專利名稱：具有生物殺滅活性的玻璃態組合物粉末的制作方法
技術領域：
本發明涉及玻璃態組合物粉末作為生物殺滅劑的用途，其特征在于所述的粉末的最低的CaO含量為10重量％。
背景技術：
具有銅、銀或鋅成分且具有殺細菌和殺真菌活性的玻璃的用途可以由Esteban-Tejeda L， Malpartida F， Esteban-Cubillo A， Pecharroman C and Moya JS,2009，Nanotechnology 20 art. num. 085103 (6pp) ;Esteban_Tejeda L, Malpartida F，Esteban-Cubillo A， Pecharroman 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 ;RaiM，Yadav A and Gade A, 2009, Biotechnology Advances 2776-83 的文章知道。銅、銀或鋒的這些金屬粒子對于環境可能是有毒和/或有害的。相同的是使用諸如三氯生之類的有機生物殺滅劑的情況，其中所述的三氯生是高毒性且會污染Greyshok AE and VikeslandPJ,2006, Environ. Sci. Technol.40 2615-22 ；Allmyr M，Panagiotidis G，Sparve E，Diczfalusy U and Sandborgh-Englund G，2009， Basic and Clinical Pharmacology andToxicology 105339-44 ;Geens T，Roosens L, Neels H，Covaci A,2009, Chemosphere 76755-60。一些研究已經發表，根據這些研究，溶液中會存在高濃度的鈣，Ca2+會干擾酶(例如葡聚糖合成酶)活性，從而抑制糖的合成，由此抑制微生物體的生長。在酵母菌的情況下，Ca2+還會干擾孢子的萌發。用于抑制生長所需的鈣的濃度取決于所研究的微生物體。[Droby S, Wisniewski ME, Cohen L, Weiss B, Touitou D, Eilam Y and ChalutzE,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 andMolecular Olant Pathology 40 49-62]。在一些對抗大腸桿菌(Escherichiacoli)、綠胺桿菌(Pseudomonas aeruginosa)或金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的生物玻璃中，一些作者未觀察到任何生物殺滅活性。此外，熟知的是具有高二氧化硅含量的玻璃態產物(例如試驗室玻璃、瓶子等)不具有生物殺滅活性。
發明內容
本發明提供了玻璃態組合物粉末作為生物殺滅劑的用途，其中所述的粉末的CaO的最低含量為10重量％。因此，本發明的一個方面涉及玻璃態粉末作為生物殺滅劑的用途，所述的玻璃態粉末包含二氧化硅(SiO2)和氧化鈣(CaO)，并且CaO的含量超過10重量％。本發明中的“玻璃態粉末”被認為是固體粒子，其具有維度小于500 μ m的玻璃組合物，使得粒子在一起時具有與有害的微生物體相互作用的足夠的表面積。本發明中的“生物殺滅劑”被認為是對涵蓋了任何有害的微生物體進行消滅、中和、抑制行動或一些其他類型的控制的化學物質。在優選的實施方案中，生物殺滅作用可以為殺細菌和/或殺真菌。本發明中的“殺真菌劑”被認為是用于抑制生長或殺死對植物、動物或人類有害的真菌和霉的物質。本發明中的“殺細菌劑”被認為是用于毀滅細菌的物質。在殺細菌用途的情況下，在更優選的實施方案中，對可以為革蘭氏陽性、革蘭氏陰性或它們組合的任意一者的細菌產生所述的殺細菌作用。在更優選的實施方案中，玻璃態粉末作為殺細菌劑對其起作用的革蘭氏陽性細菌 可以為藤黃微球菌(Micrococcus Iuteus)或枯草桿菌(Bacillus subtilis)。在更優選的實施方案中，玻璃態粉末作為殺細菌劑對其其作用的革蘭氏陰性細菌為大腸桿菌。在另一個更優選的實施方案中，對酵母菌產生所述的殺真菌作用，并且在另一個更優選的實施方案中，酵母菌為東方伊薩酵母菌(Issatchenkia orientalis) (Candidakrusei)。本發明描述了具有高鈣含量(CaO的含量超過10重量％ )的多種玻璃態組合物粉末針對三種不同類型的微生物體(大腸桿菌(革蘭氏陰性細菌)、藤黃微球菌(革蘭氏陽性細菌)和東方伊薩酵母菌(酵母菌))的生物殺滅活性。所述的玻璃態組合物可以另外包含氧化磷(P2O5)。玻璃態粉末可以另外包含選自以下列舉物的氧化物，所述的列舉物包含氧化鋁(Al2O3)、氧化硼(B2O3)、氧化鉀(K2O)、氧化鈉(Na2O)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化鎂(MgO)以及需要穩定玻璃結構的任何氧化物。優選的是，用于玻璃態組合物的粒徑小于200 μ m。更優選的是，粒徑為O. 05至32 μ m0這種具有高CaO含量的玻璃態粉末的作用機制在于具有高鈣含量的玻璃粒子會以逐漸且受控的速率釋放Ca2+，從而同時使得介質的pH改變。此外，這些玻璃粒子還粘附在細菌的細胞膜上，從而部分或完全干擾細菌的代謝。在優選的實施方案中，上文所述的作為殺細菌劑的玻璃態粉末可以用于農業、牲畜養殖、制藥業、醫藥、食品、紡織品以及用于公共用途的設施的不同領域應用中的多種應用中，例如容器、制藥藥品、醫藥裝置、手術移植物、織物、空氣設備、游泳池和運輸工具。與本領域的現有技術相比，本發明所提供的第一個益處為這樣的事實本發明避免使用諸如銀或銅之類的有機和/或金屬納米粒子，其中所述的銀或銅對環境是毒性和/或有害的。第二個益處在于制備方法簡單，其基本上由以下過程構成使合適的組合物的玻璃原料熔融，隨后為研磨階段，從而得到100 μ m級別的粒徑。最后，另一個益處在于所得的顆粒材料的生物相容性，使得這種理想的材料可用于手術移植物或食品領域、和/或用于人類和動物用途的包裝的應用中。因此，本發明的目的為具有高鈣含量(CaO的含量超過10重量％)的玻璃態粉末在制備殺細菌和/或殺真菌組合物中的用途，其中所述的組合物通過在環境試劑的作用在土壤中分解為非毒性的物質時，不會對環境造成污染并且不會對環境有害。這種粉末作為消毒劑用于多種應用中，例如但不限定本發明的范圍的以下應用在農業領域、牲畜養殖、用于公共用途的設施(健康中心和醫院、運輸工具、游泳池等)、空氣調節設備、管道和管配件、顏料、衣服、包裝(家庭、制藥、醫藥裝置等)中的殺細菌和殺真菌應用。在整個說明書和權利要求書中，詞語“包含”及其變體的使用無意于排除其他技術特征、添加劑、成分或步驟。對于所述主題的專家而言，本發明的其他目的、益處和特征部分得自說明書，并且部分得自本發明的實施。為了進行說明提供以下實施例和圖片，并無意于限定本發明的范圍。
實施例采用以下本發明人實施的試驗來說明本發明，從而證明玻璃化粉末作為生物殺滅劑的特性和效力。
實施例I.對革蘭氏陰性細菌大腸桿菌的殺細菌活性測試對具有不同組成和高鈣含量的三種玻璃化組合物粉末(平均粒徑小于200 μ m)進行生物殺滅劑測試，從而評價它們對革蘭氏陰性細菌大腸桿菌的殺細菌活性。此外，還使用市售的CaO含量低于10重量％的蘇打石灰玻璃(通常在制造窗戶和瓶子中使用)進行生物殺滅劑測試，以便證明這種玻璃不具有生物殺滅活性。這些玻璃的化學分析如下所示I.具有15重量％的CaO的玻璃A。這種玻璃具有以下化學組成(重量％ ) 47. 6% SiO2 ；27. 5% Na2O ；14. 9% CaO ；1% K2O ；2% Al2O3 ；6. 9% B2O3 ;和 I. 9%的其他物質。2.具有20重量％的CaO的玻璃B。這種玻璃具有以下化學組成(重量％ ) 43. 5% SiO2 ；25. 5% Na2O ；19. 9% CaO ；1% K2O ；2% Al2O3 ；8% B2O3 ;和 2. I % 的其他物質。3.具有25重量％的CaO的玻璃C。這種玻璃具有以下化學組成(重量％ ) 39. I % SiO2 ；23. 5 % Na2O ；24. 9 % CaO ；1% K2O ；2% Al2O3 ；9. 4% B2O3 ;和 2. 3%的其他物質。4.具有24. 2重量％的CaO的生物玻璃。這種玻璃具有以下化學組成(重量％ ) 46. 2% SiO2 ；22. 6% Na2O ；24. 2% CaO ；6. 21% P2O5 ;和O. 79%的其他物質。5.具有7. 10重量％的CaO的蘇打石灰玻璃。這種玻璃具有以下化學組成(重量％ ) 72. 79% SiO2 ；15. 8% Na2O ；7. 10% CaO ；3. 20Mg0 ；1. 06B203 和 O. 05K20。按照以下進行生物殺滅劑測試將得自保持在_80°C下的源溶液接種在包含20ml Luria Bertani (LB)培養基的固體培養基(皮氏培養皿的直徑為9cm)上，其中所述的Luria Bertani培養基具有以下組成(重量％) :1%胰蛋白胨；O. 5%酵母提取物；I % NaCl和I. 5%瓊脂。將平板在37°C下溫育18小時。接著，將由這些平板的分離的集落在Iml的液體LB (用于細菌集落)或者Iml液體酵母浸出粉胨葡萄糖肉湯(YEH))(重量％組成1%酵母提取物，2%蛋白胨，2%葡萄糖)中溫育，并在37°C下培養6小時，從而得到密度為IOltl至IO11可變集落/毫升培養物的預培養物。平行的，制備三種玻璃在水中形成的200mg/ml懸浮液，并在125°C下滅菌30分鐘。最后，將10 μ I各種微生物體預培養物在Iml液體培養基(LB用于細菌，YETO用于酵母菌)中溫育。最終，將用于測試的75 μ I玻璃懸浮液加入到培養物中。此外，制備相同的培養基作為對照，其中所述的培養基中，玻璃被等體積的水替代。不同的培養物通過水平搖動進行溫育，并且每24小時進行一次提取，以便通過在固體LB培養基中由KT1至10_8進行菌斑(plaquing)系列稀釋來滴定存活的微生物體。所得的結果，以集落形成單元減少的 對數表示(表I)，示出了對于CaO含量超過10重量％的所有玻璃(玻璃A、B、C和生物玻璃)而言，在48小時之后的總體消毒情況(所有集落的去除)。但是，CaO含量低于10% (重量)的蘇打石灰玻璃未顯示出任何生物殺滅活性。
權利要求
1.玻璃態粉末作為生物殺滅劑的用途，所述的粉末至少包含二氧化硅(SiO2)和氧化鈣(CaO)，并且CaO的含量超過10重量％。
2.根據權利要求I所述的玻璃態粉末作為殺細菌劑和/或殺真菌劑的用途。
3.根據權利要求2所述的玻璃態粉末的用途，其中對可以為革蘭氏陽性、革蘭氏陰性或它們組合的任意一者的細菌產生所述的殺細菌作用。
4.根據權利要求3所述的玻璃態粉末的用途，其中所述的革蘭氏陽性細菌可以為藤黃微球菌或枯草桿菌。
5.根據權利要求3所述的玻璃態粉末的用途，其中所述的革蘭氏陰性細菌為大腸桿菌
6.根據權利要求2所述的玻璃態粉末的用途，其中對酵母菌產生所述的殺真菌作用。
7.根據權利要求6所述的玻璃態粉末的用途，其中所述的酵母菌為東方伊薩酵母菌。
8.根據權利要求I至7中任意一項所述的玻璃態粉末的用途，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.根據權利要求I至8中任意一項所述的玻璃態粉末的用途，其特征在于，所述的粉末另外包含選自以下的氧化物氧化鈉(Na2O)、氧化鉀(K2O)、氧化鎂(MgO)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Al2O3)和氧化硼(B2O3)。
10.根據權利要求I至9中任意一項所述的玻璃態粉末的用途，其中所述的粒徑小于200 μ m。
11.根據權利要求I至10中任意一項所述的玻璃態粉末的用途，其中可以在容器、制藥藥品、醫藥裝置、手術移植物、織物、空氣設備、游泳池或運輸工具上作為生物殺滅劑來應用。
全文摘要
本發明涉及玻璃態組合物粉末作為生物殺滅劑的用途，其特征在于所述的粉末的最低的CaO含量為10重量％。
文檔編號A01N59/06GK102834013SQ201080060468
公開日2012年12月19日 申請日期2010年12月7日 優先權日2009年12月9日
發明者J·莫亞科拉爾, L·埃斯特班, C·佩查羅曼, F·馬爾帕蒂達 申請人:西班牙高等科研理事會