一种吸附灭活病毒大孔功能材料的制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种吸附灭活病毒大孔功能材料的制备方法与应用， 属于抗病毒材料技术领域。

背景技术

病毒是一种非细胞生命形态，它由一个核酸长链(DNA或RNA) 和蛋白质外壳构成，病毒的蛋白质外壳称为衣壳，冠状病毒表面还包 裹着蛋白质胞膜和刺突结构，与衣壳共同决定病毒的特异性。病毒的 传播和感染已成为人类的最大威胁之一，近几十年来，病毒性传染病 呈现不断增高的趋势，如艾滋病病毒、埃博拉病毒等感染的疾病夺去 了许多人的生命。

从分子的角度看，病毒是脆弱的，病毒所包含的核糖核酸、蛋白质衣 壳以及蛋白质包膜等生物大分子没有一般的有机物小分子稳定，易于水解 或氧化失活。刘中民等(催化学报[J]，2003，24(5)：232-327，中国专 利CN 1242815C)开发了一类对病毒具有吸附和灭活作用的多孔固体材料， 经检测对副流感病毒具有直接灭活作用，同时对人疱疹病毒和人腺病毒具 有抑制作用。

因此，亟需开发对病毒具有吸附和灭活功能的材料和防护产品用于个 人、家庭以及医院、车站等大型公共场的防护，在隔绝病毒的同时可以吸 附和灭活病毒，从而有效遏制病毒的传播和感染，保护人民的身体健康。 由于大部分病毒的直径在100nm左右，如引起新冠肺炎(COVID-19)的 新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的直径约为80～120nm。无机固体材料要实 现对病毒的灭活，需要具有大孔结构和较大的比表面积，以实现对病毒的 有效吸附，再利用无机固体材料的氧化还原性，酸碱性等能够实现对病毒 的灭活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附灭活病毒大孔功能材料的制备 方法，以大孔材料为载体，通过等体积浸渍法，负载吸附灭活病毒功 能材料。该制备方法简单，易于大规模生产。通过将吸附灭活病毒功 能材料负载于大孔载体上，成功解决了吸附灭活病毒功能材料对病毒 的有效吸附问题。

所述吸附灭活病毒大孔功能材料的制备方法，包括以下步骤：

(a)将吸附灭活病毒功能材料的前驱物溶于水中，制成浸渍液；

(b)将步骤(a)中所述的浸渍液与大孔载体材料混合，至大孔 载体材料吸附饱和，室温静置1～48h后，100～150℃干燥1～48h，然 后在450～800℃条件下焙烧0.5～18h，得到所述吸附灭活病毒大孔功 能材料。

在步骤(a)中，浸渍液的浓度根据吸附灭活病毒功能材料的负载 量和大孔载体材料的饱和吸水量计算得到。

可选地，所述的吸附灭活病毒功能材料为包含锌、钛和锆的复合 金属氧化物。

可选地，所述的复合金属氧化物中锌、钛和锆元素的质量比为 0.1～3:1～10:1。

可选地，所述前驱物为乙酸锌、硫酸钛和硝酸锆。可选地，所述 大孔载体材料为硅胶和硅藻土中的一种或多种的组合。

优选地，所述大孔载体材料，其每克的饱和吸水量为2～5g。

优选地，所述大孔载体材料，其孔径分布范围为20～300nm。

进一步优选地，所述大孔载体材料，其孔径分布范围为30～200 nm。

可选地，所述吸附灭活病毒功能材料在大孔载体材料上的质量负 载量为20～50％。

作为一种具体实施方式，所述的吸附灭活病毒大孔功能材料的生 产方法为：

(a)将作为载体的大孔材料放入真空烘箱中80～150℃烘干，然 后称取一定质量，放入水中搅拌至载体表面没有气泡上浮为止，将载 体过滤出并用滤纸将载体表面物理吸附的水膜吸去，进行称重，计算 大孔载体材料的饱和吸水量；

(b)根据吸附灭活病毒功能材料的负载量和大孔载体材料的饱 和吸水量计算前驱物浸渍溶液的浓度，根据计算结果，准确制备前驱 物浸渍水溶液；

(c)将步骤(b)中所述的前驱物浸渍水溶液加入到大孔载体材 料中，至大孔载体材料吸附饱和，然后室温静置1～48h，100～150℃ 干燥1～48h。

(d)将步骤(c)中所述的干燥后的样品，在450～800℃条件下 焙烧0.5～18h，得到吸附灭活病毒大孔功能材料。

所述的吸附灭活病毒功能材料的前驱物为锌、钛和锆的可溶性盐。

优选地，所述的吸附灭活病毒功能材料的前驱物可溶性盐为乙酸 锌、硫酸钛和硝酸锆。

本发明的另一目的在于提供了吸附灭活病毒大孔功能材料在空 调过滤器、新风系统、空气净化器或军用生化防护装备中的应用。

本发明能产生的有益效果包括：

本发明公开的吸附灭活病毒大孔功能材料，生产方法简单，易于 大规模生产。通过将吸附灭活病毒功能材料负载于大孔载体上的方法， 成功解决了吸附灭活病毒功能材料对病毒的有效吸附问题。本发明制 备的吸附灭活病毒大孔功能材料对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)具 有直接吸附灭活作用。可用于空调过滤器、新风系统、空气净化器和 军用生化防护装备等设备中。

附图说明

图1为50mg本发明制备的吸附灭活病毒大孔功能材料(ASC- 28-55)和对照材料白色玻璃微球处理新型冠状病毒(SARS-CoV-2) 后，剩余上清液中病毒核酸的扩增曲线。

图2为200mg本发明制备的吸附灭活病毒大孔功能材料(ASC- 28-55)和对照材料白色玻璃微球处理新型冠状病毒(SARS-CoV-2) 后，剩余上清液中病毒核酸的扩增曲线。

图3为本发明制备的吸附灭活病毒大孔功能材料(ASC-28-55) 和对照材料白色玻璃微球处理新型冠状病毒(SARS-CoV-2)后，剩余 上清液中病毒含量相对于无处理组的减少百分比。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。 同时实施例只是给出实现制备吸附灭活病毒大孔功能材料的部分条 件，但并不意味着必须满足这些条件才可以达到此目的。

如无特别说明，实施例中所采用原料均来自商业购买，仪器设备 采用厂家推荐的参数设置。

实施例1吸附灭活病毒大孔功能材料的制备

将孔径分布为60～180nm的大孔硅胶放入真空烘箱中120℃烘干 4h，然后称取100g放入水中，搅拌载体至表面没有气泡上浮为止， 将载体过滤出并用滤纸将载体表面物理吸附的水膜吸去，进行称重， 经计算可知每克大孔硅胶的饱和吸水量为2.31g；

称取24.88g乙酸锌、42.76g硫酸钛和23.77g硝酸锆，加水配 制成250ml前驱物浸渍溶液。

将100g大孔硅胶加入到上述前驱物浸渍溶液中，至大孔硅胶吸 附饱和，室温静置12h，烘箱中120℃烘干4h，然后在马弗炉中600℃ 焙烧4h，获得吸附灭活病毒大孔功能材料，命名为ASC-28-55。

采用美国麦克AutoPore V系列全自动压汞仪对ASC-28-55样品 的孔径分布进行测试，结果表明，ASC-28-55样品的孔径分布范围为 80～160nm。

称重测试ASC-28-55样品中吸附灭活病毒功能材料在大孔硅胶 上的质量负载量，结果表明，吸附灭活病毒功能材料在大孔硅胶上的 质量负载量为25.3％。

实施例2吸附灭活病毒大孔功能材料(ASC-28-55)吸附灭活新 型冠状病毒(SARS-CoV-2)的体外试验

吸附灭活病毒大孔功能材料吸附灭活新型冠状病毒(SARS-CoV-2) 的体外试验在CDC实验室实施。

测试材料：

1.受试物

实施例1中所制备的吸附灭活病毒大孔功能材料(ASC-28-55) 和对照材料白色玻璃微球。

2.病毒株

SARS-CoV-2冠状病毒：由CDC实验室从病人咽拭子中分离的病毒 BetaCoV/Anhui/SZ005/2020(EPI_ISL_413485)，第一代。

3.试验方法

分别称取50mg(3份)和200mg(3份)吸附灭活病毒大孔无 机功能材料(ASC-28-55)以及对照玻璃微球，放入无菌1.5ml EP管， 加入800μl的SARS-CoV-2病毒液(3.5×10

4.试验结果

吸附灭活病毒大孔功能材料(ASC-28-55)和对照材料白色玻璃 微球吸附灭活新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的体外试验结果如图1、 图2和图3所示。其中，无处理是指对病毒液无处理。

5.结论

试验结果表明吸附灭活病毒大孔功能材料(ASC-28-55)具有直 接吸附灭活新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的作用，50mg和200mg 吸附灭活病毒大孔无机功能材料(ASC-28-55)对3.5×10

以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明做任何形式的限 制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明， 任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利 用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案 例，均属于本发明技术方案范围内。