具有生物杀灭活性的玻璃态组合物粉末
阅读：484发布：2020-05-14
专利汇可以提供具有生物杀灭活性的玻璃态组合物粉末专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 玻璃态 组合物粉末作为 生物 杀灭剂的用途，其特征在于所述的粉末的最低的CaO含量为10重量％。，下面是具有生物杀灭活性的玻璃态组合物粉末专利的具体信息内容。
1.玻璃态粉末作为生物杀灭剂的用途，所述的粉末至少包含二氧化硅(SiO2)和氧化钙(CaO)，并且CaO的含量超过10重量％。
2.根据权利要求1所述的玻璃态粉末作为杀细菌剂和/或杀真菌剂的用途。
3.根据权利要求2所述的玻璃态粉末的用途，其中对可以为革兰氏阳性、革兰氏阴性或它们组合的任意一者的细菌产生所述的杀细菌作用。
4.根据权利要求3所述的玻璃态粉末的用途，其中所述的革兰氏阳性细菌可以为藤黄微球菌或枯草杆菌。
5.根据权利要求3所述的玻璃态粉末的用途，其中所述的革兰氏阴性细菌为大肠杆菌。
6.根据权利要求2所述的玻璃态粉末的用途，其中对酵母菌产生所述的杀真菌作用。
7.根据权利要求6所述的玻璃态粉末的用途，其中所述的酵母菌为东方伊萨酵母菌。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的玻璃态粉末的用途，其特征在于，所述的粉末的特征在于其另外包含氧化磷(P2O5)。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的玻璃态粉末的用途，其特征在于，所述的粉末另外包含选自以下的氧化物：氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化镁(MgO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化铝(Al2O3)和氧化硼(B2O3)。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的玻璃态粉末的用途，其中所述的粒径小于
200μm。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的玻璃态粉末的用途，其中可以在容器、制药药品、医药装置、手术移植物、织物、空气设备、游泳池或运输工具上作为生物杀灭剂来应用。
具有生物杀灭活性的玻璃态组合物粉末
技术领域
[0001] 本发明涉及玻璃态组合物粉末作为生物杀灭剂的用途，其特征在于所述的粉末的最低的CaO含量为10重量％。
背景技术
[0002] 具有铜、银或锌成分且具有杀细菌和杀真菌活性的玻璃的用途可以由Esteban-Tejeda L，Malpartida F，Esteban-Cubillo A，Pecharromán C and Moya JS，2009，Nanotechnology 20 art.num.085103(6pp)；Esteban-Tejeda L，Malpartida F，Esteban-Cubillo A，Pecharromán C and Moya JS，2009，Nanotechnology 20505701doi：
10.1088/0957-4484/20/50/505701(2009)；Fang M，Chena JH，Xub XL，Yang PH and Hildebrand HF，2006，International Journal of Antimicrobial Agents 27513-17；Rai M，Yadav A and Gade A，2009，Biotechnology Advances 2776-83的文章知道。铜、银或锌的这些金属粒子对于环境可能是有毒和/或有害的。相同的是使用诸如三氯生之类的有机生物杀灭剂的情况，其中所述的三氯生是高毒性且会污染：Greyshok AE and Vikesland PJ，2006，Environ.Sci.Technol.40 2615-22；Allmyr M，Panagiotidis G，Sparve E，Diczfalusy U and Sandborgh-Englund G，2009，Basic and Clinical Pharmacology and Toxicology 105339-44；Geens T，Roosens L，Neels H，Covaci A，2009，Chemosphere 76
755-60。
10.1088/0957-4484/20/50/505701(2009)；Fang M，Chena JH，Xub XL，Yang PH and Hildebrand HF，2006，International Journal of Antimicrobial Agents 27513-17；Rai M，Yadav A and Gade A，2009，Biotechnology Advances 2776-83的文章知道。铜、银或锌的这些金属粒子对于环境可能是有毒和/或有害的。相同的是使用诸如三氯生之类的有机生物杀灭剂的情况，其中所述的三氯生是高毒性且会污染：Greyshok AE and Vikesland PJ，2006，Environ.Sci.Technol.40 2615-22；Allmyr M，Panagiotidis G，Sparve E，Diczfalusy U and Sandborgh-Englund G，2009，Basic and Clinical Pharmacology and Toxicology 105339-44；Geens T，Roosens L，Neels H，Covaci A，2009，Chemosphere 76
755-60。
[0003] 一些研究已经发表，根据这些研究，溶液中会存在高浓度的钙，Ca2+会干扰酶(例如葡聚糖合成酶)活性，从而抑制糖的合成，由此抑制微生物体的生长。在酵母菌的2+
情况下，Ca 还会干扰孢子的萌发。用于抑制生长所需的钙的浓度取决于所研究的微生物体。[Droby S，Wisniewski ME，Cohen L，Weiss B，Touitou D，Eilam Y and Chalutz E，1997，Phytopathology87[3]310-5；Chardonnet CO，Sems CE and Conway WS，1999，Phytochemistry 52 967-73；Kaile A，Pitt D and Khun PJ，1992，Physicological and Molecular Olant Pathology 40 49-62]。
情况下，Ca 还会干扰孢子的萌发。用于抑制生长所需的钙的浓度取决于所研究的微生物体。[Droby S，Wisniewski ME，Cohen L，Weiss B，Touitou D，Eilam Y and Chalutz E，1997，Phytopathology87[3]310-5；Chardonnet CO，Sems CE and Conway WS，1999，Phytochemistry 52 967-73；Kaile A，Pitt D and Khun PJ，1992，Physicological and Molecular Olant Pathology 40 49-62]。
[0004] 在一些对抗大肠杆菌(Escherichia coli)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)或金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的生物玻璃中，一些作者未观察到任何生物杀灭活性。此外，熟知的是具有高二氧化硅含量的玻璃态产物(例如试验室玻璃、瓶子等)不具有生物杀灭活性。
发明内容
[0005] 本发明提供了玻璃态组合物粉末作为生物杀灭剂的用途，其中所述的粉末的CaO的最低含量为10重量％。
[0007] 本发明中的“玻璃态粉末”被认为是固体粒子，其具有维度小于500μm的玻璃组合物，使得粒子在一起时具有与有害的微生物体相互作用的足够的表面积。
[0008] 本发明中的“生物杀灭剂”被认为是对涵盖了任何有害的微生物体进行消灭、中和、抑制行动或一些其他类型的控制的化学物质。
[0009] 在优选的实施方案中，生物杀灭作用可以为杀细菌和/或杀真菌。
[0010] 本发明中的“杀真菌剂”被认为是用于抑制生长或杀死对植物、动物或人类有害的真菌和霉的物质。
[0011] 本发明中的“杀细菌剂”被认为是用于毁灭细菌的物质。
[0012] 在杀细菌用途的情况下，在更优选的实施方案中，对可以为革兰氏阳性、革兰氏阴性或它们组合的任意一者的细菌产生所述的杀细菌作用。
[0013] 在更优选的实施方案中，玻璃态粉末作为杀细菌剂对其起作用的革兰氏阳性细菌可以为藤黄微球菌(Micrococcus luteus)或枯草杆菌(Bacillus subtilis)。
[0014] 在更优选的实施方案中，玻璃态粉末作为杀细菌剂对其其作用的革兰氏阴性细菌为大肠杆菌。
[0015] 在另一个更优选的实施方案中，对酵母菌产生所述的杀真菌作用，并且在另一个更优选的实施方案中，酵母菌为东方伊萨酵母菌(Issatchenkia orientalis)(Candida krusei)。
[0016] 本发明描述了具有高钙含量(CaO的含量超过10重量％)的多种玻璃态组合物粉末针对三种不同类型的微生物体(大肠杆菌(革兰氏阴性细菌)、藤黄微球菌(革兰氏阳性细菌)和东方伊萨酵母菌(酵母菌))的生物杀灭活性。
[0017] 所述的玻璃态组合物可以另外包含氧化磷(P2O5)。
[0018] 玻璃态粉末可以另外包含选自以下列举物的氧化物，所述的列举物包含：氧化铝(Al2O3)、氧化硼(B2O3)、氧化钾(K2O)、氧化钠(Na2O)、氧化铁(Fe2O3)、氧化镁(MgO)以及需要稳定玻璃结构的任何氧化物。
[0019] 优选的是，用于玻璃态组合物的粒径小于200μm。更优选的是，粒径为0.05至32μm。
[0020] 这种具有高CaO含量的玻璃态粉末的作用机制在于具有高钙含量的玻璃粒子会2+
以逐渐且受控的速率释放Ca ，从而同时使得介质的pH改变。此外，这些玻璃粒子还粘附在细菌的细胞膜上，从而部分或完全干扰细菌的代谢。
以逐渐且受控的速率释放Ca ，从而同时使得介质的pH改变。此外，这些玻璃粒子还粘附在细菌的细胞膜上，从而部分或完全干扰细菌的代谢。
[0021] 在优选的实施方案中，上文所述的作为杀细菌剂的玻璃态粉末可以用于农业、牲畜养殖、制药业、医药、食品、纺织品以及用于公共用途的设施的不同领域应用中的多种应用中，例如容器、制药药品、医药装置、手术移植物、织物、空气设备、游泳池和运输工具。
[0022] 与本领域的现有技术相比，本发明所提供的第一个益处为这样的事实：本发明避免使用诸如银或铜之类的有机和/或金属纳米粒子，其中所述的银或铜对环境是毒性和/或有害的。第二个益处在于制备方法简单，其基本上由以下过程构成：使合适的组合物的玻璃原料熔融，随后为研磨阶段，从而得到100μm级别的粒径。最后，另一个益处在于所得的颗粒材料的生物相容性，使得这种理想的材料可用于手术移植物或食品领域、和/或用于人类和动物用途的包装的应用中。
[0023] 因此，本发明的目的为具有高钙含量(CaO的含量超过10重量％)的玻璃态粉末在制备杀细菌和/或杀真菌组合物中的用途，其中所述的组合物通过在环境试剂的作用在土壤中分解为非毒性的物质时，不会对环境造成污染并且不会对环境有害。这种粉末作为消毒剂用于多种应用中，例如但不限定本发明的范围的以下应用：在农业领域、牲畜养殖、用于公共用途的设施(健康中心和医院、运输工具、游泳池等)、空气调节设备、管道和管配件、颜料、衣服、包装(家庭、制药、医药装置等)中的杀细菌和杀真菌应用。
[0024] 在整个说明书和权利要求书中，词语“包含”及其变体的使用无意于排除其他技术特征、添加剂、成分或步骤。对于所述主题的专家而言，本发明的其他目的、益处和特征部分得自说明书，并且部分得自本发明的实施。为了进行说明提供以下实施例和图片，并无意于限定本发明的范围。实施例
[0026] 实施例1.对革兰氏阴性细菌大肠杆菌的杀细菌活性测试
[0027] 对具有不同组成和高钙含量的三种玻璃化组合物粉末(平均粒径小于200μm)进行生物杀灭剂测试，从而评价它们对革兰氏阴性细菌大肠杆菌的杀细菌活性。此外，还使用市售的CaO含量低于10重量％的苏打石灰玻璃(通常在制造窗户和瓶子中使用)进行生物杀灭剂测试，以便证明这种玻璃不具有生物杀灭活性。这些玻璃的化学分析如下所示：
[0028] 1.具有15重量％的CaO的玻璃A。
[0029] 这种玻璃具有以下化学组成(重量％)：47.6％SiO2；27.5％Na2O；14.9％CaO；1％K2O；2％Al2O3；6.9％B2O3；和1.9％的其他物质。
[0030] 2.具有20重量％的CaO的玻璃B。
[0031] 这种玻璃具有以下化学组成(重量％)：43.5％SiO2；25.5％Na2O；19.9％CaO；1％K2O；2％Al2O3；8％B2O3；和2.1％的其他物质。
[0032] 3.具有25重量％的CaO的玻璃C。
[0033] 这种玻璃具有以下化学组成(重量％)：39.1％SiO2；23.5％Na2O；24.9％CaO；1％K2O；2％Al2O3；9.4％B2O3；和2.3％的其他物质。
[0034] 4.具有24.2重量％的CaO的生物玻璃。
[0035] 这种玻璃具有以下化学组成(重量％)：46.2％SiO2；22.6％Na2O；24.2％CaO；6.21％P2O5；和0.79％的其他物质。
[0036] 5.具有7.10重量％的CaO的苏打石灰玻璃。
[0037] 这种玻璃具有以下化学组成(重量％)：72.79％SiO2；15.8％Na2O；7.10％CaO；3.20MgO；1.06B2O3和0.05K2O。
[0038] 按照以下进行生物杀灭剂测试：
[0039] 将得自保持在-80℃下的源溶液接种在包含20ml Luria Bertani(LB)培养基的固体培养基(皮氏培养皿的直径为9cm)上，其中所述的Luria Bertani培养基具有以下组成(重量％)：1％胰蛋白胨；0.5％酵母提取物；1％NaCl和1.5％琼脂。将平板在37℃下温育18小时。接着，将由这些平板的分离的集落在1ml的液体LB(用于细菌集落)或者1ml液体酵母浸出粉胨葡萄糖肉汤(YEPD)(重量％组成：1％酵母提取物，2％蛋白胨，2％葡萄10 11
糖)中温育，并在37℃下培养6小时，从而得到密度为10 至10 可变集落/毫升培养物的预培养物。平行的，制备三种玻璃在水中形成的200mg/ml悬浮液，并在125℃下灭菌30分钟。最后，将10μl各种微生物体预培养物在1ml液体培养基(LB用于细菌，YEPD用于酵母菌)中温育。最终，将用于测试的75μl玻璃悬浮液加入到培养物中。此外，制备相同的培养基作为对照，其中所述的培养基中，玻璃被等体积的水替代。不同的培养物通过水平-1 -8
摇动进行温育，并且每24小时进行一次提取，以便通过在固体LB培养基中由10 至10 进行菌斑(plaquing)系列稀释来滴定存活的微生物体。
糖)中温育，并在37℃下培养6小时，从而得到密度为10 至10 可变集落/毫升培养物的预培养物。平行的，制备三种玻璃在水中形成的200mg/ml悬浮液，并在125℃下灭菌30分钟。最后，将10μl各种微生物体预培养物在1ml液体培养基(LB用于细菌，YEPD用于酵母菌)中温育。最终，将用于测试的75μl玻璃悬浮液加入到培养物中。此外，制备相同的培养基作为对照，其中所述的培养基中，玻璃被等体积的水替代。不同的培养物通过水平-1 -8
摇动进行温育，并且每24小时进行一次提取，以便通过在固体LB培养基中由10 至10 进行菌斑(plaquing)系列稀释来滴定存活的微生物体。
[0040] 所得的结果，以集落形成单元减少的对数表示(表1)，示出了对于CaO含量超过10重量％的所有玻璃(玻璃A、B、C和生物玻璃)而言，在48小时之后的总体消毒情况(所有集落的去除)。但是，CaO含量低于10％(重量)的苏打石灰玻璃未显示出任何生物杀灭活性。
[0041]
[0042] 表1：示出了在生物生物杀灭测试的24和48小时之后，E.coli的集落形成单元减少的对数(log)。对照培养基为仅由营养物和相应的微生物体构成的培养基，由此，其不含任何生物杀灭物质。
[0043] 实施例2.对抗革兰氏阳性细菌藤黄微球菌的杀细菌活性测试
[0044] 在之前的过程之后，针对三种类型之前所述的对抗革兰氏阳性细菌藤黄微球菌的玻璃进行生物杀灭剂测试。
[0045] 所得的结果，以集落形成单元减少的对数表示(表2)，示出了对于CaO含量超过10重量％的所有玻璃(玻璃A、B、C和生物玻璃)的安全消毒，并且在于玻璃接触培养48小时之后，集落形成单元减少的对数为logη＞4。但是，CaO含量低于10％(重量)的苏打石灰玻璃未显示任何生物杀灭活性。
[0046]
[0047] 表2：示出了在生物杀灭剂测试24和48小时后，藤黄微球菌的集落形成单元减少的对数。
[0048] 实施例3.针对酵母菌东方伊萨酵母菌(Candida krusei)的生物杀灭剂活性测试[0049] 在之前的过程之后，针对三种类型之前所述的对抗酵母菌东方伊萨酵母菌的玻璃进行生物杀灭剂测试。
[0050] 所得的结果，以集落形成单元减少的对数表示(表3)，示出了对于CaO含量超过10重量％的所有玻璃(玻璃A、B、C和生物玻璃)的安全消毒(logη＞4)。但是，CaO含量低于10％(重量)的苏打石灰玻璃未显示任何生物杀灭活性。
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