专利名称：具有生物膜除去功能的液体清洁组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有生物膜除去功能的液体清洁组合物，具体地讲，涉及在医疗器具的自动清洗中具有生物膜除去功能的液体清洁组合物。
背景技术：
在医疗器具的清洗中，通常会遇到诸如人体分泌物、血迹等顽固污渍。此外，在某些特定环境下，例如过夜的设备、或带有血液的手术器械、或内窥镜的管腔，微生物非常容易以生物膜的方式存在。生物膜具有几毫米到几厘米的宏观结构，可覆盖非常大的区域。事实上，在医疗和工业领域，生物膜是非常严重的问题。例如，牙菌斑的形成、内窥镜镜头和导管导致的感染、移植物等的设备导致的感染，所有这些都常常会形成生物膜。清洗和消毒的一般方法通常无法有效地除去生物膜，这会不利地影响器具的后续处理。更通常的是，在自动清洗机中进行医疗器械及相关设备的清洗。对用于自动清洗机的清洁剂而言，提出了更高的要求。因此，需要提供一种液体清洁组合物，它能有效地除去生物膜，并适用于自动清洗机。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种液体清洁组合物，它能有效地除去生物膜，包括但不限于用于自动清洗机。出乎意料地，发明人发现包含表面活性剂、水解酶和异噻唑啉酮及其衍生物的液体清洁组合物可非常有效地除去医疗器具上的生物膜。尤其令人惊讶的是，本发明的液体清洁组合物能尤其有效地用于医疗器具的自动清洗机。因此，本发明提供包含以下成分的液体清洁组合物至少一种选自非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的表面活性剂；至少一种水解酶；至少一种选自异噻唑啉酮及其衍生物的化合物；以及水。本发明的液体清洁组合物尤其适用于清洗医疗器具(如医疗器械和设备)，例如手术器械、内窥镜、导尿管等。本文所述的组合物还适用于家庭或商业清洗应用，例如空调、 冷凝水管等。本发明的液体清洁组合物对难以通过常规方法除去的生物膜具有明显的除去效果。本发明的液体清洁组合物还对例如蛋白质、淀粉等顽固污渍具有出众的除去效果。根据上述需求，可将本发明的液体清洁组合物配制成适用于自动清洗机的低泡沫组合物或配制成适用于人工清洗的透明组合物。
具体实施例方式在本发明中，除非另外指明，否则术语“生物膜”是指顽固地附着在表面上且难以通过简单冲洗除去的微生物细胞集合，其中微生物主要以细胞外多糖类物质的形式或通过细胞外多糖类物质而包被。当细菌附着到物质表面上后，含水聚合物结构将自发生成并结集到一起，从而形成称为生物膜的结构。这些附着细胞群的形成及其对抗菌物质的耐性可导致慢性细菌感染。生物膜中的细菌在生理学方面与相应的游离菌不同。生物膜中的细菌以协同方式存在，与多细胞生命形式非常相似。除非另外指明，否则术语“异噻唑啉酮衍生物”是指以异噻唑啉酮作为基本结构并通过本领域已知的取代或加成方法添加官能团(如卤素、硫、羟基、羧基、苯基等)或添加支链(例如甲基、乙基等)而制成的化合物。除非另外指明，否则术语“脂肪醇”具有ROH通式。R通常为C8-C18，并优选地为C12-C18羟基。这样的高级脂肪醇具有两亲性，也就是说，分子不仅具有疏水基团(例如碳-氢链)，还具有亲水基团(例如羟基)。对于本领域的技术人员而言，术语“环氧烷”是熟知的。例子包括环氧乙烷。乙二醇具有HOC2H2OH结构，其中羟基可直接发生缩合反应。如果此反应在两个乙二醇之间发生， 则形成乙二醇聚合物；如果此反应在同一乙二醇分子两个末端的羟基间发生，则形成环状分子结构，即环氧乙烷。此结构在化学上不是很稳定，往往会开环与其他物质反应。除非另外指明，否则术语“水解酶”是指通过水解反应作用于底物(反应对象)的酶。除非另外指明，否则术语“糖酶”是指可水解糖类物质的酶。本文的糖类物质不仅包括以葡萄糖单元作为基本单元的糖类，也包括多羟基物质部分。除非另外指明，否则术语“淀粉酶”是指可水解淀粉的酶。例如，Novozymes Co.的 Stainzyme、Termamyl 300L、BAN 480L 禾口 Duramyl。除非另外指明，否则术语“脂肪酶”是指可水解脂肪类物质的酶。例如，Novozymes Co.的 Lipolase 禾口 Genencor Co.的 Purafect0除非另外指明，否则术语“蛋白酶”是指可水解蛋白类物质的酶。例如Novozymes Co.的 Alcalase、Esperase、Everlase、Savinase 16XL、Liquanase 禾口 Polarzyme ；以及 Genencor Co.的 Properase0可用于本文所述的组合物的“纤维素酶”可商购获得，例如Novozymes Co.的 Carezyme 4500 禾口 Endolase0除非另外指明，否则术语“非离子表面活性剂”是指在水溶液中不产生离子的表面活性剂。除非另外指明，否则术语“Kathon”是5-氯-2-甲基_4_异噻唑啉酮和2_甲基-3-异噻唑啉酮的混合物，例如从Rohm Haas Co.购得的Kathon CG。特别地，本发明提供包含以下成分的液体清洁组合物至少一种选自非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的表面活性剂；至少一种水解酶；
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至少一种选自异噻唑啉酮及其衍生物的化合物；以及水。在一些优选的实施例中，非离子表面活性剂选自脂肪醇环氧烷共聚物、多羟基醇和烷基醇酰胺。在优选的实施例中，非离子表面活性剂为脂肪醇环氧烷共聚物。更优选地，非离子表面活性剂选自包含至少一个选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的官能团的聚合物。更优选地，非离子表面活性剂的浊点在10°C至60°C的范围内。在优选的实施例中，脂肪醇环氧烷共聚物占组合物的1-20重量％。根据一些实施例，所述至少一种表面活性剂为阴离子表面活性剂。对阴离子表面活性剂的种类没有限制。例如，在一些优选的实施例中，烷基醚硫酸盐可用作阴离子表面活性剂。在一些其他优选的实施例中，将仲烷基磺酸盐或烷基醚磺酸盐用作阴离子表面活性剂。在优选的实施例中，按组合物的总重量计，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂占至少1重量％。在优选的实施例中，按组合物的总重量计，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂不超过20重量％。在优选的实施例中，所述至少一种水解酶选自糖酶、蛋白酶和脂肪酶。更优选地， 糖酶选自淀粉酶、纤维素酶和甘露糖苷酶。在更优选的实施例中，组合物包含至少两种水解酶。甚至更优选地，所述至少两种水解酶包括糖酶和蛋白酶。还更优选地，所述至少两种水解酶包括脂肪酶。在优选的实施例中，按组合物的总重量计，水解酶占至少1重量％。在优选的实施例中，按组合物的总重量计，水解酶不超过10重量％。在优选的实施例中，添加选自异噻唑啉酮及其衍生物的抗微生物化合物。更优选地，异噻唑啉酮及其衍生物包括5-氯-2-甲基-4-异噻唑和2-甲基-3-异噻唑啉酮。在优选的实施例中，按组合物的总重量计，异噻唑啉酮及其衍生物占至少0. 0075 重量％。在优选的实施例中，按组合物的总重量计，异噻唑啉酮及其衍生物不超过1重量％。在优选的实施例中，液体清洁组合物还包含至少一种增溶剂。优选地，增溶剂选自二甲苯磺酸钠或其酸、二甲苯硫酸钠或其酸、或烷基氧化胺或它们的组合。在优选的实施例中，增溶剂占组合物的1-40重量％。根据一些实施例，本发明的液体清洁组合物包含a)增溶剂(例如二甲苯磺酸钠40或烷基氧化胺)12% -40% ；b)非离子表面活性剂(例如，脂肪醇-环氧烷共聚物)0% -20% ；c)阴离子表面活性剂(例如，烷基醚硫酸盐)0% -20% ；d)酶活性稳定剂(例如，硼砂)1 % -10 % ；e)抗微生物剂(例如，5-氯-2-甲基_4_异噻唑和2_甲基-3-异噻唑啉酮)0. 0075% -0. 045% ；f)酶 1 (例如，淀粉酶)1-10% ；g)酶 2 :(例如，蛋白酶)0-10% ；h)酶3 (例如，纤维素)0-5% ；
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i)酶4 :(例如，Lipolase)0-5% 以及j)存在水，并通常按组合物的总重量计添加到共100%，前提是非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的总量不超过20%。本发明的液体清洁组合物可在稀释10至2，000倍后使用。稀释400倍是优选的。 组合物还可在直接稀释后作为产品卖给客户。牛物膜虽然不愿受到任何理论的限制，但是发明人相信，本发明的液体清洁组合物能够以如此高效的方式除去生物膜的原因可能是基于本发明组合物中的三种组分(即表面活性剂、水解酶和异噻唑啉酮或其衍生物)的协同作用。发明人相信，在本发明的液体清洁组合物中，依赖于该协同作用，表面活性剂可除去生物膜的外部污迹，异噻唑啉酮或其衍生物可杀死活性细菌，而酶则可破坏生物膜的细胞外多糖结构，如
图1所示。在实际的生物膜中，可包含大量的不同类型的微生物、或以某些类型的微生物作为主要微生物的微生物。在本发明的实验评价中，代表性地采用绿脓杆菌(pseudomonas aeruginosa)。培养方法则依照 ASTM E-2562-07 (http //astm. nufu. eu)，其中在 CDC 生物膜反应器(CBR 90-lD!Hnt 型(BioSurface Technologies Corp.))中在连续剪切条件下进行培养。浸渗是生物膜清洗操作的主要模式，其程序与实际的人工清洗类似。自动清洗机的清洗(例如)通过水的流动产生机械效应，并能在一定程度上增强生物膜的除去。塵酶有多种分类方法。清洁剂的酶通常为水解酶，即，酶通过水解污渍实现清洗效果。水解酶对形成生物膜结构的细胞外多糖具有有效的除去作用，因此可促进生物膜的除去。水解酶的例子包括但不限于糖酶、蛋白酶、脂肪酶和氧化还原酶等。糖酶和蛋白酶是优选的，淀粉酶和甘露糖苷酶是尤其优选的。可用于本发明的糖酶可商购获得。糖酶可包括淀粉酶、纤维素和其他广义上的多羟基糖类物质水解酶。可用于本发明的淀粉酶将淀粉类污渍水解成具有相对低分子量的糖。合适的淀粉醇包括但不限于 Novozymes Co.的 Stainzyme、Termamyl 300L、BAN 480L、Duramyl。可用于本发明的脂肪酶将油脂类污渍水解成单酸甘油酯、甘油二酯、脂肪酸和甘油。合适的月旨肪醇包括但不限于Novozymes Co.的Lipolase、Genencor Co.的Purafect。可用于本发明的蛋白酶可将蛋白污渍水解成肽和氨基酸以有效地除去血迹。合适的蛋白酶包括但不限于 Novozymes Co.的 Alcalase、Esperase、Everlase、Savinase 16XL、 Liquanase>Polarzyme ；Genencor Co.的 Properase0在优选的实施例中，本发明的液体清洁组合物包含用于医疗设备清洗以增强效力的蛋白酶。可用于本发明的纤维素可商购获得，例如Novozymes Co.的Carezyme 4500、 Endolase0酶对一般的抗微生物剂非常敏感，通常易于形成沉淀或立即发生不可逆的变性。 发明人发现，水解酶、表面活性剂和异噻唑啉酮可作为本发明液体清洁组合物的稳定混合物共存，而不会产生沉淀或发生不可逆的变性。
术语“非离子表面活性剂”是指在水溶液中不产生离子(或其量可忽略不计)的表面活性剂。优选地，至少一种非离子表面活性剂选自脂肪醇环氧烷共聚物、多羟基醇和烷基醇酰胺。当使用环氧烷表面活性剂时，环氧烷的碳原子数优选地为2-5，优选2-4。术语“多羟基醇”是指CnH2n+2_x(OH)χ(χ彡3)，η彡3，优选地3 ^ η ^ IOO0 在本发明中，术语“烷基醇酰胺”是指RCONH (CnH2nO) H或RCON (CnH2nO) 2，其中R表示 C8^8烷基(支)链，优选C1Q 14烷基(支)链；2彡η彡4。在一个实施例中，可用于本发明的脂肪醇的衍生物(例如脂肪醇聚氧乙烯醚)为具有通式A (EO) η的非离子表面活性剂，其中A表示烷基，通常为C8-C18,优选C12-C18烷基， EO表示二乙烯基醚基团(C2H4O)，η表示EO的聚合度，以及3彡η彡100。另一种脂肪醇聚氧化烯醚具有例如RO(C2H4O)a(C3H6O)b(C4H8O)e的结构式；其中R表示C8-C18烷基(支)链， a、b、c分别在0-100的范围内，使得a+b+c彡3。特别地，本发明的非离子表面活性剂包括但不限于Clariant Chemcials的 Genapol EP0244、Genapol ED 3060、Genapol BE 2410 和 Genapol UD/X/T 系列；Dow Chemical 的 DF104 和 DF123 ；以及 Croda Co.的 Monamid716。非离子表面活性剂的一个优选性质是具有由其结构特征决定的浊点。当非离子表面活性剂的水溶液的温度升高时，溶液的亲水性因氢键的破坏而削弱，因此，溶液从最初的透明溶液变为白色浑浊溶液，例如乳状液。然而，此改变是可逆的，当温度降低时，溶液又变为透明状态。通过添加乙二醇、丙二醇和丁二醇的一者或多者而形成聚醚型非离子表面活性剂，例如浊点在10-60°C范围内的聚醚型非离子表面活性剂，可以获得低温和低泡沫特性，同时也可获得相对优良的清洗能力。可将其他类型的非离子表面活性剂用作添加剂以增强体系的稳定性。阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂因其结构而无浊点。包含阴离子表面活性剂的本发明的液体清洁组合物可在器械人工清洗所用的温度范围(例如25至50°C)内保持透明。根据一些实施例，所述至少一种表面活性剂为阴离子表面活性剂。可使用任何阴离子表面活性剂。例如，在一些优选的实施例中，烷基醚硫酸盐可用作阴离子表面活性剂。 在一些其他优选的实施例中，将仲烷基磺酸盐或烷基醚磺酸盐用作阴离子表面活性剂。异噻哔啉酮及其衍生物在生物膜中生长的细菌对抗生素和防腐剂的耐性远高于相应的游离菌，并且其耐性将随着生物膜形成时间的增加而增强。发明人发现，在本发明的液体清洁组合物的组分组合中，异噻唑啉酮及其衍生物可有效杀死生物膜中生长的细菌。尽管无意于受理论的束缚，但是据信，异噻唑啉酮及其衍生物可通过破坏细菌与藻类蛋白间的结合而实现杀菌作用。当与微生物接触时，异噻唑啉酮或其衍生物可迅速抑制并在大部分情况下不可逆地抑制微生物的生长，从而导致这些微生物细胞死亡。因此，异噻唑啉酮及其衍生物对细菌、真菌、藻类等具有非常强的抑菌和杀菌作用。异噻唑啉酮的结构式和优选的异噻唑啉酮衍生物如下所示。
权利要求
1.一种液体清洁组合物，包含至少一种选自非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的表面活性剂； 至少一种水解酶；至少一种选自异噻唑啉酮及其衍生物的化合物；以及水。
2.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中所述非离子表面活性剂选自脂肪醇环氧烷共聚物、多羟基醇和烷基醇酰胺。
3.根据权利要求2所述的液体清洁组合物，其中所述非离子表面活性剂为脂肪醇环氧烷共聚物。
4.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中按所述组合物的总重量计，所述表面活性剂以不超过20重量％的量存在。
5.根据权利要求3所述的液体清洁组合物，其中所述非离子表面活性剂选自含有至少一个官能团的聚合物，所述官能团选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷。
6.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中所述非离子表面活性剂的浊点在10°C 至60°C范围内。
7.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中所述至少一种水解酶选自糖酶、蛋白酶和脂肪酶。
8.根据权利要求7所述的液体清洁组合物，其中所述糖酶选自淀粉酶、纤维素酶和甘露糖苷酶。
9.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中所述组合物包含至少两种水解酶。
10.根据权利要求9所述的液体清洁组合物，其中所述至少两种水解酶包括糖酶和蛋白酶。
11.根据权利要求9所述的液体清洁组合物，其中所述至少两种水解酶还包括脂肪酶。
12.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中所述异噻唑啉酮衍生物选自 5-氯-2-甲基-4-异噻唑和2-甲基-3-异噻唑啉酮。
13.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中按所述组合物的总重量计，所述水解酶以不超过10重量％的量存在。
14.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中按所述组合物的总重量计，所述异噻唑啉酮或其衍生物以0. 0075重量％至1重量％的量存在。
15.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，还包含至少一种增溶剂。
16.根据前述任一项权利要求所述的液体清洁组合物，其中所述增溶剂选自二甲苯磺酸钠或其酸、二甲苯硫酸钠或其酸、烷基氧化胺或它们的组合。
17.根据前述任一项权利要求所述的液体清洁组合物，其中所述增溶剂以所述组合物的1重量％至20重量％的量存在。
18.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中所述非离子表面活性剂的浊点大于 50 "C。
19.根据权利要求1所述的液体清洁组合物，其中所述阴离子表面活性剂为烷基醚硫酸盐。
全文摘要
本发明提供一种液体清洁组合物，其包含至少一种选自非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的表面活性剂；至少一种水解酶；至少一种选自异噻唑啉酮及其衍生物的化合物；和水。
文档编号C11D17/00GK102459557SQ201080030568
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者刘芝兰, 刘颋, 吴东, 李宇, 谢颖玮, 邱凯, 陆益斌 申请人:3M创新有限公司