CN108935448A - 一种缓释杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种缓释杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法。所述缓释杀菌剂为由两亲性生物碳材料负载双胍类抗菌剂的杀菌剂。所述缓释杀菌剂制备方法包括如下步骤：A：取两亲性生物碳材料加入去离子水中超声使其分散均匀；B：向A中加入双胍类消毒杀菌剂，常温下放在摇床摇晃，反应结束后离心，洗涤沉淀物，干燥洗涤后沉淀物得到两亲性生物碳材料负载杀菌剂。将B所制得的两亲性生物碳材料负载双胍类抗菌剂为基础制作成缓释抗菌凝胶。本发明在于利用负电性的生物碳材料带与抗菌效果好且带有正电荷的聚六亚甲基双胍通过静电作用的方法依靠库仑力使其达到静电平衡，抗菌凝胶分散性能好且具有缓释性。

Description

一种缓释杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法
技术领域
本发明涉及抗菌材料领域，具体涉及一种缓释杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法。
背景技术
胍类消毒杀菌剂是近年来应用较多的一类消毒杀菌剂，因其低毒、无刺激，已被广泛用于医药消毒，食品和其他生活用品的消毒。其中聚六亚甲基双胍性质稳定，有长期抑菌、无毒、不燃、不爆、无副作用、使用安全不含碘、氯、醛等有害物质且价格适中是非常常用的杀菌剂。该产品是一种环保多用途的新型聚合物。目前，已经在工业、农业和日常生活中有着极其广泛的用途。胍类消毒杀菌剂易溶于水，胍类消毒杀菌剂在脂类环境下分散性较差，并且制作的含有胍类的杀菌剂不具有缓释性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分散性能好且具有缓释性的缓释杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法。
本发明所述缓释杀菌剂为由两亲性生物碳材料负载双胍类抗菌剂的杀菌剂。
所述缓释杀菌剂制备方法包括如下步骤：
A：取两亲性生物碳材料加入去离子水中超声使其分散均匀；
B：向A中加入双胍类消毒杀菌剂，常温下放在摇床摇晃，反应结束后离心，洗涤沉淀物，干燥洗涤后沉淀物得到两亲性生物碳材料负载杀菌剂。
将B所制得的两亲性生物碳材料负载双胍类抗菌剂为基础制作成缓释抗菌凝胶。
所述胍类消毒杀菌剂优选聚六亚甲基双胍。
进一步，步骤B中两亲性生物碳材料与胍类消毒杀菌剂加入量的质量比为（1~4）：1。
步骤B中聚六亚甲基双胍与生物碳材料的反应时间为4~6h。
所述抗菌凝胶中所述两亲性生物碳材料负载杀菌剂加入量（占全部抗菌凝胶的质量百分比）为0.5~5%。
所述抗菌凝胶配方中包括基质、保湿剂、芳香剂、润滑剂和去离子水。
所述抗菌凝胶配方中基质为羟丙甲基纤维素、保湿剂为甘油、芳香剂为玫瑰精油、润滑剂为芦荟胶。
本发明所述的一种杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法，相比现有的凝胶具有以下的有点:
（1）两亲性生物碳材料因其表面富含大量的羧基及芳环结构而具有优良的两亲性能，在极性和非极性溶剂中都具有高度的分散。同时具有极大的比表面积和优越的负载能力，这使其可以作为一个理想的载体来负载带有正电荷且抗菌谱广泛的聚六亚甲基双胍。发挥抗菌作用的聚六亚甲基双胍不但具有好的优良的抗菌性能，还不含有氯、碘、醛等有害物质，而且还无毒、无害、价格适中。
（2）具有抗菌作用的聚六亚甲基双胍与两亲性生物碳材料是通过静电作用，依靠库伦力使其结合在一起，通过利用激光粒度及Zeta电位分析仪、热失重对负载聚六亚甲基双胍的生物碳材料和两亲性生物碳材料了进行分析，并对负载聚六亚甲基双胍的生物碳材料的颗粒进行了抗菌性能测试发现负载聚六亚甲基双胍的生物碳材料具有优良的抗菌效果，将载有聚六亚甲基双胍的生物碳材料制成凝胶剂，在患者使用后与细菌发生作用时，聚六亚甲基双胍会从生物碳材料上面释放进而与具体的细胞壁、细胞膜发生作用使菌体内的蛋白等营养物质发生泄露最后菌体死亡，因此，基于两亲性生物碳芳香型缓释抗菌凝胶具有缓释作用。
（3）本发明制备的基于生物碳材料芳香型抗菌缓释凝胶具有芳香味，提高了患者对本品使用的顺应性。
本发明制得的载有聚六亚甲基双胍的生物碳材料在极性溶剂和非极性中依然有的分散性的能力，而且还有好的抗菌性能。本发明将其与适宜的基质制得的凝胶不但具有好的抗菌效果还具有缓释性能。因此，对患有妇科疾病的女性而言是一个佳音。
附图说明
图1中（a）、（b）分别是ACPs、PHMB@ACPs的失重率随温度的变化曲线。
图2为PHMB@ACPs在不同溶剂中分散情况。
图3是含有PHMB@ACPs的凝胶灌装在市场上常用凝胶容器中的图。
图4是（a）、（b）分别是含有PHMB、PHMB@ACPs的凝胶中PHMB在不同时间点的释放情况。
图5是将含有PHMB@ACPs的凝胶用去离子水稀释后，用中合法测定其对金黄色葡萄球菌的抗菌效果对比图。
图6是将含有PHMB@ACPs的凝胶用去离子水稀释后，用中合法测定其对大肠杆菌的抗菌效果对比图。
图7是将含有PHMB@ACPs的凝胶用去离子水稀释后，用中合法测定其对白色念珠菌的抗菌效果对比图。
具体实施方式
实施例1
一种两亲性生物碳材料负载杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法：
A：负载聚六亚甲基双胍生物碳材料的制备：用分析天平称取200.0mg 两亲性生物碳材料，记为ACPs ，加入10ml去离子水超声使其分散均匀；
B：向A中加入1.0ml质量分数为20%的聚六亚甲基双胍水溶液，放在TS-100的脱色摇床上摇晃6小时，8000r/min离心3min，并用水洗沉淀物三次去除多余的聚六亚基双胍，将得到的沉淀放入烘箱干燥5h，得到两亲性生物碳材料负载聚六亚甲基双胍杀菌剂，记为PHMB@ACPs；
C：1.负载聚六亚甲基双胍生物碳芳香型抗菌凝胶的制备：取2g羟丙甲基纤维素用适.量70℃的水将其溶胀，并加入0.1ml玫瑰精油，1ml甘油，0.5g芦荟胶，用玻璃棒搅拌均匀；
2.取150mg PHMB@ACPs，用少量去离子水将其分散后倒入（1）中，加去离子水至总重量为30g，搅拌均匀，得负载聚六亚甲基双胍生物碳的抗菌凝胶。
对于上述实施例中，本发明通过激光粒度及Zeta电位分析仪、热失重分析对负载聚六亚甲基双胍的生物碳材料进行表征。
对于上述实施例中，本发明通过激光粒度及Zeta电位分析仪对负载聚六亚甲基双 胍的生物碳材料进行测定，测试结果下表所示：
ACPs PHMB@ACPs
Zeta（mV） -31.9mV 54.9mV
Size（d.nm） 506.2nm 652.2nm
表中生物碳材料和负载聚六亚甲基双胍的生物碳材料的粒径和电位变化可以得知聚六亚甲基双胍的在碳渣表面负载成功。
对于上述实例，对PHMB@ACPs、ACPs的热失重进行分析比较。图1中a为ACPs、b为PHMB@ACPs的失重率随着温度的变化而变化，从失重率上看进一步证明聚六亚甲基双胍的在碳渣表面负载成功。
对于上述实例，对PHMB@ACPs的分散性进行了测定，图2为PHMB@ACPs在不同溶剂中分散情况。PHMB@ACPs在四种极性不同的溶剂中，分散均匀一，在极性不同的溶剂中分散在极性溶剂与非极性溶剂界面之间，说明PHMB@ACPs仍然具有两亲性，聚六亚甲基双胍的负载并不影响生物碳的两亲性。
对与上述实例，对含有PHMB@ACPs的缓释凝胶的性状进行观察，图3为将含有PHMB@ACPs的缓释凝胶灌装于市场上常用的凝胶灌装容器中的图片，从图中可以看出，该凝胶为淡黄色。
实施例2
一种两亲性生物碳材料负载杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法：
A：负载聚六亚甲基双胍生物碳材料的制备：用分析天平称取800.0mg 两亲性生物碳材料，记为ACPs ，加入10ml去离子水超声使其分散均匀；
B：向A中加入1.0ml质量分数为20%的聚六亚甲基双胍水溶液，放在TS-100的脱色摇床上摇晃4小时，8000r/min离心3min，并用水洗沉淀物三次去除多余的聚六亚基双胍，将得到的沉淀放入烘箱干燥5h，得到两亲性生物碳材料负载聚六亚甲基双胍杀菌剂，记为PHMB@ACPs；
C：1.负载聚六亚甲基双胍生物碳芳香型抗菌凝胶的制备：取2g羟丙甲基纤维素用适.量70℃的水将其溶胀，并加入0.1ml玫瑰精油，1ml甘油，0.5g芦荟胶，用玻璃棒搅拌均匀；
2.取1500mg PHMB@ACPs，用少量去离子水将其分散后倒入（1）中，加去离子水至总重量为30g，搅拌均匀，得负载聚六亚甲基双胍生物碳的抗菌凝胶。
以下通过实验，对两亲性生物碳材料负载杀菌剂及其抗菌凝胶进行性能检测。
实施例3
一种两亲性生物碳材料负载杀菌剂及其抗菌凝胶的制备方法：
A：负载氯己定生物碳材料的制备：用分析天平称取800.0mg 两亲性生物碳材料，记为ACPs ，加入10ml去离子水超声使其分散均匀；
B：向A中加入1.0ml质量分数为20%的氯己定水溶液，放在TS-100的脱色摇床上摇晃4小时，8000r/min离心3min，并用水洗沉淀物三次去除多余的氯己定，将得到的沉淀放入烘箱干燥5h，得到两亲性生物碳材料负载氯己定杀菌剂，记为CHLD@ACPs；
C：1.负载氯己定生物碳芳香型抗菌凝胶的制备：取2g羟丙甲基纤维素用适.量70℃的水将其溶胀，并加入0.1ml玫瑰精油，1ml甘油，0.5g芦荟胶，用玻璃棒搅拌均匀；
2.取1500mg CHLD@ACPs，用少量去离子水将其分散后倒入（1）中，加去离子水至总重量为30g，搅拌均匀，得负载聚六亚甲基双胍生物碳的抗菌凝胶。
以下通过实验，对两亲性生物碳材料负载杀菌剂及其抗菌凝胶进行性能检测。
实验例1
用紫外测定上述实施例1中PHMB@ACPs的释放情况。
根据PHMB与曙红的生成物在545nm处有最大紫外吸收，测定凝胶中PHMB的释放情况。具体按照如下步骤：
分别称取30 gPHMB@ACPs凝胶、市场上用的PHMB凝胶，与烧杯中加入200ml37℃去离子水，并且以100r/min的转速搅拌，测定不同时间点PHMB与曙红的生成物在545nm处的紫外吸收，以紫外吸收值的最大值的释放度为100%，绘制不同时间点的释放曲线。图4中a为市场上出现的只有PHMB的凝胶，b为含有PHMB@ACPs的凝胶，从图4中可以看出只含有PHMB的凝胶在9h时释放完全，而含有PHMB@ACPs的凝胶在96h释放完全，这说明含有PHMB@ACPs的凝胶的具有缓释效果。
试验例2
用实施例1中制备的含有PHMB@ACPs的缓释凝胶与去离子水按照1:2的比例稀释，用中合法测定其稀释后的抗菌效果。
选用以金黄色葡萄球菌（S. aureus）分离株为代表的革兰氏阳性菌、以大肠杆菌（E. coli）分离株为代表的革兰氏阴性菌和以白色念珠菌（C. albicans）分离株为代表的真菌。上述菌种均由河南大学医学院提供。
具体做法按照下面的步骤：金黄色葡萄球菌的母液数目：3.0×108 cfu/ml的；大肠杆菌母液细菌数目是：２.9×108cfu/ml；白色念珠菌母液细菌数目：２.3×108cfu/ml。
a组：取4mlPHMB@ACPs凝胶液于无菌的10mlEP管中并分别加入1ml含有有机干扰物的上述菌悬液，放入37℃恒温摇床作用6小时；6小时后从中吸取0.5ml与已经含有4.5ml稀释液的10mlEP管中，摇晃使其作用10min后，用200μl移液枪吸取100μl于已经倒好营养琼脂的6cm的玻璃板上，用无菌的三角涂布棒涂布均匀，放入37℃恒温恒湿培养箱中培养12小时。
b组：取4mlPHMB@ACPs凝胶液于无菌的10mlEP管中并分别加入1ml含有有机干扰物的上述菌悬液，放入37℃恒温摇床作用6小时；6小时后从中吸取0.5ml与已经含有4.5ml中和剂的10mlEP管中，摇晃使其作用10min后，用200μl移液枪吸取100μl于已经倒好营养琼脂的6cm的玻璃板上，用无菌的三角涂布棒涂布均匀，放入37℃恒温恒湿培养箱中培养12小时。，
c组：取4.5ml中和剂于无菌的10mlEP管中，分别0.1ml含有有机干扰物的上述菌悬液和0.5ml硬水，摇晃使其作用10min后，并将该最终样液，用中和剂10倍梯度稀释的方法将其稀释103倍，最后一级稀释物，用200μl移液枪吸取100μl于已经倒好营养琼脂的6cm的玻璃板上，用无菌的三角涂布棒涂布均匀，放在37℃恒温恒湿培养箱中培养12小时。
d组：吸取4.9ml中和产物溶液（0.4ml PHMB@ACPs凝胶液+4.5ml中和剂摇晃作用10min后）于无菌的10mlEP管中，再分别加入0.1ml含有有机干扰物的上述菌悬液摇晃使其作用10min后，并将该最终样液，用中和剂10倍梯度稀释的方法将其稀释103倍，最后一级稀释物，用200μl移液枪吸取100μl于已经倒好营养琼脂的6cm的玻璃板上，用无菌的三角涂布棒涂布均匀，放在37℃恒温恒湿培养箱中培养12小时。
e组：取4.5ml中和剂于无菌的10mlEP管中，分别0.1ml含有有机干扰物的上述菌悬液和0.5ml硬水，摇晃使其作用10min后，并将该最终样液，用稀释液10倍梯度稀释的方法将其稀释103倍，最后一级稀释物，用200μl移液枪吸取100μl于已经倒好营养琼脂的6cm的玻璃板上，用无菌的三角涂布棒涂布均匀，放在37℃恒温恒湿培养箱中培养12小时。
f组：分别个吸取1ml硬水、1ml中和剂、1ml稀释液与于无菌的10mlEP管中，放在涡旋上使其涡旋20s，用200μl移液枪吸取100μl于已经倒好营养琼脂的6cm的玻璃板上，用无菌的三角涂布棒涂布均匀，放在37℃恒温恒湿培养箱中培养12小时。从图5、图6、图7中可以看出将实例1中的抗菌凝胶用去离子水稀释2倍后仍然对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌具有好的抗菌效果。
本发明所述两亲性生物碳材料采购于郑州欧姆康生物材料有限公司，聚六亚甲基双胍为市售盐酸聚六亚甲基双胍。

Claims (9)

1.一种缓释杀菌剂，所述缓释杀菌剂为由两亲性生物碳材料负载双胍类抗菌剂的杀菌剂。
2.权利要求1所述缓释杀菌剂的制备方法，包括如下步骤：
A：取两亲性生物碳材料加入去离子水中超声使其分散均匀；
B：向A中加入双胍类抗菌剂，常温下放在摇床摇晃，反应结束后离心，洗涤沉淀物，干燥洗涤后沉淀物得到两亲性生物碳材料负载杀菌剂。
3.一种抗菌凝胶，其特征在于所述抗菌凝胶是由权利要求1所述缓释杀菌剂为基础制作而成。
4.如权利要求1所述缓释杀菌剂，其特征在于所述双胍类抗菌剂优选聚六亚甲基双胍。
5.如权利要求2所述缓释杀菌剂的制备方法；其特征在于步骤B中两亲性生物碳材料与胍类消毒杀菌剂加入量的质量比为（1~4）：1。
6.如权利要求2所述缓释杀菌剂的制备方法；其特征在于步骤B中聚六亚甲基双胍与生物碳材料的反应时间为4~6小时。
7.如权利要求3所述抗菌凝胶，其特征在于所述抗菌凝胶中所述缓释加入量为0.5~5%。
8.如权利要求3所述抗菌凝胶，其特征在于所述抗菌凝胶配方中包括基质、保湿剂、芳香剂、润滑剂，和去离子水。
9.如权利要求8所述抗菌凝胶，其特征在于所述基质为羟丙甲基纤维素、保湿剂为甘油、芳香剂为玫瑰精油、润滑剂为芦荟胶。
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