抗微生物组合物及相关方法
【专利摘要】要求保护的发明涉及有效预防微生物污染或降低与污染表面有关的微生物计数的组合物和方法，包含杀生物系统，所述杀生物系统包含主杀生物剂、pH缓冲剂、表面活性剂，均在水基载体中，其中所述组合物可被认为是环境友好的。
【专利说明】抗微生物组合物及相关方法
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求2011年11月6日提交的美国临时专利申请序号61/556, 264、2011年 11月6日提交的美国临时专利申请序号61/556, 241，以及2011年11月6日提交的美国临 时专利申请序号61/556, 247根据35U. S. C. § 119(e)的权益，所有这些专利申请通过引用 而全文结合至本文，如同在本文中完全阐述一样。 发明领域
[0003] 本公开内容涉及有效预防微生物污染或降低污染表面上或污染表面中微生物计 数的组合物和方法。
[0004] 发明背景
[0005] 在多种表面上，霉菌（mold)、霉（mildew)、真菌、病毒和细菌（微生物）污染是不 希望的。所述微生物污染的控制主要基于使用具有有限功效的杀生物剂（biocides)，并且 可能对环境具有有害影响。因此，希望使用在微生物控制中可能更加有效的更有效杀生物 剂或其衍生物。额外益处可能是组合物可为环境友好的，这在某些应用中也是合乎需要的。
[0006] 季铵化合物的抗微生物特性通常是已知的。所述化合物已经广泛用于家庭和工业 应用的清洁组合物中。然而，由于它们可对环境有害，并且有效性极低，在清洁组合物中可 优选使用较少量的这些化合物。因此，产生包含显示抗微生物特性并且可同时为环境友好 的化合物的制剂是合乎需要的。
[0007] 发明概沭
[0008] 要求保护的发明涉及有效预防微生物污染或降低污染表面上或污染表面中微生 物计数的组合物和方法。
[0009] 所公开的组合物包含杀生物系统，所述杀生物系统在水基载体中包含主杀生物 剂、pH缓冲剂和表面活性剂。
[0010] 本发明的实施方案涉及组合物，所述组合物包含：
[0011] a.约0· 01 %至约20. 0%重量的杀生物系统，其包含：
[0012] i.约0· 01 %至约25%重量的主杀生物剂；和
[0013] ii至少约0. 01 %至约25%重量的pH缓冲剂，其中所述pH缓冲剂是杀生物、皮肤 用、非腐蚀性的酸组合物，具有1. 〇 X 102°-9. 9 X 1026的质子数范围、从250mV到1500mV的内 含电导率（embodied conductivity)范围，且在pH缓冲剂以0.1%重量的浓度存在时具有 小于2. 0的pH ;和
[0014] b.约0· 01 %至4. 0 %重量的表面活性剂；且
[0015] c.余量为水基载体。
[0016] 示范件实施方案的详细说明
[0017] 在本说明书和所附权利要求书中，将提及许多术语，所述术语应被定义为具有以 下含义：
[0018] 在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语"包含"或变体例如"包括"或"含 有"将被理解为暗示包括所述整数或步骤或者整数或步骤组，但不排除任何其他整数或步 骤或者整数或步骤组。
[0019] 必须注意到，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，单数形式"一个"、"一种" 和"该"包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。因此，例如，提及"一种载体"包括两 种或多种此类载体的混合物等等。
[0020] 范围在本文中可以表示为从"约"一个特定值和/或到"约"另一个特定值。当表 示这样的范围时，另一个方面包括从一个特定值和/或到其他特定值。类似地，当数值通过 使用先行词"约"作为近似值表示时，应理解特定值形成另一个方面。还应理解，每个范围 的端点在与其他端点相关联以及独立于其他端点两方面都很重要。
[0021] 本文使用"混合物"或"共混物"一般意指两种或多种不同组分的物理组合。
[0022] "接触"意指将组合物施用至污染表面的情况。
[0023] 本文使用"污染"描述微生物的侵扰，例如在任何材料的表面中或表面上存在毒素 或病原体。
[0024] 本文使用"控制释放"意指使用材料以调节其他物质的释放。
[0025] 本文使用"有效量"意指本文公开的组合物的量，其在获得期望结果所必需的剂量 和时间时有效。
[0026] 本文使用"环境友好"指绿色、有机或天然组合物，其对环境有害程度最低。
[0027] 本文使用"赋形剂"以包括可能被包含于微粒之中或微粒上的任何其他化合物，其 并非治疗上或生物学上的活性化合物。因此，赋形剂应当是药学上或生物学上可接受的或 相关的（例如，赋形剂应通常对受试者是无毒的）。"赋形剂"包括单个的所述化合物，并且 也预期包括多种赋形剂。
[0028] 本文使用"微生物学的"指有害微生物例如霉菌、霉、病毒或细菌污染的任何包含 或增长。
[0029] 本文使用"微生物计数"指存在于任何表面上的微生物污染物的量或数目。
[0030] "任选的"或"任选地"指随后描述的事件或状况可发生或者可不发生，并且该描述 包括所述事件或状况发生的情况以及它不发生的情况。
[0031] 本文使用"主杀生物剂"指对微生物污染物有生物学活性的组合物。
[0032] 本文使用"王病原体"指可在表面上引起污染的霉囷、霉、细囷、病毒或其他微生 物。
[0033] "足够量"和"足够时间"意指获得期望结果所需的量和时间，所述结果为例如控制 和/或预防微生物污染。
[0034] 本文使用"表面"指包含微生物污染的物体。术语表面可适用于整个物体、物体的 一部分或一层，并且直至物体的分子结构。
[0035] 除非有明确地相反陈述，否则组分的"重量百分数"是基于将所述组分包含于其中 的制剂或组合物的总重量。
[0036] 本公开内容针对以下定义的数个未满足的需求提出解决方案：
[0037] 1.提供有效杀灭一种或多种细菌性病原体的组合物。非限制性实例包括 沙门氏菌（Salmonella)、绿脓假单胞菌（Psudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球 菌（Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermdis)、无乳链 球菌（Streptococcus agalactiae)、假单胞菌（Pseudomonas species)、空肠弯曲菌 (Campylobacter jejuni)、大肠杆菌（Escherichia coli，E.coli)和肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiella pneumonia)〇
[0038] 2.提供有效杀灭一种或多种病毒病原体的组合物。非限制性实例包括隐孢子虫 (Cryptosporidium)、蓝氏贾第鞭毛虫（Giardia lamblia)、脊髓灰质炎（poliomyelitis)、 脑膜炎（meningitis)和肠胃炎（gastroenteritis)、轮状病毒（Rotaviruses)、诺瓦克病毒 (Norwalk)、诺如病毒（Norovirus)、甲型肝炎（Hepatitis A)、寄生虫。
[0039] 3.提供有效杀灭一种或多种霉菌和霉孢子病原体的组合物。非限制性实例包括须 发癣菌（Trichophyton mentagrophytes)、柑橘球座菌（Guignardia citricarpa)和尖抱炭 疽菌（Colletotrichum acutatum) 〇
[0040] 4.提供替换基于氯和氯的产品例如基于次氯酸钠的处理的组合物。
[0041] 处理纟目合物
[0042] 本发明的组合物一般包括杀生物系统，其包含主杀生物剂和pH缓冲组分。主 杀生物剂根据所寻求控制的微生物的性质进行选择，例如季铵盐。将pH缓冲剂机械融 合以帮助递送杀生物剂而不引起对被处理表面的损害。举例来说，适合的pH缓冲剂在 美国专利No. 7, 824, 524中公开，通过引用将其全部并入本文，或者在标题为"Reactive， non-corrosive and dermal-friendly composition and methods for manufacturing，'的 美国专利申请No. 13/346, 160中公开，也通过引用将其全部并入本文。在本发明的实施方 案中，选择与主杀生物剂具有相容性的pH缓冲剂。
[0043] 本发明的实施方案涉及有效预防或减少微生物计数的组合物，所述组合物包含：
[0044] a.约0· 01%至约20. 0%重量的杀生物系统，其包含：
[0045] i.约0· 01 %至约25%重量的主杀生物剂；和
[0046] ii至少约0. 01 %至约25%重量的pH缓冲剂，其中所述pH缓冲剂是杀生物、皮肤 用、非腐蚀性的酸组合物，具有1. 〇 X 102°-9. 9 X 1026的质子数范围、从250mV到1500mV的内 含电导率（embodied conductivity)范围，且在pH缓冲剂以0.1%重量的浓度存在时具有 小于2. 0的pH ;和
[0047] b.约0. 01 %至4. 0 %重量的表面活性剂；且
[0048] c.余量为水基载体。
[0049] 然而，如本文进一步公开的那样，其他非限制性实施方案和组合也是可能的。
[0050] 杀牛物系统
[0051] 所公开的组合物包含杀生物系统。所述杀生物系统包含主杀生物剂和pH缓冲剂。 在本发明的某些实施方案中，所公开的组合物包含约〇. 01%至约20. 00%重量的杀生物系 统。在其他实施方案中，所述杀生物系统包含至少约25%重量的主杀生物剂和至少约25% 重量的pH缓冲剂组分。选择与主杀生物剂具有相容性的pH缓冲剂。
[0052] 丰杀牛物剂
[0053] 第一组合适的杀生物剂包括季铵化合物，选自（C12_C14烷基）二烷基）苄基 铵盐、N-(c 12-c18烷基）杂芳基铵盐和n-[(c12-c14烷基）（c rc2二烷基）]杂芳基亚烷基铵盐。 (c12-c14烷基）二烷基）苄基铵盐的非限制性实例包括（c 12-c14烷基）二甲基苄基氯化 铵、（c12-c14烷基）二甲基苄基溴化铵和（c 12-c14烷基）二甲基苄基硫酸氢铵。^((：12-(：18烷 基）杂芳基铵盐的非限制性实例包括氯化十六烷基吡啶输\溴化十六烷基吡啶·和十六 烷基吡啶餐1氢硫化物。对于N-(c12-c18烷基）杂芳基铵盐，可以使用其他阴离子。
[0054] 适合用作主杀生物剂的季铵化合物的其他实例包括十六烷基三甲基氯化铵、 硬脂基三甲基氯化铵、异硬脂基三甲基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲 基氯化铵、十八烧基三甲基氯化铵、椰油基三甲基氯化铵（cocoyltriinethylammonium chloride)、十六烷基三甲基溴化铵、硬脂基三甲基溴化铵、月桂基三甲基溴化铵、异硬脂基 月桂基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、二椰油基二甲基 氯化铵、葡糖酰胺基丙基二甲基羟乙基氯化铵、二[聚氧乙烯（2)]油烯基甲基氯化铵、十二 烷基二甲基乙基氯化铵、辛基二羟乙基甲基氯化铵、三[聚氧乙烯（5)]硬脂基氯化铵、聚氧 丙烯甲基二乙基氯化铵、月桂基二甲基（乙基苄基）氯化铵、二十二酰胺基丙基-N，N-二甲 基-N-(2, 3-二羟基丙基）氯化铵、二氯化牛脂基二甲基铵基丙基三甲基铵和苯扎氯铵。
[0055] 第二组合适的杀生物剂包括铜、锌、银的盐酸盐、亚氯酸盐、高氯酸盐、次氯酸盐、 硫酸盐、亚硫酸盐、硫酸氢盐、亚硫酸氢盐、硝酸盐、亚硝酸盐和氢氧化物。胶体金属例 如银、金、铜和锌也具有优良的杀生物特性。将胶态的银、金、铜和锌提取并形成为超细 (0.010-0. 001微米）的颗粒。
[0056] 第三组合适的杀生物剂包括有机酸，这些有机酸根据食品生产的FDAGRAS指南是 安全的，但是仍然有效的控制细菌。有机酸对细菌的基本原理作用为非解离的有机酸能够 渗透细菌细胞壁并且由于细菌不能耐受宽的内部和外部的pH梯度而引起破裂。这将引起 细胞内的渗透压增加，该状态不适宜细菌存活。
[0057] 第一组合适的有机酸是乳酸、乙酸、甲酸、富马酸、柠檬酸、草酸、己二酸和尿酸。
[0058] 第二组合适的有机酸是羧酸，其酸性与其羧基-C00H关联。含有基团-S020H的磺 酸是相对较强的酸。酸的共轭碱的相对稳定性决定了它的酸性。在某些生物系统中，形成 更复杂的有机酸例如L-乳酸、柠檬酸和D-葡糖醛酸。这些酸使用羟基或羧基。
[0059] 第三组合适的有机酸是腐殖酸、癸二酸、硬脂酸、没食子酸、棕榈酸、咖啡酸、 乙醛酸、富啡酸、鼠尾草酸、邻氨基苯甲酸、鞣花酸、硫辛酸、绿原酸、迷迭香酸、磷酸、甲 基丙烯酸、齐墩果酸（Oleanic)、硝基腐殖酸、氟代肉桂酸（Florocinnamic)、六氟娃酸 (Hexaflorosilicic)、氢氟酸、轻基朽 1檬酸和娃氟酸。
[0060] 第四组合适的有机酸是水果酸。水果中的酸主要是醋酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、 草酸，在某些情况下是硼酸。苹果酸存在于苹果、梨、红醋栗、黑莓、覆盆子、榲梓（quince)、 菠萝、樱桃和大黄中。柠檬酸发现于柠檬、橙子、葡萄柚、柠檬、酸橙、榲梓、醋栗、草莓、覆盆 子、葡萄干和蔓越橘中。酒石酸存在于葡萄中。硼酸发现于许多新鲜水果和蔬菜中。扁桃 酸存在于扁桃仁中。
[0061] 第五组合适的有机酸是β羟基酸，β羟基酸是一种酚酸。水杨酸是一种无色结 晶的有机酸，从该来源获得的其主要活性成分是单羟基苯甲酸。
[0062] 第六组合适的有机酸是一类破坏生物膜的产品。生物膜是围绕细菌的保护层/屏 障。一些物种不能凭其自身附着到表面上，但通常能够将其自身锚定在基质或细菌细胞上。 正是在这种建群过程中，细胞能够通过其群体感应能力进行通讯。一旦开始建群，生物膜通 过细胞分裂和募集的组合进行生长。生物膜形成的最后阶段被称为发展，并且是在其中建 立生物膜并且仅可改变形状和尺寸的阶段。生物膜的发展可使聚集的细胞集落越来越有抗 性。生物膜的硬质保护表面可被乳酸杆菌SC乳链菌肽（Lactobacillus sc Nisin)破坏， 该乳酸杆菌sc乳链菌肽使用细菌乳酸乳球菌（Lactococcus lactis)通过发酵产生。这是 在天然底物例如牛奶或葡萄糖上由乳酸乳球菌（Lactococcus lactis)的培养获得的，不是 化学合成的。这是一种由食品级乳制品起子细菌乳酸乳球菌（Lactococcus lactis)产生 的肽。
[0063] 第七组合适的有机酸是天然酶。酶是催化化学反应的蛋白质，其范围仅从62个氨 基酸残基开始。通常，这些酶是蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。酶通常对其催化的反 应和参与这些反应的底物非常有专一性。形状、电荷和亲水性/疏水性表征酶。
[0064] pH缓冲剂
[0065] pH缓冲剂是杀生物、皮肤用、非腐蚀性的酸组合物，具有1. OX 102°-9. 9X 1026的质 子数范围、从250mV到1500mV的内含电导率范围以及0. 1%的pH在2.0以下的组合物溶 液。
[0066] 表面活件剂
[0067] 所公开的组合物包含约0. 05%至约5. 0%重量的、具有约5至约30的HLB的阳离 子表面活性剂。所公开的组合物的一个方面包含具有约12至约18的HLB的阳离子或离子 型表面活性剂。所公开的组合物的其他方面包含具有约13至约16的HLB的阳离子或离子 型表面活性剂。所公开的组合物的另一个实施方案包括约0. 1%至约4. 0%重量的阳离子 或离子型表面活性剂。
[0068] 用于所公开的组合物中的适合的阳离子或离子型表面活性剂包括聚氧乙烯 C6-C12烷基苯基醚，聚氧乙烯脱水山梨醇三（C12-C18)-链烷酸酯，聚氧乙烯脱水山梨醇二 (C12-C18)-链烷酸酯，聚氧乙烯脱水山梨糖醇单-、双和三（C12-C18)-链烷酸酯和聚氧乙 烯C12-C20烷基醚。
[0069] 用于所公开的组合物中的一类适合的阳离子或离子型表面活性剂为具有下式的 聚氧乙烯c6-c12烷基苯基醚：
[0070]
【权利要求】
I. 用于预防微生物污染或减少与污染表面有关的微生物计数的组合物，所述组合物包 含： a. 约0. 01 %至约20. 0%重量的杀生物系统，其包含：
1. 约0.01%至约25%重量的主杀生物剂；和 ii至少约0. 01 %至约25%重量的pH缓冲剂，其中所述pH缓冲剂是杀生物、皮肤用、非 腐蚀性的酸组合物，具有1. OX l〇2°-9. 9X 1026的质子数范围、从250mV到1500mV的内含电 导率范围，且在pH缓冲剂以0. 1 %重量的浓度存在时具有小于2.0的pH;和 b. 约0. 01 %至4. 0 %重量的表面活性剂；且 c. 余量为水基载体。
2. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂是包含至少一个芳基或杂芳基 单元的季铵盐。
3. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自（C12-C14烷基二烷 基）苄基铵盐、N-(C 12-C18烷基）杂芳基铵盐和N-[ (C12-C14烷基）（CrC2二烷基）]杂芳基 亚烷基铵盐。
4. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自（C12-C14烷基）二甲基苄基 氯化铵、（C 12_C14烷基）二甲基苄基溴化铵、（C12-C14烷基）二甲基苄基硫酸氢铵、溴化十六 烧基批陡输和十7K烧基批陡輸氧硫化物。
5. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂是氯化十六烷基吡啶 〇
6. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自铜、锌、银的盐酸盐、亚氯 酸盐、高氯酸盐、次氯酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和氢氧化物。
7. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自水果酸，例如乙酸、苹果 酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、酒石酸、扁桃酸和硼酸。
8. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自有机酸，例如乳酸、乙酸、 甲酸、富马酸、己二酸、柠檬酸、草酸或尿酸。
9. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自含有羧酸和/或磺酸的若 干有机酸，例如腐殖酸、癸二酸、硬脂酸、没食子酸、棕榈酸、咖啡酸、乙醛酸、富啡酸、鼠尾草 酸、邻氨基苯甲酸、鞣花酸、齐墩果酸、硫辛酸、绿原酸、迷迭香酸、磷酸、甲基丙烯酸、硝基腐 殖酸、氟代肉桂酸、六氟硅酸、氢氟酸、羟基柠檬酸和硅氟酸。
10. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自为β羟基酸的合适有机 酸，例如水杨酸。 II. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自破坏生物膜的若干天 然和/或有机酸，例如来自发酵的乳酸乳球菌（Lactococcus lactis)、乳酸乳球菌乳脂 亚种（Lactococcus cremoris)、乳酸乳球菌霍氏亚种（Lactococcus hordniae)、格氏乳 球菌（Lactococcus garvieae)、植物乳球菌（Lactococcus platarum)、棉子糖乳球菌 (Lactococcus raffinolactis)或鱼乳球菌（Lactococcus piscium)产物的酸。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中所述主杀生物剂选自宽范围的天然酶，例如蛋 白酶、淀粉水解酶、纤维素酶、木瓜蛋白酶（papin)、转化酶、脂肪分解酶、胃蛋白酶、菠萝蛋 白酶和乳糖酶。
13. 根据权利要求1所述的组合物，其中基于总聚合物的重量计，所述表面活性剂选 自约60%至约99%的二烯丙基二烷基季铵单体，其中烷基独立选自1至18个碳原子的烷 基、(V 4烷基，且其中所述二烯丙基二烷基季铵单体的反荷离子选自具有大于ΚΓ13的电离常 数的酸的共轭碱，选自氟离子、氯离子、溴离子、氢氧根、硝酸根、乙酸根、硫酸氢根和伯磷酸 根。
14. 根据权利要求1所述的组合物，其中基于总聚合物的重量计，所述表面活性剂选自 约0.01%至约4.0%的阴离子单体，所述阴离子单体选自丙烯酸和甲基丙烯酸，其中通过 凝胶渗透色谱法测定，所述聚合物的平均分子量范围为约50, 000至约10, 000, 000。
15. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述表面活性剂选自一种或多种聚合物基料 的组合，例如与乙氧基化偏甘油酯脂肪酸酯例如链酯、乙氧基化偏甘油酯脂肪酸酯、蛋白质 衍生物、羊毛脂和羊毛脂衍生物以及脂肪醇乙氧基化物、润肤油、脂肪酸、脂肪醇和它们的 酯组合的丙三醇、甘油、sortibal芦荟、聚二醇、聚乙二醇、聚氧乙烯或聚环氧乙烷。
16. 根据权利要求1所述的组合物，其中阳离子或离子型表面活性剂具有约12至约18 的 HLB。
17. 根据权利要求1所述的组合物，其中阳离子或离子型表面活性剂具有约13至约16 的 HLB。
【文档编号】A01N25/00GK104202973SQ201280066194
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年11月6日 优先权日:2011年11月6日
【发明者】B·R·苏克拉姆, J·W·韦恩斯特拉 申请人:Nbip有限责任公司