一种基于病毒阻断剂的消毒剂及其用途的制作方法

本发明属于空气消毒领域，具体涉及一种基于病毒阻断剂的消毒剂。

背景技术：

1、消毒是指用化学、物理、生物的方法杀灭或者消除环境中的病原微生物。消毒产品包括消毒剂、消毒器械(含生物指示物、化学指示物和灭菌·物品包装物)、卫生用品和一次性使用医疗用品。

2、现代常用消毒液按照组成成分可以分为四大类，分别是含氯消毒液，这类消毒液指溶于水可以产生次氯酸钠的消毒液，包括84消毒液，漂白粉等；过氧化物消毒液和酒精等醇类消毒液，这三种是日常生活常用的消毒液，其余还有醛类消毒液、酚类消毒液、含碘消毒液和季铵盐消毒液。

3、空气消毒是利用消毒剂将密闭房间内空气中悬浮的病原微生物杀灭，使达到无害化的处理。近年来，随着人们生活质量的提高，卫生习惯的养成，消毒剂被广泛应用到日常生活及各类公共场所中。

4、用于空气消毒的消毒剂必须符合国家有关标准要求，常用的消毒剂有过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯(包括液体和固体制剂及二氧化氯发生器产生的二氧化氯气体)及其复方制剂和臭氧。消毒剂均存在不同程度的毒性和刺激性，要求消毒剂消毒后应能通过自然通风等简单的方式就能很快去除残留毒性，使对人员健康不产生危害。要求在消毒过程中，消毒剂不易发生燃烧、爆炸。乙醇和异丙醇类消毒剂，有杀菌作用，可杀灭空气中的病原微生物，有少数用于空气消毒的，但考虑乙醇和异丙醇均属易燃物品，在密闭室内高浓度大量使用，有安全隐患。

5、传统危害较大的杀菌消毒剂用于空气消毒均存在着天然的缺陷。相比较而言，由表面活性剂组成的消毒剂具有毒性低、性能温和，杀菌消毒完全，与环境相容性好等优势。但根据国家卫健委给出建议，目前可以有效杀灭病毒的消毒液主要包括：含氯化合物消毒液、过氧化物消毒液和醇类消毒液。按照卫健委官方给出的建议，酚类消毒液和季铵盐类消毒液对此次冠状病毒无效，比较常见的成分是氯二甲酚、苯扎氯铵以及西曲溴铵和氯已定等。

6、季铵盐类等表面活性剂类消毒剂也有报道用气溶胶喷雾器喷雾，可使空气中自然菌消除率达90％以上，但对此次冠状病毒无效。因而亟需提供一种具有毒性低、性能温和、对冠状病毒有效的消毒剂，市面上现有的空气消毒产品均不含具有病毒(如sars-cov-2)阻断效果的活性蛋白组分。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的上述问题，提供一种高效阻断病毒和杀菌双重功效的消毒剂，降低了传统消毒剂的腐蚀性和刺激性，又增加了对新冠病毒的高效阻断性，具有毒性低、性能温和，与环境相容性好等优势。

2、本发明提供一种基于病毒阻断剂的消毒剂，包括以下组分：有效量的杀菌剂、有效量的病毒阻断蛋白，所述病毒阻断蛋白包含冠状病毒s棘突蛋白特异结合的结构域，可以具体地抑制和/或防止sars-cov-2病毒的s蛋白与ace-2受体的结合；进一步优选地，所述的杀菌剂为表面活性型杀菌剂。

3、本发明所采用的病毒阻断蛋白(病毒阻断剂)由于其独特的稳定结构，在表面活性型杀菌剂存在下仍具有极高的的稳定性，具有多个能与冠状病毒s棘突蛋白特异结合的结构域，假病毒能以pm级的抑制活性阻断s棘突蛋白与hace受体的结合具有高效的中和效力，而使病毒失去与hace2受体结合的能力，使病毒失去侵染能力，且本发明的阻断大蛋白并通过对病毒的粘连中和达到高效阻断病毒侵染人体细胞的效果。菌体细胞膜的主要化学成分是脂多糖、脂质双层、脂蛋白及其他分子基团使得细胞表面带有负电荷并具有疏水特性，表面活性型杀菌剂通过静电作用于疏水作用吸附在菌体表面，改变细胞膜的通透性和细胞的渗透压，导致细胞内容物，微生物发生接触死亡。同时表面活性剂使细胞内的蛋白结合使酶和蛋白变性，破坏细胞的代谢。

4、本发明“有效量的病毒阻断剂”是指消毒剂在使用时消毒剂中的病毒阻断剂含量能够有效使病毒丧失侵染机体的功能和途径，最终达到阻断新冠病毒传播及感染的效果的量，其可视为中和能力，利用高亲和力多角度捕获黏连新冠病毒的特性，进而使病毒丧失侵染机体的功能和途径的用量。在一种可行的实施方案中，所述病毒阻断剂的有效量为0.1nm以上，比如为1-100nm，优选为5-50nm，最优选为10-20nm。

5、本发明“有效量的杀菌剂”是消毒剂在使用时消毒剂中的杀菌剂的含量能够能有效地控制或杀死微生物——细菌、真菌和藻类等微生物。在一种可行的实施方案中，所述杀菌剂有效量为0.01mg/l以上，0.01-100mg/l，优选为0.1-50mg/l，最优选为0.2-10mg/l。

6、本发明所述的表面活性型杀菌剂选自阳离子型表面活性型杀菌剂、生物表面活性型杀菌剂、汰垢(tego)型杀菌剂中的一种或多种。

7、进一步地，所述的阳离子型表面活性型杀菌剂选自季铵盐类杀菌剂、咪唑鎓盐类杀菌剂、吡啶鎓盐类杀菌剂、异喹啉鎓盐类杀菌剂等。

8、进一步地，所述季铵盐类杀菌剂由季铵阳离子和适当的阴离子构成，其结构如式i所示：

9、

10、式i中，r1、r2、r3和r4没有特别的限制，本领域的普通技术人员公知的具有抗菌活性的季铵化合物都包含在本发明所要保护的范围内。

11、r1、r2、r3和r4可以相同或不同，独立地为取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的碳环基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基。或者，r1、r2、r3和r4中的两个或更多个可以与氮原子一起形成经取代或未取代的杂环。

12、r1、r2、r3和r4基团中的碳原子总数必须至少为4，优选地，基团r1、r2、r3和r4中的碳原子总数为10或更多。

13、所述“烷基”是指直链或支化的饱和烃基的基团，在一些实施方式中，烷基具有1-20个碳原子(“c1-20烷基”)；

14、所述“烯基”是指具一个或多个碳-碳双键且不具有三键的直链或支化的烃基的基团，在一些实施方式中，烯基具有2-20个碳原子“(c2-20烯基”)；

15、所述“炔基”是指具有一个或多个碳-碳三键和任选地一个或多个双键的直链或支化的烃基的基团。在一些实施方式中，炔基具有2-20个碳原子(“c2–20炔基”)。

16、所述“芳基”是指具有提供在芳族环体系中的6-20个环碳原子和零个杂原子的单环或多环的(例如，双环或三环的)4n+2芳族环体系的基团(“c6–14芳基”)。在一些实施方式中，芳基为苯基、萘基(包含1-萘基和2-萘基)、蒽基等。

17、所述杂芳基”是指具有提供在芳族环体系中的一个或多个碳被杂原子取代形成的单环或双环的4n+2芳族环体系的基团，其中各杂原子独立地选自氮、氧和硫等。

18、上述的定义中涉及术语“未取代的”时，其是指烃基仅包含碳和氢原子。当涉及术语“取代的”时，其是指烃基的任何氢原子可任选地被取代、或被间断，或烃基中任何碳链可被杂原子和/或含杂原子的基团间断；杂原子是例如卤素，如氯、溴、碘。仅举几个例子，含杂原子的基团是例如羟基、硫酸根基团、烷基硫酸盐基团、磺酸盐、烷基磺酸盐、醚、酯、羰基基团、酰氨基基团。

19、结构中x-所代表的阴离子包括但不限于卤素阴离子，例如氯化物、氟化物、溴化物或碘化物，以及非卤化物磺酸盐、乙硫酸盐、水杨酸、碳酸盐、碳酸氢盐等。

20、可以列举的季铵类杀菌剂实例包括新洁尔灭(化学名称为十二烷基二甲基苄基溴化铵)、洁尔灭(十二烷基二甲基苄基氯化铵)、度米芬(又名消毒宁,化学名称为十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵)、消毒净(为十四烷基2甲基吡啶溴化铵)等。

21、在一种可行的实施方案中，所述季铵化合物的为苯扎氯铵及类似物，其结构如式(ii)下：

22、

23、式ii中r5、r6、r7可以如上关于r1、r2、r3和r4所定义。r5、r6、r7可以相同或不同，独立地为取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的碳环基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基。

24、优选地，r5、r6、r7各自独立地为c1-18的取代或未取代的烷基，进一步优选地，r5和r6为甲基或乙基，r6为c8-18的取代或未取代的直链烷基，如n-c8h17(辛烷基)、n-c18h37(十八烷基)、n-c12h25(十二烷基)、n-c14h29(十四烷基)或n-c16h33(十六烷基)等。

25、在另一种可行的实施方案中，所述季铵盐类杀菌剂的为醋酸氯己定及其类似物类，其结构如式iii所示：

26、

27、式iii中，hy表示无机酸或有机酸，进一步地，所述的无机酸选自盐酸、硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸中的在一种或多种；所述的有机酸选自醋酸、甲酸、烷基磺酸(如甲磺酸)、三氟乙酸、芳基磺酸(如苯磺酸酸，对甲苯磺酸等)；n为1或2。

28、在一种可行的实施方案中，所述季铵化合物可选自：[2-(丙烯酰氧基)乙基]二甲基溴化铵、苄基[11-(丙烯酰氧基)十一烷基]二甲基溴化铵、n-(4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11-十七氟)-n,n二烯丙基甲基碘化铵。

29、进一步地，所述的汰垢(tego)类消毒剂为一系列氨基酸型两性表面活性剂,其特点是毒性比阳离子型的要小。汰垢类(tego)消毒剂对化脓球菌、肠道杆菌、结核杆菌等及真菌都有很好的杀灭作用。tego指的是羧酸型α-亚氨基乙酸系两性表面活性剂，即n-烷基甘胺酸系，其结构如式iv所示：

30、

31、式iv中r8和r9可以相同或不同，独立地为取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的碳环基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基。

32、所述“烷基”是指直链或支化的饱和烃基的基团，在一些实施方式中，烷基具有1-20个碳原子(“c1-20烷基”)；

33、所述“烯基”是指具一个或多个碳-碳双键且不具有三键的直链或支化的烃基的基团，在一些实施方式中，烯基具有2-20个碳原子“(c2-20烯基”)；

34、所述“炔基”是指具有一个或多个碳-碳三键和任选地一个或多个双键的直链或支化的烃基的基团。在一些实施方式中，炔基具有2-20个碳原子(“c2–20炔基”)。

35、所述“芳基”是指具有提供在芳族环体系中的6-20个环碳原子和零个杂原子的单环或多环的(例如，双环或三环的)4n+2芳族环体系的基团(“c6-14芳基”)。在一些实施方式中，芳基为苯基、萘基(包含1-萘基和2-萘基)、蒽基等。

36、所述杂芳基”是指具有提供在芳族环体系中的一个或多个碳被杂原子取代形成的单环或双环的4n+2芳族环体系的基团，其中各杂原子独立地选自氮、氧和硫等。

37、上述的定义中涉及术语“未取代的”时，其是指烃基仅包含碳和氢原子。当涉及术语“取代的”时，其是指烃基的任何氢原子可任选地被取代、或被间断，或烃基中任何碳链可被杂原子和/或含杂原子的基团间断；杂原子是例如卤素，如氯、溴、碘。仅举几个例子，含杂原子的基团是例如羟基、硫酸根基团、烷基硫酸盐基团、磺酸盐、烷基磺酸盐、醚、酯、羰基基团、酰氨基基团。

38、优选地，所述的r8和r9各自独立地选自未取代的c8-c18的直链烷基。特别优选地，所述r2为取代或未取代的c8直链烷基，r1为未取代的c8-c18的直链烷基。

39、在一种可行的实施方案中，所述的汰垢(tego)类消毒剂选自汰垢51、汰垢51b、汰垢103s、汰垢103g(mhg)、汰垢2000中的一种或多种。

40、进一步地，所述的生物表面活性型杀菌剂具有低毒性、抑菌性、生物可降解性及生物相容性等特点。优选地，所述的生物型表面活性型杀菌可以列举的实例包括但不限于鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂中的一种或多种。

41、进一步地，所述的消毒剂还包括缓冲体系，所述的缓冲溶液由弱酸及其盐、弱碱及其盐或多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐组成的混合溶液，用于而保持消毒剂溶液的ph值相对稳定，抵消在存储和使用时，环境存在的酸和碱对病毒阻断剂蛋白稳定性的影响。

42、在一种可行的实施方案中，所述的缓冲溶为碳酸及其盐、磷酸及其盐、柠檬酸及其盐组合成的溶液，优选地，所述盐为相应酸的钾盐、钠盐、锂盐，如所述的缓冲溶液包含碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸三钾、柠檬酸氢二钾、柠檬酸二氢钾、柠檬酸三钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸三钠、柠檬酸氢二钠、柠檬酸二氢钠、柠檬酸三钠、碳酸锂、碳酸氢锂、磷酸锂、磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、磷酸三锂、柠檬酸氢二锂、柠檬酸二氢锂、柠檬酸三锂中的一种或多种。

43、进一步地，所述的溶剂为质子性溶剂。

44、优选地，所述的质子性溶剂包括但不限于直链或支链的c1-c5醇、如甲醇、乙醇、异丙醇、水或其组合。

45、任选地，所述的消毒剂还包含香味剂，所述的香味剂优选为多醇类、薄荷油和/或香精等。优选地，所述喷雾剂中的香味剂的含量为0.1-20ng/ml，优选为0.5-10ng/ml，更优选为1-5mg/ml。

46、优选地，所述的香精的香型可选自醛香型、花香型、草香型、青香型、百花型、东方香型单、薄荷型、留兰香型、水果型、冬青型、海洋香型、茶香型中的一种或多种。更优选地，所述的香精的香型优选为花香型，可例列举的实例包括但不限于：茉莉花、玫瑰花、桂花、铃兰花、栀子花、百合花、香微、檀香等香型。

47、进一步地，所述的消毒剂，还任选地包含金属螯合剂，所述的金属螯合剂选自edta、8-羟基喹啉中的一种或多种。

48、优选所述的所述喷雾剂中的金属螯合剂的含量为0.01-10mg/ml，优选为0.05-5mg/ml，更优选为0.1-1mg/ml。

49、进一步地，所述病毒阻断剂包括如下结构域：刺突蛋白结合域(sbd)、刚性结构域、寡聚体位点，以及任选地膜排斥尾结构域。

50、进一步地，所述重组蛋白的不同的结构域之间由共价连接的连接基团连接，优选地所述的所述的连接基团选自多肽或二硫键，且个结构域间的连接顺序没有特别的限制，如在一种优选的实施方案中，所述的阻断剂的刺突蛋白结合域(sbd)、刚性结构域、寡聚体位点和膜排斥尾由按从n段到c段的方向依次连接。

51、本发明所述刺突蛋白结合域是与sars-cov-2刺突蛋白特异性性结合区域，本发明基于ace2的结合位点设计了多种长度的spike结合域。

52、进一步地，所述刺突结合域包含如seq id no.1-3任一氨基酸序列所示结构：

53、seq id no.1:

54、qvqlvesggglmqaggslrlscavsgrtfstaamgwfrqapgkerefvaairwsggsayyadsvkgrftisrdkakntvylqmnslkyedtavyycaqthyvsyllsdyatwpydywgqgtqvtvssk；

55、seq id no.2:

56、dkewilqkiyeimrlldelghaeasmrvsdliyefmkkgderlleeaerlleever；

57、seq id no.3:

58、saeidlgkgdfreirasedareaaealaeaaramkealeiireiaeklrdssraseaakriakairkaadaiaeaakiaaraakdgdaarnaenaarkakefaeeqakladmyaelakngdkssvleqlktfadkafhemedrfyqaalavfeaaeaaag

59、进一步地，所述刺突结合域包含与如seq id no.1-3任一氨基酸序列具有至少60％、优选至少65％、优选至少70％、更优选至少75％、更优选至少80％、更优选至少85％、甚至更优选至少90％、甚至更优选至少95％和最优选至少99％同一性的多肽。

60、进一步地，所述的刺突结合域包含与如seq id no.1-3任一氨基酸序列所示的多肽具有一个或几个氨基酸的置换、缺失或添加的序列，所述置换、缺失或添加的氨基酸的数量可以为1-20个，优选为1-10个，如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。

61、优选地，为了增加重组蛋白与刺突蛋白的结合亲和力，所述的阻断剂包含至少一个刺突结合域，优选包含两个以上的刺突结合域，如1-10个，优选2-8个，最优选4-8个。

62、本发明所述的刚性结构域可以保持三维结构并提高重组蛋白的生物活性。所述的刚性结构域包含egfp(seq id no.4)，或在egfp基础上改进的蛋白标签如mtagbfp2、moxcerulean3、amcyanl、micy、zsgreen、clover、mvenus、zsyellow1、mko2、turborfp、tdtomato、eqfp611、mkate1.3、mneptune2、mirfp670、mame-trine、pamcherry 2、meos3.2等。

63、进一步地，所述的刚性结构域包含与如seq id no.4氨基酸序列所示的多肽具有至少60％、优选至少65％、优选至少70％、更优选至少75％、更优选至少80％、更优选至少85％、甚至更优选至少90％、甚至更优选至少95％和最优选至少99％同一性的多肽。

64、seq id no.4:

65、vskgeelftgvvpilveldgdvnghkfsvrgegegdatngkltlkficttgklpvpwptlvttltygvqcfsrypdhmkqhdffksampegyvqertisfkddgtyktraevkfegdtlvnrielkgidfkedgnilghkleynfnshnvyitadkqkngikanfkirhnvedgsvqladhyqqntpigdgpvllpdnhylstqsklskdpnekrdhmvllefvtaagitlgmdelyk。

66、本发明所述的膜排斥尾巴为带有负电的氨基酸短链聚合物，所述的短链聚合物的氨基酸的个数为0-50，优选2-40，更优选3-30，最优选4-20。所述的带有负电的氨基酸为天冬氨酸和/或谷氨酸。膜排斥尾巴进一步使阻断剂复合物排斥宿主细胞膜，从而阻碍病毒进入宿主细胞。组合起来，模块化组装的阻断剂预计会削弱sars-cov-2变体的细胞附着能力。

67、本发明所述的寡聚体位点促进阻断剂的寡聚化和病毒-阻断剂复合物的聚集。所述寡聚体位点为具有聚合功能的单链蛋白、多肽，所述聚合功能是指所述单链蛋白具有天然聚合为多聚体的功能。进一步地，所述多聚体包括但不限于单体数量为2-10的寡聚体，如二聚体、三聚体、四聚体、五聚体、六聚体、七聚体、八聚体、九聚体、十聚体及其混合物，单体数量为11-20的低聚体以及单体数量为20以上的高聚体。在一种可行实施方案中，所述具有聚合功能的单链蛋白来源于天然聚合蛋白及其功能性变体。

68、优选地，所述具有聚合功能的单链蛋白与链霉亲和素蛋白单条肽链(seq idno.5)具有至少60％、优选至少65％、优选至少70％、更优选至少75％、更优选至少80％、更优选至少85％、甚至更优选至少90％、甚至更优选至少95％和最优选至少99％同一性。

69、seq id no.5:

70、sdvqssltgtwynelnskmeltankdgtltgkylskvgdvyvpyplsgrynlqp pagqgvalgwavswenskihsattwsgqffsesspviltqwllssstargdvwestlvgn dsftktapteqqiahaqlhcraprlk。

71、进一步，所述的病毒阻断剂优选康斯汀tm阻断蛋白或与其氨基酸序列具有至少60％、优选至少65％、优选至少70％、更优选至少75％、更优选至少80％、更优选至少85％、甚至更优选至少90％、甚至更优选至少95％和最优选至少99％同一性的蛋白。

72、进一步地，所述的重组蛋白通过蛋白质工程技术进行生产，阻断剂的基因经过编码优化后，克隆到表达载体中，然后转载到宿主细胞或体外无细胞反应体系中，孵育后纯化即获得病毒阻断剂。

73、进一步地，所述的病毒阻断剂通过蛋白质工程技术进行生产，阻断剂的基因经过编码优化后，克隆到表达载体中，然后转载到宿主细胞或体外无细胞反应体系中，孵育后纯化即获得病毒阻断剂。

74、进一步地，所述的病毒阻断剂优选通过康码(上海)生物科技有限公司d2p技术进行生产，如d2p系统，所述d2p技术进行生产，如包括如下步骤：该基因经过编码优化并克隆到pd2p载体中。质粒是使用ampi系统扩增，然后添加到蛋白质工厂快速反应中系统(康码(上海)生物科技有限公司)，体积比为1:30。这将反应混合物在30℃下孵育4小时，然后通过离心收集纯化。将无细胞混合物的上清液与磁性his monster beads(康码(上海)生物科技有限公司)在4℃下旋转1小时。用洗涤缓冲液(50mm tris-hcl,ph 8.0,500mm nacl，10mm咪唑)并用洗脱缓冲液(50mm tris-hcl，ph 8.0，500mm nacl、250mm咪唑)。进一步优选所述的病毒阻断剂为康码(上海)生物科技有限公司市售康斯汀蛋白。

75、本发明第二方面还提供本发明第一方面任一项所述的基于病毒阻断剂的消毒剂的应用，用于阻断病毒在空气中的传播。

76、在一种可行的实施方案中，发明消毒剂根据使用浓度，可用于皮肤消毒、器械消毒、空气消毒和环境消毒。

77、本发明提供一种基于病毒阻断剂的消毒剂，采用一种能够阻断新冠病毒传播的重组融合蛋白成分和表面活性型杀菌剂作为活性组分，可以实现高效阻断病毒和抑菌双重功效，可以用于环境消杀和病毒清除，既降低了传统消毒剂的腐蚀性和刺激性，又增加了对新冠病毒的高效阻断性。