專利名稱：生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有殺真菌和殺菌性質(zhì)的生物殺傷劑，其可用于建筑物、醫(yī)學(xué)及其它多種技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于下述化合物方面所述化合物用于長期住院的患者提前進行預(yù)防性的長時期抗菌治療、用于包括醫(yī)療目的的建筑物單元的表面處理，以及用于合成與活的生物體的組織生物相容的并優(yōu)選意圖在治療皮膚疾病、未愈合的創(chuàng)傷、營養(yǎng)不良性潰瘍、 燒傷、皮膚病、皮膚膿皰疾病、炎性浸潤時外用的化合物。
現(xiàn)有技術(shù)在制造殺真菌劑和殺菌劑的實踐中，使用含金屬諸如Ag、Au、Pt、Pd、Cu和Si的組合物是眾所周知的(參見 H. E. Morton，Pseudomonas in Disinfection, Sterilisation and Preservation(消毒、滅菌和防腐的假單胞菌屬)，編輯，S. S. Block、Lea和Febider 1977 以及 N. Grier, Silver and its Compounds in Disinfection, Sterilisation and !Reservation (消毒、滅菌和防腐的銀及其化合物)，編輯，S. S. Block、Lea和i^ebider， 1977)。還已知具有1-100納米范圍內(nèi)尺寸的物質(zhì)的粒子改變了其化學(xué)、物理和生物性質(zhì)，這些參數(shù)具有重要的應(yīng)用價值。盡管這樣，近期還顯著關(guān)注了使用基于金屬組分 (優(yōu)選地為銀)的生物殺傷劑制劑的超分散膠體系統(tǒng)，其與最有效的抗微生物方法有關(guān) (參見 Blagitko Ε. M.，等人《Silver in medicine》(《醫(yī)學(xué)中的銀》)，Novosibirsk “Science-Center，，，2004，第 256 頁)。在俄羅斯專利第2259871號的技術(shù)說明書中，描述了基于金屬納米粒子的以生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的膠體溶液得到的具有殺真菌和殺菌性質(zhì)的制劑。通過將金屬鹽和水溶性聚合物溶解于水中或非水溶劑中得到生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物。然后用氣態(tài)的氮氣或氬氣吹掃，并用放射性輻射照射含接收溶液的反應(yīng)容器。在此方法中還原劑是通過溶液中的電離輻射產(chǎn)生的溶劑化電子。作為金屬的鹽可應(yīng)用選自銀、銅、鎳、鈀或鉬的至少一種金屬的鹽。優(yōu)選應(yīng)用銀的鹽，例如硝酸鹽、高氯酸鹽、硫酸鹽或醋酸鹽。使用了如聚合物聚乙烯基吡咯烷酮，1-乙烯基吡咯烷酮與丙烯酸或乙烯基乙酸與苯乙烯或與乙烯基醇的共聚物。作為非水溶劑，可使用甲醇、乙醇、異丙醇或乙二醇。如果獲得乳狀液，另外向反應(yīng)容器中加入表面活性物質(zhì)。所獲得的基于金屬聚合物的生物殺傷劑的納米復(fù)合材料用作抗菌、滅菌或脫臭方式。然而獲得生物殺傷劑的已知方法是相當困難的且昂貴的，因為合成是在惰性氣體的氣氛中進行且為了防止副反應(yīng)使用電離輻射源。在俄羅斯專利第2088234. 1997號的技術(shù)說明書中，提出了水溶性殺菌組合物包含具有2-4納米尺寸的零價金屬銀和聚-N-氯乙烯酮-2 (poly-N-vynilchlorridone-2)的結(jié)構(gòu)納米簇。在公布的方法中聚-N-氯乙烯酮-2不僅作為膠體銀的穩(wěn)定劑，而且由于其末端的醛基還作為參與還原的試劑。因此，由于乙醇對與聚-N-氯乙烯酮-2配位的銀離子的作用，銀被還原為分子狀態(tài)。在后一種組分不存在下硝酸銀不與乙醇反應(yīng)?；衔锶菀椎厝芙庥谒行纬赡z體溶液并可用于制造醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)領(lǐng)域的制品。制品的特征在于較低的毒性和變應(yīng)原性。然而獲得此種制品的方法是費力的且因為為分散干燥設(shè)備提供的制造技術(shù)需要大的能量輸入如為；還有原料堿的限制。合成聚合物增加了制品的成本。從俄羅斯專利第227866號的發(fā)明中還可知漸進隨機向阿拉伯半乳聚糖的水溶液中加入具有從0，OOllg至0，40g(從0，007至2毫摩爾)含量的銀鹽的水溶液。另外在室溫下維持30-90分鐘。之后，加入30%銨或氫氧化鈉直到pH 10-11。獲得的混合物在 200C -90°C的溫度下維持5-60分鐘。將溶液過濾并通過在乙醇中傾析濾液分離目標產(chǎn)物。 過濾沉積物并在真空中干燥。利用原子吸收分析的方法測定獲得的化合物中的銀的含量并根據(jù)反應(yīng)條件在3，3-19，9%之中變化。根據(jù)倫琴射線衍射分析的數(shù)據(jù)銀在零價態(tài)。銀衍生物作為10-30納米的納米粒子產(chǎn)生。這些粒子是水溶性的并可以固態(tài)分離。阿拉伯半乳聚糖的銀衍生物具有抗微生物性質(zhì)并具有廣泛的用途。例如，具有各種含量的銀的衍生物可作為外用的防腐工具、作為抗生素的替代醫(yī)藥產(chǎn)品且還可作為殺菌涂料的組分用于醫(yī)學(xué)。然而穩(wěn)定劑的使用，即阿拉伯半乳聚糖的天然多糖作為銀離子至零價態(tài)的還原劑并還同時作為反應(yīng)分散環(huán)境增加了制品的成本。因此，以上提到的用于獲得基于生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的具有抗菌性質(zhì)的制品的技術(shù)方案特征在于勞動密集且同時其液體分散的穩(wěn)定性相當?shù)?，由于溶液中銀的自由離子的洗去或絡(luò)合物形成。俄羅斯專利第2330673號中的技術(shù)方案與本發(fā)明是最接近的。在此專利中公開了具有殺真菌和殺菌性質(zhì)的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物。根據(jù)已知的技術(shù)方案公開了生物殺傷劑的組合物，如添加Ag+離子或/和Cu2+離子的膨潤土粉末的納米粒子，其是由通過硝酸銀或硫酸銅的10% -20%的無機鹽溶液改性膨潤土半成品的方法獲得的。膨潤土半成品預(yù)先用Na+陽離子富集，通過用Na+形式的膨潤土鈉的無機鹽水溶液處理，隨后在其富集之后從酸性陰離子中將其提純，并在添加過程之后從鈉鹽中提純。根據(jù)已知的技術(shù)方案生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)的組合物含有極性溶劑的基礎(chǔ)。已知的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物如Ag+離子或/和Cu2+離子添加的膨潤土粉末的納米粒子由無機的或生態(tài)上穩(wěn)定的組分獲得。其與活體組織是生物學(xué)上相容的。納米結(jié)構(gòu)組合物還可以用作添加物，用于制造干結(jié)構(gòu)混合物，在醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)科學(xué)中用于活體組織受傷區(qū)域的抗微生物處理，在各種軟膏基質(zhì)或能夠吸收微生物的和組織毒素的凝膠劑的結(jié)構(gòu)中。已知的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物可以用作制品，例如，用于各種建筑物品表面的抗微生物和殺真菌處理，用于紡織產(chǎn)品的處理并還在醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)科學(xué)中用于活體組織受傷區(qū)域的處理并在能夠吸收微生物的和組織毒素的制品的結(jié)構(gòu)中。從使用的技術(shù)方案看出生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的使用如添加離子Ag+和離子Cu2+的膨潤土粉末的納米粒子的混合物是最經(jīng)濟合理的。因此，獲得的生物殺傷劑形成了具有有效的殺菌和殺真菌性質(zhì)的協(xié)同組合物。從應(yīng)用的技術(shù)方案還看出，在處理建筑物品的表面時生物殺傷劑的延長作用的殺菌和殺真菌活性在液體環(huán)境的存在下是最有效的，如生物殺傷劑的結(jié)構(gòu)中的極性溶劑。液體環(huán)境是生態(tài)學(xué)和毒物學(xué)安全的。在生物殺傷劑的組合物中液體環(huán)境的存在改善了其在受處理表面上分布的過程，提供了在工業(yè)應(yīng)用上所期望的最大的微生物學(xué)的效力。然而由于外用時，特別是在處理糖尿病患者的未愈合的創(chuàng)傷、營養(yǎng)不良性潰瘍、 燒傷、皮膚病、皮膚膿皰疾病時活體組織的可能的變應(yīng)原性，因此基于添加離子Ag+和離子 Cu2+的膨潤土粉末的納米粒子的混合物的生物殺傷劑的組合物不具有通用性。添加離子Cu2+的膨潤土粉末的納米粒子的使用可導(dǎo)致在技術(shù)工具中和意圖處理如，由諸如鐵和鋁制造的建筑物品表面的制品中形成電化學(xué)腐蝕。在其用于保護木質(zhì)建筑材料不受真菌影響的產(chǎn)品中時還可導(dǎo)致生物腐蝕，例如，在民用建筑結(jié)構(gòu)和其它結(jié)構(gòu)中經(jīng)常使用的電話柱、圍墻、木質(zhì)地板、編織產(chǎn)品、窗戶和門、膠合板、壓制木材板、晶圓板、木刨花板、木工產(chǎn)品、橋或木制產(chǎn)品。特別地在應(yīng)用的技術(shù)方案中由于納米粒子可能附聚，當混合入液體基底時膨潤土粉末的納米粒子寬范圍的分散是技術(shù)上無效的。其降低了應(yīng)用的生物殺傷劑的組合物對微生物和絲狀真菌菌落的各種穩(wěn)定形式的殺菌和殺真菌性質(zhì)的可靠性。發(fā)明_既述本發(fā)明的技術(shù)結(jié)果是發(fā)明了生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物。因此生物殺傷劑包括給定重量比的添加金屬離子的膨潤土粉末的納米粒子的混合物。該混合物形成了具有長時間作用的有效殺菌和殺真菌活性的廉價低毒的協(xié)同組合物。本發(fā)明的技術(shù)結(jié)果是發(fā)明了用于獲得意圖處理建筑制品的表面而不依賴這些材料的物理力學(xué)性質(zhì)的制品的具有長時間高度有效的殺真菌和殺菌性質(zhì)的生物殺傷劑的有益的納米結(jié)構(gòu)組合物。本發(fā)明的技術(shù)結(jié)果是發(fā)明了用于獲得對各種穩(wěn)定形式的絲狀真菌菌落具有長時間高度有效的殺真菌性質(zhì)的制品的有益的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物。發(fā)明詳述為了解決所述技術(shù)問題，提出了添加Ag+離子或/和Cu2+離子的膨潤土粉末的納米粒子形成的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物。這些納米粒子是采用硝酸銀或硫酸銅的 10% -20%的無機鹽溶液改性膨潤土半成品的方法獲得的。膨潤土半成品預(yù)先用Na+陽離子，通過用Na+形式的膨潤土鈉的無機鹽水溶液處理來富集，隨后在富集之后從酸性陰離子中將其提純出來，并在添加過程之后從鈉鹽中提純出來。本發(fā)明組合物的不同之處在于添加Si2+離子的膨潤土粉末的納米粒子另外地加入到上述組合物中。這些納米粒子是通過在用Na+陽離子富集所述膨潤土半成品的改性過程后，用10-20%的無機鹽溶液(優(yōu)選氯化鋅(ZnCl2)或硫酸鋅(ZnSO4))處理，隨后從鈉鹽中將其提純并分散而獲得的。新組合物具有以下組分比(重量份)添加Ag+離子的納米粒子添加Si2+離子的納米粒子為1 (0. 2-0. 8)；或添加Ag+離子的納米粒子添加Si2+離子的納米粒子添加Cu2+離子的納米粒子為 1 (0. 2-0. 8) (0. 2-0. 5)；或添加S12+離子的納米粒子添加Cu2+離子的納米粒子為1 (0. 2-0. 5)，且膨潤土粉末的納米粒子的分散不超過70nm。
根據(jù)本發(fā)明生物殺傷劑的組合物可含有基于極性溶劑的液體。根據(jù)本發(fā)明，銀、銅和鋅的指定的無機鹽溶液用于以下文指定的重量比改性富集 Na+離子的膨潤土的半成品半成品溶液為1 (10-40)。通過實現(xiàn)所要求保護的技術(shù)方案，確定了具有給定重量比的添加所述金屬離子的膨潤土粉末的納米粒子的混合物的結(jié)構(gòu)的無機生物殺傷劑的發(fā)明。形成了對具有抗變應(yīng)性效應(yīng)的組織的受處理區(qū)域具有高效殺菌和殺真菌的延長作用的廉價的協(xié)同組合物。通過實現(xiàn)所要求保護的技術(shù)方案，提供了為基于添加金屬離子的膨潤土粉末的納米粒子和極性溶劑的廉價的協(xié)同組合物的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的發(fā)明。該組合物在各種建筑物品的表面上提供了高效的殺菌和殺真菌的延長作用而不依賴于材料的物理力學(xué)性質(zhì)，微生物和絲狀真菌菌落的形式。以下列方式解釋了本發(fā)明所獲得的技術(shù)結(jié)果使用天然礦物如Na形式的膨潤土來制造制品，其結(jié)構(gòu)特征是具有分層“包裹”的通常布置的晶格。“包裹”表示負電荷的鋁-氧和硅氧化合物，其中夾層空間的體積對溶液具有高吸著活性且對在夾層空間中，在具有金屬取代基陽離子的溶液的存在下進行的一種金屬陽離子與其它金屬陽離子的離子置換反應(yīng)具有高吸著活性。用離子Na+對Na形式的膨潤土進行預(yù)先富集。這因增大了其交換容量內(nèi)的Na+離子的總量而提供了膨潤土的活化。在伴有膨潤土的交換容量內(nèi)吸附的鈉陽離子對其它金屬陽離子的置換反應(yīng)的離子添加過程的工藝操作時，膨潤土能夠進一步進行離子交換。由于通過硝酸銀(AgNO3)、硫酸銅(CuSO4)、鋅鹽(ZnCl2)的鹽溶液改性膨潤土?xí)r進行的離子交換反應(yīng)，因此增大了主要在鋁-氧和硅氧化合物的夾層空間中的Ag+離子、Cu2+離子、Zn2+離子的密度。膨潤土粘土由于其通過相應(yīng)金屬離子的富集(通過鹽溶液進行的技術(shù)處理)，特別是通過Na+離子富集的活化過程而被用于纖維素團塊的脫水、在液體/堅硬體之間的分開過程中紙沉積物的脫水、用于污水的清潔、具有含油墨的廢物的水的清潔及用于樹脂的固定(在造紙過程中)且當獲得膨潤土?xí)r還用于鐵礦石的顆?；蛴糜谄渌V物的處理；在納米結(jié)構(gòu)組合物中具有高比表面的膨潤土粉末的納米粒子的生物殺傷劑分散環(huán)境的用途。其提供了與細菌環(huán)境的大的接觸面積并提高了影響致病微生物群落的抗微生物和殺真菌的效力；生物殺傷劑中添加Si2+離子的納米粒子與腐蝕抑制劑一起存在；在組合物生物殺傷劑中添加Si2+離子的膨潤土粉末的納米粒子的存在。納米粒子促進了對恒溫生物體組織的有益的抗菌影響。廣為人知的實踐是在醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)科學(xué)中使用含制品改善了活生物體的生存能力；基于添加金屬離子的膨潤土粉末的混合物和基于生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物中應(yīng)用的液體環(huán)境的協(xié)同相容組分的用途。它們對各種操作表面是生態(tài)學(xué)上安全的；由于其組合物中使用高分散、協(xié)同相容的膨潤土粉末的納米粒子的混合物，降低了獲得生物殺傷劑的成本；在分析專業(yè)技術(shù)時，沒有公開相應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案的一組屬性的技術(shù)方案并能夠獲得以上描述的對各種建筑物品和恒溫生物體組織的操作表面的殺菌(抗微生物的)和殺真菌效力的延長作用的結(jié)果。所呈現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)水平的分析證明了公開的技術(shù)方案符合“新穎性”和“創(chuàng)造性水平”的標準。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可以在工業(yè)上實現(xiàn)獲得期望，例如，用于創(chuàng)傷、燒傷、皮膚外皮的潰瘍區(qū)域的抗微生物處理，用于口腔黏液表面的處理，用于預(yù)防并用于由各種材料制成的建筑物品表面的延長的抗微生物和殺真菌處理的制品。以下列方式解釋了本發(fā)明的本質(zhì)表1和表2揭示了根據(jù)本發(fā)明的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的殺菌和殺真菌效力的結(jié)果；對用于制造具有殺真菌和殺菌性質(zhì)的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的原料源選擇的介紹。為了獲得具有殺真菌和殺菌性質(zhì)的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物，使用了完善的醫(yī)學(xué)設(shè)備和實驗室設(shè)備，日用產(chǎn)品和同樣已知的技術(shù)過程，具體是Na形式的膨潤土(蒙脫石)，例如，具有堿性膨潤土的Sariguh沉積物(亞美尼亞)，其中蒙脫石(Na形式的膨潤土)的含量是75-85質(zhì)量％。對實現(xiàn)獲得生物殺傷劑的技術(shù)過程是最優(yōu)選的；硝酸銀(AgNO3)；硫酸銅(CuSO4)；氯化鋅(ZnCl2)或硫酸鋅、氯化鈉(NaCl)；去離子水；醇，優(yōu)選異丙醇。特定的溶劑，相應(yīng)水和醇，與極性溶劑的種類相關(guān)。具有殺真菌和殺菌性質(zhì)的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物(參見俄羅斯專利第 2330673號，優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日，專利擁有人-股份公司《Institute of Applied Nanotechnology)) )0根據(jù)上述專利，礦物原料(Na形式的膨潤土)通過Na+離子活化(富集)，通過用氯化鈉的3-10%水溶液將其處理，隨后洗滌并過濾獲得除去酸性陰離子的半成品。然后通過10-20%金屬無機鹽溶液諸如硝酸銀(AgNO3)或硫酸銅(CuSO4)改性所獲得的半成品。在特定的鹽溶液中保持改性的膨潤土熟化，然后通過洗滌和過濾從鈉鹽中提純出改性的膨潤土且干燥后，使獲得的制品成為粉末。通過指定的溶液對無機礦物的這種處理以如下比例進行-膨潤土溶液的重量份為1 (10-40)。獲得對細菌學(xué)雜質(zhì)菌落和生物體具有延長的抗微生物作用的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物是以基于使用上述組分的用途、已知的技術(shù)過程和具有特定的組分重量比實現(xiàn)應(yīng)用的發(fā)明來提供的。這些工業(yè)應(yīng)用通常是用于處理建筑物品的表面而不依賴于其材料的物理力學(xué)性質(zhì)；用于處理各種感染性創(chuàng)傷包括長期未愈合的和用已知方法處理無反應(yīng)的。根據(jù)本發(fā)明獲得的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物是無毒的，不引起變態(tài)反應(yīng)，不具有禁忌癥且具有高度消水腫、吸著、離子交換和抗炎性質(zhì)。改變使用的組分的結(jié)構(gòu)和特定的重量比來實現(xiàn)本發(fā)明將導(dǎo)致提供的生物殺傷劑組合物的性質(zhì)變得更差或?qū)е缕浍@得過程的成本增加。實驗部分通過以下步驟及其實施的具體實施例解釋本發(fā)明的實現(xiàn)第一步-預(yù)先用Na+陽離子富集的膨潤土的半成品的制造。根據(jù)該步驟，利用俄
8羅斯專利第2330673號的技術(shù)過程獲得了半成品優(yōu)選用5% NaCl水溶液涂布5g量的Na形式的膨潤土(蒙脫石)并保持在給定的溶液中。因此通過鈉離子對膨潤土進行另外的富集。然后洗滌獲得的化合物以除去氯陰離子，隨后通過過濾器過濾《白色帶》并干燥。第二步-獲得添加金屬離子的膨潤土粉末的納米粒子，不含鈉鹽。根據(jù)以下實施例獲得了來自第一步制備的膨潤土的半成品的無鈉鹽的膨潤土粉末的納米粒子實施例1從酸性陰離子中提純出半成品，干燥并通過10-20%的硝酸銀水溶液改性(紅光照明)。優(yōu)選地應(yīng)用15%的硝酸銀水溶液。在半成品保持在指定的溶液中及相應(yīng)于其在水中的溶解度的溫度下進行改性過程。重復(fù)洗滌獲得的改性的半成品以除去鈉鹽；過濾并優(yōu)選地在高于200°C并且不超過800°C的溫度下干燥。用于處理5g半成品所消耗的水溶液為膨潤土 水溶液1 20。干燥后，產(chǎn)品成為分散的粉末。獲得了無鈉鹽并添加Ag+離子的膨潤土粉末。產(chǎn)物的有用產(chǎn)量為4. Sg。實施例2使用了與實施例1中相同的材料和技術(shù)方法，但使用15%硫酸銅水溶液進行由鈉離子富集的膨潤土的改性。獲得了無鈉鹽并添加Cu2+離子的膨潤土粉末。產(chǎn)物的有用產(chǎn)量為 4. 8g。根據(jù)由俄羅斯專利第2330673號延伸的已知過程獲得了實施例1和2的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物。根據(jù)以下實施例3獲得了置于本發(fā)明的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物中的添加 Zn2+離子的膨潤土粉末的納米粒子。實施例3使用了與實施例1相同的材料和技術(shù)方法，但根據(jù)本發(fā)明進行對由鈉離子富集的膨潤土的半成品的改性。為此使用10-20%，優(yōu)選15%氯化鋅水溶液(ZnCl2)(最容易獲得的化學(xué)制品)。結(jié)果，重復(fù)洗滌以除去鈉鹽后，過濾、干燥并隨后成為分散的粉末，獲得了無鈉鹽并添加Si2+離子的膨潤土粉末。產(chǎn)物的有用產(chǎn)量為4. Sg。用于處理5g半成品所消耗的鹽的水溶液為膨潤土 水溶液1 20。在如下所有實施例中進行了分散本發(fā)明的粉末直至納米粒子的指定分散體的過程在添加(改性)金屬離子、從鈉鹽中將其提純并干燥之后將獲得的產(chǎn)物在充足的水中制漿(劇烈混合)并使其沉降一段時間。將傾析的產(chǎn)物在另外一部分水中制漿，再次制漿、沉降并傾析沉積物。重復(fù)地進行此過程。通過從傾析的液體中過濾而分離出納米分散產(chǎn)物。然后將其干燥并在行星磨中研磨。以此方式使用大量去離子水獲得納米粉末。過程相當長。為了縮短加工成納米粒子的時間，以下列重量份比在去離子水中混合實施例1-3 的指定的產(chǎn)物產(chǎn)物(實施例1- 溶劑為1 10。然后利用超聲分散器進行膨潤土粉末的納米粒子的分散體的形成直到其尺寸不超過70nm。在各種產(chǎn)業(yè)中(化學(xué)、藥物、食品等等)廣泛地使用超聲分散器。作為超聲源，使用了流體動力輻射器或基于機電活性材料的輻射器，例如，磁致伸縮轉(zhuǎn)換器。使用超聲分散器將大大加快構(gòu)成直至指定的分散值的膨潤土粉末的過程。在一種情況下利用功率40瓦的分散器Bandelin Sonoplus HD2070進行該過程 10-20分鐘。獲得的膠體系統(tǒng)沉積在下層上，且水蒸發(fā)后用顯微鏡掃描。利用電子顯微鏡控制獲得的膨潤土粉末的分散體的尺寸。由于實施的技術(shù)方法， 獲得了小于70納米的納米粒子的分散體，具有以下分布來自總結(jié)構(gòu)產(chǎn)物的30%的分散體是5-20納米，剩余部分小于70nm。添加指定的金屬離子的具有小于70nm的納米粒子尺寸的膨潤土粉末的分散體用于制備本發(fā)明的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的混合物實施例4獲得的添加Ag+離子和Si2+離子的膨潤土粉末的納米粒子(實施例1和3)以其如下重量份的比例混合實施例1的產(chǎn)物實施例3的產(chǎn)物為1 0. 5。以如下比例將獲得的膨潤土粉末的納米粒子的混合物混合到極性溶劑中，優(yōu)選混合到去離子水中實施例4的膨潤土粉末的混合物極性溶劑為1 20。獲得了生物殺傷劑的組合物的5%液體溶液。實施例5獲得的添加Ag+離子、Si2+離子和Cu2+離子的膨潤土粉末的納米粒子(實施例1、 2和3)以其如下重量份的比例混合實施例1的產(chǎn)物實施例3的產(chǎn)物實施例2的產(chǎn)物為1 0. 5 0. 3。所獲得的膨潤土的納米粒子的混合物以如下比例混合到極性溶劑中優(yōu)選混合到去離子水中實施例5的膨潤土粉末的混合物極性溶劑為1 20。獲得了生物殺傷劑的組合物的5%液體溶液。實施例6將如實施例5中使用的膨潤土粉末的納米粒子的混合物以如下重量份的比例混合到極性溶劑中(如40%水醇溶液)實施例5的產(chǎn)物溶劑為1 20。獲得了生物殺傷劑的組合物的5%液體溶液。實施例7根據(jù)實施例2和3的添加Si2+離子和Cu2+離子的膨潤土粉末的納米粒子以如下重量份的比例混合實施例3的產(chǎn)物實施例2的產(chǎn)物為1 0. 5以如下比例將膨潤土粉末的納米粒子的混合物混合到去離子水中實施例7的膨潤土粉末的混合物極性溶劑為1 20獲得了生物殺傷劑的組合物的5%液體溶液。另外制備了對照的生物殺傷劑的組合物用于進行實施例8-10的比較試驗實施例8
10
實施例1的產(chǎn)物極性溶劑(去離子水)為1 20實施例9實施例2的產(chǎn)物極性溶劑(去離子水)為1 20在全部實施例1-9中使用的膨潤土粉末的納米粒子具有不超過70nm的分散體。實施例10實施例1的產(chǎn)物極性溶劑(去離子水)為1 20，分散體不超過IOOnm(30%的納米粒子的分散體不超過30nm和70%的分散體是IOOnm)。根據(jù)測試樣品的殺菌和殺真菌活性評估了按照實施例1-10獲得的制品的殺生物性質(zhì)。利用整體式紙片擴散法進行了測試樣品的納米結(jié)構(gòu)組合物的殺菌(抗微生物)活性的評估。(the Directions on medical microbiology (醫(yī)學(xué)微生物學(xué)方向)。General and sanitary microbiology ( 一般衛(wèi)生微生物學(xué))。A. S. Labinskaya,E. G. Volina 編。莫斯科，ΒΙΝ0Μ, 2OO8，第 342_352 頁)指定的方法是基于稠厚營養(yǎng)培養(yǎng)基中的測試抗微生物制品的擴散。方法在于由測試樣品整體處理直徑5mm的標準紙片。將紙片置于預(yù)先接種了其中一種測試微生物的稠厚營養(yǎng)培養(yǎng)基(由bioMerieux 制造的tripkazo-黃豆-瓊脂(TSA)，法國)的表面上。將具有測試微生物的培養(yǎng)物的Petr杯和用樣品的水溶液處理的紙片放置于37°C 溫度下的恒溫箱中M-48小時。指定的期限屆滿后，通過在紙片周圍測量以mm表示的測試微生物的生長延遲區(qū)域的直徑來測定研究結(jié)果。每項研究重復(fù)三次。使用金黃色葡萄球菌、綠膿假單胞菌的細菌的M小時培養(yǎng)物和蠟樣芽胞桿菌的細菌芽胞作為測試微生物。為了制備產(chǎn)生芽孢的細菌的測試培養(yǎng)物的懸浮液，使用了每天培養(yǎng)，在37°C的溫度下在稠厚營養(yǎng)培養(yǎng)基(tripkazo-黃豆-瓊脂)上生長。然后制備生理溶液中的培養(yǎng)物的懸浮液以刺激桿菌類的細菌的芽孢產(chǎn)生。將懸浮液分散于傾倒入杯上的杯體積為 0. 2-0. 5ml的無菌Petri杯中的馬鈴薯瓊脂的表面上。孵育期是在37°C溫度下的恒溫箱中 48小時。孵育后，從恒溫箱中拉出平板接種微生物的Petri杯并在室溫O0_22°C )下在自然光源的存在下維持5天。在各種孵育條件下在馬鈴薯瓊脂上已生長7天的細菌的測試培養(yǎng)物上進行另外的對照。此項研究意圖揭示桿菌類的產(chǎn)生芽孢的細菌。為此制備了細菌的測試培養(yǎng)物的制品，通過Siaffer-Fulton方法涂布并在顯微鏡下檢測。在顯微鏡下觀察制品如果約 90-95%細菌芽胞是可見的，產(chǎn)生芽孢的測試培養(yǎng)物的制品可用于制備懸浮液。否則細菌的測試培養(yǎng)物需要進一步孵育。利用10單位濁度的參考玻璃標準品在無菌的生理溶液中制備了細菌的每個測試培養(yǎng)物的懸浮液。其相應(yīng)于10億/ml微生物細胞的量。然后通過在無菌生理溶液中的一系列連續(xù)培養(yǎng)獲得了濃度等于Iml中IO6個細胞的測試微生物的懸浮液。具有特定濃度的每種細菌的懸浮液放置在營養(yǎng)培養(yǎng)基的表面上。在獲得的細菌區(qū)域上施加了浸著根據(jù)實施例4-10的研究制品的紙片。
選擇金黃色葡萄球菌的細菌作為人類革蘭氏陽性微生物系統(tǒng)的最抗性代表之一。 此外，金黃色葡萄球菌的細菌是醫(yī)院感染的基本激活物之一且還是皮膚的膿皰性感染、癤、 膿腫和其它并發(fā)癥的激活物。選擇綠膿假單胞菌(菌株ATCC第10145號)的細菌作為對物理和化學(xué)因素具有高度穩(wěn)定性的革蘭氏陰性菌群的最抗性代表之一。通常，綠膿假單胞菌的細菌對很多藥品和消毒劑顯示了抗性。此外，給定種類的細菌作為燒傷創(chuàng)面的感染性并發(fā)癥、菌血癥、具有致命結(jié)果的敗血癥和感染性病原學(xué)的其它并發(fā)癥的激活物是已知的。選擇蠟樣芽胞桿菌(菌株第8035號NCTC)的細菌作為產(chǎn)生芽孢的微生物的代表， 其中芽孢對環(huán)境的有害因素(包括消毒劑的作用)的影響是最穩(wěn)定的。在其中可獲得感染性疾病的激活物和結(jié)構(gòu)材料的生物腐蝕的激活物。通常，桿菌細菌的芽孢用于高壓滅菌器、 干燥加熱情況和消毒劑的工作的測試。表1中呈現(xiàn)了進行的研究的結(jié)果。如以上提到的利用整體式紙片擴散法進行了測試樣品(實施例4-10)的殺真菌 (抗霉)活性的估測。該方法在于由測試樣品單一處理5mm直徑的標準紙片。將紙片置于預(yù)先接種有其中一種測試微生物的稠厚營養(yǎng)培養(yǎng)基(由Himedia制造的Czapek Dox瓊脂，印度)的表面上。將具有測試微生物的培養(yǎng)物的Petr杯和具有提到的樣品的紙片置于溫度下的恒溫箱中5-7小時、24小時。指定的期限屆滿后通過測量紙片周圍以mm表示的測試微生物的生長延遲區(qū)域的直徑來測定研究結(jié)果?？紤]到將每個種類的一些樣品在至少3個樣品上進行每個參數(shù)的評測。使用了如聚多曲霉(段9-6)、黑曲霉(段4-3-11)、支孢樣支孢霉段0_3)、擴展青霉菌(段4-3-3)、葡萄狀單隔霉(ulocladium botrytis)(段15-10)的真菌的測試微生物。這些菌株已從國際空間站的住所分離并對環(huán)境的有害因素(包括消毒劑的作用)的影響具有穩(wěn)定性。通常黑曲霉的真菌用于消毒劑的測試。為了測試培養(yǎng)物的標準化，菌株生長在具有Capek的培養(yǎng)基的Petri杯中。基于其培養(yǎng)和形態(tài)學(xué)性質(zhì)的分析確認了其特定的身份。然后將其放置于大試管(直徑20-22mm) 中流出的傾斜的瓊脂(Capek的培養(yǎng)基)上。培養(yǎng)物在恒溫箱中在的溫度下生長10-14 天。如此獲得的菌株在+4°C的溫度下保存在冷藏箱中且根據(jù)需要將其取出并用于制備懸浮液。為了制備真菌菌株的懸浮液使用了真菌的測試培養(yǎng)物。在下在Capek培養(yǎng)基中菌株生長自平板接種的時刻開始的從14天到觀天的期間。為真菌的每種測試培養(yǎng)物單獨制備濃度1百萬/ml的菌株的懸浮液。為此，具有純培養(yǎng)物的來自測試管的真菌的菌株轉(zhuǎn)移到含有15士5ml無菌生理溶液的燒瓶(測試管) 中。通過細菌學(xué)回路保存菌株的方法進行菌株從測試管到燒瓶(測試管)的轉(zhuǎn)移。從測試管引入菌株時，回路不接觸營養(yǎng)培養(yǎng)基。通過計算方法利用Gorjaeva的計數(shù)室進行懸浮液中菌株量的測定。具有特定濃度的每種真菌的懸浮液放置于營養(yǎng)培養(yǎng)基的表面(培養(yǎng)物的菌苔)上。將由研究樣品(實施例4-10)浸漬的紙片置于所獲得的真菌的菌苔上。
表2中呈現(xiàn)了進行的研究的結(jié)果。從表1和2的分析導(dǎo)致以下結(jié)果生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的水和水醇溶液(實施例4-10)相對于革蘭氏陽性菌群、革蘭氏陰性菌群和芽孢產(chǎn)生菌群的代表具有抗微生物活性(表1)。從表1可以看出含有添加銀(Ag+)離子的膨潤土的納米粒子的測試樣品(樣品8)， 金黃色葡萄球菌的細菌在紙片周圍生長抑制的區(qū)域是20mm，綠膿假單胞菌的細菌在紙片周圍生長抑制的區(qū)域是18mm和蠟樣芽胞桿菌的產(chǎn)生芽孢的細菌在紙片周圍生長抑制的區(qū)域是11mm。這些數(shù)據(jù)證實了銀制品的殺菌活性的效力。具有廣泛抗微生物活性的給定種類的金屬是已知的。同時已知制造給定產(chǎn)品的成本是相當高的并因此是不合適的。作為測試的結(jié)果還測定了根據(jù)本發(fā)明的測試樣品(樣品4-7)，該樣品含有本發(fā)明的金屬離子的膨潤土的納米粒子的混合物，對于延長作用的殺菌性質(zhì)與樣品8的產(chǎn)品沒有顯著差別。且與樣品8相比，獲得樣品4-7的成本更低。作為測試的結(jié)果還測定了桿菌(蠟樣芽胞桿菌菌株第8035號NCTC)的顯著生長， 通過利用基于添加離子Cu2+的膨潤土粉末的納米粒子的生物殺傷劑的組合物進行(樣品 9)。這證明了生物腐蝕過程的存在。還測定了根據(jù)本發(fā)明的制品(樣品10)的殺菌性質(zhì)的效力，存在的大部分具有大于70nm的分散體的膨潤土粉末的納米粒子的產(chǎn)物顯著減少了。實施例4-8的制品顯示了最好的殺真菌性質(zhì)。在這些制品中測定了抑制真菌性質(zhì)和殺真菌性質(zhì)。這些制品顯示了其對各種真菌的活性的影響的不同程度(表幻。對指定的測試制品最敏感的是顯示的深色真菌且最具抗性的真菌是曲霉。從對殺真菌(抗真菌)活性的評測的研究可以看出，含有根據(jù)本發(fā)明的具有金屬離子的膨潤土的納米粒子的混合物的根據(jù)本發(fā)明的測試樣品(樣品4-7)對于延長作用的抑制真菌性質(zhì)和殺真菌性質(zhì)與樣品8的產(chǎn)品(對照實施例)沒有顯著差別。且與樣品8相比，獲得的樣品第4-7號的成本更低。還確定了制品(樣品10)在大于70nm的膨潤土粉末的納米粒子的分散體時的殺真菌性質(zhì)的效力顯著降低了。因此，進行的研究作為整體證明了在應(yīng)用的發(fā)明下對微生物的各種菌落的生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物的延長作用的殺菌和殺真菌性質(zhì)的高效力，其基于以下目的證明了利用本發(fā)明的便利用于創(chuàng)傷、燒傷、外皮的潰瘍區(qū)域的抗微生物處理，用于未中毒的處理區(qū)域的口腔粘液表面的處理；用于不依賴用于建筑物品制造的材料的性質(zhì)的建筑物品表面的處理。表1.測試樣品的抗菌活性
權(quán)利要求
1.納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物，其具有殺真菌和殺菌活性，由添加Si2+離子和選自Ag+ 與Cu2+之間的至少一種離子的膨潤土粉末的納米粒子組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物，其中添加金屬離子的所述膨潤土粉末的納米粒子含有Ag+、Zn2\ Cu2+的離子且它們之間呈以下重量比添加Ag+離子的納米粒子添加Si2+離子的納米粒子添加Cu2+離子的納米粒子為 1 (0. 2-0. 8) (0. 2-0. 5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物，其中添加金屬離子的所述膨潤土粉末的納米粒子僅含有Ag+和Si2+離子且它們之間呈以下重量比添加Ag+離子的納米粒子添加Si2+離子的納米粒子為1 (0. 2-0. 8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物，其中添加金屬離子的所述膨潤土粉末的納米粒子僅含有Si2+和Cu2+離子且它們之間呈以下重量比添加Si2+離子的納米粒子添加Cu2+離子的納米粒子為1 (0. 2-0. 5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物，其中膨潤土粉末的分散的納米粒子大部分具有高達70nm的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物，其呈液體形式，由添加Zn2+離子和選自Ag+與Cu2+之間的至少一種離子的膨潤土粉末的納米粒子組成，以膨潤土的納米粒子極性溶劑為1 20的比與極性溶劑混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物，其呈液體形式，其中所述極性溶劑是水。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物，其呈液體形式，其中所述極性溶劑是40%的水醇溶液。
9.制備納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物的方法，所述納米結(jié)構(gòu)生物殺傷劑組合物具有殺真菌和殺菌活性，由添加Si2+離子和選自Ag+與Cu2+之間的至少一種離子的膨潤土粉末的納米粒子組成，所述方法包括所有或部分以下步驟a)用Na+離子富集Na形式的膨潤土，通過用3_10%的氯化鈉水溶液處理，之后洗滌直到除去酸性陰離子并干燥；b)用10-20%的^Vg鹽水溶液，優(yōu)選硝酸銀水溶液在對應(yīng)于所述鹽在水中的溶解度的溫度下處理步驟(a)中獲得的產(chǎn)物，之后洗滌直到除去鈉鹽，之后過濾和干燥；c)用10-20%的Si鹽水溶液，優(yōu)選氯化鋅水溶液在對應(yīng)于所述鹽在水中的溶解度的溫度下處理步驟(a)中獲得的產(chǎn)物，之后洗滌直到除去鈉鹽，之后過濾和干燥；d)用10-20%的銅鹽水溶液，優(yōu)選硫酸銅水溶液在對應(yīng)于所述鹽在水中的溶解度的溫度下處理步驟(a)中獲得的產(chǎn)物，之后洗滌直到除去鈉鹽，并過濾和干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其包括所有步驟(a)至(d)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其包括步驟(a)、(b)、(c)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其包括步驟(a)、(c)、(d)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8、9、10中任一項所述的方法，其中在步驟(b)、(c)、(d)結(jié)束時獲得的膨潤土粉末的各部分以獲得尺寸大部分不超過70nm的膨潤土的納米粒子的方式分散， 然后在它們之間混合。
14.根據(jù)權(quán)利要求8、9、10中任一項所述的方法，其中在步驟(b)、(c)、(d)結(jié)束時獲得的膨潤土粉末的各部分首先在它們之間混合，然后以獲得尺寸大部分不超過70nm的膨潤土的納米粒子的方式分散。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中達到具有尺寸大部分不超過70nm的納米粒子的所述膨潤土粉末的分散通過在充足的水中重復(fù)的劇烈混合并連續(xù)地傾析、干燥且在合適的磨機中研磨來進行。
16.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中達到具有尺寸大部分不超過70nm的納米粒子的所述膨潤土粉末的分散通過將粉末與去離子水以1 10的比混合，然后應(yīng)用超聲分散器來進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有殺真菌和殺菌性質(zhì)的生物殺傷劑，其可用于建筑物、醫(yī)學(xué)和其它各種技術(shù)領(lǐng)域。生物殺傷劑的納米結(jié)構(gòu)組合物由添加Zn2+離子和Ag+離子和/或Cu2+離子的膨潤土粉末的納米粒子實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的生物殺傷劑由預(yù)先用Na+陽離子富集的膨潤土粉末開始，然后用10-20％的Zn的無機鹽溶液(優(yōu)選氯化鋅或硫酸鋅ZnSO4)處理來制備，和由預(yù)先用Na+陽離子富集的膨潤土粉末開始，然后用10-20％的選自由Ag+離子(優(yōu)選硝酸銀)和Cu2+離子(優(yōu)選硫酸銅)組成的組的至少一種離子的無機鹽溶液處理來制備。從酸性陰離子和Na+鹽中提純添加Zn2+、Ag+和/或Cu2+離子的膨潤土粉末，并將其分散成大部分不超過70nm的納米粒子。根據(jù)本發(fā)明的生物殺傷劑組合物包含以下文表示的重量比的給定組分添加Ag+離子的納米粒子∶添加Zn2+離子的納米粒子為1∶(0.2-0.8)；或添加Ag+離子的納米粒子∶添加Zn2+離子的納米粒子∶添加Cu2+離子的納米粒子為1∶(0.2-0.8)∶(0.2-0.5)；或添加Zn2+離子的納米粒子∶添加Cu2+離子的納米粒子為1∶(0.2-0.5)。
文檔編號A01P3/00GK102427720SQ201080020769
公開日2012年4月25日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者伊戈爾·伊凡諾維奇·馬霍寧, 奧列格·伊戈列維奇·奧爾洛夫, 弗拉基米爾·亞歷山德羅維奇·索洛多斯尼科夫, 維亞切斯拉夫·伊凡諾維奇·貝克列米雪夫, 翁貝托·奧拉齊奧·吉賽普·毛杰里, 阿拉·阿沙維羅維奇·阿布拉米揚, 阿納托利·伊凡諾維奇·格里高立耶夫 申請人:斯博實驗室有限公司, 科洛斯托克公司 "應(yīng)用納米技術(shù)研究所", 薩爾瓦多毛杰里基金會勞動康復(fù)醫(yī)院Irccs研究所