一種殼寡糖季銨鹽衍生物及利用它制備納米銀的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米銀制備技術領域，具體涉及一種殼寡糖季銨鹽衍生物及用殼寡糖 季銨鹽衍生物制備納米銀的方法。
【背景技術】
[0002] 甲殼素和殼聚糖（CTS)具有許多天然的優(yōu)良性質，如吸濕透氣性、反應活性、生物 相容性、生物可降解性、無抗原性、無致炎性、無有害降解產物、吸附性粘合性、抗菌性和安 全性等，從而被廣泛應用于紡織工業(yè)、生物醫(yī)學和日用環(huán)保等方面。CTS還被譽為人體的"第 6生命要素"，有人評論認為甲殼素將成為21世紀的支柱產業(yè)之一，曾有科學家預言"21世 紀將是甲殼素的世紀"，近幾十年來，甲殼素和CTS已成為日、美等國家的熱門研究課題。
[0003]CTS的結構式如下。
[0004] 由于甲殼素的CTS的水不溶性，限制了它們的應用范圍，而通過降解甲殼素或殼 聚糖得到的殼寡糖（其聚合度在20以下）是一類無毒且具有良好的生物降解性和生物相 容性的高分子物質，其優(yōu)越的生物活性功能、良好的成膜特性和較強的抗菌防腐能力，低粘 度和良好的水溶性使殼寡糖比殼聚糖展現(xiàn)出更獨特的生理活性的功能性質，如抗菌、抗腫 瘤、提尚植物防御能力等。
[0005] 殼寡糖作為一種激發(fā)子，可有效地誘導植物抗病性，增強植物對病蟲害的防御能 力，其作為植物免疫激活因子的基礎研究始于20世紀60年代。Ayers等于1976年發(fā)現(xiàn)細 胞壁的寡糖碎片能誘導植物植保素（phytoalexin)合成仁；1985年Albersheim首次提出 了寡糖素（oligosaccharins)這個新概念和新領域，每種活性寡聚糖可發(fā)出調節(jié)特定功能 的信息，激活防御反應和調控植物生長，產生具有抗病害的活性物質，抑制病害的形成。
[0006] (1)對煙草的誘導抗性 煙草花葉病毒?。═MV)在生產上的危害很大，至今仍缺乏有效的治療藥劑。目前，選擇 合適的誘抗劑不失為一種有效的防治方法，其廣闊的應用前景已引起人們的高度重視。郭 紅蓮等以殼寡糖誘導煙草枯斑三生葉（Nicotianatabacumvar.samsunNN)寄主后，調查 了其對病斑的抑制率，同時研究了殼寡糖單獨處理和以病毒粒子侵染誘導的病程相關蛋白 的差異，結果表明，殼寡糖處理對TMV侵染有保護作用，施用后7d，以濃度為50yg/mL和 75yg/mL時其對枯斑的抑制效果為好；通過體外測試發(fā)現(xiàn)，殼寡糖對TMV粒子有鈍化作用， 單獨施用殼寡糖可以誘導煙草產生6條耐堿性的PR蛋白，其中1條區(qū)別于TMV侵染誘導 的PR。Lu等將殼寡糖噴灑于感染煙草花葉病毒（TMV)的煙草葉片上，在接種后24h發(fā)現(xiàn) 50yg/mL殼寡糖對煙草花葉病毒的抑制率最高，研究結果表明，殼寡糖誘導煙草防御是與 N-介導的抗性有關。
[0007] ⑵對水稻的誘導抗性 稻瘟病和紋枯病是水稻的重要病害，在世界范圍內每年造成上億千克產量損失，高發(fā) 病時甚至可以造成減產50%。Obara等用固相微萃取技術和GC-MS法分析不同誘導劑釋放 的揮發(fā)物作為誘導劑處理稻痕病菌。Pyriculariaoryzae將病菌嫁接到水稻葉片上（含有 殼寡糖），發(fā)現(xiàn)不同的誘導劑產生的揮發(fā)物在定性和定量上有一些差別。Inui等將一系列 濃度的殼寡糖放到水稻培養(yǎng)液中，也發(fā)現(xiàn)其能夠誘導苯丙氨酸解氨酶（PAL)。胡健等結果表 明：相對分子質量不同的殼寡糖對供試水稻品種葉片幾丁質酶的誘導作用不同，相對分子 質量為1500的殼寡糖誘導效果最佳，而相對分子質量為500的殼寡糖誘導效果最差。不同 水稻品種對紋枯病的抗性不同，其幾丁質酶的誘導能力也不同，無論是苗期還是抽穗期，抗 病能力強的水稻品種，幾丁質酶的誘導水平也高。寧偉等對30株水稻幼苗發(fā)病情況的統(tǒng)計 結果顯示，經5yg/mL殼寡糖處理的水稻植株抗稻瘟病能力明顯增強，病斑級數為2~3級， 植株抗病級數為1~2級；而未經殼寡糖處理的植株極大部分病斑為感病病斑，發(fā)病級數在 4~5 級。
[0008] (3)對番茄的誘導抗性 Noah等研究了 5%或30%乙酰化程度的幾丁質、殼寡糖和殼聚糖對番前Lycopersicon esculentum葉片中水解酶的誘導情況，發(fā)現(xiàn)乙?；潭鹊偷臍す烟菦]有誘導作用，而95% 乙?；臍す烟鞘且粋€有效的抗病誘導劑。何培青等研究了 0.3%殼寡糖誘導番茄葉片 120h后，其揮發(fā)性物質對番前枯萎病菌Fusariumoxysporum孢子萌發(fā)和菌絲生長的影響， 采用氣相色譜-質譜聯(lián)用技術，檢測誘導后番茄葉中揮發(fā)性物質及植保素日齊素質和量的 變化。結果表明，經殼寡糖誘導后，番茄葉中揮發(fā)性物質對病菌的抑制率較對照組高。番茄 葉中揮發(fā)性抗真菌物質的總含量為對照組的1. 49倍；氧合脂類、萜類及芳香類化合物的含 量分別提高了 61%、10%和69%，其中（E)-2-乙烯醛的含量增加了 64%，水楊酸甲酯的含量增 加了 38%。
[0009] (4)對小麥的誘導抗性 日本京都大學IshiharaAtsushi殼寡糖測試燕麥時，發(fā)現(xiàn)其能夠誘導燕麥HTT酶的活 性，從而誘導其產生抗病能力。劉曉等用殼寡糖和脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON)以不同方式 處理小麥種子，測定其從Gl期啟動進入S期和G2-M期的胚細胞百分率和小麥黃化苗的生 長；結果表明，殼寡糖可促進小麥種子胚細胞周期啟動并促進小麥根數目增加，說明殼寡糖 對小麥種子的胚細胞分裂有促進作用；殼寡糖預處理小麥種子可解除DON對小麥黃化苗生 長及胚細胞啟動的抑制作用，表明寡聚糖可提高植物對病原菌毒素的抗耐性，這可能是寡 聚糖誘導植物提高抗病性的重要機制之一。Takezawa用小麥培養(yǎng)的細胞來研究Ca/的傳 遞作用和誘導細胞對真菌病原體的抵抗作用。Typhulaishikariensis以衍生的物質來誘 導用小麥培養(yǎng)的細胞，結果顯示，ccd-1基因密碼是一個14kDa的Ca2+蛋白質復合物，它具 有一個偏酸性的兩性分子特征。殼寡糖誘導顯示了它能夠轉換Ca/信號，這能使植物啟動 自己的防御體系，免受真菌的入侵。
[0010] 殼寡糖具有多方面生理功能以及抗腫瘤效果。早在1985年，Suzuki等就用甲殼六 聚糖對小鼠進行抗腫瘤測試，得到了明顯效果；1997年，王中和等又用低分子殼多糖口服 液對臨床患者進行輔助治療，發(fā)現(xiàn)白細胞、淋巴細胞的總數保持穩(wěn)定，T淋巴細胞的數量顯 著上升，也說明了低分子殼多糖的抗腫瘤輔助療效。因此，它可作為早期腫瘤的治療藥物； 其作用機理為乙酰-D糖胺（GlcNA)或D-糖胺（GLcN)殘基與巨噬細胞表面受體結合后， 激活巨噬細胞釋放IL-1，同時引起T細胞表面IL-2受體表達，而這又加速了T細胞成熟而 釋放IL-2、IL-2與受體結合后，進一步加速T細胞分化成熟為細胞毒性T細胞，從而產生抗 腫瘤作用。
[0011] 殼聚糖具有天然、廣譜抗菌活性，殼寡糖為其降解產物，同樣也具有抗菌作用。殼 寡糖具有廣譜抑菌活性并對人畜無毒，開發(fā)殼寡糖生物源農藥是減少化學農藥施用量的有 效途徑。鄭連英等研究推測殼寡糖通過滲透進入病原菌細胞體內，吸附其體內帶有陰離子 的細胞質，并產生絮凝作用，擾亂細胞正常的生理活動，最終殺滅病菌。施用殼聚糖可直接 抑制病菌生長或誘導植物的抗病反應，提高植物的抗病性。經實驗室生物活性測定和田間 藥效試驗證明，殼寡糖對番茄早疫病、黃瓜白粉病、棉花黃萎病、大豆病毒病、辣椒病毒病、 木瓜病毒病等均有很好的防效。
[0012] 除了不能與堿性農藥混合使用外，殼寡糖是一種良好的生物源農藥，具有對環(huán)境 無污染，能夠誘導植物產生抗病性等優(yōu)點。中國科學院大連化學物理研究所研制的殼寡糖 生物農藥如已獲得國家農業(yè)部農藥臨時登記證，并與相關企業(yè)聯(lián)合，作為抗煙草花葉病的 指定藥劑，在煙草生產中進行大面積推廣，取得了明顯的經濟和社會效益。
[0013] 殼寡糖分子中基于生物源多糖衍生物合成與生物活性研究，發(fā)現(xiàn)經修飾后的殼寡 糖希夫堿、殼寡糖希夫堿金屬配合物、殼寡糖磷酸酯對煙草花葉病的抑制作用均比未修飾 的殼寡糖具有更高的活性。
[0014] 四級銨鹽與無機鹽性質相似，易溶于水，不少具有一定的生物活性，有 些四級銨鹽可用作藥物、農藥以及化學反應中的相轉移催化劑等。例如，矮壯素 [(CH3) 3NCH2CH2C1]+C1是一種植物生長調節(jié)劑，氯化芐基三乙基銨和硫酸氫四丁基銨都是 優(yōu)良的相轉移催化劑。在相轉移催化反應中，四級銨鹽可與水相中的親核試劑組成離子對， 進入有機相，從而加快反應速率，減少副反應并提尚收率。
[0015] 季銨鹽一般可以用作：殺菌消毒劑、柔軟抗靜電劑、絮凝劑、破乳劑、減阻劑、增稠 劑、陰離子增效劑等；聚季銨鹽可用作絮凝劑和殺菌劑，能夠有效的水中菌藻的繁殖和粘泥 的產生，聚季銨鹽也具有一定的去油、除臭和緩釋的作用；聚季銨鹽還可以用在紡織印染行 業(yè)作為柔軟劑、調理劑等；同時季銨鹽類的產品具有綠色環(huán)保、易降解、不含apeo(烷基酚 聚氧乙烯醚）、甲醛等危害自然環(huán)境和人類健康的物質的特性。季銨鹽是未來洗化行業(yè)表 面活性劑的發(fā)展方向，所以開發(fā)季銨鹽類的各種精細化工產品具有較大的市場潛力和競爭 力。
[0016] 納米技術是新興的交叉和邊緣學科，已發(fā)展成為21世紀最重要的技術之一，將納 米技術應用于農藥，必將對農藥的研究和開發(fā)產生積極的影響。納米銀是一種典型的金屬 納米材料，具有較大的比表面積，粒子尺寸較小，其表面原子所占的百分比增加，表面原子 數就增多，周圍缺少相鄰原子，則存在許多不飽和鍵，表面具有高表面能的不穩(wěn)定原子。這 種結構給各種反應提供了很多的接觸吸附位點和反應作用點，通過化學鍵很容易與外來原 子相結合，它們吸附病毒的能力大大提高，與病毒之間相互產生的化學反應能力也快速增 強。而且納米銀作為一種新型的抗菌劑，具有強大的抑菌，殺菌作用及廣譜的抗菌活性，具 有傳統(tǒng)無機抗菌劑無法比擬的抗菌效