专利名称：制备稳定的液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂的方法
技术领域：
本发明涉及制备液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂(antiseptic agent)的方法。更具体地，本发明提供了制备非毒性、功能改进型、高浓度、液态碳酸盐抗菌剂的方法，其中在用碳酸钠和碳酸钾制备饱和碳酸盐时，这种过饱和的碳酸盐在水溶液中通过添加有效量的硅酸盐和乳化剂并加热处理而保持稳定。
背景技术：
现有技术中通常作为碱性抗菌剂使用的氢氧化钠具有很强的腐蚀性，为了表现出有效的防腐效果，建议使用高达2％的浓度。但根据MaterialSafety Data Sheets(MSDS)所述，氢氧化钠可能通过与皮肤和眼接触而引起刺激，而且由于它是一种毒性化学制品，必需始终小心操作。此外，氢氧化钠对抗(combat)病毒，如口蹄疫，这种国际传染性兽医学疾病的致病性病毒效果很差。因此，氢氧化钠通常用于消毒容器、围栏(pen)和套脚的物品(foothold)。
此外，有人提出将价格不贵且在众多碱性试剂中属于能较安全地使用的碳酸钠配制成4％或更高浓度的碳酸钠溶液来使用。该浓度相对较高。
发明内容
因此，本发明人进行了长期的研究和实验，开发出一种特定的液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂，它具有较宽的抗菌谱，即使在相对较低的碳酸盐浓度下对病毒、革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌也具有杀生物效应，并且能维持持久的杀生物活性。
本发明的目标是提供一种制备液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂的方法。
更具体地，本发明的目标是提供一种制备液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂的方法，其包括将80-120g硅酸盐溶于1L热的纯水(70-90℃)中，直至这种硅酸盐彻底离子化；在该混合物中添加8-15g乳化剂，使混合物均匀乳化；在所得混合物中添加碳酸钠(Na2CO3)和碳酸钾(K2CO3)(它们分别相当于45-80g碳酸盐)，并搅拌该混合物。
实施本发明的最佳模式制备本发明所述液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂的方法包括将80-120g硅酸盐溶于1L热的纯水(70-90℃)中，直至这种硅酸盐彻底离子化；在该混合物中添加8-15g乳化剂，使混合物均匀乳化；在所得混合物中添加碳酸钠(Na2CO3)和碳酸钾(K2CO3)(它们分别相当于45-80g碳酸盐)，并搅拌该混合物。
本发明所用硅酸盐可选自二氧化硅(SiO2)，硅酸钠(Na2SiO3)和硅酸钾(K2SiO3)中的一或多种。优选1L纯水中使用80-120g硅酸盐。如果硅酸盐的用量未超过80g，将难以使该液态溶液持续稳定。另一方面，如果硅酸盐的用量超过120g，则抗菌效果降低。
所用乳化剂可选自丙二醇(PG)，聚乙二醇和甘油中的一或多种。优选1L纯水中使用8-15g乳化剂。如果乳化剂的用量未超过8g，将难以使该液态溶液持续稳定。另一方面，如果乳化剂的用量超过15g，则抗菌效果降低。
所用硅酸盐可选自二氧化硅(SiO2)，硅酸钠(Na2SiO3)和硅酸钾(K2SiO3)中的一或多种。
关于碳酸盐，优选同时使用碳酸钠和碳酸钾，并优选使用浓度相同。优选1L纯水中每种碳酸盐的用量在45-80g的范围内。
优选地，为了使抗菌产品的气味(flavor)更令人愉悦，可在该产品中进一步掺入复合调味剂和萘亚甲基着色剂，其中所述复合调味剂通过将调味剂溶于苯甲酸乙酯然后将它们混合在一起而形成。添加着色剂是为了使添加了硅酸盐碳酸盐抗菌剂的产物能够很容易地与其它产物区别。
根据本发明制备的抗菌剂可用于消毒饲养场地面(farm floor)，室内饲养场(farm indoor)，饮水用具(drinking utilities)，室外饲养场(farm outdoor)，运载工具等，还可消毒容器等，消毒时使用100-5,000倍的稀释液，优选150-1,500倍的稀释液，这取决于本发明的抗菌剂具体应用的地点。
本发明通过以下实施例更具体地举例说明。本领域技术人员将很清楚，这些实施例只能具体解释本发明，而不能以任何方式限制本发明的范围。
实施例液态碳酸盐抗菌剂的制备将100g硅酸钠添加至1L热纯水(维持在80℃)中，然后通过充分地机械搅拌使硅酸钠溶于其中从而彻底离子化。向其中添加10g甘油以便使混合物乳化。然后添加碳酸钠(Na2CO3)和碳酸钾(K2CO3)各60g，搅拌所得混合物以便获得稳定在水溶液中的抗菌剂。
试验1针对口蹄疫病毒的杀病毒活性根据本发明实施例1制备的液态碳酸盐抗菌剂的杀病毒活性用FMDVO型病毒作为口蹄疫疾病的病毒进行检查。
1)病毒-FMDV O型病毒[由泰国Kasetsart大学分离的野生型病毒株]2)细胞系-BHK-21细胞系(仓鼠幼鼠肾细胞系)，培养在α-DMEM培养基(Gibco-BRL USA)上，对口蹄疫病毒敏感3)试验方法对作为待检病毒株的口蹄疫病毒的滴度如下测定将BHK-21细胞系的10倍系列稀释液接种在96孔板上，每日监控该平板，在96小时之时读取该平板。将如此测定的滴度用于本发明抗菌剂的杀病毒效应的试验中。
为测定本发明液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂的杀病毒效应，将BHK-21细胞系接种在96孔板上，于CO2培养箱中37℃进行培养，使之形成单层，使抗菌剂与10倍系列稀释的口蹄疫病毒以1∶1的比例反应后接种至所述细胞上。最后读取接种了抗菌剂处理过的病毒的细胞上所出现的细胞毒活性(CPE)，从而确定这种待检病毒是否已经被灭活。
4)对试验方法的评价(inspection)本次试验中FMDV O型口蹄疫病毒对BHK-21细胞系的滴度经测定为107.325TCID50/ml，该水平足以用于测定杀病毒活性。而且，由于本次试验中使用的抗菌剂能表现出细胞毒活性，而这种活性能影响对杀病毒活性的读取，因此测定了所述抗菌剂的细胞毒活性。结果发现，由于在使用107.325TCID50/ml的病毒进行该项试验时，所述抗菌剂经2倍稀释后细胞毒活性降低了3,200倍，因此试验结果的读取不存在问题。
5)试验结果将本发明的抗菌剂应用在FMDV O型口蹄疫病毒上，试验结果是，本发明的抗菌剂在50-170倍稀释的水平上表现出优良的杀病毒效应，但对细胞无任何变性效应，在180-200倍稀释的水平上还表现出消毒效应，该效应是由于蛋白变性而只能使病毒活性减弱，可见于以下表1。
表1FMDV O型口蹄疫病毒的杀病毒活性(单位log(病毒滴度))
试验2家禽中的杀病毒活性为进一步检测本发明抗菌剂的杀病毒活性，通过试验测定对新城疫病毒和禽流感病毒的杀病毒活性。
1)病毒-新城疫病毒(NDV)，分离自La Sota州-禽流感病毒(AIV)，分离自韩国(korea)2)SPF系孵化卵(breeding egg)-10日龄SPF系孵化卵3)试验方法将新城疫病毒和禽流感病毒接种至10日龄SPF系孵化卵中，然后通过血凝反应计算如此制备的病毒的滴度。再用100HA单位的病毒检查本发明抗菌剂的杀病毒活性。
4)对试验方法的评价由于本次试验中使用的抗菌剂能表现出细胞毒活性，而这种活性能影响对杀病毒活性的读取，因此测定了所述抗菌剂的细胞毒活性。结果发现，由于在使用107.325TCID50/ml的病毒进行该项试验时，所述抗菌剂经2倍稀释后细胞毒活性降低了3,200倍，因此试验结果的读取不存在问题。
5)试验结果将待检病毒接种至SPF系孵化卵上以便制备种子毒素，在血凝反应中使用该种子毒素计算病毒的滴度，然后将所获滴度调整至100HA单位，再用于测定所述抗菌剂的杀病毒活性。试验结果是，本发明的抗菌剂在150倍稀释的水平上对两种病毒都具有杀病毒效应(见下表2)。根据该结果，可预计，在目前全世界范围内对能抵抗上述两种病毒的杀病毒活性尚有争议的情况下，本发明的抗菌剂具有针对上述两种病毒的优良杀病毒活性。
表2本发明的抗菌剂对新城疫病毒(NDV)和禽流感病毒(AIV)的杀病毒活性
注释数值表示稀释倍数，-ve[～150]是指在150倍稀释的水平上未出现对血红蛋白的抑制效应。
试验3针对致病性细菌的杀细菌活性本试验用于鉴定本发明的抗菌剂的杀细菌活性。
1)试验菌株-鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)(来自韩国Jeonbuk大学)-猪霍乱沙门氏菌猪霍乱亚种(Salmonella enteritisdis)(来自韩国Jeonbuk大学)-支气管败血性包特氏菌(Bordetella bronchiseptica)(来自韩国Jeonbuk大学)-金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(来自韩国Keonkook大学)-大肠杆菌O157H7(来自韩国Jeonbuk大学)2)试验方法-制备细菌溶液将试验菌株接种至脑灌注液(Brain infusion broth)，37℃振荡培养24-48小时以便维持这些菌株的活性。仅将细菌菌株重新悬浮于无菌生理盐水缓冲液中，调整至1×108/ml。将调整后的细菌溶液10倍系列稀释，最终制备出浓度为1×104/ml的细菌溶液。
-制备抗菌剂试验组的抗菌剂通过将实施例1中制备的抗菌剂用无菌生理盐水缓冲液稀释至最佳稀释倍数而制备。
-方法在试验组中，将稀释至相应浓度的抗菌剂与等量细菌溶液混合。在对照组中，用生理盐水缓冲液代替抗菌剂。使混合物室温静置10分钟，铺板于心脑灌注(Brain Heart Infusion)琼脂上，保温后进行菌落计数。
3)对试验方法的评价试验结果的意义证实如下使用接种时浓度分别为5×102个菌落和1×103个菌落的两种细菌进行试验。结果证实，通过将相同试验重复3次或更多次，所得结果是有意义的。
4)试验结果试验组用本发明的抗菌剂根据上述试验方法进行处理，将未出现细菌菌落的浓度视为杀细菌浓度。将未出现细菌菌落的培养基进一步保温24小时，以便再次证实是否形成菌落。
表3针对每种细菌显示100％杀细菌活性的最大稀释倍数
试验4检验抗细菌活性的维持能力本发明的抗菌剂具有持久且优良的杀细菌活性。因此，为了鉴定本发明抗菌剂的杀细菌活性的维持能力，以衣物材料作为试验对象，将其灭菌和消毒后鉴定本发明的效应，方法是将抗菌剂涂布在这种试验对象上，然后检测抗菌剂的杀细菌活性的维持时间和维持能力。
1)试验菌株金黄色葡萄球菌2)应用方法将抗菌剂喷洒在衣物材料上3)试验标本18×18mm正方形衣物材料标本4)试验方法生物测定方法(KS K 0693认证的方法)将试验菌液中的细菌数通过10倍系列稀释调整为10-24×104/ml。将试验标本用本发明实施例1所得液态抗菌剂预处理，然后置于琼脂培养基的中心区，将0.2ml上述所得细菌悬液均匀接种在所述试验标本上，37℃恒温培养18小时，计数由此形成的细菌菌落数。对照标本的变异用以下等式计算变异＝log(B/A)-log(C/A)在以上等式中，A表示未处理的标本上刚刚完成接种时的细菌数；B表示未处理的标本上接种的18小时后的细菌数；C表示处理过的标本上接种的18小时后的细菌数。
注释)1.在本试验中，仅将log(A/B)＞2时的数据视为有效试验数据。
2.根据细菌数的下降率来比较针对不同微生物的杀细菌效应。
下降率％＝(B-A)/B×100在以上等式中，A表示试验标本接种后再保温一段时间后所具有的细菌数；B表示试验标本刚刚完成接种时所具有的细菌数。
5)试验结果为了用属于葡萄球菌属的微生物，即金黄色葡萄球菌作为试验微生物来鉴定本发明的消毒效应，即抗细菌活性的维持时间和维持能力，将根据实施例1制备的本发明的抗菌剂稀释120倍，使得起始抗细菌活性为99.1％-99.9％，然后开始试验。
从下表4可看出，120倍稀释的抗菌剂的起始抗细菌活性为99.9％，而且即使经过10次洗涤后，这种抗细菌活性也能维持在高达99.2％的水平。
表4对抗细菌活性的维持能力的检验
本发明的液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂的特征在于，在用碳酸钠和碳酸钾制备饱和碳酸盐时，这种过饱和的碳酸盐在水溶液中通过添加有效量的硅酸盐和乳化剂并加热处理而保持稳定，而且它具有较宽的抗菌谱，即使在相对较低的碳酸盐浓度下对病毒、革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌也具有杀生物效应，并且能维持持久的杀生物活性。
权利要求
1.一种制备液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂的方法，其特征在于包括以下步骤将80-120g硅酸盐溶于温度为70-90℃的1L热纯水中，直至这种硅酸盐彻底离子化；在该混合物中添加8-15g乳化剂，使混合物均匀乳化；在所得混合物中添加分别相当于45-80g碳酸盐的碳酸钠(Na2CO3)和碳酸钾(K2CO3)，并搅拌该混合物。
2.权利要求1的方法，其特征在于所述硅酸盐选自二氧化硅(SiO2)，硅酸钠(Na2SiO3)和硅酸钾(K2SiO3)中的一或多种。
3.权利要求1的方法，其特征在于所述乳化剂选自丙二醇(PG)，聚乙二醇和甘油中的一或多种。
4.权利要求1的方法，其特征在于将碳酸钠和碳酸钾同时使用。
5.权利要求1的方法，其特征在于，在1L纯水中碳酸钠和碳酸钾的用量都在45-80g的范围内。
全文摘要
本发明涉及制备液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂的方法。根据本发明,所述液态硅酸盐碳酸盐抗菌剂通过包括了以下步骤的方法制备:将80－120g硅酸盐溶于温度为70－90℃的1L热纯水中,直至这种硅酸盐彻底离子化;在该混合物中添加8－15g乳化剂,使混合物均匀乳化;在所得混合物中添加分别相当于45－80g碳酸盐的碳酸钠(Na
文档编号A61K33/00GK1378783SQ0210517
公开日2002年11月13日 申请日期2002年2月25日 优先权日2001年3月29日
发明者高钟浩, 李英锡 申请人:尼尔生物科技株式会社