CN107446143A - 银离子抗菌液、银离子抗菌凝胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种银离子抗菌液、银离子抗菌凝胶及其制备方法。所述银离子抗菌液，其溶剂为水，溶质为氧化银、乙二胺，银离子的摩尔浓度为0.05‑0.5mol/L，氨基基团的摩尔浓度大于银离子的摩尔浓度；所述银离子抗菌凝胶，包括所述银离子抗菌液和食用胶的混合物，及酸碱调节剂；每升所述银离子抗菌液中加入食用胶的重量大于所述银离子抗菌液中溶质氧化银、乙二胺的重量之和；所述酸碱调节剂的用量以将所述混合物的酸碱度调节至碱性为准。与现有技术相比：本发明银离子抗菌液不仅能够确保粘稠度满足实际需求，而且抗菌效果良好；本发明提供的银离子抗菌凝胶受到强光直射也不会变色而影响外观，具备稳定的、长效抗菌效果。

Description

银离子抗菌液、银离子抗菌凝胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及银离子配体化合物技术领域，特别涉及一种银离子抗菌液、银离子抗菌凝胶及其制备方法。

背景技术

高效杀菌抗菌制品中经常含有银离子及银化合物的物品，如银离子凝胶、银离子敷料、银离子抗菌袜子等，这些银离子产品在紫外线照射下由于银离子的还原形成黑色银沉淀、不只是影响外观，更影响杀菌抗菌效果，而且使用到这些产品的原料银离子粘稠度很低，添加到涂料等液体会导致涂料的粘稠度下降，涂布困难，需要添加增稠剂等导致成本增加，而且很多增稠剂本身含有对人体有害的毒性物质，影响人体健康。

发明内容

基于此，有必要针对银离子抗菌制品中粘稠度低，银离子容易被还原形成黑色沉淀或斑点，抗菌效果不稳定持久等问题，提供一种粘稠度适宜、抗菌性能持久稳定的银离子抗菌液、银离子抗菌凝胶及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种银离子抗菌液，其溶剂为水，溶质为氧化银、乙二胺，其中，银离子的摩尔浓度为0.05-0.5mol/L，氨基基团的摩尔浓度大于银离子的摩尔浓度。

在本发明的一些实施例中，所述氨基基团的摩尔浓度是所述银离子的摩尔浓度的2.5-3.5倍。

第二方面，本发明提供一种所述银离子抗菌液的制备方法，包括如下步骤：将氧化银、乙二胺加入水中，混合均匀，即得。

第三方面，本发明提供一种银离子抗菌凝胶，包括上述述的银离子抗菌液和食用胶，酸碱度大于等于8.5，粘稠度为800-3000mPas。

在本发明的一些实施例中，所述食用胶的重量大于用于制备所述银离子抗菌液的氧化银、乙二胺的重量之和。

在本发明的一些实施例中，所述食用胶的重量为用于配制所述银离子抗菌液的氧化银、乙二胺的重量之和的2-8倍。

在本发明的一些实施例中，所述食用胶为明胶。

在本发明的一些实施例中，所述银离子抗菌液，其溶剂为水，溶质为氧化银、乙二胺，其中，银离子的摩尔浓度为0.05-0.5mol/L，氨基基团的摩尔浓度大于银离子的摩尔浓度。

在本发明的一些实施例中，所述银离子抗菌液中，所述氨基基团的摩尔浓度是所述银离子的摩尔浓度的2.5-3.5倍。

第四方面，本发明提供一种所述银离子抗菌凝胶的制备方法，包括如下步骤：

向银离子抗菌液中加入食用胶，混合均匀，调节酸碱度大于等于8.5，即得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过选用氧化银做银离子供体、乙二胺做氨基基团的供体，实现了低成本氨基修饰银离子、保护银离子，使银离子在高粘稠状态下能够充分分散，在不添加其他辅助组分的条件下即具抗菌杀菌效果。

进一步，本申请通过氨基基团与银离子摩尔浓度比例优选，实现了氨基对银离子修饰效率的提高，从而确保银离子抗菌液相对较好的抗菌杀菌效果。

本申请通过在银离子抗菌液中加入过量食用胶，于碱性环境中，在不影响银离子水溶性的条件下，加强了对银离子的保护效果，在涂布后受到强光直射也不会变色而影响外观，实现了良好抗菌效果与长效抗菌效果的兼顾。

进一步地，发明人将食用胶的种类优选为明胶并对明胶的加入重量范围进行限定，从而实现了抗菌凝胶的抗菌、长效抗菌等整体性能的进一步提升。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的银离子抗菌液、银离子抗菌凝胶及其制备方法作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例提供一种含有银离子-氨基基团配体化合物的银离子抗菌液及其制备方法。

所述银离子抗菌液：其溶剂为水，溶质为氧化银、乙二胺；其中，银离子的摩尔浓度约0.1mol/L，氨基基团的摩尔浓度约0.3mol。

所述制备方法如下：取氧化银23.2g(银离子约0.1mol)和乙二胺9g(氨基基团约0.3mol)，加水至1000ml，室温搅拌30min，即得含银离子-氨基基团配体化合物的银离子抗菌液。使用上海伦捷机电仪表有限公司NDJ-5S数字式粘度计测定粘稠度，粘稠度为98mPas。

实施例2

本实施例是实施例1的变化例，变化之处仅在于：银离子的摩尔浓度约0.1mol/L，氨基基团的摩尔浓度约0.5mol。

实施例3

本实施例提供一种银离子抗菌凝胶及其制备方法。

所述银离子抗菌凝胶：包括实施例1所述的银离子抗菌液和明胶(食用胶)，每升所述银离子抗菌液中加入食用胶的重量为100g，pH9，粘稠度为1100mPas。

所述银离子抗菌凝胶的制备方法：取实施例1的银离子抗菌液100ml添加明胶10g，加热搅拌30min，溶化明胶，添加氢氧化钠调整pH值为9，即得银离子抗菌凝胶。使用上海伦捷机电仪表有限公司NDJ-5S数字式粘度计测定粘稠度，粘稠度为1100mPas。

实施例4

本实施例提供一种银离子抗菌凝胶及其制备方法。

所述银离子抗菌凝胶：包括实施例1所述的银离子抗菌液和明胶(食用胶)，每升所述银离子抗菌液中加入食用胶的重量为200g，pH12，粘稠度为1900mPas。

所述银离子抗菌凝胶的制备方法：取实施例1的银离子抗菌液100ml添加明胶20g，加热搅拌30分钟，溶化明胶，添加氢氧化钠调整pH值为12，即得银离子抗菌凝胶。使用上海伦捷机电仪表有限公司NDJ-5S数字式粘度计测定粘稠度，粘稠度为1900mPas。

对比例1-4

对比例1-4是实施例1的对比例，分别提供一种银离子抗菌液，原料如下表1所示，具体地：

对比例1与实施例1的区别之处仅在于：采用硝酸银作为银离子供体；

对比例2与实施例1的区别之处仅在于：采用乙二胺三乙酸作为氨基基团供体；

对比例3与实施例1的区别之处仅在于：采用组氨酸作为氨基基团供体；

对比例4与实施例1的区别之处仅在于：银离子与氨基基团的摩尔浓度比为1:1。

表1

对比例5-7

对比例5-7是实施例3的对比例，分别提供一种银离子抗菌凝胶，原料如下表2所示，具体地：

对比例5与实施例3的区别之处仅在于：采用海藻酸钠作为食用胶；

对比例6与实施例3的区别之处仅在于：银离子抗菌凝胶的酸碱度为7.5；

对比例7与实施例3的区别之处仅在于：加入明胶的重量与氧化银、乙二胺重量相等。

表2

性能测试

在以下检测中，为了便于描述，将上述各例提供的银离子抗菌液、银离子抗菌凝胶统称为银离子抗菌制品。

(1)杀菌抗菌实验：

使用BHI培养基(青岛海博生物科技有限公司)培养金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌，37℃培养24小时，得细菌培养液。

取各实施例及对比例银离子抗菌制品10ul添加到纯净水1000ml，配制1：100000的稀释溶液，取各例稀释溶液10ml分别与细菌培养液90ml均匀混合、放置10分钟后将所得混合液接种到BHA培养基(每例重复三次，培养编号分别为1、2、3)，37℃培养24小时，检测是否见细菌生长。

取各实施例及对比例银离子抗菌制品1ml均匀涂抹木制刀板(20×40cm)，涂抹厚度约12.5微米，取细菌培养液100ul涂抹刀板后放置10分钟，按照物体表面洁净度检测操作常规取样后接种到BHA固体培养基(每例重复三次，培养编号分别为1、2、3)，进行菌落计数，检测是否见细菌生长。

检测结果请参见表3。

(2)光稳定性实验：

取各实施例及对比例银离子抗菌制品10ml，分别放进直径7cm培养皿，在饱和湿度条件下照射紫外线，每日记录透明度和颜色变化。结果请参见表4。

实施例1银离子抗菌制品于第七天开始变浑浊，14天后开始出现黑色变化；实施例3、4的银离子抗菌制品放置24周天仍未见透明度和颜色变化，继续放置准备杀菌抗菌稳定性实验。

杀菌抗菌实验中的各处理刀板常温放置在室内观察表面变化，经过24周观察，使用实施例1银离子抗菌制品涂抹的刀板表面变灰暗并出现霉菌斑，使用实施例3、4涂抹的刀板表面无变化，继续放置准备杀菌抗菌稳定性实验。

在本测试中，银离子抗菌制品在光照下的变化依次是浑浊、黑变、出现霉斑。

(3)杀菌抗菌稳定性实验：

使用BHI培养基(青岛海博生物科技有限公司)培养金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌，37℃培养24小时，得细胞培养液。

取光稳定性实验中经过48周紫外线照射的各例银离子抗菌制品10ul，添加到1000ml纯净水，配制1：100000的稀释溶液，每例取10ml稀释溶液与细菌培养液90ml均匀混合、放置10分钟后将所得混合液接种到BHA固体培养基进行菌落计数，37℃培养24小时，检测是否有细菌生长。结果，实施例1银离子抗菌制品处理中，细菌数约900CFU/ml；实施例3、4处理未见细菌生长。

取细菌培养液100ul涂抹刀板(放置48周)后放置10分钟，按照物体表面洁净度检测操作常规取样后接种到BHA固体培养基，进行菌落计数，涂抹实施例1银离子抗菌制品细菌数约300CFU/ml，涂抹实施例3、4未见细菌生长，请参见表5。

表3、杀菌抗菌效果测试

表4、光稳定性测试

表5、杀菌抗菌稳定性测试

根据上述测试结果可知：

根据实施例1和实施例2的检测结果可知，本发明选用氧化银做银离子供体、乙二胺做氨基基团的供体，在无需其他添加成分的条件下即具实现了低成本氨基修饰银离子、保护银离子，使银离子在高粘稠状态下能够充分分散，在不添加其他辅助组分的条件下即具抗菌杀菌效果。进一步地，实施例2相对于实施例1属于优选方案，在抗菌杀菌方面相对较优。

根据实施例1、2与其他实施例的比较可知，通过在银离子抗菌液中加入过量食用胶，于碱性环境中，在不影响银离子水溶性的条件下，加强了对银离子的保护效果，从而实现了更好的效果。进一步地，通过对食用胶种类及加入重量的筛选，实现了良好抗菌效果与长效抗菌效果的兼顾。

本发明实施例银离子杀菌抗菌的基本原理是：(1)干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁重要组分为肽聚糖，银离子抗菌剂对细胞壁的干扰作用，主要抑制多糖链与四肽交联有连结，从而使细胞壁失去完整性，失去了对渗透压的保护作用，损害菌体而死亡。(2)可损伤细胞膜。细胞膜是细菌细胞生命活动重要的组成部分。因此，如细胞膜受损伤、破坏，将导致细菌死亡。(3)抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成过程变更、停止、使细菌死亡。(4)干扰核酸的合成。总的说是阻碍遗传信息的复制，包括DNA、RNA的合成，以及DNA模板转录mRNA等。因为银对液体中的微生物具有吸附作用，微生物被银吸附后，起呼吸作用的酶就失去功效，微生物就会迅速死亡。银离子的杀菌能力特别强，每升水中只要含亿万分之二毫克的银离子，即可杀死水中大部分细菌。美国一科学家曾做过试验，他将4.5升污水(每毫升含大肠杆菌七千多个)经过3小时的银电极处理后，所有大肠杆菌全部死亡。伤寒菌在银片上只能活18个小时，白喉菌在银片上只能活3天。

但是，银离子在紫外线和可见光照射下会出现还原反应，银离子还原成银，随着离子相对浓度降低，杀菌抗菌速度会变慢，需要更长时间接触才可以达到满意的抗菌效果。

本发明上述实施例，首先通过形成氧化银、乙二胺形成银离子-氨基基团配体化合物，该化合物中的氨基基团会形成包裹银离子的类似络合物的结构，这也许会减慢电子移动，保护银离子，减缓还原反应,但是目前使用的氨基供体为氨基酸等，氨基酸分子量大，容易分解、出现异味。其次，本发明进一步地向银离子抗菌液中加入食用胶(优选明胶)，形成银离子抗菌凝胶。明胶是由蛋白为主要成分，包含着大量氨基基团，而且在碱性环境中其黏度增高，也会限制化学反应速度，最终达到保护银离子避免还原或减慢银离子还原速度，达到银离子抗菌活性维持更长时间的目的。

本发明上述实施例提供的银离子抗菌液，在紫外线下放置长时间后，仍然保持透明的外观，未见沉淀及进一步黑变等银离子还原现象；长期保存仍有强烈的杀菌抗菌活性，仍然保持极好的水溶性；粘稠度高，可以涂抹到如树木、布匹、纸张等固体表面而不会流淌，可制作多种杀菌抗菌材料。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种银离子抗菌液，其特征在于，其溶剂为水，溶质为氧化银、乙二胺，其中，银离子的摩尔浓度为0.05-0.5mol/L，氨基基团的摩尔浓度大于银离子的摩尔浓度。

2.根据权利要求1所述的银离子抗菌液，其特征在于，所述氨基基团的摩尔浓度是所述银离子的摩尔浓度的2.5-3.5倍。

3.一种根据权利要求1或2所述的银离子抗菌液的制备方法，其特征在于，将氧化银、乙二胺加入水中，混合均匀，即得。

4.一种银离子抗菌凝胶，其特征在于，包括权利要求1或2所述的银离子抗菌液和食用胶，酸碱度大于等于8.5，粘稠度为800-3000mPas。

5.根据权利要求4所述的银离子抗菌凝胶，其特征在于，所述食用胶的重量大于用于制备所述银离子抗菌液的氧化银、乙二胺的重量之和。

6.根据权利要求5所述的银离子抗菌凝胶，其特征在于，所述食用胶的重量为用于配制所述银离子抗菌液的氧化银、乙二胺的重量之和的2-8倍。

7.根据权利要求4所述的银离子抗菌凝胶，其特征在于，所述食用胶为明胶。

8.根据权利要求4-7任一项所述的银离子抗菌凝胶，其特征在于，所述银离子抗菌液，其溶剂为水，溶质为氧化银、乙二胺，其中，银离子的摩尔浓度为0.05-0.5mol/L，氨基基团的摩尔浓度大于银离子的摩尔浓度。

9.根据权利要求8所述的银离子抗菌凝胶，其特征在于，所述银离子抗菌液中，所述氨基基团的摩尔浓度是所述银离子的摩尔浓度的2.5-3.5倍。

10.一种根据权利要求4至9任一项所述的银离子抗菌凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

向银离子抗菌液中加入食用胶，混合均匀，调节酸碱度大于等于8.5，即得。