r>[0055] 在本發(fā)明范圍內(nèi)，"樹脂"是指通過共價(jià)化學(xué)鍵連接至所述加合物間隔基-異卟啉 的惰性支持物。在本
【發(fā)明內(nèi)容】
中，樹脂、基質(zhì)和固體支持物用作為同義詞。樹脂可以是任何 品質(zhì)，條件是它對所述光敏劑的光化學(xué)反應(yīng)是惰性的。所述樹脂可以是無機(jī)的或有機(jī)的，有 機(jī)樹脂通常是高分子化合物。
[0056] 在本發(fā)明范圍內(nèi)，"間隔基"是指具有結(jié)合至所述樹脂的第一部分和結(jié)合至所述異 卟啉的第二部分的分子。"間隔基"在本發(fā)明中用作為"接頭"（linker)的同義詞。在下文中 將更詳細(xì)的公開其特征。
[0057]在本發(fā)明范圍內(nèi)，"加合物"（adduct)是指化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，其導(dǎo)致通過一或多個(gè) 共價(jià)鍵或基于親和力的穩(wěn)定相互作用的形成在兩個(gè)或多個(gè)化學(xué)實(shí)體之間形成加合產(chǎn)物。
[0058] 在本發(fā)明范圍內(nèi)，"異卟啉"是指攜帶有四吡咯大環(huán)的化合物。其包括例如卟啉及 其類似物。
【附圖說明】
[0059] 圖1:圓柱形照射室（1)的示例性代表，其包含若干填充有所述樹脂-間隔基-異卟 啉加合物的塑料過濾器(4)。特征是成錐形輻射光并位于所述照射室壁上的LED光源(3)照 射所述過濾器。還示出了用于水進(jìn)入的入口通道(2'）和用于水排出的出口通道(2"）。機(jī)械 過濾器位于水進(jìn)入所述照射室的入口點(diǎn)(6'）和水排出所述照射室的出口點(diǎn)(6"）。
[0060] 圖2:A:所述LED(3)沿著所述照射室（1)的壁分布的俯視圖。B:固定至所述照射室 的壁上的LED源及其錐形光輻射的側(cè)視圖。C:本發(fā)明的一【具體實(shí)施方式】的實(shí)施例，其顯示在 待定位在所述照射室中的軟管(5)內(nèi)的光源(3)的排列。
[0061] 圖3:填充有所述樹脂-間隔基-異卟啉加合物顆粒的微米大小的塑料過濾器的展 開圖（實(shí)例A)。實(shí)例B表示本發(fā)明的一不同的實(shí)施方式，其中所述樹脂-間隔基-異卟啉加合 物被放置在漂浮在水中的織物的表面上。
[0062] 圖4:圓柱形照射室的示例性代表，其任選配備有機(jī)械攪拌器(為簡便起見并未示 出）以及儲氣器(9)，從該儲氣器(9)將空氣鼓泡進(jìn)入流經(jīng)過所述室的水中。該儲氣器(9)通 過通道(8)連接至所述室;所述空氣通過定位于所述照射室頂部的排氣口設(shè)備（12)排出所 述室。因此產(chǎn)生抵消所述水流的氣流(黑色箭頭，11)。
[0063] 圖5:圓柱形照射室的示例性代表，其配備有機(jī)械攪拌器(7)和若干個(gè)交替地放置 在所述照射室的相對側(cè)上的導(dǎo)流器(1 〇)。
[0064]圖6:用于消毒微生物污染的水的系統(tǒng)的典型代表，所述系統(tǒng)包括本發(fā)明所述的裝 置(照射室)和其它部件。
[0065] 圖7:懸浮在PBS中的CM-葡聚糖凝膠-C1卟啉加合物(CM-Sephadex_Cl)(a)和經(jīng)1天 的孵育之后通過離心獲得的上清液(b)的可見吸收光譜。C1B卜啉濃度:0.5mg/ml。
[0066]圖8:懸浮在roS中的CM-葡聚糖凝膠-?；撬?C1卟啉加合物(a)和經(jīng)1天的孵育之 后通過離心獲得的上清液(b)的可見吸收光譜。C1B卜啉濃度:0.5mg/ml。
[0067]圖9:懸浮在roS中的CM-葡聚糖凝膠-C1卟啉加合物(a)和經(jīng)14天的孵育之后通過 離心獲得的上清液(b)的可見吸收光譜。C1B卜啉濃度:0.5mg/ml。
[0068]圖10:懸浮在roS中的CM-葡聚糖凝膠-?；撬?C1撲啉加合物(a)和經(jīng)14天的孵育 之后通過離心獲得的上清液(b)的可見吸收光譜。C1B卜啉濃度:0.5mg/ml。
[0069] 圖11:懸浮在roS中的CM-葡聚糖凝膠-C1B卜啉加合物(a)和經(jīng)21天的孵育之后通過 離心獲得的上清液(b)的可見吸收光譜。C1B卜啉濃度:0.5mg/ml。
[0070] 圖12:懸浮在ros中的CM-葡聚糖凝膠-?；撬?C1卟啉加合物(a)和經(jīng)21天的孵育 之后通過離心獲得的上清液(b)的可見吸收光譜。C1B卜啉濃度:0.5mg/ml。
[0071] 圖13:通過對3,000g的樣本CM葡聚糖凝膠-C1B卜啉(b)和CM葡聚糖凝膠-牛磺酸-C1 卟啉(a)(其已在中性含水介質(zhì)中孵育1個(gè)月）的水懸浮液離心獲得的上清液的可見光波長 間隔中的可見吸收光譜。C1濃度:0.5mg/ml。
[0072]發(fā)明詳述
[0073] 所述樹脂-間隔基-異卟啉加合物
[0074] 所述樹脂-間隔基-異卟啉加合物是本發(fā)明的目標(biāo)。
[0075] 所述加合物解決了在前面討論的現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)問題和需求，還提供了廉價(jià)和易 接近性的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
[0076] 現(xiàn)在將詳細(xì)描述所述加合物的各組分。
[0077] 所述樹脂的特征是容易被水溶劑化和/或溶脹，并在含水介質(zhì)中是化學(xué)穩(wěn)定的。
[0078] 所述樹脂被-(CH2) nC00H基團(tuán)羧基化或-(CH2) nS03H基團(tuán)磺化，其中η是0至3。
[0079]適用于本發(fā)明的樹脂是例如選自：硅膠，纖維素，玻璃，聚合物，包括聚丙烯酰胺凝 膠珠或聚苯乙烯-聚（乙二醇)接枝共聚物樹脂，和光學(xué)纖維。
[0080] 所述樹脂可以是各種大小、形狀和幾何結(jié)構(gòu)，包括平面，類球狀珠粒，和細(xì)纖維 (thin fiber)。
[0081] 合適的樹脂可以從商業(yè)來源獲得或通過本領(lǐng)域已知的方法合成。
[0082] 優(yōu)選地，所述樹脂呈珠粒形狀。
[0083] 當(dāng)所述樹脂呈珠粒形狀時(shí)，其可具有不同的孔隙度。例如，所述葡聚糖凝膠G-25衍 生物的孔隙度為20至50μπι，而所述葡聚糖凝膠G-75衍生物的孔隙度為40至120μπι。
[0084] 優(yōu)選地，所述樹脂是由水合二氧化硅或葡聚糖多糖衍生合成獲得。
[0085] 更優(yōu)選地，所述樹脂是纖維素，Sephadexκ或Sepharoseκ。
[0086] 纖維素是由約10,000個(gè)葡萄糖殘基構(gòu)成的分子，所述葡萄糖殘基的每一個(gè)攜帶三 個(gè)反應(yīng)性羥基，所述反應(yīng)性羥基在相鄰的鏈中形成氫鍵，從而壓縮所述鏈和/或允許添加官 能團(tuán)以增加水溶性。Sephadex?是交聯(lián)葡聚糖凝膠的商品名稱，其具有衍生的官能離子基 團(tuán)，以產(chǎn)生表面負(fù)電荷。SepharoseK'是從海藻提取的交聯(lián)多糖聚合物的商品名稱，在表面 攜帶親水性官能團(tuán)。
[0087] 所述樹脂可以是市售的或它們可以通過本領(lǐng)域已知的方法合成得到。
[0088] 例如，當(dāng)所述樹脂是由纖維素制得時(shí)，獲得羧甲基纖維素(CMC)衍生物;其改進(jìn)了 水溶性，并提供用于額外的官能團(tuán)（例如氨基基團(tuán)）的通過非常穩(wěn)定的共價(jià)鍵的潛在的結(jié)合 位點(diǎn)。
[0089] 所述間隔基是雙配位基化合物，其包含共價(jià)結(jié)合至所述樹脂的第一部分和帶負(fù)電 荷的第二部分，所述第二部分與加合物中卟啉的帶正電荷部分形成穩(wěn)定的離子鍵。
[0090] 所述間隔基S具有以下通式：
[0091] A-X-B
[0092] 其中A是共價(jià)結(jié)合至樹脂的部分，其選自：氨基、醇基和巰基，
[0093] X是（CH2) z，其中 z是 1 -20，或者X是（〇-CH2-CH2) y，其中 y是 1-50，或者X是式[HN-CH (CH2-CH2-CH2-CH2-NH 2) -CO ] w的聚賴氨酸肽，其中 W是 1 -20，
[0094]以及B是帶負(fù)電荷的部分，其與所述加合物的異卟啉P的帶正電荷的部分形成離子 鍵。
[0095] 優(yōu)選地，A是氨基。
[0096] 優(yōu)選地，B 是羧酸根基團(tuán)（carboxylate group)、磺酸根基團(tuán)（sulphonate group) 和酸根基團(tuán)（phenolate group)。
[0097] 可根據(jù)末端異卟啉分子(P)所需的能動性和親水性程度選擇X。
[0098] 在一實(shí)施方式中，X是如上定義的聚賴氨酸肽，其中任意賴氨酸單元可以是D或L構(gòu) 型。在所述賴氨酸部分的側(cè)鏈中的氨基基團(tuán)在生理pH值是帶正電荷的，因此增強(qiáng)了由所述 卟啉部分(P)的正電荷所帶來的在所述加合物與存在于所述微生物細(xì)胞表面的帶負(fù)電荷基 團(tuán)之間的相互作用。
[0099]在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述間隔基是牛磺酸(2-氨基-乙磺酸），其中A是氨基，B是 磺酸根基團(tuán)，X是(CH2)2。由于磺酸典型的高水平酸強(qiáng)度，所述磺酸根基團(tuán)保持完全解離，因 而帶負(fù)電荷，即使在中等酸性的含水介質(zhì)中亦是如此。
[0100]通過所述異卟啉分子獲得的柔性以及由于選定長度的間隔基的存在而導(dǎo)致在所 述卟啉和所述樹脂之間存在的預(yù)定距離允許實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：
[0101] a)水對所述異卟啉的溶劑化，從而降低在相鄰異卟啉部分之間的3T-3T吸引相互作 用的強(qiáng)度以及使產(chǎn)生聚集的卟啉聚集體的傾向最小化；
[0102] b)由于所述異卟啉的易接近性，所述能量從電子激發(fā)的光敏劑傳遞至氧，從而最 優(yōu)化尚反應(yīng)性氧物質(zhì)的收率；
[0103] c)所述光敏劑與在細(xì)菌和真菌細(xì)胞外表面處的帶負(fù)電荷基團(tuán)陣列的直接接觸，因 此增強(qiáng)了對所述微生物細(xì)胞的構(gòu)成的光誘導(dǎo)損傷率和幾率。
[0104] 本發(fā)明所述加合物的組分P是異卟啉，所述異卟啉選自：撲啉，還原卟啉，撲啉異構(gòu) 體，酞菁和萘酞菁。
[0105] 當(dāng)P是卟啉時(shí)，其具有以下通式(I):
[0106]
[0107] 其中：
[0108] T是選自吡啶基、哌啶基和嘧啶基的雜環(huán)；
[0109] 辦=此=1?3是-〇13，以及
[0110] R4選自：直鏈或支鏈、飽和或不飽和的&-C22烴鏈，C6-C1Q芳環(huán)，包含一或多個(gè)選自 氧、硫和氮的雜原子的C6-C1Q芳香雜環(huán)，和/或混合的Cl-C22烷基-C6-C1Q芳族部分。
[0111] 優(yōu)選地，T是吡啶基。
[0112] 優(yōu)選地，R4是直鏈或支鏈、飽和或不飽和的&-C22烷基鏈。
[0113] 更優(yōu)選地，R4選自：-CH3，-CH2 (CH2)4CH3，-ch2 (CH2) 8CH3，-ch2 (CH2) 1()CH3，-ch2 (CH2) I2CH3，-CH2 ( CH2 ) I6CH3或-CH2 ( CH2 ) 20CH3 o
[0114] 最優(yōu)選地，R4 是-ch3，-ch2 (CH2) 1()CH3 或-ch2 (CH2) 12CH3。
[0115] 本發(fā)明在其范圍內(nèi)涵蓋式(I)化合物的所有可能的立體異構(gòu)體，Z和E異構(gòu)體，光學(xué) 異構(gòu)體和它們的混合物。
[0116] 優(yōu)選的卟啉是：
[0117] 中位-四（^1^-甲基_[1比啶基）卟吩（01)(1116 80-七61^&(^1^-11161:1171-pyridyl)porphine)；
[0118] 中位-三(N-甲基-吡啶基），單(N-十二烷基-吡啶基)卟吩(C12);
[0119] 和中位-三(N-甲基-吡啶基），單(N-十四烷基-吡啶基)Π 卜吩(C14)。
[0120] 通常，對于水消毒，優(yōu)先采用中位取代的卟啉。中位取代的卟啉是包含位于所述四 吡咯母核的中位的一至四個(gè)季銨化氮的卟啉，其中正電荷是通過使所述氮原子通過其孤電 子對與長度為1-20個(gè)碳原子的烴鏈結(jié)合來產(chǎn)生:這樣的中位單取代的-至中位四取代的卟 啉已被證實(shí)被賦予顯著的包括抗生素耐藥菌株的抗革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的光毒 性（E.Reddi等人，2002，Photophysical