專利名稱：具有生物膜除去功能的液體清潔組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有生物膜除去功能的液體清潔組合物，具體地講，涉及在醫(yī)療器具的自動清洗中具有生物膜除去功能的液體清潔組合物。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療器具的清洗中，通常會遇到諸如人體分泌物、血跡等頑固污漬。此外，在某些特定環(huán)境下，例如過夜的設(shè)備、或帶有血液的手術(shù)器械、或內(nèi)窺鏡的管腔，微生物非常容易以生物膜的方式存在。生物膜具有幾毫米到幾厘米的宏觀結(jié)構(gòu)，可覆蓋非常大的區(qū)域。事實上，在醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域，生物膜是非常嚴重的問題。例如，牙菌斑的形成、內(nèi)窺鏡鏡頭和導管導致的感染、移植物等的設(shè)備導致的感染，所有這些都常常會形成生物膜。清洗和消毒的一般方法通常無法有效地除去生物膜，這會不利地影響器具的后續(xù)處理。更通常的是，在自動清洗機中進行醫(yī)療器械及相關(guān)設(shè)備的清洗。對用于自動清洗機的清潔劑而言，提出了更高的要求。因此，需要提供一種液體清潔組合物，它能有效地除去生物膜，并適用于自動清洗機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種液體清潔組合物，它能有效地除去生物膜，包括但不限于用于自動清洗機。出乎意料地，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)包含表面活性劑、水解酶和異噻唑啉酮及其衍生物的液體清潔組合物可非常有效地除去醫(yī)療器具上的生物膜。尤其令人驚訝的是，本發(fā)明的液體清潔組合物能尤其有效地用于醫(yī)療器具的自動清洗機。因此，本發(fā)明提供包含以下成分的液體清潔組合物至少一種選自非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的表面活性劑；至少一種水解酶；至少一種選自異噻唑啉酮及其衍生物的化合物；以及水。本發(fā)明的液體清潔組合物尤其適用于清洗醫(yī)療器具(如醫(yī)療器械和設(shè)備)，例如手術(shù)器械、內(nèi)窺鏡、導尿管等。本文所述的組合物還適用于家庭或商業(yè)清洗應(yīng)用，例如空調(diào)、 冷凝水管等。本發(fā)明的液體清潔組合物對難以通過常規(guī)方法除去的生物膜具有明顯的除去效果。本發(fā)明的液體清潔組合物還對例如蛋白質(zhì)、淀粉等頑固污漬具有出眾的除去效果。根據(jù)上述需求，可將本發(fā)明的液體清潔組合物配制成適用于自動清洗機的低泡沫組合物或配制成適用于人工清洗的透明組合物。
具體實施例方式在本發(fā)明中，除非另外指明，否則術(shù)語“生物膜”是指頑固地附著在表面上且難以通過簡單沖洗除去的微生物細胞集合，其中微生物主要以細胞外多糖類物質(zhì)的形式或通過細胞外多糖類物質(zhì)而包被。當細菌附著到物質(zhì)表面上后，含水聚合物結(jié)構(gòu)將自發(fā)生成并結(jié)集到一起，從而形成稱為生物膜的結(jié)構(gòu)。這些附著細胞群的形成及其對抗菌物質(zhì)的耐性可導致慢性細菌感染。生物膜中的細菌在生理學方面與相應(yīng)的游離菌不同。生物膜中的細菌以協(xié)同方式存在，與多細胞生命形式非常相似。除非另外指明，否則術(shù)語“異噻唑啉酮衍生物”是指以異噻唑啉酮作為基本結(jié)構(gòu)并通過本領(lǐng)域已知的取代或加成方法添加官能團(如鹵素、硫、羥基、羧基、苯基等)或添加支鏈(例如甲基、乙基等)而制成的化合物。除非另外指明，否則術(shù)語“脂肪醇”具有ROH通式。R通常為C8-C18，并優(yōu)選地為C12-C18羥基。這樣的高級脂肪醇具有兩親性，也就是說，分子不僅具有疏水基團(例如碳-氫鏈)，還具有親水基團(例如羥基)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，術(shù)語“環(huán)氧烷”是熟知的。例子包括環(huán)氧乙烷。乙二醇具有HOC2H2OH結(jié)構(gòu)，其中羥基可直接發(fā)生縮合反應(yīng)。如果此反應(yīng)在兩個乙二醇之間發(fā)生， 則形成乙二醇聚合物；如果此反應(yīng)在同一乙二醇分子兩個末端的羥基間發(fā)生，則形成環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)，即環(huán)氧乙烷。此結(jié)構(gòu)在化學上不是很穩(wěn)定，往往會開環(huán)與其他物質(zhì)反應(yīng)。除非另外指明，否則術(shù)語“水解酶”是指通過水解反應(yīng)作用于底物(反應(yīng)對象)的酶。除非另外指明，否則術(shù)語“糖酶”是指可水解糖類物質(zhì)的酶。本文的糖類物質(zhì)不僅包括以葡萄糖單元作為基本單元的糖類，也包括多羥基物質(zhì)部分。除非另外指明，否則術(shù)語“淀粉酶”是指可水解淀粉的酶。例如，Novozymes Co.的 Stainzyme、Termamyl 300L、BAN 480L 禾口 Duramyl。除非另外指明，否則術(shù)語“脂肪酶”是指可水解脂肪類物質(zhì)的酶。例如，Novozymes Co.的 Lipolase 禾口 Genencor Co.的 Purafect0除非另外指明，否則術(shù)語“蛋白酶”是指可水解蛋白類物質(zhì)的酶。例如Novozymes Co.的 Alcalase、Esperase、Everlase、Savinase 16XL、Liquanase 禾口 Polarzyme ；以及 Genencor Co.的 Properase0可用于本文所述的組合物的“纖維素酶”可商購獲得，例如Novozymes Co.的 Carezyme 4500 禾口 Endolase0除非另外指明，否則術(shù)語“非離子表面活性劑”是指在水溶液中不產(chǎn)生離子的表面活性劑。除非另外指明，否則術(shù)語“Kathon”是5-氯-2-甲基_4_異噻唑啉酮和2_甲基-3-異噻唑啉酮的混合物，例如從Rohm Haas Co.購得的Kathon CG。特別地，本發(fā)明提供包含以下成分的液體清潔組合物至少一種選自非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的表面活性劑；至少一種水解酶；
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至少一種選自異噻唑啉酮及其衍生物的化合物；以及水。在一些優(yōu)選的實施例中，非離子表面活性劑選自脂肪醇環(huán)氧烷共聚物、多羥基醇和烷基醇酰胺。在優(yōu)選的實施例中，非離子表面活性劑為脂肪醇環(huán)氧烷共聚物。更優(yōu)選地，非離子表面活性劑選自包含至少一個選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷的官能團的聚合物。更優(yōu)選地，非離子表面活性劑的濁點在10°C至60°C的范圍內(nèi)。在優(yōu)選的實施例中，脂肪醇環(huán)氧烷共聚物占組合物的1-20重量％。根據(jù)一些實施例，所述至少一種表面活性劑為陰離子表面活性劑。對陰離子表面活性劑的種類沒有限制。例如，在一些優(yōu)選的實施例中，烷基醚硫酸鹽可用作陰離子表面活性劑。在一些其他優(yōu)選的實施例中，將仲烷基磺酸鹽或烷基醚磺酸鹽用作陰離子表面活性劑。在優(yōu)選的實施例中，按組合物的總重量計，非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑占至少1重量％。在優(yōu)選的實施例中，按組合物的總重量計，非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑不超過20重量％。在優(yōu)選的實施例中，所述至少一種水解酶選自糖酶、蛋白酶和脂肪酶。更優(yōu)選地， 糖酶選自淀粉酶、纖維素酶和甘露糖苷酶。在更優(yōu)選的實施例中，組合物包含至少兩種水解酶。甚至更優(yōu)選地，所述至少兩種水解酶包括糖酶和蛋白酶。還更優(yōu)選地，所述至少兩種水解酶包括脂肪酶。在優(yōu)選的實施例中，按組合物的總重量計，水解酶占至少1重量％。在優(yōu)選的實施例中，按組合物的總重量計，水解酶不超過10重量％。在優(yōu)選的實施例中，添加選自異噻唑啉酮及其衍生物的抗微生物化合物。更優(yōu)選地，異噻唑啉酮及其衍生物包括5-氯-2-甲基-4-異噻唑和2-甲基-3-異噻唑啉酮。在優(yōu)選的實施例中，按組合物的總重量計，異噻唑啉酮及其衍生物占至少0. 0075 重量％。在優(yōu)選的實施例中，按組合物的總重量計，異噻唑啉酮及其衍生物不超過1重量％。在優(yōu)選的實施例中，液體清潔組合物還包含至少一種增溶劑。優(yōu)選地，增溶劑選自二甲苯磺酸鈉或其酸、二甲苯硫酸鈉或其酸、或烷基氧化胺或它們的組合。在優(yōu)選的實施例中，增溶劑占組合物的1-40重量％。根據(jù)一些實施例，本發(fā)明的液體清潔組合物包含a)增溶劑(例如二甲苯磺酸鈉40或烷基氧化胺)12% -40% ；b)非離子表面活性劑(例如，脂肪醇-環(huán)氧烷共聚物)0% -20% ；c)陰離子表面活性劑(例如，烷基醚硫酸鹽)0% -20% ；d)酶活性穩(wěn)定劑(例如，硼砂)1 % -10 % ；e)抗微生物劑(例如，5-氯-2-甲基_4_異噻唑和2_甲基-3-異噻唑啉酮)0. 0075% -0. 045% ；f)酶 1 (例如，淀粉酶)1-10% ；g)酶 2 :(例如，蛋白酶)0-10% ；h)酶3 (例如，纖維素)0-5% ；
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i)酶4 :(例如，Lipolase)0-5% 以及j)存在水，并通常按組合物的總重量計添加到共100%，前提是非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的總量不超過20%。本發(fā)明的液體清潔組合物可在稀釋10至2，000倍后使用。稀釋400倍是優(yōu)選的。 組合物還可在直接稀釋后作為產(chǎn)品賣給客戶。牛物膜雖然不愿受到任何理論的限制，但是發(fā)明人相信，本發(fā)明的液體清潔組合物能夠以如此高效的方式除去生物膜的原因可能是基于本發(fā)明組合物中的三種組分(即表面活性劑、水解酶和異噻唑啉酮或其衍生物)的協(xié)同作用。發(fā)明人相信，在本發(fā)明的液體清潔組合物中，依賴于該協(xié)同作用，表面活性劑可除去生物膜的外部污跡，異噻唑啉酮或其衍生物可殺死活性細菌，而酶則可破壞生物膜的細胞外多糖結(jié)構(gòu)，如

圖1所示。在實際的生物膜中，可包含大量的不同類型的微生物、或以某些類型的微生物作為主要微生物的微生物。在本發(fā)明的實驗評價中，代表性地采用綠膿桿菌(pseudomonas aeruginosa)。培養(yǎng)方法則依照 ASTM E-2562-07 (http //astm. nufu. eu)，其中在 CDC 生物膜反應(yīng)器(CBR 90-lD!Hnt 型(BioSurface Technologies Corp.))中在連續(xù)剪切條件下進行培養(yǎng)。浸滲是生物膜清洗操作的主要模式，其程序與實際的人工清洗類似。自動清洗機的清洗(例如)通過水的流動產(chǎn)生機械效應(yīng)，并能在一定程度上增強生物膜的除去。塵酶有多種分類方法。清潔劑的酶通常為水解酶，即，酶通過水解污漬實現(xiàn)清洗效果。水解酶對形成生物膜結(jié)構(gòu)的細胞外多糖具有有效的除去作用，因此可促進生物膜的除去。水解酶的例子包括但不限于糖酶、蛋白酶、脂肪酶和氧化還原酶等。糖酶和蛋白酶是優(yōu)選的，淀粉酶和甘露糖苷酶是尤其優(yōu)選的?？捎糜诒景l(fā)明的糖酶可商購獲得。糖酶可包括淀粉酶、纖維素和其他廣義上的多羥基糖類物質(zhì)水解酶?？捎糜诒景l(fā)明的淀粉酶將淀粉類污漬水解成具有相對低分子量的糖。合適的淀粉醇包括但不限于 Novozymes Co.的 Stainzyme、Termamyl 300L、BAN 480L、Duramyl?？捎糜诒景l(fā)明的脂肪酶將油脂類污漬水解成單酸甘油酯、甘油二酯、脂肪酸和甘油。合適的月旨肪醇包括但不限于Novozymes Co.的Lipolase、Genencor Co.的Purafect。可用于本發(fā)明的蛋白酶可將蛋白污漬水解成肽和氨基酸以有效地除去血跡。合適的蛋白酶包括但不限于 Novozymes Co.的 Alcalase、Esperase、Everlase、Savinase 16XL、 Liquanase>Polarzyme ；Genencor Co.的 Properase0在優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明的液體清潔組合物包含用于醫(yī)療設(shè)備清洗以增強效力的蛋白酶?？捎糜诒景l(fā)明的纖維素可商購獲得，例如Novozymes Co.的Carezyme 4500、 Endolase0酶對一般的抗微生物劑非常敏感，通常易于形成沉淀或立即發(fā)生不可逆的變性。 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，水解酶、表面活性劑和異噻唑啉酮可作為本發(fā)明液體清潔組合物的穩(wěn)定混合物共存，而不會產(chǎn)生沉淀或發(fā)生不可逆的變性。
術(shù)語“非離子表面活性劑”是指在水溶液中不產(chǎn)生離子(或其量可忽略不計)的表面活性劑。優(yōu)選地，至少一種非離子表面活性劑選自脂肪醇環(huán)氧烷共聚物、多羥基醇和烷基醇酰胺。當使用環(huán)氧烷表面活性劑時，環(huán)氧烷的碳原子數(shù)優(yōu)選地為2-5，優(yōu)選2-4。術(shù)語“多羥基醇”是指CnH2n+2_x(OH)χ(χ彡3)，η彡3，優(yōu)選地3 ^ η ^ IOO0 在本發(fā)明中，術(shù)語“烷基醇酰胺”是指RCONH (CnH2nO) H或RCON (CnH2nO) 2，其中R表示 C8^8烷基(支)鏈，優(yōu)選C1Q 14烷基(支)鏈；2彡η彡4。在一個實施例中，可用于本發(fā)明的脂肪醇的衍生物(例如脂肪醇聚氧乙烯醚)為具有通式A (EO) η的非離子表面活性劑，其中A表示烷基，通常為C8-C18,優(yōu)選C12-C18烷基， EO表示二乙烯基醚基團(C2H4O)，η表示EO的聚合度，以及3彡η彡100。另一種脂肪醇聚氧化烯醚具有例如RO(C2H4O)a(C3H6O)b(C4H8O)e的結(jié)構(gòu)式；其中R表示C8-C18烷基(支)鏈， a、b、c分別在0-100的范圍內(nèi)，使得a+b+c彡3。特別地，本發(fā)明的非離子表面活性劑包括但不限于Clariant Chemcials的 Genapol EP0244、Genapol ED 3060、Genapol BE 2410 和 Genapol UD/X/T 系列；Dow Chemical 的 DF104 和 DF123 ；以及 Croda Co.的 Monamid716。非離子表面活性劑的一個優(yōu)選性質(zhì)是具有由其結(jié)構(gòu)特征決定的濁點。當非離子表面活性劑的水溶液的溫度升高時，溶液的親水性因氫鍵的破壞而削弱，因此，溶液從最初的透明溶液變?yōu)榘咨珳啙崛芤海缛闋钜?。然而，此改變是可逆的，當溫度降低時，溶液又變?yōu)橥该鳡顟B(tài)。通過添加乙二醇、丙二醇和丁二醇的一者或多者而形成聚醚型非離子表面活性劑，例如濁點在10-60°C范圍內(nèi)的聚醚型非離子表面活性劑，可以獲得低溫和低泡沫特性，同時也可獲得相對優(yōu)良的清洗能力?？蓪⑵渌愋偷姆请x子表面活性劑用作添加劑以增強體系的穩(wěn)定性。陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑因其結(jié)構(gòu)而無濁點。包含陰離子表面活性劑的本發(fā)明的液體清潔組合物可在器械人工清洗所用的溫度范圍(例如25至50°C)內(nèi)保持透明。根據(jù)一些實施例，所述至少一種表面活性劑為陰離子表面活性劑。可使用任何陰離子表面活性劑。例如，在一些優(yōu)選的實施例中，烷基醚硫酸鹽可用作陰離子表面活性劑。 在一些其他優(yōu)選的實施例中，將仲烷基磺酸鹽或烷基醚磺酸鹽用作陰離子表面活性劑。異噻嗶啉酮及其衍生物在生物膜中生長的細菌對抗生素和防腐劑的耐性遠高于相應(yīng)的游離菌，并且其耐性將隨著生物膜形成時間的增加而增強。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的液體清潔組合物的組分組合中，異噻唑啉酮及其衍生物可有效殺死生物膜中生長的細菌。盡管無意于受理論的束縛，但是據(jù)信，異噻唑啉酮及其衍生物可通過破壞細菌與藻類蛋白間的結(jié)合而實現(xiàn)殺菌作用。當與微生物接觸時，異噻唑啉酮或其衍生物可迅速抑制并在大部分情況下不可逆地抑制微生物的生長，從而導致這些微生物細胞死亡。因此，異噻唑啉酮及其衍生物對細菌、真菌、藻類等具有非常強的抑菌和殺菌作用。異噻唑啉酮的結(jié)構(gòu)式和優(yōu)選的異噻唑啉酮衍生物如下所示。
權(quán)利要求
1.一種液體清潔組合物，包含至少一種選自非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的表面活性劑； 至少一種水解酶；至少一種選自異噻唑啉酮及其衍生物的化合物；以及水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中所述非離子表面活性劑選自脂肪醇環(huán)氧烷共聚物、多羥基醇和烷基醇酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體清潔組合物，其中所述非離子表面活性劑為脂肪醇環(huán)氧烷共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中按所述組合物的總重量計，所述表面活性劑以不超過20重量％的量存在。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體清潔組合物，其中所述非離子表面活性劑選自含有至少一個官能團的聚合物，所述官能團選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中所述非離子表面活性劑的濁點在10°C 至60°C范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中所述至少一種水解酶選自糖酶、蛋白酶和脂肪酶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液體清潔組合物，其中所述糖酶選自淀粉酶、纖維素酶和甘露糖苷酶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中所述組合物包含至少兩種水解酶。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體清潔組合物，其中所述至少兩種水解酶包括糖酶和蛋白酶。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液體清潔組合物，其中所述至少兩種水解酶還包括脂肪酶。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中所述異噻唑啉酮衍生物選自 5-氯-2-甲基-4-異噻唑和2-甲基-3-異噻唑啉酮。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中按所述組合物的總重量計，所述水解酶以不超過10重量％的量存在。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中按所述組合物的總重量計，所述異噻唑啉酮或其衍生物以0. 0075重量％至1重量％的量存在。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，還包含至少一種增溶劑。
16.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的液體清潔組合物，其中所述增溶劑選自二甲苯磺酸鈉或其酸、二甲苯硫酸鈉或其酸、烷基氧化胺或它們的組合。
17.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的液體清潔組合物，其中所述增溶劑以所述組合物的1重量％至20重量％的量存在。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中所述非離子表面活性劑的濁點大于 50 "C。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體清潔組合物，其中所述陰離子表面活性劑為烷基醚硫酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液體清潔組合物，其包含至少一種選自非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的表面活性劑；至少一種水解酶；至少一種選自異噻唑啉酮及其衍生物的化合物；和水。
文檔編號C11D17/00GK102459557SQ201080030568
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者劉芝蘭, 劉颋, 吳東, 李宇, 謝穎瑋, 邱凱, 陸益斌 申請人:3M創(chuàng)新有限公司