一種氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及殺菌劑及生物膜剝離劑領(lǐng)域。本發(fā)明所述的氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑包括一種或多種氨基酸組分與傳統(tǒng)非氧化型季銨鹽殺菌劑及溶劑復(fù)合而成，其中復(fù)合生物膜剝離劑中氨基酸的重量百分比組成為1~10%，氨基酸包括D-絡(luò)氨酸或L-絡(luò)氨酸中的一種或兩種；復(fù)合生物膜剝離劑中季銨鹽殺菌劑的重量百分比組成為40~49%；溶劑的重量百分比組成為41~59%。該復(fù)合生物膜剝離劑打破了傳統(tǒng)殺菌劑對生物膜下細菌的作用途徑，可大大促進季銨鹽殺菌劑對生物膜下細菌的抑制及對生物膜的剝離能力，且材料方便易得，對工業(yè)循環(huán)水、油田采出水及艦艇船艙等封閉體系中生物膜的剝離及生物膜腐蝕控制具有廣泛的應(yīng)用價值。
【專利說明】一種氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬殺菌劑及生物膜剝離劑領(lǐng)域，具體涉及針對工業(yè)循環(huán)水、油田采出水及艦艇船艙等封閉體系中生物膜剝離及腐蝕控制的氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑。
[0002]發(fā)明背景
[0003]研究表明，微生物腐蝕、相關(guān)結(jié)垢及生物粘泥等問題主要與設(shè)備管線及表面的生物膜密切相關(guān)。
[0004]細菌生物膜是指細菌在生長過程中附著于物體表面而形成的由細菌細胞及其分泌的含水聚合性基質(zhì)(主要為胞外多糖)等所組成的膜樣多細菌復(fù)合體。細菌生物膜是細菌為適應(yīng)自然環(huán)境而形成的特殊存在形式，它是與游走細胞相對應(yīng)的存在形式，絕大多數(shù)細菌在進化過程中逐漸形成了精細的粘附機制，分泌基質(zhì)并相互粘連形成膜狀物附著于材料表面，從而形成生物膜的復(fù)雜團體，并借信號分子相互交流以協(xié)調(diào)他們的行為，其生化組成為藻酸鹽多糖和蛋白復(fù)合物，其基本結(jié)構(gòu)由蘑菇樣或柱樣亞單位組成，亞單位分為頭部、頸部、根部三部分，各部分之間形成水通道，完成各種運輸功能，維持膜內(nèi)細菌生存需要。
[0005]工業(yè)循環(huán)水封閉系統(tǒng)中存在著多種微生物，如硫酸鹽還原菌(SRB)，鐵細菌，產(chǎn)粘泥細菌，腐生菌等等。這些微生物粘附在材料，通常是管壁或罐壁的內(nèi)側(cè)表面上并增殖并結(jié)瘤生長。在生物膜中，微生物生活在一個與自由懸浮狀態(tài)完全不同的微生態(tài)環(huán)境中，微生物大體上是不動的，被包藏于水化的有機質(zhì)中。生物膜中的細胞密度比懸浮狀態(tài)要高，有時甚至高出5~6個數(shù)量級，相鄰位置細胞之間通過長時間接觸可能產(chǎn)生生理相互作用，導致協(xié)同微生物作用。此外，生物膜的形成為生物膜下微生物提供了“安全”的厭氧封閉環(huán)境，在生物膜下厭氧細菌大量繁殖，此外生物代謝產(chǎn)物導致膜下微生物被“保護”在還原性的環(huán)境中，傳統(tǒng)的氧化性殺菌劑對膜下微生物收效甚微，非氧化性殺菌劑如季銨鹽等的殺菌機理主要是吸附在帶負電荷的細菌表面抑制細菌的呼吸作用進而抑制或殺死細菌，但主要是針對水系統(tǒng)中的游離(plantonic)細菌有效,對于生物膜下的固著(sessile)細菌由于殺菌劑的滲透能力有限而遇到瓶頸，如加藥量的增加導致的環(huán)境污染和耐藥性細菌的產(chǎn)生。因此，越來越多的研究者從細菌本身的生物學角度來探索抑制有害生物膜的方法和技術(shù)。
[0006]近年來的研究發(fā)現(xiàn)，生物膜中的細菌具有高度的基因調(diào)控活動機理。細菌生物膜中peptidoglycans上含有D-alanine terminus,該物質(zhì)的缺失會對微生物釋放出一種生物膜分散信號，在該信號的作用下，細菌可由固著狀態(tài)(sessile celles)變成游離狀態(tài)(planktonic cells) [Kolodkin-Gal et al., Science328:627-629, 2010]。某些生物膜保護下的細菌如SRB等添加殺菌劑后可進一步促進細菌的分散。某些氨基酸如D-絡(luò)氨酸及L-絡(luò)氨酸可取代生物膜上的D-alanine terminus,進而導致細菌細胞D-alanine terminus的缺失，促進生物膜的分散，復(fù)配殺菌劑后可明顯促進生物膜的剝離和膜下細菌生長的抑制[Xu et al., World J Microb Biot.28，3067-3074，2012]。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑，以克服現(xiàn)有工業(yè)用殺菌劑難以抑制生物膜下微生物帶來的一系列環(huán)境污染、資源浪費等問題。
[0008]實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0009]本發(fā)明提供的這種氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑，由以下重量百分比組分組成:1~10 %的氨基酸，40~49%的季銨鹽殺菌劑，41~59%的溶劑。所述氨基酸是D-絡(luò)氨酸或L-絡(luò)氨酸，或者是D-絡(luò)氨酸與L-絡(luò)氨酸的混合物；所述的溶劑為水或醇，或者是水與醇的混合物；所述的季銨鹽殺菌劑是具備以下結(jié)構(gòu)的化合物中的一種或2種以上的混合物:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑，其特征在于，由以下重量百分比組分組成:1~10%的氨基酸，40~49%的季銨鹽殺菌劑，41~59%的溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑，其特征在于，所述氨基酸是D-絡(luò)氨酸或L-絡(luò)氨酸，或者是D-絡(luò)氨酸與L-絡(luò)氨酸的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑，其特征在于，所述的季銨鹽殺菌劑是具備以下結(jié)構(gòu)的化合物中的一種或2種以上的混合物:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基酸復(fù)合生物膜剝離劑，其特征在于，所述的溶劑為水或醇，或者是水與醇的混合物。
【文檔編號】A01P1/00GK103734133SQ201310419818
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】劉宏芳, 秦雙, 陳碧, 顧停月 申請人:華中科技大學