專利名稱：生物膜控制劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物膜控制劑組合物。更具體來說，本發(fā)明涉及在微生物相關(guān)的各種領(lǐng)域中用于抑制生物膜的形成、促進(jìn)生物膜的去除、并防止由生物膜造成的危害的生物膜控制劑組合物。

背景技術(shù)：
生物膜也被稱為粘液(slime)，通常是指由在含水體系中粘附在物質(zhì)表面上并在其上增殖的微生物細(xì)胞產(chǎn)生的聚合物質(zhì)例如多糖和蛋白質(zhì)形成的結(jié)構(gòu)。生物膜的形成導(dǎo)致由微生物造成的危害，并由此在各種工業(yè)領(lǐng)域中產(chǎn)生問題。例如，在食品加工廠的管道內(nèi)部形成的生物膜脫落，不僅導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)污染，而且導(dǎo)致來源于微生物的毒素造成的食源性疾病。而且，在金屬表面上形成生物膜導(dǎo)致金屬的腐蝕，并加速設(shè)備的老化。
另外，與分散并懸浮在含水體系中的微生物相比較，諸如殺菌劑和抑菌劑這樣的微生物控制藥物對(duì)形成生物膜的微生物群落幾乎不能發(fā)揮出足夠的效果。例如，從醫(yī)學(xué)的觀點(diǎn)看，近年來多有報(bào)道，殘留在醫(yī)療設(shè)備的狹窄縫隙或孔隙中的微生物形成生物膜，從而導(dǎo)致院內(nèi)感染。眾所周知的是在牙齒上形成的生物膜，即所謂的牙斑(牙垢)，導(dǎo)致人類口腔中的齲齒和牙周病。對(duì)于這些問題已經(jīng)進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間的研究。
對(duì)于通過在其上給予殺菌或抑菌作用來防止微生物尤其是細(xì)菌的增殖，以便抑制生物膜的觀點(diǎn)已經(jīng)進(jìn)行了廣泛研究。專利文件1和2公開了使用脂肪酸、脂肪醇或類似物減少細(xì)菌計(jì)數(shù)，因此可以避免細(xì)菌在目標(biāo)物質(zhì)上的粘附。具體來說，在專利文件1中，由抗菌油相和乳化劑制備的乳液形式的組合物表現(xiàn)出在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)減少細(xì)菌計(jì)數(shù)的效果。這根據(jù)每單位體積絕對(duì)細(xì)菌計(jì)數(shù)的減少，表明了細(xì)菌在目標(biāo)物質(zhì)的表面上的粘附得到抑制的觀點(diǎn)。此外，例如，專利文件3公開了含有溶解在油性物質(zhì)中的非水活性成分如消炎劑的牙膏組合物。
另一方面，對(duì)于不僅殺滅微生物、而且除去形成的生物膜的方法也進(jìn)行了諸多研究。已經(jīng)嘗試了通過使用酶來除去生物膜。專利文件4公開了多種酶的使用。專利文件5公開了蛋白酶的使用。專利文件6公開了將酶(脂肪酶)與表面活性劑的組合使用。
在專利文件1或2中，評(píng)價(jià)了在60分鐘內(nèi)的相對(duì)短的時(shí)間中對(duì)微生物的殺菌特性(將細(xì)菌計(jì)數(shù)減少大約4個(gè)數(shù)量級(jí))。然而，生物膜的問題發(fā)生在數(shù)天至數(shù)月的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)。因此，實(shí)際上很難將殺菌特性的短期評(píng)價(jià)與生物膜形成的抑制關(guān)聯(lián)起來。作為抗菌油相描述的脂肪酸或脂肪醇不能對(duì)所有的微生物(細(xì)菌)，特別是對(duì)于經(jīng)常呈現(xiàn)生物膜形成問題的革蘭氏陰性細(xì)菌，具有充分的殺菌效應(yīng)，并且不具有最小抑菌濃度(MIC)，MIC是用作長(zhǎng)期殺菌效應(yīng)的指標(biāo)(參見非專利文件1)。而且，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)顯示，盡管專利文件1和2中所述的組合物如其中所述的那樣，對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌中的綠膿假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和沙雷氏菌屬(Serratia)細(xì)菌顯示有短期(至多大約3小時(shí))的殺菌效應(yīng)，但它們甚至沒有表現(xiàn)出長(zhǎng)期(1天或更長(zhǎng)時(shí)間)抑制細(xì)菌增殖的抑菌效應(yīng)，更不用說長(zhǎng)期殺菌特性，從而導(dǎo)致生物膜的形成。
此外，還已知高度殺菌的藥物，例如高度殺菌的陽離子表面活性劑和次氯酸鹽，其特征在于快速作用的特性。然而，它們的殺菌特性在體系中的有機(jī)物質(zhì)的存在下而喪失。因此，如上所述，難以長(zhǎng)時(shí)間保持降低細(xì)菌計(jì)數(shù)的效果。
出于這些原因，就殺菌或抑菌的觀點(diǎn)而言，難以根本上抑制細(xì)菌的生物膜形成。
如上所述，生物膜由多種物質(zhì)，例如細(xì)菌細(xì)胞、多糖和蛋白質(zhì)組成。僅通過使這些化合物的一部分降解很難完全除去生物膜。在使用酶來除去生物膜的方法中，在一定程度上觀察到去除的效果。但是，通過該方法很難完全去除生物膜，并且該方法不具有抑制生物膜形成的效果。因此，殘余生物膜中的微生物再次增殖，并產(chǎn)生例如多糖和蛋白質(zhì)的聚合物質(zhì)。
具體來說，就除去生物膜的觀點(diǎn)而言，也很難有效地控制生物膜。 JP-A-2002-524257(WO 00/15562)JP-A-2004-513153(WO 02/38181)JP-A-2005-289917JP-A-2001-508677(WO 98/26807)JP-A-6-262165美國(guó)專利第6699391號(hào)Cosmetic and Drug PreservationPrinciples andPractice；John.J.Kavala，F(xiàn)ragrance Journal，1990

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種生物膜控制劑組合物，其含有以下組分(A)和組分(B) (A)選自通式(1)、(2)、(3)和(4)所代表的化合物的一種或多種化合物 R1O—(EO)p——H(1) R2—SH (2)
(其中，R1、R2、R3和R5各自代表具有8-14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基；R4代表氫原子或具有1-3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；EO代表乙烯氧基；p代表0-3的整數(shù)；且m和n各自代表平均加成摩爾數(shù)，且m+n代表0-15的數(shù))；和 (B)酶。
本發(fā)明還提供一種抑制生物膜形成的方法，該方法是通過使該生物膜控制劑組合物與微生物接觸，并除去已經(jīng)形成的生物膜，來抑制生物膜形成。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種組合物作為生物膜控制劑的用途，該組合物含有組分(A)和組分(B)。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明提供了生物膜控制劑組合物、抑制生物膜形成的方法、和該組合物作為生物膜控制劑的用途。
根據(jù)本發(fā)明，組分(A)和酶可以從根本上抑制生物膜的形成，并有效去除生物膜。因此，本發(fā)明可以有效地防止生物膜長(zhǎng)期粘附于目標(biāo)物質(zhì)的表面上。
在本發(fā)明中，在用作通式(1)所代表的組分(A)的化合物中 R1O-(EO)p-H (1) R1代表具有8-14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，其優(yōu)選為具有10-12個(gè)碳原子的烷基或烯基，更優(yōu)選為具有10-12個(gè)碳原子的烷基。EO所代表的乙烯氧基的數(shù)目p為0-3，優(yōu)選為0-2，且更優(yōu)選為0。當(dāng)EO所代表的乙烯氧基的數(shù)目p大于3時(shí)，會(huì)使抑制生物膜形成的效果和除去生物膜的效果不足。
在本發(fā)明中，在用作通式(2)所代表的組分(A)的化合物中 R2-SH (2) R2代表具有8-14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，其優(yōu)選為具有10-12個(gè)碳原子的烷基或烯基，更優(yōu)選為具有10-12個(gè)碳原子的烷基。
在本發(fā)明中，在用作通式(3)所代表的組分(A)的化合物中 R3-O-CO-R4 (3) R3代表具有8-14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，R4代表氫原子或具有1-3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。R3所代表的烷基或烯基可以是直鏈或支鏈的，并優(yōu)選具有10-12個(gè)碳原子。更優(yōu)選地，R4的烷基具有1或2個(gè)碳原子。
在本發(fā)明中，在用作通式(4)所代表的組分(A)的化合物或其鹽中
R5代表具有8-14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，EO代表乙烯氧基，且m和n各自代表平均加成摩爾數(shù)，且m+n代表0-15的數(shù)。
R5所代表的烷基或烯基可以是直鏈或支鏈的，并優(yōu)選具有10-12個(gè)碳原子。EO所代表的乙烯氧基的數(shù)目m+n優(yōu)選為0-10，更優(yōu)選為0-5。通式(4)所代表的化合物的鹽包括礦物酸鹽，例如鹽酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽；和有機(jī)酸鹽，例如醋酸鹽和檸檬酸鹽。
組分(A)在生物膜控制劑的作用系統(tǒng)中的重量濃度可以是1ppm或更大，就成本效率和其效果而言，優(yōu)選1-10,000ppm，更優(yōu)選5-2,000ppm，再更優(yōu)選10-1,000ppm。
本發(fā)明中使用的組分(B)優(yōu)選是選自氧化還原酶(氧化/還原酶)、轉(zhuǎn)化酶(轉(zhuǎn)移酶)、水化酶(水解酶)、裂解酶(異構(gòu)化酶)和異構(gòu)酶(異構(gòu)化酶)的一種或多種酶。
氧化還原酶(氧化/還原酶)的例子包括過氧化物酶、超氧化物岐化酶和乳酸脫氫酶。
轉(zhuǎn)化酶(轉(zhuǎn)移酶)的例子包括絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和己糖激酶。
水化酶(水解酶)的例子包括碳水化合物分解酶，例如淀粉酶、纖維素酶、右旋糖酐酶、葡聚糖酶、糖苷酶、半乳糖苷酶、甘露糖苷酶、瓊脂水解酶、乳糖酶、非水溶性葡聚糖酶(mutanase)、溶菌酶、殼多糖酶和脫乙酰殼多糖酶；蛋白水解酶，例如胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、膠原酶、明膠酶、角蛋白酶、彈性蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、羧肽酶、氨基肽酶、嗜熱菌蛋白酶和無色肽酶；和脂質(zhì)分解酶，例如脂肪酶、角質(zhì)酶和磷脂酶。
裂解酶(異構(gòu)化酶)的例子包括海藻酸裂解酶、醛縮酶和絲氨酸脫水酶。異構(gòu)酶(異構(gòu)化酶)包括UDP-葡萄糖-4-差向異構(gòu)酶和磷酸葡糖異構(gòu)酶。
組分(B)優(yōu)選為水化酶或裂解酶，更優(yōu)選蛋白水解酶、葡聚糖酶或海藻酸裂解酶。
作為組分(B)的酶的濃度不受具體限定，可以根據(jù)其類型加以適當(dāng)選擇。就成本效率和其效果而言，在生物膜控制劑的作用系統(tǒng)中的濃度可以是0.01-20,000ppm，優(yōu)選0.1-2,000ppm，更優(yōu)選1-200ppm。
對(duì)于本發(fā)明的組分(A)，特別是那些疏水性高、且水溶性低者，使用表面活性劑(在下文中也稱作組分(C))使其穩(wěn)定地存在于含水體系中。因此，可以在含水體系中更有效地使用本發(fā)明得到的試劑。在該情況下，短語“穩(wěn)定地存在于含水體系中”指疏水性高的組分(A)被乳化、分散并溶解而長(zhǎng)期不會(huì)分離這樣的狀態(tài)，并且表示每單位體積的含水體系可以乳化、分散并溶解大量組分(A)。
可用于本發(fā)明的表面活性劑不受類型的具體限定。希望使用能夠使組分(A)穩(wěn)定地存在于含水體系中、并不會(huì)使作為組分(B)的酶變性的表面活性劑。就其乳化、分散并溶解組分(A)的性能而言，在這些表面活性劑當(dāng)中，優(yōu)選使用陰離子表面活性劑、除組分(A)之外的非離子表面活性劑或兩性表面活性劑。
陰離子表面活性劑的例子包括木質(zhì)素磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、聚氧乙烯(下文稱作POE)烷基磺酸鹽、POE烷基苯基醚磺酸鹽、POE烷基苯基醚磷酸酯鹽、POE芳基苯基醚磺酸鹽、烷基硫酸酯鹽、POE烷基硫酸酯鹽、POE芳基苯基醚磷酸酯鹽、萘磺酸鹽、萘磺酸福爾馬林縮合物、POE三芐基苯基醚磺酸鹽、烷基磷酸鹽、POE烷基磷酸鹽、POE三芐基苯基醚磷酸酯鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、脂肪酸鹽(皂)和POE烷基醚醋酸鹽。其中，更優(yōu)選使用烷基硫酸酯鹽、POE烷基硫酸酯鹽或POE烷基醚醋酸鹽。
非離子表面活性劑的例子包括一元醇衍生物類非離子表面活性劑，例如除組分(A)之外的POE烷基醚、POE烷基苯基醚、聚氧丙烯-POE(嵌段或無規(guī))烷基醚、POE芳基苯基醚、POE苯乙烯化苯基醚和POE三芐基苯基醚；和多元醇衍生物類非離子表面活性劑，例如(聚)甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、POE脫水山梨糖醇脂肪酸酯、烷基葡糖苷(alkyl polyglycoside)和脂肪酸鏈烷醇酰胺。其中，更優(yōu)選使用除組分(A)之外的POE烷基醚、(聚)甘油脂肪酸酯、烷基葡糖苷、脫水山梨糖醇脂肪酸酯或POE脫水山梨糖醇脂肪酸酯。
兩性表面活性劑的例子包括羧基甜菜堿、磺基甜菜堿、脂肪酸酰胺甜菜堿和氧化胺。其中，優(yōu)選使用氧化胺。
表面活性劑可以單獨(dú)使用，或者兩種或多種組合使用，以提高其乳化、分散和溶解的性能。
在生物膜控制劑組合物中，組分(A)與組分(B)的重量比(A)/(B)優(yōu)選為1,000,000/1-1/20,000，更優(yōu)選10,000/1-1/1,000，再更優(yōu)選1,000/1-1/100，再更優(yōu)選100/1-1/10。
生物膜控制劑組合物優(yōu)選含有0.005-10wt％、更優(yōu)選0.05-5wt％、再更優(yōu)選0.5-3wt％的組分(A)，且優(yōu)選含有0.0001-10wt％、更優(yōu)選0.001-5wt％、再更優(yōu)選0.01-2wt％的組分(B)。而且，生物膜控制劑組合物優(yōu)選含有0.01-50wt％、更優(yōu)選0.1-20wt％的表面活性劑(C)。
在生物膜控制劑組合物中，組分(A)與組分(C)的活性含量的重量比(A)/(C)優(yōu)選為10/1-1/100，更優(yōu)選5/1-1/50，再更優(yōu)選2/1-1/50，再更優(yōu)選1/1-1/20。
將組分(A)和(B)添加到本發(fā)明的生物膜控制劑組合物的作用系統(tǒng)中的方法可以如下進(jìn)行以上述濃度分別添加組分(A)和組分(B)，或者制備預(yù)先用組分(A)和組分(B)配制的組合物，并將該組合物添加到系統(tǒng)中。另外可選地，可以將用通式(1)、(2)、(3)或(4)的化合物產(chǎn)生的衍生物作為原料添加到系統(tǒng)中，從而在系統(tǒng)中通過例如水解的反應(yīng)產(chǎn)生組分(A)。
預(yù)先用本發(fā)明的組合物的組分(A)和組分(B)配制的組合物可以根據(jù)其應(yīng)用采取多種形式，例如液體、糊劑、粉劑和片劑。生物膜控制劑組合物可以是單劑型(one-agent type)，其中混合有全部組分，或者可以根據(jù)可用性分成若干個(gè)包裝。
當(dāng)生物膜控制劑組合物被預(yù)先用水作為溶劑制備成高濃度液體組合物時(shí)，可以使用酶穩(wěn)定劑(下文也稱作組分(D))，用于防止作為組分(B)的酶在貯存過程中失活，并保持其效果。酶穩(wěn)定劑的例子包括硼酸化合物，例如硼酸或其鹽和硼砂；多元醇，例如乙二醇、丙二醇、甘油、赤蘚醇、木糖醇和山梨糖醇；短鏈羰基化合物，例如甲酸或其鹽，和乙酸或其鹽；和水溶性鈣化合物，例如乙酸鈣、氯化鈣和葡萄糖酸鈣。可以選擇并使用這些酶穩(wěn)定劑中的一種或多種。其中，優(yōu)選使用硼酸或其鹽、多元醇、甲酸或其鹽和水溶性鈣化合物，更優(yōu)選硼酸或其鹽和多元醇。更優(yōu)選地，組合使用硼酸或其鹽和多元醇。
在生物膜控制劑組合物中，組分(D)的含量?jī)?yōu)選為0.01-20wt％，更優(yōu)選0.1-15wt％。
本發(fā)明的生物膜控制劑組合物抑制由細(xì)菌細(xì)胞和細(xì)菌產(chǎn)生的聚合物質(zhì)組成的生物膜的形成，并去除已經(jīng)形成的粘附于目標(biāo)物質(zhì)表面上的生物膜。生物膜控制劑組合物是通過同時(shí)發(fā)揮這些作用、并進(jìn)行清潔或保持清潔度來控制生物膜在目標(biāo)物質(zhì)的表面上的粘附的藥劑。因此，生物膜控制劑組合物本身并不殺滅細(xì)菌。生物膜控制劑組合物可以與殺菌劑或抗菌劑組合使用，用以殺滅細(xì)菌。通常，生物膜的形成使殺菌劑作用減小。然而，本發(fā)明的組合物抑制生物膜的形成，并去除生物膜。因此，可以充分發(fā)揮殺菌劑的功效。
可用于本發(fā)明的殺菌劑不受具體限定。但是，使作為組分(B)的酶變性或失活的殺菌劑不優(yōu)選。例如，可以優(yōu)選使用葡萄糖酸洗必太、三氯生、三氯卡班、異丙基甲酚或烷基二氨基乙基甘氨酸鹽酸鹽。在本發(fā)明的生物膜控制劑組合物發(fā)揮作用之后，任何殺菌劑在其殺菌作用不被生物膜抑制的情況下均可以被有效使用。
本發(fā)明的微生物控制劑組合物可以補(bǔ)充有改善清潔特性的組分，用以清潔除生物膜之外的有機(jī)污染，例如蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪和油、和水漬，以及無機(jī)污染，例如灰塵和水垢，只要本發(fā)明的目的不受損害即可。其例子包括堿劑、堿性助劑、螯合劑和分散劑。堿劑的例子包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、單乙醇胺和二乙醇胺。堿性助劑的例子包括碳酸鈉、碳酸鉀、硅酸鈉和硅酸鉀。螯合劑的例子包括氨基羧酸衍生物，例如次氮基三乙酸酯、乙二胺四乙酸鹽、亞氨基二琥珀酸酯(iminodisuccinate)、天冬氨酸二乙酸酯和氨基甲基甘氨酸二乙酸酯；聚電解質(zhì)類化合物，例如聚丙烯酸和/或其鹽、聚丙烯酸-馬來酸共聚物和/或其鹽；磷酸類化合物，例如三聚磷酸鹽、正磷酸鹽和焦磷酸鹽；膦酸類化合物，例如1-羥基乙烷-1，1-二膦酸和/或其鹽、氨基三(亞甲基膦酸)和/或其鹽，和乙二胺四(亞甲基膦酸)和/或其鹽；硅鋁酸(alluminosilicic acid)，例如A-型沸石和B-型沸石?？梢蕴砑拥浇M合物中的額外組分包括頁硅酸鹽、檸檬酸和/或其鹽、天冬氨酸和/或其鹽以及谷氨酸和/或其鹽。
本發(fā)明的組合物可以進(jìn)一步補(bǔ)充有增稠劑、粘度調(diào)節(jié)劑、溶劑、香料、著色劑、抗氧劑、防腐劑、熒光劑、賦形劑、去污劑、漂白劑、漂白活性劑、粉末化劑、成粒劑、涂層劑等，只要本發(fā)明的目的不受損害即可。
優(yōu)選地，本發(fā)明的生物膜控制劑組合物在2-12、優(yōu)選4-11、更優(yōu)選5-11的pH下使用。
本發(fā)明的生物膜抑制劑組合物可以在含水系統(tǒng)中有效地用作水稀釋液。使生物膜控制劑組合物的該水稀釋液與目標(biāo)物質(zhì)接觸，加以使用。當(dāng)使用本發(fā)明的生物膜控制劑組合物時(shí)，可以在不需要物理力例如擦拭、刷和水流的情況下將生物膜從目標(biāo)物質(zhì)上除去。但是，這些物理力可以與組合物組合使用，以在短時(shí)間內(nèi)除去生物膜。對(duì)于大量的目標(biāo)物質(zhì)，可以使用噴霧器將該組合物的霧噴射于其上，或者可以將通過使用發(fā)泡裝置而產(chǎn)生的該組合物的泡沫噴射于其上。另外可選地，可以使該組合物的水稀釋液流動(dòng)到目標(biāo)物質(zhì)上，或者可以用刷子或類似物涂于目標(biāo)物質(zhì)上。此外，可以將該組合物的水稀釋液滲透到毛巾或類似物內(nèi)，并用其來擦拭目標(biāo)物質(zhì)的表面。只要滿足將該組合物與微生物接觸的條件，該組合物的水稀釋液還可以附著或被涂抹在微生物可能存在的表面上。組合物的水稀釋液優(yōu)選在1-10,000ppm的組分(A)濃度下使用。
根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)的類型，該組合物可以不在水稀釋液系統(tǒng)中使用，而是將其以乳膏或軟膏的形式涂抹并分布在目標(biāo)物質(zhì)之上。在這種情況下，組分(A)以被溶解、分散并乳化在合適溶劑中的形式而被提供，并且優(yōu)選在1-10,000ppm的濃度下使用。
本發(fā)明還提供了通過將該生物膜控制劑組合物與微生物接觸，以除去已經(jīng)形成的生物膜的方法。在該情況下，優(yōu)選地，生物膜控制劑組合物和微生物之間的接觸連續(xù)進(jìn)行。
本發(fā)明的產(chǎn)品可以用于可能易于受生物膜危害的廣泛領(lǐng)域中。例如，該產(chǎn)品可以用于細(xì)菌污染高危的食品制造或飲料制造廠用的清潔劑，以及用于廚房中的排水溝或排水管。而且，該組合物可以用于冷卻含水系統(tǒng)，例如工業(yè)冷卻塔、脫鹽裝置、紙漿和紙制造系統(tǒng)，以及用于循環(huán)含水系統(tǒng)通道，例如浴槽、水池和人工池。其也可以應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備用清潔劑，該醫(yī)療設(shè)備易于形成生物膜，例如，內(nèi)窺鏡、導(dǎo)管和透析儀。此外，該產(chǎn)品是高度安全的，因此，可以用于人用的清潔劑、牙膏、口腔護(hù)理劑、假牙護(hù)理劑和隱形眼鏡清潔劑。
實(shí)施例 實(shí)施例1生物膜控制劑組合物的配制，以及抑制生物膜形成的能力的實(shí)驗(yàn) 組分(A)R1O-(EO)p-H (A-1)C8醇(KALCOL 0898，Kao Corp.制造，R1＝C8烷基，p＝0) (A-2)C10醇(KALCOL 1098，Kao Corp.制造，R1＝C10烷基，p＝0) (A-3)C12醇(KALCOL 2098，Kao Corp.制造，R1＝C12烷基，p＝0) (A-4)C14醇(KALCOL 4098，Kao Corp.制造，R1＝C14烷基，p＝0) (A-5)C10醇的3摩爾環(huán)氧乙烷加合物(NIKKOL BD-3SY，NikkoChemicals Co.，Ltd.制造，R1＝C10烷基，p＝3) (A-6)C12醇的1摩爾環(huán)氧乙烷加合物(NIKKOL BL-1SY，NikkoChemicals Co.，Ltd.制造，R1＝C12烷基，p＝1) (A-7)C12醇的2摩爾環(huán)氧乙烷加合物(NIKKOL BL-2SY，NikkoChemicals Co.，Ltd.制造，R1＝C12烷基，p＝2) (A-8)C12醇的3摩爾環(huán)氧乙烷加合物(NIKKOL BL-3SY，NikkoChemicals Co.，Ltd.制造，R1＝C12烷基，p＝3) (A-9)C12醇(反式2-十二烯-1-醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1＝C12烯基，p＝0) (A-10)C12醇(仲)(2-十二烷醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1＝C12烷基，p＝0) (A-11)C12醇(2-丁基-1-辛醇，Sigma-Aldrich，Inc.制造，R1＝C12支鏈烷基，p＝0) 組分(A′)R1′O-(EO)p-H (A′-1)C1醇(甲醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C1烷基，p＝0) (A′-2)C2醇(乙醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C2烷基，p＝0) (A′-3)C3醇(1-丙醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C3烷基，p＝0) (A′-4)C4醇(1-丁醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C4烷基，p＝0) (A′-5)C16醇(KALCOL 6098，Kao Corp.制造，R1′＝C16烷基，p＝0) (A′-6)C18醇(KALCOL 8098，Kao Corp.制造，R1′＝C18烷基，p＝0) (A′-7)C1醇的1摩爾環(huán)氧乙烷加合物(2-甲氧基乙醇，Wako PureChemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C1烷基，p＝1) (A′-8)C1醇的2摩爾環(huán)氧乙烷加合物(2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C1烷基，p＝2) (A′-9)C2醇的1摩爾環(huán)氧乙烷加合物(2-乙氧基乙醇，Wako PureChemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C2烷基，p＝1) (A′-10)C2醇的2摩爾環(huán)氧乙烷加合物(2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C2烷基，p＝2) (A′-11)C4醇的1摩爾環(huán)氧乙烷加合物(2-丁氧基乙醇，Wako PureChemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C4烷基，p＝1) (A′-12)C4醇的2摩爾環(huán)氧乙烷加合物(2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R1′＝C4烷基，p＝2) (A′-13)C20醇(2-辛基-1-十二烷醇，Sigma-Aldrich，Inc.制造，R1′＝C20支鏈烷基，p＝0) (A′-14)C12醇的平均6摩爾環(huán)氧乙烷加合物(EMULGEN 108，KAO Corp.制造，R1′＝C12烷基，p＝6(平均)) (A′-15)C12醇的平均9摩爾環(huán)氧乙烷加合物(EMULGEN 109，KAO Corp.制造，R1′＝C12烷基，p＝9(平均)) 組分(A)R2-SH(2) (A-21)C8硫醇(1-辛硫醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R2＝C8烷基) (A-22)C10硫醇(1-癸硫醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R2＝C10烷基) (A-23)C12硫醇(THIOKALCOL20，KAO Corp.制造，R2＝C12烷基) (A-24)C12硫醇(叔)(叔十二硫醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R2＝C12烷基) 組分(A′)R2′-SH (A′-21)C3硫醇(1-丙硫醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R2′＝C3烷基) (A′-22)C3硫醇(仲)(2-丙硫醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R2′＝C3烷基) (A′-23)C6硫醇(1-己硫醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R2′＝C6烷基) (A′-24)C16硫醇(1-十六硫醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R2′＝C16烷基) (A′-25)C18硫醇(1-十八硫醇，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R2′＝C18烷基) 組分(A)R3O-CO-CH3 (3) (A-31)C8醇-乙酸酯(乙酸辛酯，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R3＝C8烷基) (A-32)C10醇-乙酸酯(乙酸癸酯，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R3＝C10烷基) (A-33)C12醇-乙酸酯(乙酸十二醇酯，Wako Pure ChemicalIndustries，Ltd.制造，R3＝C12烷基) 組分(A′)R3′O-CO-CH3 (A′-31)C2醇-乙酸酯(乙酸乙酯，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R3′＝C2烷基) (A′-32)C4醇-乙酸酯(乙酸丁酯，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R3′＝C4烷基) (A′-33)C6醇-乙酸酯(乙酸己酯，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R3′＝C6烷基) (A′-34)C16醇-乙酸酯(乙酸十六醇酯，Wako Pure ChemicalIndustries，Ltd.制造，R3′＝C16烷基) (A′-35)C18醇-乙酸酯(乙酸十八醇酯，Wako Pure ChemicalIndustries，Ltd.制造，R3′＝C18烷基) 組分(A)
(A-41)C8胺(FARMIN 08D，KAO Corp.制造，R5＝C8烷基，m+n＝0) (A-42)C10胺(癸胺，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R5＝C10烷基，m+n＝0) (A-43)C12胺(FARMIN 20D，KAO Corp.制造，R5＝C12烷基，m+n＝0) (A-44)C12胺鹽酸鹽(十二胺鹽酸鹽，Wako Pure ChemicalIndustries，Ltd.制造，R5＝C12烷基，m+n＝0) (A-45)椰油胺(cocoamine)(FARMIN CS，KAO Corp.制造，R5＝C8-14烷基(椰子組合物)，m+n＝0) (A-46)椰油胺乙酸酯(ACETAMIN 24，KAO Corp.制造，R5＝C8-14烷基(椰子組合物)，m+n＝0) (A-47)椰油胺的2摩爾環(huán)氧乙烷加合物(AMIET 102，KAO Corp.制造，R5＝C8-14烷基(椰子組合物)，m+n＝2(平均)) (A-48)椰油胺的5摩爾環(huán)氧乙烷加合物(AMIET 105，KAO Corp.制造，R5＝C8-14烷基(椰子組合物)，m+n＝5(平均)) 組分(A′)
(A′-41)C3胺(丙胺，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R5′＝C3烷基，m+n＝0) (A′-42)C3胺鹽酸鹽(鹽酸丙胺，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R5′＝C3烷基，m+n＝0) (A′-43)C6胺(己胺，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R5′＝C6烷基，m+n＝0) (A′-44)C6胺鹽酸鹽(鹽酸己胺，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造，R5′＝C6烷基，m+n＝0) (A′-45)氫化牛脂胺(tallow amine)(FARMIN 86T，KAO Corp.制造，R5′＝C16，18烷基，m+n＝0) (A′-46)C18胺(FARMIN 80，KAO Corp.制造，R5′＝C18烷基，m+n＝0) (A′-47)油胺(oleylamine)(FARMIN O，KAO Corp.制造，R5′＝C18烯基，m+n＝0) (A′-48)氫化牛脂胺的2摩爾環(huán)氧乙烷加合物(AMIET 302，KAOCorp.制造，R5′＝C16，18烷基，m+n＝2) (A′-49)氫化牛脂胺的20摩爾環(huán)氧乙烷加合物(AMIET 320，KAOCorp.制造，R5′＝C16，18烷基，m+n＝20) 組分(B)酶 (B-1)蛋白水解酶(Alcalase 2.5L，Type DX，Novozymes制造) (B-2)蛋白水解酶(Savinase 16L，Type EX，Novozymes制造) (B-3)葡聚糖酶和蛋白水解酶混合物(Tunicase FN，Daiwa KaseiK.K.制造) (B-4)海藻酸裂解酶(Alginate Lyase S，Nagase Chemtex Corp.制造) (B-5)右旋糖酐酶(Dextranase L“Amano”，Amano Enzyme Inc.制造) (B-6)淀粉酶(Duramyl，Novozymes制造) 組分(C)表面活性劑(括號(hào)()內(nèi)的數(shù)字代表環(huán)氧乙烷的平均加成摩爾數(shù)。] <陰離子表面活性劑> (C-1)月桂基硫酸鈉(EMAL 0，Kao Corp.制造) (C-2)聚氧乙烯(2)月桂基醚硫酸鈉(EMAL 20C，Kao Corp.制造) <非離子表面活性劑> (C-3)聚氧乙烯(12)月桂醚(EMULGEN 120，Kao Corp.制造) (C-4)月桂基葡糖苷(MYDOL 12，Kao Corp.制造) (C-5)聚氧乙烯(20)脫水山梨糖醇單月桂酸酯(RHEODOLTW-L120，Kao Corp.制造) <兩性表面活性劑> (C-6)月桂基二甲基氧化胺(AMPHITOL 20N，Kao Corp.制造) 將組分(A)或(A′)的濃度固定在1wt％(活性含量)。將組分(B)的濃度設(shè)定在1wt％(表觀)。組分(C)的濃度選自1wt％、3wt％、6wt％和10wt％(活性含量)。其余部分用離子交換水配制，以制備制劑。將該制劑用Mueller-Hinton肉湯(Nippon Becton Dickinson Co.，Ltd.制造)稀釋至1wt％，量取其2mL等份置于24-孔微量培養(yǎng)板(AsahiTechno Glass Corp.制造)中。
將綠膿假單胞菌NBRC 13275、粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratia marcescens)NBRC 12648和肺炎克雷白桿菌(Klebsiella pneumoniae)ATCC 13883用大豆-酪蛋白消化瓊脂(SCD瓊脂培養(yǎng)基Nihon Pharmaceutical Co.，Ltd.制造)在37℃下分別預(yù)培養(yǎng)24小時(shí)，以形成菌落，使用無菌竹簽從其中將極小量細(xì)菌分別接種到微量培養(yǎng)板上的檢測(cè)溶液中。將其在37℃下孵育48小時(shí)后，棄去培養(yǎng)液。肉眼觀察粘附在微量培養(yǎng)板壁上的生物膜形成的狀態(tài)。對(duì)生物膜的狀態(tài)評(píng)價(jià)如下其中培養(yǎng)板壁表面的0-20％被生物膜覆蓋的狀態(tài)為A，其中其20-40％被生物膜覆蓋的狀態(tài)為B，其中其40-60％被生物膜覆蓋的狀態(tài)為C，其中其60％或更多被生物膜覆蓋的狀態(tài)為D。結(jié)果顯示在表1-1至1-9中。









可以確認(rèn)，使用本發(fā)明的產(chǎn)品可以顯著抑制生物膜的形成。而且，使用酶和表面活性劑(由通式(1)所代表，其中p代表平均6或9)的產(chǎn)品(比較例47-50)沒有效果。
實(shí)施例2生物膜控制劑組合物的配制，以及去除生物膜的能力的實(shí)驗(yàn) 將組分(A)或(A′)的濃度固定在1wt％(活性含量)。將組分(B)的濃度設(shè)定在1wt％(表觀)。組分(C)的濃度選自1wt％、3wt％、6wt％和10wt％(活性含量)。其余部分用離子交換水配制，以制備制劑。將該配制的組合物用離子交換水稀釋至1wt％，以制備生物膜控制劑。
將綠膿假單胞菌NBRC 13275、粘質(zhì)沙雷氏菌NBRC 12648和肺炎克雷白桿菌ATCC 13883用大豆-酪蛋白消化瓊脂[SCD瓊脂培養(yǎng)基Nihon Pharmaceutical Co.，Ltd.制造]在37℃下分別預(yù)培養(yǎng)24小時(shí)，以形成菌落，使用無菌竹簽從其中將極小量細(xì)菌接種到微量培養(yǎng)板上，并向其中倒入2mL/孔的Mueller Hinton肉湯。將其在37℃下孵育48小時(shí)后，棄去培養(yǎng)液。由此使生物膜形成，并粘附于微量培養(yǎng)板的壁上。之后立即向微量培養(yǎng)板中倒入2mL制備的生物膜控制劑，并使其在40℃下在其上作用20分鐘。然后，棄去生物膜控制劑。肉眼觀察微量培養(yǎng)板壁上的生物膜的殘余狀態(tài)。對(duì)生物膜的殘余狀態(tài)評(píng)價(jià)如下其中培養(yǎng)板壁表面的0-20％被生物膜覆蓋的狀態(tài)為A，其中其20-40％被生物膜覆蓋的狀態(tài)為B，其中其40-60％被生物膜覆蓋的狀態(tài)為C，其中其60％或更多被生物膜覆蓋的狀態(tài)為D。結(jié)果顯示在表1-1至1-9中。
可以確認(rèn)，使用本發(fā)明的產(chǎn)品可以很容易地除去生物膜。用酶配制的比較產(chǎn)品觀察到具有一定程度的效果，但不理想。而且，使用酶和表面活性劑(由通式(1)所代表，其中p代表6或9)的產(chǎn)品(比較例47-50)效果不足。
實(shí)施例3利用硅膠管(silicon tube)的生物膜控制實(shí)驗(yàn) 將綠膿假單胞菌NBRC13275和肺炎克雷白桿菌ATCC 13883分別使用大豆-酪蛋白消化瓊脂(SCD瓊脂培養(yǎng)基Nihon Pharmaceutical Co.，Ltd.制造)在37℃下預(yù)培養(yǎng)24小時(shí)。將瓊脂培養(yǎng)基上每種細(xì)菌的菌落環(huán)接種到1L Mueller Hinton肉湯(Becton Dickinson)中。使用Cole-Parmer Instrument Company制造的Masterflex定量泵系統(tǒng)(系統(tǒng)模型(system model)No.7553-80，泵頭(Head)No.7016-21)，使含有懸浮在其中的細(xì)菌的培養(yǎng)液在Aram Corp.制造的硅膠管(內(nèi)徑5mm，外徑7mm)中在30℃下以50-60mL/min的流速循環(huán)48小時(shí)。從而使生物膜在硅膠管內(nèi)的表面上形成。棄去培養(yǎng)液。將實(shí)施例1中的實(shí)施例產(chǎn)品6、12、38、51、55和58以及比較產(chǎn)品3、21、28、34、38、51、58、70、75和80的濃度分別用離子交換水調(diào)節(jié)至0.25wt％或0.1wt％，而且，Mueller-Hinton肉湯的濃度用離子交換水調(diào)節(jié)至10wt％。以相同的方式將10wt％的Mueller Hinton肉湯的溶液(未補(bǔ)充有制劑)作為對(duì)照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
將實(shí)驗(yàn)溶液分別在30℃下以50-60mL/min的流速進(jìn)行循環(huán)。在0(處理之前)、5、12、24和48小時(shí)后，通過肉眼觀察硅膠管內(nèi)的生物膜形成。對(duì)生物膜形成的狀態(tài)評(píng)價(jià)如下沒有形成的狀態(tài)為A，生物膜形成開始以后在硅膠管內(nèi)的表面上有輕微著色的狀態(tài)為B，生物膜形成明顯的狀態(tài)為C。
結(jié)果顯示在表2-1至表2-4中。




可以確認(rèn)，本發(fā)明的產(chǎn)品具有優(yōu)異的控制生物膜的能力，因?yàn)槭褂帽景l(fā)明的產(chǎn)品有效地去除了粘附于硅膠管內(nèi)的表面上的生物膜，并且觀察不到形成新的生物膜形成，并且，這種去除并不是由于表面活性劑的清潔作用造成的，因?yàn)閮H僅使用表面活性劑的比較產(chǎn)品不具有效果。因此，這表明抑制生物膜形成的效果與去除生物膜的效果這兩者同時(shí)且有效地發(fā)揮作用對(duì)于生物膜控制來說是非常重要的。另一方面，用酶配制的比較產(chǎn)品(比較產(chǎn)品3、21、34、51、70和75)瞬時(shí)表現(xiàn)出輕微效果，但立刻形成了新的生物膜。
實(shí)施例4生物膜控制劑組合物在40℃下貯存1個(gè)月的生物膜控制實(shí)驗(yàn) 配制下表3-1和3-2所示的生物膜組合物，并使用綠膿假單胞菌NBRC 13275以與實(shí)施例3相同的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示在表3-1和3-2中。


觀察到配有酶穩(wěn)定劑的生物膜控制劑組合物(發(fā)明產(chǎn)品66-81)在40℃下貯存1個(gè)月之后具有類似于剛剛配制后的效果。
權(quán)利要求
1.一種生物膜控制劑組合物，其特征在于，包括以下組分(A)和組分(B)
(A)選自通式(1)、(2)、(3)和(4)所代表的化合物的一種或多種化合物R1O—(EO)p—H (1)
R2—SH (2)
其中，R1、R2、R3和R5各自代表具有8-14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基；R4代表氫原子或具有1-3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；EO代表乙烯氧基；p代表0-3的整數(shù)；且m和n各自代表平均加成摩爾數(shù)，且m+n代表0-15的數(shù)；和
(B)酶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物膜控制劑組合物，其特征在于，進(jìn)一步包括(C)除組分(A)之外的表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物膜控制劑組合物，其特征在于，所述表面活性劑(C)是選自陰離子表面活性劑和除組分(A)之外的非離子表面活性劑的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的生物膜控制劑組合物，其特征在于，所述組分(B)是選自水化酶和裂解酶的一種或多種酶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的生物膜控制劑組合物，其特征在于，進(jìn)一步包括(D)酶穩(wěn)定劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物膜控制劑組合物，其特征在于，所述酶穩(wěn)定劑(D)是選自硼酸或其鹽、多元醇、甲酸或其鹽、和水溶性含鈣化合物的一種或多種。
7.一種抑制生物膜形成的方法，其特征在于，所述方法通過使如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的生物膜控制劑組合物與微生物接觸，并除去已經(jīng)形成的生物膜，來抑制生物膜形成。
8.一種組合物作為生物膜控制劑的用途，其特征在于，所述組合物包括以下組分(A)和組分(B)
(A)選自通式(1)、(2)、(3)和(4)所代表的化合物的一種或多種化合物
R1O—(EO)p—H (1)
R2—SH (2)
其中，R1、R2、R3和R5各自代表具有8-14個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基或烯基；R4代表氫原子或具有1-3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；EO代表乙烯氧基；p代表0-3的整數(shù)；且m和n各自代表平均加成摩爾數(shù)，且m+n代表0-15的數(shù)；和
(B)酶。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在多種領(lǐng)域中用于控制生物膜的形成、或者用于促進(jìn)生物膜的去除的組合物，該生物膜由微生物和產(chǎn)生微生物的物質(zhì)組成，還提供一種用于抑制生物膜形成以及用于除去生物膜的方法。本發(fā)明提供一種生物膜控制劑組合物，其含有以下組分(A)和組分(B)(A)選自通式(1)、(2)、(3)和(4)所代表的化合物的一種或多種化合物(其中，R1、R2、R3和R5各自代表烷基或烯基；R4代表氫原子或烷基；EO代表乙烯氧基；p代表0-3的整數(shù)；且m和n各自代表平均加成摩爾數(shù)，且m+n代表0-15的數(shù))；和(B)酶。
文檔編號(hào)A01N63/00GK101448399SQ20078001869
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者磯部和雄, 岡野哲也, 巖崎慎也, 岡內(nèi)優(yōu)司 申請(qǐng)人:花王株式會(huì)社