限制微生物生長的方法

2023-10-09 14:26:04

專利名稱：：限制微生物生長的方法
技術領域：
：本發明涉及限制微生物例如病毒、細菌和真菌的生長或存在的方法。發明背景病原性細菌、病毒和真菌在生物體液例如唾液、淚液、血液和淋巴中的潛在存在是醫護工作人員和患者非常關注的。被細菌、病毒和真菌汙染的表面可促進感染的傳播。此夕卜，有價值的食物產品和工業產品的有用性可因細菌和病毒存在而被破壞。因此使病原體傳播(例如，在家中、醫院中和在日間護理中心)程度最小的方法是重要的。可通過多種物理方法和化學方法將微生物殺死或使其受到抑制。物理方法包括應用熱和/或輻射。用於限制病毒、真菌和細菌生長的化學品包括醇類(通常70體積％的含水乙醇或異丙醇)；酚和酚衍生物例如六氯酚；甲醛；戊二醛；環氧乙烷；醚；去汙劑；葡萄糖酸氯己定；重金屬例如銀、金、銅和汞；汞的有機化合物例如紅汞；以及氧化劑例如過氧化氫、碘、次氯酸鹽和氯。抗生素類，例如桿菌肽；頭孢菌素類，環絲氨酸；青黴素類，萬古黴素、氯黴素；紅黴素類；四環素類；磺胺類和氨基糖苷類(例如鏈黴素、新黴素和慶大黴素)為傳統定義的由微生物產生的可殺滅細菌的化學物質。抗生素類對病毒沒有作用。半導體光催化劑(例如，鈦、鋯、鋅、錫、鐵、鎢和鉬的氧化物)已被用於破壞(通過光化學氧化)流體介質中的有機汙染物。二氧化鈦因其化學穩定性、適於紫外/可見光光活化的能帶隙結構及其相對較低的成本已被廣泛研究。已將助催化劑(例如鉬、鈀、銀和/或這些金屬的氧化物和硫化物)加到二氧化鈦中來增加其光催化活性。最近，已利用了納米級二氧化鈦粒子並用各種貴金屬包被以提高它們的光催化效率。已由二氧化鈦溶液和金鹽(例如HAuCl4)的混合物，通過化學或光化學還原方法在二氧化鈦納米粒子表面上還原金，來形成金包被二氧化鈦納米複合材料。已將這些納米複合材料分散在水性介質中並已顯示可在存在光的情況下抑制微生物生長。上述各抗微生物劑(以及其他已知的抗微生物劑)具有其自身的一系列優點和缺點。有些具有毒性、昂貴或者在其他方面不適用作為常規消毒化合物。有些不穩定並隨時間推移變成非活性的。有些發揮功能，結果靶微生物產生對該抗微生物劑的抗性。
發明內容因此，尤其考慮到某些病原體更強毒力形式的產生，我們認識到需要用於限制微生物生長的替代性的有效方法(例如，使病毒失活及限制細菌和真菌生長的方法)。這些方法應優選為簡單的、可有效對抗多種微生物，在存在其他生物材料的情況下有效和/或可有效用於各種不同的環境中。簡而言之，在一方面，本發明提供限制微生物(例如，細菌、真菌、酵母和病毒(包括無包膜病毒和有包膜病毒二者))生長的方法。該方法包括(a)提供包含載體介質(包含納米顆粒二氧化鈦)上的微細納米級金的抗微生物劑，所述微細納米級金通過物理氣相沉積法沉積在該載體介質上(更優選在氧化氣氛下通過物理氣相沉積法沉積)；和(b)使至少一種微生物與該抗微生物劑接觸。已發現，微細納米級金(即所有維度的尺寸小於或等於5納米(nm)的金團粒)物理氣相沉積到納米顆粒二氧化鈦上可產生顯示具有強抗微生物性質的材料。相對於包含通過物理氣相沉積之外的方法(例如化學或光化學方法)沉積到納米顆粒二氧化鈦上的金的相應材料的抗微生物性質，該材料的抗微生物性質出乎意料地強效。所得材料可在存在其他生物材料(例如蛋白質)的情況下，以及在多種不同的環境中(例如在飯店、醫院和洗手間)有效對抗多種微生物(例如，革蘭氏陰性細菌和革蘭氏陽性細菌)。此外，該材料可在多種不同的光照條件下有效。其固有的抗微生物特性可使其能在低光度或甚至在無光線的情況下有效地發揮功能。然而它還可顯示具有光催化抗微生物活性，因其抗微生物特性可經光暴露(可見光和/或紫外光)進一步增強。本發明方法簡單(不需要複雜的設備或操作)並且成本效益相對較高(因為僅使用相對少量的金，並且所得的材料只要其光暴露受到限制以及其與油類和其他汙染物的接觸程度最小化，在使用中就不會失去其有效性，從而可再循環使用)。該方法也能相對快速，優選的實施例中可在少於約2分鐘內將高達約90%或更多的存在於樣品中或表面上的微生物殺死或使其受到抑制。因此，在至少一些實施例中，該方法可滿足上述對替代性抗微生物方法的需求，所述替代性抗微生物方法要簡單，可有效對抗多種微生物，在存在其他生物材料的情況下有效，和/或可有效用於各種不同的環境中。在另一方面，本發明還提供對表面進行消毒的方法。該方法包括向至少一個表面的至少一部分施用包含載體介質(包含納米顆粒二氧化鈦)上的微細納米級金的抗微生物齊，該微細納米級金通過物理氣相沉積法沉積在載體介質上(更優選在氧化氣氛下通過物理氣相沉積法沉積)。附圖簡述參照以下說明、隨附的權利要求和附圖，本發明的這些和其他特徵、方面和優點將變得更好理解，附圖中圖1以側面剖視圖示出了用於製備供用來執行下文實例部分所述的本發明方法的實施例的抗微生物劑的裝置。圖2將圖1的裝置以透視圖示出。這些理想化的圖形並非按比例繪製，並且僅旨在是示例性的和非限制性的。具體實施例方式定義如本專利申請中所用的「接觸」包括微生物與本發明方法中使用的抗微生物劑的直接物理接觸，以及微生物間接暴露於該抗微生物劑(例如，通過與由該抗微生物劑形成的可擴散抗微生物物質的直接物理接觸而間接暴露，這不需要與抗微生物劑自身的直接物理接觸即可介導對微生物的抗微生物作用)；「微細納米級金」意指所有維度的尺寸均小於或等於5納米(nm)的金團粒(例如，顆粒或原子簇)；「限制微生物的生長」意指對所存在的微生物進行抑制、殺死、防止其複製或減少其數量(因此，該術語包括「抑菌活性」(即抑制生長或複製，但是不一定殺死；例如，抑細菌或抑真菌活性)和「殺菌活性」(即殺死，例如殺細菌或殺真菌活性))；「微生物」意指具有適於分析或檢測的遺傳物質的任何細胞(包括，例如，細菌和病毒)；以及「靶微生物」意指需要限制其生長的任何微生物。抗微牛物劑用於實施本發明方法的抗微生物劑包括載體介質(包含納米顆粒二氧化鈦)上的微細納米級金。該微細納米級金通過物理氣相沉積法沉積在載體介質上(更優選在氧化氣氛下通過物理氣相沉積法沉積)。金如本文使用的，術語「微細納米級金」指所有維度的尺寸均小於或等於5納米(nm)的金團粒(例如，顆粒或原子簇)。優選的是，抗微生物活性金所有維度(例如顆粒直徑或原子簇直徑)的平均尺寸在最多(小於或等於)約5nm的範圍內(更優選最多約4nm;甚至更優選最多約3nm)。最優選的是，單個金納米粒子具有在任何維度均不大於約2nm的尺寸。優選的實施例可包括在至少一個維度為至少約0.Inm(更優選至少約0.5nm)並且在任何維度不大於上述上限的金納米粒子。在最優選的實施例中，至少一部分金為超納米級(即，至少兩個維度的尺寸小於0.5nm並且所有維度的尺寸均小於1.5nm)。單個金納米粒子的尺寸可由透射電子顯微鏡法(TEM)測定，如本領域所熟知的。提供於載體介質上的金量可在較寬範圍內變化。因為金很昂貴，理想的是所用的金量不多於為達到所需程度的抗微生物活性而合理需要的金量。此外，因為使用PVD進行沉積時納米級金具有高度的移動性，如果使用過多的金，則因為至少一些金聚結成較大的團粒而可能損失活性。由於這些原因，基於載體介質和金的總重量，載體介質上金的載重優選在約0.005(更優選0.05)至約10重量％的範圍內，更優選在約0.005(甚至更優選0.05)至約5重量％的範圍內，且甚至更優選在約0.005(最優選0.05)至約4.5重量％的範圍內。金可通過PVD技術(例如，通過濺射)沉積以在載體表面上形成具抗微生物活性的微細納米級粒子或原子簇。據信金主要以元素形式沉積，儘管可能存在其他氧化狀態。儘管金是可移動的並傾向於聚積在表面的高能量位點，但載體的納米顆粒特性顯然可有助於使金固定化並使已沉積的金顆粒和金簇保持分離或離散並優選不連續。這可有助於保持金活性，而如果金聚結形成較大尺寸的團粒則該活性會被削弱。除了金，還可在相同的載體和/或與含金載體混合的其他載體上提供一種或多種其他金屬。這些其他金屬的例子包括銀(優選)、鈀、鉬、銠、釕、鋨、銅、銥等，以及它們的組合。如果使用的話，這些其他金屬可從與所使用的金源靶相同或不同的靶源共沉積到載體上。或者，這些金屬可在金沉積之前或之後提供於載體上。需要熱處理來進行活化的金屬可有利地在沉積金之前先施加到載體並進行熱處理。載體介質適用於製備抗微生物劑的載體介質包括包含納米顆粒二氧化鈦的那些載體介質。如本文使用的，術語「納米顆粒二氧化鈦」意指平均直徑小於50納米(nm)的二氧化鈦納米粒子，其中「直徑」不僅指基本上為球形的顆粒的直徑也指非球形顆粒的最長維度。優選的，這些納米粒子具有至少兩個維度的尺寸小於或等於約30nm(更優選小於或等於約15nm；最優選小於或等於約lOnm)。該載體介質可任選還包括少量的(即少於載體介質總重量的50%；更優選少於約20%；最優選少於約10%)較大顆粒(例如，平均直徑大於50nm並小於IOOnm的納米粒子或甚至更大的顆粒)。載體的納米顆粒特性似乎可有助於使沉積在載體表面上的金固定化，因為使用這些載體可觀察到更小的金粒度和更高的活性。載體介質的二氧化鈦納米粒子優選以某種方式結合形成團聚物。例如，納米粒子可物理結合(例如通過倫敦力或氫鍵)或化學結合(例如，通過共價鍵或離子鍵)。所得團聚物優選所有維度的平均尺寸在約0.1微米至約15微米的範圍內。團聚物可進一步聚集(例如，通過噴霧乾燥、溶膠-凝膠過程或塗覆，使用或不使用粘著劑)以形成團聚物網絡。團聚物通常可為多孔的(即使是在從非多孔性納米粒子形成時)，這是由於形成團聚物的納米粒子的堆積往往不完美所致。優選的是，納米粒子或所得團聚物(或二者)為多孔的。團聚物可為相對結實的(例如，當使用納米粒子溶膠前體通過溶膠-凝膠過程形成時)或相對易碎的(例如，當在乾粉床內形成或者通過乾燥團聚物的液體分散體來形成時)。溶膠-凝膠形成過程可包括乾燥和/或熱處理，這可使納米粒子粘結在一起而不會消除由中間凝膠中的納米粒子的不完美堆積產生的多孔性。優選的，該載體介質具有大於約0.4(優選大於約0.5)的孔隙率(即，孔隙空間與載體介質總體積的體積比)。孔隙率可通過透射電子顯微鏡法(TEM)觀察和測量。更優選地，載體介質為納米多孔的(即具有大於約0.4的孔隙率和尺寸約Inm至約IOOnm的孔隙直徑)。最優選地，載體介質對於尺寸範圍在1至IOnm的孔的總納米多孔容量，可佔其尺寸範圍在1至IOOnm的孔的總體積的約20%以上(即用下式計算大於約0.20)，如使用下式計算得到的(使用例如通過TEM獲得的數據)NPC=CPv1-CPv10/CPv1-Cpv100其中NPC指載體介質的總納米多孔容量；CPvJg孔半徑η時的累積孔體積，以立方釐米每克(Cm3/g)為單位；η為以納米為單位的孔半徑。優選的載體介質包括這樣的載體介質，它在其外表面區域中在等於或大於通過PVD沉積的金原子的滲透深度的深度上是納米多孔的。通常低表面積、非納米多孔的材料可通過多種方法(例如，通過將納米多孔性材料如納米粒子尺寸的膠體吸附到較大主材料的表面以形成複合材料；通過在材料的表面上水解金屬醇鹽或金屬鹽；以及通過在材料的表面上氧化金屬薄膜)製成具有以納米多孔性為特徵的外表面。在後一種情況下，金屬薄膜可通過PVD方法沉積，且氧化可通過乾燥或溼潤的空氣進行以在材料上產生納米多孔性膜。可用的載體介質可包括多種形式或形狀的載體材料(例如，粉末、顆粒、小球、細粒、擠出物、纖維、殼狀物、蜂窩狀物、板狀物、稀鬆布、織物、紙等，以及它們的組合)。顆粒可為規則形狀、不規則形狀、樹枝狀、非樹枝狀等。優選的載體包括顆粒、粉末及其組合。除了二氧化鈦納米粒子，載體介質的粒狀實施例可包括寬範圍粒徑中的任何粒徑的顆粒。例如，二氧化鈦納米粒子和/或納米粒子團聚物可與其他粒狀光催化劑或抗微生物劑，和/或與濃縮劑(即，已知的或此後研發的可起到捕獲或固定化微生物的作用的材料)組合，以進一步改進載體介質的特性。這些添加劑的平均尺寸可在(例如)納米粒子或納米粒子團聚物平均尺寸的不到約一半至約十倍的範圍內。然而，通常這些添加劑的平均尺寸與納米粒子或納米粒子團聚物是相當的。可用作(單獨或與其它材料組合)載體介質組分的材料的代表性例子包括含碳材料(例如，活性碳、石墨等)，含矽材料(例如，二氧化矽、二氧化矽-二氧化鈦(包括二氧化矽納米粒子和二氧化鈦納米粒子的混合物，包含矽和鈦二者的氧化物的納米顆粒等)、二氧化矽-氧化鋁等)、金屬化合物(例如金屬氧化物等)，等等，以及它們的組合。可用的金屬氧化物包括鈰、鋁、鈦、釩、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、釔、鋯、鈮、鉬、鐵、錫、銻、鑭、鎢中的一種或多種的氧化物，以及它們的組合。鈣、鉀、鈉、鎂、鍺、鍶、釕、銠、鈀、銀、銦、鋇、鉿、鉈、錸、鉬中的一種或多種的氧化物、以及它們的組合也可與一種或多種前述氧化物混合使用。優選用作(單獨或與其他材料組合)載體介質的材料包括二氧化鈦、二氧化鈦-氧化鋁、二氧化鈦-二氧化矽等，以及它們的組合。二氧化鈦可以納米粒子形式商購獲得。更優選二氧化鈦(最優選至少一部分的二氧化鈦為銳鈦礦晶體形式)。上述載體介質組分的粒徑可根據現有的或之後實踐的常規操作以任意適當的方式測量。例如，納米粒子的平均直徑可通過檢查TEM信息確定，在約0.1微米至約25微米範圍內的納米粒子團聚物的平均直徑可通過掃描電子顯微鏡法(SEM)測定，而更大(大於約5微米)顆粒或團聚物的平均直徑可通過光學顯微鏡法測定。沉積方法物理氣相沉積指將金從含金源或靶物理轉移至載體介質。物理氣相沉積可被視為涉及一個原子接一個原子地沉積，儘管在實際操作中金可作為極其細小的團粒進行轉移，每個團粒由不止一個原子構成。沉積的金可與載體介質的表面發生物理形式的、化學形式的、離子形式和/或其他形式的相互作用。物理氣相沉積優選在金移動性很強並傾向於在載體介質表面上遷徙直至以某種方式(例如，通過粘附到載體表面上的某一部位或非常靠近載體表面的某一部位)被固定化為止的溫度和真空條件下進行。粘附部位可包括缺陷處(例如表面空位)、結構的間斷處(例如臺階和位錯)以及相或晶體或其他金物質(例如小金簇)之間的界面邊界。由PVD沉積的金顯然被充分固定化使得金可保留高水平的活性。相反，常規方法通常使得金聚結成大的團粒從而使活性受損甚至喪失。物理氣相沉積可以多種不同的方式進行。代表性方法包括濺射沉積(優選的)、蒸鍍和陰極電弧沉積。任意這些或其他PVD方法可用於製備用於實施本發明方法的抗微生物齊U，不過PVD技術的性質可影響所得活性。例如，物理氣相沉積技術的能量可影響沉積金的移動性並因此影響其聚結的趨勢。更高的能量趨於對應金聚結趨勢增加。增加的聚結繼而趨於降低活性。一般而言，蒸鍍中沉積物質的能量最低，濺射沉積中的較高(其可包括一些離子含量，其中一小部分碰撞的金屬物質被離子化)，陰極電弧沉積中的最高(其可包括百分之幾十的離子含量)。因此，如果一種具體的PVD技術得到的沉積金其移動性大於所期望的，則改為使用較小能量的PVD技術是有用的。物理氣相沉積優選在充分混合(例如，翻滾、流態化、碾磨等)待處理載體介質的同時進行，以確保載體表面得到充分處理。翻滾顆粒以供進行PVD沉積的方法描述於美國專利號4，618，525(Chamberlain等人)，將其描述內容以引用的方式併入本文。關於已描述的具體涉及催化劑的方法參見Wise，「HighDispersionPlatinumCatalystbyRFSputtering,"JournalofCatalysis83,477-479(1983)和美國專利申請No.4，046，712(Cairns等人)，將它們的描述內容以引用的方式併入本文。當在微細顆粒或微細顆粒團聚物(例如，平均直徑小於約10微米)上進行PVD時，優選在至少一部分PVD過程中將載體介質混合併粉碎(例如，研磨或碾磨至一定程度)。這可幫助維持顆粒或團聚物在沉積過程中的分離和自由流動。在微細顆粒或微細顆粒團聚物的情況下，在仍保持金的可控沉積的同時使顆粒的混合儘可能劇烈和快速是有利的。可使用目前用於這一目的或之後為這一目的研發的任意類型的裝置進行PVD。不過圖1和2示出了優選的裝置10。裝置10包括限定真空室14的殼體12，該真空室14裝有顆粒攪拌器16。殼體12(如需要可用鋁合金製成)是一個垂直取向的中空圓筒體(例如，高45cm、直徑50cm)。基座18包括用於高真空閘閥22(高真空閘閥後接六英寸的擴散泵24)的埠20，以及用於顆粒攪拌器16的支承體26。真空室14能被抽真空至10_6託範圍內的背景壓力。殼體12的頂部包括可拆卸的用L形橡膠墊圈密封的板28，該板配有安裝在外的、直徑三英寸的直流(dc)磁控管濺射沉積源30(USGunII,US,INC.，SanJose,CA)。濺射沉積源30內固定有金濺射靶32(例如，直徑7.6cm(3.0英寸)X厚度0.48cm(3/16英寸))。濺射沉積源30由配有Sparc-Ie20消弧系統(AdvancedEnergyIndustries,Inc,FortCollins,C0)^MDX-10(AdvancedEnergyIndustries,Inc,FortCollins,CO)提供動力。顆粒攪拌器16為具有矩形開口34(例如，6.5cmX7.5cm)的中空圓筒體(例如12cm長X9.5cm水平直徑)。開口34被設置在金濺射靶32的表面36正下方約7cm，使得濺射的金原子可進入攪拌器的腔體38內。攪拌器16配有在其軸線上的軸40。軸40具有矩形橫截面(例如，IcmXIcm)，其上栓固四個矩形的葉片42，該矩形葉片形成用於使載體顆粒翻滾的攪拌機構或葉輪。每個葉片42包括兩個洞44(例如，直徑2cm)，以用於促進包含在由葉片42與顆粒攪拌器16形成的四個扇形體的每一個中的顆粒體積之間的連通。選擇葉片42的尺寸以使其與攪拌器壁48之間的側部間距和端部間距為2.7mm或1.7mm。物理氣相沉積可在非常寬泛的範圍內的基本上任意所需溫度下進行。然而，如果金在相對較低的溫度(例如，在低於約150°C的溫度下，優選低於約50°C，更優選在環境溫度下(例如，約20°C至約27°C)或更低)沉積，則沉積的金可具有更高的活性(可能歸因於更多的缺陷和/或更低的移動性和聚結)。通常可優選在環境溫度下操作，因為在沉積過程中不需要加熱或冷卻所以既有效又經濟。物理氣相沉積可在惰性濺射氣氣氛(例如，在氬、氦、氙、氡或它們兩種或多種的混合物中(優選氬))下進行，但是任選物理氣相沉積在氧化氣氛下進行。氧化氣氛優選包含至少一種含氧氣體(更優選選自氧、水、過氧化氫、臭氧及它們的組合的含氧氣體；甚至更優選選自氧、水及它們的組合的含氧氣體；最優選氧)。氧化氣氛還包括惰性濺射氣體例如氬、氦、氙、氡或它們兩種或多種的混合物(優選氬)。PVD過程中真空室中的總氣壓(所有氣體)可為約1毫託至約25毫託(優選約5毫託至約15毫託)。基於真空室中所有氣體的總重量而言，氧化氣氛可包含約0.05重量％至約60重量％的含氧氣體(優選約0.1重量％至約50重量％；更優選約0.5重量％至約25重量％)。接觸如本文所用的，「接觸」包括微生物與本發明方法中使用的抗微生物劑的直接物理接觸，以及微生物間接暴露於該抗微生物劑(例如，通過與由該抗微生物劑形成的可擴散抗微生物物質的直接物理接觸而簡潔暴露，這不需要與抗微生物劑自身的直接物理接觸即可介導對微生物的抗微生物作用)。本發明方法可以以各種已知的或之後研發的提供兩種材料之間該類接觸的方法中的任意一種進行，且抗微生物劑可以以適於提供與被汙染的或可被汙染的材料或表面進行的該類接觸的任意形式使用(例如，以顆粒形式或施加至載體如檢棒(dipstick)、薄膜(例如，可重新貼附的或可重新定位的薄膜)、過濾器、管、孔、板、珠、膜或微流控裝置的通道等)。優選的，該抗微生物劑以顆粒形式使用。例如，可將抗微生物劑(單獨或與例如其他抗微生物材料或與液體(例如水或油類)、固體(例如織物、聚合物、紙或無機固體)、凝膠、乳膏、泡沫或糊料形式的載體材料組合)施加、塗覆、噴霧、乾燥、摩擦、浸漬到非多孔性或多孔性的、固體的、被微生物汙染的或可被微生物汙染的材料，用作該材料的蘸液或與該材料複合，或者可加入至被汙染的或可被汙染的液體中(例如，直接加入或作為檢棒或過濾器上的塗層加入)。如果需要，可使用粘合劑、穩定劑、表面活性劑、聚合物增塑劑或其他改性劑。該抗微生物劑可施用於織造或非織造織物並可與多種固體(例如無機材料如羥磷灰石、二氧化矽或玻璃)組合以抑制、限制、減少和/或防止病毒、細菌或真菌的汙染。可將抗微生物劑施用至一次性表面例如紙張、紙巾、棉頭拭子、手術服或布簾，以及施用至各種吸收性和非吸收性材料。優選的基材包括至少部分透光的那些。例如，可將抗微生物劑摻入布料或紙質載體材料中用作抗微生物擦拭物。向織物或多孔性聚合物中摻入抗微生物劑，有利的是可防止該纖維或材料的降解，且還可導致殺滅滲入或隱藏在纖維或材料內(例如在空氣或水過濾器中)的細菌和真菌。可將抗微生物劑施用至(例如，以包含載體材料的糊劑形式)固體表面以限制微生物的生長。因此，該抗微生物劑可用於例如家庭、日間護理、工業和醫院環境中的表面滅菌或消毒，用以清潔玩具、設備、醫療器械、工作表面、醫院裡的表面包括床扶手、計算機鍵盤、電燈開關、門柄和其他已知為可傳播感染的汙染物的表面。各種設備、一次性物品和器械例如縫合線、繃帶、皮下針、面罩和呼吸罩(例如，一次性的和可重複使用的)、手術用消毒帷簾、醫用服裝(例如防護服、圍裙等)、創傷敷料和接觸層、外科紗布、容器等可使用本發明方法滅菌或消毒。可將該抗微生物劑，單獨或與一種或多種抗微生物材料例如殺病毒的、殺細菌的或抑菌的，和/或殺真菌或抑真菌的試劑(例如多粘菌素、青黴素、另一種抗生素、殺病毒劑(例如金剛烷胺)、醇類(例如乙醇或異丙醇)、季胺類化合物(例如苯扎氯銨)和/或殺真菌劑(例如制黴菌素))組合，施用至表面或固體或液體材料以限制生長或防止病毒或細菌或真菌汙染。或者，可將抗微生物劑，單獨或與一種或多種殺病毒、殺細菌或抑菌和/或殺真菌或抑真菌的試劑組合，直接加入載滿病毒或載滿細菌或被真菌汙染的固體或液體。足以限制微生物在具體材料或環境中生長的抗微生物劑的量、接觸程度(抗微生物劑和被汙染的或可被汙染的材料之間的接觸)以及接觸時間可以變化(取決於抗微生物劑的性質和形式，任何光暴露的性質、微生物的類型和載量以及材料或環境的性質和形式)，並可由本領域技術人員容易地確定。約1至約30分鐘的接觸時間(優選約2至約15分鐘；更優選約5至約10分鐘)是有用的。抗微生物劑的「有效量」指足以限制微生物的生長的量。例如，10毫克抗微生物劑可通常在約2分鐘內有效地對含有IO3個微生物菌落形成單位(CFUs)的1毫升樣品進行消毒。更低的微生物載量可在更短的時間和/或使用更少的抗微生物劑進行消毒。在實施本發明方法時，混合(例如，攪拌或攪動)、摩擦和/或孵育是可任選的，但是優選，以便增加微生物與抗微生物劑的接觸。優選的接觸方法包括將含微生物的材料與抗微生物劑混合或摩擦(例如，約30秒至約1分鐘)和孵育(例如，約2至約30分鐘)兩者。當抗微生物劑為顆粒形式且含微生物的材料為流體形式時，孵育步驟優選包括混合或振搖，且優選之後使顆粒沉降(例如，約8至約10分鐘)。當利用載體材料時，抗微生物劑在載體材料中的優選濃度可根據用途而變化。優選的濃度範圍可為約0.01μg/mL至約15mg/mL，但是該抗微生物劑可在較低的濃度下有效。任選的方法步驟抗微生物劑的抗微生物性質可在其暴露於光時得到增強。雖然無意限制本發明範圍，且儘管該抗微生物劑抑制細菌、病毒和真菌生長的作用機制還未完全闡明，但現有數據與以下觀點一致該試劑至少部分地在能引起對微生物的破壞(例如，通過氧化)的反應性物質(例如，各種高度反應性含氧物質)的形成中起到催化劑的作用(即該試劑沒有被消耗)。不論所涉及的機制是什麼，本發明方法中所用的試劑可在有或無光暴露的情況下限制微生物的生長。有利的是，該抗微生物劑可以回收並可重新用作抗微生物劑。因此，本發明方法任選可包括光暴露(優選在至少一部分上文所述的接觸步驟中和/或在處理相對較高水平的微生物汙染時)。這樣的光暴露可包括暴露於直接光源或環境光。優選的，抗微生物劑暴露于波長至少約200納米(nm)並小於約900nm的光線。更優選的，光線的波長為至少約400nm並小於約850nm。方便的且足夠的光源為實驗室和辦公室的螢光燈照明通常使用的那些光源以及發光二極體(LED)源、白熾光源、日光和雷射。光暴露可為例如持續形式的、脈衝形式的或周期形式的，且可使用一系列的光暴露強度和持續時間(例如至少約270μff/cm2的輻照度持續約五分鐘)。優選的暴露時間可根據抗微生物劑的量和光源強度和光譜性質而變化。可任選地，本發明方法可進一步包括抗微生物劑的離析、分離和/或回收(例如通過粒狀試劑的重力沉降或離心機輔助沉降，然後通過移除所得上清液或在過濾器、柱子、膜或薄膜上或在小袋中收集該試劑)使其得到重複使用。本發明方法可手動進行(例如，以分批方式)或自動進行(例如，使得能夠連續或半連續處理)。微生物許多微生物的生長可通過使用本發明方法被限制，包括例如細菌、真菌、酵母、病毒(包括無包膜病毒和有包膜病毒)等，以及它們的組合(優選細菌、病毒以及它們的組合；更優選細菌)。該方法可用於限制病原體的生長，這對於食品安全或醫學、環境或反恐方面的考慮是重要的。本發明方法可尤其用於限制病原細菌以及各種酵母、黴菌和支原體(及任意這些的組合)的生長以防止它們在宿主材料中的定殖、感染和/或複製。可潛在地被本發明方法限制生長的各種細菌包括例如普通變形桿菌(Proteusvulgaris)、大腸桿菌(Escherichiacoli)、月市炎克雷伯菌(Klebsiellapneumoniae)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、綠膿假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)和沙門氏菌屬以及葡萄球菌屬(Staphylococcus)、鏈球菌屬(Streptococcus)、棒狀桿菌屬(Corynebacterium)和李斯特菌屬(Listeria)(革蘭氏陽性菌)、奈瑟菌屬(Neisseria)、腸桿菌科(Enterobacteriaceae)(也稱作大腸桿菌類，包括大腸桿菌屬、沙門氏菌屬(Salmonella)和志賀桿菌屬(Shigella))、彎曲菌屬(Campylobacter)和軍團菌屬(Legionella)(革蘭氏陰性菌)，等等，以及它們的組合。大腸桿菌類為可定殖在人和其他動物的腸道並與疾病相關的革蘭氏陰性桿菌。本發明方法尤其可有效限制以下微生物的生長革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細菌(尤其分別為腸道沙門氏菌(Salmonellaenterica)(尤其是腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(entericaserovarTyphimurium))和金黃色葡萄球菌，以及它們的組合)和無包膜病毒(例如諾羅病毒、脊髓灰質炎病毒、A型肝炎病毒、鼻病毒、以及它們的組合；尤其是感染人類的腸道病毒，其代表為大腸桿菌噬菌體)及其組合。微生物學領域的技術人員根據臨床試驗檢測標準和下文提供的手冊和指導，無需過多的試驗，就可容易地得出用來評價本發明方法對其他微生物的有效性的檢測方案。實施例通過以下的實例進一步說明本發明的目標和優點，但不應當將這些實例中例舉的具體材料及其量以及其它的條件和細節理解成對本發明的不當限制。材料所有的微生物培養物均購自美國模式培養物保藏中心(ATCC，Manassas,VA)。由擔載在二氧化鈦上的金納米粒子組成的比較樣品獲自位於英國倫敦的世界黃金協會(WorldGoldCouncil)(批號Au-Ti02#02_6)。該樣品由生產商描述為約1.5重量％納米顆粒金(平均金粒度為3.5nm,標準偏差為0.9Inm)。該催化劑據說是通過沉積-沉澱法製備得到的。由擔載在Fe2O3上的金納米粒子組成的比較樣品獲自位於英國倫敦的世界黃金協會(批號Au-Fe203#02-4)。該樣品由生產商描述為約5重量％納米顆粒金(平均金粒度為4.Onm，標準偏差為0.94nm)。該催化劑據說是通過沉積-沉澱法製備得到的。HombikatUV-100二氧化鈦(由Scherer法測得原晶粒度小於IOnm；平均表面積大於250m2/g)購自SachtlebenChemie(德國Duisburg)。將300立方釐米(cc；135g)的HombikatUV-100二氧化鈦在150°C下乾燥24小時。將所得乾燥粉末上料至上面具體實施方式中所述的具有葉片間距為1.7mm的顆粒攪拌器的PVD裝置中。採用7.62cm直徑的圓形金靶。然後將該裝置的真空室抽真空過夜至1ΧΙΟ—4託的背景壓力。將氬濺射氣體以lOOsccm的流速供入該室中，將真空(擴散)泵的閘閥開口調節至10毫託的操作壓力。以0.IOkW的功率水平起始金濺射並基本如上所述進行，使用6rpm的葉片轉速。改變濺射的持續時間以提供不同水平的沉積金，並測量所引起的金濺射靶的重量損失以確定沉積到二氧化鈦載體上的金重量百分比。濺射塗覆完成後，將真空室通風至環境條件，從PVD裝置中移出所得的金塗覆樣品。已沉積到樣品上的金量通過對所使用的金濺射靶進行稱重(沉積工藝之前和之後)來確定。一般而言，約20%的靶重量損失代表沉積在樣品上的金(基於電感耦合等離子體分析)。將第二HombikatUV-100二氧化鈦樣品通過在空氣中在2小時內加熱至200°C並接著將樣品在200°C保持1小時，使其煅燒至200°C。將該材料的樣品(300cc；126g)於150°C乾燥24小時。基本上如之前段落所述將所得乾燥粉末用金濺射，不同的是濺射氣體包含氧氣和氬氣。氬氣的流速保持在lOOsccm，氧氣的流速保持在5SCCm。總氣壓為10毫託，使用0.12kff的濺射功率。所引起的金濺射靶的重量損失為15.33g。為使所得金塗覆納米粒子備好進行透射電子顯微法(TEM)檢查，將各粉末分散在甲醇中，並使一小滴所得分散體接觸TEM網格。移除過量的甲醇，並將所得待測樣品在檢查之前充分乾燥。在透射電子顯微鏡(TEM;H-9000，得自HitachiHighTechnologiesAmerica,Pleasanton，CA)中，以多個放大倍數(50，000X和100，000X)，在300KV加速電壓下使用GatanCCD照相機和數字顯微圖形軟體(GatanInc.,ffarrenton,Pa)獲取圖像。使代表性區域(例如，其中以垂直於樣品表面的方式清楚地顯示出催化表面的界面的選定區域)成像。檢查多個(例如超過10個)界面區域。金納米粒子數量密度是由TEM，通過對所測量區域非常薄的樣品剖面中的金納米粒子數目進行計數來測定。為了進行這一測定，選擇適當薄(小於約lOnm)的樣品區域，且以200，000X或更高的放大倍數對這些區域進行成像。對幾何測量區域內的其所有維度尺寸小於或等於5nm的明確限定的金納米粒子的數目進行計數，並測定每IOOnm2面積所觀察到的納米粒子的數目。金納米粒子數量密度定義為IOOnm2面積中所計數的納米粒子數目。每次測量的最小檢查面積為300nm2。金塗覆樣品的TEM檢查顯示兩個樣品均包含微細納米級金和超納米級金。在含氧氣氛下製備的樣品的平均金納米粒子尺寸為1.9nm，而僅在氬氣中製備的樣品的平均金納米粒子尺寸為1.7nm。發現兩種樣品均包含主要為納米級的金，其中許多區域具有大於5顆納米粒子/IOOnm2的金納米粒子數量密度。還通過掃描電子顯微鏡法(SEM)檢查金塗覆二氧化鈦粉末。將粉末噴灑至用丙烯酸類粘合劑預處理過的SEM鋁臺上來製備待測樣品。SEM檢測顯示所有樣品的形態看來基本上相同。粉末主要由0.2至1.0微米的二氧化鈦納米粒子團聚物以及這些團聚物的較大的簇組成。較小的團聚物由尺寸看來約0.05至約0.2微米的較小顆粒組成。團聚物的較大簇的尺寸範圍為約2至25微米。在所有團聚物中都觀察到孔的網格構造，有大有小。在團聚物的較大簇的情況下，觀察到0.1至1微米的孔，其由組成該簇的較小的團聚物堆積產生。在較小的團聚物中，觀察到尺寸小於0.1微米的孔。抗微生物活性測試方法將分離的微生物菌落接種至5mLBBLTrypticase大豆肉湯(BectonDickinson,Sparks,MD)中並於37°C孵育18-20小時。將該約IO9個菌落形成單位/mL的過夜培養物在PH7.2的吸附緩衝液(包含5mMKCl、lmMCaCl2、0.ImMMgCl2和ImMK2HPO4)中稀釋以獲得每毫升稀釋液IO3個微生物。將1.ImL體積的微生物稀釋液加入裝有IOmg抗微生物劑的帶標記的5mL無菌聚丙烯管(BDFalcon,BectonDickinson,FranklinLakes,NJ)Φ^^ThermolyneMaximixPlusy^MM^^I(BarnsteadInternational,Iowa)±混合。將每個帶蓋的試管在ThermolyneVariMix搖床(BarnsteadInternational,Iowa)上室溫(25°C)孵育15分鐘。孵育後，將各管在試驗臺上放置10分鐘以使抗微生物劑沉降。以相同方式處理裝有l.lmL微生物稀釋液而無抗微生物劑的對照樣品管。接著將所得的沉降的抗微生物劑和/或上清液(以及對照樣品)用於分析。移出ImL的上清液並不經稀釋就進行塗布，或在一些情況下以110稀釋於無菌Butterfield's緩衝液(pH7.2士0.2磷酸鹽緩衝液；VWR目錄號83008-093，VWR，WestChester,PA)中進行塗布，塗布是根據生產商說明書塗布於3MPetrifilm好氧微生物計數平板培養基(乾燥的，可再水化；3M公司，St.Paul.，MN)上。將沉降的抗微生物劑重懸於ImL無菌Butterfield's緩衝液中並塗布於3MPetrifilm好氧微生物計數平板培養基上。使用3MPetrifilm11HI^lR(3MCompany,St.Paul.，MN)定量好氧微生物計數。上述操作是在有和無光暴露(實驗室頂部的螢光燈照明)的條件下進行。無光線下抗微生物活性的檢測是通過將包含樣品的試管用鋁箔(ReynoldsWrapHeavyDuty,ReynoldsConsumerProducts,Richmond,VA)包裹，並用另夕卜的招箔覆蓋ThermolyneVariMix搖床、37°C培養箱(VffRModel1575,VffRInternational,WestChester,PA)和塗布的3MPetrifilm好氧微生物計數平板培養基來進行的。此外，關閉檢測實驗室區域的螢光燈。使用下式計算結果存活百分數=(得自塗布的上清液或塗布的重懸抗微生物劑的CFU數)/(得自塗布的未處理對照樣品的CFU數)X100(其中CFU=菌落形成單位，其為活的或有活力的微生物的單位)然後用下式以抗微生物劑的抗微生物活性或消毒百分數來報告結果抗微生物活性百分數=100-存活百分數實例1-4和比較例1-4使用上述抗微生物活性檢測法，分別檢測IOmg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑(通過上文所述的氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，以得到包含約8重量％金的樣品)和IOmgHombikatUV-100二氧化鈦(不含金)對靶微生物即革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)和革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(ATCC6538)的抗微生物活性。觀察到該金塗覆二氧化鈦抗微生物劑有100%的抗微生物活性(對於兩種靶微生物以及在光暴露和無光暴露下)。對於HombikatUV-100二氧化鈦，觀察到小於10%的抗微生物活性(對於兩種靶微生物以及有和無光暴露下)(所有樣品的標準偏差均小於10%)。實例5至8使用上述抗微生物活性檢測法，分別檢測各個IOmg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑樣品(通過氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，如上文所述)在存在生物材料即300毫克/毫升的牛血清白蛋白(下文中稱作BSA;SigmaPurifiedFractionVBSA,SigmaChemicals,目錄號A3294-50G，St.Louis,MO；lOmg/mLBSA儲液稀釋於無菌去離子水中得到)的情況下，對靶微生物革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)和革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(ATCC6538)的抗微生物活性。對於兩種靶微生物以及在光暴露和無光線的情況下均觀察到100%的抗微生物活性(所有樣品的標準偏差均小於10%)。實例9至13使用上述抗微生物活性檢測法，分別檢測各個IOmg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑樣品(通過氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，如上文所述)分別在1、2、5、10和15分鐘接觸時間(孵育)下，在螢光燈下對革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)的抗微生物活性。對於至少2分鐘的接觸時間觀察到100%的抗微生物活性，而對於1分鐘為99.57%(所有樣品的標準偏差均小於10%)。實例14至19使用上述抗微生物活性檢測法，分別檢測每體積被微生物汙染的樣品中不同重量的金塗覆二氧化鈦抗微生物劑(通過氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，如上文所述)(分別為lmg/mL、5mg/mL和10mg/mL)對革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)的抗微生物活性。對於所有濃度，均在有光線和無光線下兩種情況下觀察到100%的抗微生物活性(所有樣品的標準偏差均小於10%)。實例20至21使用上述抗微生物活性檢測法，分別檢測各個20mg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑樣品(通過氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，如上文所述)孵育30分鐘對4XIO4CFU/毫升濃度的革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)的抗微生物活性。在有光線和無光線下分別觀察到99.98%和100%的抗微生物活性(所有樣品的標準偏差均小於10%)0實例22和比較例5-8使用上述抗微生物活性檢測法，分別檢測IOmg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑(通過氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，如上文所述；命名為PVD-Au/Ti02)和上述世界黃金協會標準材料(分別為擔載在二氧化鈦上的金(命名為WGC-Au/Ti02)和擔載在三氧化二鐵上的金(命名為WGC-Au/Fe203))各自IOmg樣品對革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)的抗微生物活性。結果顯示於下表1(其中將存活於上清液中和沉降的測試材料中的CFU數量加和得到各測試材料的總存活百分數值，並通過用100減去該總存活百分數值計算抗微生物活性百分數)(所有樣品的標準偏差均小於10%)。表1。tableseeoriginaldocumentpage15tableseeoriginaldocumentpage16實例23至27使用上述抗微生物活性檢測法，檢測IOmg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑(通過氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，如上文所述)在無光線的情況下對革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)的抗微生物活性。移出所得上清液(ImL)並如上文所述塗布以提供「循環1」(其使用「新鮮的」抗微生物劑)的抗微生物活性百分數。向所得沉降的抗微生物劑中加入ImL新鮮的微生物稀釋液，並重複該檢測方法。該過程總共進行五個循環，以檢測回收的抗微生物劑(循環2-5)的有效性。結果顯示於下表2(基於塗布的上清液)(所有樣品的標準偏差均小於10%)。表2。tableseeoriginaldocumentpage16實例28使用上述抗微生物活性檢測法，分別檢測IOmg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑(通過如上文所述的氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，以提供包含約4.3重量％的金的樣品)對靶微生物即革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)和革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(ATCC6538)的抗微生物活性。觀察到該金塗覆二氧化鈦抗微生物劑有100%的抗微生物活性(對於兩種靶微生物以及在光暴露和無光暴露下)。實例29使用上述抗微生物活性檢測法，檢測IOmg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑(通過如上文所述的氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，以提供包含約1.6重量％的金的樣品)對革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)的抗微生物活性。觀察到該金塗覆二氧化鈦抗微生物劑有100%的抗微生物活性(在光暴露和無光線兩種情況下)。實例30使用上述抗微生物活性檢測法，檢測IOmg金塗覆二氧化鈦抗微生物劑(通過基本如上文所述在包含氬氣和氧氣的氧化氣氛下的物理氣相沉積製備，以提供包含大約4重量％的擔載在已煅燒至200°C並保持1小時的HombikatUV100二氧化鈦上的金的樣品)對革蘭氏陰性菌腸道沙門氏菌亞種鼠傷寒沙門氏菌(ATCC35987)的抗微生物活性。觀察到該金塗覆二氧化鈦抗微生物劑有100%的抗微生物活性(在光暴露和無光線兩種情況下)。實例31至34分別檢測兩種不同重量(分別為20mg和50mg)的金塗覆二氧化鈦抗微生物劑(通過如上文所述的氬氣氣氛下的物理氣相沉積製備，以提供包含大約4.3重量％的金的樣品；命名為PVD-Au/Ti02)在有光線和無光線的情況下對無包膜的細菌侵染靶病毒即大腸桿菌噬菌體MS2(ATCC15597-B1；其經常用作多種感染人類的無包膜腸道病毒的替代品)的抗微生物活性。採用雙層瓊脂法(下文描述)，使用大腸桿菌細菌(ATCC15597)作為宿主，測定存活的大腸桿菌噬菌體MS2(ATCC15597-B1)。將大腸桿菌噬菌體MS2原種在pH7.2的無菌IX吸附緩衝液(包含5mMKClUmMCaCl2、0.ImMMgCljPImMK2HPO4)中十倍系列稀釋以得到每毫升IO3個空斑形成單位(PFU/mL)。將1.OmL體積的所得噬菌體稀釋液加入裝有20mg或50mg抗微生物劑的帶標記的無菌5mL聚丙烯管(BDFalcon,BectonDickinson,FranklinLakes,NJ)中，在ThermolyneMaximixPlus渦旋混合器(BarnsteadInternational,Iowa)上混合。將加蓋的試管在ThermolyneVariMix搖床(BarnsteadInternational,Iowa)上室溫(25°C)下孵育15分鐘。孵育後，將所述管在實驗臺上放置10分鐘以使抗微生物劑沉降。以相同方式處理裝有1.OmL噬菌體稀釋液而無抗微生物劑的對照樣品管。接著將所得的沉降的抗微生物劑和/或上清液(以及對照樣品)用於分析。移出100微升上清液並使用下文描述的雙層瓊脂法測定噬菌體。另外還移出800微升上清液體並棄去。還對100微升沉降的抗微生物劑測定了噬菌體。這些噬菌體檢測樣品的檢測是在有光線和無光線的情況下，基本如上述「檢測方法」部分所述進行的。雙層瓊脂法將大腸桿菌細菌(ATCC15597)的單菌落接種至25mL無菌的3重量％的胰酶大豆肉湯(Bacto胰酶大豆肉湯，BectonDickinsonandCompany，Sparks，MD；根據生產商說明書製備)中，並在設定為250轉每分鐘(rpm)的振蕩培養箱(Innova44，NewBrunswickScientificCo.，Inc.,Edison,NJ)中37°C孵育過夜。將750微升的該過夜培養物用於接種75mL無菌的3重量％的胰酶大豆肉湯。將所得培養物在設定於250rpm的振蕩培養箱中於37°C孵育以得到處於指數生長期的大腸桿菌細胞，對數生長期是通過用SpectraMaxM5分光光度計(MolecularDevices，Sunnyvale,CA)於550nm處測得的吸光度(吸光度值0.3-0.6)來測定。將這些細胞在冰上孵育直至用於測定。將100微升上述噬菌體測試樣品與75微升冰孵育的大腸桿菌(宿主細菌)細胞混合併於室溫(25°C)孵育5分鐘。將所得樣品與5mL無菌融化的頂層瓊脂(3重量％的胰酶大豆肉湯、1.5重量％的NaCl、0.6重量％的瓊脂；當天製備並在48°C水浴中維持)混合。接著將該混合物傾倒至培養皿內的底層瓊脂(3重量％的胰酶大豆肉湯、1.5重量％的NaCl、l.2重量％的瓊脂)頂部。讓該混合物的融化瓊脂組分凝固5分鐘，並將培養皿或平板倒置於37°C孵育。過夜孵育後對所得的空斑進行計數，並使用下式計算結果存活百分數=(得自塗布的抗微生物劑的PFU數)/(得自塗布的未處理對照的PFU數)X100(其中PFU=空斑形成單位，其為感染性噬菌體的單位)。然後用下式以抗微生物劑的抗微生物活性百分數報告結果(基於塗布的試劑；顯示於下表3；所有樣品的標準偏差均小於10%)抗微生物活性百分數=100-存活百分數表3。tableseeoriginaldocumentpage18將本文所引用的專利、專利文獻和出版物中的參考描述以全文引用的方式併入本文，就如同各自單獨併入本文一樣。在不偏離本發明的範圍和精神的前提下，對本發明的多種無法預料的修改和更改對於本領域內的技術人員來說將是顯而易見的。應該理解，並非意圖將本發明不當地限制於本文中給出的示例性實施例及實例，這種實例及實施例只是作為例子給出，而本發明的範圍只由本文中以下給出的權利要求所限定。權利要求一種方法，該方法包括(a)提供抗微生物劑，該抗微生物劑包含在載體介質上的微細納米級金，所述載體介質包含納米顆粒二氧化鈦，所述微細納米級金已通過物理氣相沉積法沉積在所述載體介質上；以及(b)使至少一種微生物與所述抗微生物劑接觸。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述物理氣相沉積為選自濺射沉積、蒸鍍、陰極電弧沉積以及它們的組合的技術。3.根據權利要求1所述的方法，其中所述物理氣相沉積在氧化氣氛中進行。4.根據權利要求3所述的方法，其中所述氧化氣氛包含至少一種含氧氣體。5.根據權利要求4所述的方法，其中所述含氧氣體選自氧、水、過氧化氫、臭氧以及它們的組合。6.根據權利要求1所述的方法，其中所述微細納米級金包含所有維度的尺寸均小於或等於4納米的金團粒。7.根據權利要求1所述的方法，其中基於所述微細納米級金和所述載體介質的總重量計，所述抗微生物劑包含0.005至10重量％的金。8.根據權利要求1所述的方法，其中所述載體介質包含至少兩個維度的尺寸小於或等於30納米的二氧化鈦納米粒子。9.根據權利要求1所述的方法，其中所述載體介質包含二氧化鈦納米粒子的團聚物。10.根據權利要求9所述的方法，其中所述團聚物的所有維度的平均尺寸均在0.1微米至15微米的範圍內。11.根據權利要求1所述的方法，其中所述抗微生物劑還包含至少一種載體材料。12.根據權利要求1所述的方法，其中所述抗微生物劑還包含至少一種濃縮劑。13.根據權利要求1所述的方法，其中所述抗微生物劑還包含至少一種除所述載體介質上的所述微細納米級金之外的抗微生物材料。14.根據權利要求1所述的方法，其中所述微生物選自細菌、真菌、酵母、病毒以及它們的組合。15.根據權利要求14所述的方法，其中所述微生物選自細菌、病毒以及它們的組合。16.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法在無光的情況下進行。17.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法還包括使所述抗微生物劑暴露於光。18.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法還包括將所述抗微生物劑進行離析、分離和回收中的至少一項。19.一種方法，該方法包括(a)提供抗微生物劑，該抗微生物劑包含在載體介質上的微細納米級金，所述載體介質包含納米顆粒二氧化鈦，所述微細納米級金已通過濺射沉積法沉積在所述載體介質上；以及(b)使至少一種細菌、至少一種病毒或它們的組合與所述抗微生物劑接觸。20.根據權利要求19所述的方法，其中所述濺射沉積在氧化氣氛下進行。21.根據權利要求19所述的方法，其中所述方法還包括使所述抗微生物劑暴露於光。22.根據權利要求19所述的方法，其中所述細菌選自革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌以及它們的組合；並且所述病毒為無包膜病毒。23.根據權利要求22所述的方法，其中所述細菌選自腸道沙門氏菌、金黃色葡萄球菌以及它們的組合；並且所述無包膜病毒為感染人類的腸道病毒，其替代品為大腸桿菌噬菌體。24.根據權利要求19所述的方法，其中所述方法還包括將所述抗微生物劑在袋中進行離析、分離和回收中的至少一項。25.一種方法，該方法包括向至少一個表面的至少一部分施用抗微生物劑，該抗微生物劑包含在載體介質上的微細納米級金，所述載體介質包含納米顆粒二氧化鈦，所述微細納米級金已通過物理氣相沉積法沉積在所述載體介質上。全文摘要本發明描述了一種限制微生物生長的方法，包括(a)提供包含載體介質上的微細納米級金的抗微生物劑，所述載體介質包含納米顆粒二氧化鈦，所述微細納米級金已通過物理氣相沉積法沉積在所述載體介質上；以及(b)使至少一種微生物與所述抗微生物劑接觸。文檔編號C23C14/00GK101820766SQ200880110381公開日2010年9月1日申請日期2008年10月1日優先權日2007年10月3日發明者圖沙爾·A·克希爾薩加爾,託馬斯·E·伍德,曼基裡·T·克希爾薩加爾申請人:3M創新有限公司