БИОЦИДНЫЙ ПРЕПАРАТ
(51) 6 A61L2/16
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 18.07.2007 - может прекратить свое действие
--------------------------------------------------------------------------------
(14) Дата публикации: 1999.12.10
(21) Регистрационный номер заявки: 98119601/13
(22) Дата подачи заявки: 1998.11.02
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.11.02
(45) Опубликовано: 1999.12.10
(56) Аналоги изобретения: RU 2057796 C1, 10.04.96. SU 1687261 A, 30.10.92. SU 1728256 A, 23.04.92. SU 1698061 A, 15.02.91.
(71) Имя заявителя: Светлов Дмитрий Анатольевич (RU); Гембицкий Петр Александрович (RU); Рейо Матти-Юсси Саунамяки (FI); Ян Микаэл Солов (DK)
(72) Имя изобретателя: Светлов Д.А.(RU); Топчиев Д.А.(RU); Гембицкий П.А.(RU); Рейо Матти-Юсси Саунамяки (FI); Ян Микаэл Солов (DK)
(73) Имя патентообладателя: Светлов Дмитрий Анатольевич (RU); Гембицкий Петр Александрович (RU); Рейо Матти-Юсси Саунамяки (FI); Ян Микаэл Солов (DK)
(98) Адрес для переписки: 193313, Санкт-Петербург, ул.Подвойского д.14, к.1, кв.741, Кузнецову В.А.
(54) БИОЦИДНЫЙ ПРЕПАРАТ
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к препаратам, обладающим биоцидными свойствами и перспективным для борьбы с бактериальными и грибковыми поражениями древесины, тканых и иных материалов, а также жилых и производственных помещений. Биоцидный препарат на основе сополимера солей гексаметиленгуанидина определенной формулы и с определенным соотношением компонентов обладает высокой активностью, стабильностью и широким спектром воздействия на микроорганизмы. 6 з.п. ф-лы, 6 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к препаратам, обладающим биоцидными свойствами и перспективным для борьбы с бактериальными и грибковыми поражениями древесины, тканых и иных материалов, а также жилых и производственных помещений, и может быть использовано в медицине, ветеринарии, текстильной и строительной индустрии, а также смежных отраслях производства.
В настоящее время для борьбы с заражением поверхностей объектов микроорганизмами используют такие препараты, как метафлор, формальдегид, алкамон, хлористые углеводороды, глутаровый альдегид и т.п. [1, 2]. Обработку ведут путем обмыва поверхностей растворами биоцидов или обработкой аэрозолями. Однако указанные препараты не обладают пролонгированным действием, опасны для человека и окружающей среды, малоэффективны в низких концентрациях.
Одной из наиболее перспективных групп биоцидов являются различные производные гуанидина [3-6], сочетающие хорошие биоцидные свойства с относительной малотоксичностью. Среди указанных производных наиболее известны полигексаметиленгуанидин (ПГМГ) и его соли с кислотами, в частности гидрохлорид (ПГМГ-Х) или глюконат (ПГМГ-Г) [7, 8], предложенные для борьбы с бактериальными загрязнениями.
Препараты на основе ПГМГ в основном применяются в гальванотехнике при цинковании или кадминировании, в качестве стабилизаторов буровых растворов, а также как смазочно-охлаждающая жидкость при обработке стекла [7]. Из других производных ПГМГ известно применение его фосфорной соли (ПГМГ-ф) в качестве противоопухолевого препарата [9].
Следует отметить, что использование биоцидов на основе ПГМГ требует относительно высоких концентраций препарата. Так фунгицидное действие отмечается для ПГМГ-Х при концентрации 1-7% [7]. В качестве ближайшего аналога использован биоцидный препарат на основе сополимера солей гексаметиленгуанидина и вспомогательных веществ, используемый для обработки санузлов [10].
Техническим результатом является создание нетоксичного и эффективного биоцида на основе полимеров ПГМГ.
Технический результат достигается тем, что биоцидный препарат на основе сополимера солей гексаметиленгуанидина и вспомогательных веществ, содержит сополимер солей гексаметиленгуанидина общей формулы
где HX - неорганическая (минеральная) кислота, а HA - органическая кислота; при значениях B/(B+C) = 0,8-0,999, C/(B+C) = 0,2-0,001, средней молекулярной массе полимера в водном растворе 700-2100 Д; при следующем соотношении ингредиентов в препарате (мас.%):
Сополимер - 0,05-99,9
Вспомогательные вещества - 99,95-0,1
В качестве органических кислот использовали муравьиную уксусную, лимонную, олеиновую, стеариновую, глюконовую кислоты.
В качестве неорганической кислоты использовали соляную, фосфорную или плавиковую кислоты.
В качестве вспомогательных веществ препарат содержит политетрафторэтилен или растворитель, как правило, воду или водно-спиртовые растворы, красители, отдушки.
Сополимер получают либо смешением мономеров при комнатной температуре и тщательном перемешивании в течение 20-30 мин, или обработкой солей ПГМГ и минеральных кислот, обычно ПГМГ-Х, соответствующими органическими кислотами, либо сплавлением ингредиентов. Необходимое соотношение звеньев B и C регулируется соотношением исходных реагентов. Как правило, полученный сополимер содержит от 0,1 до 3 мас.% воды или иного растворителя.
Полученный сополимер в твердом виде представляет собой стеклообразное вещество от бесцветного до светло-желтого цвета, практически без запаха, растворимое в воде, спирте и ряде других органических растворителей, имеет характеристическую вязкость [] = 0,04-0,2 дл/г (вязкость измеряли в децинормальном растворе поваренной соли в воде), нетоксичное.
Вещество как само по себе, так и в растворах с концентрацией более 0,01% активного начала характеризуется повышенной антибактериальной и фунгицидной активностью в отношении условно патогенных микроорганизмов наиболее распространенных типов и грибов.
Благодаря наличию различных функциональных групп, оно обладает повышенной адгезией к поверхностям различной структуры, обеспечивая пролонгированность биоцидных характеристик образующегося при этом покрытия.
В качестве материалов, где использование биоцидных свойств сополимера проявилось наиболее эффективно, следует отметить древесину различных пород, ткани из природного и искусственного волокна, бетонные или кирпичные поверхности, кинопленку и т.п.
Одной из наиболее эффективных композиций является использование в качестве вспомогательного вещества политетрафторэтиленов (ПТФЭ). Такая композиция, получившая наименование препарат "Тефлекс", оказалась эффективной для использования в строительной практике для покрытия стен медицинских центров, для ликвидации последствий протечек в зданиях, проходящих капитальный и косметический ремонт, для обработки деревянных сооружений, т.к. позволяет сочетать биоцидные свойства ПГМГ с водоотталкивающими характеристиками и высокой устойчивостью по отношению к внешним воздействиям.
Сущность изобретения и его практическая применимость иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. 35,6 г (0,2 г-моль) ПГМГ-Х с вязкостью 0,05 дл/г растворяли в 70 мл горячей воды при 60oC, после чего смесь обрабатывали расчетными количествами органических кислот. После установления равновесия в системе избыток кислоты нейтрализовали. Свойства полученных продуктов приведены в табл. 1.
Пример 2. 10 г ПГМГ-Ф растворяли в 40 мл воды при 60oC, после чего добавляли расчетные количества солей ПГМГ и органических кислот. Полученные смеси выдерживали при перемешивании в течение 20-40 минут до полностью однородного состояния. Полученные растворы полимера направляли далее на биологические испытания. Свойства сополимеров приведены в табл. 2.
Пример 3. Оценку противобактериальных и фунгицидных свойств препарата проводили с использованием в качестве тест-объектов целлюлозы по следующей методике.
Отбеленная целлюлоза нарезалась на квадраты площадью 1 см2 и стерилизовалась при 180oC 60 минут. В эксперименте были использованы эталонные штаммы Е. coli, S. aureus и Bac. subtilis varauth, применяемые для тестирования качества дезинфектантов, а также штамм гриба Asp. niger, шт. N 23. Рабочие растворы препаратов готовили непосредственно перед использованием. Использовали исходные 20% растворы, которые разбавляли водой в 20 раз.
Препараты за 24 часа до начала эксперимента наносили на стерильные тест-объекты из расчета 0,1 мл 1% раствора на один тест-объект. При этом испытаны препараты, содержащие 80% ПГМГ-Х и 20% ПГМГ-олеин, B/(B+C)=0,8; 98% ПГМГ-Ф и 2% ПГМГ-олеин, B/(B+C)= 0,98; 99,9% ПГМГ-Ф и 0,1% ПГМГ-глюкон, B/(B+C)=0,999.
Штаммы E. coli и S. aureus выращивали на мясопептонном бульоне при 37oC 18-24 часа, a B. subtiles в тех же условиях - 48 часов.
A. niger выващивали на Сабуро-агаре при 37oC 48 часов, а затем при 22oC еще 48 часов. Рабочую суспензию микроорганизмов готовили путем последовательных 10-кратных разведений исходной суспензии с концентрацией 109 КОЕ/тест-объект. При проведении экспериментов рабочая нагрузка составила 106 КОЕ на тест-объект.
В качестве контроля использовали тест-объекты, не обработанные препаратами. Были использованы две экспозиции - 1 и 24 часа.
После экспозиции тест-объекты стерильным пинцетом переносили в пробирки с мясопептонным бульоном и инкубировали в термостате. Полученные результаты показали, что в течение 30 дней после обработки прорастания колоний ни в одном из обработанных препаратами объектов не отмечалось. В контроле пророст тестировался через сутки после начала культивирования.
Пример 4. В условиях примера 3 готовили эталонных штаммов бактерий и грибов Asp. niger и Penicillum. Препараты вводились в культуру в виде заданных количеств в стерильном физиологическом растворе. После инкубации при комнатной температуре в течение 1 часа определяли количество жизнеспособных микроорганизмов в опытных и контрольных пробирках. Результаты испытаний приведены в табл. 3.
Пример 5. Влияние природы органических кислот в сополимере на биоцидную активность исследовали на растворах сополимера, содержащих в качестве минеральной кислоты - соляную кислоту, при значении C/(B+C)=0,03.
Испытания проводились путем помещения в газон культивируемых микроорганизмов диска, содержащего 100 мкл раствора биоцида соответствующей концентрации. Результаты учитывали через 18 часов инкубации в термостате по величине зоны задержки роста микроорганизмов. Полученные результаты приведены в табл. 4.
Пример 6. Влияние природы неорганической кислоты проводилось на препарате, содержащем в составе сополимера уксусную и минеральные кислоты при значении B/(B+C)= 0,99. Испытания проводили по воздействию смеси культур плесневые и окрашивающие грибы по методике Сенежского центра испытаний ЦБП на площадь поражения в кв.мм с выдачей результатов по балльной оценке. Полученные результаты приведены в табл. 5.
Лучшие результаты были получены при использовании в качестве минеральной кислоты - HCl.
Пример 7. Препаратом "Тефлекс", содержащим 50% ПТФЭ, 30% ПГФЭ, 20% растворителя, обрабатывали производственные и жилые помещения. Полученные результаты приведены в табл. 6.
Литература
1. Техника безопасности в микробиологической промышленности. Под ред. Цыгальницкого В.М. - М.: Лесная пром, 1988, с. 83-85.
2. Ветеринарные препараты. Справочник под ред. Третьякова А.Д. - М.: Агропромиздат, 1988, с. 66-75.
3. Англ. патент 1476730, кл. B 27 K 3/50, 1977.
4. Патент ФРГ 2820409, кл. B 27 K 3/50, 1981.
5. Англ. патент 821113, кл. 15(2) G, 1959.
6. Гембицкий П.А. Синтез метацида. Химическая промышленность, 1984, N2, с. 18-19.
7. Патент СССР 1687261, кл. A 61 L 2/16, 1991.
8. Авт.св. СССР 1698061, кл. B 27 K 3/34, 1991.
9. Авт.св. СССР 944290, кл. C 07 C 129/12, 1981.
10. Патент РФ 2057796, кл. C 11 D 1/835, 1993.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Биоцидный препарат на основе сополимера солей гексаметиленгуанидина и вспомогательных веществ, отличающийся тем, что он содержит сополимер общей формулы
где HX - неорганическая кислота, HA - органическая кислота, при B/(B + C) = 0,8 - 0,999, C/(B + C) = 0,2 - 0,001; и средней молекулярной массе 700 - 2100 Д,
при следующем соотношении ингредиентов в препарате, мас.%:
Сополимер - 0,05 - 99,9
Вспомогательные вещества - 99,95 - 0,1
2. Биоцидный препарат по п. 1, отличающийся тем, что входящий в него сополимер в качестве органической кислоты содержит муравьиную, уксусную, лимонную, олеиновую, стеариновую и/или глюконовую кислоты.
3. Биоцидный препарат по п. 1, отличающийся тем, что входящий в него сополимер в качестве неорганической кислоты содержит соляную, фосфорную и/или плавиковую кислоты.
4. Биоцидный препарат по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве вспомогательных веществ он содержит политетрафторэтилен.
5. Биоцидный препарат по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве вспомогательных веществ он содержит растворитель.
6. Биоцидный препарат по п.5, отличающийся тем, что в качестве растворителя он содержит воду.
7. Биоцидный препарат по п.5, отличающийся тем, что в качестве растворителя он содержит водно-спиртовой раствор.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
