新型复方苍术空气消毒剂的研制与应用*
2022-10-12段艳宁杨云君林逸君武千慧吴丽红杜欣柯熊迎夏荣晓慧
张 超,黄 伟,付 蕾,段艳宁,杨云君,林逸君,武千慧,龚 缘,吴丽红,杜欣柯,熊迎夏,荣晓慧
(黑龙江中医药大学 药学院,黑龙江 哈尔滨 150040)
新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)是人体感染新型冠状病毒(2019-nCoV)而引起的一种急性呼吸道传染病,自2019 年12 月出现感染病例以来,在世界各国迅速蔓延。新型冠状病毒的传播途径主要有飞沫传播、接触传播和气溶胶传播。因此,对各种场所的空气消毒是阻断飞沫传播和气溶胶传播的有效手段。故甄选出消毒作用发挥快,抑菌、杀菌作用强,时效长久,而且对人体无刺激、无毒副作用的空气消毒剂势在必行。
针对传统空气消毒方式的局限和不足,本研究研制的新型复方苍术空气消毒剂,主要以苍术、荆芥等天然中草药为原料,采用科学方法提取有效成分后调配制得,具有消毒作用发挥快,抑菌、杀菌作用强,时效长久等特点,可制成罐装成成品,其雾粒轻、细,能快速扩散到室内的每一角落,使用便捷,非常适合疫情期间在医院、商场超市、餐饮、铁路、客运、民航、中小学校、家庭等多种场所使用。
1 消毒剂的研制与应用现状
COVID-19具有较强的传染性,2019-nCoV的传播途径主要有飞沫传播、接触传播和气溶胶传播,因此加强各场所的室内空气消毒是预防感染的重要环节。目前,常用的空气消毒方法虽有多种,但各有利弊。
1.1 传统的“烟熏法”
《良朋汇集经验神方》记载:“凡遇天年大行瘟疫,四时不正,一切疠气者,多以苍术烧之,能辟瘟邪,至奇”。焚烧、烟熏药物进行空气消毒,一方面能够通过熏染空气环境来达到消毒作用;另一方面能够通过刺激神经和经络,从而达到增强免疫力的作用[1]。
近年来,用烟熏法进行空气消毒仍在临床试验中广泛使用,主要是考虑其实施经济简便、杀菌率高等特点。目前,利用艾叶、苍术等中药进行烟熏消毒的方法较为常用,但熏蒸过程中产生的尘埃颗粒中95%以上为≤2 μm 的颗粒物,被人吸入体内易沉积于肺部。研究表明,将小鼠暴露于艾条熏蒸3周后,小鼠产生了临床病理变化。肺组织切片显示有大量炎性细胞浸润,小鼠的发育也受到了影响。因此,这些消毒方法不适宜于在人群密集的场所使用。
1.2 紫外线消毒法
紫外线消毒法使用波长为200~275 nm 的C波紫外线进行照射消毒,具有杀菌能力强、操作简便、效能持久等优点[2]。然而,紫外线消毒须在无人、密封情况下进行,医院或公共场所人员的流通通常没有定数,且随着人员的流动和时间的推移,消毒效果也相对降低。另外,紫外线消毒法穿透力弱,易受物体遮挡形成死角,且消毒效果易受灯管质量、消毒距离、照射时间、灯管清洁度影响,同时对人的皮肤及眼睛有一定损害作用。
1.3 喷雾消毒法
1.3.1 药液喷雾法
罗玫玲等[3]用超声波雾化二溴海因对空气进行消毒。研究表明,该消毒剂主要成分为二溴二甲基乙酰脲,在消毒时释放的溴可有效杀灭真菌、病毒、芽孢以及细菌繁殖体等多种微生物。释放溴后,二甲基乙内酰脲便分解为N2和CO2,对环境污染小且无刺激性气味,对仪器无腐蚀;王建中等[4]用丁香、苍术等中药材先经水蒸气蒸馏,得到馏分后备用。药渣经黄芩水溶液多次提取后,将其浓缩成醇溶液与上述馏分混合,制成低醇中药空气消毒剂。研究表明,该中药消毒剂可灭杀空气中71.8%的细菌和87.8%的霉菌,杀菌效果比84消毒液(4%)好,是一种绿色、高效、安全的空气消毒剂。
1.3.2 加湿器喷雾法
陈江平等[5]将苍术、桂枝等中药材按质量比5∶3投药,水煎成汤剂,用加湿器持续消毒 1 h。结果显示,空气中菌落总数明显减少,效果优于紫外消毒,且消毒后 6 h,中药组消毒效果仍在。
1.3.3 中药消毒法
空气消毒剂是否绿色环保、安全无害是全球关注的热点。中药消毒剂多采用纯中药制剂提炼而成,具有消毒杀菌效果好、应用安全、对环境无污染、对人体无危害、芳香无刺激等优势,十分适合在医院、商场等人员密集,易被细菌、病毒污染的环境中使用。近年来,中药消毒剂的研制和使用得到广泛关注,使用方法和剂型的改进方面还有很大的发展空间和广阔的前景。
1.4 通风法
通风法是较为简便的空气消毒法,但对于医院装有核磁、CT等精密仪器且需要无尘环境的机房,不能采用此法。
1.5 其它消毒法
消毒液消毒:一些化学消毒液,如84消毒液、过氧乙酸、高锰酸钾、甲醛、乳酸、戊二醛、来苏尔等,使用过程中容易对皮肤及上呼吸道产生较强的刺激或损伤,对设备也会产生腐蚀作用,不宜长期使用。
电子灭菌器:文献报道,低浓度的臭氧可以消毒,浓度过高则会对人体造成极大的危害。采用臭氧消毒过程中, 常会散发令人不愉快的难闻气味, 故部分人群不易接受[6]。
空气消毒机消毒:空气消毒机集层流式过滤、紫外线杀菌、等离子体、高压静电吸附、保洁等功能于一体,能够有效地消毒和净化空气,并将净化后的空气释放回空间,实现反复循环自净[7]。医院作为人群结构复杂且人流量较大的公共场所,病原微生物含量较其他场所高,更容易造成呼吸系统疾病的传播,故医院空气质量是人们普遍关注的问题。空气消毒机在使用过程中允许人员走动,程序可自动控制运行,对空气消毒具有明显优势。但对于人流密集且面积较大的公共场所,需要安装多台,投入成本较高[8]。
等离子空气消毒机消毒:是经由等离子、过滤、静电场等几种配合式杀菌消毒措施,其功能核心为等离子反应器,在强大电场作用下可损伤细菌细胞膜,对细菌、真菌、病毒等微生物和气溶胶有良好的杀灭作用,并具备净化空气功能,不受人员流动影响,操作简便,能够实现高效、持续消毒[2]。
2 新型复方苍术空气消毒剂的制备方法及效果评价
2.1 苍术的化学成分、药理作用及临床应用
苍术为菊科植物茅苍术Atractylodeslancea(Thunb.)D C.或北苍术Atractylodeschinensis(DC.)Koidz.的干燥根茎。辛、苦、温、归脾、胃、肝经。有燥湿徤脾,祛风散寒,明目之功能作用[9]。《神农本草经》把苍术列入上品,可化脾家之湿,兼雄壮之气而鼓动脾气升生。《本草纲目》中云:苍术“能除恶气,古今病疫及岁旦,人家往往烧苍术以辟邪气”。近代《本草正义》云“苍术香气雄厚”,“胜四时不正之气,故时疫之病多用之”。当代《中药大辞典》载:苍术有明显杀菌作用,其药效与福尔马林相近而胜过紫外线和乳酸。
荆芥为中国传统中药材之一,味平,性温,天然无毒;归肺、肝经;药理作用丰富,应用于临床[10]。《本草纲目》中记载“荆芥”,入足厥阴经气分,其功长于祛风邪,散瘀血,破结气,消疮毒,盖厥银乃风木也,主血而相火寄之,故风病、血病、疮病为要药”[11]。
中医药治疗新冠肺炎不立足于杀灭病毒,而采用“和”的思维,破坏病毒生存的环境-寒湿,达到“正气存内,邪不可干”的目的。味辛苦性温的苍术在卫健委和国家中医药管理局颁布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》中使用频率位于前十。苍术中主要有效成分为苍术素、茅术醇和桉叶醇等。苍术酮、β-桉油醇、茅术醇是苍术抗病毒的主要成分,对各类病毒、肺炎支原体、乙型链球菌、金黄色葡萄球菌、黄曲霉菌和其他高致病性菌类都有明显的杀灭效果;荆芥中主要化学成分为挥发油类,荆芥油中主要含有胡薄荷酮等成分, 具有解热、镇静、抑菌、平喘等作用, 体外试验证实,对金色葡萄球、白喉杆菌抑制作用较强、对炭疽、伤寒、绿脓杆菌有一定抑制作用。
2.2 新型复方苍术消毒液的制备
本课题组研制的新型复方苍术消毒液主要以苍术、荆芥等天然中草药为原料,采用科学方法提取有效成分后调配制得。
2.2.1 新型复方苍术消毒液的制备
将苍术根茎 200 g 切片,荆芥干燥茎叶 200 g 切段,分别经水浸泡过夜后,放入圆底烧瓶。混合均匀后,加入沸石,安装水蒸气蒸馏装置,打开安全夹,加热水蒸气发生器。待T型口处有水蒸气流出后,关闭安全夹,使水蒸气进入反应瓶。此时用电加热套加热反应瓶,收集馏出液,当馏出液变为澄清时,打开安全夹并停止加热,将得到棕色乳浊液减压浓缩至 350 mL,并加入苯甲酸钠1 g,搅匀,灌装并密封于 400 mL 玻璃瓶中,蒸汽灭菌,并将其罐装成成品。贮藏于阴凉处,有效期为12个月,使用时以 1 mL/m3的用量将新型复方苍术消毒液在空气中进行喷洒即可。
2.2.2 实验装置改进
针对传统立式水蒸气蒸馏装置蒸馏时间长、操作繁琐、能耗高,热利用率低等不足,本研究采用改进的立式水蒸气蒸馏装置,将数控式恒温水浴锅作为水蒸气发生器,三颈圆底烧瓶直接嵌入水蒸气发生器,将恒压滴液漏斗置于三颈圆底烧瓶上方,可随时将产生的产品分出,立式水蒸气蒸馏装置结构和操作简单、能耗低、热利用率高;提取时间短、产品品质和收率高,实现整个生产过程的“绿色化”。
2.3 效果观察
将体积分数为 1 mL/m3的消毒液喷洒于室内,用空气沉降法对空气消毒前后静态环境及人员流动 20、40、60 min 的动态环境分别采样,参照《药品生产质量管理规范》,将5个直径为 90 mm 的琼脂培养皿置于距房间4个顶点 1 m 处和中点处,暴露 10 min 后,盖好盖子, 在 37 ℃ 培养箱中培养 24 h,然后分别记录5个平板上的菌落数, 并计算平均菌落数。对照组采用可移动紫外线灯照射1h后取样。结果见表1、表2。
表1 静态环境消毒前后空气平均菌落数比较
表2 动态环境消毒前后空气平均菌落数比较 (cfu/m3)
杀菌率=[(消毒前菌落数-消毒后菌落数)/消毒前菌落数]×100%
3 结语
实验表明,新型复方苍术空气消毒剂具有消毒作用发挥快,抑菌、杀菌作用强,时效长久等特点,是一种效果显著的空气消毒剂。新型复方苍术消毒剂属于天然植物挥发油配方,气味芳香,能有效去除空气中的致病菌,对人体无刺激,对器材无腐蚀性。另外,由于苍术和荆芥天然资源丰富,故该产品价格低廉。新型复方苍术空气消毒剂可制成罐装成成品,其雾粒轻、细,能快速扩散到室内的每一角落,不受任何因素影响,拿起就可随时使用,非常适合疫情期间在医院、商场超市、餐饮、铁路、客运、民航、中小学校、家庭等多种场所使用。