制備金屬納米顆粒的方法技術

本發明專利技術提供了一種通過將金屬或金屬化合物與細菌接觸制備含有金屬(包括銀、金、鋅、汞、銅、鈀、鉑或鉍)膠體納米顆粒的組合物的方法。本發明專利技術的一個實施方式包含將益生菌與含有至少4mM銀或金鹽的水溶液孵育的步驟。所得到的含納米銀的組合物，例如浸漬到載體上時，可用作高效抗微生物劑、滅藻劑或除草劑。

【技術實現步驟摘要】
本申請是國際申請PCT/EP2007/006145，國際申請日2007年7月5日，中國國家階段申請號200780025198. 7，名稱“”的專利技術專利申請的分案申請。專利
本專利技術涉及在細菌膜上制備膠體金屬化合物。本專利技術也涉及通過生物過程制備銀或金納米顆粒的方法。具體的，本專利技術涉及使用益生菌，如乳桿菌(Lactobacillus),在特定條件下產生金屬納米沉淀，尤其是銀或金納米顆粒以提高其抗微生物效率。本專利技術還涉及一種包含載體的消毒產品，該載體是用含有所述方法制備的膠體納米銀或納米金的組合物浸潰的。專利技術背景在處理大量包含微生物的污染材料，如水，特別是家庭或工業循環水，以及污水 (如在食品加工業產生的污水)過程中需要有效的消毒過程，因為衛生、操作或環境原因， 這些污水在未處理前不能排放或重復利用。在處理例如建筑物、設備、容器、空調系統的表面時也需要有效的消毒過程。與環境相容的消毒過程主要基于活性氧化合物，如過氧化氫或季銨化合物單體。過氧化氫時一種具有殺菌特性的活性適當的溫和抗菌劑。已知過氧化氫濃度為 25mg/l時能抑制一些細菌的生長，然而，即便是在更高濃度的過氧化氫作用下，微生物計數的有效減少也需要數小時或者還需要紫外照射。而產生紫外線需要昂貴的設備和大量的電消耗。因此當對大量污染材料如水進行消毒時，例如污水處理廠處理污水并排放時，此類方法缺乏可行性和/或不經濟。因此，本領域已嘗試不同方法以克服這些劣勢。本領域已知銀離子或基于銀的化合物對于微生物具有高度毒性，因而對許多常見細菌種類包括大腸桿菌顯示了強效抗菌作用。已顯示銀納米顆粒和高度分支的兩親大分子的雜交體具有有效的抗微生物表面涂層。發現無毒的銀元素水溶膠形式的銀納米顆粒的穩定水分散體對大腸桿菌具有強殺菌作用，50 μ g/cm3濃度能100%抑制細菌生長。發現銀納米顆粒可蓄積于細菌膜，以某種方式與細菌膜的某些結構元件發生作用，因此導致其結構變化、降解，最終引起細胞死亡。報道稱，由于膜中過量的羧基和其它基團解離，在生物學PH 值下細菌表面總體上帶負電。已表明，因為包埋進膜碳基質的銀納米顆粒在基質內的運動和摩擦使其表面帶電，因此靜電力也許是納米顆粒和細菌之間相互作用的原因。此外，銀趨于具有更高的親和力，與細菌膜及DNA中含磷和硫的化合物反應。第三種可能的作用模式是釋放可能產生銀納米顆粒的殺菌效應的銀離子。已報道數種微生物，例如乳桿菌、真菌尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum)能將 Ag(I)生物吸附到其細胞表面，并通過還原酶作用或電子穿梭醌或兩者同時作用來還原成 Ag (O)，從而對該離子進行解毒。本領域已知一種包含大小范圍I-IOOnm生物學穩定的銀納米顆粒，以及含有所述生物學穩定的納米顆粒且濃度為l_6ppm的載體的無細胞毒性的抗微生物制劑。也已知一種制備膠體銀-生物分子復合物的方法，該方法包括-在單一溶液里提供生物分子、銀鹽和鹵離子來源的混合物；以及-以可見區波長的光照射該混合物，其中銀鹽和鹵離子來源為水溶性的；生物分子、銀鹽、鹵離子來源的含量可使照射步驟得到膠體銀-生物分子復合物。已公開一種制備納米大小的膠體金屬顆粒的方法，所述方法包括在15_40°C的溫度范圍內用金屬離子的溶液處理濕的真菌或真菌提取物2-120小時，并分離生物物質以獲取納米尺寸的膠體金屬顆粒。常規制備銀納米顆粒的生產方法有很多劣勢，如高生產成本、產生顯著比例的副產品或存在獲取納米顆粒濃度的上限。例如，后一種生產方法需要很長的生產時間并利用有致病可能的真菌。因此本領域需要一種可靠、廉價并減少或避免副產品產生的制備銀納米顆粒的方法。已研究過，乳桿菌的Ag(I)生物吸附過程、該過程在pH范圍2-6中的pH依賴性、 在溫度范圍10-60°C中的溫度依賴性、以及乳桿菌將Ag+還原為Ag°的機制。本領域還已知一種通過生物還原制備銀納米顆粒的方法，即利用氣單胞菌 (Aeromonas sp.)與銀離子、氨及氫氧化鈉混和，60°C反應數小時。上述方法的缺陷是需要高溫、酸性pH和/或長孵育時間，或由其產生的銀納米顆粒的殺菌活性不足。因此本領域需要通過不存在這些劣勢的方法來制備銀或金納米顆粒。本領域還需要簡單、環境友好的、可重復的制備具有高抗微生物特性的銀或金納米顆粒的方法。本領域還需要制備已知可用于某些醫療應用的金或銀納米顆粒的相應方法。本領域還了解，除金或銀之外的金屬和所述金屬的化合物的膠體形式具有有價值的特性和應用。例如，膠體次枸櫞酸鉍為水溶性，尤其在pH范圍為3-8時，幾十年來，它與抗生素聯合用于治療胃和十二指腸潰瘍和幽門螺桿菌感染。外用膠體形式的汞、無機汞化合物和金屬汞油膏劑具有各種治療應用，包括治療感染性濕疹或膿皰病(汞鹽)、治療梅毒 (甘汞)、治療牛皮癬(氧化汞或氨化汞)。使用鈀和鉬的膠體形式催化多種化學反應，包括有機還原和氫解等。膠體形式的鉬納米顆粒也用作抗癌藥。任選與水楊酸螯合的膠體銅是強效消炎劑，并且已知膠體銅或膠體鋅的舌下(給藥)形式可對抗感冒和流感。此外，膠體鋅在抗病毒方面尤其有效。在所有這些不同的領域，長期需要提供不同形式的膠體金屬或膠體金屬化合物，用以提高其在相關應用領域的功效。專利技術概述廣義上講，本專利技術涉及使用細菌在細菌膜上制備膠體金屬化合物，和包被的細菌作為抗微生物劑的后續應用。具體來說本專利技術涉及·通過在受控pH下將所述細菌與金屬鹽或其它鹽的混合物接觸，在細菌膜上制備膠體金屬化合物，以便使用細菌制備膠體金屬化合物，和·使用上述膜上包被金屬化合物的細菌作為抗微生物劑。在一個實施方式中，本專利技術涉及利用益生菌和其它細菌制備金屬納米沉淀，所述金屬納米沉淀可用作飲用水、表面涂料和其它材料的抗微生物劑。更具體來說,一些細菌能夠將Ag (I)鹽還原為沉淀于細胞表面形成納米Ag顆粒的膠體Ag (O)。膠體銀或其它金屬納米沉淀包被的生物物質易于通過過濾或離心從水相收集，并可進行沖洗、漂洗和其它處理，且在(稀釋的)懸液中或加工為涂料時形成具有強抗微生物特性的膠體產物。有趣的是，多種益生菌，即工業生產的、當出現于人消化道時有益人體健康的細菌，顯示了其在細胞表面產生Ag納米沉淀的能力。此類細菌包括但不限于益生型發酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum)菌株。通過在濃縮細菌細胞培養物中加入特定鹽的組合(AgN03、NH4C1、NaOH等)并控制 PH，形成具有強抗微生物特性的膠體銀產物，將其它金屬鹽和某些細菌菌株組合得到具有類似特性的納米沉淀，這也是本專利技術的一部分。通過調節“銀物質”和“生物細胞物質”比例(Ag:CDW，其中CDW=細胞干重)，最終膠體銀產物的反應性和特性可能不同，這涉及膠體粒度、膠體顆粒分布和其它特性。細菌表面產生的膠體銀化合物具有很廣泛的應用，包括但不限于水消毒、用作清潔產品中的消毒劑、用作清潔劑、配制成抗微生物涂料、醫療應用、人消費品，用于紡織品、 油膏劑和潤滑劑，用作催化劑等。生產過程簡單明了、成本經濟、產量高、易于規模化，顆粒的尺寸和分布可控，所產納米銀在極低(PPb)濃度下的抗微生物活性優于其它膠體銀產品。而且，該產物可加工成不同形式干燥形式、懸浮形式或“濕的”團塊，可配制成不同的應用。因為可用純水漂洗而不喪失活性，所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用細菌在細菌膜上生產膠體金屬或膠體金屬化合物的方法，所述方法是通過在受控pH下將所述細菌與所述金屬或金屬化合物接觸。

【技術特征摘要】
2006.11.30 GB 0623925.5;2006.07.05 US 60/818,5791.一種用細菌在細菌膜上生產膠體金屬或膠體金屬化合物的方法，所述方法是通過在受控PH下將所述細菌與所述金屬或金屬化合物接觸。2.如權利要求I所述的方法，所述金屬或金屬化合物中的金屬是銀。3....

【專利技術屬性】
技術研發人員：W·德溫特，T·韋科特恩，W·韋斯特雷特，
申請(專利權)人：詹森藥業有限公司，
類型：發明
國別省市：