Page 93 - 《精细化工》2022年第10期

第 39 卷第 10 期 精 细 化 工 Vol.39, No.10
2022 年 10 月 FINE CHEMICALS Oct. 2022

功能材料
利用二醛木聚糖一锅法制备纳米银抗菌水凝胶

1
1
陈 功 ，项舟洋 ，宋 涛 1,2*
〔1. 华南理工大学 纸浆造纸工程国家重点实验室，广东 广州 510640；2. 齐鲁工业大学（山东省科学
院）生物基材料与绿色造纸国家重点实验室 山东 济南 250353〕

摘要：利用二醛木聚糖（DAX）可与羧甲基壳聚糖（CMCS）及银氨溶液同时反应的特性，以聚乙烯醇（PVA）
为结构稳定剂，一锅法制备了具有优异抗菌性能的 CMCS/PVA 纳米银抗菌水凝胶。采用 FTIR、TGA、TEM、
XRD 和 SEM 对 DAX，纳米银粒子（SNPs）和水凝胶的形貌、结构进行了表征。结果表明，DAX 在整个反应
中起到了双功能作用，成功地与 CMCS 和 PVA 发生反应，共同构成了双网络结构的水凝胶，提高了水凝胶的热
稳定性及力学性能。DAX 在室温条件下能快速还原出 SNPs，SNPs 粒径在 20~80 nm 之间，具有较好的分散性。
SNPs 的参与使 CMCS/PVA 水凝胶对大肠杆菌和金色葡萄球菌抗菌效果显著提高。此外，制备的水凝胶具有良
好的细胞相容性，其对 L929 细胞的细胞相对存活率都在 95%以上。
关键词：二醛木聚糖；银纳米粒子；羧甲基壳聚糖；抗菌活性；水凝胶；功能材料
中图分类号：TQ427.26 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 10-2027-08

One-pot preparation of antibacterial nanosilver
hydrogels from dialdehyde xylan

1
1
CHEN Gong , XIANG Zhouyang , SONG Tao 1,2*
[1. State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640,
Guangdong, China; 2. State Key Laboratory of Biobased Materials and Green Papermaking, Qilu University of
Technology (Shandong Academy of Sciences), Jinan 250353, Shandong, China]

Abstract: Carboxymethyl chitosan (CMCS)/polyvinyl alcohol (PVA) nanosilver antibacterial hydrogels
were successfully synthesized by one-pot reaction of dialdehyde xylan (DAX) with CMCS and silver
ammonia solution using PVA as structural stabilizer. The morphology and structure of DAX, silver
nanoparticles (SNPs) and hydrogels obtained were characterized by FTIR, TGA, TEM, XRD and SEM. The
results showed that DAX, playing a dual function in the whole process, successfully reacted with CMCS
and PVA forming a double network , which improved the thermal stability and mechanical properties of
hydrogels. Meanwhile, SNPs, produced by the quick reduction reaction between DAX and silver ammonia
at room temperature, showed a particle size distribution between 20 and 80 nm, good dispersity, and
significant enhancement of the antibacterial efficacy of CMCS/PVA hydrogels against Escherichia coli and
Staphylococcus aureus. In addition, the hydrogels exhibited good cytocompatibility with the cell relative
survival rate of L929 cells cultured in medium containing hydrogel above 95%.
Key words: dialdehyde xylan; silver nanoparticles; carboxymethyl chitosan; antibacterial activity; hydrogels;
functional materials

银纳米粒子（SNPs）具有粒径小、比表面积大、 中，应避免 SNPs 的聚集，因为聚集会增加 SNPs 的
广谱抗菌能力强大和药物耐受性好等优势 [1-2] ，其大 大小，相应地降低其有效比表面积，导致沉降并对
小是影响其抗菌活性的关键参数 [3-4] 。在实际应用 其抗菌活性产生负面影响 [5-6] 。此外，SNPs 的大小

收稿日期：2022-03-10; 定用日期：2022-04-08; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220209
基金项目：纸浆造纸工程国家重点实验室开放基金资助项目（202104）；生物基材料与绿色造纸国家重点实验室开放基金资助项目
（GZKF202123）；广东省基础与应用基础研究基金项目（2020A1515010823）
作者简介：陈 功（1994—），男，硕士生，E-mail：2363796797@qq.com。联系人：宋 涛（1980—），男，副教授，E-mail：songt@scut.edu.cn。