СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПРОТИВОМИКРОБНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Настоящая заявка в соответствии с 35 U.S.С. $119(е) претендует на приоритет предварительной заявки на патент U.S. №61/273529, зарегистрированной 5 августа 2009 г.

Настоящее изобретение относится к комбинациям биоцидов, а именно к комбинациям, обладающим активностью, которая превышает сумму активностей входящих в нее противомикробных соединений при их индивидуальном применении.

Применение комбинаций, включающих по меньшей мере два противомикробных соединения, может дать возможность расширять потенциальные рынки, уменьшать используемые концентрации и стоимость, а также снижать уровень отходов. В некоторых случаях поступающие в продажу противомикробные соединения не позволяют эффективно бороться с микроорганизмами (обеспечивать эффективный контроль микроорганизмов) даже при их применении в высоких концентрациях, что обусловлено низкой активностью в отношении определенных типов микроорганизмов, например микроорганизмов, обладающих устойчивостью к определенным противомикробным соединениям. Иногда применяют комбинации различных противомикробных соединений для обеспечения общего контроля микроорганизмов в конкретных условиях конечного применения. Например, в U.S. №6197805 описана комбинация 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC) и 2-(метоксикарбониламино)бензимидазола, однако в этом процитированном документе не предложена ни одна из комбинаций, заявленных в настоящем изобретении. Кроме того, существует необходимость в разработке дополнительных комбинаций противомикробных соединений, обладающих повышенной активностью в отношении различных штаммов микроорганизмов для обеспечения эффективного контроля микроорганизмов, прежде всего при их применении в составе сухих пленочных покрытий. В основу настоящего изобретения была положена задача -разработать такие дополнительные комбинации противомикробных соединений.

Краткое изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение относится к синергетической противомикробной композиции, содержащей: (а) 3-йод-2-пропинилбутилкарбамат и (б) флуметсулам, в которой массовое соотношение 3-йод-2-пропинил-бутилкарбамата и флуметсулама составляет от 10:1 до 1:10.

Кроме того, настоящее изобретение относится к синергетической противомикробной композиции, содержащей: (а) 3-йод-2-пропинилбутилкарбамат и (б) диклосулам, в которой массовое соотношение 3-йод-2-пропинил-бутилкарбамата и диклосулама составляет от 15:1 до 1:15.

Подробное описание изобретения

В контексте настоящего описания перечисленные ниже понятия имеют указанные ниже значения, если из контекста ясно не следует иное. Понятие «противомикробное соединение» относится к соединению, обладающему способностью ингибировать рост или контролировать рост микроорганизмов; в качестве противомикробных соединений можно применять бактерициды, бактеристатики, фунгициды, фунгистатики, альгициды и альгистатики в зависимости от применяемого уровня доз, системных условий и требуемого уровня контроля микроорганизмов. Понятие «микроорганизм» включает, например, грибы (такие как дрожжевые и плесневые грибы), бактерии и водоросли. В настоящем описании используются следующие сокращения: част./млн обозначает массовые части на миллион (мас./мас.), мл обозначает миллилитр, АТСС обозначает Американская коллекция типовых культур и МПК обозначает минимальная подавляющая концентрация. Если не указано иное, то температуры даны в градусах Цельсия (°С), а проценты представляют собой массовые проценты (мас.%). Процентные содержания противомикробных соединений в композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, даны в пересчете на общую массу действующих веществ в композиции, т.е. самих противомикробных соединений, без учета каких-либо количеств растворителей, носителей, диспергирующих средств, стабилизаторов или иных материалов, которые могут присутствовать в композиции.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, в которых противомикробная композиция содержит IPBC и флуметсулам, массовое соотношение IPBC и флуметсулама составляет от 9:1 до 1:8, в других вариантах оно составляет от 8:1 до 1:6, в других вариантах оно составляет от 8:1 до 1:5, в других вариантах оно составляет от 7:1 до 1:5, в других вариантах оно составляет от 8:1 до 1:3, в других вариантах оно составляет от 8:1 до 1:2, в других вариантах оно составляет от 7:1 до 1:3; в других вариантах оно составляет от 7:1 до 1:2, в других вариантах оно составляет от 7:1 до 1:1, в других вариантах оно составляет от 6:1 до 1:2; в других вариантах оно составляет от 6:1 до 1:1; в других вариантах оно составляет от 5:1 до 1:1; в других вариантах оно составляет от 4:1 до 2:1.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, в которых противомикробная композиция содержит IPBC и диклосулам, массовое соотношение IPBC и диклосулама составляет от 15:1 до 1:10, в других вариантах оно составляет от 15:1 до 1:5, в других вариантах оно составляет от 12:1 до 1:5, в других вариантах оно составляет от 15:1 до 1:2, в других вариантах оно составляет от 15:1 до 1:1, в других вариантах оно составляет от 12:1 до 1:2, в других вариантах оно составляет от 12:1 до 1:1, в других вариантах оно составляет от 12:1 до 2:1, в других вариантах оно составляет от 11:1 до 1:1, в других вариантах оно составляет от 11:1 до 2:1, в других вариантах оно составляет от 11:1 до 3:1, в других вариантах оно составляет от 10:1 до 4:1.

В некоторых вариантах осуществления изобретения противомикробные комбинации, предлагаемые в настоящем изобретении, включают в состав жидких композиций, прежде всего в состав дисперсий полимеров в водных средах. Биоцидные комбинации особенно пригодны для предохранения строительных материалов, таких, например, как адгезивы, уплотняющий состав, соединения, применяемые для склейки, герметик, обшивочный лист и т.д., краски, покрытия, полимеры, пластмассы, синтетический и натуральный каучук, продукты из бумаги, листы из стекловолокна, изоляционный материал, системы для наружной изолирующей отделки, рулонные кровельные материалы и материалы для настилки полов, строительные штукатурные растворы, материалы из древесины и древесно-пластмассовые композиционные материалы. В некоторых вариантах осуществления изобретения противомикробные композиции представляют собой латексные краски или другие жидкие композиции для нанесения покрытия, которые содержат биоцидные комбинации, предлагаемые в настоящем изобретении. Биоцидные комбинации можно применять для предохранения сухих пленочных покрытий, образующихся после нанесения краски или другой жидкой композиции для нанесения покрытий. В некоторых вариантах осуществления изобретения противомикробная композиция представляет собой акриловую латексную краску, которая содержит одну или несколько биоцидных комбинаций, предлагаемых в настоящем изобретении, или сухое пленочное покрытие, образовавшееся после нанесения краски на поверхность.

Как правило, содержание действующего вещества в биоцидных комбинациях, предлагаемых в настоящем изобретении, необходимое для контроля роста микроорганизмов, составляет от 100 до 10000 част./млн. В некоторых вариантах осуществления изобретения действующие вещества, входящие в композицию, присутствуют в количестве, составляющем по меньшей мере 300 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем по меньшей мере 500 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем по меньшей мере 600 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем по меньшей мере 700 част./млн. В некоторых вариантах осуществления изобретения действующие вещества, входящие в композицию, присутствуют в количестве, составляющем не более чем 8000 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 6000 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 5000 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 4000 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 3000 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 2500 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 2000 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 1800 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 1600 част./млн. Указанные выше концентрации представляют собой концентрации в жидкой композиции, содержащей биоцидные комбинации; уровни биоцидов в сухом пленочном покрытии должны быть более высокими.

Под объем настоящего изобретения подпадает также способ предупреждения роста микроорганизмов в строительных материалах, прежде всего в сухих пленочных покрытиях, заключающийся в том, что в материалы вносят любую из заявленных биоцидных комбинаций.

Примеры

Приготовление образца: Приготавливали образцы белой акриловой латексной краски, свободной от биоцидов, в виде аликвот объемом по 50 мл. Затем добавляли каждый биоцид до достижения необходимой концентрации действующего вещества в краске. Осуществляли тестирование при следующих общих концентрациях биоцидов: 750, 1500, 2500 и 5000 част./млн. После добавления биоцидов каждый образец перемешивали вручную в течение как минимум 30 с, после чего в течение 3 мин осуществляли смешение с помощью шейкера-миксера для красок (типа RED DEVIL). Каждый из образцов краски, а также контрольный образец (не содержащий биоцид), использовали для нанесения с помощью аппликатора типа Bird Bar пленок толщиной 3 мила (1 мил=0,001 дюйма) на черные пластиковые панели из сополимера винилхлорида/ацетата (фирма LENETA, Мава, шт. Нью-Джерси). Панели тщательно сушили в течение 5 дней, избегая воздействия прямых солнечных лучей. Из каждой панели вырезали квадратные диски (15 мм²) и использовали в качестве субстрата при проведении тестов на эффективность в отношении грибов и водорослей. Этот размер образца позволял иметь агаровую границу при помещении вырезанного из образца диска в лунку тест-планшета.

Условия тестирования: Для поддержания роста микроорганизмов применяли соответствующие среды (3 н. среду Болда (BOLD) для хлорофитов, BG-11 для цианобактерий и PDA для грибов). При оценке эффективности в отношении водорослей тест-планшеты выдерживали при комнатной температуре (25-26°С) в условиях циклического изменения света и темноты в течение 3 недель. В тестах с контрольным заражением грибами планшеты выдерживали при 30°С в течение трех недель. По окончании периода инкубации проводили балльную оценку образцов, подсчитывая процент площади, на которой визуально обнаружен рост микроорганизмов.

Оценка эффективности в отношении водорослей - модифицированный метод ASTM 5589

ASTM 5589 представляет собой стандартный ускоренный метод тестирования (standard accelerated test method), предназначенный для оценки устойчивости различных покрытий (включая краски) к повреждению водорослями. Для его приспособления к условиям высокопроизводительного скрининга, масштаб метода был уменьшен путем перехода от чашек Петри к 12-луночным планшетам. С помощью пары стерильных пинцетов помещали один образец в центр агаровой пробки (наверх) окрашенной стороной вверх. Каждую лунку инокулировали с использованием 150 мкл конкретного организма (1×10⁶ КОЕ/мл), обращая внимание на то, чтобы вся поверхность (пленка краски, а также окружающий ее агар) была равномерно покрыта. Планшеты инкубировали в течение трехнедельного периода времени при комнатной температуре (25-26°С) в условиях циклического чередования фаз света (светильники модели OTT-Lite №OTL4012P, 40 Вт, 26 клм) и темноты. Через две недели опыта по окончании каждой недели оценивали общую покрытую площадь, при этом определение процента покрытой площади проводили, округляя результат до 5%. При проведении оценки пластин отмечали зоны ингибирования.

Тестирование для оценки эффективности в отношении грибов - модифицированный метод ASTM 5590

ASTM 5590 представляет собой стандартный ускоренный метод тестирования, предназначенный для оценки устойчивости различных покрытий (включая краски) к повреждению грибами. Для его приспособления к условиям высокопроизводительного скрининга, масштаб метода был уменьшен путем перехода от чашек Петри к 12-луночным планшетам. Для проведения теста агаровую пробку помещали на дно каждой лунки стерильного 12-луночного планшета. С помощью пары стерильных пинцетов помещали один образец в центр агаровой пробки (наверх) окрашенной стороной вверх. Каждую лунку инокулировали с использованием 150 мкл конкретного организма (1×10⁶ КОЕ/мл), обращая внимание на то, чтобы вся поверхность (пленка краски, а также окружающий ее агар) была равномерно покрыта. Планшеты инкубировали в течение трехнедельного периода времени при 30°С во влажных условиях. Через две недели опыта по окончании каждой недели оценивали общий процент покрытой площади и регистрировали, округляя результат до 5%.

Коэффициент синергизма (SI)

Величину SI рассчитывали согласно методу, описанному у F.C.Kull и др., Applied Microbiology, том 9, 1961. При создании настоящего изобретения величину SI рассчитывали на основе приведенной ниже формулы с использованием минимальной подавляющей концентрации, которую определяли на основе процента ингибирования индивидуальным биоцидом каждого тестируемого микроорганизма.

SI=Qa/QA+Qб/QБ

Qa обозначает концентрацию биоцида А при его применении в составе смеси;

QA обозначает концентрацию биоцида А при его применении индивидуально;

Qб обозначает концентрацию биоцида Б при его применении в составе смеси;

QБ обозначает концентрацию биоцида Б при его применении индивидуально.

Если рассчитанная по данной формуле величина SI<1, то это означает, что смесь биоцидов обладает синергетическим действием.

Пример 1

Проводили исследование эффективности флуметсулама (Flumet) в отношении различных видов водорослей и грибов при его применении в виде индивидуального действующего вещества и в составе смеси с IPBC в пленках краски. Установлено, что смеси обладали высоким уровнем синергизма в отношении широкого спектра грибов и водорослей. Синергетическое действие указанных смесей было более высоким при использовании более высокой концентрации 1РВС. Результаты, полученные после выдерживания в течение трех недель, представлены в таблице 1 (для водорослей) и в таблице 2 (для грибов).

Пример 2

Рассматриваемое исследование было проведено с целью изучения эффективности смесей IPBC и диклосулама в диапазоне массовых соотношений IPBC и диклосулама (Dido) от 10:1 до 4:1. Установлено, что указанные смеси характеризовались очень высоким уровнем синергизма в отношении широкого спектра грибов и водорослей. Каждая протестированная смесь обладала синергетическим действием в отношении по меньшей мере одного организма при всех протестированных соотношениях IPBC и диклосулама. Результаты, полученные после выдерживания в течение трех недель, представлены в таблице 3 (для водорослей) и в таблице 4 (для грибов).

Таблица 3 (водоросли)