三氧化二铋作为杀菌剂的应用转让专利
申请号 : CN202210082991.7
文献号 : CN114097826B
文献日 : 2022-04-08
发明人 : 孙占奎
申请人 : 中科优品(天津)科技发展有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种三氧化二铋作为杀菌剂的应用,其特征在于,菌为革兰氏阴性菌、或者革兰氏阳性菌;其中所述的三氧化二铋采用下述之一的方式进行制备:方法一、室温下,配置铋酸钠去离子水溶液置 于反应容器中,此时体系为灰褐色,加热至50‑80度,超声条件下滴入HCl溶液直至酸性,此时,体系颜色变浅,继续在加热条件下超声搅拌至反应完全,离心分离收集产物,80‑100度烘干1‑3小时,之后转入马弗炉中300‑500度加热1‑3小时冷却后就得纳米三氧化二铋,为浅白偏黄粉固体;其中,铋酸钠去离子水溶液的浓度为0.5‑5 mol /L;HCl溶液的浓度为1‑10 mol/L;
或者方法二、室温下,称量铋酸钠放入锥形瓶中,加入去离子水和聚四氟乙烯转子;之后滴入HNO3溶液,室温搅拌,会慢慢有沉淀析出;将沉淀收集,之后用HNO3溶液洗涤,接着用去离子水洗涤;将产物置于烘箱中烘干;之后将产物放置管式炉中,在4%氢气和96%氮气氛围下,以每分钟5度升温至300‑500度煅烧1‑3小时,冷却后就得纳米三氧化二铋,为浅白偏黄粉固体;铋酸钠去离子水溶液的浓度为0.5‑5 mol/L ;硝酸水溶液为1‑10 mol/L ;
或者方法三、将纯度大于99%的金属铋加入到锥形瓶中,加入去离子水;之后用1064nm‑2
激光照射,照射功率为12.5W,能量密度为30‑160J cm ;重复照射一个区域持续大于5分钟,频率在1kHz;照射完成之后,金属铋被移去,得到水相分散的纳米三氧化二铋。
2.根据权利要求1所述的三氧化二铋作为杀菌剂的应用,其特征在于,方法三中,能量‑2
密度为100‑160J cm 。
3.根据权利要求2所述的三氧化二铋作为杀菌剂的应用,其特征在于,方法三中,移去金属铋前对水相分散的纳米三氧化二铋进行超声分散,超声功率200‑700瓦,时间10‑60分钟。
4.根据权利要求1‑3任一项所述的三氧化二铋作为杀菌剂的应用,其特征在于,所述的三氧化二铋与银抗菌剂、铜抗菌剂、锌抗菌剂、钛抗菌剂、钼抗菌剂联合使用。
说明书 :
三氧化二铋作为杀菌剂的应用
技术领域
背景技术
化抗菌材料近年来发展迅速,但是其主要依赖于紫外光,光利用率低。而无机抗菌剂具有耐
热性好、稳定性好,抗菌谱广、有效期长、毒性低、不产生耐药性等特点,是目前市场的主流
产品。
铜本身颜色很重,有一定毒性,限制了其应用范围。其它常用的无机抗菌剂如二氧化钛、三
氧化钼都是2B类致癌物,其持久安全性存疑。
发明内容
下超声搅拌至反应完全,离心分离收集产物,80‑100度烘干1‑3小时,之后转入马弗炉中
300‑500度加热1‑3小时冷却后就得纳米三氧化二铋,为浅白偏黄粉固体;
着用去离子水洗涤;将产物置于烘箱中烘干;之后将产物放置管式炉中,在4%氢气和96%氮
气氛围下,以每分钟5度升温至300‑500度煅烧1‑3小时,冷却后就得纳米三氧化二铋,为浅
白偏黄粉固体;
光照射,能量密度为30‑160J cm ;重复照射一个区域持续大于5分钟,频率在1kHz;照射完
成之后,金属铋被移去,得到水相分散的纳米三氧化二铋。
耐药菌株。
面,进一步穿透细胞壁,导致细胞壁破裂,引起细胞质外流最终导致细菌死亡。另外,该活性
物质在光照射下能够激发水或空气中的氧产生羟自由基及活性氧离子,从而产生氧化应激
反应,破坏细菌的繁殖能力,致使细菌死亡。
附图说明
具体实施方式
米级的三氧化二铋可以直接购买市售的。
入5mmol/ml的HCl水溶液直至pH调节至1,此时体系颜色变浅。继续在80度下超声搅拌2h。之
后,待反应体系温度降至室温,将反应体系在4200rpm条件下离心8分钟,测上清液pH,若上
清液为酸性,则加入去离子水,将体系搅拌均匀,以同样条件继续离心。若上清液为中性,则
收集沉淀,用去离子水洗一次,收集产物。将产物置于100度烘箱中烘干,此时会浅色结块,
将结块碾碎。将上述产物加入坩埚中,放置马弗炉中加热至500度反应2小时,冷却后就得纳
米三氧化二铋,为浅白偏黄粉固体。
沉淀收集,之后用HNO(3 5mmol/ml)溶液洗涤,接着用去离子水洗涤。将产物置于100度烘箱
中烘干。之后将产物放置管式炉中,在4%氢气和96%氮气氛围下,以每分钟5度升温至340度
煅烧2小时,冷却后就得纳米三氧化二铋,为浅白偏黄粉固体。
水。之后用1064nm激光(Nd:YAG激光器)照射,照射功率为12.5W,能量密度为160J cm 。重复
照射一个区域持续5分钟,频率在1kHz。照射完成之后,金属铋被移去,得到水相分散的纳米
三氧化二铋。
水。之后用1064nm激光(Nd:YAG激光器)照射,照射功率为12.5W,能量密度为160J cm 。重复
照射一个区域持续5分钟,频率在1kHz。照射完成之后,超声功率300瓦;用超声波超声20分
钟,使其均匀分散,之后金属铋被移去,得到水相分散的纳米三氧化二铋。
水。之后用1064nm激光(Nd:YAG激光器)照射,照射功率为12.5W,能量密度为30J cm 。重复
照射一个区域持续5分钟,频率在1kHz。照射完成之后,金属铋被移去,得到水相分散的纳米
三氧化二铋。
水。之后用1064nm激光(Nd:YAG激光器)照射,照射功率为12.5W,能量密度为100J cm 。重复
照射一个区域持续5分钟,频率在1kHz。照射完成之后,金属铋被移去,得到水相分散的纳米
三氧化二铋。
金黄色葡萄球菌(ATCC6538)的MIC为31.25μg/mL,实施例4、5、6、7制得的纳米三氧化二铋颗
粒对金黄色葡萄球菌(ATCC6538)的MIC分别为10μg/mL、5μg/mL、25μg/mL、15μg/mL、。另外,
实施例1市售的微米级别的三氧化二铋也具有一定的抗金黄色葡萄球菌(ATCC6538)的能
力,MIC为2‑10mg/mL。
铋和水,不使用其它化学物质,所以纳米表面非常干净,因此杀菌效果更好。该方法制得的
纳米三氧化二铋其长度约为0.9‑1.4 μm,宽度约为0.8‑1.1μm。而典型的革兰氏阳性细菌比
如金黄色葡萄球菌为球型,直径0.8μm。典型的革兰氏阴性大肠杆菌其大小为:0.5~0.8μ
m,1.0~3.0μ m。制得的纳米三氧化二铋尺寸跟细菌相仿,因此能更好的跟细菌作用,破坏
细菌细胞膜导致细菌死亡。
主。而激光照射能量密度为100J cm 时,得到的产物以纳米片为主,纳米颗粒为辅。而激光
‑2
照射能量密度为160J cm 时,得到的产物是片状的纳米三氧化二铋,其尺寸为长度约为
0.9‑1.4 μm,宽度约为0.8‑1.1μm,厚度为30‑60nm。此种情况下,三氧化二铋采取片状结构
生长有助于降低整体结构的能量。
之后的大肠杆菌。图3是正常的多重耐药的金黄色葡萄球菌(ATCC 6538),图4是使用了1mg/
ml纳米三氧化二铋水溶液处理之后的金黄色葡萄球菌。可以看到无论是多重耐药的革兰氏
阴性菌或是革兰氏阳性菌,细胞壁都遭到多处破坏,产生多个孔洞,破裂严重,引起细胞质
外流最终导致细菌死亡。
和抑菌效果评价方法来进行测试)。
测试,抑菌率计算按照WST650‑2019抗菌和抑菌效果评价方法来进行测试。具体结果如下表
所示,24小时培养基共孵育实验表明,其混合物能够杀死多种细菌,包括革兰氏阴性菌大肠
杆菌(ATCC8739)、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(ATCC 6538, ATCC 43300)、耐万古霉素肠
球菌(ATCC 29212、ATCC 51299、ATCC 51559),其效果如下表1所示。
于水中,进行抗菌活性测试,抑菌率计算按照WST650‑2019抗菌和抑菌效果评价方法来进行
测试。24小时培养基共孵育实验表明,其混合物能够杀死多种细菌,包括革兰氏阴性菌大肠
杆菌(ATCC8739)、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(ATCC 6538, ATCC 43300)、耐万古霉素肠
球菌(ATCC 29212、ATCC 51299、ATCC 51559),其效果如下表2所示。
抑菌率计算按照WST650‑2019抗菌和抑菌效果评价方法来进行测试。24小时培养基共孵育
实验表明,其混合物能够杀死多种细菌,包括革兰氏阴性菌大肠杆菌(ATCC8739)、革兰氏阳
性菌金黄色葡萄球菌(ATCC 6538, ATCC 43300),其效果如下表3所示。
测试。24小时培养基共孵育实验表明,其混合物能够杀死多种细菌,包括革兰氏阴性菌大肠
杆菌(ATCC8739)、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(ATCC 6538, ATCC 43300),其效果如下表
4所示。
试。24小时培养基共孵育实验表明,其混合物能够杀死多种细菌,包括革兰氏阴性菌大肠杆
菌(ATCC8739)、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(ATCC 6538, ATCC 43300),其效果如下表5
所示。
联合银离子、铜离子、锌离子抗菌剂,或者联合二氧化钛、三氧化钼类杀菌剂使用,可杀死多
种细菌。
视为本发明的保护范围。