CN108135862A - 抗菌、除虫、杀螨体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗菌、除虫、杀螨体系，所述体系包含由至少一种自然来源的抗菌化合物官能化的载体颗粒。优选地，所述颗粒选自由硅基无机材料和纤维素颗粒组成的群组，所述硅基无机材料如介孔二氧化硅颗粒或非晶二氧化硅颗粒，所述纤维素颗粒如微晶纤维素颗粒，而所述抗菌化合物优先选自由香芹酚、肉桂醛、紫苏醛、丁子香酚、麝香草酚、香草醛、五倍子酸及阿魏酸组成的群组。

Description

抗菌、除虫、杀螨体系

技术领域

本发明涉及抗菌、除虫、杀螨化合物领域，具体涉及施用所述化合物的抗菌、除虫、杀螨体系。

发明背景

精油活性化合物、植物提取物有机酸等植物代谢物表现出了已经证实的针对不同害虫的杀螨、抗菌、除虫等活性（《含羞云实抗菌五倍子酸》，《食品化学》2007年第100卷第3期第1044-1048页；《精油的生物效应——综述》，《食品与化学毒理》2008年第46卷第2期第446-475页；《食品保存中的精油：作用模式、协同作用及与食品基质组分的相互作用》，《微生物学前沿》2012年第3期）（“Antimicrobial gallic acid from Caesalpinia mimosoidesLamk.” Food Chemistry, 100(3), 1044-1048, 2007; “Biological effects ofessential oils–a review.” Food and Chemical Toxicology, 46(2), 446-475, 2008;“Essential oils in food preservation: mode of action, synergies, andinteractions with food matrix components.” Frontiers in Microbiology, 3,2012）。所述提取物及其活性化合物在作物耕种、采后处理中用作控制植物病害的药剂，在食品工业中用作食品、涂料及容器的抗菌剂，上述用途近年来已得到广泛研究（《精油：其抗菌性与在食品领域的潜在应用——综述》，《国际食品微生物学杂志》2004年第94卷第3期第223-253页；《基于植物精油的杀虫剂在农业、工业及消费品中的商业机会》，《植物化学综述》2011年第10卷第2期第197-204页）（“Essential oils: their antibacterialproperties and potential applications in foods–a review.” Internationaljournal of food microbiology, 94(3), 223-253, 2004; “Commercial opportunitiesfor pesticides based on plant essential oils in agriculture, industry andconsumer products.” Phytochemistry Reviews, 10(2), 197-204, 2011）。

此类化合物的使用主要受限于其溶解性和挥发性，以及添加此类化合物后食品感官特性的改变，主要为强烈的气味，其阻碍此类化合物以有效浓度用于食品保存。

近来，以介孔二氧化硅颗粒封装此类化合物作为替代剂型开始成为研究对象。

在文献中，介孔二氧化硅颗粒，或MSPs，被认为是生物相容性材料，如Wehling等人进行的研究所推断（《批判性研究：15-500nm二氧化硅颗粒对细菌活力的影响评估》，《环境污染》2013年第176期第292-299页）（“A critical study: Assessment of the effect ofsilica particles from 15 to 500 nm on bacterial viability.” EnvironmentalPollution, 176, 292-299, 2013），其研究了15-500nm粒径的二氧化硅颗粒对细菌活力的影响。结果证实，所述颗粒未显示抑制性，与粒径无关。已证实负载颗粒抗菌效果的其他研究也表明，空载载体对所研究的微生物没有任何抑制活性。

将抗菌化合物装载入介孔二氧化硅颗粒孔隙已得到广泛研究。例如，在Izquierdo-Barba等人的文章中（《抗菌化合物在介孔二氧化硅膜体中的的融合》，《生物材料》2009年第30卷第29期第5729-5736页）（“Incorporation of antimicrobial compoundsin mesoporous silica film monolith.” Biomaterials, 30(29), 5729-5736, 2009），抗菌肽LL-37与氯己定被封装入介孔二氧化硅，并且通过在二氧化硅表面固定-SH基团实现抗菌肽LL-37与氯己定的控制释放。两种负载颗粒对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出杀菌活性，根据溶血、乳酸脱氢酶释放和细胞存活力测试，载有氯己定的颗粒更具毒性。

此外，具有高抗结核活性的硝基咪唑PA-824被封装入介孔二氧化硅颗粒，提高了其溶解度，从而也提高了其生物利用度。但是，这种封装化合物的抗菌活性并不高于游离化合物产生的效果。所述活性无法改善，可能是由于可能干扰细胞环境的分子引起的PA-824从介孔颗粒释放困难（《抗结核药物在介孔二氧化硅内的封装及细胞内抗菌活性》，《纳米材料》2014年第4期第813-826页）（“Encapsulation of anti-tuberculosis drugs withinmesoporous silica and intracellular antibacterial activities.” Nanomaterials,4, 813-826, 2014）。

异硫氰酸烯丙酯是来自植物提取物的天然抗菌化合物的一个封装实例。这种天然抗菌化合物可用于食品，但存在与其挥发性、辛辣味及低水溶性有关的问题。提出了将所述化合物封装入介孔二氧化硅颗粒，并且实现了受孔径分布调控的异硫氰酸烯丙酯的控制释放。所述化合物的抗菌性在后续的吸附与解吸过程中得以保持（《用于细菌生长管理的异硫氰酸烯丙酯的控制释放》，《食品控制》2012年第23卷第2期第478-484页）（“Controlledrelease of allyl isothiocyanate for bacteria growth management.” FoodControl, 23(2), 478-484, 2012）。

然而，尽管活性化合物在介孔颗粒内的封装在化合物的控释与缓释等方面提供了优势，这些技术却并不完全令人满意。例如，这种技术的一个缺点是，一旦活性化合物从介孔颗粒中释放，其在环境中是游离的，因此具有与单独施用的所述化合物相同的缺点（例如在溶解性、挥发性（由于持久性差引起的对害虫的效力降低）、味道不佳等方面）。此外，当释放的化合物分散在环境中时，无法在特定感兴趣区域中获得所述化合物的实质浓度。另外，根据极性比例及孔径与化合物粒径比值，将所述化合物引入孔中的操作并不总能实现。另一方面，使用具有大直径孔的多孔物质会使其封闭复杂化，进而使所添加化合物的有效封装复杂化。

在施用于患者（可以是人类或其他动物物种）以治疗疾病等情况下，活性化合物一经释放，便可以被吸收到患者体内，这阻碍或减少了这些化合物在大肠或盲肠等胃肠道后续区域中的作用。

因此，本领域仍需要一种允许在感兴趣区域中获取活性化合物实质浓度的替代抗菌体系。 此外，在食品应用等情况下，抗菌体系若能允许至少部分掩蔽及减少抗菌化合物的某些不期望的性质（如不佳的味道和气味等），则更令人满意。

发明内容

本发明提出将抗菌、除虫、杀螨化合物（下称活性化合物）锚固于载体颗粒表面，以解决现有技术的问题，并确保维持抗菌、除虫、杀螨特性。

原则上，所述锚固或官能化会大幅减弱活性化合物的抗菌、除虫及杀螨活性，因为所述化合物的抗菌、除虫、杀螨特性是由活性最强的官能团所赋予的，而活性化合物通常通过这些活性最强的官能团锚固于固体上。然而，发明人现在意外发现，在自然来源的活性化合物的某些特定群组中，当其锚固于固体载体时，活性不会减弱，反而可观察到其维持原有水平或者增强。即使维持相同的抗菌、除虫或杀螨活性，化合物锚固于固体载体也能带来其他优势，如掩盖不佳的气味与味道。

因此，本发明公开了一种抗菌、除虫、杀螨体系，所述体系包括与至少一种自然来源的抗菌、除虫或杀螨化合物关联的载体颗粒。根据本发明，所述活性化合物不同于现有技术，并未装载入所述载体颗粒孔隙，而是在所述颗粒表面（载体表面）上官能化。因此，所述化合物保持锚固于载体颗粒的状态，且未被释放入介质，相对于现有技术的抗菌、除虫、杀螨体系，本发明的体系提供了一系列的优势。

因此，鉴于活性化合物未被释放入环境，化合物不佳的气味和味道等不期望的性质被掩盖，其挥发性得以降低。此外，鉴于这些化合物未分散于其被供给的对象介质中，其在颗粒施用部位的浓度增加，因此，为获得特定效果而必须提供的所述化合物的量减少。

另一方面，由于化合物永久固定于介孔颗粒（如本发明所述的载体），防止了化合物被施用于患者时肠道的吸收，有利于活性化合物在大肠或盲肠等胃肠道后续区域中发挥作用。

根据本发明的一个优选实施例，抗菌体系中使用的载体颗粒选自由硅基无机材料组成的群组，优选粒径0.01-7µm、孔径1-20nm的介孔二氧化硅颗粒。

根据本发明的另一实施例，载体颗粒为粒径0.01-30µm的非晶二氧化硅颗粒。

根据本发明的另一实施例，载体颗粒为纤维素颗粒，优选粒径1-10µm的微晶纤维素颗粒。本发明还公开了使用木材、棉花或纸张等富含纤维素的载体。

此外，根据本发明，用于抗菌、除虫、杀螨体系的活性化合物选自由存在于植物精油中的活性化合物（如香芹酚、肉桂醛、紫苏醛、丁香酚、麝香草酚及香草醛）及存在于植物提取物水相中的有机酸（如五倍子酸与阿魏酸）组成的群组。

本发明还公开了至少一种自然来源的活性化合物可经喷雾的方式应用于所述载体。

本发明还公开了本发明所述体系作为抗菌过滤器与抗菌织物的用途。

附图简要说明

参考下列附图，以便更好地理解本发明。

图1示出了两幅条形图，其图示了由游离香草醛（对照）与在载体颗粒上官能化的香草醛获得的对英诺克李斯特菌（L. innocua）的抑制作用，所述抑制作用以浓度的函数表示。

图2示出了两幅条形图，其图示了由游离香芹酚（对照）与在载体颗粒上官能化的香芹酚获得的对英诺克李斯特菌（L. innocua）的抑制作用，所述抑制作用以浓度的函数表示。

图3示出了在以活性化合物官能化的MCM-41颗粒存在下的英诺克李斯特菌（L. innocua）超薄切片TEM显微照片。

图4示出了游离丁子香酚与锚固于非晶二氧化硅（深灰色条）与MCM-41微粒（浅灰色条）上的丁子香酚在英诺克李斯特菌（Listeria innocua）（A、B）与大肠杆菌（Escherichia coli）（C、D）上的抑制活性。

图5示出了游离麝香草酚与锚固于非晶二氧化硅（深灰色条）与MCM-41微粒（浅灰色条）上的麝香草酚在英诺克李斯特菌（Listeria innocua）（A、B）与大肠杆菌（Escherichia coli）（C、D）上的抑制活性。

图6示出了游离丁子香酚与锚固于MCM-41微粒上的丁子香酚对黄曲霉菌（Aspergillus flavus）（A、B）、黑曲霉菌（Aspergillus niger）（C、D）及扩展青霉菌（Penicillium expansum）（E、F）的抑制活性。

图7示出了游离丁子香酚与锚固于MCM-41微粒上的丁子香酚对拜氏接合酵母（Zygosaccharomyces bailii）（A、B）与鲁氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii）（C、D）的抑制活性。

图8示出了在游离的香芹酚、丁子香酚及麝香草酚（A）与锚固于非晶二氧化硅颗粒上的香芹酚、丁子香酚及麝香草酚（B）存在下腐食酪螨（Tyrophagus putrescentiae）的移动进展。

图9示出了游离麝香草酚（A）与游离香草醛（B）（浅灰色条）及锚固于微晶纤维素上的麝香草酚与香草醛（深灰色条）对英诺克李斯特菌（Listeria innocua）的抑制活性。

图10示出了黑曲霉菌（Aspergillus niger）在对照棉织物（a）、以麝香草酚官能化的织物（b）及以香草醛官能化的织物（c）中的生长或不生长的图像。

优选实施例详细说明

如上所述，本发明涉及一种抗菌、除虫、杀螨体系，所述体系由载体颗粒组成，所述载体颗粒由至少一种自然来源的抗菌、除虫、杀螨化合物进行表面官能化。

根据本发明的一个实施例，抗菌、除虫、杀螨体系包含载体颗粒，所述载体颗粒由锚固于其表面的自然来源的抗菌、除虫或杀螨化合物官能化。

根据本发明另一实施例，抗菌、除虫、杀螨体系包含载体颗粒，所述载体颗粒由锚固于其表面的两种或多种不同的自然来源的抗菌化合物官能化，使得该体系便于两种化合物的同时作用。

根据一个优选实施例，载体颗粒选自由硅基无机材料组成的群组，优选粒径为0.01-7µm、孔径为1-20nm的介孔二氧化硅颗粒，其中，粒径优选0.1-1.5µm，孔径优选2-8nm。更优选地，介孔二氧化硅颗粒选自MCM-41、SBA-15及UVM-7。

根据另一优选实施例，载体颗粒为粒径0.01-30µm、优选3-4µm的非晶二氧化硅颗粒。

根据本发明另一实施例，载体颗粒为纤维素颗粒，优选颗粒粒径1-10µm的微晶纤维素颗粒。截至目前，所述颗粒在制药与食品工业中用作具有稳定与增稠功能的赋形剂与添加剂（E-460），但其作为载体颗粒的用途尚未为人所知。

根据本发明另一实施例，官能化载体选自木材、棉花、纸张等的富含纤维素的载体群组。

在载体颗粒上官能化的自然来源的抗菌、除虫、杀螨化合物优选自从植物精油提取物获得的化合物（如香芹酚、肉桂醛、紫苏醛、丁子香酚、麝香草酚、香草醛）及从植物提取物水相中获得的有机酸（如五倍子酸、辛酸、阿魏酸）。更优选地，在载体颗粒上官能化的抗菌化合物选自由香芹酚、丁子香酚、麝香草酚及香草醛组成的群组。

本发明还涉及本发明所述体系作为抗菌过滤器与抗菌织物的用途。至少一种自然来源的活性化合物也可经喷雾的方式应用于期望的载体。

固定方案

天然生物活性化合物的固定必须得到适当的研究与操作，因为生物活性分子官能团的反应性与其生物活性潜能相关。出于这一原因，不仅需要锚固所述分子，而且有时还必须采取手段，保持生物活性化合物活性基团游离。

本专利的无机载体具有大比表面积，在其表面上具有反应基团，允许有机分子的有效共价锚固。

各种植物提取物组分在无机载体上的化学锚固，可以通过使可能由施用游离化合物而产生的不利影响最小化，保持所述化合物的生物活性。潜在优势包括：在共价锚固之后生物活性化合物的挥发性减弱，从而增强了持久性；分子锚固于表面使生物活性化合物的活性在局部浓度效应下增强，从而降低了生物活性化合物产生抑制效果所需的最小浓度；生物活性化合物的化学与热稳定性增强。

将这些化合物锚固于无机载体最简单的方法，是使用主要官能团以三烷氧基硅烷基团将化合物衍生化。然后，通过形成共价键，将衍生的化合物锚固于载体的无机表面。

针对芳香族化合物的锚固使用甲酰化（Vilsmeier与Reimer-Tiemann）反应，且引入的醛基将用作化合物与丙胺的锚固点，以形成与载体材料结合的烷氧基硅烷衍生物。芳香族化合物也可以通过Friedel-Crafts反应，与碘丙基基团反应后直接锚固于载体材料上。

对于以羧酸为主要官能团的有机酸，通过使用DCC或EDC作为偶联剂的酰胺化反应，将所述羧酸固定于以丙胺预官能化的材料上。

下文提供实例帮助理解本发明，其为说明性、不做限制。

实例

实例1：

首先研究的是MCM-41介孔微粒上香草醛的官能化及其抗菌活性。

为此，进行体外测定，以确定用游离香草醛与香草醛官能化的介孔颗粒相比，英诺克李斯特菌（Listeria innocua）的细菌活力。在颗粒或活性化合物（阳性对照）不存在的情况下，微生物存活率被确定为种群的100％，以计算处理样品中的存活率。

为此，制备颗粒或游离香草醛在肉汤培养基（胰蛋白胨大豆肉汤）中的不同悬浮液，并加入微生物菌剂，获得约10⁶CFU/ml的初始种群。所述悬浮液在37℃轨道式搅拌（150rpm）下培养2小时。然后，将连续稀释液接种于选择性培养基中培养48小时，随后计数菌落形成单位（CFU）并计算抑制百分比。

附图1示出了由不同浓度的游离香草醛（左图）与在MCM-41颗粒上官能化的香草醛（右图）获得的对英诺克李斯特菌（Listeria innocua）培养物的抑制百分比。由图1可知，与游离香草醛的结果相比，香草醛在锚固于载体后提高了抗菌活性。游离香草醛在浓度为4mg/ml时产生对微生物的完全抑制。然而，香草醛在MCM-41颗粒上的官能化降低了抑制浓度，锚固香草醛在仅2.5mg/ml浓度下即产生完全抑制。

事实上，由于在MCM-41颗粒上的官能化，香草醛在小空间内的浓度大幅增强了所述体系在游离香草醛的情况下的抗菌能力。

因此，香草醛在MCM-41颗粒上的官能化将100％抑制英诺克李斯特菌（L. innocua）培养物所需的活性化合物浓度降至近一半。此外，所述官能化载体颗粒可轻易悬浮于水性介质中，从而增强香草醛的溶解性，且几乎不具有活性化合物的特征气味。

实验中进行了确定非官能化颗粒对微生物抑制作用的测试，并未观察到任何抑制作用。

实例2：

进行类似实例1描述的研究，以确定与游离香芹酚相比在MCM-41微粒上官能化的香芹酚的抗菌活性。

附图2示出了由不同浓度的游离香芹酚（左图）与在MCM-41颗粒上官能化的香芹酚（右图）获得的对英诺克李斯特菌（Listeria innocua）培养物的抑制百分比。

由图2可知，香芹酚以与前述实例相同的方式锚固于二氧化硅微粒上后，其抗菌活性得以维持。

使用不同尺寸的载体颗粒（数据未示出）也可获得类似上述实例1、2所述结果。

实例3：

通过透射电子显微镜（TEM）研究在载体颗粒上官能化的抗菌化合物的可能作用机理。图3示出了英诺克李斯特菌（L. innocua）经官能化MCM-41颗粒处理后的形态学变化。

可以观察到，经处理的细胞表现出严重的形态损伤，膜与细胞壁破裂，细胞内组分损失。这些结果证实，在载体颗粒上官能化的活性化合物与其游离形态相同，主要目标是外部细胞被膜。

实例4（对比例）：

研究了辛酸在介孔MCM-41颗粒上的锚固。辛酸是一种中链脂肪酸，已被证明对多种微生物具有抗菌活性，但由于具有强烈的腐臭气味，其使用受到限制。因此，辛酸在MCM-41微粒上的锚固被视为保持所述脂肪酸抗菌活性的替代方案，以避免与施用游离形态辛酸相关的感官排斥。所述脂肪酸的锚固通过其末端羧基与预先固定在MCM-41载体上的氨基之间的反应进行，从而获得具有末端甲基的烃链的载体。但是，这种锚固机制使辛酸的抗菌性大幅减弱，细菌培养物的部分抑制需要大量官能化载体（结果未示出）。

由此证明，并非所有自然来源的抗菌化合物通过本发明中公开的介孔颗粒上的官能化均会表现出增强的抗菌活性，且用于锚固的官能化方法是维持抗菌化合物抗菌活性的决定性因素。

事实上，众所周知所述化合物的抗菌活性源于其分子结构中的某些官能团，因此所述结构的修饰可能改变其抗菌性。具体而言，精油活性化合物的抗菌活性源于游离羟基的存在，且这些官能团的封闭会使抑制作用丧失（《香芹酚与其化学结构相关的抗菌活性》，《应用微生物学快报》2006年第43卷第2期第149-154页）（“Antimicrobial activity ofcarvacrol related to its chemical structure.” Letters in AppliedMicrobiology, 43(2), 149-154, 2006）。

实例5（对比例）：

但是，通过使用对比例4所使用的官能团以外的官能团，根据本发明，辛酸在介孔MCM-41颗粒上的锚固的确会提高或至少维持所述抗菌化合物的活性。

用于制备该材料的官能化路线包括：第一步，以氨基官能化无机载体；第二步，所述氨基与琥珀酸酐反应，在无机载体外表面生成具有高密度羧基的物质，最后通过酯化反应锚固8-羟基辛酸。

通过该方法获得的材料在其表面上有具有末端羧基的烃链。进行的测试表明，所述载体将辛酸的抗菌活性维持在与游离化合物相同的范围内。

实例6：

首先研究了丁子香酚在介孔二氧化硅与非晶二氧化硅载体颗粒上的官能化及其抗菌活性。

为此，进行体外测定，以确定用游离丁子香酚与丁子香酚官能化的介孔颗粒相比，英诺克李斯特菌（Listeria innocua）与大肠杆菌（Escherichia coli）的细菌活力。在颗粒或活性化合物（阳性对照）不存在的情况下，微生物存活率被确定为种群的100％，以计算处理样品中的存活率。

为此，制备游离及锚固化合物在肉汤培养基（胰蛋白胨大豆肉汤）中的不同悬浮液，并加入微生物菌剂，获得约10⁶CFU/ml的初始种群。所述悬浮液在37℃下搅拌培养24小时。然后，将连续稀释液接种于选择性培养基中培养24-48小时，随后计数菌落形成单位（CFU）并计算抑制百分比。

附图4示出了由不同浓度的游离丁子香酚（图A）与在非晶二氧化硅（深灰色条）、MCM-41颗粒（浅灰色条）上官能化的丁子香酚（图B）获得的对英诺克李斯特菌（Listeria innocua）培养物的抑制百分比。图4还示出了由不同浓度的游离丁子香酚（图C）与在非晶二氧化硅（深灰色条）、MCM-41颗粒（浅灰色条）上官能化的丁子香酚（图D）获得的对大肠杆菌（Escherichia coli）培养物的抑制百分比。

由图4可知，针对英诺克李斯特菌（L. innocua），锚固于介孔二氧化硅的丁子香酚的抗菌活性维持在与游离化合物相似的范围内，而针对大肠杆菌（Escherichia coli），抗菌活性则略有降低。另一方面，锚固于非晶二氧化硅的活性化合物保持了抗菌活性，但程度低于游离化合物或固定于微粒材料MCM-41的化合物。

实例7：

进行类似实例6描述的研究，以确定与游离麝香草酚相比在MCM-41微粒与非晶二氧化硅颗粒上官能化的麝香草酚的抗菌活性。

附图5示出了由不同浓度的游离麝香草酚（图A）与在非晶二氧化硅（深灰色条）、MCM-41颗粒（浅灰色条）上官能化的麝香草酚（图B）获得的对英诺克李斯特菌（Listeria innocua）培养物的抑制百分比。图5还示出了由不同浓度的游离麝香草酚（图C）与在非晶二氧化硅（深灰色条）、MCM-41颗粒（浅灰色条）上官能化的麝香草酚（图D）获得的对大肠杆菌（Escherichia coli）培养物的抑制百分比。

由图5A、5B可知，针对英诺克李斯特菌（L. innocua），锚固于两种载体上的麝香草酚的抗菌活性与游离化合物相比明显得到改善。与游离形式的化合物相比，小颗粒表面的麝香草酚浓度大幅增强了所述体系的抗菌能力。

实例8：

类似地，进行体外研究，以确定锚固于MCM-41的丁子香酚的抗霉菌、抗酵母活性。图6的六幅条形图展示了以游离丁子香酚（对照）与锚固于MCM-41载体颗粒的丁子香酚得到的黄曲霉菌（A. flavus）（A、B）、黑曲霉菌（A. niger）（C、D）及扩展青霉菌（P. expansum）（C、D）的抑制百分比，所述抑制百分比以浓度的函数表示。

由图可知，游离丁子香酚与锚固的丁子香酚对霉菌的抗菌活性非常接近，因此锚固于固体载体的丁子香酚不会减弱活性化合物杀霉菌的活性。

同样地，对拜氏接合酵母（Z. bailii）与鲁氏接合酵母（Z. rouxii）的抑制结果（图7）表明，与游离丁子香酚相比，锚固的化合物维持、甚至增强了抑制活性。

实例9：

除抗菌活性外，已对固定的精油活性化合物的杀螨活性进行了研究。为进行所述测试，通过捕捉图像记录了螨虫的运动，以确定个体的位移和路径，并利用该数据确定螨虫的活力。

图8的折线图示出了在未经处理情况下或使用非官能化颗粒（对照）并且存在活性化合物情况下螨虫的移动，所述活性化合物为游离的香芹酚、丁子香酚、麝香草酚及锚固于非晶二氧化硅的香芹酚、丁子香酚、麝香草酚，所述移动以处理时间的函数表示。

结果表明，如图8所示，在精油活性化合物锚固后，杀螨活性得以维持。至今已有对此类化合物挥发后杀螨活性的描述，但尚未有对其在固定于载体后的杀螨活性的描述，因此，上述结果必定具有很好的前景。

实例10：

研究了微晶纤维素颗粒作为固体载体的用途。

活性化合物在纤维素上的锚固遵循在二氧化硅载体上的锚固的相同方案，仅考虑适用于纤维素悬浮液的溶剂（二甲基亚砜）。

得到的结果表明，固定正确，且活性化合物维持抗菌活性。

图9示出了以游离的麝香草酚、香草醛及锚固于微晶纤维素的麝香草酚、香草醛处理后英诺克李斯特菌（L innocua）的抑制百分比。

由图可知，如锚固的香草醛，与游离形式相比，以麝香草酚、香草醛官能化的微晶纤维素颗粒维持、甚至增强了的抗菌活性。同样，所述抑制效果类似于以上述天然化合物官能化的二氧化硅颗粒所起的抑制效果。因此，微晶纤维素也可以用作固定感兴趣的活性化合物的固体载体。

木材等其他富含纤维素的载体也可进行官能化，以赋予其同样的性质。

实例11：抗菌过滤器

在固定活性化合物后还进行了研究，旨在开发具有抗菌活性的表面。首先开发了以麝香草酚官能化的商品纤维素滤纸。为此，将纸浸入三烷氧基硅烷衍生物与活性化合物的溶液中。纸上溶液干燥2小时后，用水洗涤滤纸，然后在室温下干燥。

官能化过滤器一旦获得，即用于（通过重力）过滤被10⁴CFU/ml接种密度的英诺克李斯特菌（Listeria innocua）污染的水10ml。然后，通过稀释与平板接种确定过滤样品的微生物量，与对照样品（以水在非官能化纸中过滤）相比，微生物量彻底减少。

同样的原理可应用于开发棉过滤器。

实例12：抗菌织物

还开发了另一种类型的抗菌表面，这些棉织物具有抗菌活性。官能化过程类似于纤维素过滤器，包括浸渍活性化合物、洗涤及干燥。由图10可知，与非官能化织物相比，以麝香草酚与香草醛官能化的织物的最初结果显示出对黑曲霉菌（Aspergillus niger）生长的完全抑制。

实例13：喷雾

用于开发抗菌颗粒或表面的气雾剂。

考虑到上述情况，还可以开发喷雾或气雾剂，从而简单、快速地对载体或表面进行官能化。所述气雾剂可含有以三烷氧基硅烷衍生的感兴趣的分子，并根据将要施用的目的载体或表面溶解于适当溶剂。

Claims (15)

1.一种由载体颗粒构成的抗菌、除虫、杀螨体系，所述载体颗粒由至少一种自然来源的抗菌化合物表面官能化，其中，所述抗菌化合物选自由香芹酚、肉桂醛、紫苏醛、丁子香酚、麝香草酚、香草醛、五倍子酸、辛酸及阿魏酸组成的群组。

2.根据权利要求1所述的体系，其特征在于，所述抗菌、除虫、杀螨化合物选自由香芹酚、丁子香酚、麝香草酚及香草醛组成的群组。

3.根据权利要求1或2所述的体系，其特征在于所述颗粒选自由硅基无机材料组成的群组。

4.根据权利要求3所述的体系，其特征在于所述颗粒选自由介孔二氧化硅颗粒与非晶二氧化硅颗粒组成的群组，其中，所述介孔二氧化硅颗粒粒径为0.01-7µm，孔径为1-20 nm，所述非晶二氧化硅颗粒粒径为0.01-30µm。

5.根据权利要求4所述的体系，其特征在于所述颗粒为0.1-1.5µm粒径的介孔二氧化硅颗粒。

6.根据权利要求4或5所述的体系，其特征在于所述颗粒为2-8 nm孔径的介孔二氧化硅颗粒。

7.根据权利要求3-6任意一项所述的体系，其特征在于所述颗粒选自MCM-41、SBA-15及UVM-7。

8.根据权利要求4所述的体系，其特征在于所述颗粒为3-4µm粒径的非晶二氧化硅颗粒。

9.根据权利要求1或2所述的体系，其特征在于所述颗粒选自由纤维素颗粒组成的群组。

10.根据权利要求9所述的体系，其特征在于所述颗粒选自由1-10µm粒径的微晶纤维素颗粒组成的群组。

11.根据权利要求1或2所述的体系，其特征在于所述官能化载体选自富含纤维素的载体群组。

12.根据权利要求11所述的体系，其特征在于所述富含纤维素的载体选自含有木材、棉花、纸张的群组。

13.根据前述任意一项权利要求所述的体系，其特征在于至少一种自然来源的抗菌化合物通过喷雾的方式应用于所述载体。

14.根据权利要求9-12任意一项所述的体系作为抗菌过滤器的应用。

15.根据权利要求8-12任意一项所述的体系作为抗菌织物的应用。