专利名称：杀菌组合物的改进或关于杀菌组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及杀菌组合物，特别是用于表面的杀菌组合物，即能够破坏微生物、特别是与表面结合的微生物或使其失活的组合物。
本发明最主要的方面是提供含有一种染料的表面杀菌组合物，该染料能够在光中发荧光而使微生物失活。
优选使用一种当与光接触时产生单重态氧的染料。由于吸收光能，染料分子从其电子基态(So)转化至更高的能态或激发态(S＊1)。(电子自旋成对，所以用光谱语言来说它们是单重态，在磁场中具有单一能量。)激发态存在期短，并能以几种方式失去能量回至基态通过发射如荧光的光量子;通过内转化如能量衰变为热量;通过与不同物质的分子碰撞(荧光骤熄)。
存在期短的单重态也可经过被称为系统间过渡的过程至存在期较长的激发态，即三重态。(该状态被称为“三重态”是因为处于较高能量的电子不再与处于较低能量的电子自旋成对，激发态在磁场中有三种能量)。
当能量转入被激发至电子激发单重态的氧时，激发的三重态与基态分子氧(其通常处于三重态)的相互作用又产生了染料基态，这意味着，在理想的环境下，一个单独的光敏剂分子可多次产生其自身一定浓度的单态氧。
单态氧具有高的反应活性，并通过已知为类型Ⅱ光氧化的途径进行光敏氧化。类型Ⅱ光氧化与用于产生单态氧的光敏剂无关。敏化剂的一个重要特征是其应当具有三重态形式的高量子产率(理想的是每个被吸收的光子产生一个三重态)。系统间过渡至三重态由于分子中重原子的存在而被促进。
任何有生命的有机体组分的光氧化均可导致细胞死亡(蛋白质、多肽、氨基酸、含烯丙基氢的脂类、生育酚、糖和纤维素)。
通常优选的染料包括玫瑰红(酸性红94，染料索引号45440)赤藓红B(酸性红51、染料索引号45430)、和酞菁磺酸盐如酞菁磺酸铝(APS)和酞菁磺酸锌(ZPS)。玫瑰红和赤藓红B是已知的食用色素(玫瑰红为食用色素红105号，赤藓红B为食用色素红14号)，赤藓红B是在EEC上所列的允许用于化妆品的染料试剂，所以这两种染料可很好地适用于家庭中使用的组合物。可以使用染料混合物，在一些情况下，希望在混合物中包括这样的染料，其在光中发荧光过程的末期保持可见性。
组合物中的染料浓度不是严格的，通常最多可至100ppm，浓度在10ppm至20ppm范围之间可得到好的结果。较低浓度，低至1ppm也应当得到较好的结果。
单重态氧具有短的寿命，因之漫射途径短，所以产生单重态氧的光敏染料必须接近于目的物才有效。因此优选的染料直接与微生物接触(即能与微生物结合)，一般是通过与生物体表面上的细胞蛋白质结合或与其他的细胞组分如细胞脂肪结合。
以上所述的优选染料当与光接触时产生单重态氧，并且是与蛋白质直接接触的，因此其能通过细胞蛋白质与微生物结合。用该方法，可能杀死生物体目标，因此具有杀菌作用。
使用与光接触时被漂白的染料也是优选的。通过使用与微生物直接相连接的光漂白染料，可以明显指示出所提供的微生物是否存在。当染料漂白时，在光中产生荧光使微生物死亡，或使微生物失活。在较弱的光线中，据信漂白和在光中发荧光两者的活性都较弱，而在较强的光强下，两个过程都较迅速进行。因此，根据漂白和在光中发荧光活性的相对比例，可见染料的存在指示给使用者，在光中发荧光使存在的任何微生物的失活是不完全的。
通过如玫瑰红染料在光中发荧光使悬浮液中的微生物失活是已知的。参见，例如，Journal of Applied Bacteriology 1985，〔58〕，391-400页，photochemistry and photobiology 1988，〔48〕，607-612页(Neckers等人)，和Shokuhin Eiseigaaku Zasshi 1962，10(5)，344-347页。然而，现已发现，适宜的染料能够在光中发荧光使在表面的微生物失活，这是本发明的基础。已知微生物在其浮游生物态或悬浮态对于杀生物剂更敏感当微生物与表面接触量，很难使其失活，而与表面接触是微生物通常或更易处于的状态。微生物一般在表面上以“生物膜”的形式存在，也就是包埋在细胞外物质的基质中。该细胞外物质用文学语言表示有时可指“附着物”，因此，作用于浮游生物态的微生物的方法不经过所需的改变而作用于与表面结合的微生物并不是显而易见的。与表面结合的微生物代表着家庭、公共和工业环境污染重要的和真正的来源，本发明能够对这种微生物进行有目的的杀菌作用。
根据本发明的组合物特别适用于家庭和工业的硬表面，如玻璃、塑料、陶瓷和金属表面。特别是，该组合物可有效地用于表面缺陷、连接处和其他相对封闭的区域处可能隐藏有潜在的细菌污染的污垢表面。
该组合物优选是酸性的，例如PH值在3至5范围内，如PH为约4，已发现酸性组合物与中性组合物相比，前者的很大程度上增强了抗格兰氏阴性(G-)微生物的有效性。抗格兰氏阳性(G+)微生物的有效性受PH影响似乎不明显。该组合物通常通过使用相对柔和的有机酸如乙酸进行酸化。
(上述的)Necker等人评述了这种矛盾事实，即玫瑰红染料自身通过细胞壁的透入对于失活是必须的。他们认为其自身研究结果主要是以G+和G-种的失活差异为基础支持染料透入学说的。G-细菌的外膜具有另外的外部膜，该外膜基本上由脂多糖组成，Necker等人认为该外部膜对于潜伏的毒性物质起屏障作用。另一种解释是在细胞壁中暴露出的蛋白质的量在与染料的结合力随PH变化的G+和G-之间是有很大差异的，G+的量大于G-。与细胞壁结合的染料的浓度因此是PH的函数。这种说明解释了我们观察到杀死率随PH的现象。(但不能解释G+种的枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌的明显的抗性)。
在形成内生孢子的枯草芽孢杆菌种和不产生孢子的金黄色葡萄球菌之间，在无内生孢子条件下对由玫瑰红产生的在光中发荧光作用的敏感度方面不存在差异。在我们研究中所示的明显差异估计是由于枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌两者内生孢子的存在，这些内生孢子与细菌自身比较抗单重态氧更明显。曝露于玫瑰红和光中幸存的孢子随后发芽成为可数的菌落。已知孢子很难染色，估计在使用的任何条件下对于玫瑰红均无亲和力。显然在文献中只有少数文献讨论了单重态氧对孢子的毒性问题。依据对于抗性可能较小的粗糙链孢霉(photochem.photobiol.，33，349(1981)分生孢子的研究，单态氧在这方面确实具有潜能。
该组合物可选择性包括其他组分，如一种或多种表面活性剂(用于清洗目的)和/或一种或多种溶剂。
表面活性剂优选为烷氧基化的，较优选为乙氧基化的，例如乙氧基化醇形式的表面活性剂。该醇优选具有4至15个碳原子，为直链或支链结构，HLB值(亲水亲油平衡)范围为10至14，例如12。
适宜的表面活性剂中的很多种都是商业上可得到的，一类该物质来源于Kolb，以商品名为Imbentin91-35市售的表面活性剂，其为非离子的C9-11醇乙氧基化物，每摩尔醇具有平均5摩尔环氧乙烷。
伯乙氧基硫酸盐也可被采用。
若需要可使用表面活性剂的混合物。
表面活性剂优选是非离子的或阴离子的，或两种类型的混合物。
为本发明目的优选的阴离子表面活性剂包括伯烷基硫酸盐(PAS)，优选十二烷基硫酸钠(SDS)。含有高比例十二烷基硫酸盐的商业混合物(如Empicol LX)是特别优选的。十二烷基硫酸盐是已知的蛋白质性剂，能很好地从表面清洗掉蛋白质，并且是可杀伤生物的。
该组合物优选基本上不含有阳离子表面活性剂，但可包括少量阳离子杀菌剂。
优选的表面活性剂构成量为占组合物总重量的0.05%至2.5%(重量)，一般为0.5%～1.5%(重量)，例如0.7%(重量)的非离子表面活性剂与(选择性的)最多至0.2%(重量)的阴离子表面活性剂。
溶剂优选是极性的，并且优选直链或支链C2至C5醇，如乙醇、丁醇、异丙醇(丙-2-醇)(IPA)，N-丁氧基丙-2-醇(丙二醇正丁醚)，2-丁氧基乙醇(乙二醇单丁醚)。IPA是通常优选的溶剂。
二元醇如乙二醇、和与水可混溶的醚如二甲氧基乙烷都可以使用。
若适宜可以使用溶剂的混合物，例如乙醇和N-丁氧基丙-2-醇的混合物。
溶剂优选的使用量为占组合物总重量的2%至20%(重量)。
至少一部分该溶剂如乙醇使微生物的细胞壁变薄，使它们更易渗透，并因此对于单重态氧的透入更敏感。其具有增强染料杀死微生物效果的作用。
已发现含有表面活性剂可降低染料在光中发荧光的作用(可能是由于增溶了染料并抑制了在细胞壁上的吸附)，含有溶剂也能降低染料在光中发荧光作用(可能是由于对单态氧的竞争)。然而，发现含有三种组分的配方，即含有染料、表面活性剂和溶剂的配方，染料在光中发荧光作用的降低低于预计的表面活性剂和溶剂所产生的效果的总和。表面活性剂和溶剂的组合具有协同效果，其结果使染料在光中发荧光作用的降低减少。
在优选的方面，本发明提供了表面清洗和杀菌组合物，它含有能够在光中发荧光而使微生物失活的染料、表面活性剂和溶剂。
该组合物可包括一些选择性组分，其包括下列组分1.洗涤助剂，优选金属螯合剂如乙二胺四乙酸(EDTA)。金属螯合剂(包括EDTA)要求可渗入到细胞壁中，从而使微生物对于杀生物剂更敏感。
2.电解质，如缓冲剂或盐，例如Na2SO4，其作用是通过促进染料从水相向蛋白质盐运动以帮助染料与蛋白质的结合。虽然若需要可加入另外的电解质，但电解质通常是存在于各种市售染料配方中。该组合物中总的电解质的量一般为0-1%(重量)。优选约0.1%。
3.香料.
4.增稠剂。
该组合物为均质单相组合物形式，具有特殊的，作为硬表面杀菌剂的用途(可能还具有清洗作用)，已发现具有广泛的应用，包括家庭用，例如用于厨房和浴室表面，包括抽水马桶;在公共设施中如学校、医院等处的应用以及在商业房屋中如工厂、办公室、旅馆等处的应用。
至少对于家庭使用，该组合物优选配制成可喷雾使用的产品，并通常包装在适宜的储存器中，如可用手操作启动的喷雾器或一种醇喷射剂分散器。该储存器优选是不透光的。
在使用时，该组合物用任意常用的方法作用于拟被处理的表面上，如通过从适宜的分散器中喷出，用载体如布或海绵擦试，或从储存器中倒出等。在某些情况下，特别在工业洗涤中，可能随后曝露在光源下，例如白色光源如石英卤灯或荧光“日光”光源。(另外可使用危险的杀菌辐射，例如使用低压汞放射灯，其在254nm处发射出共振辐射。这种辐射对于未加以保护的眼睛是有害的)。若需要的话通常随后进行漂洗步骤，例如用载体擦、使用流动水流等。
在另一方面，本发明提供了杀死表面上的细菌的方法，包括将本发明的组合物应用至表面。
以举例说明的方式，在下列实施例中并参考附图中进一步描述本发明，其中的附图
图1表示两个Log(约化值)值的条线图，说明了玫瑰红和光对于PH为4和PH为7的悬浮液中各种微生物的杀死效果，图1a表示对格兰氏阳性微生物的结果，图1b表示对格兰氏阴性有生物体和酵母菌的结果;
图2是一对相对于PH的Log(约化值)图，说明玫瑰红和光对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀死效果为PH的函数，图2a表示曝露在光中20分钟后的结果，图2b表示曝露60分钟后的结果;
图3是使用赤藓红B代替玫瑰红而得到的类似于图2的一对图;
图4表示两个Log(约化值)的条线图，说明了玫瑰红(RB)、Imbentin C91-35(AE)，异丙醇(IPA)和Empicol LX(PAS)各种组合的光保健效果，图4a表示没曝露于光中所得的结果，图4b表示曝露于光中所得的结果;
图5是大肠杆菌吸收玫瑰红的图形，是吸收量(毫微摩尔)对平衡浓度(微摩尔/升)的图表，方格表示PH为4的结果，十字表示PH为7的结果;
图6是类似于图5的一对图表，表示电解质的作用，图6a表示PH为4的结果，图6b表示在PH为7处的结果，由方格子表示无添加剂时的结果、由十字表示含硫酸钠(1%)时的结果，和由双十字表示含硫酸钠(5%)时的结果;
图7是类似于图5的一对图表，说明了表面活性剂的效果，图7a表示在PH为4处的结果，图7b表示PH为7时的结果，由方格子表示无添加剂的结果，由十字表示含非离子表面活性剂(0.7%)(NI)的结果和由双十字表示含PAS(0.7%)时的结果;
图8是类似于图5的图表，表示PH为4时的溶剂作用，由小方格子表示无添加剂时的结果，由十字表示10%IPA时的结果，由双十字表示0.7% Imbentin时的结果，由较大方格子表示10%IPA和0.7% Imbentin时结果;
图9是对应于曝光时间(分钟)的Log(约化值)图，表示PH对玫瑰红杀死大肠杆菌速率的影响，方格子表示PH为4时的结果，十字表示PH为7时的结果;和图10是类似于图9的图表，表示PH为7时电解质对玫瑰杀死大肠杆菌速率的影响，方格子表示无电解质时的结果，十字表示含硫酸钠时的结果。
实施例试验产品培菌液的制备以下的微生物(一般来源于National Collection of Type Culture(NCTC)或American Type Culture Collection(ATCC))用于所述的试验中细菌金黄色葡萄球菌 NCTC 6538 (G+)大肠杆菌 NCTC 8196 (G-)铜绿色假单胞杆菌 NCTC 5940 (G-)肠细菌属 NCTC 3281 (G-)
克雷伯氏菌属 ATCC 11677 (G-)枯草芽孢杆菌 NCTC 6432 (G+)巨大芽孢杆菌 NCTC 7581 (G+)酵母白假丝酵母在37℃下，在营养肉汁中培养细菌(在28℃下培养铜绿色假单胞杆菌)过夜，使其生长，或在28℃下在SABS肉汁(SABS是Sabourand Dextrose Agar，对于SABS肉汁需要来源于Oxoid Ltd的液体培养基)中培养酵母。使用0.45μ微孔过滤器，通过真空过滤分离培养基，并在重新悬浮于Ringers溶液(10ml)之前，用四分之一强度的林格氏(Ringers)溶液洗涤。在悬浮液中的生物体经连续稀释，并用营养琼脂(细菌)或SABS琼脂(酵母)培养进行计数，能生存的总量(TVC)用每毫升菌落形成单位(cfu)数目的以十为底的对数表示。
试验是在PH为7下进行，除非另有说明。
1)琼脂扩散平皿法制备含100ppm染料的水溶液。将每种染料溶液的等分份(10ml)放入通用的螺旋盖玻璃小瓶中灭菌。也使抗菌检测平皿(13mm，来自BDH)消毒。所有生物体在营养肉汁或SABS肉汁(10ml)中过夜，使之生长。
将每种微生物接种于两个营养琼脂平皿中过夜培养(对于酵母用SABS琼脂)，使其融合布满整个平皿。使用无菌技术，将抗菌平皿浸入第一种染料溶液，并放在接种的琼脂平皿的表面上。用其他两种染料溶液重复该操作，得到在复制平皿上的三个平皿。
每对复制平皿中的一个在适宜的温度尽量少曝光的条件下立即放入培养皿中。剩余的平皿光盒的顶部3小时。从光盒发出的光来源于荧光“日光”灯管(2×15瓦，Exal X射线Accessories Ltd，Hemel Hempsteaol)的漫射白色光，强度为4000勒。使用Megatron DA10光度仪在散射器的表面测量光强。在曝光后将平皿培养过夜，然后检验在平皿周围的抑制区域。使用这种研究方法得到下列结果实施例1(平皿法)在琼脂上的PH为7的玫瑰红、赤藓红B和酞菁磺酸铝(APS)的含水染料溶液在上述的曝露于光中180分钟后的结果总结在表1中。在该表中，结果用抑制的清晰带(在扩展的琼脂平皿上无细菌生长带)的半径和平皿的半径之间差来表示。因此，该数值越高，表明被杀死的细菌越多。
经琼脂分散平皿法评定，玫瑰红比结构类似的赤藓红B更有效。人们可能想把这种排列归于形成单重态氧的量子产率的差异。在甲醇中，对于形成单重态氧的量子产率，将玫瑰红与赤藓红B对比，玫瑰红是0.76，赤藓红B为0.6。然而，一些其他因素预计也可能对所观察到的差异有影响，如染料扩散速率或染料与琼脂胶或平皿材料结合力的差异。
平皿法所得结果的一个突出特点是在至少PH为7时，格兰氏阳性(G+)和格兰氏阴性(G-)生物体对于在光中发荧光作用的敏感度有明显区别。造成这种G-生物体相对抗性的可能原因另外进行讨论。
2)表面试验试验溶液在PH为4的缓冲液中的玫瑰红(20ppm)和1.不再加入另外物质2.乙醇(10%v/v)和Imbentin C91-35(0.7%)。
3.丙-2-醇(10%v/v和Imabentin C91-35(0.7%)。
用次氯酸钠溶液(0.125%)作为正空白。
估算附着于petri平皿底部的生物体的数目微生物如金黄色葡萄球菌(S.aureus)的悬浮液(0.5ml)被加入等分的(100ml)四分之一强度的林格氏(Ringers)溶液中，测定每ml平均cfu(TVC)。这些溶液的等分液(20ml)被吸取至无菌的petri平皿中，并在室温下放置5小时。然后用移液管将培菌液移入无菌瓶中，估算在悬浮液中剩余的每mlcfu平均值。从溶液浓度差来计算附着于petri平皿的每平方厘米的生物物的数目(为cfu)。
试验方法将四分之一强度的林格氏溶液中的细菌悬浮液(20mls)吸入无菌的塑料petri平皿中，在室温下放置5小时。然后除去培菌液，用手使平皿慢慢转动同时用林格氏溶液洗涤平皿，再将溶液倒出。用试验溶液处理一对细菌污染的平皿。将试验溶液的一等份(20ml)倒入一个平皿，30秒后滗析出该溶液。盘子用PH为4的缓冲液漂洗，并放在光盒上20分钟。在一分开的试验中，第二个平皿中的溶液在滗析之前，于光盒上曝光20分钟，盘子用PH为4的缓冲液漂洗。两个试验均重复一次。
在曝光后，重复实验的平皿中的一个用含有1%的葡萄糖和0.015%冷却至约50℃的中性红的胰胨大豆琼脂覆盖。另一个重复实验平皿用0.01%吖啶橙染色30秒，漂洗并用显微镜(Nikon“Optiphot”显微镜，配有100X消多色差的油浸物镜，10X目镜和带有B2-A的外荧光附配装置，该B2-A连有过滤/分光镜框和超高压汞灯)检查。被涂覆的琼脂平皿在37℃下培养48小时，此时未被杀死的附着细菌已长出菌落。菌落吸收了中性红，在平皿表面上的琼脂下可看见并可计数。(AMR Mackenzie和RL Rivera Calderon，Agar Overlay Method to Measure Adherenc of Staphylococcus epidermidis to four Plastic Surfaces，Applied and Environmental Microbiology，50，1322(1985).)检查用吖啶橙染色的平皿并照像。在以测微成相预先估算的视野中计算接种细菌的数目(群数计为一)。
实施例2(表面试验)使用以上描述的两个直接的外部荧光显微镜的对照试验表面测试和悬浮液的消耗，对于能附着在塑料盘表面的细菌(金黄色葡萄球菌)的数目(为每平方厘米百万分之一的数量级)来说得到相似的数值。
用阳性对照物(次氯酸钠溶液，处理30秒)缩小表面，使存活的细菌的数目减少至零。在光中发荧光使细菌失活的结果总结在表2中，用曝光前和曝光后可生存的细菌的以十为底的对数的差)(Log)(差)表示，)即log(起始数)-Log(最终数)。
实施例3配制玫瑰红(20ppm)，非离子表面活性剂(Imbentin C91-35，0.7%)，丙-2-醇(10%)(PH4)，试验步骤为以上描述的，只是接触细菌的表面需要细菌处于指数生长期。这可通过在塑料Petri-平皿中的营养肉汁(对于细菌)或SABS肉汁(对于酵母)中培养3小时得到。在实施例2中，只允许在林格氏溶液中的非生长细菌的悬浮液放置5小时。这样作对于金黄色葡萄球菌是好的，但不是对其他细菌也如此。结果列于表3中。
使用直接的外部荧光显微镜的上述试验指出得到了融合生长的区域，这将等价于1兆/平方厘米数量级的可生存微生物的起始表面密度。使用的Petri-平皿的表面积为约57平方厘米。所以在所有情况下的处理已使表面细菌污染程度降低了至少5个数量级(Log5)。
表面试验比悬浮试验更难完成，正是这个原因，大多数的试验工作在悬浮液中进行，以证明在各种条件下的效果。
3)悬浮试验溶液的制备通过称量和灭菌(除那些含溶剂的)来制备下列的储备溶液在丙-2-醇(95%)、非离子表面活性剂(Imbentin C91-35，14%)(有时用简写AE表示，为醇乙氧基化物)中的玫瑰红(0.2%)阴离子表面活性剂(Empicol Lx，14%)(有时以PAS表示)PH4缓冲液(柠檬酸(0.1M，307ml)+磷酸二钠(0.2M，193ml)PH7缓冲液(焦磷酸二氢钠(0.4M，468ml)+焦磷酸氢二钠十二水合物，(0.4M，732ml)按CRC Handbook of Chemistry and Physics， 8-36，73rd Ed.，CRC Press(1992-1993)中的说明来制备PH为5、6、8、9的缓冲液。
在试验溶液中的最终浓度一般是玫瑰红-20ppm乙醇-10.0%(v/v)表面活性剂-0.7%(w/v)在某些实施例中，使用的不同浓度如所说明的。
试验方法在无菌塑料Petri平皿中放入5mm深的试验溶液(30ml)。向每种试验溶液中加入微生物的悬浮液(0.3ml)并轻轻混合。如果在试验溶液中含有玫瑰红，应最后加入以减少曝光。将溶液曝露在光盒上，或放在黑暗处(减少曝光的条件下)或放在实验台上。光盒散射器表面的平均光强度用Megaton DA 10光度仪(来源于Megatron Ltd)测量为4000Lux。经一定的曝光时间后，在连续的稀释并接种到琼脂中培养后，生存的细菌以菌落形成单位计数。计算剩余细菌数目(为每ml菌落形成单位数)的以十为底的对数值，并与曝光前的数目比较，(Log(起始数)-Log(最后数))。数值越高，被杀死的细菌越多。
在各种条件下，对各种微生物进行悬浮试验，以优选对各种微生物，包括格兰氏阴性菌和酵母的最佳的在光中发荧光的作用。该显著的结果列于附表中。表中的结果表示为每ml菌落形成单位的起始数目与在曝光之后存活的数目比值的以十为底对数，即Log(约化值)使用这种计数法，零值表示曝露于各种条件下，细菌的数目没有变化。在经Log(约化值)前的“十”标记表示未观察到微生物的生长(即全部杀死)。
实施例4按以上所描述的进行悬浮试验说明了玫瑰红和光对于悬浮液中的微生物的致死效果;特别是低PH和乙醇的协同作用。单独使用玫瑰红(20ppm)或再加入乙醇(10%(V/V)进行试验。曝光20分钟(光盒)，结果用Log(约化值)值表示，列于表4中。
较长的曝光时间(60和100分钟)改进了G-菌的特性，特别是在PH为7时。
可以看出，格兰式阴性菌的特性在PH为4与在PH为7相比要改进的多。
实施例5按以上所描述的方法在PH为4和PH为7处悬浮试验，表明了玫瑰红(20ppm)和光(曝露于光盒上20分钟)对各种悬浮液中的G+和G-微生物和酵母的致死效果，用Log(约化值)表示的结果在图表1a和1b中用图形所示，图1a是G+微生物的结果，图1b是G-微生物和酵母的结果。
实施例6按以上所描述的在不同PH范围处进行悬浮试验，表明玫瑰红(20ppm)和光对金黄色葡萄球菌(G+)和大肠杆菌(G-)的杀死效果为PH的函数，用Log(约化值)表示的结果在图2a(曝露时间为20分钟)和2b(曝露时间为60分钟)中用图形所示。在这些图中，十字表示对照(G-)的结果，双十字表示大肠杆菌的结果，倒三角表示对照(G+)的结果，三角表示金黄色葡萄球菌的结果。
进行相似的悬浮试验，表明赤藓红B和光对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀死效果为PH的函数，结果在图3a和3b中用图形所示，其另外方面同于图2a和2b。这些表示，对于随PH的光生物杀伤的分布，赤藓红B的作用类似于玫瑰红。
实施例7使用下列溶液在PH为7时按以上所描述方法进行其它的悬浮试验非离子表面活性剂Imbentin C91-35(0.7%)含玫瑰红(100ppm)的Imbentin C91-35(0.7%)阴离子表面活性剂Empicol LX(0.7%)含玫瑰红(100ppm)的Empicol LXImbentin C91-35，Empicol LX(两者都为0.7%)，玫瑰红(100ppm)。
结果在以下表5中给出。在表中术语“黑暗”，表示处于光照减少的条件，而不是全黑，因为避免某些光照实际是很困难的。在该表中，术语“光”表示的结果是在按统计学设计的试验中在一段时间(20分钟，1小时，3小时)内进行的几个试验的平均值。
用类似的方法在PH7时得到大肠杆菌的结果，在图4中用条形图表示。在该图中，PAS是Empicol LX的缩写，IPA作为异丙醇的缩写，AE作为Imbentin C91-35的缩写。该数据代表AE 0.7%、PAS 0.7%、IPA 10%的平均数值。
实施例8使用以下一个或多个试剂，在PH为7时对大肠杆菌进行其它的悬浮试验玫瑰红40ppm，表面活性剂0.7%(Imbentin C91-35或Empiclt LX)，IPA(异丙醇)10%。结果列于表6中。
下列实施例是关于按通常以上描述进行的悬浮试验，但PH为4。当使用玫瑰红时，其存在的浓度为20ppm，虽然在某些情况下将没有玫瑰红的对照溶液，曝光，结果列入标题为“无玫瑰红”栏中。
实施例9、10、11和12使用的是格兰氏阳性菌、金黄色葡萄球菌，而实施例13和14使用格兰氏阴性菌、大肠杆菌。使用的其他试剂在实施例中有说明。在所有的实施例中，样品在光盒上曝光20分钟。在漫射器表面的平均强度用Megatron DA 10光仪(来源于Megatron Ltd)测量为4000 Lux。
实施例9使用玫瑰红、乙醇和Imbentin C91-35对金黄色葡萄球菌进行悬浮试验。金黄色葡萄球菌的起始浓度的以十为底的对数，即Log(起始值)为6.8。结果列于表7中。
实施例10使用玫瑰红、Dowanol PnB和Imbentin C91-35，对金黄色葡萄球菌进行悬浮试验。Log(起始值)为6.9。结果列于表8中。
该实施例表明Dowanol PnB具有某些杀生物特性。
实施例11使用玫瑰红、乙二醇和Imbentin C91-35，对金黄色葡萄球菌进行悬浮试验。Log(起始值)为6.8。结果列于表9中。
实施例12
使用玫瑰红、IPA和Lialet 111对金黄色葡萄球菌进行悬浮试验。Lialet 111是醚硫酸盐制剂的商品名，商业上可从Enichem得到，具有平均链长为11，平均乙氧基化度为3。Log(起始值)为6.7。结果列于表10中。
实施例13使用玫瑰红、丙-2-醇和Imbentin C91-35，对大肠杆菌进行悬浮试验。Log(起始值)为6.8。结果列于表11中。
实施例14使用玫瑰红、乙醇和Imbentin C91-35，对大肠杆菌进行悬浮试验。Log(起始值)为7.1。结果列于表12中。
实施例15从溶液浓度的消耗来测定玫瑰红的吸附。利用光谱法，使用WPA Linton S110分光光度计在最大吸收波长处(Ca、549mm)来测定经离心从微生物中游离出的上层清液的吸收度，从而得到浓度。
结果列于图5至8中。
该结果表明光杀伤生物的作用是依赖于染料的吸附。染料吸附a)降低PH时增加(图4)b)被中性电解质作用而增加(其在中性PH时也增加对大肠杆菌的光杀伤生物作用)(图6)c)被表面活性剂作用而减少(图7);
d)被丙-2-醇作用而增加(图8);
计算表明单层面积吸收大肠杆菌的量为正数量级，得出染料已知是聚集的，计算的大肠杆菌的表面积是估计的(没有估算伞毛/鞭毛所占面积)。主要详细的计算如下。玫瑰红分子的尺寸是从按比例缩小的模型(Catalin Ltd.，London)中选取的。
大肠杆菌的表面积 1E7nm2玫瑰红的面积 2nm2(平面)0.5nm2(侧面)单层面积 5E6(平面)或20E6(侧面)测量的吸附值 2-8E-16摩尔/细菌分子的数目 120-480E6每细菌群实施例16按以上描述的方法进行悬浮试验，测定在PH为7时玫瑰红(20ppm)的PH和加入的电解质(硫酸钠，5%)对于大肠杆菌的致死率的影响，结果分别在图9和10中用图形表示。
表1(实施例1)在平皿周围露出的抑制试剂区的光杀伤生物的效果细菌 格兰氏类型 玫瑰红 赤藓红B APS金黄色葡萄球菌 + 4 1 2枯草芽孢杆菌 + 3 1 1巨大芽孢杆菌 + 3 1 1.5
细菌 格兰氏类型 玫瑰红 赤藓红B APS大肠杆菌 - 0 0 0肺炎克氏杆菌 - 1.5 0 3铜绿色假单胞杆菌 - 0 0 0肠细菌属 - 0 0 0C.albicans 0 0 0表2(实施例2)玫瑰红和光对于吸附在塑料表面上的金黄色葡萄球菌的致死效果溶液 Log(比值)玫瑰红 4.7玫瑰红+Imbentin C91-35+乙醇 6.0乙醇表3(实施例3)细菌 试验数目 琼脂涂覆层技术的 曝露后结果对照金黄色葡萄球菌 1 融合生长 未生长2 融合生长 未生长大肠杆菌 1 大量生长 45cfu2 融合生长 未生长肺炎克氏杆菌 1 融合生长 未生长2 融合生长 未生长铜绿色假单胞杆菌 1 大量生长 5cfu2 融合生长 未生长C.albicans 1 融合生长 5cfu2 融合生长 4cfu表4(实施例4)细菌 格兰氏类型 曝露条件无溶剂 含醇PH7 PH4 PH7 PH4金黄色葡萄球菌 + 7.0 7.1 7.1 6.9枯草芽孢杆菌 + 0.6 2.1 3.1 0.8
PH7 PH4 PH7 PH4巨大芽孢杆菌 + 1.3 0.3 1.1 0.3大肠杆菌 - 0.2 5.3 0.1 6.9肺炎克氏杆菌 - 0.9 5.6 0 7.0铜绿色假单胞杆菌 - 0 7.0 0 6.9肠细菌属 - 1.1 7.3 0 7.4C.albicans 0 5.7 0 5.7对照(无玫瑰红)大肠杆菌 - 0.1 0.8表5(实施例7)IMBENTIN IMBENTIN/RB EMPICOL EMPiCOL/RB细菌 光 暗 光 暗 光 暗 光 暗金黄色葡萄球菌 4.5 4.0 8.0 3.5 4.5 4.5 5.5 5.0大肠杆菌 9.0 9.5 10.5 10.0 5.5 5.0 6.5 6.0肠细菌(Entero.) 0 0 0 0 0 0 0 0克雷伯氏菌 7.0 6.0 6.0 7.0 6.0 6.0 6.0 6.0铜绿色假单胞杆菌 0 0 0 0 0 0 0 0C.albicans 0 0 1.0 1.0 2.5 1.5 3.0 3.0
IMBENTIN/EMPICOL IMBENTIN/EMPICOL/RB 玫瑰红细菌 光 暗 光 暗 光 暗金黄色葡萄球菌 3.0 4.0 2.0 0 4.0 0大肠杆菌 4.0 4.0 4.0 4.5 0 0肠细菌(Entero.) 0 0 0 0 0 0克雷伯氏菌 3.5 3.5 4.0 2.5 0 0铜绿色假单胞杆菌 0 0 0 0 0 0C.albicans 0 0 0 0 0 0表6(实施例8)曝露时间1小时 2小时 3小时光 暗 光 暗 光 暗玫瑰红 3.8 0.5 7.2 0.4 7.2 0.7RB/ImbentinC91-35 0.2 0.2 1.0 0.3 3.8 0.5RB/Empicol LX 1.7 0.4 3.9 0.7 7.2 0.7RB/IPA 5.4 3.6 4.7 5.0 7.2 7.2
1小时 2小时 3小时光 暗 光 暗 光 暗ImbentinC91-35 0.1 0.3 0.9Empicol LX 0.1 0.6 1.0IPA 0.3 1.7 4.4表7(实施例9)Log(约化值)乙醇 Imbentin% C91-35 % 曝光之后 无玫瑰红5 0.2 +6.85 0.6 4.610 0.6 +6.815 0.6 +6.85 - +6.8 0.110 - +6.8 -0.415 - +6.8 0.0- 0.2 4.6 2.5- 0.6 3.5 2.3- - +6.8 2.3
表8(实施例10)Log(约化值)Dowanol Imbentin% C91-35 % 曝光之后 无玫瑰红3 0.7 +6.93 - +6.9 4.0- 0.7 5.2 3.4- - +6.9表9(实施例11)Log(约化值)乙二醇 Imbentin% C91-35 % 在曝光之后 无玫瑰红10 0.7 +6.810 - +6.9 -0.2- 0.7 +6.8 3.4- - +6.8
表10(实施例12)Log(约化值)丙-2-醇 Lialet 111% % 曝光之后 无玫瑰红15 0.5 +6.715 - +6.7 4.9- 0.5 +6.7 +6.7- - +6.7表11(实施例13)Log(约化值)丙-2-醇 Imbentin% C91-35 % 曝光之后 无玫瑰红5 0.1 2.310 0.1 +6.810 0.5 +6.810 0.7 +6.8- - 4.85 - 5.5 0.310 - 3.0 1.9- 0.1 1.2 1.3- 0.5 1.0 1.2- 0.7 1.1 1.1
表12(实施例14)Log(约化值)乙醇 Imbentin% C91-35 % 曝光之后 无玫瑰红5 0.2 4.115 0.6 +7.15 - 5.0 0.210 - +7.1 0.215 - +7.1 2.2- 0.2 3.3 2.5- 0.6 3.4 2.6- - 3.9
权利要求
1.含有能够在光中发荧光而使微生物失活的染料的一种表面杀菌组合物。
2.根据权利要求1的组合物，其中的染料曝露于光中产生单重态氧。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中染料与微生物直接接触。
4.根据权利要求1，2或3的组合物，其中染料曝于光中被漂白。
5.根据任一前述权利要求的组合物，其中的染料选自玫瑰红、赤藓红B和酞菁磺酸盐。
6.根据任一前权利要求的组合物，其中染料的含量范围为1至100ppm。
7.根据任一前述权利要求的组合物，其还含有一种或多种表面活性剂。
8.根据权利要求7的组合物，其中表面活性剂被烷氧基化。
9.根据权利要求8的组合物，其中表面活性剂被乙氧基化。
10.根据权利要求7、8或9的组合物，其中表面活性剂是至少以非离子和/或阴离子为主的。
11.根据权利要求7至10中任一权利要求的组合物，其中表面活性剂的含量范围为组合物总重量的0.05%至2.5%(重量)。
12.根据任一前述权利要求的组合物，其还含有一种或多种溶剂。
13.根据权利要求12的组合物，其中的溶剂是极性的。
14.根据权利要求13的组合物，其中的溶剂是直链或支链的C2至C5醇。
15.根据12、13或14的组合物，其中溶剂的含量范围为组合物总重量的2%至20%(重量)。
16.根据任一前述权利要求的组合物，其PH范围为3至5。
17.根据权利要求16的组合物，PH为约4。
18.表面清洗和杀菌组合物，含有能够在光中发荧光而使微生物失活的染料、表面活性剂和溶剂。
19.一种杀死表面细菌的方法，其包括将任一前述权利要求的组合物应用于表面。
全文摘要
含有能在光中发荧光而使微生物失活的染料的一种表面杀菌组合物。染料当曝露于光中时优先产生单重态氧，该染料直接与微生物接触，通常选自于玫瑰红、赤藓红B和酞菁磺酸盐。该组合物可以选择性地包括其他组分，如一种或多种表面活性剂(用于清洗目的)和/或一种或多种溶剂。
文档编号C11D3/43GK1086255SQ9311656
公开日1994年5月4日 申请日期1993年7月22日 优先权日1992年7月22日
发明者K·L·拉邦, Z·哈克 申请人:尤尼利弗公司