金蕎麥銀納米粒的製備及其工藝優化研究
製劑與炮製
作者：孫文傑 瞿鼎 陳彥 袁菱 賀俊傑
[摘要]該研究以金蕎麥提取液為還原劑和穩定劑製備銀納米粒，並通過考察金蕎麥粉末提取時間、銀納米粒合成溫度、金蕎麥提取液加入量、AgNO3溶液的濃度等不同因素，優選金蕎麥銀納米粒形成的最佳工藝，並采用紅外光譜儀（FT-IR）、透射電鏡（TEM）、動態激光散射（DLS）、X-射線粉末衍射（XRD）對所製銀納米粒進行結構表征和形態學考察。結果顯示，製備銀納米粒最佳條件為金蕎麥粉末煮沸5 min，提取液（質量濃度0.1 g·mL-1）與1 mmol·L-1 AgNO3體積比1∶10，反應溫度25 ℃，反應時間3.5 h。所得銀納米粒形態圓整，分布均勻、性質穩定，平均粒徑約（27±2.6） nm，Zeta電位（-34.3±3.2） mV。結果表明該研究所建立的以中藥提取液製備銀納米粒的綠色合成方法穩定可行。
[關鍵詞]金蕎麥提取液；AgNO3；銀納米粒；條件優化
銀納米粒是由幾個到幾十個銀原子團聚在一起，粒徑位於1～100 nm的銀簇[1]。銀納米粒由於具有很高的化學活性和表麵能而顯示出獨特的熱、電、光、聲、磁、力學性能和催化性能[2]，這也決定了銀納米粒在許多領域均有應用[3]，特別在醫學領域的應用近年來越來越受到人們的關注。在醫學領域銀納米粒子具有抗多種微生物的性能，且銀納米粒子不會引起病原體產生抗體或發生突變，不會幹擾人體的正常免疫功能[4-5]，因此製備安全有效的銀納米粒成為醫學領域的研究熱點。銀納米粒合成方法主要有物理法和化學法，例如，電子束蒸發沉積法、光催化還原法、射線法和激光融化法、化學還原法、電化學法等[5-8]，然而這些合成方法大部分高能耗、低收率，化學試劑易殘留在銀納米粒表麵，同時易汙染環境，有一定的毒副作用[9]。目前，綠色合成銀納米粒的方法已經受到國內外研究人員的廣泛關注，如已報道利用白藜[10]、柑橘皮[11]、檸檬葉[12]等合成銀納米粒，這種綠色合成方法成本低，環境友好，易於大規模生產，且合成的銀納米粒比較穩定不易團聚，因此這種合成方法的優勢吸引著許多研究者對更多的天然還原劑進行發掘。
金蕎麥為蓼科植物金蕎麥Fagopyrum dibotrys （D.Don） Hara的幹燥根莖，收載於2010年版《中國藥典》一部[13]，為常用中草藥，具有抗菌、鎮咳、祛痰、抗炎、抗腫瘤、抗氧化、增強免疫功能等藥理作用。金蕎麥中主要含有3，4-二羥基苯甲酸、沒食子酸、木犀草素、槲皮素等多酚類以及三萜類、甾體類、苷類等化學成分[14]，研究表明植物中含有的多羥基化合物如黃酮類等物質具有還原作用[8，15]，能將金屬陽離子還原成金屬單質，因此本文將金蕎麥提取液作為還原劑，與AgNO3溶液反應，研究由金蕎麥提取液合成銀納米粒的可行性，探究反應條件對金蕎麥銀納米粒形成的影響，並對優選條件下形成的金蕎麥銀納米粒進行理化性質的表征。
1材料
D8 ADVANCE 型X射線衍射儀（德國布魯克公司）；Nicolet IS-10 型傅立葉變換紅外光譜儀（ThermoFisher）；Tecnai 12 型透射電子顯微鏡（荷蘭飛利浦公司）；Nano-ZS型馬爾文粒徑測定儀（英國馬爾文公司）；UV-1800 型紫外-可見分光光度計（上海奧析科學儀器有限公司）；benchtop 型台式凍幹機（VirTis）；TG16W 台式高速離心機（長沙湘智離心機儀器有限公司）；TDZ5B-WS 台式離心機（上海盧湘儀離心機儀器有限公司）；FA2104 型1/1萬天平（上海良平儀器儀表有限公司）。
金蕎麥（安徽井泉集團中藥飲片有限公司）、AgNO3 （南京化學試劑有限公司，分析純，純度>99.8%）、蒸餾水。
2方法與結果
2.1金蕎麥提取液的製備 取金蕎麥藥材粉末（過60目篩）30 g，加水300 mL，煮沸不同時間（2，5，15，30，60 min），冷卻至室溫後紗布粗濾，將粗濾液抽濾，所得濾液用蒸餾水定容至300 mL，即1 mL提取液含0.1 g生藥，將藥液4 ℃條件下保存，備用。
2.2AgNO3溶液的製備 精密稱取425 mg的AgNO3於25 mL量瓶中，加蒸餾水溶解至刻度線，即得100 mmol·L-1 AgNO3 溶液。製備銀納米粒時用蒸餾水將其適當稀釋，即得不同濃度的AgNO3溶液。
2.3金蕎麥銀納米粒溶液的製備 將10 mL金蕎麥提取液邊攪拌邊緩緩加入到100 mL 1 mmol·L-1 AgNO3溶液中，常溫下放置3.5 h，將混合溶液4 000 r·min-1離心15 min，去除溶液中大粒子雜質，取離心後的上清液，13 000 r·min-1.離心15 min，去除上清液，將沉澱用蒸餾水反複洗滌至少3次，以去除銀納米粒上的Ag+離子，然後加入適量蒸餾水，超聲約20 min將其充分分散，得金蕎麥銀納米粒溶液。
2.4金蕎麥粉末提取時間對金蕎麥銀納米粒形成的影響 分別取不同煮沸時間藥液適量，運用福林試劑法測定各藥液中總多酚含量，並按上述銀納米粒溶液的製備方法製備6組金蕎麥銀納米粒溶液，取適量銀納米粒溶液用紫外-可見分光光度計在300～800 nm進行波長掃描，並記錄金蕎麥銀納米粒溶液在最大吸收波長處的吸光度。金蕎麥粉末煮沸2，5，15，30，60 min，所得藥液總多酚質量分數分別為14.28%，19.83%，18.76%，18.11%，18.07%；不同煮沸時間的提取液所製銀納米粒在最大吸收波長處吸光度分別為0.623，0.897，0.851，0.829，0.810。結果表明，金蕎麥粉末煮沸5 min時，多酚類作為金蕎麥中主要的還原性成分含量最高，且銀納米粒吸光度最大，這也說明此條件下合成的銀納米粒量最多，故金蕎麥粉末最佳煮沸時間為5 min。
2.5提取液的用量對金蕎麥銀納米粒形成的影響 將2.5，5，10，25，50，75 mL煮沸時間為5 min的藥液（以下所用藥液煮沸時間均為5 min）分別加入到6份100 mL 1 mmol·L-1AgNO3溶液中，即提取液與AgNO3溶液體積比為1∶40，1∶20，1∶10，1∶4，1∶2，3∶4。按2.3項下條件對每份樣品離心-洗滌-超聲處理得銀納米粒溶液，考察金蕎麥銀納米粒溶液在300～800 nm吸收情況。相同條件下，當100 mL 1 mmol·L-1AgNO3溶液中加入金蕎麥提取液的量為2.5，5，10 mL時，銀納米粒吸光度隨著提取液加入量的增加而升高，但當提取液的加入量增加到25，50，75 mL時，隨著提取液量的增加吸光度反而降低，表明提取液的加入量為10 mL時即與1 mmol·L-1 AgNO3體積比為1∶10時吸光度最大，合成的銀納米粒量最多，故選擇金蕎麥提取液與AgNO3體積比為1∶10。
2.6AgNO3濃度對金蕎麥銀納米粒形成的影響 分別取5份10 mL金蕎麥提取液，加入到100 mL 濃度分別為0.1，0.5，1，1.5，2 mmol·L-1的AgNO3溶液中，按上述銀納米粒溶液製備方法製備銀納米粒，將所製銀納米粒溶液稀釋1倍，考察其在300～800 nm吸收情況。相同條件下，當確定提取液與AgNO3體積比為1∶10時，隨著AgNO3濃度增大吸光度增大，AgNO3濃度為2 mmol·L-1時吸光度最大，但超過1.5 mmol·L-1，紫外半峰寬明顯增大，銀納米粒不穩定，易團聚，粒徑增大。故本實驗選擇AgNO3濃度為1 mmol·L-1。
2.7合成溫度對金蕎麥銀納米粒形成的影響 取金蕎麥粉末煮沸5 min藥液適量，與AgNO3溶液體積比為1∶10，製備二者的混合液，將混合液均分5份分別放置在4，25，40，50，60 ℃溫度下反應，並在30，60，90，120，180，240，360 min時間點分別對5份混合液各取樣10 mL，按2.3項下方法對每份樣品離心-洗滌-超聲處理得銀納米粒溶液，測定金蕎麥銀納米粒溶液在最大吸收波長處的吸光度。溫度越高銀納米粒合成速率越快，即較高溫度條件下能縮短銀納米粒的合成時間。50 ℃和60 ℃條件下約在150 min時銀納米粒合成量趨於完全，25 ℃和40 ℃條件下約在210 min時銀納米粒合成量最高，隨後達到穩定。但與25 ℃條件下相比較高溫度下（40，50，60 ℃）銀納米粒的合成量較少，推測隨時間延長金蕎麥提取液中部分還原性成分被破壞，提取液還原能力減弱，銀納米粒合成量降低，因此銀納米粒的合成溫度選擇25 ℃。