CN101293107A - 广谱生物杀菌性空气过滤材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种广谱生物杀菌性空气过滤材料及其制备方法。本发明不仅适用于需空气净化的一般家庭和业务部门，还适用于半导体、制药、医院等对洁净度要求较高的环境使用。本发明广谱生物杀菌性空气过滤材料，包括至少一种生物抗菌剂和玻璃纤维滤纸组成，所述生物抗菌剂为溶菌酶、硫酸鱼精蛋白、聚赖氨酸、乳酸链球菌素、硫酸多粘菌素、甘氨酸或纳他霉素。本发明制备方法是经硅烷化、醛基化、缩合反应和去除物理吸附的抗菌剂而制得。本发明制备的生物杀菌性空气过滤材料，抗菌剂用量低，对滤材的阻力没有影响；而杀菌率高，对细菌、芽孢、病毒杀灭率大部分在99％以上，真菌被抑制不能生长。

Description

广谱生物杀菌性空气过滤材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及空气净化领域，更具体地说，是涉及一种广谱生物杀菌性空气过滤材料及其制备方法。

背景技术

自从过滤器面世以来，制造者赋予它的最大功能就是能够改善室内空气质量。但是它在减小室内空气中微粒数量的同时，也带来了新问题，即传统过滤器本身就可能成为细菌、霉菌、真菌等微生物的滋生场所。不断繁殖的病菌可能发展到遍布整个过滤器上，进而破坏过滤器的结构，而且其产生的毒素等代谢产物及尸体碎片可能通过过滤器弥散在室内空气中，从而严重影响人们的健康，甚至会造成交叉感染。为了减小危害，人们将抗菌剂应用在过滤器上。由于化学抗菌剂可能对人体的正常生理功能有近期或远期的毒副作用，且某些常用的无机抗菌产品成本高、加工难度大、性质不稳定，因此，天然抗菌剂，特别是生物抗菌剂越来越引起人们的关注。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种不仅适用于需空气净化的一般家庭和业务部门，特别适用于半导体、制药、医院等对洁净度要求较高的环境使用的广谱生物杀菌性空气过滤材料及其制备方法。

本发明广谱生物杀菌性空气过滤材料，包括至少一种生物抗菌剂和玻璃纤维滤纸组成，所述生物抗菌剂为溶菌酶、硫酸鱼精蛋白、聚赖氨酸、乳酸链球菌素、硫酸多粘菌素、甘氨酸或纳他霉素。

本发明由硫酸鱼精蛋白、甘氨酸、纳他霉素和玻璃纤维滤纸组成。

本发明由乳酸链球菌素、硫酸多粘菌素、纳他霉素和玻璃纤维滤纸组成。

本发明广谱生物杀菌性空气过滤材料的制备方法，按照下述步骤进行：

第一步硅烷化

将玻璃纤维滤纸室温下于含5～25％的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中浸渍12～24h后，用甲苯洗净，室温下风干；

第二步醛基化

用戊二醛水溶液浸渍上述硅烷化的空气过滤材料，处理6～8h，用蒸馏水洗净，室温下风干；

第三步缩合反应

将上述带有醛基的滤纸片放入生物抗菌剂溶液中，所述生物抗菌剂溶液是权利要求1所述的至少一种生物抗菌剂按照重量体积比0.1～1％溶于pH9～10的缓冲液；

第四步

用NaCl和醋酸的混合溶液洗涤滤纸片，以去除物理吸附的抗菌剂，即制得广谱生物杀菌性空气过滤材料。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明所选用的抗菌剂均来源于生物，具有高效、安全无毒、性质稳定的特点，克服了化学抗菌剂对环境的污染和对人体造成的近期或远期的潜在危害，以及某些常用的无机抗菌产品成本高、加工难度大、性质不稳定的缺陷，是一类环保型抗菌剂。

2.本发明所选择的杀菌性过滤材料的制备方法，是以共价键结合的化学方法，抗菌剂经固定后可长期结合在过滤材料上，因活性基团未受影响，所以抗菌活性可长期保持。而常用的浸泡、喷涂等物理固定方法制成的过滤材料，对风吹、高湿等环境条件较为敏感，抗菌剂容易脱落，从而影响了抗菌效果。

3.本发明制备的生物杀菌性空气过滤材料，抗菌剂用量低，对滤材的阻力没有影响；而杀菌率高，对细菌、芽孢、病毒杀灭率大部分在99％以上，真菌被抑制不能生长；杀菌过程不需要外加能源的参与；所选抗菌剂性质稳定，具有加工适应性；安全环保，不会对环境造成二次污染，是制备空气净化过滤器的理想材料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

生物杀菌性空气过滤材料的制备

室温下将玻璃纤维滤纸于10％的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中浸渍10h后，用甲苯洗净，室温下风干；再用戊二醛水溶液浸渍处理8h，在硅烷化的滤材表面导入醛基，醛基与表1中各多肽类抗菌剂的氨基缩合形成席夫(Schiff’s)碱，制成杀菌性空气过滤材料。

杀菌实验

菌株的选择：以金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)作为革兰氏阳性菌的代表；大肠杆菌(8099)作为革兰氏阴性菌的代表；枯草芽胞杆菌(ATCC 9372)作为细菌芽孢的代表；绳状青霉(ATCC 10509)作为真菌的代表；大肠杆菌f₂噬菌体作为病毒的代表。

杀灭细菌和病毒效果的评价，参照日本Method No.NU-734-99，溶菌酶滤纸的杀菌评价试验(液滴气相试验法)；杀灭霉菌效果的评价，参照AATCC30-1993《织物材料抗菌作用的评价：织物材料的防霉变和防腐蚀》。杀菌实验结果

表1  抗菌剂以不同浓度单独固定时对细菌和病毒的杀灭效果

注：①对照样片洗脱液的菌液浓度约在1.0×10⁴cfu/mL，当试验样片的洗脱液中未检测到细菌时，将杀菌率定义为＞99.99％(一般不讲100％)；同样，f₂噬菌体对照样片的洗脱液浓度约为1.0×10³pfu/mL，当试验样片洗脱液中无噬菌体检出时，认为杀病毒率为＞99.9％。

表2  纳他霉素对霉菌的抑制作用

由于纳他霉素溶解度较低，100mL缓冲液中最多溶解0.08～0.1g，而在浓度为0.1％时进行固定，其对霉菌杀灭效果即非常好。

实施例2

将0.5％聚赖氨酸、0.25％硫酸鱼精蛋白(按照重量体积比溶于pH9～10的缓冲液)联合固定在已经醛基化的滤纸上，按照实施例1中的杀菌实验测定对细菌和病毒的杀灭率，结果如下：

表2  两种抗菌剂组合时对细菌和病毒的杀灭效果

注：①对照样片上洗脱的菌液浓度为：大肠杆菌1.38×10⁴cfu/mL，金黄色葡萄球菌1.62×10⁴cfu/mL，枯草芽孢杆菌1.27×10⁴cfu/mL，f₂噬菌体1.0×10³pfu/mL。

②以下为缩写的简称：L代表聚赖氨酸(0.5％)，Y代表硫酸鱼精蛋白

(0.25％)。

将0.5％聚赖氨酸、0.25％硫酸鱼精蛋白、0.1％纳他霉素联合固定在已经醛基化的滤纸上，霉菌在滤纸上出现了肉眼可见的生长。

实施例3

将0.5％聚赖氨酸、0.5％乳酸链球菌素(按照重量体积比溶于pH9～10的缓冲液)联合固定在已经醛基化的滤纸上，按照实施例1中的杀菌实验测定对细菌和病毒的杀灭率，结果如下：

表3  两种抗菌剂组合时对细菌和病毒的杀灭效果

注：①对照样片上洗脱的菌液浓度为：大肠杆菌1.38×10⁴cfu/mL，金黄色葡萄球菌1.62×10⁴cfu/mL，枯草芽孢杆菌1.27×10⁴cfu/mL，f₂噬菌体1.0×10³pfu/mL。

②以下为缩写的简称：L代表聚赖氨酸(0.5％)，R代表乳酸链球菌素(0.5％)。

将0.5％聚赖氨酸、0.5％乳酸链球菌素、0.1％纳他霉素联合固定在已经醛基化的滤纸上，霉菌在滤纸上出现了肉眼可见的生长。

实施例4

将0.5％甘氨酸、0.25％硫酸鱼精蛋白、0.1％纳他霉素(按照重量体积比溶于pH9～10的缓冲液)联合固定在已经醛基化的滤纸上，按照实施例1中的杀菌实验测定对细菌、病毒和霉菌的杀灭效果，结果如下：

表4  抗菌剂组合后杀菌效果测定

注：①对照样片上洗脱的菌液浓度为：大肠杆菌1.38×10⁴cfu/mL，金黄色葡萄球菌1.62×10⁴cfu/mL，枯草芽孢杆菌1.27×10⁴cfu/mL，f₂噬菌体1.0×10³pfu/mL。

②以下为缩写的简称：G代表聚赖氨酸(0.5％)，Y代表硫酸鱼精蛋白(0.25％)，N代表纳他霉素(0.1％)。

实施例5

将0.5％乳酸链球菌素、0.1％硫酸多粘菌素、0.1％纳他霉素(按照重量体积比溶于pH9～10的缓冲液)联合固定在已经醛基化的滤纸上，按照实施例1中的杀菌实验测定对细菌、病毒和霉菌的杀灭效果，结果如下：

表5  抗菌剂组合后杀菌效果测定

注：①对照样片上洗脱的菌液浓度为：大肠杆菌1.38×10⁴cfu/mL，金黄色葡萄球菌1.62×10⁴cfu/mL，枯草芽孢杆菌1.27×10⁴cfu/mL，f₂噬菌体1.0×10³pfu/mL。

②以下为缩写的简称：R代表乳酸链球菌素(0.5％)，D代表硫酸多粘菌素(0.1％)，N代表纳他霉素(0.1％)。

Claims (4)

1.一种广谱生物杀菌性空气过滤材料，其特征是，至少由一种生物抗菌剂和玻璃纤维滤纸组成，所述生物抗菌剂为溶菌酶、硫酸鱼精蛋白、聚赖氨酸、乳酸链球菌素、硫酸多粘菌素、甘氨酸或纳他霉素。

2.根据权利要求1所述的广谱生物杀菌性空气过滤材料，其特征是，由硫酸鱼精蛋白、甘氨酸、纳他霉素和玻璃纤维滤纸组成。

3.根据权利要求1所述的广谱生物杀菌性空气过滤材料，其特征是，由乳酸链球菌素、硫酸多粘菌素、纳他霉素和玻璃纤维滤纸组成。

4.一种广谱生物杀菌性空气过滤材料的制备方法，其特征是，按照下述步骤进行：

第一步硅烷化

将玻璃纤维滤纸室温下于含5～25％的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中浸渍12～24h后，用甲苯洗净，室温下风干；

第二步醛基化

用戊二醛水溶液浸渍上述硅烷化的空气过滤材料，处理6～8h，用蒸馏水洗净，室温下风干；

第三步缩合反应

将上述带有醛基的滤纸片放入生物抗菌剂溶液中，所述生物抗菌剂溶液是权利要求1所述的至少一种生物抗菌剂按照重量体积比0.1～1％溶于pH9～10的缓冲液；

第四步

用NaCl和醋酸的混合溶液洗涤滤纸片，以去除物理吸附的抗菌剂，即制得权利要求1所述的广谱生物杀菌性空气过滤材料。