CN102450260A - 一种具水溶性及生物可分解性的抗菌剂 - Google Patents

Abstract

一种具水溶性及生物可分解性的抗菌剂，其包含一由一链段A及一链段B所构成的聚合物，其中，该链段A具有下列的化学式I：

，该链段B具有下列的化学式II：

，该聚合物中的该链段A与该链段B的摩尔含量比为1∶0.007-1.2，且n为0或1，m为0-2的整数，m+n≠0，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg，Y为Cl、Br或I。

Description

一种具水溶性及生物可分解性的抗菌剂

技术领域

本发明是有关于一种抗菌剂，特别是一种主链是由至少一包含卤胺官能团(N-halamine groups)的重复单元所构成的具水溶性及生物可分解性的抗菌剂。

背景技术

在我们生活的周遭环境中，甚至于人体上，我们都可以自其中发现至少数千种的微生物存在。在这些微生物中，有些对人类有益，有些则是有害的，其中有益的微生物，人类可利用其生产制造所需的食物或化学品，而有害的微生物则可能会在食品或药品的加工、贮存及运输过程中，或是在消费者使用时，造成其破坏，甚至是会使人体内组织受到感染。因此，为避免此种有害微生物对人类可能造成的危害，在我们生活周遭及各种应用上，抗菌剂的需求便应运而生。目前已知有多种的抗菌剂被开发出，并被广泛使用于各种生活应用中。

目前所发展的各式抗菌剂中，有一类抗菌剂为含有卤胺(N-halamine)化合物成分的抗菌剂，其对于细菌、霉菌及病毒等，都具有相当良好的抗菌功效。本领域熟知，卤胺化合物是指含有N-X的卤胺官能团(X可以为Cl、Br或I)的化合物，其可利用含胺、酰胺，或者酰亚胺基团等官能团的化合物，经氧化剂(如次卤酸盐)氧化作用而得。该类型化合物中的N-X官能团，在微生物存在下，在水中受水分子的作用下会缓慢解离，而释放出具有氧化作用的卤素离子，同时此化合物中的N-X官能团则会被还原成为N-H官能团。此被游离释放出具有氧化作用的卤素离子，可以杀死细菌、霉菌等微生物。此类卤胺化合物在解离出卤素离子杀死微生物后，通常可再借由前述的次卤酸盐处理，使其中的N-H官能团再度被氧化为N-X官能团，使其杀菌功能得以再生。本领域熟知，卤胺化合物因具有杀菌速度快、杀菌效率高、具长效性、稳定性佳，及具抗菌能力可再生等优点，故极适用于家庭、商业和医疗场所的消毒。

本领域熟知的抗菌型卤胺化合物的开发，以Worley等人的研究最具代表性，其所带领的研究团队已开发出许多种具抗菌性的卤胺化合物，但均是以环状卤胺化合物(cyclic N-halamine compound)为主体，其揭示的结构，例如有oxazolidinones(US5902818)、imidazolidinones(US5126057)、hydantoins和spirocyclic amines等。这些结构经次氯酸盐处理后，皆可得到N-Cl官能团而具有抗菌的功效，但不论是该等单体或是聚合物，皆有不易溶于水的问题，致使其应用领域，甚至于抗菌性，皆受到限制。

另一方面，基于对环境的保护，一般来说抗菌剂系统，现大多倾向于使用水相系统取代有机溶剂，借以降低有机溶剂对环境的危害。

为了可应用于水相系统，Worley等人思及，在聚合物的侧链接上亲水性基团，从而得到水溶性较高的抗菌物质。一般是利用四级铵盐(quaternaryammonium salt)作为该亲水性基团，借以提升其对水的溶解度。例如，Worley等人开发了一种以硅氧烷(siloxane)为骨架，分别接上环状卤胺化合物hydantoin与四级铵盐结构的抗菌高分子(US7335373)。其中，siloxane与hydantoin对水的溶解度非常差，而该抗菌高分子对水的溶解度主要以四级铵盐来提升，但四级铵盐并不具抗菌功效，因此此类抗菌剂需较长时间接触才可达到足够的抗菌效果。虽然Worley等人对其环状卤胺化合物的水溶性做了改善，设计出此种结构的抗菌高分子，但其仍有不完全溶于水的问题，使用上仍须借由在水中添加少量的醇类，以帮助此抗菌高分子溶解，然而此举并无法完全解决有机溶剂可能会对环境造成危害的疑虑。另一方面，此抗菌高分子的结构乃是借由化学合成而得，合成过程中及合成后，仍或多或少会使用到有机溶剂并可能产生不必要的副产物，因此生产过程中对环境亦会造成一定的危害。再者，此种抗菌高分子需特别合成，且需经过多道制备过程，因此其价格势必昂贵。此可从Worley等人已揭示此类化合物技术多年，但至今仍未有大量产品上市，可得证。

因此，开发一种具生物兼容性、无毒性、可再生的抗菌能力、制备方式简易，且价格便宜的水溶性抗菌物质是有其必要的。

发明内容

本发明的主要目的，是提供一种具高水溶性及生物可分解性的抗菌剂。

为达成上述目的，本发明提供一种具高水溶性及生物可分解性的抗菌剂，其包含一由一链段A及一链段B所构成的聚合物，该聚合物是为一生物可分解性聚合物，

其中，该链段A具有下列的化学式I：

该链段B具有下列的化学式II：

该聚合物中的该链段A与该链段B的摩尔含量比为1∶0.007-1.2，且n为0或1，m为0-2的整数，m+n≠0，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg，Y为Cl、Br或I。

根据本发明所指出的抗菌剂，其除对水具有良好的溶解性以外，尚具有无毒性、对环境不造成危害、杀菌效率高、具长效性，及抗菌性可再生等优点。

因此根据本发明所揭示的抗菌剂，已可完全解决本领域熟知的含环状卤胺化合物成分的抗菌剂，无法单纯利用水相系统作为溶剂，且不具有生物可分解性而易对环境造成危害等问题。

具体实施方式

根据本发明所指出的一种具高水溶性及生物可分解性的抗菌剂，其包含一由一链段A及一链段B所构成的聚合物，该聚合物是为一生物可分解性聚合物。因该生物可分解性聚合物含有具抗菌性的链段B，故而使其具有抗菌性。

作为本发明生物可分解性聚合物中的该链段A较佳为具有下列的化学式I：

该链段B较佳为具有下列的化学式II：

且该链段A与该链段B的摩尔含量比为1∶0.007-1.2。化学式I与II中的n为0或1；m为0-2的整数，且m+n≠0；X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg；Y为Cl、Br或I。

作为本发明生物可分解性聚合物中的链段A，较佳的具体实施例为具有如下所示的化学式：

其中，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg。

作为本发明生物可分解性聚合物中的链段B，除了Y取代基与链段A不同外，较佳的具体实施例的化学式基本上与链段A相同。

构成本发明生物可分解性聚合物中的链段A与链段B，可分别由单一种链段所组成，或结合两种以上的链段所组成，在本发明中并没有特别的限制。

可应用于本发明中的链段A的一更佳具体实施例，是如下式所示者：

可应用于本发明的链段A的另一更佳具体实施例，是选自一链段C及一链段D所组成的族群，其中，该链段C具有下列的化学式：

该链段D具有下列的化学式：

其中，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg。

另外，可应用于本发明中的链段B的一更佳具体实施例，是如下式所示者：

另外，可应用于本发明的该链段B的另一更佳具体实施例，是选自一链段E及一链段F所组成的族群，其中，该链段E具有下列的化学式：

该链段F具有下列的化学式：

其中，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg；Y为Cl、Br或I。

上述链段C和链段E的总摩尔数与链段D和该段F的总摩尔数的比值不小于1。(即(C+E)/(D+F)≥1)

本发明所述的生物可分解性聚合物是由链段A与链段B所聚合而成。故其可能为具有规则性、部分规则性、完全无规则性，或前述两种形式以上的组合。具体而言，本发明生物可分解性聚合物中，链段A与链段B的排列方式，当其为具有规则性时，可举出的例子，包含但不仅限于，ABABABAB、AABBAABB、AAABBAAABB…等；当其为具有部分规则性时，可举出的例子，包含但不仅限于，ABABAAABABB、AABBAABBABABABB…等；当其为完全无规则性时，可举出的例子，包含但不仅限于，AABABBBAA、ABBBABABBA…等。但须注意的是，任何通式排列的结构并不影响其抗菌功能的发挥。

本发明所揭示的具抗菌功能的生物可分解性聚合物，其可以任何本领域熟知的方式来制备，在本发明中并无特别限制。例如，可借由合成方式将该链段A及该链段B直接聚合反应而成。或是取自完全由链段A所聚合而成的聚合物，再以卤化剂进行卤化反应而得。在此情况下，完全由链段A所聚合而成的聚合物，可以是由链段A直接经聚合反应而成、微生物发酵、自天然物中分离或借由本领域熟知的肽合成仪(Peptide Synthesizer)所合成。

前述的卤化剂的卤化反应处理方式，在本发明中并无特别的限制，例如浸泡或喷洒等，利用卤化剂将该链段A中的胺键部份氧化，借以形成一具抗菌功能的生物可分解性聚合物。

可应用于本发明的卤化剂，包含但不仅限于过卤酸(perhalic acid)、过卤酸盐(perhalates)、卤酸(halic acid)、卤酸盐(halates)、亚卤酸(halousacid)、亚卤酸盐(halites)、次卤酸(hypohalous acid)、次卤酸盐(hypohalites)、卤素气体(halogen gases)、三氯异氰尿酸(trichloroisocyanuric acid；TCCA)，或它们的组合。

可应用于本发明的卤化剂的一较佳具体实施例，包含但不仅限于次氯酸钠。

可应用于本发明的具抗菌功能的生物可分解性聚合物，该链段A与该链段B的摩尔含量比以1∶0.007-1.2为较佳，又以1∶0.5-1.2为更佳。

可应用于本发明的具抗菌功能的生物可分解性聚合物，其分子量并无特别限定，考虑操作上的便利性，较佳者是介于500-2,000,000之间，又更佳者是介于1,000-2,000,000之间。

本发明所揭示的具抗菌功能的生物可分解性聚合物是可完全溶于水中，因此可依需要进一步以一水溶液配制成抗菌液，其浓度可依应用和需求而做任意浓度的配制，在本发明中并无特别限制。但为避免本发明抗菌液中的生物可分解性聚合物浓度过高，致使其与水反应，因而释放出刺激性卤素气体，因此可应用于本发明的抗菌液浓度以不大于10wt％为较佳。

本发明所揭示的抗菌液，其是借由该具抗菌功能的生物可分解性聚合物所含有的链段B，以达到抗菌的功效，其中，该链段B包含具抗菌性的卤胺官能团。特别的是，包含该卤胺官能团的链段B在该抗菌液中的含量，较佳为不小于2mmol/L，且以不小于4mmol/L为更佳，又以介于4-200mmol/L的范围为最佳。

为维持本发明抗菌液有较佳的抗菌效果呈现，可应用于本发明中的抗菌液，pH值较佳是介于6-8的范围内；因当在pH值过高的碱性环境下，易导致卤化剂氧化程度差及反应速度慢而效果不彰；反之，当pH低于6时，易使反应速度提升，进而造成肽键(amide bond)的断裂及分子量的下降，致使本发明生物可分解性聚合物的结构受到破坏。

为控制前述混合液的pH值在反应过程中可保持在前述较佳的范围内，可选择性地在该混合液中添加一pH值缓冲剂借以调节混合液的pH值。

可应用于本发明中的pH值缓冲剂并无特别的限制，包含但不仅限于磷酸水溶液、氯化铵水溶液、醋酸水溶液、磷酸氢钠水溶液、磷酸氢二钠水溶液、苯甲酸水溶液，或上述溶液的混合液。

本发明所揭示具抗菌功能的生物可分解性聚合物，是借由上述的卤胺官能团达到抗菌的功效。N-X的卤胺官能团(X可以为Cl、Br或I)，在微生物存在下，在水中受水分子的作用下会缓慢解离，而游离释放出具有氧化作用的卤素离子，该卤素离子可以杀死细菌、霉菌等微生物，因此可获致抗菌的功效。当卤素离子由聚合物中被释放出来时，原先的N-X卤胺官能团会被还原为N-H。此时，只要将本发明生物可分解性聚合物再经卤化剂的处理，例如浸泡或喷洒等，利用卤化剂将其氧化后，本发明生物可分解性聚合物上又可再度获致N-X的卤胺官能团，借此即可达到再生性的抗菌功能。

本发明所揭示的具抗菌功能的生物可分解性聚合物，其中卤胺官能团上的卤素离子会经解离而被释放出，并在杀菌过程中被消耗，同时此卤胺官能团会被还原成N-H胺键。若之后未再以卤化剂再生其抗菌性，则本发明的生物可分解性聚合物即会变成本领域熟知的多肽化合物。该等多肽化合物的肽键会受微生物、真菌等作用而断裂，最终降解为对环境无害的氨、二氧化碳和水。故而本发明所揭示的生物可分解性聚合物是具生物可分解性及环境友好性的化合物。

以下列举数个实施例以更详尽阐述本发明的方法，然其仅为例示说明之用，并非用以限定本发明，本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。

实施例

N-Cl卤胺官能团含量浓度的测定

N-Cl卤胺官能团在聚合物中的含量浓度的测定方式是以一滴定方式进行，包含下列步骤：

1.首先取5g的硫代硫酸钠(Aldrich，US)以纯水稀释至200ml，配制成硫代硫酸钠滴定液。

2.秤取欲测定的聚合物0.5g，再加入1g的碘化钾粉体(Aldrich，US)及40ml的纯水并持续进行搅拌至粉体完全溶解，必要时可添加少量的醋酸作为催化剂。

3.将步骤2中的混合物以步骤1中的硫代硫酸钠滴定液进行滴定，并以淀粉试剂(Aldrich，US)作为指示剂，当溶液由红棕色转为无色透明时，即表示已达滴定终点，记录下所使用硫代硫酸钠滴定液的体积。

4.滴定的反应方程式，如下式(a)所述：

NCl+2I^-+H⁺→Cl^-+NH+I₂

I₂+2S₂O₃ ^2-→2I^-+S₄O₆ ^2-        (a)

根据此反应方程式，借由硫代硫酸钠滴定液所使用的摩尔数，可得知N-Cl卤胺官能团在每克聚合物中的含量浓度，进一步得知含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

制备具不同链段B与链段A的摩尔含量比值的聚谷氨酸氯化物

实施例1：

取10.0克的聚谷氨酸(Polyglutamic acid，PGA-Na⁺，Mw约2,000,000，味丹，台湾)置于250ml单颈瓶中，加入90ml纯水使其溶解，配得一聚谷氨酸水溶液。再添加4g浓度为12.65wt％次氯酸钠水溶液以形成一混合液。在室温下持续搅拌混合液30分钟，以使聚谷氨酸与次氯酸钠反应。将反应后的混合液置于分液漏斗中，以异丙醇析出聚合物1，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物1以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

实施例2-6：

实施方式如实施例1中所述，但将次氯酸钠水溶液，分别以12、20、28、36及40g的重量添加入聚谷氨酸水溶液。在室温下持续搅拌混合液30分钟，以使聚谷氨酸与次氯酸钠反应。将反应后的混合液分别置于分液漏斗中，以异丙醇析出聚合物2-6，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物2-6分别以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

实施例7-8：

实施方式与配比如实施例1中所述，但将在室温下搅拌混合液时间分别延长至90及180分钟，待反应时间达到后，同样地将反应后的混合液置于分液漏斗中，以异丙醇析出聚合物7、8，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物7、8分别以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

实施例9：

实施方式如实施例1中所述，但将次氯酸钠水溶液以80g的重量添加入聚谷氨酸水溶液。并同时将在室温下搅拌混合液时间延长至1440分钟。待反应时间达到后，将反应后的混合液置于分液漏斗中，以异丙醇析出聚合物9，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物9以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

实施例10：

取5.0克的聚谷氨酸置于500ml单颈瓶中，加入167ml纯水使其溶解，配得一聚谷氨酸水溶液。再添加54g浓度为4.89wt％次氯酸钠水溶液，并以0.5N的磷酸水溶液将pH值调整于6-8之间，形成一混合液。在室温下持续搅拌混合液1分钟，以使聚谷氨酸与次氯酸钠反应。将反应后的混合液置于分液漏斗中，以异丙醇析出聚合物10，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物10以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

实施例11-12：

实施方式与配比如实施例10中所述，但将在室温下搅拌混合液时间分别延长至5及10分钟，待反应时间达到后，同样地将反应后的混合液分别置于分液漏斗中，以异丙醇析出聚合物11、12，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物11、12以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

制备具不同链段B与链段A的摩尔含量比值的聚天冬氨酸氯化物

实施例13：

取10.0克的聚天冬氨酸(Polyaspartic acid，PASP，Mw约5000，泰和水处理，中国)置于500ml单颈瓶中，加入80ml纯水使其溶解，配得一聚天冬氨酸水溶液。再添加94g浓度为6.84wt％次氯酸钠水溶液，并以1N的盐酸水溶液将pH值调整在6-8之间，形成一混合液。在室温下持续搅拌混合液12小时，以使聚天冬氨酸与次氯酸钠反应。将反应后的混合液置于分液漏斗中，以乙醇析出聚合物13，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物13以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

实施例14：

取10.0克的聚天冬氨酸置于500ml单颈瓶中，加入80ml纯水使其溶解，配得一聚天冬氨酸水溶液。再添加188g浓度为6.84wt％次氯酸钠水溶液，并以1N的盐酸水溶液将pH值调整于6-8之间，形成一混合液。在室温下持续搅拌混合液12小时，以使聚天冬氨酸与次氯酸钠反应。将反应后的混合液置于分液漏斗中，以乙醇析出聚合物14，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物14以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

实施例15：

取10.0克的聚天冬氨酸置于500ml单颈瓶中，加入50ml纯水使其溶解，配得一聚天冬氨酸水溶液。再添加70.2g浓度为9.23wt％次氯酸钠水溶液，并以1N的盐酸水溶液将pH值调整于6-8之间，形成一混合液。在室温下持续搅拌混合液3小时，以使聚天冬氨酸与次氯酸钠反应。将反应后的混合液置于分液漏斗中，以乙醇析出聚合物15，将其分离出分液漏斗后，置于真空烘箱中进行干燥。干燥后的产物为白色至淡黄色的粉末，将其溶于水中可完全溶解。将干燥后的聚合物15以硫代硫酸钠进行滴定，最终求得含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比。

比较例

以未经处理的聚谷氨酸及聚天冬氨酸各10g，分别作为聚合物C1及聚合物C2作为对照组比较。

实施例配比、反应时间、及含有卤胺官能团的链段B与未含卤胺官能团的链段A的摩尔含量比的结果汇整如同表1、表2中所述。

表1

表2

抗菌测试

大多数抗菌剂的抗菌活性测试乃是经由对抗广范围的微生物包括革兰氏阳性和革兰氏阴性微生物来评估。本发明的试验菌液乃是金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus，BCRC Number 15211)及大肠杆菌(Escherichia coli，BCRC Number 11446)。其中，该金黄色葡萄球菌是一革兰氏阳性菌，而大肠杆菌是一革兰氏阴性菌。

A.菌株的培养

由一保存的琼脂培养基上挑选出一单一菌落(single colony)的金黄色葡萄球菌及大肠杆菌，分别将其接种至一含有2000μL的LB肉汤培养液(LBbroth)的15mL离心管中，接着将该离心管震荡历时10分钟，充分散浮菌体后，继而将所形成的库存(stock)菌液以LB肉汤培养液进行10倍连续稀释(10-fold serial dilution)，以得到具有不同稀释倍数(10^-1、10^-2、10^-3、10^-4以及10^-5倍)的经稀释的菌液。的后，将100μL具有不同稀释倍数的金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的菌液分别接种至不同的琼脂培养基上并以三角玻璃棒予以均匀地涂布。接着，将涂布有菌液的琼脂培养基置于37℃的培养箱中进行培养，历时14-24小时后，即可观察不同稀释倍数的菌液经涂盘后的生长情形，并可数出agar范围(20-300CFU)的菌落形成单位，此一步骤可确定细菌在此环境下可正常生长。再根据经计算的琼脂培养基的菌落形成单位，取适量库存菌液以灭菌水调整菌液浓度，以得到一浓度为10⁶-10⁷CFU/mL的试验菌液。

B.抗菌定性测试

将上述两种试验菌液(金黄色葡萄球菌及大肠杆菌)取100μL，分别接种至不同的琼脂培养基上并以三角玻璃棒予以均匀地涂布。接着，将聚合物1-15及聚合物C1、C2分别制造成一锭状物，并分别将它们水平地贴在上述涂布有试验菌液的琼脂培养基上，继而将该等琼脂培养基置于37℃的培养箱中进行培养，历时14-24小时后，观察该等锭状物表面及其周围。以肉眼即可明显看出在聚合物1-15锭状物的表面及其周围没有菌落形成，而聚合物C1、C2锭状物的表面及其周围则有菌落形成。

C.抗菌定量测试

本试验乃是依据动态接触ASTM E2149的抗菌基准来进行评估，本试验是将上述两种试验菌液(金黄色葡萄球菌及大肠杆菌)分别稀释10倍，使其浓度调整为10⁵-10⁶CFU/mL，作为本试验的试验菌液。

称取聚合物1-15各125mg及作为对照组的聚合物C1、C2各125mg，接种5mL的试验菌液进行培养。经培养24小时后，分别测定聚合物1-15、C1及C2接种菌液后未经培养的菌数(P)，与聚合物1-15、C1及C2经培养后的菌数(Q)。将上述所得菌数经计算后，其抗菌活性(antibacterial activity)可借由下列方程式(b)而被计算出来：

其中，P表示：接种菌液后未经培养的菌数；Q表示：接种菌液后经培养24小时的菌数。当Q远大于P时，即代表不具抗菌活性。聚合物1-15及对照组聚合物C1、C2的抗菌活性如下表3、表4所示。

表3以金黄色葡萄球菌为试验菌液的抗菌活性(动态接触ASTM E2149为基准)

表4以大肠杆菌为试验菌液的抗菌活性(动态接触ASTM E2149为基准)

D.抗菌定量测试

本试验乃是依据静态接触AATCC 100的抗菌基准来进行评估。将聚合物1-15及聚合物C1、C2利用含浸压吸方法分别处理在棉布上，并裁切成大小为2×2cm²的方形试片，分别将它们水平地贴在一为50mL的血清瓶的底部上，接种20μL的10⁶-10⁷CFU/mL试验菌液(金黄色葡萄球菌及大肠杆菌)。当试验菌液与该等方形试片接触后，立刻以20mL的灭菌水将冲洗该等方形试片，测定其接种菌液后未经培养的菌数(P)。再取一组已接种试验菌液的方形试片，在试验菌液与该等方形试片接触后，进行培养24小时后，测定其经培养的菌数(Q)。

其抗菌活性(antibacterial activity)可依据上述方程式(b)而被计算出来。聚合物1-15及对照组聚合物C1、C2的抗菌活性被显示于下表5、表6中，表5、表6中的菌落密度(CFU/cm²)乃是指在2×2cm²范围内计数所得的菌落数除以该范围面积而得到的数值。

表5以金黄色葡萄球菌为试验菌液的抗菌活性(静态接触AATCC 100为基准)

表6以大肠杆菌为试验菌液的抗菌活性(静态接触AATCC 100为基准)

由表3、表4、表5，及表6可知，本发明生物可分解性聚合物1-15被证实对于革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌具有良好的抗菌活性。

E.最小抗菌浓度的抗菌定量测试

本试验乃是依据动态接触ASTM E2149的抗菌基准来进行评估。取聚合物5，分别配制成测试浓度0.1-10wt％的水溶液(详列于表7)，分别测定其及对照组聚合物C1的抗菌活性。由表7得知，当聚合物5测试浓度为0.1wt％时，即在聚合物5水溶液中具有2mmol/L的链段B，尚有95.2％的抗菌活性；当聚合物5测试浓度为0.2wt％时，即在聚合物5水溶液中具有4mmol/L的链段B，抗菌活性大于99.9％。又当聚合物5测试浓度为10wt％时，即在聚合物5水溶液中具有200mmol/L的链段B，抗菌活性亦大于99.9％。

表7

由表7可知，当链段B在水溶液中的含量为2mmol/L时，即可抑制细菌的成长。因此，根据本发明所述的抗菌液，链段B在该抗菌液的含量不小于2mmol/L，即具有抗菌的功效。

但以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明实施的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神及范围内，所作的简单的等效变化或修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (20)

1.一种具水溶性及生物可分解性的抗菌剂，其包含一由一链段A及一链段B所构成的聚合物，其中，该链段A具有下列的化学式I：

该链段B具有下列的化学式II：

该聚合物中的该链段A与该链段B的摩尔含量比为1∶0.007-1.2，且n为0或1，m为0-2的整数，m+n≠0，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg，Y为Cl、Br或I。

2.如权利要求1所述的抗菌剂，其中该聚合物中的该链段A与该链段B的摩尔含量比为1∶0.5-1.2。

3.如权利要求1所述的抗菌剂，

其中，该链段A具有下列的化学式：

该链段B具有下列的化学式：

其中，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg，Y为Cl、Br或I。

4.如权利要求1所述的抗菌剂，其中该链段A是选自一链段C及一链段D所组成的族群，该链段B是选自一链段E及一链段F所组成的族群，其中，该链段C具有下列的化学式：

该链段D具有下列的化学式：

该链段E具有下列的化学式：

该链段F具有下列的化学式：

其中，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg，Y为Cl、Br或I，且该链段C和该链段E的总摩尔数与该链段D和该链段F的总摩尔数的比值不小于1。

5.如权利要求1所述的抗菌剂，其中该聚合物的分子量不大于2,000,000。

6.如权利要求1所述的抗菌剂，其中该聚合物的分子量是介于500-2,000,000。

7.如权利要求1所述的抗菌剂，其中该聚合物的分子量是介于1,000-2,000,000。

8.一种具生物可分解性的抗菌液，包含：

一水溶液；以及

一具抗菌功能的生物可分解性聚合物，其是由一链段A及一链段B所构成，

其中，该链段A具有下列的化学式I：

该链段B具有下列的化学式II：

其中，n为0或1，m为0-2的整数，m+n≠0，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg，Y为Cl、Br或I，该生物可分解性聚合物中的该链段A与该链段B的摩尔含量比为1∶0.007-1.2，且该链段B在该抗菌液中的含量不小于2mmol/L。

9.如权利要求8所述的抗菌液，其中该生物可分解性聚合物中的该链段A与该链段B的摩尔含量比为1∶0.5-1.2。

10.如权利要求8所述的抗菌液，其中该链段B在该抗菌液中的含量不小于4mmol/L。

11.如权利要求8所述的抗菌液，其中该链段B在该抗菌液中的含量为4-200mmol/L。

12.如权利要求8所述的抗菌液，其中该链段A具有下列的化学式：

该链段B具有下列的化学式：

其中，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg，Y为Cl、Br或I。

13.如权利要求8所述的抗菌液，其中该链段A是选自一链段C及一链段D所组成的族群，且该链段B是选自一链段E及一链段F所组成的族群，其中，该链段C具有下列的化学式：

该链段D具有下列的化学式：

该链段E具有下列的化学式：

该链段F具有下列的化学式：

其中，X为H、Na、K、NH₄、1/2Ca或1/2Mg，Y为Cl、Br或I，且该链段C和该链段E的总摩尔数与该链段D和该链段F的总摩尔数的比值不小于1。

14.如权利要求8所述的抗菌液，其中该生物可分解性聚合物的分子量不大于2,000,000。

15.如权利要求8所述的抗菌液，其中该生物可分解性聚合物的分子量是介于500-2,000,000。

16.如权利要求8所述的抗菌液，其中该生物可分解性聚合物的分子量是介于1,000-2,000,000。

17.如权利要求8所述的抗菌液，其中该抗菌液的pH值为6-8。

18.如权利要求17所述的抗菌液，其中该抗菌液中还包含一pH值缓冲剂。

19.如权利要求18所述的抗菌液，其中该pH值缓冲剂为磷酸水溶液、氯化铵水溶液、醋酸水溶液、磷酸氢钠水溶液、磷酸氢二钠水溶液、苯甲酸水溶液，或上述溶液的混合液。

20.如权利要求8所述的抗菌液，其中该水溶液为水。