CN111938245A - 一种硫酸多糖抗病毒层其制备方法及抗病毒口罩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫酸多糖抗病毒层其制备方法及抗病毒口罩，将硫酸化多糖和亲水性高分子材料溶解于水中，经灭菌并冷却后，将混合溶液倒入模具中，然后冷冻干燥至水分小于50％后取出，在表面喷洒氯化钙水溶液，完全钙化后，再进行冷冻干燥，至水分含量为10‑15％。岩藻聚糖、海藻酸钠、海藻酸钙形成的网状结构可以截留病毒，并将截留在抗病毒层的病毒杀灭，避免其进一步的危害。

Description

一种硫酸多糖抗病毒层其制备方法及抗病毒口罩

技术领域

本发明属于卫生防护用品技术领域，具体涉及一种硫酸多糖抗病毒层其制备方法及抗病毒口罩。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

呼吸道传染病是指病原体从人体的鼻腔、咽喉、气管和支气管等呼吸道感染侵入而引起的有传染性的疾病。其传播途径主要经飞沫传播、飞沫核传播和尘埃传播三种传播途径，也可通过直接密切接触或间接接触传播。因此阻断病毒经空气传播对于病毒性疾病的控制具有极其重要的作用。在有关细菌或病毒疫情爆发的情况下，许多国家把储备防护口罩作为非药物干预的手段来控制病毒传播。口罩在阻断新冠病毒传播中作用显著，人们对防护口罩的需求量日益增加，尤其是对抗菌抗病毒口罩的需求。但是普通一次性口罩仅对3微米以上的颗粒有防护效果，难以达到良好的抗病毒效果。

目前，国内外研发的几款抗病毒的口罩多是采用以下几种方法：1、添加无机抗病毒成分，如纳米银、铜离子成分等；2、添加强吸附成分，如活性炭等；3、添加抗病毒药物如病毒唑、中药等。发明人发现，这些成分都存在功能单一的问题，较难达到较好的抗病毒效果。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种硫酸多糖抗病毒层其制备方法及抗病毒口罩。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种硫酸多糖抗病毒层，为硫酸化多糖、亲水性高分子材料和亲水性高分子材料钙化物复合形成的网状结构；

或，为硫酸化多糖和亲水性高分子材料复合形成的网状结构。

第二方面，本发明提供所述硫酸多糖抗病毒层的制备方法，包括如下步骤：

将硫酸化多糖和亲水性高分子材料溶解于水中，经灭菌并冷却后，将混合溶液倒入模具中，然后冷冻干燥至水分小于50％后取出，在表面喷洒氯化钙水溶液，完全钙化后，再进行冷冻干燥，至水分含量为10-15％；

或，将硫酸化多糖和亲水性高分子材料溶解于水中，经灭菌并冷却后，将混合溶液倒入模具中，然后冷冻干燥至水分含量为10-15％。

第三方面，本发明提供所述硫酸多糖抗病毒层在制备卫生防护用品中的应用。

第四方面，本发明提供一种抗病毒口罩，包括所述硫酸多糖抗病毒层。

本发明的有益效果是：

1、岩藻聚糖、海藻酸钠、海藻酸钙形成的网状结构可以截留病毒。

2、岩藻聚糖具有较高的病毒结合作用，可以高效结合病毒，避免其扩散。

3、岩藻聚糖具有灭活病毒的作用，可以将截留在抗病毒层的病毒杀灭，避免其进一步的危害。

4、岩藻聚糖、海藻酸钠均具有高保湿性，与普通纤维相比黏附病毒颗粒后，不容易脱落。

5、岩藻聚糖、海藻酸钠具有高吸湿性，可以吸收人呼出的湿气，减轻佩戴口罩的不适感。

6、岩藻聚糖、海藻酸钠均为多糖，对人体无害，即使吸入也不影响人体健康。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

第一方面，本发明提供一种硫酸多糖抗病毒层，为硫酸化多糖、亲水性高分子材料和亲水性高分子材料钙化物复合形成的网状结构；

或，为硫酸化多糖和亲水性高分子材料复合形成的网状结构。

在一些实施例中，所述硫酸化多糖为岩藻聚糖、硫酸软骨素、肝素或石莼多糖。

在一些实施例中，所述亲水性高分子材料为海藻酸钠、卡拉胶、琼脂、胶原蛋白、纤维素或蚕丝。

进一步的，所述硫酸化多糖为岩藻聚糖，所述亲水性高分子材料为海藻酸钠，亲水性高分子材料钙化物为海藻酸钙。

更进一步的，硫酸化多糖抗病毒层中，岩藻聚糖、海藻酸钠和海藻酸钙的摩尔比为(3-5:1-3:1-2)。

在一些实施例中，所述硫酸化多糖抗病毒层的厚度为2-4mm。

第二方面，本发明提供所述硫酸多糖抗病毒层的制备方法，包括如下步骤：

将硫酸化多糖和亲水性高分子材料溶解于水中，经灭菌并冷却后，将混合溶液倒入模具中，然后冷冻干燥至水分小于50％后取出，在表面喷洒氯化钙水溶液，完全钙化后，再进行冷冻干燥，至水分含量为10-15％；

或，将硫酸化多糖和亲水性高分子材料溶解于水中，经灭菌并冷却后，将混合溶液倒入模具中，然后冷冻干燥至水分含量为10-15％。

在一些实施例中，所述硫酸化多糖为岩藻聚糖、硫酸软骨素、肝素或石莼多糖；

所述亲水性高分子材料为海藻酸钠、卡拉胶、琼脂、胶原蛋白、纤维素或蚕丝。

进一步的，所述硫酸化多糖为岩藻聚糖，所述亲水性高分子材料为海藻酸钠。

更进一步的，岩藻聚糖与海藻酸钠的质量比为4-6:1-3。

更进一步的，岩藻聚糖的分子量为5万-20万Da，海藻酸钠的分子量为1万-5万Da。

在一些实施例中，所述灭菌为高压蒸汽灭菌。

在一些实施例中，所述氯化钙水溶液的质量百分比浓度为0.5-5％。

第三方面，本发明提供所述硫酸多糖抗病毒层在制备卫生防护用品中的应用。

第四方面，本发明提供一种抗病毒口罩，包括所述硫酸多糖抗病毒层。

在一些实施例中，所述抗病毒口罩，由内到外依次包括防粘无纺布内层、熔喷无纺布过滤层、所述硫酸多糖抗病毒层和防粘无纺布外层。

实施例

岩藻聚糖抗病毒滤层的制备：

取岩藻聚糖(分子量约为5万-20万Da)5g，溶解于100ml蒸馏水中，溶解完全后，加入2g海藻酸钠(1万-5万Da)，室温搅拌溶解24h，等其溶解均匀后，经高压蒸汽灭菌(121℃，15min)并冷却后，再将其倒入口罩形状模具中，铺平后(厚度2-4毫米)转移到冻干机中冷冻干燥，冷冻干燥到水分小于50％以后将其取出，迅速喷洒氯化钙水溶液(质量百分比浓度为0.5-5％)，等其钙化完全后，再转移到冻干机中冷冻干燥，等其水分含量为10-15％之间时取出，密封包装。全程操作需要10万级洁净条件下完成，以保证产品无菌。

岩藻聚糖抗病毒口罩的制备：

采用上述制备的材料作为抗病毒层使用。抗病毒层的外侧附上常规口罩使用的防粘无纺布面层作为外层，另一侧附上常规口罩使用的熔喷无纺布面层作为过滤层，过滤层的内侧再附上防粘无纺布面层作为内层，形成四层结构。这样由外向内依次包括：外层1、抗病毒层2、熔喷无纺布3和内层4，所述内层4为与皮肤接触层，再加上配件鼻托、耳带等，缝合成口罩。最后密封包装保存。

不同浓度岩藻聚糖抗病毒活性研究：

按上述制备方法，分别制备不加岩藻聚糖、岩藻聚糖质量百分比浓度分别为1.25％、2.5％、5％的抗病毒口罩，空白对照组，低、中、高剂量岩藻聚糖组中抗病毒层海藻酸钠的质量百分比浓度为2％，抗病毒层含水量12％，并按国家标准GB19083-2010进行测试过滤效率、呼气和吸气阻力等。口罩测试合格后，小鼠按体重随机分为5组，分别为正常对照组、空白对照组、岩藻聚糖低剂量组、岩藻聚糖中剂量组、岩藻聚糖高剂量组，每组10只。然后将雾化甲型H1N1流感病毒液空气经不同口罩滤过后通入小鼠所在笼子30min，其中正常对照组采用普通一次性口罩、空白对照组采用不加岩藻聚糖抗病毒层的口罩，低、中、高剂量岩藻聚糖组在制备抗病毒层所用岩藻聚糖的质量百分比浓度分别为1.25％、2.5％、5％。感染后第5天，计算感染动物数。

表1不同浓度岩藻聚糖抗病毒层活性结果

从表1中可以看出，在普通一次性口罩的基础上添加抗病毒层后，口罩呼气和吸气阻力有所增加，但是过滤效率显著提高。最重要的是通过添加岩藻聚糖可以明显降低感染动物数，具有显著的阻断病毒感染的作用。

不同浓度海藻酸钠抗病毒活性研究：

按上述制备方法，分别制备岩藻聚糖质量百分比浓度为5％，海藻酸钠的质量百分比浓度分别为1％、2％、3％的抗病毒口罩，抗病毒层含水量12％，并按国家标准GB19083-2010进行测试过滤效率、呼气和吸气阻力等。口罩测试完成后，小鼠按体重随机分为4组，分别为正常对照组、海藻酸钠低剂量组、海藻酸钠中剂量组、海藻酸钠高剂量组，每组10只。然后将雾化甲型H1N1流感病毒液空气经不同口罩滤过后通入小鼠所在笼子30min，其中正常对照组采用普通一次性口罩，低、中、高剂量海藻酸钠组在制备抗病毒层所用海藻酸钠的质量百分比浓度分别为1％、2％、3％。感染后第5天，计算感染动物数。

表2不同浓度海藻酸钠抗病毒层活性结果

从表2中可以看出在普通一次性口罩的基础上添加抗病毒层后，随海藻酸钠质量百分比浓度的升高，口罩过滤效率逐渐增强，但是相应的呼气和吸气阻力也明显增加，其中海藻酸钠质量百分比为3％浓度的呼气和吸气阻力已经不合格。另外从感染动物数可知，海藻酸钠质量百分比为1％浓度虽然不影响口罩过滤效率、呼气和吸气阻力等指标，但是其浓度过低抗病毒效果也会降低，因海藻酸钠只有在合适的浓度才能达到较好的抗病毒效果。

抗病毒层不同含水量对抗病毒效果的影响研究：

按上述制备方法，分别制备岩藻聚糖质量百分比浓度分别为5％，海藻酸钠质量百分比为2％，含水量分别为5％、10％、15％、20％的抗病毒层，并制成相应的抗病毒口罩。按国家标准GB19083-2010进行测试过滤效率、呼气和吸气阻力等。口罩测试合格后，小鼠按体重随机分为5组，分别为正常对照组、5％含水量组、10％含水量组、15％含水量组和20％含水量组，每组10只。然后将雾化甲型H1N1流感病毒液空气经不同口罩滤过后通入小鼠所在笼子30min，其中正常对照组采用普通一次性口罩。感染后第5天，计算感染动物数。

表3抗病毒层不同含水量对抗病毒效果影响结果

从表3中可以看出在普通一次性口罩的基础上添加抗病毒层后，抗病毒层含水量对其抗病毒效果有显著影响，当其中含水量低于10％后，感染动物数会提高，随着含水量增加可以明显提高其抗病毒效果。但是含水量增加到20％以后，会增加呼气和吸气阻力，因此本抗病毒层的含水量以10％-15％为宜。

抗病毒层不同厚度对抗病毒效果的影响研究：

按上述制备方法，分别制备岩藻聚糖质量百分比浓度分别为5％，海藻酸钠质量百分比为2％，含水量为10％，厚度为1mm、2mm、4mm、6mm的抗病毒层，并制成相应的抗病毒口罩。按国家标准GB19083-2010进行测试过滤效率、呼气和吸气阻力等。口罩测试合格后，小鼠按体重随机分为5组，分别为正常对照组、1mm厚度组、2mm厚度组、4mm厚度组和6mm厚度组，每组10只。然后将雾化甲型H1N1流感病毒液空气经不同口罩滤过后通入小鼠所在笼子30min，其中正常对照组采用普通一次性口罩。感染后第5天，计算感染动物数。

表4抗病毒层不同厚度对抗病毒效果影响结果

从表4中可以看出在普通一次性口罩的基础上添加抗病毒层后，不同厚度对其有较大影响，抗病毒层厚度低于2mm时虽然不影响过滤效率、呼气和吸气阻力等，但是预防病毒的效果也较差。而抗病毒层大于4mm后，对呼气和吸气阻力有较大影响，因此抗病毒层厚度以2-4mm为宜。

硫酸软骨素抗病毒滤层的制备：

取硫酸软骨素(分子量约为1万-26万Da)5g，溶解于100ml蒸馏水中，溶解完全后，加入2g海藻酸钠(1万-5万Da)，室温搅拌溶解24h，等其溶解均匀后，经高压蒸汽灭菌(121℃，15min)并冷却后，再将其倒入口罩形状模具中，铺平后(厚度2-4毫米)转移到冻干机中冷冻干燥，冷冻干燥到水分小于50％以后将其取出，迅速喷洒氯化钙水溶液(质量百分比浓度为0.5-5％)，等其钙化完全后，再转移到冻干机中冷冻干燥，等其水分含量为10-15％之间时取出，密封包装。全程操作需要10万级洁净条件下完成，以保证产品无菌。

硫酸软骨素抗病毒口罩的制备：

采用上述制备的材料作为抗病毒层使用。抗病毒层的外侧附上常规口罩使用的防粘无纺布面层作为外层，另一侧附上常规口罩使用的熔喷无纺布面层作为过滤层，过滤层的内侧再附上防粘无纺布面层作为内层，形成四层结构。这样由外向内依次包括：外层1、抗病毒层2、熔喷无纺布3和内层4，所述内层4为与皮肤接触层，再加上配件鼻托、耳带等，缝合成口罩。最后密封包装保存。

石莼多糖抗病毒滤层的制备：

取石莼多糖(分子量约为2万-20万Da)5g，溶解于100ml蒸馏水中，溶解完全后，加入2g海藻酸钠(1万-5万Da)，室温搅拌溶解24h，等其溶解均匀后，经高压蒸汽灭菌(121℃，15min)并冷却后，再将其倒入口罩形状模具中，铺平后(厚度2-4毫米)转移到冻干机中冷冻干燥，冷冻干燥到水分小于50％以后将其取出，迅速喷洒氯化钙水溶液(质量百分比浓度为0.5-5％)，等其钙化完全后，再转移到冻干机中冷冻干燥，等其水分含量为10-15％之间时取出，密封包装。全程操作需要10万级洁净条件下完成，以保证产品无菌。

石莼多糖抗病毒口罩的制备：

采用上述制备的材料作为抗病毒层使用。抗病毒层的外侧附上常规口罩使用的防粘无纺布面层作为外层，另一侧附上常规口罩使用的熔喷无纺布面层作为过滤层，过滤层的内侧再附上防粘无纺布面层作为内层，形成四层结构。这样由外向内依次包括：外层1、抗病毒层2、熔喷无纺布3和内层4，所述内层4为与皮肤接触层，再加上配件鼻托、耳带等，缝合成口罩。最后密封包装保存。

岩藻聚糖-卡拉胶抗病毒滤层的制备：

取岩藻聚糖(分子量约为5万-20万Da)5g，溶解于100ml蒸馏水中，溶解完全后，加入2g卡拉胶(1万-5万Da)，加热到80℃搅拌溶解12h，等其溶解均匀后，经高压蒸汽灭菌(121℃，15min)并冷却后，再将其倒入口罩形状模具中，铺平后(厚度2-4毫米)转移到冻干机中冷冻干燥，冷冻干燥等其水分含量为10-15％之间时取出，密封包装。全程操作需要10万级洁净条件下完成，以保证产品无菌。

岩藻聚糖-卡拉胶抗病毒口罩的制备：

采用上述制备的材料作为抗病毒层使用。抗病毒层的外侧附上常规口罩使用的防粘无纺布面层作为外层，另一侧附上常规口罩使用的熔喷无纺布面层作为过滤层，过滤层的内侧再附上防粘无纺布面层作为内层，形成四层结构。这样由外向内依次包括：外层1、抗病毒层2、熔喷无纺布3和内层4，所述内层4为与皮肤接触层，再加上配件鼻托、耳带等，缝合成口罩。最后密封包装保存。

不同材料抗病毒层抗病毒效果研究：

按上述制备方法制备的各种口罩：

1、岩藻聚糖抗病毒口罩(岩藻聚糖5％，海藻酸钠2％，含水量12％，厚度2mm)

2、硫酸软骨素抗病毒口罩(硫酸软骨素5％，海藻酸钠2％，含水量12％，厚度2mm)

3、石莼多糖抗病毒口罩(石莼多糖5％，海藻酸钠2％，含水量12％，厚度2mm)

4、岩藻聚糖-卡拉胶抗病毒口罩(岩藻聚糖5％，卡拉胶2％，含水量12％，厚度2mm)

按国家标准GB19083-2010进行测试过滤效率、呼气和吸气阻力等。口罩测试合格后，小鼠按体重随机分为5组，分别为正常对照组、岩藻聚糖抗病毒口罩组、硫酸软骨素抗病毒口罩组、石莼多糖抗病毒口罩组和岩藻聚糖-卡拉胶抗病毒口罩，每组10只。然后将雾化甲型H1N1流感病毒液空气经不同口罩滤过后通入小鼠所在笼子30min，其中正常对照组采用普通一次性口罩。感染后第5天，计算感染动物数。

表5不同材料抗病毒层抗病毒效果结果

从表5中可以看出在普通一次性口罩的基础上添加不同材料抗病毒层后，岩藻聚糖抗病毒口罩组效果最好，硫酸软骨素、石莼多糖等也有较好的抗病毒效果，但是较岩藻聚糖抗病毒口罩组效果稍差。卡拉胶等虽可以替代部分钙化的海藻酸钠，但是抗病毒效果会降低，另外也会影响抗病毒层的韧性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硫酸多糖抗病毒层，其特征在于：为硫酸化多糖、亲水性高分子材料和亲水性高分子材料钙化物复合形成的网状结构；

或，为硫酸化多糖和亲水性高分子材料复合形成的网状结构。

2.根据权利要求1所述的硫酸多糖抗病毒层，其特征在于：所述硫酸化多糖为岩藻聚糖、硫酸软骨素、肝素或石莼多糖；

所述亲水性高分子材料为海藻酸钠、卡拉胶、琼脂、胶原蛋白、纤维素或蚕丝。

3.根据权利要求1所述的硫酸多糖抗病毒层，其特征在于：所述硫酸化多糖为岩藻聚糖，所述亲水性高分子材料为海藻酸钠，亲水性高分子材料钙化物为海藻酸钙；

进一步的，硫酸化多糖抗病毒层中，岩藻聚糖、海藻酸钠和海藻酸钙的摩尔比为3-5:1-3:1-2。

4.根据权利要求1所述的硫酸多糖抗病毒层，其特征在于：所述硫酸化多糖抗病毒层的厚度为2-4mm。

5.权利要求1-4任一所述硫酸多糖抗病毒层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

将硫酸化多糖和亲水性高分子材料溶解于水中，经灭菌并冷却后，将混合溶液倒入模具中，然后冷冻干燥至水分小于50％后取出，在表面喷洒氯化钙水溶液，完全钙化后，再进行冷冻干燥，至水分含量为10-15％；

或，将硫酸化多糖和亲水性高分子材料溶解于水中，经灭菌并冷却后，将混合溶液倒入模具中，然后冷冻干燥至水分含量为10-15％。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述硫酸化多糖为岩藻聚糖、硫酸软骨素、肝素或石莼多糖；

所述亲水性高分子材料为海藻酸钠、卡拉胶、琼脂、胶原蛋白、纤维素或蚕丝；

进一步的，所述硫酸化多糖为岩藻聚糖，所述亲水性高分子材料为海藻酸钠；

更进一步的，岩藻聚糖与海藻酸钠的质量比为4-6:1-3；

更进一步的，岩藻聚糖的分子量为5万-20万Da，海藻酸钠的分子量为1万-5万Da。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述灭菌为高压蒸汽灭菌。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述氯化钙水溶液的质量百分比浓度为0.5-5％。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述硫酸多糖抗病毒层在制备卫生防护用品中的应用。

10.一种抗病毒口罩，其特征在于：包括所述硫酸多糖抗病毒层；

在一些实施例中，所述抗病毒口罩，由内到外依次包括防粘无纺布内层、熔喷无纺布过滤层、所述硫酸多糖抗病毒层和防粘无纺布外层。