CN112871133A - 一种吸附灭活病毒大孔无机功能材料的制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸附灭活病毒大孔无机功能材料的制备方法与应用。制备方法为将吸附灭活病毒纳米无机材料、黏结剂、孔结构改性剂和水制成浆料，然后经喷雾干燥成型，并经高温焙烧制成。本发明所述吸附灭活病毒大孔无机功能材料易于大规模生产，并且对新型冠状病毒(SARS‑CoV‑2)具有直接吸附灭活作用。可用于空调过滤器、新风系统、空气净化器和军用生化防护装备等设备中。

Description

一种吸附灭活病毒大孔无机功能材料的制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种吸附灭活病毒大孔无机功能材料的制备方法和 应用，属于抗病毒材料技术领域。
背景技术
病毒是一种非细胞生命形态，它由一个核酸长链(DNA或RNA) 和蛋白质外壳构成，病毒的蛋白质外壳称为衣壳，冠状病毒表面还包 裹着蛋白质胞膜和刺突结构，与衣壳共同决定病毒的特异性。病毒的 传播和感染已成为人类的最大威胁之一，近几十年来，病毒性传染病 呈现不断增高的趋势，如艾滋病病毒、埃博拉病毒等感染的疾病夺去 了许多人的生命。
2003年由SARS-CoV冠状病毒引起的重症急性呼吸综合征(非 典型肺炎)首先在我国爆发，并扩散至东南亚乃至全球，我国普通民 众首次认识了冠状病毒及其危害。从分子的角度看，病毒是脆弱的， 病毒所包含的核糖核酸、蛋白质衣壳以及蛋白质包膜等生物大分子没 有一般的有机物小分子稳定，易于水解或氧化失活。因此，无机固体 材料的氧化还原性，酸碱性等能够实现对病毒的灭活。刘中民等(催 化学报[J]，2003，24(5)：232-327，中国专利CN 1242815C)开发了 一类对病毒具有吸附和灭活作用的多孔固体材料，经检测对副流感病 毒具有直接灭活作用，同时对人疱疹病毒和人腺病毒具有抑制作用。
因此，亟需开发对病毒具有吸附和灭活功能的材料和防护产品用于个人、家庭以及医院、车站等大型公共场的防护，在隔绝病毒的同时可以吸附和灭活病毒，从而有效遏制病毒的传播和感染，保护人民的身体健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附灭活病毒大孔无机功能材料的 制备方法，通过该方法制备的吸附灭活病毒大孔无机功能材料，具有 较大的比表面积和合适的孔分布，可以高效吸附灭活病毒。
所述吸附灭活病毒大孔无机功能材料的制备方法，其特征在于， 以吸附灭活病毒纳米无机材料为原料，通过加入合适量的黏结剂、孔 结构助剂和水制成浆料，然后经喷雾干燥成型，并高温焙烧制成。
所述的吸附灭活病毒大孔无机功能材料，其粒径范围为20～200 μm，孔径分布为50～200nm。
优选地，所述吸附灭活病毒大孔无机功能材料的粒径介于20～120 μm的范围内。
优选地，所述吸附灭活病毒大孔无机功能材料的孔径介于80～150 nm的范围内。
所述吸附灭活病毒大孔无机功能材料的比表面积为50-300m2/g。
所述的吸附灭活病毒纳米无机材料为硅酸钙、磷酸锆、氧化锆、 氧化钛和A型、X型分子筛中的一种或几种的混合。
所述的吸附灭活病毒纳米无机材料，其粒径为5～100nm。
所述的粘结剂为水玻璃、聚乙烯醇、硅溶胶、拟薄水铝石和铝溶 胶中的一种或几种的混合。
所述的孔结构改性剂为聚乙二醇、纤维素甲醚、聚丙烯醇和田菁 粉中的一种或几种的混合。
所述的吸附灭活病毒大孔无机功能材料的制备方法为：
(a)将吸附灭活病毒纳米无机材料、黏结剂、孔结构改性剂和水 按质量比5～30：0.01～10：0.01～10：50～94.96混合，并在室温条件下 剧烈机械搅拌1～300min，然后胶磨制成浆料；
(b)对步骤(a)中所述的浆料进行喷雾干燥成型，喷雾干燥的 条件为：进风口温度200～300℃，出风口温度为100～180℃；
(c)将步骤(b)中所述的喷雾干燥成型后得到的产品在 400～1000℃温度下焙烧1～10h，得到吸附灭活病毒大孔无机功能材 料。
本发明的另一目的在于提供了吸附灭活病毒大孔无机功能材料 在空调过滤器、新风系统、空气净化器或军用生化防护装备中的应用。
本发明产生的有益效果包括：
(1)本发明所述的吸附灭活病毒大孔无机功能材料，具有较大 的比表面积和合适的孔分布，具有高效吸附灭活病毒功能。
(2)本发明所述的吸附灭活病毒大孔无机功能材料的生产方法 简单，易于大规模生产。制备得到的吸附灭活病毒大孔无机功能材料 有效地解决了吸附灭活病毒纳米无机材料对病毒的吸附问题。可用于 空调过滤器、新风系统、空气净化器和军用生化防护装备等设备中。
附图说明
图1为50mg本发明制备的吸附灭活病毒大孔无机功能材料 (ASC-28-6)和对照材料白色玻璃微球处理新型冠状病毒(SARS- CoV-2)后，剩余上清液中病毒核酸的扩增曲线。
图2为200mg本发明制备的吸附灭活病毒大孔无机功能材料 (ASC-28-6)和对照材料白色玻璃微球处理新型冠状病毒(SARS- CoV-2)后，剩余上清液中病毒核酸的扩增曲线。
图3为本发明制备的吸附灭活病毒大孔无机功能材料(ASC-28- 6)和对照材料白色玻璃微球处理新型冠状病毒(SARS-CoV-2)后， 剩余上清液中病毒含量相对于无处理组的减少百分比。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。 同时实施例只是给出实现制备吸附灭活病毒大孔无机功能材料的部 分条件，但并不意味着必须满足这些条件才可以达到此目的。
如无特别说明，实施例中所采用原料均来自商业购买，仪器设备 采用厂家推荐的参数设置。
实施例1吸附灭活病毒大孔无机功能材料的制备
称取100g聚乙烯醇，500g硅溶胶(二氧化硅的质量含量为30％)，100g聚乙二醇，以及粒径分布为30～80nm的硅酸钙300g、氧化钛 500g、氧化锆200g和13X分子筛200g，加入到9000g去离子水 中，在室温条件下，剧烈机械搅拌60min，然后胶磨制成浆料。
在进风口温度为280℃，出风口温度为120℃条件下，喷雾干燥 成型。
将喷雾干燥成型后的样品在600℃马弗炉中焙烧8h，然后采用 120目和600目过筛，除去大颗粒和粉尘，得到吸附灭活病毒大孔无 机功能材料，命名为ASC-28-6。
采用etaSizer 2000-微米激光粒度仪对ASC-28-6样品的粒径分布 进行测试，结果表明，ASC-28-6样品的粒径分布范围为20～120μm。
采用美国麦克AutoPore V系列全自动压汞仪对ASC-28-6样品的 孔径分布和比表面积进行测试，结果表明，ASC-28-6样品的孔径分 布范围为80～150nm，比表面积为230m2/g。
实施例2吸附灭活病毒大孔无机功能材料吸附灭活新型冠状病 毒(SARS-CoV-2)的体外试验
吸附灭活病毒大孔无机功能材料吸附灭活新型冠状病毒(SARS- CoV-2)的体外试验在安徽省疾病预防控制中心(安徽CDC)实施。
测试材料：
1.受试物
实施例1中所制备的吸附灭活病毒大孔无机功能材料(ASC-28- 6)和对照材料白色玻璃微球。
2.病毒株
SARS-CoV-2冠状病毒：由安徽CDC实验室从病人咽拭子中分离的病 毒BetaCoV/Anhui/SZ005/2020(EPI_ISL_413485)，第一代。
3.试验方法
分别称取50mg(3份)和200mg(3份)吸附灭活病毒大孔无 机功能材料(ASC-28-6)以及对照玻璃微球，放入无菌1.5ml EP管， 加入800μl的SARS-CoV-2病毒液(3.5×108拷贝数病毒)混合均匀 后，每间隔5分钟摇动一次。在室温下作用30分钟后，3000rpm离 心5分钟，每管吸取250μl上清液于新的无菌EP管中(保证每管吸 取上清液等量)。此后，对上清液进行处理后提取RNA。每管提取的 RNA做3个重复的qRT-PCR实验(逆转录定量聚合酶链式反应)。
4.试验结果
吸附灭活病毒大孔无机功能材料(ASC-28-6)和对照材料白色玻 璃微球吸附灭活新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的体外试验结果如图 1、图2和图3所示。其中，无处理是指对病毒液无处理。
5.结论
试验结果表明吸附灭活病毒大孔无机功能材料(ASC-28-6)对新 型冠状病毒(SARS-CoV-2)具有直接吸附灭活作用，50mg和200mg 吸附灭活病毒大孔无机功能材料(ASC-28-6)对3.5×108拷贝数的新 型冠状病毒(SARS-CoV-2)吸附灭活效率均达到100％。
以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明做任何形式的限 制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明， 任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利 用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案 例，均属于本发明技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种吸附灭活病毒大孔无机功能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有吸附灭活病毒纳米无机材料、黏结剂、孔结构改性剂和水制成浆料，经喷雾干燥成型，并经高温焙烧制成所述吸附灭活病毒大孔无机功能材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将所述吸附灭活病毒纳米无机材料、所述黏结剂、所述孔结构改性剂和水按质量比5～30：0.01～10：0.01～10：50～94.96混合，并在室温条件下机械搅拌1～300min，然后胶磨制成所述浆料；
(b)对步骤(a)中所述浆料进行喷雾干燥成型，喷雾干燥的条件为：进风口温度为200～300℃，出风口温度为100～180℃；
(c)将步骤(b)中所述的喷雾干燥成型后得到的产品在400～1000℃温度下焙烧1～10h，得到吸附灭活病毒大孔无机功能材料。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的吸附灭活病毒纳米无机材料为硅酸钙、磷酸锆、氧化锆、氧化钛和A型、X型分子筛中的一种或几种的混合。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述吸附灭活病毒纳米无机材料的粒径为5～100nm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的黏结剂为水玻璃、聚乙烯醇、硅溶胶、拟薄水铝石和铝溶胶中的一种或几种的混合。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的孔结构改性剂为聚乙二醇、纤维素甲醚、聚丙烯醇和田菁粉中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吸附灭活病毒大孔无机功能材料的粒径范围为20～200μm。
8.根据权利要求1所述制备的方法，其特征在于，所述吸附灭活病毒大孔无机功能材料的孔径分布为50～200nm。
9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制得的吸附灭活病毒大孔无机功能材料应用于空调过滤器、新风系统、空气净化器或军用生化防护装备中。
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