一种利用彩叶草提取液制备纳米银颗粒的方法及产品和应用

本发明属于绿色生物合成纳米材料，具体涉及一种利用彩叶草提取液制备纳米银颗粒的方法及产品和应用。

背景技术：

1、纳米银具有独特的物理、化学特性及较强抗菌能力，且不产生耐药性，被广泛地应用于化工、医药、食品包装、环境技术、传感等领域，具有很大的市场发展潜力。其中，纳米银较强的抗菌性能是由于其比表面积大，粒径小、很早就有研究报道过ag具有潜在的抑菌活性，可以抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。

2、目前合成纳米银的传统方法主要有物理法、化学法、微生物法等，微生物法虽绿色环保，但是其生产周期长、对设备要求苛刻；物理法和化学法具备简单可行性，但是其合成过程中能源需求大、易造成环境污染、易产生有毒副产物。因此，上述合成方法在大规模应用中均受到了极大的限制。

3、为了解决纳米银的大规模生产问题，利用植物提取物绿色合成纳米金属材料的生物合成方法已成为目前的研究热点，其合成纳米金属材料的主要原理是：植物提取液中包含的酚类化合物、萜类化合物、生物碱和辅酶等物质可以作为还原剂和稳定剂制备纳米颗粒。由于合成过程环保、高效，利用植物绿色合成纳米银已成为代替传统化学、物理和微生物合成的一种环保型且具有广阔前景的生产方法。

4、现有技术中，公开号为cn114769611a的中国专利文献公开了一种利用松针提取物制备纳米银的方法，公开号为cn106513707a的中国专利文献公开了一种利用蓝莓叶提取液绿色合成纳米银抑菌剂的制备工艺，公开号为cn107671305a的中国专利文献公开了一种利用小叶女贞果实提取液高效制备纳米银抑菌剂的方法，公开号为cn103949658a的中国专利文献公开了一种利用杜仲水提取物绿色合成纳米银的方法；但是，上述专利文献中，部分方法并未对得到的纳米银抑菌剂的抑菌效果进行研究，部分方法得到的纳米银抑菌效果较差；并且在现有技术中，已公开的可用于合成纳米银颗粒的植物种类较少。针对这一问题，急需研制出一种高效、绿色、能够制备得到具有优异抑菌效果的纳米银颗粒的方法。

5、另外，有大量研究表明，十字花科及茄科作物受丁香假单胞病原菌侵染的现象非常普遍，该病原菌容易造成我国农业经济的巨大损失。然而，传统化学农药容易引起细菌耐药性、污染环境等问题，且会对人体造成潜在危害。因此，这更有必要研发出一种绿色新型的防治十字花科蔬菜细菌性黑斑病的方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种利用彩叶草提取液制备纳米银颗粒的方法，工艺简单，制备成本低，能源消耗相对较少，得到的纳米银颗粒平均粒径小、大小均一、结构稳定，且能够有效地抑制丁香假单胞菌番茄致病变种等植物病原菌的活性，破坏细胞结构使内溶物外渗，杀菌效果好，可以用于防治十字花科蔬菜细菌性黑斑病等植物病害。

2、具体采用的技术方案如下：

3、一种利用彩叶草提取液制备纳米银颗粒的方法，包括如下步骤：

4、(1)将彩叶草预处理后榨碎，与去离子水混合，搅拌均匀后静置，过滤后得到彩叶草提取液；

5、(2)将步骤(1)得到的彩叶草提取液与agno3溶液混合反应得到混合液，再进一步离心、洗涤、真空冷冻干燥后得到所述的纳米银颗粒(agnps)。

6、彩叶草属于唇形科草本植物，是一类观赏价值较高的观叶花卉，其五彩斑斓的叶片深受人们的喜爱。彩叶草提取物中含有丰富的植物色素、生物碱、单宁酸、类黄酮、皂苷和萜类，其中红色素具有一定的耐还原性和耐氧化性。同时，彩叶草因其富含迷迭香酸还具有药用价值，具有治疗头疼、擦伤、消化不良和眼炎等功效。迷迭香酸还是一种天然抗氧化剂，被广泛用于制药、食品、化妆品等领域。

7、彩叶草提取物中的红色素、迷迭香酸等因其具有良好的抗氧化性和稳定性，使其在制备纳米银中起到关键的作用。在本发明方法中，选取用于观赏的彩叶草为原料，利用其叶片提取液制备agnps。由彩叶草制备得到的纳米银颗粒粒径大小均匀呈球状，结构稳定，通过双平板法检测该纳米银颗粒对于多种植物病原菌的抗性，表明该纳米银颗粒对于异色拟盘多毛孢菌(pestalotiopsis versicolor)和丁香假单胞菌番茄致病变种(pseudomonassyringae pv.tomato dc3000)等植物病原菌具有抑制作用，尤其是可以显著性地抑制丁香假单胞菌番茄致病变种的生长。

8、步骤(1)中，彩叶草的预处理步骤包括除尘处理以及干燥处理。干燥处理具体为将其放置于55℃的烘箱中烘干叶片中的水分。

9、使用榨汁机将预处理后的彩叶草榨碎成粉末，榨汁机的功率为200-300w，功率过低会导致植物材料提取效率较低，功率过高则会造成不必要能源消耗。

10、优选的，步骤(1)中，榨碎后的彩叶草与去离子水的质量比为1：10-20，静置时间为15-30min。

11、步骤(2)中，将彩叶草提取液与agno3溶液混合后在55～65℃下避光反应，待反应体系颜色变为深褐色即终止反应。反应温度过低，会导致反应不充分、合成效果不佳的问题，最终会影响纳米银颗粒的粒径大小以及其稳定性和均匀性，从而影响其抑菌效果；温度设置过高，则容易导致合成物变质，同时会造成不必要的能源消耗。

12、可选的，避光反应需要持续搅拌，或者将彩叶草提取液与agno3溶液混合后置于摇床上避光反应。

13、优选的，搅拌速率为170-200rpm；摇床的转速为150-200rpm。

14、优选的，agno3溶液的浓度为3-4mm，彩叶草提取液与agno3溶液的体积比为10-25：100。彩叶草有效成分含量过高会影响纳米银颗粒的合成，而其用量过低则会导致最终产物合成的效率降低。

15、所述的离心速率为8000～14000rpm，离心时间为8～15min。离心速率过低、时间过短，则会导致上清液不澄清，从而使最终获得的纳米银颗粒含量较少以及杂质较多，进而影响产物的抑菌效果。

16、本发明还提供了所述的利用彩叶草提取液制备纳米银颗粒的方法制得的纳米银颗粒，优选的，所述的纳米银颗粒的粒径为30～50nm，平均粒径小、大小均一且结构稳定。

17、本发明还提供了所述的纳米银颗粒在抑制植物病原菌中的应用，优选的，所述的植物病原菌包括异色拟盘多毛孢菌(pestalotiopsis versicolor)和丁香假单胞菌番茄致病变种(pseudomonas syringae pv.tomato dc3000)。

18、本发明还提供了所述的纳米银颗粒作为农用杀菌剂在防治植物病原菌引发的植物病害中的应用，所述的植物病害包括杨梅凋萎病和十字花科蔬菜细菌性黑斑病病害。实验表明，本发明方法制得的纳米银颗粒对于丁香假单胞菌番茄致病变种、异色拟盘多毛孢菌等植物病原菌具有较强的抑菌效果，进而能够控制其引起的十字花科蔬菜细菌性黑斑病和杨梅凋萎病等病害。

19、防治植物病害的具体应用方法为：将所述的纳米银颗粒溶于水制得agnps悬浮液，再将agnps悬浮液均匀喷洒于所防治的植物上。

20、优选的，agnps悬浮液中纳米银颗粒的浓度为25～100μg/ml，在此优选浓度范围内的agnps悬浮液对十字花科蔬菜细菌性黑斑病具有很好的防治作用，进一步提高抗菌剂浓度，其作用效果提高不多。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、(1)本发明提供了一种利用彩叶草提取液制备纳米银颗粒的方法，得到的纳米银颗粒平均粒径小、大小均一、结构稳定，且能够有效地抑制杨梅凋萎病原真菌和丁香假单胞菌番茄致病变种等植物病原菌的活性，尤其是丁香假单胞菌番茄致病变种，破坏细胞结构，使细胞膜皱褶，内溶物外渗，杀菌效果好；

23、(2)本发明方法反应条件温和，工艺简单，制备成本低，能源消耗相对较少且不产生有毒副产物，无需额外添加还原剂与催化剂，十分环保和安全，属于绿色合成工艺，适合大规模生产；

24、(3)将本发明得到的纳米银颗粒作为农用抗菌剂应用于防治十字花科蔬菜细菌性黑斑病等植物病害，具有很好的防治效果，该植物来源的农用杀菌剂不仅不会对人体带来潜在危害，也不会污染环境，应用方式也简单易行，在农业生产领域中有推广前景和广阔的应用。