使用，但此方法大量采用了化学还原剂或保护剂，其毒性或致癌性对生物体和环境有潜在的危害，因此选择合适的还原剂和保护剂制备纳米银显得尤为重要。我国为蚕丝的最大产量国，利用丝蛋白开发高科技含量、高附加值的系列产品，能充分利用我国的资源优势并带来可观经济效益。丝蛋白是由大量含羟基、羧基、氨基等强极性侧基的氨基酸构成的天然大分子，自身易形成分子水平的空腔，且具备良好的生物相容性，其结构性能特点决定了它不仅对纳米银颗粒具有良好的分散和稳定作用，还能改善织物的表面摩擦性能，提高织物的亲和性。

本课题以可溶性丝素蛋白作保护剂，利用银氨溶液在适当酸碱度和温度条件下，经葡萄糖还原，制备丝素纳米银水溶液。并采用该纳米银水溶液对棉织物进行浸渍整理，以赋予织物良好的抗菌性能，同时赋予棉织物一定的真丝特性。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

试剂：丝素（分子量7 000 ～ 8 000 Da，湖州南方生物科技有限公司）；葡萄糖、硝酸银、氨水、氢氧化钠、高碘酸钠、丙三醇（国药集团化学试剂有限公司，分析纯）；大肠杆菌和金黄色葡萄球菌（苏州大学生命科学学院提供）；营养琼脂和营养肉汤（上海中科昆虫生物技术开发有限公司）。

仪器：U-3010 UV-Vis紫外可见光分光光度计（日本日立公司）；TecnaiG220型透射电镜（美国FEI公司）；HPPS5001型激光粒度分布仪（英国马尔文公司）；S-4800场发射扫描电镜（日本日立公司）；LRH-250A生化培养箱（广东省医疗器械厂）；VistaMPX电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国瓦里安公司）；KES-FB4织物风格仪（日本KATO公司）。

1.2 纳米银的制备及其对棉织物的整理

用一定量氨水和0.05 mol/L的硝酸银溶液配制银氨溶液。将一定量质量浓度为0.8%的丝素溶液、0.2%的葡萄糖溶液与银氨溶液混合均匀，调节混合溶液pH值为10，80 ℃水浴搅拌 4 h可制得丝素纳米银水溶液。用丝素纳米银溶液对棉织物进行浸渍整理，浴比为1∶50，在60 ℃水浴中振荡30 min后取出，水洗后自然晾干，得到丝素纳米银棉织物。

1.3 表征与性能测试

1.3.1 纳米银紫外可见光光谱测试

分别取适量丝素溶液和丝素纳米银溶液置于比色皿中，用紫外可见光分光光度仪进行扫描，扫描波长范围为200 ～ 800 nm。

1.3.2 纳米银粒径测试

取丝素纳米银水溶液约 1 mL，置于激光粒度仪的标准测试皿中进行测试，测试温度为25 ℃。

1.3.3 纳米银透射电镜（TEM）测试

取少量丝素纳米银水溶液滴加到镀碳膜的铜网上，室温下待水分蒸发后在透射电镜下观察纳米银颗粒的形态。测试加速电压为200 kV，点分辨率0.24 nm，线分辨率0.14 nm。

1.3.4 纤维微观形貌测试

取纳米银整理后织物上的单根纤维置于粘有导电胶的样品台上，喷金90 s，用扫描电镜（SEM）观察纤维纵向形貌（电压 3 kV，放大倍数5 000）。

1.3.5 织物的载银量测试

将0.1 g整理后的布样溶于10 mL浓度为65%的硝酸中，稀释至100 mL，取10 mL溶液用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP）测其在328 nm（Ag+波段）处的值。每个样品测试 3 次取平均，然后根据式（1）计算织物的载银量。

从图 2 可明显看出，丝素作保护剂，葡萄糖作还原剂制备得到的纳米银为不规则球形颗粒，粒径在10 nm左右，且分散性良好，无明显团聚现象，这与丝素纳米银粒径分布图结果相吻合。可见，丝素对纳米银具有良好的保护作用，当生成纳米银后，丝素大分子会吸附在纳米银表面，防止纳米银团聚，保持其稳定性。

2.2 丝素纳米银整理棉织物

2.2.1 整理前后棉纤维微观形态

为了实现棉织物的长效抗菌，利用所制备的丝素纳米银水溶液对棉织物进行了整理。首先，利用SEM对整理前后棉织物纤维的微观形貌进行观察，以证明纳米银成功整理到织物中。通过图 3（a）与图 3（b）的对比可看出，原棉纤维表面光洁、平滑，无明显颗粒。而经丝素纳米银溶液整理后的棉纤维表面均匀分布着大量纳米颗粒，这些颗粒即为丝素纳米银颗粒。由于制备得到的纳米银颗粒粒径较小，比表面积大、表面能高，因此在棉纤维上附着力强。另外，丝素大分子还会和棉纤维相互作用，将纳米银固着在织物中。

2.2.2 整理后棉织物抑菌圈

利用抑菌圈试验法首先对整理后的棉织物进行了定性抗菌测试，结果如图 4 所示。

图 4 分别为整理前后棉织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈照片。从图 4 可明显看出，未经整理棉织物周围长满细菌，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长无抑制作用。而经丝素纳米银溶液整理后的棉织物周围出现了明显的抑菌圈，说明丝素纳米银整理能够有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长，整理后的棉织物具有良好的抑菌性。

2.2.3 整理后棉织物抑菌率

为了进一步定量评价整理后棉织物的抗菌性能，通过震荡烧瓶法测试了其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率（表 2）。

由表 3 可知，整理后棉织物的表面动摩擦系数和表面粗糙度均有不同程度的降低，说明整理后棉织物表面更加光滑，手感更佳，具备了部分真丝滑爽舒适的特点。这主要是因为整理棉织物所用纳米银为丝素纳米银，丝素蛋白包裹着纳米银并随纳米银颗粒均匀分布在棉纤维表面，从而使棉纤维被一层薄薄的丝素蛋白膜所覆盖，进而改善了棉纤维的表面光滑度和生物亲和性。

3 结论

（1）选用天然高分子丝素蛋白作保护剂，经葡萄糖还原银氨溶液可制备尺寸均匀（10 nm左右）且分散性好的纳米银溶液，是一种环境友好型方法；（2）用丝素纳米银整理棉织物后，织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有良好的抑制作用，抑菌率均达98%以上；洗涤50次后，抑菌率仍保持在92%以上，抗菌耐洗性优异；（3）采用丝素纳米银整理棉织物，不仅可赋予织物良好的抗菌性，还可提高其表面光滑度，改善其亲和性，使织物的潜在价值显著提升。

参考文献

[1] 连素梅.从棉纤维的结构、性能谈纯棉织物的衣用特性[J].纤维标准与检验，2001（2）： 34-36.

纳米银抗菌篇5

1 病历介绍

患者女性，86岁，因“发现血压升高10+年，脑梗死后7月，反复呕吐误吸发热8月，复发1月”入院。入院诊断：高血压、脑梗塞后遗症；冠心病、心功能3级；革袋胃、胃ca；天疱疮；慢性喘息性支气管炎、阻塞性肺气肿；颈椎病、脑动脉供血不足；混合性高脂血症。10月29日病员左下肢出现水疱，可见大片表皮剥脱，基底清洁，分泌物少。行创面分泌物细菌培养，遵循皮肤科意见：予阿米卡星外喷bid、3%硼酸液外敷患处bid、如有剧痛，可行利多卡因溶液外敷qd。换药时，病员气喘加重，疼痛感加剧，不能忍受。10月8日，渗液培养：表皮葡萄球菌感染。左下肢肿胀明显，可见水疱破裂，表皮剥脱，创面有少量渗液，无脓性分泌物，创面无明显好转。病员气喘明显，重症多重耐药菌感染及真菌感染，WBC:11.01*109/L，N:77.8%，静脉使用科赛斯联合倍能抗感染。予输注20%人血白蛋白纠正低蛋白血症。10月9日，病员左下肢可见大片水疱破裂，表皮剥脱，少量渗液，少许脓性分泌物。

予NS清洁左下肢，机械去除部分黑痂，创面出血较多，予轻压创面，打开纳米银烧烫伤贴，取出贴片，覆有医用PE膜的一面敷于创面上，外敷纱布及绷带。病员疼痛感较前减轻。抬高患肢，隔日换药。10月11日，病员左下肢出血较多，血色素：80g/L，予输入同型红细胞悬液。创面较前好转，继续予纳米银烧烫伤贴换药。10月14日，左下肢水肿较前好转，部分创面愈合，未愈合创面有少量渗液及脓苔。清洗脓苔后可见新鲜肉芽及少量渗血。继续予纳米银烧烫伤贴换药，隔2-3天换药。10月25日，病员左下肢破溃处上皮生成，基本痊愈。

2 讨论

纳米银敷料的优点：无副作用；机械性保护作用；良好的吸附功能；止痛；良好的引流功能；形成丰富的血管床及良好的肉芽组织和上皮化；抵御细菌的入侵[2]。其杀菌机理：通过银离子持续缓慢的释放与带阴电荷的菌体蛋白结合，使其变性及沉淀；或释放的银离子与 含巯基的酶集合成稳定的 巯醇盐，从而抑制巯 基酶的活性，达到杀菌或抑菌的作用[3]。本例病人伤口渗液培养示：表皮葡萄球菌感染。敷料选择应为抗菌敷料。病人合并真菌感染及多重耐药菌感染，使用传统换药方法同时联合全身使用抗素，效果不佳时，应考虑不会产生耐药性的抗菌敷料：银离子敷料。用最佳的现代护理理念和新型敷料，可有效减少病人痛苦，减少并发症。

参 考 文 献

纳米银抗菌篇6

一、纳米银的不同形貌

在实际应用中，不同行业对纳米银的特性有着不同的需求，而纳米银的特性主要由它的结构、形貌、尺寸以及材料本身所处的化学物理环境所决定。目前已成功制出了球形、片状、立方体、线状(棒状)、棱柱等多种形状的纳米银，其中球形纳米银颗粒和片状纳米银已经为生产生活带来了重大的变革。

纳米银粉的表面积大，表面原子比例高，具有高表面活性和良好的光谱杀菌作用，是一种具有长效性和耐候性的抗菌剂，广泛用于医用抗菌消炎材料和抗菌陶瓷。纳米银敷料具有持续杀菌特点和显著的抗菌、促进创伤愈合的良好疗效，并且这种敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好的抑制作用。掺入纳米银粉的陶瓷具有杀菌、自清洁的功能。银纳米颗粒熔点低，作为导电浆料可低温烧结，对基片材料的耐高温要求大大降低，甚至可采用塑料代替耐高温的陶瓷材料，因此导电银浆在电子工业中是一种重要材料。目前，以片状结构的银粉制备高导低温银浆涂层性能优良，研究和制备光亮的片状银粉成为材料科学的一个热点领域[2]。纳米银线可用于传输激光，制造新的光学器件，良好的导电性使其可作为纳米电子器件的导线，并可望用于制备新型导电复合材料。目前纳米银棒、纳米银立方体的应用研究还不完善，而树枝状纳米银的研究还集中在制备阶段。

在纳米银颗粒的制备方法中，物理和化学方法较为成熟，近些年生物还原法正逐渐受到关注。化学法是目前制备纳米银最常用的方法，下面介绍利用电化学方法制备球型银纳米颗粒的学生实验方案，该方法简便易行，可以为教师实验教学提供参考。

二、学生实验―电化学方法制备球形银纳米颗粒

1.实验目的

(1)了解前沿领域纳米银的相关知识，理解纳米银的制备原理。

(2)掌握相关实验技能，提高思考、探究及实验操作能力。

(3)体验科学探究的乐趣。

2.实验原理

用电解装置，在加有适当稳定剂的有机相电解液或水相电解液中，将硝酸银、硫酸银等银盐中的Ag+还原为Ag0，可获得分散的纳米银粒子，这一方法称为电化学还原法[3]。该法简单、快速、无污染，是一种合成纳米银的有效手段。由于这是一种新方法，因此合成条件和纳米粒子形成机理的研究系统性还存在不足。

在电化学还原制备纳米银的过程中，稳定剂的作用是阻止银粒子的团聚，控制银粒子生长，它对纳米粒子的形成起着关键作用。如果没有稳定剂，还原生成的Ag0会相互团聚生长，只能得到大颗粒的银单质。常用的稳定剂有PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸钠、半胱氨酸等。

本实验选用柠檬酸钠为稳定剂，它在纳米银的制备中主要从两方面起作用。(1)柠檬酸钠具有很强的配位能力，可以通过与Ag+配位来降低溶液中游离Ag+ 的浓度，这样就间接地减缓了Ag0的生成[4]，降低了颗粒聚集的速度。柠檬酸钠与Ag+的配位离解平衡为：

(2)柠檬酸钠能够和初始形成的纳米银团簇(Ag2+，Ag42+)相互作用，从而一定程度上缓解了银粒子之间的团聚效应。在水相电解液中，在反应初期，Ag+被还原为Ag0，生成的Ag0彼此聚集并和Ag+结合，形成纳米银团簇Ag2+，Ag42+。这些纳米银团簇彼此碰撞，并且再生成的Ag0也会聚集到它们上面，使得银颗粒变大。

柠檬酸根离子带有负电荷，它可通过静电吸引力吸附在带正电荷的纳米银团簇Ag2+，Ag42+表面，形成负电层。负电层的强排斥作用减少了碰撞引起团聚的概率，因而大大延缓了晶粒的生长速率，形成柠檬酸根包裹的稳定纳米团簇[4,5]。柠檬酸根的作用原理如图1所示[5]：

3.仪器及试剂

试剂：柠檬酸钠溶液(1%)、硝酸银溶液(0.001mol•L-1)、丙酮。

仪器：磁力搅拌器、铂丝-铂片双电极系统、10mL小烧杯、试管、吸量管。

4.实验步骤

(1)向小烧杯中加入3mL柠檬酸钠溶液和2mL硝酸银溶液。

(2)在小烧杯中放入磁子，置于磁力搅拌器上，搅拌混合均匀。

(3)插入铂丝和铂片(5mm×6mm)。以铂片电极为工作电极(阴极)，铂丝为辅助电极，于8～10mA电流下电解20min。停止时，先关闭电流，再停止搅拌。反应完成后，溶液为淡黄色。

(4)离心分离，将上层液体密封避光保存。取出下层固体，分别用蒸馏水及丙酮洗涤两次，并自然风干。

(5)用扫描电镜观察固体产物的形态，可以看到球型纳米颗粒，粒径一般在20～60nm之间。

(6)取密封避光保存的上层液体，测定纳米银溶液的紫外吸收光谱，其特征吸收峰位置出现在400nm左右。

5.拓展探究

依据以上实验方法，改变硝酸银、柠檬酸钠的用量及电流大小，通过比较产物的粒径及形貌，探究制备条件对球形纳米银的粒径及形貌的影响。

参考文献

[1] 李敏娜,罗青枝,安静,等.纳米银粒子制备及应用研究进展[J].化工进展,2008,27(11):1765-1771.

[2] 朱桂琴,史建公,王万林.银纳米材料制备和应用进展[J].科技导报,2010,28(22):112-117.

[3] 尹秉胜,马厚义,陈慎豪.电化学技术制备纳米材料研究的新进展[J].化学进展,2004,16(2):196-203.

纳米银抗菌篇7

纳米生物材料

生物材料涉及广泛，例如：用于制衣、皮带的动物皮革是生物材料，用于镶牙和制作隐形眼睛的材料，尽管不是生物制品，但是被用于生物体内，也可以归于生物材料。纳米生物材料也可以分为两类，一种是适合于生物体内应用的纳米材料，它本身既可以具有生物活性，也可以不具有生物活性，仅仅易于被生物体接受，而不引起不良反应。另一类是利用生物分子的特性而发展起来的新型纳米材料，它们可能不再被用于生物体，而被用于其它纳米技术或微制造。结缔组织支架在再生医学中起重要作用，因为贴壁依赖型细胞只有在材料上粘附后，才能生长和分化。模仿天然的细胞外基质——胶原的结构，制成的含纳米纤维的生物可降解材料已开始应用于组织工程的体外及动物试验，并将具良好的应用前景。本实验室研究开发的纳米级羟基磷灰石/骨成熟蛋白在组成上模仿了天然骨基质中无机和有机成分，其纳米级的微结构类似于天然骨基质。多孔的纳米羟基磷灰石/骨成熟蛋白形成的三维支架为成骨细胞提供了与体内相似的微环境。细胞在该支架上能很好地生长并能分泌骨基质。在人骨干细胞的试验表明，此种羟基磷灰石有可能作为骨修复的纳米生物材料。纳米药物能更有效地把药物输送到靶器官，使药物与磁性纳米颗粒相结合，服用后，这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引，使药物集中到患病的组织中，药物治疗的效果会大大提高。还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管，“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离，以及用来携带DNA治疗基因缺陷症。目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞，在治疗人的骨髓疾病的临床试验上获得成功，前途不可估量。

纳米生物技术纳米技术

（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理学、量子力学、介观物理学、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳电子学、纳米材料学、纳机械学等。纳米生物技术是工程学和分子生物学的融合，它的出现导致了一类崭新的用于生物和化学分析的多功能设备和系统的诞生，这些设备和系统在具备更高灵敏度和特异性的同时，识别速率也变得更快。纳米生物技术作为一个新创造的名词，描绘了一个融合的结果，这一融合发生在工程学和分子生物学这两个原本并存但是相距甚远的世界之间。在过去的60年间，工程师们已经使装配式结构的尺寸日益微型化，以创造更高密度的电子芯片。如果能将这些学科有机的结合起来，将诞生一类在灵敏度、特异性以及识别效率上都优越于现有的各种方法，能够用于生物及化学分析的全新的多功能设备和系统。目前纳米技术已经体现出一些优势，纳米生物技术在分离、测序以及检测等方面也浮现出可观的应用价值，纳米材料如碳纳米管和量子点等都在开发过程中取得进展，尤其是纳米材料在分子识别中的应用特别重要。全球用于纳米技术的经费逐渐增加，纳米食品的市场份额也逐年增加。

纳米生物技术在家禽生产中的应用

纳米微生态制剂丹麦哥本哈根大学研制了一种银纳米微生态制剂，该制剂有抗菌和抗球虫作用。众所周知，银离子具有抗菌作用，但是即使是小剂量也有毒性，所以限制了它作为抗生素在家禽业中的应用。然而用纳米生物技术制备的银颗粒具有特殊的生物特征。它的毒性大大降低，而且细菌不容易产生耐药性，同时还发现它能增强厌氧菌的活性，家禽生长和增重效果更佳。纳米消毒剂2011年有超过95万件纳米消毒产品进入中国，目前人们消毒使用的主要是过氧化物类消毒剂和含氯消毒剂，这两类消毒剂都具有刺激性气味，浓度过高或使用过频容易引起鼻腔、嗓子发炎，咽喉肿痛。从上世纪70年代以来，国际上相关研究已证明，这些消毒剂在消毒时产生的有机氯化物，如一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等，会对人体健康造成危害。另外，过量的消毒剂直接或间接进入空气、水土、土壤后，不仅造成二次环境污染，还破坏了空气、水土、土壤等环境介质的生态平衡，对环境造成危害。银作为杀菌剂在2000年前即已为人所知，研究者根据试验对不同金属抗菌效能的相对效能进行了测定，排列如下：Ag>Hg>Cu>Cd>Ni>Co>Zn>Fe>Ca。纯天然矿物质银离子消毒剂是目前国际公认的最安全、环保、有效的新型消毒剂。目前已有的银离子消毒剂无色、无味、无污染、不挥发、高效广谱；其消毒功能稳定持久。它对皮肤、口腔黏膜、眼结膜等无任何刺激和毒副作用。银是无毒、无味、环境友好、持久性的广谱抗菌材料，就安全性和抗菌性综合考虑，在目前发现的各种具有抗菌功能的金属中，银是最佳的抗菌金属。纳米粒子尺寸小，比表面积大，位于表面的原子占相当大的比例，纳米粒子粒径的减小，会最终引起其表面原子活性的增大，比表面能和抗菌功能也随之增大。银纳米粒子广谱抗菌复合材料，包括织物（棉织物、毛织物、化纤织物、无机纤维织物等）、涂层（包括有机涂层、无机涂层、复合涂层等）等可广泛应用于工业、农业，宾馆、医院、部队，以及细菌和病毒暴发疫情等。因此，银纳米粒子复合材料的生产和抗菌应用具有重要的意义，受到广泛关注和重视，低成本、高质量、高效的生产技术尤为重要。纳米饲料纳米型饲料添加剂是纳米科技运用于畜禽生产具有特定功能的产品。对饲料添加剂进行纳米处理后，可以导致饲料添加剂的性质特异性变化。与更微观的原子、分子或更宏观的粉末、块体相比，展现出许多特有的性质。如纳米型饲料添加剂具有很高的生物活性和很强的吸附性等，这样的饲料被采食后，与消化酶的接触面积大为增加，显著提高饲料的生物利用率。或吸附有毒物质并将其杀死，从而减少有毒有害物质在肉中的残留，可以大大提高畜禽产品的安全性和品质。硒是动物必需微量元素，是谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心成分。硒的一个显著特征是，它的营养剂量与毒性剂量之间范围较窄，因此，开发利用低毒高效硒制品，备受世界各国的重视。一直以来畜禽日粮中通常是添加无机硒-亚硒酸钠，但由于它的毒性较强，给生产和使用带来诸多不便。一方面，无机硒是以被动扩散方式通过肠壁吸收然后进入肝脏，再转化为生物硒，生物利用率低，同时未被利用的大量无机硒被排到环境中，造成环境严重污染。另一方面，无机硒的使用剂量难以掌握，畜禽特别是幼龄动物对硒较敏感，易导致中毒。因此，市场上的有机硒种类渐多。与无机硒相比，有机硒的毒性较小，便于在饲料中应用。有机硒是以主动运输机制通过肠壁被机体吸收利用，其吸收率高于无机硒，可以降低饲料中的添加量，并能减少硒对环境的污染。但是，有机硒并不比无机硒具有非常强的优势，二者亚慢性毒性剂量是接近的，同时有机硒生产工艺复杂，生产成本高，实际生产中应用还不是很普遍。随着纳米科技的日益成熟，纳米硒问世了。与其他形态硒相比，纳米硒具有高安全性、高生物活性、高免疫调节、高吸收率等优点。纳米硒为国内外报道的安全性最高的硒制剂，研究发现：在急性毒性方面，无机硒为15mg/kg，有机硒为30~40mg/kg，纳米硒则为113mg/kg。在亚慢毒性方面，饲料中无机硒或有机硒的含量在4~5mg/kg时，即可导致大鼠体重下降和肝硬化；如果是纳米硒，硒含量在6mg/kg时，也不会发生上述现象。纳米硒是已发现的急性毒性最低的补硒制剂。在生物功效方面，纳米硒体外清除羟自由基效率为无机硒的5倍，为有机硒的2.5倍。有研究表明，纳米红色元素硒能显著降低小鼠全血丙二醛含量和提高小鼠全血谷胱甘肽过氧化物酶活性，显著延长黑腹果蝇生存时间。纳米硒还具有高免疫调节能力，它能显著刺激生物体的细胞、体液、非特异免疫功能，从而提高机体的防病、抗病能力。试验证明，纳米硒能显著提高小鼠的免疫功能。最后，纳米硒高吸收率表现在：纳米微粒由于有大的比表面积和表面原子配位不足，其物理、化学吸附和表面活性远大于块状材料，又由于纳米硒的粒度极细，易被动物胃肠道直接吸收充分利用，能更大限度地发挥其功能。最近还发现它有抗流感病毒的作用。纳米疫苗纳米科技已广泛应用于材料科学领域。在生物学、医学等领域也将产生积极影响，因此研制纳米疫苗、载药体及其纳米佐剂在抗病毒感染、肿瘤治疗、疫苗开发等方面具有重要的理论和实际意义。麻省理工大学工程人员设计出一种新型纳米粒子，可安全高效地传送抗艾滋病和疟疾等疾病的疫苗，并能更有效地激发机体免疫反应。瑞士科学家开发出廉价高效的新型纳米乙肝疫苗。在家禽方面禽流感的纳米疫苗试验报告已经问世。其实所有常规疫苗都可以尝试用纳米传送系统来免疫。最近发现纳米银颗粒可用于胚胎免疫，这对人工昂贵的美国养禽业来说令人鼓舞。纳米养鸡设备市场上已有鸡笼、饲喂设备、降温和通风设备，环境净化装置等纳米养鸡设备。纳米诊断器纳米材料做成的集成电路可更小，更轻，容易制成便携式诊断器，这对广大兽医工作者的野外临床诊断很有帮助。

纳米银抗菌篇8

本文介绍了纳米技术在化学纤维中的应用方式，并阐述了纳米技术在功能性纤维和其他特种纤维中的应用情况，以及纳米材料在应用中存在的问题及解决方法，最后展望了纳米技术的应用前景。

关键词：纳米技术；纳米材料；功能性纤维；特种纤维

近年来，纳米技术与纳米材料正引起人们的极大关注。纳米材料凭借其内部所特有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等四大效应，从而拥有完全不同于常规材料的奇特的力学性能、光学性能、热力性能、磁学性能、催化性能和生物活性等性能。这些都为纳米材料在纺织工业的应用奠定了基础。

可以说，纳米材料是21 世纪最有前途的材料，在功能性纺织品和高分子科学领域有着广阔的应用前景。[1]

1 纳米技术在化学纤维中的应用方式

纳米粒子的奇特性质为纳米技术的广泛应用奠定了基础，应用纳米技术开发功能性化学纤维主要有两个途径[2]。

1.1 纤维超细化

使纤维达到纳米级，以满足特殊用途领域的需要。

1.2 共混纺丝法

共混纺丝法是指在化纤聚合、熔融阶段或纺丝阶段加入功能性纳米材料粉体，以使生产出的化学纤维具有某些特殊的性能。此法是生产功能性化纤的主要方法。由于纳米粉体的表面效应，其化学活性高，经过分散处理后，容易与高分子材料相结合，较普通微粉体更容易共熔混纺；而且纳米粉体粒径小，能较好地满足纺丝设备对添加物粒径的要求，在化纤生产过程中能较好地避免对设备的磨损、堵塞及纤维可纺性差、易断丝等问题；对化纤的染色、后整理加工及服用性能等也不会造成很大的影响。该法的优点在于纳米粉体均匀地分散在纤维内部，因而耐久性好，其赋予织物的功能具有稳定性。目前化纤产品中复合型纤维的比例不断扩大，如果在不同的原液中添加不同的纳米粉体，可开发出具有多种功能的纺织品。例如在芯鞘型复合纤维的皮、芯层原液中各自加入不同的粉体材料，生产出的纤维可具有两种或两种以上功能。

2 纳米技术在功能性纤维方面的应用

2.1 抗紫外线纤维

太阳光中能穿过大气层辐射到地面的紫外线占总能量的6%。紫外线具有灭菌消毒和促进体内维生素D 合成的作用，但同时也有加速人体皮肤老化及产生癌变的危险[3-5]。

2.1.1 抗紫外线纤维的紫外防护机理

紫外线属于电磁波，其波长范围在100nm～400nm 之间。研究表明，TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、云母、高岭土等在300nm～400nm 波段都具有吸收紫外线的特征。若将这些材料制成纳米级超细粉体，由于微粒尺寸与光波波长相当或更小，这种小尺寸效应会导致对光的吸收显著增强。

另外，这类超细粉体的比表面积大，表面能高，在与高分子材料共混时，很容易与后者结合，加之化纤纺丝设备对共混材料粒度的要求，决定了纳米粒子是制造功能性化纤的优选添加材料。

2.1.2 抗紫外线纤维的应用

此类化纤包括的品种面很广，从国内外研制和生产的品种来看，涉及涤纶、维纶、腈纶、尼龙和丙纶等；加工方法有尼龙、聚氨酯混纺、尼龙、醋酸纤维混纺等。主要用来制作运动衫、罩衫、制服、套裤、职业服、游泳衣和童装等。在我国大多数地区，人们夏季穿着服装单薄，这就需要利用纳米粒子的抗紫外线功能来开发各种化纤产品，以满足妇女、老人、儿童、野外工作者和高温岗位工人的需要。

2.2 抗菌除臭纤维

通常所说的抗菌包括抑制、杀灭、消除细菌分泌的毒素以及预防等功能。抗菌化纤的除臭功能表现在：保健方面：防止皮肤感染，消除病菌分泌的毒素和将汗液等转化为臭味物质的细菌；美学方面：除去令人不愉快的臭味[6-8]。

2.2.1 抗菌除臭纤维的抗菌除臭机理

纳米级TiO2、ZnO等光催化型杀菌剂，表现出超过传统抗菌剂仅能杀灭细菌本身的性能。其杀菌机理为：纳米级TiO2、ZnO等抗菌剂能在水分和空气存在的情况下，自行分解出自由移动的电子（e-），同时留下带正电的空穴（h+），逐步产生反应，生成的羟基自由基和超氧化物阴离子自由基非常活泼，有极强的化学活性，能与多种有机物发生反应（包括细菌内的有机物及其分泌的毒素），从而将细菌、残骸和毒素杀灭、消除。

纳米级TiO2、ZnO的除臭机理主要有以下两种：①吸附臭味。超细ZnO的比表面积大、孔容大，可以吸附多种含硫臭体。②氧化分解。TiO2、ZnO等物质在H2O、O2体系中可发生光催化反应，产生的超氧化物阴离子自由基能与多种臭体反应，从而更彻底地消除臭味。

2.2.2 抗菌除臭纤维的应用

日本在抗菌防臭功能纤维上开发较多。最近，日本石玻璃公司开发了一种含活性玻璃粒子的抗菌防臭功能纤维。这是一种含有银粒子的溶解性玻璃微粉，粒径在50nm 以下。这种纤维在毒性、稳定性、持久性和抑制细菌抗药性等方面的表现较为优良。在使用过程中，一旦接触到水分，纤维内部的溶解性玻璃粒子就会缓慢释放出银离子，它能在几小时到几年的时间内以特定的速度释放，阻碍细菌繁殖，显示出优良的抗菌性。日本帝人公司生产的由纳米TiO2、ZnO 作为消臭剂的除臭纤维能吸收臭气净化空气，可用于制造消臭敷料、绷带、尿布、睡衣、窗帘、厕所用纺织品以及环保用过滤织物等。

我国抗菌剂的研究相对滞后，但近年来发展较快。北京赛特瑞公司生产的银系抗菌剂，采用纳米层状银系无机抗菌材料制备的抗菌防霉织物，仅需添加0.5%～1%的无机抗菌剂，具有广谱抗菌功能，且抗菌效果显著、持久，对皮肤无刺激性。上海合成纤维研究所研制的一种新型抗菌纤维，是将纳米级TiO2、ZnO 等添加到天然或聚合物长丝中，纺制出各种永久性抗菌、防臭纤维，经试验证明，这种纤维对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌等具有很强的杀菌能力，目前该技术仅仅完成了实验室研究工作，还不能达到工业化生产规模。许德生等人采用纳米级TiO2、ZnO 和粘胶纤维共混制成的纤维，既具有普通粘胶纤维特性，又能防菌、抗菌、防紫外线和抗电磁辐射。北京服装学院科研人员的研究表明，用纳米级ZnO 对棉织物进行处理后，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌和黑曲霉菌等均有显著抑制作用。另外，国家超细粉末工程中心利用纳米ZnO等粉体做核，在外包覆银以抗细菌，在外包覆CuO、ZnSiO3 以抗真菌，将这种抗菌粉体加1%到合成纤维中，就能制得抗菌性良好的功能性纤维。

2.3 远红外纤维

2.3.1 机理

人体释放的红外线大致在4μm～16μm的中红外波段，在战场上如果不对这一波段的红外线进行屏蔽，很容易被非常灵敏的中红外探测器所发现，尤其在夜间，人体安全将会受到威胁，因此很有必要研制对人体红外线具有屏蔽功能的衣服[9-10]。

远红外线反射功能纤维是一种具有远红外吸收及反射功能的化纤，通过吸收人体发射出的热量，并再向人体辐射一定波长范围的远红外线，可使人体皮下组织血流量增加，起到促进血液循环的作用；由于能反射人体辐射的红外线，也起到了屏蔽红外线，减少热量损失的作用，使此类纤维及织物的保温性能较常规织物有所提高。远红外超细添加剂是一种白色或浅白色粉体。这类抗红外线功能助剂是在远红外加热所使用的陶瓷粉体的基础上开发出来的，所以称之为“远红外陶瓷粉”。根据应用的化纤品种和性能要求的不同，通常包括纳米级ZnO、SiO、Al2O3 等，除了要求将它们的粒度用直接制备或二次粉碎的方法控制在100nm以下外，同时还要对其进行表面改性处理，以确保这类粉体的分散性、相容性和功能化纤的可纺性。

2.3.2 远红外纤维应用

日本对远红外聚酯的研究最多。1996年已确立了远红外纤维制品的保温性试验方法和对人体的温热特性系列评价方法，对远红外线与生物关系已有了系统的研究。日本三菱人造丝公司将PTA、EG和纳米陶瓷粉混合先制成母粒，再与普通聚酯在283℃下共混纺丝，制成中空度21.3%、蓬松度153mL/g 的远红外短纤维；日本可乐丽公司将聚酯和含氧化陶瓷的增塑剂共混纺丝制得远红外纤维；日本尤尼吉卡公司推出一种太阳远红外涤纶，其物理机械性能与普通涤纶相似，具有明显的升温效应，据报道，该织物水洗后在相同条件下比普通涤纶快干30min。

2.4 阻燃纤维

2.4.1 阻燃纤维的阻燃机理

阻燃的目的在于降低热分解过程中可燃气体的生成，抑制气相燃烧过程的反应。阻燃纤维多数通过用添加型阻燃剂和反应型阻燃剂对原材料进行处理制得。纳米SbO3阻燃剂在燃烧初期首先熔融，熔点为655℃，在材料表面形成保护膜隔绝空气，通过内部吸热反应，降低燃烧温度。在高温状态下SbO3 被汽化，稀释空气中的氧浓度，从而起到阻燃作用。

2.4.2 阻燃纤维应用

国外用共混法制得的阻燃改性纤维有阻燃粘胶纤维，如美国的Durvil、奥地利的Lenzing、日本的Tuflan；也有阻燃丙纶纤维，如瑞士的Sandoflam 5071[11]。

3 纳米材料在其他特种纤维中的应用

3.1 智能隐身纤维

将纳米金属粒子、纳米氧化物（如纳米级Fe2O3、Ni2O3等）、纳米复合材料以共混法加入成纤聚合物熔体或纺丝溶液中，经熔融纺丝或湿法纺丝制成隐身材料。制成的高性能毫米波形隐身材料、可见光-红外线型材料和结构式隐身材料，可避开雷达、红外线探测器的侦测。另外，可采用对电、热比较敏感的纳米金属粒子与纤维原料共混，制成具备防止热成像设备侦测的功能纤维。目前美国正在研究采用热敏、光敏或电化学染料做迷彩服，以使迷彩服的颜色和图案随环境变化而改变，具备动态防侦视功能。美国研制的 “超黑粉”纳米隐身材料，对雷达波的吸收率大于99%。法国研制出一种宽频微波吸收涂层，这种吸波涂层由粘合剂和纳米微粉填充材料组成。这种由多层薄膜叠合而成的结构具有很好的磁导率，在50MHz～50GHz 内具有很好的吸波性能。目前世界军事发达国家正在研究覆盖厘米波、毫米波、红外和可见光等波段的纳米复合材料。

3.2 变色纤维

变色纤维是一种具有特殊组成结构的纤维，当受到光、热、水分或辐射等外界激化条件作用后，具有可逆自动改变颜色的性能。纤维在一定波长的光的照射下会发生颜色变化，而在另一种波长的光的作用下又会发生可逆变化回到原来的颜色，这种纤维称为光敏变色纤维。具有光敏变色的物质通常是一种具有异构体的有机物，这些化学物质因光的作用产生异构，并生成两种化合物。这些化合物的分子式没有发生变化，但对应的键合方式或电子状态产生了变化，可逆地出现吸收光谱不同的两种状态，即可逆地显色、褪色或变色。美国Clemson 大学和Georgia 理工学院等研究机构近年来正在探索光纤中掺入纳米变色染料或改变光纤表面的涂层材料，使纤维的颜色能够实现自动控制。日本松井色素化学工业公司制成的光致变色纤维在无阳光下不变色，在阳光或UV 照射下显深绿色[11]。

4 纳米材料应用中存在的问题及解决方法

纳米材料在化学纤维应用过程中存在的问题，主要是它的分散性差、易凝聚。为解决这一问题，需对纳米粒子的表面进行处理以降低其表面能。表面处理的方法有很多，根据表面处理剂与颗粒之间有无化学反应，可分为表面化学改性和表面吸附包覆改性。化学改性是指在纳米微粒的表面进行化学吸附或反应；而包覆改性主要利用一些表面活性剂、聚合物以及聚合物单体等吸附在颗粒表面，增强纳米微粒与基材的亲和性[12-13]。

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纳米银抗菌篇9

关键词：纳米技术;水产药物;综述;展望

中图分类号：R978 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.014

Nanotechnology in Aquacultural Drugs and Treatment

SUN Jie1， BI Xiang-dong1， YOU Hong-zheng2， DONG Shao-jie1， YANG Guang1， WU Rui1， YANG Tong-zhi1， CHEN Tian-shuo1

（1. Key Labortary of Aqua-ecology and Aquaculture of Tianjin， Department of Fisheries Sciences， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China; 2. Tianjin Fisheries Research Institute， Tianjin 300221， China）

Abstract： Nanotechnology and nano-drug were presented firstly. Secondly the advantage of nano-drug against traditional drugs was compared. Then the application of nanotechnology in aquaculture drugs was reviewed. At last， application prospect of nanotechnology in aquaculture drugs， developing direction and problems that should be paid attention were prospected.

Key words： Nanotechnology; aquaculture drugs; review; prospection

“纳米技术”（Nanoscletechnology）的概念是于上世纪90年首届国际纳米科学与纳米技术大会（美国巴尔的摩）上首次被提出来的[1]。目前，国际上公认的纳米尺度空间为0.1～100 nm，亚微米体系范围为100～1 000 nm，原子团簇的尺度空间为小于1 nm[2]。纳米技术是在纳米尺度空间研究物质（原子和分子）的物理和化学特性及它们之间的相互作用，通过一定的微细加工方式直接操纵原子、分子或原子团、分子团，使其重新排列组合，形成新的具有纳米尺度的物质或结构，进而研究其特性及其实际应用的一门新兴科学与技术[3- 4]。目前，在生物学、材料学、显微学、电子学等研究领域纳米技术已经得到了广泛的应用，取得了突破性的进展[1]。

实际上，“纳米技术”概念的提出要晚于药剂学领域里对纳米粒子的研究。药剂学领域早在上世纪70年代便已经对纳米球、纳米脂质体聚合物和纳米囊等多种类型的纳米载体进行了广泛研究[2]。近年来，纳米技术在药物领域的研究和应用已逐渐成为热点，对该领域产生了深远的影响，催生了“纳米药物”的诞生。纳米药物的粒子存在的形式包括两大类：纳米晶体药物（其制作方式是将原料药物通过一定技术手段直接加工成的纳米粒）和纳米载体药物（以纳米级高分子纳米粒、纳米球、纳米囊等为载体，药物分散在载体中纳米化）[1， 4-5]。有学者认为纳米药物粒径可能超过100 nm，但通常应小于500 nm[4]。包括大小在100 nm以上的亚米微粒子，空间尺度在1～1 000 nm的药物在药物传输系统一般被界定为纳米粒[2]。

1 与传统药物相比较纳米药物的优势

1.1 特殊表面效应及小尺寸效应

纳米药物的分散粒径在1～100 nm之间，使它具有特殊的表面效应和小尺寸效应等。在传统给药形式中，药物是以游离分子态的形式被吸收，而纳米药物以纳米聚集态的形式兼有分子态的形式被吸收。这使其具有了不同的体内过程，进而能够产生特殊的生物学活性[6]。较之传统常规药物，颗粒小、活性中心多、表面反应活性高、吸附能力强、催化效率高等特点是纳米药物所具备的主要优点[4]。

粒径达到纳米水平的药物颗粒的总表面积大幅度加大，提高了药物的溶出速率，增大了给药部位的接触面积，进而提高了药物的单位面积浓度。通过对纳米药物表面进行修饰，可以改变其表面特性，从而实现药物长循环的效果[4]。纳米药物的粒度处于亚微粒水平，且完整的多聚粒是胃肠道易吸收的形式。因而纳米药物可以通过胃肠道中淋巴样组织的集结淋巴结内 M细胞的机制摄取，实现减弱药物的首过效应，以提高其的生物利用度[6]。机体不易将纳米颗粒当作异物排斥，纳米药物对于机体组织、血液和免疫系统等均具有良好的生物兼容性。纳米药物亲水性的表面可以使其免于单核细胞吞噬系统的吞噬，因而纳米药物在血液中具有较长的循环时间[7]。上述原因使纳米药物在药代动力学及药效动力学方面受到医药界的高度重视[1]。

1.2 载体的优势

目前，纳米药物载体的主要种类有纳米囊、纳米脂质体、聚合物胶束和纳米球等，均具有类似生物膜性质的磷脂双分子层结构[6]。其突出优点在于：控制药物进入特定的靶器官或靶细胞，实现药物的靶向输送;药物通过纳米载体的囊壁渗透、沥滤、扩散，或通过被溶蚀的基质释放，避免了药物被体内的各种酶类水解，在延长其作用时间的同时，还提高了其稳定性及生物口服利用度;纳米载体材料可生物降解，无毒或毒性较低[8-9]。

载药纳米粒子通过改变生物膜运转机制，提高了药物对于生物膜的通透性，使其可以通过简单扩散或渗透的形式穿过生物膜。载药纳米粒子粒径小且具有良好的黏附性，延长了药物与吸收部位的接触时间，使吸收部位上皮组织黏液层中的药物浓度增加，并延长了药物半衰期，从而提高了药物的生物利用度。上述优点使得纳米药物可以减少使用剂量并保证作用效果，进而减轻甚至避免药物的毒副作用[4， 8]。

2 水产药物领域的纳米技术

20世纪50年代，我国开始进行水产病害研究工作。20世纪80年代以后，鱼药的开发逐渐形成了产业。与水产鱼药有关的开发和研究工作仍处于较浅的层次[10]。综合现有资料，纳米技术在水产药物方面的应用有以下几个方面。

2.1 环境改良剂

环境改良剂以改善养殖水体为主要目的。目前环境改良剂主要包括水质改良剂、底质改良剂和微生态制剂等类型，但采用纳米技术的只有净水剂。综合使用效果和成本分析，纳米级高效净水剂具有净水效果好、综合成本低和应用范围广等优点。纳米级净水剂通过在极短时间内与养殖水充分混和、絮凝和沉淀，去除水中的异臭、悬浮物、异味及大部分杂质，其净水效果可达到普通净水剂的10～20倍。通过具有纳米级孔径的过滤装置，水中的细菌、病毒等微生物可被除去，从而实现了高效的净水效果[11]。

2.2 消毒剂

消毒剂是指以杀灭水体中的病原微生物为目的的药物。水产药物中的消毒剂主要包括酚类、氯制剂、碘制剂和季胺盐类等[10]。现有药物在实际使用过程中均存在不同程度的诸如稳定性差、作用范围窄、效果不显著等缺陷。目前已经开发应用的水产纳米消毒剂种类较少，常见的有纳米碘，主要成分是纳米碘、季胺盐和WEQ等。通过对碘表面使用具表面活的非离子表面活性剂高分子化合物进行处理，在碘粒子表面形成一层由分散剂组成的保护膜，减弱或屏蔽了粒子间的缔合力，避免了粒子团聚，由此迅速增强碘制剂的杀菌能力和穿透性，并减少了药物有效成分的浪费;一般情况下高分子呈现卷曲状态，可以使用特殊的工艺技术，将碘微粒嵌入其中，以提高药物的稳定性和活性，增加其水溶性并减少药物的刺激性，同时可以达到缓释的效果[12]。

2.3 抗病原微生物类药物

抗病原微生物类药物通过内服或注射的方式给药，起到杀灭或抑制体内病原微生物繁殖和生长的作用[10]。此类药物主要分为抗菌药、抗真菌药和抗病毒药。水产养殖中使用量最大、范围最广的抗菌药有抗生素类、磺胺类、呋喃类和喹诺酮类[13]。

目前，抗生素使用中的药物残留问题、交叉耐药性问题和多元耐药性问题在医药与兽药中普遍存在。更为严重的问题是，人在食用了残留有抗生素的畜禽及其制品后会引起对相关抗生素的敏感性降低[1]。早在20世纪90年代，我国学者就指出由于多种抗生素频繁在鳗鲡养殖中使用，导致鳗鲡病原菌对常用抗菌药产生了严重的抗药性，耐药范围达到了42.5%～90.9%，平均耐药率更是达到69.4%[14]。Inglis[15]从患疖疮病的大西洋鱿分离到304株杀蛙气单胞菌，其中55%的菌株对土霉素具有抗药性，有37%的菌株对于抗生素嗯哇酸出现耐药性，且有94.7%的耐药菌株在次年仍被发现。上述情况使得养殖动物疾病防治工作开展较为困难。具抗药性的水产动物病原微生物如果传播到其他水生生物或陆地动物，也将危害人、畜、兽及农作物[16]。

纳米技术的出现，为解决病原菌抗药性问题带来了新的思路。杨雪峰等[17]的研究指出制备恩诺沙星纳米乳的最佳纳米乳处方为肉豆蔻酸异丙酯 （IPM）、聚氧乙烯蓖麻油-40 （EL-40）、乙酸 （HAc） 和水，以此处方制备的恩诺沙星纳米乳对大肠杆菌ATCC25922和金黄色葡萄球菌ATCC25923的最小抑菌浓度 （MIC） 均为其原料药MIC的1/2。但是也有研究指出，由十六烷基碳脂肪酸为配方的恩诺沙星脂质纳米乳剂，利用金黄色葡萄球菌测定其 MIC 为0.25 μg・mL-1，与普通恩诺沙星药物的值接近[18]。这表明，抗菌药物纳米化后是否能够增强药性，与其采用的纳米配方有关。宁二娟等[19]以聚乳酸为载体材料，采用溶剂挥发法制备的恩诺沙星聚乳酸纳米粒的包封率平均为71.0%，载药量平均为11.3%，平均粒径为66.8 nm，粒径范围为30.0～117.5 nm，电子透射显微镜下观察纳米粒，基本呈较光滑圆整的球形，较均匀，且粒径分布较窄。Bariak等[20]在研究中报道了一种新型纳米管药物，可以杀死包括对传统抗生素形成抗药性的细菌。这表明可以通过对纳米药物进行修饰提高其抗菌和抑菌效果[1]。

现有的纳米抗菌剂还有纳米TiO2、纳米ZnO和纳米SiO2及其银系纳米复合粉等。上述药物具有量子尺寸效应、巨大的比表面积和独特的抗菌机制，较传统抗菌剂、有机类和天然类抗菌剂其综合抗菌效果更佳优良。其中纳米ZnO因为具有一般ZnO无法比拟的优越性而被称为面向21 世纪的新饲料业产品。纳米ZnO化学活性极强，可以与多种有机物（包括细菌内的有机物）发生氧化反应，杀死大部分的细菌和病毒。将纳米氧化锌拌入饲料投喂，鱼类不会产生耐药性[21]。SiO2银系纳米复合粉体是一种无机纳米抗菌剂，通过离子交换的方法在纳米材料的基础上制得。使用时，SiO2银系纳米复合粉体中可缓释银离子，通过银离子进入微生物细胞内破坏其蛋白质结构，引起细胞的代谢障碍，从而达到杀菌的目的。其杀菌效果集安全性、广谱性为一体，较常规的银系无机抗菌剂具更好的抗菌效果和更长的抗菌时间[22]。

2.4 杀虫药

杀虫药通过药浴或内服的方式给药，作用是杀死或驱除养殖动物体内外的寄生虫并杀灭水体中有害无脊椎动物[10]。常用的杀虫药包括硫酸亚铁、硫酸铜、有机磷杀虫药（敌百虫）、抑除虫菊脂杀虫药和有机氯杀虫药等。其中敌百虫因具有毒性较低、药残少、残留时间较短的优点被广泛地适用于水产动物体外寄生虫（甲壳类、单殖吸虫及部分肠道寄生的蠕虫等）的防治[13]。

由于兽医临床和畜牧业生产中杀虫药的广泛应用，以及药物滥用和错误使用，使得水产杀虫药同样面临病原虫抗药性问题。例如敌百虫对金鱼指环虫病的治疗效果已经大打折扣，很多情况下养殖户使用了正常剂量的3～5倍都得不到很好的疗效。甚至发生过因药剂量太大引起金鱼中毒死亡的事件。目前纳米化水产杀虫驱虫药并不多见，在这方面还有很多工作有待开展。

2.5 中草药类水产药物

中草药类水产药物是天然药物，用以水产养殖动物的疾病防治或健康改善，其形式一般是经加工或未经加工的药用植物[10]。中草药用于水产动物疾病治疗是近年来的研究热点之一。鱼药中的中草药从功能上分为抗细菌类（如大黄、黄连、大青叶等）、抗真菌类（如白头翁、苦参等）、抗病毒类（如板蓝根、野菌等）和杀虫类（如苦楠皮、使君子等）[10]。另外，有学者报道五倍子、黄芩、诃子、乌梅、石榴皮五种中草药对迟缓爱德华氏菌（Edwardsiella tarda）和嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）的体外起不同程度的抑菌效果[23]。丁香、薄荷、八角和黄连对丁i具较好的诱食效果[24]。

1998 年国内学者通过将牛黄加工至纳米级水平，使其理化性质发生变化，发现其疗效得到了提高，且具有一定的靶向性和新作用，遂提出“纳米中药”一词。研究表明纳米级的中药在化学、物理和生物学特性方面可出现较大变化，从而出现新的效果。较传统的中药，纳米中药在生物利用度、靶向性和低不良反应方面具有明显的优势[25]。梅之南等[26]通过纳米技术将雷公藤内酯醇制成固体脂质纳米粒，减少了服药小鼠体内 MDA 的产生量。这表明固体脂质纳米粒可通过减少小鼠体内雷公藤内酯醇的脂质过氧化反应，降低雷公藤内酯醇对肝脏的毒性。王俊平[27]使用纳米技术用薏米仁油制备紫杉醇微乳，发现给药后的紫杉醇组动物于第 5 天开始死亡，于第 14 天死亡率达到 90%;而紫杉醇微乳组动物在 14 d 内未出现死亡。这说明纳米技术可以显著降低紫杉醇的毒性。

纳米化水产中草药鲜见于报道，笔者所在研究团队采用处方为表面活性剂吐温-80、助表面活性剂甘油、油相大豆油及水成功制备出高效抑杀养殖水体有害藻类的纳米药物―盐酸小檗碱纳米乳，可显著提高中草药小檗碱的抑藻率，有效控制养殖水体有害蓝藻的爆发。我们采用处方为表面活性剂聚氧乙烯蓖麻油-40、助表面活性剂乙酸、油相肉豆蔻酸异丙酯及水成功制备出高效的抗菌纳米药物―肉桂醛纳米乳等系列水产用纳米药物，可显著增加养殖动物对抗菌药物的吸收利用率，大幅降低养殖上述药物的最小抑菌浓度，提高养殖动物细菌性疾病的防治率，增加养殖产量。

3 展 望

我国人口众多，水产自然资源相对贫乏，紧靠捕捞不足以满足人们对水产品日益增长的需求。近年来，水产养殖技术发展较快，产量逐年提高。随着养殖模式不断改进，高密度的集约养殖和立体养殖技术被广泛应用，新品种引进和原有品种改良，新病原入侵、病原对现有鱼药产生抗药性和环境安全性等问题逐步显现。现有鱼药体系已逐渐不能满足水产行业发展的需求，这对水产病害的研究工作和新型鱼药的开发提出了更高的要求。纳米技术在鱼药开发和生产中的应用有望成为解决上述问题的有效途径之一。

目前，鱼药纳米化正处于起步探索阶段，其进程落后于其他兽药，较之医药领域差距更大。纳米化鱼药的研发可以参照其他兽药和医药纳米化研究中取得的宝贵经验和成果，在纳米晶体药物微粉方法、纳米载体配方、新纳米载体研发等方面进行有益的探索。

据报道，约40%具有活性的候选药物由于在水中溶解度低[28]。溶解控制是难溶性药物在体内被吸收的限速步骤。通过加大药物溶出速率可显著的提高其生物利用度。通过纳米技术减小药物粒径可增加其比表面积，例如将药物的粒径由10 μm 降低至200 nm，可增加其比表面积50倍，而难溶性药物的生物利用度与其比表面积大小密切相关。这表明可以通过纳米技术提高难溶性药物的溶解速率进而改善其生物利用度[29]。纳米级超细微粒状态的难溶性药物和生物大分子的溶解度增大，附着性增强，吸收率提高，有效地增强了疗效[5]。综上所述，纳米技术的出现为新型鱼药的开发提供了技术支持。

任何事物都有其两面性。有研究指出中性和低浓度的阴性纳米粒子不会威胁到血脑屏障，而纳米粒子的表面电荷使得阳性和高浓度的阴性纳米粒子对血脑屏障具有毒性。有研究指出纳米粒子对空气、水和土壤均可产生影响，可在食物链中累积，这可能严重威胁到自然中的生物和人类的健康[30]。这提示我们在开发纳米鱼药的同时也应该关注鱼药纳米化后其自身毒性和生态毒性等方面的变化。

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纳米银抗菌篇10

中国科学院纳米科技中心主任解思深指出：“到2010―2015年，纳米新产品市场将达到1.5万亿美元/年，纳米材料和加工约3400亿美元/年，电子器件约3000亿美元/年，制药约1800亿美元/年，化工、石油中催化剂约1000亿美元/年，航天约700亿美元/年，测量仪器和加工设备约220亿美元/年。”

于是，一些国家纷纷加大在纳米技术上的投入，2002年，美国将投入96.4亿美元，日本投入250亿日元，欧盟计划在2002至2005年投入13亿欧元。相比之下，我国政府近几年的投入仅仅700万美元，由此导致的结果显而易见：技术差距不断拉大。国家纳米技术指导委员会秘书长马燕合称：“中国企业在纳米技术上的专利申请非常薄弱，专利拥有量排在世界25名以后。而WTO以后，企业没有专有技术就意味着受制于人。”

但是在纳米产业即将崛起的时刻，中国企业的机会并非如纳米那样微乎其微。纽约州立大学教授、纳米研究所所长萧台戈称：“短期内，中国的机会是进行合成，寻找新应用；长期发展应该锁定在医学和健康领域，并在材料、能源、饮水以及环境污染控制方面寻求突破。”

清华源兴是一个成功应用纳米技术的企业，其纳米银产品是一种高效抗菌药物。银在金属状态下本身并不能杀菌，它靠的是金属银表面所释放的银离子抗菌。由于银的稳定性，其在硝酸以外的介质中溶解度极低，所以普通金属银的抑菌效果颇为微弱。但是，将金属银加工成纳米银后，其原子排列表现为介于固体和分子之间的“介态”，这种活性极强的纳米银微粒具备超强抗菌能力，可以杀灭细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物。

重庆恒瑞纳米科技发展有限公司，运用纳米技术改造酒的窖藏。“通过8台特制仪器设备，刚刚出厂的新酒可以具备窖藏8年老酒的品质和口味，”其总经理王卫平称，“这种设备可以为企业节省大量的窖藏成本，使企业的流动资金增加8倍。”而他的经营思路和其将纳米技术应用于酒的窖藏一样，颇具特色：他为客户进行这样的加工并不收取费用，而是分享企业由于这种改造所带来的额外收益。但当被问及这样收费是否程序过于复杂时，他迟疑了一下道：“我们正在想别的办法。”

这恰恰反映出纳米科技产业化最重要的问题――资金缺口。这部本应由政府、科技界、产业界、金融界等各方共同携手、精心演绎的好莱坞大制作，现在不得不陷入“鸡生蛋、蛋生鸡”的怪圈。对于应用纳米技术的新兴企业，政府要观察企业发展状况来决定是否给以支持；银行则要看企业的盘子大小来决定是否提供融资。解思深认为：“这显然是没有道理的，评估企业项目风险不能由官员来做，要由专家进行。”

于是，已经变的有些可笑的企业行为，对中国纳米产业的投资部署造成了不良影响。据悉，我国企业涉足纳米材料领域的模式基本分为两种：风险投资模式和业务改造模式。风险投资模式最经常使用，投资人关心财务状况，投资何时能够收回，目的是实现与资本市场的对接，所以在现实面前多选择沉默和观望，认为这个市场并不是可以马上投资的地方。