БИОЦИДНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2016 года по МПК A61L2/16 

Изобретение относится к биоцидным средствам, предназначенным для защиты материалов и изделий от биоповреждений микроорганизмами, преимущественно, для защиты от повреждений грибами, и может быть использовано для обработки изделий, изготовленных из бумаги, картона, дерева, кожи, текстиля и других материалов, в том числе для обработки документов музейных, архивных, библиотечных фондов.

В настоящее время известны биоцидные средства на основе фунгицидных антибиотиков природного происхождения, являющиеся весьма перспективными с точки зрения эффективности защитного действия от грибковых поражений.

Так, известны фунгицидные препараты на основе макролидных полиеновых антибиотиков, таких как натамицин, луцензомицин, нистатин и другие, используемых в комбинации с органическими кислотами или с солями указанных кислот [см., например, DE 2529532, US 5597598].

Однако рассматриваемые фунгицидные препараты являются эффективными при относительно высоком содержании в них полиенового антибиотика (до 1%) и указанных выше активных веществ (до 5%), что усугубляет проблему загрязнения окружающей среды. К существенным недостаткам указанных препаратов относится и то, что в их состав входят медицинские полиеновые антибиотики, применение которых в не медицинских целях не желательно.

Особую группу составляют противогрибковые макролидные неполиеновые антибиотики природного происхождения, к которым, в частности, относится антибиотик немедицинского назначения имбрицин, свойства которого описаны, например, в [Сухаревич М.Э. Автореферат диссертации по теме: «Регуляция биосинтеза противогрибкового антибиотика имбрицина и механизм его действия на грибы. ВАК 03.00.07, С-Петербург, 1997 г.].

Имбрицин обладает высокой фунгицидной активностью, широким спектром действия, низкой токсичностью, а также высокой стабильностью и низкой летучестью. Указанные свойства позволяют отнести имбрицин к числу противогрибковых агентов, перспективных для использования в составе биоцидных средств.

Так, известно использование имбрицина в составе биоцидного средства, применяемого для обработки бумажной массы в процессе изготовления биостойкой бумаги [см. RU 2048007]. Рассматриваемое биоцидное средство представляет собой водно-спиртовый раствор имбрицина с концентрацией 0,50-0,75%.

Указанное биоцидное средство выбрано авторами в качестве ближайшего аналога.

В рассматриваемом биоцидном средстве имбрицин используется в относительно высоких концентрациях.

Между тем, использование биоцидных средств с высоким содержанием в них биоцидных агентов является нежелательным с точки зрения обеспечения экологической чистоты, безвредности для человека и для защищаемого материала.

Задачей заявляемого изобретения является снижение содержания биоцидов в средстве с целью повышения его экологической безопасности.

Сущность изобретения заключается в том, что биоцидное средство, содержащее имбрицин, воду и спирт, согласно изобретению дополнительно содержит хлоргексидин биглюконат при следующем содержании компонентов в средстве, мас.%:

имбрицин 0,04-0,07 хлоргексидин биглюконат 0,025-0,1 спирт, выбранный из группы   алифатических спиртов   с числом атомов углерода   от 2 до 4 40-60 вода остальное до 100

Заявляемое средство в качестве активных агентов содержит имбрицин и хлоргексидин биглюконат (далее ХГБ).

Имбрицин - природный макролидный неполиеновый антибиотик немедицинского назначения; продуцируется культурой Streptomyces imbricaras ЛИА 0112. Структурная и эмпирическая формулы не установлены. Наряду с высокой антимикробной активностью обладает низкой токсичностью, отсутствием летучести. Активен в отношении дрожжеподобных грибов рода Candida и микромицетов родов Alternaria, Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Chaetomium, Paecilomyces и др. Зарегистрирован в качестве консерванта в пищевой промышленности (СанПиН 2.3.2.1293-03).

Имбрицин представляет собой порошок, растворимый в водно-спиртовых средах.

Хлоргексидин биглюконат - противомикробный препарат, действующий на грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы, дрожжи, грибы. В химическом отношении хлоргексидин - это N,N″-бис(4-хлорфенил)-3,12-диимино-2,4,11,13-тетраазатетрадекандиимидамид.

Хлоргексидин биглюконат представляет собой порошок, растворимый в воде и водно-спиртовых средах.

Принципиально важным в заявляемом средстве является то, что фунгицидная активность комбинации входящих в его состав двух известных биоцидов - имбрицина и ХГБ - значительно превосходит фунгицидную активность, проявляемую каждым из указанных биоцидов в отдельности.

Указанный синергетический эффект был выявлен в ходе экспериментальных исследований, результаты которых иллюстрирует табл. 1.

В ходе исследований определяли на чистых тест-культурах мицелиальных грибов методом серийных разведений в жидкой среде Сабуро минимальную фунгицидную концентрацию имбрицина, ХГБ и комбинации имбрицина и ХГБ.

Как видно из табл. 1 при совместном использовании имбрицина и ХГБ их минимальная фунгицидная концентрация в несколько раз ниже, чем для каждого из указанных веществ при их раздельном применении.

Благодаря этому удалось создать биоцидное средство, обладающее высокой эффективностью при относительно низких концентрациях входящих в его состав имбрицина и ХГБ.

Заявляемое средство представляет собой раствор имбрицина и ХГБ в смеси алифатического спирта с числом атомов углерода от 2 до 4, в частности, изопропилового, этилового, бутилового спирта, с водой при содержании спирта в средстве от 40 до 60%. Вид спирта и его содержание в средстве выбраны экспериментально из условия обеспечения хорошей растворимости в нем компонентов средства.

Пределы содержания входящих в заявляемое средство имбрицина и ХГБ были подобраны экспериментально в ходе исследования фунгицидного действия средства при обработке им контаминированных микромицетами материалов различного вида.

Экспериментальные исследования показали, что при выбранных относительно низких концентрациях имбрицина и ХГБ заявляемое средство обладает высокой фунгицидной активностью (в отношении дрожжеподобных грибов рода Candida и микромицетов родов Alternaria, Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Chaetomium, Paecilomyces и др.), a также бактерицидной активностью в отношении Г⁺ и Г^- бактерий, таких как Staphylococcus aureus, S. marcescens, Escherichia coli, E. cloacae, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis.

Таким образом, техническим результатом заявляемого изобретения является повышение экологической безопасности заявляемого средства, что обусловлено применением в средстве указанных выше биоцидных агентов при относительно низком их содержании в средстве.

Заявляемое средство готовят следующим образом.

Требуемые количества имбрицина и ХГБ растворяют соответственно в водно-спиртовом растворе и в воде, после чего полученные растворы смешивают.

Средство представляет собой бесцветную или светло-желтую прозрачную жидкость со слабым характерным запахом.

Ниже приведены примеры использования заявляемого средства.

Пример 1 (сравнительный).

Готовили биоцидное средство следующего состава, мас.%:

имбрицин 0,05 хлоргексидин биглюконат 0,05 этиловый спирт 50,0 вода 49,9

Указанное средство использовали для повышения грибостойкости бумаги и ткани путем их обработки заявляемым средством.

Для сравнения обрабатывали аналогичные материалы (бумагу и ткань) водно-спиртовыми растворами имбрицина с концентрацией имбрицина, лежащей в пределах от 0, 05 до 0,4 мас.%.

Обработку материалов осуществляли методом пропитки.

Эффективность обработки оценивали по критерию грибостойкости испытуемых материалов в соответствии с ГОСТ 9.048-89 и ГОСТ 9.802-84. ГОСТ 9.048.-89 «Единая система защиты от коррозии и старения. Изделия технические. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов» и ГОСТ 9.802-84. «Единая система защиты от коррозии и старения. Ткани и изделия из натуральных, искусственных, синтетических волокон и их смесей. Метод испытания на грибостойкость». В соответствии с указанными документами грибостойкость материалов оценивается в баллах от 0 до 5, где оценка 0 баллов соответствует отсутствию обнаружения под микроскопом прорастания спор и конидий.

Для исследования использовали образцы сульфитной бумаги и хлопчатобумажной ткани размером 20×20 мм, которые пропитывали водной суспензией, содержащей смесь спор грибов (Aspergillus niger, A. terreus, Penicillium ochrochloron, P. funiculosum, Trichoderma viride) с концентрацией спор каждого вида гриба 1-2 млн/см³, смешанных в равных объемах.

Испытания показали, что при обработке бумаги и ткани заявляемым средством с указанным выше содержанием имбрицина (0,05 мас.%) и ХГБ (0,05 мас.%) была достигнута полная грибостойкость в отношении смеси спор вышеуказанных грибов.

В то же время концентрация имбрицина в водно-спиртовом растворе, при которой была достигнута полная грибостойкость бумаги и ткани в отношении смеси спор вышеуказанных грибов, составила 0,4 мас.%, что является величиной, на порядок большей по сравнению с концентрацией имбрицина в заявляемом средстве.

Указанный результат наглядно демонстрирует синергетический эффект применяемой в заявляемом средстве комбинации биоцидов.

Пример 2.

Готовили биоцидное средство следующего состава, мас.%:

имбрицин 0,05 хлоргексидин биглюконат 0,05 изопропиловый спирт 40,0 вода 59,9

Указанное средство использовали для обработки контаминированного грибами плаката, выполненного на бумажной основе.

Биоповрежденные участки плаката обрабатывали заявляемым средством вышеуказанного состава методом тампонирования.

Осуществляли микологический контроль плаката до и после его обработки заявляемым средством, в ходе которого осуществляли отбор биопроб с поверхности плаката, их посев методом серийных разведений на агаризованную среду Чапека с 2% глюкозы и инкубирование посевов при 27°C в термостате в течение 7 суток. При этом отбор проб с обработанных участков плаката осуществляли после сушки плаката через 7 суток.

Как показали результаты микологического контроля в биопробах, взятых до обработки плаката заявляемым средством, уровень контаминации его поверхности составлял 5,1·10³ КОЕ/дм². В биопробах, взятых после обработки плаката заявляемым средством, жизнеспособных грибов не выявлено, что свидетельствовало о высокой эффективности обработки плаката заявляемым средством.

Пример 3.

Готовили биоцидное средство следующего состава, мас.%:

имбрицин 0,04 хлоргексидин биглюконат 0,06 изопропиловый спирт 40,0 вода 59,9

Биоцидной обработке подвергали контаминированный грибами плакат, выполненный на бумажной основе.

Биоповрежденные участки плаката обрабатывали заявляемым средством вышеуказанного состава методом тампонирования.

Осуществляли микологический контроль плаката до и после его обработки заявляемым средством аналогичным образом, как описано в примере 2.

Как показали результаты микологического контроля, в биопробах, взятых до обработки плаката заявляемом средством, уровень контаминации его поверхности составлял 4,3·10³ КОЕ/дм². В биопробах, взятых после обработки плаката заявляемым средством, уровень контаминации значительно снизился и составлял 8,6·10² КОЕ/дм². Эффективность обработки плаката заявляемым средством составила около 80%, что является высоким показателем.

Пример 4.

Готовили биоцидное средство следующего состава, мас.%:

имбрицин 0,07 хлоргексидин биглюконат 0,05 изопропиловый спирт 40,0 вода 59,88

Биоцидной обработке подвергали контаминированный грибами плакат, выполненный на бумажной основе.

Обрабатывали биоповрежденные участки плаката заявляемым средством вышеуказанного состава методом тампонирования.

Осуществляли микологический контроль плаката до и после его обработки заявляемым средством аналогичным образом, как описано в примере 2.

Как показали результаты микологического контроля в биопробах, взятых до обработки плаката средством, уровень контаминации его поверхности составлял 6,0·10³ КОЕ/дм². В биопробах, взятых после обработки плаката средством, жизнеспособных грибов не выявлено, что свидетельствовало о высокой эффективности обработки плаката заявляемым средством.

Пример 5.

Готовили биоцидное средство следующего состава, мас.%:

имбрицин 0,05 хлоргексидин биглюконат 0,05 бутиловый спирт 40,0 вода 59,9

Биоцидной обработке подвергали контаминированное грибами образец из кожи.

Обрабатывали биоповрежденные участки образца из кожи средством вышеуказанного состава методом тампонирования.

Осуществляли микологический контроль образца из кожи до и после обработки ее заявляемым средством, в ходе которого осуществляли отбор биопроб с поверхности кожи, их посев на агаризованную среду Чапека, содержащей 2% глюкозы, и инкубирование посевов при 25°C в термостате в течение 5 суток.

Как показали результаты микологического контроля в биопробах, взятых до обработки образца из кожи заявляемым средством, уровень контаминации его поверхности составлял 325 КОЕ/дм². В биопробах, взятых после обработки образца из кожи заявляемым средством, жизнеспособных грибов не выявлено, что свидетельствовало о высокой эффективности обработки изделия из кожи заявляемым средством.

Пример 6.

Готовили биоцидное средство следующего состава, мас.%:

имбрицин 0,05 хлоргексидин биглюконат 0,025 изопропиловый спирт 40,0 вода 59,925

Биоцидной обработке подвергали контаминированный грибами образец из дерева.

Обработку проводили средством вышеуказанного состава методом орошения с помощью аэрозольного распылителя.

Осуществляли микологический контроль образца дерева до и после обработки его заявляемым средством, как описано в примере 5.

Как показали результаты микологического контроля, в биопробах, взятых до обработки образца дерева заявляемым средством, уровень контаминации его поверхности составлял 7,8·10⁴ КОЕ/дм². В биопробах, взятых после обработки образца дерева заявляемым средством, уровень контаминации его поверхности значительно снизился и составлял 1,2·10⁴ КОЕ/дм². Эффективность обработки образца дерева заявляемым средством составила около 85%, что является высоким показателем.

Пример 7.

Готовили биоцидное средство следующего состава, мас.%:

имбрицин 0,05 хлоргексидин биглюконат 0,1 этиловый спирт 50,0 вода 49,85

Биоцидной обработке подвергали контаминированный грибами образец из дерева.

Обработку проводили средством вышеуказанного состава методом орошения с помощью аэрозольного распылителя.

Осуществляли микологический контроль образца дерева до и после обработки его заявляемым средством, в ходе которого осуществляли отбор как описано в примере 5.

Как показали результаты микологического контроля, в биопробах, взятых до обработки образца дерева заявляемым средством, уровень контаминации его поверхности составлял 5,3·10⁴ КОЕ/дм². В биопробах, взятых после обработки образца дерева заявляемым средством, жизнеспособных грибов не выявлено, что свидетельствовало о высокой эффективности обработки образца дерева заявляемым средством.

Изобретение относится к биоцидным средствам и предназначено для защиты материалов и изделий от биоповреждений микроорганизмами. Биоцидное средство содержит имбрицин, воду, спирт и хлоргексидин биглюконат. Компоненты используются в заявленных количествах. Использование изобретения позволяет повысить эффективность биоцидного средства при относительно низких концентрациях входящих в его состав имбрицина и хлоргексидин биглюконата. 1 табл., 4 пр.

Биоцидное средство, содержащее имбрицин, воду и спирт, отличающееся тем, что средство дополнительно содержит хлоргексидин биглюконат при следующем содержании компонентов в средстве, мас.%:
имбрицин 0,04-0,07 хлоргексидин биглюконат 0,025-0,1 спирт, выбранный из группы   алифатических спиртов   с числом атомов углерода   от 2 до 4 40-60 вода остальное до 100