具有生物膜去除功能的液体清洁组合物.pdf

具体实施方式

本发明中，除非特别指明，术语“生物膜”是指微生物细胞的集合，不可逆的粘附到某一表面，微生物主要由胞外多糖类物质包裹，不易被简单冲洗去除。

除非特别指明，术语“异噻唑啉酮衍生物”是指以异噻唑啉酮为基本核心结构，通过本领域已知的取代或加成等方法引入新的官能团，如卤素、硫、羟基、羧基、苯环等；或者引入新的支链，如甲基、乙基等。

除非特别指明，术语“脂肪醇”通式为ROH。洗涤剂用醇的R一般为C₈～C₁₈，优选C₁₂～C₁₈的烃基。这种高碳脂肪醇具有两亲的特性，即在分子中有疏水基如碳氢链，又有亲水基如羟基。

术语“环氧烷”对于本领域的普通技术人员而言是清楚的。以环氧乙烷为例：乙二醇结构为HOC₂H₂OH，羟基直接可以发生缩合反应，这种反应发生在两个乙二醇之间，就形成乙二醇聚合物；这种反应发生在一个乙二醇的分子两端的羟基之间，就会形成一种分子环状结构，即环氧乙烷。这个结构在化学上不是很稳定，很容易打开与其他物质反应，工业上是一种非常重要的单体。

除非特别指明，术语“水解酶”对于本领域的普通技术人员而言是已知的，是指通过水解反应作用于底物(反应对象)的酶。

除非特别指明，术语“糖水解酶”对于本领域的普通技术人员而言是已知的，是能水解糖类物质的酶。这里的糖既包括以葡萄糖单元为基本单位的糖类，也包括部分多羟基物质。

除非特别指明，术语“淀粉酶”对于本领域的普通技术人员而言是已知的，是指能水解淀粉的酶。如Novozymes公司的Stainzyme，Termamyl 300L，BAN 480L，Duramyl。

除非特别指明，术语“脂肪酶”对于本领域的普通技术人员而言是已知的，是指能水解脂肪类物质的酶。如Novozymes公司的Lipolase；Genencor公司的Purafect。

除非特别指明，术语“蛋白酶”对于本领域的普通技术人员而言是已知的，是指能水解蛋白质类物质的酶。如Novozymes公司的Alcalase，Esperase，Everlase，Savinase 16XL，Liquanase，Polarzyme；Genencor公司的Properase。

在本发明中可用的“纤维素酶”对于本领域的普通技术人员而言是已知可商购的，如Novozymes公司的Carezyme 4500，Endolase。

除非特别指明，术语“非离子表面活性剂”对于本领域的普通技术人员而言是已知的，是指在水溶液中不产生离子的表面活性剂。

除非特别指明，术语“卡松”为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉酮和2-甲基-3-异噻唑啉酮的混合物。例如可购自罗门哈斯公司的Kathon CG。

具体地，本发明提供了一种液体清洁组合物，所述组合物包含：

至少一种非离子表面活性剂；

至少一种水解酶；

至少一种化合物，所述化合物选自由异噻唑啉酮或其衍生物组成的组；和

余量的水。

在一个优选的实施方案中，所述至少一种非离子表面活性剂选自由脂肪醇环氧烷共聚物、多羟基醇和烷基醇酰胺组成的组。

在一个优选的实施方案中，所述至少一种非离子表面活性剂是脂肪醇环氧烷共聚物。更优选地，所述至少一种非离子表面活性剂选自含有选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的至少一种的官能团的聚合物。更优选地，所述至少一种非离子表面活性剂的浊点在10℃至60℃的范围内。

在一个优选的实施方案中，所述脂肪酸环氧烷共聚物占所述组合物的1-20重量％。

在一个优选的实施方案中，所述至少一种水解酶选自由糖酶、蛋白酶和脂肪酶组成的组。更优选地，所述糖酶选自由淀粉酶、纤维素酶和甘露糖苷酶组成的组。

在一个优选的实施方案中，所述组合物包含至少两种水解酶。更优选地，其中所述至少两种水解酶包括糖酶和蛋白酶。还更优选地，所述至少两种水解酶还包括脂肪酶。

在一个优选的实施方案中，所述化合物选自由异噻唑啉酮及其衍生物组成的组。更优选地，所述异噻唑啉酮衍生物包括5-氯-2-甲基-4-异噻唑和2-甲基-3-异噻唑酮。

在一个优选的实施方案中，所述表面活性剂占所述组合物的1-20重量％。

在一个优选的实施方案中，所述水解酶占所述组合物的1-10重量％。

在一个优选的实施方案中，所述异噻唑啉酮及其衍生物占所述组合物的0.0075重量％至1重量％。

在一个优选的实施方案中，所述液体清洁组合物还包含至少一种加溶剂。优选地，所述加溶剂选自二甲苯磺酸钠或它的酸、二甲苯硫酸钠或它的酸、或烷基氧化胺、或它们的组合。

在一个优选的实施方案中，所述加溶剂占所述组合物的1-20重量％。

本发明的液体清洁组合物可以10～2000倍稀释后使用，推荐400倍稀释；也可以直接稀释后作为产品直接销售给客户。生物膜

生物膜的宏观结构能达到几毫米到几厘米，并且能覆盖很大面积。这种结构在医疗器械上很容易形成(例如导尿管、整形外科器械、移植器械、内窥镜等)。

细菌附着于物质表面后，会自发生成水性的聚合物结构并聚集在一起，从而形成一种被称为“生物膜”的结构。这些附着的群落的形成，及其本身对抗菌物质的抵抗性是许多慢性细菌感染的根源。在生物膜中的细菌在生理学上与其对应的游离菌截然不同。生物膜里的细菌以一种协调互助的方式存在，在行为上更象是多细胞生物。

虽然不愿受任何理论束缚，但发明人认为，本发明的液体清洁组合物之所以能够如此高效地除去生物膜，可能是基于本发明组合物中表面活性剂、水解酶和异噻唑啉酮或其衍生物这三种组分的协同作用。发明人认为，在本发明液体清洁组合物中，借助于这种协同作用，表面活性剂能够有效地去除生物膜外层污渍，异噻唑啉酮或其衍生物能够杀灭活泼的细菌，而酶能够破坏生物膜的胞外多糖结构，如图1所示。

实际的生物膜中可能包含大量的不同种类的微生物，或者以某种微生物为主要微生物。在本发明的实验评估中，采用单一的由绿脓假单胞菌为代表，培养方法依据ASTM E-2562-07(http://astm.nufu.eu)，在CDC生物膜反应器(型号CBR 90-lDH-Int(BioSurface Technologies Corp.))中在连续的剪切条件下进行培养。

我们采用浸渍的生物膜清洗方式，和实际的手工清洗流程类似。自动清洗机的清洗，会引入水流的机械力作用，一定程度上会提高生物膜的去除。酶

酶的分类方式有很多，洗涤剂用酶一般是水解酶，也就是通过水解目标污渍来达到洗涤效果的酶。水解酶对形成生物膜结构的胞外多糖具有有效清除作用，从而能帮助生物膜的去除。

水解酶的例子包括但不限于，糖水解酶、蛋白酶、脂肪酶、氧化还原酶等，其中优选糖水解酶、蛋白酶，特别优选淀粉酶和甘露糖酶。

可以用在本发明中的“糖水解酶”对于本领域的普通技术人员而言是已知可商购的，糖酶可以包括淀粉酶、纤维素酶和其他广义多羟基糖类物质的水解酶。

可以用在本发明中的“淀粉酶”使淀粉类污垢水解成为分子量较低的糖类，其对于本领域的普通技术人员而言是已知可商购的，包括但并不限于如Novozymes公司的Stainzyme，Termamyl 300L，BAN 480L，Duramyl。

可以用在本发明中的“脂肪酶”使油脂类污垢水解成为单甘油酯、二甘油酯、脂肪酸和甘油，其对于本领域的普通技术人员而言是已知可商购的，包括但并不限于如Novozymes公司的Lipolase；Genencor公司的Purafect。

可以用在本发明中的“蛋白酶”能够使蛋白质污垢水解为肽和氨基酸，从而能够有效地去除血污，其对于本领域的普通技术人员而言是已知可商购的，包括但不限于如Novozymes公司的Alcalase，Esperase，Everlase，Savinase 16XL，Liquanase，Polarzyme；Genencor公司的Properase。

因此，本发明的液体清洁组合物特别优选含有蛋白酶，以更有效地应用于清洗医疗器械。

在本发明中可用的“纤维素酶”对于本领域的普通技术人员而言是已知可商购的，如Novozymes公司的Carezyme 4500，Endolase。

酶对于普通抗菌剂非常敏感，往往很容易马上生成沉淀或者发生不可逆变性。发明人发现，水解酶、非离子表面活性剂和异噻唑啉酮能够在本发明的液体清洁组合物中稳定共存，而不会发生沉淀或不可逆变性。非离子表面活性剂

术语“非离子表面活性剂”对于本领域的普通技术人员而言是已知的，是指在水溶液中不产生离子的表面活性剂。

具体地，在本发明中，至少一种非离子表面活性剂选自由脂肪醇环氧烷共聚物、多羟基醇和烷基醇酰胺组成的组。

在本发明中，所述环氧烷的碳原子数为2～5，优选2～4。

在本发明中，术语“多羟基醇”表示CnH2n+2-x(OH)x(x≥3)，n≥3，优选3≤n≤100。

在本发明中，术语“烷基醇酰胺”表示RCONH(C_nH_2nO)H，或RCON(C_nH_2nO)₂，其中R代表C_8～18的烷烃(支)链，优选C_10～14的烷烃(支)链；2≤n≤4。

可以用在本发明中的“非离子表面活性剂”——“脂肪醇的衍生化合物，即脂肪醇聚氧乙烯醚”是最常用的非离子表面活性剂，其通式为A(EO)n，其中A代表烷基，一般为C₈～C₁₈，优选C₁₂～C₁₈的烷基，EO代表乙烯醚基(C₂H₄O)，n表明EO的聚合度，3≤n≤100。其类似的脂肪醇聚氧烯醚的结构式如RO(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_b(C₄H₈O)_c；其中R为C_8～18的烷烃(支)链，a，b，c取值分别在0～100且a+b+c≥3。

具体地，本发明中的非离子表面活性剂包括，但不限于科莱恩化工的Genapol EP0244，Genapol ED 3060，Genapol BE 2410，Genapol UD/X/T系列；陶氏DF104，DF123；禾大公司的Monamid716。

对于非离子表面活性剂，一个突出的性质表现为具有浊点，这是由它的结构特点所决定的。非离子表面活性剂水溶液在温度升高时，由于结合的氢键被破坏，使其亲水性减弱，因而由原来的透明溶液变成白色混浊的乳浊液。而这种变化是可逆的，当温度降低时溶液又恢复透明。由乙二醇、丙二醇和丁二醇中的一种或几种加成形成的聚醚型非离子表面活性剂，特别是浊点范围在10～60℃内的聚醚型非离子表面活性剂进行复配，可以获得较好的清洗力的同时，获得低温低泡的性能；其他类型的非离子表面活性剂可以作为添加剂提高系统稳定性。

异噻唑啉酮及其衍生物

众所周知，生物膜中生长的细菌对抗生素和消毒剂的抵抗力要远远高于对应的游离菌，并且其抵抗力会随着生物膜年龄的增长而增强。本发明人发现，在本发明液体清洁组合物中其它组分的协同作用下，异噻唑啉酮及其衍生物能够有效地杀灭生物膜中生长的细菌。发明人认为，异噻唑啉酮及其衍生物可能是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的。异噻唑啉酮或其衍生物与微生物接触后，能迅速地不可逆地抑制其生长，从而导致微生物细胞的死亡，故对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用。

异噻唑啉酮及优选的异噻唑啉酮衍生物的结构式如下。

异噻唑啉酮    5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉酮    2-甲基-3-异噻唑啉酮

苯并异噻唑啉酮

泡沫

自动清洗机往往对泡沫水平要求较高，过高的泡沫会使机器不能正常工作而报警。因此，如果将本发明液体清洁组合物用于自动清洗机，优选泡沫水平不高于750mL的组合物。(实验室泡沫水平测量方法见实施例)

具体实施方式

下面，结合实施例对本发明进行更详尽的说明。但是，需要指出的是，本发明并不限于这些实施例。在以下实施例和比较例中，除非另外规定，所有的份、比例、百分比都以重量计，温度均是指摄氏度。

实施例

A.测试方法

生物膜的培养：参考ASTM E2562-07，在聚碳酸酯试片上培养绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa，菌种号ATCC 15442，购自上海工业微生物研究)生物膜。在CDC生物膜反应器(型号CBR 90-1DH-Int(BioSurfaceTechnologies Corp.))中在连续的剪切条件下培养48小时。培养完成后，用无菌生理盐水冲洗试片表面，作后续评估使用。分析未清洗的试片上菌落总数(菌落总数的测量方法参考GB/T 4789.2-1994)。每次测试需制备新鲜的生物膜。

生物膜去除率的测试：将待测清洁组合物按1∶400水稀释，40℃水浴，将长有生物膜的试片浸泡在样品稀释液中10min，将试片取出，用无菌生理盐水冲洗后，采用超声方法将残留的生物膜洗脱到20mL无菌生理盐水中，采用活菌计数法(参考GB/T 4789.2-1994，由中华人民共和国卫生部中国国家标准化管理委员会颁布)分析生理盐水的菌落总数，与未清洗的试片上洗脱的菌落总数比较，计算生物膜去除率。

泡沫水平

将1.25g待测样品用水稀释至500g，所得溶液体积为500ml左右。用带刻度的家用榨汁机(如飞利浦HR1724)进行剧烈搅拌30秒，停止搅拌后10秒开始测量溶液的体积，以此评价产生的泡沫水平(具体数据参见下表)。如果将本发明液体清洁组合物用于自动清洗机，优选溶液体积不高于750mL的组合物(即不高于750ml的泡沫水平)。

B.原料：

C.对照例及实验例

对照例1：

样品配制：

将SXS-4020克加入到50克水中，依次加入Genapol EP 25842.0克、丙二醇5.0克、Duramyl 3.0克，补水至100克，搅拌均匀。

对照例2：

将SXS-4025.0克加入到50克水中，依次加入Teric 12815.0克、丙二醇5.0克、Duramyl 3.0克、Alcalase 5.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例1

将SXS-938.0克加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入AEO-78.0克、丙二醇5.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.0008克、Stainzyme 3.0克、Esperase7.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例2

将SXS-408.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入AEO-712.0克、丙二醇5.0克、Kathon CG1.0克、BAN 480L 5.0克、Properase 10.0克，Purafect 1.0克、Carezyme 45001.0克、Mannastar 2.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例3

将SXS938.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入APEG 15.0克、丙二醇5.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.04克、Termamyl 300L 5.0克、Savinase 16XL 10.0克、MannaStar 2.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例4

将SXS-938.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入APEG 15.0克、Genapol EP02441.0g、DF1111.0g、丙二醇5.0克、苯并异噻唑啉酮0.04克、BAN 480L 5.0克、Alcalase 10.0克、Polarzyme 2.0克，Lipolase 2.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例5

将SXS-938.0克加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入AEO-720.0克、丙二醇5.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.008克、Stainzyme 0.1克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例6

将SXS-938.0克加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入AEO-720.0克、丙二醇5.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.075克、Stainzyme 0.1克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例7

将SXS-938.0克加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入AEO-71.0克、丙二醇5.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.075克、Stainzyme 0.1克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例8

将SXS-408.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入AEO-712.0克、丙二醇5.0克、Kathon CG 3.0克、BAN 480L 3.0克、Properase 2.0克，Mannastar 1.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例9

将SXS-408.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入AEO-719.0克、丙二醇5.0克、Kathon CG 0.5克、BAN 480L 5.0克、Properase 2.0克，Mannastar 1.0克，Purafect 1.0克、Carezyme 45001.0克、补水至100克，搅拌均匀。

实施例10

将SXS-408.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入AEO-71.0克、丙二醇5.0克、Kathon CG 0.5克、BAN 480L 0.1克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例11

将SXS-938.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入APEG 20.0克、丙二醇5.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.075克、Termamyl 300L 1.0克、Savinase 16XL 10.0克、MannaStar 2.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例12

将SXS-938.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入APEG 1.0克、丙二醇5.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.008克、Termamyl 300L 5.0克、Savinase 16XL 5.0克、MannaStar 1.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例13

将SXS-938.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入APEG 1.0克、丙二醇5.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.008克、Termamyl 300L 0.1克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例14

将SXS-938.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入APEG 1.0克、Genapol EP02441.0g、丙二醇5.0克、苯并异噻唑啉酮0.08克、BAN480L5.0克、Alcalase 1.0克、Polarzyme 2.0克，Lipolase 2.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例15

将SXS-938.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入APEG 1.0克、Genapol EP02441.0g、DF1111.0g、丙二醇5.0克、苯并异噻唑啉酮0.07克、BAN 480L 5.0克、Alcalase 1.0克、Polarzyme 2.0克，Lipolase 2.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例16

将SXS-938.0克，加入到50克水中，搅拌至完全溶解；依次加入APEG 15.0克、Genapol EP02443.0g、DF111.1.0g、丙二醇5.0克、苯并异噻唑啉酮0.07克、BAN 480L 5.0克、Alcalase 3.0克、Polarzyme 2.0克，补水至100克，搅拌均匀。

实施例17

依次加入APEG 15.0克、2-硫代-4-噻唑啉酮0.04克、Termamyl 300L5.0克，补水至100克，搅拌均匀。

分析结果

如上所述，酶对于普通抗菌剂非常敏感，往往很容易马上生成沉淀或者发生不可逆变性。而发明人发现，水解酶、非离子表面活性剂和异噻唑啉酮能够在本发明的液体清洁组合物中稳定共存，而不会发生沉淀或不可逆变性。由此使得生物膜的去除率大于50％(如上表所示)，并且可以产生适于机洗的低的泡沫水平(泡沫水平不超过750mL的组合物)。