一種提高銀離子對(duì)生物膜去除及殺菌效率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高無機(jī)銀離子對(duì)生物膜去除及殺菌效率的方法，屬于生物膜控制及消毒技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]生物膜是指浮游細(xì)菌附著到生物或非生物表面，并且通過其自身分泌的胞外聚合物(EPS)結(jié)合在一起，形成的結(jié)構(gòu)性微生物群落。生物膜廣泛存在于環(huán)境中，如消毒系統(tǒng)、自來水管道、工業(yè)管道、通風(fēng)設(shè)備、醫(yī)療器械及病理狀態(tài)下的人體組織器官。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，一些致病菌在人體內(nèi)外及醫(yī)療材料表面形成生物膜是引起慢性感染疾病反復(fù)發(fā)作和難以控制的主要原因之一，而且人體細(xì)菌感染80%都和生物膜相關(guān)。在環(huán)境領(lǐng)域，生物膜的存在可引起食物和水體污染、膜材料污染、管道堵塞及金屬表面腐蝕等問題。
[0003]清除和殺滅有害的生物膜，是許多領(lǐng)域面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的消毒化學(xué)試劑，如次氯酸鈉、無機(jī)銀離子等雖然對(duì)懸浮微生物細(xì)胞具有良好的殺菌效應(yīng)，但對(duì)于微生物的聚集體如生物膜的清除及滅菌效率甚微。有研究表明，相比于浮游的細(xì)菌，生物膜一旦形成，其內(nèi)部的細(xì)菌對(duì)抗菌劑有著更強(qiáng)的耐藥性，甚至高達(dá)1000倍(Rasmussen and Givskov,2006)。銀離子(100yg/L)不能夠有效的抑制一些介質(zhì)表面微生物的形成(SiIvestry-Rodriguez et al.，2008).因此，單獨(dú)采用銀離子很難將生物膜內(nèi)部的微生物殺死。
[0004]近年來，有研究發(fā)現(xiàn)一些小分子物質(zhì)可以通過非殺菌機(jī)制來抑制和解體生物膜，如雙(3-氨基丙基)胺(Si et al.，2014)。雙(3-氨基丙基)胺是一種聚胺類化合物，它能夠直接地、特異性地和EPS中的胞外多糖發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)生物膜的解體。因此，有可能通過雙(3-氨基丙基)胺與銀離子耦合提高銀離子對(duì)生物膜的清除和滅菌效應(yīng)。利用雙(3-氨基丙基)胺與銀耦合強(qiáng)化清除和殺滅生物膜微生物細(xì)胞的研究尚未見國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種提高無機(jī)銀離子對(duì)生物膜清除和殺菌效能的方法。該方法通過利用一種對(duì)生物膜具有解離效應(yīng)的小分子物質(zhì)雙(3-氨基丙基)胺與銀離子結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無機(jī)銀離子對(duì)生物膜的高效去除和殺菌。
[0006]—種提高銀離子對(duì)生物膜清除及殺菌效率的方法，其特征在于包括以下具體步驟:
[0007](I)配制無機(jī)銀離子水溶液A，A溶液銀離子濃度為0.02-2mg/l。
[0008](2)配制雙(3-氨基丙基)胺)水溶液B，B溶液中雙(3-氨基丙基)胺濃度為400-1000μΜο
[0009](3)將待處理的負(fù)載生物膜的樣品中加入一定量的B溶液，控制體系中雙(3-氨基丙基)胺濃度為200-500μΜ，攪拌反應(yīng)20min-120min，然后再加入一定量A溶液，使得體系無機(jī)銀離子濃度為0.01-lmg/l，攪拌反應(yīng)30-180min;或者同時(shí)向待處理的生物膜樣品體系中加入無機(jī)銀離子溶液和雙(3-氨基丙基)胺)溶液，使得混合液中銀離子濃度為0.01-lmg/l，雙(3-氨基丙基)胺濃度為200-500μΜ，攪拌反應(yīng)30-180min，即可有效清除生物膜并對(duì)其殺菌消毒。
[0010]所述的無機(jī)銀離子包括正一價(jià)和正二價(jià)態(tài)銀離子中的任何一種或幾種。
[0011]有效效益
[0012]小分子物質(zhì)雙(3-氨基丙基)胺可以有效作用于生物膜的胞外聚合物，從而破壞生物膜結(jié)構(gòu)并促進(jìn)微生物的解離，從而提高了銀離子在生物膜中擴(kuò)散傳遞，提高了其生物有效性，提高了生物膜清除和消毒效率。與同等濃度下無機(jī)銀離子單獨(dú)作用相比，雙(3-氨基丙基)胺與銀離子聯(lián)合作用可使生物膜的去除率提高20-80%，殺菌效率提高15-100%。
【附圖說明】
[0013]圖1是銀離子和雙(3-氨基丙基)胺單獨(dú)及耦合對(duì)生物膜的解離效果
[0014]圖2是銀離子和雙(3-氨基丙基)胺單獨(dú)及耦合對(duì)生物膜的殺菌效果
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例:
[0016]
[0017]實(shí)施例1
[0018](I)稱取硝酸銀，配硝酸銀水溶液，銀離子濃度為lmg/1。
[0019](2)稱取雙(3-氨基丙基)胺)，配制雙(3-氨基丙基)胺)水溶液，雙(3-氨基丙基)胺)濃度為ΙΟΟΟμΜ。
[0020](3)分別以玻片為生物膜附著載體，將玻片加到含有LB培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，接種活性污泥混合微生物菌群，震蕩培養(yǎng)48h，進(jìn)行生物膜的預(yù)培養(yǎng)。
[0021](4)將培養(yǎng)完成的生物膜樣品取出后放入燒瓶中，加入無菌水，是生物膜浸沒在水中，然后向燒瓶中加入一定量的銀離子溶液和雙(3-氨基丙基)胺)溶液，使得體系中銀離子最終濃度為0.0Img/1，雙(3-氨基丙基)胺)溶液為500μΜ，輕輕震蕩反應(yīng)2h，取樣測(cè)得反應(yīng)體系中微生物活菌數(shù)，殺菌率達(dá)到84%。
[0022]實(shí)施例2
[0023](I)稱取硝酸銀，配硝酸銀水溶液，銀離子濃度為lmg/1。
[0024](2)稱取雙(3-氨基丙基)胺)，配制雙(3-氨基丙基)胺)水溶液，雙(3-氨基丙基)胺)濃度為ΙΟΟΟμΜ。
[0025](3)分別以玻片為生物膜附著載體，將玻片加到含有LB培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，接種活性污泥混合微生物菌群，震蕩培養(yǎng)48h，進(jìn)行生物膜的預(yù)培養(yǎng)。
[0026](4)將培養(yǎng)完成的生物膜樣品取出后放入燒瓶中，加入無菌水，使生物膜浸沒在水中，然后向燒瓶中加入雙(3-氨基丙基)胺)溶液，使其濃度為500μΜ，震蕩反應(yīng)Ih后，再向體系中加入銀離子溶液，使其最終濃度為0.05mg/l，輕輕震蕩反應(yīng)2h，完成生物膜的清除和殺菌。
[0027]實(shí)施例3
[0028](I)稱取氧化銀或過氧化銀，加入到15%的氫氧化氨溶液中，調(diào)整pH為8，使得溶液中銀濃度為lmg/1。
[0029](2)稱取雙(3-氨基丙基)胺)，配制雙(3-氨基丙基)胺)水溶液，雙(3-氨基丙基)胺)濃度為ΙΟΟΟμΜ。
[0030](3)分別以玻片為生物膜附著載體，將玻片加到含有LB培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，接種活性污泥混合微生物菌群，震蕩培養(yǎng)48h，進(jìn)行生物膜的預(yù)培養(yǎng)。
[0031](4)將培養(yǎng)完成的生物膜樣品取出后放入燒瓶中，加入無菌水，是生物膜浸沒在水中，然后向燒瓶中加入一定量的銀離子溶液和雙(3-氨基丙基)胺)溶液，使得體系中銀離子最終濃度為0.05mg/l，雙(3-氨基丙基)胺)溶液為500μΜ，輕輕震蕩反應(yīng)2h，完成生物膜的清除和殺囷。
[0032]實(shí)施例4
[0033](I)稱取氧化銀或過氧化銀，逐滴加入濃硝酸，使其溶解，然后加入水稀釋到Img/I，調(diào)整pH為5-6。
[0034](2)稱取雙(3-氨基丙基)胺)，配制雙(3-氨基丙基)胺)水溶液，雙(3-氨基丙基)胺)濃度為ΙΟΟΟμΜ。
[0035](3)取被微生物及生物膜污染的醫(yī)療器械，將其浸漬在銀離子溶液和雙(3-氨基丙基)胺)混合溶液中，控制銀離子濃度為0.lmg/1，雙(3-氨基丙基)胺)濃度為300μΜ，輕輕震蕩lh，然后取出器材用無菌水沖洗干凈，即完成生物膜污染醫(yī)療器械表面殺菌。
[0036]實(shí)施例5
[0037](I)稱取氧化銀或過氧化銀，逐滴加入濃硝酸，使其溶解，然后加入水稀釋到Img/I，調(diào)整pH為5-6。
[0038](2)稱取雙(3-氨基丙基)胺)，配制雙(3-氨基丙基)胺)水溶液，雙(3-氨基丙基)胺)濃度為ΙΟΟΟμΜ。
[0039](3)向污水凈化消毒系統(tǒng)中加入銀溶液，控制銀離子濃度為0.05mg/l，同時(shí)加入雙(3 -氨基丙基)胺)濃液，控制其最終濃度為3 O O μ M，攪拌反應(yīng)2 h，完成污水凈化系統(tǒng)消毒殺菌。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高無機(jī)銀離子對(duì)生物膜清除及殺菌效率的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)配制無機(jī)銀離子水溶液A，A溶液銀離子濃度為0.02-2mg/l; (2)配制雙(3-氨基丙基)胺)水溶液B，B溶液中雙(3-氨基丙基)胺濃度為400-1000μΜ; (3)將待處理的生物膜樣品中加入一定量的B溶液，控制體系中雙(3-氨基丙基)胺濃度為200-500μΜ，攪拌反應(yīng)20min-l 20min，然后再加入一定量A溶液，使得體系無機(jī)銀離子濃度為0.01-lmg/l，攪拌反應(yīng)30-180min;或者同時(shí)向待處理的生物膜樣品體系中加入無機(jī)銀離子溶液和雙(3-氨基丙基)胺)溶液，使得混合液中銀離子濃度為0.01-lmg/l，雙(3-氨基丙基)胺濃度為200-500μΜ，攪拌反應(yīng)30-180min，即可有效清除生物膜并對(duì)其殺菌。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高無機(jī)銀離子對(duì)生物膜清除及殺菌效率的方法，其特征在于，所述的無機(jī)銀離子溶液包括一價(jià)和二價(jià)態(tài)銀離子的任何一種或幾種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高無機(jī)銀離子對(duì)生物膜去除及殺菌效率的方法，屬于生物膜控制及消毒技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過一種對(duì)生物膜具有解離效應(yīng)的小分子物質(zhì)雙(3-氨基丙基)胺與銀離子耦合，提高了無機(jī)銀離子對(duì)生物膜去除和殺菌效率。該方法簡(jiǎn)單易行，適用范圍廣，生物毒性小，環(huán)境友好，效應(yīng)持久，經(jīng)濟(jì)高效。它克服了單獨(dú)銀離子對(duì)微生物聚集形成的生物膜去除及殺菌效率低下的問題，提高了銀的殺菌效率。
【IPC分類】A01N33/04, A01P1/00, A01N59/16, C02F1/50
【公開號(hào)】CN105613584
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610047756
【發(fā)明人】全向春, 武亞川, 肖竹天
【申請(qǐng)人】北京師范大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日