抗微生物表面和相关方法技术

根据一些实施方案，总体上描述了抗微生物组合物

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗微生物表面和相关方法
[0001]相关申请
[0002]本申请根据
25 U.S.C.119(e)
要求
2020
年9月8日提交的美国临时申请
No.63/075,654
的权益，其公开内容通过引用整体并入本文
。


[0003]总体上描述了抗微生物组合物以及相关的制品
、
方法和试剂盒
。

技术介绍

[0004]抗微生物涂层用于杀死或减轻
(mitigate)
表面上的微生物
。
例如，金属离子通过不可逆地结合细菌
、
病毒
、
酵母
、
真菌和原生动物的各种细胞组分来提供抗微生物活性，因而破坏正常繁殖和生长周期，导致细胞死亡
。
然而，许多金属化合物是光敏或热敏的，这使得它们在商业产品中的应用具有挑战性
。
此外，传统的抗微生物涂层往往缺乏耐久性和
/
或有效性
。
[0005]因此，改善的组合物以及相关的制品
、
方法和试剂盒是必要的
。

技术实现思路

[0006]本文描述的是抗微生物组合物和相关的制品
、
方法和试剂盒
。
在某些情况下，本专利技术的主题涉及相互关联的产品
、
特定问题的替代解决方案，和
/
或一个或多个体系和
/
或制品的多种不同用途<br/>。
[0007]根据某些实施方案，描述了一种抗微生物涂层，该抗微生物涂层包含微生物抑制材料
。
在一些实施方案中，所述微生物抑制材料包含硅烷化合物和金属离子
。
在某些实施方案中，硅烷化合物包含与金属离子结合的官能团
。
[0008]在一些实施方案中，描述了一种涂层
。
根据某些实施方案，该涂层包括包含金属离子的微生物抑制部分和包含硅烷化合物的指纹抑制部分
。
[0009]根据一些实施方案，描述了一种涂覆基材的方法
。
在一些实施方案中，该方法包括活化所述基材；在所述基材的至少第一部分上形成微生物抑制组分，所述微生物抑制组分包含金属离子；以及在所述基材的至少第二部分上形成指纹抑制组分
。
[0010]在某些实施方案中，描述了一种方法，该方法包括用包含微生物抑制材料的组合物涂覆基材
。
在一些实施方案中，所述微生物抑制材料包含第一硅烷化合物和金属离子，其中所述第一硅烷化合物包含与金属离子结合的官能团
。
根据某些实施方案，在涂层暴露于微生物之后，涂层的微生物滞留减少
(reduction in retention of a microbe)
大于或等于
99
％
。
[0011]当结合附图考虑时，本专利技术的其他优点和新颖特征将从本专利技术的各种非限制性实施方案的以下详细描述中变得明显
。
在本说明书和通过引用并入的文献包括冲突和
/
或不一致的公开内容的情况下，以本说明书为准
。
附图说明
[0012]将参考附图以示例的方式描述本专利技术的非限制性实施方案，附图是示意性的并且不旨在按比例绘制
。
在附图中，所示的每个相同或几乎相同的部件通常由单个数字表示
。
为了清楚起见，并不是每个部件在每个图中都被标记，也不是本专利技术的每个实施方案的每个部件都被示出，其中对于本领域普通技术人员理解本专利技术来说，图示是不必要的
。
在图中：
[0013]图
1A
示出了根据一些实施方案，包含涂层的示例性制品的示意图；
[0014]图
1B
示出了根据一些实施方案，用于在基材上形成涂层的示例性方法的示意图；
[0015]图
2A
示出了根据一些实施方案，使用抗微生物组合物对大肠杆菌
(Escherichia coli)
的微生物抑制；
[0016]图
2B
示出了根据一些实施方案，使用抗微生物组合物对金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus)
的微生物抑制；
[0017]图3示出了根据一些实施方案，抗微生物组合物在多次磨损后的耐久性；
[0018]图
4A
‑
4B
示出了根据一些实施方案，使用通过使硅烷化合物和乙二胺与铜盐溶液在
pH 2
和4下反应而形成的抗微生物组合物对大肠杆菌的微生物抑制；
[0019]图
5A
‑
5B
示出了根据一些实施方案，使用通过使硅烷化合物和三乙二胺或6‑
巯基吡啶
‑
2,3
‑
二羧酸与铜盐溶液反应形成的抗微生物组合物对大肠杆菌的微生物抑制；
[0020]图
6A
‑
6B
示出了根据一些实施方案，包含防指纹组分的指纹抑制组合物的接触角和表面能；并且
[0021]图
7A
‑
7B
示出了根据一些实施方案，抗微生物和防指纹组合物在多次磨损后的耐久性
。
具体实施方式
[0022]根据一些实施方案，总体上描述了抗微生物组合物
(
例如，抗微生物涂层
)
和相关方法
。
抗微生物组合物可用于杀死一种或多种微生物和
/
或细菌，抑制一种或多种微生物和
/
或细菌的生长，减轻和
/
或抑制一种或多种微生物和
/
或细菌的滞留
。
所述组合物的抗微生物性质可由微生物抑制材料提供，该微生物抑制材料包含用金属离子官能化的硅烷化合物
(
例如，第一硅烷化合物
)。
所述组合物还可以包含指纹抑制材料，该指纹抑制材料包括硅烷化合物
(
例如，第二硅烷化合物
)
，该硅烷化合物可以优选是疏水的
。
指纹抑制材料可以包含隐形指纹材料
(invisible fingerprint material)
和
/
或防指纹材料
。
隐形指纹材料被配置为通过使指纹在光学上不太可见
(
例如，对人眼
)
来隐藏指纹，而防指纹材料可以被配置为抑制指纹的滞留
。
在不希望受到理论约束的情况下，微生物抑制组分为涂层提供抗微生物性质，而指纹抑制组分为涂层提供化学耐久性和改善的化妆品功能
。
除了提供抗微生物和防指纹性质外，所述组合物还可以是化学惰性的
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
抗微生物涂层，其包含：微生物抑制材料，其包含：硅烷化合物；和金属离子，其中所述硅烷化合物包含与所述金属离子结合的官能团
。2.
根据权利要求1所述的抗微生物涂层，其中所述官能团包括氮原子
、
硫原子和
/
或磷原子
。3.
根据权利要求1‑2中任一项所述的抗微生物涂层，其中所述硅烷化合物包含以下结构：其中：
R1选自
‑
C1‑
C
x+1
烷基
‑
S(R3)
y
(M)、
‑
C2‑
C
x+2
烯基
‑
S(R3)
y
(M)、
‑
C3‑
C
x+3
炔基
‑
S(R3)
y
(M)、
‑
C1‑
C
x
烷基
‑
N(R3)
y
(M)、
‑
C2‑
C
x
烯基
‑
N(R3)
y
(M)、
‑
C3‑
C
x
炔基
‑
N(R3)
y
(M)、
‑
C1‑
C
x+1
烷基
‑
P(R3)
y
(M)、
‑
C2‑
C
x+2
烯基
‑
P(R3)
y
(M)、
‑
C3‑
C
x+3
炔基
‑
P(R3)
y
(M)
，其中
x
大于或等于1且小于或等于
20
，
y
大于或等于1且小于或等于3，并且
M
是金属离子；每个
R2相同或不同，并且是与重复结构的另一个
Si
原子的键，或者选自氢
、
‑
C1‑
C
10
烷基
、
‑
C2‑
C
10
烯基
、
‑
C3‑
C
10
炔基，
R1和
R2中的每个碳原子和
/
或氢原子独立地任选地被以下取代：氘
、
卤素
、
‑
OH、
‑
CN、
‑
OR3、
‑
CO2H、
‑
C(O)OR3、
‑
C(O)NH2、
‑
C(O)NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
C(O)N(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
SC1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)C1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)2C1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
S(O)2NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
S(O)N(C1C
10
烷基
)2、
‑
S(O)2N(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
NR3、
‑
NH2、
‑
C2H8N2、
‑
NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
P(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
P(O)(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
PO3H2或
‑
Si(
‑
OC1‑
C
10
烷基
)3；每个
R3选自键
、
氢
、
氘
、
任选地被取代的
‑
C1‑
C
10
烷基
、
‑
C2‑
C
10
烯基
、
‑
C2‑
C
10
炔基
、
‑
C3‑
C
10
环烷基和
‑
C1‑
C
10
烷基
‑
O
‑
C1‑
C
10
烷基；并且
n
为正整数
。4.
根据权利要求1‑2中任一项所述的抗微生物涂层，其中所述金属离子是银
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的抗微生物涂层，其中所述金属离子是铜
。6.
根据权利要求1‑5中任一项所述的抗微生物涂层，其中在所述抗微生物涂层暴露于微生物之后，所述抗微生物涂层的微生物滞留减少大于或等于
99
％
。7.
制品，其包含：根据权利要求1‑6中任一项所述的抗微生物涂层
。8.
根据权利要求7所述的制品，其中所述硅烷化合物被固定在基材上
。9.
根据权利要求8所述的制品，其中所述基材包括玻璃
、
陶瓷
、
金属
、
金属氧化物和
/
或聚合物
。
10.
根据权利要求8‑9中任一项所述的制品，其中所述硅烷化合物通过
‑
Si
‑
O
‑
键被固定在所述基材上
。11.
涂层，其包含：包含金属离子的微生物抑制部分；和包含硅烷化合物的指纹抑制部分
。12.
根据权利要求
11
所述的涂层，其中所述指纹抑制部分的所述硅烷化合物是第二硅烷化合物，并且所述微生物抑制部分进一步包含不同于所述第二硅烷混合物的第一硅烷化合物
。13.
根据权利要求
12
所述的涂层，其中所述第一硅烷化合物包含与所述金属离子结合的官能团
。14.
根据权利要求
13
所述的涂层，其中所述官能团包括氮原子
、
硫原子和
/
或磷原子
。15.
根据权利要求
12
‑
13
中任一项所述的涂层，其中所述第一硅烷化合物包含以下结构：其中：
R1选自
‑
C1‑
C
x+1
烷基
‑
S(R3)
y
(M)、
‑
C2‑
C
x+2
烯基
‑
S(R3)
y
(M)、
‑
C3‑
C
x+3
炔基
‑
S(R3)
y
(M)、
‑
C1‑
C
x
烷基
‑
N(R3)
y
(M)、
‑
C2‑
C
x
烯基
‑
N(R3)
y
(M)、
‑
C3‑
C
x
炔基
‑
N(R3)
y
(M)、
‑
C1‑
C
x+1
烷基
‑
P(R3)
y
(M)、
‑
C2‑
C
x+2
烯基
‑
P(R3)
y
(M)、
‑
C3‑
C
x+3
炔基
‑
P(R3)
y
(M)
，其中
x
大于或等于1且小于或等于
20
，
y
大于或等于1且小于或等于3，并且
M
是金属离子；每个
R2相同或不同，并且是与重复结构的另一个
Si
原子的键，或者选自氢
、
‑
C1‑
C
10
烷基
、
‑
C2‑
C
10
烯基
、
‑
C3‑
C
10
炔基，
R1和
R2中的每个碳原子和
/
或氢原子独立地任选地被以下取代：氘
、
卤素
、
‑
OH、
‑
CN、
‑
OR3、
‑
CO2H、
‑
C(O)OR3、
‑
C(O)NH2、
‑
C(O)NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
C(O)N(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
SC1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)C1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)2C1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
S(O)2NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
S(O)N(C1C
10
烷基
)2、
‑
S(O)2N(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
NR3、
‑
NH2、
‑
C2H8N2、
‑
NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
P(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
P(O)(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
PO3H2或
‑
Si(
‑
OC1‑
C
10
烷基
)3；每个
R3选自键
、
氢
、
氘
、
任选地被取代的
‑
C1‑
C
10
烷基
、
‑
C2‑
C
10
烯基
、
‑
C2‑
C
10
炔基
、
‑
C3‑
C
10
环烷基和
‑
C1‑
C
10
烷基
‑
O
‑
C1‑
C
10
烷基；并且
n
为正整数
。16.
根据权利要求
11
‑
15
中任一项所述的涂层，其中所述金属离子是银
。17.
根据权利要求
11
‑
15
中任一项所述的涂层，其中所述金属离子是铜
。18.
根据权利要求
11
‑
17
中任一项所述的涂层，其中所述第二硅烷化合物包含以下结构：
其中：
R1选自
‑
C1‑
C
20
烷基
、
‑
C2‑
C
20
烯基和
‑
C3‑
C
20
炔基，其中任一个可以任选地至少部分被卤化；每个
R2相同或不同，并且是与基材的键，或者选自氢
、
‑
C1‑
C
10
烷基
、
‑
C2‑
C
10
烯基和
‑
C3‑
C
10
炔基，其中
R1和
R2中的每个碳原子和
/
或氢原子独立地任选地被以下取代：氘
、
卤素
、
‑
OH、
‑
CN、
‑
OR3、
‑
CO2H、
‑
C(O)OR3、
‑
C(O)NH2、
‑
C(O)NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
C(O)N(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
SC1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)C1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)2C1‑
C
10
烷基
、
‑
S(O)NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
S(O)2NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
S(O)N(C1C
10
烷基
)2、
‑
S(O)2N(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
NR3、
‑
NH2、
‑
C2H8N2、
‑
NH(C1‑
C
10
烷基
)、
‑
P(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
P(O)(C1‑
C
10
烷基
)2、
‑
PO3H2或
‑
Si(
‑
OC1‑
C
10
烷基
)3；并且每个
R3选自氢
、
氘
、
任选地被取代的
‑
C1‑
C
10
烷基
、
‑
C2‑
C
10
烯基
、
‑
C2‑
C
10
炔基
、
‑
C3‑
C
10
环烷基和
‑
C1‑
C
10
烷基
‑
O
‑
C1‑
C
10
烷基
。19.
根据权利要求
11
‑
18
中任一项所述的涂层，其中在所述涂层暴露于微生物之后，所述涂层的微生物滞留减少大于或等于
99
％
。20.
制品，其包含：根据权利要求
11
‑
19
中任一项所述的涂层
。21.
根据权利要求
20
所述的制品，其中所述第一硅烷化合物被固定在所述基材上
。22.
根据权利要求
21
所述的制品，其中所述第一硅烷化合物通过
‑
Si
‑
O
‑
键被固定在所述基材上
。23.
根据权利要求
20
‑
22
中任一项所述的制品，其中所述第二硅烷化合物被固定在所述基材上
。24.
根据权利要求
23
所述的制品，其中所述第二硅烷化合物通过
‑
Si
‑
O
‑
键被固定在所述基材上
。25.
根据权利要求
20
‑
24
中任一项所述的制品，其中所述基材包括玻璃
、
陶瓷
、
金属
、
金属氧化物和
/
或聚合物
。26.
涂覆基材的方法，其包括：活化所述基材；在所述基材的至少第一部分上形成微生物抑制组分，所述微生物抑制组分包含金属离子；以及在所述基材的至少第二部分上形成指纹抑制组分
。27.
根据权利要求
26
所述的方法，其中形成所述微生物抑制组分的步骤和形成所述指纹抑制组分的步骤基本上同时进行
。28.
根据权利要求
26
‑
27
中任一项所述的方法，其中所述基材通过暴露于等离子体而被
活化
。29.
根据权利要求
26
‑
28
中任一项所述的方法，其中形成所述微生物抑制组分的步骤包括：在所述基材上沉积包含硫醇和
/
或胺官能团的第一硅烷前体化合物，从而形成固定在所述基材上的第一硅烷化合物；和使所述第一硅烷化合物与所述金属离子反应
。30.
根据权利要求
29
所述的方法，其中沉积所述第一硅烷前体化合物包括喷涂
、
纺丝
、
浸渍或物理气相沉积
。31.
根据权利要求
29
‑
30
中任一项所述的方法，其中所述第一硅烷前体化合物包含以下结构：
(R2O)3SiR1，其中：
R1选自
‑
C1‑
C
x+1
烷基
‑
S(R3)
y
、
‑
C2‑
C
x+2
烯基
‑
S(R3)
y
、
‑
C3‑
C
x+3
炔基
‑
S(R3)
y
、
‑
C1‑
C
x
烷基
‑
N(R3)
y
、
‑
C2‑
C
x
烯基
‑
N(R3)
y
、
‑
C3‑
C
x
炔基
‑
N(R3)
y
、
‑
C1‑
C
x+1
烷基
‑
P(R3)
y
、
‑
C2‑
C
x+2
烯基
‑
P(R3)
y
、
‑
C3‑
C
x+3
炔基
‑
P(R3)
y
，其中
x
大于或等于1且小于或等于
20
，并且
y
大于或等于1且小于或等于3；每个
R2相同或不同，并且选自氢
、
‑
C1‑
C
10
烷基
、
‑
C2‑
C
10
烯基和
‑
C3‑
C
10
炔基，其中
R1和
R2中的每个碳原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：