本发明专利技术提供了如通式MnXy所示的化合物纳米粒子用于减少和/或防止病毒传播的应用，其中，M是(i)选自由钙(Ca)、铝(Al)、锌(Zn)、镍(Ni)、钨(W)和铜(Cu)所组成的组中的金属，或者M是(ii)选自由硅(Si)、硼(B)和碳(C)所组成的组中的非金属；其中，n等于1、2或3；以及X是(iii)选自由氧(O)、氮(N)和碳(C)所组成的组中的非金属，或者X是(iv)选自由磷酸根(PO43-)、磷酸氢根(HPO42-)、磷酸二氢根(H2PO4-)、碳酸根(CO32-)、硅酸根(SiO42-)、硫酸根(SO42-)、硝酸根(NO3-)、和亚硝酸根(NO2-)所组成的组中的阴离子；其中，y等于0、1、2、3或4。本发明专利技术还提供了用于减少和/或防止病毒传播的方法和防护服饰物品或滤器，其中，纤维涂覆有所述的纳米粒子。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属和/或金属化合物的纳米粒子在防止病毒感染中的应用。
技术介绍
空气传播的病毒感染通常通过是由吸入含有病毒粒子的水滴而引起的。较大的 含有病毒的水滴沉积于鼻中，而较小的水滴或纳米粒子则找到其途径进入人的呼吸道或肺泡中。如图I所示的严重急性呼吸器官综合症(SARS)病毒通过由咳嗽或喷嚏产生的大小约为100-500nm的飞沫传播，尽管可能也涉及其它感染途径，诸如表面污染(Donnelly等，Lancet, 361, 1761-1777, (2003))。从过滤的观点来看，纳米级的病毒和粒子在理论上可以穿过通常的美容面具(facial mask)的间隙。当前，世界上超级细的人造或天然纤维丝的直径是大约7微米。如图2所示的标准美容面具的纤维束周围所有地方的间隙大约〉20_10 u ITio因此，应用传统滤布材料的美容面具无法阻挡纳米级的病毒。在美容面具上纤维之间的间隙平均是10-30 μ m(10，000-30, OOOnm)。具有更小纤维间隙的面具会导致呼吸困难。其它纳米级的空气传播的病毒和粒子(如烟和超微灰尘)可以进入人类肺部并然后通过呼吸膜进入血液系统。健康效果主要与粒子的亚微米级部分相关(即空气动力学直径Clp小于lym)。来自烟粒子的危险是dp〈100nm的部分，并且在燃烧过程中大量产生此类小粒子。小于IOOnm的粒子是纳米材料，该纳米材料覆盖了包括人类病毒诸如禽流感和人免疫缺陷症(HIV)的大小的范围。现在已经确定对流感(即SARS和H5N1病毒感染的结果)和AIDS的全球性关注是现代世界范围内的问题，但是至今仍缺乏解决防止病毒传播的方法。然而，纳米材料可能为人类攻克这些疾病提供极其重要的解决方法。迫切需要解决这些流行性疾病的方法。纳米粒子的特性可以通过电子显微镜(例如透射电子显微镜或扫描电子显微镜(TEM或SEM))、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、粉末X射线衍射法(XRD)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)来确定。纳米粒子已被用于药物制剂中以提高药物物质的溶解度和/或生物学活性。除了药物和研究目的，纳米粒子还被用于医疗目的。例如，已将银纳米粒子用于杀死细菌(Furno等 J. Antimicrob Chemother, 54(6), 1019-24(2004))。其它的研究已经描述了纳米催化剂的应用，所述纳米催化剂是用金属(诸如银)、二氧化钛、氧化锌和碳制备的(Fang等Virologica Sinica, 20，70-74 (2005)。此类催化剂证实了金属的纳米大小的催化晶体结构组成，而纳米大小催化剂粒子主要包含(111)型的晶体平面。此类催化剂已被用于促进解离吸附，表面反应，以及各种氢化作用和相关反应(诸如甲烷化、羰基化、加氢甲酰化、还原烷基化、氨基化、硅氢化作用、氨合成、油或脂硬化等)中的氢的重组/去吸附。然而，没有任何启示表明金属或金属氧化物的纳米粒子本身具有任何的杀病毒性质。在病毒学的领域中的其它研究已研究了诸如膨润土的材料的应用，所述膨润土是胶体粘土材料。已制备了膨润土的纳米粒子并且已报道其具有杀病毒活性。然而，由于材料的复杂的性质，不清楚作用机制是与粒子大小还是与材料的固有特性有关(http://www.eswiconference. org-2005)。目前，已报道(WWW, nanoscale, com)银纳米粒子作为一种试剂能够有效地防止病毒复制。然而，数据表明所应用的粒子在材料本身的物理化学性质上没有任何的杀病毒效果(Elechiguerra 等 J. Nanobiotechnology3 (6) (2005))。然而，应用银不是 100% 的完全有效，并且涉及费用和毒性问题。严重急性呼吸器官综合症(SARS)、禽流感和人类流感的病毒爆发的影响显示出目 前防御病毒感染的手段是多么的有限。因此，需要提供防止病毒粒子传播的改良的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供了如通式MnXy所示的化合物的纳米粒子在减少和/或防止病毒传播中的应用，其中，M为(i)选自由钙(Ca)、铝(Al)、锌(Zn)、镍(Ni)、钨(W)和铜(Cu)所组成的组中的金属，或者M为(ii)选自由硅(Si)、硼(B)和碳(C)所组成的组中的非金属，其中η等于1、2或3 ;以及X为(iii)选自由氧(O)、氮(N)和碳(C)所组成的组中的非金属，或者X为(iv)选自由磷酸根(P043_)、磷酸氢根(HP042_)、磷酸二氢根(H2POO、碳酸根(⑶广)、硅酸根(SiO42O、硫酸根(SO/—)、硝酸根(NO3-)和亚硝酸根(NO2-)所组成的组中的阴离子，其中y等于 0、1、2、3 或 4。纳米粒子是指具有纳米尺寸的粒子，并且纳米粒子的尺寸可能为例如约几纳米至几百纳米。纳米粒子可以是类似于任何给定靶标病毒的大小或比任何给定靶标病毒更小的大小。根据本专利技术应用的纳米粒子的平均粒子大小最高可以为约lOOnm、约200nm、约300nm或约500nm。优选的平均粒子大小可以为约Inm至约90nm,优选为约5nm至约75nm或约20nm至约50nm。特别优选地,平均粒子大小为约20nm至约50nm。所述粒子的优选的比表面积可以是约150m2/g至约1450m2/g、优选为200m2/g至约700m2/g,合适的值可以包含150m2/g、640m2/g、700m2/g。粒子中的空隙可以为约0. lml/g至约0. 8ml/g,合适地为约0. 2ml/g至约0. 7ml/g,优选约0. 6ml/g。以干燥粉末形式的纳米粒子通常是优选的，但纳米粒子也可以为液体、溶胶-凝胶或聚合物以及纳米管的形式。粒子可以是聚集的或自由联接的。纳米粒子可以只含有单元素M，在这种情况下，通式MnXy中的y等于0，因此X不存在；或纳米粒子可以包括如上定义的化合物，其中，y具有1、2或3的值，并且χ根据y的值变化并遵从于通式中存在的元素M和X各自的化合价。或者，当y等于O时的单元素纳米粒子可以掺杂选自由硅(Si)、硼⑶、磷⑵、砷(As)、硫⑶或镓(Ga)所组成的组中的一种或多种元素；或者与选自由铝(Al)、锰(Mn)、镁(Mg)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)、钛(Ti)、钨(W)、银(Ag)或铁(Fe)所组成的组中的一种或多种元素形成合金。例如，混合纳米粒子可以包括如下的不同元素C-P-Ag-Zn, C-P-Cu-S、C-P-Cu-Ni-S、C-Si-Ag-Zn、C-Si-Cu-S、C-Si-Cu-Ni,C-Cu-Zn-W、C-Cu-Zn-Ag, C-Cu-Zn-W-Ag、C-W-Ti-B、C-W-Ti-N、C-Ti-N, Si-N, Ti-N, Al-N、B-N、A1-B。纳米粒子还可以进一步含有以下氧化物中的至少一种Ti02、Cu2O, CuO、Zn0、Ni0、A1203、FeO、Fe2O3, Fe3O4, CoO、Co3O4, Si2O3、或它们的组合。 优选地，通式为MnXy的化合物可以是氧化物、碳酸盐、硅酸盐、碳化物、氮化物和/或磷酸盐。例如，氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化锌(ZnO)、磷酸铝(即磷酸铝(AlPO4))、磷酸氢铝(Al2 (HPO4) 3)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
如通式MnXy所示的化合物的纳米粒子在减少和/或防止病毒传播中的应用，其中，M为（i）选自由钙、铝、锌、镍、钨或铜所组成的组中的金属；或者（ii）选自由硅、硼或碳所组成的组中的非金属；其中n等于1、2或3；以及X为（iii）选自由氧、氮或碳所组成的组中的非金属；或者（iv）选自由磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、碳酸根、硅酸根、硫酸根、硝酸根和亚硝酸根所组成的组中的阴离子；其中y等于0、1、2、3或4。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G·雷恩，J·S·奥克斯福德，P·W·莱普，R·朗布金威廉斯，A·曼，
申请(专利权)人：玛丽皇后和威斯特弗尔德学院，内部物质有限公司，过滤性病毒学研究公司，
类型：发明
国别省市：
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