CN112426377B - 一种水溶性抗菌喷剂及其应用 - Google Patents

一种水溶性抗菌喷剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水溶性抗菌喷剂及其应用。所述的抗菌喷剂配方是：水溶性氨基化纤维素3‑5g/L；甘油：50‑100g/L；柠檬酸：1‑10g/L；水：余量；工艺：将各组分按量混合搅拌均匀即得本发明的抗菌喷剂。本发明的抗菌喷剂稳定性好、安全、无刺激、无毒副作用，可在短时间内发挥优异的杀菌效果，可用于人体表皮、物体表面和公共场所的杀菌、消毒，在生物医疗及卫生防护等领域具有广阔的应用前景。

Description

一种水溶性抗菌喷剂及其应用
技术领域
本发明属于医疗卫生抗菌消毒技术领域，具体涉及一种水溶性抗菌喷剂及其应用。
背景技术
目前市场所使用的抗菌喷雾剂有84消毒液、过氧乙酸、戊二醛和医用酒精等，其中最普遍的是含有75％酒精的消毒液，75％以上的酒精虽然能起到杀菌作用，但遇到需要喷洒在人体肌肤上的时候，不仅会对皮肤起到一定伤害，对于敏感肌和孕妇小孩，也都是存在损害皮肤的可能性。而84消毒液的消毒杀菌时间为10-30分钟，有金属腐蚀性，对人体有刺激性，不能与人直接接触。因此最好的杀菌喷雾剂可以达到短时间除菌、除霉、食品级可给孕妇与幼儿使用的效果。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种水溶性抗菌喷剂及其应用，本发明的抗菌喷剂稳定性好、安全、无刺激、无毒副作用，可在短时间内发挥优异的杀菌效果，可用于人体表皮、物体表面和公共场所的杀菌、消毒，在生物医疗及卫生防护等领域具有广阔的应用前景。
本发明采用的技术方案如下：
一、一种水溶性抗菌喷剂，包括以下组分：
水溶性氨基化纤维素：3-5g/L；
甘油：50-100g/L；
柠檬酸：1-10g/L；
水：余量。
所述水溶性抗菌喷剂的制备过程如下：将水溶性氨基化纤维素和水放入配液罐中；称取甘油和柠檬酸放入小桶中搅拌均匀；将小桶内的液体倒入配液罐内充分搅拌均匀；在液体灌装机的空瓶中灌装配液罐内的液体并加阀门喷头盖，即得水溶性抗菌喷剂。
所述水溶性氨基化纤维素的制备方法如下：
步骤1：将纤维素加入去离子水中，使用盐酸调节溶液pH；
步骤2：在步骤1)的溶液中加入高碘酸钠和氯化钠，水浴50℃反应3h后加入聚乙烯亚胺，水浴50℃继续反应3h；
步骤3：待步骤2)反应结束后将所得溶液进行抽滤，将滤液用4倍体积的乙醇进行萃取后即得水溶性氨基化纤维素。
所述纤维素的加入量为4g，去离子水的体积为200mL。
所述步骤1)中盐酸的浓度为2mol/L，使用盐酸调节溶液pH至2。
所述步骤2)中高碘酸钠的加入量为5.28g，氯化钠的加入量为3.364g，聚乙烯亚胺的加入量为4g。
二、一种水溶性抗菌喷剂的应用
所述抗菌喷雾用于喷涂于人体表皮、物体表面或公共场所。
席夫碱类化合物具有一定的药理学和生理学活性，具有很好的抗菌、抗真菌作用同时，这些化合物均对超氧阳离子自由基有较好的抑制。故该材料的杀菌机理是由于含有大量的-NH2，易形成-NH3 +，对细菌细胞膜产生破坏进而达到杀死细菌并且席夫碱结构含有的C＝N双键，具有良好的抗菌生物活性，同时该材料的直径约700nm，在水中具有良好的分散性和稳定性，其中氧化过程对纳米尺寸的形成较为关键，加入氯化钠可以提高氨基化纤维素的分散性，降低氧化产物二醛纤维素的醛基与纤维素分子链上羟基缩合，高碘酸钠更易向未反应纤维素分子链中再次渗透、扩散，更利于氧化反应的进行。最后通过乙醇萃取上清液中溶解在水中的纳米颗粒。本发明开拓性的将氨基化纤维素、甘油、柠檬酸和水在一定配比下组成抗菌喷剂，以喷雾的形式喷散在空气中可以杀灭空气微生物，具有突出的杀菌效果，可以用于手掌以及物体表面的杀菌，同时对人体刺激性小，无刺激性气味，安全环保。
本发明通过乙醇析出纳米级氨基化纤维素，与甘油、柠檬酸和去离子水形成稳定的抗菌喷剂。
本发明的有益效果：
1、本发明制备的水溶性抗菌喷剂应用范围广，可用于人体表皮、物品表面和公共场所。
2、本发明制备的抗菌喷剂具有广谱的抗菌性能，而且在短时间内就能发挥抗菌功能。
3、本发明制备的抗菌喷剂具有良好的生物相容性、生物安全性和无刺激、无毒性。
4、本发明制备的抗菌喷剂其中的抗菌成分通过化学交联的方法改性，效果持续稳定。
5、本发明制备的抗菌喷剂的制备方法反应温度条件低，能耗小，制备过程中不会有有害物质产生,不会对环境产生二次污染，易于进行规模化的工业生产。
附图说明
图1为物体表面抗菌模拟图
图2为实施例1中的金黄色葡萄球菌表面杀菌模拟
图3为实施例1中的大肠杆菌表面杀菌模拟
图4为实施例2中的金黄色葡萄球菌表面杀菌模拟
图5为实施例2中的大肠杆菌表面杀菌模拟
图6为实施例3中的金黄色葡萄球菌表面杀菌模拟；
图7为实施例3中的大肠杆菌表面杀菌模拟；
图8为不同浓度的改性棉花影响细胞存活率的结果图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
(1)将4g纤维素粉加入到200mL去离子水中，搅拌均匀后加入2mol/L，盐酸使溶液pH＝2，随后加入5.28g高碘酸钠和3.364g氯化钠在50℃水浴下反应3h，最后加入4g聚乙烯亚胺在50℃水浴下反应3h得到氨基化纤维素材料；氨基化纤维素材料用4倍体积的无水乙醇析出并洗涤3次，60℃真空烘箱烘干备用。
(2)抗菌喷雾的组分配比是：水溶性氨基化纤维素3g/L；甘油：50-100g/L；柠檬酸：1-10g/L；水：余量。
(3)共培养抗菌实验过程：将15g琼脂粉、10g蛋白胨、10g氯化钠和5g酵母粉加入容器，加入去离子水至1L，搅拌均匀制备固体培养基。将10g蛋白胨、10g氯化钠和5g酵母粉加入容器，加入去离子水至1L，用牛皮纸密封后在高压灭菌锅中120摄氏度30min灭菌，制备液体培养基。将冷藏保存的菌种斜面取出，无菌操作，用接种环接种到装有10mL液体培养基的试管中，置于37℃恒温培养箱震荡培养14-16h，最后用稀释涂平板法制备106CFU/mL的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌液。向装有9mL PBS缓冲液的试管中加入1mL 106实验菌液，分别加入30、40和50mg氨基化纤维素粉末，置于37℃恒温培养箱震荡培养12h，用移液枪移取100μL溶液涂布在固体培养基表面，置于37℃恒温培养箱培养24h，培养计数，计算共培养杀菌率。
(4)人体表皮抗菌模拟：用移液枪移取100μL 105CFU/mL实验菌液滴在PE手套中心，待表面干燥后，带好手套，用制备好的抗菌喷雾喷在掌心，上下揉搓10s，用沾湿的棉签收集手套表面的菌液，并用生理盐水洗脱，取100μL洗脱液滴在固体培养基上，37℃恒温培养24h。
(5)物体表面抗菌模拟：用移液枪移取100μL 105CFU/mL实验菌液涂布在固体培养基表面，待表面干燥后，用制备好的抗菌喷雾喷在培养皿表面，37℃恒温培养24h，具体操作参考如图1。
实验结果：
实施例1制备的抗菌喷雾通过共培养抗菌实验和人体表皮抗菌模拟实验的结果如表1和表2所示；实施例1制备的抗菌喷雾通过物体表面抗菌模拟结果如图2和图3所示，其中，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到99.99％，对大肠杆菌的抗菌率达到80％。
表1共培养抗菌实验结果
Figure GDA0002905883400000041
表2人体表皮抗菌模拟实验结果
Figure GDA0002905883400000042
实施例2：
本实施方式与实施例1不同的是：所述的水溶性抗菌喷雾是由4g/L水溶性氨基化纤维素、50-100g/L甘油、1-10g/L柠檬酸和余量的纯净水组成的。其它操作与实施例1相同。
实验结果：
实施例2制备的抗菌喷雾通过共培养抗菌实验和人体表皮抗菌模拟实验的结果如表3和表4所示；实施例2制备的抗菌喷雾通过物体表面抗菌模拟结果如图4和图5所示，其中，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到100％，对大肠杆菌的抗菌率达到88％。
表3共培养抗菌实验结果
Figure GDA0002905883400000051
表4人体表皮抗菌模拟实验结果
Figure GDA0002905883400000052
实施例3：
本实施方式与实施例1不同的是：所述的水溶性抗菌喷雾是由5g/L水溶性氨基化纤维素、50-100g/L甘油、1-10g/L柠檬酸和余量的纯净水组成的。其它操作与实施例1相同。
实验结果：
实施例3制备的抗菌喷雾通过共培养抗菌实验和人体表皮抗菌模拟实验的结果如表5和表6所示；实施例3制备的抗菌喷雾通过物体表面抗菌模拟结果如图6和图7所示，其中，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到100％，对大肠杆菌的抗菌率达到99.6％。
表5共培养抗菌实验结果
菌种 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌
杀菌率(％)) 100 99.96
表6人体表皮抗菌模拟实验结果
Figure GDA0002905883400000053
如图8所示为不同浓度氨基化纤维素的细胞毒性实验结果，氨基化纤维素由棉花改性制备得到；由实验结果可知，无论是低浓度还是高浓度的氨基化纤维素，对细胞存活率的影响并不大，由此可知，本发明的抗菌喷剂能适用于人体肌肤，且不会对皮肤造成伤害。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水溶性抗菌喷剂，其特征在于，包括以下组分：
水溶性氨基化纤维素：3-5g/L；
甘油：50-100g/L；
柠檬酸：1-10g/L；
水：余量；
所述水溶性氨基化纤维素的制备方法如下：
步骤1：将纤维素加入去离子水中，使用盐酸调节溶液pH；
步骤2：在步骤1)的溶液中加入高碘酸钠和氯化钠，水浴50℃反应3h后加入聚乙烯亚胺，水浴50℃继续反应3h；
步骤3：待步骤2)反应结束后将所得溶液进行抽滤，将滤液用4倍体积的乙醇进行萃取后即得水溶性氨基化纤维素。
2.根据权利要求1所述的一种水溶性抗菌喷剂，其特征在于，所述水溶性抗菌喷剂的制备过程如下：将水溶性氨基化纤维素和水放入配液罐中；称取甘油和柠檬酸放入小桶中搅拌均匀；将小桶内的液体倒入配液罐内充分搅拌均匀；在液体灌装机的空瓶中灌装配液罐内的液体并加阀门喷头盖，即得水溶性抗菌喷剂。
3.根据权利要求1所述的一种水溶性抗菌喷剂，其特征在于，所述纤维素的加入量为4g，去离子水的体积为200mL。
4.根据权利要求1所述的一种水溶性抗菌喷剂，其特征在于，所述步骤1)中盐酸的浓度为2mol/L，使用盐酸调节溶液pH至2。
5.根据权利要求1所述的一种水溶性抗菌喷剂，其特征在于，所述步骤2)中高碘酸钠的加入量为5.28g，氯化钠的加入量为3.364g，聚乙烯亚胺的加入量为4g。
6.采用权利要求1-5任一所述的水溶性抗菌喷剂的应用，其特征在于，所述抗菌喷雾用于喷涂于人体表皮、物体表面或公共场所。
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