一种用于表面消毒的共振抗微生物涂料的制作方法

1.本发明涉及一种用于表面消毒的抗微生物涂料。特别地，所述抗微生物涂料包括处于能量激发状态一段时间的原子。本发明中提供了抗微生物涂料的组合物及其制备方法。


背景技术：

2.一种新兴的抗微生物表面处理技术基于共振催化剂和光催化氧化，可将细小颗粒和有毒气体转化为更安全的化合物。基本上，光催化表面处理包括使用光催化剂与广谱紫外光反应产生羟基自由基和超氧离子，以氧化挥发性有机化合物并消除吸附在催化剂表面的微生物。
3.通常用作表面处理消毒剂的光催化剂的例子包括氧化钛、二氧化钛、氧化锌、氧化钨和三氧化钨。通过用特定波长的光轰击光催化剂，材料价带中的电子被激发到导带中。因此，电子可以自由移动，它们的能量可以用来将附近的水分子和氧分子分解成羟基自由基和超氧离子。
4.羟基自由基是最强大的氧化剂之一，比氯、臭氧和过氧化物更强，但因此羟基自由基的寿命非常短。氧化剂可以打断诸如细菌和挥发性有机分子等有机物质的键，将其分解成更小的化合物，直到只剩下二氧化碳和水蒸气。
5.此外，活性光催化剂已显示能够杀死多种革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌、丝状和单细胞真菌、藻类、原生动物、哺乳动物病毒和噬菌体。然而，细菌静止期，特别是细菌内生孢子、真菌孢子和原生动物囊肿，通常比细菌繁殖体更能抵抗光催化杀伤，这可能是由于细胞壁厚度增加所致。例如，据报道，棘阿米巴囊肿和圆锥孢木霉对光催化具有抗性。
6.光催化消毒技术的一项改进包括添加其他元素。所述元素的一些例子是钒、铜、锌、铑、银和镍。人们已经非常关注在涂层中使用纳米银和纳米铜颗粒来对表面进行消毒。经检验，银和铜可以提供天然的抗菌、抗病毒和抗真菌功效。当纳米银颗粒与细菌或病毒接触时，会抑制细胞的营养输送，攻击细胞膜，干扰细胞分裂，从而阻碍病菌的繁殖。另一方面，纳米铜颗粒会破坏细菌细胞膜或“包膜”，可以破坏微生物的dna或rna。纳米铜颗粒会对细菌细胞产生氧化应激，并产生可以杀死细胞的过氧化氢。它们还会干扰发挥重要功能的蛋白质。
7.本发明提供了一种改进的光催化消毒技术、及其组合物和制备该组合物的方法。


技术实现要素：

8.本发明的主要目的是提供一种共振抗微生物涂料组合物，用于通过在短时间内消除各种有机污染物和微生物来有效地对表面进行消毒。
9.本发明的另一个目的是提供一种用于表面消毒的共振抗微生物涂料组合物，其中所述组合物中的原子在一段时间内保持足够的振动能量，并且能够在涂覆到表面上时将振动能量传递给周围的有机污染物和微生物，以便于表面消毒，并提高消毒效果。
10.本发明的又一个目的是提供一种用于表面消毒的共振抗微生物涂料组合物，其中表面上的微生物被诱导以共振频率振动，直到微生物的细胞膜或细胞壁破碎和分裂。
11.然而，本发明的另一个目的是提供一种用于表面消毒的共振抗微生物涂料组合物，其中所述组合物的抗微生物特性是通过微生物的接触杀灭以及非直接接触杀灭来实现的。
12.此外，本发明的另一个目的是提供一种生产用于表面消毒的共振抗微生物涂料组合物的方法，其中所述组合物中的原子在一段时间内保持足够的振动能量，并且所述组合物中的原子在涂覆到表面上后，能够将振动能量传递给周围的有机污染物和微生物。
13.本发明至少全部或部分地满足了上述目的中的一个，其中本发明的实施方案描述了一种共振抗微生物涂料组合物，其包括选自氧化银、氧化铜及其组合的纳米级金属氧化物；和至少一种紫外线或荧光辅助光催化剂；其中，所述组合物的原子处于能量激发状态，所述能量激发状态即在受到频率为0.5khz至500khz的振动力的轰击至少24小时后，所述组合物的原子以0.5khz至500khz的频率振动预定周期。
14.在本发明的一个优选实施方案中，所述共振抗微生物涂料组合物还包含纳米级金属氧化物，所述纳米级金属氧化物选自氧化钛、二氧化钛、氧化钨、三氧化钨、氧化锌、氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化锡、氧化金及其任意组合。
15.在本发明的一个优选实施方案中，所述共振抗微生物涂料组合物包含按重量计0.01％至5.0％的所述纳米级金属氧化物。
16.在本发明的一个优选实施方案中，所述纳米级金属氧化物的粒径范围为5nm至50nm。
17.在本发明的一个优选实施方案中，所述紫外线或荧光辅助光催化剂为氧化钛、二氧化钛、氧化钨、三氧化钨、氧化锌或其任意组合。
18.在本发明的一个优选实施方案中，所述共振抗微生物涂料组合物包含按重量计0.01％至30.0％的所述紫外线或荧光辅助光催化剂。
19.在本发明的一个优选实施方案中，所述共振抗微生物涂料组合物还包含粘合剂、液体载体、表面添加剂或其任何组合。
20.本发明还描述了一种共振抗微生物涂料组合物的制备方法，所述组合物包含选自氧化银、氧化铜及其组合的纳米级金属氧化物；和至少一种紫外线或荧光辅助光催化剂；其中，所述组合物的原子处于能量激发状态，所述能量激发状态即在受到频率为0.5khz至500khz的振动力的轰击至少24小时后，所述组合物的原子以0.5khz至500khz的频率振动预定周期。
附图说明
21.为了便于理解本发明，在附图中示出了由检测得到的优选实施例，结合以下描述考虑，将很容易理解和领会本发明、本发明的构思和操作、及其许多优点。
22.图1为实施例1中所述的测试样品的逆转录聚合酶链反应(rt-pcr)产物的琼脂糖凝胶电泳图像。
23.图2为实施例2中所述的测试样品的逆转录聚合酶链反应(rt-pcr)产物的琼脂糖凝胶电泳图像。
24.图3为实施例3中所述的测试样品的逆转录聚合酶链反应(rt-pcr)产物的琼脂糖凝胶电泳图像。
具体实施方式
25.本领域的技术人员将容易理解，本发明非常适用于实现所述目的并获得所述目的和优点，以及其中固有的目的和优点。本发明所描述的实施例并不旨在限制本发明的范围。
26.本技术公开了一种用于消毒目的的组合物，包括但不限于表面消毒。特别地，本技术公开的组合物是一种共振抗微生物涂料组合物，其具有至少一种纳米级金属氧化物和至少一种紫外线或荧光辅助光催化剂。优选地，所述组合物的原子处于能量激发状态，其中它们以0.5khz至500khz的频率振动预定周期。优选将组合物作为涂料涂覆在表面上，以有效去除有机污染物并抑制表面上的细菌生长。本技术公开的组合物能够接触杀灭和非接触杀灭微生物。特别地，共振抗微生物涂料组合物可用于所有室内场所，例如家庭、办公室、酒店、机场、车辆等。本技术公开的组合物可对包括病毒和细菌在内的广泛微生物有效。此外，它还能氧化空气中的异味。本技术公开的组合物在涂覆后的短时间内变得有效。优选地，该组合物在涂覆1分钟后有效。
27.在本技术的优选实施方案中，共振抗微生物涂料组合物包含至少一种金属氧化物，所述金属氧化物选自氧化银、氧化铜、氧化钛、二氧化钛、氧化钨、三氧化钨、氧化锌、氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化锡和氧化金。这些金属氧化物能够减缓或阻碍微生物生长和/或灭活或杀死微生物。优选地，这些金属氧化物以纳米级颗粒的形式存在。本领域技术人员不应将所述金属氧化物限制为一种类型的金属氧化物；相反，所述金属氧化物可以是两种或多种金属氧化物的混合物。优选高导电性金属，由于高导电性金属可以保持更高的电荷，因此具有更高的保持振动能量的能力和容量，振动能量随后被转移到涂覆的装置。在一个更优选的实施例中，共振抗微生物涂料组合物至少包括纳米级氧化银、氧化铜或其组合。
28.与其他金属氧化物相比，特别优选氧化银，因为银可通过直接接触有效地灭活微生物。与细菌和真菌接触的纳米银颗粒可以通过抑制这些微生物的细胞呼吸、电子传递系统的基础代谢和底物在微生物细胞膜中的运输，从而对这些微生物的细胞代谢产生不利影响。因此，纳米银颗粒能够抑制接触的细菌和真菌的繁殖和生长，这些细菌和真菌可能导致感染、异味、瘙痒和溃疡。
29.类似地，优选氧化铜，因为铜能够通过直接接触有效地灭活微生物。纳米铜颗粒能够杀死细菌、病毒等微生物。纳米铜颗粒会破坏微生物细胞膜或包膜，并破坏微生物的dna或rna。纳米铜颗粒的抗微生物活性归因于它们能够对细菌细胞产生氧化应激，并产生能够杀死微生物的过氧化氢。此外，纳米铜颗粒会干扰微生物细胞中负责重要细胞功能或过程的蛋白质。
30.在本技术的优选实施例中，共振抗微生物涂料组合物包含按重量计0.01％至30.0％的纳米级金属氧化物。更优选地，纳米级氧化银和/或氧化铜占组合物重量的0.1％至5.0％。对于金属氧化物按重量计低于0.01％的组合物来说，为引起共振而转移的能量可能不够。然而，超出按重量计30.0％的金属氧化物的任何量都不会提供任何额外的有益效果。
31.重要的是，与常见的微米级金属氧化物颗粒相比，组合物中的金属氧化物颗粒，特
别是银和/或铜颗粒，在纳米尺寸范围内，以便为与微生物接触并捕获、保持和释放振动能量提供更大的表面积。在本技术的示例性实施例中，1克10nm氧化银颗粒提供大约100m2的接触表面积。优选地，组合物中的金属氧化物颗粒的尺寸为5nm至100nm。
32.根据本技术的优选实施方式，共振抗微生物涂料组合物包含至少一种紫外光辅助光催化剂，所述紫外光辅助光催化剂选自氧化钛、二氧化钛、氧化钨、三氧化钨、氧化锌及其任意组合。紫外光辅助光催化剂对紫外线或荧光光源有响应，以氧化病毒、细菌、霉菌、真菌、气味、挥发性有机化合物和有毒气体。优选地，所述组合物包含按重量计0.01％至30.0％的紫外光辅助光催化剂。
33.当所述组合物中的紫外光辅助光催化剂暴露于紫外线或荧光光线时，启动光催化作用。这被称为光学固体表面或界面反应。光催化剂活化后，在紫外光辅助光催化剂的表面发生重复的氧化-还原(氧化还原)反应。氧化还原反应需要含有氧气和水蒸气的空气。
34.在光催化过程中，光催化剂吸收紫外线或荧光，产生电子和带正电荷的空穴。电子(e-)和带正电荷的空穴(h
+
)的产生越多，反应效果就越高。光催化反应如下图所示：
35.tio2(光催化剂)+hν(紫外线)
→
e-+h
+
36.产生的带正电荷的空穴具有很强的氧化能力，通过与存在于光催化剂表面的水分子反应，可以产生羟基自由基(
·
oh)。羟基自由基是通过如下所示的反应产生的：
37.h
+
+h2o
→
·
oh+h
+
38.产生的羟基自由基会氧化有机污染化合物。在氧气存在的情况下，有机污染化合物的中间体的自由基引发自由基链反应并消耗氧气。结果表明，有机污染化合物被分解，并最终转化成二氧化碳和水。
39.另一方面，所产生的电子与光催化剂表面的氧发生还原反应，产生过氧化物阴离子(o
2-)，其中反应如下所示：
40.e-+o2→o2-41.过氧化物阴离子通过附着在氧化反应的中间体上形成氧化物，或转化成过氧化氢(h2o2)，然后转化成水。空气中也会产生氧自由基(
·
o)，并直接影响有机物的碳-碳键。
42.由于有机物通常比水更容易氧化，因此带正电荷的空穴更容易氧化有机化合物。有机物浓度较高时，空穴和电子这两种载流子的复合率会降低。
43.本技术公开的共振抗微生物涂料组合物还可包含溶剂基或水基的液体载体。特别地，金属氧化物颗粒包含在液体载体中，使得共振抗微生物涂料组合物易于施加并涂覆在表面上。液体载体还充当将能量从能量源转移到金属氧化物或从金属氧化物转移到抗微生物涂料的原子的介质。可以采用不与金属氧化物反应的任何种类的液体载体。优选地，液体载体为硅油或醇或水或其混合物。更优选地，所述醇可选自异丙醇、甲醇或乙醇，而所述硅油可选自六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基环戊基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷或八甲基环四硅氧烷。当表面涂有组合物时，硅油的存在还为表面提供了光滑的外观以及防粘特性，以便灰尘或其他固体杂质不会粘附在表面上。优选地，所述组合物包含按重量计75％至94％的液体载体。
44.本技术公开的共振抗微生物涂料组合物还可进一步包含粘合剂。需要一种粘合剂来确保涂料很好地粘合到待涂覆表面。优选地，粘合剂是硅烷或单聚物或共聚物。更优选地，硅烷是烷基硅烷。烷基硅烷可选自甲基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、直链
二烷基硅烷、氟化烷基硅烷或环状烷基硅烷。可以使用任何可以使组合物在室温下固化并缩短固化时间的硅烷粘合剂。优选地，所述组合物包含按重量计0.01％至30％的粘合剂。
45.除了载体和粘合剂之外，本技术公开的共振抗微生物涂料组合物还可包含表面添加剂。添加表面添加剂以进一步增强涂层与待涂覆表面的结合力。优选地，表面添加剂是用于降低组合物的ph的酸。当组合物涂覆在表面上时，酸性组合物可轻微蚀刻表面，并在组合物和表面之间形成结合。应当注意，酸的添加量不应高到使组合物的ph值低于5或变成强酸性的程度。优选所述组合物的ph范围为5至6，其有效地增强涂层的结合力而不对装置的任何部分造成任何腐蚀。优选地，酸可以选自硫酸、磷酸、硝酸或盐酸。碱性组合物不是优选的，因为它可能使涂层容易从表面分离。优选地，该组合物包含按重量计0.1％至8％的表面添加剂。更优选地，该组合物包含按重量计小于2％的表面添加剂。
46.根据本技术的优选实施方案，共振抗微生物涂料组合物中的原子保持足够的能量，使它们以预定频率振动一段时间。优选地，原子处于以0.5khz至500khz的频率振动的能量激发状态。特别地，原子受到共振频率的轰击，并在该频率下受到振动力至少24小时。当任何表面涂覆有共振抗微生物涂料组合物时，所述组合物的原子将振动能量在10mm至20mm的距离范围内沿所有方向上传递给该表面上的微生物。因此，微生物的细胞膜或细胞壁被诱导以相似的频率振动。特别是，微生物细胞膜或细胞壁以其固有频率振动，发生共振，最终导致它们破碎和分裂。
47.微生物的静止期，特别是细菌内生孢子、真菌孢子和原生动物囊肿，通常比细菌繁殖体更耐光催化消毒，这可能是由于细胞壁厚度增加所致。然而，当共振抗微生物涂料组合物的原子被激发以0.5khz至500khz的频率振动，并且振动能量传递给处于静止期的微生物时，微生物细胞壁的损坏或破碎变得更容易且更有效，因此可以降低这些微生物对光催化消毒的抵抗力。
48.此外，微生物与光催化剂之间的密切接触增加了氧化损伤的程度。固定在表面上的光催化剂，例如固定在薄层或薄膜上的光催化剂，活性低于悬浮的光催化剂。这可能是由于光催化剂颗粒与表面微生物细胞之间的接触减少，以及活性氧(ros)产生的表面积减少。然而，当光催化剂被激发以0.5khz至500khz的频率振动时，由光催化剂引起的氧化损伤得到改善。在本技术的优选实施方案中，在将共振抗微生物涂料组合物涂覆到表面上时，其中包含的紫外光辅助光催化剂被固定。然而，当组合物中的光催化剂颗粒被激发以0.5khz至500khz的频率振动时，由固定化的光催化剂造成的氧化损伤至少相当于悬浮的光催化剂造成的氧化损伤。
49.上述任何描述的共振抗微生物涂料组合物可以采用以下方法制备。将组合物的组分，诸如金属氧化物、紫外线或荧光辅助光催化剂、粘合剂、液体载体和表面添加剂，一次一种地均匀混合。混合顺序优选为粘合剂、表面添加剂、液体载体、金属氧化物、及紫外线或荧光辅助光催化剂。需要注意的是，为了获得均匀的混合物，不应在硅烷或单体聚合物或共聚物之前添加金属氧化物。更优选地，组合物通过以20khz至100khz的频率操作的超声混合器均质化至少1小时。然而，不必将组合物混合超过2小时以获得均匀的混合物。可以采用任何其他方法均质化混合物。在均质化过程中，纳米颗粒金属氧化物可以进一步分解成具有更高表面积的更小尺寸，以捕获、保持和释放振动能量。
50.随后，以0.5khz至500khz频率的振动力对混合物进行轰击至少24小时，以将能量
储存在纳米颗粒内。可以以任何形式提供振动力。优选地，振动力通过超声波方式提供。需要足够长的轰击时间，以允许组合物的原子，特别是金属氧化物、及紫外线或荧光辅助光催化剂的原子，捕获并保持来自振动力的能量一段时间。具有能量的组合物的原子被激发，以与振动力的频率相似的频率剧烈振动一段时间。
51.均质化步骤和轰击步骤可以在单一操作中进行，其中仅使用超声波处理。混合组合物后，对混合物进行超声波处理，其中同时发生均质化和能量捕获。超声频率优选为0.5khz至500khz，并且超声波处理优选持续至少24小时。然而，使用单一操作方法生产的组合物容易发生相分离。尽管相分离可能不会影响组合物的性能，但组合物的美观性可能不受用户欢迎。
52.或者，即使仅使用超声波处理，均质化步骤和轰击步骤也可以分为在两个单独的操作中进行。粘合剂、表面添加剂和液体载体通过超声波混合器以20khz至100khz的频率混合并均质化至少1小时，优选不超过2小时。随后，将金属氧化物添加到均质化的混合物中。将所得混合物以0.5khz至500khz的频率进行超声波处理至少24小时。
53.尽管已经详细描述和说明了本发明，但应当理解，上述内容只是说明和示例的方式，而不应理解为限制的方式。本发明的范围仅由所附权利要求的条款限制。
54.实施例
55.下面提供实施例来说明本发明的不同方面和实施方式。所述实施例无意以任何方式限制所公开的发明，本发明仅由权利要求限制。
56.实施例1：
57.所公开的共振抗微生物涂料组合物对冠状病毒o43(cov-o43)的抗微生物效果的评价
58.根据表1制备8种测试样品，一式三份。用于测试的测试病毒是冠状病毒o43(cov-o43)。每个样品中测试病毒的浓度为104pfu/ml。编号1和2的样品中，共振抗微生物涂料组合物与测试病毒的体积比为3:1。在表1中规定的接触时间内，将测试样品保持在适当的温度下。编号1至4的样品暴露在白光/可见光下，而编号5至8的样品在规定的接触时间内不受任何光照。在规定的接触时间后，立即对测试样品进行病毒核苷酸提取和泛冠状病毒逆转录聚合酶链反应(rt-pcr)检测，以检测测试样品中的测试病毒。对每个测试样品的pcr产物进行琼脂糖凝胶电泳。若琼脂糖凝胶中存在251bp的pcr产物，则表明测试样品中存在测试病毒。测试结果如表1和图1所示。
[0059][0060]
参见表1和图1，在编号1和2的样品中均未检测到251bp的pcr产物，表明这些样品
中的测试病毒(冠状病毒o43，cov-o43)及其病毒rna被本技术公开的共振抗微生物涂料组合物通过接触杀灭有效降解。此外，测试结果表明，共振抗微生物涂料组合物在短至5分钟的时间后即对cov-o43有效。通过使用本技术公开的共振抗微生物涂料组合物可以实现快速的表面消毒效果。
[0061]
实施例2：
[0062]
所公开的共振抗微生物涂料组合物对肠道病毒a71(ev-a71)的抗微生物效果的评估
[0063]
根据表2制备8种测试样品，一式三份。用于测试的测试病毒是肠道病毒a71(ev-a71)。每个样品中测试病毒的浓度为105pfu/ml。编号1和2的样品中，共振抗微生物涂料组合物与测试病毒的体积比为3:1。在表2中规定的接触时间内，将测试样品保持在适当的温度下。编号1至4的样品暴露在白光/可见光下，而编号5至8的样品在规定的接触时间内不受任何光照。在规定的接触时间后，立即对测试样品进行病毒核苷酸提取和泛肠病毒逆转录聚合酶链反应(rt-pcr)检测，以检测测试样品中的测试病毒。对每个测试样品的pcr产物进行琼脂糖凝胶电泳。若琼脂糖凝胶中存在154bp的pcr产物，则表明测试样品中存在测试病毒。测试结果如表2和图2所示。
[0064][0065]
参见表2和图2，在编号1和2的样品中均未检测到154bp的pcr产物，表明这些样品中的测试病毒(肠道病毒a71、ev-a71)及其病毒rna被本技术公开的共振抗微生物涂料组合物通过接触杀灭有效降解。此外，测试结果表明，共振抗微生物涂料组合物在短至5分钟的时间后即对ev-a71有效。通过使用本技术公开的共振抗微生物涂料组合物可以实现快速的表面消毒效果。
[0066]
实施例3：
[0067]
所公开的共振抗微生物涂料组合物对柯萨奇病毒a6(cva-6)和柯萨奇病毒a16(cva-16)的抗微生物效果的评估
[0068]
根据表3制备两组样品，每组8种测试样品，一式三份。在第一组(组i)测试样品中使用的测试病毒是柯萨奇病毒a6(cva-6)，而在第二组(组ii)测试样品中使用的测试病毒是柯萨奇病毒a16(cva-16)。每个样品中测试病毒的浓度为105pfu/ml。编号i-1、i-2、ii-1和ii-2的样品中，共振抗微生物涂料组合物与测试病毒的体积比为3:1。在表3中规定的接触时间内，将测试样品保持在适当的温度下。在每组样品(组i和组ii)中，编号1至4的样品暴露在白光/可见光下，而编号5至8的样品在规定的接触时间内不受任何光照。在规定的接
触时间后，立即对测试样品进行病毒核苷酸提取和泛肠病毒逆转录聚合酶链反应(rt-pcr)检测，以检测测试样品中的测试病毒。对每个测试样品的pcr产物进行琼脂糖凝胶电泳。若琼脂糖凝胶中存在154bp的pcr产物，则表明测试样品中存在测试病毒。测试结果如表3和图3所示。
[0069][0070]
参见表3和图3，在编号为i-1、i-2、ii-1和ii-2的样品中均未检测到154bp的pcr产物，表明这些样品中的测试病毒(柯萨奇病毒a6，cva-6和柯萨奇病毒a16，cva-16)及其病毒rna被本技术公开的共振抗微生物涂料组合物通过接触杀灭有效降解。此外，测试结果表明，共振抗微生物涂料组合物在短至5分钟的时间后即对cva-6和cva-16有效。通过使用本技术公开的共振抗微生物涂料组合物可以实现快速的表面消毒效果。
[0071]
实施例4：
[0072]
所公开的共振抗微生物涂料组合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的功效测试
[0073]
使用本技术公开的包含纳米级氧化铜颗粒作为活性成分的共振抗微生物涂料组合物(测试组合物)进行消毒功效测试。参照美国药典51，使用内部法进行该测试，其中将测试微生物诸如大肠杆菌atcc 8739和金黄色葡萄球菌atcc 6538引入到测试组合物中。如表4所示，在培养皿上制备测试微生物的接种物，在约104的浓度量级范围内；并将测试组合物涂覆在培养皿盖的内侧上，以在相距1cm的距离处对测试微生物发射融合共振频率。在特定时间后分析培养皿，以确定剩余的可存活微生物数量。结果如下表4所示。
[0074][0075]
如表4所示，本技术公开的共振抗微生物涂料组合物能够通过非接触式杀灭有效杀灭诸如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等细菌。特别地，在将组合物涂覆于附近的表面后5分钟，表面上至少75％的细菌被消除。
[0076]
实施例5：
[0077]
所公开的共振抗微生物涂料组合物对导致2019年冠状病毒病(covid-19，新冠肺炎)的严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2型(sars-cov-2)的功效测试
[0078]
细胞和病毒
[0079]
测试病毒，严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2型(sars-cov-2)，在马来西亚马来亚大学热带传染病研究和教育中心(tidrec)的vero e6细胞中分离、繁殖和维持。vero e6细胞在补充有10％胎牛血清(fbs)的dmem(dulbecco改良eagle培养基)(美国纽约格兰德岛吉布科)中培养。将细胞用5％二氧化碳(co2)维持在37℃。病毒滴度使用vero e6细胞通过微滴定法测定，并以组织培养感染剂量50％(tcid
50
/ml)表示。当细胞病变效应(cpe)在显微镜下明显时，收集上清液，通过离心澄清，并在-80℃储存至需要时。
[0080]
体外定量悬浮试验
[0081]
根据欧洲标准en14476:2013/fpra1:2015协议，针对测试病毒测试包含二氧化钛、银离子和铜离子作为活性成分的共振抗微生物涂料组合物(测试产品a)和包含铜离子作为活性成分的共振抗微生物涂料组合物(测试产品b)。实验条件如表5所示。在两种不同条件下，即污染条件(3.0g/l牛血清白蛋白(bsa)+3ml/l红细胞干扰物质)和清洁条件(0.3g/l bsa干扰物质)下，以接触时间分别为1分钟、5分钟和10分钟，测试产品a和测试产品b以未稀释及2倍稀释进行测试。测试混合物由100μl干扰物质、100μl浓度为5.42x 105tcid50/ml的病毒悬浮液、和100μl测试产品a或800μl测试产品b组成。在规定的接触时间(1分钟、5分钟和10分钟)后，通过向测试混合物中添加dmem+2％ fbs立即抑制测试产品的杀病毒活性，然后将混合物在冰冷的培养基(dmem+2％ fbs)中稀释10倍。将稀释的测试混合物添加到vero e6细胞中以测定tcid
50
/ml。还采用蒸馏水代替污染条件和清洁条件下的测试产品，对病毒对照混合物进行了评估。将细胞孵育72小时直至cpe形成。采用多聚甲醛和结晶紫的混合物来固定和染色受感染的细胞。使用spearman-karber方法测定病毒滴度，并以组织培养感染剂量50％(tcid
50
/ml)表示。测试产品a和测试产品b的杀病毒活性由病毒对照的对数滴度减去测试病毒的对数滴度之差(δlog
10 tcid
50
/ml)。病毒滴度降低4log
10
(对应于≥99.99％的灭活)对于声称测试产品的杀病毒活性是必要的。
[0082][0083]
抑制试验
[0084]
对测试产品a和测试产品b的杀病毒活性进行抑制，以准确测定测试产品在规定接触时间的杀病毒活性。通过向测试混合物中加入冰冷的dmem+2％fbs来抑制杀病毒活性，并用细胞培养基连续稀释10倍。在暴露1分钟时测定测试产品的杀病毒活性抑制。如表6所示，抑制试验的结果表明，与对照相比，测试混合物中的病毒滴度没有差异。这表明添加冷培养基和连续稀释有效地抑制了测试产品的杀病毒活性，导致病毒滴度没有降低。
[0085][0086]
*未稀释的混合物
[0087]
测试产品的杀病毒活性
[0088]
根据欧洲标准en14476:2013/fpra1:2015协议，对测试产品a和测试产品b进行了对抗测试病毒测试。通过将测试产品处理的样品与对照处理的样品进行比较，来确定细胞
培养物中病毒细胞病变效应的表现。在清洁和污染条件下，对照处理样品中的病毒滴度为5.42
×
105tcid
50
/ml。如表7所示，测试产品a和测试产品b在清洁和污染的条件下暴露1分钟、5分钟和10分钟时，在纯净测试时均实现了病毒滴度降低》5log
10
。
[0089][0090][0091]
包含二氧化钛、银离子和铜离子作为活性成分的共振抗微生物涂料组合物(测试产品a)和包含铜离子作为活性成分的共振抗微生物涂料组合物(测试产品b)在未经稀释的情况下进行测试时，表现出有效且快速的杀病毒活性：在清洁和污染这两种条件下，1分钟内sars-cov-2(测试病毒)病毒滴度降低≥5log
10
。这些发现表明，所公开的共振抗微生物涂料组合物可以通过接触杀灭在1分钟内杀死99.99％的sars-cov-2。
[0092]
实施例6：
[0093]
所公开的共振抗微生物涂料组合物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌和巴西曲霉的功效测试
[0094]
使用本技术公开的包含纳米级氧化铜颗粒作为活性成分的共振抗微生物涂料组合物(测试组合物)进行消毒功效测试。参照如实施例4所述的美国药典51，使用内部法进行测试，其中将测试微生物，诸如大肠杆菌atcc 8739、金黄色葡萄球菌atcc 6538、铜绿假单胞菌atcc 9027、白色念珠菌atcc 10231和巴西曲霉atcc 16404，引入所述测试组合物中。测试参数和结果如下表8所示。
[0095]
[0096][0097]
表8所示结果表明，本技术所公开的共振抗微生物涂料组合物能够通过非接触式杀灭有效杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌和巴西曲霉等细菌。特别地，在将组合物涂覆于附近表面上1分钟后，表面上99.99％的细菌被消除。
[0098]
实施例7：
[0099]
所公开的共振抗微生物涂料组合物对鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的功效测试
[0100]
使用本技术公开的包含二氧化钛、氧化银和硫酸铜作为活性成分的共振抗微生物涂料组合物(测试组合物1)进行消毒功效测试，并使用包含电气石作为活性成分的共振抗微生物涂料组合物(测试组合物2)进行消毒功效测试。参照美国药典(usp)41，使用内部法进行测试，其中将测试微生物，诸如鼠伤寒沙门氏菌atcc 14028、金黄色葡萄球菌atcc 25923和白色念珠菌atcc 10231，引入未稀释的测试组合物中。测试组合物1和测试组合物2的测试参数和结果分别如表9和表10所示。
[0101][0102][0103]
表9和10中所示的结果表明，本技术公开的共振抗微生物涂料组合物能够在5分钟后有效杀灭细菌，诸如鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌。

技术特征：
1.一种共振抗微生物涂料组合物，其特征在于，包括：纳米级金属氧化物，所述纳米级金属氧化物选自氧化银、氧化铜及其组合；以及，至少一种紫外线或荧光辅助光催化剂；其中，所述组合物的原子处于能量激发状态，所述能量激发状态即在受到频率为0.5khz至500khz的振动力的轰击至少24小时后，所述组合物的原子以0.5khz至500khz的频率振动预定周期。2.如权利要求1所述的共振抗微生物涂料组合物，其特征在于，其进一步包括纳米级金属氧化物，所述纳米级金属氧化物选自氧化钛、二氧化钛、氧化钨、三氧化钨、氧化锌、氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化锡、氧化金及其任意组合。3.如权利要求1或2所述的共振抗微生物涂料组合物，其特征在于，其中所述组合物包含按重量计0.01％至30.0％的所述纳米级金属氧化物。4.如权利要求1至3中任一项所述的共振抗微生物涂料组合物，其特征在于，其中所述纳米级金属氧化物的粒径范围为5nm至50nm。5.如权利要求1至4中任一项所述的共振抗微生物涂料组合物，其特征在于，其中所述紫外线或荧光辅助光催化剂，选自氧化钛、二氧化钛、氧化钨、三氧化钨、氧化锌或其任意组合。6.如权利要求1至5中任一项所述的共振抗微生物涂料组合物，其特征在于，其中所述组合物包含按重量计0.01％至30.0％的所述紫外线或荧光辅助光催化剂。7.如权利要求1至6中任一项所述的共振抗微生物涂料组合物，其特征在于，其中还包含粘合剂、液体载体、表面添加剂或其任意组合。8.如权利要求1至7中任一项所述的共振抗微生物涂料组合物的制备方法，其特征在于，包括：纳米级金属氧化物，所述纳米级金属氧化物选自氧化银、氧化铜及其组合；以及，至少一种紫外线或荧光辅助光催化剂；其中，所述组合物的原子处于能量激发状态，所述能量激发状态即在受到频率为0.5khz至500khz的振动力的轰击至少24小时后，所述组合物的原子以0.5khz至500khz的频率振动预定周期。

技术总结
本发明公开了一种用于表面消毒的共振抗微生物涂料组合物及其制备方法。特别地，所述共振抗微生物涂料组合物包括选自氧化银、氧化铜及其组合的纳米级金属氧化物，以及至少一种紫外光或荧光辅助光催化剂。所述组合物的原子处于能量激发状态，所述能量激发状态即在受到频率为0.5kHz至500kHz的振动力的轰击至少24小时后，所述组合物的原子以0.5kHz至500kHz的频率振动预定周期。频率振动预定周期。频率振动预定周期。


技术研发人员：邵亚荣
受保护的技术使用者：邵亚荣
技术研发日：2020.10.23
技术公布日：2023/8/9