CN119463561A 基于聚合物的抗微生物组合物及其使用方法 （艾克森实验室有限公司）

201780052448.X2017.07.27基于聚合物的抗微生物组合物及其使用方法组合物，其至少包含(i)基于聚乙烯亚胺的聚合以施加抗微生物组合物以对表面进行消毒并在2在暴露于EPA#01_1A耐久性测试的摩擦循环和微生物挑战的24小时后，所述抗微生物2.根据权利要求1所述的抗微生物膜涂层，其中所述抗微生物膜涂层还包含选自聚二3.根据权利要求2所述的抗微生物膜涂层，其中所述抗微生物膜涂层还包含聚二烯丙5.根据权利要求1至3中任一项所述的抗6.根据权利要求1至3中任一项所述的抗微生物7.根据权利要求1至3中任一项所述的抗8.根据权利要求7所述的抗微生物膜涂层，其中所述一种或多于一种非电解质聚合物10.一种杀灭表面上的微生物的方法，其包括使微生物与权利要求1至9中任一项所述(iii)在接触60分钟内杀灭至少95％的甲型流感(H1N1)(ATCCCCL_34)包膜病毒的3感染是由于与受微生物污染的表面接触而发生的(Salwiczek等人，TrendsBiotechnol(C.difficile)是一种引起从腹泻到危及生命的结肠炎症的症状的肠道超级细菌，是医院的聚合物材料的使用引起了学术界和工业界的日4EPA对病毒的log3减少和对细菌的l[0011](ii)根据ASTM国际方法E1052_96(2002)或ASTM国际方法E2315(2016)的悬浮测[0012](iii)根据抗微生物活性的日本工业标准(JIS)Z2801(2006)测试或本文所述的[0017](iv)由该组合物形成的膜具有根据国际标准化组织(ISO)10993_5体外细胞毒性物形成的膜杀灭至少99.9％的革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌，或(v_b)根据如本文所5包含至少一种在可见光下具有光催化活性的有机颗粒和/或无机颗粒、至少一种黏附促进[0022]图1示出了在本发明的实施方案中通过LiTFSI进行的聚二烯丙基二甲基氯化铵[0023]图2A示出了包含不带正电的5μm玻璃的过滤器的小孔径。图2B示出包含具有较大孔径的带正电荷的氧化铝以及与氧化铝偶联的阳[0032](iv)由该组合物形成的膜具有根据国际标准化组织(ISO)10993_5体外细胞毒性物形成的膜杀灭至少99.9％的革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌，或(v_b)根据如本文所久杀灭(消毒)，该自消毒膜通过如上所述的EPA可接受的耐久性测试和EPA批准的毒性测6混合一种或多于一种阳离子聚合物以靶向特定病原体和/或设计具有各种成本特征的产[0036]不希望受任何特定理论的束缚，阳离子聚合物尤其在靶向革兰氏阳性和/或革兰基苯基烷基三烷基铵盐(例如乙烯基苄基三甲基卤的两种或多于两种阳离子聚合物的组合。在具体实丙基二烷基氯化铵)与非化学改性的线性PEI组[0039]阳离子聚合物可以与阴离子聚合物一起使用或不与阴离子聚合物一起使用以形入一种或多于一种阳离子聚合物时自动形成的复合物。PEC通常是亲水的并且往往是水溶7二烯丙基二甲基氯化铵和聚二烯丙基二甲基氟化铵和/或聚二烯丙基二甲基铵双(三氟甲[0041]优选的聚二烯丙基二烷基铵盐是由二烯丙基二烷基铵化合物的聚合形成的那些聚DADMAC中的这种反离子交换在图1中示出。已知LiTFSI在水中具有良好的溶解性和稳定8本发明试图使用离子交换策略仅产生足够的胶束以略微降低阳离子聚合物无论单独使用得膜根据如本文所述的EPA方案#01_1A残留自消毒活性测试或其改进版本的耐久性。通过用以下步骤：1)最初将添加到聚DADMAC溶液中的水减少125毫升；2)通过对于每2.4克聚_释溶液来实现水溶性聚DADMAC中Cl_反离子的部_子和氯离子混合物的经转化的聚DADMAC提供了能够在30分钟内杀灭>99.99％的大肠杆菌基三烷基铵盐、乙烯基苯基烷基三烷基铵盐和/或丙烯酰氨基烷基三烷基铵盐的数均分子量可以为20000000g/摩尔或更低，例如15000000g/摩尔或更低，10000000g/摩尔或更低、可以为25000g/摩尔至20000000g/摩尔、25000g/摩尔至15000000g/摩尔、25000g/摩尔至200000g/摩尔至1000000g/摩尔、250000g/摩尔至1000000g/摩尔、300000g/摩尔至9基铵盐、和/或丙烯酰氨基烷基三烷基铵盐的数均分子量为250000g/摩尔至1000000g/摩聚二烯丙基二烷基卤化铵)的数均分子量通常为约800000g/摩尔至约20000000g/摩尔(例如，约1000000g/摩尔至15000000g/摩尔、约1000000g/摩尔至10000000g/摩尔、约5000000g/摩尔、约4000000g/摩尔至10000000g/摩尔、约5000000g/摩尔至20000000g/摩尔、约5000000g/摩尔至15000000g/摩尔、约6000000g/摩尔至20000000g/摩尔、约的支化PEI(BPEI)在低浓度下对大肠杆菌(E.coli)具有抗微生物活性。Pasquier等人表现出一定程度的抗微生物活性，而用长链烷基链接枝的线性PEI(LPEI)产生一系列疏水改性的水不溶性LPEI衍生物，该LPEI衍生物有效杀灭大肠杆菌和金黄色葡萄球菌9399044中描述的化学改性的PEI仅对细菌(例如结核分枝杆菌、革兰氏阴性大肠杆菌和铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、革兰氏阳性金黄色葡萄球菌)和真菌白色念珠菌阳性菌和革兰氏阴性细菌，而且还显示针对包膜病毒非化学改性的线性PEI的抗微生物组合物减少MS2噬菌体的能力，MS2噬菌体被视为无包膜任何具体理论束缚，认为脱烷基化作用增强了PEI杀灭病毒的能力，并降低了它的细胞毒[0064]基于聚乙烯亚胺的聚合物的数均分子量通常为15000g/摩尔至250000g/摩尔。基限定的数均分子量。例如，基于聚乙烯亚胺的聚合物的数均分子量可以为15000g/摩尔至尔至170000g/摩尔、90000g/摩尔至170000g/摩尔、120000g/摩尔至170000g/摩尔、[0065]本发明的一个方面是一种抗微生物组合物，该组合物包含(a)聚二烯丙基二烷基基铵盐与基于聚乙烯亚胺的聚合物的重量比是任何合适的数量，但通常为80/20至20/80[0066]当阳离子聚合物是基于聚乙烯亚胺的聚合物时，组合物还可以包含阴离子聚合何理论束缚，认为质子化的线性PEI结合多元酸的阴离子形式(例如柠檬酸盐)以形成复合氧二琥珀酸(ODS)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸的脱乙酰化和/或用季铵化来脱乙酰化(例如三甲基壳聚糖)的壳聚糖产生更可溶的高分子可以为2000000g/摩尔或更低，例如1750000g/摩尔或更低、1500000g/摩尔或更低、或量。例如，壳聚糖的数均分子量可以为20000g/摩尔至2000000g/摩尔、20000g/摩尔至尔至1000000g/摩尔、50000g/摩尔至2000000g/摩尔、100000g/摩尔至2000000g/摩尔、250000g/摩尔至2000000g/摩尔、500000g/摩尔至2000000g/摩尔、或1000000g/摩尔至[0071]阴离子聚合物可以是能够与阳离子聚合物形成PEC的任何合适的阴离子聚合物，酸盐、巴西树胶、Kondagogu胶(Cochlospermumg通过控制最终PEC胶体的尺寸来调节膜的溶解力和黏附性。一些应用可能需要溶解度较低[0076]抵消PEC生长趋势的第二种方法是相对于阴离子聚合物混合物的pH控制阳离子聚膜的轻微溶解也会导致浸析，并且远高于或远低于7的pH将杀灭测试中使用的哺乳动物细议在将任何有机颗粒和/或无机颗粒分散到PEC中之后调节最[0080]本发明的一个方面是以使得PEC在溶液中的平均聚集体尺寸小于约500nm(例如，子聚合物或这两者具有吸引力。黏附促进剂的合适实例包括钛酸酯、羧化的支化或线性[0082]钛酸酯可以是任何合适的钛酸酯，它增加组合物黏附到表面的能力和/或使组合丁氧基三(二辛基)磷酰氧基O钛IV、2,2(双2丙烯氧基甲基)丁氧基三(二辛基)焦磷酰基)乙基三甲氧基硅烷、γ环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ环氧丙氧基丙基甲基二[0087]黏附促进剂可以是阳离子嵌段共聚物，例如具有碱性或酸性黏性基团如氨基和/TMTM无机的颗粒。具有光催化活性的有机颗粒和/或无机颗粒产生能够破坏病原微生物(例如，氧化硅(包括气相二氧化硅、非晶二氧化硅、沉淀成的TiO2纳米颗粒，它可以购自Nanostructured&AmorphousMaterials公司(美国德克萨2通常仅可分散在醇中。在没有表面活性剂的情况下产生这种稳定的纳米分散2587、NKX2697、NKX2753、NKX2586或NKX2311)和基于钌的染料(例如，(Bu4N)2[Ru顺式二(硫氰酸基)双(2,2/联吡官能化的过渡金属氧化物颗粒(例如，TiO_OOH和H2O2中的每一个可以与病原微生物发生反应并破坏它们_____[0103]有机和/或无机光催化颗粒可以包括导电的共轭聚合物。合适的共轭聚合物包括酸改性或质子化的石墨相氮化碳(g_C3N4)代替。CN的质子化使CN的带隙具有与TiO2非常接近的带价和导带。发明人已经开发了几种技术来产生被称为酸化氮化碳(ACN)的质子化的CN，然后将质子化的CN强偶联到非均相CN和共轭聚合物(例如聚吡咯(Ppy)、聚(3_己基噻吩)(P3HT)、聚噻吩(Ptp)等)料。在美国临时专利申请62/367981和发明人同时提交的临时专利申请中详细解释了该方[0105]这种新型的基于聚合物的光反应材料的优点包括以下一项或多于一项：(i)利用[0107]在可见光中具有光催化活性的有机颗粒和/或无机颗粒的平均直径不受特别限[0108]抗微生物组合物可以包含任何合适量的有机光催化颗粒和/或无机光催化颗粒，以形成残留的自消毒膜。抗微生物组合物可以包含量为阳离子单体的1％基于单体的重量物可以包含量为阳离子聚合物的20％wbm或更少的有机颗粒和/或无机颗粒，例如18％wbm见光下具有光催化活性的有机颗粒和/或无机颗粒的抗微生物组合物在接触24小时内杀灭[0112]抗微生物组合物可以包含任何合适量的盐，例如0.01M至0.1M，包括端点例如[0115]通常，抗微生物组合物不包含杀菌小分子化合物(即非聚合物)或抗微生物金属胺的聚合物通常是如本文所述的线性或支化的聚乙烯亚胺(PEI)，但优选是未经化学或结[0122]质子供体可以以合适的量(例如，占醇的总重量的约0.015％至约1包括约聚合物的结晶性质为具有更大的表面积并且能够在溶液中或作为膜提供更多的阳离子聚下制备非化学改性的线性PEI和其它阳离子聚合物的可混溶的共混物。将适量的水/PEI分[0137](iv)由该组合物形成的膜具有根据国际标准化组织(ISO)10993_5体外细胞毒性物形成的膜杀灭至少99.9％的革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌，或(v_b)根据如本文所无孔、非食物接触表面上测试消毒剂针对金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella[0140]涉及本发明可混溶的共混物制剂的杀菌喷雾测试结果列于表3中，同时与三种市[0143]表3中的结果表明，组合物B含有400ppm的阳离子聚合物，并在接触5分钟内通过[0144]测试(ii)是根据ASTME1052_96(2002)或ASTME2315(2016)的悬浮测试，用于确时进行。与相应的病毒对照相比，计算病毒感染性的百分比和对数减少。ASTME1052_96(2002)和ASTME2315(2016)最适合于悬浮液形式的抗微生物组合物，例如手消毒剂组合毒和/或艰难梭菌的能力，JISZ2801被称为抗微生物产品抗微生物活性和功效的日本工革兰氏阳性或革兰氏阴性细菌的log5群体，(iii_b)在接触30分钟内杀灭至少95％的包膜生物组合物形成的膜满足要求(iii_a)_(iii_d)中的2种或更多种、3种或更多种或全部4[0157]此外，可以通过在光照条件下进行测试并将样品表面积从1600mm2增加合物形成的膜必须在用加重织物交替进行干湿摩擦12次之间和之后保持改进测试捕获抗微生物组合物在数天内的抗微生物效力。通过该改进测试要求在4至7天的残留自消毒膜。抗微生物的残留自消毒膜使表面具有杀细菌、杀病毒和/或杀病菌的作面)和被施加到表面的如本文所述的抗微生物的残留自消毒膜。所得膜提供不易除去的非[0173]合适的木材表面包括例如硬木和软木，以及由木材、木屑或纤维制成的材料(例[0191]“食品”是期望以抗微生物的残留自消毒膜提供的任何食品。在这样的实施方案(AmborellatrichopodaBaill))、睡莲目(例如，睡莲)、木兰藤目(例如，八角茴香[0200]抗微生物的残留自消毒膜使得表面对任何合适的细菌具有任何合适程度的杀菌核细胞增生李斯特氏菌(Listeriamonocytogenes)、肺炎克雷伯氏菌、肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)、化脓性链球菌(Streptococcuspyogenes)、无乳链球菌(Streptococcusagalactiae)、流感嗜血杆菌(Haemophilusinfluenzae)、幽门螺杆菌(Helicobacterpylori)、沙门氏菌属(Salmonella)、志贺氏菌属(Shigella)、梭菌属甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、革兰氏阴性大肠杆菌(ATCC8739)、艰难梭菌(ATCC毒膜在接触5分钟内杀灭至少99.8％的革兰氏阳性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的log5群体。在一个优选的实施方案中，抗微生物的残留自消毒膜在接触5分钟内杀灭至少99.7％的革兰氏阴性大肠杆菌(ATC小时内杀灭至少99.7％的艰难梭菌(ATCC43598)的抗微生物组合物形成的抗微生物的残留自消毒膜使盛顿港)，GEInfrastructureWaterandProcessTechnologies(宾夕法尼亚州特里沃斯)和MeissnerFiltrationProducts(加利佛尼亚州卡马黏附促进剂用作偶联剂。其中黏附促进剂是阳离子例如支化的羧化PEI的实施方案是优选一种或多于一种不溶性阳离子聚合物偶联的经处理的过滤器可以在减压和/或更少结垢的剂(例如支化的羧化PEI)将线性PEI与带正电荷的非织物过滤器Al2O3介质偶联而制成经处[0210]在测试时，高度污染的(log7)金属工作流体通过如本文少和对细菌的log5减少的要求；(ii)根据ASTM国际方法E1052_96(2002)或ASTM国际方法或本文所述的此类测试的改进版本，由该组合物形成的膜，(iii_a)在30分钟内杀灭至少95％的革兰氏阳性或革兰氏阴性细菌的log5群体，(iii_b)在接触30分钟内杀灭至少95%少99.9％的革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌，或(v_b)根据如本文所述的方案#01_1A残[0215](4)根据实施方案(1)至(3)中任一项的抗微生物组合物，其中阳离子聚合物是非[0216](5)根据实施方案(1)至(4)中任一项的抗微生物组合物，其中至少一种黏附促进[0217](6)根据实施方案(1)至(5)中任一项的抗微生物组合物，其中在可见光下具有光[0218](7)根据实施方案(1)至(6)中任一项的抗微生物组合物，其中在可见光下具有光催化活性的有机颗粒和/或无机颗粒是在紫外线(UV)下水解的W_掺杂和N_掺杂的TiO2颗[0219](8)根据实施方案(1)至(7)中任一项的抗微生物组合物，其中抗微生物组合物不[0220](9)根据实施方案(1)至(7)中任一项的抗微生物组合物，其中抗微生物组合物还件下杀灭微生物，该JISZ2801通过不要求经接种的膜被覆盖并在接种物干燥后开始测试[0229](18)根据实施方案(17)的方法，其中载体蒸发从而在表面上留下残留的自消毒多于一种：(i)在接触30分钟内杀灭至少95％的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的log5群体；(ii)在接触30分钟内杀灭至少95％的群革兰氏阴性大肠杆菌(ATCC8739)的log5群种：(i)在接触30分钟内杀灭至少95％的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的log5群体；(ii)在接触30分钟内杀灭至少95％的革兰氏阴性大肠杆菌(ATCC8739)的log5细菌群体；(iii)在接触60分钟内杀灭至少95％的甲型流感(H1N1)(ATCCCCL_34)包膜病毒的log4群[0241]以下实施例的抗微生物组合物根据以下一般程序制备：(1)制备一种或多于一种阳离子聚合物的高度稀释混合物，(2)以基于阳离子单体的重量百分比(％wbcm)加入光催以获得用于确定例如膜厚度和膜耐久性的所需浓度，和(7)进一步稀释抗微生物组合物以[0247]表8中列出的产生PEC的抗微生物组合物包含两种阳离子聚合物(即，聚DADMAC和菌。醇还有助于组合物更快地干燥以形成残留的自消毒膜。用醇替代水可以是5％的醇至[0249]该实施例证明了根据本发明实施方案的抗微生物组合物显示出对革兰氏阳性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和革兰氏阴性大肠杆菌(ATCC8739)的未来抗微生物防护[0250]制备消毒组合物，其包含表9中列出的250kDa的聚DADMAC或超和时间是用经细菌接种7日龄的膜测量的。细菌测试由独立的测试实验室BioSan[0255]从表10中列出的结果可以明显看出，超高分子量的聚DADMAC在防止革兰氏阳性(MRSA)和革兰氏阴性(大肠杆菌)细菌的未来生长方面非常有效，在5分钟内杀灭率高于[0257]该实施例证明了根据本发明实施方案的抗微生物组合物显示出对甲型流感毒测试由独立的测试实验室AntimicrobialTestLaboratories(得克萨斯州朗德罗克)进PEI的抗微生物组合物在5分钟内杀灭97.4％的无包膜病毒MS2的log4群体，在30分钟内杀病毒性，特别是针对无包膜的MS2。在没有PEI的情况下，在30分钟内杀灭82.3但含有[0265]该实施例证明了根据本发明实施方案的抗微生物组合物显示出对产生孢子的艰难梭菌(ATCC43598)的未来抗微生物防护作[0266]在水甲醇混合物中制备包含超高分子量聚DADMAC、钛酸酯和官能化TiO2的抗微由独立的测试实验室