CN114271292B

CN114271292B - 一种消毒剂及其制备方法

Info

Publication number: CN114271292B
Application number: CN202011033418.4A
Authority: CN
Inventors: 杨柯; 戴尅戎; 陈姗姗; 秦安
Original assignee: Suzhou Senfeng Medical Equipment Co ltd
Current assignee: Suzhou Senfeng Medical Equipment Co ltd
Priority date: 2020-09-27
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2023-09-01
Anticipated expiration: 2040-09-27
Also published as: CN114271292A

Abstract

本申请公开了一种消毒剂及其制备方法，该消毒剂包括含铜材料和活性氧剂，活性氧剂在预设条件下能够生成活性氧。通过向消毒剂中加入含铜材料，能够利用铜离子来进行杀菌，同时还加入有可以生成活性氧的物质，以使铜离子与生成的活性氧物质发生反应生成具有产生杀菌、抗病毒功能的氧或羟基自由基的物质，使得含铜消毒剂具有杀菌、抗病毒功能，让二价铜离子实现，特别是使含二价铜离子化合物消毒剂具有抗菌和抗病毒的活性。

Description

一种消毒剂及其制备方法

技术领域

本申请涉及公共医疗、卫生技术领域，特别是涉及消毒剂及其制备方法。

背景技术

目前，医院等场所最为常用的消毒剂有84消毒液、双氧水消毒液和75％医用酒精。这三种消毒液虽然都具有消毒特性，但各自的杀菌、消毒的原理不同。其中，双氧水消毒液是一种无毒无味的氧化类消毒剂，除了可以对环境、物品进行消毒外，还可以对皮肤等患处进行消毒。双氧水消毒剂的杀菌机理是释放出新生态原子氧，其可氧化菌体中的活性基团，杀菌特点是作用快而强，能杀死所有微生物以及主要病毒。但目前的消毒剂使用中会很快分解和挥发，不能长效起到消毒作用。因此，需要开发能够快速和长效杀菌和杀病毒的消毒剂。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种消毒剂及其制备方法，能够实现长效杀菌和杀病毒。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种消毒剂，该消毒剂包括含铜材料和活性氧剂，活性氧剂在预设条件下能够生成活性氧。

其中，活性氧剂包括具有光触媒特性的材料，活性氧剂在光照下能够生成活性氧。

其中，活性氧剂包括二氧化钛、氧化锌、氧化镓、石墨碳氮化物的一种或多种。

其中，含铜材料包括二价铜盐和/或含铜复合物，含铜复合物为二价铜离子与载体的复合物。

其中，二价铜盐包括碱式硫酸铜、氧氯化铜、氢氧化铜、乙酸铜、氨基酸铜、喹啉铜中的一种或多种。

其中，载体包括壳寡糖、海藻酸盐、氨基酸、淀粉、环糊精、纤维素、胶原、小分子蛋白质、多元醇、胺类、聚酯类中的一种或多种。

其中，含铜材料的粒径为100nm～100μm。

其中，含铜材料在消毒剂中的摩尔含量为1‰～1％。

其中，活性氧剂在消毒剂中的摩尔含量为1‰～1％。

其中，消毒剂还包括双氧水。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种消毒剂的制备方法，该消毒剂的制备方法包括提供含铜材料和活性氧剂，活性氧剂在预设条件下能够生成活性氧；将含铜材料和活性氧剂通过物理共混的形式分散在消毒剂溶液中。

其中，含铜材料包括二价铜盐和含铜复合物，含铜复合物为二价铜离子与载体的复合物，提供含铜材料包括：配制质量体积浓度为1～200mg/mL的二价铜盐水溶液；配制质量体积浓度为5～1000mg/mL的载体溶液；将二价铜盐水溶液加入到载体溶液中，搅拌反应得含铜材料母液。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请所提供的消毒剂，在消毒剂中加入有含铜材料和活性氧剂。通过向消毒剂中加入含铜材料，能够利用铜离子来进行杀菌，同时还加入有可以生成活性氧的物质，以使铜离子与生成的活性氧物质发生反应生成具有产生杀菌、抗病毒功能的氧或羟基自由基的物质，使得含铜消毒剂具有杀菌、抗病毒功能，让二价铜离子实现，特别是使含二价铜离子化合物消毒剂具有抗菌和抗病毒的活性。

附图说明

图1是本申请实施方式中消毒剂抑菌效果的一示意图；

图2是本申请实施方式中消毒剂抑菌效果的另一示意图；

图3是本申请实施方式中消毒剂抑菌效果的又一示意图；

图4是本申请实施方式中消毒剂抑菌效果的再一示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。

本申请提供一种消毒剂，该消毒剂包括含铜材料和活性氧剂，活性氧剂在预设条件下能够生成活性氧。通过向消毒剂中加入含铜材料，能够利用铜离子来进行杀菌，同时还加入有可以生成活性氧的物质，以使铜离子与生成的活性氧物质发生反应生成具有产生杀菌、抗病毒功能的氧或羟基自由基的物质，使得含铜消毒剂具有杀菌、抗病毒功能。

其中，鉴于目前常用消毒剂在使用中会很快分解和挥发，不能长效起到消毒作用。本申请的发明人致力于研发新型的具有长效的消毒剂，经研究发现，铜离子可以具有杀灭细菌和杀灭病毒的作用。在研究铜离子的抗菌、抗病毒过程中发现，一价铜离子同时具有杀灭细菌和杀灭病毒的作用，但一价铜离子化合物的稳定性较差，大多数条件下不能稳定存在，不利用长效杀菌消毒；二价铜离子杀菌效果好，但没有明显的抗病毒活性。通过对二价铜离子杀菌作用的深入研究发现，二价铜离子之所以具有杀菌作用，是因为细菌在有氧条件下的代谢过程中会产生活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)和过氧化氢(H₂O₂)，然后二价铜离子与活性氧和过氧化氢发生如下一系列反应：

Cu²⁺+O₂ ^·-＝Cu⁺+O₂

Cu⁺+H₂O₂＝Cu²⁺+OH^-+^·OH

H₂O₂+O₂ ^·-＝O₂+OH^-+^·OH

生成具有强氧化性的羟基自由基，起到杀菌作用，但病毒无代谢过程，无ROS生成，所以二价铜离子没有表现出明显的抗病毒活性。

基于此，本申请的发明人研发出一种消毒剂，该消毒剂中加入有含铜材料和活性氧剂，活性氧剂在预设条件下能够生成活性氧。通过向消毒剂中加入含铜材料，能够利用铜离子来进行杀菌，同时还加入有可以生成活性氧的物质，以使铜离子与生成的活性氧物质发生反应生成具有产生杀菌、抗病毒功能的氧或羟基自由基的物质，使得含铜消毒剂具有杀菌、抗病毒功能，让二价铜离子实现，特别是使含二价铜离子化合物消毒剂具有抗菌和抗病毒的活性。

在一实施方式中，活性氧剂可以是在光照下能够生成活性氧的物质，如可以是具有光触媒特性的材料，具有光触媒特性的材料在可见光的波长范围内可以产生活性氧。具有光触媒特性的材料可以是二氧化钛、氧化锌、氧化镓、石墨碳氮化物等。可以是一种单一的化合物，也可以是多种化合物的混合物。在其他实施方式中，活性氧剂也可以是能够生成活性氧的其它材料。

在一实施方式中，含铜材料包括二价铜盐、含铜复合物中的一种或两种。通过选用二价铜离子化合物，能够增强铜离子化合物的稳定性，使消毒剂起到长效杀菌、抗病毒的特性。

其中，二价铜盐包括碱式硫酸铜、氧氯化铜、氢氧化铜、乙酸铜、氨基酸铜、喹啉铜中的一种或多种。含铜复合物可以是二价铜离子化学键合到聚合物小分子上获得，即含铜复合物为二价铜离子与载体的复合物。可以与二价铜离子化学键合的聚合物小分子包括有壳寡糖、海藻酸盐、氨基酸、淀粉、环糊精、纤维素、胶原、小分子蛋白质、多元醇、胺类、聚酯类中的一种或多种。

在一实施方式中，可以是直接制备包括含铜材料和活性氧剂的消毒剂，也可以将含铜材料和活性氧剂与常规消毒剂配合使用，实现快速长效的抗菌和抗病毒。在将含铜材料与消毒剂混合时，通过物理共混的形式将含铜材料分散在消毒剂中。可以设置含铜材料的尺寸在100nm-100μm范围内，以使含铜材料与传统消毒剂具有较好的相容性。

其中，常规消毒剂可以是含双氧水的消毒剂，消毒剂中双氧水浓度范围是0.5-3％，例如0.8％、1.2％、1.5％、1.8％、2.2％、2.8％等。

在一实施方式中，含铜材料在消毒剂中的摩尔含量为1‰～1％，例如3‰、5‰、8‰、1％等；活性氧剂在消毒剂中的摩尔含量为1‰～1％，例如3‰、5‰、8‰、1％等。

以上实施方式中，本申请所提供的消毒剂，通过向消毒剂中加入铜离子和活性氧剂，利用铜离子可以加速过氧化氢分解速率的原理来实现快速杀菌、消毒作用。利用铜离子和可以生成活性氧的光触媒材料在物品表面上的持续存在，在光照条件下生成具有抗菌和抗病毒作用的一价铜离子，通过铜离子的配合使用可以加速具有抗菌和抗病毒特性的新生态原子氧的生成，来实现快速杀灭细菌和病毒。此外，在反应中并不消耗铜离子和光触媒材料，因此可以实现长效杀菌和杀病毒，以降低细菌和病毒的传染几率，减小在公共医疗、卫生领域的经济负担。

本申请还提供一种消毒剂的制备方法，在制备形成该消毒剂时，先制备含铜材料和活性氧剂，随后将含铜材料与活性氧剂通过物理共混的形式分散在消毒剂溶液中。

具体地，含铜材料包括二价铜盐和含铜复合物的混合物，制备含铜材料包括：分别配置铜盐水溶液和小分子聚合物基质溶液，其中铜盐水溶液的质量体积浓度为1～200mg/mL，小分子聚合物基质溶液的质量体积浓度为5～1000mg/mL，溶剂种类根据所采用的聚合物基质的特性决定；再将铜盐水溶液加入小分子聚合物基质溶液中，充分搅拌，反应1-24小时，得到含铜材料的母液。

将活性氧剂与含铜材料母液物理混合后可得消毒剂母液；可将该消毒剂母液稀释后用于消毒，也可以将该消毒剂母液与其他传统消毒剂进行复配后使用。

下面将通过几组具体实验例和对比实验例来对本申请进行说明、解释，但不应用来限制本申请的范围。

实施例1

本实施例采用低浓度双氧水作为消毒剂的基础成分，通过向双氧水中添加含铜材料和/或活性氧剂，来优化消毒剂的杀灭细菌和病毒的作用。

其中，低浓度双氧水的浓度选择0.5％-3％，依消毒剂的使用场景而定。用于设备表面消毒，采用浓度为0.5％-2％范围内的双氧水消毒剂，作用时间在2-10分钟不等；用于空间消毒，采用浓度为1％的双氧水基础成分，对空间进行喷洒消毒。

本实施例中含铜材料选择硫酸铜，硫酸铜的浓度为1％-2％，复配到双氧水基础消毒剂中。

本实施例中活性氧剂选择氮化镓/氧化锌化合物，这种物质可以在可见光的波长范围内产生活性氧，与含铜材料和双氧水共同作用。实施例中氮化镓/氧化锌化合物的浓度为100-1000μg/ml。

利用本实施例的消毒剂对目标环境进行消毒，消毒效果如图1-图3所示，图1是本申请实施方式中消毒剂抑菌效果的一示意图，图2是本申请实施方式中消毒剂抑菌效果的另一示意图，图3是本申请实施方式中消毒剂抑菌效果的又一示意图。

从图1中数据可以看出，复合后的消毒剂与传统双氧水消毒剂相比，具有快速消灭细菌的作用，10分钟内杀菌率基本达到100％，而双氧水消毒剂的杀菌率只有50％。

如图2所示，复合后的消毒剂与传统双氧水消毒剂相比，表现出长效杀菌的作用。消毒剂喷洒后100分钟(杀菌作用条件可以是直接暴露在空气中)，双氧水消毒剂的杀菌率降低到20％以下，其他复合消毒剂的杀菌率仍保持在100％；消毒剂喷洒后200分钟，双氧水消毒剂、双氧水消毒剂与含铜材料复合消毒剂以及三种成分复合消毒剂在避光条件下的杀菌率降低到20％以下，三种成分复合消毒剂在光照条件下的杀菌率仍保持在100％。

如图3所示，其所示为复合后的消毒剂与传统双氧水消毒剂在空气中放置24小时后的抗菌率对比图。图中所示不同配比的消毒剂在空气中放置24小时的抗菌率差异较大。首先，对比三元消毒剂在有无光照条件下的抗菌率，没有光照条件下，消毒剂的抗菌很低，而在光照条件下的抗菌率在75％左右。其次，对比三元消毒剂和二元消毒剂在光照条件下的抗菌率，三元消毒剂的抗菌率在75％左右，而二元消毒剂的抗菌率在60％左右，纳米粉的添加对消毒剂抗菌性的长效性有一定的促进作用。最后，双氧水消毒剂作为对照组，在光照条件下的抗菌率在30％左右，可能源于光照对细菌的影响，对照组消毒剂和三元消毒剂无光照在同一杀菌水平。

综上实施例结果，本申请所提供的消毒剂是一种新型快速和长效消毒剂确实具有快速、长效杀菌细菌的作用。

实施例2

本实施例参照美国国家环境保护局(EPA)关于消毒剂在干燥的非生物表面的抗病毒效果测评方法，评定含铜消毒液对冠状病毒的杀毒效力。其方法是用稀释的消毒液处理被病毒附着污染的物体表面后，测定回收病毒的感染性，根据病毒感染性的降低程度来表示消毒剂的抗病毒能力。

病毒实验过程中，首先需要对消毒剂是否存在细胞毒性进行研究。其目的是评价消毒剂对用来分离病毒的Vero细胞的毒性，评价方法是将消毒剂与细胞进行共培养，通过观察细胞形态和数量的变化进行评价。实验结果表明，本申请中设计的消毒剂配比均未对Vero细胞产生影响。随后进行了消毒剂的抗病毒性能评价，具体方法如下：

(1)病毒膜的制备

病毒膜通过将200μl的病毒悬浮液涂在灭菌的一次性玻璃培养皿底部制作而成。随后置于室温(约26℃)及环境湿度下，避免直接光照直至明显干燥(约需45～75min)。

(2)用消毒剂处理病毒薄膜

干燥的病毒薄膜在约26℃下用2.0ml消毒剂稀释液(喷雾)处理，使两者保持10min的充分接触。在接触一定时间后，用橡胶淀帚刮下培养皿底部物质，并立即取一小份病毒-消毒剂混合物加入交联葡聚糖(Sephadex)凝胶过滤柱中，用凝胶过滤法将病毒从消毒剂中分离出。

(3)病毒对照薄膜的处理

用消毒剂处理一份病毒薄膜后，另一份相同病毒薄膜再次悬浮在2ml的磷酸盐缓冲生理盐水中，随后取一小份混合液加入交联葡聚糖凝胶(Sephadex)过滤柱中。

(4)交联葡聚糖凝胶过滤(Sephadex Gel Filtration)

交联葡聚糖凝胶过滤按照Blackwell和Chen的改良方法3cc交联葡聚糖柱(LH-60-120)利用磷酸盐缓冲生理盐水保持平衡，离心清除液体中的空隙体积，随后装入约0.6mL病毒-消毒剂混合液或病毒-磷酸盐缓冲对照混合液，并再次离心。

(5)病毒回收分析

对每份病毒-消毒剂和对照病毒滤出液使用细胞维持液进行稀释，加入100μl稀释后的病毒-消毒剂和对照病毒滤出液至96孔板中，为获得有效的实验结果，每个稀释度加20孔。然后每孔加入100μl的细胞维持液(每个96孔板都要留出16孔作为细胞对照孔)，制备密度大约为1～2×105个细胞/ml的细胞悬液，加入100μl的细胞悬液至96孔板的每一孔。盖上盖子，37℃5％CO₂浓度的条件下进行培养，接种7d后，用倒置显微镜观察CPE，记录培养液细胞病变效应。

(6)计算方法

采用Reed-Muench法计算以50％侵染性的log10(TCID50)和毒性(TD50)，以表示病毒效价及细胞毒性。

基于以上评价方法，计算得到本申请中涉及的消毒剂使病毒的TCID50指数下降了2.0，表明发明的消毒剂对病毒的具有杀灭作用。

对比例3

本对比例对两种浓度的双氧水消毒剂的长效灭菌效果进行对比，双氧水消毒剂的浓度分别选择1％和2％，喷洒后不同时间与大肠杆菌进行共培养，评价对比消毒剂的杀菌作用。消毒效果如图4所示，图4是本申请实施方式中消毒剂抑菌效果的再一示意图，对比例结果可以看出，2％浓度的双氧水的杀菌效果略优于1％浓度的双氧水，随着喷洒时间的延长，消毒剂的杀菌作用逐渐减退，喷洒后2小时，消毒剂的杀菌率只有20～30％，作用减弱明显。按此推测，传统消毒剂喷洒后2-3小时，失去杀菌作用。

以上实验结果及分析表明，本申请中申请保护的一种新型快速和长效消毒剂及其制备方法具有明显的有益效果。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种消毒剂，其特征在于，包括：

含铜材料和活性氧剂，所述活性氧剂在光照条件下能够生成活性氧；所述含铜材料和所述活性氧剂以物理共混的形式分散在消毒剂中；

所述含铜材料在所述消毒剂中的浓度为1%~2%；

所述活性氧剂在所述消毒剂中的浓度为100-1000 μg/ml；

所述活性氧剂包括二氧化钛、氧化锌、氧化镓、石墨碳氮化物的一种或多种；

所述含铜材料为二价铜盐和/或含铜复合物，所述含铜复合物为二价铜离子与载体的复合物；

所述二价铜盐为碱式硫酸铜、氧氯化铜、氢氧化铜、乙酸铜、氨基酸铜、喹啉铜中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的消毒剂，其特征在于，

所述载体包括壳寡糖、海藻酸盐、氨基酸、淀粉、环糊精、纤维素、胶原、小分子蛋白质、多元醇、胺类、聚酯类中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的消毒剂，其特征在于，

所述含铜材料的粒径为100 nm~100 μm。

4.根据权利要求1所述的消毒剂，其特征在于，

所述消毒剂还包括双氧水。

5.一种消毒剂的制备方法，其特征在于，

提供含铜材料和活性氧剂，所述活性氧剂在光照条件下能够生成活性氧；

将所述含铜材料和所述活性氧剂通过物理共混的形式分散在消毒剂溶液中；

所述含铜材料在所述消毒剂中的浓度为1%~2%；

所述活性氧剂在所述消毒剂中的浓度为100-1000 μg/ml；

所述含铜材料为二价铜盐和含铜复合物，所述含铜复合物为二价铜离子与载体的复合物；

6.根据权利要求5所述的消毒剂的制备方法，其特征在于，

所述提供含铜材料包括：

配制质量体积浓度为1~200 mg/mL的二价铜盐水溶液；

配制质量体积浓度为5~1000 mg/mL的载体溶液；

将所述二价铜盐水溶液加入到所述载体溶液中，搅拌反应得到所述含铜材料母液。