БИОЦИДНЫЕ КОМПОЗИЦИИ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА С УЛУЧШЕННОЙ АКТИВНОСТЬЮ
BIOCIDAL COMPOSITIONS OF HYDROGEN PEROXIDE WITH IMPROVED ACTIVITY

Описание
Данное изобретение относится к области дезинфекции и очистки, более конкретно к композициям с улучшенной биоцидной активностью на основе перекиси водорода, которые также обладают улучшенной стабильностью.
Множество классов химических соединений обладают различной степенью биоцидной или противомикробной активности. Биоцидные композиции необходимы, среди прочего, для очистки и дезинфекции поверхности пищи, такой как фрукты и овощи, и для очистки и дезинфекции твердых поверхностей в здравоохранении и пищевой промышленности, а также в домашнем хозяйстве.
Последние несколько лет усилия были сконцентрированы на развитии химических соединений, которые были бы высокоэффективными против микроорганизмов, находясь в разбавленной форме, являлись низкотоксичными для человека и других животных и не вредили окружающей среде.
Из известных дезинфицирующих средств и биоцидных средств перекись водорода считается обладающей исключительным потенциалом, так как продукты ее разложения, вода и кислород, являются нетоксичными и не вредят окружающей среде. Также она имеет широкий спектр биоцидной активности. Широкий спектр активности является важным, например, в ситуациях, когда патогенные организмы присутствуют, но не идентифицированы. Дезинфицирующие средства на основе перекиси водорода применяются во множестве различных областей, включая больницы, клиники, лаборатории, стоматологические клиники, домашнее хозяйство и уход за хроническими больными. Также они могут применяться при обработке и приготовлении пищи и напитков, в животноводстве, гостиничном хозяйстве и для целей общей санитарной обработки.
Для обеспечения быстрого эффективного действия, в биоцидных растворах перекиси водорода необходимо применять относительно высокие концентрации перекиси водорода. Однако при более высоких концентрациях растворы могут попадать под правила обращения с опасными продуктами и требовать специальных мер предосторожности при обращении и применении. Например, в концентрациях свыше около 8% мас./мас. водного раствора перекись водорода считается агрессивной и является также сильным окисляющим агентом. Растворы, содержащие менее около 8% мас./мас. перекиси водорода, предпочтительны из-за улучшенных показателей безопасности.
Композиции на основе перекиси водорода в качестве единственного биоцидного соединения, и содержащие вплоть до 7% мас. перекиси водорода от массы всей композиции, не являются полностью эффективными для дезинфекции загрязненных поверхностей, например поверхностей, которые необходимо мыть и дезинфицировать. Конечно, присутствие органических и/или неорганических загрязнений снижает бактерицидную активность множества противомикробных средств, таких как агенты на основе пероксида, тем самым снижая бактерицидную активность и дезинфицирующую силу содержащих их композиций.
При низких концентрациях (например, 3% мас./мас.) перекись водорода не раздражает кожу, но обладает низкой гермицидной активностью. Например, раствору, содержащему 3% мас./мас. перекиси водорода, требуется 20 минут для достижения более 6 log снижения Staphylococcus aureus, что является слишком долгим сроком для некоторых областей применения. Увеличение концентрации перекиси водорода повышает скорость дезинфекции. Например, 25% мас./мас. водному раствору перекиси водорода требуется только 20 секунд для достижения более чем log 6 снижения Staphylococcus aureus. Однако в таких концентрациях раствор является агрессивным и требует проведения специальных процедур при применении.
Другим недостатком применения композиций перекиси водорода является то, что без применения стабилизатора или сочетания стабилизаторов водные композиции перекиси водорода обычно могут разлагаться в течение относительно короткого периода времени.
В данной области техники было предложено несколько вариантов получения композиций перекиси водорода с улучшенной биоцидной активностью.
В WO 97/31093 описана дезинфицирующая композиция, содержащая пероксидный отбеливатель, например перекись водорода, амфотерное поверхностно-активное вещество, например бетаин, глутаровый альдегид, и противомикробное эфирное масло.
В WO 01/65939 описаны бактерицидные свойства сочетания перекиси водорода, бензалкониевой соли и комплексообразующего соединения на основе неорганического фосфата.
В US 6479454 и US 6444230 описана улучшенная противомикробная активность сочетания пероксидного соединения с оксидом амина.
В WO 03/067989 описано применение определенных анионных поверхностно-активных веществ на основе сульфоновой кислоты в сочетании с перекисью водорода.
Объектом данного изобретения являются композиции, которые обладают превосходной биоцидной активностью и в которых применяются по возможности небольшие концентрации перекиси водорода и/или как можно меньше других биоцидных добавок. Также объектом данного изобретения является композиция, которая может наноситься без применения мер предосторожности при обращении или применении мер безопасности и которая не требует смывания или требует только редкого смывания после нанесения. В данном изобретении неожиданно обнаружено, что композиции, содержащие сочетание перекиси водорода с определенными фосфатными или фосфонатными соединениями, обладают улучшенной биоцидной активностью. Композиции также демонстрируют значительное повышение стабильности по сравнению с растворами перекиси водорода, не содержащими обсуждаемые соединения.
(3-m)
2
2
n
m
(3-m)
2
2
n
m
(3-m
2
2
n
m
1
1
1
WO 2004/067194 относится к стабилизированным водным композициям, которые содержат перекись водорода, поверхностно-активное вещество на основе этоксилированного алифатического фосфоно формулы (I), (HO)OP(R-(CH-CH-O)-R), или (HO)OP(O-(CH-CH-O)-R), или (HO))OP(O-R-(CH-CH-O)-H) и, по крайней мере, одно дополнительное моющее поверхностно-активное вещество. Было обнаружено, что соединение формулы (I) придает композиции очень хорошие эстетические свойства (прозрачный гель) и помогает стабилизировать формулу даже при высоких температурах (около 40°С в течение до 6 месяцев). Кроме того, композиция устойчива к свету, в частности УФ свету.
В WO 97/47718 описан загущающий агент для водных растворов перекиси водорода, обеспечивающий надежные и постоянные характеристики вязкости и позволяющий легко вводить отдушки, не вызывая помутнения. Загущающий агент содержит от 10 до 90% алканоламида жирной кислоты, от 5 до 20% сульфата алкилового эфира и необязательно вплоть до 5% фосфата алкилового эфира и вплоть до 60% алкилполигликолевого эфира.
Однако в этих двух документах не упомянута улучшенная биоцидная активность композиций, содержащих поверхностно-активные вещества на основе этоксилированного алифатического фосфоно/фосфатов алкилового эфира. Кроме того, соединения со структурой формулы 2 не описаны подробно в этих двух документах.
Таким образом, в первом аспекте данное изобретение относится к применению биоцидных композиций на основе композиций, содержащих перекись водорода в концентрации 0,05-50% (мас./мас.) и соединение со структурой формулы 1:
(2-m)
p
q
2
n
m
(OH)(X)(O)P-[(O)-(R')-(CH(Y)-CH-O)-R], или их соли,
3
где X является H или OH; каждый Y независимо является H или CH; m равно 1 и/или 2; каждый p и q независимо равны 0 или 1 при условии, что, если p равно 0, q равно 1; каждый n независимо равен 2-10; каждый R' независимо является алкиленовым радикалом, содержащим 1-18 атомов углерода; каждый R независимо является H или алкильным радикалом, содержащим 1-18 атомов углерода; и R'+R ≤ 20;
в концентрации 0,01-60% (мас./мас.).
Композиция неожиданно обладает превосходной биоциной активностью, даже при разбавлении до композиции, содержащей 0,05-8% перекиси водорода и 0,01-10% соединения структуры формулы 1. Она также демонстрирует хорошую стабильность в течение времени. Сочетание перекиси водорода и соединения формулы 1 дает более мощную биоцидную композицию по сравнению с композициями, которые могут применяться с использованием этих двух соединений отдельно.
Если не указано иначе, проценты, указанные в описании, являются массовыми процентами по отношению к массе всей композиции.
Биоцидная активность, указанная в описании, включает биоцидную активность против всех типов микроорганизмов, бактерий, дрожжей и грибов и против вирусов.
Формула 1 относится к отдельным гомогенным соединениям и к гетерогенным смесям соединений. Например, гетерогенные смеси могут содержать соединения, в которых значение n и/или длина алкиленового и/или алкильного радикала варьируется в пределах различных значений, где значения для n и длина цепей R' и R такие, как определены в данном описании, являются средними значениями. Кроме того, гетерогенные смеси могут содержать смесь моно- и диэфиров формулы 1. Моно- и диэфиры формулы 1 представляют собой соединения, в которых m равно 1 или 2, соответственно. Предпочтительно, чтобы в таких смесях моноэфир был преобладающим видом, т.е. составлял, по крайней мере, 50% такой смеси, предпочтительно, по крайней мере, 60%, более предпочтительно, по крайней мере, 70%, еще более предпочтительно, по крайней мере, 80%, наиболее предпочтительно, по крайней мере, 90%.
В предпочтительной структуре формулы 1 X является OH, Y является H, n равно 2-8, предпочтительно 2-6, более предпочтительно 4-6, наиболее предпочтительно 4, и/или R'+R содержит 4-18 атомов углерода, предпочтительно 4-16 атомов углерода, более предпочтительно 6-14 атомов углерода, даже более предпочтительно 8-12 атомов углерода, еще более предпочтительно 8-10 атомов углерода. Также предпочтительно R и R' являются радикалами с прямой цепью. В другой предпочтительной структуре значение p равно 1 и q равно 0.
2
n
3
Особенно предпочтительное соединение для применения в соответствии с данным изобретением составляет другой аспект данного изобретения. Это соединение имеет структуру формулы 1, где m равно 1, p равно 1 и q равно 0, т.е. соединение структуры формулы 2: (OH)(X)(O)P-O-(CH(Y)-CH-O)-R, или его соль, где X является H или OH, Y является H или CH, n равно 4-8 и R является алкильным радикалом, содержащим 4-18 атомов углерода, в концентрации 0,01-60% (мас./мас.).
В предпочтительной структуре формулы 2 X является OH, Y является H, n равно 4-6, предпочтительно n равно 4, и R является алкильным радикалом, содержащим 4-16 атомов углерода, предпочтительно 6-14 атомов углерода, более предпочтительно 8-12 атомов углерода, наиболее предпочтительно 8-10 атомов углерода. Также предпочтительно R является алкильным радикалом с прямой цепью.
В особенно предпочтительной структуре формулы 2 X является OH, Y является H, n равно 4-6, предпочтительно n равно 4, и R является алкильным радикалом с прямой цепью, содержащим 8-12 атомов углерода, предпочтительно 8-10 атомов углерода.
Композиция для применения в соответствии с данным изобретением предпочтительно может продаваться в виде концентрата, содержащего перекись водорода в концентрациях, которые могут варьироваться от около 10-50%, и соединение структуры формулы 1 в концентрации, которая может варьироваться от около 5-60%. Указанный концентрат может удобным образом быть разбавлен до эффективной концентрации, используемой для конечных целей.
При разбавлении эффективная концентрация перекиси водорода в композиции может составлять 0,05-8% (мас./мас.), предпочтительно, 0,1-5%, более предпочтительно 0,2-3%, наиболее предпочтительно 0,3-2%. В зависимости от предполагаемого применения композиции концентрации перекиси водорода могут быть более высокими, например, от 1-8% или более низкими, например, от 0,05-1%. Концентрация соединения структуры формулы 1 может быть 0,01-10% (мас./мас.), предпочтительно 0,05-5%, более предпочтительно 0,1-2%.
Концентрацию перекиси водорода и соединения структуры формулы 1 в композиции предпочтительно выбирают таким образом, что массовое соотношение между перекисью водорода и соединением структуры формулы 1 варьируется между 10 и 0,1, более предпочтительно от 5 до 0,2, наиболее предпочтительно от 2 до 0,5.
В одном варианте данного изобретения композицию в соответствии с данным изобретением получают растворением сухой сыпучей композиции в воде. В этом варианте перекись водорода получают из пероксосоединения, такого как перкарбонат натрия, моногидрат пербората натрия, тетрагидрат пербората натрия, декагидрат тетрабората натрия, или их смеси. Это дает возможность применять твердые композиции, содержащие образующее перекись соединение и соединение структуры формулы 1 или 2.
Благодаря эффективности сочетания перекиси водорода и соединения структуры формулы 1, композиция может применяться в виде простейшей композиции. Для многих областей применения может быть необходимым добавлять в композицию дополнительные соединения, влияющие (улучшающие) на ее биоцидную активность. Таким образом, в данных вариантах, композиция состоит по-существу из перекиси водорода и соединения структуры формулы 1 в качестве соединений с биоцидной активностью.
8
Биоцидную активность композиции для применения в соответствии с данным изобретением предпочтительно определяют тестированием контролируемой бактерицидной суспензии, соответствующим Европейским нормам для химических дезинфицирующих средств и антисептиков EN 1276 (EN 1276: Количественное тестирование суспензии для оценки бактерицидной активности химических дезинфицирующих средств и антисептиков, применяемых в пищевой промышленности, легкой промышленности, домашнем хозяйстве и лечебных учреждениях: методика тестирования и требования). Эффективной биоцидной композицией является композиция, которая обеспечивает, по крайней мере, log 3 снижение через 1 минуту контакта с тестовой суспензией Staphylococcus aureus, содержащей 10 КОЕ на мл, предпочтительно, по крайней мере, log 4 снижение, более предпочтительно, по крайней мере, log 5 снижение, наиболее предпочтительно, по крайней мере, log 6 снижение.
В зависимости от тестируемого микроорганизма, возможно применять тестирование суспензий, предназначенных для применения с грибами, дрожжами или вирусами. Для грибов или дрожжей могут применяться тесты по Европейским нормам EN 1275, EN 1650 или EN 13624. Для вирусов может применяться тест по Европейским нормам EN 14476.
Наконец, тест по Европейским нормам EN 13704 подходит для оценки спорицидной активности химических дезинфицирующих средств, применяемых в пищевой, легкой промышленности, домашнем хозяйстве и в лечебных учреждениях.
Биоцидная пероксидная композиция для применения в соответствии с данным изобретением предпочтительно является водным раствором.
Примеры соединений структуры формулы 1 включают:
Uniqema:
- Monafax 1214
алифатический C8-10, 4ЭО
- Monafax 831
алифатический
Basf:
- Maphos 60A
алифатический C10 этоксилат - моноэфир
- Maphos 58
алифатический
Akzo:
- Phospholan PE 169
фосфат C13 изотридецилового эфира
Zschimmer & Schwarz:
- Phosfetal 201
алифатический C12 (смесь моно- и диэфира)
- Phosfetal 213
алифатический C18 (смесь моно- и диэфира)
Elementis:
- SERVOXYL VPBZ 5/100, C12-C16 5 ЭО на основе кокоса, моно- и диэфир
- SERVOXYL VPDZ 3/100, C13, 3 ЭО, моно- и диэфир (фосфатный эфир полиэтиленгликолевого эфира (3 ЭО) (C13))
- SERVOXYL VPDZ 6/100, C13, 6 ЭО, моно- и диэфир (фосфатный эфир полиэтиленгликолевого эфира (6 ЭО) изотридецилового спирта (C13))
- SERVOXYL VMDZ 6/100, C13, 6 ЭО, около 90% моноэфира
- SERVOXYL VPTZ 3/100, C8, 3 этиленоксид, моно- и диэфир (фосфатный эфир полиэтиленгликолевого эфира (3 ЭО) 2-этилгексанола)
В предпочтительном варианте биоцидная композиция перекиси для применения в соответствии с данным изобретением представляет собой готовый к применению водный раствор, содержащий 0,1-5% перекиси водорода и 0,05-5% соединения структуры формулы 1. pH раствора предпочтительно составляет 2-5.
Такие композиции также безвредны для окружающей среды.
Особенно предпочтительные соединения для применения в соответствии с данным изобретением включают соединения, такие как Phosfetal 201, SERVOXYL VMDZ 6/100, SERVOXYL VPBZ 5/100 Maphos 60A (BASF) и Monafax 1214 (Uniqema). Особенно Monafax 1214 является высокобиоразлагаемым продуктом с очень хорошими биоцидными свойствами в сочетании с перекисью водорода, который получил экологическую маркировку от Шведского общества охраны природы. Это позволяет применять раствор в ситуациях, где предпочтительны продукты, безвредные для окружающей среды.
Различные другие соединения могут быть добавлены в композиции для улучшения их практического применения.
Например, pH регулирующая кислота (органическая или неорганическая) или основание или подходящий буфер могут быть добавлены, по ситуации, для получения композиций с желаемым pH. Предпочтительно композиция имеет pH в кислотном интервале, более предпочтительно pH 1-8, даже более предпочтительно pH 1,5-6 и наиболее предпочтительно pH 2-5.
Композиция также может содержать стабилизатор перекиси водорода предпочтительно в виде катионного комплексообразующего соединения, более предпочтительно в концентрации от 0,01 до 20% (мас./мас.). Катионный комплексообразующий агент может быть выбран из этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК), диэтилентриаминпентауксусной кислоты (ДТПК), N-(гидроксиэтил)этилендиаминтриуксусной кислоты (ГЭДТК), нитрилотриуксусной кислоты (НТК), 2-гидроксиэтилиминодиуксусной кислоты (ГЭИДК) и их солей или из бензойной кислоты, аминобензойной кислоты, лимонной кислоты, фосфорной кислоты, иминодиянтарной кислоты и полиаспарагиновой кислоты. Более предпочтительно катионным комплексообразующим соединением является (коллоидный) станнат и даже более предпочтительно его выбирают из ацетанилида, дисукцината этилендиаминтринатрия, например, OctaQuest E30 или A65 (Octel), производных фосфоновой кислоты, имеющих от 1 до 5 групп фосфоновой кислоты, например, Dequest phosphonate (Solutia), 1-гидроксиэтилиден-l,1-дифосфоновой кислоты, аминотри(метиленфосфоновой кислоты), диэтилентриаминпента(метиленфосфоновой кислоты), 2-гидроксиэтилиминобис(метиленфосфоновой кислоты) и этилендиаминтетра(метиленфосфоновой кислоты).
Композиции также могут содержать ингибитор коррозии предпочтительно в концентрации от 0,01 до 20% мас./мас. Предпочтительно ингибитор коррозии выбирают из 1,2,3-бензотриазола, молибдата натрия, нитрита натрия, бисульфата натрия, метабисульфата натрия, хроматов, боратов, фосфатов, полифосфатов, бензоата натрия, глюконата натрия и силиката натрия.
Композиция также может содержать совместимое с перекисью водорода поверхностно-активное вещество. Такое поверхностно-активное вещество может быть анионным, катионным, неионным и/или амфотерным поверхностно-активным веществом. Концентрация поверхностно-активного вещества может быть от 0,005 до 40% мас./мас.
Примеры совместимых с перекисью водорода неионных поверхностно-активных веществ включают оксиды амина, этоксилированные жирные спирты и/или алкил(поли)гликозиды.
Предпочтительные совместимые с перекисью водорода неионные поверхностно-активные вещества включают оксиды амина, такие как оксиды C8-C20 алкилдиметиламина и/или оксиды C8-C20 алкилдигидроксиэтиламина, такие как оксид диметилдециламина или оксид диметилкокоамина. Предпочтительные совместимые с перекисью водорода амфотерные поверхностно-активные вещества включают бетаины, такие как C8-C20 алкилдиметилбетаины, такие как кокоамидопропилдиметилбетаин, и/или C8-C20 алкилсульфобетаины.
В данном изобретении неожиданно было обнаружено, что композиция, содержащая сочетание перекиси водорода, соединения структуры формулы 1 и оксид амина и/или бетаин, обладает очень хорошей биоцидной активностью, при этом обладая очень хорошей очищающей и обезжиривающей способностью.
Также композиция может содержать, по крайней мере, один C1-C8 спирт предпочтительно в концентрации от около 0,01 до около 10% мас./мас. Спирт может быть выбран из бензилового спирта, этанола, н-бутанола, 1-пропанола, изопропанола и гликолей, таких как этиленгликоль, пропиленгликоль и бутиленгликоль.
Другие добавки могут быть добавлены к биоцидной композиции перекиси для получения композиции со свойствами, подходящими для ее применения. Примеры таких добавок включают эмульгаторы, растворители, гидротропы, глицерин, отдушки, красители, консерванты, противопенные агенты и ингибиторы коррозии.
В данном изобретении представлено применение биоцидной композиции перекиси водорода для любых целей, где требуется дезинфекция и/или санитарная обработка. Композиция также преимущественно может применяться для целей, где, кроме дезинфицирующей активности, может потребоваться очищающая и/или отбеливающая и/или консервационная активность. Применение в соответствии с данным изобретением включает контакт субстрата, считающегося загрязненным микроорганизмами, с биоцидной композицией перекиси водорода. Благодаря эффективности композиции, время контакта обычно не превышает 1-5 минут. Применение включает применение в качестве бактерицидной и стерилизующей ополаскивающей и очищающей жидкости, а также в качестве дезинфицирующего, очищающего и санирующего агента, например дезинфицирующего мыла.
В частности, биоцидная композиция перекиси может применяться в тех областях, где важно обеспечить дезинфекцию и/или санитарную обработку, предпочтительно в сочетании с очищающей и/или отбеливающей и/или консервационную активность, с применением максимально мягкого агента, например, в домашнем хозяйстве, медицине, личной гигиене, гигиене рта, пищи, для очитки комнат и т.д. Также в областях, где предпочтительно не смывать или редко смывать раствор после нанесения или где раствор может контактировать с пищей.
Так как биоцидная композиция перекиси водорода не вызывает раздражение, не имеет запаха и не содержит летучие газы, и не повреждает кожу, она также оптимальная для ситуаций, в которых потребители не носят защитную одежду, в случаях, где безопасность работников является высшим приоритетом, или для личного применения, такого как дезинфекция ран или профилактика гингивита.
Данное изобретение также относится к применению биоцидной композиции перекиси в специфических устройствах, таких как распыляющие устройства, например аэрозольные флаконы, аэрозольные баллоны, устройства для получения аэрозоля для дезинфекции комнат и для нанесения в виде макания.
Предпочтительное применение биоцидной композиции перекиси водорода относится к применению в качестве агента для дезинфекции кожи, предпочтительно для дезинфекции рук.
Для улучшения практической применимости и эффективности в качестве дезинфицирующего средства для кожи различные кондиционеры для кожи могут быть добавлены в композицию. Кондиционер для кожи может быть выбран из глицеридов, сорбита, касторового масла, (растворимых в воде) силиконов, аллантоина, катионных полимеров, ланолина и его производных, и цетилового спирта.
Композиция также может содержать неионные поверхностно-активные вещества для улучшения способности к смачиванию и улучшения высушивания рук. Также агенты для выведения жира, масла и/или пятен и обезжиривающие агенты, такие как анионные, неионные или амфотерные поверхностно-активные вещества или спирты, могут быть добавлены в определенных ситуациях, в которых требуется удаление жира или пятен.
Проблема существующих продуктов для дезинфекции кожи, обычно содержащих спирты в высоких концентрациях, йодины/йодофоры, глюконат хлоргексидина (ГХГ), фенольные соединения, соединения четвертичного аммония или их сочетания, заключается в том, что в них часто дезинфицирующая активность приносится в жертву мягкости кожи и наоборот. Например, хотя увеличение концентрации активного ингредиента приводит к большему уровню дезинфекции, такие высокие концентрации часто вызывают повышенное раздражение кожи.
Композиции средств для дезинфекции кожи (рук) преимущественно могут заменять такие дезинфицирующие средства, которые были разработаны для получения высоких уровней дезинфекции там, где это необходимо.
Композиция для применения в соответствии с данным изобретением способна обеспечивать адекватные уровни дезинфекции, не раздражая кожу. Композиция не раздражает кожи благодаря низким уровням перекиси водорода, мягким поверхностно-активным веществам и низким концентрациям других мягких добавок, которые могут применяться как описано выше. Раствор имеет широкий спектр активности, степень которого является неожиданной, учитывая гермицидную активность отдельных ингредиентов. Синергетический эффект ингредиентов раствора в соответствии с данным изобретением таков, что получается эффективное дезинфицирующее средство, которое пригодно к применению на коже.
В предпочтительном варианте представлена композиция в виде дезинфицирующего мыла, в котором избегают применения противомикробных химических средств, таких как триклозан, хлоргексидин, PCMX и т.д. Мыло может быть составлено в виде гелевого мыла, мыла для распыления или вспениваемого мыла. Оно может применяться для дезинфекции и очистки кожи или волос (шампунь) в общем, более конкретно для рук или лица, или может применяться в качестве шампуня для животных.
В качестве дополнительного поверхностно-активного вещества, для дальнейшего повышения биоцидной способности мыла, мыло может предпочтительно содержать бетаин, такой как алкилдиметилбетаин, алкиламидопропилдиметилбетаин, такой как кокамидопропилдиметилбетаин, и/или алкилсульфобетаин, и/или оксид амина, такой как оксид алкилдиметиламина и/или оксид алкилгидроксиэтиламина, такой как оксид диметиламина, где алкильная группа имеет 10-18 атомов углерода, такой как оксид диметилдециламина, оксид диметилкокоамина и/или оксид диметилмиристиламина.
Другое предпочтительное применение композиции включает применение в стоматологии и в качестве раствора для полоскания полости рта. Контроль инфекции и воспаления во рту и ротовой полости все еще является важной областью, и до сих пор в ней преобладают продукты на основе хлора, спирта и фенола. Большинство этих продуктов имеет значительные недостатки и оказывает отрицательное влияние на живые ткани. Композиции в соответствии с данным изобретением могут эффективно заменить такие продукты.
Для получения эффективной композиции для стоматологии и растворов для полоскания полости рта, различные соединения могут быть добавлены к композиции для улучшения ее противомикробной эффективности, такие как противомикробные эфирные масла и соли цинка, например, хлорид цинка, оксид цинка, лактат цинка, или соединения, которые улучшают практическое применение, такие как гликоли, спирты, съедобные поверхностно-активные вещества, вкусовые добавки, отдушки и т.д.
Данное изобретение также относится к применению композиций для дезинфекции и предпочтительно также очистки субстрата. Это может быть достигнуто при контакте субстрата с эффективным количеством биоцидной композиции. Кроме дезинфекции, композиция особенно эффективна для удаления пятен и грязи, для определенных субстратов, в сочетании с удалением запаха. Субстратом может быть любая поверхность, пространство, материал, медицинский инструмент или прибор, больничное оборудование, поверхность стен, потолков и/или полов. Например, композиция может эффективно применяться для дезинфекции и очистки ковров. Предпочтительно субстратом является субстрат, на котором ожидается присутствие (патогенных) микроорганизмов.
Далее, композиция может эффективно применяться для консервации пищи, в качестве промывающей жидкости для мяса, птицы и рыб, в качестве промывающей жидкости в производстве пива и молочных продуктов, для применения в ветеринарии и скотоводстве, такого как профилактика и лечение маститов, и для обработки воды и дезинфекции воды.
В предпочтительном варианте композиция представлена в качестве промывающей жидкости для машин или оборудования. Примеры последнего включают оборудование для обработки пищи, резальные машины, насадки, установки для производства пива, установки для выпечки, установки для производства молочных продуктов, узлы для обработки фруктов и овощей, установки для производства соков и безалкогольных напитков и т.д., медицинское оборудование и инструменты, и бытовые приборы.
В этом варианте композиция должна обладать низким пенообразованием. Таким образом, дополнительное неионное и/или амфотерное поверхностно-активное вещество, которое может присутствовать в композиции, не должно быть высокопенообразующим поверхностно-активным веществом. Предпочтительны оксиды амина и/или бетаины с алкильной цепью в низших интервалах, т.е. 8-10 атомов углерода, например, оксид октил- и/или децилдиметиламина. Для получения свойств низкого пенообразования, композиция в виде промывающей жидкости может включать пеногаситель, такой как растворимый в воде силикон, и/или неионное поверхностно-активное вещество с низким пенообразованием, такое как алкилполиалкиленгликолевый эфир, например, выбранный из серии Propetal от Zschimmer & Schwarz.
Примеры
8
Бактерицидную активность представленных композиций тестируют с применением контролируемой бактерицидной суспензии в соответствии с Европейскими нормами для дезинфицирующих средств и антисептиков EN 1276 (EN 1276: Количественное тестирование суспензии для оценки бактерицидной активности химических дезинфицирующих средств и антисептиков, применяемых в пищевой промышленности, легкой промышленности, домашнем хозяйстве и лечебных учреждениях: методика тестирования и требования). Один мл тестируемой суспензии, содержащей около 10 КОЕ тестируемого микроорганизма на мл, добавляют к 8 мл тестируемой композиции, и добавляют 1 мл воды милли-Q. В некоторых экспериментах к этой суспензии добавляют белок согласно методикам EN 1276 для имитации грязных реальных условий. Для получения чистых условий добавляют 0,3% бычий альбумин и для грязных условий 3% бычий альбумин.
Через 1, 2 и 5 минут контакта определяют количество жизнеспособных бактерий.
Таким же образом тестируют фунгицидную и вируцидную активность с применением тестов, разработанных для применения с грибами и вирусами. Для грибов или дрожжей применяют тесты согласно Европейским нормам EN 1275, EN 1650 или EN 13624. Для вирусов применяют тест согласно Европейской норме EN 14476.
8
Биоцидную активность некоторых композиций тестируют с применением теста бактерицидной суспензии, соответствующего Европейской норме EN 12054 для химических дезинфицирующих средств и антисептиков, в частности продуктов для гигиенических и хирургических растворов для обработки рук и ополаскивателей для рук. Один мл тестируемой суспензии, содержащей, по крайней мере, 1 × 10 КОЕ на мл бактерий, смешивают с 9 мл тестируемой композиции. Сначала исходную суспензию подсчитывают путем разведения до подсчитываемых уровней. Для тестирования растворов для обработки рук применяют неразведенные тестируемые суспензии. Для ополаскивателей для рук применяют разбавитель на основе жесткой воды.
Пример 1
2
2
Различные композиции тестируют для определения биоцидной активности и сравнивают со стандартными, коммерчески доступными растворами HO без добавок, за исключением стабилизаторов. Тестируемые композиции включают алифатический фосфатный эфир с 8-10 атомами углерода и 4 моля этиленоксида (ЭО), например, продаваемого Uniqema International под торговым наименованием Monafax 1214. Также присутствует стабилизатор перекиси водорода в виде дисукцината тринатрийэтилендиамина, доступный от Octel под торговым наименованием OctaQuest (OQ). pH такого раствора варьируется от 2 до 4,5. Результаты тестирования представлены в таблице 1 ниже. Оказывается, что Monafax значительно улучшает биоцидную активность композиции.
<b>Таблица 1</b>
тестируемая суспензия
1 мин
2 мин
5 мин
<b>1,0% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
4,80E + 08
>1000
>1000
>1000
Escherichia coli
6,00E + 07
>1000
>1000
1000
Pseudomonas aeruginosa
1,25E + 08
>1000
>1000
172
Staphylococcus aureus
5,35E + 08
>1000
>1000
560
Enterobacter cloacae
7,50E + 08
>1000
>1000
>1000
<b>1,5% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
4,80E + 08
>1000
>1000
1000
Escherichia coli
6,00E + 07
>1000
1000
688
Pseudomonas aeruginosa
1,25E + 08
46
13
0
Staphylococcus aureus
5,35E + 08
>1000
1000
678
Enterobacter cloacae
7,50E + 08
>1000
>1000
864
<b>1,75% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
4,80E + 08
>1000
>1000
>1000
Escherichia coli
6,00E + 07
>1000
>1000
408
Pseudomonas aeruginosa
1,25E + 08
670
210
48
Staphylococcus aureus
5,35E + 08
>1000
876
272
Enterobacter cloacae
7,50E + 08
>1000
>1000
1000
<b>2% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
4,80E + 08
>1000
>1000
1000
Escherichia coli
6,00E + 07
>1000
1000
576
Pseudomonas aeruginosa
1,25E + 08
1000
650
2
Staphylococcus aureus
5,35E + 08
>1000
528
192
Enterobacter cloacae
7,50E + 08
>1000
1000
1000
<b>0,6% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,7% Monafax 1214 + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
4,80E + 08
0
Escherichia coli
6,00E + 07
0
Pseudomonas aeruginosa
1,25E + 08
0
Staphylococcus aureus
5,35E + 08
0
Enterobacter cloacae
7,50E + 08
0
<b>1,0% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 1% Monafax 1214 + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
4,80E + 08
0
Escherichia coli
6,00E + 07
0
Pseudomonas aeruginosa
1,25E + 08
0
Staphylococcus aureus
5,35E + 08
0
Enterobacter cloacae
7,50E + 08
0
<b>1,0% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,5% Monafax 1214 + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
4,80E + 08
0
Escherichia coli
6,00E + 07
0
Pseudomonas aeruginosa
1,25E + 08
0
Staphylococcus aureus
5,35E + 08
0
Enterobacter cloacae
7,50E + 08
0
<b>1,5% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,1% Monafax 1214 + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
1,00E + 08
0
Escherichia coli
4,00E + 07
0
Staphylococcus aureus
1,35E + 08
0
Enterobacter cloacae
1,15E + 08
0
<b>0,5% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,2% Monafax 1214 + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
1,00E + 08
0
Escherichia coli
4,00E + 07
0
Staphylococcus aureus
1,35E + 08
0
Enterobacter cloacae
1,15E + 08
0
<b>0,5% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,5% Monafax 1214 + 0,02% OQ</b>
Salmonella typhimurium
1,00E + 08
0
Escherichia coli
4,00E + 07
0
Staphylococcus aureus
1,35E + 08
0
Enterobacter cloacae
1,15E + 08
0
Без Monafax, только некоторые бактериальные типы показывают более log 5 снижение в течение 5 минут, что является нормой тестирования согласно стандарту EN 1276. С Monafax, log 6 или даже log 7 снижение достигается уже через 1 минуту.
2
2
Композиция, содержащая 1% HO и 1% Monafax, способна убивать следующие микроорганизмы в течение 30 секунд: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterococcus hirae, Proteus Vulgaris, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes, Salmonella typhimurium, Shigella sonnei, Lysteria monocytogenes, Legionella pneumoniae, Campylobacter jejuni, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecium, Proteus mirabilis, Saccharomyces cerevisiae.
Пример 2
Эффективность Monafax 1214 сравнивают с эффективностью двух широко применяемых неионных поверхностно-активных веществ, этоксилированного жирного спирта Dehydol LT7 (C12-18 с 7 ЭО; Cognis) в 0,6% и Arlasolve 200 от Uniqema, неионного поверхностно-активного вещества с высоким ГЛБ (изогексадециловый эфир полиоксиэтилена) в 0,7%, и pH около 5 с применением теста EN 1276. Результаты тестирования представлены в таблице 2 ниже. Ясно, что биоцидная активность композиций, содержащих Monafax, значительно лучше, чем биоцидная активность композиций, содержащих этоксилированный жирный спирт или неионное поверхностно-активное вещество с высоким ГЛБ.
<b>Таблица 2</b>
Тестируемая суспензия
1 мин
2 мин
5 мин
<b>1,5% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,1% Monafax 1214 + 0,02% OQ</b>
Escherichia coli
4,00E + 07
0
Staphylococcus aureus
1,35E + 08
0
<b>1,5% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,6% Dehydol LT7 + 0,02% OQ</b>
Escherichia coli
1,30E + 08
>500
96
12
Staphylococcus aureus
1,74E + 09
220
196
60
<b>1,5% H</b><sub>2</sub><b>O</b><sub>2</sub><b> + 0,7% Arlasolve 200 + 0,02% OQ</b>
Escherichia coli
1,30E + 08
>500
>500
48
Staphylococcus aureus
1,74E + 09
304
204
72
Пример 3
Эффективность растворов в соответствии с данным изобретением сравнивают с эффективностью оксидов амина, группы поверхностно-активных веществ, известных в данной области техники (например: US 6479454 (Ecolab) и US 6444230 (Chemoxal) как обладающие значительной биоцидной активностью в растворе перекиси водорода, даже при низких концентрациях.
2
2
Для имитации грязных реальных условий добавляют белок согласно методикам EN 1276 к тестируемым бактериальным суспензиям. Для получения чистых условий добавляют 0,3% бычий альбумин и для грязных условий 3% бычий альбумин. Эффективность Monafax 1214 сравнивают с эффективностью N,N-диметилдециламин-N-оксида (Barlox 10s от Lonza Ltd.). Применяют концентрацию HO 1,2% и концентрацию 0,6% соответствующих поверхностно-активных веществ. Раствор, содержащий Monafax, имеет pH около 2,3, и раствор, содержащий Barlox 10s, имеет pH около 5. Результаты тестирования представлены в таблице 3 ниже. Ясно, что биоцидная активность композиций, содержащих Monafax, является существенной.
<b>Таблица 3</b>
тестируемая суспензия
чистые
грязные
2 мин
5 мин
2 мин
5 мин
<b>Barlox 10s (Lonza)</b>
Enterococcus hirae
3,80E + 08
8
0
6
1
Bacillus cereus
2,20E + 08
>300
>300
>300
>300
Candida albicans
3,00E + 08
300
250
>300
>300
Staphylococcus aureus
5,50E + 08
>300
>300
>300
>300
Lysteria monocytogenes
3,00E + 08
>300
>300
>300
>300
<b>Monafax 1214 (Uniqema)</b>
Lysteria monocytogenes
3,00E + 08
3
0
0
0
Enterococcus hirae
2,00E + 08
0
0
0
0
Escherichia coli
3,00E + 08
0
0
0
0
Pseudomonas aeruginosa
1,00E + 08
0
0
0
0
Staphylococcus aureus
5,50E + 08
0
0
0
0
Enterobacter cloacae
3,00E + 08
0
0
0
0
>300 означает количество колоний, которые не могут быть подсчитаны (чрезмерные)
Пример 4
2
2
2
2
Также ясно, что растворы в соответствии с данным изобретением значительно более стабильны, чем растворы, содержащие только перекись водорода и коммерчески доступные стабилизаторы перекиси водорода. Тестируют стабильность 0,6% раствора перекиси водорода в присутствии коммерчески доступных стабилизаторов. Параметры тестирования включают температуру 37°С в течение 30 дней. Результаты тестирования представлены в таблице 4 ниже. Концентрацию HO измеряют с применением титрования с перманганатом калия. Контроль содержит только HO со стабилизатором, добавленным производителем (Solvay Chemicals).
Добавление Monafax 1214 улучшает стабильность раствора перекиси водорода даже в присутствии коммерчески доступных стабилизаторов перекиси водорода.
<b>Таблица 4</b>
<b>30 дней при 37</b>°<b>С</b>
<b>Octaquest 0,02%</b>
<b>Acetanilide 0,05%</b>
<b>Deqest 0,20%</b>
<b>контроль</b>
без Monafax 1214
-6,1%
-2,3%
-13,2%
-3,4%
c Monafax 1214
-1,0%
0,0%
0,0%
-0,4%
Пример 5
Раствор, содержащий 0,5% перекись водорода, 0,5% алифатического сложного эфира фосфата (Monafax 1214 от Uniqema International), 0,5% Acetanilide в качестве стабилизатора перекиси водорода и 0,6% этоксилата C10 спирта (8 молей ЭО) (Lutensol XL 80 от BASF) и гидроксид калия до pH 4,5, готовят и применяют в качестве дезинфицирующего агента для обработки рук.
Перекись водорода
0,5%
Monafax 1214 (Uniqema)
0,5%
Lutensol XL 80 (BASF)
0,6%
Acetanilide
0,5%
Гидроксид калия
до pH 4,5
Деминерализованная вода
до 100%
Раствор тестируют на противомикробную активность с применением методики тестирования EN 12054 на S. aureus, P. aeruginosa, E. hirae и E. coli, и он показывает более log 3 снижение, которое является нормой для антисептика для рук.
Пример 6
Получают противомикробное мыло для рук, содержащее следующие ингредиенты:
1,5% перекись водорода
1,5% Monafax 1214 (алифатический сложный эфир фосфата)
2% Tego Betaine F 50 (алкиламидопропилбетаин)
1% Natrulon H-10 (полиглицерин)
В композицию добавляют буфер с NaOH до pH 4,5.
Биоцидная активность (EN 1276 за 5 минут, выраженную как логарифмические коэффициенты снижения колониеобразующих единиц на мл) следующая:
<i>чистые</i>
<i>грязные</i>
E. coli ATCC 25922
>6,2
>6,2
Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442
>6,2
>6,2
Enterococcus hirae nATCC 10541
>5,6
>5,6
Пример 7
Готовят жидкость для промывки машин, содержащую следующие ингредиенты:
0,4% Monafax 1214 (Uniqema)
0,3% Barlox 10s (Lonza Inc.)
0,5% Propetal 120 (Zschimmer & Schwarz)
0,05% Surfadone LP 100 (International Specialty Products;
0,2% Dequest 2010 (Solutia)
Эту жидкость тестируют согласно норме EN 1276, и она демонстрирует следующую биоцидную активность (выраженную как логарифмические коэффициенты снижения колониеобразующих единиц на мл):
<i>чистые</i>
<i>грязные</i>
E. coli ATCC 25922
>5
>5
Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442
>5
>5
Enterococcus hirae nATCC 10541
>5
>5
Пример 8
В показанных ниже тестируемых композициях в 1,5% раствор перекиси водорода добавляют 0,8% некоторых из общедоступных соединений формулы 1. В таблице 5 показано log снижение Staphylococcus aureus.
<b>Таблица 5</b>Данные эффективности различных соединений формулы 1
Соединение
<i>Log снижение</i><i>Staph. aureus</i>
Производитель
Тип
1 мин
5 мин
BASF
Maphos 60A
>6
>6
Zschimmer & Schwarz
Phosfetal 201
5,5
>6
Elementis
VPDZ 6/100
3,0
5,5
Elementis
VPBZ 5/100
>6
>6
Пример 9
2
2
Композицию, содержащую 2% HO и 1% Monafax 1214, готовят и тестируют против Vacciniavirus, Feline Calici Virus и Adenovirus согласно норме EN 14776:
EN 14476 - Химические дезинфицирующие средства и антисептики - количественное тестирование вируцидной суспензии для химических дезинфицирующих средств и антисептиков, применяемых в медицине - Методики тестирования и требования (фаза 2/стадия 1).
2
2
Неожиданно, композиция, содержащая Monafax, демонстрирует мощную вируцидную активность (таблица 6), в то время как стандартная коммерчески доступная HO, без добавления Monafax, показывает значительно более низкое log снижение (таблица 7).
<b>Таблица 6</b>
1 минута
3 минуты
Vacciniavirus
log>5,4
Feline Calici Virus
log>5,4
Adenovirus
log>5,4
<b>Таблица 7</b>
3 минуты
5 минут
10 минут
Feline Calici Virus
2% H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>
log 0,2
log 0,9
Adenovirus
2% H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>
log 0,6
log 0,6
Adenovirus
3% H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>
log 0,5
log 0,6
Пример 10
2
2
Раствор, содержащий 7% HO и 4% Monafax 1214, готовят и затем тестируют против грибов согласно Европейским нормам EN 1275, EN 1650 и EN 13624.
EN 1275 - Химические дезинфицирующие средства и антисептики - количественное тестирование суспензии для оценки основной фунгицидной или основной дрожжицидной активности химических дезинфицирующих средств и антисептиков - Методики тестирования и требования (фаза 1).
EN 1650 - Химические дезинфицирующие средства и антисептики - количественное тестирование суспензии для оценки основной фунгицидной активности химических дезинфицирующих средств и антисептиков, применяемых в пищевой промышленности, легкой промышленности, домашнем хозяйстве и лечебных учреждениях - Методики тестирования и требования (фаза 2, стадия 1).
EN 13624 - Химические дезинфицирующие средства и антисептики - количественное тестирование суспензии для оценки основной фунгицидной активности химических дезинфицирующих средств и антисептиков, применяемых в медицине - Методики тестирования и требования (фаза 2, стадия 1).
Результаты тестирования показаны в таблицах 8 и 9.
<b>Таблица 8</b>Результаты тестирования для Candida albicans ATCC 12031 в имитированных чистых и грязных условиях со временем контакта 5 и 15 минут
5 минут
15 минут
EN 1275
log 3,3
log > 5,3
EN 1650/EN 13624 <i>чистые</i>
log 3,2
log > 5,3
EN 1650/EN 13624 <i>грязные</i>
log 2,5
log > 5,3
<b>Таблица 9</b>Результаты тестирования для Aspergillus niger ATCC 16404 в имитированных чистых и грязных условиях со временем контакта 5 и 15 минут
5 минут
15 минут
EN 1275
log 4,5
log > 5,3
EN 1650/EN 13624 <i>чистые</i>
log > 5,4
log > 5,3
EN 1650/EN 13624 <i>грязные</i>
log 4,4
log > 5,3