CN105613584A - 一种提高银离子对生物膜去除及杀菌效率的方法 - Google Patents

一种提高银离子对生物膜去除及杀菌效率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高无机银离子对生物膜去除及杀菌效率的方法，属于生物膜控制及消毒技术领域。本发明通过一种对生物膜具有解离效应的小分子物质双(3-氨基丙基)胺与银离子耦合，提高了无机银离子对生物膜去除和杀菌效率。该方法简单易行，适用范围广，生物毒性小，环境友好，效应持久，经济高效。它克服了单独银离子对微生物聚集形成的生物膜去除及杀菌效率低下的问题，提高了银的杀菌效率。

Description

一种提高银离子对生物膜去除及杀菌效率的方法
技术领域
本发明涉及一种提高无机银离子对生物膜去除及杀菌效率的方法，属于生物膜控制及消毒技术领域。
背景技术
生物膜是指浮游细菌附着到生物或非生物表面，并且通过其自身分泌的胞外聚合物(EPS)结合在一起，形成的结构性微生物群落。生物膜广泛存在于环境中，如消毒系统、自来水管道、工业管道、通风设备、医疗器械及病理状态下的人体组织器官。在医学领域，一些致病菌在人体内外及医疗材料表面形成生物膜是引起慢性感染疾病反复发作和难以控制的主要原因之一，而且人体细菌感染80％都和生物膜相关。在环境领域，生物膜的存在可引起食物和水体污染、膜材料污染、管道堵塞及金属表面腐蚀等问题。
清除和杀灭有害的生物膜，是许多领域面临的严峻挑战。传统的消毒化学试剂，如次氯酸钠、无机银离子等虽然对悬浮微生物细胞具有良好的杀菌效应，但对于微生物的聚集体如生物膜的清除及灭菌效率甚微。有研究表明，相比于浮游的细菌，生物膜一旦形成，其内部的细菌对抗菌剂有着更强的耐药性，甚至高达1000倍(RasmussenandGivskov，2006)。银离子(100μg/L)不能够有效的抑制一些介质表面微生物的形成(Silvestry-Rodriguezetal.，2008).因此，单独采用银离子很难将生物膜内部的微生物杀死。
近年来，有研究发现一些小分子物质可以通过非杀菌机制来抑制和解体生物膜，如双(3-氨基丙基)胺(Sietal.，2014)。双(3-氨基丙基)胺是一种聚胺类化合物，它能够直接地、特异性地和EPS中的胞外多糖发生反应，促进生物膜的解体。因此，有可能通过双(3-氨基丙基)胺与银离子耦合提高银离子对生物膜的清除和灭菌效应。利用双(3-氨基丙基)胺与银耦合强化清除和杀灭生物膜微生物细胞的研究尚未见国内外文献报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种提高无机银离子对生物膜清除和杀菌效能的方法。该方法通过利用一种对生物膜具有解离效应的小分子物质双(3-氨基丙基)胺与银离子结合，实现了无机银离子对生物膜的高效去除和杀菌。
一种提高银离子对生物膜清除及杀菌效率的方法，其特征在于包括以下具体步骤：
(1)配制无机银离子水溶液A，A溶液银离子浓度为0.02-2mg/l。
(2)配制双(3-氨基丙基)胺)水溶液B，B溶液中双(3-氨基丙基)胺浓度为400-1000μM。
(3)将待处理的负载生物膜的样品中加入一定量的B溶液，控制体系中双(3-氨基丙基)胺浓度为200-500μM，搅拌反应20min-120min，然后再加入一定量A溶液，使得体系无机银离子浓度为0.01-1mg/l，搅拌反应30-180min；或者同时向待处理的生物膜样品体系中加入无机银离子溶液和双(3-氨基丙基)胺)溶液，使得混合液中银离子浓度为0.01-1mg/l，双(3-氨基丙基)胺浓度为200-500μM，搅拌反应30-180min，即可有效清除生物膜并对其杀菌消毒。
所述的无机银离子包括正一价和正二价态银离子中的任何一种或几种。
有效效益
小分子物质双(3-氨基丙基)胺可以有效作用于生物膜的胞外聚合物，从而破坏生物膜结构并促进微生物的解离，从而提高了银离子在生物膜中扩散传递，提高了其生物有效性，提高了生物膜清除和消毒效率。与同等浓度下无机银离子单独作用相比，双(3-氨基丙基)胺与银离子联合作用可使生物膜的去除率提高20-80％，杀菌效率提高15-100％。
附图说明
图1是银离子和双(3-氨基丙基)胺单独及耦合对生物膜的解离效果
图2是银离子和双(3-氨基丙基)胺单独及耦合对生物膜的杀菌效果
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例：
实施例1
(1)称取硝酸银，配硝酸银水溶液，银离子浓度为1mg/l。
(2)称取双(3-氨基丙基)胺)，配制双(3-氨基丙基)胺)水溶液，双(3-氨基丙基)胺)浓度为1000μM。
(3)分别以玻片为生物膜附着载体，将玻片加到含有LB培养基的培养皿中，接种活性污泥混合微生物菌群，震荡培养48h，进行生物膜的预培养。
(4)将培养完成的生物膜样品取出后放入烧瓶中，加入无菌水，是生物膜浸没在水中，然后向烧瓶中加入一定量的银离子溶液和双(3-氨基丙基)胺)溶液，使得体系中银离子最终浓度为0.01mg/l，双(3-氨基丙基)胺)溶液为500μM，轻轻震荡反应2h，取样测得反应体系中微生物活菌数，杀菌率达到84％。
实施例2
(1)称取硝酸银，配硝酸银水溶液，银离子浓度为1mg/l。
(2)称取双(3-氨基丙基)胺)，配制双(3-氨基丙基)胺)水溶液，双(3-氨基丙基)胺)浓度为1000μM。
(3)分别以玻片为生物膜附着载体，将玻片加到含有LB培养基的培养皿中，接种活性污泥混合微生物菌群，震荡培养48h，进行生物膜的预培养。
(4)将培养完成的生物膜样品取出后放入烧瓶中，加入无菌水，使生物膜浸没在水中，然后向烧瓶中加入双(3-氨基丙基)胺)溶液，使其浓度为500μM，震荡反应1h后，再向体系中加入银离子溶液，使其最终浓度为0.05mg/l，轻轻震荡反应2h，完成生物膜的清除和杀菌。
实施例3
(1)称取氧化银或过氧化银，加入到15％的氢氧化氨溶液中，调整pH为8，使得溶液中银浓度为1mg/l。
(2)称取双(3-氨基丙基)胺)，配制双(3-氨基丙基)胺)水溶液，双(3-氨基丙基)胺)浓度为1000μM。
(3)分别以玻片为生物膜附着载体，将玻片加到含有LB培养基的培养皿中，接种活性污泥混合微生物菌群，震荡培养48h，进行生物膜的预培养。
(4)将培养完成的生物膜样品取出后放入烧瓶中，加入无菌水，是生物膜浸没在水中，然后向烧瓶中加入一定量的银离子溶液和双(3-氨基丙基)胺)溶液，使得体系中银离子最终浓度为0.05mg/l，双(3-氨基丙基)胺)溶液为500μM，轻轻震荡反应2h，完成生物膜的清除和杀菌。
实施例4
(1)称取氧化银或过氧化银，逐滴加入浓硝酸，使其溶解，然后加入水稀释到1mg/l，调整pH为5-6。
(2)称取双(3-氨基丙基)胺)，配制双(3-氨基丙基)胺)水溶液，双(3-氨基丙基)胺)浓度为1000μM。
(3)取被微生物及生物膜污染的医疗器械，将其浸渍在银离子溶液和双(3-氨基丙基)胺)混合溶液中，控制银离子浓度为0.1mg/l，双(3-氨基丙基)胺)浓度为300μM，轻轻震荡1h，然后取出器材用无菌水冲洗干净，即完成生物膜污染医疗器械表面杀菌。
实施例5
(1)称取氧化银或过氧化银，逐滴加入浓硝酸，使其溶解，然后加入水稀释到1mg/l，调整pH为5-6。
(2)称取双(3-氨基丙基)胺)，配制双(3-氨基丙基)胺)水溶液，双(3-氨基丙基)胺)浓度为1000μM。
(3)向污水净化消毒系统中加入银溶液，控制银离子浓度为0.05mg/l，同时加入双(3-氨基丙基)胺)浓液，控制其最终浓度为300μM，搅拌反应2h，完成污水净化系统消毒杀菌。

Claims (2)

1.一种提高无机银离子对生物膜清除及杀菌效率的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)配制无机银离子水溶液A，A溶液银离子浓度为0.02-2mg/l；
(2)配制双(3-氨基丙基)胺)水溶液B，B溶液中双(3-氨基丙基)胺浓度为400-1000μM；
(3)将待处理的生物膜样品中加入一定量的B溶液，控制体系中双(3-氨基丙基)胺浓度为200-500μM，搅拌反应20min-120min，然后再加入一定量A溶液，使得体系无机银离子浓度为0.01-1mg/l，搅拌反应30-180min；或者同时向待处理的生物膜样品体系中加入无机银离子溶液和双(3-氨基丙基)胺)溶液，使得混合液中银离子浓度为0.01-1mg/l，双(3-氨基丙基)胺浓度为200-500μM，搅拌反应30-180min，即可有效清除生物膜并对其杀菌。
2.根据权利要求1所述的一种提高无机银离子对生物膜清除及杀菌效率的方法，其特征在于，所述的无机银离子溶液包括一价和二价态银离子的任何一种或几种。
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