專利名稱：水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用抗微生物劑組合物處理密閉冷卻水系統(tǒng)中的水的方法。
背景技術(shù)：
如美國專利第3761488號(hào)所揭示，異噻唑啉酮抗微生物劑的一種已知應(yīng)用是處理水冷卻系統(tǒng)。但是最常用于工業(yè)水冷卻系統(tǒng)中的異噻唑啉酮抗微生物劑是5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的3∶1混合物。該混合物具有一些缺點(diǎn)，包括5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮在高pH值和高溫條件下相對(duì)不穩(wěn)定。出于相同的原因，以及由于抗微生物劑制劑中存在非水性溶劑、鹽和揮發(fā)性有機(jī)化合物，其它用于冷卻水系統(tǒng)中的抗微生物劑制劑也不利于應(yīng)用。
本發(fā)明所解決的問題是提供一種不具有上述缺陷的對(duì)密閉冷卻系統(tǒng)中的水進(jìn)行處理的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種方法，該方法通過加入包含2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的組合物，對(duì)pH值至少為7、溫度至少為25℃的密閉冷卻系統(tǒng)中的水進(jìn)行處理；所述組合物基本不含非水溶劑、揮發(fā)性有機(jī)化合物和鹵化的抗微生物劑；其中2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的含量足以使2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮在水中的濃度為15-500ppm。
本發(fā)明還涉及通過加入MI控制使用中的金屬加工液系統(tǒng)中分枝細(xì)菌(革蘭陽性，抗酸細(xì)菌)的方法。
具體實(shí)施例方式
“MI”或“MIT”是2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，也稱為2-甲基-3-異噻唑啉酮?！癈MI”是5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，也稱為5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮。
除非上下文中另有清楚說明，本文所用的以下術(shù)語如下定義。術(shù)語“殺微生物劑”表示能夠抑制或控制某一部位的微生物生長的化合物；殺微生物劑包括殺菌劑、殺真菌劑和殺藻劑。術(shù)語“微生物”包括例如真菌(例如酵母菌和霉菌)、細(xì)菌和藻類。術(shù)語“部位”表示易受微生物污染的工業(yè)系統(tǒng)或產(chǎn)品。術(shù)語“密閉冷卻系統(tǒng)”表示包含用于工業(yè)冷卻用途的水的系統(tǒng)，所述冷卻水不能開放蒸發(fā)，在此系統(tǒng)中，水損失小于循環(huán)速率的5％。在說明書中使用以下縮寫ppm＝重量份/一百萬重量份(重量/重量)，mL＝毫升，AI＝活性組分，即異噻唑啉酮的總量。除非另外說明，溫度的單位為攝氏度(℃)，百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
本發(fā)明所用的組合物優(yōu)選包含20-95％的水和5-80％的MI，但是基本不含非水性溶劑，即這種溶劑的含量小于2％，或者小于1％，或者小于0.5％，或者小于0.1％。該組合物基本不含揮發(fā)性有機(jī)化合物(根據(jù)EPA規(guī)定限制)，即其中這種化合物的含量小于2％，或者小于1％，或者小于0.5％，或者小于0.1％。該組合物基本不含鹵化的抗微生物劑，即其中這種抗微生物劑的含量小于0.5％，或者小于0.1％，或者小于100ppm，或者小于50ppm。鹵化的抗微生物劑包括例如CMI，其經(jīng)常與MI一起存在于商業(yè)抗微生物劑中；2-溴-2-硝基-1-丙烷-1，3-二醇(BNPD)；和2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述組合物基本不含除MI以外的任何抗微生物劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述組合物基本不含金屬，即其中金屬離子的含量小于0.4％，或者小于0.2％，或者小于0.1％。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)將所述組合物描述為基本不含某種組分時(shí)，冷凝水基本不含這些組分，即這些組分沒有單獨(dú)加入冷凝水中。
所述組合物可與緩蝕劑一起使用，緩蝕劑包括例如亞硝酸鹽、鉻酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽、吡咯和膦酸鹽，這些緩蝕劑可以單獨(dú)加入冷卻水中。緩蝕劑中的金屬在冷卻水中的含量可以大于本發(fā)明組合物中任何痕量金屬所產(chǎn)生的含量。
本發(fā)明的組合物還可與防垢劑一起使用，防垢劑包括例如聚羧酸，例如聚丙烯酸、聚馬來酸和聚天冬氨酸；或者磷酸鹽或膦酸鹽。防垢劑可以單獨(dú)加入冷卻水中，其用量小于1ppm，小于10ppm，或小于100ppm。防垢劑中所含的金屬也可超過本發(fā)明組合物所提供的金屬的含量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，冷卻水中MI的濃度至少為20ppm，或者至少為25ppm，或者至少為30ppm，或者至少為40ppm，或者至少為50ppm，或者至少為60ppm；較佳的是，MI的濃度不大于300ppm，或者不大于250ppm，或者不大于200ppm，或者不大于150ppm，或者不大于125ppm。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，冷卻水的pH值至少為7.5，或者至少為8，或者至少為8.5?；蛘咧辽贋?；較佳的是，所述pH值不大于12，或者不大于11.5，或者不大于11，或者不大于10.5。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述冷卻水的溫度至少為30℃，或者至少為35℃，或者至少為40℃；較佳的是，冷卻水的溫度不高于70℃，或者不高于60℃。
“利用甲基異噻唑啉酮抗微生物劑控制金屬加工液中分枝細(xì)菌的生長”以下實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)支持利用2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(MIT)抗微生物劑來控制新近從使用中的金屬加工液系統(tǒng)中識(shí)別和回收的分枝細(xì)菌(革蘭陽性，抗酸細(xì)菌)的概念。這些實(shí)驗(yàn)室樣品和實(shí)地樣品的研究結(jié)果表明MIT抗微生物劑對(duì)于控制受到污染的金屬加工業(yè)液體系統(tǒng)中的分枝細(xì)菌生長出奇有效，與已知的金屬加工液抗微生物劑相比更是如此。另外，使用MIT能進(jìn)行一份式、高pH值穩(wěn)定的抗微生物劑處理，所述抗微生物劑不含有或不會(huì)釋放出甲醛，而且不含重金屬、不含溶劑，無嗅。
概述采用標(biāo)準(zhǔn)微生物學(xué)功效方法最小抑菌濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC)測試，測試了金屬加工液工業(yè)中常用的一些抗微生物劑對(duì)分枝桿菌(Mycobacterium)純培養(yǎng)的基本效力水平。在這些測試中，所有這些商業(yè)抗微生物劑在低于它們常規(guī)最大使用率的水平顯示具有抑制或殺死所評(píng)估的兩種分枝桿菌菌株的效力。根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)室效力測試，估計(jì)所有這些抗微生物劑在它們的常規(guī)使用率都應(yīng)具有能殺死實(shí)地的被污染樣品中這些微生物的良好效力。
但是，MIT對(duì)于控制六個(gè)使用中且被污染的金屬加工液體系統(tǒng)的全部樣品中天然產(chǎn)生的分枝細(xì)菌混合群生長時(shí)，得到出入意料的結(jié)果。當(dāng)以最大推薦計(jì)量使用來提供最低效力程度(＞90％殺滅)時(shí)，在實(shí)地收集的受污染液體的所有六份樣品中，MIT的性能優(yōu)于所有其它的商業(yè)金屬加工液抗微生物劑(包括三種異噻唑啉酮產(chǎn)物、氯酚生物殺滅劑和釋放甲醛的(formaldehyde-releasing)三嗪生物殺滅劑)。
背景金屬加工液也稱為金屬機(jī)械加工液或金屬切割液，它們被用于在金屬加工應(yīng)用中進(jìn)行冷卻和潤滑。由于水基金屬加工液在開放的環(huán)境中循環(huán)，其很容易受各種類型的細(xì)菌和真菌的微生物污染。會(huì)遇到各種革蘭陰性和革蘭陽性的細(xì)菌、酵母菌和霉菌。近來在這些金屬加工液中鑒定并回收得到的一種具體革蘭陽性細(xì)菌是分枝分枝桿菌屬，也稱為分枝菌(Mycobacteria)的成員。
分枝菌包括以下細(xì)菌屬，它們是革蘭陽性的，其細(xì)胞壁中包含分枝菌酸，而且使用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌學(xué)方法進(jìn)行抗酸染色時(shí)呈陽性反應(yīng)。近來人們將這些微生物與具體健康問題的發(fā)生連系起來，所述健康問題稱為“超敏性肺病(hypersensitity pneumonities)”(HP)，在可能存在含有這些細(xì)菌的氣溶膠的金屬機(jī)械加工或金屬加工環(huán)境下工作的人員可能會(huì)患上這種疾病(Shelton等，1999，Emerg.Infect.Dis.5270-273；Moore等，2000，AIHJ 62205-213；Kreiss和Cox-Ganser，1997，Am.J.Ind.Med.32423-432)。
最近鑒定的免疫原體(immunogenum)分枝桿菌是金屬加工液中與HP爆發(fā)有關(guān)的分枝菌新種(Wilseon等，2001，Int.J.Syst.Evol.Microbiol.511751-1764)，繼續(xù)又從產(chǎn)生HP問題的其它液體體系中回收到了這種微生物(Wallace等，2002，Appl.Environ.Microbiol.685580-5584；Veillette等，2004，Ann.Occ.Hyg.48541-546)。免疫原體分枝桿菌菌株ATCC 700505和ATCC700506已保藏，獲自美國典型培養(yǎng)物保藏中心(美國弗吉尼亞州，Manassas)。由于即便已經(jīng)用抗微生物劑對(duì)金屬加工液進(jìn)行了處理，但是仍然有HP出現(xiàn)，因此很顯然人們需要改進(jìn)的方法來控制金屬加工液體系中免疫原體分枝桿菌和其它分枝桿菌菌株的生長。
目前有許多抗微生物劑或防腐劑可用于控制金屬加工液體系中的細(xì)菌和真菌。包括5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(CMIT)和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(MIT)生物殺滅劑的3∶1的混合物(CMIT/MIT)，CMIT/MIT加上檸檬酸單銅(MCC)、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(MIT)、釋放甲醛三嗪(六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪)和唑烷(4，4-二甲基唑烷)、對(duì)氯代間甲酚、(PCMC)和1，2-苯并異噻唑啉-3-酮(BIT)。
這些生物殺滅劑在控制條件下進(jìn)行的并列測試中控制多種金屬加工液中具體分枝細(xì)菌的相對(duì)效力的數(shù)據(jù)有限。一篇最近的文章報(bào)道PCMC能夠高度有效地控制實(shí)地受污染系統(tǒng)中的分枝細(xì)菌，但是三嗪和異噻唑啉酮抗微生物劑則不夠有效(Rossmoore等，2004，Lubes“N Greases，四月，20-27)。在金屬加工液中使用PCMC的一個(gè)缺點(diǎn)是在使用時(shí)有強(qiáng)烈的酚類氣味。另一項(xiàng)利用免疫原體分枝桿菌混合群的金屬加工液最新研究顯示，在相同的產(chǎn)物濃度下，異噻唑啉酮抗微生物劑(CMT/MIT)比三嗪、PCMC和唑烷抗微生物劑更有效地快速殺滅微生物(Selvaraju等，2005，Appl.Env.Microbiol，71542-546)。
Rossmoore在最近的專利(美國專利第4608183號(hào))中描述了一種控制金屬加工液中微生物生長的改進(jìn)方法，該方法聯(lián)用異噻唑啉酮和檸檬酸單銅(CMIT/MIT/MCC)。CMIT化合物的協(xié)同作用和改善的穩(wěn)定性提高了金屬加工液的效力和性能。
最近，Rossmoore(美國專利第6951618號(hào))揭示了一種聯(lián)合給予CMIT/MIT產(chǎn)物與MCC來控制與HP相關(guān)分枝細(xì)菌(特別是免疫原體分枝桿菌)生長的方法。該專利顯示，高含量的檸檬酸銅(500ppm)能夠提高氯化的異噻唑啉酮(CMIT)的穩(wěn)定性，所述CMIT是CMIT/MIT混合物中活性最高的異噻唑啉酮，但是很容易被親核化合物迅速降解。但是并非總是需要在金屬加工液中使用高含量的銅，這是由于很高的銅含量會(huì)造成最終使用加工液變色，提高廢液的處理成本和廢物處理成本，還可能帶來腐蝕和金屬沾污的問題。Rossmoore并未在此專利中揭示單獨(dú)使用MIT控制分枝細(xì)菌。因此，人們需要能夠?qū)饘偌庸ひ后w系中的分枝細(xì)菌，特別是免疫原體分枝桿菌進(jìn)行控制的抗微生物劑，這種抗微生物劑的穩(wěn)定性提高，而且不需要添加高含量的金屬或雙重產(chǎn)物計(jì)量(dual productdosing)。
實(shí)施例實(shí)施例1在70℃、pH 9的緩沖溶液中，MI的穩(wěn)定性高于BIT和BNPD抗微生物劑。
概述我們進(jìn)行了研究，以測定MI(2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮)、BIT(1，2-苯并異噻唑啉-3-酮)和BNPD(2-溴-2-硝基丙烷-1，3-二醇)在高pH值和高溫條件下的穩(wěn)定性。MI在70℃、pH 9的緩沖液中儲(chǔ)存56天后，表現(xiàn)出極佳的穩(wěn)定性。并無MI隨時(shí)間損失。在56天的研究中，BIT的穩(wěn)定性降低，在第56天，活性組分損失32％。BNPD在70℃、pH 9的條件下，5小時(shí)后全部降解。
方法用蒸餾水中制備包含0.069M硼酸、0.017M檸檬酸、0.066M磷酸鈉的pH 9緩沖液。將抗微生物劑加入該pH＝9的緩沖溶液中，在70℃的加熱塊(heat block)中進(jìn)行儲(chǔ)存。在5小時(shí)后、1天、3天、7天、23天、30天、35天和56天時(shí)檢測樣品中活性組分的濃度。最初抗微生物劑用量為166ppmMI、199ppmBIT和150ppmBNPD。
使用高壓液相色譜評(píng)價(jià)樣品中活性組分的濃度。從加熱塊中取出樣品，使其冷卻至室溫，持續(xù)30分鐘。然后在25毫升的玻璃樣品瓶中將9.5克去離子水加入0.5克所述樣品中，從而使樣品以1∶20稀釋。所述樣品混合15秒，轉(zhuǎn)移到HPLC樣品管中進(jìn)行分析。HPLC法的分析差異為±10％。
結(jié)果MI在70℃儲(chǔ)存超過56天之后沒有MI。BIT穩(wěn)定性較差，在70℃降解32％。BNPD的穩(wěn)定性很差，在5小時(shí)后觀察到幾乎全部降解。

nt＝未測實(shí)施例2在pH＝7和9時(shí)，存在各種氧化劑和還原劑的條件下MI的穩(wěn)定性高于BIT的概述評(píng)價(jià)有各種氧化還原試劑存在下，第2天和8天時(shí)pH 7.0和9.0的緩沖液中MI和BIT的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示在各種氧化還原條件和pH值升高條件下，MI的穩(wěn)定性高于BIT。當(dāng)pH 9時(shí)，這兩種抗微生物劑都略微被亞硫酸氫鈉降解，但是在pH 7.0時(shí)都被顯著降解。亞硫酸氫鹽是一種已知的異噻唑啉酮去活化劑(尤其是在較低的pH值下)。
方法氧化劑(2mM)包括過氧化氫(H2O2；68ppm)、叔丁基過氧化氫(t-BHP；180ppm)和過硫酸鉀(K2O8S2；540ppm)。還原劑(2mM)包括異抗壞血酸(IAA；352ppm)和亞硫酸氫鈉(NaHSO3；208ppm)?？刮⑸飫┰?mM濃度下進(jìn)行測試，相當(dāng)于115ppm MI和166ppm BIT。
PH 7.0的緩沖液包含0.00426％的磷酸二氫鉀和0.019％的六水合氯化鎂。PH 9的緩沖液包含0.0046M的鹽酸和0.013M的硼砂。制備氧化還原試劑的儲(chǔ)液并加入各緩沖液的等份試樣中，使得濃度為2mM。然后加入抗微生物劑，使其濃度為1mM。這些樣品在25℃下儲(chǔ)存，在0天、2天和8天時(shí)用HPLC分析其抗微生物劑水平。
結(jié)果結(jié)果顯示在各種氧化還原條件以及升高的pH值之下，MI的穩(wěn)定性均大于BIT。對(duì)于所有測試的氧化劑，MI的穩(wěn)定性均高于BIT，在使用過氧化氫的第8天，僅觀察到MI受到很小程度的pH值影響。當(dāng)pH＝9時(shí)，使用所有的氧化劑，在8天之后，即使有BIT殘留，其含量也極小。BIT在較高pH值條件下的降解程度也大于在pH 7時(shí)的降解，當(dāng)使用過氧化氫的時(shí)候尤其如此。MI對(duì)抗壞血酸還原劑的穩(wěn)定性要優(yōu)于BIT，而且不受pH值影響。當(dāng)pH＝9時(shí)，這兩種抗微生物劑都略微被亞硫酸氫鈉(一種已知的用于異噻唑啉酮的去活化劑)降解，當(dāng)pH＝7.0時(shí)，在2天之內(nèi)都發(fā)生了顯著的降解。

*氧化還原劑的加入濃度為2nM，抗微生物劑的加入濃度為1mM實(shí)施例3在各種pH值和溫度下的緩沖的水中，MI的穩(wěn)定性高于CMI和BIT異噻唑啉酮。
概述對(duì)兩種不同溫度(22℃和50℃)的緩沖去離子水中的三種異噻唑啉酮進(jìn)行穩(wěn)定性研究。研究顯示，MI具有最高的穩(wěn)定性，在50℃和pH＝12的條件下儲(chǔ)存90天后，僅略微失活。BIT在這兩種溫度下，在pH最高達(dá)10的條件下都具有良好的穩(wěn)定性。測得CMI是穩(wěn)定性最差的異噻唑啉酮，最受升溫的影響。
方法將抗微生物劑加入緩沖溶液中，使用HPLC測量抗微生物劑在0時(shí)、21天、43天和88-90天時(shí)的濃度以測試量其在22℃和50℃時(shí)的穩(wěn)定性。在以下緩沖溶液中測量抗微生物劑的穩(wěn)定性pH 2，0.01M HCl；pH 6，0.1M KH2PO4；pH 8，0.025M硼酸鹽；pH 10，0.025M硼酸鹽；pH 12，0.05M Na2HPO4。所測試的抗微生物劑的濃度為100ppm MI、200ppm BIT、44ppm CMI。
結(jié)果對(duì)兩種不同溫度(22℃和50℃)的緩沖水中的三種異噻唑啉酮進(jìn)行穩(wěn)定性研究。在所述條件范圍內(nèi)，MI在所測試的抗微生物劑中最穩(wěn)定，其次是BIT，CMI的穩(wěn)定性最差。MI在室溫和pH最高＝12的條件下表現(xiàn)出極佳的穩(wěn)定性。在50℃，MI穩(wěn)定性略微減小，但是僅在pH＝12的時(shí)候是這樣。BIT在室溫和50℃、pH最高＝10的條件下表現(xiàn)出極佳的穩(wěn)定性。在這兩種溫度下，當(dāng)pH＝12時(shí)，都發(fā)生略微降解。CMI在室溫(22℃)、pH＝10-12的條件下表現(xiàn)出迅速而完全的降解，在pH＝6-12、更高的溫度下穩(wěn)定性很差。
抗微生物劑在22℃的緩沖水中的穩(wěn)定性。

抗微生物劑在50℃的緩沖水中的穩(wěn)定性。

實(shí)施例4MI對(duì)細(xì)菌和真菌的有效水平概述使用細(xì)菌和真菌進(jìn)行的最小抑菌濃度(MIC)研究顯示，與CMI+MI的3∶1組合產(chǎn)物相比，單獨(dú)使用MI要達(dá)到相同效力所需的MI濃度明顯較高。在CMI+MI組合中，抗微生物活性的水平僅僅是因氯化的異噻唑啉酮(CMI)所致，為了達(dá)到所需效力，組合中MI的含量顯著小于單用MI的含量。
方法進(jìn)行最小抑菌濃度(MIC)研究來確定抑制細(xì)菌和真菌生長所需的抗微生物劑的最低含量。在96孔微滴定板中進(jìn)行測試。將抗微生物劑加入板中的生長培養(yǎng)基中，連續(xù)稀釋制得一定范圍的濃度。細(xì)菌測試在以每毫升106菌落形成單位加入過夜接種物的胰酶解酪蛋白大豆肉湯(TSB；pH 7)中進(jìn)行。樣品在25℃培養(yǎng)2天，根據(jù)觀察生長未生長情況確定MIC值。真菌測試在以每毫升104菌落形成單位加入5-7天接種物的麥芽提取肉湯(MEB；pH 4.7)中進(jìn)行。樣品在25℃培養(yǎng)7天，如上所述確定MIC值。
結(jié)果MIC結(jié)果顯示控制細(xì)菌和真菌的效力所需的MI含量顯著高于(10-100倍)CMI∶MI 3∶1的組合產(chǎn)物中MI的含量。單使用MI控制細(xì)菌和真菌的平均MIC值分別為24ppm和63ppm；但是在所述3∶1的組合中，MI的含量分別僅為0.56ppm和0.34ppm。因此，所述組合抗微生物劑中MI的含量顯著低于單用MI時(shí)的含量，所述混合的異噻唑啉酮中只有CMI組分產(chǎn)生所觀察到的效力。
單用MI與CMI+MI組合對(duì)細(xì)菌的最小抑菌濃度(MIC)值的比較

單用MI與CMI+MI組合對(duì)真菌的最小抑菌濃度(MIC)值的比較

實(shí)施例5pH升高時(shí)，MI對(duì)細(xì)菌和真菌的效力高于BIT的概述使用細(xì)菌和真菌進(jìn)行的最小抑菌濃度(MIC)研究說明，MI的效力不因pH值升高(pH 9與pH 7)而受明顯影響，但是BIT在堿性較大的條件下(pH 9)控制微生物生長的有效性較低?；谶@些發(fā)現(xiàn)，MI是能在高pH值條件下有效控制微生物的更理想的抗微生物劑。
方法進(jìn)行了最小抑菌濃度(MIC)研究來確定抑制細(xì)菌和真菌生長所需的抗微生物劑的最低含量。在96孔微滴定板中進(jìn)行測試。將抗微生物劑加入板中的生長培養(yǎng)基中，連續(xù)稀釋制得一定范圍的濃度。測試在半強(qiáng)度的胰酶解酪蛋白大豆肉湯(TSB；調(diào)節(jié)至pH 7.1或pH 9.0)中進(jìn)行。將細(xì)菌和真菌以每毫升106菌落形成單位加入這些樣品中，30℃培養(yǎng)3天。根據(jù)觀察生長未生長情況確定MIC值。
結(jié)果使用細(xì)菌和真菌進(jìn)行的最小抑菌濃度(MIC)研究表明，MI的效力不因pH值升高而受顯著影響，而BIT在堿性較大的條件下(pH 9)控制微生物生長的效果較差。
MI的MIC值顯示在pH 7.1和pH 9.0時(shí)其抗微生物活性沒有顯著差異。在這兩種pH值的結(jié)果大體相同，或者在所述微滴定板的一個(gè)孔內(nèi)(等于兩倍的差異)，這是該MIC測試分辨率的極限。用MI進(jìn)行測試的微生物的效力隨pH值的變化均未超過兩倍。
相反，對(duì)于大多數(shù)被測的細(xì)菌和真菌，BIT在pH 9.0時(shí)的MIC值顯著高于pH7.1時(shí)的MIC值。這九種微生物中的八種顯示pH值對(duì)BIT有影響，pH 9.0時(shí)的MIC值比pH 7.1時(shí)的MIC值高4-30倍。
這些結(jié)果說明在pH值升高的條件下，MI是高度有效的抗微生物劑。

粗體的數(shù)值表示pH 9.0時(shí)的MIC比pH 7.1時(shí)的大四倍或更多。
實(shí)施例6市售抗微生物劑對(duì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)式培養(yǎng)基中的分枝桿菌純培養(yǎng)的最小抑制濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC)研究。
利用標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基和實(shí)驗(yàn)室方法進(jìn)行MIC和MBC研究來確定一些金屬加工液中常用的市售抗微生物劑抑制和殺滅兩種分枝細(xì)菌菌株的基本效力。結(jié)果顯示所有市售抗微生物劑在小于其最大推薦使用含量的情況下對(duì)這兩種菌株都有效(同時(shí)具有抑制和殺滅性能)。這說明在不含其它細(xì)菌并使用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)基時(shí)，這些抗微生物劑本身固有對(duì)分枝桿菌菌株的抗微生物效力。
通過高分辨率MIC測試確定抑制細(xì)菌所需的殺微生物劑最小濃度。將各種量的各殺微生物劑加入96孔微滴定板中的培養(yǎng)基內(nèi)。用于MIC測試的培養(yǎng)基是10％的胰酶解酪蛋白大豆肉湯(1/10倍TSB)。在Biomek 2000Workstation上進(jìn)行十倍連續(xù)稀釋，制得一定范圍的密集殺微生物劑濃度。將靜止期微生物的細(xì)胞懸浮液調(diào)節(jié)至每毫升106菌落形成單位(CFU)，加入所述微滴定板的各孔內(nèi)。對(duì)于免疫原體分枝桿菌，所述微滴定板在30℃培養(yǎng)24小時(shí)，對(duì)于龜分枝桿菌(Mycobacterium chelonae)，所述微滴定板在37℃培養(yǎng)24小時(shí)。通過使用吸光度設(shè)定在650納米的Thermomax微板讀取器測量各個(gè)孔內(nèi)的濁度，確定是否存在微生物生長。觀察不到生長的化合物最低濃度可認(rèn)為是該殺微生物劑的MIC值。每種殺微生物劑的MIC值是對(duì)細(xì)菌進(jìn)行四次測量后的平均值。
所測試的細(xì)菌菌株包括龜分枝桿菌(ATCC 14472)和免疫原體分枝桿菌(ATCC 700505)。微生物培養(yǎng)物在含有Middlebrook富集物(enrichment)的Middlebrook 7H10瓊脂中利用旋轉(zhuǎn)搖動(dòng)浴分別在30℃(免疫原體分枝桿菌)或37℃(龜分枝桿菌)生長過夜。將過夜培養(yǎng)物以1∶20的比例稀釋入合適的測試培養(yǎng)基中，接種得到106-107CFU/毫升的最終濃度。
通過將樣品從MIC測試樣品轉(zhuǎn)移入新鮮培養(yǎng)基中并觀察培養(yǎng)物生長來進(jìn)行MBC測試。在使用Biomek 2000Workstation的測試中，將10微升樣品從96孔MIC板中取出，置于190毫升新鮮的生長培養(yǎng)基中，以測定相同抗微生物劑濃度梯度下存活的微生物數(shù)量。這些板依照與上述MIC板相同的方式進(jìn)行培養(yǎng)和讀取。轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中2天后顯示沒有存活微生物的MIC板的抗微生物劑最低含量為MBC。
表1所示的結(jié)果表明所有市售的抗微生物劑在小于其最大推薦使用濃度的濃度下對(duì)這兩種菌株都有效(同時(shí)具有抑制性和殺滅性)?；谶@些數(shù)據(jù)，估計(jì)這些抗微生物劑應(yīng)能對(duì)實(shí)地的實(shí)際金屬加工液樣品中類似的微生物有效。
表1各種抗微生物劑對(duì)分枝桿菌純培養(yǎng)物菌株的最小抑菌濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC)

實(shí)施例7比較最大推薦劑量的抗微生物劑對(duì)使用中的體系的金屬加工液被污染樣品中分枝桿菌的殺滅和控制效力。
進(jìn)行比較研究來評(píng)價(jià)六種金屬加工液抗微生物劑對(duì)六種使用中的金屬加工液的分枝桿菌天然寄居群的效力。在受控實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)CMIT/MIT、CMIT/MIT/MCC、MIT、BIT、三嗪和PCMC殺微生物劑，以確定它們?cè)谏a(chǎn)商的最大推薦劑量率下的效力(表2)。已知所述金屬加工液在計(jì)量加入抗微生物劑之前含有的分枝桿菌含量高。然后在樣品中計(jì)量加入抗微生物劑，在室溫下攪拌培養(yǎng)48小時(shí)之后，將其涂布在Middlebrook 7H10培養(yǎng)基上進(jìn)行存活分枝桿菌計(jì)數(shù)，所述培養(yǎng)基中含有吐溫80、甘油、環(huán)己酰胺、氯霉素和慶大霉素以抑制有害微生物生長。
表3顯示了以100％的生產(chǎn)商推薦最大處理量加入的各種抗微生物劑的比較效力(log殺滅)。MIT是唯一能夠?qū)θ苛N金屬加工液得到log減少至少等于1(90％殺滅)的抗微生物劑。MIT還是唯一能夠?qū)θ苛N被測金屬加工液中的五種得到log減少至少等于2(99％殺滅)的抗微生物劑。PCMC在五種被測加工液中具有至少90％殺滅的效果，在四種加工液中具有至少99％的殺滅效果。CMIT/MIT和CMIT/MIT/MCC在這些殺滅率時(shí)僅對(duì)所述六種加工液中的四種有效。三嗪和BIT抗微生物劑對(duì)所有被測加工液都無效。
這些結(jié)果說明最大推薦劑量的MIT對(duì)天然污染的金屬加工液中分枝桿菌的生長具有驚人效果，特別是由于上文已證明在實(shí)驗(yàn)室研究中所有這些抗微生物劑在較低含量時(shí)對(duì)這些微生物的純培養(yǎng)物都有效。MIT顯著優(yōu)于包括CMIT/MIT/MCC(這是Rossmoore在美國專利第6951618號(hào)中描述對(duì)分枝桿菌具有很高效力的生物殺滅劑)在內(nèi)的所有其它抗微生物劑。但是MIT處理法不需要使用兩種產(chǎn)品，不需要高含量的銅鹽，高含量的銅鹽會(huì)使加工液具有顏色，還會(huì)帶來潛在的腐蝕、金屬玷污和廢料處理的問題。
表2所測試的抗微生物劑以及對(duì)被污染實(shí)地樣品中分枝桿菌的使用中殺滅效力研究的劑量水平。

抗微生物劑作為活性組分劑量水平給出。
活性物質(zhì)的具體化學(xué)組分見前文。
KATHONTM和KORDEKTM是羅門哈斯公司的注冊(cè)商標(biāo)。GROTANTM是TroyChemical有限公司的注冊(cè)商標(biāo)。
PREVENTOLTM是Lanxess Corporation的注冊(cè)商標(biāo)。
PROXELTM是Arch Corporation的注冊(cè)商標(biāo)。
表3向天然污染的金屬加工液中加入100％推薦最大劑量的抗微生物劑48小時(shí)后，分枝桿菌減少的對(duì)數(shù)。
與對(duì)照(無抗微生物劑)相比，分枝桿菌計(jì)數(shù)減少的對(duì)數(shù)

*未處理的對(duì)照樣品中分枝桿菌的計(jì)數(shù)(每毫升)
表4以100％推薦最大劑量向天然污染的加工液中加入六種抗微生物劑48小時(shí)后對(duì)分枝桿菌的效果。

實(shí)施例8比較抗微生物劑在50％最大推薦劑量水平時(shí)對(duì)使用中的體系的金屬加工液被污染樣品中分枝桿菌的殺滅和控制效力。
在相同的條件下，使用50％生產(chǎn)商最大推薦用量(表2)的相同抗微生物劑測試實(shí)施例7中所研究的含有分枝桿菌的六種金屬加工液樣品。已知這些金屬加工液在計(jì)量加入抗微生物劑之前含有的分枝桿菌含量高。然后在樣品中計(jì)量加入抗微生物劑，在室溫下攪拌培養(yǎng)48小時(shí)后，將其涂布于Middlebrook 7H10培養(yǎng)基上，測定存活的分枝桿菌計(jì)數(shù)，所述培養(yǎng)基中含有吐溫80、甘油、環(huán)己酰胺、氯霉素和慶大霉素抑制有害微生物的生長。
表5顯示了以50％生產(chǎn)商推薦的最大處理量加入的各種抗微生物劑的效力(log殺滅)。MIT和CMIT/MIT/MCC是僅有的能夠?qū)αN被測金屬加工液中的四種得到log減少至少等于1(90％殺滅)、以及對(duì)這六種被測金屬加工液中的三種得到log減少至少等于2(99％殺滅)的抗微生物劑。CMIT/MIT僅在三種加工液中獲得最低90％-99％的殺滅效果。PCMC在三種加工液中得到≥90％的殺滅效果，僅在兩種加工液中得到≥99％的殺滅效果。三嗪和BIT生物殺滅劑對(duì)所有的被測加工液都無效。
這些結(jié)果說明MIT以50％最大推薦劑量給予對(duì)天然污染的金屬加工液中分枝桿菌的生長具有驚人效果，特別是由于上文已證明在實(shí)驗(yàn)室研究中所有這些抗微生物劑在較低含量時(shí)對(duì)這些微生物的純培養(yǎng)物都有效。在50％推薦用量時(shí)，MIT的效果與CMIT/MIT/MCC(這是Rossmoore在美國專利第6951618號(hào)中描述的對(duì)分枝桿菌具有很高效力的抗微生物劑)抗微生物劑相似。但是MIT處理法不需要使用兩種產(chǎn)品，不需要高含量的銅鹽，高含量的銅鹽會(huì)使加工液具有顏色，還會(huì)帶來潛在的腐蝕、金屬玷污和廢料處理的問題。
表5向天然污染的金屬加工液中加入50％推薦最大劑量的抗微生物劑48小時(shí)后，分枝桿菌減少的對(duì)數(shù)。
與對(duì)照(無生物殺滅劑)相比，分枝桿菌計(jì)數(shù)減少的對(duì)數(shù)

*未處理的對(duì)照中分枝桿菌的計(jì)數(shù)(每毫升)表6以50％推薦最大劑量的向天然污染的加工液中加入六種抗微生物劑48小時(shí)后，這些抗微生物劑對(duì)分枝桿菌的效果。

實(shí)施例9MIT和CMIT(含與不含MCC)在侵蝕性金屬加工液中穩(wěn)定性的比較。
通過在三種高pH值的金屬加工稀釋液中進(jìn)行穩(wěn)定性研究來比較MIT抗微生物劑與CMIT抗微生物劑(單獨(dú)測試或聯(lián)用MCC)的耐受性。向使用的稀釋加工液的等份試樣中計(jì)量加入17.5ppm的活性CMIT/MIT和CMIT/MIT/MCC，25℃儲(chǔ)存。通過高效液相色譜(HPLC)分析測定零時(shí)和每周一次的抗微生物劑濃度。
結(jié)果顯示單用MIT時(shí)，3-4周后在所有三種高pH值的使用的稀釋加工液中都保持了90％以上的抗微生物劑活性(表7)。相反，單用CMIT時(shí)，CMIT在這三種加工液中都迅速降解，3-4周之后均無剩余。加入300ppm的MCC對(duì)CMIT的穩(wěn)定性有適度提高，但是在3-4周之后，這三種加工液中該抗微生物劑的剩余量都不超過16％。
這些結(jié)果清楚地說明，在采用稀釋的常規(guī)(高pH值)金屬加工液中，MIT抗微生物劑的穩(wěn)定性優(yōu)于CMIT與MCC的組合。Rossmoore(美國專利第6951618號(hào))之前報(bào)道了MCC可以作為有效的穩(wěn)定劑以防止CMIT在侵蝕性液體中降解；但是長期處于本文所測的加工液中時(shí)，沒有觀察到這種作用的持續(xù)性或高度有效。因此，MIT不僅是控制金屬加工液中分枝桿菌的最有效抗微生物劑，還是在侵蝕性加工液中長期持續(xù)控制微生物的最穩(wěn)定異噻唑啉酮抗微生物劑。
表7CMIT和MIT在金屬加工液最終應(yīng)用稀釋液中的穩(wěn)定性。

CMIT加入量為11-13ppmMCC加入量為300ppmMIT加入量為3.6-4.3ppm*＝未檢測到(＜0.8ppm)分析精度為+/-10％。
本發(fā)明包括使用MIT作為低嗅、高穩(wěn)定性、耐久性的一份式抗微生物劑處理物，在無需加入大量金屬鹽(例如500ppm的檸檬酸單銅)和無需使用CMIT之類的氯化異噻唑啉酮(已知這些物質(zhì)在金屬加工液中的穩(wěn)定性有限)的情況下，用來控制金屬加工液中分枝桿菌(特別是免疫原體分枝桿菌)之類的微生物的生長(給予后至少48小時(shí))。這種處理提供了控制分枝桿菌(特別是免疫原體分枝桿菌)之類可能會(huì)對(duì)人體健康造成有害影響的微生物濃度的改進(jìn)方法。
應(yīng)用本方法的主要部分1.一種使用MIT抗微生物劑作為一份式處理劑來控制金屬加工液中與超敏性肺病(HP)有關(guān)的分枝桿菌(特別是免疫原體分枝桿菌)生長的方法，所述MIT抗微生物劑低嗅，不會(huì)釋放或包含甲醛，不含金屬鹽(特別是銅)，不含氯化的異噻唑啉酮(特別是氯甲基異噻唑啉酮(CMIT))，而且在堿性的金屬加工液(pH值＞7)中具有高穩(wěn)定性。
a.優(yōu)選用50-300ppm的MIT進(jìn)行處理，更優(yōu)選為100-200ppm，最優(yōu)選為125-150ppm。
b.加入后，最少可在48小時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)分枝桿菌的控制，c.監(jiān)控所述加工液中分枝桿菌的含量，以證實(shí)處理后分枝桿菌的生長已經(jīng)被抑制。
權(quán)利要求
1.一種方法，該方法通過加入包含2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的組合物，對(duì)pH值至少為7、溫度至少為25℃的密閉冷卻系統(tǒng)中的水進(jìn)行處理；所述組合物基本不含非水性溶劑、揮發(fā)性有機(jī)化合物和鹵化的抗微生物劑；其中2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的含量足以使2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮在水中的濃度為15-500ppm。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述pH值至少為8。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的濃度為25-300ppm。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述溫度至少為35℃。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述pH值不大于11。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述水基本不含除2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮以外的抗微生物劑。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述pH值為9-10.5。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述溫度為35-60℃。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的濃度為30ppm-200ppm。
全文摘要
一種方法，該方法通過加入包含2－甲基－4－異噻唑啉－3－酮的組合物，對(duì)pH值至少為7、溫度至少為25℃的密閉冷卻系統(tǒng)中的水進(jìn)行處理；所述組合物基本不含非水性溶劑、揮發(fā)性有機(jī)化合物和鹵化的生物殺滅劑；其中2－甲基－4－異噻唑啉－3－酮的含量足以使2－甲基－4－異噻唑啉－3－酮在水中的濃度為15－500ppm。
文檔編號(hào)C02F1/50GK101050005SQ200710089740
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者T·M·威廉姆斯 申請(qǐng)人:羅門哈斯公司