CN102427720A - 生物杀伤剂的纳米结构组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有杀真菌和杀菌性质的生物杀伤剂，其可用于建筑物、医学和其它各种技术领域。生物杀伤剂的纳米结构组合物由添加Zn²⁺离子和Ag⁺离子和/或Cu²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子实现。根据本发明的生物杀伤剂由预先用Na⁺阳离子富集的膨润土粉末开始，然后用10-20％的Zn的无机盐溶液(优选氯化锌或硫酸锌ZnSO₄)处理来制备，和由预先用Na⁺阳离子富集的膨润土粉末开始，然后用10-20％的选自由Ag⁺离子(优选硝酸银)和Cu²⁺离子(优选硫酸铜)组成的组的至少一种离子的无机盐溶液处理来制备。从酸性阴离子和Na⁺盐中提纯添加Zn²⁺、Ag⁺和/或Cu²⁺离子的膨润土粉末，并将其分散成大部分不超过70nm的纳米粒子。根据本发明的生物杀伤剂组合物包含以下文表示的重量比的给定组分：添加Ag⁺离子的纳米粒子∶添加Zn²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.8)；或添加Ag⁺离子的纳米粒子∶添加Zn²⁺离子的纳米粒子∶添加Cu²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.8)∶(0.2-0.5)；或添加Zn²⁺离子的纳米粒子∶添加Cu²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.5)。

Description

生物杀伤剂的纳米结构组合物

发明领域

本发明涉及具有杀真菌和杀菌性质的生物杀伤剂，其可用于建筑物、医学及其它多种技术领域，特别是用于下述化合物方面：所述化合物用于长期住院的患者提前进行预防性的长时期抗菌治疗、用于包括医疗目的的建筑物单元的表面处理，以及用于合成与活的生物体的组织生物相容的并优选意图在治疗皮肤疾病、未愈合的创伤、营养不良性溃疡、烧伤、皮肤病、皮肤脓疱疾病、炎性浸润时外用的化合物。

现有技术

在制造杀真菌剂和杀菌剂的实践中，使用含金属诸如Ag、Au、Pt、Pd、Cu和Zn的组合物是众所周知的(参见H.E.Morton，Pseudomonas inDisinfection，Sterilisation and Preservation(消毒、灭菌和防腐的假单胞菌属)，编辑，S.S.Block、Lea和Febider 1977以及N.Grier，Silver and itsCompounds in Disinfection，Sterilisation and Preservation(消毒、灭菌和防腐的银及其化合物)，编辑，S.S.Block、Lea和Febider，1977)。还已知具有1-100纳米范围内尺寸的物质的粒子改变了其化学、物理和生物性质，这些参数具有重要的应用价值。尽管这样，近期还显著关注了使用基于金属组分(优选地为银)的生物杀伤剂制剂的超分散胶体***，其与最有效的抗微生物方法有关(参见Blagitko E.M.，等人《Silver in medicine》(《医学中的银》)，Novosibirsk：“Science-Center”，2004，第256页)。

在俄罗斯专利第2259871号的技术说明书中，描述了基于金属纳米粒子的以生物杀伤剂的纳米结构组合物的胶体溶液得到的具有杀真菌和杀菌性质的制剂。通过将金属盐和水溶性聚合物溶解于水中或非水溶剂中得到生物杀伤剂的纳米结构组合物。然后用气态的氮气或氩气吹扫，并用放射性辐射照射含接收溶液的反应容器。在此方法中还原剂是通过溶液中的电离辐射产生的溶剂化电子。作为金属的盐可应用选自银、铜、镍、钯或铂的至少一种金属的盐。优选应用银的盐，例如硝酸盐、高氯酸盐、硫酸盐或醋酸盐。使用了如聚合物聚乙烯基吡咯烷酮，1-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸或乙烯基乙酸与苯乙烯或与乙烯基醇的共聚物。作为非水溶剂，可使用甲醇、乙醇、异丙醇或乙二醇。如果获得乳状液，另外向反应容器中加入表面活性物质。所获得的基于金属聚合物的生物杀伤剂的纳米复合材料用作抗菌、灭菌或脱臭方式。

然而获得生物杀伤剂的已知方法是相当困难的且昂贵的，因为合成是在惰性气体的气氛中进行且为了防止副反应使用电离辐射源。

在俄罗斯专利第2088234.1997号的技术说明书中，提出了水溶性杀菌组合物包含具有2-4纳米尺寸的零价金属银和聚-N-氯乙烯酮-2(poly-N-vynilchlorridone-2)的结构纳米簇。在公布的方法中聚-N-氯乙烯酮-2不仅作为胶体银的稳定剂，而且由于其末端的醛基还作为参与还原的试剂。因此，由于乙醇对与聚-N-氯乙烯酮-2配位的银离子的作用，银被还原为分子状态。在后一种组分不存在下硝酸银不与乙醇反应。化合物容易地溶解于水中形成胶体溶液并可用于制造医学和兽医领域的制品。制品的特征在于较低的毒性和变应原性。

然而获得此种制品的方法是费力的且因为为分散干燥设备提供的制造技术需要大的能量输入如为；还有原料碱的限制。合成聚合物增加了制品的成本。

从俄罗斯专利第227866号的发明中还可知渐进随机向***半乳聚糖的水溶液中加入具有从0,0011g至0,40g(从0,007至2毫摩尔)含量的银盐的水溶液。另外在室温下维持30-90分钟。之后，加入30％铵或氢氧化钠直到pH 10-11。获得的混合物在20℃-90℃的温度下维持5-60分钟。将溶液过滤并通过在乙醇中倾析滤液分离目标产物。过滤沉积物并在真空中干燥。利用原子吸收分析的方法测定获得的化合物中的银的含量并根据反应条件在3,3-19,9％之中变化。根据伦琴射线衍射分析的数据银在零价态。银衍生物作为10-30纳米的纳米粒子产生。这些粒子是水溶性的并可以固态分离。***半乳聚糖的银衍生物具有抗微生物性质并具有广泛的用途。例如，具有各种含量的银的衍生物可作为外用的防腐工具、作为抗生素的替代医药产品且还可作为杀菌涂料的组分用于医学。

然而稳定剂的使用，即***半乳聚糖的天然多糖作为银离子至零价态的还原剂并还同时作为反应分散环境增加了制品的成本。

因此，以上提到的用于获得基于生物杀伤剂的纳米结构组合物的具有抗菌性质的制品的技术方案特征在于劳动密集且同时其液体分散的稳定性相当低，由于溶液中银的自由离子的洗去或络合物形成。

俄罗斯专利第2330673号中的技术方案与本发明是最接近的。在此专利中公开了具有杀真菌和杀菌性质的生物杀伤剂的纳米结构组合物。

根据已知的技术方案公开了生物杀伤剂的组合物，如添加Ag⁺离子或/和Cu²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子，其是由通过硝酸银或硫酸铜的10％-20％的无机盐溶液改性膨润土半成品的方法获得的。膨润土半成品预先用Na⁺阳离子富集，通过用Na⁺形式的膨润土钠的无机盐水溶液处理，随后在其富集之后从酸性阴离子中将其提纯，并在添加过程之后从钠盐中提纯。

根据已知的技术方案生物杀伤剂的纳米结构的组合物含有极性溶剂的基础。

已知的生物杀伤剂的纳米结构组合物如Ag⁺离子或/和Cu²⁺离子添加的膨润土粉末的纳米粒子由无机的或生态上稳定的组分获得。其与活体组织是生物学上相容的。纳米结构组合物还可以用作添加物，用于制造干结构混合物，在医学和兽医科学中用于活体组织受伤区域的抗微生物处理，在各种软膏基质或能够吸收微生物的和组织毒素的凝胶剂的结构中。

已知的生物杀伤剂的纳米结构组合物可以用作制品，例如，用于各种建筑物品表面的抗微生物和杀真菌处理，用于纺织产品的处理并还在医学和兽医科学中用于活体组织受伤区域的处理并在能够吸收微生物的和组织毒素的制品的结构中。

从使用的技术方案看出生物杀伤剂的纳米结构组合物的使用如添加离子Ag⁺和离子Cu²⁺的膨润土粉末的纳米粒子的混合物是最经济合理的。因此，获得的生物杀伤剂形成了具有有效的杀菌和杀真菌性质的协同组合物。

从应用的技术方案还看出，在处理建筑物品的表面时生物杀伤剂的延长作用的杀菌和杀真菌活性在液体环境的存在下是最有效的，如生物杀伤剂的结构中的极性溶剂。液体环境是生态学和毒物学安全的。在生物杀伤剂的组合物中液体环境的存在改善了其在受处理表面上分布的过程，提供了在工业应用上所期望的最大的微生物学的效力。

然而由于外用时，特别是在处理糖尿病患者的未愈合的创伤、营养不良性溃疡、烧伤、皮肤病、皮肤脓疱疾病时活体组织的可能的变应原性，因此基于添加离子Ag⁺和离子Cu²⁺的膨润土粉末的纳米粒子的混合物的生物杀伤剂的组合物不具有通用性。

添加离子Cu²⁺的膨润土粉末的纳米粒子的使用可导致在技术工具中和意图处理如，由诸如铁和铝制造的建筑物品表面的制品中形成电化学腐蚀。在其用于保护木质建筑材料不受真菌影响的产品中时还可导致生物腐蚀，例如，在民用建筑结构和其它结构中经常使用的电话柱、围墙、木质地板、编织产品、窗户和门、胶合板、压制木材板、晶圆板、木刨花板、木工产品、桥或木制产品。

特别地在应用的技术方案中由于纳米粒子可能附聚，当混合入液体基底时膨润土粉末的纳米粒子宽范围的分散是技术上无效的。其降低了应用的生物杀伤剂的组合物对微生物和丝状真菌菌落的各种稳定形式的杀菌和杀真菌性质的可靠性。

发明概述

本发明的技术结果是发明了生物杀伤剂的纳米结构组合物。因此生物杀伤剂包括给定重量比的添加金属离子的膨润土粉末的纳米粒子的混合物。该混合物形成了具有长时间作用的有效杀菌和杀真菌活性的廉价低毒的协同组合物。

本发明的技术结果是发明了用于获得意图处理建筑制品的表面而不依赖这些材料的物理力学性质的制品的具有长时间高度有效的杀真菌和杀菌性质的生物杀伤剂的有益的纳米结构组合物。

本发明的技术结果是发明了用于获得对各种稳定形式的丝状真菌菌落具有长时间高度有效的杀真菌性质的制品的有益的生物杀伤剂的纳米结构组合物。

发明详述

为了解决所述技术问题，提出了添加Ag⁺离子或/和Cu²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子形成的生物杀伤剂的纳米结构组合物。这些纳米粒子是采用硝酸银或硫酸铜的10％-20％的无机盐溶液改性膨润土半成品的方法获得的。膨润土半成品预先用Na⁺阳离子，通过用Na⁺形式的膨润土钠的无机盐水溶液处理来富集，随后在富集之后从酸性阴离子中将其提纯出来，并在添加过程之后从钠盐中提纯出来。

本发明组合物的不同之处在于添加Zn²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子另外地加入到上述组合物中。这些纳米粒子是通过在用Na⁺阳离子富集所述膨润土半成品的改性过程后，用10-20％的无机盐溶液(优选氯化锌(ZnCl₂)或硫酸锌(ZnSO₄))处理，随后从钠盐中将其提纯并分散而获得的。

新组合物具有以下组分比(重量份)：

添加Ag⁺离子的纳米粒子∶添加Zn²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.8)；

或

添加Ag⁺离子的纳米粒子∶添加Zn²⁺离子的纳米粒子∶添加Cu²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.8)∶(0.2-0.5)；

或

添加Zn²⁺离子的纳米粒子∶添加Cu²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.5)，且膨润土粉末的纳米粒子的分散不超过70nm。

根据本发明生物杀伤剂的组合物可含有基于极性溶剂的液体。

根据本发明，银、铜和锌的指定的无机盐溶液用于以下文指定的重量比改性富集Na⁺离子的膨润土的半成品：

半成品∶溶液为1∶(10-40)。

通过实现所要求保护的技术方案，确定了具有给定重量比的添加所述金属离子的膨润土粉末的纳米粒子的混合物的结构的无机生物杀伤剂的发明。形成了对具有抗变应性效应的组织的受处理区域具有高效杀菌和杀真菌的延长作用的廉价的协同组合物。

通过实现所要求保护的技术方案，提供了为基于添加金属离子的膨润土粉末的纳米粒子和极性溶剂的廉价的协同组合物的生物杀伤剂的纳米结构组合物的发明。该组合物在各种建筑物品的表面上提供了高效的杀菌和杀真菌的延长作用而不依赖于材料的物理力学性质，微生物和丝状真菌菌落的形式。

以下列方式解释了本发明所获得的技术结果：

使用天然矿物如Na形式的膨润土来制造制品，其结构特征是具有分层“包裹”的通常布置的晶格。“包裹”表示负电荷的铝-氧和硅氧化合物，其中夹层空间的体积对溶液具有高吸着活性且对在夹层空间中，在具有金属取代基阳离子的溶液的存在下进行的一种金属阳离子与其它金属阳离子的离子置换反应具有高吸着活性。

用离子Na⁺对Na形式的膨润土进行预先富集。这因增大了其交换容量内的Na⁺离子的总量而提供了膨润土的活化。在伴有膨润土的交换容量内吸附的钠阳离子对其它金属阳离子的置换反应的离子添加过程的工艺操作时，膨润土能够进一步进行离子交换。由于通过硝酸银(AgNO₃)、硫酸铜(CuSO₄)、锌盐(ZnCl₂)的盐溶液改性膨润土时进行的离子交换反应，因此增大了主要在铝-氧和硅氧化合物的夹层空间中的Ag⁺离子、Cu²⁺离子、Zn²⁺离子的密度。

膨润土粘土由于其通过相应金属离子的富集(通过盐溶液进行的技术处理)，特别是通过Na⁺离子富集的活化过程而被用于纤维素团块的脱水、在液体/坚硬体之间的分开过程中纸沉积物的脱水、用于污水的清洁、具有含油墨的废物的水的清洁及用于树脂的固定(在造纸过程中)且当获得膨润土时还用于铁矿石的颗粒化或用于其它矿物的处理；

在纳米结构组合物中具有高比表面的膨润土粉末的纳米粒子的生物杀伤剂分散环境的用途。其提供了与细菌环境的大的接触面积并提高了影响致病微生物群落的抗微生物和杀真菌的效力；

生物杀伤剂中添加Zn²⁺离子的纳米粒子与腐蚀抑制剂一起存在；

在组合物生物杀伤剂中添加Zn²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子的存在。纳米粒子促进了对恒温生物体组织的有益的抗菌影响。广为人知的实践是在医学和兽医科学中使用含Zn制品改善了活生物体的生存能力；

基于添加金属离子的膨润土粉末的混合物和基于生物杀伤剂的纳米结构组合物中应用的液体环境的协同相容组分的用途。它们对各种操作表面是生态学上安全的；

由于其组合物中使用高分散、协同相容的膨润土粉末的纳米粒子的混合物，降低了获得生物杀伤剂的成本；

在分析专业技术时，没有公开相应于根据本发明的技术方案的一组属性的技术方案并能够获得以上描述的对各种建筑物品和恒温生物体组织的操作表面的杀菌(抗微生物的)和杀真菌效力的延长作用的结果。

所呈现的现有技术水平的分析证明了公开的技术方案符合“新颖性”和“创造性水平”的标准。

根据本发明的技术方案可以在工业上实现获得期望，例如，用于创伤、烧伤、皮肤外皮的溃疡区域的抗微生物处理，用于口腔黏液表面的处理，用于预防并用于由各种材料制成的建筑物品表面的延长的抗微生物和杀真菌处理的制品。

以下列方式解释了本发明的本质：

表1和表2揭示了根据本发明的生物杀伤剂的纳米结构组合物的杀菌和杀真菌效力的结果；

对用于制造具有杀真菌和杀菌性质的生物杀伤剂的纳米结构组合物的原料源选择的介绍。

为了获得具有杀真菌和杀菌性质的生物杀伤剂的纳米结构组合物，使用了完善的医学设备和实验室设备，日用产品和同样已知的技术过程，具体是：

Na形式的膨润土(蒙脱石)，例如，具有碱性膨润土的Sariguh沉积物(亚美尼亚)，其中蒙脱石(Na形式的膨润土)的含量是75-85质量％。对实现获得生物杀伤剂的技术过程是最优选的；

硝酸银(AgNO₃)；硫酸铜(CuSO₄)；氯化锌(ZnCl₂)或硫酸锌、氯化钠(NaCl)；

去离子水；醇，优选异丙醇。特定的溶剂，相应水和醇，与极性溶剂的种类相关。

具有杀真菌和杀菌性质的生物杀伤剂的纳米结构组合物(参见俄罗斯专利第2330673号，优先权日2006年11月22日，专利拥有人-股份公司《Institute of Applied Nanotechnology》)。根据上述专利，矿物原料(Na形式的膨润土)通过Na⁺离子活化(富集)，通过用氯化钠的3-10％水溶液将其处理，随后洗涤并过滤获得除去酸性阴离子的半成品。然后通过10-20％金属无机盐溶液诸如硝酸银(AgNO₃)或硫酸铜(CuSO₄)改性所获得的半成品。在特定的盐溶液中保持改性的膨润土熟化，然后通过洗涤和过滤从钠盐中提纯出改性的膨润土且干燥后，使获得的制品成为粉末。通过指定的溶液对无机矿物的这种处理以如下比例进行-膨润土∶溶液的重量份为1∶(10-40)。

获得对细菌学杂质菌落和生物体具有延长的抗微生物作用的生物杀伤剂的纳米结构组合物是以基于使用上述组分的用途、已知的技术过程和具有特定的组分重量比实现应用的发明来提供的。

这些工业应用通常是：

用于处理建筑物品的表面而不依赖于其材料的物理力学性质；

用于处理各种感染性创伤包括长期未愈合的和用已知方法处理无反应的。

根据本发明获得的生物杀伤剂的纳米结构组合物是无毒的，不引起***反应，不具有禁忌症且具有高度消水肿、吸着、离子交换和抗炎性质。

改变使用的组分的结构和特定的重量比来实现本发明将导致提供的生物杀伤剂组合物的性质变得更差或导致其获得过程的成本增加。

实验部分

通过以下步骤及其实施的具体实施例解释本发明的实现：

第一步-预先用Na⁺阳离子富集的膨润土的半成品的制造。根据该步骤，利用俄罗斯专利第2330673号的技术过程获得了半成品：

优选用5％NaCl水溶液涂布5g量的Na形式的膨润土(蒙脱石)并保持在给定的溶液中。因此通过钠离子对膨润土进行另外的富集。然后洗涤获得的化合物以除去氯阴离子，随后通过过滤器过滤《白色带》并干燥。

第二步-获得添加金属离子的膨润土粉末的纳米粒子，不含钠盐。

根据以下实施例获得了来自第一步制备的膨润土的半成品的无钠盐的膨润土粉末的纳米粒子：

实施例1

从酸性阴离子中提纯出半成品，干燥并通过10-20％的硝酸银水溶液改性(红光照明)。优选地应用15％的硝酸银水溶液。在半成品保持在指定的溶液中及相应于其在水中的溶解度的温度下进行改性过程。重复洗涤获得的改性的半成品以除去钠盐；过滤并优选地在高于200℃并且不超过800℃的温度下干燥。用于处理5g半成品所消耗的水溶液为膨润土∶水溶液1∶20。干燥后，产品成为分散的粉末。获得了无钠盐并添加Ag⁺离子的膨润土粉末。产物的有用产量为4.8g。

实施例2

使用了与实施例1中相同的材料和技术方法，但使用15％硫酸铜水溶液进行由钠离子富集的膨润土的改性。获得了无钠盐并添加Cu²⁺离子的膨润土粉末。产物的有用产量为4.8g。

根据由俄罗斯专利第2330673号延伸的已知过程获得了实施例1和2的生物杀伤剂的纳米结构组合物。

根据以下实施例3获得了置于本发明的生物杀伤剂的纳米结构组合物中的添加Zn²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子。

实施例3

使用了与实施例1相同的材料和技术方法，但根据本发明进行对由钠离子富集的膨润土的半成品的改性。为此使用10-20％，优选15％氯化锌水溶液(ZnCl₂)(最容易获得的化学制品)。结果，重复洗涤以除去钠盐后，过滤、干燥并随后成为分散的粉末，获得了无钠盐并添加Zn²⁺离子的膨润土粉末。产物的有用产量为4.8g。

用于处理5g半成品所消耗的盐的水溶液为膨润土∶水溶液1∶20。

在如下所有实施例中进行了分散本发明的粉末直至纳米粒子的指定分散体的过程：

在添加(改性)金属离子、从钠盐中将其提纯并干燥之后将获得的产物在充足的水中制浆(剧烈混合)并使其沉降一段时间。将倾析的产物在另外一部分水中制浆，再次制浆、沉降并倾析沉积物。重复地进行此过程。通过从倾析的液体中过滤而分离出纳米分散产物。然后将其干燥并在行星磨中研磨。以此方式使用大量去离子水获得纳米粉末。过程相当长。

为了缩短加工成纳米粒子的时间，以下列重量份比在去离子水中混合实施例1-3的指定的产物：产物(实施例1-3)∶溶剂为1∶10。然后利用超声分散器进行膨润土粉末的纳米粒子的分散体的形成直到其尺寸不超过70nm。

在各种产业中(化学、药物、食品等等)广泛地使用超声分散器。作为超声源，使用了流体动力辐射器或基于机电活性材料的辐射器，例如，磁致伸缩转换器。使用超声分散器将大大加快构成直至指定的分散值的膨润土粉末的过程。

在一种情况下利用功率40瓦的分散器Bandelin Sonoplus HD2070进行该过程10-20分钟。获得的胶体***沉积在下层上，且水蒸发后用显微镜扫描。

利用电子显微镜控制获得的膨润土粉末的分散体的尺寸。由于实施的技术方法，获得了小于70纳米的纳米粒子的分散体，具有以下分布：来自总结构产物的30％的分散体是5-20纳米，剩余部分小于70nm。

添加指定的金属离子的具有小于70nm的纳米粒子尺寸的膨润土粉末的分散体用于制备本发明的生物杀伤剂的纳米结构组合物的混合物：

实施例4

获得的添加Ag⁺离子和Zn²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子(实施例1和3)以其如下重量份的比例混合：

实施例1的产物∶实施例3的产物为1∶0.5。

以如下比例将获得的膨润土粉末的纳米粒子的混合物混合到极性溶剂中，优选混合到去离子水中：

实施例4的膨润土粉末的混合物∶极性溶剂为1∶20。

获得了生物杀伤剂的组合物的5％液体溶液。

实施例5

获得的添加Ag⁺离子、Zn²⁺离子和Cu²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子(实施例1、2和3)以其如下重量份的比例混合：

实施例1的产物∶实施例3的产物∶实施例2的产物为1∶0.5∶0.3。

所获得的膨润土的纳米粒子的混合物以如下比例混合到极性溶剂中优选混合到去离子水中：

实施例5的膨润土粉末的混合物∶极性溶剂为1∶20。

获得了生物杀伤剂的组合物的5％液体溶液。

实施例6

将如实施例5中使用的膨润土粉末的纳米粒子的混合物以如下重量份的比例混合到极性溶剂中(如40％水醇溶液)：

实施例5的产物∶溶剂为1∶20。

获得了生物杀伤剂的组合物的5％液体溶液。

实施例7

根据实施例2和3的添加Zn²⁺离子和Cu²⁺离子的膨润土粉末的纳米粒子以如下重量份的比例混合：

实施例3的产物∶实施例2的产物为1∶0.5

以如下比例将膨润土粉末的纳米粒子的混合物混合到去离子水中：

实施例7的膨润土粉末的混合物∶极性溶剂为1∶20

获得了生物杀伤剂的组合物的5％液体溶液。

另外制备了对照的生物杀伤剂的组合物用于进行实施例8-10的比较试验：

实施例8

实施例1的产物∶极性溶剂(去离子水)为1∶20

实施例9

实施例2的产物∶极性溶剂(去离子水)为1∶20

在全部实施例1-9中使用的膨润土粉末的纳米粒子具有不超过70nm的分散体。

实施例10

实施例1的产物∶极性溶剂(去离子水)为1∶20，分散体不超过100nm(30％的纳米粒子的分散体不超过30nm和70％的分散体是100nm)。

根据测试样品的杀菌和杀真菌活性评估了按照实施例1-10获得的制品的杀生物性质。

利用整体式纸片扩散法进行了测试样品的纳米结构组合物的杀菌(抗微生物)活性的评估。(the Directions on medical microbiology(医学微生物学方向)。General and sanitary microbiology(一般卫生微生物学)。A.S.Labinskaya，E.G.Volina编。莫斯科，BINOM，2008，第342-352页)

指定的方法是基于稠厚营养培养基中的测试抗微生物制品的扩散。

方法在于由测试样品整体处理直径5mm的标准纸片。

将纸片置于预先接种了其中一种测试微生物的稠厚营养培养基(由bioMerieux制造的tripkazo-黄豆-琼脂(TSA)，法国)的表面上。

将具有测试微生物的培养物的Petr杯和用样品的水溶液处理的纸片放置于37℃温度下的恒温箱中24-48小时。

指定的期限届满后，通过在纸片周围测量以mm表示的测试微生物的生长延迟区域的直径来测定研究结果。每项研究重复三次。

使用金黄色葡萄球菌、绿脓假单胞菌的细菌的24小时培养物和蜡样芽胞杆菌的细菌芽胞作为测试微生物。

为了制备产生芽孢的细菌的测试培养物的悬浮液，使用了每天培养，在37℃的温度下在稠厚营养培养基(tripkazo-黄豆-琼脂)上生长。然后制备生理溶液中的培养物的悬浮液以刺激杆菌类的细菌的芽孢产生。将悬浮液分散于倾倒入杯上的杯体积为0.2-0.5ml的无菌Petri杯中的马铃薯琼脂的表面上。孵育期是在37℃温度下的恒温箱中48小时。孵育后，从恒温箱中拉出平板接种微生物的Petri杯并在室温(20-22℃)下在自然光源的存在下维持5天。

在各种孵育条件下在马铃薯琼脂上已生长7天的细菌的测试培养物上进行另外的对照。此项研究意图揭示杆菌类的产生芽孢的细菌。为此制备了细菌的测试培养物的制品，通过Shaffer-Fulton方法涂布并在显微镜下检测。在显微镜下观察制品如果约90-95％细菌芽胞是可见的，产生芽孢的测试培养物的制品可用于制备悬浮液。否则细菌的测试培养物需要进一步孵育。

利用10单位浊度的参考玻璃标准品在无菌的生理溶液中制备了细菌的每个测试培养物的悬浮液。其相应于10亿/ml微生物细胞的量。然后通过在无菌生理溶液中的一系列连续培养获得了浓度等于1ml中10⁶个细胞的测试微生物的悬浮液。具有特定浓度的每种细菌的悬浮液放置在营养培养基的表面上。在获得的细菌区域上施加了浸着根据实施例4-10的研究制品的纸片。

选择金黄色葡萄球菌的细菌作为人类革兰氏阳性微生物***的最抗性代表之一。此外，金黄色葡萄球菌的细菌是医院感染的基本激活物之一且还是皮肤的脓疱性感染、疖、脓肿和其它并发症的激活物。

选择绿脓假单胞菌(菌株ATCC第10145号)的细菌作为对物理和化学因素具有高度稳定性的革兰氏阴性菌群的最抗性代表之一。通常，绿脓假单胞菌的细菌对很多药品和消毒剂显示了抗性。此外，给定种类的细菌作为烧伤创面的感染性并发症、菌血症、具有致命结果的败血症和感染性病原学的其它并发症的激活物是已知的。

选择蜡样芽胞杆菌(菌株第8035号NCTC)的细菌作为产生芽孢的微生物的代表，其中芽孢对环境的有害因素(包括消毒剂的作用)的影响是最稳定的。在其中可获得感染性疾病的激活物和结构材料的生物腐蚀的激活物。通常，杆菌细菌的芽孢用于高压灭菌器、干燥加热情况和消毒剂的工作的测试。

表1中呈现了进行的研究的结果。

如以上提到的利用整体式纸片扩散法进行了测试样品(实施例4-10)的杀真菌(抗霉)活性的估测。

该方法在于由测试样品单一处理5mm直径的标准纸片。

将纸片置于预先接种有其中一种测试微生物的稠厚营养培养基(由Himedia制造的Czapek Dox琼脂，印度)的表面上。

将具有测试微生物的培养物的Petr杯和具有提到的样品的纸片置于28℃温度下的恒温箱中5-7小时、24小时。

指定的期限届满后通过测量纸片周围以mm表示的测试微生物的生长延迟区域的直径来测定研究结果。

考虑到将每个种类的一些样品在至少3个样品上进行每个参数的评测。

使用了如聚多曲霉(段9-6)、黑曲霉(段4-3-11)、支孢样支孢霉段(2-3)、扩展青霉菌(段4-3-3)、葡萄状单隔霉(ulocladium botrytis)(段15-10)的真菌的测试微生物。这些菌株已从国际空间站的住所分离并对环境的有害因素(包括消毒剂的作用)的影响具有稳定性。通常黑曲霉的真菌用于消毒剂的测试。

为了测试培养物的标准化，菌株生长在具有Capek的培养基的Petri杯中。基于其培养和形态学性质的分析确认了其特定的身份。然后将其放置于大试管(直径20-22mm)中流出的倾斜的琼脂(Capek的培养基)上。培养物在恒温箱中在28℃的温度下生长10-14天。如此获得的菌株在+4℃的温度下保存在冷藏箱中且根据需要将其取出并用于制备悬浮液。为了制备真菌菌株的悬浮液使用了真菌的测试培养物。在28℃下在Capek培养基中菌株生长自平板接种的时刻开始的从14天到28天的期间。

为真菌的每种测试培养物单独制备浓度1百万/ml的菌株的悬浮液。为此，具有纯培养物的来自测试管的真菌的菌株转移到含有15±5ml无菌生理溶液的烧瓶(测试管)中。通过细菌学回路保存菌株的方法进行菌株从测试管到烧瓶(测试管)的转移。

从测试管引入菌株时，回路不接触营养培养基。通过计算方法利用Gorjaeva的计数室进行悬浮液中菌株量的测定。具有特定浓度的每种真菌的悬浮液放置于营养培养基的表面(培养物的菌苔)上。将由研究样品(实施例4-10)浸渍的纸片置于所获得的真菌的菌苔上。

表2中呈现了进行的研究的结果。

从表1和2的分析导致以下结果：

生物杀伤剂的纳米结构组合物的水和水醇溶液(实施例4-10)相对于革兰氏阳性菌群、革兰氏阴性菌群和芽孢产生菌群的代表具有抗微生物活性(表1)。

从表1可以看出含有添加银(Ag⁺)离子的膨润土的纳米粒子的测试样品(样品8)，金黄色葡萄球菌的细菌在纸片周围生长抑制的区域是20mm，绿脓假单胞菌的细菌在纸片周围生长抑制的区域是18mm和蜡样芽胞杆菌的产生芽孢的细菌在纸片周围生长抑制的区域是11mm。这些数据证实了银制品的杀菌活性的效力。具有广泛抗微生物活性的给定种类的金属是已知的。同时已知制造给定产品的成本是相当高的并因此是不合适的。

作为测试的结果还测定了根据本发明的测试样品(样品4-7)，该样品含有本发明的金属离子的膨润土的纳米粒子的混合物，对于延长作用的杀菌性质与样品8的产品没有显著差别。且与样品8相比，获得样品4-7的成本更低。

作为测试的结果还测定了杆菌(蜡样芽胞杆菌菌株第8035号NCTC)的显著生长，通过利用基于添加离子Cu²⁺的膨润土粉末的纳米粒子的生物杀伤剂的组合物进行(样品9)。这证明了生物腐蚀过程的存在。

还测定了根据本发明的制品(样品10)的杀菌性质的效力，存在的大部分具有大于70nm的分散体的膨润土粉末的纳米粒子的产物显著减少了。

实施例4-8的制品显示了最好的杀真菌性质。

在这些制品中测定了抑制真菌性质和杀真菌性质。这些制品显示了其对各种真菌的活性的影响的不同程度(表2)。对指定的测试制品最敏感的是显示的深色真菌且最具抗性的真菌是曲霉。从对杀真菌(抗真菌)活性的评测的研究可以看出，含有根据本发明的具有金属离子的膨润土的纳米粒子的混合物的根据本发明的测试样品(样品4-7)对于延长作用的抑制真菌性质和杀真菌性质与样品8的产品(对照实施例)没有显著差别。且与样品8相比，获得的样品第4-7号的成本更低。

还确定了制品(样品10)在大于70nm的膨润土粉末的纳米粒子的分散体时的杀真菌性质的效力显著降低了。

因此，进行的研究作为整体证明了在应用的发明下对微生物的各种菌落的生物杀伤剂的纳米结构组合物的延长作用的杀菌和杀真菌性质的高效力，其基于以下目的证明了利用本发明的便利：

用于创伤、烧伤、外皮的溃疡区域的抗微生物处理，用于未中毒的处理区域的口腔粘液表面的处理；

用于不依赖用于建筑物品制造的材料的性质的建筑物品表面的处理。

表1.测试样品的抗菌活性

表2测试样品的杀真菌性质

--如果在纸片上快速增长的测试培养物被暴露，那么在5天内生长；0-5天内，测试培养物未在纸片上生长，即，化合物具有杀真菌性质

Claims (16)

1.纳米结构生物杀伤剂组合物，其具有杀真菌和杀菌活性，由添加Zn²⁺离子和选自Ag⁺与Cu²⁺之间的至少一种离子的膨润土粉末的纳米粒子组成。

2.根据权利要求1所述的纳米结构生物杀伤剂组合物，其中添加金属离子的所述膨润土粉末的纳米粒子含有Ag⁺、Zn²⁺、Cu²⁺的离子且它们之间呈以下重量比：添加Ag⁺离子的纳米粒子∶添加Zn²⁺离子的纳米粒子∶添加Cu²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.8)∶(0.2-0.5)。

3.根据权利要求1所述的纳米结构生物杀伤剂组合物，其中添加金属离子的所述膨润土粉末的纳米粒子仅含有Ag⁺和Zn²⁺离子且它们之间呈以下重量比：添加Ag⁺离子的纳米粒子∶添加Zn²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.8)。

4.根据权利要求1所述的纳米结构生物杀伤剂组合物，其中添加金属离子的所述膨润土粉末的纳米粒子仅含有Zn²⁺和Cu²⁺离子且它们之间呈以下重量比：添加Zn²⁺离子的纳米粒子∶添加Cu²⁺离子的纳米粒子为1∶(0.2-0.5)。

5.根据权利要求1所述的纳米结构生物杀伤剂组合物，其中膨润土粉末的分散的纳米粒子大部分具有高达70nm的尺寸。

6.根据权利要求1所述的纳米结构生物杀伤剂组合物，其呈液体形式，由添加Zn²⁺离子和选自Ag⁺与Cu²⁺之间的至少一种离子的膨润土粉末的纳米粒子组成，以膨润土的纳米粒子∶极性溶剂为1∶20的比与极性溶剂混合。

7.根据权利要求6所述的纳米结构生物杀伤剂组合物，其呈液体形式，其中所述极性溶剂是水。

8.根据权利要求6所述的纳米结构生物杀伤剂组合物，其呈液体形式，其中所述极性溶剂是40％的水醇溶液。

9.制备纳米结构生物杀伤剂组合物的方法，所述纳米结构生物杀伤剂组合物具有杀真菌和杀菌活性，由添加Zn²⁺离子和选自Ag⁺与Cu²⁺之间的至少一种离子的膨润土粉末的纳米粒子组成，所述方法包括所有或部分以下步骤：

a)用Na⁺离子富集Na形式的膨润土，通过用3-10％的氯化钠水溶液处理，之后洗涤直到除去酸性阴离子并干燥；

b)用10-20％的Ag盐水溶液，优选硝酸银水溶液在对应于所述盐在水中的溶解度的温度下处理步骤(a)中获得的产物，之后洗涤直到除去钠盐，之后过滤和干燥；

c)用10-20％的Zn盐水溶液，优选氯化锌水溶液在对应于所述盐在水中的溶解度的温度下处理步骤(a)中获得的产物，之后洗涤直到除去钠盐，之后过滤和干燥；

d)用10-20％的铜盐水溶液，优选硫酸铜水溶液在对应于所述盐在水中的溶解度的温度下处理步骤(a)中获得的产物，之后洗涤直到除去钠盐，并过滤和干燥。

10.根据权利要求7所述的方法，其包括所有步骤(a)至(d)。

11.根据权利要求7所述的方法，其包括步骤(a)、(b)、(c)。

12.根据权利要求7所述的方法，其包括步骤(a)、(c)、(d)。

13.根据权利要求8、9、10中任一项所述的方法，其中在步骤(b)、(c)、(d)结束时获得的膨润土粉末的各部分以获得尺寸大部分不超过70nm的膨润土的纳米粒子的方式分散，然后在它们之间混合。

14.根据权利要求8、9、10中任一项所述的方法，其中在步骤(b)、(c)、(d)结束时获得的膨润土粉末的各部分首先在它们之间混合，然后以获得尺寸大部分不超过70nm的膨润土的纳米粒子的方式分散。

15.根据权利要求11或12所述的方法，其中达到具有尺寸大部分不超过70nm的纳米粒子的所述膨润土粉末的分散通过在充足的水中重复的剧烈混合并连续地倾析、干燥且在合适的磨机中研磨来进行。

16.根据权利要求11或12所述的方法，其中达到具有尺寸大部分不超过70nm的纳米粒子的所述膨润土粉末的分散通过将粉末与去离子水以1∶10的比混合，然后应用超声分散器来进行。