CN101485331A - 一种纳米银消毒剂 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
本发明提供一种纳米银消毒剂，含有纳米银和添加剂，其中，添加剂由表面活性剂和活性成分组成，表面活性剂是由吐温－80、吐温－20、十二烷基硫酸钠、椰油脂肪酸单乙醇酰胺、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或几种组成，活性成分由鱼腥草挥发油、薄荷挥发油、冰片、苍术挥发油、苦参总生物碱、蛇床子挥发油中的一种或几种组成。本发明的纳米银消毒剂中的纳米银和添加剂通过协同作用，在保证纳米银安全无毒的同时，能极大地提高纳米银进入微生物细胞质的速度，从而达到纳米银快速杀菌的作用，也可以用于维持对微生物的长期杀灭作用。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种纳米银消毒剂。
背景技术
纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质。作为最新一代的天然抗菌剂，纳米银杀菌具有广谱抗菌和安全无毒的特点。
纳米银广谱抗菌的机制可能与纳米银与蛋白质和核酸的结合作用有关。纳米银颗粒进入菌体后可与含巯基的代谢酶结合，导致细菌和真菌死亡；纳米银也可能与细菌和真菌的DNA结合，导致其结构改变，抑制DNA复制，导致真菌失去活性。经国内八大权威机构研究发现：其对耐药病原菌如耐药大肠杆菌、耐药金葡萄球菌、耐药绿脓杆菌、化脓链球菌、耐药肠球菌，厌氧菌等有全面的抗菌活性；对烧烫伤及创伤表面常见的细菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、白色念珠菌及其它G+、G-性致病菌都有杀菌作用；对沙眼衣原体、引起性传播性疾病的淋球菌也有强大的杀菌作用。
早在《本草纲目》中记载：生银，无毒；美国公共卫生局1990年《关于银毒性的调查报告》中说明：银对人体无明显毒副作用；纳米银是局部用药，银含量少，是最安全的用药方式。经试验考察发现小鼠在口服最大耐受量925mg/kg，即相当于临床使用剂量的4625倍时，无任何毒性反应，在兔的皮肤刺激实验中，也没有发现任何刺激反应。
目前，国内外的纳米银的研究文献和专利都围绕纳米银的制备方法展开，都试图通过缩小银的粒径增强纳米银的杀菌性能，或者解决纳米银的稳定性问题，或者提供廉价的纳米银的制备方法，例如专利CN02156834.0《一种载附纳米银的天然植物复合抗菌材料及其制备方法》，CN03135931.0《纳米银粉的制备方法》，CN200410069105.9《一种纳米银胶体水溶液的制备方法》，CN200410015789.4《纳米银的制造方法》等。
细菌的结构包括基本结构和特殊结构两部分。基本结构是各种细菌所共有的，包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等；特殊结构是某些细菌在一定条件下所特有的结构，包括荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞等。
细胞壁的主要成分是肽聚糖，又称粘肽。细胞壁的主要功能是：1.维持菌体固有外形，保护细菌抵抗低渗的外环境。细菌细胞内各种营养物质的浓度高出胞外数百倍，渗透压可达25个大气压，细胞壁的存在避免了细菌在此环境中的破裂和变形；2.与细胞内外物质交换相关。细胞壁上有许多微孔，可使水和直径小于1nm的物质自由通过，并阻碍大分子物质，因而它与细胞膜共同完成细胞内外物质交换。
细胞膜是位于细胞壁内侧紧包在细胞质外面的一层富有弹性、具有半渗透性的生物膜。厚约5～10nm，占细菌干重的10％～30％。细菌细胞膜的结构与其他生物膜基本相同，为脂质双层并镶嵌有许多蛋白质，这些蛋白是具有特殊作用的酶和载体蛋白。细胞膜具有选择性通透作用，与细胞壁共同完成菌体内外物质交换。
纳米银颗粒进入菌体后可与含巯基的代谢酶结合，导致细菌和真菌死亡；纳米银也可能与细菌和真菌的DNA结合，导致其结构改变，抑制DNA复制，导致真菌失去活性。根据纳米银的抗菌机理，纳米银必须要突破细菌的细胞壁和细胞膜屏障，进入细胞质后才能破坏细胞质中的酶系统，干扰细菌新陈代谢，或者进入核质，破坏细菌DNA。
由于纳米银颗粒是单质金属，根据不同纳米银的制备方法，纳米银的表面都会带上正电或者负电，具有很大的极性，而且普通的纳米银粒径在25nm左右，最好的也有5nm，面对选择性通透的细胞壁和细胞膜，纳米银很难快速进入细胞质起作用，因此纳米银的杀菌作用主要表现在需要较长的纳米银细菌接触时间。60mg/L的纳米银5分钟对大肠杆菌的抑菌率只有98.5％，对白色念珠菌的抑菌率只有67.9％(《纳米银体外抗菌作用的实验观察》，郑丛龙等，《中国消毒学杂志》2008年第25卷第1期P4-P6)。市售纳米银消毒剂(1600ppm)，作用时间为2.5min、5min、7.5min，对金黄色葡萄球菌的杀灭对数值分别为0.02、0.05和0.11；对大肠杆菌的杀灭对数值分别为0.04、0.18和0.34(中国疾病预防控制中心，样品受理编号：2007kf0549)。
中国专利CN200610024308.5《含有纳米银的阿莫西林抗菌剂及其制备方法应用》和中国专利CN200810017373.4《一种替硝唑复合纳米银微乳抗菌药物》提出了通过其他药物和纳米银的联合用药来提高杀菌能力，但两个专利都是应用了对某一菌种强效的抗生素，如阿莫西林主要是针对革兰氏阳性菌，替硝唑主要是针对厌氧菌，并且试图通过利用纳米银的广谱性来提高复合药物的抗菌谱，但仍然没有解决纳米银不能快速杀菌的缺陷。目前，国内外的专利和文献无如何改善纳米银快速杀菌性能的相关报道。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种纳米银消毒剂，旨在解决现有纳米银不能快速杀菌的缺陷。
本发明实施例是这样实现的：
一种纳米银消毒剂，含有纳米银和添加剂，其中，添加剂由表面活性剂和活性成分组成，表面活性剂是由吐温-80、吐温-20、十二烷基硫酸钠、椰油脂肪酸单乙醇酰胺、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或几种组成，活性成分由鱼腥草挥发油、薄荷挥发油、冰片、苍术挥发油、苦参总生物碱、蛇床子挥发油中的一种或几种组成。
上述技术方案，由于在纳米银消毒剂中添加有一种特殊的添加剂，该添加剂由表面活性剂和活性成分组成，该表面活性剂很容易吸附在正电性或负电性的纳米银上，减弱纳米银表面的电性，从而减弱纳米银的极性，但同时能维持纳米银颗粒在溶液中的稳定空间结构；该活性成分能够改变或破坏细菌细胞壁或者细胞膜的结构。本发明中虽然该添加剂的用量很小、抗菌能力很弱，但通过协同作用，在保证纳米银安全无毒的同时，能极大地提高纳米银进入微生物细胞质的速度，从而达到纳米银快速杀菌的作用。当然，本发明的纳米银消毒剂也可以用于维持对微生物的长期杀灭作用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种与现有技术相比，能快速杀菌的纳米银消毒剂，为此，该消毒剂由纳米银和一种特殊添加剂与水混合而成，该添加剂主要由能减弱纳米银极性的表面活性剂和能改变或者破坏细菌细胞壁和细胞膜的活性成分组成，该添加剂的用量很小、抗菌能力很弱，但能够通过协同作用，在保证纳米银安全无毒的同时，极大地提高纳米银进入微生物细胞质的速度，从而达到纳米银快速杀菌的作用。
本发明实施例的纳米银消毒剂，其中，纳米银的浓度至少为50ppm。添加剂的体积百分比浓度至少为0.1％。为节约成本，优选方案为纳米银的浓度为50～4000ppm，添加剂的体积百分比浓度为0.1～6％。为进一步节约成本、减小副作用，增强纳米银消毒剂的稳定性，更优选的方案为纳米银的浓度为200～2000ppm，添加剂的体积百分比浓度为0.1～2％。
本发明中使用的纳米银，可以利用可溶性银盐，采用溶胶-凝胶法、微乳液法、反向胶束法、气相沉积法等多种方法获得，或采用金属银的块体或粉体获得，也可以通过市售获得。
本发明实施例的纳米银消毒剂中，表面活性剂是由吐温-80、吐温-20、十二烷基硫酸钠、椰油脂肪酸单乙醇酰胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、中的一种或几种组成。优选吐温-80和十二烷基硫酸钠。活性成分由鱼腥草挥发油、薄荷挥发油、冰片、苍术挥发油、苦参总生物碱、蛇床子挥发油中的一种或几种组成。优选为鱼腥草挥发油中的鱼腥草素、薄荷挥发油中的薄荷醇、冰片中的β-榄香烯、苍术挥发油中的β-桉叶醇、苦参中的氧化苦参碱和蛇床子中的蛇床子素的一种或多种组成。在纳米银消毒剂中，表面活性剂的体积百分比含量为0.05％～3％，活性成分的体积百分比含量为0.05％～3％。进一步优选为表面活性剂的体积百分比含量为0.05％～1％，活性成分的体积百分比含量为0.05％～1％。
实施例1
1、纳米银的制备：
(1)将0.5％的甜菜碱型聚合物和47％的自来水混合为甜菜碱型聚合物水溶液，然后将0.5％的过氧化氢与50％的自来水混合成过氧化氢水溶液。(2)将甜菜碱聚合物水溶液加入反应釜中，在高速分散机于800r/min的搅拌速度下，加入2％的硝酸银，搅拌1.5小时左右，使银离子与甜菜碱型聚合物溶液充分发生络合反应。(3)最后将过氧化氢水溶液，通过喷淋器并在每分钟1000ml的流量控制下喷淋于步骤(2)所得的溶液中，喷淋结束后，继续搅拌1个小时，即得到液态纳米银。
2、活性成分的制备：
称取100g鱼腥草，置于圆底烧杯中，加入50％乙醇1000ml，于60度下回流提取60分钟。重复提取3次后，合并提取液进行真空过滤。将过滤后的滤液转入旋转蒸发器内进行加热、真空蒸发，得到鱼腥草素的浓缩液。待浓缩液冷却后，转入分液漏斗中，然后再加入氯仿以去除浓缩液中的杂质。将去杂质后的浓缩液进行干燥，最后得到鱼腥草素提取物。
3、纳米银消毒剂制备：
取步骤2中提取的鱼腥草素0.2g，加入表面活性剂吐温-800.3ml、十二烷基硫酸钠0.2g、蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液(2000ppm)20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为400ppm的纳米银消毒剂。
实施例2
1、纳米银溶液制备：
与实施例1中纳米银溶液制备方法相同。
2、活性成分制备：取鱼腥草鲜草600g，剪切成长度约0.5～1.0cm，置于1500ml的圆底烧瓶中，加入蒸馏水800ml，接上挥发油提取器回流提取，在混合液沸腾并回流开始时计时，保持平稳回流温度提取3h，停止加热，自然冷却，收集淡(浅)黄色挥发油，并存放于冰箱中。称取干燥的蛇床子100g于1000ml圆底烧瓶中，加蒸馏水450mL浸泡14h，接上挥发油提取器回流提取，在混合液沸腾并回流开始时计时，保持平稳回流温度提取6h，停止加热。流出液以无水硫酸钠干燥，得到淡黄色透明的挥发油液体。
3、纳米银消毒剂制备：
取上述鱼腥草挥发油0.2ml，蛇床子挥发油0.2ml，加入表面活性剂椰油脂肪酸单乙醇酰胺0.2g、吐温-200.3ml、蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为400ppm的纳米银复合溶液。
实施例3
1、纳米银溶液制备：
与实施例1中纳米银溶液制备方法相同。
2、活性成分制备：购买市售冰片β-榄香烯提取物和氧化苦参碱提取物。
3、纳米银消毒剂制备：
取上述冰片β-榄香烯提取物0.2ml，氧化苦参碱提取物0.2g，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠0.2g、吐温-800.3ml、蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为400ppm的纳米银复合溶液。
实施例4
1、纳米银溶液制备：
与实施例1中纳米银溶液制备方法相同。
2、活性成分制备：购买市售薄荷挥发油中的薄荷醇提取物和苍术挥发油中的β-桉叶醇提取物。
3、纳米银消毒剂制备：
取上述薄荷挥发油中的薄荷醇提取物0.2ml，苍术挥发油中的β-桉叶醇提取物0.2ml，加入表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱0.2g、吐温-800.3ml、蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为400ppm的纳米银复合溶液。
实施例5
取市售纳米银粉制备成2000ppm的纳米银溶液20ml。取市售冰片β-榄香烯提取物0.2g、氧化苦参碱提取物0.2g，加入表面活性剂吐温-800.5ml、十二烷基硫酸钠0.2g，蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为400ppm的纳米银复合溶液。
实施例6
取市售纳米银粉制备成10000ppm的纳米银溶液20ml。取市售冰片β-榄香烯提取物0.2g、氧化苦参碱提取物0.2g，加入表面活性剂吐温-800.5ml、十二烷基硫酸钠0.2g，蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为2000ppm的纳米银复合溶液。
实施例7
取市售纳米银粉制备成2000ppm的纳米银溶液20ml。取市售冰片β-榄香烯提取物0.5g、氧化苦参碱提取物0.5g，加入表面活性剂吐温-800.5ml、十二烷基硫酸钠0.5g，蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为400ppm的纳米银复合溶液。
实施例8
取市售纳米银粉制备成1000ppm的纳米银溶液20ml。取市售冰片β-榄香烯提取物0.2g、氧化苦参碱提取物0.2g，加入表面活性剂吐温-800.5ml、十二烷基硫酸钠0.2g，蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为200ppm的纳米银复合溶液。
实施例9
取市售纳米银粉制备成2000ppm的纳米银溶液20ml。取市售冰片β-榄香烯提取物0.025g、氧化苦参碱提取物0.025g，加入表面活性剂吐温-800.025ml、十二烷基硫酸钠0.025g，蒸馏水20ml，搅拌0.5小时后，在搅拌中缓慢滴加上述制备的纳米银溶液20ml，加蒸馏水定容至100ml，充分搅拌0.5小时，制得纳米银含量为400ppm的纳米银复合溶液。
本发明制备的纳米银消毒剂经稳定性试验(54度，14天)，无分层和沉淀。经广东省微生物研究中心按照《消毒技术规范》(2002版)的试验要求，用中和剂法的对比性杀菌性能检测报告证明，本发明的纳米银消毒剂在5分钟内对金黄色葡萄球菌的杀灭性能提升了3.94个对数值，对大肠杆菌的杀灭性能提升了1.9个对数值，对白色念珠菌的杀灭性能提升了1.31个对数值。协调杀菌效果远远大于两种物质的累加效果，明显优于作为消毒剂的杀菌性能评估国家标准。经深圳市疾控中心急性经口毒性试验和急性眼刺激试验证明，本发明的纳米银消毒剂为无毒级物质，对家兔眼刺激强度属无刺激性。具体实验数据参见表1至表6。
表1 对比性杀菌性能总结
表2 纳米银消毒剂(纳米银+特殊添加剂)杀菌性能检测报告
检测依据：《消毒技术规范》(2002版)消毒剂杀微生物试验2.1.1.7细菌定量杀灭试验，2.1.1.9真菌定量杀灭试验。
测试时间：5分钟
测试浓度：400mg/L
检测单位：广东省微生物分析检测中心。
表3 特殊添加剂杀菌性能检测报告
检测依据：《消毒技术规范》(2002版)消毒剂杀微生物试验2.1.1.7细菌定量杀灭试验，2.1.1.9真菌定量杀灭试验。
测试时间：5分钟
检测单位：广东省微生物分析检测中心。
表4 纳米银杀菌性能检测报告
检测依据：《消毒技术规范》(2002版)消毒剂杀微生物试验2.1.1.7细菌定量杀灭试验，2.1.1.9真菌定量杀灭试验。
测试时间：5分钟
测试浓度：400mg/L
检测单位：广东省微生物分析检测中心。
表5 纳米银消毒剂(纳米银+特殊添加剂)经口急性毒性报告
检测依据：《消毒技术规范》(2002年版)中的急性经口毒性试验。
检测单位：深圳市疾病预防控制中心
实验结果：给予受试物后，所有受试动物于观察期内未见异常反应，无死亡。雌、雄小鼠经口急性毒性最大耐受剂量大于5000mg/kg。根据《消毒技术规范》(2002年版)中急性毒性分级标准，纳米银消毒剂属于实际无毒级物质。
表6 纳米银消毒剂(纳米银+特殊添加剂)急性眼刺激试验
检测依据：《消毒技术规范》(2002年版)中的急性眼刺激试验。
检测单位：深圳市疾病预防控制中心。
试验结果：于整个观察期内，受试物对3只家兔眼刺激平均评分角膜或虹膜损害为0，结膜水肿为0，结膜充血<1，根据《消毒技术规范》(2002年版)中的急性眼刺激试验评价标准判定，纳米银消毒剂对家兔眼刺激强度属无刺激性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种纳米银消毒剂，含有纳米银和添加剂，其中，添加剂由表面活性剂和活性成分组成，所述表面活性剂是由吐温-80、吐温-20、十二烷基硫酸钠、椰油脂肪酸单乙醇酰胺、椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或几种组成，所述活性成分由鱼腥草挥发油、薄荷挥发油、冰片、苍术挥发油、苦参总生物碱、蛇床子挥发油中的一种或几种组成。
2、如权利要求1所述的纳米银消毒剂，其中，纳米银的浓度至少为50ppm。
3、如权利要求1所述的纳米银消毒剂，其中，添加剂的体积百分比浓度至少为0.1％。
4、如权利要求1至3任一项所述的纳米银消毒剂，其中，纳米银的浓度为50～4000ppm，添加剂的体积百分比浓度为0.1～6％。
5、如权利要求4所述的纳米银消毒剂，其中，纳米银的浓度为200～2000ppm，添加剂的体积百分比浓度为0.1～2％。
6、根据权利要求1所述的纳米银消毒剂，其中，活性成分由鱼腥草挥发油中的鱼腥草素、薄荷挥发油中的薄荷醇、冰片中的β-榄香烯、苍术挥发油中的β-桉叶醇、苦参中的氧化苦参碱和蛇床子中的蛇床子素的一种或几种组成。
7、根据权利要求4所述的纳米银消毒剂，其中，表面活性剂的体积百分比含量为0.05％～3％，活性成分的体积百分比含量为0.05％～3％。
8、根据权利要求7所述的纳米银消毒剂，其中，表面活性剂的体积百分比含量为0.05％～1％，活性成分的体积百分比含量为0.05％～1％。
9、根据权利要求1所述的纳米银消毒剂，其特征在于所述的纳米银使用可溶性银盐采用溶胶-凝胶法、微乳液法、反相胶束法、气相沉积法之一种方法获得，或采用金属银的块体或粉体获得。
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