杀菌剂的效果增强剂的制作方法

专利名称：杀菌剂的效果增强剂的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及杀菌组合物、制备该杀菌组合物的成套产品和方法，以及使用该组合物进行消毒和杀菌的方法。

背景技术：
许多醛基杀菌组合物已被商业上周知并在文献中讨论过。较普遍的醛基杀菌组合物包括甲醛、戊二醛或邻苯二甲醛(也简称苯二甲醛)。苯二甲醛具有超过甲醛和戊二醛的特定优点。甲醛是潜在的致癌物质，并有令人讨厌的气味。戊二醛同样地也有令人讨厌的气味，而且在储存中可能是化学上不稳定的。苯二甲醛一般不被认为是致癌物质，且实质上没有气味，并具有快速杀菌作用。由于这些和其它优点，本领域需要新的和改进的包含苯二甲醛的杀菌组合物。
用于测量杀菌剂性能的一种度量是衡量其杀死孢子的能力。由Bruckner等人于1990年11月20日公开的美国专利No.4971999公开了含有苯二甲醛的部分无气味的杀菌消毒液。据报道，该液体具有杀死枯草杆菌和梭菌属芽孢杆菌的孢子的活性。如其中报道的，一种含有低浓度苯二甲醛(如0.25％)作为单一活性成分的组合物具有在20℃时持续24小时的杀死枯草杆菌和梭菌属芽孢杆菌的孢子的活性。较高浓度的苯二甲醛(如1.0％)可在10小时内完成杀菌。
杀菌效果和完成消毒和杀菌的时间一般是杀菌组合物的的重要特性。本领域需要新的和改进的包含苯二甲醛的杀菌组合物，它比以苯二甲醛作为单一活性组合物具有更高的杀菌效果和更快的杀菌活性。



本发明最好通过参考下列说明和用来举例说明本发明实施例的附图来理解。在这些图中 图1是碳酸盐类物质的分布图，也就是碳酸(H2CO3)、碳酸氢根(HCO3-)和碳酸根(CO32-)作为水溶液中的pH调节用处。
图2A表示了根据本发明一个实施例所述的装有碳酸化苯二甲醛杀菌液并在其中密封了二氧化碳气体的容器。
图2B表示了根据本发明一个对比实施例所述的装有碳酸化苯二甲醛杀菌液并在其中密封了二氧化碳气体的另一容器。
图3表示了根据本发明一个实施例所述的含有苯二甲醛和至少一个水溶性盐的纳米级或微米级颗粒。
图4表示了根据本发明一个实施例所述的用于制备杀菌溶液的密封于防水容器中的固体化合物。
图5表示了根据本发明一个实施例所述的制备杀菌液的成套产品示例。
图6表示了根据本发明一个实施例所述的制备含有苯二甲醛、苯二甲醛增强剂和/或其它化学物质的杀菌液的成套产品。
根据本发明一个实施例，图7表示了一个包括盛有一溶剂的第一隔间、盛有含苯二甲醛的固体组合物的第二隔间、以及盛有用于苯二甲醛的增强剂或其它化学物质的第三隔间的容器的杀菌示例成套产品。
根据本发明一个实施例，图8表示了一种杀菌溶液制备装置。
发明详述 此处描述的是杀菌组合物、制备杀菌组合物的成套产品和方法以及使用该组合物消毒或杀菌的方法。在以下说明中，许多特殊细节将加以陈述。然而，本发明的实施例在没有这些特殊细节下也可以实施是能够理解的。在其它例子中，没有详细显示公知的结构和技术以免使本说明的理解模糊。
I.苯二甲醛 这里揭示的杀菌组合物包括作为活性成分的苯二甲醛。苯二甲醛也被称为邻-苯二甲醛或1，2-苯二醛，是具有以下结构的芳香族二醛
用于此组合物的苯二甲醛所使用的重量百分比浓度从0.025％到2.0％，或0.1％到1％。较高的浓度，如高于5％若需要也可使用。使用较高浓度的苯二甲醛可能是为了将组合物运到使用地点，然后组合物被水稀释到想要的使用浓度。苯二甲醛在水中的溶解度约为5重量％，它可以通过包含易与水混合或至少水溶性较高的助溶剂来增加。合适的溶剂其中包括甲醇、乙醇、异丙醇、n-丁醇、t-丁醇、乙二醇、四氢呋喃、二甲亚砜和二氧杂环乙烷。
该组合物还可含有一种或多种加强苯二甲醛的杀菌效果的增强剂。正如下节所述，发明人发现卤化盐(例如碱金属卤化盐和聚烷基卤化铵盐)、碳酸盐和磷酸盐增强了苯二甲醛的杀菌效果。
II.卤化盐对苯二甲醛的杀菌效果的增强 发明人发现卤化盐增强了苯二甲醛的杀菌效果(参见实施例3-7)。基于此发现，发明人开发了比只含有苯二甲醛的组合物更有效的改良的杀菌组合物。
在本发明的一个具体的实施例中，杀菌组合物，例如消毒组合物或杀菌组合物，可以含有苯二甲醛和用来增强苯二甲醛杀菌效果的增效卤化盐。合适的增效卤化盐包括，但不局限于，无机金属卤化盐，例如碱金属卤化盐。典型的碱金属卤化盐包括卤化锂、卤化钠、卤化钾及其组合物。卤化物可包括氟化物、氯化物、溴化物或碘化物。发明人认为是这些盐的卤离子引起增强苯二甲醛的杀菌效果。广泛多样的示例卤化盐公开如下，尽管本发明不局限于这些特定的卤化盐，其它能够释放出卤离子的盐或化学物质也可以随意地使用。
发明人的实验指出卤化钠增强了苯二甲醛的杀菌效果。如实施例4所示，氟化钠(NaF)、氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)、和碘化钠(NaI)都增强了苯二甲醛的杀菌效果。由苯二甲醛同卤化钠的混合物所得对数降低是明显的并且出乎意料地大于单独使用苯二甲醛同卤化钠所获得的对数降低之和。但单独使用时，0.3％(w/v)的苯二甲醛溶液在24小时之内可达到约2.9的枯草杆菌(Bacillus subtilis)的对数降低。卤化钠本身如果有，也具有非常有限的杀菌活性。卤化钠通常在24小时之内在6-对数级别(6-logs)上能够达到仅约0.2对数降低。但是，苯二甲醛同卤化钠的混合物的对数降低通常明显并且出乎意料地大于单独使用苯二甲醛同卤化钠所获得的对数降低之和。
为了说明的目的，含有至少0.3％苯二甲醛和1000mM或更多的NaF的溶液仅在4小时之内即可达到完全杀死大于6-对数级的孢子。另外，含有同样浓度的苯二甲醛和1000mM或更多的NaBr或NaI的溶液仅在8小时内即可达到完全杀死的效果。更进一步，含有同样浓度的苯二甲醛和1000mM或更多的NaCl的溶液在24小时之内即可达到完全杀死的效果。
如此明显的对数降低的增加和杀菌效果的提高清楚的表明卤化钠增强了苯二甲醛的杀菌效果。该增强效果是由于苯二甲醛和增强剂部分的协同或联合作用，从而混合物的联合效果大于苯二甲醛和卤化盐增强剂单独效应之和。该增强效应是出乎意料地和明显的。
再次参考实施例4，其结果似乎表明NaF比其它卤化盐更能够增强杀菌效果，而NaBr和NaI比NaCl更能够增强杀菌效果。另一方面，卤化盐可以包括氟化盐，例如碱金属氟化盐，例如碱金属氟化盐可包括氟化锂、氟化钠、氟化钾或其组合物。
发明人的其它试验表明其它碱金属卤化物增强了苯二甲醛的杀菌效果。如实施例5所示，氟化锂(LiF)和氟化钾(KF)也增强了苯二甲醛的杀菌效果。含有1000mM的KF的0.3％的苯二甲醛溶液仅在4小时之内可达到对数降低5.8的效果，并且在24小时之内可达到杀死大于6-对数级的效果。相似的，具有同样浓度的苯二甲醛的1000mM的LiF溶液在24小时之内可达到杀死大于6-对数级孢子的效果。
其它适用的卤化盐包括，但不局限于，碱金属氯化物、溴化物、碘化物及其混合物。典型的碱金属氯化物包括氯化锂、氯化钠、氯化钾及其混合物。典型的碱金属溴化物包括溴化锂、溴化钠、溴化钾及其混合物。典型的碱金属碘化物包括碘化锂、碘化钠、碘化钾及其混合物。
其它无机和有机卤化盐以及其它能够释放卤离子的材料也可以任选的施用来增强苯二甲醛的杀菌效果。在不希望被理论所束缚的情形下，据信碱金属卤化物的卤离子组分在增强效果中扮演重要的角色，并且其它能够释放卤离子的材料也将具有增强效果的能力。需要注意的是发明人主要关注碱金属卤化物是由于它们通常良好的溶解性、易于取得性和通常廉价的，尽管本发明不受其限制。
发明人进行了额外的实验来确定卤化盐浓度对增强杀菌效果的影响。实施例3表示了一个较高的卤化盐浓度，至少在氟化钠(NaF)的情况下，通常在100到1000mM范围内获得更大的增强效果。并发现含有至少0.3％苯二甲醛和1000mM或更多NaF的溶液在4小时内完成完全杀死是有效的，然而含有400mM或更多NaF的溶液要在8小时内才能有效完成完全杀死，含有100mM或更多NaF的溶液在24小时内才能有效完成完全杀死孢子。
一般，发明人期望使用各种浓度的卤化盐增强剂以达到想要的增强程度。比较典型的，卤化盐增强剂的使用浓度从至少约100mM到一个饱和浓度。很难给所有适用的盐的饱和浓度设置一个明确的范围，因为这可能取决于特定盐的溶解度以及其它因素包括温度和其它物质的存在或不存在。然而，饱和浓度可能很容易由本领域专业人员不必通过实验就能测定出来。一方面，卤化盐可以使用的浓度范围是从至少500到1000mM或更高(如2000mM)。卤化盐的高浓度一般会提供更大的增强效果。
对于相对较低溶解度的化学物，如特定的有机和无机卤化盐，增强剂的数量可能稍限于卤素离子的溶解度或浓度。如果需要，一种溶解性增强剂可以使用以增加至少卤素离子的溶解度或浓度。例如，EDTA或另一种配位剂或螯合剂被加入来配位卤化盐的阳离子，以使化学平衡转换至有利于提高卤素离子浓度。作为另一种选择，大多数不同卤化盐被使用以提供一种提高的合并卤素离子浓度。例如，氯化钙(CaCl2)、氟化镁(MgF2)、氟化铝(AlF3)、氟化四丁基铵([CH3(CH2)3]4NF)和氯化四丁基铵([CH3(CH2)3]4NCl)的组合物可被一起使用以提高卤素离子的总浓度。这种方法可有助于提供较高浓度的卤素离子，且通常提供较大的增强效果。
有帮助的是回顾前述讨论的苯二甲醛可在一个杀菌有效浓度下使用。典型地，苯二甲醛的适用浓度是从至少约0.025％(w/v)到约饱和浓度。通常，苯二甲醛的适用浓度是从约0.1％到1％(w/v)。
发明人已进行了额外的实验来测定pH值或碱度对增强杀菌效果的影响。实验表明提高pH值或碱度可增强杀菌效果。如实施例6所示，较高的pH值通常提升了一种含有碱金属卤化盐，至少是在氟化钾(KF)的情况下，pH值范围从6.6到10.1，这样一种苯二甲醛溶液的杀菌效果。在pH值为10.1时，溶液能够仅在4小时内达到完全杀死多于6-对数级的孢子的效果。
为达到良好的消毒或杀菌，提供适用的pH值从约6到10是合适的。一般提供含有所使用pH值至少6.5，至少7，至少7.5，至少8的组合物是合适的，以达到更大的杀菌效果。甚至更高的pH值达到约11也是可以使用的，尽管这么高或碱性pH值可能在消毒或杀菌过程中潜在损坏特定的材料，如橡胶。在特定情况下，保持使用pH值在低于9，或更经常低于10是合适的，以提供与橡胶和其他材料的更大的相容性。
酸、碱、缓冲液或其它pH值调节剂可以有选择的使用以达到任何想要的pH值调节。实施例6使用的pH值调节剂是碱，即氢氧化钠(NaOH)，或酸，如盐酸，尽管其它pH值调节剂也可以选择使用。其它合适的用于杀菌组合物的pH值调节剂或缓冲液的示例包括，但不限于，硼砂加HCl、碳酸盐加碳酸氢盐、二乙基巴比妥酸盐(佛罗那(veronal))与HCl、KH2PO4加硼砂、N-2-羟乙基哌嗪-N’-2-乙烷磺酸与NaOH、磷酸盐。还有另一示例的pH值调节剂是磷酸盐缓冲液，如KH2PO4和Na2HPO4磷酸盐缓冲液，其可缓冲的pH值范围从约6到7。另一个示例的pH值调节剂是EDTA(乙二胺四乙酸)的自由酸、单-、二、三-或四-盐形式，或含有这种形式的组合物的缓冲液，其允许缓冲的pH值范围是从约3到10。EDTA也可作为螯合剂帮助防止沉淀。例如，其它碱化或酸化剂，如有机羧酸盐(如柠檬酸钠、醋酸钠、邻苯二甲酸氢钾、柠檬酸钾、醋酸钾)、无机硼酸盐(如硼酸钾或硼酸钠)，及此类试剂的混合物，可潜在的被使用。可以理解的，这种缓冲液也可以任选地被使用在其它这里所揭示的组合物中。pH值调节剂可以以足够量存在，如0.05wt％到2.5wt％，以给出想要的pH值。
发明人已发现特定的卤化物与其它盐类的组合物提供了较高的苯二甲醛杀菌效果。如实施例7所示，特定的卤化钠盐类，如氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)及碘化钠(NaI)，及其它钠盐，如硫酸钠(Na2SO4)，可以增强含有苯二甲醛和氟化钠(NaF)的溶液的杀菌效果。由苯二甲醛、NaF及其盐类的混和组成物的对数降低，即5.6、5.9、5.9及＞6.0，均明显大于组成物中分别不含NaCl、NaBr、NaI及Na2SO4等盐类所观测的对数降低4.7。若需要，一种卤化盐增强剂与NaCl、NaBr、NaI及Na2SO4等盐类其中之一可被使用在与苯二甲醛组合或协同在一杀菌溶液中以提供进一步的增强效果。
发明人已进行了实验以测定含有多种卤化盐增强剂的杀菌组合物对一般材料的材料相容性。如实施例8所示，碱金属卤化物，如卤化钠及卤化钾，在72小时期间，靠目测，都相容于不锈钢与杜邦TM特氟龙品牌的聚四氟乙烯。不锈钢和特氟龙是医疗设备和其他工业中广泛使用的材料。一方面，结果显示所揭示的组合物可被使用在包括不锈钢或特氟龙的表面或设备的消毒或杀菌。例如，所揭示的组合物可以用于含有不锈钢或特氟龙的内窥镜的消毒或杀菌。
含有苯二甲醛和卤化盐增强剂的杀菌组合物的特殊示例在实施例18-22中揭示出。每一组合物可以在仅仅4小时内达到完全杀死所有受测枯草杆菌的效果。
若需要，苯二甲醛加卤化盐增强剂的组合物可额外包含一种或多种其它此处揭示的增强剂。例如，该组合物可包括碳酸氢盐或碳酸盐。若需要，该组合物可以作为碳酸化的或固体的组合物来帮助保持苯二甲醛在储存中的稳定性，此部分以下将进一步说明。所使用的组合物也可以由一成套产品制备，如下面所揭示的，苯二甲醛可作为第一组合物，其可以是一固体组合物或液体组合物，卤化盐增强剂可作为个别的第二组合物。该组合物可分别含有容器或隔间。在固体组合物的情况下，成套产品可以有选择的包括溶剂，例如分别在一个容器或隔间内，以帮助溶解固体组合物。
III.碳酸盐类对苯二甲醛杀菌效果的增强 发明人已发现碳酸盐类，如碳酸盐或碳酸氢盐，增强了苯二甲醛的杀菌效果(参照实施例9-17)。基于此发现，发明人已开发了比不含增强剂的含苯二甲醛的组合物具有更大效果的改良的杀菌组合物。
在本发明的一个实施例中，一种杀菌组合物，如一种消毒组合物或一种灭菌组合物，可能包括一含有苯二甲醛和一碳酸盐增强剂的水溶液。合适的碳酸盐增强剂包括，但不限于，碳酸盐类、碳酸氢盐类以及它们的组合物。
合适的碳酸盐包括，但不限于，碳酸钠(Na2CO3)、碳酸钾(K2CO3)、碳酸钙(CaCO3)、碳酸镁(MgCO3)、碳酸锂(Li2CO3)及它们的混合物。适当的碳酸氢盐包括，但不限于，碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)、碳酸氢锂(LiHCO3)及它们的混合物。物质如二氧化碳(CO2)和碳酸(H2CO3)也是合适的碳酸盐增强剂来源，这在以下将进一步讨论。
图1是一个已知的碳酸盐物种平衡分布图，即碳酸(H2CO3)、碳酸氢根(HCO3-)和碳酸根(CO32-)在水溶液中作为溶液pH值的作用。y-轴表示该物种的分布，x-轴表示溶液pH值。碳酸盐物种在溶液中存在的平衡浓度取决于溶液的pH值。当pH值低于约6.4时碳酸占优势，然而pH值高于约6.4时碳酸氢根占优势。当pH值大于约8.3时碳酸根的浓度开始缓慢增加。作为读取图的一个示例，在pH值为约7.0时，碳酸盐物种在水溶液中的分布为约80％碳酸氢根，20％的碳酸及少于1％的碳酸根。
该图显示了根据本发明产生的许多变化，以下将进一步讨论。加入二氧化碳在溶液中可以水合而成碳酸。一方面，通过提高溶液pH值，碳酸可以转变为碳酸氢根和碳酸根。另一方面，通过降低pH值，可将部分碳酸氢根或碳酸根转变成碳酸而使碳酸氢盐或碳酸盐溶液被碳酸化。碳酸化的溶液可密封在加压容器中以保持碳酸化。
发明人的实验指出碳酸盐和碳酸氢盐都可增强苯二甲醛的杀菌效果。如实施例9所示，杀死孢子的效果，其通过对数降低实验证实，因碳酸盐和碳酸氢盐而增强。提高碳酸氢盐浓度增加了增强效果。碳酸氢钠浓度为63mM或更高，是足以在24小时内达到完全杀死所有孢子的杀菌效果。此种增强是无法预期且明显的。整体上，发明人观察到在不含苯二甲醛时使用碳酸盐或碳酸氢盐可忽略对数降低。苯二甲醛和碳酸盐或碳酸氢盐的混合物的对数降低一般很明显且无法预期的大于当苯二甲醛和碳酸盐分别使用时所达到的对数降低总和。此种增强是明显且无法预期的。
为使前文中现有研究受到注意(且为协助读者理解本发明的重要性)，简短列举一些现在有关碳酸盐和碳酸氢盐作用的研究是有帮助的。两个最近的研究在文献中报道了碳酸盐显然不能增强一些醛类，如甲醛或丁醛，的效果，然而它们可明显增强其它如戊二醛的效果。这似乎指出碳酸盐类对各种醛基杀菌剂的影响具有高度的不可预测性。
E.GM.Power和A.D.Russell在题为《碱性戊二醛杀孢子的作用影响活性的因素和与其它醛类的比较》的文章(应用细菌学期刊，69，第261-268页，1989)中研究了部分2％碱性戊二醛在室温下杀孢子的作用和其它醛类如甲醛、乙二醛和丁醛以及商业上可取得的配方杀孢子的作用。它们部分报道了碱性戊二醛杀孢子效果的增加是由于不止一个简单的pH值效应，而将NaOH加入酸性戊二醛中并不会提高其杀生物的活性达到加入NaHCO3所达到的程度。它们还报道了将0.3％(w/v)NaHCO3加入乙二醛和丁醛不影响其杀孢子的作用。苯二甲醛未被研究。
Jose-Luis Sagripanti和Aulin Bonifacino在题为《盐和血浆对液体消毒剂的杀孢子作用的影响》的文章(AOAC国际期刊，10(6)，第1198-1207页，1997)中部分报道了各种浓度的盐或血浆对以戊二醛、次氯酸钠、抗坏血酸铜、过氧化氢、过醋酸、甲醛或酚杀死枯草杆菌孢子的影响。盐类只影响戊二醛，其杀死孢子的活性在碳酸氢钠或氯化钠的浓度提高时会增加。过醋酸、次氯酸钠、过氧化氢和抗坏血酸铜以及低杀孢子活性的酚和甲醛的杀孢子活性并不被盐类从0到1M的变化范围所影响。因此，碳酸氢盐和氯化钠影响某些而不是全部的消毒剂，包括某些但不是所有醛类。苯二甲醛没有包括在此研究中。
再次回顾发明人的实验，特别是实施例9，碳酸盐与碳酸氢盐分别选用钠盐和钾盐。发明人的其它实验描述了苯二甲醛杀菌效果可通过其它碱金属碳酸盐及碳酸氢盐增强。如实施例11所示，其它碱金属碳酸盐，如碳酸锂，也是合适的增强剂。列出了三种在仅仅4小时内达到完全杀死孢子效果的不同的溶液。
发明人还有其它实验描述了同样适于作碳酸盐增强剂的物种如二氧化碳(CO2)和碳酸(H2CO3)。如实施例12所示，用碱性溶液清洗二氧化碳已得到合适的碳酸盐来增强苯二甲醛的杀菌效果。其它可反应生成二氧化碳、碳酸、碳酸盐或碳酸氢盐的物质也潜在的适合。
再次谈到其它实施例中的实施例9，增强度随着碳酸氢盐或碳酸盐的浓度提高而提高。典型的，碳酸盐增强剂的使用浓度是从约10mM到饱和浓度。饱和浓度可很容易的由本领域技术人员不需过度实验加以测量而得出。一方面，碳酸盐或碳酸氢盐的适用浓度为从约50mM-500mM。在同一pH下进行的实验表明较高的碳酸盐浓度通常会产生较高的增强度。
发明人还进行了额外的实验以确定pH或碱度对杀菌效果增强的影响。实验表明杀菌效果会随着pH或碱度的增加而增强。如实施例10所示，较高的或碱性pH，至少在8.2-10.3的范围上，含有苯二甲醛和碳酸氢盐的溶液通常增强了杀死孢子的效果。
为了达到良好的消毒或灭菌，可适当的提供一适用的pH为从约6-10。通常可适当的提供一组合物其具有适用的pH为至少6.5，至少7，至少7.5，或至少8，以达到较大的杀菌效果。甚至更高的pH到约11也可以使用，尽管这样高或碱性pH可能潜在的在消毒或灭菌的时候损害特定的材料，例如橡胶。在特定的情况下，取决于其应用，可适当的保持适用的pH为小于9，或更经常小于10，以提供同橡胶和其它材料的兼容性。一方面，使用的pH值可从约7.5到9以提供良好的增强度和材料相容性。酸、碱、缓冲液或其它pH值调节剂可被使用作为任何想要的pH值调节。pH值调节剂可以足够量存在，例如0.05wt％到2.5wt％以得到想要的pH值。
发明人已确定了许多额外的盐类作为苯二甲醛或苯二甲醛与碳酸盐混合物的效果增强剂。如实施例13所示，磷酸盐增强了苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时杀死孢子的能力。无碳酸氢盐时，磷酸盐表现出非常微小的增强效果。
多种卤化盐类也明显增强了苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时杀死孢子的能力。如实施例14所示，卤化钾类，即氯化钾(KCl)、溴化钾(BrK)、碘化钾(KI)或氟化钾(KF)增强了苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时杀死孢子的能力。
其它碱金属卤化盐类，如卤化钠，也增强了苯二甲醛杀死孢子的能力。如实施例15所示，卤化钠可以增强苯二甲醛在碳酸氢盐存在或不存在下杀菌效果。即使在低浓度下，几种卤化钠，即氟化钠(NaF)、溴化钠(NaBr)及碘化钠(NaI)可以增强苯二甲醛在碳酸氢盐存在或不存在下杀死孢子的能力。同时，在同样的低浓度下，几种卤化钠，即氯化钠(NaCl)和氟化钠(NaF)可以增强苯二甲醛在碳酸氢盐存在下杀死孢子的能力。
由氯化钠(NaCl)提供的增强性进一步在实施例16中研究。氯化钠(NaCl)增强了苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时杀死孢子的能力。在浓度从50到100mM时，增强性开始变得明显，随着浓度升至至少200mM，增强性提高。
更进一步的，如实施例17所示，聚烷基铵卤化物如氟化正-四丁基铵(Bu4NF)、氯化正-四丁基铵(Bu4NCl)、溴化正-四丁基铵(Bu4NBr)及碘化正-四丁基铵(Bu4NI)增强了苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时杀死微生物的能力。Bu4NCl和Bu4NBr显示出在测试条件下可提供较Bu4NF和Bu4NI稍大的增强性。
一方面，一种或多种这类增强剂，即磷酸盐、碱金属卤化物和聚烷基铵卤化物，可被包括在苯二甲醛加上碳酸盐或碳酸氢盐的杀菌组合物内以增强苯二甲醛的杀菌效果并提高消毒和灭菌。作为一示例，磷酸盐和碳酸氢钠可被包含在苯二甲醛组合物中以增强苯二甲醛的效果。这类增强剂的潜在优势是降低碳酸氢盐或碳酸盐浓度的能力。在其它目的中，碳酸盐的减少可帮助简化制造和包装需要，部分是因为降低了潜在二氧化碳释放，还帮助避免硬水中不溶的钙和镁的碳酸盐类。
IV.杀死微生物，消毒和灭菌 杀菌组合物可用作消毒剂或灭菌剂。消毒剂通常指能够杀死所有非-孢子性微生物而不是孢子性微生物的材料。高度消毒剂通常指能够杀死一些孢子，如枯草杆菌及梭菌属芽孢杆菌，并杀死非-孢子性微生物的材料。灭菌剂通常指能够杀死所有孢子性和非孢子性的材料。
使用该组合物以消毒或灭菌的方法包括使微生物接触该组合物、或其它将组合物用于微生物，在空气中、在表面上或在其它液体内杀死微生物。例如，该组合物可应用在在空气中喷雾、在表面上浸泡、喷雾、涂覆、流动或类似的方法，还可应用在液体内将组合物与液体混合。通常，该组合物可通过将其与表面接触，如浸泡、喷雾、涂覆、流动该组合物一段时间并在一可有效达到消毒或灭菌的温度下来消毒或灭菌表面。该组合物可手动使用，如在处理槽内，或用于自动系统，如自动内窥镜再处理仪(AER)。一般，该溶液具有使消毒或灭菌不需要昂贵成本灭菌仪器的优点，并易被健康人们使用，且是有效的可信赖的。
杀菌剂的有效程度典型的受活性成分的使用浓度、处理时间、温度和测试方法所影响。颁布于1990年11月20日的Bruckner等人的美国专利No.4971999部分揭示了含有至少0.25％重量的苯二甲醛作为单一活性成分的组合物通过测定它在20℃下10分钟内杀死牛型结核分支杆菌(Mycobacterium bovis)BCG的能力可有效达到高度消毒。在大约同样的苯二甲醛浓度和温度下，此处揭示的组合物，其也包括一种或多种苯二甲醛增强剂，在甚至更短期间内达到高度消毒。
‘999号专利也揭示了一种含有低浓度苯二甲醛(如0.25％)作为单一活性成分的组合物具有在温度20℃下24小时内具有杀死枯草杆菌和梭菌属芽孢杆菌的孢子活性。在较高浓度的苯二甲醛(如1.0％)下，灭菌在10小时内完成。发表在‘999号专利的杀菌结果是基于AOAC(Association of OfficialAnalytical Chemists)杀孢子试验，如特定的官方分析化学家协会的官方分析方法，第14版，1984。见‘999号专利的实施例8和9。
一些研究人员相信AOAC测试不足以定量且在达到消毒或灭菌时会导致高度误差和时间变化。这些研究人员提出的潜在问题是载体上孢子的数目可能有很高的变化。例如，Danielson(Evaluation of Microbial Loads of Bacillus SubtilisSpores on Penicylinder，J.AOAC Int，76355-360，1993)报道了一个载体可含有至少仅500个孢子或约2.7对数级，且符合AOAC标准。一般可接受的是杀孢子剂的表现可取决于被杀死孢子的数量。这将意味着少量的孢子，如仅500个孢子，比大量的孢子，如至少1,000,000个孢子(至少6对数)，可被更快的杀死。
这里进行的试验，除非另有特定的，都是基于6对数级孢子，且必须提供更精确、更定量的达到消毒或灭菌的时间估计。这意味着很难直接对比‘999号专利报道的基于AOAC测试的消毒或灭菌时间与这里报道的基于改良的悬浮试验的时间。然而，无论如何，在大约相同的苯二甲醛浓度和温度下，此处揭示的增强的组合物可以达到更有效且比‘999号专利揭示的同样测试下的组合物更快的消毒或灭菌。
V.苯二甲醛的化学稳定性 储存稳定性和产品的易用性是选择灭菌与高水平消毒溶液的两个重要考虑点。如美国专利No.3016328和No.4971999讨论的，戊二醛和其它具有α-氢的类似的醛类可能在碱性pH值下自动聚合。含有这些醛类的组合物在碱性pH值下可能经历醛的有效浓度随时间的降低，因此，会限制储存稳定性。为了克服这个问题，戊二醛组合物可被包装为2个或多个组分。醛类可在酸性pH值下调配成水溶液，且在使用前立即用碱化剂活化，转换pH值成碱性。
如‘999号专利进一步讨论的，不同于前述醛类，苯二甲醛不含有α-氢，因此通常在碱性pH值下不会经历自动聚合。更进一步，‘999号专利讨论到含有苯二甲醛的组合物通常以单一组分调配，且在pH值范围3到9具有优良的稳定性。它们在储存中没有失去有效性。
然而，发明人已经认识到碱性苯二甲醛溶液经过较长期的储存可能会相对的化学上不稳定，特别是在更为碱性的条件下，因为苯二甲醛具有公知的康尼扎罗氏反应(Cannizzaro reaction)倾向。
大体上，康尼扎罗氏反应一般导致苯二甲醛的损失和溶液杀菌效果的降低。当pH值从6到10或从7.5到9时，通常会增强苯二甲醛-碳酸盐溶液的效果，较高或碱性pH值通常也促进康尼扎罗氏反应。实验表明苯二甲醛溶液可在pH值7或更低且约40℃室温下储存约11周而没有可注意的苯二甲醛损失。然而，若同样的溶液在室温下pH值9时储存11周，会有约14％的苯二甲醛损失。如果储存期更长、室温更高或pH值高于9，甚至会有更多的苯二甲醛转变。因此，康尼扎罗氏反应可明显降低碱性苯二甲醛溶液在本领域内典型的储存期限内的效果和储存时间。
发明人进行了许多研究，在下面章节中揭示，是苯二甲醛可被储存更长时间而没有明显损失其效果，且可接着作为可增强杀菌效果的碱性pH值的杀菌溶液。
VI.碳酸化杀菌溶液 根据本发明的另一个实施例，含有苯二甲醛的碳酸化杀菌溶液可被密封在容器中。发明人发现了碳酸化有助于改善苯二甲醛的化学稳定性。当碳酸化或通入CO2时，杀菌溶液可具有酸性pH值，如低于约6，这可通过助于抑制康尼扎罗氏反应而促进苯二甲醛的化学稳定性。其次，需要时，打开密封容器，使溶液变为去-碳酸化。溶液的去-碳酸化可自动提高溶液的pH值，如pH值从6到10或从7.5到9。这样高的或碱性pH值可增强苯二甲醛的杀菌效果。
碳酸化通常包括将二氧化碳导入或注入溶液中。二氧化碳是一种丰富的且相对较具成本效益的商业上可用的来源广泛的气体，包括但不限于康涅狄格州丹伯里市(Danbury，Connecticut)的Praxair公司。根据本发明的一个实施例，一种制造密封容器中加压的杀菌溶液的示例方法，可包括合并苯二甲醛和其它可选择成分(如增强剂)在一溶液中，将二氧化碳气体导入溶液中，将溶液注入容器内，然后密封容器。苯二甲醛和二氧化碳可以依任何想要的顺序加入溶液中，且这可在溶液注入容器之前、中、后进行。有关将二氧化碳气体导入液体，包括水，的各种研究已是本领域公知的。在碳酸化水工业上，如起泡、喷射、搅拌或混合的方法常用于改善二氧化碳和水的接触。这类方法可用在将二氧化碳气体导入杀菌溶液中。固体形式的二氧化碳，如干冰，也可被注入溶液中以将二氧化碳气体导入溶液中。
另一个将二氧化碳气体导入或注入溶液中的方法可以包括将碳酸盐或碳酸氢盐与溶液合并。碳酸盐或碳酸氢盐可以被加入酸性溶液，或可与酸化剂一起加入溶液中，以便引起盐类反应就地在溶液中生成碳酸和二氧化碳。这种方法可避免操作气态二氧化碳的需要。这种方法生产的碳酸化杀菌溶液的特定实施例如实施例23所示。
一旦被加入，二氧化碳就可帮助酸化溶液。在水溶液中，加入的二氧化碳可和水反应生成碳酸。足够的二氧化碳可被加入以达到储存期间有助于抑制康尼扎罗氏反应的pH值。在酸性溶液中，康尼扎罗氏反应相对进行较慢，这种酸性溶液的稳定性明显比中性或碱性溶液的稳定性好。一方面，足够的二氧化碳可被导入来降低pH值到低于约8或6。另一方面，溶液可被二氧化碳充分饱和。若需要，溶液可选择性的冷却或加压以增加二氧化碳的溶解度。容器中碳酸化的溶液可按照使用点来分配，并将储存到需要时。这类碳酸化溶液实质上比碱性溶液更稳定，且可储存更长时间。
再次回顾水溶液中碳酸盐物种的分布，如图1所示。可见平衡溶液中碳酸盐物种的存在取决于溶液pH值。二氧化碳引入溶液中可形成碳酸，其倾向于降低溶液pH值。该图也显示了碳酸通过提高pH值可转变为碳酸氢盐或碳酸盐。
需要时，使用者可从储存得到容器。根据本发明的一个实施例的方法包括打开容器，将碳酸化溶液从容器中移出，通过碳酸化的溶液接触表面而消毒或灭菌该表面。同碳酸饮料一样，当打开容器不久，二氧化碳起泡开始形成并由于在常压下碳酸转变为可溶的二氧化碳较顺利而从溶液中释出。气泡通过提起或其它从被处理的表面或设备带走污染物，如灰尘、微生物或孢子，可潜在的有助于增强消毒或灭菌。
一般在气泡生成的同时，溶液的pH值开始提高变成碱性，同时碳酸盐和碳酸氢盐形成。碳酸化的量、碳酸盐或碳酸氢盐和任何其它pH值调节剂可被平衡以达到去-碳酸化的pH值从约6到10，或从约7.5到9。如上述讨论的，这样高的或碱性pH值会增强苯二甲醛的效力，并导致改善消毒或灭菌。更高的pH值高到约11也能达到，通过杀菌溶液中包括更多的碳酸盐或类似的碱化剂，尽管这样高的pH值通常由于在消毒或灭菌中对材料的潜在腐蚀性而被避免使用。
参照图1，当在pH值低于约8特别是低于6.5下进行消毒或灭菌时，pH值可能倾向于升高，且碳酸盐增强剂可能损失，因为碳酸形成易于释出和溢出的二氧化碳的能力。若需要，可提供高于环境压力的压力，如在加压室中，以帮助抑制二氧化碳释出并稳定pH值。这可助于维持长期下碳酸盐的增强性。此外，pH值调节剂，如EDTA缓冲液，可被使用来帮助稳定pH值低于7.5。在其它选择下，酸化剂或pH值调节剂，如二氧化碳，可定期地加入溶液中，或基于pH控制来保持pH值低于约7.5。
苯二甲醛的化学稳定性和溶液的效力可通过检测容器打开时或打开后的压力或气泡来测定。通常，当装有碳酸化溶液的容器被打开时，会有压力指示，如气体溢出容器的声音，打开后不久二氧化碳气泡会形成并从容器中溢出。压力和气泡一般指示了适当的碳酸化量，相应的低pH值和确定容器并未泄漏或有其它缺陷，这些缺陷会导致二氧化碳溢出。如上述讨论的，碳酸化帮助降低pH值并提高苯二甲醛的化学稳定性。压力和气泡一般确定溶液的效力。相反的，缺乏压力和气泡可能表示高的或碱性pH值，并潜在表明溶液的效力在储存期间由于康尼扎罗氏反应已经受损害，或溶液在最初就是碳酸化不足。
一方面，一个容器上可能粘附一个标签，上面含有所存放溶液的效果或品质及压力指示(如容器打开时气体溢出容器的声音)或近期打开容器中气泡的产生或二者都有，这些信息。标签可能含有指示使用者若压力或气泡不存在则丢弃溶液的信息。例如，标签可必要的叙述“如果打开容器后没有气泡形成则丢弃溶液”。杀菌溶液的使用者读此标签后，打开容器，既检查压力(如打开容器时听溢出气体的声音)，也检查打开容器后溶液的气泡，或两者，作为杀菌溶液的效果或品质的指标。基于该指示性实验，如果压力或气泡被确定，使用者可使用该溶液消毒或灭菌表面，或否则将溶液丢弃。
作为另一种选择，容器可包括一个压力指示器以指示容器内压力是否大于环境压力。例如，容器可具有一个在表面上形成的外部半球壳体便于使用者测试容器是否受压。在正常储存条件下，外部半球壳体需偏向外部。使用者可将半球壳体压向内部，对着容器内部。如果容器内压大于环境压力半球壳体会反向外部；若容器未受压或压力不足，则半球壳体保持压向内部。一方面，半球壳体反向外部的最低内压可能基于对应溶液pH值的碳酸化程度，以提供在预测定或被保证的储存期内至少预测定的最小有效浓度的稳定性。其它压力指示器也可潜在的使用，包括但不限于，压力阀、压电装置和其它本领域公知的压力指示器。
作为另一种选择，使用者可测量、测试或其它确定近期打开的溶液的pH值，以决定pH值是否由于储存中二氧化碳的溢出而不适当的升高。pH值计、pH值试纸或其它pH值敏感材料可被使用。不适合的高pH值可表示由于碱性pH值促进了康尼扎罗氏反应使得碳酸化的损耗和苯二甲醛浓度的潜在降低。
图2A表示了根据本发明一个实施例，一个密封有碳酸化的苯二甲醛杀菌溶液204和二氧化碳气体206的容器202。该容器可以由玻璃、金属(如铝)或特别是塑料制成，包括一个可以打开以从容器中移走杀菌溶液的盖子208。一方面，该容器包括透明或半透明材料以利于观察容器内溶液的气泡。压力指示器210，如半球壳体，在容器表面成型。该容器也有一标签212，上包含关于使用前如何测试溶液的介绍。该容器可被设计成可适应内部二氧化碳气体的压力，如在范围从1到50psi或从5到30psi。使用图1所示的碳酸盐物种分布图时，二氧化碳的压力可由如碳酸盐总量、pH值、温度、二氧化碳在溶液中的溶解度、溶液体积和容器内气体体积等因素被估计。
本发明不限于任何已知尺寸或形状的容器。图2B显示的根据本发明另一个实施例的容器203，其具有不同的形状和更大的尺寸。阀控的开口209，如塞子控制的开口，可被使用于从容器中移走或分配杀菌溶液204。大尺寸和塞子可使溶液中所需的部分从容器中移出。由于塞子位于容器最底部，在塞子上面有明显量的液体。塞子上的液体可帮助提供水头或压力以助于保持容器‘密封’，即使在打开容器移走部分溶液后，还有助于保持溶液至少部分碳酸化。因此，容器内未使用的部分溶液可保持酸性pH值，可被较长期使用，即使在容器打开之后。
VII.固体组合物 发明人发现了含有苯二甲醛的固体组合物可送至使用地，储存，接着用来制备用作消毒或灭菌的杀菌溶液。康尼扎罗氏反应在没有可促进其反应进行的水存在的干燥固体中，即使发生一般也进行缓慢。因此，固体组合物提供了储存苯二甲醛的化学稳定环境，即使苯二甲醛存在于含一般碱性成分，如碳酸盐的组合物中。固体组合物的其它潜在优势包括由于减少溶剂而降低运输成本和储存空间。
根据本发明的一个实施例，固体组合物可包括固体盐和分散或另外稀释在固体盐中的固体苯二甲醛。将苯二甲醛在该盐中稀释有助于降低苯二甲醛结块或其它形式的堆积。较佳的盐类可具有比苯二甲醛高的水中溶解度，以助于固体组合物溶解在溶剂中。一方面，盐类包括苯二甲醛的有效增强盐，如碳酸盐、磷酸盐、碱金属卤化盐、聚烷基铵卤化盐或此类盐的组合物。另一方面，高水溶性盐，无论是否增强，如硫酸钠(Na2SO4)，可被使用。可溶的非盐类如淀粉或纤维素也可选择性使用。
其它包含在固体组合物中的可选择性成分包括pH值调节剂、螯合剂(如EDTA)、腐蚀抑制剂(如苯并三唑)、表面活性剂、染料和香料。合适的pH值调节剂包括但不限于磷酸盐缓冲液、碳酸氢盐缓冲液、碳酸/盐缓冲液如EDTA缓冲液、HCl和NaOH。这些调节剂可以足量使用来调节杀菌溶液的pH值，例如其范围从6到10或从7.5到9。
在固体配方中，康尼扎罗氏反应是极不可能发生以至于设计了具有高(碱性)固体电位pH值(SPP)的固体。SPP是固体组合物溶于水中的电位pH。其优点包含提供给苯二甲醛稳定的储存环境的固体组合物，且具有一旦溶于水中可引起高(碱性)pH值的电位，以至增强苯二甲醛效果。类似的，具有低(酸性)SPP的固体酸，如有机酸(如柠檬酸、抗坏血酸等)可与OPA混合以产生低(酸性)SPP固体组合物。这可以提供选择使用加压容器。具有高SPP或低SPP的固体组合物可有不同的应用。二者都可有高稳定性和长储存期。这是在高温下运输和储存的特别优点(如不需空调)。
通常固体组合物可包括微米尺寸或纳米尺寸颗粒或其它良好分散部分的苯二甲醛以促进苯二甲醛的溶解。一方面，颗粒可包括尺寸小于约100纳米的纳米颗粒。颗粒或纳米颗粒可通过研磨、磨粉、喷雾干燥或其它本领域公知的方法(如潜在使用Raleigh喷嘴或旋转圆盘雾化器)制备。颗粒也可通过超临界气流干燥，如超临界二氧化碳干燥，而形成。
在研磨时，苯二甲醛颗粒或苯二甲醛粉末可通过在研磨装置中破碎大块固体苯二甲醛来形成。合适的研磨装置包括但不限于研钵和杵、机械研磨装置、磨粉机、球磨机和气体喷嘴磨粉机。根据实施例，制备粉末的方法可包括将固体苯二甲醛和盐，如碳酸氢钠，放入研磨装置，如含有金属或陶瓷球的笼装旋转装置，如球磨机，然后将固体苯二甲醛和盐研磨或磨粉形成搀入盐颗粒内的苯二甲醛颗粒或纳米颗粒。固体苯二甲醛和盐的磨粉既可助于降低颗粒尺寸，且将苯二甲醛混合或搀入盐中还有助于降低结饼、结块或其它堆积。
另一方面，含有苯二甲醛加盐和任何其它选择性成分的固体可先制备，然后磨成颗粒。苯二甲醛、盐和其它选择性成分可被溶解在溶液中。然后溶液被干燥以形成含有苯二甲醛、盐和其它选择性成分混合物的固体组合物。然后固体组合物被研磨。这种均一或接近均一的苯二甲醛和盐的颗粒合并可促进颗粒在溶液中的分散和溶解。通过这种方法制备固体组合物的特别示例如实施例24所示。
在喷雾干燥时，可形成苯二甲醛颗粒或含有盐的苯二甲醛颗粒。根据实施例，制备颗粒的方法可包含将含有已溶解的苯二甲醛的溶液喷雾干燥以形成含有固体苯二甲醛的颗粒。喷雾干燥的适合的方法是本领域公知的。在代表性的喷雾干燥示例中，含有苯二甲醛和可选择的盐的溶液可被制备。然后，溶液在潜在的具有内压的蒸发或干燥室中被喷雾成很细的薄雾状或气溶胶状液滴。接着，溶液中水或其它溶剂可在蒸发室中从液滴中被移除以形成固体颗粒或纳米颗粒。
一方面，溶解的盐，如增强型盐，可被包含在经喷雾干燥以形成含有固体苯二甲醛和固体盐的组合物的溶液中。图3表示根据本发明实施例的含有苯二甲醛320和至少水溶性盐322的纳米尺寸或微米尺寸的颗粒。合适的水溶性盐包括前述讨论的增强性盐，以及其它无论是否增强的水溶性盐如硫酸钠(Na2SO4)，及这种盐的组合。非盐类化合物如淀粉、葡萄糖或纤维素只要是可溶的，也可选择性使用。该盐类和非盐类可快速溶于水或其它极性溶剂中，可促进颗粒的溶解。按此方法制备固体组合物的特殊示例在实施例25中揭示出。
喷雾干燥颗粒的尺寸通常取决于液滴尺寸和液滴内溶解固体的量。一般，液滴越小，溶解固体量越少，则喷雾干燥形成的颗粒越小。其它通过喷雾干燥形成颗粒或纳米颗粒的示例在美国专利No.6565885、6451349、6001336中讨论。另外，进一步关于喷雾干燥的背景信息，若需要，可用喷雾干燥手册，第4版，Keith Masters著，John Wiley&Sons出版，1985年5月出版，ISBN0470201517。
固体组合物可以预先确定形状和尺寸的粉末或成型固体使用。合适的成型固体包括但不限于块状、小片状、胶囊状、薄片状及类似形状。成型固体可通过在压力机或片状压力机中压缩苯二甲醛和稀释剂如盐而形成。传统的水溶性粘结剂材料如那些用在医药片剂或洗衣清洁剂片剂，可被包括以助于增强形状的完整性。此外，成型固体用模具可被成型为各种形状。熔融液体可被引入模具，冷却，并在此固化形成模具所定型的成型固体。成型固体可具有足以提供在预先确定的溶液体积中一合适量或浓度的材料如苯二甲醛的尺寸。溶液的体积，例如可为一升、一加仑或一标准室的体积(如一医院处理盆)。成型固体的盐类可作为分散剂以助于固体一旦注入溶剂时分散。成型固体的潜在优点包括更易操作和改善溶液浓度控制。
固体组合物可置于不能渗透水蒸气或液体或其它可防水的容器中，如金属(如铝)、塑料层压金属或塑料袋，并密封在内。防水容器可有助于避免水、湿气的进入，此二者会促进由于康尼扎罗氏反应造成的苯二甲醛的损失。铝或其它不透光材料可适于阻挡光线穿透，从而有助于阻止潜在的光化学反应如苯二甲醛的光二聚反应。铝或其它防穿透材料也可适于帮助降低外界物质穿透进入固体组合物。这有助于降低潜在的苯二甲醛氧化(如下面所示)
作为其它选择，袋或其它容器可充满氮气、二氧化碳或其它合适的惰性气体。包含这类惰性气体可帮助防止湿气穿透，且有助于保持组合物干燥。氮气可帮助防止包装中如果有的潜在的化学反应。二氧化碳可能和水和碳酸氢盐反应生成的微量的氢氧根(OH-)反应，如下
这有助于消耗包装中的水或湿气。这方面是选择性的。被包含的固体组合物接着可送至使用地，并储存到需要时。
图4表示了根据本发明实施例的用于制备密封在防水容器430中的杀菌溶液的固体组合物432。图体组合物可包括含有苯二甲醛和增强性盐如卤化盐或碳酸氢盐的成型固体。
根据本发明的一个实施例，制备杀菌溶液的方法可包括打开容器，如防水袋，从容器中移走含有固体盐和固体苯二甲醛的固体组合物，合并固体组合物与溶剂如水，并将固体组合物溶于溶剂中。然后，这样制备出来的杀菌溶液可用作消毒或灭菌。
VIII.组合物的可选择性成分 这里揭示的组合物可选择性的包括螯合剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂、染料、香料和其它想要的成分。这些成分可以适当量的使用以达到想要的螯合、抑制腐蚀、染色或其它效果。
合适的可用于杀菌组合物的螯合剂实例包括，但不限于，BDTA(N，N’-1，4-丁烷二基双[N-(羧甲基)]甘氨酸)、EDTA、多种离子化形式的EDTA、EGTA(N”-乌索脱氧胆基-二乙烯基三胺-N，N，N”-三醋酸)、PDTA(N，N’-1，3-丙烷二基双[N-(羧甲基)甘氨酸])、TTHA(3，6，9，12-四氮杂十四烷二酸，3，6，9，12-四(羧甲基))、HEDTA三钠(N-[2[双羧甲基胺基]乙基]-N-(2-羟基乙基)-甘氨酸，三钠盐)，有时称为Versenol120。许多其它的本领域公知的螯合剂也可以任意的使用。
合适的可用于杀菌组合物的腐蚀抑制剂的实例包括，但不限于，抗坏血酸维生素C、苯甲酸、苯并咪唑、柠檬酸、1H-苯并三唑、1-羟基-1H-苯并三唑、磷酸盐、磷酸、吡啶和苯甲酸钠。许多其它的本领域公知的腐蚀抑制剂也可以任意的使用。
合适的可用于杀菌组合物的染料的实例包括，但不限于，若需蓝色时可用Blue 1(Brilliant Blue FCF)、若需绿色时可用D&C Green No.5、D&C Green No.6和D&C Green No.8、若需黄色时可用Yellow No.5等等。许多其它的本领域公知的染料也可以任意的使用。
IX杀菌套装产品 发明人已研制了用于保持、存储和分配制备杀菌溶液的成分的容器及套装产品。套装产品可以在同一容器中或不同容器中具有多个隔间。该容器包括罐、箱、瓶、盒、袋、筒、囊或其它本领域公知的刚性或柔性的容器。在许多方面，该套装产品可以提供固体组合物形式的苯二甲醛来降低康尼扎罗氏反应产生的损失，或者该套装产品可以提供不同的隔间来把苯二甲醛同碳酸盐或其它潜在的能够与苯二甲醛产生负面反应的成分分隔开来。该套装潜在的优势包括较高的苯二甲醛的稳定性和由于不需或减少了液体组分而潜在的降低运输成本和存储空间。
根据本发明的一个具体实施例，用于制备杀菌溶液的套装可能包括苯二甲醛、增强剂和任选的溶剂，其中的苯二甲醛、增强剂和溶剂保存在至少两个隔间或容器中。根据本发明的一个具体实施例，图5表示了一典型的用于制备杀菌溶液的杀菌套装540。该套装包括一个盛有含有苯二甲醛的固体组合物544的第一容器542。该固体组合物可以同这里讨论到的其它固体组合物相似。所描述的套装还包括一个盛有帮助溶解固体组合物的溶剂548的任选的第二容器546。溶剂可以在第一容器、第二容器或其它适合的容器(例如桶或处理盆)中同固体组合物结合。值得重视的是第二容器不是必须的并且溶剂源于其它来源，例如来自水龙头的水也可任选地用于溶解固体组合物。另一方面，苯二甲醛可以被盛在第一容器中，而苯二甲醛的增强剂被盛在第二容器中。其它的安排也在考虑之中。苯二甲醛、增强剂和/或其它化学物质，可以为液体或固体。另外，所描述的套装具有两个分开的容器和隔间，尽管具有两个隔间的单独的容器也可以任选的被使用。
在本发明另一个具体的实施例中，套装具有两个或多个分开的容器，或具有分开的隔间的单独的容器来把苯二甲醛同一种或多种潜在的可以同苯二甲醛反应或对苯二甲醛有副作用的组分分开。根据本发明的一个具体实施例，图6表示了用于制备杀菌溶液的杀菌套装650，其含有苯二甲醛和苯二甲醛的增强剂或其它化学物质。该套装具有多个隔间的容器652，其具有第一隔间654和第二隔间656。本套装的第一组合物658被盛在第一隔间，而第二组合物660被盛在第二隔间。对于特定的用途，第一和第二组合物适当的包括液体或固体。第一隔间和第二隔间是物理分离的并且明显的在储藏中第一组合物同第二组合物完全的分开。该容器可以具有用于移去第一组合物的第一盖或开关和用于移去第二组合物的第二盖或开关。
第一组合物可以包括苯二甲醛。该苯二甲醛可以以干燥的固体或溶在水里或有机溶剂里的形式提供。至于溶液，该溶液可以具有足够低的或酸性的pH来抑制康尼扎罗氏反应并帮助提高苯二甲醛的化学稳定性。pH调节剂，例如EDTA游离酸或其它羧酸可以被包含在第一组合物中来帮助酸化pH。可以包含足够的pH调节剂来得到低于约7.5的pH值，或低于约6。至于干燥的固体，康尼扎罗氏反应通常进行的非常缓慢。
第二组合物可以包括苯二甲醛的增强剂，例如卤化盐、碱金属卤化盐、碳酸盐、碳酸氢盐等等。其它的盐增强剂，例如磷酸盐，也可以任选的含有，以及任选的pH调节剂(例如缓冲剂)、螯合剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂、染料、香料和其它想要的成分。通常，潜在的对对苯二甲醛具有负作用的成分被含在第二组合物中。至于溶液形式的组合物，第二溶液的pH值要足够的高或碱性从而当同第一组合物结合时所得的pH值为从约6到10，或从约7.5到9。如上所述，这样的pH值通常增强了苯二甲醛的杀菌效果。从这一方面该套装允许第一隔间里的苯二甲醛同第二隔间里的碱性环境相分离从而防止由于康尼扎罗氏反应导致的苯二甲醛的损失。
一方面，一种使用该套装制备杀菌溶液的方法可包括打开容器，合并第一组合物和第二组合物。在一种实施例中，隔间的内容物可由使用者或自动机械如自动内窥镜再处理器(AER)顺次移去或倒入处理盆或其它容器中。接着，取决于需要的苯二甲醛浓度，可将水或其它溶剂引入处理盆中以稀释。此外，隔间的内容物可合并在容器中。在本发明的一种实施例中，使用了具有打开容器时自动混合第一溶液和第二溶液的机械装置的容器。这种容器是本领域公知的。适合的容器的示例在美国专利No.5540326中揭示。合并各成分也可通过破裂、撕裂、打开盖子等方法形成隔间之间开放空间来达成。作为另一种选择，使用者或自动机械如AER可使水按预先确定的次序顺次流过各隔间，然后将水和内容物移至处理盆中。一旦合适浓度的杀菌溶液在处理盆中制备出来，它即可被用作消毒、灭菌或两者。另外，水或其它溶剂可由使用者或自动机械平行流经隔间。
在另一实施例中，套装可包括三个独立的容器，每个含有一个隔间，或一个单独容器，含有三个独立的隔间，以便在长期储存中分离可能潜在的具有相互逆向影响的成分。图7表示根据本发明一实施例的杀菌套装760示例，包括具有含溶剂768的第一隔间764、含固体含苯二甲醛组合物772的第二隔间770和含增强剂或其它用于苯二甲醛的化学物质776的第三隔间774的容器762。实施者或自动机械如AER可合并各容器或隔间的内容物。一方面，内容物按预先确定的次序合并。例如，自动机械可先自动合并第一个间或容器的溶剂与第二隔间或容器的苯二甲醛。在多个间容器的情况下可包括在两隔间之间壁上成型开口。接着，机械可合并溶剂-苯二甲醛溶液与第三隔间或容器中的增强剂或其它化学物质。然后，机械将得到的溶液引入处理盆中。作为另一种选择，在图示的多隔间容器情况中，机械可使水按预先确定的次序依次流经隔间以生成杀菌溶液。
在本发明的另一个实施例中，具有加热功能的容器或隔间可用于储存并加热固体苯二甲醛组合物。加热功能可用于加热固体苯二甲醛组合物达到高于环境温度的温度以促进苯二甲醛在杀菌溶液中的溶解。一方面，固体苯二甲醛组合物被加热到苯二甲醛的熔点温度熔化苯二甲醛成为可快速溶解在溶剂或水中的液体。合适的加热功能包括但不限于可用于传热至容器或隔间内部的热导材料或表面、电阻加热器、放热反应加热器和其它本行业公知的加热器。若需要，具有加热功能的容器或隔间可被包含在具有此处需要的其它容器或隔间的套装内。
一个杀菌溶液的制备装置可以用作制备杀菌溶液。图8表示根据本发明的实施例的杀菌溶液制备装置870。该装置包括接收第一溶液制备组合物873的第一入口872和接收第二溶液制备组合物875的可选择性第二入口874。若需要，其它可选择性入口如第三可选择性入口和第四可选择性入口也可包括。一方面，三个入口被包括以从包含苯二甲醛的第一分离组合物、包含增强剂或其它用于苯二甲醛的化学物质的第二分离组合物和包含溶剂的第三分离组合物中制备杀菌溶液。实施者可将第一或第二组合物倒入适合的入口。例如，实施者可将组合物倒入入口或将容器或隔间与入口连接。一方面，第一组合物可包括含苯二甲醛组合物，第二组合物可包括溶剂或苯二甲醛效果增强剂。装置可包括反馈控制机构以通过入口提供组合物。若需要，一个或多个入口可包括加热功能，如加热器，以促进组合物的溶解或熔化。例如，入口可包括熔化苯二甲醛的加热器。
装置也包括水源878、储存所制备的杀菌溶液的杀菌溶液储存室876、控制从组合物和水制备杀菌溶液的杀菌溶液制备逻辑电路888和用制得的杀菌溶液进行消毒或灭菌的处理室886。水源可选择并可包括水龙头或去离子水线。入口、室和水线各与装置的管路系统880流动的连接。管路系统通常提供流体环绕装置运动的流动路径。
溶液制备逻辑图888提供了从组合物和水制备杀菌溶液的逻辑。它包括硬件、软件或组合体，并可限定流量、时间等，以达到组合物与水的合适的混合。在图示实施例中，该逻辑电路提供了控制信号C1-C5到位于线上连接入口、室和水源与管路系统的控制器881-885，如阀。该逻辑电路可使用控制信号将组合物和水引入储存室中。一方面，该控制可提供水冲洗第一组合物进入储存室中，然后冲洗第二组合物进入储存室，接着在储存室中加入合适量的水以达到想要的苯二甲醛稀释液。控制信号也可控制所制备的杀菌溶液从储存室引入处理室。此时杀菌溶液可用于消毒或灭菌。一方面，溶液可用于医疗装置的消毒或灭菌。例如，在包括自动内窥镜再处理器的装置中，实施者可把内窥镜放在装置中。装置可包括支管和连接器以使流体流经内窥镜的管道，使溶液接触内窥镜表面以消毒或灭菌该表面。
由于通过该装置制备杀菌溶液代替了带有品质控制的预制备和在生产环境中的测试，因此其适于包括可选择的用于装置的功能以在使用前查核或测试所制备的杀菌溶液。一方面，该装置可包括在用于消毒或灭菌前进行查核或测试杀菌溶液的杀菌溶液查核或测试系统890。例如该装置可包括紫外光谱系统或其它浓度测定仪器，以测定所制备杀菌溶液中苯二甲醛的浓度。OPA浓度的测定可直接测定或测定OPA与其它化学物质如甘氨酸反应产物的浓度。浓度可在储存室、处理室(如所示)或管路系统线路中测定。其它基于测试条或类似物的测试系统也可选择性使用。
X.实施例 如通常描述的，以下给出的实施例作为本发明的特殊实施例来举例说明部分特点并论证其实施的优点，使本领域技术人员使用本发明。可以理解这些实施例被解释仅仅是为了举例说明而非限制。例如，在苯二甲醛重量浓度0.3％下进行实验，尽管该浓度不需要。较低浓度低于约0.025％重量可在较长暴露时间或较高温度下使用，或较高浓度高于约2％重量可在较短暴露时间使用。
如另一实施例，实验在约20℃(室温)下进行以避免加热或冷却，尽管这特定的温度并非必须。通常，消毒或灭菌在约10℃-80℃或特别的在约20℃-60℃温度下进行。约20℃-60℃温度可通过少量加热或使用热水浴达到。一般较高的温度改善杀菌效果。
如另一实施例，实验用高抗性枯草杆菌孢子进行，尽管这不是必须的。组合物一般能在短时间或以较低浓度或温度下杀死低抗微生物如分枝杆菌、非脂性或小型病毒或真菌；即使较具抗性微生物，也可潜在的在较长暴露时间、较高浓度或较高温度下被杀死。
实施例1 本实施例描述了如何制备0.3％(w/v)苯二甲醛杀菌溶液。该溶液通过溶解0.3g苯二甲醛于去离子水中，然后加入额外的水制得100毫升(mL)溶液。苯二甲醛从位于St.Peter Strasse 25，邮政信箱296，A-4021 Linz/奥地利的DSMChemie Linz公司获得。若适当，列于下表的成分可进一步以适当量被包括在苯二甲醛溶液中以得到具有表中指定浓度的溶液。
实施例2 本实施例表述了公知的用于确定效果的孢子悬浮测试步骤。在此测试方法中，9mL待测杀菌剂被放入试管中，放在水浴内并使达到想要的温度。1mL受测生物体，包括至少7对数/mL枯草杆菌孢子，被加入到9mL杀菌剂中进行测试。混合物稀释到至少6对数/mL孢子。可以理解的是本领域技术人员可使用其它浓度进行合适的稀释或计算。
在适当的时间间隔，将1mL杀菌剂-细胞悬浮液移出并直接加入9mL 1％甘氨酸溶液(中和剂)，完全混合以中和转移悬浮液中的杀菌剂。甘氨酸溶液从固体甘氨酸中制备，它是由VWR科学产品公司取得。接着将上述10mL中和液通过具有平均孔径为0.45微米的过滤膜。其后过滤膜被冲洗两次，每次至少使用150mL 1％甘氨酸溶液。然后过滤膜在37℃被放置在琼脂平板上培养至少两天。在上述步骤中，如果需要稀释，那1mL杀菌剂-细胞悬浮液在加入9mL1％甘氨酸前用99mL磷酸盐缓冲液稀释。磷酸盐缓冲液是Di-Lu-LokTMButterfield的磷酸盐缓冲液，由加利福尼亚州圣他玛利亚市的Hardy Diagnostics公司得到。
接着计算存活菌落。数据以S/S0对时间作图。S0是前述10mL中至少106孢子/mL的溶液中初次计算的孢子数，S是琼脂平板上的过滤膜上存活的孢子数。实验结果根据对数降低表示。对数降低是指log(S0)与log(S)的差异。作为示例，如果log(S0)＝6.2，并存活数为100，那么log(S)＝2，对数降低为4.2。
实施例3 一种含有1000mM氟化钠(NaF)不含苯二甲醛的溶液，和多种含有从100mM到1000mM NaF和0.3％苯二甲醛的溶液，被测试以测定它们杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4、8和24小时下被测试。pH值差异基于没有进一步pH值控制的所示的所示的化学添加物而产生。结果示于表1。
表1[OPA] [NaF]pH对数降低/mL(20℃)4小时8小时24小时0％ 1000mM7.6未测试0.00.00.3％ 0mM7.00.50.62.90.3％ 100mM7.30.91.7全部杀死 200mM7.53.84.6全部杀死 400mM7.64.7全部杀死全部杀死 800mM7.7＞6.0未测试未测试 1000mM7.7全部杀死未测试未测试 结果显示NaF增强苯二甲醛的杀菌效果。结果也显示了较高NaF浓度，至少在100到1000mM范围内，通常提供较大的增强性。对于0.3％受测苯二甲醛溶液，1000mM NaF溶液在仅仅4小时内达到完全杀死的效果，400mM NaF溶液在8小时内达到完全杀死的效果，而100和200mM NaF溶液在24小时内可达到完全杀死的效果。含有1000mM NaF的不含苯二甲醛的溶液不能在24小时内达到大于0.0对数降低孢子的效果。这表明1000mM NaF实际对孢子无杀菌效果。
实施例4 许多均含卤化钠盐，即氟化钠(NaF)、氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)和碘化钠(NaI)的溶液被测试，分别含或不含苯二甲醛，以确定它们杀死枯草杆菌孢子的效果。第一部分溶液包括1000mM浓度的卤化钠盐但不含苯二甲醛。第二部分溶液包括1000mM浓度的卤化钠盐和0.3％苯二甲醛。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4、8和24小时下被测试。pH值差异基于没有进一步pH值控制的所示的化学添加物而产生。结果示于表2。
表2[OPA] 1000mM的[NaX] pH对数降低/mL(20℃) 4小时 8小时 24小时0％ NaF 7.6 未测试 0.0 0.0 NaCl 7.2 未测试 未测试 0.2 NaBr 6.2 0.0 未测试 0.1 NaI 8.3 0.0 0.0 0.10.3％ 0mM 7.0 0.5 0.6 2.90.3％ NaF 7.7 全部杀死 未测试 未测试 NaCl 5.9 未测试 3.3 全部杀死 NaBr 6.5 1.9 全部杀死 全部杀死 NaI 7.2 2.8 全部杀死 全部杀死 结果显示每一种卤化钠NaF、NaCl、NaBr和NaI增强苯二甲醛的杀菌效果。单独的0.3％苯二甲醛溶液通常在4小时内仅仅能达到约0.5对数降低的效果，8小时内达到0.6，24小时内达到2.9。但是，含有卤化钠的0.3％苯二甲醛溶液可以达到明显的较大的对数降低。特别是，含有NaF的0.3％苯二甲醛溶液可以只在4小时内有效的达到全部杀死，含有NaBr和NaI的溶液可以在8小时内有效的达到全部杀死，而含有NaCl的溶液可以在8小时内有效的达到3.3的对数降低。这，连同不含苯二甲醛的卤化钠溶液显示在24小时内可以忽略的对数降低(小于0.2的对数降低)的数据，表明卤化钠增强了苯二甲醛的杀菌效果。该数据同时还表明NaF比其它卤化钠更能增强其杀菌效果，而且NaBr和NaI的增强效果优于NaCl。
实施例5 许多均含无机氟盐，即氟化钾(KF)或氟化锂(LiF)的溶液被测试，分别含或不含苯二甲醛，以确定它们杀死枯草杆菌孢子的效果。第一部分溶液包括氟化盐但不含苯二甲醛。第二部分溶液包括氟化盐和0.3％苯二甲醛。氟化盐以足够达到氟离子(F)浓度为1000mM下使用。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4、8和24小时下被测试。PH值的差异是由于没有进一步PH控制的所示的化学添加物而产生。结果示于表3。
表3 [OPA] [F-]浓度 pH 对数降低/mL(20℃) 4小时 8小时 24小时 0％ 1000mM的KF 7.9 未测试 0.0 0.1 100mM的LiF 9.5 未测试 未测试 0.0 0.3％ 0mM 7.0 0.5 0.6 2.9 0.3％ 1000mM的KF 8.0 5.8 未测试 ＞6.0 100mM的LiF 9.1 1.8 3.4 ＞6.0 结果显示氟化碱金属盐KF和LiF增强苯二甲醛的杀菌效果。单独的0.3％苯二甲醛溶液通常在4小时内仅仅能达到约0.5对数降低的效果，8小时内达到0.6，24小时内达到2.9。然而，含有KF和LiF氟化盐的0.3％苯二甲醛溶液可在4小时和8小时内达到明显较大的对数降低。特别的，含有KF的0.3％苯二甲醛溶液在仅仅4小时内可达到5.8对数降低的效果，含有LiF的溶液在4小时内可达到1.8、在8小时内达到3.4的效果。相反的，不含苯二甲醛的氟化盐溶液24小时内仅具有可忽略对数降低的数据(低于0.3对数降低)，表明碱金属氟化盐和苯二甲醛间具有协同性或增强性。
实施例6A 许多各含0.3％苯二甲醛和1000mM氟化钾(KF)的溶液在pH值范围从6.6到10.1下被测试，以确定它们杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4、8和24小时下被测试。pH值通过加入NaOH调节。结果示于表4A。
表4A[OPA][KF]pH对数降低/mL(20℃)4小时8小时 24小时0.3％0mM7.00.50.6 2.90.3％1000mM KF6.62.0未测试 全部杀死7.03.5未测试 全部杀死8.05.5未测试 全部杀死9.0＞60未测试 全部杀死10.1全部杀死未测试 全部杀死 结果显示提高的碱度或较高的pH值通常增强含碱金属卤化盐如氟化钾在至少从6.6到10.1pH值范围内的苯二甲醛溶液的杀菌效果。结果还显示含1000mM KF的0.3％苯二甲醛溶液在从6.6到10.1pH值范围内在24小时内达到完全杀死孢子的效果。在pH值为10.1时，溶液能在仅仅4小时内达到完全杀死的效果。
实施例6B 含0.3％苯二甲醛或2.4％戊二醛的溶液被测试，分别含或不含碱金属卤化盐，以确定它们杀死枯草杆菌孢子的效果。戊二醛是非-芳香族醛类。受测的特定的碱金属卤化盐包括1000mM KF、1000mM KI及1000mMKF和1000mM KI的混合物。具有相同卤化盐浓度的对照溶液也同时测试。测试在20℃温度下、在暴露时间为3小时、pH值为8进行。pH值基于没有进一步pH值控制的化学添加物而产生。结果示于表4B。
表4B [KF] [KI][OPA][戊二醛]对数降低/mL(3小时，20℃，pH＝8) 0 00.3％00.10 0 0024％＜1.1 1000mM 0000.0 0 1000mM000.0 1000mM 1000mM000.0 1000mM 002.4％4.2 1000mM 1000mM02.4％全部杀死 1000mM 1000mM0.3％0全部杀死 结果显示碱金属卤盐增强戊二醛的杀菌效果。不含碱金属卤化盐的2.4％戊二醛溶液能在3小时内能达到＜1.1的对数降低。然而，当含有1000mM KF与2.4％戊二醛时，可达到更高的对数降低4.2。类似的，当含有1000mM KI和1000mM KF，与2.4％戊二醛时，仅在3小时内可达到全部杀死的效果。此结果显示出卤化盐具有一般增强二醛类杀菌剂或一般潜在杀菌剂效果的能力。
实施例7 许多含0.3％苯二甲醛和0或250mM多种盐(氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)、碘化钠(NaI)、硫酸钠(Na2SO4)、KH2PO4/K2HPO4和EDTA·3Na)的溶液被测试，分别含有或不含400mM NaF，以确定它们杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4小时被测试。pH值差异基于没有进一步pH值控制化学添加物产生。结果示于表5。
表5[OPA]盐(250mM) [NaF]，0mM[NaF]，400mM pH 对数降低/mL (20℃，4小时) pH 对数降低/mL (20℃，4小时)0.3 无 7.9 0.4 7.6 4.7 NaCl 4.8 0.4 7.6 5.6 NaBr 4.8 0.3 7.7 5.9 NaI 7.2 0.5 7.7 5.9 Na2SO4 5.9 0.5 7.8 ＞6.0 结果显示NaCl、NaBr、NaI和Na2SO4增强含有苯二甲醛和NaF的溶液的杀菌效果。其对数降低为5.6、5.9、5.9和＞6.0，分别明显大于所观测到的不含NaCl、NaBr、NaI和Na2SO4盐类的对数降低4.7。
实施例8 许多含0.3％苯二甲醛和1000mM卤化钠或钾的杀菌溶液被测试，以确定它们对不锈钢和杜邦TM特氟龙牌聚四氟乙烯的材料相容性。这些材料一般被用在内窥镜和其它医疗设备上。测试在20℃温度、在暴露时间为72小时下进行。相容性通过目测判断。结果示于表6。
表6 0.3％OPA+1000mM(NaX或KX)在20℃下72小时 NaX或KX 不锈钢特氟龙 NaF 可相容可相容 NaCl 可相容可相容 NaBr 可相容可相容 NaI 可相容可相容 KF 可相容可相容 KCl 可相容可相容 KBr 可相容可相容 KI 可相容可相容 结果显示所有溶液都与不锈钢和特氟龙相容。
实施例9 一系列含有从0mM(毫摩尔浓度)到500mM的碳酸氢钠(NaHCO3)或0mM或250mM碳酸钾(K2CO3)的杀菌溶液被测试，以确定它们在20℃温度下、在几个暴露时间从2到24小时内杀死枯草杆菌孢子的效果。结果示于表7。
表7[OPA] [NaHCO3]mM [K2CO3]mM pH 对数降低/mL(20℃) 2小时 4小时 6小时 8小时 24小 时0.3％00 7.7 0.4 0.5 0.7 0.6 2.9170 8.6 0.4 0.6 0.7 0.7 4.8630 8.6 0.7 1.5 2.4 3.5 全部 杀死1250 8.7 1.2 3.5 5.1 5.6 全部 杀死2500 8.7 3.4 52 5.7 ＞6.0 全部 杀死0250 8.4 未测 试 4.7 未测 试 未测 试 未测 试5000 8.4 3.0 5.0 5.8 ＞6.0 全部 杀死 结果显示如对数降低证明的杀死孢子的效果可被碳酸盐和碳酸氢盐增强。增强性随着碳酸氢盐浓度增加而提高。碳酸氢钠浓度为63mM或更高是足以在24小时内达到完全杀死所有孢子的灭菌。
实施例10 含有250mM碳酸氢钠(NaHCO3)的溶液被测试以测定其在pH值为8.2、9.2和10.3下、在20℃温度下、在暴露时间4小时内杀死枯草杆菌孢子的效果。pH值为加入HCl或NaOH得到的达到所列pH值。结果示于表8。
表8OPANaHCO3温度 pH对数降低/mL在4小时暴露时间内0.3％250mM20℃ 8.25.1 9.25.4 10.35.7 结果显示较高的或更加碱性的pH值，至少在从8.2到10.3范围内，通常增强含有苯二甲醛和碳酸氢盐的溶液的杀死孢子的效果。
实施例11 许多含有63mM的磷酸盐和来自不同盐类的碳酸氢盐或碳酸盐的杀菌溶液被测试，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为2和4小时被测试。pH值差异基于没有进一步pH值控制所示的化学添加物而产生。结果示于表9。
表9[OPA]碳酸盐来源磷酸盐 pH 对数降低/mL(20℃) 2小时 4小时0.3％250mM NaHCO3200mM NaCl30gEDTA·3Na63mM 8.4 2.1 全部杀死125mM LiCO3 8.6 1.9 全部杀死125mM K2CO3 8.3 1.9 全部杀死 结果显示三种溶液隔在4小时内或更短时间内达到完全杀死的效果。结果还确定了衍生自不同碱金属盐的碳酸盐提供了合适的增强剂。
实施例12 不含碳酸盐的杀菌溶液、含有125mM碳酸氢钠(NaHCO3)的杀菌溶液和含有在大气压下通气碳酸化至饱和的氢氧化钠(NaOH)溶液的杀菌溶液被测试，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4和24小时被测试。pH值差异基于没有进一步pH值控制所示的化学添加物而产生。结果示于表10。
表10[OPA] 碳酸盐来源 pH对数降低/mL(20℃)4小时 24小时0.3％ 无 7.01.5 2.9 125mM NaHCO3 8.63.3 全部杀死 125mM NaOH溶液，通入CO2 气直到pH值稳定 7.62.5 全部杀死 结果显示含有碳酸氢盐的苯二甲醛溶液可在24小时内达到完全杀死枯草杆菌孢子的效果。不含碳酸氢盐或二氧化碳的苯二甲醛溶液不能达到完全杀死，而仅在24小时内达到2.9的对数降低。结果还显示碱性溶液的碳酸化提供合适的增强性碳酸盐来源。
实施例13 含有0mM或63mM磷酸盐及0mM、125mM或250mM碳酸氢钠(NaHCO3)的杀菌溶液被测试，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4小时被测试。pH值在7.9到8.4之间，基于没有进一步pH值控制所示的化学添加物而产生。结果示于表11。
表11[OPA] [NaHCO3] [磷酸盐]，0mM [磷酸盐]，63mM pH 对数降低/mL (20℃，4小时) pH 对数降低/mL (20℃，4小时)0.3％ 0mM 7.9 0.4 8.3 0.7 125mM 8.3 3.0 8.4 5.3 250mM 8.3 4.0 8.4 5.5 结果显示磷酸盐增强了苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时杀死孢子的效果。不含碳酸氢盐时，磷酸盐表现出提供一非常低的增强性。结果也确定了碳酸氢钠增强苯二甲醛的杀死效果，且增强性一般随浓度受测范围从0mM到250mM而提高。
实施例14 不含有卤化钾的杀菌溶液和许多含有100mM的氯化钾(KCl)、溴化钾(KBr)、碘化钾(KI)或氟化钾(KF)之一的杀菌溶液，都含有或不含有63mM的碳酸氢钠(NaHCO3)进行测试以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4小时被测试。pH值的差异是由于没有进一步pH控制所示的化学添加物而产生。结果如表12所示。
表12[OPA] [KX] [NaHCO3]，0mM [NaHCO3]，63mM pH 对数降低/mL (20℃，4小时) pH 对数降低/mL (20℃，4小时)0.3％ 无KX 7.7 0.5 8.6 1.5 KCl 4.9 0.3 8.6 4.8 KBr 6.9 0.5 8.7 4.9 KI 6.9 0.5 8.5 4.7 KF 8.0 0.8 8.4 4.9 结果显示卤化钾增强了苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时杀死孢子的效果。
实施例15 不含有卤化钠的杀菌溶液和许多含有100mM的氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)、碘化钠(NaI)或氟化钠(NaF)之一的杀菌溶液，都含有或不含有63mM的碳酸氢钠(NaHCO3)进行测试以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4小时被测试。pH值的差异是由于没有进一步pH控制所示的化学添加物而产生。结果如表13所示。
表13[OPA][NaX] [NaHCO3]，0mM [NaHCO3]，63mM pH 对数降低/mL (20℃，4小时) pH对数降低/mL(20℃，4小时)0.3％无NaX 7.7 0.5 8.61.5NaCl 6.8 0.4 8.42.3NaBr 6.6 1.3 8.52.2NaI 7.0 1.5 8.52.1NaF 7.3 0.9 8.72.5 结果显示即使在低浓度下，许多卤化钠，即NaF、NaBr和NaI可增强苯二甲醛不含碳酸氢盐使用时的杀死孢子效果。同时，许多卤化钠，即NaCl和NaF可增强苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时的杀死孢子效果。更进一步，结果显示个别或合并卤化钠和碳酸氢盐增强苯二甲醛的效果。
实施例16 含有从0mM到250mM氯化钠(NaCl)的杀菌溶液被测试，含有或不含有63mM的碳酸氢钠(NaHCO3)，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4小时被测试。pH值的差异是由于没有进一步pH控制所示的化学添加物而产生。结果如表14所示。
表14[OPA] [NaCl][NaHCO3]，0mM [NaHCO3]，63mM pH 对数降低/mL (20℃，4小时)pH 对数降低/mL (20℃，4小时)0.3％ 0mM 7.7 0.58.6 1.5 50mM 未测试8.4 1.5 100mM 未测试8.4 1.9 200mM 未测试8.4 2.9 250mM 6.8 0.4 未测试 结果显示NaCl可增强苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时的杀死孢子效果。该增强效果开始变为可被注意的浓度是从50到100mM，且随着浓度提高到至少200mM增强性提高。结果也显示在测试条件下，NaCl不能增强不含碳酸氢盐时的杀死效果。
实施例17 不含聚烷基铵卤化物的杀菌溶液和多种含200mM Bu4NF、Bu4NCl、Bu4NBr或Bu4NI的杀菌溶液被测试，分别含和不含63mM的碳酸氢钠(NaHCO3)，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。溶液在20℃温度下、在暴露时间为4小时被测试。pH值的差异是由于没有进一步pH控制所示的化学添加物而产生。结果如表15所示。
表15[OPA] [Bu4NX] (200mM) [NaHCO3]，0mM[NaHCO3]，63mM pH 对数降低/mL (20℃，4小时) pH 对数降低/mL (20℃，4小时)0.3％ 无Bu4NX 7.0 0.5 8.6 1.4 Bu4NF 6.7 0.5 8.4 2.8 Bu4NCl 6.7 0.4 8.5 3.9 Bu4NBr 6.7 0.5 8.4 3.9 57mM的 Bu4NI 6.7 0.4 8.7 2.9 结果显示聚烷基铵卤化物增强了苯二甲醛与碳酸氢盐共同使用时的杀死孢子效果。Bu4NCl和Bu4NBr的增强性在测试条件下表现出提供稍强于Bu4NF和Bu4NI的增强效果。须注意Bu4NI的浓度为57mM，这是它的溶解度。
实施例18 具有列于表16中浓度的杀菌水溶液被制备并测试，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。测试在pH值约7.5时、20℃温度下、在暴露时间为4小时进行。结果显示溶液在4小时内可达到完全杀死孢子的效果。
表16 成分 浓度 苯二甲醛 0.3％(w/v) NaF 900mM EDTA·2Na5mM EDTA·4Na5mM 水 剩余量 实施例19 具有列于表17中浓度的杀菌水溶液被制备并测试，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。测试在pH值约7.5时、20℃温度下、在暴露时间为4小时进行。结果显示溶液在4小时内可达到完全杀死孢子的效果。
表17 成分 浓度 苯二甲醛 0.3％(w/v) KF 1000mM K2HPO430mM KH2PO410mM EDTA·3Na10mM 水 剩余量 实施例20 具有列于表18中浓度的杀菌水溶液被制备并测试，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。测试在pH值约7时、20℃温度下、在暴露时间为4小时进行。结果显示溶液在4小时内可达到完全杀死孢子的效果。
表18 成分浓度 苯二甲醛0.55％(w/v) KF 1000mM K2HPO4 25mM KH2PO4 10mM 水 剩余量 实施例21 具有列于表19中浓度的杀菌水溶液被制备并测试，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。测试在pH值约7.5时、20℃温度下、在暴露时间为4小时进行。结果显示溶液在4小时内可达到完全杀死孢子的效果。
表19 成分浓度 苯二甲醛0.55％(w/v) KF 1000mM 苯并三唑1mM 水 剩余量 实施例22 具有列于表20中浓度的杀菌水溶液被制备并测试，以确定其杀死枯草杆菌孢子的效果。测试在pH值约7.5时、20℃温度下、在暴露时间为4小时进行。结果显示溶液在4小时内可达到完全杀死孢子的效果。
表20 成分 浓度 苯二甲醛 0.55％(w/v) KF 1000mM K2HPO425mM KH2PO410mM EDTA·2Na5mM EDTA·4Na5mM 水 剩余量 实施例23 以列于表21中的成分溶于约一升水中制备杀菌溶液。接着溶液的pH值可被测量，且足量的盐酸或氢氧化钠被加入使pH值为约7.2。溶液可被储存在设计为内压从5到30psi以有助于防止二氧化碳溢出的密闭压力容器中。
表21 成分浓度 苯二甲醛0.55％(w/v) NaCl0-250mM NaHCO3 250mM Na2HPO4·H2O250mM EDTA·2Na 5mM EDTA·4Na 5mM 苯并三唑0-0.1mM 水 剩余量 实施例24 此预期的实施例描述了第一种制备根据表22的固体组合物的方法。具有纳米尺寸或微米尺寸的苯二甲醛细微颗粒通过研磨制备。其它成分的细微颗粒被研磨并过筛以得到具有200-mesh或更细微的颗粒。在另一预期实施中所有成分合并在一起再研磨成合适的颗粒直径。苯二甲醛和其它成分被合并并混合。接着，混合的组合物被放在机械压力机上并压为成型固体。成型固体密封在一密闭薄片铝袋中。
表22 成分 量 苯二甲醛 4-6克 Na2CO3 25-55克 EDTA·4Na 0-4克 EDTA(自由酸) 0-60克 NaH2PO4·H2O 30-40克 柠檬酸 0-20克 苯并三唑 0-0.05克 NaCl、Na2SO4、KF或其组合0-50克 淀粉 0-2克 实施例25 在此预期实施例中，根据表22的固体组合物可通过溶解所有成分在溶液中接着喷雾干燥溶液形成细粉末来制备。细粉末可如前述讨论的被压缩并包装。
XI.一般事项 如前述描述的，为说明的目的，许多特定细节被阐明为了提供本发明实施例的完全的理解。然而，对本领域技术人员没有这些特定细节其它实施例可被实施是显然的。在其它例子中，公知的结构、装置和技术已表示在方块图中或不需细节以免对此描述有不清楚的地方。
许多方法被描述为它们最基础形式，但操作者可在不偏离本发明基本范围下从任一这些方法中增加或减少。对本领域技术人员许多进一步的修饰和改变可被进行是显然的。特定实施例并非用来限制而是说明本发明。本发明的范围不是由前面提供的特定实施例而是仅由后面的权利要求来界定。
同样要注意的是说明书全文中所参考的“一个实施例”或“实施例”意思是包含在本发明中的特殊特征。类似的，须注意在前述本发明实施例示例中，有时在以单一实施例中集合了各种特征、图示或它的说明，目的是将各揭示连成一个整体并帮助一个或多个发明方面的理解。然而，这种揭示的方法并非解释为反映本发明需要更多特征的意图而是表示在每一权利要求范围内。相反的，作为后面权利要求反映的，发明特征在于比前述单个揭示的实施例的所有特征少。因此，在细节说明后的权利要求在这里明白的并入细节说明，而每一权利要求都基于本发明独立的实施例。
在权利要求中，任何元素未明确陈述“意指(means for)”表现特定功能，或“进行(step for)”表现特定功能，如35U.S.C.第112节，第6段中规定的并非解释为“意指”或“进行”的句子。特别的，此处权利要求使用的“进行”并非想引用35U.S.C.第112节，第6段的规定。
纵然本发明已通过许多实施例描述，本领域技术人员会认识到本发明不限于所描述的实施例，但可在后附的权利要求精神和范围内加以修饰和改变以实施。因此说明部分被认为是描述而不是限制。
权利要求
1.一种杀菌组合物，其含有水、苯二甲醛和增强苯二甲醛杀菌效果的碱金属卤化盐，该苯二甲醛的适用浓度是从至少0.025％(w/v)到饱和浓度，而碱金属卤化盐的适用浓度是从至少100mM到饱和浓度。
2.一个包括通过用如权利要求1所述的杀菌组合物接触表面来对表面消毒的方法。
3.根据权利要求1所述的杀菌组合物，其中的碱金属卤化盐包括氟化盐类，其中苯二甲醛的适用浓度是至少0.1％(w/v)，而碱金属卤化盐的适用浓度是至少500mM。
4.根据权利要求1所述的杀菌组合物，其中的碱金属卤化盐包括选自锂盐、钠盐和钾盐的碱金属盐类，其中碱金属卤化物包括选自氟、氯、溴和碘的卤化物。
5.一种杀菌组合物，其含有杀菌作用的二醛和用来增强二醛效果的具有效果增强作用的卤化盐。
6.一个包括通过对微生物施用如权利要求5所述的组合物来杀死微生物的方法。
7.根据权利要求5所述的组合物，其中的卤化盐包括碱金属卤化盐。
8.根据权利要求5所述的组合物，其中的二醛选自苯二甲醛和戊二醛。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中该二醛的适用浓度是从至少0.025％(w/v)到饱和浓度，而卤化盐的适用浓度是从至少100mM到饱和浓度。
10.一个包括通过用如权利要求8所述的组合物接触表面来对表面消毒的方法。
11.一个包括通过用如权利要求8所述的组合物接触表面来对表面进行灭菌的方法。
12.根据权利要求5所述的组合物，其中的卤化盐包括氟化盐。
13.根据权利要求12所述的组合物，其中的二醛包括苯二甲醛，该苯二甲醛的适用浓度是从至少0.025％(w/v)到饱和浓度，而氟化物盐的适用浓度是从至少100mM到饱和浓度。
14.根据权利要求5所述的组合物，其中的二醛类杀菌剂包含苯二甲醛，并且该组合物可以在20℃下孢子悬液与该组合物接触后的小于24小时后有效的杀死至少1×106枯草杆菌孢子。
15.根据权利要求5所述的组合物，其中该组合物可以在20℃下孢子悬液与该组合物接触后的小于6小时后有效的杀死至少1×106枯草杆菌孢子。
16.根据权利要求5所述的组合物，其中该组合物可以在20℃下孢子悬液与该组合物接触后的小于4小时后有效的杀死至少1×106枯草杆菌孢子。
17.一种包括含有溶解了苯二甲醛的碳酸化的杀菌组合物的组合物。
18.一种包括加压容器的装置，该容器中封有如权利要求17所述的组合物。
19.根据权利要求18所述的装置，其进一步包括容器压力计，用来指示容器的压力是否大于外部压力。
20.根据权利要求19所述的装置，其中的压力计具有半球形外壳。
21.根据权利要求17所述的装置，其进一步包含总量为至少10mM的碳酸盐和碳酸氢盐溶解在溶液中。
22.根据权利要求17所述的装置，其进一步使溶液中包含足够量的碳酸使得溶液的pH小于6。
23.根据权利要求22所述的装置，其进一步使溶液中包含完全饱和量的二氧化碳。
24.根据权利要求18所述的装置，其进一步包括贴在容器上的标识，其中的标识包含溶液中的二氧化碳的存在同溶液的有效性相关的信息。
25.一种使用如权利要求18所述的装置的方法，其包括
打开容器；
从容器中移去溶液；和
将该溶液应用于微生物来杀死微生物。
26.一种制造如权利要求18所述的装置的方法，其包括
把苯二甲醛同溶液结合；
将二氧化碳引入溶液；
将该溶液应引入容器；和
封闭该容器。
27.一种如权利要求26所述的方法，其中所述的将二氧化碳引入溶液包括
把碳酸盐或碳酸氢盐引入溶液；和
降低溶液的pH使碳酸盐或碳酸氢盐来用二氧化碳充满该溶液。
全文摘要
这里公开了杀菌组合物以及用该组合物进行消毒和灭菌的方法。一方面，杀菌组合物可以包含杀菌作用的二醛，和增强二醛杀菌效果的卤化盐。一种这样的组合物可以包含水、苯二甲醛和用来增强苯二甲醛效果的碱金属卤化盐另一方面，杀菌组合物可以包含溶解了苯二甲醛的含二氧化碳的杀菌溶液。一种形成碳酸化溶液的方法，其包括将二氧化碳引入该溶液。
文档编号A01N59/08GK1647648SQ20041001048
公开日2005年8月3日 申请日期2004年12月17日 优先权日2003年12月19日
发明者R·赫鲁佐, P·C·朱, C·G·罗伯茨, Y·特兰 申请人:伊西康公司