[發明專利]在生物膜控制中表現出協同作用的組合物

有效

• 申請號: 201880074498.2
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN111726988B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: J·S·查普曼;C·E·科恩薩洛
• 申請（專利權）人: 索理思科技公司
• 主分類號: A01N25/30
• 分類號: A01N25/30;A01N33/02;A01N33/14;A01N41/04;C02F1/50;C02F1/68;C02F1/76;C01B21/09;A61L2/16
• 代理公司: 北京洛科寰宇知識產權代理事務所(普通合伙) 11962
• 代理人: 孫梵;閆猛

公開了一種控制和去除與水性工業系統接觸的表面上的生物膜的方法，其包括以下步驟：加入有效量的生物膜破壞劑，并且向被處理的水性系統中加入殺生物劑，以從與所述水性系統接觸的表面上減少和去除形成生物膜的微生物。還公開了聚乙烯亞胺和氧化性殺生物劑的協同組合物。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年10月18日提交的臨時專利申請第62/573,928號的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及水性環境中微生物的控制。

背景技術

工業、商業和民用系統與結構中的微生物生物膜對這些系統與結構的功能和運行產生重大負面影響，包括減少熱傳遞，堵塞管道和管線，充當病原體的儲存庫，導致機械和結構故障，促進腐蝕，污染和降解產品、飲用水和娛樂用水，并且降低美學價值。

在本文的上下文中，生物膜定義為沉降、附著并然后生長或生活在表面上的微生物。這些微生物可以由單一物種組成或具有多特異性，并且可以由細菌、病毒、真菌、藻類和微型或大型真核生物例如變形蟲、硅藻、線蟲和蠕蟲組成。生物膜可以浸沒在液體、飛濺區、潮濕環境、甚至干燥環境中，例如在雕像和建筑物的表面上發現的生物膜。生物膜在結構上由微生物細胞組成，這些微生物細胞被包裹在由多糖、蛋白質、DNA和許多小分子組成的分子多樣化的聚合物基體中。在自然環境中，它們還會夾帶污垢、土壤、植物性物質和其它環境成分。這種材料通常稱為黏液。生物膜的解剖結構受到環境組成和基體在膜上移動所提供的剪切力的廣泛影響。

與自由漂浮在體相流體中相反，生活在固定環境中的微生物的結果表現在微生物在其基因組的表達上有較大差異，從幾個基因到幾乎50％的基因組。這些變化對生物膜細胞對化學殺生物劑、抗生素和其它環境應激物的敏感性有巨大影響。除了廣泛的生理變化之外，生物膜細胞還存在于聚合物基體中，這可能會干擾殺生物劑或抗生素進入細胞，從而進一步降低其敏感性。已有文件證明殺生物劑和抗生素敏感性的變化超過了一千倍。

控制生物膜的最常用方法是應用化學殺生物劑，包括氧化性殺生物劑、反應性殺生物劑和膜活性殺生物劑。不管殺生物劑的機理類型如何，由于前面段落中討論的原因，已經證明生物膜對殺生物劑的抑制和殺滅作用的抵抗要強得多，導致需要應用高濃度的殺生物劑以實現期望效果。

氧化性殺生物劑通常在各種工業、商業和民用領域中用作生物膜控制劑，因為它們的價格便宜并且對浮游微生物很有效。它們可以有效控制微生物，但是高施用率、處理成本、氧化劑對建筑材料的腐蝕效果以及某些情況下的監管限制通常使得難以將它們有效應用于長期生物膜控制。

氧化性殺生物劑雖然能夠殺滅大部分生物膜種群，但是不能有效地將生物膜從表面去除。因為生物膜的一些負面影響來自于它們在表面上的物理存在，所以這是不令人滿意的。例如，生物膜是很好的絕緣體并且極大地阻礙了冷卻塔和冷卻器中的熱傳遞，雖然處理過的生物膜可能基本上死亡，但是仍然會使表面絕緣。另外，大量的死亡細胞為處理過的種群的存活片段提供了現成的營養來源，并且生物膜往往會迅速重新生長至其原始密度。

以生物膜破壞材料形式的輔助處理與殺生物劑結合進行，以提高殺滅微生物并從表面上去除微生物的功效。這些生物膜破壞劑最常見的是陰離子、陽離子或非離子表面活性劑，其假定機理是與生物膜結構相互作用，這既使得殺生物劑更有效地滲透生物膜又通過它們的表面活性性質去除生物膜。盡管在市場中長期存在這些生物膜破壞劑，但是由于同時使用氧化性和非氧化性殺生物劑的處理程序的功效，這些生物膜破壞劑通常有可能未被充分利用。然而，市場、成本和環境問題已經導致對在不降低微生物控制程序的功效的情況下減少使用殺生物劑的期望，并且在許多市場，特別是工業冷卻水中對分散劑的興趣不斷增加。正如所預期的，這些生物膜破壞劑的相對能力從差到好，并且它們的功效可能受到體相基體(bulk matrix)的組成的影響。還預期到，基于氧化性殺生物劑和生物膜破壞劑的化學相互作用和對生物膜結構的效果，氧化性殺生物劑和生物膜破壞劑的一些組合會比其它組合更有效。

具體實施方式