CN117412670A - 抗菌和/或抗病毒涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抗微生物和/或抗病毒涂料，特别是包含抗微生物和/或抗病毒剂以及聚合物载体的涂料。还描述了所述涂层的制造方法、涂布方法和所述涂料的用途。

Description

抗菌和/或抗病毒涂料

技术领域

本发明涉及抗微生物和/或抗病毒涂料、含醇固体抗微生物和/或抗病毒剂或包含吸着于其中的醇的吸着剂(sorbent)的产品、在制造过程期间将层施用于制品的至少一个表面的至少一部分的制品、以及制造本发明的抗微生物和/或抗病毒涂料和含醇固体产品的方法。本发明还涉及将本发明的抗微生物和/或抗病毒涂料或含醇固体产品沉积在表面上的方法。本发明还涉及本文所述的抗微生物和/或抗病毒涂料和含醇固体产品的用途。

背景技术

病菌诸如病毒、细菌和真菌容易从一个宿主传播到另一个宿主。细菌不会自行移动，而是依靠人、环境和/或医疗设备来移动。接触受污染的表面、喷雾和飞溅以及吸入携带病菌的液滴都可能导致传播。

大量病菌对人类和动物无害且甚至是有帮助的。然而，其他的病菌则有害并可能导致感染。在这种情况下，防止病菌传播对于保护弱势群体起着重要作用。

自消毒表面可以通过病毒或细菌的变性(灭活)来起作用。虽然醇溶液和凝胶可以有效地对表面进行消毒，但这些产品无法确保表面随着时间的推移保持自我消毒。另一方面，目前的抗微生物涂料解决方案虽然可以随时间的推移提供稳定的保护，但是效率低下并且需要与细菌接触数小时才能使其失活。因此，仍然需要提供既能及时有效地杀死微生物和病毒，又能提供更长时间的保护的新抗病毒和抗微生物涂料解决方案。

本发明产生了一种速效且持久的解决方案，其可以灭活多种表面上的病毒、细菌和真菌并且持续很长时间。

发明内容

这里，首次提出一种抗微生物和/或抗病毒涂料，其包含：i)至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂；和ii)聚合物载体。为避免疑义，术语“抗微生物”涵盖细菌和真菌。

在一个实施方案中，所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂可以约0.01％至约40％、特别是在约5％至约15％的范围内的量存在于涂料中，其中约10％是特别合适的量。在一个特定的实施方案中，所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂可以约0.1％至约20％、或至多约35％的量存在于涂料中，例如，已发现在0.01％至3％的浓度特别适合包含HOCl作为活性剂的涂料，而在戊二醛为活性剂的情况下，已发现至多约0.7％的浓度是适合的。在另一个实施例中，所述试剂可以约25％至约40％的量存在于涂料中。已发现约10％或约35％的量特别适合于含有粉末化(powdered)醇作为活性剂的涂料。

在一个实施方案中，所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂可以选自：消毒剂、清洁和/或卫生洗涤剂(sanitising agent)、漂白剂、醇、氧化剂、弱酸或杀菌剂及它们的组合。合适的试剂的实例包括：醇、电解水、次氯酸(HOCl)、金属氧化物、泊洛沙姆、季铵盐、氟离子、壳聚糖、聚(六亚甲基胍)(PHMG)、鼠尾草酚、α-生育酚、戊二醛(GA)、透明质酸、柠檬酸、乙酸及它们的组合。其他合适的试剂包括十二烷基苯磺酸、L-乳酸、过氧化氢、辛酸、过氧乙酸(过乙酸)、过一硫酸钾、氯化钠、亚氯酸钠、次氯酸钠、碳酸钠、二氯异氰脲酸钠二水合物、金属(诸如银离子、铜离子、铁离子、金离子、铝离子、锌离子、钛离子)、四乙酰乙二胺和/或百里酚。

术语“非生物(的)”以其标准含义使用，是指不涉及或非源自生物或活有机体，并且不涉及生命和生命过程、不以生命和生命过程为标志、或非源自生命和生命过程。

当醇是活性剂时，优选所述醇不含任何水，即所述醇是无水醇。醇可以选自甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇或叔丁醇。在一个实施方案中，醇的分子量小于500g/mol，优选小于200g/mol，更优选小于100g/mol。优选地，所述醇为乙醇或丁醇。优选地，所述醇为无水乙醇或醇浓度为100％。

在一个特定的实施方案中，当醇为活性剂时，醇可以与吸着剂复配为含有约1％至约10％的醇的固体制剂。优选地，制剂的醇含量为约6％至约8％。制剂的醇含量也可以为复合制剂的至少2％、至少2.5％或至少4％。换句话说，吸着剂与醇的重量比可以在99:1至90:10的范围内。特别合适的范围包括97.5:2.5至96:4和94:6至92:8。已显示这种复合制剂在保留其醇含量方面具有特别高的稳定性。此外，该复合制剂具有并保持高醇含量。此外，本发明的方法允许固体产品层的均匀沉积。

在醇复合制剂的一个实施方案中，吸着剂可以选自碳水化合物、改性碳水化合物、聚合物、环状寡糖、金属有机骨架、明胶和/或淀粉。合适的吸着剂的实例包括碳水化合物，优选环状寡糖，更优选选自α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精和(配体改进的β-环糊精技术)的糊精或其盐。

在一个实施方案中，醇复合制剂为可流动的，优选为粉末形式。在这样的实施方案中，醇复合制剂还可以包含一种或多种添加剂，包括天然盐诸如岩盐、CaCl₂或滑石。

在一个特定的实施方案中，所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂为次氯酸，任选地为电解水形式。次氯酸(HOCl或HClO)为当氯溶解在水中时形成的一种弱酸并且本身部分解离，形成次氯酸根ClO^-。HClO和ClO^-为氧化剂，并且为含氯溶液的主要消毒剂。

应当理解的是，本发明的涂料可以包含单一抗微生物和/或抗病毒剂，或者可以包含两种或更多种抗微生物和/或抗病毒剂。例如，所述涂料可以包含醇(以粉末化醇(PA)制剂的形式)和次氯酸二者作为抗微生物和/或抗病毒剂。在另一个实施例中，涂料可以包含醇(以粉末化醇(PA)制剂的形式)、透明质酸(HA)和氯化十六烷基吡啶鎓(CPC)作为抗微生物和/或抗病毒剂。在又一个实施例中，涂料可以包含戊二醛(GA)和/或HOCl作为抗微生物和/或抗病毒剂。

本发明的涂料包含聚合物载体。这样的载体提供了特别合适的固定或稳定抗微生物和/或抗病毒剂的基质。例如，非常水性的试剂可能难以用作涂料，因为它容易且快速地从表面流失或者被吸收。当使用醇作为抗微生物和/或抗病毒剂时，醇随着涂料干燥而蒸发，因此涂层保留最小的抗微生物和/或抗病毒性能。相比之下，聚合物固定剂或稳定剂减少或最小化这种流失和/或吸收并将活性剂“固定”或保持在涂层内。因此，聚合物载体还有助于延长抗微生物和/或抗病毒剂保持活性和/或保留其抗微生物和/或抗病毒性能的时间长度。

在一个实施方案中，聚合物载体可以约0.1％至约20％的量存在于涂料中。一个特别合适的范围为约8％至约20％。另一个特别合适的范围为约0.5％至约10％，或0.5％至约5％。

在一个特定的实施方案中，聚合物载体可以为水基水溶性聚合物，任选地为可生物降解的水基聚合物。此类载体特别适用于需要重复施用抗微生物和/或抗病毒涂层的表面的涂料，或者特别适用于表面可能为一次性使用的场合。应当理解的是，术语“表面”涵盖内部表面以及外部表面。

此类载体的实例包括聚(乙二醇)(PEG)、聚环氧乙烷(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、聚二乙烯基醚-马来酸酐、聚噁唑啉、聚磷酸盐(polyphosphates)、聚磷腈、黄原胶、果胶、壳聚糖、右旋糖酐、卡拉胶、瓜尔胶、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素钠(Na-CMC)、透明质酸(HA)、白蛋白、淀粉、阿拉伯树胶、糊精胶、甘油及它们的组合。

载体可以具有增塑剂的性质或可与增塑剂组合。对于一些应用，有必要或期望增加一些塑性、柔软性(pliability)和/或柔韧性(flexibility)以降低或最小化涂层的刚性和脆性。合适的增塑剂的实例包括甘油、山梨糖醇、蔗糖、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、油酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、大豆油、十二烷醇、月桂酸、三丁酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、环氧化大豆油、甘露醇、二乙醇胺、脂肪酸、柠檬酸三乙酯、蔗糖酯及它们的组合。

在使用中，涂层不包括保护涂层免受外部因素(诸如水)影响的保护层或附加层。因此，需要高涂层稳定性以提供更坚固并且能够承受更大的(更快速地)去除涂层的接触力的涂层。增加涂层寿命和稳定性的一种方法可能是使用较高分子量的聚合物。例如，与2kDa的PVA相比，分子量为130kDa的PVA的溶解度较低。

另一种或额外的减小基质(诸如由PVA产生的基质)的水溶性并因此减小活性剂从涂层中浸出倾向的方法为使聚合物交联。

在另一个实施方案中，聚合物载体可以为水不溶性聚合物或者为溶剂基聚合物。此类载体的实例为纤维素衍生物，包括乙基纤维素、甲基纤维素、乙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(2-苯基-2-噁唑啉)(PPhOx)、聚环氧乙烷(PEO)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)、聚(1,2-丁二醇)(PBG)、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯及它们的组合。此类载体特别适用于这样的表面的涂料，该表面仅需要或仅可能单次施用抗微生物和/或抗病毒涂料，或者该表面具有最小的磨损和撕裂和/或用于多次使用。这种涂料还可以适合于不希望活性剂在与水接触时浸出或溶解的表面，例如一次性手套。应当理解的是，术语“表面”涵盖内部表面以及外部表面。

在另一个实施方案中，聚合物载体可以(另外地)具有粘合性能。术语“粘合剂”是指能够通过防止分开的表面附着以功能性方式将材料保持在一起的物质。“粘合剂”作为一个上位术语，包括水泥、胶浆、胶水和糊膏，这些术语通常可互换使用，用于任何形成粘合性连接的有机材料。“粘合”的另一个替代性定义为“粘性”。粘合性能允许或增加本发明的涂料在表面上的保留。

在又一个实施方案中，如本文定义的涂料还可以包含增塑剂。替代地或另外地，聚合物载体可以为增塑剂或具有增塑剂的性能。应当理解的是，增塑剂为添加到制剂中以产生或促进塑性和柔韧性并降低脆性的物质。合适的增塑剂的实例为甘油。

在一个特定的实施方案中，涂料可以配制为纳米纤维。还考虑了包含纳米纤维的涂料。这种制剂特别适用于织物诸如面罩或空气过滤器诸如在HVAC系统中使用的需要织物的透气性的那些。此类纳米纤维可以通过任何合适的方法形成，诸如且包括静电纺丝。

在另一个实施方案中，涂料可以配制为喷雾剂、浸涂剂或油漆。例如，用于重复施用的涂料可以更合适地配制为具有低粘度的喷雾剂。相比之下，用于家具表面的涂料可以更合适地配制为具有高粘度的油漆。然而，对于某些应用，允许喷涂涂料或用涂料浸渍的粘度可能适合涂布例如丁腈手套。

应当理解的是，涂料可以配制为喷雾剂、浸涂剂或油漆和/或包括纳米纤维。

在使用中，涂料优选以其施用于表面的形式具有活性。例如，不需要额外的试剂诸如水来释放或激活活性剂。

在另外的实施方案中，涂料还可以包括中性的、令人愉快的或令人不愉快的香料和/或调味剂。这是为了掩盖醇、聚合物和/或成分(包括制剂中的活性成分)的气味并阻止摄入产品或阻止舔舐涂层。另外地或替代地，涂料还可以包括着色剂以确保带有本发明的涂料的制品能够通过视觉手段容易地识别。

在又一个实施方案中，涂料还可以包括额外的组分、活性成分、添加剂、增塑剂、载体、稳定剂和/或填料，其实例包括腈、碳酸钙、四水合硝酸钙、氯化钙、甘油、水、一种或多种溶剂、及它们的组合和混合物。

在一个具体的实施例中，涂料可以包含约15％的乙基纤维素和500-7000ppm的HOCl，任选地还包含约10％的如本文定义和描述的粉末化醇。在另一个具体的实施例中，涂料可以包含约8％的PVA和500-7000ppm的HOCl，任选地还包含如本文定义和描述的约10％的粉末化醇。在另外的具体的实施例中，涂料可以包含约1％的乙基纤维素、约0.1％的甘油和约10,000ppm的HOCl。聚合物范围可以在约0.1％至约20％的范围内并且HOCl浓度可以在约200ppm至约100,000ppm的范围内。一个特定的实施例具有约1％的(10,000ppm)HOCl。任选地，在两个实施例的二者或之一中，制剂可以包括纳米纤维、包含纳米纤维或由纳米纤维组成。

在另一个具体的实施方案中，涂料中的活性剂可以为戊二醛(GA)，优选浓度为约2％或更低，例如0.9％或低于0.7％。

在另一方面，本发明在于如本文描述和定义的涂料赋予表面抗微生物和/或抗病毒性能的用途。换句话说，本发明在于一种赋予表面抗微生物和/或抗病毒性能的方法，所述方法包括将如本文定义和描述的涂料施用于表面。

虽然涂料可以施用于任何表面，但具体应用为用于面罩、医用织物诸如手术服、(手术、非手术、可重复使用的、一次性的)手套、伤口敷料、移动电话或设备、触摸屏、辅助键盘、键盘、按钮、手柄、屏保、食品包装、一件家具诸如座椅、马桶座圈、杯子、工作台、以及器具诸如厨房用具、门板、水龙头、银行票据、过滤器、用于空气通风系统的一个或多个部件、空气过滤器诸如用于供暖通风空调(HVAC)系统的空气过滤器以及汽车方向盘。还应当理解的是，表面可以为任何材料，包括织物、木材、玻璃、陶瓷、塑料、弹性材料、聚合物、天然材料、合成材料、及它们的混合物和组合。作为一个具体实施例，表面可以为手套，诸如橡胶或织物手套。一次性和/或橡胶手套通常由丁腈、乳胶、乙烯基化合物、及其共混物和混合物制成。在一种具体情况下，丁腈手套由丁腈橡胶(NBR)制成，丁腈橡胶(NBR)为由单体诸如丁二烯和丙烯腈组合而成的合成材料。非一次性手套通常由织物诸如棉、尼龙或橡胶制成。

在一个实施方案中，涂料可以一个或多个层施用，每层的厚度在约1微米至约1000微米之间的范围内，优选在约1微米至约500微米之间，优选在约5微米至约200微米之间，优选约15微米至约100微米，更优选约20至约50微米，或约5至10微米，或至多约200微米。在特定情况下，至多10mm的涂层也是理想且合适的。应当理解的是，涂层厚度可以为本文提供的范围内的任何离散的厚度或范围。例如，层厚可以为约7.8微米，或者可以在约8.6至10.1微米。

在一个特定的实施方案中，层可以包含多于一种成分，这些成分可以在单个涂层中一起施用或者依次施用以构成单个、完整的层。例如，可以在抗微生物和/或抗病毒剂之前将载体喷射到表面上，但是一旦施用就认为这两种组分构成单个层。然后可以类似地施用另外的层。

在一个特定的实施方案中，涂层可以是连续的。备选地，涂层可以为不连续的，或者为连续和不连续的组合。例如，可以将涂层部分地微米针化(micro-needled)以将透气性赋予全部或部分涂层。

在另一个实施方案中，涂料可以通过涂漆、喷涂、浸涂或流涂来施用。涂漆包括刷涂和辊涂。

在其他实施方案中，涂料用于灭活病菌、病毒、微生物、细菌或真菌。换句话说，提供了一种用于灭活病菌、病毒、微生物、细菌或真菌的方法，所述方法包括施用如本文定义和描述的涂料。

当病菌为病毒时，病毒可以为有包膜的或无包膜的。在一个特定的实施方案中，病毒可以为冠状病毒诸如Sars-CoV-1、Sars-CoV-2、流感病毒、HPV、HIV或诺如病毒。

另一方面，本发明涉及抗微生物和/或抗病毒含醇固体产品，其包含其中或其上吸着有醇的吸着物质(吸着剂)，其中所述固体产品含有约2％至约10％的醇，例如约6％至约8％之间的醇。在另一个实施例中，固体产品含有超过2％的醇，优选至少2.5％的醇，更优选至少4％的醇。在另一个实施方案中，固体产品含有约6％至约8％之间的醇。在一个实施方案中，所述抗微生物和/或抗病毒含醇固体产品由其中吸着有醇的吸着剂组成，其中所述固体产品含有超过2％的醇。在一个实施方案中，固体产品含有至少2.5％的醇，更优选至少4％的醇。在另一个实施方案中，固体产品含有在约6％至约8％之间的醇。在一个实施方案中，在15至和35℃之间的温度下储存7天后，固体产品中的醇含量保持在高于2％。在一个实施方案中，在15至35℃之间的温度下储存14天后，固体产品中的醇含量保持在高于2％。在一个实施方案中，在15至35℃之间的温度下储存30天后，固体产品中的醇含量保持在高于2％。

在一个实施方案中，吸着剂可以为吸收和/或吸附物质。在一个实施方案中，吸着剂可以为吸收物质。在一个实施方案中，吸着剂可以为吸附物质。在一个实施方案中，吸着剂可以为吸收吸附物质。吸着剂可以与醇形成氢键。吸着剂可以能够将醇分子包封在其结构中。由于其环状结构，环糊精非常适合包封醇分子。在一个实施方案中，吸着剂可以选自碳水化合物、改性碳水化合物、聚合物、金属有机骨架、明胶和/或淀粉。在一个实施方案中，吸着剂可以为碳水化合物。在一个实施方案中，碳水化合物为右旋糖酐或糊精。在一个实施方案中，碳水化合物为右旋糖酐。优选地，吸着剂可以为选自α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精和(配体改进的β-环糊精技术)的糊精或其盐。更优选地，糊精为γ-环糊精。(配体改进的β-环糊精技术)可能能够提供改进的醇包封以及提供更稳定的含醇固体产品。

α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精的结构如下所示：.

在一个实施方案中，吸着剂为金属有机骨架，优选基于卟啉的金属有机骨架或基于卟啉衍生物的金属有机骨架。

优选所述醇不含任何水。在一个实施方案中，醇为无水醇。在一个实施方案中，醇的醇浓度为100％。在一个实施方案中，醇选自甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇或叔丁醇。在一个实施方案中，醇的分子量小于500g/mol，优选小于200g/mol，更优选小于100g/mol。优选地，醇为乙醇。优选地，醇为无水乙醇。

在一个实施方案中，吸着剂与醇的重量比可以在99:1至90:10的范围内。优选地，吸着物质与醇的重量比在97.5:2.5至94:6的范围内。

在一个实施方案中，抗微生物和/或抗病毒含醇固体产品还包含添加剂，任选地为天然盐诸如岩盐、CaCl₂或滑石。

在一个实施方案中，含醇固体产品是触干的。在一个实施方案中，含醇固体产品为可流动的，例如为粉末形式。换句话说，抗菌和/或抗病毒的含醇固体产品为抗菌和/或抗病毒的含醇粉末。

本发明还涉及一种抗菌和/或抗病毒的含醇粉末，包含其中吸着有醇的吸着物质或由其中吸着有醇的吸着物质组成，其中所述吸着物质为γ-环糊精，其中所述醇为乙醇，并且其中吸着物质与醇的重量比为99:1至90:10，优选在97.5:2.5至94:6的范围内。本发明还涉及一种抗菌和/或抗病毒的含醇粉末，其由其中吸着有醇的吸着物质组成，其中所述吸着物质为γ-环糊精，其中所述醇为乙醇，并且其中吸着物质与醇的重量比为99:1至90:10，优选在97.5:2.5至94:6的范围内。

如本文定义的含醇固体产品或如本文定义的含醇粉末可用于多种表面以赋予其抗菌和/或抗微生物性能。表面可以选自织物、塑料、聚合物(天然或合成)或金属。

本发明还涉及一种制品，其中将包含如本文定义的含醇固体产品或如本文定义的含醇粉末的层施用于制品的至少一个表面的至少一部分。在一个实施方案中，将所述层施用于粘合剂。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的含醇固体产品。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的含醇粉末。在一个实施方案中，所述层为均匀的。在一个实施方案中，包含如本文定义的含醇固体产品或如本文定义的含醇粉末的层的厚度在1微米至500微米的范围内，优选在20至40微米的范围内。在一个实施方案中，粘合剂层的厚度在100nm至500微米的范围内。优选地，粘合剂层的厚度在1至50微米的范围内，更优选在1至10微米的范围内。优选地，粘合剂层的厚度在3至7微米的范围内。

至少一层涂层可以位于制品的外表面上。替代地，涂层可以位于制品的内表面上，使得涂层包含在制品内。在一个实施方案中，涂层可以位于制品的内表面和外表面二者上。在一个实施方案中，将所述层施用于粘合剂上。

在一个实施方案中，制品选自面罩、医用织物诸如手术服、(手术、非手术、可重复使用的、一次性的)手套、乳胶、移动电话或设备、触摸屏、辅助键盘、键盘、按钮、手柄、屏保、食品包装、一件家具诸如座椅、马桶座圈、杯子、工作台、以及器具诸如厨房器具、门板、水龙头、银行票据、过滤器、空气通风系统的零部件、空气过滤器诸如供暖通风空调(HVAC)系统的空气过滤器以及高效颗粒吸收(HEPA)过滤器和高效颗粒捕集过滤器、以及汽车方向盘。优选地，制品选自面罩、手术服、手套或过滤器。在一个实施方案中，制品为用于医疗、保健、健身或休闲产业、教育和/或科学机构的纺织品。

本发明还涉及一种纺织品，其中将包含如本文定义的涂料和/或含醇固体产品或含醇粉末的层施用于纺织品的至少一个表面的至少一部分。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的涂料和/或含醇固体产品。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的含醇粉末。在一个实施方案中，所述层为均匀的。在一个实施方案中，纺织品的两侧均涂布有包含如本文定义的涂料、含醇固体产品和/或含醇粉末的层。

本发明还涉及抗微生物和/或抗病毒纸或金属，其中将包含如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末的层施用于纸或金属的至少一个表面的至少一部分。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的涂料和/或含醇固体产品。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的涂料和/或含醇粉末。在一个实施方案中，所述层为均匀的。在一个实施方案中，纸为粘合性纸，优选粘合性微孔纸。在一个实施方案中，将所述层施用于纸的至少一个粘合性表面的至少一部分。在一个实施方案中，粘合性纸的两侧均涂布有如本文定义的涂料、含醇固体产品和/或含醇粉末。

本发明还涉及抗微生物和/或抗病毒聚合物或塑料，其中将包含如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末的层施用于聚合物或塑料的至少一个表面的至少一部分。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的涂料和/或含醇固体产品。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的含醇粉末。在一个实施方案中，所述层为均匀的。聚合物可以为天然聚合物诸如乳胶，或为合成聚合物诸如氯丁橡胶。在一个替代方案中，在模制之前将如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末整合到塑料中以确保能够将塑料模制成不同的形状。

本发明还涉及如本文定义的制品、如本文定义的纺织品、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纸或金属、或如本文定义的抗微生物和/或抗病毒聚合物或塑料，其中所述层由如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或如本文定义的含醇粉末的单个涂层组成，并且其中所述层的厚度在1至500微米的范围内，优选5至200微米，优选15至100微米，更优选20至50微米，任选5至20微米。

本发明还涉及如本文定义的制品、如本文定义的纺织品、如本文定义的抗菌和/或抗病毒纸或金属、或者如本文定义的抗菌和/或抗病毒聚合物或塑料，其中所述层由如本文定义的涂层和/或如本文定义的含醇固体产品或如本文定义的含醇粉末的一个或多个涂层组成，并且其中层的厚度在1至500微米的范围内，优选5至200微米，优选10至200微米，优选15至100微米，更优选20至50微米，任选地5至20微米。在一个实施方案中，层的厚度在20至50微米、或5至20微米的范围内。在一个具体的实施例中，层的厚度可以至多为10mm或为约10mm。

在一个实施方案中，每个涂层由每平方厘米待涂布表面至多10mg的如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末组成。在一个实施方案中，每个涂层由每平方厘米待涂布表面至多5mg的如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末组成。在一个实施方案中，每个涂层由每平方厘米待涂布表面4.4mg的如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末组成。在一个实施方案中，每个涂层由每平方厘米待涂布表面至多3mg的如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末组成。在一个实施方案中，每个涂层由每平方厘米待涂布表面至多2mg的如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末组成。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的涂料和/或含醇固体产品。在一个实施方案中，所述层包含如本文定义的含醇粉末。

本发明还涉及织物，诸如面罩、(手术、非手术、一次性)手套、伤口敷料、过滤器诸如用于供暖通风空调(HVAC)的空气过滤器、塑料包装、包含如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纸、纺织品或塑料的织物。在一个实施方案中，织物包括防溅非织造织物、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纸、纺织品或塑料、高密度过滤层和直接皮肤接触层。在一个实施方案中，织物为2R(IIR)型面罩，其还包含如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纺织品。在一个实施方案中，面罩为抗病毒N95面罩，其还包含如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纺织品。

在一个实施方案中，面罩为3R(IIIR)型面罩，其中将如本文定义的涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末的层添加到现有的3层2R(IIR)型面罩中。IIR面罩由三个层构成：

1.防溅非织造织物；

2.高密度过滤层；

3.直接皮肤接触层。

可将涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末喷涂在高密度过滤层本身上。

替代地，为了将涂料和/或含醇固体产品和/或含醇粉末添加到面罩中，在防溅织物之后添加额外的层。该层为由纸构成的微孔织物。微孔织物确保面罩的透气性不受损害。目前面罩的孔径在0.1-0.3μm(N95)和0.3-10μm(标准外科面罩)的范围内。在2R(IIR)型面罩中添加一层粉末化醇会产生以下结构：

1.防溅非织造织物；

2.抗微生物和/或抗病毒粘合性纸(例如，涂有如本文定义的含醇固体产品层或如本文定义的含醇粉末层的3M微孔胶带)；

3.高密度过滤层；

4.直接皮肤接触层。

在一个实施方案中，将抗微生物和/或抗病毒粘合性纸的端部缝合至其他层。在一个实施方案中，抗微生物和/或抗病毒粘合性纸的内侧涂布有如本文定义的涂料、含醇固体产品和/或含醇粉末。在另一个实施方案中，当佩戴者受到保护时(例如IIR面罩)，抗微生物和/或抗病毒粘合性纸的外侧涂布有如本文定义的涂料、含醇固体产品和/或含醇粉末。在一个实施方案中，抗微生物和/或抗病毒粘合性纸的两侧均涂布有如本文定义的涂料、含醇固体产品和/或含醇粉末。

具有抗微生物和/或抗病毒粘合性纸的优点在于，由于纸的粘合性质，其与如本文定义的涂料、含醇固体产品和/或含醇粉末形成更强的结合。

在最终产品的透气性非常重要的应用诸如面罩和过滤器中，可以用适当尺寸的针阵列对涂布表面进行打孔以在表面中产生适当尺寸的孔，以改善透气性。在一个实施方案中，使用1μm-500μm范围的微米针阵列。1μm-500μm范围的微米针阵列适合对标准外科面罩诸如IIR面罩(其中典型面罩的孔径为0.3μm-10μm)进行打孔。在施用涂层后即可进行打孔。替代地，打孔微米针阵列可以在涂布过程中用作“掩模”或模板。

对于需要较小孔径的产品，诸如孔通常为0.1-0.3μm的N95面罩和过滤器，可以使用纳米针阵列。替代地，可以使用外加的织物层诸如抗微生物和/或抗病毒粘合性纸(例如微孔胶带)。即使微孔胶带被打孔，面罩的整体完整性也不会受到损害，因为现有的层完好无损并且不会受到任何影响。

应当理解的是，如果不将涂料/固体产品设计成用于消费的，或涂料/固体产品是不可摄入的，则是优选的。在这方面，产品可以包括平和的或令人不愉快的调味剂和/或香料以阻止摄入。额外地或替代地，涂料/固体产品可以包括着色剂以确保带有本发明涂料的制品能够通过视觉手段容易地识别。

本发明人已开发了一种生产含醇固体产品的新方法，所述方法大大缩短了合成时间。该方法涉及直接混合醇和吸着物质(例如环糊精)，而不是将醇扩散到吸着物质(例如环糊精)中。然后将获得的产物通过真空烘箱干燥以产生所需的含醇固体产品(例如粉末化醇)。在此方法中，醇被包封在吸着物质(例如环糊精)中。因此，就环糊精而言，环糊精环的直径越大，包封的醇就越多。该方法不依赖于溶解吸着物质，因此该方法最好在没有水的情况下进行。这种新的更快的方法对于大规模升级和制造非常有益。令人意外的是，这种新方法所需的乙醇量显著减少，从而产生了更高的生产效率。

本发明还涉及一种制备抗微生物和/或抗病毒含醇固体产品的方法，其包括以下步骤：a)将液体醇与吸着物质(吸着剂)直接混合，以及b)将获得的混合物干燥以形成含醇固体产品。优选本方法在不存在水的情况下进行。在一个实施方案中，含醇固体产品为含醇粉末。在一个实施方案中，含醇粉末为触干的。在一个实施方案中，含醇固体产品为可流动的。

在一个实施方案中，步骤a)在10至50℃的范围内的温度下进行。在一个实施方案中，步骤a)在10至30℃的范围内的温度下进行。在一个实施方案中，步骤a)在16至18℃的范围内的温度下进行。在一个实施方案中，步骤a)进行5至60分钟。在一个实施方案中，步骤a)进行5至20分钟。优选地，步骤a)进行10分钟。

在一个实施方案中，步骤b)通过真空烘箱干燥、冷冻干燥或环境空气干燥来进行。在一个实施方案中，步骤b)通过在16至60℃的范围内的温度下的真空烘箱干燥来进行。在一个实施方案中，步骤b)通过在16至40℃的范围内的温度下的真空烘箱干燥来进行。在一个实施方案中，步骤b)通过在19至25℃的范围内的温度下的真空烘箱干燥来进行。在一个实施方案中，步骤b)在-0.1巴至-10巴的范围内的压力下进行。在一个实施方案中，步骤b)在-0.5巴至-5巴的范围内的压力下进行。在一个实施方案中，步骤b)在-1巴至-2巴的范围内的压力下进行。在一个实施方案中，步骤b)进行10分钟至30小时。在一个实施方案中，步骤b)进行10分钟至1小时。在一个实施方案中，步骤b)通过在16至60℃的范围内的温度和在-0.1巴至-10巴的范围内的压力下真空烘箱干燥10分钟至30小时来进行。在一个实施方案中，步骤b)通过在20至50℃的范围内的温度和在-0.5巴至-2巴的范围内的压力下真空烘箱干燥10分钟至24小时来进行。步骤b)可以通过在35至45℃的范围内的温度下真空烘箱干燥15分钟至35分钟来进行，更优选在40℃的温度下真空烘箱干燥25分钟来进行。步骤b)还可以在15至25℃的范围内的温度下真空烘箱干燥4小时至24小时来进行、更优选在20℃的温度下真空烘箱干燥24小时来进行。在一个实施方案中，步骤b)在40℃的温度下进行25分钟。在另一个实施方案中，步骤b)在20℃的温度下进行24小时。

在一个实施方案中，吸着剂为吸收和/或吸附物质。在一个实施方案中，吸着剂为吸收物质。在一个实施方案中，吸着剂为吸附物质。在一个实施方案中，吸着剂为吸收吸附物质。在一个实施方案中，吸着剂选自碳水化合物、改性碳水化合物、聚合物、金属有机骨架、明胶和/或淀粉。在一个实施方案中，吸着物质为碳水化合物。在一个实施方案中，碳水化合物为右旋糖酐或糊精。在一个实施方案中，碳水化合物为右旋糖酐。优选地，碳水化合物为选自α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精和(配体改进的β-环糊精技术)的糊精或其盐。优选地，糊精为γ-环糊精。在一个实施方案中，吸着剂为金属有机骨架，优选基于卟啉的金属有机骨架或基于卟啉衍生物的金属有机骨架。

优选地，醇不含任何水。在一个实施方案中，醇为无水醇。在一个实施方案中，醇的醇浓度为100％。在一个实施方案中，醇选自甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇或叔丁醇。在一个实施方案中，醇的分子量小于500g/mol，优选小于200g/mol，更优选小于100g/mol。优选地，醇为乙醇。优选地，醇为无水乙醇。

在一个实施方案中，步骤a)中吸着剂与醇的重量比为1:0.5至1:10。优选地，吸着物质与醇的重量比为1:1.5至1:2。例如，将1g吸着物质(例如γ-环糊精)与2ml无水醇(例如无水乙醇)混合。在一个实施方案中，将1g吸着物质(例如环糊精)与0.5ml-10ml无水乙醇(例如无水乙醇)混合。

在一个实施方案中，所述方法还包括在步骤a)之前将添加剂与吸着物质混合。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质的混合进行30分钟至24小时。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质的混合进行6小时。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质的混合在200rpm至1000rpm下进行。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质的混合在600rpm下进行。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质的混合在17℃至90℃的范围内的温度下进行。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质的混合在200rpm至1000rpm下、在17℃至90℃的范围内的温度下进行30分钟至24小时。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质(例如环糊精)的混合在水或在溶剂中进行。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质(例如环糊精)的混合在去离子水中进行。在一个实施方案中，添加剂与吸着物质(例如环糊精)的混合在溶剂中进行。在一个实施方案中，添加剂为天然盐诸如岩盐或CaCl₂。天然盐诸如岩盐、CaCl₂或滑石与环糊精的混合可以在去离子水中进行。

本发明还涉及一种在表面上沉积如本文定义和描述的涂料或含醇固体产品的层的方法，其中所述方法包括在表面上喷涂所述涂料或含醇固体产品的涂层的步骤。在一个实施方案中，涂料和含醇固体产品可以根据如本文定义和描述的制备方法来制备。在一个实施方案中，含醇固体产品为含醇粉末。

在一个实施方案中，在表面上喷涂如本文定义和描述的涂料制剂或含醇固体产品的涂层的步骤进行至少一次。优选地，在表面上喷涂涂料制剂或含醇固体产品的涂层的步骤进行两次。在一个实施方案中，在表面上喷涂涂料制剂或含醇固体产品的涂层的步骤使用喷嘴、优选喷枪或喷雾泵来进行。在一个实施方案中，在表面上喷涂涂料制剂或含醇固体产品的涂层的步骤使用静电喷枪进行。静电喷枪可以使涂料制剂或含醇固体产品带电，使其与所喷涂的表面形成更强的结合。

在一个实施方案中，所述层或每层的厚度在1至500微米、优选5至200微米、优选15至100微米、更优选20至50微米或10至20微米的范围内。在一个实施方案中，所述层或每一层的厚度为约10mm。

本发明还涉及一种在表面上沉积如本文定义和描述的涂料制剂或含醇固体产品的层的方法，其中所述方法包括以下步骤：a)任选地制备粘合剂溶液，b)任选地用粘合剂溶液涂布表面以形成粘合剂层，和c)用涂料制剂或含醇固体产品涂布表面或涂布施用于表面的所述任选存在的粘合剂层。任选地，所述方法还包括在步骤c)之后对表面进行打孔，或者在步骤b)和c)期间将打孔微米针阵列作为掩模。在一个实施方案中，涂料和含醇固体产品可以根据如本文定义的制备方法来制备。在一个实施方案中，含醇固体产品为含醇粉末。

在一个实施方案中，步骤b)使用浸轧机(padding machine)或通过喷雾来进行。在一个替代或额外的实施方案中，步骤b)通过浸渍和/或涂布来进行。

在一个实施方案中，涂料或粘合剂溶液包含水和可生物降解的水基粘合剂，优选选自黄原胶、阿拉伯树胶、淀粉胶和糊精胶的粘合剂。

在一个实施方案中，步骤c)(i)进行至少一次，以获得1微米至10mm、1微米至1mm、1至500微米、优选5至200微米、优选15至100微米、更优选20至50微米或10至20微米或约10mm的层厚度，或(ii)进行至少两次、至少3次、或至少4次，以获得1微米至10mm、1微米至1mm、1至500微米、优选10至200微米、优选15至100微米、更优选20至50微米的层厚度。在一个实施方案中，步骤c)进行至少一次，以获得1微米至10mm、1微米至1mm、1至500微米、优选10至200微米、优选15至100微米、更优选20至50微米的层厚度。在一个实施方案中，步骤c)进行两次，以获得1微米至10mm、1微米至1mm、1至500微米、优选10至200微米、优选15至100微米、更优选20微米至50微米的层厚度。在一个实施方案中，步骤c)可以进行一次、两次或更多次以获得总厚度至多为10mm的层。在一个实施方案中，步骤c)使用喷嘴、优选喷枪或喷雾泵进行。在一个实施方案中，步骤c)使用静电喷枪进行。在又一个实施方案中，步骤c)使用浸渍和/或涂漆(例如刷涂、辊涂)来进行。

在一个实施方案中，表面选自织物或纺织品、塑料、玻璃、聚合物和金属。当表面为聚合物时，例如用于手套中，聚合物可以为腈、乳胶、乙烯基化合物和/或其混合物。手套也可以由基于棉、尼龙或橡胶的其他织物制成，并且可以是模制的或针织的。为了避免疑问，术语“腈”涵盖丁二烯橡胶(NBR)，其为通过将单体诸如丁二烯和丙烯腈组合而制成的合成材料。

在一个实施方案中，将涂料或含醇固体产品施用于表面的至少一侧的至少一部分。在一个实施方案中，将涂料或含醇固体产品施用于表面的每侧的至少一部分。在又一个实施方案中，在模制和/或成形之前，将涂料或含醇固体产品施用于或整合到制成表面的材料中。

本发明还涉及吸着物质(吸着剂)用于吸着醇以使其适合作为抗微生物和/或抗病毒层沉积在表面上的用途。在一个实施方案中，吸着剂如本文定义。在一个实施方案中，醇如本文定义。在一个实施方案中，吸着剂与醇的重量比在99:1至90:10的范围内，优选在97.5:2.5至94:6的范围内。

在最终产品的透气性非常重要的应用诸如面罩和过滤器中，可以用适当尺寸的针阵列对涂布表面进行打孔以在表面中产生适当尺寸的孔，以改善透气性。在一个实施方案中，使用1μm-500μm范围的微米针阵列。1μm-500μm范围的微米针阵列适合对标准外科面罩诸如IIR面罩(其中典型面罩的孔径为0.3μm-10μm)进行打孔。在施用涂层后即可进行打孔。替代地，打孔微米针阵列可以在涂布过程中用作“掩模”或模板。

对于需要较小孔径的产品，诸如孔通常为0.1-0.3μm的N95面罩和过滤器，可以使用纳米针阵列。替代地，应当使用外加的织物层诸如抗微生物和/或抗病毒粘合性纸(例如微孔胶带)。即使微孔胶带被打孔，面罩的整体完整性也不会受到损害，因为现有的层完好无损并且不会受到任何影响。

本发明还涉及如本文定义的涂料、如本文定义的含醇固体产品、如本文定义的含醇粉末、如本文定义的制品、如本文定义的纺织品、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纸或塑料、如本文定义的面罩、如本文定义的手套、或如本文定义的过滤器作为抗微生物剂、作为抗病毒剂或用于灭活病菌的用途。

一方面，本发明涉及喷涂、浸渍或涂漆技术将如本文定义的涂料或含醇固体产品的层沉积在表面上以使表面抗微生物和/或抗病毒的用途。在一个实施方案中，喷涂技术包括使用静电喷枪。

在另一方面，虽然液体形式的醇诸如凝胶已经用作抗微生物和/或抗病毒剂，但这种液体形式随着时间的推移无法提供抗微生物和/或抗病毒保护。这是因为活性成分(醇)迅速蒸发。本发明提供了一种在数天或数月内使表面上的细菌灭活的具有新颖性和创造性的方法。在一个特别的方面，本发明使用吸着剂来吸着抗微生物和/或抗病毒活性剂诸如醇，使得活性剂/醇保持包封并且不蒸发，从而使其适合作为抗微生物和/或抗病毒涂料沉积在表面上。

因此，在另一方面，本发明涉及吸着剂用于吸着抗微生物和/或抗病毒活性剂诸如醇以使其适合作为抗微生物和/或抗病毒涂料沉积在表面上的用途。在一个实施方案中，吸着剂如本文定义。在一个实施方案中，活性剂和醇如本文定义。在一个实施方案中，吸着物质与醇的重量比在99:1至90:10的范围内，优选在97.5:2.5至94:6的范围内。

在另一方面，本发明涉及如本文定义的涂料、如本文定义的含醇固体产品、如本文定义的含醇粉末、如本文定义的制品、如本文定义的纺织品、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纸、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒聚合物(天然或合成的)、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒塑料、如本文定义的手套、如本文定义的过滤器或如本文定义的面罩作为抗微生物剂的用途。

本发明还涉及如本文定义的涂料、如本文定义的含醇固体产品、如本文定义的含醇粉末、如本文定义的制品、如本文定义的纺织品、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纸、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒聚合物(天然或合成的)、抗微生物和/或抗病毒塑料、如本文定义的手套、如本文定义的过滤器或如本文定义的面罩作为抗病毒剂的用途。

本发明还涉及如本文定义的涂料、如本文定义的含醇固体产品、如本文定义的含醇粉末、如本文定义的制品、如本文定义的纺织品、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒纸、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒聚合物(天然或合成的)、如本文定义的抗微生物和/或抗病毒塑料、如本文定义的手套、如本文定义的过滤器或如本文定义的面罩用于灭活病菌的用途。

本发明还涉及如本文定义的涂料或含醇固体产品用于灭活病菌的用途，其中所述涂料或含醇固体产品包含醇和碳水化合物。在一个实施方案中，醇为乙醇。在一个实施方案中，碳水化合物为右旋糖酐或糊精。在一个实施方案中，碳水化合物为右旋糖酐。在一个实施方案中，碳水化合物为糊精，任选地选自α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精和(配体改进的β-环糊精技术)或其盐。更优选地，糊精为γ-环糊精。在一个实施方案中，碳水化合物为γ-环糊精。在一个实施方案中，碳水化合物为/>(配体改进的β-环糊精技术)。在一个实施方案中，碳水化合物与醇的重量比在99:1至90:10的范围内，优选在97.5:2.5至94:6的范围内。

本发明还涉及如本文定义的涂料或含醇固体产品用于灭活病菌的用途，其中所述涂料或含醇固体产品包含醇和碳水化合物。在一个实施方案中，醇为乙醇。在一个实施方案中，碳水化合物为γ-环糊精。在一个实施方案中，碳水化合物与醇的重量比在99:1至90:10的范围内，优选在97.5:2.5至94:6的范围内。

在一个实施方案中，含醇固体产品还包含添加剂、天然盐诸如岩盐、CaCl₂或滑石。

在一个实施方案中，病菌为病毒、细菌或真菌。在一个实施方案中，病菌为病毒。在一个实施方案中，病毒是有包膜病毒。在一个实施方案中，病毒为无包膜病毒。在一个实施方案中，病毒为冠状病毒诸如Sars-CoV-1、Sars-CoV-2、流感病毒、HPV、HIV或诺如病毒。

在一个实施方案中，病菌的灭活发生在1秒至60分钟内。优选地，细菌的灭活发生在1秒至5分钟内。一个具体的实例为病菌存活在2秒内降低90％。

在另一方面，本发明在于作为抗微生物和/或抗病毒剂的戊二醛(GA)，其中对GA进行配制并作为涂层施用于表面(如本文定义)，从而赋予表面抗微生物和/或抗病毒性能。GA的一个特别合适的用途是作为抗微生物和/或抗病毒剂用于过滤器诸如HVAC过滤器。应当理解的是，GA可以为涂料制剂中唯一的活性剂，或者可以与活性剂(诸如醇和/或次氯酸)和成分(诸如如上文定义的增塑剂和载体)复配。涂料中GA的浓度范围优选小于约5％，优选约2％或更少，或约0.9％或更少。

现在将参考以下附图更详细地描述本发明，其中：

附图说明

图1：将乙醇包封在环糊精中。

图2：使用环糊精(CD)包封乙醇。

图3：实验设置：(A)0.25gβ-CD在5mL、10mL或15mL乙醇中。(B)0.25gγ-CD在5mL、10mL或15mL乙醇中。

图4：使用3％的FA固定的L929细胞在光学显微镜下放大20倍来评估细胞死亡和细胞病变效应(CPE)表型。

图5：测得的合成粉末对鼠冠状病毒的抗病毒效果。V＝真空干燥，F＝冷冻干燥，without＝环境空气干燥。1＝用5mL乙醇制备的样品，2＝用10mL乙醇制备的样品，3＝用15mL乙醇制备的样品。

图6：与CD包封的乙醇粉末相比仅γCD的抗病毒行为。W＝不干燥，F＝冷冻干燥，CM＝Codikoat方案方法。

图7：通过log((初始滴度TCID50/mL)/(计算的TCID50/ml))计算log减少。我们的特别的真空制备方法为粉末化醇提供了最佳的储存稳定性。我们的特别的真空制备方法为粉末化醇提供了最佳的储存稳定性。

图8：通过log((初始滴度TCID50/ml)/(计算的TCID50/ml))计算log减少。在织物上表面涂布粉末化醇更有效地灭活更稀释的病毒样品。

图9：通过log((初始滴度TCID50/ml)/(计算的TCID50/ml))计算log减少。在织物上多次涂布粉末化醇实现了病毒的完全抑制。

图10：涂有1、2或4层粘合剂和CM粉末化醇的微孔胶带。与4层涂布样品类似，5分钟内观察到优异的抗病毒行为。

图11：涂有1、2或4层粘合剂和CM粉末化醇并在密闭容器中保存了7天的微孔胶带。

图12：涂有1、2或4层粘合剂和CM粉末化醇的微孔胶带经历加速测试并且在5分钟内仍然表现出优异的抗病毒行为。

图13：涂有4层CM粉末化醇的微孔胶带。

图14：图示了使用黄原胶或PVA胶水作为粘合剂的涂有粉末化醇的样品的病毒log减少。

图15：图示了环糊精包封的乙醇与环糊精包封的丁醇的抗病毒效果的比较。

图16：图示了8％的PVA和0.7％的戊二醛的组合物在腈基材上的抗病毒效果。

图17：图示了8％的PVA和0.1％的戊二醛的组合物在腈基材上的抗病毒效果。

图18：图示了8％的PVA(用电解水制成)+1％的透明质酸(HA；用电解水制成)+35％的粉末化醇(用乙醇或丁醇制成)+0.07％的CPC(氯化十六烷基吡啶鎓)的组合物在腈基材上的抗病毒效果。

图19：图示了用电解水(EW)制成的8％的PVA的组合物在腈基材上的抗病毒效果。

图20：图示了用电解水制成的8％的PVA的电纺纳米纤维组合物在织物基材上的抗病毒效果。

图21：图示了用具有7000ppm HOC1的乙醇制成的15％的乙基纤维素的组合物的抗病毒效果。

图22：5％的乙基纤维素(EC)在7000ppm电解水中的悬浮液(分辨率10X)。

图23：5％的乙基纤维素、15％的Ca(NO₃)₂、15％的CaCl₂在7000ppm电解水中的悬浮液(分辨率4X)。

图24：涂布在表面积为10cm²的手套表面上的不同制剂的抗病毒活性。样品制剂如下：5％的乙基纤维素3ml(对照)，10％的甘油3ml(对照)，30％的甘油3ml(对照)，5％的乙基纤维素+0.5％的甘油3ml(对照)，5％的乙基纤维素+1.5％的甘油3ml(对照)，1％的乙基纤维素+0.1％的甘油(0.5ml)+10K ppm的HOCl 20μl/cm²，1％的乙基纤维素+0.3％的甘油(0.5ml)+10K ppm的HOCl 20μl/cm²，1％的乙基纤维素+0.1％的甘油(3ml)+10Kppm的HOCl20μl/cm²，1％的乙基纤维素+0.3％的甘油(3ml)+10K ppm的HOCl 20μl/cm²，5％的乙基纤维素+0.5％的甘油(3ml)+10K ppm的HOCl 20μl/cm²，5％的乙基纤维素+1.5％的甘油(0.5ml)+10K ppm的HOCl-20μl/cm²。

图25：图示了在光照下储存3周后(wk3L)或黑暗条件下储存3周后(wk3D)储存对于抗病毒活性的影响：cDMEM(Dulbecco的改良Eagle培养基)和MHV(小鼠肝炎病毒)分别作为对照，以及1％的乙基纤维素+10％的甘油(0.5ml)+10K ppm的HOCl 20μl/cm²的涂层样品。

图26：图示了分别暴露于25℃(室温)、50℃、100℃和130℃的温度下历时30分钟时温度对于抗病毒活性的影响：cDMEM(Dulbecco的改良Eagle培养基)和MHV(小鼠肝炎病毒)分别作为对照，以及1％的HOCl溶液的涂料样品(200μl喷洒到样品(表面积为10cm²)上＝20μl/cm²)。

图27：1％的乙基纤维素+0.1％的甘油(0.5ml)+10K ppm的HOCl 20μl/cm²的涂料对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抗菌效果。在测试之前金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)NCTC 10788通过在马血琼脂板上划线并在37℃下温育24小时而从低温储存中复活。通过将5-10个细菌菌落重悬于缓冲溶液中并用Mueller Hinton肉汤(MHB)以1比2稀释来产生细菌接种物。该接种物称为“MHB 10788”，其含有在MHB中的细菌细胞，在测试之前将其铺在Mueller Hinton琼脂(MHA)板上以提供初始菌落计数(菌落形成单位/mL)并在实验期间用作直接接种物。缓冲细菌悬浮液也在中和缓冲液(NB)“NB10788”中以1比2单独稀释，并铺在琼脂板上作为对照量度以确保NB对细胞没有抑制作用，因为NB用于测试期间的中和/回收。在对菌落进行计数之前，所有板均在37℃下温育24小时。1/1000稀释度示出了用于在琼脂上铺板的对照样品的稀释度，但所有结果均外推至log CFU/ml。细菌与样品接触0、1、2和5分钟。然后将每个样品的1ml原液和1/10稀释液铺在琼脂板上并对细菌菌落形成进行计数。

图28：以不同的涂布液沉积量(200μl(A)、100μl(B)和50μl(C))喷涂有1.6重量％的羧甲基纤维素钠(Na-CMC，MW＝90kDa)+0.9重量％的戊二醛(GA)+2重量％的甲基蓝(MB)的HEPA过滤材料(3cm x 4cm)。

图29：图示了喷涂在HEPA过滤器上的1.6重量％的Na-CMC、0.9重量％的GA和2重量％的MB的制剂的抗病毒效果。MHVB，MHVA，CFC(市售过滤器对照)，CFMHV(市售过滤器+MHV)，Fi1C/F1C(过滤器1对照)，Fi1T/F1T(过滤器1测试)，Fi2C/F2C(过滤器2对照)，Fi2T/F2T(过滤器2测试)。

图30：在液滴抗病毒测试中涂料对过滤器的影响。图32A：对照＝仅MHV，1+MHV＝仅HEPA过滤器，2+MHV＝HEPA+2％的PEO，3+MHV＝HEPA+2％的GA，4+MHV＝HEPA+2％的PEO+2％的GA；图32B：阳性对照＝cDMEM，阴性对照＝仅MHV，1+MHV＝仅HEPA过滤器，2+MHV＝HEPA+2％的PEO，3+MHV＝HEPA+2％的GA，4+MHV＝HEPA+2％的PEO+2％的GA。

图31：在HEPA过滤器上喷涂不同体积的2重量％的PEO+2重量％的GA在水中的制剂的视觉效果。样品从上到下、从左到右为：1.对照＝仅HEPA过滤器，2.50μlPEO+GA，3.50μlPEO+GA+蓝色(亚甲蓝(MB))，4.100μl PEO+GA，5.100μl PEO+GA+MB，6.200μl PEO+GA，7.200μl PEO+GA+MB。

图32：图32A：图示了压降与穿过喷涂有2％的PEO+2％的GA的涂料制剂的HEPA过滤器的流量的函数关系。流量为过滤器关闭时的流量。图32B：图示了对于不同的涂料沉积量，压降百分比与掠面速度的函数关系。

图33：使用液滴测试来测试涂料的抗病毒效果，其中将体积为250μl的涂料喷涂在12cm²过滤器基材上(20.8μl/cm²)。阳性对照＝cDMEM，阴性对照＝MHV，1+MHV＝未涂布的HEPA过滤器+MHV，2+MHV＝涂有2％的PEO的过滤器，3+MHV＝涂有2％的GA的过滤器，4+MHV＝涂有2％的GA+2％的PEO的过滤器。

图34：使用液滴测试在喷涂后5周时PEO+GA涂层的抗病毒效果。阳性对照＝cDMEM，阴性对照＝MHV，1+MHV＝未涂布的HEPA过滤器+MHV，2+MHV＝涂有2％的PEO的过滤器，3+MHV＝涂有2％的GA的过滤器，4+MHV＝涂有2％的GA+2％的PEO的过滤器。

图35：涂有以下制剂的HEPA过滤器的抗菌效果：2％的PEO+2％的GA。1)仅HEPA，2)仅2％的PEO，3)仅2％的GA，4)2％的PEO+2％的GA。所有体积均为250μl。

图36：涂有以下制剂的HEPA过滤器的抗菌效果：CMC(90K)和1.6％的CMC(90K)+2％的GA。

图37：使用抗病毒液滴测试当GA与不同分子量的羧甲基纤维素钠(Na-CMC)或羟乙基纤维素(HEC)混合时的抗病毒效果。阳性对照＝cDMEM，阴性对照＝仅MHV，对照＝HEPA过滤器+MHV，1+MHV＝CMC(90K)，2+MHV＝CMC(90K)+2％的GA，3+MHV＝CMC(250K)，4+MHV＝CMC(250K)+2％的GA，5+MHV＝CMC(700K)，6+MHV＝CMC(700K)+2％的GA，7+MHV＝HEC，8+MHV＝HEC+2％的GA。

图38：图示了使用抗病毒液滴测试CMC的不同分子量和取代数以及作为替代聚合物的羟丙基甲基纤维素(HPMC)对涂布在HEPA过滤器上的制剂的抗病毒功效的影响。阳性对照＝cDMEM，阴性对照＝仅MHV，对照＝仅HEAP过滤器+MHV，1+MHV＝仅2％的GA，2+MHV＝仅2％的亚甲基蓝(MB)，3+MHV＝1.6％的Na-CMC(90K)+2％的GA+2％的MB，4+MHV＝仅1.6％的Na-CMC(90K)，5+MHV＝1.6％的Na-CMC(90K)+2％的GA，6+MHV＝仅1.3％的Na-CMC(250K)–取代数(SN)为0.7，7+MHV＝1.3％的Na-CMC(250K)–SN 0.7+2％的GA，8+MHV＝1.3％的Na-CMC(250K)–仅SN1.2，9+MHV＝1.3％的Na-CMC(250K)–SN 1.2+2％的GA，10+MHV＝仅0.6％的Na-CMC(750K)，11+MHV＝0.6％的Na-CMC(750K)+2％的GA，12+MHV＝仅1％的HPMC，13+MHV＝1％的HMPC+2％的GA。

图39：图示了在12cm²的HEPA过滤器基材上不同体积的喷雾制剂(50、100和200μl)(4.16、8.3和16.7μl/cm²)的抗病毒液滴测试结果。阳性对照＝cDMEM，阴性对照＝仅MHV，测试对照＝HEPA过滤器+MHV，1+MHV＝200μl仅1.6％的Na-CMC(90k)，2+MHV＝50μl仅0.9％的GA，3+MHV＝100μl仅0.9％的GA；4+MHV＝200μl仅0.9％的GA，5+MHV＝50μl 1.6％的Na-CMC(90K)+0.9％的GA+2％的MB，6+MHV＝100μl的1.6％的Na-CMC(90K)+0.9％的GA+2％的MB，7+MHV 200μl的1.6％的Na-CMC(90K)+0.9％的GA+2％的MB。

图40：图40A：图示了对于喷涂有1.6重量％的Na-CMC(MW 90K)+0.9重量％的GA+2％重量的MB的制剂的HEPA过滤器而言压降与流量(L/min)的函数关系。图40B：图示了对于以不同沉积量(50、100和200μl)喷涂有1.6重量％Na-CMC(MW 90K)+0.9重量％的GA+2％重量％的MB的制剂的HEPA过滤器而言压降百分比与掠面速度的函数关系。

图41：图示了对喷涂在HEPA过滤器上的体积为50μl和100μl的0.9％的GA制剂进行抗病毒液滴测试的结果。阳性对照＝cDMEM，阴性对照＝仅MHV，1+MHV＝HEPA，2+MHV＝50μl20K ppm的HOCl，3+MHV＝100μl 20K ppm的HOCl，4+MHV＝50μl 1.6％的Na-CMC(90K)，5+MHV＝100μl 1.6％的Na-CMC(90K)，6+MHV＝50μl 0.9％的GA，7+MHV＝100μl 0.9％的GA，8+MHV＝50μl 0.9％的GA+20K ppm的HOCl，9+MHV＝100μl 0.9％的GA+20K ppm的HOCl，10+MHV＝50μl 1.6％的Na-CMC+0.9％的GA+20K ppm的HOCl，11+MHV＝100μl 1.6％的Na-CMC+0.9％的GA+20K ppm的HOCl，12+MHV＝50μl 1.6％的Na-CMC+0.9％的GA+20K ppm的HOCl+2％的MB，13+MHV＝100μl 1.6％的Na-CMC+0.9％的GA+20K ppm的HOCl+2％的MB。

图42：以50μl(4.6μl/cm²)与100μl(8.3μl/cm²)喷涂在HEPA过滤器上的图41的制剂的压降测试的比较。

图43：图示了使用抗病毒液滴测试喷涂后3周1.6％的CMC(90kDa)+2％的GA的涂料制剂(250μl)的稳定性。对照＝MHV，1+MHV＝仅HEPA过滤器，2+MHV＝1.6％的Na-CMC(90K)，3+MHV＝仅2％的GA，4+MHV＝1.6％的Na-CMC(90K)+2％的GA。

发明内容

本发明涉及一种抗微生物和/或抗病毒制剂，其适合用作涂料以向其上铺设有该涂料的表面赋予抗微生物和/或抗病毒性能。不希望受理论束缚，如下所述本文描述的制剂或涂料灭活病毒和细菌。

病毒和细菌的表面含有蛋白质。这些蛋白质，有些称为“刺突蛋白质”，允许进入宿主并在可能的情况下逃避免疫监视。尽管病毒产物源自其遗传物质RNA和/或DNA，它们构成了病原体最重要的部分，但是靶向其表面的蛋白质应该为设计抗微生物表面供人类使用的首要策略。

蛋白质由遗传物质编码并且由必需氨基酸和非必需氨基酸二者组成，除了可变区R之外，必需氨基酸和非必需氨基酸具有共同结构。根据氨基酸的性质，R区具有中性、带电(正或负)和/或疏水性能，其塑造给定蛋白质的总体电荷和构象以及其与其他分子(诸如其他蛋白质质、脂质和核酸)的相互作用。

蛋白质变性导致构象破坏以及带电和疏水氨基酸本身之间的相互作用。这导致蛋白质功能丧失。

最常见的用作抗微生物剂的蛋白质变性剂为乙醇(EtOH)，它在70％的浓度下也有助于溶解细菌质膜。EtOH通过两种方式使蛋白质变性：凝固以及破坏氢键和盐桥，从而破坏蛋白质构象。

当使用90％或更高浓度的EtOH时会发生凝固。不认为这是最有效的消毒方法。这是因为90％或更高浓度的EtOH会凝固病毒或细菌表面上的所有蛋白质并因此可能无法渗透到病毒或细菌内部。因此，建议使用浓度为70-75％的乙醇溶液作为消毒剂。乙醇还可以破坏蛋白质中的氢键和盐桥并最终使它们变性。为了与氢键竞争，EtOH必须处于特定构象，使得H⁺基团能够攻击蛋白质氢键。EtOH抗微生物效果的最佳构象在70-75％的浓度下实现，允许形成(E)构象(如下所示)而不是(Z)构象。

乙醇(E)构象

正为在这种背景下设计了本发明。特别地，本发明涉及一种抗微生物和/或抗病毒涂料，其包含：i)至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂；和ii)聚合物载体。

设计涂料时需要考虑很多因素，尤其是要在配制期间保持活性剂的抗微生物和/或抗病毒性能，而且产生适合目的的涂料，即易于施用、粘附至表面、并且为活性的且保持活性一段合适时间，通常耐穿戴和磨损。当使用醇作为抗微生物和/或抗病毒(活性)剂时，这种考虑尤其相关。虽然本发明涵盖可以包含醇的涂料，但也考虑并举例说明了其他活性剂。

实施例

如实施例1和2中所述，本发明人首先根据已知方案制造了粉末化醇，并测试其对抗鼠冠状病毒的有效性。获得的结果表明，与β-环糊精包封的乙醇相比，包封在γ-环糊精中的乙醇表现出优异的抗病毒活性，并且使用真空烘箱干燥的粉末化醇使粉末化醇具有更有效的抗病毒活性。测定抗病毒和抗微生物性能的标准测试包括细胞病变效应(CPE)抑制测定、噬菌斑测定、qPCR测定、流式细胞术和TCID50感染性测定。

实施例1.基于现有技术方法通过扩散制备粉末化醇

为了开发粉末化醇，根据先前描述的现有环糊精(CD)包封程序对初始实验进行了调整(论文题为“Synthesis and Characterization of Gamma Cyclodextrin MetalOrganic Framework and Encapsulation of Ethanol”,An-Katrienin Pauwels,2019:http://hdl.handle.net/1942/29463)。

尝试了两种类型的环糊精(Beta(β)环糊精、Gamma(γ)环糊精)来包封乙醇。与直径较小的那些糖相比，预计直径较大的糖中包封有更多的醇(由于乙醇包封的空间更大)，这表明与直径增加的粉末化醇接触后病毒抑制增强(见图1)。

将0.25gγ-CD和β-CD的两个样品分别放入单独的50ml烧杯中后进行乙醇的包封。将小烧杯放入更大的玻璃罐中并向玻璃罐中添加不同量的乙醇，如图2和图3所示。当罐子放置48小时时，用封口膜(parafilm)盖好罐子。在此期间通过扩散机制发生包封。

在48小时扩散完成后，为了干燥反应混合物以得到粉末化醇，对三种干燥技术进行了测试和评价。每个罐子分为三部分；第一部分采用冷冻干燥法干燥，第二部分采用真空烘箱干燥，最后一部分在室温下放置而不进行任何特殊处理(即在约17℃的室温下进行环境空气干燥)。

表1：用环糊精进行乙醇微胶囊化：

实施例2.测试实施例1中获得的粉末对鼠冠状病毒的效果

使用L929细胞测试实施例1中获得的粉末在5分钟内灭活鼠冠状病毒的有效性。在96孔板形式中以5x10⁵个细胞/ml的浓度使用体积为100μl的L929细胞。首先，将病毒原液在1xPBS中稀释10倍。然后将20μl MHV(感染复数[MOI]为3.0)与10mg和20mg粉末化醇在室温下混合5分钟，并反复移液使得病毒与粉末化醇之间的相互作用最大化。为了减轻粉末化醇对L929细胞的潜在副作用，制备了经粉末化处理的细胞培养基(cDMEM)作为对照。从混合物中回收病毒和对照培养基后，立即将经处理的样品(一式三份)稀释在20μl cDMEM中，从而使最终MOI达到1.0。在96孔板中，每个样品制备8个系列稀释液(DF＝5.0)，并且未处理的病毒和细胞培养基(cDMEM)分别作为阳性和阴性对照。在感染后24、48和72小时(hpi)间隔时，在台式光学显微镜(20倍放大倍率)下观察细胞感染表型以及细胞死亡和细胞病变效应(CPE)(图4)。使用Reed&Muench计算器在72hpi处计算每个实验的TCID50/ml值。

如图5所示，与β-环糊精包封的乙醇相比，包封在γ-环糊精中的乙醇总体上表现出优异的抗病毒活性(与阳性和阴性对照相比，完全抑制病毒)。在最高测试乙醇浓度(15mL)下，所有干燥技术均有效。在不同乙醇浓度下，真空干燥技术似乎为最佳方法。与其他CD相比，使用γ-CD完全抑制病毒的观察结果与直径较大的CD中包封更多EtOH的想法一致。

进一步在不同的时间间隔对实施例1中得到的γ-CD粉末化醇对MHV的抑制进行了测试。使用与上述相同的方案在室温下用新鲜的γ-CD处理(15ml EtOH包封)1分钟。经证明，用γ-CD将MHV处理(15ml EtOH)1分钟足以有效地完全灭活病毒(图6)。

为了证明在将乙醇包封在CD中时增强的抗病毒机制及其协同作用，将先前的结果与仅用γ-CD的制剂进行了比较。该实验(图6)表明，与仅用CD相比，CD包封的乙醇表现出显著更高的抗病毒行为(6log减少vs 1log减少)，从而表明蛋白质的EtOH变性对病毒结构的重要作用。

实施例3.实施例1中获得的粉末化醇的稳定性

为了评估粉末化醇在室温(暗处、密封容器)下储存5天的稳定性，用粉末处理MHV历时1分钟以进行L929细胞感染测定。有趣的是，通过冷冻干燥(F)、环境空气干燥(W)或真空干燥(V)制备的γ-CD(15ml EtOH包封)已部分失去其抗病毒活性(图7)。尽管如此，抗病毒活性仍然高于仅用CD的对照和未处理对照(病毒减少3或4log)。

实施例4.通过直接混合醇与环糊精来制备粉末化醇

为了提高粉末的稳定性并为了更长时间地保持抗病毒性能，采用新方法合成粉末。在这种方法中，将少量乙醇(1mL)直接与CD在烧杯中混合并且仅放置24小时，而不是让乙醇在罐子中扩散48小时(如图2所解释)。在该制备中，将0.3gγ-CD或β-CD与1mL乙醇混合10分钟并在真空烘箱内干燥24小时。就我们所知，这是第一次使用这样的程序来开发CD包封的乙醇。重要的是，这种方法减少了粉末的合成时间，这对于大规模升级和生产非常有利。这种新方法还具有更高的生产效率，因为制备时使用的乙醇量显著减少。

实施例5.粉末化醇对鼠冠状病毒的效果

实施例4中产生的粉末(称为CM粉末或CodiKoat法粉末)也表现出优异的抗病毒行为，类似于使用实施例1中使用的初始(先前公布的)方案产生的粉末(图6)。在类似于先前描述的条件下储存5天后，对该粉末的稳定性进行了测试。与所有常规制备方法(自然干燥、冷冻干燥和真空干燥)相比，通过本文描述的方法(CM)制备的γ-CD(15ml EtOH包封)在长期(5天)储存后确实保留了100％的抗病毒活性(图7)。

结果表明，与其他样品相比，通过CodiKoat法(CM)生产的真空干燥的3γCD不仅具有优异的抗病毒效果，而且稳定性非常高。

实施例6.织物面罩上的粉末化醇涂料的抗病毒效果

在确立了粉末化醇的技术和化学制备方法后，将100mg的CMγ-CD(15ml EtOH包封)手动涂布在具有5cm x 5cm表面的市售得到的面罩织物上。在实时场景中，预期涂有粉末化醇的面罩保护个体免受SARS-COV-2经由污染物空气传播。鉴于与之前实验中使用的条件相比污染物中病毒滴度的浓度相对较低，因此在这些手动涂布织物上对稀释因子(DF)为10、100和1000的MHV(MOI 3.0)进行了测试。为此，在室温下让5μl稀释病毒在织物表面停留5分钟。然后，通过大量移液用15μl 1xPBS回收被浸泡的病毒。如上所述进行L929细胞和病毒滴定。与DF 10相比，证明在使用粉末化醇灭活病毒方面较高的稀释系列相对更有效(图8)。然而，这种减少水平低于在先前的直接混合病毒和粉末化醇的实验中观察到的水平。这清楚地表明需要进一步优化，诸如在处理后的病毒回收以及在织物涂料中采用多层粉末化醇。

在优化稀释因子之后，考虑到高浓度的粉末化醇完全抑制病毒，推测织物或面罩上的多层粉末化醇是否可以提供更好的抗病毒策略。为此，准备了具有4个层(对于每个层，每平方厘米表面使用4.4mg粉末化醇进行涂布)的涂有粉末化醇的微孔织物或面罩织物。然后使5μl用1xPBS稀释的MHV(MOI：3.0)在固体表面上的10mm x 10mm分成小块的织物上温育5分钟。然后使用含有cDMEM+0.7％的Tween 80的缓冲液回收经处理的病毒(条件类似于用于测试织物的ISO标准)，并在室温下不断移液和涡旋25分钟，使最终病毒MOI达到1.0。随后将回收的病毒用于稀释因子(DF)等于5的系列稀释并在24、48和72phi下监测感染结果。结果表明，与织物和CD对照相比，微孔织物和面罩织物二者上的多层粉末化醇100％有效地灭活MHV(图9)。

实施例7.Micropore^TM胶带上粉末化醇涂料的抗病毒效果

在该四层涂布样品取得了令人鼓舞的结果之后，我们尝试减少涂层的数目并进一步测试一层和两层涂布微孔胶带的抗病毒行为。与所述四层涂层类似，一层和两层涂层也获得了很好的结果(图10)。

储存7天后，对所述一层、两层和四层样品进行了进一步测试，也获得了很好的结果(图11)。样品仍然表现出很高的稳定性，抗病毒效果没有降低。

还对所述一层、两层和四层样品进行了加速测试，其中使用鼻用喷雾分配器在距离5厘米处将PBS(x3)喷在织物上。30分钟后重复该程序，60分钟后再重复一次(即总共喷射九次)。这相当于使用三天，平均每天喷三次。所有样品都获得了很好的结果，抗病毒效果没有变劣(图12)。

实施例8.粉末化醇在粘合性表面上的沉积

使用工业(“静电”)涂布喷枪(例如用于手动喷涂的来自Nordson的Encore LT系统或用于大规模生产的自动化机器人等同物)或任何其他适当的涂布喷枪均匀地喷涂胶带的“粘性”粘合剂侧。喷枪用于可靠、简单的粉末喷涂，以便在纳米级/微米级形式上提供均匀的涂层。

CM粉末的层数可根据用途进行调整。层数越多，则抗病毒涂层的持续时间越长。但是织物(例如用于面罩的织物)的耐用性和透气性之间存在折中。

为了在抗病毒层(外加的纸或高密度过滤层)上沉积若干层CM粉末，建议使用天然粘合剂和树胶(例如黄原胶、阿拉伯树胶、淀粉胶或糊精胶)。这也是理想的，因为它提高了粉末涂料的安全性。在测试的样品中(图9)，黄原胶用于粘合。黄原胶和表面涂料的制备如下：

在200ml烧杯中将2克黄原胶逐渐添加到100mL温水(50℃)中，同时用磁力搅拌棒搅拌。一旦溶解，将粘稠溶液冷却。

然后通过使用刷子将该溶液的薄层(约0.05g)施用于织物表面(面积为7.5x10cm)上。间隔1分钟后，使用喷雾泵将0.2克CM粉末化醇均匀地喷涂在第一层黄原胶的顶部。对于随后的层，在如前所述使用刷子施用0.05g的另一黄原胶层之前，允许间隔5分钟(用于干燥/稳定胶和粉末层)。1分钟后，如所述喷涂0.2g CM粉末。重复该过程直至达到所需的涂层数。因此，五层样品总共含有1g粉末化醇。图13示出了四个粉末层的微孔胶带。

实施例9：替代性聚合物载体

先前的实施例使用水基粘合剂诸如黄原胶将粉末固定到位。Olewnik-Kruszkowska E.等人(Polymers(2019)11,2093)提出，壳聚糖具有抗真菌和抗菌性能，当其与聚乙烯醇(PVA)组合使用时，抗真菌和抗菌性能会增强。PVA和壳聚糖二者以及基于它们的材料在医学、药品和与食品接触的材料中有许多应用。这特别是由于它们的生物相容性、生物可降解性以及低毒性甚至完全无毒性。它们良好的混溶性是其官能团之间形成氢键而导致。因此，将PVA和壳聚糖共混有助于形成具有抗微生物性能并且具有比单独使用壳聚糖更好的机械性能的均质材料。Olewnik-Kruszkowska E.等人(同上)证明了纯PVA膜和PVA-壳聚糖膜二者均未表现出任何抗菌性能。

重要的是，在本发明的上下文中，PVA为水基粘合剂。此外，PVA具有优异的安全性特征并且可用作儿童学校任务的粘合剂。PVA还获得FDA批准用于人类临床用途。因此，研究了其作为抗微生物/抗病毒剂的能力，并使用PVA溶液涂布织物表面以形成粘合层：将10gPVA放入装有50ml去离子水的100ml烧杯中，将混合物煮沸3分钟，然后将溶液在室温下放置过夜。

该制备好的胶水作为粘合剂施用，用于将醇包封的CD(粉末化醇)保持在织物和手套的表面上。该织物为通常用于IIR标准面罩的过滤层中的聚丙烯熔喷非织造织物。使用该溶液的层覆盖织物样品(2cm×2cm)的表面并放置一分钟。胶层厚度为约5mm。然后将CD包封的醇喷在涂胶表面的顶部。对表面上喷涂粉末进行压制以增加织物表面上的粉末量。表面上CD包封的醇粉末的总量为450mg。为了比较用不同的粘合剂溶液粉末涂布的织物的抗病毒活性，对鼠冠状病毒(MHV)和细胞培养基(cDMEM)进行了上述抗病毒测试并进行了比较：

1)织物-黄原胶+粉末化醇x 1 2x2cm

2)织物-黄原胶+粉末化醇x 1 2x2cm

3)织物-PVA胶+粉末化醇x 1 2x2cm

4)织物-PVA胶+粉末化醇x 1 2x2cm

包含PVA粘合剂的制剂表现出强抗病毒行为，几乎完全抑制病毒。相比之下，涂有包含黄原胶的制剂的织物表现出2-3log的病毒减少(图14)。

该实验表明，PVA对粉末化醇进行了补充，从而产生了增强的抗病毒行为。

实施例10.改变PVA性能

在该实施例中，使用静电纺丝改变PVA的性能以产生PVA纳米纤维，从而提高用于面罩目的的透气性并且还增加病毒与抗病毒剂(粉末化醇)之间的接触表面积。

使用静电纺丝技术产生纳米纤维有两个主要动机。首先，对于透气性为重要因素的诸如面罩的应用，在织物上喷涂或刷涂涂料会堵塞织物的微孔并因此大大地影响透气性。因此，人们寻求产生纳米纤维作为抗病毒涂料以提供抗病毒保护并同时提高透气性。该想法的另一个优点是，它可以提供对抗冠状病毒的增强的保护，因为病毒颗粒的直径在纳米范围内(约50nm-100nm)，而目前广泛使用的蓝色外科面罩的孔(微米尺寸的孔)比病毒大。因此，从理论上讲，病毒能够穿透当前外科面罩的孔。这里提出的解决方案解决了这个问题，因为纳米纤维应该堵塞了微米尺寸的孔，使其成为纳米尺寸的孔。

该想法背后的第二个动机是，理论上增加病毒与抗病毒剂之间的接触表面积能够改善涂料的抗病毒行为。然而，理论上还有其他参数会影响这一假设。例如，抗病毒剂可能在静电纺丝期间蒸发，因此每单位体积/克涂料提供较低浓度的抗病毒剂。

静电纺丝：

在纳米范围内的纤维直径在体积-质量比和强度-重量比方面具有大的优势。尽管传统纺织纤维的纤维直径为5至50μm，但静电纺丝是一种能够在高电场中从聚合物溶液或熔体生产出10^-9m量级的连续纳米纤维的技术。静电纺丝为一种依靠电力来生产微米到纳米范围的纤维的纤维纺丝技术。在电场的影响下，喷丝头处聚合物溶液或熔体的悬垂液滴变形为圆锥形(泰勒锥)。如果电压超过在此处电力克服表面张力的阈值，则会喷射出细小的带电射流。随着这些电力的增加，射流将通过电力拉长并加速。射流经历各种不稳定性因素、干燥并作为无规纳米纤维垫沉积在基材上。典型的聚合物溶解在粘度为1至200泊的溶剂或溶剂组合中。

已经发现，静电纺丝聚合物纤维的形态诸如纤维直径和均匀性取决于许多加工参数，包括喷丝头中的体积进料速率、外部电场、聚合物浓度、聚合物的分子量、粘度、电导率、介质磁导率(dielectric permeability)、表面张力、喷丝头距收集器的距离以及环境条件。因此，迄今为止获得的大多数纳米纤维都为非织造形式，这些非织造形式可用于不同的应用诸如过滤、组织支架、涂膜和伤口敷料。

实施例11.PVA中粉末化醇(PA)的纹理

本实施例研究了抗微生物/抗菌产品的纹理。当涂布在表面上时，粉末化醇在水基粘合剂中的沉积产生了摸起来不舒服的粗糙颗粒状纹理。另外，这种纹理表现出低的粘附到表面的能力。其原因之一是粉末颗粒从表面突出并且因此在使用该表面时很容易被擦掉或碰落。因此，需要产生更光滑更细的纹理，理想的情况是均匀的橡胶状或凝胶状涂料。

在先前实施例中使用的涂布过程涉及首先施用至少一层粘合剂以固定随后喷涂在表面上的粉末化醇。该过程产生了粉状/粒状涂层。为了产生均匀光滑的凝胶状(橡胶状)涂料，将粉末化醇溶解在PVA溶液中，并将粉末/粘合剂混合物喷涂在基材上。在这种情况下，理论上溶液中的乙醇活性基团应该保持稳定，因为它们应该受到包封乙醇羟基的环糊精环的保护。然而，在对该假设进行测试后，表明涂料的抗病毒行为大大减弱(数据未显示)，这可能归因于溶液中粉末化醇(PA)的铺展和稀释。根据早期的实验(数据未显示)来看，据信为了获得足够且合适的抗病毒活性，需要PA与病毒的最小比率为1:2w/v％。

实施例12.涂料的增强的抗病毒效果

在该实施例中，研究了其他抗微生物成分的使用和添加，目的是提高涂料的抗病毒行为。

为了产生具有更强抗病毒/抗微生物效果的粉末，研究了作用更强的醇。醇有很多种，根据碳链的数目，其强度也不同。虽然乙醇由于也用于食品和饮料因此为最安全的醇，但是丁醇对于消毒目的(诸如用于手用凝胶)也具有相对可接受的安全性。丁醇的链上有四个碳，而乙醇的链上有两个碳，因此理论上为更强的醇。因此，用环糊精包封的丁醇制备了粉末化醇制剂。合成环糊精包封的丁醇的程序与制备乙醇-环糊精粉末的程序相同并且如上所述。

如图15所示，当将病毒直接悬浮到粉末中时，用环糊精包封的乙醇粉末表现出约3log的减少。相比之下，当用环糊精包封丁醇时，观察到约6log的减少。即使是浓度为50％的CD+PA乙醇表现也不如浓度为35％的CD+PA丁醇。所有接触时间均相等(1分钟)。

本发明人从水的水解能够杀死病毒和微生物这一知识中获得启示，研究了作为水的水解的一部分而产生的活性剂的使用。电解水(EW)中的主要活性成分为次氯酸(HOCl)，它是一种强效且安全的消毒剂。HOCl溶液面临的一个挑战是稳定性，原因是酸的劣化速度相对较快。此外，电解水(EW)不能广泛获得或在超市货架上找不到的主要原因之一为其保质期短，因为该产品暴露在阳光和露天时会迅速劣化。此外，次氯酸溶液本身含水量很大并且不能用作诸如乳胶和氯丁橡胶的基材(例如手术手套或一次性手套)上的涂层。因此，本发明人推测将HOCl包封在环糊精中可能是稳定HOCl的好方法，如采用乙醇所见，同时保留该化合物的化学性能。

然而，将HOCl包封在环糊精中具有挑战性，因为环糊精可溶于水并且在能够包封溶解的HOCl之前在水中快速解离/崩解。因此，研究了环糊精包封之前或环糊精不包封的情况下HOCl在PVA中的稳定性。

将粉末化醇溶解在水基粘合剂中的一个问题是当涂布在表面上时会产生摸起来不舒服的有粗糙颗粒状纹理的产品。另外，这种纹理表现出低的粘附到表面的能力。原因之一为粉末颗粒从表面突出并且因此在使用该表面时很容易被擦掉或碰落。因此，需要产生更光滑更细的纹理，理想的情况是均匀的橡胶状或凝胶状涂层，并且有人建议，在PVA中稳定的HOCl无需包封即可以产生橡胶状、凝胶状的溶液，该溶液可能更适合用作涂料溶液。

还研究了制剂中其他已知的抗微生物剂，诸如金属氧化物(例如TiO₂、ZnO、AgNO₃)、泊洛沙姆包括泊洛沙姆407、季铵盐(QAS)盐诸如CPC(氯化十六烷基吡啶鎓)、氟离子、壳聚糖、聚(六亚甲基胍)(PHMG)、鼠尾草酚和α-生育酚、戊二醛或透明质酸、柠檬酸和乙酸。在涂布之前将不同组合和浓度的上述添加剂添加到制剂中。

对上面列出的所有试剂进行测试并且下面列出了表现出最有前景的抗病毒行为的涂料。实验表明，透明质酸的抗微生物活性来自其保护细胞免遭病毒渗透的作用，而不是杀灭活性，因此该试剂在本发明的背景下用途有限。

a)8％的PVA(2kDa)+戊二醛(0.7％-3％)：

合成方法：将8.0g购自TCI的聚乙烯醇(PVA)(M_w为2000道尔顿)放入装有100mlMilli-Q水的200ml烧杯中。将溶液温热至40℃并保持3小时，同时以700rpm搅拌。然后将0.7％w/v的戊二醛(GA)溶解并搅拌溶液。接下来，切割几片手套(丁腈橡胶)(尺寸为6x 6厘米)并涂上上面制备的溶液。刷涂和/或喷涂样品并放入60度的烘箱中干燥一小时(参见下面的实施例15)。

在TCID50实验中，所述涂层在1分钟的接触时间内表现出显著的抗病毒活性。然而，戊二醛浓度高于0.7％的样品观察到对细胞系的毒性。分别如图16和17所示，使用0.7％和0.1％的GA的制剂在1分钟的接触时间内分别表现出近3log和2.5log的病毒减少。

b)8％的PVA+35％的粉末化醇(用电解水制成)+1％的透明质酸(HA；用电解水制成)+(用乙醇或丁醇制成)+0.07％的CPC(氯化十六烷基吡啶鎓)：

合成方法：将8.0g购自TCI的聚乙烯醇(PVA)(M_w为2000道尔顿)放入装有100ml电解水(浓度为10000ppm)的200ml烧杯中。将溶液温热至40℃并保持1小时，同时以700rpm搅拌。

为了产生HOCl浓度为10000ppm的电解水溶液，在室温下将3.25g Sanitab^TM加活性氯片剂(其含有1.7g活性成分二氯异氰脲酸钠(NaDCC))溶解在150ml烧杯中的100mlMilli-Q水中并正常搅拌5分钟。

也可以通过电解含有溶解盐(氯化钠)的普通水以产生次氯酸溶液来获得HOCl溶液。

在本实施例中，HOCl是使用Sanitab^TM片剂产生的，所述片剂使用二氯异氰脲酸钠(NaDCC)和惰性化合物，并且在添加到水中时仅产生了次氯酸。制备的溶液的浓度为200ppm至最高达100,000ppm，随着浓度增加至最高达100,000ppm，观察到抗微生物活性增强。

将10ml所制备的PVA溶液放入50ml烧杯中，同时用磁力棒(PTFE 35mm x 6mm)以200rpm轻轻搅拌混合物。然后将1％的透明质酸(Aromantic)与0.3％的抗坏血酸(Holland&Barrett)，接着将35％的用乙醇或丁醇包封的粉末化醇，最后将0.07％的CPC添加到总混合物中。接下来，切割几片手套(丁腈橡胶)(尺寸为6x 6厘米)并涂上上面制备的溶液。刷涂和/或喷涂样品并放入60度的烘箱中干燥一小时。

乙醇和丁醇制剂二者在1分钟的接触时间内都表现出显著的抗病毒活性，病毒减少了近2log。粉末化的醇，包封的乙醇的效果在图18中示出。

c)用电解水(EW)制成的8％的PVA：

合成方法：为了产生HOCl浓度为10000ppm的电解水溶液，在室温下将3.25gSanitab^TM加活性氯片剂(其含有1.7g活性成分二氯异氰脲酸钠(NaDCC))溶解在150ml烧杯中的100ml Milli-Q水中并正常搅拌5分钟。将8.0g PVA放入装有100ml电解水(浓度为10000ppm)的200ml烧杯中。将溶液温热至40℃并保持1小时，同时以700rpm搅拌。切割几片手套(丁腈橡胶)(尺寸为6x 6厘米)并涂上上面制备的溶液。刷涂和/或喷涂样品并放入60度的烘箱中干燥一小时。

如图19所示，该涂层表现出最高的抗病毒活性，在1分钟接触时间内病毒令人意外地减少了6log。为了进行比较，图16和18分别示出了0.7％的戊二醛(GA)和粉末化醇(PA)的抗病毒活性。PA制剂以较低的PA浓度(1-10％之间，与单独使用时约70％的常用浓度进行形成对照)进行了优化，这在抗病毒行为和稳定性之间提供了合理的折衷。虽然后来的实验中没有添加HA，但是它的添加将有利于诸如伤口敷料的应用，因为众所周知其可以通过滋养皮肤来有利于伤口敷料。

还对PVA/EW样品进行静电纺丝以产生用于面罩应用的纳米纤维并获得了一组类似的结果。图20示出了用电解水制成的8％的PVA的制剂制成的纳米纤维的抗病毒活性。该样品证明在1分钟的接触时间内病毒减少超过2log。

制剂及合成方法如下：

将含有20000ppm的HOCl的8％的PVA静电纺丝5分钟

将8.0g购自TCI的聚乙烯醇(PVA)(M_w 2000道尔顿)放入装有100ml浓度为10000ppm的电解水的200ml烧杯中。将溶液温热至40℃并保持1小时，同时以700rpm搅拌。所制备的溶液从容量为5mL的注射器(Fisher Co.，Leicestershire，英国)经由Teflon管进料到垂直取向的(25号)钝端金属针。使用正排量注射泵(M22 PHD 2000,Harvard Apparatus)(Edenbridge Kent,英国)对流量进行数字控制。将针连接到高压直流电源(GenvoltCo.Shropshire,UK)的一个电极。典型的操作方案为流量为0.2mL/h，施用电压为20-30kV，工作距离为15-20cm。在上述条件下进行静电纺丝历时5分钟并准备载玻片用于抗病毒测试。特别是，纳米纤维沉积在显微镜载玻片上或聚丙烯片材上(如面罩中使用的聚丙烯片材)。

实施例13.PVA/HOCl涂层的改进的稳定性

上述实施例中使用的制剂都是水溶性的(即所有各个成分都是水溶性的)。这意味着一旦涂料与水接触就会开始溶解。对于诸如面罩的应用，由于涂层施用于内部过滤层上，通过内部和外部面罩层保护该内部过滤层免受触摸和其他外部因素(例如水溅)的影响，因此这不是主要问题。这是因为，即使涂层溶解在水中，溶液也会沉积在过滤层织物的现有周围微结构/微纤维上并且预期抗病毒行为会保留。

对于诸如一次性手套的应用，如果涂层在与水接触时浸出或溶解，则是不希望的。此外，由于无法保护涂层免受外部因素(例如水)的影响，因此需要更高的涂层稳定性，因为更快地去除涂层涉及了更强和更高的接触力。为了提高涂层的寿命和稳定性，研究了与2kDa PVA相比溶解度较差的较高分子量的PVA(130kDa)。此外，为了形成水溶性较差的基质，将PVA聚合物溶解在电解水中至所需的HOCl浓度并在130℃的烘箱中温育60分钟进行交联以形成大型PVA网络。对这些样品仅测试了水溶性，与非交联PVA样品相比，水溶性显著降低。尽管溶解度(浸出)降低，但是仍观察到了一定的溶解度，因此对水不溶性聚合物替代物进行了研究。

为了进一步提高涂层的稳定性并且进一步减少材料浸出量，用于承载和稳定活性成分的骨架用水不溶性聚合物置换，水不溶性聚合物诸如乙基纤维素、甲基纤维素、乙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(2-苯基-2-噁唑啉)(PPhOx)、聚环氧乙烷(PEO)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)、聚(1,2-丁二醇)(PBG)、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯及它们的组合，所有这些都经过FDA批准并且与水溶性聚合物(例如PVA)相比具有非常好的安全性。这种方法在技术上挑战性较小，因此更具成本效益。

图21示出了使用乙基纤维素代替PVA作为骨架的制剂的抗病毒活性。结果表明，该涂料表现出显著的抗病毒活性，在1分钟的接触时间内病毒减少了6log。此外，与先前的水溶性(PVA骨架)样品相比，涂料的溶解度显著降低，因此浸出率较低。

该涂料的成分如下：

用含有7000ppm的HOCl的乙醇制成的15％的乙基纤维素

合成方法：通过使用磁力搅拌器以800rpm搅拌1小时将20g乙基纤维素(由Fluka提供)溶解于100mL无水乙醇(Fisher)中。同时，如前所述，使用Sanitab^TM加活性氯制备28000ppm的HOCl溶液的原液(即电解水)。为了产生适合涂布的溶液，将2.25mL20％的乙基纤维素原液与0.75mL该28000ppm电解水平稳混合。这产生了含有15％的乙基纤维素和7000ppm的HOCl的溶液。然后丁腈手套用所得混合物/悬浮液涂布或不涂布。

实施例14.对制剂的抗病毒活性、安全性和涂层稳定性进行测试

对以下制剂进行了测试：

a)含有7000ppm、3500ppm、1750ppm、875ppm或437.5ppm的HOCl的15％的乙基纤维素；

b)含有7000ppm、3500ppm、1750ppm、875ppm、437.5ppm的HOCl的15％的乙基纤维素和10％的粉末化醇(乙醇)。

如实施例13中针对用含有7000ppm的HOCl的乙醇制备15％的乙基纤维素所述制备a)中的制剂，但是使用不同浓度的HOCl。简而言之，将2.25mL 20％的乙基纤维素原液与0.75mL该28000ppm电解水平稳混合。这产生了含有15％的乙基纤维素和7000ppm的HOCl的溶液。对于下一个样品，将2.25ml 20％的乙基纤维素与0.375ml该28000ppm的HOCl原液混合。然后添加额外的0.375ml乙醇以达到3ml的总体积以及所需的乙基纤维素和HOCl浓度。下一个样品以相同的方式制备，不同之处在于将0.1875ml该28000ppm的HOCl原液混合。最终添加的乙醇体积为0.5625ml。对于下一个样品，将0.09375ml该28000ppm的HOCl原液混合。最终的乙醇体积为0.65625ml。对于最终样品，将0.046875ml该28000ppm的HOCl原液混合，最终的乙醇体积为0.703125ml。

b)部分中的样品的制备方法与a)部分完全相同，不同之处在于一旦制备a)部分中的溶液后，将10％w/v的粉末化醇添加到溶液中并使用磁力搅拌器以1000rpm将最终混合物搅拌30分钟。。

选择15％浓度的乙基纤维素是因为20％是可以溶解在乙醇中的乙基纤维素的最高浓度。

当水不溶性聚合物与水溶性凝固剂混合物(硝酸钙)直接混合时，观察到乙基纤维素(EC)的聚集。通过根据以下方案制备乙基纤维素的微米/纳米颗粒的胶体或悬浮液解决了这个问题：

通过将三片Sanitab^TM片剂溶解在429ml水中来制备7000ppm电解水溶液。然后将0.5g EC溶解在10ml乙醇中，将其滴加到10ml该7000ppm电解水中，同时以1200rmp搅拌。产生EC在水中的白色泡沫状悬浮液并用高分辨率显微镜进行分析(图22)以确认该混合物为均匀悬浮液的形式。然后，将3g Ca(NO₃)₂和3g CaCl₂逐渐添加到上述悬浮液中并完全溶解在混合物中。形成5％的EC、15％的Ca(NO₃)₂、15％的CaCl₂在7000ppm电解水中的泡沫状悬浮液，并再次用高分辨率显微镜进行分析(图23)以确认混合物为均匀悬浮液的形式。

实施例15.涂布程序

喷涂是一种装置通过空气将涂料喷涂到表面上的涂布技术。喷枪利用压缩空气雾化并引导涂料颗粒。空气喷枪(也称为气刷)可以为自动的，也可以为手持式的，通常用于用均匀的液体涂层覆盖大面积表面。空气喷枪有喷嘴、液体盆和空气压缩机。当按下扳机(操作杆)时，涂料液体与压缩空气流混合，并以细小喷雾的形式释放到目标表面上。涂料液体可以通过重力从位于气刷顶部的储液器供给到气刷中。重力供给气刷通常需要较小的气压来操作，因为重力有助于液体流入混合室。

A)喷涂：

对于上述所有设计的制剂，相似且一致地使用下述喷雾程序。

将10ml每种抗病毒制剂放入ABEST完整专业气刷压缩机套件(ABEST CompleteProfessional Airbrush Compressor Kit)的7立方厘米的流体杯(重力进料)中并喷涂在样品(多个圆片，每个的半径为2cm、面积为12.56cm²)的表面上。经涂布的样品的面积通常在10cm²至20cm²之间。喷嘴与手套表面之间的距离固定为约3cm。为了获得均匀的涂层，每个样品喷涂两次，每个喷涂周期需要约10秒。在喷涂之后和之前测定每个样品的重量。下面提供了一个实施例：

B)深度涂布

对于样品的深层涂布，将3ml每种制剂倒入装有样品的小培养皿中(样品的尺寸与培养皿相同—半径为2cm)，并将样品浸泡在制剂中以确保覆盖样品的所有表面。然后将培养皿放入60℃的烘箱中历时30分钟让溶剂缓慢蒸发，并在样品表面上形成均质薄膜。测定深度涂布之后和之前样品。提供如下实施例：

C)序贯喷涂

每10cm²手套分别喷涂0.5ml或3ml 1％的乙基纤维素+0.1％的甘油溶液(如上详述)以实现50μl/cm²和300μl/cm²的覆盖。然后每10cm²喷涂200μl 1％的HOCl溶液以实现20μl/cm²的覆盖。这些为湿量，在干燥后这些重量会有所不同。例如，一旦将水蒸发，则次氯酸溶液主要留下占溶液初始重量的1％(或最高达3％，因为片剂含有其他成分)的次氯酸盐。

考虑并涵盖其他体积的溶液，诸如每10cm²表面积0.05ml-10ml的具有0.1-10％乙基纤维素和0.01-5％甘油的聚合物/甘油载体溶液。随后可以每10cm²表面积喷涂10μl-1000μl的量的HOCl浓度为0.01％至10％w/v的HOCl溶液(相当于100至100,000ppm的HOCl)。添加的甘油或增塑剂为某些制剂的重要部分，因为如果没有此类成分，样品在干燥后会变得太刚且易碎。

实施例16.涂料的抗微生物效果

将制剂放入ABEST完整专业气刷压缩机套件(ABEST Complete ProfessionalAirbrush Compressor Kit)的7立方厘米的流体杯(重力进料)中并喷涂在丁腈手套材料的表面上。气刷连接到“MINIAIR”单缸活塞压缩机并用于将所制备的溶液喷涂到圆形手套样品(表面积10cm²)上。每次喷涂前，根据先前喷涂的溶液，用乙醇或双蒸水对气刷管和喷嘴进行冲洗和清洁。喷嘴与手套表面之间的距离为约10cm。手套表面的喷涂以小角度水平进行。

制剂制备：

1)5％的EC对照—3ml：通过将6.67克EC溶解在200ml烧杯中的100ml乙醇中同时搅拌2小时来制备6.67％的乙基纤维素(EC)在乙醇中的原液。为了制备5％EC对照样品，用乙醇稀释原液以达到5％的EC。如上所述将3ml的每种溶液喷涂在手套表面上并留在烘箱中干燥。

2)和3)10％和30％的甘油对照—3ml：通过分别将1克和3克甘油溶解在10ml乙醇中来制备10％和30％的甘油在乙醇中的溶液。如上所述将3ml的每种溶液喷涂在手套表面上并留在烘箱中干燥。

4)和5)5％的EC+0.5％的甘油对照—3ml/5％的EC+1.5％的甘油对照—3ml：将500mg或1.5g甘油添加到上面1)中所述的5％的EC溶液中。如上所述将3ml的每种溶液喷涂在手套表面上并留在烘箱中干燥。

6)和7)1％的EC+0.1％的甘油+10K ppm的HOCl—0.5ml/1％的EC+0.3％的甘油+10Kppm的HOCl—0.5ml：用乙醇将6.67％的EC原液稀释至1％的EC溶液。向该溶液中添加100mg或300mg甘油，并将0.5ml的每种溶液如上所述喷涂在手套表面上。然后将200μl10000ppm的HOCl喷涂在EC的顶层，然后将经涂布的手套放入50℃的烘箱中干燥3小时。

8)和9)1％的EC+0.1％的甘油+10K ppm的HOCl—3ml/1％的EC+0.3％的甘油+10Kppm的HOCl—3ml：按照上述制剂6)和7)，不同的是在喷涂200μl的该10K ppm HOCl之前将3ml的EC/甘油溶液喷涂在手套表面上。

10)5％的EC+0.5％的甘油+10K ppm的HOCl—3ml：将500mg的甘油添加到上述5％的EC溶液中，并如上所述喷涂3ml的该溶液。然后将200μl 10000ppm的HOCl喷涂在EC的顶层，然后将经涂布的手套放入50℃的烘箱中干燥3小时。

11)5％的EC+1.5％的甘油+10K ppm的HOCl—0.5ml：将1.5g的甘油添加到上述5％的EC溶液中，并如上所述喷涂0.5ml的该溶液。然后将200μl 10000ppm的HOCl喷涂在EC的顶层，然后将经涂布的手套放入50℃的烘箱中干燥3小时。

从图24中可以看出，制剂6和8(分别为1％的EC+0.1％的甘油+10K ppm的HOCl0.5ml和3ml)表现出优异的抗病毒作用，在1分钟接触时间内病毒减少了约5log和7log。

制备上述第6号制剂，一式两份，并在室温(25℃)下保存3周。光照条件下的样品保存在没有任何其他盖子的培养皿内，而黑暗条件下的样品保存在培养皿中且然后放置在不透光的纸板箱中。

如图25所示，这些储存稳定性实验表明了样品在光照(L)或黑暗条件(D)下储存3周后的抗病毒活性。这些样品表明了，当接触时间为1分钟时，病毒减少分别超过3log和4log。

进行温度稳定性研究来测试HOCl在高温下、特别是用于制造诸如丁腈手套的制品的温度下的稳定性。使用双面胶带将圆形手套样品(表面积10cm²)固定在培养皿上。然后将200μl 10,000ppm的HOCl直接喷涂在四个涂布样品的表面上，并将样品暴露于室温(25℃；RT)和50℃、100℃、130℃的温度下历时30分钟。使用热板来加热样品。在抗病毒测试之前，将样品保存在覆盖有铝箔的培养皿中过夜。

抗病毒活性如下测试：

使用L929细胞测试了样品在1分钟接触时间内灭活鼠冠状病毒(MHV)的有效性。100μl体积的L929细胞以5x 10⁵个细胞/ml的浓度接种在96孔板中。

使用病毒原液(10000个细胞的MOI(感染复数)为10)。将20μl MHV放在每个样品上并在室温(25℃)下温育1分钟的接触时间。

然后对经处理的病毒进行系列稀释。将20μl经处理的病毒添加至稀释液的96孔板的从底部数第二行并充分混合。然后，将20μl的该第二行稀释液添加到上面的下一行中。重复混合和转移到下一行的过程获得八个浓度，同时每次更换移液器吸头。将来自板的20μl系列稀释的MHV或对照直接转移到细胞(“测试板”)上，一式四份，并通过轻轻移液来混合。然后将细胞温育48小时。以感染后48小时(hpi)间隔时在台式光学显微镜(20倍放大倍率)下观察作为细胞死亡和细胞病变效应(CPE)的细胞感染表型。

如图26所示，所有实验制剂均表现出优异的抗病毒活性且活性没有降低。

还根据ASTM D7907(Standard Test Methods for Determination ofBactericidal Efficacy on the Surface of Medical Examination Gloves(确定医疗检查手套表面上的杀菌效果的标准测试方法))进行了1％的EC、10K ppm的HOCl、0.1％的甘油的制剂对抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抗菌研究以研究抗菌效果。

将金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)NCTC 10788细菌在Oxoid Horse血琼脂板(Fisher scientific-PB0114A)上划线并在37℃下温育24小时，然后进行测试。

对于抗菌测试，用磷酸盐缓冲液(PBS)制备细胞悬浮液并用含有Mueller HintonOxoid Broth(21g/L)(Fisher scientific-CM0405B)和0.7％的阿拉伯胶的中和缓冲液(NB)稀释。将细菌悬浮液铺展在Mueller Hinton琼脂上(38g/L)。

使用无菌环将5-10个菌落混合到5ml无菌PBS中。在625nm处测定悬浮液的光密度并调整至0.5马克法兰氏浊度标准(McFarland standard)(OD625读数应当为0.08-0.13)。用Mueller Hinton肉汤(MHB)将悬浮液以1比2稀释以得到20μl含有10⁶CFU的接种物。还使用中和缓冲液(NB)进行1比2稀释作为控制措施。一式三份(n＝3)将1ml的MHB和NB细菌悬浮液二者的1/1000稀释液铺在Mueller Hinton琼脂(MHA)上以确认初始CFU/ml，同时将未稀释的青霉素样品作为对照量度。将20μl的MHB细菌悬浮液样品放在对照样品和测试样品上并用无菌镊子将玻璃盖玻片放在顶部。让样品放置0、1、2和5分钟(时间段可调整为至多30分钟)，然后转移至10ml的中和缓冲液中并翻转十五次以中和该制剂并将任何活细菌细胞重悬。将每个样品的1ml未稀释液和1/10稀释液铺在琼脂板上，一式三份(n＝3)，并在37℃下温育24小时。对菌落进行手动计数并计算CFU/ml的平均log 10。通过从测试样品的菌落的log数减去对照样品的菌落的log数来计算log减少。

可在图27中看出，在所有接触时间点均获得了优异的结果，可见细菌被完全抑制(细菌菌落数目减少超过6log)。

实施例17.抗病毒喷涂空气过滤器的有效性

传统的HEPA(高效颗粒空气)过滤器不具有杀死捕获的病原体的能力，因此存在将这些病原体重新分布到环境中的潜在风险。在以下实施例中，本文描述的抗病毒和抗菌制剂用于生产适合应用于HEPA过滤器上的涂层以增加杀病毒和细菌功能。重要的是对过滤器的空气阻力产生最小的影响，以使过滤器上的空气压降最小化。本实施例中开发的抗微生物过滤器可以改装到各种现有的空气净化和通风系统中，而无需对系统进行任何更改。

喷涂

喷涂在非织造织物基材上的涂料：

在涂布液的制备中使用聚环氧乙烷(PEO；MW:400K)、羧甲基纤维素钠(Na-CMC；MW:90K,250K,和750K)、羟乙基纤维素(HEC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)作为聚合物，并且使用戊二醛(GA)和HOCl作为活性剂。

仅由喷涂技术制造涂布过滤器：

采用手动操作工艺，由熟练的操作员握住气枪喷涂机，距离非织造基材约3至5厘米，并在表面上左右移动，每次行程与前一次重叠，以确保连续的涂层。涂布液的流量由O型环流量调节器控制。被涂布的物体通常放在平坦表面上以确保所有侧面的总体均匀覆盖。

图28示出了在HEPA过滤器上以200μl(图28A)、100μl(图28B)和50μl(图28c)的涂布液沉积量喷涂1.6重量％的Na-CMC、0.9重量％的GA和2重量％的MB的制剂的效果。添加MB作为涂布过滤器的视觉标识物。

抗病毒测试方法

在本实施例中使用的抗病毒测试方法由两个主要部分组成：(i)病毒(鼠肝炎病毒(MHV))雾化和暴露于由提供的H13 HEPA过滤器，以及(ii)根据ISO18184(纺织品抗病毒活性的测定(Determination of Antiviral Activity of Textile Products))对经处理的样品进行测试。所有实验均在生物二级安全实验室中进行。

i)抗病毒空气传播测试：病毒雾化和暴露于过滤材料：

装有两层过滤材料的测试室的一端连接至雾化器，另一端连接至吸气器。雾化器产生病毒气溶胶并将其送至测试室，在此由吸气器产生空气压差，使空气流过过滤器层。

两层过滤材料以垂直取向(靠在材料的深度上)顺序放置，其间的间隙等于每个过滤器的深度。每个过滤器都有有涂层的一半和没有涂层的一半，涂层面向穿过测试室的气流方向。经涂布部分和未涂布部分的对准使得流过第一过滤器的未涂布部分的空气也流过第二过滤器的未涂布部分。

ii)抗病毒液滴测试：过滤器样品的病毒感染性测试：

在病毒雾化完成后，取出过滤器样品并根据ISO 18184使用细胞变异性测定进行测试。简而言之，将回收的样品放入装有5ml cDMEM溶液(细胞培养基)的Falcon管中。在该实验中对适当的阳性和阴性对照进行了测试，其包括未暴露于雾化病毒的未经处理的过滤材料和直接暴露于病毒液滴的未经处理的过滤材料。然后在稀释板中对经处理的样品进行系列稀释，并将样品转移至含有L929哺乳动物细胞的96孔板中并温育48小时。然后在显微镜下观察病毒对细胞的病毒感染性，并使用Reed-Muench-Lindenbach计算器定量以得到TCID50/ml测定值。

有关细胞活力测定方案的详细信息如下。

第一天–接种细胞：

对L929细胞进行计数并以5x 10⁵个细胞/ml重悬于完全DMEM(cDMEM)中。将100μl细胞悬浮液添加到96孔板的每个孔中(每孔50,000个细胞)，在37℃下温育过夜(约18小时)以产生每孔约100,000个细胞进行感染。

第2天–处理和感染：

将200μl病毒添加到每个样品中并温育所需的接触时间(1分钟或5分钟)。然后将5ml cDMEM添加到每个管中并将管涡旋5秒。将cDMEM再重复添加四次。然后将250μl经处理的病毒添加到96孔板的(底部)第一行。然后通过将25μl经处理的病毒添加到稀释液的底部第二行，充分混合，然后取25μl的该底部第二行并将其添加到下一行，重复该混合和转移到下一行来进行系列稀释以获得八个浓度，每次混合之间更换移液器吸头。这导致5倍稀释。

然后从小室(cell)中取出20μl培养基并添加到每个孔中。将来自板的20μl系列稀释的MHV或对照直接添加到细胞+培养基(“测试板”)上，一式四份(完成后每孔为40μl)，并通过移液轻轻混合。一小时后，向每孔添加50μl培养基并将板温育48小时。

第4/5天–检查细胞死亡：

使用倒置显微镜检查板中是否有任何细胞死亡。如果孔中的细胞全部死亡，则该孔视为阳性孔。当包含所有死细胞的孔和细胞单层完整的孔之间有明确的分界时，使用Reed-Muench计算器计算TCID50。

压降测定：测定过滤器阻力：

在0-12m/s的掠面速度范围内测定具有或不具有抗病毒涂层的HEPA过滤介质两端的压降。使用面积为12.6mm²的探头来测定压降。掠面速度为2.66m/s至12m/s时，参考HEPA过滤器两端的压降分别为3.5-40毫巴。在四个不同的位置进行测定。喷涂后，将抗病毒过滤器干燥过夜。

抗菌液滴测试：

方法改编自ASTM D7907(Standard Test Methods for Determination ofBactericidal Efficacy on the Surface of Medical Examination Gloves(确定医疗检查手套表面上的杀菌效果的标准测试方法))。

细菌菌株：

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)NCTC 10788(以下简称10788)在马血琼脂板Oxoid(Fisher scientific-PB0114A)上重新划线，并在37℃下温育24小时，然后进行测试。

试剂：

对于细菌复活，细菌在马血琼脂板Oxoid(Fisher scientific-PB0114A)上划线，测试期间细菌菌落生长在Mueller Hinton琼脂-Oxoid(38g/L)上培养。

磷酸盐缓冲盐水(PBS)和Mueller Hinton肉汤(MHB)-Oxoid(21g/L)(Fisherscientific-CM0405B)用于产生细菌接种物。

中和缓冲液(NB)含有Mueller Hinton肉汤-Oxoid(21g/L)(Fisher scientific-CM0405B)和0.7％的阿拉伯胶。

培养条件：

为了从低温储存物中复活金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)NCTC10788，细菌中在马血琼脂板上重新划线，并在37℃下温育24小时，然后进行测试。测试后，所有样品均铺在Mueller Hinton琼脂上并在37℃下温育24小时，然后进行菌落计数。

方法

使用无菌环将5-10个菌落混合到5ml无菌PBS中。在625nm处测定悬浮液的光密度并调节至0.5马克法兰氏浊度标准(McFarland standard)(OD625读数应当为0.08-0.13)以得到10⁸CFU/mL。用Mueller Hinton肉汤将悬浮液以1比2稀释以得到20μL含有10⁶CFU的接种物用于测试。还使用中和缓冲液(NB)进行1比2稀释作为对照措施，以确保NB对细胞没有抑制作用。一式三份(n＝3)将1ml的MHB+10788和NB+10788细菌悬浮液二者的1/1000稀释液铺在Mueller Hinton琼脂(MHA)上以确认初始CFU/ml，同时将具有青霉素的原样品作为对照量度以确认抗生素敏感性。

将20μl MHB细菌悬浮液(MHB+10788)样品置于对照样品(仅HEPA过滤器)和测试样品(HEPA过滤器加制剂)上并用无菌镊子将玻璃盖玻片放在顶部。让样品放置0、1、5和15分钟(时间点可调整为至多30分钟)，然后转移至10ml的中和缓冲液中并翻转15次以中和该制剂并将任何活细菌细胞重悬。将每个样品的1ml原液和1/10稀释液铺在Mueller Hinton琼脂板上，一式三份(n＝3)，并在37℃下温育24小时。对菌落进行手动计数并计算CFU/ml的平均log 10。通过从每个时间点测试样品的菌落的log数减去对照样品的菌落的log数来计算log减少。

结果

抗病毒空气传播测试：

在第一个实验中并且如图29A所示，在该系列中的第一个过滤器(过滤器1；Fi1C)的未处理侧上观察到7x10⁴TCID50/ml的病毒计数。在过滤器1的处理侧(Fi1T)、过滤器2的未处理侧(Fi2C)或过滤器2的处理侧(Fi2T)上未观察到感染性病毒。这些观察结果表明，与未处理的对照(MHVB(雾化前的MHV)、MHVA(雾化后的MHV))相比，在经处理的样品(CFC)中病毒减少大于4log(>99.99％)。如所预期，过滤器2上没有检测到感染性病毒，这表明所使用的HEPA过滤器的有效过滤效率。

这些观察结果表明，被市售HEPA过滤器捕获的所有病毒颗粒均被喷涂有2％的PEO和2％的GA的制剂的涂层灭活，其中GA为活性剂而PEO为聚合物载体。

在一个重复的实验中，如图29B所示，在过滤器1的测试侧(即喷涂侧；F1T)上没有发现病毒，而在对照侧(F1C,F2C)上则检测到病毒。与第一个实验不同的是，在过滤器2的测试侧(F2T)观察到病毒，这表明病毒可能穿过第一过滤层或绕过第一过滤器的侧面而以某种方式逃逸。

抗病毒液滴测试：

如图30A所示，对样品的液滴抗病毒测试表明，与未涂布的HEPA过滤器(HEPA；1+MHV)相比，所有涂布的样品都表现出优异的抗病毒活性。

为了验证该实验的结果，特别为关于仅PEO涂层的抗病毒效果，在喷涂后第2周对同一批次的涂布过滤器进行了测试。当查看新鲜样品时，与第一实验的结果相反，在仅PEO的样品中没有观察到抗病毒功效。由此得出这样的结论，在实验1中观察到的抗病毒功效一定为实验误差。正如所预期的那样，新鲜样品3和4表现出优异的抗病毒功效(图30B)，这与随后的稳定性实验(见下文)一致。

过滤器阻力测试：

该实验的目的是根据压降与抗病毒效果之间的权衡找到涂布溶液的最佳量。测定了喷涂PEO+GA制剂时引入HEPA过滤器的压降。对于6cm²的过滤面积，喷涂在过滤器上的液体溶液的体积为50μl或100μl(8.3和16.7μl/cm²)。

喷雾溶液：2重量％的PEO+2重量％的GA水溶液

样品：制备了以下七个喷涂样品，如图31所示：

1.对照HEPA过滤器

2.50μl PEO+GA

3.50μl PEO+GA+蓝色(亚甲蓝(MB))

4.100μl PEO+GA

5.100μl PEO+GA+MB

6.200μl PEO+GA

7.200μl PEO+GA+MB

在过滤器上的四个不同点处测定压降，下表2中给出的值示出了过滤器两端的平均压降。如图32所示，当使用50μl和100μl(8.3和16.7μl/cm²)涂料时，观察到最小压降值。与对照过滤器相比，这两个体积的压力阻力增加在10毫巴以内，这在实验设置的误差范围内。

表2：

这些研究证明了本发明的制剂在抗病毒效果和产生压降方面对雾化的病毒颗粒的有效性。由于这些有前景的结果，基于这四个主要参数对制剂进行了优化：化学溶液的安全性、抗病毒有效性和持久性以及系统压降。

实施例18.聚合物稳定性

通过在第1周内用以下涂料喷涂10个HEPA过滤器来研究2％的PEO+2％的GA制剂的抗病毒作用的持久性：

1.仅HEPA

2.仅2％的PEO

3.仅2％的GA

4. 2％的GA+2％的PEO

每周使用液滴测试(织物)方案对每个样品中的一个进行测试，其中将250μl体积喷涂到12cm²过滤基材上(20.8μl/cm²)。结果如图30B所示，从该图中可以清楚地看出，所有样品在第2周都具有优异的抗病毒效果，这证实了该制剂在合成后第2周仍然有效且病毒减少超过4log。

使用相同的方案(ISO 18184，接触时间为5分钟)在第3周对同一批样品的抗病毒功效进行测试。令人意外的是，与第2周的结果相比，样品4(PEO+GA)的抗病毒效果减小，而样品3(仅GA)保持了抗病毒效果(与对照相比减少超过4log)(图33)。

在喷雾后5周还对PEO+GA样品进行了测试以进一步研究第3周观察到的结果。如图34所示，仅GA的样品的抗病毒效果未见劣化，但GA+PEO制剂表现出高于2log的减少，这高于第3周获得的相同结果，这可能是由于样品变异性造成的。这些结果还证实了仅含GA的制剂具有最高的稳定性。

实施例19.制剂的抗菌效果

抗菌测试(图35)表明，涂有2％的PEO+2％的GA的制剂的过滤器在15分钟的接触时间后显著抑制细菌生长(大于3log)。

还在涂有2％的PEO+2％的GA的涂料制剂的过滤器上使用金黄色葡萄球菌(S.aureus)进行了如上所述的抗菌测试。

如图36所示，与对照过滤器相比，发现CMC(90k)+2％的GA(6％或Na-CMC(90kDa)1.6％+GA 2％(在图中表示为CMC+GA))的涂布制剂的细菌减少超过4log，即使在0时间点处(小于10秒)也是如此。在5、10和15分钟时间点处观察到类似的结果。

实施例20.PEO的替代聚合物

在本实验中，在抗病毒液滴试验中测试了GA与不同分子量的羧甲基纤维素钠(Na-CMC)(作为PEO的替代品)或羟乙基纤维素(HEC)混合时的抗病毒效果：

1. 1.6％的CMC(90kDa)

2. 1.6％的CMC(90kDa)+2％的GA

3. 1.6％的CMC(250kDa)

4. 1.6％的CMC(250kDa)+2％的GA

5. 1.6％的CMC(700kDa)

6. 1.6％的CMC(700kDa)+2％的GA

7.HEC

8.HEC+2％的GA

我们发现，CMC+GA在所有分子量下均产生优异的抗病毒效果(图37)。HEC则没有看到效果，因此使用取代值变化较大的CMC来重复CMC+GA实验以找到最佳分子量和取代值。

在先前的实验中，发现所有Na-CMC制剂都产生最大的抗病毒活性(超过6log)。因此，测试了一系列不同的CMC+GA制剂以研究CMC的取代值以及作为替代聚合物的羟丙基甲基纤维素(HPMC)对抗病毒活性的影响。

1.仅2％的GA

2.仅2％的亚甲蓝(MB)

3. 1.6％的Na-CMC(90kDa)+2％的GA+2％的MB

4. 1.6％的Na-CMC(90kDa)

5. 1.6％的Na-CMC(90kDa)+2％的GA

6. 1.3％Na-CMC(250kDa)–取代值(SN)0.7

7. 1.3％Na-CMC(250kDa)–SN 0.7+2％的GA

8. 1.3％Na-CMC(250kDa)–SN 1.2

9. 1.3％Na-CMC(250kDa)–SN 1.2+2％的GA

10. 0.6％Na-CMC(750kDa)

11. 0.6％Na-CMC(750kDa)+2％的GA

12. 1％的HPMC

13. 1％的HMPC+2％的GA

在该实验中，当CMC与2％的GA混合时，在CMC的所有取代值(SN)下均观察到优异的抗病毒效果(图38)。基于这些观察结果，得出结论：CMC的SN对抗病毒功效没有任何影响。

实施例21.0.9％浓度和不同喷雾体积的GA的抗病毒效果

进行理论分析来编制了涂料制剂的安全数据表，并且在所有安全隐患都为4级以上的基础上，选择了0.9％的GA浓度的安全限值。然后研究了降低GA浓度的抗病毒效果。特别是，使用三种不同的涂料体积研究了涂布过滤器上的抗病毒活性以及压降，以确定CMC+0.9％的GA溶液所带来的抗病毒活性和压力阻力方面的最佳权衡。这些实验是在病毒和过滤基材之间的接触时间为1分钟的情况下进行的。

将以下制剂喷涂在12cm²的HEPA过滤器基材上(4.16、8.3和16.7μl/cm²)：

1. 200μl 1.6％的Na-CMC(90kDa)

2. 50μl 0.9％的GA

3. 100μl 0.9％的GA

4. 200μl 0.9％的GA

5. 50μl 1.6％的Na-CMC(90kDa)+0.9％的GA+2％的MB

6. 100μl 1.6％的Na-CMC(90kDa)+0.9％的GA+2％的MB

7. 200μl 1.6％的Na-CMC(90kDa)+0.9％的GA+2％的MB

图39中所示的抗病毒液滴测试结果表明，与其他制剂相比，200μl(16.7μl/cm²)仅0.9％的GA的溶液可产生最高的可能的抗病毒活性。与未涂布HEPA过滤器相比，所有其他制剂产生的减少小于2log。

实施例22.使用50、100和200μl 0.9％的GA溶液产生的压降

进一步研究了实施例21中使用的相同制剂以测试由这些制剂产生的压降。在12cm²的过滤基材(4.16、8.3和16.7μl/cm²)上喷涂体积为50、100和200μl的制剂溶液(4.16、8.3和16.7μl/cm²)。图40A和40B示出了不同沉积量(50、100和200μl)的压降百分比与掠面速度的函数关系。这些结果表明，50μl和100μl(4.6和8.3μl/cm²)(掠面速度小于6m/s)的喷涂体积表现出令人满意的性能。

这些结果表明，当GA浓度为0.9％且喷雾溶液体积为200μl(即产生的压降量最大)时，仅含GA的溶液能够产生最高量的抗病毒效果。

实施例23.HOCl增强0.9％的GA的抗病毒活性的有效性

在该实验中，将HOCl添加到体积分别为50和100μl(4.6和8.3μl/cm²)的0.9％的GA溶液中并与其混合以评估任何协同抗病毒效果。测试了以下制剂：

仅HEPA过滤器

过滤器+20K ppm的HOCl

过滤器+0.9％的GA

过滤器+0.9％的GA+20K ppm的HOCl

过滤器+1.6％的Na-CMC(90kDa)

过滤器+20K ppm的HOCl+0.9％的GA+1.6％的Na-CMC(90kDa)

过滤器+20K ppm的HOCl+0.9％的GA+1.6％的Na-CMC(90kDa)+2％的MB

所有样品均以50μl和100μl体积进行抗病毒液滴测试。

如图41所示，添加HOCl增加了0.9％的GA制剂的抗病毒活性。与50μl液体相比，100μl液体观察到更多的活性，正如预期的那样，这是因为使用的体积更大。

实施例24. 50μl(4.6μl/cm²)与100μl(8.3μl/cm²)的压降测试

在该实验中，测试了实施例23中测试的制剂产生的压降以发现50μl和100μl体积的喷雾体积之间压降的差异。图42中显示的结果表明，在掠面速度3-5范围(这是传统空气净化器中使用的范围)下，样品中50μl和100μl体积的涂层产生的压降没有显著差异。

实施例25.在3周后1.6％的CMC(90kDa)+2％的GA溶液的稳定性

在喷涂3周后使用抗病毒液滴测试对1.6％的CMC+2％的GA溶液的稳定性进行测定。如图43所示，2％的GA以及1.6％的CMC+2％的GA的涂布制剂在涂布后第3周与第1周一样稳定，与从未涂布的过滤器中回收的病毒的滴度相比，减少了高于6log。

上述实施例表明，水溶性粘合剂在使粉末化醇制剂稳定并使粉末化醇制剂稳定粘附在基材上是可行的。虽然黄原胶是可行的，但是PVA提供了更好且更稳定的结果。所得涂层的纹理也可以获得改变和改进，从颗粒状涂层变为橡胶状凝胶状制剂。此外，实施例表明其他活性剂以及醇在抗病毒/抗微生物涂层中也是可行的。

使用戊二醛(GA)的制剂表现出较高的抗病毒行为，但浓度高于0.7％时表现出毒性。一般来说，GA并不是最安全的成分，因为它是一种化学消毒剂并且是非有机的。更安全的替代品是使用粉末化醇和次氯酸的制剂。结果还表明，次氯酸为一种非常有效的抗微生物剂，其抗病毒活性甚至比粉末化醇还要强，但是在高HOCl浓度下，会观察到细胞死亡和毒性。

Claims (29)

1.抗微生物和/或抗病毒涂料，其包含：

i)至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂；和

ii)聚合物载体。

2.根据权利要求1所述的表面涂料，其中所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂以约0.01％至约40％的量存在于所述涂料中。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的涂布表面涂料，其中所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂以约0.01％至约10％、优选0.01％至5％的量存在于所述涂料中。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的涂布表面涂料，其中所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂以约5％至约15％的量存在于所述涂料中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的涂料，其中所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂以约25％至约40％的量存在于所述涂料中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的涂料，其中所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂选自：消毒剂、清洁和/或卫生洗涤剂、漂白剂、醇、氧化剂、弱酸或杀菌剂、及它们的组合。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的涂料，其中所述至少一种非生物抗微生物和/或抗病毒剂为醇、电解水、次氯酸、金属氧化物、泊洛沙姆、季铵盐、氟离子、壳聚糖、聚(六亚甲基胍)(PHMG)、鼠尾草酚、α-生育酚、戊二醛、透明质酸、柠檬酸、乙酸、及它们的组合。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的涂料，其中所述聚合物载体以约0.1％至约20％、任选地约8％至约20％的量、或者以约0.5％至约5％的量存在于所述涂料中。

9.根据权利要求8所述的涂料，其中所述聚合物载体为水基、水溶性聚合物，任选地为可生物降解的水基聚合物。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的涂料，其中所述聚合物载体选自：聚乙二醇(PEG)、聚环氧乙烷(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(2-苯基-2-噁唑啉)(PPhOx)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)、聚(1,2-丁二醇)(PBG)、聚丙烯腈、聚二乙烯基醚-马来酸酐、聚噁唑啉、聚磷酸盐、聚磷腈、黄原胶、果胶、壳聚糖、右旋糖酐、卡拉胶、瓜尔胶、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素钠(Na-CMC)、透明质酸(HA)、白蛋白质、淀粉、阿拉伯树胶、糊精胶、及它们的组合。

11.根据权利要求10所述的涂料，其中PVA具有约1kDa至200kDa、优选约2kDa至130kDa的分子量。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的涂料，其中所述PVA为交联的。

13.根据权利要求8所述的涂料，其中所述聚合物载体为水不溶性的或为溶剂基聚合物。

14.根据权利要求13所述的涂料，其中所述聚合物载体选自纤维素衍生物，包括乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素、及它们的组合。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的涂料，其中所述聚合物载体具有粘合性质。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的涂料，其中所述涂料还包含增塑剂或其中所述聚合物载体为增塑剂或具有增塑剂的性能。

17.根据权利要求16所述的涂料，其中所述增塑剂选自：甘油、山梨糖醇、蔗糖、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、油酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、大豆油、十二烷醇、月桂酸、三丁酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、环氧化大豆油、甘露醇、二乙醇胺、脂肪酸、柠檬酸三乙酯和/或蔗糖酯、及它们的组合。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的涂料，其中将所述涂料配制成纳米纤维。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的涂料，其中将所述涂料配制成喷雾剂、浸涂剂或油漆。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的涂料，其中所述涂料还包含中性的、令人愉快的或令人不愉快的香料、和/或调味剂、和/或着色剂。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的涂料，其中所述涂料还包含腈、碳酸钙、四水合硝酸钙、氯化钙、水、一种或多种溶剂、及它们的组合和混合物。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的涂料用于赋予表面抗微生物和/或抗病毒性能的用途。

23.根据权利要求22所述的用途，其中所述表面选自面罩、医用织物诸如手术服、过滤器诸如供暖通风空调(HVAC)过滤器、(手术、非手术、可重复使用的、可重复使用的、一次性的)手套、伤口敷料、移动电话或设备、触摸屏、辅助键盘、键盘、按钮、手柄、屏保、食品包装、一件家具诸如座椅、马桶座圈、杯子、工作台、以及器具诸如厨房用具、门板、水龙头、银行票据、用于空气通风系统的一个或多个部件、空气过滤器诸如用于供暖通风空调(HVAC)系统的空气过滤器、以及汽车方向盘。

24.根据权利要求22或权利要求23的用途，其中所述涂料以一层或多层施用，每层的厚度在约1微米至10mm、约1微米至1mm、约1微米至约500微米、优选约5微米至约200微米、优选约15至约100微米、更优选约20至约50微米、或约5至约20微米的范围内。

25.根据权利要求22至24中任一项所述的用途，其中所述涂料为连续的。

26.根据权利要求22至25中任一项所述的用途，其中所述涂料通过涂漆、喷涂、浸涂或流涂来施用。

27.根据权利要求22至26中任一项所述的用途，用于灭活病菌、病毒、微生物、细菌或真菌。

28.根据权利要求27所述的用途，其中所述病毒是有包膜病毒。

29.根据权利要求27或权利要求28所述的用途，其中所述病毒为冠状病毒，诸如Sars-CoV-1、Sars-CoV-2、流感病毒、HPV、HIV或诺如病毒。