CN101420986A - 用作可杀菌原材料的基于氨基塑料的发泡材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于氨基塑料的开孔泡沫作为可杀菌工作材料的用途，以及通过用杀微生物液如醇或福尔马林浸渍将开孔泡沫杀菌的方法，以及在高于100℃温度下对医学或微生物学工作容器进行杀菌和净化微生物污染材料的方法。

Description

用作可杀菌原材料的基于氨基塑料的发泡材料
本发明涉及基于氨基塑料的开孔泡沫作为可杀菌工作材料的用途，通过用杀微生物液如醇或福尔马林浸渍将开孔泡沫杀菌的方法，以及在高于100℃温度下对医学或微生物学工作容器杀菌和净化微生物污染材料的方法。
在微生物学中，在无菌条件下工作以及对工作材料进行杀菌具有非常重要的作用。对于这样的工作，如密封瓶子的脱脂棉塞和衬垫物这样的材料都需通过在128℃下加热并且在额定耐压消毒容器中于4个大气压的压力下杀菌，然后以封装的形式供应市场。
被污染材料的处理也具有同样的重要性。尤其是在与致病微生物和遗传工程微生物相关的工作中，要依照严格的规定。
细菌和真菌在固体或液体营养基中培养。接种前，这些营养基都必须经过杀菌。为了杀死微生物，它们通常在高压灭菌器中在高温下进行处理。无菌或可杀菌容器一般使用脱脂棉塞或木浆塞、盖板或螺纹密封件保护以免受侵染。玻璃和金属设备可在金属容器或其它耐热容器中以干法杀菌。玻璃吸液管在专用的罐中以干法杀菌。
需要保持无菌的培养管、瓶和烧瓶采用脱脂棉、卷状木浆或聚硅氧烷泡沫材料做的塞子密封，这些塞子允许空气进入，但起到深床过滤器的作用以阻止空气传播的微生物进入。但是，这些材料必须不含湿气，否则微生物就可从外侧生长，穿透材料进入内部。正如在陪替氏培养皿的情形中一样，在约2-3天的较短时间内，还可通过安装紧密地搭接盖板(例如铝制盖板)来确保无菌。
本发明的一个目的是提供一种可以一种简单方式杀菌的微生物学工作材料。该工作材料尤其应该适合作为微生物工作容器的密封件使用，而且即使在大气压下也可高温杀菌。
因此，我们发现基于氨基塑料的开孔泡沫作为可杀菌工作材料的用途。
对于开孔泡沫，优选使用基于三聚氰胺-甲醛缩合产物的弹性泡沫，该泡沫的比重为5-100g/l，尤其是8-20g/l。其泡孔数一般为50-300个泡孔/25mm。拉伸强度优选为100-150kPa，且断裂伸长率优选为8-20％。
要生产该种材料，如EP-A 071 672或EP-A 037 470中所述，可将含有发泡剂的三聚氰胺-甲醛预缩合物的高浓度溶液或分散体发泡，然后用热空气、蒸汽或微波辐射等手段固化。这样的泡沫可由BASFAktiengesellschaft以商品名市购。
三聚氰胺与甲醛的摩尔比一般为1:1-1:5。为了生产甲醛含量特别低的泡沫，摩尔比优选在1:1.3-1:1.8的范围内选择，并且例如如WO01/94436所述，使用不含亚硫酸酯基团的预缩合物。
为了改善使用性能，可随后对该泡沫进行热处理和压制。可以将该泡沫切割为所需的形状和厚度，并在一面或两面将其与覆盖层层压到一起。例如，可使用聚合物薄膜或金属箔作为覆盖层。
由于三聚氰胺-甲醛缩合物具有突出的耐化学品性质，该开孔泡沫还可以与各种化学品或低温液体直接接触。
该泡沫可以制成疏水性的。疏水剂可在泡沫形成期间加入，也可通过用疏水剂后浸渍加入。合适的疏水剂例如为聚硅氧烷、石蜡、氟碳树脂，或是氟化或聚硅氧烷表面活性剂。由于微生物工作多数都在含水培养基中进行，如EP-A 633 283所述，在很多情况下，泡沫的疏水处理对减少水的吸收量有利。
如WO 02/10492所述，该泡沫可以与含有5-90重量％的三聚氰胺纤维、5-90重量％的天然纤维和0.1-30重量％的聚酰胺纤维的纱线和由其制得的织造织物结合使用。由于这些纤维具有高的热稳定性、化学稳定性和机械稳定性，因此例如有可能提高泡沫的强度，而不会对杀菌性能造成不利影响。
鉴于这一原因，可以简单地通过使用杀微生物液如醇或福尔马林来浸渍用于微生物工作的基于氨基塑料的开孔泡沫以进行杀菌。与脱脂棉塞或木浆塞不同，开孔泡沫会很快地吸入杀微生物液，并且经过适当的接触时间后，可以通过加压或减压使其排空。然后，杀菌后的开孔泡沫例如可以重新作为密封件使用或是被处理。
由于开孔泡沫具有弹性，所以可以采用简单的方式将其插入预制的容器部件。即使在如低于-80℃这样的低温下，该泡沫仍有弹性。没有因脆变而导致损坏。
根据本发明，工作容器(如医学或微生物工作用的培养管、瓶或烧瓶)的开口可以采用基于氨基塑料的开孔泡沫密封，然后可以在高于100℃的温度下处理，以达到杀菌的目的。
还可以将被微生物污染的材料装入工作容器，然后用基于氨基塑料的开孔泡沫封闭容器，并在高于100℃的温度下对容器进行净化处理。
此处理可以在高压灭菌器内在120-140℃的蒸汽和1-4巴的压力下进行。必须用蒸汽将高压灭菌器内的空气彻底置换出。为了成功杀菌，重要的是温度的高低，而不是表压的大小，此表压只是达到100℃以上的温度所必需的条件。在适当不敏感的材料情况下仅可以使用134℃的温度。
为了对不足20毫升的少量体积液体进行杀菌，不包括待杀菌材料所需的加热时间，通常需要在121℃下加热至少15分钟的纯杀菌时间。在各液体体积为约50毫升-1升时，必须增加5-40分钟的加热时间。在现代高压灭菌器中，杀菌时间设置可通过被杀菌材料内的温度传感器控制。
待杀菌容器不得紧密密闭，以便能让空气和水蒸气在加热时逸出，在冷却时流入。否则，空容器内应含有一些水，以便容器充满蒸汽。在此发现根据本发明所用的开孔泡沫是有利的，因为与脱脂棉塞和木浆塞不同，对于该材料不需要用羊皮纸或铝箔保护而不使冷凝水滴落。所有的密封件(包括螺纹密封件)都不得从内部开始变潮湿，这种情况例如可能因液体沸腾而发生。鉴于这一原因，容器只可以填充到不超过3/4的程度。杀菌时间过去后，必须打开高压灭菌器并冷却到100℃以下，使受压的液体不会开始沸腾。现在的高压灭菌器必须有保护，防止在80℃以上的温度打开。
然而，优选在干燥的情况下，即无蒸汽的情况下进行此处理，处理温度为140-220℃。这样的结果可以大大减少费用和工作步骤。玻璃和金属设备包在羊皮纸或铝箔中时可以干法杀菌。一般在150℃下加热3小时或在180℃下加热30分钟就足以满足要求。需要延长加热时间取决于各个部件的尺寸和灭菌器内部的填充程度。在大块物体需要加热的情形下，加热时间为几个小时。最优选在下午开始杀菌，以使灭菌器可以过夜缓慢冷却。玻璃吸液管在专用的两件式铝或不锈钢罐中杀菌。
灭菌器与纯粹的干燥烘箱的差别在于它有一个循环空气的风扇，该风扇必须启动，尤其是在待杀菌材料紧密堆放的时候。
根据本发明所用的泡沫具有高热稳定性，但不会吸收微波辐射。因此，它还适合通过引入微波能杀菌。
无菌容器或含纯培养物的容器打开后，在重新关闭之前，用本生灯短暂地烧一下开口和塞子对其杀菌。与根据本发明所用的开孔泡沫不同，松散塞入的脱脂棉塞在此步骤期间可能会着火。
根据本发明所用的开孔泡沫在至多180℃温度下具有高热稳定性。该材料易于在常规杀菌器中杀菌。它甚至还可以短时间加热到220℃。因为加热到150℃时微生物通常不能存活，所以本发明所用的开孔泡沫也可以在可以桌面安装型得到的实验炉或烤箱中在大气压和150-200℃下加热必要时间。结果是可以大大减少费用和工作步骤。该种泡沫可高度压缩并具有弹性，因此，可以将粗略切割的均匀材料块装入直径可变的开口中。
实施例：
以下材料在微生物培养时作为塞子使用：
实施例1：
塞子由开孔三聚氰胺-甲醛泡沫组成，泡沫密度约为10kg/m3(来自BASF Aktiengesellschaft的
Figure A200780013666D00061
)并切割成一定尺寸。
对比试验C1：
常规脱脂棉塞(27-32.5mm：Buddeberg，# 1012700)。
对比试验C2：
带有可透膜的塑料塞(Buddeberg)。
1.可燃性
脱脂棉塞(C1)完全不适合用火焰杀菌，会立即开始燃烧。相反，如果需要，塑料塞(C2)和
Figure A200780013666D00062
塞(实施例1)可以进行适当的预处理。
2.高压灭菌性/杀菌性
将本发明的塞子(实施例1)和对比塞子(C1、C2)在标准条件下高压灭菌(121℃/20分钟；干式或湿热)，并在装有不加微生物的LB生长培养基的锥形瓶中于37℃和150rpm下培养7天。在所有的批次中都没有观察到塞子因热处理而发生改变或在培养期间培养基中出现污染。
3.透氧性
采用亚硫酸盐检测体系检测这3种不同塞子的透氧性。为了这一目的，在1升的锥形瓶中加入100毫升亚硫酸盐溶液，并在室温/150rpm下进行培养。颜色发生改变的时间即为透氧性的度量。
0.5M亚硫酸盐体系的配制
标准的0.5M亚硫酸盐体系(亚硫酸钠≥98％，产品目录号为60860，Roth，Karlsruhe)由0.012M磷酸盐缓冲液、10-7M硫酸钴、采用Hermann等人的方法(Biotech Bioeng，2001)用氮脱气(5-10分钟)的去离子水配制而成的0.015g/l溴百里酚蓝溶液(产品目录号18460，Fluka，Buchs/CH)组成。
为了配制1000毫升的0.5M亚硫酸盐溶液，将24毫升的0.5M磷酸盐缓冲液(见下)配到1000毫升。该0.012M磷酸盐缓冲液中的800毫升用氮气鼓泡处理。在这800毫升溶液中溶解63克亚硫酸钠，并加入15毫升浓度为1g/l的溴百里酚蓝溶液(见下)。加入2毫升5×10-5M钴溶液，用剩下的0.012M磷酸盐缓冲液将该混合物配成1000毫升。用硫酸(30％，产品目录号A2712.500，Applichem，Darmstadt)将pH值调节到8。配制期间，连续用氮气对该溶液进行鼓泡。
i)0.5M磷酸盐缓冲液的配制
500毫升0.5M Na2HPO4溶液的配制方法
将35.490克Na2HPO4(磷酸氢二钠，无水≥99％，产品目录号P030.1，Roth，Karlsruhe)溶于450毫升去离子水中并配成500毫升。
50毫升0.5M NaH2PO4溶液的配制方法
将3.450克Na2HPO4(磷酸二氢钠，单水合物≥98％，产品目录号K300.2，Roth，Karlsruhe)溶于45毫升去离子水中并配成50毫升。
通过加入0.5M NaH2PO4溶液(约40-50毫升)，将配制的500毫升0.5MNa2HPO4溶液调节为pH＝8。
ii)钴催化剂的配制
5×10-3mol/l(储液)：将140.55毫克CoSO4 ＊7H2O(≥97.5％，产品目录号60860，Fluka Chemie AG，Buchs/CH)用去离子水配成100毫升。
5×10-3mol/l(最终溶液)：将1毫升上述储液用去离子水配成100ml。iii)溴百里酚蓝溶液的配制
将0.1克溴百里酚蓝(产品目录号18460，Fluka，Buchs/CH)用水配成100毫升并搅拌约1小时(＝1g/l)。
塑料塞(C2)和
Figure A200780013666D00081
塞(实施例1)出现类似的行为(11-13小时后颜色改变)，而脱脂棉塞(C1)则在17-20小时后在变色上明显要差一些。氧传递的限制可能导致微生物不令人满意的生长或是微生物代谢发生改变，这是不希望发生的。因此
Figure A200780013666D00082
或塑料塞明显要好一些。
4.蒸发损失量
在1升锥形瓶中对大量批次进行培养，每批都装入150毫升LB培养基并在37℃/150rpm下培养。对于脱脂棉塞(C1)和塑料塞(C2)，7天后蒸发损失量约为10-11毫升，而通过粗孔
Figure A200780013666D00083
损失约12-14毫升。蒸发量的极小增加可以被的其它有利性质所弥补，而且未达到严重的程度。
5.处理
脱脂棉塞(C1)和塑料塞(C2)都很坚硬且存在从烧瓶再次脱落的危险(尤其是在高频振荡期间)。在施加大力使用这些塞子时，还存在潜在的人身伤害风险。
Figure A200780013666D00085
塞可以用极小的力而容易地插入烧瓶口，且与瓶口达到最佳的匹配。

Claims (13)

1.基于氨基塑料的开孔泡沫作为可杀菌工作材料的用途。
2.一种对基于氨基塑料的开孔泡沫进行杀菌的方法，其中所述的开孔泡沫用杀微生物液如醇或福尔马林浸渍。
3.一种在高于100℃温度下对工作容器进行杀菌处理的方法，其中所述工作容器的开口用基于氨基塑料的开孔泡沫封闭。
4.一种在高于100℃温度下对微生物污染材料进行净化处理的方法，其中所述的材料在处理前放入工作容器，并用基于氨基塑料的开孔泡沫封闭该容器。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中工作容器的开口用基于三聚氰胺-甲醛缩合产物的开孔泡沫封闭。
6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其中开孔泡沫的比重为5-100g/l。
7.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其中开孔泡沫采用三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:1-1:5的三聚氰胺-甲醛缩合产物制备。
8.根据权利要求2-7任一项所述的方法，其中开孔泡沫已经用疏水剂处理。
9.根据权利要求3-8任一项所述的方法，其中医学或微生物学工作用的培养管、瓶或烧瓶用作工作容器。
10.根据权利要求3-9任一项所述的方法，其中处理在高压灭菌器内在120-140℃的蒸汽和1-4巴的压力下进行。
11.根据权利要求3-8任一项所述的方法，其中处理在140-220℃的温度范围内以干法进行。
12.根据权利要求3-8任一项所述的方法，其中处理采用微波能进行。
13.一种工作容器，该容器具有包含基于氨基塑料的开孔泡沫的密封件用于实施根据权利要求3-12任一项所述的方法。
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