稳定的杀生物剂递送系统和抗生物污着处理的制作方法

专利名称：稳定的杀生物剂递送系统和抗生物污着处理的制作方法
技术领域：
概括地说，本发明的领域涉及向工业系统提供产品或化合物(例如化学药品)的杀生物剂递送系统。本发明还涉及组合物，所述组合物用于在不同环境中将其靶向递送至细菌性生物膜。
背景技术：
细菌性生物膜存在于天然、医学以及工业环境中。生物膜向微生物提供了选择优势以 确保该微生物存活或允许它们在休眠状态下存在一定的时间直到出现合适的生长条件。不幸的是，该选择优势对健康或对工业系统的效率和寿命造成了严重的威胁。生物膜必须被最小化或被破坏以提高工业系统的效率，或去除潜在的健康威胁。基于不同的原因(例如为了冷却系统)，许多工业或商业的操作依赖于大量的水，或者是所述系统可产生大量的废水，这引起了需要处理的生物膜的产生。这些工业包括但不限于农业、石油、石油钻探、石油管道、石油存储、天然气钻探、天然气管道、天然气存储、化学、制药、采矿、金属电镀、纺织、造纸、酿酒、食品和饮料加工以及半导体工业。在这些操作中，天然出现的生物膜持续产生并且经常积聚在多个结构或设备的表面，或者在天然或生物的表面。在工业设置中，这些生物膜的存在导致工业机械效率的降低，需要提高维护并且存在着潜在的健康危险。水冷却塔的表面是一个例子，其被不断增加的生物膜粘液所覆盖，这些生物膜粘液产自各种各样的微生物，其限制了水流并且降低了热量交换的能力。特别是，在流动或停滞的水中，生物膜可导致严重的问题，这包括由于在生物膜下繁殖的微生物和细菌的生长以及潜在有害的病原细菌的生长所引起的管道堵塞和设备腐蚀。水冷却塔的生物膜可形成使病原微生物(例如嗜肺军团菌Hegionella pneumophila))永久生长的藏身处或贮藏地。工业系统的其它实例是在食品和饮料工业中的那些系统。食品生产线通常受到积聚在机械和食品上的生物膜的困扰，其中生物膜通常含有潜在的病原体。工业生物膜(例如在食品工业中发现的生物膜)是富含不溶性多糖的生物多聚体构成的复杂的聚合体，其是由表面居住的微生物产生和构建的。更特别地，生物膜或微生物粘液包含由某些微生物排出的多糖、蛋白质和脂多糖，使得微生物粘附在与水环境接触的固体表面并且形成在保护膜内繁殖的固着细菌的持久群落。该膜可以允许厌氧种类生长，从而产生酸性或腐蚀性环境。为控制这些问题，需要控制生物膜形成和生长的方法和抗微生物产品。生物膜的控制涉及防止微生物附着和/或将已有的生物膜由表面去除。尽管通过使用腐蚀剂或氧化剂进行短暂清洁处理实现了许多环境下的去除，但控制生物膜的最常使用的材料是杀生物剂和分散剂。Hollis等的美国专利5，411，666教导了去除生物膜或防止生物膜在固体基体上积聚的方法，其包括至少两种生物产生的酶(例如酸性或碱性蛋白酶和葡萄糖淀粉酶或a淀粉酶)和至少一种表面活性剂。Manyak等的美国专利6，759，040教导了制备生物膜降解性、多特异性的水解酶混合物的方法，该混合物用于去除特定的生物膜，而Paterson等的美国专利5，512，213教导了通过加入稳定化量的金属盐来稳定水溶液的方法，该水溶液含有抗化学分解的异噻唑啉化合物。所述金属盐的阳离子是碱金属，而阴离子选自乙酸根、柠檬酸根、磷酸根和硼酸根。最后，Robertson等的美国专利6，267，897涉及了通过在系统内添加一种或种植物油来抑制商业或工业水系统中生物膜形成的方法。然而，尽管所述杀生物剂有效控制分散的微生物悬浮液(即浮游微生物)，但是杀生物剂对固着的微生物(生物膜的基础)并不很有效。这归因于杀生物剂很难穿过围绕微生物细胞的多糖/蛋白质粘液层这一事实。较厚的生物膜很少见杀生物剂穿过，结果是杀生物剂的功效差。一个已知的试图更好地控制生物膜的方法是在杀生物剂组合物中添加分散剂和润湿剂来加强杀生物剂的功效。生物分散剂可用于保持浮游微生物足够的分散，使得它们无法聚集或者达到启动造成表面锚定的细胞外过程或启动膜或群落形成机制所必需的局部密度。作为杀生物剂处理制剂的组分，这些生物分散剂帮助在生物膜内开通通道以允许毒性剂更好地渗透以及更好地分散已经被减弱并由表面释放的微生物聚集物和凝块。然而，生物分散剂被证实对防止最初的生物 膜形成比对将已经存在的生物膜去除更为有效。在许多情况下，即使当与杀生物试剂联合应用时，生物分散剂的活性也仅能将25-30%的生物量由生物污着的表面去除。因此，仍然清晰的存在着高效且有效递送抗微生物化合物方法的需要，该化合物能够更好地穿过已有的生物膜和生物膜基质，以及更有效地杀死包含在生物膜基质内的微生物，从而杀死和消除生物膜以及防止在系统(例如工业系统)中生物膜的后续形成或积聚。也需要降低微过滤系统的污着物，并且提供较低频率的清洗和/或更换，其将加强整个过滤过程，这应该得以解决。发明概述
在一个示例性的实施方案中，发现了杀生物剂递送系统，其通过使用脂质体载体提高了将抗微生物化合物引入复杂的生物膜基质的效率和有效性，该递送系统可用于天然、医学和工业应用中。在工业应用中，该递送系统可将工业系统中的污着物(fouling)最小化或者消除，这些工业系统包括但不限于水系统，例如管道、热交换器、冷凝器、过滤系统和介质，以及液体存储罐。按照本发明的一个实施方案，将含有抗微生物剂(例如亲水性的杀生物剂)的脂质体加入易于形成生物污着物(bio-fouling)和生物膜的水系统中。所述脂质体，其组成近似于微生物细胞壁结构的外表面或微生物所进食的材料，其易于被掺入出现于已有生物膜内的微生物中。一旦所述脂质体被生物膜基质夹带，则发生所述脂质体的消化、分解或降解，从而释放抗微生物试剂，或者杀生物的水性核心在局部与生物膜包裹的微生物发生反应。由于生物体死亡，多糖/蛋白质基质得不到补充，进而分解因而引起含水系统的生物污着物减少。依赖于所涉及的特定系统，所述生物膜的去除或破坏因而引起热交换的提高(工业热交换器)、流量的增加(过滤器或过滤膜)、胶状和颗粒固体以及溶解的有机物在微过滤膜表面沉积的减少，从而降低了膜清洁的频率和时间以及减少最终的更换，或者总的降低了管道、罐、容器或其它工业设备的表面腐蚀情况。
本发明的可供选择的实施方案提供了递送系统，该系统将活性物质递送至天然、医学或工业系统，这些系统可选自抗腐蚀处理、农业和商业居室使用的杀虫剂、食品添加剂和防腐剂、化学和生物学检测、颜色和味道的增强、气味控制以及水栖害虫的管理。更特别地，本发明是对公开的PCT申请WO 2009/020694 Al所描述的递送系统的改进，其中，配制了关于稳定化的抗微生物系统的脂质体杀生物剂递送系统，该稳定化的抗微生物系统包含非氧化性杀生物剂，例如异噻唑啉类化合物。已经发现异噻唑啉类化合物在高温、高pH、还原剂和侵袭性亲核试剂存在下经历化学分解。当在异噻唑啉溶液中加入脂质体时，脂质的还原特性不利于异噻唑啉的稳定。异噻唑啉类抗微生物化合物的氧化特性和酸性盐溶液(PHlI)也引起脂质体的降解以及最终的物理分离。在升高的温度下，这些降解和分离的过程加速进行，产生了不适于商业应用的不满意的产品。个别地，这些杀生物剂通常在50°C下一周后表现出两种材质的大于50%的降解。本发明一方面包括应用稳定性氧化剂成分例如氯酸钠，更特别地，包括使用缓冲液的稳定化混合物，这些缓冲液选自柠檬酸盐、氯酸盐、乙酸盐和其混合物。更优选的是包含柠檬酸钠缓冲液、乙酸钠缓冲液、氯酸钠 缓冲液、柠檬酸钠/氯酸钠缓冲液混合物以及乙酸钠/氯酸钠缓冲液混合物的稳定剂组合物。表征本发明的多个新的特征在随附的权利要求书中被特别指出，并构成了本申请的一部分。为了更好地理解本发明，其操作优点以及由其使用所获得的益处，参照附图
和描述的内容。当然，可以对本发明不同组分进行改变和替换。本发明还在于所述要素的亚组合和亚系统以及使用它们的方法。发明详述
本说明书和权利要求书所使用的近似语言可用于修饰任何定量的表达，其可允许在不引起它所涉及的基本功能改变下变化。因此，被一个或多个术语(例如“约”)所修饰的数值不限于所限定的精确数值。在至少一些实例中，该近似语言可对应于测量该数值的工具的精度。除非语境或语言另有说明，范围限制可结合和/或互换，这些范围是明确的且包括其中所包括的所有亚范围。除了操作的实例或另有说明，所有在说明书和权利要求书中使用的涉及成分的含量、反应条件等的数字或表达，在所有情况下都应被理解为被术语“约”所修饰。本文所使用的术语“包括(或包含)(comprise) ”、“包括(或包含)(comprising) ”、“包括(includes) ”、“包括(including) ”、“具有(has)”、“具有(having)，，或其任何其它的变体，目的在于涵盖非排除性的包含。例如，包括一系列要素的过程、方法、物品或装置不必仅限于那些要素，而可包括其它没有明确列出的或者是这些过程、方法、物品或装置所固有的要素。发现了递送系统，其通过应用脂质体载体提高了将抗微生物化合物引入复杂的生物膜基质的效率和有效性，该递送系统可用于天然、医学和工业应用中。在工业应用中，该递送系统可将工业系统中的污着物最小化或者消除，所述工业系统包括但不限于水系统例如冷却塔、管道、热交换器、冷凝器、过滤系统和介质以及液体存储罐。按照本发明的一个实施方案，含有杀生物的或抗微生物的试剂或化合物的脂质体被加入易于形成生物污着物和生物膜的工业系统中。该脂质体其组成近似于微生物膜或细胞，易于掺入已有的生物膜中。一旦该含有抗微生物化合物的脂质体扩散进入、吸附或被生物膜基质所夹带，存在于该生物膜基质中的微生物则将消化该脂质体结构，从而引起了位于微生物细胞内基质内的脂质体的分解或分裂，因此将所述抗微生物化合物释放入微生物的细胞内基质中，最终引起该微生物死亡。也就是说，脂质分解和杀生物剂释放可通过使脂质基质对pH、氧化还原电势和Ca+2浓度或其它改变敏感来控制其发生。其后，可被浓缩在脂质体的水性核心或脂质体的脂质膜部分内的杀生物成分被释放，与生物膜包裹的微生物直接反应。因此，不是在整个水系统中添加高水平的杀生物剂，而是少量的脂质体包封的杀生物剂被生物膜或游离的(浮游的)生物所摄取，脂质体的降解在目标生物或其膜基质小生境局部释放了杀生物剂。因此杀生物剂在局部达到高浓度从而杀死该目标生物，由于生物死亡，构成生物膜的多糖/蛋白质基质无法维持或再生，并且进行分解，从而降低了含水系统的污着物，导致热交换提高、流量提高、在微过滤膜上的胶状的和颗粒状的固体以及溶解的有机物沉积的减少，从而降低了膜清洗的频率和时间以及减少最终的更换，或带来其它益处。脂质体(Liposomes或lipid bodies)是将脂质加入水性缓冲液中形成包绕一定体积的泡状结构的系统。脂质体可以由选自下述的脂质构成，这些脂质是磷脂、卵磷脂、磷脂酰胆碱、糖脂、甘油三酯、固醇、脂肪酸、鞘磷脂或其组合。 更特别地，脂质体是显微镜下可见的小泡，通常大部分由磷脂和水组成。脂质体可由不同来源(包括但不限于大豆和蛋)的磷脂制得。经适当地混合后，磷脂排列成双层或多层，非常类似于细胞膜，围绕水性体积核心。脂质体可被制备用于携带位于水性核心内的各种化合物或化学制品，或者所需的化合物可被制作于合适的载体内以进入脂质层。脂质体可被制成各种各样的尺寸并且可被制作为直径为亚微米到多微米。脂质体可通过数种已知的方法制备。这些方法包括但不限于控制的蒸发、挤出、注射、微流体处理器和转子-定子混合器。脂质体可被制备成直径范围为约10纳米至大于约15微米。当被制备成约100纳米至约20微米大小时，脂质体非常近似于大多数微生物细胞的尺寸和组成。含有杀生物剂或抗微生物化合物的脂质体应制备成模仿细菌细胞的大小，举例来说，从约0. 05至约15 U，或者从约0. I至10. Oy。可以获得关于脂质体制备方法的详细说明，例如美国专利5，807，572和7，491，409。这两篇专利通过引用结合于此。在一个实施方案中，有效量的含有杀生物剂的脂质体被引入易于形成生物污着物和生物膜的工业系统中，或可被引入已经存在形成生物污着物和生物膜征兆的系统中。有效量将随抗微生物化合物或杀生物剂以及其所加入的水系统而变化，但是一个实施方案提供了从约0. Olppm至约IOOppm,或者从约0. 05至约50ppm,或者从约0. 05至约5. O。与微生物膜或细胞壁组成近似的脂质体很容易被掺入到已有的生物膜内，并且被夹带至生物膜基质中。由于与生物膜的组成和结构近似，包含杀生物剂的脂质体提高了对生物膜基质的穿过性。一旦脂质体被掺入或夹带入已有的生物膜基质，脂质体则开始裂解。由于脂质体的分解或程序性裂解，在脂质体水核心内含有的杀生物化合物被释放，从而直接与生物膜所包裹的微生物作用，引起它们的死亡。由于生物体死亡，该多糖/蛋白质基质会快速分解，将污染微生物由表面释放。更特别地，本发明的一个方面涉及脂质体包封的杀生物剂递送系统，其中非氧化性杀生物化合物被柠檬酸盐/氯酸盐缓冲组合物所稳定，其中该混合缓冲液对杀生物剂活性物提供的稳定性比单独任一种缓冲液要强很多。本发明一个实施方案的主要特点是脂质体构成了极小的疏水体，可以容易地在系统(例如水系统或天然系统)中生存和分散，还将吸附至或穿过生物膜并且优先定向于微生物或被微生物所定向，其中这些微生物定居于、构成或维持该生物膜。因为如此，脂质体将杀生物试剂直接递送至微生物或生物膜，引起有效的局部杀生物剂活性水平，而不需要工业系统整体维持高剂量。因此，传统生物膜处理可能需要施用某一水平的散装(bulk)杀生物化学药品，而通过脂质体递送则可以在水系统中以低一个或数量级或低更多的水平给药，然而仍可实现或建立有效控制或去除生物膜的水平。由于有该递送系统引起的功效，这种更低水平的杀生物剂浓度对环境有积极效果。另夕卜，基于待处理的特定系统，实施方案提供了脂质体被事实上递送至系统中的灵活性。如果系统中的一个特定区域易于形成生物膜，则脂质体的递送可被递送至该系统的该特定部分或点，这样杀生物剂递送组合物的递送是递送至靶定的位置，不必参与或暴露于整个系统。由于这种形式的杀生物剂的功效，需要较小剂量的含有杀生物剂的脂质体，因而整个系统或方法不需要被杀生物剂充满或处理。事实上，尽管术语“抗微生物剂”或“杀生物剂”或“杀生物的”被用于描述由脂质体携带的试剂，但是这些试剂不必是由这些术语通常所理解的高生物活性的材料，而是可包括大量相对无害的材料，这些材料仅仅由于它们高度局部的释放而变得高效。因此，举例 来说，当被局部释放时，表面活性剂或无害的铵或鱗的卤化盐可以影响细胞外菌落形成分泌的正常作用，并作为本发明目的的抗微生物剂或杀生物剂被包括在内，可应用相同的机制将其它的处理化学药品递送至靶向的生物膜位置。可用该方法处理的水系统包括但不限于饮用水和非饮用水分配系统、冷却塔、锅炉系统、淋浴装置、水族馆、洒水装置、温泉、清洁浴、净气器、巴氏消毒器、空调、液体输送管道、存储罐、离子交换树脂、食品和饮料生产线、金属加工液槽、煤炭和矿物泥浆、金属浸出液、废水处理设备、软体动物控制、纸浆和造纸操作、酸矿排水或任何易于由微生物种类引起的生物污着的应用。例如石油钻探、石油存储罐或石油管道的应用(其中生物膜形成于沿管道系统的不流动的或水流聚集的水坑或突出部分(lenses)也可被有效地处理。经脂质体递送处理化学药品的其他应用包括天然、医学或工业系统，这些系统诸如但不限于通常的设备抗腐蚀处理，递送用于医学或兽医目的激素、维生素或抗氧化剂处理或抗生和基因治疗，递送用于农业和商业居室的杀虫剂，食品添加剂和防腐剂的有效配制，化学和生物学检测的靶向递送，颜色和味道的增强，气味控制，以及水栖害虫的管理。抗微生物脂质体是这样的系统，在该系统中脂质被加至水性的抗微生物化合物溶液中以形成泡状结构，该结构包绕一部分抗微生物溶液。脂质体可由选自以下的脂质构成磷脂、卵磷脂、磷脂酰胆碱、糖脂、甘油三酯、固醇、脂肪酸、鞘磷脂或其组合。正如上文简单提到的，已有文献证明异噻唑啉在高温、高pH、还原剂和侵袭性亲核试剂存在下进行化学分解。当脂质体被加入异噻唑啉溶液时，脂质的还原特性不利于异噻唑啉的稳定。而且，异噻唑啉抗微生物化合物的氧化特性以及酸性盐溶液(pHl 3)也引起脂质体降解并最终物理分离。在升高的温度下，这些降解和分离过程加速，产生不适合商业应用的不满意的产品。本发明的一个方面包括在异噻唑啉脂质体组合物中添加柠檬酸盐、乙酸盐或氯酸盐缓冲液成分的组合，以调节溶液的PH和氧化还原电势。结果是稳定化的抵抗化学分解的杀微生物组合物以及无物理相分离的均相脂质体溶液，达到了令人惊讶和出乎意料地增强的程度，超过了任一化合物单独使用的效果。虽然理论上说可以使用任何形式的盐，但由于多种原因中的任一种，优选钠盐形式。为了制备异噻唑啉抗微生物脂质体，在异噻唑啉溶液中加入脂质以形成脂质体小泡，其包封了一部分溶解于溶液中的异噻唑啉化合物。异噻唑啉和脂质体分别是稳定的。商用的异噻唑啉产品例如R&H Kathon 886F经硝酸镁稳定。商用的磷脂和卵磷脂例如Cargill Lecigran 6000G经生育酹稳定。但是当混在一起时,异噻唑啉化合物和脂质体不相容。硝酸镁和生育酚无法提供足够的稳定作用，导致了当PH下降至低于I. 7且温度升至高于35°C时，3-异噻唑啉化学降解以及脂质体脂质从异噻唑啉溶液中不可逆地相分离。需要添加附加稳定剂来应对这些问题。在一个实施方案中，本发明应用柠檬酸缓冲液和氯化盐作为附加稳定剂来确保产品的相容性以及延长保质期。合适的稳定剂缓冲液系统包括柠檬酸钠、氯酸钠、乙酸钠及其混合物。各种类型的杀生物剂(例如非氧化性杀生物剂)可被掺入脂质体中且是有效的。优选地，可用于实施本发明的非氧化性杀生物剂为异噻唑啉，更优选3-异噻唑啉。与被引入系统中但没有掺入脂质体的相同活性浓度的相同异噻唑啉-3-酮化合物相比，这些异噻 唑啉-3-酮脂质体制剂在杀死和去除生物膜方面更为有效，因为含有杀生物剂的脂质体容易穿过微生物的生物膜并且高效地破坏生物膜基质。该脂质体递送方法可包括5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，但是当在脂质体杀生物递送系统或组合物中递送时，可以使任何基于取代的异噻唑啉-3-酮的杀生物剂显著地更高效。异噻唑啉-3-酮化合物的实例是
滅唑啉-鳩
Y 声
H
X 入 s,n'R
其中
R = H, Cl, Br, I,
X = H, Cl. Br, I,. CnHir,必 Y = H. Cl, Br, I, C,,H,一
在制备包括异噻唑啉的本发明的杀生物脂质体过程中，活性异噻唑啉化合物以从约I. 0wt%至约12. 0wt%的量，优选从约10. 0wt%至约12. 0wt%的量，被掺入脂质体中。掺入脂质体制剂中的稳定性缓冲液组合物的量从约0. 02wt%至约10. 0%wt%,优选从约0. 03wt%至约5.5wt%的量。该脂质体制剂通常是不同大小的颗粒的混合物。尽管可制备高至200微米大小的脂质体颗粒，但优选用于实施本发明的脂质体的大小在直径约100纳米至约10微米的范围内。本发明的脂质体可被制成多层体，其中提供一个或多个附加层，以增强脂质体的稳定性或者实现作为基础的脂质结构体和内容物的程序性释放。因此，该技术可用于包封药物以用于体内递送，这样所述附加层可以包括保护层，保护层在一定时间后水解或以其它方式分解以提供基础性脂质体的持续释放或延长寿命。该附加层还可以包括包囊聚合体，其在当多层脂质体遭遇低PH环境时选择性地分解，该低pH环境如在生物膜下可以形成的腐蚀性的高酸性环境。还可以将层制成易被固硫细菌破坏，从而引起脂质体在那些经常出现在废旧或管道系统中的腐蚀性生物的附近特异性地释放它的杀生物剂。而且，可以应用数个这样的层以确保脂质体足够的寿命(优选数天)以及靶向生物膜内特定的小生境或环境的能力。这确保了脂质体能有效地到达目标生物或生物膜菌落并且将它们的杀生物剂递送到目标生物或生物膜菌落。该脂质材料本身可经处理以提供对水解或腐烂的增强的抵抗性，或者这些附加的层可由不同的硬化的或可交联的油或聚合体形成。本发明的可供选择的实施方案提供用于将至少一种抗微生物组合物递送到存在于工业系统中的生物膜的杀生物剂递送组合物,其中该生物膜包括至少一种微生物种；b)该杀生物剂递送组合物包括含有至少一种脂质或磷脂类成分的脂质体结构；以及c)该脂质体结构包封与稳定剂组合物联合的至少一种非氧化性抗微生物组合物。 另外的实施方案通过将有效量的杀生物剂引入工业系统(例如工业水系统)中的重要区域，提供将所述杀生物剂活性成分递送至所述系统中的靶向递送。在方法中通过靶定某一区域以及进入特定的位点，脂质体系统的功效显著影响了环境以及维护系统的成本，因为整个系统不需要注满杀生物剂，只需在特定的目标区域即可。现在将在下面的实施例中对本发明进行更具体的描述以及详述，以向本领域的技术人员更好地说明如何最好地进行和实施本发明的范围。需要强调的是它们仅用于说明的目的，不应被解释为对在下面的权利要求书中陈述的本发明的精神和范围的限制。
实施例制备了三批次的脂质体(平均直径150纳米)，脂质体掺入了作为活性成分的异噻唑啉杀生物剂Kathon (可由Rohm & Haas, Philadelphia, PA得到)。然后将该脂质体放入覆盖了微生物生物膜的微量滴定板中。然后将异噻唑啉脂质体的微生物抑制功效与以相同异噻唑啉浓度使用的非脂质体的异噻唑啉杀生物剂进行比较。含有异噻唑啉的脂质体穿过生物膜且抑制生物膜生物的作用要比非脂质体的异噻唑啉溶液有效得多。含有杀生物剂的脂质体由各自为百分数范围的下述成分组成
m.百分数(％重量)
a)KATHON 886F (14. 0% 异噻唑啉)78. 67
b)去离子水0. 67
c)LECIGRAN 6000G10.0
d)氯酸钠(50%溶液)8. 0
e)二水合柠檬酸钠2. 33
f)一水合柠檬酸0. 33
3-异噻唑啉脂质体的降解可通过不溶性沉淀物的形成来定量观察。应用定量气相色谱(GC)以及高压液相色谱(HPLC)分析来测定存储于加速存储环境(50V )下的样本的活性成分浓度。本领域已知的异噻唑啉脂质体的稳定性如下所述。
在38°C和50°C下测试具有稳定剂的不同的异噻唑啉制剂。由下表I可见，柠檬酸缓冲液和氯酸盐稳定剂的组合在38°C /100 °F下将保存期由29天延长至85天，而单独的柠檬酸缓冲液或氯酸盐仅将保存期分别延长至49天和42天。以表I所示的下面的成分比制备了 13种稳定化的抗微生物脂质体组合物。这些掺入了不同缓冲液稳定剂化合物的包封异噻唑啉的脂质体在4种不同的温度和天数下比较经一段时间后对不可逆分离的稳定性， 如下所示
权利要求
1.将至少一种抗微生物组合物递送至存在于工业系统中的生物膜的稳定化的杀生物剂递送组合物，其中 a)所述生物膜包含至少一种微生物种； b)所述杀生物剂递送组合物包含泡状结构，且 c)所述泡状结构包封与至少一种稳定剂组合物联合的至少一种抗微生物组合物。
2.如权利要求I所述的杀生物剂递送组合物，其中所述的泡状结构包含含有至少一种脂质或磷脂成分的脂质体结构。
3.如权利要求2所述的杀生物剂递送组合物，其中所述脂质为选自磷脂、卵磷脂、磷脂酰胆碱、糖脂、甘油三酯、固醇、脂肪酸、鞘磷脂或其组合的一个成员。
4.如权利要求3所述的杀生物剂递送组合物，其中所述脂质是磷脂。
5.如权利要求4所述的杀生物剂递送组合物，其中所述磷脂来自大豆或蛋。
6.如权利要求3所述的杀生物剂递送组合物，其中所述卵磷脂是脂质的混合物。
7.如权利要求3所述的杀生物剂递送组合物，其中所述抗微生物组合物包含至少一种杀生物剂。
8.如权利要求7所述的杀生物剂递送组合物，其中所述抗微生物组合物包含非氧化性杀生物剂。
9.如权利要求8所述的杀生物剂递送组合物，其中所述杀生物剂为异噻唑啉化合物。
10.如权利要求9所述的杀生物剂递送组合物，其中所述异噻唑啉杀生物剂包括选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮或其任意组合的至少一个成员。
11.如权利要求10所述的杀生物剂递送组合物，其中所述稳定剂化合物是缓冲液，所述缓冲液包含选自柠檬酸盐、氯酸盐缓冲液和乙酸盐的两种或更多种化合物的混合物。
12.如权利要求11所述的杀生物剂递送组合物，其中所述稳定剂化合物是缓冲液，所述缓冲液包含选自柠檬酸/氯酸的金属盐缓冲液、乙酸/氯酸的金属盐缓冲液以及柠檬酸/乙酸缓冲液的两种或更多种化合物的混合物。
13.如权利要求11所述的杀生物剂递送系统，其中所述缓冲液稳定剂选自柠檬酸钠缓冲液、乙酸钠缓冲液、柠檬酸钠/氯酸钠缓冲液混合物、以及乙酸钠/氯酸钠缓冲液混合物。
14.如权利要求13所述的杀生物剂递送系统，其中所述缓冲液稳定剂以占总的杀生物剂脂质体组合物的约O. 2%至约10%的量与所述异噻唑啉杀生物剂一起掺入。
15.如权利要求14所述的杀生物剂递送系统，其中所述异噻唑啉杀生物剂以占总的杀生物剂脂质体组合物的约I. 0wt%至约12. 0wt%的量掺入。
16.如权利要求15所述的杀生物剂递送系统，其中所述异噻唑啉杀生物剂以占总的杀生物剂脂质体组合物的约10. 0wt%至约12. 0wt%的量掺入。
17.如权利要求16所述的杀生物剂递送组合物，其中所述脂质体结构的直径多至约200微米。
18.如权利要求17所述的杀生物剂递送组合物，其中所述脂质体结构的直径在约100纳米至约10微米之间。
19.如权利要求18所述的杀生物剂递送组合物，其中所述工业系统是水系统。
20.如权利要求19所述的杀生物剂递送组合物，其中所述工业系统选自水分配系统、冷却塔、锅炉系统、淋浴装置、水族馆、洒水装置、温泉、清洁浴系统、净气器、巴氏消毒器、空调、液体输送管道、存储罐、离子交换树脂、食品和饮料生产线、喷漆房、金属加工液槽、煤炭和矿物泥浆、金属浸出液、废水处理设备、纸浆和造纸悬浮液、软体动物控制、酸矿排水、石油钻探管、石油管道、石油存储罐、天然气钻探管、天然气管道或易于发生微生物诱导的生物膜形成或微生物诱导的腐蚀的任何工业应用。
21.将抗微生物组合物递送至工业系统中的生物膜的方法，所述方法包括下面的步骤a)制备包封与缓冲液稳定剂联合的至少一种异噻唑啉抗微生物组合物的脂质体结构，该缓冲液稳定剂包含选自柠檬酸盐、氯酸盐和乙酸盐的两种或更多种化合物的混合物；以及b)将有效量的来自上面步骤a)的脂质体引入易于形成生物污着物或生物膜的工业系统中。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述脂质体结构以约O.Olppm至约IOOppm被引入。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述脂质体结构被引入所述工业系统中靶定的位置。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述脂质体结构包含杀生物剂。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述杀生物剂为异噻唑啉杀生物剂。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述异噻唑啉杀生物剂选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮及其混合物。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述缓冲液稳定剂选自柠檬酸钠缓冲液、乙酸钠缓冲液、柠檬酸钠/氯酸钠缓冲液混合物以及乙酸钠/氯酸钠缓冲液混合物。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述缓冲液稳定剂以占总的杀生物剂脂质体组合物的约O. 2wt%至约10wt%的量掺入。
29.如权利要求14所述的杀生物递送系统，其中所述异噻唑啉杀生物剂以占总的杀生物剂脂质体组合物的约I. 0wt%至约12. 0wt%的量掺入。
全文摘要
业已发现了改善的稳定化的杀生物剂递送系统，其通过使用脂质体泡状载体提高了将抗微生物化合物引入复杂的生物膜基质的效率和功效，从而去除工业含水系统(包括管道、热交换、冷凝器、过滤系统和液体存储罐)中的生物污着物。所述改善的稳定化杀生物剂包含小泡包封的杀生物剂，通过掺入稳定剂化合物使该杀生物剂稳定化，使其较先前能够在更长时间内对抗化学药品和热降解。
文档编号C02F1/50GK102803153SQ201180015289
公开日2012年11月28日 申请日期2011年1月7日 优先权日2010年1月21日
发明者M.M.亨特, J.I.梅尔策尔, C.C.皮尔斯, 王琳娜, W.K.怀特克特尔, 张桂喜, D.G.雷诺 申请人:通用电气公司