СРЕДСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ pH-ПОКАЗАТЕЛЯ И ОКРАШИВАНИЯ ВОДЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК C02F1/66 

Изобретение относится к средствам регулирования концентрации водородных ионов (pH-показателя) и окрашивания больших объемов воды, предназначенной для приготовления растворов и суспензий и контроля их распространения в системе закрытых трубопроводов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе ветеринарной медицине при проведении массовой иммунизации птиц методом выпаивания.

В условиях промышленного производства массовая иммунизация птиц осуществляется путем включения вирус вакцин в состав воды для поения. Такой метод иммунизации отличается простотой, низкой себестоимостью и минимальным стрессовым воздействием на птицепоголовье.

Однако известно, что многие вирусы не обладают высокой устойчивостью в воде и теряют свою инфекционную активность в течение первых часов после суспендирования. Например, скорость инактивации вакцинного штамма Massachusetts вируса ИБК в водной среде при температуре 20°С достигает свыше 1 lgЭИД₅₀/час и продолжает возрастать по мере повышения температуры (Jordan F.T.W, and Nassar T.J. The survival of infections (IB) vireus in water. Avian Pathology, 1973, Vol.2, No. 2, 91…101). Низкая устойчивость вирусов в воде приводит к потере до 90% прививной дозы вакцины в течение часа.

Известно, что большое влияние на инактивацию вакцинного вируса оказывает pH-показатель воды (Cowen, B.S., and S.B. Hitcynen. pH stability studies with avian infectious bronchitis virus (Coronavirus) strayns. J.Virol. 1975. 15:430…432). Особенно сильное влияние pH-показатель воды оказывает в момент приготовления конечных растворов вакцины при смешивании их с водопроводной водой.

Известно решение сохранения вакцинного вируса за счет добавления в воду, предназначенную для растворения вакцины, так называемых «белковых протекторов», таких как обезжиренное молоко или молочная сыворотка (Cserep T.Vaccine administration techniques - drinking water. Article prepared for: Poultry World. Ref: PR80305. Date: 15/09/03.). Однако введение в воду приведенных веществ создает питательную среду для развития микрофлоры. В образующейся в трубопроводах «биопленке» происходит активная репродукция сальмонелл и кишечной палочки, причем коли-титр в течение суток может достигать 8 lg (Watkins S.E., Ph.D. Water Quality and Sanitation. Center of Excellence for Poultry Science University of Arkansas. Poultry Service Industry Workshop October 5 - 7, 2004, p. 24-31). В результате этого требуется регулярная очистка и дезинфекция всей системы водоснабжения птичника, что усложняет процесс вакцинации. Кроме того, в известном решении из-за отсутствия окрашивания воды не обеспечивается точный контроль распределения вакцины по системе водоснабжения птиц, в результате чего не представляется возможным достичь равномерной подачи препарата на всей территории птичника и обеспечить заданное дозирование в поилках.

Универсальными средствами, не содержащими в своем составе белковых компонентов, но обеспечивающими эффективное проведение вакцинации птиц методом выпаивания, являются средства, которые окрашивают воду с растворенной в ней вакциной и придают ей буферные свойства, стабилизируя pH-показатель воды в диапазоне значений, благоприятных для существования вируса. Добавление в такие средства красителя позволяет контролировать распределение вакцины по системе трубопроводов в птичнике и ее дозирование, а буфера - поддерживать в растворе вакцины необходимую биологическую активность вируса.

Одним из таких средств является стабилизатор воды с красителем для улучшения качества питьевой воды и приготовления водных растворов вакцин «АвиБлю» (АвиБлю: гранулы для подготовки воды при иммунизации птиц живыми вакцинами методом выпаивания, производитель «Lohmann Animal Health GmbH & Co. KG» Германия).

Известный стабилизатор выполнен в виде гранул синего цвета, быстрорастворимых в воде, позволяющих визуально контролировать прохождение вакцинных растворов по системе поения. Однако, будучи гранулированным веществом, он при транспортировке и пересыпании накапливает в своем составе мелкодисперсную фракцию, что создает неудобства при его использовании. Недостатком известного стабилизатора является также его высокая стоимость.

Другим известным средством аналогичного назначения является средство для нейтрализации хлора и окрашивания водного раствора с вакциной для птиц «Севамун» (Севамун: таблетки для нейтрализации хлора и окрашивания водного раствора вакцины при иммунизации птицы методом выпаивания «CEVA Sante Animal», Франция).

Известное средство выполнено в виде шипучих таблеток синего цвета, легко растворимых в воде, содержащих компоненты, обеспечивающие быстрое растворение препарата, а также тиосульфат натрия, краситель и наполнитель. Растворение таблетки обеспечивается за счет реакции нейтрализации щелочного и кислотного компонентов.

Известное средство нейтрализует свободный хлор, защищая вакцинный вирус от инактивации.

Выполнение известного средства в виде шипучих таблеток улучшает удобство его эксплуатации. Однако при растворении шипучей таблетки образуется определенный процент нерастворимого осадка. Кроме того, известное средство корректирует pH-показатель питьевой воды до значений меньше нейтрального.

Средство для нормализации воды, приведенное последним, является наиболее близким решением по технической сущности для обоих вариантов исполнения.

Задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является повышение устойчивости вакцинного вируса в воде за счет приведения pH-показателя воды в диапазон физиологически оптимальных показателей.

В первом варианте исполнения поставленная задача решается таким образом, что в известном средстве для стабилизации рН-показателя и окрашивания воды, содержащим буферообразующую композицию и краситель, согласно изобретению буферообразующая композиция содержит трис (гидроксиметил) аминометан и трис гидрохлорид и дополнительно содержит водный раствор глицерина при следующем соотношении компонентов, масс.%:

трис (гидроксиметил) аминометан 5,00…25,00 трис гидрохлорид 0,90… 4,50 краситель 5,00…15,00 водный раствор глицерина остальное

Во втором варианте исполнения поставленная задача решается таким образом, что в известном средстве для стабилизации pH-показателя и окрашивания воды, содержащим буферообразующую композицию и краситель, согласно изобретению буферообразующая композиция содержит трис (гидроксиметил) аминометан и соляную кислоту и дополнительно содержит водный раствор глицерина при следующем соотношении компонентов, масс.%:

трис (гидроксиметил) аминометан 5,00…25,00 соляная кислота 1,25… 6,25 краситель 5,00…15,00 водный раствор глицерина остальное

Применение в качестве буферообразующей композиции трис (гидроксиметил) аминометана и трис гидрохлорида или соляной кислоты создает в пресной питьевой воде концентрацию водородных ионов в диапазоне значений рН 6,5…7,5. Такие показатели рН являются благоприятными для сохранения биологической активности большинства вакцинных вирусов, растворенных в пресной питьевой воде, имеющей суммарную концентрацию анионов, катионов и недиссоциированных растворенных в воде неорганических веществ до 10³ мг/л.

Трис (гидроксиметил) аминометан (химическая формула - NH₂С(CH₂ОН)₃, молекулярный вес 121,14, рН 5% раствора > 8) и трис гидрохлорид (химическая формула - С₄Н₁₂ClO₃, молекулярный вес 157,6, рН 5% раствора 3,5 - 5,0) образуют в водном растворе кислотно-щелочную пару. При разбавлении раствора или при добавлении к нему определенного количества кислоты или щелочи кислотно-щелочная пара становится донором или акцептером водородных ионов, поддерживая таким образом величину водородного показателя рН на относительно постоянном уровне и обеспечивая в указанных пропорциях концентрацию водородных инов в границах значений 6.5-7.5. В результате этого в воде с различной степенью исходной минерализации и рН создаются условия для сохранения физиологической активности биологических объектов различных видов, например вакцинных вирусов.

Трис (гидроксиметил) аминометан и соляная кислота (химическая формула - НСl, молекулярный вес 36,46, рН 10% раствора - 0,5) также образуют в водном растворе кислотно-щелочную пару и обладают всеми описанными выше свойствами буферной системы, обеспечивая в указанных пропорциях концентрацию водородных инов в границах значений 6.5-7.5.

Кроме того, выполнение средства в виде раствора обеспечивает практически мгновенное его растворение в воде в любых объемных соотношениях без образования взвеси или осадка, в том числе при температурах близких к 0°С. Полное растворение препарата в воде обеспечивает равномерное ее окрашивание и создает оптическую плотность раствора в соотношении до 1:5000 не менее 0,85 о.е. при длине волны 405 нм.

В качестве красителя могут быть использованы красители пищевые синтетические комбинированные, соответствующие ГОСТ 52481-2005 «Красители пищевые. Термины и определения». Цвет красителя может быть подобран индивидуально для каждого вакцинного препарата.

Пример 1.

Предварительно измельченную таблетку «Севамун» в весовом соотношении 2,0 г/л и предлагаемое средство по вариантам 1 и 2 в объемном соотношении 2,0 см³/л растворяли в пресной питьевой воде по ГОСТ 2874-82 при температуре +4°С и определяли скорость (время равномерного окрашивания раствора) и полноту растворения препаратов. В качестве красителя использовали бриллиантовый голубой G, химическая формула - C₄₇H₄₈N₃NaO₇S₂.

Таблица 1 Результаты испытаний приведены в Таблице 1. Показатели «Севамун» Предлагаемое средство Вариант 1 Вариант 2 состав, масс.%: трис (гидроксиметил) аминометан - 12,0 трис гидрохлорид - 2,4 бриллиантовый голубой - 10,0 40% раствор глицерина - остальное состав, масс.%: трис (гидроксиметил) аминометан - 14,0 соляная кислота - 3,5 бриллиантовый голубой - 10,0 40% раствор глицерина - остальное Скорость растворения не менее 3-х мин менее 1 мин менее 1 мин Полнота растворения растворение не полное (раствор опалесцирует, присутствует осадок) растворение полное (раствор прозрачный) растворение полное (раствор прозрачный)

Пример 2.

Предварительно измельченную таблетку «Севамун» в весовом соотношении 0,2 г/ л и предлагаемое средство по вариантам 1 и 2 в объемном соотношении 0,2 см³/ л растворяли в пресной питьевой воде по ГОСТ 2874-82 при температуре +14°С и проводили визуальное определение цвета и инструментальную оценку оптической плотности растворов. В качестве красителя использовали бриллиантовый голубой G. Результаты испытаний приведены в Таблице 2.

Таблица 2 Показатели «Севамун» Предлагаемое средство Вариант 1 Вариант 2 состав, масс.%: трис (гидроксиметил) аминометан - 10,0 трис гидрохлорид - 1,76 бриллиантовый голубой - 10,0 40% раствор глицерина - остальное состав, масс.%: трис (гидроксиметил) аминометан - 12,5 соляная кислота - 3,13 бриллиантовый голубой - 10,0 40% раствор глицерина - остальное Визуальное определение цвета раствора бледно-голубой голубой голубой Инструментальная оценка оптической плотности раствора оценка не корректна вследствие опалесцен-ции раствора оптическая плотность не менее 0,090 о.е. при длине волны 405 нм оптическая плотность не менее 0,090 о.е. при длине волны 405 нм

Пример 3.

Предварительно измельченную таблетку «Севамун» в весовом соотношении 2,0 г/ л и предлагаемое средство по вариантам 1 и 2 в объемном соотношении 2,0 см³/ л растворяли в пресной питьевой воде по ГОСТ 2874-82 разной степени минерализации с заданными величинами pH-показателя при температуре +14°С. После этого определяли стабилизирующее действие препаратов на pH-показатель. В качестве красителя использовали бриллиантовый голубой G.

Результаты испытаний приведены в Таблице 3.

Таблица 3 Характеристики образцов воды «Севамун» Предлагаемое средство минерализация, мг/л рН₀±m Вариант 1 Вариант 2 состав, масс.%: трис (гидроксиметил) аминометан - 12,75 трис гидрохлорид - 2,25 бриллиантовый голубой - 10,0 40% раствор глицерина - остальное состав, масс.%: трис (гидроксиметил) аминометан - 12,75 соляная кислота - 3,19 бриллиантовый голубой - 10,0 40% раствор глицерина - остальное <120 5,08±0,06 6,28±0,02 7,19±0,04 7,23±0,04 7,11±0,09 6,46±0,06 7,31±0,02 7,37±0,03 8,17±0,04 6,49±0,04 7,41±0,05 7,39±0,03 180…240 4,93±0,03 6,06±0,09 6,78±0,06 6,83±0,06 7,44±0,06 6,43±0,05 7,28±0,07 7,39±0,08 8,26±0,04 6,64±0,03 7,63±0,03 7,61±0,04 269…540 5,44±0,11 6,12±0,09 6,73±0,06 6,73±0,09 7,09±0,08 6,59±0,09 7,22±0,07 7,21±0,05 8,19±0,08 6,77±0,08 7,57±0,07 7,62±0,05 где m - стандартная ошибка с учетом числа измерений.

Пример 4.

Приготовленные растворы использовали для суспендирования вакцин на основе вирусов различных семейств. От полученных образцов вирусных суспензий отбирали пробы для оценки исходных инфекционных титров (Т₀, ЭИД₅₀). Затем образцы помещали на три часа в термостат с температурой +37°С, после чего повторно определяли величины инфекционных титров вирусов (T₁, ЭИД₅₀). Полученные результаты приведены в Таблице 4.

Таблица 4 Характеристики коммерческих вирусвакцин Значения инфекционных титров вируса (lgT±m), установленные после экспозиции в термостате в растворах исследуемых препаратов наименование семейство вируса lgT₀±m «Севамун» Предлагаемое средство Вариант 1 Вариант 2 «AviNova ND LaSota» парамиксовирус 8,13±0,09 7,49±0,08 7,96±0,17 7,87±0,17 «Nobilis IB H 120» коронавирус 6,56±0,07 5,83±0,09 6,13±0,07 6,06±0,07 «Nobilis Gumboro D78» бирнавирус 5,68±0,07 5,42±0,07 5,50±0,12 5,52±0,12 ″О″ ИЛТ (ВНИИЗЖ) герпесвирус 5,85±0,08 5,26±0,06 5,58±0,08 5,49±0,08

Результаты испытаний показали, что в обоих вариантах исполнения предлагаемое средство полностью растворяется в воде и имеет равномерную интенсивную окраску. При растворении 1:500 оно производит оптимальную корректировку показателя рН до величин, являющихся оптимальными для сохранения биологической активности большинства вакцинных вирусов. В подавляющем большинстве случаев соответствующие оценки инфекционных титров вируса в образцах после экспозиции при температуре +37°С имели достоверные различия p≤0,5 и обеспечивали предлагаемому средству эффективное вируспротективное действие.

Средство для стабилизации рН-показателя и окрашивания воды содержит растворенные в водном растворе глицерина краситель, трис (гидроксиметил) аминометан и трис гидрохлорид или соляную кислоту. Оба варианта способа обеспечивают полное растворение средства в воде, придают ей равномерную интенсивную окраску и стабилизируют pH-показатель воды в диапазоне значений 6,5…7,5, являющихся благоприятными для сохранения биологической активности большинства вакцинных вирусов. 2 н.п. ф-лы, 4 табл.

1. Средство для стабилизации pH-показателя и окрашивания воды, содержащее буферообразующую композицию и краситель, отличающееся тем, что буферообразующая композиция содержит трис (гидроксиметил) аминометан и трис гидрохлорид и дополнительно содержит водный раствор глицерина при следующем соотношении компонентов, масс.%:
трис (гидроксиметил) аминометан 5,00…25,00 трис гидрохлорид 0,90…4,50 краситель 5,00…15,00 водный раствор глицерина остальное

2. Средство для стабилизации pH-показателя и окрашивания воды, содержащее буферообразующую композицию и краситель, отличающееся тем, что буферообразующая композиция содержит трис (гидроксиметил) аминометан и соляную кислоту и дополнительно содержит водный раствор глицерина при следующем соотношении компонентов, масс.%:
трис (гидроксиметил) аминометан 5,00…25,00 соляная кислота 1,25…6,25 краситель 5,00…15,00 водный раствор глицерина остальное