CN110679607A - 一种稳定的新型杀菌消毒溶液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稳定的新型杀菌消毒溶液及其制备方法,所述杀菌消毒溶液包括水、稳定剂、次氯酸根离子提供剂、淀粉及pH调节剂。本发明杀菌消毒溶液通过调整次氯酸根离子、稳定剂、淀粉及pH调节剂的量使消毒溶液具有合适的pH,并结合适宜的稳定剂以使整个消毒溶液体系呈现一种高度稳定的状态,从而延长其使用寿命,扩大其应用范围。

Description

一种稳定的新型杀菌消毒溶液及其制备方法
技术领域
本发明涉及消毒技术领域,具体涉及一种稳定的新型杀菌消毒溶液及其制备方法。
背景技术
目前,常用的杀菌消毒方法主要由物理方法、化学方法和生物方法三种,其中物理消毒法主要是采用物理的手段如辐射消毒、热力消毒、机械消毒等杀灭或消除病原微生物,一般无毒无害,对环境污染较少,但存在效果有限且通用性差的局限;化学消毒法是利用化学药品对某些特定的病原微生物进行作用以达到杀灭病菌的目的,常用的化学药品为含氯消毒液、石灰乳、福尔马林、过氧乙酸等,大量的化学药品的使用存在着药品残留以致产生环境污染的问题;生物消毒法是利用生物因子去除病原体,作用缓慢且灭菌不彻底。
含氯消毒液是是迄今为止最常用的有效杀菌剂之一,其有效成分为次氯酸或次氯酸盐类。据美国环境保护机构研究表明,次氯酸在相同条件下的杀菌能力是次氯酸盐类的数十至上百倍。其实,人们早在100多年前就已经发现次氯酸具有强效的杀菌效果。次氯酸是一种很弱的酸,且其仅存在于溶液中,具有很强的氧化性,同时次氯酸溶液对于人体和动物体具有较高的安全性,与有机物反应后遇紫外线照射就会分解且无残留物产生,对环境没有任何负担。因此,次氯酸被广泛地应用于个人、家庭、医疗、农业、畜牧养殖业等各行各业的消毒、清洁、护理等。
次氯酸溶液中存在Cl2、HClO、ClO-的动态平衡,而且众多研究已表明,次氯酸及次氯酸盐溶液的杀菌能力都主要来自于次氯酸分子。当pH为4.0-6.5时,次氯酸分子在水溶液中的存有比例最高,也就是其杀菌力最强的状态;当pH值低于3.0时,会有氯气产生,酸性越强,氯气的比例越大,当氯气达到一定浓度时就会从溶液中释放出来;因氯气有毒,会对人身安全造成危害。因此,次氯酸溶液的生产,应确保pH值在合理范围,以使次氯酸分子的浓度尽量高。但是,由于次氯酸极高的反应活性和不稳定性,导致其工业化生产一直无法实现。因此,科学家们一直在尝试使用各种方法实现次氯酸的工业化生产。
迄今为止,次氯酸工业化生产的研究,主要集中在电解法和化学法。其中电解法生产次氯酸,不仅需要消耗大量的电能,使用的昂贵贵金属电极极易损坏,使得生产设备使用成本高,难以维护,且通过电解法生产的次氯酸溶液的有效氯含量一般不超过80mg/L,同时杂质较多。浓度过低的次氯酸溶液,不仅杀菌能力有限,而且难于稳定保存,只能现制现用,因而使其广泛应用受到极大限制。另外,电解法生成的次氯酸溶液的pH较低(一般为2-4,因而也称酸性氧化电位水),pH范围较宽,难以精确控制pH值,而且因次氯酸本身不稳定易分解的特性,一旦分解会使体系的酸性进一步增强,很容易导致氯气生成。
而化学法主要是通过强碱和氯气的反应来生产次氯酸,氯气和次氯酸盐接触法来生产次氯酸。化学法生产次氯酸起步稍晚,工业化实现复杂。但近年来化学法有了长足的发展,如报道使用CO2和次氯酸钠混合反应生成次氯酸,但是生产过程不稳定,会产生大量的碳酸钠或碳酸氢钠,易造成生产管道堵塞;也有通过次氯酸钠或次氯酸钙与水混合得到。但这种制备方式不能直接用于日常的消毒杀菌且使用不便;等等。然而,事实上化学法也与所提到的电解法存在的问题类似,次氯酸不稳定,分解后会使体系的酸性明显增强,极易生成对人体有毒害的氯气。换言之,上述方法制备的次氯酸体系的保质期非常有限。故而,由于稳定性即保质期的问题不能得到很好地解决,以致次氯酸溶液目前一直局限于现制现用,进而导致其广泛应用受到了极大限制。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中的问题,提供一种稳定的新型杀菌消毒溶液及其制备方法。为此,本发明人在反复实验后发现,由次氯酸根离子提供剂、水、稳定剂、pH调节剂、淀粉等原料原料制备的消毒溶液具有比较优异的稳定性,保质期达两年以上,扩大了次氯酸消毒溶液的应用范围。
为了实现上述目的,本发明提供了一种稳定的新型杀菌消毒溶液,按重量百分数计,其包括以下组分:
Figure BDA0001721979060000021
其中,所述组分的重量百分数均基于所述杀菌消毒溶液的总重量计。
本发明杀菌消毒溶液通过调整次氯酸根离子、稳定剂、淀粉及pH调节剂的量使消毒溶液具有合适的pH,并结合适宜的稳定剂以使整个消毒溶液体系呈现一种高度稳定的状态,从而延长其使用寿命,能够保证其保质期长达三年,扩大其应用范围。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,其pH值在4.0-7.0范围内,优选在6.5-6.8范围内,以使本发明杀菌消毒溶液的pH接近人体皮肤表面的pH,从而避免在施用本发明杀菌消毒溶液时对皮肤造成伤害,故而本发明杀菌消毒溶液可直接用于临床和皮肤消毒。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,所述水为纯化水,更优选电阻率大于6MΩ·cm的去离子水,最优选通过反向渗透纯化法获得的超纯水。这种水中的离子含量较少,不会使消毒溶液变质。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,其含有约10-1000ppm的次氯酸,最优选约50-500ppm的次氯酸。当然,本发明杀菌消毒溶液为了在其应用范围内具有优异的杀菌消毒效果,也可以含有其他量的次氯酸,如1000ppm、1500ppm、1500ppm的次氯酸,但当本发明杀菌消毒溶液用于临床和皮肤消毒时,为了减少次氯酸对皮肤的刺激或损伤,当所述新型杀菌消毒溶液用于器械消毒时,其含有约165-250ppm的次氯酸;当所述新型杀菌消毒溶液用于物表消毒时,其含有约50-90ppm的次氯酸;当所述新型杀菌消毒溶液用于空气消毒时,其含有约110-220ppm的次氯酸。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,所述次氯酸根离子提供剂的纯度在90%以上,以避免引入不必要的杂质而破坏本发明杀菌消毒溶液的稳定性。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,所述淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉和绿豆淀粉中的一种或多种。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,所述次氯酸根离子提供剂选自食品级以上的次氯酸盐,更优选次氯酸钙、次氯酸钠、二氧化氯、次氯酸钠五水合物(NaClO·5H2O)等中的一种或多种;最优选次氯酸钠五水合物,且其纯度为99.5%;特别优选有效氯浓度为10%的食品级次氯酸钠。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,所述pH调节剂为共轭酸碱对,更优选为柠檬酸盐、醋酸盐、琥珀酸盐、硼酸盐、甲酸盐、苯甲酸盐、碳酸盐、丙酸盐、磷酸盐中的一种或多种;最优选磷酸二氢钠和磷酸氢二钠缓冲溶液,特别优选醋酸和醋酸钠缓冲溶液。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,所述稳定剂为甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、醋酸盐、琥珀酸盐、苯甲酸盐、氨基磺酸盐、柠檬酸盐、三乙醇胺中的一种或多种,更优选甲酸盐。
优选地,在上述新型杀菌消毒溶液中,所述稳定剂的的重量百分数均基于所述杀菌消毒溶液的总重量为0.05-0.15%。
优选地,所述新型杀菌消毒溶液还包括等渗溶液、增稠剂、发泡剂、保湿剂、香精、色素等中的一种或多种,以丰富本发明杀菌消毒溶液的功效。
所述增稠剂、发泡剂和保湿剂、香精、色素均为本领域常用的常规物质且其含量也为本领域的常规用量,优选所述增稠剂、发泡剂和保湿剂、香精、色素为分析纯级别试剂。可以直接加入至本发明杀菌消毒溶液中也可以预先用去离子水稀释至合理浓度,然后加入到消毒溶液中并充分混和即可。
所述的等渗溶液生理盐水、任氏(Ringer's)生理盐水、乐氏(Locke's)生理盐水、葡萄糖水及其他等渗溶液一种或多,优选为0.85%-0.9%的生理盐水。
在本发明中,所述新型杀菌消毒溶液可以使用任何合适的密封容器以维持容器内的杀菌消毒溶液的无菌性和稳定性。所述密封容器可以由与杀菌消毒溶液相容的任何材料构成,并且通常应当是无反应性的即所述杀菌消毒溶液中的离子不与密封容器发生任何反应。
优选地,所述密封容器由高密度聚乙烯等塑料瓶或玻璃制成,更优选由玻璃制成,最优选的为低硼硅玻璃、中硼硅玻璃或高硼硅玻璃制成的容器,特别优选的为高硼硅玻璃制成的容器。
本发明杀菌消毒溶液的稳定性是指保留了至少约85%的原有可利用浓度,并取决于以下各种原因,包括但不限于溶液的pH值、溶液的温度及曝光的程度。溶液不应被加热,因为高温时次氯酸浓度会显著下降。在良好的贮藏条件下如低温、密闭容器、不受阳光照射及干燥湿润的环境等等,本发明杀菌消毒溶液能够稳定保存达三年以上。
另外,本发明还提供一种制备上述新型杀菌消毒溶液的方法,其包括以下步骤:
1)制备A溶液:将稳定剂和淀粉与水混合,并加入至有效氯浓度为10%-12%的次氯酸根离子提供剂水溶液中,充分混合后得到溶液A;
2)制备B溶液:配制pH值为3.5-5.1的pH调节剂溶液作B溶液;
3)制备杀菌消毒溶液:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至所需值后,再搅拌30分钟即得杀菌消毒溶液;
4)将步骤(3)获得的杀菌消毒溶液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装等即可。
优选地,在上述方法中,所述步骤1)中稳定剂与水混合时,二者的重量比为1:(5000-10000)
优选地,在上述方法中,所述步骤3)中B溶液加入到A溶液的过程中可以实时监测所获得的溶液的pH,在整个溶液体系的pH为所需范围时终止B溶液的加入即可。
优选地,在上述方法中,所述等渗溶液、增稠剂、发泡剂、保湿剂、香精、色素,可预先用去离子水稀释至合理浓度,然后加入到次氯酸根离子提供剂水溶液即可获得含有等渗溶液、增稠剂、发泡剂、保湿剂、香精、色素的A溶液。
优选地,在上述方法中,所述pH调节剂溶液为pH值为3.6的醋酸-醋酸钠缓冲液,其具体配制过程按照中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法进行配制,更具体为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可。
制成本发明杀菌消毒溶液后,可以直接将其转移至密封的容器中,随后销售至最终使用者,如医院、疗养院、药房、商超等等。
此外,本发明还提供上述新型杀菌消毒溶液用于消毒的应用,其中所述消毒为器械消毒、物表消毒、皮肤消毒和空气消毒。
优选地,当所述消毒为器械消毒时,所述新型杀菌消毒溶液中含有165-250ppm的次氯酸;当所述消毒为物表消毒时,所述新型杀菌消毒溶液中含有50-90ppm的次氯酸;当所述消毒为皮肤消毒时,所述新型杀菌消毒溶液中含有90-180ppm的次氯酸;当所述消毒为空气消毒时,所述新型杀菌消毒溶液中含有110-220ppm的次氯酸。
与现有技术相比,本发明杀菌消毒溶液的制备方法简单易行,操作方便,适于大规模工业化制备,且所制备的杀菌消毒溶液由于各组分的量严格控制而使其使用寿命长达两年以上,显著延长了保质期,即所述杀菌消毒溶液的稳定性高。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加简洁明了,本发明将用以下具体实施例进行阐明,但本发明绝非仅限于这些实施例。以下实施例仅为本发明较优选的实施例,且仅用于阐述本发明,不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是,凡在本发明的实质和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
制备实施例
制备实施例1
1)制备A溶液:称取120g甲酸钠和11g淀粉加入到600L纯化水并搅拌30min,缓慢加入1100ml有效氯浓度为10%的次氯酸钠溶液并充分搅拌即得A溶液。
2)制备B溶液:按中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法配制pH为3.6醋酸-醋酸钠缓冲液,具体过程为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可,计作B溶液。
3)混合:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至4.7后,同时补齐至1000L,再搅拌30分钟。
4)混合液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装。
制备实施例2
1)制备A溶液:称取120g甲酸钠和11g淀粉加入到600L纯化水并搅拌30min,缓慢加入1800ml有效氯浓度为10%的次氯酸钠溶液并充分搅拌即得A溶液。
2)制备B溶液:按中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法配制pH为3.6醋酸-醋酸钠缓冲液,具体过程为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可,计作B溶液。
3)混合:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至4.7后,同时补齐至1000L,再搅拌30分钟。
4)混合液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装。
制备实施例3
1)制备A溶液:称取120g甲酸钠和11g淀粉加入到600L纯化水并搅拌30min,缓慢加入2400ml有效氯浓度为10%的次氯酸钠溶液并充分搅拌即得A溶液。
2)制备B溶液:按中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法配制pH为3.6醋酸-醋酸钠缓冲液,具体过程为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可,计作B溶液。
3)混合:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至4.7后,同时补齐至1000L,再搅拌30分钟。
4)混合液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装。
制备实施例4
1)制备A溶液:称取120g甲酸钠和11g淀粉加入到600L纯化水并搅拌30min,缓慢加入5300ml有效氯浓度为10%的次氯酸钠溶液并充分搅拌即得A溶液。
2)制备B溶液:按中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法配制pH为3.6醋酸-醋酸钠缓冲液,具体过程为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可,计作B溶液。
3)混合:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至4.7后,同时补齐至1000L,再搅拌30分钟。
4)混合液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装。
制备实施例5
1)制备A溶液:称取120g甲酸钠和11g淀粉加入到600L纯化水并搅拌30min,缓慢加入13000ml有效氯浓度为10%的次氯酸钠溶液并充分搅拌即得A溶液。
2)制备B溶液:按中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法配制pH为3.6醋酸-醋酸钠缓冲液,具体过程为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可,计作B溶液。
3)混合:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至4.7后,同时补齐至1000L,再搅拌30分钟。
4)混合液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装。
对比实施例
对比实施例1
1)制备A溶液:称取120g甲酸钠加入到600L纯化水并搅拌30min,缓慢加入1100ml有效氯浓度为10%的次氯酸钠溶液并充分搅拌即得A溶液。
2)制备B溶液:按中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法配制pH为3.6醋酸-醋酸钠缓冲液,具体过程为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可,计作B溶液。
3)混合:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至4.7后,同时补齐至1000L,再搅拌30分钟。
4)混合液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装。
对比实施例2
1)制备A溶液:称取11g淀粉加入到600L纯化水并搅拌30min,缓慢加入1100ml有效氯浓度为10%的次氯酸钠溶液并充分搅拌即得A溶液。
2)制备B溶液:按中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法配制pH为3.6醋酸-醋酸钠缓冲液,具体过程为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可,计作B溶液。
3)混合:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至4.7后,同时补齐至1000L,再搅拌30分钟。
4)混合液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装。
对比实施例3
1)制备A溶液:量取1100ml有效氯浓度为10%的次氯酸钠溶液加入600L水中,并充分搅拌即得A溶液。
2)制备B溶液:按中国药典第三部通则缓冲液项下的配制方法配制pH为3.6醋酸-醋酸钠缓冲液,具体过程为取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml即可,计作B溶液。
3)混合:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至4.7后,同时补齐至1000L,再搅拌30分钟。
4)混合液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装。
测试实施例
按《消毒技术规范2002年版》进行制备实施例、对比实施例及市售的次氯酸溶液进行稳定性加速实验,其中54℃下恒温恒湿保存14天,有效氯下降≤10%,有效期达到1年;37℃下恒温恒湿保存90天,有效氯下降≤10%,有效期达到2年,市售次氯酸为有效氯浓度10%为次氯酸钠的溶液。测定结果示于表1中。
表1
Figure BDA0001721979060000091
经检测,本发明所得不同浓度的消毒溶液在54℃的密闭条件下储放14天,有效氯含量下降3.03%-3.75%;37℃的密闭条件下储放90天,有效氯下降4.24%-5.00%,小于标准规定的10%;根据《消毒技术规范》可推定其有效期可达36个月,具有显著的稳定性。
综上所述可见,本发明提供的生产消毒溶液的方法,具有反应原料易得、生产设备结构简单、容易维护、可实现高度自动化、可以精确控制产品质量、零排放无污染、物料转化率可达100%等优点。采用本发明方法,可生产特别稳定的消毒溶液,储存稳定性至少为2年,实现了消毒溶液的包装、储存、转运,使其商业化成为可能,克服了现有技术“现制现用”的局限;因此,本发明相对于现有技术具有显著性进步和工业应用价值。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种稳定的新型杀菌消毒溶液,其特征在于,按重量百分数计,其包括以下组分:
Figure FDA0001721979050000011
其中,所述组分的重量百分数均基于所述杀菌消毒溶液的总重量计。
2.根据权利要求1所述的新型杀菌消毒溶液,其特征在于,所述新型杀菌消毒溶液的pH值在4.0-7.0范围内,优选在6.5-6.8范围内。
3.根据权利要求1所述的新型杀菌消毒溶液,其特征在于,所述水为纯化水,更优选电阻率大于6MΩ·cm的去离子水,最优选通过反向渗透纯化法获得的超纯水。
4.根据权利要求1所述的新型杀菌消毒溶液,其特征在于,所述新型杀菌消毒溶液中含有约10-1000ppm的次氯酸。
5.根据权利要求1所述的新型杀菌消毒溶液,其特征在于,所述淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉和绿豆淀粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的新型杀菌消毒溶液,其特征在于,所述稳定剂的的重量百分数均基于所述杀菌消毒溶液的总重量为0.05-0.15%。
7.一种制备权利要求1-6中任一项所述的新型杀菌消毒溶液的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)制备A溶液:将稳定剂和淀粉与水混合,并加入至有效氯浓度为10%-12%的次氯酸根离子提供剂水溶液中,充分混合后得到溶液A;
2)制备B溶液:配制pH值为3.5-5.1的pH调节剂溶液作B溶液;
3)制备杀菌消毒溶液:将制备好的B液缓慢加入到A液中,充分搅拌调整pH至所需值后,再搅拌30分钟即得杀菌消毒溶液;
4)将步骤(3)获得的杀菌消毒溶液进行pH测定、有效氯浓度、澄清度等检验合格后,可进行分装、包装等即可。
8.权利要求1-6中任一项所述的新型杀菌消毒溶液用于消毒的应用,其特征在于,所述消毒为器械消毒、物表消毒、皮肤消毒和空气消毒等。
9.根据权利要求8所述的用途,其特征在于,当所述消毒为器械消毒时,所述新型杀菌消毒溶液中含有165-250ppm的次氯酸;当所述消毒为物表消毒时,所述新型杀菌消毒溶液中含有50-90ppm的次氯酸;当所述消毒为皮肤消毒时,所述新型杀菌消毒溶液中含有90-180ppm的次氯酸;当所述消毒为空气消毒时,所述新型杀菌消毒溶液中含有110-220ppm的次氯酸。
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