Набор для биоочистки и способ удаления биопленок с субстрата

1. Набор для ферментной биоочистки подходит для удаления уже существующих биологических и химических соединений с субстрата (L), содержащий: ферментную систему (20), содержащую множество иммобилизированных ферментов, связанных или ассоциированных стабильным или временным образом, по меньшей мере, с одной частицей; препарат (10), содержащий, по меньшей мере, одну вышеупомянутую ферментную систему (20), отличающийся тем, что вышеупомянутый набор дополнительно содержит средство (30), на которое накладывают вышеупомянутый препарат (10), или средство (30), импрегнированное вышеупомянутым препаратом (10), или среду (30'), в которой вышеупомянутая ферментная система (20) диспергируется, причем вышеупомянутая среда включена в вышеупомянутый препарат (10); вышеупомянутые частицы являются неорганическими частицами; вышеупомянутый препарат (10) можно легко удалить с вышеупомянутого субстрата (L) для сохранения целостности субстрата.
2. Набор для ферментной биоочистки по предыдущему пункту, отличающийся тем, что вышеупомянутые биологические и химические соединения выбраны из группы, состоящей из: биопленки, плесени, водорослей, бактерий, лишайников, восков, масел, белковых композиций, липидных композиций, полисахаридов, кератиновых композиций или их комбинаций; и вышеупомянутый субстрат (L) выполнен из материала, выбранного из группы, состоящей из: камня, дерева, бумаги, керамики, металла, кладки, штукатурки, целлюлозного субстрата, полимера, пластика, ткани, кожи человека, кожи животных или их комбинации.
3. Набор для ферментной биоочистки по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вышеупомянутые ферменты выбраны из группы, состоящей из трипсина, пепсина, липазы, папаина, амилазы, химотрипсина, эластазы, ксиланазы, целлюлазы, лигниназы, фицина, бромелаина или их комбинации; и вышеупомянутые частицы выбраны из группы, состоящей из частиц диоксида кремния, наночастиц диоксида кремния, частиц диоксида циркония, наночастиц диоксида циркония, частиц оксидов металлов, неорганических частиц, магнитных частиц, мезопористых частиц, наноструктурированного материала, мезопористого материала или их комбинации.
4. Набор для ферментной биоочистки, по меньшей мере, по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вышеупомянутое средство (30, 30') выбрано из группы, состоящей из геля, водного раствора, пены, гидрофильной ткани, полимера, гибкой подложки, жесткой подложки или их комбинации.
5. Набор для ферментной биоочистки, по меньшей мере, по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вышеупомянутые частицы имеют по существу сферическую форму с диаметром в диапазоне от, примерно, 100 до, примерно, 300 Нм и имеют диаметр мезопористых пор в диапазоне от, примерно, 2,0 до, примерно, 2,5 нм; вышеупомянутая ферментная система содержит трипсин в количестве от, примерно 2,5 до, примерно, 20 мг/г; вышеупомянутая среда представляет собой метилцеллюлозный гель или гидрофильную ткань; вышеупомянутый препарат (10) можно легко удалить с вышеупомянутого субстрата (L) посредством воды или водных растворов, и при этом вышеупомянутый набор для ферментной биоочистки включает буферный раствор, выбранный из группы, состоящей из фосфатного буферного раствора, буферного раствора цитрата натрия или их комбинации.
6. Набор для ферментной биоочистки, по меньшей мере, по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вышеупомянутая ферментная система (20) содержит комплексообразующий агент, полезный для амплификации активности вышеупомянутого фермента, причем вышеупомянутый комплексообразующий агент выбран из группы, состоящей из EDTA (этилендиаминтетрауксусная кислота), NTA (нитротриацетат), MGDA (метилглициндиацетат), фосфатов и полифосфатов, фосфонатов (DTPMP, АТМР), IDS (иминодисукцинат) или их комбинации.
7. Набор для ферментной биоочистки, по меньшей мере, по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он повторно используется, по меньшей мере, два раза, и/или его можно хранить в высушенной форме.
8. Набор для ферментной биоочистки, по меньшей мере, по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит, по меньшей мере, одно из следующих дополнительных средств средство регулирования температуры (50), подходящее для поддержания температуры в вышеупомянутом наборе в пределах заданного диапазон температур; защитную пленку (40), подходящую для предотвращения загрязнения вышеупомянутого набора и/или ограничения потери жидкости внутри вышеупомянутого препарата (10); крепежные средства (70), подходящие для поддержания вышеупомянутого набора в контакте с субстратом (L), подлежащим очистке; систему управления параметрами процесса (90), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения температурой, рН, влагосодержанием; систему увлажнения (80), подходящую для добавления или удаления жидкости из вышеупомянутого набора для поддержания подходящей степени гидратации, причем вышеупомянутая жидкость в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения представляет собой буферный раствор, содержащийся в резервуаре.
9. Набор для ферментной биоочистки по предыдущему пункту, отличающийся тем, что вышеупомянутое средство регулирования температуры (50) представляет собой активный или пассивный элемент, выбранный из группы, состоящей из инфракрасных ламп, системы горячего воздуха, нагревательных тканей или пленок, системы обогрева или охлаждения на основе ячеек Пельтье, системы обогрева или охлаждения на основе теплового насоса, системы испарительного охлаждения, системы охлаждения с изменением фазы или их комбинации.
10. Набор для ферментной биоочистки по п. 8 или 9, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно из вышеупомянутых дополнительных средств интегрировано в вышеупомянутую среду (30) или в вышеупомянутую защитную пленку (40).
11. Набор для ферментной биоочистки, по меньшей мере, по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит средство для наложения вышеупомянутого набора на вышеупомянутый субстрат (L), причем вышеупомянутое средство для наложения в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения представляет собой щетку, шпатель, валик или другие технически эквивалентные решения.
12. Способ приготовления набора для ферментной биоочистки, по меньшей мере, по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, один из следующих этапов получение таких частиц, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - наночастиц мезопористого диоксида кремния; функционализацию вышеупомянутых частиц, в соответствии с известными способами, для получения функционализированных частиц; диспергирование вышеупомянутых функционализированных частиц в растворе, содержащем вышеупомянутый фермент, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения трипсин, и перемешивание полученного таким образом раствора до окончания реакции для получения преципитата; фильтрование и высушивание вышеупомянутого преципитата для получения вышеупомянутой ферментной системы (20) в форме порошка; диспергирование вышеупомянутой ферментной системы (20) в буферном растворе, имеющем подходящий рН, выбранный в соответствии с вышеупомянутым ферментом, в случае трипсина, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в диапазоне от, примерно, 7,0 и до, примерно, 8, причем вышеупомянутый буферный раствор в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения представляет собой фосфатный буферный раствор или буферный раствор цитрата натрия, или их комбинацию; приготовление препарата (10), содержащего вышеупомянутую ферментную систему (20), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения препарата в форме геля, причем вышеупомянутый гель получают добавлением к вышеупомянутому раствору гелеобразующего агента, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения метилцеллюлозы; наложение вышеупомянутого препарата (10) на вышеупомянутое средство (30) или импрегнирование вышеупомянутого средства (30) вышеупомянутым препаратом (10), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения наложение вышеупомянутого препарата (10) в форме геля на подложку, состоящую из гидрофильной ткани, способом погружения; включение в вышеупомянутый препарат (10) среды (30') для диспергирования в ней вышеупомянутой ферментной системы (20); наложение защитной пленки (40, 40') для предотвращения загрязнения пленки и/или для поддержания химических и физических условий, пригодных для биоочистки или хранения вышеупомянутого набора.
13. Способ ферментной биоочистки, пригодный для удаления биологических и химических соединений с субстрата (L) посредством набора для ферментной биоочистки, в соответствии с, по меньшей мере, одним из пп. 1-11, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, один из следующих этапов: проведение исследования для анализа характеристик вышеупомянутого субстрата, вышеупомянутых химических и биологических соединений и условий окружающей среды, в которых проводится биоочистка; в соответствии с результатами, полученными благодаря вышеупомянутому исследованию, оптимизацию вышеупомянутого препарата (10), содержащего, по меньшей мере, одну ферментную систему (20), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержащую трипсин, иммобилизированный на частицах мезопористого диоксида кремния; в соответствии с результатами, полученными благодаря вышеупомянутому исследованию, выбор подходящего средства (30) для наложения или импрегнирования посредством вышеупомянутого препарата (10) или подходящей среды (30') для диспергирования в ней вышеупомянутой ферментной системы (20) и включения вышеупомянутого средства (30') в вышеупомянутый препарат (10); приготовление вышеупомянутого набора для ферментной биоочистки (1), содержащего вышеупомянутый препарат (10) и вышеупомянутое средство (30, 30'); активацию вышеупомянутой ферментной системы (20) посредством гидратации вышеупомянутого препарата (10), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения посредством буферного раствора или композиции, подходящей для ограничения образования солей на поверхности субстрата, наложение вышеупомянутого набора для ферментной биоочистки (1) на вышеупомянутый субстрат (L), подлежащий биоочистке; защиту вышеупомянутого набора для ферментной биоочистки (1) посредством вышеупомянутой защитной пленки (40, 40'); контроль посредством системы управления (90) параметров процесса, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения температуры, рН и влагосодержания вышеупомянутого препарата (10); корректировку вышеупомянутых параметров процесса в соответствии с условиями биоочистки; удаление вышеупомянутого набора для ферментной биоочистки с вышеупомянутого субстрата (L); промывание вышеупомянутого субстрата (L), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения посредством деминерализованной воды, для удаления следов вышеупомянутого препарата (10) с вышеупомянутого субстрата; дезактивацию вышеупомянутой ферментной системы (20) путем высушивания для того, чтобы обеспечить хранение и последующее использование вышеупомянутого набора для ферментной биоочистки; многократное использование или хранение вышеупомянутого набора для ферментной биоочистки в подходящей среде для последующего использования после высушивания.