CN113016799B - 一种耐低温消毒液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及消毒液领域，更具体地说，它涉及一种耐低温消毒液及其制备方法。耐低温消毒液由包含以下重量份的原料制成：乙醇：45～55份；苯扎氯铵：0.2～0.3份；西吡氯铵：0.03～0.1份；水：45～55份。本申请中的耐低温消毒液在低温下不易冻结，且能够保持优异的杀菌效果。
Description
技术领域
本申请涉及消毒液领域，更具体地说，它涉及一种耐低温消毒液及其制备方法。
背景技术
消毒液是指用于杀灭传播媒介的病原微生物，使其达到无害化要求的液体，它正在防病中的主要作用是将病原微生物消灭于人体之外，切断传染病的传播途径，以达到控制传染病的目的。
如申请号为CN201811417021.8的中国发明专利申请中公开了一种消毒液，其包括包括如下重量份数的组分：聚六亚甲基双胍盐酸盐：4-6份，酶2-4份，植物提取物1-3份，食品级一水柠檬酸1-2份，辅助杀菌剂5-8份，纯化水900-1200份。
针对上述中的相关技术，申请人认为该消毒液由于溶剂中水的占比较大，使得其在寒冷气候(-10～-30℃)下容易冻结而丧失消毒效果，为此经常需要加热处理来预防其冻结，容易造成消毒液作用成分的损失，消毒效果下降。
申请内容
为了解决相关技术中消毒液在寒冷气候条件下容易冻结的问题，本申请提供一种耐低温消毒液及其制备方法，其在低温下不易冻结，且仍然能够保持较好的消毒效果。
第一方面，本申请提供一种耐低温消毒液，采用如下的技术方案：
一种耐低温消毒液，由包含以下重量份的原料制成：
乙醇：45～55份；
苯扎氯铵：0.2～0.3份；
西吡氯铵：0.03～0.1份；
水：45～55份。
通过采用上述技术方案，苯扎氯铵与西吡氯铵为带有正电荷的阳离子型季铵盐，由于细菌的细胞膜上带有负电荷，使得两者能够产生静电作用，而相互接触，从而抑制病菌细胞的代谢繁殖，达到杀菌的目的，且两者复配后的抑菌、杀菌效果更佳。
本申请中通过添加大量的乙醇，可起到降低消毒液凝固点的作用，使得其在低温下不易冻结，在低温环境下依然能够保持较好的杀菌效果。另外，乙醇还具有优异的渗透性，其能够促进苯扎氯铵与西吡氯铵对细胞的渗透作用，从而起到提高杀菌作用的效果。
优选的，以重量份数计，所述耐低温消毒液的原料还包括20～30份的异丙醇。
相比乙醇，异丙醇的渗透性更佳，抑菌杀菌作用更强，且其与乙醇复配，渗透性明显提高，有利于提高消毒液在低温环境下的杀菌性能。
优选的，以重量份数计，所述耐低温消毒液的原料还包括5～10份的壳聚糖复合纳米银颗粒，所述壳聚糖复合纳米银颗粒按照如下方法制备得到：
S101:在硝酸银与壳聚糖的混合溶液中，加入柠檬酸钠，充分搅拌，得到沉淀液；
S102:向沉淀液中滴加氨水，直至沉淀液中的沉淀消失，得到反应液；
S103:向反应液中添加第一还原剂，混合均匀，然后升温至90～100℃，加热1～2h，冷凝后得到晶核溶液；
S104：向晶核溶液中添加第二还原剂与硝酸银，充分反应，经离心、过滤、洗净后制得壳聚糖复合纳米银颗粒。
通过采用上述技术方案，纳米银不仅能通过催化氧化作用起到杀菌作用，还可通过附着在细菌细胞膜表面阻断细胞的通透性和呼吸功能，破坏细胞膜表面的蛋白质或含磷物质产生较强的相互作用，破坏其结构；同时，纳米银离子也可以渗透进入细菌内，阻碍其代谢和分裂，促进细胞凋亡。
本申请通过在纳米银的制备过程中添加适量壳聚糖，使得壳聚糖掺入纳米银颗粒的结构中。由于壳聚糖的分子链中含有较多的阳离子，因此壳聚糖能够吸附在细菌的细胞膜表面，形成一层高分子膜，阻止营养物质向细胞内运输，从而起到杀菌抑菌作用。当壳聚糖与纳米银复合后，得到的壳聚糖复合纳米银离子颗粒将带有正电荷，能够与带负电的细菌之间存在较强的静电吸附作用，因此，能够迅速与细菌接触，可显著增强消毒液的杀菌效果。
另外，壳聚糖复合纳米银颗粒具有缓释银离子的作用，因而其杀菌作用具有长效性，且能够降低材料成本。
优选的，所述第一还原剂为硼氢化钠，所述第二还原剂为维生素C。
通过采用上述技术方案，在壳聚糖复合纳米银颗粒成核初期，添加具有强还原性的硼氢化钠，有利于晶核的成型；在成核后期阶段，采用弱还原剂，有利于控制壳聚糖复合纳米银颗粒的粒径，粒径大小合适的壳聚糖复合纳米银颗粒，抗菌性能好，长效性更佳。
优选的，步骤S101中，所述硝酸银与壳聚糖的重量比为(5～7):1。
通过采用上述技术方案，壳聚糖含量提高，有利于提高复合颗粒与细菌的吸附作用，提高对细菌的灭杀效率；由于壳聚糖杀菌性能低于纳米银，因此壳聚糖含量过高，则杀菌性能下降，长效性降低。因此，合适的配比，有利于平衡消毒液的杀菌效率与杀菌性能。
优选的，步骤S104中添加的硝酸银与步骤S101中添加的硝酸银的重量比为1:(3～5)。
步骤S101中添加的硝酸银用于复合颗粒的初步成核，而步骤S104中添加的硝酸银用于后续成核，适当提高颗粒粒径。两次添加的硝酸银共同影响颗粒的粒径，因此，适当的比例有利于得到合适粒径的壳聚糖复合纳米银颗粒，最终，增强消毒液的抗菌性与长效性。
优选的，步骤S101中，所述壳聚糖按照如下方法制备得到：
将壳聚糖溶解于1～3％的盐酸溶液中，然后滴加过氧化氢溶液，加热至70～80℃，充分搅拌，再加入pH调节剂至pH为9～10，经过滤、水洗、干燥后制得氧化后的壳聚糖。
通过采用上述技术方案，壳聚糖氧化降解，降低其分子量，从而使制得的壳聚糖复合纳米银颗粒对细菌细胞的渗透性提高，从而提高其杀菌性能，最终提高消毒液的抑菌杀菌效果。
优选的，所述耐低温消毒液的原料还包括1～3份的分散剂，所述分散剂采用十六烷基三甲基季铵溴化物和十八烷基二甲基苄基季铵氯化物中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，一方面，由于十六烷基三甲基季铵溴化物和十八烷基二甲基苄基季铵氯化物是阳离子性表面活性剂，有助于壳聚糖复合纳米银颗粒的分散，减小团聚现象，充分发挥其抗菌作用；另一方面，十六烷基三甲基季铵溴化物和十八烷基二甲基苄基季铵氯化物也能够吸附于细菌的细胞膜表面，起到杀菌作用，有利于提高消毒液的杀菌效果。
第二方面，本申请提供一种耐低温消毒液的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐低温消毒液的制备方法，包括如下步骤：
S201:将水加热升温至55～65℃并保温，加入苯扎氯铵与西吡氯铵，充分溶解，得到预混液；
S202:将壳聚糖复合纳米银颗粒与分散剂混合均匀，制得预混物；
S203:将乙醇与异丙醇的混合液加入预混液中，搅拌均匀后加入预混物，继续搅拌，制得耐低温消毒液。
通过采用上述技术方案，制备得到的消毒液具有较高的杀菌效果，且长效性好，作用周期长，且在低温条件下，依然具有较高的杀菌作用。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用苯扎氯铵、西吡氯铵与乙醇复配，制备得到的消毒液具有较好的耐低温性，在低温条件下依然能够发挥较好的杀菌作用。
2、本申请中优选采用壳聚糖复合纳米银颗粒，利用壳聚糖带有的阳离子提高纳米银与细菌的吸附作用，获得了更为高效与长效的杀菌效果。
3、本申请中，通过控制壳聚糖复合纳米银颗粒的成核原料、还原剂等条件，制备得到了合适比例的及配比的复合颗粒，最终使得消毒液的杀菌性能与长效性更为优越。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1，一种壳聚糖，按照如下方法制备得到：
将购买自上海麦克林生化科技有限公司的C804726-壳聚糖，按照1g:20ml的比例溶解于2％的盐酸溶液中，然后滴加质量浓度为3％的过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的体积为盐酸体积的40％，加热至75℃，搅拌8h，再加入氨水至pH为10，去除残余的过氧化氢，经过滤、水洗、干燥后得到所需的壳聚糖原料。
制备例2，一种壳聚糖复合纳米银颗粒，按照如下方法制备得到：
S101:按照6:1的质量比将硝酸银与壳聚糖混合，充分溶于水中，制得的混合溶液，然后加入柠檬酸钠作为稳定剂，柠檬酸钠的质量占已添加硝酸银质量的5％，搅拌1h，制得沉淀液；
S102:向沉淀液中滴加氨水，直至沉淀液中的沉淀消失，得到反应液；
S103:向反应液中添加硼氢化钠(第一还原剂)，硼氢化钠的质量占已添加硝酸银质量的1％，搅拌均匀后，升温至95℃，加热1h，冷凝至室温(23℃)，得到晶核溶液；
S104:向晶核溶液中添加维生素C(第二还原剂)与硝酸银，充分反应，经离心、过滤、水洗至中性后，得到壳聚糖改性纳米银颗粒；
其中，步骤S101中采用的壳聚糖为制备例1中制得的壳聚糖；步骤S104中硝酸银的添加量与步骤S101中添加量的比为1:4，维生素C的用量为步骤S104中硝酸银添质量的3％。
制备例3，一种壳聚糖复合纳米银颗粒，与制备例2的区别在于，第一还原剂与第二还原剂均采用硼氢化钠。
制备例4，一种壳聚糖复合纳米银颗粒，与制备例2的区别在于，步骤S101中，硝酸银与壳聚糖的质量比为4:1。
制备例5，一种壳聚糖复合纳米银颗粒，与制备例2的区别在于，步骤S101中，硝酸银与壳聚糖的质量比为8:1。
制备例6，一种壳聚糖复合纳米银颗粒，与制备例2的区别在于，步骤S104中添加的硝酸银与步骤S101中添加的硝酸银的质量比为1:2。
制备例7，一种壳聚糖复合纳米银颗粒，与制备例2的区别在于，步骤S104中添加的硝酸银与步骤S101中添加的硝酸银的质量比为1:6。
制备例8，一种壳聚糖复合纳米银颗粒，与制备例2的区别在于，步骤S101中采用的壳聚糖为购买自上海麦克林生化科技有限公司的C804726-壳聚糖。
实施例
实施例1，一种耐低温消毒液，各组分的选择及其相应含量如表1所示，且按照如下步骤制备得到：
S201:按表1中的配比准备好原料，将水加热升温至60℃并保温，加入苯扎氯铵与西吡氯铵，充分溶解，得到预混液；
S202:将制备例2制得的壳聚糖复合纳米银颗粒与分散剂混合均匀，制得预混物；
S203:将乙醇与异丙醇的混合液加入预混液中，搅拌均匀后加入预混物，继续搅拌，制得耐低温消毒液。
实施例2～6，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，各组分的选择及其含量如表1所示。
表1实施例1～6中耐低温消毒液的原料组分及其相应含量(㎏)
实施例7，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，步骤S202中采用制备例3制得的壳聚糖复合纳米银颗粒。
实施例8，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，步骤S202中采用制备例4制得的壳聚糖复合纳米银颗粒。
实施例9，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，步骤S202中采用制备例5制得的壳聚糖复合纳米银颗粒。
实施例10，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，步骤S202中采用制备例6制得的壳聚糖复合纳米银颗粒。
实施例11，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，步骤S202中采用制备例7制得的壳聚糖复合纳米银颗粒。
实施例12，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，步骤S202中采用制备例8制得的壳聚糖复合纳米银颗粒。
实施例13，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，步骤S202中采用购买自宇瑞(上海)化学有限公司的YRag9995-纳米银颗粒替代制备例2制得的壳聚糖复合纳米银颗粒。
实施例14，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，步骤S202中采用购买自西安邦久生物技术有限公司的BJ-15689羧甲基壳聚糖替代制备例2制得的壳聚糖复合纳米银颗粒。
对比例
对比例1，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，采用等量的水替代乙醇。
对比例2，一种耐低温消毒液，与实施例4的区别在于，采用等量的水替代乙醇。
对比例3，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，采用等量的西吡氯铵替代苯扎氯铵。
对比例4，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，采用等量的苯扎氯铵替代西吡氯铵。
对比例5，一种耐低温消毒液，与实施例1的区别在于，不添加苯扎氯铵与西吡氯铵。
对比例6，一种消毒液，按照如下方法制备得到：
按照聚六亚甲基双胍盐酸盐4g、溶葡萄球菌酶0.5g、菠萝蛋白酶1g，唾液淀粉酶0.5g、植物提取物1g、食品级一水柠檬酸1g、1,6-双(N1-对氯苯基-N5-双胍基)己烷二葡萄糖酸盐1g、纯水900g；纯化水加热至75℃后保温4min，加入聚六亚甲基双胍盐酸盐和辅助杀菌剂，搅拌均匀后冷却至35℃加入上述三种酶，搅拌均匀后加入植物提取物并静置1.5h，然后加入食品级一水柠檬酸，再经搅拌、静置0.5h后得到消毒液。
性能检测试验
试验1：中和剂鉴定试验
试验样品：实施例1～15与对比例1～5中制得的消毒液。
试验方法：中和剂鉴定试验试验指标菌为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,设计6组试验,按照悬液定量杀菌试验程序进行中和剂鉴定试验。试验操作步骤和结果判定标准均依照2002年版《消毒技术规范》规定执行。
试验试剂：使用含5g/L硫代硫酸钠和0.5g/L吐温80的磷酸盐缓冲液(PBS)作为中和剂。
试验结果：结果表明，中和剂可以有效中和最高试验浓度的实施例1～15与对比例1～5中制得的消毒液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的残留作用；并且中和剂和中和产物对受试微生物无毒性,符合规定要求。
试验2：杀菌试验测试
1.试验方法：采用悬液定量杀菌试验方法，分别在室温和低温两种条件下进行试验。
2.试验样品：实施例1～15与对比例1～5中制得的消毒液。
3.菌悬液制备：菌悬液制备金黄色葡萄球菌经过分离、纯化，接种普通营养琼脂培养基斜面，37℃培养24h；取其新鲜斜面培养物,用生理盐水洗下并稀释成菌悬液；试验时将菌悬液与有机干扰物作对倍稀释，制备成试验浓度菌悬液备用。
4.常温下试验：于25℃室温条件下，取60μl菌悬液加入到240μl消毒液中,混匀并计时。作用至规定时间，取20μl混合液加入到180μl中和液中5min终止反应。取50μl样液置于营养琼脂平板表面,用无菌L棒均匀涂布,置于37℃培养24h,进行菌落计数,试验重复3次，计算平均杀灭率，试验结果如表2所示。
5.低温下试验：先将消毒液与菌悬液于4℃预冷,然后把10μl菌悬液与40μl消毒液混匀置于-25℃低温冰箱内反应并计时。到预定时间加入450μl中和液5min终止反应。取50μl样液置于营养琼脂平板表面,用无菌L棒均匀涂布,置于37℃培养24h,进行菌落计数,试验重复3次，计算平均杀灭率，试验结果如表3所示。
6.消毒液长效性试验：在常温试验与低温试验中，对试验进行3h后菌落进行计数，计算平均杀灭率，试验结果如表4所示。
表2常温下(25℃)消毒液杀菌性能测试结果
表3低温下(-25℃)消毒液杀菌性能测试结果
试验结果分析：
(2)结合实施例1～15与对比例1～5并结合表2和表3可以看出，采用乙醇与异丙醇复配得到的消毒液，在低温环境下，杀菌性能略微下降，而未采用乙醇与异丙醇制备得到的消毒液，以及单独使用乙醇或异丙醇制备得到的消毒液，其在低温环境下的杀菌性能均大幅下降。其原因可能在于，乙醇与异丙醇两者复配使得消毒液体系的冰点大大降低，使得其不易冻结，能够保持较高的抑菌杀菌作用；另外，异丙醇与乙醇自身也具有较好的杀菌作用，有利于提高消毒液的杀菌效果。
(2)结合实施例1与实施例5、实施例13～14并结合表2和表3可以看出，采用本申请中制备得到的壳聚糖复合纳米银颗粒，显著的提高了消毒液的杀菌效果与杀菌效率。其原因可能在于，壳聚糖与纳米银均具有较为优异的杀菌作用，因而两者混合沉淀得到的复合颗粒也具有优异的杀菌作用，可提高消毒液的杀菌效果。
另外，由于壳聚糖分子链中含有较多的阳离子，使得壳聚糖带正电荷，能够与带负电荷细菌产生静电吸附作用，促使壳聚糖复合纳米银颗粒迅速接触细菌，从而有利于提高消毒液的杀菌效率。
(3)结合实施例1与实施例7～11并结合表2和表3可以看出，采用适当的还原剂、控制两次硝酸银的用量以及硝酸银和壳聚糖的用量比，均有利于提高消毒液的杀菌效果。其原因可能在于，采用适当的还原剂、控制两次硝酸银的用量有利于得到粒径大小合适的壳聚糖复合纳米银颗粒，从而增加纳米银颗粒对细菌的渗透效率、杀灭效率，进而提高消毒液的杀菌效果。控制硝酸银与壳聚糖的用量比例，使制备得到的壳聚糖复合纳米银颗粒对细菌的吸附效率和杀菌效果更为平衡。
(4)结合实施例1与实施例14并结合表2和表3可以看出，采用经氧化降解的壳聚糖制备得到的壳聚糖复合纳米银颗粒有利于提高消毒液的杀菌效率与杀菌效果。其原因可能在于，经氧化降解后的壳聚糖分子量下降，其对细胞膜的渗透性提高，并且使制备得到的壳聚糖复合纳米银颗粒对细菌细胞的渗透性与吸附性提高，最终，增强了消毒液的杀菌效率与杀菌效果。
表4耐低温消毒液长效性试验结果
试验结果分析：
结合实施例1与实施例5、实施例13～14并结合表2和表3可以看出，采用本申请中制备得到的壳聚糖复合纳米银颗粒，显著的提高了消毒液的长效性，且单独采用壳聚糖与纳米银颗粒均无法达到最佳效果。其原因可能在于，壳聚糖复合纳米银颗粒中的纳米银具有缓释效果，具有较好的长效抑菌效果，而壳聚糖复合纳米银颗粒中的壳聚糖成分能够进一步减缓纳米银的缓释速度，提高其作用周期。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (2)
1.一种耐低温消毒液，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：
乙醇：45～55份；
异丙醇：20～30份；
苯扎氯铵：0.2～0.3份；
西吡氯铵：0.03～0.1份；
分散剂：1～3份；
水：45～55份；
壳聚糖复合纳米银颗粒：5～10份；
所述分散剂采用十六烷基三甲基季铵溴化物和十八烷基二甲基苄基季铵氯化物中的一种或几种；
所述壳聚糖复合纳米银颗粒按照如下方法制备得到：
S101:在硝酸银与壳聚糖的混合溶液中，加入柠檬酸钠，充分搅拌，得到沉淀液；
S102:向沉淀液中滴加氨水，直至沉淀液中的沉淀消失，得到反应液；
S103:向反应液中添加第一还原剂，混合均匀，然后升温至90～100℃，加热1～2h，冷凝后得到晶核溶液；
S104：向晶核溶液中添加第二还原剂与硝酸银，充分反应，经离心、过滤、洗净后制得壳聚糖复合纳米银颗粒；
其中，步骤S101中，所述壳聚糖按照如下方法制备得到：
将壳聚糖溶解于1～3%的盐酸溶液中，然后滴加过氧化氢溶液，加热至70～80℃，充分搅拌，再加入pH调节剂至pH为9～10，经过滤、水洗、干燥后制得预处理壳聚糖；
所述第一还原剂为硼氢化钠，所述第二还原剂为维生素C；
步骤S101中，所述硝酸银与壳聚糖的重量比为（5～7）:1；
步骤S104中添加的硝酸银与步骤S101中添加的硝酸银的重量比为1:（3～5）。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温消毒液的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：
S201:将水加热升温至55～65℃并保温，加入苯扎氯铵与西吡氯铵，充分溶解，得到预混液；
S202:将壳聚糖复合纳米银颗粒与分散剂混合均匀，制得预混物；
S203:将乙醇与异丙醇的混合液加入预混液中，搅拌均匀后加入预混物，继续搅拌，制得耐低温消毒液。
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Denomination of invention: A low-temperature resistant disinfectant and its preparation method Granted publication date: 20211026 Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Hangzhou Jiande Branch Pledgor: HANGZHOU WEST LAKE SANITATION AND DISINFECTION MEDICAL DEVICE Co.,Ltd. Registration number: Y2024330000397 |