專利名稱：消毒劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消毒劑，更具體地是涉及特別用于對(duì)抗病原菌和病毒，對(duì)環(huán)境友好的、無毒的含水消毒劑。
在先技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)已證明含有銅和銀離子的水溶液可用作消毒劑。許多現(xiàn)有技術(shù)已使用含有銅離子和銀離子的水溶液作為水系統(tǒng)消毒劑，該水系統(tǒng)如冷卻塔、游泳池、醫(yī)院中的熱水系統(tǒng)、飲用水系統(tǒng)、溫泉等。
通常把銅電極和銀電極與直流電源相連。當(dāng)直流電通過銅電極和銀電極，通過電解過程從水中的銅和銀電極上產(chǎn)生銅離子和銀離子。在現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)實(shí)例中，水連續(xù)不斷地通過有銅和銀電極的電離室。從電離室中流出的水含有由電離室內(nèi)的銅和銀電極產(chǎn)生的銅離子和銀離子。從電離室中流出的含有銅離子和銀離子的水可用作水系統(tǒng)，如冷卻塔、游泳池、醫(yī)院的熱水系統(tǒng)、飲用水系統(tǒng)、溫泉等的消毒劑。水系統(tǒng)內(nèi)的銅離子和銀離子充當(dāng)消毒劑，用于控制藻類、病毒、細(xì)菌等。
Ellison在U.S.3,422,183中公開了含有紫外線照射過的氟化銀溶液的殺生物劑組合物，該溶液含有由照射產(chǎn)生并保存在保護(hù)性膠體例如酪蛋白或明膠形成的分散體中的膠體銀，還公開了在甌穴控制(slinecontrol)中使用這種殺生物劑，防治食物或飲料容器或加工設(shè)備中的病原體或其他微生物，作為木材防腐劑的成分，作為油漆中的殺菌劑，作為合成高分子膜中的殺生物劑，作為繃帶中的消毒劑和在其他領(lǐng)域類似殺生物劑的用途。
Zsoldos在U.S.3,702,298中公開了一種保持強(qiáng)氧化水溶液的方法，該溶液主要是用來處理游泳池的水。在溶液中多價(jià)金屬與可氧化的碎屑反應(yīng)變成較低價(jià)的金屬，并通過在水中保持氧化劑庫恒定過量將該金屬連續(xù)地再氧化成較高價(jià)的金屬，該氧化劑庫是由過氧酸鹽組成的。銀、銅和鎳是合適的金屬并且它們的鹽具有殺菌特性，通過將一價(jià)鹽轉(zhuǎn)化成二價(jià)或三價(jià)鹽能大幅度增強(qiáng)殺菌性能和拓寬殺菌譜。
Maurer等在U.S.4,180,473中公開了一種輸送金屬離子的方法，該方法是通過將金屬絡(luò)合物引入一個(gè)含有需要金屬離子的部分的介質(zhì)中并且該絡(luò)合物根據(jù)需要以受控方式釋放離子。該金屬絡(luò)合物具有水成質(zhì)子誘導(dǎo)的離解性質(zhì)，可用笛卡爾坐標(biāo)圖上金屬離子濃度的副對(duì)數(shù)對(duì)氫離子濃度的副對(duì)數(shù)的S型曲線代表。根據(jù)對(duì)金屬離子的需要，該離解性質(zhì)促成控制釋放金屬離子進(jìn)入含有反應(yīng)部分的培養(yǎng)基中。例如通過加入少量金屬絡(luò)合物如檸檬酸二鈉銅(II)能穩(wěn)定金屬加工乳液中的油和水，該金屬絡(luò)合物在堿性pH金屬加工條件大于大約7-9時(shí)釋放金屬陽離子進(jìn)入乳液使其具有穩(wěn)定性，這會(huì)防止乳液被金屬加工操作中常遇到的許多因子降解。并且該方法在正常生理pH范圍內(nèi)即大約4-9對(duì)控制釋放金屬離子用于對(duì)包括細(xì)菌、真菌和病毒的微生物的生長(zhǎng)控制作用方面很有效。
Greatbatch在U.S.4,291,125中公開了通過電解產(chǎn)生的銀離子殺滅植物和動(dòng)物細(xì)菌和植物類病毒的方法和設(shè)備。該銀離子在感染控制中充當(dāng)殺菌劑并且是通過位于非常接近感染位置的銀線的非常慢的電陽極腐蝕產(chǎn)生的。特別是將銀陽極和不銹金屬陰極放于電解營養(yǎng)培養(yǎng)基中，銀陽極在距感染位置5mm之內(nèi)，以一種方式向陽極和陰極施加直流電壓，使微安范圍內(nèi)的正電流通過銀陽極引起其輕微地腐蝕并釋放出銀離子，銀離子在感染位置周圍制造殺菌環(huán)境。
Odelhog在U.S.4,385,632中公開了一種用于收集血液、糞便和尿的吸收體，含有水溶性銅鹽，能阻止細(xì)菌生長(zhǎng)，防止尿素分解為氨和與絡(luò)合物結(jié)合的氨，以便防止不愉快氣味的產(chǎn)生。優(yōu)選使用乙酸銅，其中甚至連乙酸根離子都具有殺菌作用。
Skold等在U.S.4,564,461中公開了在含有有機(jī)銅(II)絡(luò)合物和鐵腐蝕抑制劑的含水金屬加工組合物的存在下，進(jìn)行鑄鐵的機(jī)械加工。一種含水濃縮物含有1-50％銅(II)絡(luò)合物(這樣銅離子的含量為0.5-20％)，1-50％鐵腐蝕抑制劑，0-50％潤(rùn)滑劑，0-20％pH調(diào)節(jié)劑、殺菌劑和增溶劑和10-70％水，該濃縮物經(jīng)水稀釋后適合在鑄鐵的機(jī)械加工中使用。
Rossmoore在U.S.4,608,183中公開了彼此協(xié)同的異噻唑酮和具有多官能配位體的金屬絡(luò)合物的抗微生物混合物。該混合物特別包括檸檬酸銅二鈉作為配位體和5-x-2-低級(jí)烷基4-異噻唑啉-3-酮(其中x是鹵素或氫基)作為異噻唑酮的混合物。該組合物特別用于需要長(zhǎng)期的抗菌活性的金屬切削液。
Rossmoore在U.S.4,666,616中公開了協(xié)同的抗微生物組合物，含有金屬絡(luò)合物的多官能有機(jī)液體和殺生物劑組合物的混合物，其中的殺生物劑組合物含有或能釋放含1-5個(gè)碳原子的低級(jí)醛。該抗微生物組合物在堿性pH下特別用作金屬加工液并對(duì)真菌和細(xì)菌具有廣譜活性。
Rossmoore在U.S.4,708,808中公開了協(xié)同的抗微生物組合物，含有金屬絡(luò)合物的多官能有機(jī)液體和殺生物劑組合物的混合物，其中的殺生物劑組合物含有或能釋放含1-5個(gè)碳原子的低級(jí)醛。該抗微生物組合物在堿性pH下特別適合用作金屬加工液并對(duì)真菌和細(xì)菌具有廣譜活性。
Wojtowicz在U.S.4,780,216中公開了使用主要由次氯酸鈣和過二硫酸鹽化合物的混合物組成的消毒組合物處理水以改善pH控制并加強(qiáng)去除有機(jī)物質(zhì)，其中的過二硫酸鹽具有通式MxS2O8，其中M是堿金屬或堿土金屬，x是1或2。該組合物通過有效氧化有機(jī)雜質(zhì)改善游泳池、溫泉和冷卻塔中水的衛(wèi)生情況，同時(shí)有助于使水中pH的增加最小化。這就容許降低加入水體的酸性化合物如鹽酸的量和頻率。此外，加入添加劑如殺藻劑、分散劑和澄清劑能顯著改善水質(zhì)，這一點(diǎn)可用起泡純水來證明。
Gomori在U.S.4,915,955中公開了一種具有無限適用期限的濃縮物，該濃縮物可與過氧化氫以1∶99-1∶199的比例混合成為一種有效消毒劑，當(dāng)無機(jī)酸的粘稠溶液(pH小于或等于1.6)與銀鹽化合物或膠體銀化合物在50-66℃混合時(shí)可得到該濃縮物。混合物在室溫下再與其他無機(jī)酸結(jié)合，達(dá)到室溫下100g無機(jī)酸/升水，加入有機(jī)酸穩(wěn)定劑并攪勻混合物。該濃縮物在儲(chǔ)藏期間保持均質(zhì)并且透明似水晶。
Capelli在U.S.4,933,178中公開了一種具有抗菌涂層的醫(yī)療設(shè)備，該涂層安全、有效、耐光且易于制造，其制備是通過將組合物涂布到設(shè)備的至少一個(gè)體液接觸表面上，這樣就給該表面提供了一個(gè)固體涂層，涂層組合物包含磺酰脲的微動(dòng)金屬鹽、聚合材料、至少一種選自水溶性羧酸和水不溶性羧酸的酸性化合物、和可溶解前述成分的載體液。對(duì)于已涂布了該涂層的醫(yī)療設(shè)備來說，抗菌涂層可隨預(yù)期用途的不同而調(diào)和抗菌金屬離子釋放的變化。
Antelman在U.S.5,017,295中公開了通過向水中加入特定濃度的穩(wěn)定的二價(jià)銀化合物，控制細(xì)菌在游泳池和/或工業(yè)供水系統(tǒng)的水中生長(zhǎng)的方法。該發(fā)明比加氯消毒法的優(yōu)點(diǎn)在于它是無味且不揮發(fā)的。此外由于這些化合物不會(huì)在光的存在下分解，能抵抗鹵化物的沉淀并形成在一價(jià)狀態(tài)下總是不溶解的固體的二價(jià)水溶性絡(luò)合物，因此優(yōu)于一價(jià)銀化合物。
Antelman在U.S.5,073,382中公開了一種適合復(fù)合堿性最終產(chǎn)品如食品和牛奶店清潔劑和外科擦洗皂的固體堿性殺菌組合物，通過中和酸穩(wěn)定的無機(jī)二價(jià)銀絡(luò)合物而形成并能在5分鐘內(nèi)達(dá)到100％殺死100K/cc厭氧菌落培養(yǎng)物。
Antelman在U.S.5,078,902中公開了二價(jià)銀鹵化物，在過硫酸鹽存在下能提供二價(jià)殺菌銀離子源。該鹵化物用于工業(yè)冷卻設(shè)備、熱浴盆和游泳池所用的水中特別有效并可符合嚴(yán)格的EPA(美國環(huán)?？偸?對(duì)于如在浴盆和水池中沐浴所用的水達(dá)到10分鐘內(nèi)100％殺死100K/cc大腸桿菌的要求，其示例是氯化物和溴化物，能在5分鐘內(nèi)殺死100％。當(dāng)然該鹵化物可在鹽水中使用，這是由于它們對(duì)鹵化物作用有固體免疫，否則鹵化物作用會(huì)將可溶性二價(jià)銀從溶液中沉淀出來。
U.S.5,089,275中公開了基于二價(jià)銀(Ag(II))作為活性消毒劑的固體殺菌組合物。該組合物的制備是通過酸液Ag(II)絡(luò)合物與無水硫酸鈣反應(yīng)，以便形成固體介質(zhì)，其中的殺菌劑被合成的水合硫酸鈣截留。公開的最佳組合物由5∶2(w/v)固體銀(II)與液體銀組成。得到的固體殺菌劑可在水冷卻設(shè)備中使用。它們能在10分鐘內(nèi)導(dǎo)致大腸桿菌100％死亡，符合EPA規(guī)程，這使它們有資格作為游泳池和熱浴盆消毒劑。由于這些組合物是以硫酸鈣為基礎(chǔ)的，它們也適合作為礦化劑，這樣就提供了雙重功能。
Gay等在U.S.5,332,511中公開了一種消毒游泳池、溫泉和熱浴盆中的水，減低所述水中細(xì)菌水平的方法，該方法包括用二異癸基二甲基氯化銨和銅(II)離子的殺菌有效量組合物處理所述水，在所述水中二異癸基二甲基氯化銨的濃度小于約60份/一百萬重量份水，并且至少間歇地用選自有效氯和臭氧的氧化劑處理所述水。
Rossmoore等在U.S.5,364,649中公開了低級(jí)鏈烷醇胺的金屬絡(luò)合物增強(qiáng)選自異噻唑酮和釋放甲醛的化合物的抗菌化合物的活性，特別是銅(二價(jià)銅)三乙醇胺。這種增強(qiáng)作用在金屬加工液中特別有用。
Gay在U.S.5,373,025中公開了一種消毒劑組合物，含有成分(a)和(b)的殺菌有效量的組合物，成分(a)是季銨化合物，選自(氫化油脂)2-乙基己基二甲基銨鹽、二椰油二甲基銨鹽和它們的混合物；成分(b)是一種銅(II)離子源。
Wlassics等在U.S.5,382,337中公開了一種在水相中氧化有機(jī)物質(zhì)或化合物的方法，該方法是用過氧化氫并在亞鐵離子Fe-(II)和可選的銅離子Cu-(II)的存在下，在人造可見光的照射下進(jìn)行。
Marchin等在U.S.5,464,559中公開了一種用于處理飲用水進(jìn)行消毒和/或除去碘化物的組合物。該組合物使用結(jié)合銀離子的樹脂。為了進(jìn)行消毒或去碘化物，同時(shí)釋放入處理水的銀離子最少，使用含有二乙酸亞胺螯合基團(tuán)的螯合樹脂，并且該樹脂中每摩爾二乙酸亞胺負(fù)載不超過0.5摩爾的銀離子。
Jacobson等在U.S.5,503,840中公開了一種抗菌組合物，含有具有連續(xù)的銀涂層的二氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋅顆粒和它們的混合物，在某些情況下是鋅和/或銅化合物涂層如氧化鋅、氧化銅(II)和硅酸鋅；二氧化硅；氧化鋁；和分散助劑如壬二酸二辛酯。
Tomioka等在U.S.5,510,109中公開了一種抗細(xì)菌和抗真菌的組合物，包括多孔粒子載體攜帶的抗細(xì)菌和抗真菌物質(zhì)。優(yōu)選該多孔粒子載體是硅膠粒子。該抗細(xì)菌和抗真菌物質(zhì)至少是一種金屬絡(luò)合物鹽，并且除了金屬絡(luò)合物鹽外還可含有植物提取物等。載有抗細(xì)菌和抗真菌組合物的上述載體的至少部分表面可用涂層材料涂布。
遺憾的是這些銅和銀離子在水溶液中只有有限穩(wěn)定的離子壽命。有限期后，銅和銀離子與其他成分結(jié)合形成絡(luò)合物，這樣就降低了水溶液中銅和銀離子的濃度。因此，該水溶液必須補(bǔ)充銅和銀離子以保持水溶液中銅和銀離子的濃度。通過不斷地循環(huán)水溶液通過電離室可向水溶液中補(bǔ)充銅和銀離子。
本發(fā)明提供了一種含有穩(wěn)定的離子形式的消毒劑水溶液，該溶液的有效儲(chǔ)藏期限延長(zhǎng)了。該消毒劑水溶液有效儲(chǔ)藏期限的延長(zhǎng)使該消毒劑水溶液能以含水濃縮物的形式包裝。
因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種改進(jìn)了的消毒劑和其制造方法，它包含一種含水消毒劑，特別用作防止由可能的病原菌和病毒引起的污染并具有抗真菌性能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，這是一種能有效消除標(biāo)準(zhǔn)指示生物如金黃色葡萄球菌、豬霍亂沙門氏菌和銅綠假單胞菌的消毒劑。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，這是一種無毒、對(duì)環(huán)境友好的含水消毒劑。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，包含一種有效儲(chǔ)藏期限延長(zhǎng)的穩(wěn)定的離子制劑。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，該消毒劑可以濃縮的含水形式包裝。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，該消毒劑可以以分批法或連續(xù)法電解產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，該消毒劑是以經(jīng)濟(jì)的方式電解產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，該消毒劑適合與醇和/或去垢劑結(jié)合使用。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，該消毒劑可用于暴露和/或感染的表面，殺死細(xì)菌、病毒、真菌和其他微生物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，該消毒劑可用在開放性傷口和組織上、皮膚上的傷口處和/或活的有機(jī)體如動(dòng)物和人類的身體上的損傷。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的消毒劑及其制造方法，該消毒劑可用于食品加工廠、住宅、醫(yī)院、餐廳、公共設(shè)施等的裸露表面上。
上述已經(jīng)概括了本發(fā)明的一些比較相關(guān)的目的。這些目的應(yīng)理解為僅僅是本發(fā)明的較為顯著的特征和應(yīng)用的說明。通過將本發(fā)明以不同方式施用或在本發(fā)明范圍內(nèi)改進(jìn)本發(fā)明可以獲得許多其他有益結(jié)果。因此除了本發(fā)明權(quán)利要求書和附圖共同定義的范圍之外，再參考本發(fā)明的概述、優(yōu)選實(shí)施方案的詳述，在充分理解本發(fā)明的情況下可達(dá)到其他目的。
發(fā)明概述在附加的詳細(xì)描述中敘述和說明本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案。為了概括本發(fā)明，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的無毒、對(duì)環(huán)境友好的含水消毒劑，用于預(yù)防潛在的病原菌、病毒和真菌引起的感染。改進(jìn)的含水消毒劑適合用在裸露的表面上。此外，改進(jìn)的含水消毒劑適合用于皮膚上的傷口處和活的有機(jī)體如動(dòng)物和人類身體上的損傷。該含水消毒劑是pH中性的。
該改進(jìn)的含水消毒劑包括檸檬酸銀的水溶液，其中的銀是在檸檬酸和水的溶液中電解產(chǎn)生的。電解產(chǎn)生的銀與檸檬酸形成有機(jī)金屬絡(luò)合物如與檸檬酸螯合的有機(jī)金屬絡(luò)合物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，檸檬酸和水的溶液含有大約5.0％-10.0％(體積百分比)檸檬酸。由電解產(chǎn)生的銀形成的檸檬酸銀的濃度超過0.0005％(體積百分比)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，本發(fā)明體現(xiàn)為一種儲(chǔ)藏期限延長(zhǎng)的濃縮形式的含水消毒劑，該消毒劑含有檸檬酸銀的水溶液，其中的銀是在檸檬酸的水溶液中電解產(chǎn)生的。電解產(chǎn)生的銀的濃度超過0.05％(體積百分比)。
該含水消毒劑可與醇如乙醇(ETOH)和/或去垢劑如十二烷基硫酸鈉結(jié)合。
本發(fā)明還包括該消毒劑的制造方法，該方法包括在檸檬酸和水的溶液中電解產(chǎn)生銀以形成檸檬酸銀的水溶液。該方法可包括制造檸檬酸在水中大約5.0％-10％(體積百分比)的溶液。銀陽極與陰極相對(duì)隔開，使該溶液處于它們之間。向陽極和陰極施加電位差，在陽極和陰極間形成銀離子流，從而使銀離子與檸檬酸反應(yīng)形成檸檬酸銀。
本發(fā)明還包括檸檬酸銀的制造方法，該方法包括在檸檬酸和水的溶液中電解產(chǎn)生銀以形成檸檬酸銀的水溶液。
前面所述非常概括地簡(jiǎn)述了本發(fā)明比較突出和重要的特征以便后面的詳述能被更好地理解，從而使本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)得到更充分的領(lǐng)會(huì)。下文將描述形成本發(fā)明主題的其他特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解本文公開的構(gòu)思和具體實(shí)施方案容易被用作為實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明同樣目的修改或設(shè)計(jì)其他構(gòu)造的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到這種等效構(gòu)造沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍。


為了更充分地理解本發(fā)明的本質(zhì)和目的，可以參考下面的詳述并結(jié)合附圖，其中圖1是制造本發(fā)明消毒劑的第一種方法的簡(jiǎn)圖；圖2是制造本發(fā)明消毒劑的第二種方法的簡(jiǎn)圖；圖3是圖1和圖2中電離室的放大的詳細(xì)圖；圖4是適合用分批法制造本發(fā)明消毒劑的電離室的放大的詳細(xì)圖；圖5是說明初始采樣間隔的儲(chǔ)藏期限測(cè)試的圖表；圖6是說明第二期采樣間隔的儲(chǔ)藏期限測(cè)試的圖表；圖7是說明對(duì)豬霍亂沙門氏菌的效力測(cè)試的圖表；圖8是說明對(duì)金黃色葡萄球菌的效力測(cè)試的圖表；圖9是說明對(duì)銅綠假單胞菌的效力測(cè)試的圖表。
類似的參考特征參見附圖中所有圖表中類似的部分。
發(fā)明詳述制造方法圖1是制造本發(fā)明的消毒劑14的第一種方法10的簡(jiǎn)圖。第一種方法10表示為制造消毒劑14的連續(xù)方法。圖1的第一種方法10應(yīng)理解為僅僅是一種方法的實(shí)例，許多其他變化和/或方法也可用于制造本發(fā)明的消毒劑14。
消毒劑14可立即用于任何適合的應(yīng)用如水系統(tǒng)中的消毒劑，水系統(tǒng)包括冷卻塔、熱水系統(tǒng)、飲用水系統(tǒng)，或任何其他適合的應(yīng)用或表面。
第一種方法10包括注水管16，用于將水18從水源(未示出)引入水處理裝置-表示為反滲透裝置20。反滲透裝置20使水18從注水管流過半透膜(未示出)以除去水中雜質(zhì)。盡管水處理裝置表示為反滲透裝置20，應(yīng)理解各種水處理裝置均可用于圖1所示工藝。優(yōu)選從反滲透裝置20中流出的水18是去離子化的醫(yī)學(xué)上的純水。
從反滲透裝置20中流出的水18經(jīng)過管道31被送往閥門30。閥門30將水18經(jīng)過管道32送往流量控制注入器40。檸檬酸罐50含有濃縮的檸檬酸。為了計(jì)量進(jìn)入流量控制注入器40的濃縮的檸檬酸，將濃縮的檸檬酸經(jīng)管道51送往計(jì)量閥60。流量控制注入器40將濃縮的檸檬酸和水18混合以提供稀釋的檸檬酸溶液62。計(jì)量閥60控制水18中檸檬酸的濃度。稀釋的檸檬酸溶液62經(jīng)管道64被送入電離室70。
圖3是圖1中電離室70的放大的詳細(xì)圖。電離室70包括陽極71和陰極72。為了使稀釋的檸檬酸溶液62流過陽極71和陰極72之間，陽極71和陰極72位于一定距離間隔的位置。陽極71和陰極72都是用元素銀制造的。優(yōu)選陽極71和陰極72是用99.9999％純?cè)劂y形成的。
直流電源80包括陽極導(dǎo)體81和陰極導(dǎo)體82，分別連接到陽極71和陰極72。陽極71和陰極72間隔開適當(dāng)?shù)木嚯x如2.0-8.0cm，使離子流能在陽極71和陰極72間流動(dòng)。
使直流電源80通電，離子流在陽極71和陰極72之間流動(dòng)。陽極71和陰極72之間的直離子流流動(dòng)在稀釋的檸檬酸溶液62中電解產(chǎn)生自由銀離子。在稀釋的檸檬酸溶液中，銀離子與檸檬酸反應(yīng)生成本發(fā)明的消毒劑14。
消毒劑14經(jīng)管道86被送往沉降槽90。沉降槽90包括溢流管91和排放管92。消毒劑14經(jīng)溢流管91從沉降槽流出。在沉降槽內(nèi)從消毒劑14中沉淀出的任何物質(zhì)落到沉降槽90底部。在沉降槽90底部的沉淀物可經(jīng)過排放管92排至清洗槽100。清洗槽100中的沉淀物可回收。
從沉降槽90中流出的消毒劑14經(jīng)過溢流管91被送往粒子過濾器110。盡管粒子過濾器110可以是任何適合的過濾器，優(yōu)選粒子過濾器110是亞微米過濾器。經(jīng)過濾的消毒劑14經(jīng)管道121被送往閥門120。閥門120將過濾后的消毒劑14送往管道122，以便從第一種方法10中放出。
從管道122流出的經(jīng)過濾的消毒劑14可立即用于任何適合的應(yīng)用如作為水系統(tǒng)的消毒劑或其他任何適合的應(yīng)用。如果需要較高濃度的消毒劑14，可將消毒劑14進(jìn)行再循環(huán)以提高消毒劑14的濃度。
圖2是以濃縮形式制造本發(fā)明消毒劑14的第二種方法10A的簡(jiǎn)圖。第二種方法10A表示為一種制造消毒劑14的再循環(huán)方法并且是為了提高消毒劑14的濃度。濃縮形式的消毒劑14可以裝瓶以便以后使用。圖2的第二種方法10A應(yīng)理解為僅僅是一種方法的實(shí)例，許多其他變化和/或方法也可用于制造本發(fā)明的消毒劑14。
在圖2所示的第二種方法10A中，閥門30和120移入與圖1所示位置相反的位置。閥門120將過濾后的消毒劑14送往管道123。管道123經(jīng)管道130連接到閥門30的管道33。
閥門30將過濾后的消毒劑14經(jīng)管道32送往流量控制注入器40。補(bǔ)充的濃縮檸檬酸經(jīng)計(jì)量閥60送入流量控制注入器40。流量控制注入器40將濃縮的檸檬酸和過濾后的消毒劑14混合以提高檸檬酸溶液62A的濃度。
檸檬酸溶液62A被送往電離室70，在檸檬酸溶液62A中產(chǎn)生額外的銀離子。在檸檬酸溶液62A中銀離子與檸檬酸反應(yīng)以增加消毒劑14的濃度。消毒劑14流經(jīng)沉降槽90，從溢流管91中流出。經(jīng)粒子過濾器110過濾后的消毒劑14經(jīng)管道121被送往閥門120。
閥門30和120保持在圖2所示位置，繼續(xù)再循環(huán)消毒劑14以提高消毒劑14的濃度。得到需要濃度的消毒劑14后，可將閥門120移動(dòng)到圖1所示位置，使消毒劑14從管道122中放出。
圖4是適合用分批法制造本發(fā)明消毒劑的電離室170的放大的詳細(xì)圖。電離室170包括陽極171和陰極172。陽極171和陰極172都是用99.9999％的純?cè)劂y制造的。
為了使檸檬酸溶液162流過陽極171和陰極172之間，陽極171和陰極172位于一定距離間隔的位置。優(yōu)選銀陽極171相對(duì)于陰極172間隔充分的距離，使銀離子能在陽極171和陰極172間流動(dòng)。陽極171和陰極172的間隔以放大的形式表示于圖4。已發(fā)現(xiàn)優(yōu)選約2.0-8.0mm的距離適合上述濃度的檸檬酸和水。
直流電源180包括陽極導(dǎo)體181和陰極導(dǎo)體182，分別連接到陽極171和陰極172。使直流電源180通電，離子流在陽極171和陰極172之間流動(dòng)。陽極171和陰極172之間的直離子流流動(dòng)在檸檬酸溶液162中電解產(chǎn)生自由銀離子。在檸檬酸溶液162中，銀離子與檸檬酸反應(yīng)生成本發(fā)明的消毒劑14。
該制造消毒劑的方法包括在檸檬酸和水的溶液中電解產(chǎn)生銀離子，形成檸檬酸銀的水溶液。優(yōu)選檸檬酸和水的溶液由水中約有5.0％-10％(體積百分比)檸檬酸的溶液構(gòu)成。12-50伏特電位差提供了每平方英寸0.1-0.5安培的銀離子流。下面將詳細(xì)描述更全面地解釋電離室170中溶液的內(nèi)容。
現(xiàn)有技術(shù)已證實(shí)在水中產(chǎn)生銀離子和銅離子能提供最好的消毒性能。銀離子和銅離子的結(jié)合能提供比銀離子或銅離子單獨(dú)使用更好的消毒性能。銀離子和銅離子在水中的協(xié)同效應(yīng)已被現(xiàn)有技術(shù)證實(shí)。
與這一已經(jīng)證實(shí)的現(xiàn)有技術(shù)相反，本發(fā)明的消毒劑是在檸檬酸和水的溶液中而不是在單獨(dú)的水中形成的。此外，本發(fā)明僅含銀離子的消毒劑卻比銀離子和銅離子的組合物具有更好的性能。本發(fā)明的銀離子與檸檬酸反應(yīng)形成檸檬酸銀。檸檬酸銀與現(xiàn)有技術(shù)中在水中產(chǎn)生銀和銅離子的方法相比，能提供更好的消毒性能。
與已證實(shí)的現(xiàn)有技術(shù)相反的還有本發(fā)明的消毒劑具有穩(wěn)定的離子形式，該形式的有效儲(chǔ)藏期限延長(zhǎng)了。本發(fā)明消毒劑的便于使用的儲(chǔ)藏期限使消毒劑水溶液能夠以含水濃縮物的形式被包裝。
組合物本發(fā)明改進(jìn)的消毒劑是一種檸檬酸銀的水溶液，其中的銀是在檸檬酸和水的溶液中電解產(chǎn)生的。按照上述方法形成的檸檬酸銀與其他形式的檸檬酸銀相比具有不同的特性。
濃度為0.1％(體積百分比)檸檬酸銀已按照上述方法制備出來。0.1％(體積百分比)的檸檬酸銀相當(dāng)于1000ppm。在包括約10.0％(體積百分比)檸檬酸的檸檬酸和水的溶液中形成0.1％濃度的檸檬酸銀。根據(jù)上述方法相信可以獲得更高濃度的檸檬酸銀?？磥硭袡幟仕岬臐舛仍礁撸凑丈鲜龇椒ㄐ纬傻臋幟仕徙y的濃度就越高。
Merck Index的第十一版(1989)第1348頁說明檸檬酸銀可溶于3500份水。3500份水中1份檸檬酸銀的濃度相當(dāng)于285ppm。顯然，按照上述方法形成的檸檬酸銀與其他形式的檸檬酸銀相比具有不同的溶解度。
對(duì)按照上述方法形成的檸檬酸銀和空白檸檬酸樣本進(jìn)行核磁共振試驗(yàn)(1H NMR)。樣本表明有壓倒性過量的檸檬酸，有很少或沒有其他陰離子存在。推測(cè)銀必須是與檸檬酸絡(luò)合的陽離子Ag+的形式。推斷Ag′的空5s軌道與檸檬酸羧基之一的離域π鍵重疊。檸檬酸陰離子是這一絡(luò)合物離子(Ag(CA)x)+l.e.(CA)的反離子。CA是檸檬酸或(C6H8O7-H2O)。另一個(gè)可能是兩性離子，其中的負(fù)電荷是絡(luò)合物自身所帶，絡(luò)合物(Ag+CA-)的總電荷是中性的。這些物質(zhì)中的一種或兩種都可能存在于按照上述方法形成的檸檬酸銀中。Ag+的多重絡(luò)合也是可能的。
本發(fā)明改進(jìn)的消毒劑的第二種制劑包括加入醇。在改進(jìn)的消毒劑的第二種制劑的一個(gè)實(shí)施例中，加入大約20％(體積百分比)的乙醇(ETOH)。然而，應(yīng)理解為其他類型的醇也可加入本發(fā)明改進(jìn)消毒劑的第二種制劑。
本發(fā)明改進(jìn)的消毒劑的第三種制劑包括加入去垢劑。在改進(jìn)的消毒劑的第三種制劑的一個(gè)實(shí)施例中，加入大約0.1％(體積百分比)的十二烷基硫酸鈉。
儲(chǔ)藏期限研究在現(xiàn)有技術(shù)水溶液中的銅和銀離子僅有有限穩(wěn)定的離子壽命。有限期后，現(xiàn)有技術(shù)水溶液中的銅和銀離子與其他成分形成絡(luò)合物，這樣就降低了水溶液中銅和銀離子的濃度。
本發(fā)明消毒劑的顯著差異是穩(wěn)定壽命的檸檬酸銀。本發(fā)明提供一種穩(wěn)定離子形式的消毒劑水溶液，具有延長(zhǎng)的有效儲(chǔ)藏期限。本發(fā)明消毒劑延長(zhǎng)的有效儲(chǔ)藏期限使消毒劑能夠以含水濃縮物的形式被包裝。
對(duì)下列制劑進(jìn)行一系列測(cè)試。
1.銀和檸檬酸(1.0％檸檬酸溶液/pH6.0)2.銀和檸檬酸(5.0％檸檬酸溶液/pH6.0)3.銀和檸檬酸(10％檸檬酸溶液/pH6.0)使用100/100銀∶銀電極制備銀和檸檬酸制劑。將電極浸入1.0，5.0和10％檸檬酸溶液并加電流約2小時(shí)。將溶液儲(chǔ)藏24小時(shí)，使其沉淀。用#2Whatman濾紙過濾溶液。用碳酸鈉和碳酸氫鈉調(diào)節(jié)最終的pH值為6.0。
圖5是說明初始儲(chǔ)藏期限采樣間隔的儲(chǔ)藏期限測(cè)試結(jié)果的圖表。消毒劑初始儲(chǔ)藏期限采樣間隔的初始間隔是1周、2周、3周和4周。圖5說明了在1.0％檸檬酸溶液中高濃度的檸檬酸銀不穩(wěn)定。在1.0％檸檬酸溶液中不能保持300ppm的檸檬酸銀。然而，在10％檸檬酸溶液中300ppm的檸檬酸銀是穩(wěn)定的。
圖6是說明第二期儲(chǔ)藏期限采樣間隔的儲(chǔ)藏期限測(cè)試結(jié)果的圖表。消毒劑第二期儲(chǔ)藏期限采樣間隔的第二期間隔是0周、7周、14周和21周。圖6也說明在1.0％檸檬酸溶液中高濃度的檸檬酸銀不穩(wěn)定。相反，在5％和10％檸檬酸溶液中檸檬酸銀是穩(wěn)定的。
圖6中可見的21周的結(jié)果證實(shí)了檸檬酸銀在5.0％和10％檸檬酸溶液中的穩(wěn)定性。檸檬酸銀在1.0％檸檬酸溶液中的穩(wěn)定性在研究的最后階段顯著降低。因此檸檬酸溶液的最小濃度大于1.0％并且小于5.0％。檸檬酸在水溶液中的最大濃度還未經(jīng)試驗(yàn)確定。然而，可以相信檸檬酸在水溶液中的最大濃度遠(yuǎn)大于10.0％。根據(jù)這些結(jié)果顯然水溶液中檸檬酸的濃度越高，可保持穩(wěn)定的銀離子的濃度就越高。
實(shí)驗(yàn)室研究為了證實(shí)本發(fā)明改進(jìn)的消毒劑的效力，對(duì)各種測(cè)試微生物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究?？紤]的測(cè)試微生物是(a)銅綠假單胞菌菌株ATCC15442，(b)豬霍亂沙門氏菌菌株ATCC10708和(c)金黃色葡萄球菌菌株ATCC6538。
以類似方法確定測(cè)試微生物的接種水平。測(cè)試菌株分別在35℃生長(zhǎng)24小時(shí)。10,000×g離心10分鐘收獲細(xì)胞并用巴特菲爾德磷酸緩沖液(butterfield′s phosphate buffer)(pH7.2的BPB)洗兩次。將細(xì)胞再懸浮于巴特菲爾德磷酸緩沖液中，得到每種微生物約1.0×108CFU/ml的細(xì)胞懸浮液(在最終的測(cè)試溶液中目標(biāo)接種水平為大約106)。
考慮的測(cè)試微生物在統(tǒng)一的采樣間隔進(jìn)行測(cè)試。選擇的采樣間隔為(a)15秒(僅對(duì)乙醇試驗(yàn))，(b)1分鐘，(c)5分鐘，(d)10分鐘和(e)30分鐘。
對(duì)測(cè)試微生物試驗(yàn)了5種化合物。試驗(yàn)的5種化合物是(a)銀和檸檬酸(在0.1％檸檬酸溶液中4.27ppm銀)，(b)銅和檸檬酸(在0.1％檸檬酸溶液中4.07ppm銅)，(c)檸檬酸(0.1％檸檬酸溶液)，(d)銀(4.08ppm)，檸檬酸(0.1％)和乙醇(20％)和(e)乙醇(20％)。
使用100/100銀∶銀電極制備銀和檸檬酸(在0.1％檸檬酸溶液中4.27ppm銀)。將電極浸入0.1％檸檬酸溶液并加電流約2小時(shí)。將溶液儲(chǔ)藏24小時(shí)，使其沉淀。用#2Whatman濾紙過濾溶液。最終的pH值調(diào)節(jié)為7.0。測(cè)試的濃縮物的銀濃度是4.27mg/L。
使用100/100銅∶銅電極制備銅和檸檬酸(在0.1％檸檬酸溶液中4.07ppm銅)。將電極浸入0.1％檸檬酸溶液并加電流約2小時(shí)。將溶液儲(chǔ)藏24小時(shí)，使其沉淀。用#2Whatman濾紙過濾溶液。最終的pH值調(diào)節(jié)為7.0。測(cè)試的濃縮物的銅濃度是4.07mg/L(用ICAP測(cè)定)。
使用去離子水制備檸檬酸(0.1％檸檬酸溶液)。pH調(diào)節(jié)至7.0。
使用100/100銀∶銀電極制備銀(4.08ppm)，檸檬酸(0.1％)和乙醇(20％)。將電極浸入0.1％檸檬酸溶液并加電流約2小時(shí)。將溶液儲(chǔ)藏24小時(shí)，使其沉淀。用#2Whatman濾紙過濾溶液。最終的pH值調(diào)節(jié)為7.0。用乙醇稀釋該溶液得到在20％乙醇溶液中4.08mg/L的銀濃度。
用去離子水對(duì)試劑級(jí)乙醇進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂屩苽?0％乙醇。
按照下列測(cè)試方法測(cè)試試驗(yàn)微生物。對(duì)每個(gè)試驗(yàn)變量進(jìn)行兩次試驗(yàn)。在250ml錐形燒瓶中用無菌去離子水制備99體積試驗(yàn)溶液。用每種試驗(yàn)菌株的24小時(shí)培養(yǎng)物各1ml分別接種到溶液中，使錐形瓶?jī)?nèi)達(dá)到約1.0×106CFU/ml的接種水平。每種微生物的實(shí)際數(shù)量列于圖7-9。
充分混合溶液并保持恒速攪動(dòng)。在上述特定的時(shí)間間隔取出1.0ml樣本并放入9.0ml中和肉湯培養(yǎng)基(Difco)中，得到1∶10的最初稀釋度。所有樣本依次用巴特菲爾德磷酸緩沖液(BPB)稀釋并使用傾注鋪板技術(shù)鋪到胰蛋白酶大豆瓊脂(Tryptic Soy Agar)(TSA)上，一式兩份。計(jì)算每種試驗(yàn)溶液中每種測(cè)試菌株的降低百分率。
實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果可見于圖7-9。對(duì)于所有使用了銅或銀離子的試驗(yàn)，濃縮溶液是在研究開始前24小時(shí)制備的。過濾溶液并測(cè)定離子含量。用這些原液(銅離子濃度用ICAP測(cè)定，銀離子濃度用原子吸收分析測(cè)定)制備最終的工作溶液。銅離子和銀離子的目標(biāo)離子濃度是5.0mg/L。
圖7是說明對(duì)豬霍亂沙門氏菌的效力測(cè)試的圖表。該試驗(yàn)使用了20％乙醇，表現(xiàn)出緩慢但完全的消毒作用。該乙醇溶液1分鐘后有大約1.0log10的減少。經(jīng)過30分鐘的接觸時(shí)間后可見到接近完全的消毒作用。在三種試驗(yàn)微生物中，豬霍亂沙門氏菌是受到乙醇消毒作用影響最大的一種。在任何時(shí)期，銅∶檸檬酸在殺滅豬霍亂沙門氏菌方面無效。檸檬酸溶液在減少豬霍亂沙門氏菌數(shù)目方面稍微有效，在30分鐘時(shí)達(dá)到減少1.0log10。經(jīng)過30分鐘試驗(yàn)，銀∶檸檬酸和含有乙醇的銀∶檸檬酸均顯示減少6.0log10。銀∶檸檬酸溶液在頭5分鐘內(nèi)表現(xiàn)減少5.0log10，在10分鐘期間表現(xiàn)出減少了6.0log10以上。含有乙醇的銀∶檸檬酸看來最有效，在第一分鐘內(nèi)顯示減少2.36log10，并在接觸的頭5分鐘內(nèi)顯示減少了6.0log10以上。
圖8是說明對(duì)金黃色葡萄球菌的效力測(cè)試的圖表。該表表明20％乙醇對(duì)金黃色葡萄球菌與對(duì)豬霍亂沙門氏菌相比有不同的反應(yīng)。在15秒至30分鐘內(nèi)未見到顯著的減少。檸檬酸和銅∶檸檬酸對(duì)金黃色葡萄球菌均無效。上述制劑均不能在30分鐘內(nèi)顯著減少存在的金黃色葡萄球菌的數(shù)目。然而，銀∶檸檬酸和含有乙醇的銀∶檸檬酸在30分鐘試驗(yàn)過程中均顯示出減少6.0log10。銀∶檸檬酸溶液在頭10分鐘內(nèi)顯示減少3.0log10，在30分鐘末顯示減少了6.0log10以上。含有乙醇的銀∶檸檬酸看來最有效，在第一分鐘內(nèi)顯示減少2.36log10，并在接觸的頭5分鐘內(nèi)顯示減少了6.0log10以上。
圖9是說明對(duì)銅綠假單胞菌的效力測(cè)試的圖表。從這一關(guān)于銅綠假單胞菌的表看出的結(jié)果表明與使用金黃色葡萄球菌具有相似的結(jié)果。對(duì)于20％乙醇試驗(yàn)，在15秒至30分鐘內(nèi)未見到顯著的減少。檸檬酸和銅∶檸檬酸也顯示了同樣的趨勢(shì)。銀∶檸檬酸和含有乙醇的銀∶檸檬酸在30分鐘試驗(yàn)過程中均顯示出減少了接近或大于6.0log10。銀∶檸檬酸溶液在10分鐘內(nèi)顯示減少2.49log10，在30分鐘末顯示減少了5.70log10以上。含有乙醇的銀∶檸檬酸對(duì)銅綠假單胞菌顯示出最好的消毒作用，反映出與其他兩種微生物同樣的結(jié)果。在5分鐘采樣期時(shí)顯示減少了6.0log10以上。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果在初步的獸醫(yī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中已測(cè)試了本發(fā)明改進(jìn)的消毒劑以證實(shí)本發(fā)明的效果。獸醫(yī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是由有執(zhí)照的獸醫(yī)在馬身上進(jìn)行的。在已污染的開放的未愈合的組織和傷口處測(cè)試本發(fā)明改進(jìn)的消毒劑。將本發(fā)明改進(jìn)的消毒劑濕敷或噴灑到開放的未愈合傷口上。
已在污染和感染了格蘭氏陰性和格蘭氏陽性細(xì)菌的皮膚損傷處測(cè)試了該消毒劑。結(jié)果表明這種制劑與目前市場(chǎng)上可買到的消毒劑產(chǎn)品相比具有更優(yōu)良的性能。已表明該消毒劑制劑能非常有效地沖洗深傷口和膿腫而不損傷組織。在研究中反復(fù)觀察到愈合時(shí)間減少了并且疤痕的形成也減少了?？磥碓撓緞┠艽龠M(jìn)健康的肉芽發(fā)生而沒有過度的纖維化。
該消毒劑已被用作表面消毒劑并因此與感染的組織延長(zhǎng)接觸表現(xiàn)出最佳效果。在表面?zhèn)谏?，?duì)皮膚表面“濕敷”或經(jīng)常噴涂可以得到最佳效果，而不必一定要服從已施加的敷料。沖洗已引流的膿腫，在囊腫中保留消毒劑溶液，然后引流并再次充滿，在引流前攪動(dòng)2-3分鐘。當(dāng)用該消毒劑沖洗，用引流管封閉的深傷口表現(xiàn)出愈合時(shí)間迅速和引流減少。該消毒劑的一個(gè)附加用途是作為子宮沖洗液，用于細(xì)菌和/或真菌/酵母菌感染。關(guān)于這種應(yīng)用的初步結(jié)果表明是非常有前景的。
本發(fā)明的公開包括附加的權(quán)利要求書和上文所述的內(nèi)容。盡管本發(fā)明以某種程度的特殊性用其優(yōu)選形式進(jìn)行了描述，應(yīng)理解目前優(yōu)選形式的公開僅僅是通過實(shí)施例的方式進(jìn)行的，各部分結(jié)構(gòu)和組合以及排列的許多細(xì)節(jié)變化也可以采用而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種含水消毒劑，含有電解產(chǎn)生的銀在檸檬酸和水的溶液中形成的檸檬酸銀水溶液；和約20體積％醇。
2.如權(quán)利要求1所述的含水消毒劑，其中的醇是約20體積％的乙醇(ETOH)。
3.如權(quán)利要求1所述的含水消毒劑，其中的檸檬酸和水的溶液含有約5.0-10.0體積％檸檬酸。
4.如權(quán)利要求1所述的含水消毒劑，其中的檸檬酸和水的溶液含有約5.0-10.0體積％檸檬酸；和約0.0005-0.001體積％的電解產(chǎn)生的銀。
5.如權(quán)利要求1所述的含水消毒劑，其中的檸檬酸和水的溶液含有約5.0-10.0體積％檸檬酸；和約0.05-0.1體積％電解產(chǎn)生的銀。
6.一種含水消毒劑，含有電解產(chǎn)生的銀在檸檬酸和水的溶液中形成的檸檬酸銀水溶液；約20體積％乙醇；和約0.01-0.1體積％陰離子去垢劑。
7.如權(quán)利要求6所述的含水消毒劑，其中的檸檬酸和水的溶液含有約5.0-10.0體積％檸檬酸。
8.如權(quán)利要求6所述的含水消毒劑，其中的檸檬酸和水的溶液含有約5.0-10.0體積％檸檬酸；和由電解產(chǎn)生的銀形成的約0.0005-0.001體積％檸檬酸銀。
9.如權(quán)利要求6所述的含水消毒劑，其中的檸檬酸和水的溶液含有約5.0-10.0體積％檸檬酸；和約0.05-0.1體積％電解產(chǎn)生的銀。
10.如權(quán)利要求6所述的含水消毒劑，其中的去垢劑是十二烷基硫酸鈉。
全文摘要
公開了一種無毒、對(duì)環(huán)境友好的含水消毒劑，具體用作防止由可能的病原菌和病毒引起的污染。通過在水中電解產(chǎn)生銀離子結(jié)合檸檬酸制造含水消毒劑。該含水消毒劑可包括合適的醇和/或去垢劑。該含水消毒劑已顯示出在消除標(biāo)準(zhǔn)指示生物如金黃色葡萄球菌、豬霍亂沙門氏菌和銅綠假單胞菌方面非常有效。
文檔編號(hào)C11D7/26GK1675995SQ200410045710
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期1998年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月10日
發(fā)明者A·B·阿拉塔 申請(qǐng)人:創(chuàng)新醫(yī)藥服務(wù)公司