限制微生物生长的方法技术

本发明专利技术描述了一种限制微生物生长的方法，包括（ａ）提供包含载体介质上的微细纳米级金的抗微生物剂，所述载体介质包含纳米颗粒二氧化钛，所述微细纳米级金已通过物理气相沉积法沉积在所述载体介质上；以及（ｂ）使至少一种微生物与所述抗微生物剂接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及限制微生物例如病毒、细菌和真菌的生长或存在的方法。专利技术背景 病原性细菌、病毒和真菌在生物体液例如唾液、泪液、血液和淋巴中的潜在存在是 医护工作人员和患者非常关注的。被细菌、病毒和真菌污染的表面可促进感染的传播。此 夕卜，有价值的食物产品和工业产品的有用性可因细菌和病毒存在而被破坏。因此使病原体 传播(例如，在家中、医院中和在日间护理中心)程度最小的方法是重要的。可通过多种物理方法和化学方法将微生物杀死或使其受到抑制。物理方法包括应 用热和/或辐射。用于限制病毒、真菌和细菌生长的化学品包括醇类(通常70体积％的含 水乙醇或异丙醇)；酚和酚衍生物例如六氯酚；甲醛；戊二醛；环氧乙烷；醚；去污剂；葡萄 糖酸氯己定；重金属例如银、金、铜和汞；汞的有机化合物例如红汞；以及氧化剂例如过氧 化氢、碘、次氯酸盐和氯。抗生素类，例如杆菌肽；头孢菌素类，环丝氨酸；青霉素类，万古霉素、氯霉素；红 霉素类；四环素类；磺胺类和氨基糖苷类(例如链霉素、新霉素和庆大霉素)为传统定义的 由微生物产生的可杀灭细菌的化学物质。抗生素类对病毒没有作用。半导体光催化剂(例如，钛、锆、锌、锡、铁、钨和钼的氧化物)已被用于破坏(通过 光化学氧化)流体介质中的有机污染物。二氧化钛因其化学稳定性、适于紫外/可见光光 活化的能带隙结构及其相对较低的成本已被广泛研究。已将助催化剂(例如钼、钯、银和/ 或这些金属的氧化物和硫化物)加到二氧化钛中来增加其光催化活性。最近，已利用了纳米级二氧化钛粒子并用各种贵金属包被以提高它们的光催化效 率。已由二氧化钛溶液和金盐(例如HAuCl4)的混合物，通过化学或光化学还原方法在二 氧化钛纳米粒子表面上还原金，来形成金包被二氧化钛纳米复合材料。已将这些纳米复合 材料分散在水性介质中并已显示可在存在光的情况下抑制微生物生长。上述各抗微生物剂(以及其他已知的抗微生物剂)具有其自身的一系列优点和缺 点。有些具有毒性、昂贵或者在其他方面不适用作为常规消毒化合物。有些不稳定并随时 间推移变成非活性的。有些发挥功能，结果靶微生物产生对该抗微生物剂的抗性。
技术实现思路
因此，尤其考虑到某些病原体更强毒力形式的产生，我们认识到需要用于限制微 生物生长的替代性的有效方法(例如，使病毒失活及限制细菌和真菌生长的方法)。这些方 法应优选为简单的、可有效对抗多种微生物，在存在其他生物材料的情况下有效和/或可 有效用于各种不同的环境中。简而言之，在一方面，本专利技术提供限制微生物(例如，细菌、真菌、酵母和病毒(包括无包膜病毒和有包膜病毒二者))生长的方法。该方法包括(a)提供包含载体介质(包 含纳米颗粒二氧化钛)上的微细纳米级金的抗微生物剂，所述微细纳米级金通过物理气相 沉积法沉积在该载体介质上(更优选在氧化气氛下通过物理气相沉积法沉积)；和(b)使 至少一种微生物与该抗微生物剂接触。已发现，微细纳米级金(即所有维度的尺寸小于或等于5纳米(nm)的金团粒)物 理气相沉积到纳米颗粒二氧化钛上可产生显示具有强抗微生物性质的材料。相对于包含通 过物理气相沉积之外的方法(例如化学或光化学方法)沉积到纳米颗粒二氧化钛上的金的 相应材料的抗微生物性质，该材料的抗微生物性质出乎意料地强效。所得材料可在存在其 他生物材料(例如蛋白质)的情况下，以及在多种不同的环境中(例如在饭店、医院和洗手 间)有效对抗多种微生物(例如，革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌)。此外，该材料可在多种不同的光照条件下有效。其固有的抗微生物特性可使其能 在低光度或甚至在无光线的情况下有效地发挥功能。然而它还可显示具有光催化抗微生物 活性，因其抗微生物特性可经光暴露(可见光和/或紫外光)进一步增强。本专利技术方法简单(不需要复杂的设备或操作)并且成本效益相对较高(因为仅使 用相对少量的金，并且所得的材料只要其光暴露受到限制以及其与油类和其他污染物的接 触程度最小化，在使用中就不会失去其有效性，从而可再循环使用)。该方法也能相对快速， 优选的实施例中可在少于约2分钟内将高达约90%或更多的存在于样品中或表面上的微 生物杀死或使其受到抑制。因此，在至少一些实施例中，该方法可满足上述对替代性抗微生 物方法的需求，所述替代性抗微生物方法要简单，可有效对抗多种微生物，在存在其他生物 材料的情况下有效，和/或可有效用于各种不同的环境中。在另一方面，本专利技术还提供对表面进行消毒的方法。该方法包括向至少一个表面 的至少一部分施用包含载体介质(包含纳米颗粒二氧化钛)上的微细纳米级金的抗微生物 齐 ，该微细纳米级金通过物理气相沉积法沉积在载体介质上(更优选在氧化气氛下通过物 理气相沉积法沉积)。附图简述参照以下说明、随附的权利要求和附图，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将 变得更好理解，附图中附图说明图1以侧面剖视图示出了用于制备供用来执行下文实例部分所述的本专利技术方法 的实施例的抗微生物剂的装置。图2将图1的装置以透视图示出。这些理想化的图形并非按比例绘制，并且仅旨在是示例性的和非限制性的。具体实施例方式定义如本专利申请中所用的“接触”包括微生物与本专利技术方法中使用的抗微生物剂的直接物理接触，以及微生 物间接暴露于该抗微生物剂(例如，通过与由该抗微生物剂形成的可扩散抗微生物物质的 直接物理接触而间接暴露，这不需要与抗微生物剂自身的直接物理接触即可介导对微生物的抗微生物作用)；“微细纳米级金”意指所有维度的尺寸均小于或等于5纳米(nm)的金团粒(例如， 颗粒或原子簇)；“限制微生物的生长”意指对所存在的微生物进行抑制、杀死、防止其复制或减少 其数量(因此，该术语包括“抑菌活性”(即抑制生长或复制，但是不一定杀死；例如，抑细菌 或抑真菌活性)和“杀菌活性”(即杀死，例如杀细菌或杀真菌活性))；“微生物”意指具有适于分析或检测的遗传物质的任何细胞(包括，例如，细菌和病 毒)；以及“靶微生物”意指需要限制其生长的任何微生物。 抗微牛物剂用于实施本专利技术方法的抗微生物剂包括载体介质(包含纳米颗粒二氧化钛)上的 微细纳米级金。该微细纳米级金通过物理气相沉积法沉积在载体介质上(更优选在氧化气 氛下通过物理气相沉积法沉积)。金如本文使用的，术语“微细纳米级金”指所有维度的尺寸均小于或等于5纳米(nm) 的金团粒(例如，颗粒或原子簇)。优选的是，抗微生物活性金所有维度(例如颗粒直径或 原子簇直径)的平均尺寸在最多(小于或等于)约5nm的范围内(更优选最多约4nm;甚 至更优选最多约3nm)。最优选的是，单个金纳米粒子具有在任何维度均不大于约2nm的尺 寸。优选的实施例可包括在至少一个维度为至少约0. Inm(更优选至少约0. 5nm)并且在任 何维度不大于上述上限的金纳米粒子。在最优选的实施例中，至少一部分金为超纳米级(即，至少两个维度的尺寸小于 0. 5nm并且所有维度的尺寸均小于1. 5nm)。单个金纳米粒子的尺寸可由透射电子显微镜法 (TEM)测定，如本领域所熟知的。提供于载体介质上的金量可在较宽范围内变化。因为金很昂贵，理想的是所用的 金量不多于为达到所需程度的抗微生物活性而合理需要的金量。此外，因为使用PVD进行 沉积时纳米级金具有高度的移动性，如果使用过多的金，则因为至少一些金聚结成较大的 团粒而可能损本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，该方法包括（ａ）提供抗微生物剂，该抗微生物剂包含在载体介质上的微细纳米级金，所述载体介质包含纳米颗粒二氧化钛，所述微细纳米级金已通过物理气相沉积法沉积在所述载体介质上；以及（ｂ）使至少一种微生物与所述抗微生物剂接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼基里T克希尔萨加尔，图沙尔A克希尔萨加尔，托马斯E伍德，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]