Eleten素粒子還原技術(shù)介紹及其在生活用紙領(lǐng)域的應(yīng)用

本文根據(jù)Eleten株式會社福島利明和東冠集團(tuán)莫建新在CIDPEX2019武漢生活用紙年會國際論壇中的演講稿及錄音整理。

從上世紀(jì)80年代開始，人們的健康意識日益增強(qiáng)，主打抗菌理念的產(chǎn)品在日常生活用品領(lǐng)域不斷出現(xiàn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的研究觀念是將抗菌分成醫(yī)用治療和預(yù)防抗病兩大范疇，形成提前預(yù)防減少疾病，減少醫(yī)學(xué)后續(xù)治療的理念。

目前在生活用紙領(lǐng)域里，大都采用非溶出型抑菌方法，主要還是被動抑菌方式，它的缺點就是抑菌的顯示效果時間長，對于生活用紙不適合。日本Eleten株式會社將素粒子還原技術(shù)引入到生活用紙領(lǐng)域，所使用的是固體殺菌劑溶出型，采用主動殺菌、抑菌、祛菌（可選用不同濃度要求）方式，解決了非溶出型的不足。該項技術(shù)的使用，適合經(jīng)常使用紙巾的人群來預(yù)防和減少細(xì)菌危害，有效提高了健康水平。另外它拓展了生活用紙使用的新功能，也提高造紙行業(yè)的產(chǎn)品附加值。

日本Eleten株式會社成立于2015年，由來自東京大學(xué)、京都大學(xué)、早稻田大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)、以色列理工學(xué)院多名從事物性物理、量化粒子、高分子化學(xué)、納米化學(xué)材料等學(xué)術(shù)性研究學(xué)者組成，目前從事應(yīng)用在醫(yī)院藥物靶向治療、藥物提純、藥物素粒子分解及合成等醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的研究。日本Eleten株式會社下屬的物質(zhì)素粒子還原理論課題研究所，主要研究醫(yī)用的納米膠囊、藥物素粒子、微量藥物靶向型治療等應(yīng)用技術(shù)。研究所的科學(xué)家福島利明先生建立了《藥物素粒子還原理論》課題，主要用于提高消除藥物反作用點陣式靶向型應(yīng)用技術(shù)。

1、素粒子還原技術(shù)介紹及應(yīng)用

1.1 物質(zhì)素粒子分解和還原概念

物質(zhì)從最大分解下去，直至分解到保持物理性質(zhì)不變的最小粒子，即為素粒子。物質(zhì)素粒子還原過程是，用最小的素粒子組成的最少集合體還原下去，直至還原到最多的素粒子集合體（保持物理性質(zhì)不變的粒子集合體）。

1.2 納米膠囊微觀制作原理

納米膠囊的應(yīng)用原理是將化學(xué)有機(jī)化合物分解成N個素粒子，再將最少素粒子集合體還原成最多的化學(xué)有機(jī)化合物素粒子集合體。僅需在原來用于生產(chǎn)濕巾的藥液中提取少量液體藥液，將其放入專用真空懸浮機(jī)內(nèi)進(jìn)行液態(tài)分解，得到數(shù)量N個液態(tài)藥液素粒子，再用專用設(shè)備將藥液素粒子凝聚凍結(jié)，將其放入專用納米膠囊包裹機(jī)中，用納米膠囊包裹。整個過程分3次3層包裹處理，制成外表層帶陽離子的納米膠囊。之后，將其放入真空靜電同位儀中與事先制備好的直徑200nm、長3——7mm、總重量20g的木纖維素，或人工納米化學(xué)纖維進(jìn)行表面離子結(jié)合處理，目的是使納米膠囊能與納米纖維素更好地結(jié)合，讓膠囊在水中起到旋沉載體分散作用。

1.3 納米膠囊結(jié)構(gòu)圖

圖1 納米膠囊結(jié)構(gòu)圖

經(jīng)過處理的藥液在水中被特制的納米膠囊包裹，膠囊的外直徑為100nm。膠囊最外層為陽離子衣裹體，在水中穩(wěn)定保存時間大于96h。第二層為防水殼體，在水中同樣具有穩(wěn)定性，但是當(dāng)環(huán)境溫度超過100℃后會破碎汽化分解。第三層為隔離軟殼體，主要的功能是阻隔防水殼與殺菌劑。包裹在最內(nèi)部的是殺菌的藥液，一般是殼聚糖氯化銨殺菌劑。

圖2 干紙巾祛菌原理

經(jīng)過100℃的高溫后，膠囊外殼發(fā)生變化，由陽離子衣裹體與隔離軟殼體發(fā)生化合反應(yīng)，生成R4X膠囊表外裹體，表面是帶有陽離子，同時該殼是蜂窩式多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為15-25nm，故此，核心殼聚糖氯化銨中的陽離子也通過孔徑滲透到外殼體表面。而其在水中釋放時間小于0.02s，可以在紙巾使用過程中，起到快速釋放的作用。同時該外裹體也有一定的受力強(qiáng)度。細(xì)菌進(jìn)去紙巾后會被吸附（吸附效應(yīng)）在納米膠囊殼體表面周圍，同時殼體表面的陽離子就會穿透帶負(fù)離子的細(xì)菌細(xì)胞壁，起到殺死細(xì)菌作用。

1.4 造紙生產(chǎn)中納米膠囊使用方法

納米膠囊的使用方法比較簡單，在使用時按照一定的配比，直接與漿板一起投入前段碎漿池中進(jìn)行打漿（與原來一樣打漿時間）。造紙過程與原來一樣，沒有特殊要求，不需要對紙機(jī)等設(shè)備進(jìn)行改造。因為殺菌劑是被納米膠囊包裹體包�。ǚ浪畷r間≥96h），因此，在造紙過程中殺菌劑不會減量或發(fā)生泄漏，同時對原紙的質(zhì)量指標(biāo)和輔助添加劑功效沒有任何影響。另外，由于納米膠囊外表是陽離子，其直徑相比木纖維直徑（18-24μm）小得多,再加上離子結(jié)合鍵作用，在打漿中其在旋沉載體的作用下，使其鑲嵌入木纖維身體的細(xì)微凹凸孔洞中，打漿工序也可以正常進(jìn)行。木纖維取樣后經(jīng)測試，顯示膠囊無損。成品紙納米膠囊在紙中的納米膠囊的均勻度及覆蓋率均達(dá)到99%，經(jīng)測試結(jié)果顯示該干紙巾與濕巾祛菌率相同。

按照 GB15979標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)SGS測試，該納米膠囊殺菌劑對金黃色葡萄球菌祛菌率可達(dá)到90%以上，證明該產(chǎn)品具有較強(qiáng)的抑菌效果。并且產(chǎn)品也通過了美國FDA和歐盟AP食品接觸紙檢測，SGS口腔黏膜測試，中國國標(biāo)一次皮膚刺激、多次皮膚刺激、破損皮膚刺激、急性眼刺激、陰道黏膜刺激反應(yīng)測試等各項敏感性測試。

2、Eleten紙巾的設(shè)計理念和定位

Eleten紙巾產(chǎn)品具有以下幾個特點：

靶向型袪菌 由于納米膠囊均勻分布在紙巾中，形成殼聚糖氯化銨素粒子點陣，在點陣中素離子對細(xì)菌團(tuán)形成靶向型陽離子穿透細(xì)菌細(xì)胞壁。該膠囊在遇水時可破壁釋放殺菌劑陽離子。另外干燥時由于膠囊采用帶陽離子的多孔式殼外體緣故，故此對細(xì)菌也可形成吸附和穿透祛菌作用。

降低殺菌劑副作用  在由殺菌劑素離子組成的納米級點陣作用下，使殺菌劑用量大大降低，故此，紙巾中殺菌劑的含量似乎趨近于零（含量為小數(shù)點后7位數(shù)字），消除殺菌劑對人體的副作用。

分次疊加使用，獨特人性化設(shè)計  由于紙巾中采用固體殺菌劑，可以像常用藥片一樣靈活調(diào)整用量，使用時可以根據(jù)祛菌需求，自行增減疊加使用。每抽紙一般定量控制在25%-30%上下，實際中可用3抽分次使用來祛菌，祛菌率可以有效控制在99%，現(xiàn)在東冠每抽紙巾祛菌率設(shè)計控制在50%——70%之間。

保持原生態(tài)無污染，保留原生態(tài)紙巾的無色、無味、無任何感知的特點。在紙巾的生產(chǎn)中，木漿與納米膠囊相互獨立存在，互不干擾，無泄漏無污染。在使用中，紙巾遇水后，納米膠囊中的殺菌劑會釋放出陽離子，在納米級點陣作用下，陽離子會靶向型與細(xì)菌的陰性細(xì)胞提前結(jié)合，從而達(dá)到祛菌作用。

3、Eleten紙巾設(shè)計定位

Eleten紙巾不同于目前市場上的其他類型的祛菌、抑菌、消毒濕巾（包括濕巾和干巾等種類）。Eleten紙巾定位是日常生活中簡易型祛菌工具，屬于預(yù)防型，它不是醫(yī)藥品和衛(wèi)生消毒專用品，不能代替醫(yī)用、衛(wèi)生消毒類紙巾及濕巾的地位。使用Eleten紙巾可以幫助消費者在日常生活中養(yǎng)成經(jīng)常、多次性祛菌的好習(xí)慣。由于殺菌劑為固體緣故，因此每張抽紙殺菌劑的含量都很低，殺菌率控制25%——30%范圍。東冠設(shè)在50%——70%。Eleten紙巾用人工方法消除了殺菌劑對人體的副作用，突出祛菌功效。

日本Eleten紙巾可以在日常生活條件下長期使用，對人體無副作用，隨時隨地減少有害細(xì)菌侵入人體。在日常生活中細(xì)菌無處不在，其中有害致病菌時刻危害著我們的身體健康，尤其是病人、嬰幼兒和一些敏感人群，需要一款日常使用的祛菌產(chǎn)品。納米祛菌技術(shù)能廣泛應(yīng)用于各類生活用紙，細(xì)心呵護(hù)我們生活的每一個環(huán)節(jié)，極大地降低有害細(xì)菌對我們健康的危害。可以在不同的生活場景下減少細(xì)菌對人體健康的傷害，且具有安全、便利且制造成本可控的特點。

表1 納米祛菌紙vs其他殺菌紙/濕巾

通過對比納米祛菌紙、普通殺菌紙和衛(wèi)生濕巾的各項指標(biāo)，可以發(fā)現(xiàn)納米祛菌紙在產(chǎn)品的安全性和便利性方面具有明顯的優(yōu)勢，另外，納米祛菌紙的使用范圍也優(yōu)于另外兩種產(chǎn)品，其成本低于普通的殺菌紙，但是相對衛(wèi)生濕巾較高。綜合來看，納米祛菌紙在人們?nèi)粘Ｊ褂玫撵罹�產(chǎn)品中具有一定的優(yōu)勢。

目前，納米祛菌產(chǎn)品已投放市場數(shù)月，因殺菌功能的不可直接感知性，市場上對其功能的評價并不多。但消費者對產(chǎn)品概念有著極大的興趣，對產(chǎn)品的質(zhì)量認(rèn)可度都有著不錯的評價（產(chǎn)品好評度99%)。隨著消費者長期使用該產(chǎn)品，對其生活的正面影響必將顯現(xiàn)，該類產(chǎn)品將最終獲得廣大消費者的認(rèn)可。

責(zé)任編輯：趙曉一