CN102083308A - 抗微生物体系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及离子液体作为抗微生物剂的用途，并且涉及包含离子液体、膜增强组合物和粘度控制剂的抗微生物组合物的用途。本发明还涉及给基材表面消毒的方法，涉及由所述方法生产的基材，并且涉及新的离子液体组合物。

Description

抗微生物体系
本发明涉及抗微生物体系，并且更具体地涉及由膜增强组合物、粘度控制剂和离子液体组成的抗微生物体系。本发明还涉及这样的组合物的用途，涉及给基材表面消毒的方法，并且涉及包括抗微生物层的基材。本发明进一步涉及新的离子液体组合物和它们作为抗微生物剂的用途。
病原微生物对人类健康造成显著威胁，并且已经开发了多种方案以对抗该威胁。特别关注的领域是表面的微生物污染和疾病传播的可能性以及通过与这种污染表面接触产生的感染。有效的消毒方案对于减少易感表面的微生物污染是必要的，例如在家庭的和健康护理的环境中。特别是，在预防医院获得性感染的传播中，有效的消毒溶液是重要的措施，所述医院获得性感染例如可归因于病原体诸如耐2，6-二甲氧基苯青霉素的金黄色葡萄球菌、艰难梭状芽胞杆菌(C.difficile)、幽门螺杆菌(H.Pylori)、沙门氏菌和大肠杆菌的感染。
一般地，消毒措施在其被施用时杀死存在于表面上的真菌和/或细菌，但是趋向于仅在施用时如此有效。对此的一个原因是大部分消毒剂，一旦通过蒸发被干燥，则不针对所述表面将来的感染提供保护。另外，一般的清洁，诸如用布擦拭表面，可以除去许多已知的消毒剂。这种表面可能容易遭受再污染，需要频繁地再施用消毒剂。而且，通常必须以相对高的浓度施用常规消毒溶液以便获得广谱的消毒。高浓度的消毒剂如果接触到食品则是危险的，并且还可以导致皮肤和眼睛刺激。
因此需要在长时期内提供广谱抗微生物活性的新消毒组合物。优选地，这样的组合物在不对人和动物造成毒性问题的水平上包含活性抗微生物剂。
已经提出了铵和鏻化合物用作针对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌、真菌、原生动物和某些病毒的抗微生物化合物。
本发明的发明人已经意外地发现，与迄今已经在现有技术中描述的已知铵和鏻化合物相比，包括杂环阳离子或由杂环阳离子组成的离子液体具有优越的广谱抗微生物活性。特别是，已经发现，当与工业标准消毒剂苯扎氯铵(烷基二甲基苄基氯化铵)相比，本发明的离子液体具有增加的抗微生物活性。增加的抗微生物活性潜在地容许减小所使用的消毒剂的量，相应地减小毒性。
离子液体是最近几年内已经开发的新的化合物类别。本文中使用的术语“离子液体”指的是能够通过熔化固体而产生并且当如此产生时仅由离子组成的液体。可以从有机盐获得离子液体。
离子液体可以由均质物质形成，所述均质物质包括一种阳离子种类和一种阴离子种类，或者它可以由多于一种的阳离子和/或阴离子种类组成。因而，离子液体可以由多于一种的阳离子种类和一种阴离子种类组成。离子液体可以进一步地由一种阳离子种类和多于一种的阴离子种类组成。因而，本发明中使用的混合盐可以包括含有阴离子和阳离子的混合盐。
术语“离子液体”包括具有高熔化温度的化合物和具有低熔点(例如等于或低于室温(即15至30℃))的化合物两者。后者经常被称为“室温离子液体”并且经常由具有吡啶鎓基阳离子和咪唑鎓基阳离子的有机盐获得。离子液体的特征是它们具有特别低(基本为0)的蒸汽压。许多有机离子液体具有低熔点，例如，小于100℃，特别是小于80℃，并且在室温附近，例如15至30℃，并且有些具有大大低于0℃的熔点。为了本发明的目的，虽然符合作为由阴离子和阳离子组成的盐的标准并且具有抗微生物性质的任何化合物可以在本发明的组合物中使用，但最好是，有机离子液体具有的熔点为250℃以下，优选150℃以下，更优选100℃并且甚至更优选80℃以下。
最广泛地将离子液体称为溶剂，因为它们的非挥发性、低可燃性、在宽温度范围的适用性和再循环可能性使得它们对环境无害。工业过程非常需要这样的溶剂。
虽然不希望受限于任何理论，但是由本发明的离子液体证明的抗微生物作用的机理被认为是由于分子间相互作用被离子液体中存在的烃基链诸如类似烷基的部分(优选烷基链)所破坏。特别是，在细菌中，这可以引起细胞膜双层的分离，从而导致细胞内容物的渗漏，以及细菌细胞内的其它生物分子结构的解离。还可以通过构象变化使细菌细胞内的酶类变性，所述构象变化是由与离子液体的相互作用产生的，从而破坏细胞的呼吸和代谢过程。如果破坏了细胞的能量来源，则细胞不能保持渗透压，并且微生物将迅速死亡。
还已经发现，本发明的抗微生物体系对于生物膜具有意外的抗微生物活性。
生物膜是生长在固体表面的微生物的复杂聚集体，其通过分泌的聚合化合物的细胞外基质结合在一起。生物膜可以由单一微生物种类形成，但是更经常地是，生物膜是细菌、真菌、藻类、原生动物和其它碎片的复杂聚集体。
生物膜的聚合基质保护其中的细胞，并且作为结果，生物膜内的微生物经常具有与自由漂浮的(浮游的)细菌完全不同的性质，因为致密的细胞外基质和微生物细胞的外层保护所述膜内部中的微生物。而且，已经发现，在生物膜内的细菌中激活不同的基因，这使生物膜内的细菌对于相应的浮游细菌(planktonic bacteria)是表型上不同的生物。美国国家卫生研究院(NIH)已经估计了在全部慢性人类感染中高达80％是生物膜介导的，并且水生生态系统中99.9％的细菌以生物膜群落形式生活。
生物膜环境的一个重要效果是为微生物提供对于去污剂和抗生素的增加的耐受性，并且在一些情况下，与相应的浮游细菌相比，耐受性可以增加多达1000倍。因此难以将浮游生物的灭菌数据外推到环境的或临床的情况，在所述情况下，大部分细菌例如生长在基材表面上，是以生物膜的形式。因为生物膜内的微生物保持健康，所以所述膜能够再生，并且在生物膜上重复使用抗微生物剂可以导致所述膜内的微生物发展出增加的杀生物剂耐受性。因而，常规消毒措施对于处理生物膜污染经常是无效的。此外，在许多情况下，除去生物膜污染所需的高剂量杀生物剂对于环境是破坏性的并且对于人类和动物健康是危险的。
生物膜在自然界中是普遍的，并且表面(诸如地板、食品制备表面和卫生洁具)上的生物膜是微生物感染的重要来源。这在工业食品制备房屋中是特别有意义的，并且在医院中是特别有意义的，在那里患者经常已经具有降低的病原体耐受性。另外，生物膜可以形成在管道工程体系和工业机械中的管道内部，导致阻塞、产品污染、装备失效，以及由于为清洁或替换堵塞部件的设备停工期间的生产力损失。
因此本发明的抗微生物体系提供对于根除生物膜污染的常规方法的有用的和高度有效的备选方案。特别是，本发明提供优于已知的生物膜根除方法的许多益处。特别是，本发明的抗微生物体系提供对于生物膜增加的杀生物活性，和防止再污染的延长活性。如上所提到，生物膜内的细菌已知对于常规消毒剂表现多达1000倍的耐受性增加。相反，已经发现本发明的抗微生物体系在一些情况下具有的最小生物膜根除浓度(MBEC)与对于浮游状态中的相应细菌的最小杀菌浓度(MBC)一样低。
除它们的广谱抗微生物活性之外，离子液体具有使它们特别适合用作消毒剂的许多物理和化学性质。特别是，离子液体具有可忽略的蒸汽压，因此它们的消毒能力不通过蒸发损耗。因此，在长时期内保持抗微生物活性。另外，离子液体没有蒸汽压意味着离子液体消毒剂没有不合意的或有害的气味。不像氧化消毒剂(诸如漂白剂)，离子液体消毒剂不损害表面，一般不被日光钝化并且不随时间显著降解。
然而，这样的离子液体趋于是高度粘性的，这使它们难以在基材表面上扩展，并且甚至更难以作为薄层施用。本发明的发明人，除鉴定具有优越的抗微生物性质的离子液体之外，还开发了容许离子液体作为薄的、优选均匀的层施用的组合物，其适合于诸如医院中的工业用途和诸如私人房间的家庭用途。
根据本发明的一个方面，提供了具有下式的离子液体作为抗菌剂的用途：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包含至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；和
[X-]是一种或多种阴离子种类。
根据本发明，所述至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类可以选自：
Figure BPA00001258788600051
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri可以相同或不同，并且各自独立地选自氢、C1至C40直链或支链烷基、C3至C8环烷基、或C6至C10芳基，或者与相邻的碳原子连接的Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri的任意两个形成亚甲基链-(CH2)q-，其中q是8至20，其中所述烷基、环烷基或芳基、或所述亚甲基链是未取代的或可以被选自下列的1至3个基团取代：C1至C6烷氧基、C6至C10芳基、CN、OH、NO2、C7至C30芳烷基和C7至C30烷芳基。
优选地，Ra选自C1至C30直链或支链烷基，或氢。更优选地，Ra选自C1至C30直链或支链烷基，更优选C2至C20直链或支链烷基，还更优选C4至C18直链或支链烷基，还更优选C8至C18直链或支链烷基，并且最优选C8至C14直链或支链烷基。
另外的实例包括：其中Ra选自乙基、丁基、己基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基。
在进一步优选的实施方案中，Ra选自C1至C30直链或支链烷基和C1至C15烷氧基烷基。
在另一个实施方案中，Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri各自独立地选自氢或C1至C30直链或支链烷基。更优选地，Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri各自独立地选自氢或C1至C12直链或支链烷基，更优选地选自氢或C1至C6直链或支链烷基，并且还更优选氢或甲基。
更优选地，Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri中的一个选自氢或C1至C30直链或支链烷基，并且Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri中的其余基团各自是氢。优选地，Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri中的一个选自氢或C1至C12直链或支链烷基，还更优选氢或C1至C6直链或支链烷基，并且最优选氢或甲基，并且Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri中的其余基团各自是氢。
优选地，Rd选自氢或C1至C30直链或支链烷基，更优选氢或C1至C12直链或支链烷基，还更优选氢或C1至C6直链或支链烷基，并且最优选氢或甲基。
还更优选地，Rd选自氢或C1至C30直链或支链烷基并且Rb、Rc、Re、Rf、Rh和Ri各自是氢。优选地，Rd选自氢或C1至C12直链或支链烷基，还更优选氢或C1至C6直链或支链烷基，并且最优选氢或甲基，并且Rb、Rc、Re、Rf、Rh和Ri各自是氢。
可以根据本发明的这个方面使用的优选喹啉鎓和异喹啉鎓阳离子的实例包括：N-(C8-C18)烷基-喹啉鎓、N-(C8-C18)烷基-异喹啉鎓、N-(C8-C18)烷基-6-甲基喹啉鎓和N-(C8-C18)烷基-6-甲基异喹啉鎓阳离子；更优选N-(C12-C16)烷基-喹啉鎓、N-(C12-C16)烷基-异喹啉鎓、N-(C12-C16)烷基-6-甲基喹啉鎓和N-(C12-C16)烷基-6-甲基异喹啉鎓阳离子。
另外的实例包括N-辛基喹啉鎓、N-癸基喹啉鎓、N-十二烷基喹啉鎓、N-十四烷基喹啉鎓、N-辛基异喹啉鎓、N-癸基异喹啉鎓、N-十二烷基-异喹啉鎓、N-十四烷基异喹啉鎓、N-辛基-6-甲基喹啉鎓、N-癸基-6-甲基喹啉鎓、N-十二烷基-6-甲基-喹啉鎓、N-十四烷基-6-甲基喹啉鎓、N-辛基-6-甲基异喹啉鎓、N-癸基-6-甲基异喹啉鎓、N-十二烷基-6-甲基异喹啉鎓、和N-十四烷基-6-甲基异喹啉鎓。
N-十四烷基异喹啉鎓和N-十四烷基-6-甲基喹啉鎓阳离子是特别优选的。
根据本发明，[Cat+]可以表示单一的如上所述的喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类。
备选地，[Cat+]可以表示两种或多种如上所述的喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的组合。
在另一个实施方案中，[Cat+]可以包括一种或多种如上所述的喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类，以及选自下列的一种或多种另外的阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓(oxaborolium)、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓(oxaphospholium)、吡咯鎓、环戊硼烷鎓(borolium)、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓(phospholium)、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、铵、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓、鏻或三氮杂癸烯鎓。
按照本发明的该实施方案，所述一种或多种另外的阳离子种类可以选自：
Figure BPA00001258788600081
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri和Rj可以相同或不同，并且各自独立地选自氢、C1至C40直链或支链烷基、C3至C8环烷基、或C6至C10芳基，其中所述烷基、环烷基或芳基是未取代的或者可以由选自下列的1至3个基团取代：C1至C6烷氧基、C6至C10芳基、CN、OH、NO2、C7至C30芳烷基和C7至C30烷芳基，或者与相邻的碳原子连接的Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri的任意两个形成亚甲基链-(CH2)q-，其中q是8至20，并且其中可以没有Rj。
更优选地，所述一种或多种另外的阳离子种类可以选自：
Figure BPA00001258788600091
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri和Rj如上所限定。还更优选地，所述一种或多种另外的阳离子种类可以选自：
Figure BPA00001258788600092
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Rg如上所限定。
当存在时，Ra、Rg和Rj优选独立地选自C1至C30直链或支链烷基，并且Ra、Rg和Rj之一还可以是氢。
Ra优选选自C2至C20直链或支链烷基，更优选C4至C18直链或支链烷基，还更优选C8至C18直链或支链烷基，并且最优选C8至C14直链或支链烷基。
当存在时，Rg和Rj优选独立地选自C1至C10直链或支链烷基，更优选C1至C5直链或支链烷基，并且最优选甲基。
另外的实例包括，其中Ra、Rg和Rj的一个选自乙基、丁基、己基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基。
在另一个优选实施方案中，Ra、Rg和Rj，当存在时，可以各自地独立选自C1至C30直链或支链烷基，和C1至C15烷氧基烷基。
当Ra和Rg都存在时，它们各自优选独立选自C1至C30直链或支链烷基，并且Ra和Rg的一个还可以是氢。更优选地，Ra和Rg的一个可以选自C2至C20直链或支链烷基，更优选C4至C18直链或支链烷基，还更优选C8至C18直链或支链烷基，并且最优选C8至C14直链或支链烷基，并且Ra和Rg的另外一个可以选自C1至C10直链或支链烷基，更优选C1至C5直链或支链烷基，并且最优选甲基。
依照本发明的该方面，离子液体可以包含选自下列的一种或多种阴离子种类：[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[F]-、[Cl]-、[Br]-、[I]-、[NO3]-、[NO2]-、[H2PO4]-、[HPO4]2-、[RX 2PO4]-、[RXPO4]2-、[RX 3PF3]-、[RX 2P(O)O]-[HSO3]-、[HSO4]-、[RXSO3]-、[RXSO4]-、[SO4]2-、[H3CO(CH2)2O(CH2)OSO3]-、[BBDB]-、[BOB]-、[(CF3SO2)3C]-、[Co(CO4)]-、[(CN)2N]-、[(CF3)2N]-、[(RXSO2)2N]-、[SCN]-、[H3C(OCH2CH2)nOSO3]-、[RXO2CCH2CH(CO2RX)SO3]-、[RXCO2]-、乳酸根(lactate)、和多库酯(docusate)；其中每个RX独立地选自(C1-C20)烷基、(C6-C10)芳基、和(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基；并且进一步地，其中所述烷基、芳基和烷基芳基可以包括独立地选自F、Cl和I的一个或多个取代基。
在一个优选实施方案中，离子液体可以包含选自下列的一种或多种阴离子种类：[Cl]-、[Br]-、[I]-、[H2PO4]-、[HPO4]2-、[RX 2PO4]-、[RX 2P(O)O-]、[RXSO3]-、[CH3SO3]-、[RXSO4]-、[CH3SO4]-、[C2H5SO4]-、[SO4]2-、[RXO2CCH2CH(CO2RX)SO3]-、[RXCO2]-、[C6H4CO2]-、乳酸根和多库酯；其中RX如上所限定。更优选地，离子液体可以包含选自[Cl]-、[Br]-、和[I]-的一种或多种阳离子种类。
在进一步优选的实施方案中，离子液体可以包含选自下列的一种或多种阴离子种类：[BF4]-、[PF6]-、[BBDB]-、[BOB]-、[N(CF3)2]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[(C2F5)3PF3]-、[(C3F7)3PF3]-、[(C2F5)2P(O)O]-、[SbF6]-、[Co(CO)4]-、[NO3]-、[NO2]-、[CF3SO3]-、[CH3SO3]-、[C8H17OSO3]-、和甲苯磺酸根。
应当理解，本发明不局限于包含仅具有单电荷的阴离子和阳离子的离子液体。因而，式[Cat+][X-]旨在包括，包含例如双电荷的、三电荷的和四电荷的阴离子和/或阳离子的离子液体。离子液体中[Cat+]和[X-]的相对化学计量的量因此不是固定的，而是可以变化以考虑具有多个电荷的阳离子和阴离子。例如，应当理解式[Cat+][X-]包括具有式[Cat+]2[X2-]；[Cat2+][X-]2；[Cat2+][X2-]；[Cat+]3[X3-]；[Cat3+][X-]3等的离子液体种类。
还应当理解，本发明不局限于包含单一阴离子和单一阳离子的离子液体。因而，在某些实施方案中，[Cat+]可以表示两种或多种阳离子，诸如N-烷基喹啉鎓阳离子和1-乙基-3-甲基咪唑鎓阳离子的混合物。类似地，在某些实施方案中，[X-]可以表示两种或多种阴离子，诸如氯化物([Cl]-)和二(三氟甲磺酰)亚胺([N(SO2CF3)2]-)阴离子的混合物。
在[Cat+]表示阳离子的混合物时，阳离子的混合物优选包括至少10摩尔％，更优选至少20摩尔％，更优选至少30摩尔％，更优选至少40摩尔％，更优选至少50摩尔％，更优选至少60摩尔％，更优选至少70摩尔％，更优选至少80摩尔％，和更优选至少90摩尔％的如上所述的喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子，或其混合物。最优选地，阳离子混合物包括至少95摩尔％的如上所述的喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子，或其混合物。
在另一个实施方案中，离子液体可以包含选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。优选地，所述金属离子选自Ag+、Cu+、Cu2+、Sn2+和Zn2+离子，还更优选所述金属离子选自Ag+、Cu+和Cu2+离子，并且最优选所述金属离子选自Ag+和Cu2+离子。
应当理解，包含根据本发明的金属离子的离子液体必要地包含充分量的阴离子种类[X-]以便保持电荷平衡。
本领域技术人员应当理解，离子液体形式的金属离子可以采取配合物的形式，其中术语“配合物”旨在指由一个或多个配体围绕的金属离子。在优选实施方案中，所述配体与离子液体阴离子的一种相同。在进一步优选的实施方案中，金属离子是以金属卤化物配合物的形式，更优选金属氯化物或溴化物配合物。
本发明还涉及包含具有下式的种类的离子液体作为抗菌剂的用途：
[Cat+][M+][X-]
其中：[Cat+]是包含至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类，如上所述；
[M+]是选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的一种或多种金属离子；和
[X-]是一种或多种阴离子种类，如上所述。
如上，种类[Cat+][M+][X-]中的[Cat+]、[M+]、和[X-]的每一种的相对化学计量的量没有限制，并且可以由技术人员根据[Cat+]、[M+]、和[X-]的每一种(其每一种可以具有单个或多个电荷)上的电荷、和电荷平衡考虑因素以及金属离子的配位数目而确定。
更优选地，所述离子液体包含具有式[Cat+][Ag+][Br-]2、式[Cat+]2[Cu2+][Cl-]4、或式[Cat+][Cu+][Cl-]2的种类。更优选地，离子液体包含具有式[Cat+][Ag+][Br-]2或式[Cat+]2[Cu2+][Cl-]4的种类。因而，金属配合物优选具有式[Ag+][Br-]2或[Cu2+][Cl-]4。
在另外一个方面中，本发明提供具有式[Cat+][X-]的离子液体作为抗菌剂的用途：
其中[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓(oxaborolium)、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓(oxaphospholium)、吡咯鎓、环戊硼烷鎓(borolium)、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓(phospholium)、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；和
[X-]是一种或多种阴离子种类，并且还包含选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
优选地，所述金属离子选自Ag+、Cu+、Cu2+、Sn2+和Zn2+离子，还更优选地，所述金属离子选自Ag+、Cu+和Cu2+离子，并且最优选地，所述金属离子选自Ag+和Cu2+离子。
如上，所述金属离子可以采取配合物的形式。在优选实施方案中，所述配体与离子液体阴离子的一种相同。
依照本发明的该方面，[Cat+]优选是选自下列的一种或多种阳离子种类：
Figure BPA00001258788600131
Figure BPA00001258788600141
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri和Rj可以相同或不同，并且各自独立地选自氢、C1至C40直链或支链烷基、C3至C8环烷基、或C6至C10芳基，其中所述烷基、环烷基或芳基是未取代的或者可以由选自下列的1至3个基团取代：C1至C6烷氧基、C6至C10芳基、CN、OH、NO2、C7至C30芳烷基和C7至C30烷芳基，或者与相邻的碳原子连接的Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri的任意两个形成亚甲基链-(CH2)q-，其中q是8至20，并且其中可以没有Rj。
更优选地，[Cat+]是选自下列的一种或多种阴离子种类：
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri和Rj如上所限定。
在另一个优选实施方案中，[Cat+]选自：
Figure BPA00001258788600152
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Rg如上所限定。
当存在时，Ra、Rg和Rj优选独立地选自C1至C30直链或支链烷基，并且Ra、Rg和Rj的一个还可以是氢。
Ra优选选自C2至C20直链或支链烷基，更优选C4至C18直链或支链烷基，还更优选C8至C18直链或支链烷基，并且最优选C8至C14直链或支链烷基。
当存在时，Rg和Rj优选独立地选自C1至C10直链或支链烷基，更优选C1至C5直链或支链烷基，并且最优选甲基。
另外的实例包括，其中Ra、Rg和Rj的一个选自乙基、丁基、己基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基。
在另一个优选实施方案中，Ra、Rg和Rj，当存在时，可以各自地独立选自C1至C30直链或支链烷基，和C1至C15烷氧基烷基。
当Ra和Rg都存在时，它们各自优选独立选自C1至C30直链或支链烷基，并且Ra和Rg的一个还可以是氢。更优选地，Ra和Rg的一个可以选自C2至C20直链或支链烷基，更优选C4至C18直链或支链烷基，还更优选C8至C18直链或支链烷基，并且最优选C8至C14直链或支链烷基，并且Ra和Rg的另外一个可以选自C1至C10直链或支链烷基，更优选C1至C5直链或支链烷基，并且最优选甲基。
依照本发明的该方面，[X-]可以选自：[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[F]-、[Cl]-、[Br]-、[I]-、[NO3]-、[NO2]-、[H2PO4]-、[HPO4]2-、[RX 2PO4]-、[RXPO4]2-、[RX 3PF3]-、[RX 2P(O)O]-[HSO3]-、[HSO4]-、[RXSO3]-、[RXSO4]-、[SO4]2-、[H3CO(CH2)2O(CH2)OSO3]-、[二(1，2-苯二氧基)硼酸盐]-([BBDB]-)、[二(草酸根)-硼酸盐]-([BOB]-)、[(CF3SO2)3C]-、[Co(CO4)]-、[(CN)2N]-、[(CF3)2N]-、[(RXSO2)2N]-、[SCN]-、[H3C(OCH2CH2)nOSO3]-、[RXO2CCH2CH(CO2RX)SO3]-、[RXCO2]-、乳酸根、和多库酯；其中每个RX独立地选自(C1-C20)烷基、(C6-C10)芳基、和(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基；并且进一步地，其中所述烷基、芳基和烷基芳基可以包括独立地选自F、Cl和I的一个或多个取代基。
优选地，[X-]可以选自：[Cl]-、[Br]-、[I]-、[H2PO4]-、[HPO4]2-、[RX 2PO4]-、[RX 2P(O)O-]、[RXSO3]-、[CH3SO3]-、[RXSO4]-、[CH3SO4]-、[C2H5SO4]-、[SO4]2-、[RXO2CCH2CH(CO2RX)SO3]-、[RXCO2]-、苯甲酸根、取代的苯甲酸根、乳酸根和多库酯；其中RX如上所限定。更优选地，[X-]选自[Cl]-、[Br]-和[I]-。
[X-]还可以选自：[BF4]-、[PF6]-、[BBDB]-、[BOB]-、[N(CF3)2]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[(C2F5)3PF3]-、[(C3F7)3PF3]-、[(C2F5)2P(O)O]-、[SbF6]-、[Co(CO)4]-、[NO3]-、[NO2]-、[CF3SO3]-、[CH3SO3]-、[C8H17OSO3]-、和甲苯磺酸根。
依照本发明的该方面优选的离子液体的实例具有式CyMIMX，其中CyMIM表示1-烷基-3-甲基咪唑鎓阳离子，其中烷基是具有y个碳原子的直链烷基；y是4至18，优选8至14；并且X是卤化物阴离子，其最优选是氯化物。
本发明的该方面不局限于包含仅具有单电荷的阴离子和阳离子的离子液体。因而，式[Cat+][X-]旨在包括，包含例如双电荷的、三电荷的和四电荷的阴离子和/或阳离子的离子液体。离子液体中[Cat+]和[X-]的相对化学计量的量因此不是固定的，而是可以变化以考虑具有多个电荷的阳离子和阴离子。例如，应当理解式[Cat+][X-]包括具有式[Cat+]2[X2-]、[Cat2+][X-]2、[Cat2+][X2-]、[Cat+]3[X3-]、[Cat3+][X-]3等的离子液体。
本发明的该方面还不限于包含单一阳离子和单一阴离子的离子液体。因而，在某些实施方案中，[Cat+]可以表示两种或多种阳离子，诸如1，3-二甲基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓和1，3-二乙基甲基咪唑鎓阳离子的统计混合物。类似地，在某些实施方案中，[X-]表示两种或多种阴离子，诸如氯化物([Cl]-)和二(三氟甲磺酰)亚胺([N(SO2CF3)2]-)阴离子的混合物。
本发明还涉及包含具有下式的种类的离子液体作为抗菌剂的用途：
[Cat+][M+][X-]
其中：[Cat+]是一种或多种杂环的阳离子种类，如上所限定；
[M+]是选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的一种或多种金属离子；和
[X-]是一种或多种阴离子种类，如上所限定。
根据本发明的该方面的优选的含有银和铜的离子液体是包含具有式C(8-18)MIMAgBr2和(C(8-18)MIM)2CuCl4的种类的离子液体。还更优选的是包含具有式C(12-16)MIMAgBr2和(C(12-16)MIM)2CuCl4的种类的离子液体。
种类[Cat+][M+][X-]中的[Cat+]、[M+]、和[X-]的每一种的相对化学计量的量没有限制，并且可以由技术人员根据[Cat+]、[M+]、和[X-]的每一种上的电荷(其每一种可以具有单个或多个电荷)、和电荷平衡考虑因素而确定。例如，在[Cat+]和[M+]都是单电荷的情况下，[X-]可以是双电荷的阴离子或两个带单电荷的阴离子。在另一个实例中，其中[Cat+]是单电荷并且[M+]是双电荷的，[X-]可以是带三电荷的阴离子、带双电荷的阴离子和带单电荷的阴离子，或三个带单电荷的阴离子。种类[Cat+][M+][X-]的化学计量学还可以受与金属离子形成配合物的阴离子的数目即金属离子的配位数目的影响。
上面描述的离子液体可以以抗微生物体系的形式使用，所述抗微生物体系包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；和
(c)离子液体，如上所限定。
离子液体应当以足以延缓和/或杀死微生物的量存在于抗微生物体系中。这样的量可以容易地由本领域技术人员使用已知的试验法例如ASTME2180-01确定，并且可以根据所考虑的微生物定制。适合的最小抑制浓度(MIC)一般是1μM至10000μM，更优选10μM至1000μM，还更优选20μM至500μM，并且最优选25μM至100μM。
根据本发明的一个方面的优选离子液体是C8MIMCl。该离子液体的MIC值对于MRSA、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、铜绿克雷伯氏菌(K.Aeruginosa)、奇异变形杆菌(P.mirabilis)、石竹伯克氏菌(B.cenocepacia)、和热带念珠菌(C.tropicalis)的每一种在1200至1800μM的范围内；对于表皮葡萄球菌(S.Epidermidis)在300至450μM的范围内；并且对于大肠杆菌在600至900μM范围内。MRSA、表皮葡萄球菌(S.Epidermidis)、大肠杆菌、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、铜绿克雷伯氏菌(K.Aeruginosa)、奇异变形杆菌(P.mirabilis)、石竹伯克氏菌(B.cenocepacia)、和热带念珠菌(C.tropicalis)的每一种的最小杀菌浓度(MBC)值在1200至1700μM范围内。
根据本发明的一个方面的另一个优选离子液体是C10MIMCl。该离子液体的适合的MIC值对于MRSA在130至190μM范围内；对于表皮葡萄球菌(S.Epidermidis)在30至50μM范围内；对于大肠杆菌和热带念珠菌(C.tropicalis)在260至380μM的范围内；对于铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、奇异变形杆菌(P.mirabilis)和石竹伯克氏菌(B.cenocepacia)在1000至1500μM范围内；和对于铜绿克雷伯氏菌(K.Aeruginosa)、在520至760μM范围内。MBC值对于MRSA和表皮葡萄球菌(S.Epidermidis)在520至760μM范围内；对于大肠杆菌、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、铜绿克雷伯氏菌(K.Aeruginosa)、奇异变形杆菌(P.mirabilis)、石竹伯克氏菌(B.cenocepacia)的每一种在1000至1500μM的范围内；和对于热带念珠菌(C.tropicalis)在260至380μM的范围内。
根据本发明的一个方面的进一步优选的离子液体是C12MIMCl。该离子液体的适合的MIC值对于MRSA和表皮葡萄球菌(S.Epidermidis)在25至45μM的范围内；对于大肠杆菌、铜绿克雷伯氏菌(K.Aeruginosa)、和热带念珠菌(C.tropicalis)在50至90μM范围内；对于铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)和奇异变形杆菌(P.mirabilis)在400至720μM范围内；和对于石竹伯克氏菌(B.cenocepacia)在200至360μM的范围内。适合的MBC值对于MRSA在200至360μM的范围内；对于表皮葡萄球菌(S.Epidermidis)和铜绿克雷伯氏菌(K.Aeruginosa)、在100至180μM的范围内；对于大肠杆菌和热带念珠菌(C.tropicalis)在50至90μM范围内；对于奇异变形杆菌(P.mirabilis)在1000至1600μM范围内；和对于石竹伯克氏菌(B.cenocepacia)在450至720μM范围内。
根据本发明的一个方面的另一个优选离子液体是C14MIMCl。该离子液体的适合的MIC值对于MRSA、表皮葡萄球菌(S.Epidermidis)、大肠杆菌和铜绿克雷伯氏菌(K.Aeruginosa)在25至40μM的范围内；对于铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)和奇异变形杆菌(P.mirabilis)在200至320μM范围内；对于石竹伯克氏菌(B.cenocepacia)在100至160μM范围内；和对于热带念珠菌(C.tropicalis)在50至80μM范围内。适合的MBC值对于MRSA、表皮葡萄球菌(S.Epidermidis)和大肠杆菌在25至40μM范围内；对于铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)和石竹伯克氏菌(B.cenocepacia)在200至320μM范围内；对于铜绿克雷伯氏菌(K.Aeruginosa)在50至80μM范围内；对于奇异变形杆菌(P.mirabilis)在400至640μM范围内；和对于热带念珠菌(C.tropicalis)在100至160μM范围内。
抗微生物体系的粘度控制剂可以包括一种或多种溶剂和/或增稠剂。在本发明的一个实施方案中，通过将离子液体、膜增强组合物和任何任选组分在溶剂中混和而制备所述抗微生物体系，其中所述溶剂能够溶解和/或分散所述离子液体、膜增强组合物和任何任选组分。在抗微生物体系缺乏适合的粘度从而不能被施用到基材表面以便形成适合厚度的层的情况下，例如在表面上更高浓度的抗微生物离子液体是合乎需要的情况下，也可以添加增稠剂。应当理解，溶剂和增稠剂的混合物可以用于获得所需粘度，并且适合的溶剂/增稠剂的这种混合和选择完全在本领域技术人员的知识之内。
有利地，可以根据所述体系的所需施用，将本发明的抗微生物体系配制成具有多种粘度和宽范围的百分比固体。在某些施用中，可以合乎需要的是，所述体系，一旦施用，在基材上提供涂层，其中所述基材基本上是非多孔性的。在其它的施用中，合乎需要的是，所述体系能够渗透基材表面的至少一部分以便可以在基材表面下发现消毒的和抗微生物的效果。在前者情况下，将优选配制相对粘性的溶液(可能具有相对高百分比的固体含量)，并且在后者情况下，较低粘度溶液(具有较低的百分比固体)将是更合适的。
鉴于上述，并且对于其中抗微生物体系合乎需要地能够作为涂层施用的本发明的实施方案(如，可以是基材是非多孔性时的情况，例如玻璃、塑料或金属)，所述体系可以配制成具有约5000cps至约100,000cps的Brookfield粘度，如用5、6、7个锭子在75℉和和20RPM剪切(sheer)所测量。用于这种施用的特别适合的体系可以具有至少约15,000cps，或至少约30,000cps，或甚至至少约50,000cps的粘度。类似地，这样一种体系的固体含量可以是约55.0重量％，或者高达约75.0重量％。
另一方面，对于其中需要所述体系渗透到它所施用的基材表面的至少一部分中的本发明实施方案，如在可渗透水并因而对微生物侵袭和生长敏感的多孔基材例如木头中特别合乎需要的是，适合的体系将具有约1cps至约5000cps的Brookfield粘度。用于这种施用的特别适合的体系可以具有小于约1000cps或甚至小于约500cps的粘度。这样一种组合物的固体含量可以小于约30重量％，小于20重量％，或甚至小于约10重量％。
在本发明的抗微生物体系中使用的适合的溶剂可以包括水和有机溶剂，诸如醇(例如乙醇、甲醇和异丙醇)，酮(例如丙酮)，酯(例如乙酸甲酯和乙酸乙酯)，醚(例如二甲醚、二乙醚和四氢呋喃)，烃，及它们的混合物。优选所述溶剂选自水、甲醇、乙醇及其混合物。
适合的增稠剂包括淀粉、阿拉伯树胶、瓜耳胶、和羧甲基纤维素，包括它们的混合物。特别合适的增稠剂是以商业名称“NEOCRYL-A1127”从DSM NeoResins，威尔明顿，马萨诸塞州商购的。
适合的膜增强组分包括下列的一种或多种：润湿剂、分散剂、表面活性剂、颜料、消泡剂、聚结剂、填充剂、增强剂、助粘剂、增塑剂、流动控制剂、抗氧化剂、紫外线稳定剂、染料、和聚合物。
适合的表面活性剂包括从Huntsman公司，Salt Lake City(盐湖城)，UT(犹他州)商购的“SURFONIC L”系列表面活性剂；和从杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)商购的商业名称为“ZONYL”的表面活性剂。
优选地，膜增强组合物包括当施用到基材表面时形成膜的有效分子量的聚合物。所述聚合物膜可以是水不溶性的或水溶性的。优选地，所述膜在和水或其它溶剂接触时是耐轻微磨损和离子液体浸出的。
在一个实施方案中，所述聚合物是疏水性的和/或水不溶性的。更优选地，所述聚合物基本上是非离子的、阳离子的或者阴离子的。
也是非离子的或阳离子的并且适合用于本发明的膜增强组合物中的合适的疏水性的、水不溶性的成膜聚合物包括：苯乙烯丙烯酸共聚物，诸如以商品名Acronol S702(BASF，Aktiengesellschaft，橄榄山(Mount Olive)，新泽西州)、PD-330(H.B.Fuller公司，圣保罗，明尼苏达州)、和Res 1018，1019及4040(罗门哈斯公司(Rohm & Hass Company)，费城，宾夕法尼亚州)商售的那些；丙烯酸均聚物，诸如以商品名Ucar 376和351(陶氏化学(Dow Chemical)米德兰，密歇根州)以及Res 3077(罗门哈斯(Rohm & Haas))商售的那些；苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，诸如以商品名DL313NA(陶氏化学(Dow Chemical))商售的那些；乙烯乙酸乙烯共聚物，诸如以商品名Airflex 400/A405/460(空气产品和化学品(Air Products and Chemicals)公司，阿伦敦，宾夕法尼亚州)和Elvace 1875(Reichhold公司，Durham，N.C)商售的那些；聚乙酸乙烯均聚物，诸如以商品名PD-316(H.B.Fuller公司)和Airflex XX220/230(空气产品和化学品(Air Products and Chemicals)公司)商售的那些；丙烯酸酯-丙烯腈共聚物，诸如以商品名Synthemul(多种等级，Reichhold公司)商售的那些；乙酸乙烯-氯乙烯乙烯共聚物，诸如以商品名Airflex 728(空气产品和化学品(Air Products and Chemicals)公司)商售的那些；乙烯乙酸乙烯丙烯酸丁酯三元共聚物，诸如以商品名Airflex 809和Airflex 811(空气产品和化学品(Air Products and Chemicals)公司)商售的那些；丁二烯-丙烯腈共聚物，诸如以商品名Tylac商售的那些，多种等级(Reichhold公司)；丙烯酸乙烯-氯乙烯共聚物，诸如以商品名Haloflex 563(Zeneca Resins，威尔明顿，马萨诸塞州)商售的那些；聚氯丁二烯聚合物和共聚物，诸如以商品名杜邦氯丁橡胶乳胶(DuPont Neoprene latex)115(杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)，威尔明顿，特拉华州)商售的那些；及其混合物。
作为阴离子的并且适合在本发明的膜增强组合物中使用的适合的疏水性、水不溶性成膜聚合物包括：丙烯酸苯乙烯共聚物，诸如以商品名PD-600(BASF)商售的那些；丙烯酸均聚物，诸如以商品名PD-431、PD-449、PD-483和PD-2049F(H.B.Fuller公司)商售的那些；丙烯酸乙烯共聚物，诸如以商品名PD-119和PD-124(H.B.Fuller公司)商售的那些；苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，诸如以商品名NM-565和ND-422(BASF)以及Rovene 6105(Mallard Creek Polymers公司，夏洛特，N.C.)商售的那些；1，1-二氯乙烯-丙烯酸-氯乙烯共聚物(vinylidene chloride-acrylic-vinyl-chloride copolymers)，诸如以商品名Vycar 660x1 4和Vycar 460x46(Noveon公司，克利夫兰，俄亥俄州)商售的那些；含水聚氨酯聚合物诸如NeoRez R-962，967和972(Zeneca Resins)；及其混合物。
在本发明的另一个实施方案中，所述聚合物是水溶性的。这种组合物可以在其中预期抗微生物膜保持干燥的环境中是有用的。在本发明中使用的合适的水溶性聚合物包括聚乙烯醇，诸如从J.T.Baker，菲利浦斯勃格，新泽西州和西格玛-奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司，圣路易斯，密苏里州商售的那些；聚乙烯吡咯烷酮，诸如从J.T.Baker商售的那些和以商品名PVP-Kxx从Peakchem，浙江，中国可得到的那些(其中“xx”表示聚合物的平均分子量(以1000道尔顿表示)-例如PVP-K90和PVP-K30)；聚乙烯氧化物，诸如以商品名POLYOX从陶氏化学(Dow Chemical)公司，米德兰，密歇根州可得到的那些；磺化聚氨酯，和它们的共聚物和混合物。
膜增强组分(特别是聚合物)可以优选地以1重量％至90重量％、更优选10重量％至80重量％、并且还更优选15重量％至75重量％的量存在于本发明的抗微生物体系中。
抗微生物体系还可以包括可以通过适合的检测装置诸如用紫外或可见光源辐照而检测表面上的组合物的光学指示剂，例如，荧光团或光学增亮剂。
根据本发明的另一个方面，提供给基材消毒的方法，所述方法包括将如上所限定的离子液体或抗微生物体系施用到基材并且容许离子液体或抗微生物体系保持与所述基材接触一段时间。在一个实施方案中，将离子液体或抗微生物体系施用到基材表面。在另一个实施方案中，将离子液体或抗微生物体系施用到基材以便它渗入基材内的孔隙。
本发明还提供给基材(包括表面和/或孔隙)消毒的方法，所述方法包括将如上所限定的离子液体或抗微生物体系施用到所述表面并且容许离子液体或抗微生物体系保持与所述表面接触一段时间。可以将离子液体或抗微生物体系通过任何适合的方法施用到所述基材，诸如将抗微生物体系喷雾、刷涂、涂抹、辊压、或擦拭到所述基材上，或通过将基材浸没在离子液体或抗微生物体系的浴槽中以消毒。
另外，溶剂的使用可以将本发明的抗微生物体系作为稀释溶液施用，其形成薄的同质的抗微生物膜。有利的溶剂是容易蒸发以留下干燥膜的溶剂。
在一个优选实施方案中，可以从加压的气雾剂喷雾容器中分配本发明的离子液体或抗微生物体系。
本发明的离子液体和抗微生物体系可以有利地施用到各式各样的基材并且在各种各样的行业中发挥能力。因而，不特别限制本发明的用途，并且离子液体和抗微生物体系可以施用到希望消毒、密封并给予长期抗微生物效果的任何基材，无论本质上是基本多孔的或非多孔的。如这里所用，“基本上多孔的材料”旨在表示可以被液体渗透的材料或可以经由基材各部分之间的间隙、裂缝、裂纹、断裂或其它空间吸收液体的材料，其可以是紧密设置的并且微小的，诸如木材中的孔隙，或广泛设置的大的空间，诸如在松散编织的布中。基本上多孔的材料的实例包括纸产品、海绵、纤维产品、编织的和非编织的片或织物、石膏、木材、木材副产物、一些装饰性层压材料、泡沫、砖、石头、粘合剂等，而基本上非多孔材料的实例可以包括陶瓷、玻璃、金属、聚合物片或膜等。
本发明的成膜抗微生物体系可以形成不能透过的密封，其不仅杀死制品外表面上的微生物，而且防止所述表面的再污染。
可以使用膜去除剂组合物合乎需要地除去由本发明的抗微生物体系形成的抗微生物膜，例如当所述膜的抗微生物活性耗尽并且需要施用新的涂层，或如果所述膜已经被损伤时。
用于由本发明的抗微生物体系形成的水不溶性、疏水性抗微生物膜的合适的去除剂组合物包括有机溶剂和水性清洁剂。
至少部分地由于所述膜的耐水性和耐磨性，以及抗菌剂的长期效果，因而所述基材可以具备长期抗微生物活性，即，长达至少约48小时，优选长达至少约28天，并且更优选长达至少约2年，如可以根据ASTM D5590所测量。
本发明的组合物的另一个益处是它们无环境有害的金属材料(以前在现有技术中使用的)，诸如砷、汞和铅。
如上所指出，所述聚合物可以是水溶性的，和/或可以包括一种或多种其它溶剂。基本上无有机溶剂的水基体系可以是特别有利的，因为易挥发有机溶剂的存在或使用可能在一些环境中或对于一些使用者存在安全性问题。事实上，因为本组合物可以有效将碎片，诸如霉菌或霉菌孢子，密封到表面，所以预期它们对遭受碎片的变态反应的组合物使用者提供特别的益处。变态反应患病者或对于霉菌或其它微生物显示敏感性的其它患病者也经常遭受相关的呼吸困难，达到并且包括哮喘。这种个体经常显示对于强烈气味的敏感性，所述气味包括芳香剂、烟、污染、雾、清洁剂、和溶剂，并且他们对于这些物品的选择以及暴露是期望的，乃至必要地限制这样的物品。根据本发明的水基组合物不仅无溶剂气味，而且，基本上无任何气味，因此可以由这样的个体或在这样的个体附近的基材上非令人不快地使用它们，因而事实上是有利的。
本发明的抗微生物膜的耐磨性也便于基材的预涂层和/或处理，然后可以将其卖给感兴趣的团体，例如，医院。
在另一个方面中，本发明提供包括如上所限定的离子液体或抗菌体系的基材。
在另一个方面中，本发明提供用如上所述方法制备的消毒基材。
在另一个方面中，本发明提供新的离子液体组合物，所述离子液体组合物包括具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包括至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；和
[X-]是一种或多种阴离子种类和选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
以上公开了在该定义之内的优选离子液体和优选金属离子，并且依照本发明的这个方面，所述优选离子液体和金属离子也是优选的。
在另一个方面中，本发明提供抗微生物体系，所述抗微生物体系包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包括至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；和
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)任选地，选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
以上公开了在该定义之内的优选离子液体和优选金属离子，并且依照本发明的这个方面，所述优选离子液体和金属离子也是优选的。类似地，也可以根据本发明的这个方面使用上面描述的膜增强组合物和粘度控制剂。
在另一个方面中，本发明也提供抗微生物体系，所述抗微生物体系包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓(oxaborolium)、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓(oxaphospholium)、吡咯鎓、环戊硼烷鎓(borolium)、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓(phospholium)、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；和
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)选自银盐，铜盐，锡盐和锌盐的金属盐。
以上公开了在该定义之内的优选离子液体和优选金属离子，并且依照本发明的这个方面，所述优选离子液体和金属离子也是优选的。类似地，也可以根据本发明的这个方面使用上面描述的膜增强组合物和粘度控制剂。
在另一个方面中，本发明提供用于制备如上所限定的新的离子液体组合物的多成分试剂盒(kit of parts)，包括：
(a)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包括至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；和
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(b)选自银盐、铜盐、锡盐和锌盐的金属盐。
在另一个方面中，本发明提供用于制备如上所限定的抗微生物体系的多成分试剂盒，所述多成分试剂盒包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包括至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；和
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)任选地，选自银盐、铜盐、锡盐和锌盐的金属盐。
在另一个方面中，本发明提供用于制备如上所述的抗微生物体系的多成分试剂盒，所述多成分试剂盒包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓(oxaborolium)、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓(oxaphospholium)、吡咯鎓、环戊硼烷鎓(borolium)、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓(phospholium)、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；和
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)选自银盐、铜盐、锡盐和锌盐的金属盐。
应当理解，虽然已经关于离子液体组合物或抗微生物体系的制备描述了上述多成分试剂盒，但是本发明也涉及这种多成分试剂盒用于制备作为抗菌剂使用的离子液体组合物和抗微生物组合物的用途。
现在将通过实施例并且参考附图描述本发明，其中：
图1是显示实施例的革兰氏阳性球菌、革兰氏阴性杆菌和真菌的平均最小抑制浓度(MIC)值的图；
图2显示对于在Calgary生物膜装置(见下)上的每种测试生物的平均24小时生物膜活细胞计数。每个值表示为六个重复的平均值；
图3是显示在多种微生物情况下，具有10、12和14个碳原子的烷基取代基的1-烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物的最小生物膜根除浓度(MBEC)值；
图4显示实施例的革兰氏阳性球菌、革兰氏阴性杆菌和真菌的平均最小生物膜根除浓度(MBEC)值；
图5和6显示[1-(C8-C18)烷基-3-甲基咪唑鎓][AgBr2]的最小抑制浓度(MIC)值；
图7和8显示[1-(C8-C18)烷基-3-甲基咪唑鎓]2[CuCl4]的最小抑制浓度(MIC)值；
图9是显示1-癸基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C10MIMCl)、1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C12MIMCl)、和1-十四烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C14MIMCl)杀死MRSA的速率的图；
图10是显示1-癸基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C10MIMCl)、1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C12MIMCl)、和1-十四烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C14MIMCl)杀死表皮葡萄球菌(S.epidermidis)的速率的图；和
图11是显示1-癸基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C10MIMCl)、1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C12MIMCl)、和1-十四烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物(C14MIMCl)杀死大肠杆菌的速率的图。
离子液体产生的微生物抑制
实施例1
表1显示从施用到MRSA接种的琼脂培养板的40μL咪唑鎓离子液体得到的抑制半径。如本文所用，CyMIMCl，指的是1-烷基-3-甲基-咪唑鎓氯化物离子液体，其中所述烷基是具有y个碳原子的直链烷基。
表1
  化合物   抑制区的半径(mm)
  C8MIMCl   12
  C10MIMCl   17
  C12MIMCl   17
  C14MIMCl   10
  C16MIMCl   6
  C18MIMCl   10
实施例2-MIC/MBC测定
表2和3分别显示针对各种细菌菌株和真菌热带念珠菌的1-烷基-喹啉鎓溴化物离子液体和1-烷基-3-甲基-咪唑鎓氯化物离子液体的最小抑制浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)，其中1-烷基是含有所示碳原子数目的直链烷基。
根据NCCLS指南进行肉汤微稀释试验。将Müeller-Hinton肉汤(MHB)(100μl)中的每种咪唑鎓盐的一系列两倍稀释物(来自原始工作溶液，其已经进行0.22μm无菌过滤)在96-孔微量滴定板中在0.0000625-1％w/v范围内制备。通过将MHB中活性过夜生长肉汤培养物的浊度调节到550nm的光密度等于1×108CFU/ml而制备待测的接种物。将悬浮液进一步稀释以提供最终接种密度为MHB中2×105CFU/ml，如通过总活菌计数而验证。将待测的接种物(100μl，2×105CFU ml-1)加入到微稀释盘的每个孔，将其在37℃有氧培养24h。在每个测定中包括阳性和阴性生长对照(6个重复)。在测定MIC以后，通过将来自没有显示生长的孔的20μl悬浮液铺到MHA板上，然后将其培养24h并检测99.9％杀死，测定最小杀菌浓度(MBC)。
表2-1-烷基-3-喹啉鎓溴化物的MIC和MBC值
Figure BPA00001258788600301
以微摩尔浓度(μM)给出MIC和MBC值
表3-1-烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物的MIC和MBC值
Figure BPA00001258788600311
以微摩尔浓度(μM)给出MIC和MBC值
实施例3
表4显示针对一系列细菌菌株和真菌热带念珠菌的1-烷基-3-甲基-咪唑鎓-AgBr2离子液体的最小抑制浓度(MIC)，其中1-烷基是含有所示碳原子数目的直链烷基。根据实施例2中描述的方案测定MIC值。
表4-1-烷基-3-甲基咪唑鎓-AgBr2的MIC值
Figure BPA00001258788600321
实施例4
表5显示针对一系列细菌菌株和真菌热带念珠菌的(1-烷基-3-甲基-咪唑鎓)2CuCl4离子液体的最小抑制浓度(MIC)，其中1-烷基是含有所示碳原子数目的直链烷基。根据实施例2中描述的方案测定MIC值。
表5-(1-烷基-3-甲基-咪唑鎓)2CuCl4的MIC值
Figure BPA00001258788600331
实施例5
表6显示落在本发明之外的离子液体(IL1和IL2)和根据本发明使用的离子液体(IL3和IL4)的比较的最小抑制浓度(MIC)。根据实施例2中描述的方案测定MIC值。使用的离子液体是：
IL1- 1，2-二甲基-3-十四烷基咪唑鎓溴化物
IL2- N，N-二甲基-N-(2-羟乙基)-N-十四烷基溴化铵
IL3- N-十四烷基-6-甲基喹啉鎓溴化物
IL4- N-十四烷基异喹啉鎓溴化物
表6-另外的离子液体的MIC值
Figure BPA00001258788600341
生物膜测定
实施例6
表7和8分别比较1-烷基-喹啉鎓溴化物离子液体和1-烷基-3-甲基-咪唑鎓氯化物针对一系列生物膜的MIC和MBEC(最小生物膜根除浓度)的值，其中1-烷基是含有所示碳原子数目的直链烷基。表皮葡萄球菌ATCC 12228不包括在生物膜测定中，因为它不形成生物膜。
每种测试生物的生物膜生长在Calgary生物膜装置(Calgary Biofilm Device)(作为用于生理学和遗传学的MBEC AssayTM(MBEC AssayTM for Physiology & Genetics)商购的，Innovotech公司，埃德蒙顿，阿尔伯特，加拿大)中。所述装置，基于微量滴定板的测定，由两个部分组成；含有接种的测试培养基的微量滴定板，和在回转培养下在其上形成微生物生物膜的具有96个相同格子的聚苯乙烯盖。根据由制造商提供的MBECTM测定方案进行生物膜测定，具有稍微的修改。如上所述在MHB中制备每种测试生物的接种物并将其调节以提供～107CFU ml-1的最终接种密度(如通过活菌计数确定)。将150μl接种培养基转移到96-孔微量滴定板的每个孔并且将具有96个格子的测定板盖放到微量滴定板中。将MBEC测定板在回转培养箱(37℃，95％相对湿度)中放置24h以容许每个测试菌株的24h生物膜的生长和比较。将阳性和阴性生长对照包括在每个板中(6个重复)。根据制造商指示，测量初始的和24h浮游活菌计数，测量24h生物膜计数，表示为CFU/格(peg)。在24h以后，将MBEC测定板的格子盖轻轻地漂洗三次。在漂洗以后，将MBEC测定的格子盖转移到“对抗”板。在每个孔中，在200μl含有多种浓度IL的MHB中制备顺序稀释的每种咪唑鎓盐。在每个测定板中包括阳性生长对照和无菌对照。在生物膜暴露到抗微生物对抗24±1h以后，将格子盖从所述对抗板除去，如所述在0.9％盐水中漂洗三次，并转移到“回收”板，每个孔含有补充有中和剂的MHB(每个孔中的终浓度；0.125％L-组氨酸，0.125％L-胱氨酸，0.25％还原谷胱甘肽)。通过超声波处理5分钟将生物膜移动到回收培养基中并丢弃格子盖。将回收板培养过夜并在24h以后在视觉上检测浊度。另外，在550nm记录每个板的光密度测量。取澄清的孔作为生物膜根除的证据，并且将MBEC值指定为在24小时培养以后没有观察到生长的最低浓度。将板再培养24小时以证实生物膜根除浓度。
表7-1-烷基-3-喹啉鎓溴化物的MIC和MBEC值
Figure BPA00001258788600361
以微摩尔浓度(μM)给出MIC和MBEC值
表8-1-烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物的MIC和MBEC值
Figure BPA00001258788600371
以微摩尔浓度(μM)给出MIC和MBC值
括号中的数字表示对应于以μM表示的MBEC值的离子液体组合物中离子液体的重量对体积百分比(％w/v)。
实施例7
表9表示对于离子液体IL3(N-十四烷基-6-甲基喹啉鎓溴化物)和IL4(N-十四烷基异喹啉鎓溴化物)获得的最小生物膜根除浓度(MBEC)值。
表9-另外的离子液体的MBEC值
Figure BPA00001258788600381
实施例8
表10比较了例举的1-(C8-C14)烷基-3-甲基咪唑鎓离子液体的重量对体积的百分比(％w/v)和μM浓度。
表10-生物膜测定中的离子液体浓度
Figure BPA00001258788600382
MRSA杀死动力学
实施例9
表11a-11c显示用1-烷基-3-甲基-咪唑鎓氯化物离子液体处理的MRSA、表皮葡萄球菌和大肠杆菌浮游细胞培养物的细菌细胞死亡速率，其中1-烷基分别是癸基(C10)、十二烷基(C12)和十四烷基(C14)。根据测量的每毫升的菌落形成单位(CFU/mL)提供杀死动力学数据，并且也将其图示提供在图9-11中。
表11a-耐受甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)
Figure BPA00001258788600391
表11b-表皮葡萄球菌
Figure BPA00001258788600392
表11c-大肠杆菌
Figure BPA00001258788600393
膜制备
实施例10
通过将5份分子量为180,000道尔顿的聚乙烯醇聚合物(西格玛-奥德里奇化学品公司(Sigma-Aldrich Chemical Company))与95份水组合而制备水溶性膜组合物，并将混合物在温浴中振荡24小时以完全溶解所述聚合物。
实施例11
通过将聚乙烯吡咯烷酮(水中2％固体-来自国际专业产品(Intemational Specialty Products))溶解在异丙醇和甲基乙基酮的50∶50溶液中制备另一种膜组合物。
实施例12
将30份的实施例10的膜组合物与0.2份的1-辛基-3-甲基吡啶鎓四氟硼酸盐混合。
实施例13
将6重量％的1-辛基-2-甲基哒嗪鎓四氟硼酸盐与实施例11的膜组合物混合。
测试
实施例14
(A)将实施例12的组合物涂到两个聚丙烯基材上并在55℃干燥5分钟。
(B)将实施例13的组合物涂装到两个聚对苯二甲酸乙二醇酯基材上，在室温干燥20分钟，然后在80℃干燥10分钟。
还分别使用实施例10和实施例11的组合物生产对照膜。
使用已知的标准方法培养大肠杆菌和枯草芽孢杆菌，并产生包含大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的琼脂浆体。将大约0.5ml浆体放在样品上。
将样品放置12小时，并且在该时间以后，通过从测试基材上洗脱琼脂浆体将存活的微生物回收到D/E中性肉汤中，并且通过超声波和涡旋提取。
制备系列稀释物，并将其涂布到琼脂板上，将所述琼脂板在约28℃培养48小时。
然后对细菌菌落形成单位计数。
结果
结果显示，当与对照样品比较时，含有离子液体的样品的细菌菌落显著更少/没有检测到，因此证明本发明的离子液体具有良好的抗微生物性质并且可以成功配制以便产生薄膜。
磨损测试
实施例15
测试根据实施例14产生的膜样品的除去容易性。
将布在室温用水饱和并且在抗微生物膜上摩擦。所述膜需要至少两次笔划才能除去，并且以固体形式保留，即，不容易溶解。
本申请还包括下列条款：
1.具有式[Cat+][X-]并且还包含选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子的离子液体作为抗菌剂的用途：
其中：[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓(oxaborolium)、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓(oxaphospholium)、吡咯鎓、环戊硼烷鎓(borolium)、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓(phospholium)、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；和
[X-]是一种或多种阴离子种类。
2.根据条款1的用途，其中所述金属离子选自Ag+、Cu+、Cu2+、Sn2+和Zn2+离子；更优选Ag+、Cu+和Cu2+离子；并且最优选Ag+和Cu2+离子。
3.根据条款2的用途，其中所述金属离子是以配合物的形式；更优选金属卤化物配合物的形式；更优选金属氯化物或溴化物配合物的形式；并且最优选具有式[Ag+][Br-]2或式[Cu2+][Cl-]4的配合物的形式。
4.根据条款1至3任一项的用途，其中所述一种或多种杂环阳离子种类选自：
Figure BPA00001258788600431
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri和Rj可以相同或不同，并且各自独立地选自氢、C1至C40直链或支链烷基、C3至C8环烷基、或C6至C10芳基，其中所述烷基、环烷基或芳基是未取代的或者可以由选自下列的1至3个基团取代：C1至C6烷氧基、C6至C10芳基、CN、OH、NO2、C7至C30芳烷基和C7至C30烷芳基，或者Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri的任意两个与相邻的碳原子连接的形成亚甲基链-(CH2)q-，其中q是8至20，并且其中可以没有Rj。
5.根据条款4的用途，其中所述一种或多种阳离子种类选自：
Figure BPA00001258788600451
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri和Rj如条款4所限定。
6.根据条款5的用途，其中所述一种或多种另外的阳离子种类选自：
Figure BPA00001258788600452
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Rg如条款4所限定。
7.根据条款4至6任一项的用途，其中Ra、Rg和Rj，当存在时，独立选自C1至C30直链或支链烷基，并且Ra、Rg和Rj中的一个也可以是氢。
8.根据条款7的用途，其中Ra选自C2至C20直链或支链烷基；更优选C4至C18直链或支链烷基；还更优选C8至C18直链或支链烷基；并且最优选C8至C14直链或支链烷基。
9.根据条款7或条款8的用途，其中Rg和Rj，当存在时，独立地选自C1至C10直链或支链烷基；更优选C1至C5直链或支链烷基；并且最优选甲基。
10.根据条款7的用途，其中Ra、Rg和Rj中的一个选自乙基、丁基、己基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基。
11.根据条款4至6的用途，其中Ra、Rg和Rj，当存在时，各自地独立选自C1至C30直链或支链烷基，和C1至C15烷氧基烷基。
12.根据在前条款的任一项的用途，其中[X-]是选自下列的一种或多种阴离子种类：[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[F]-、[Cl]-、[Br]-、[I]-、[NO3]-、[NO2]-、[H2PO4]-、[HPO4]2-、[RX 2PO4]-、[RXPO4]2-、[RX 3PF3]-、[RX 2P(O)O]-[HSO3]-、[HSO4]-、[RXSO3]-、[RXSO4]-、[SO4]2-、[H3CO(CH2)2O(CH2)OSO3]-、[BBDB]-、[BOB]-、[(CF3SO2)3C]-、[Co(CO4)]-、[(CN)2N]-、[(CF3)2N]-、[(RXSO2)2N]-、[SCN]-、[H3C(OCH2CH2)nOSO3]-、[RXO2CCH2CH(CO2RX)SO3]-、[RXCO2]-、乳酸根、和多库酯；其中每个RX独立地选自(C1-C20)烷基、(C6-C10)芳基、和(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基；并且进一步地，其中所述烷基、芳基和烷基芳基可以包括独立地选自F、Cl和I的一个或多个取代基。
13.根据条款12的用途，其中[X-]选自[Cl]-、[Br]-、[I]-、[H2PO4]-、[HPO4]2-、[RX 2PO4]-、[RX 2P(O)O-]、[RXSO3]-、[CH3SO3]-、[RXSO4]-、[CH3SO4]-、[C2H5SO4]-、[SO4]2-、[RXO2CCH2CH(CO2RX)SO3]-、[RXCO2]-、[C6H4CO2]-、乳酸根和多库酯；其中RX如条款12中所限定。
14.根据条款13的用途，其中[X-]选自[Cl]-、[Br]-、和[I]-。
15.根据条款12的用途，其中[X-]选自[BF4]-、[PF6]-、[BBDB]-、[BOB]-、[N(CF3)2]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[(C2F5)3PF3]-、[(C3F7)3PF3]-、[(C2F5)2P(O)O]-、[SbF6]-、[Co(CO)4]-、[NO3]-、[NO2]-、[CF3SO3]-、[CH3SO3]-、[C8H17OSO3]-、和甲苯磺酸根。
16.包含具有式[Cat+][M+][X-]的种类的离子液体作为抗菌剂的用途：
其中：[Cat+]是一种或多种杂环阳离子种类，如条款1和4至11的任一项中所限定；
[M+]是一种或多种金属离子，如条款1至3的任一项中所限定；
和
[X-]是一种或多种阴离子种类，如条款1和12至15的任一项中所限定。
17.根据条款16的用途，其中所述离子液体包含具有式C(8-18)MIMAgBr2或(C(8-18)MIM)2CuCl4的种类；并且更优选具有式C(12-16)MIMAgBr2或(C(12-16)MIM)2CuCl4的种类。
18.根据在前条款任一项的用途，其中所述离子液体是以抗微生物体系的形式使用的，所述抗微生物体系包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；和
(c)离子液体，如条款1至17中所限定。
19.根据条款18的用途，其中所述离子液体以0.001重量％至10重量％的量存在；更优选其中所述离子液体以0.005重量％至7重量％的量存在；并且最优选其中所述离子液体以0.01重量％至0.5重量％的量存在。
20.根据条款18或条款19的用途，其中所述粘度控制剂包括一种或多种溶剂和/或增稠剂。
21.根据条款18到20的任一项的用途，其中所述膜增强组合物包括选自下列的一种或多种膜增强组分：润湿剂、分散助剂、表面活性剂、颜料、消泡剂、聚结剂、填充剂、增强剂、助粘剂、增塑剂、流动控制剂、抗氧化剂、紫外线稳定剂、聚合物或这些的组合。
22.根据条款18至21的任一项的用途，其中所述膜增强组合物以1重量％至90重量％；更优选10重量％至80重量％；并且最优选15重量％至75重量％的量存在。
23.根据条款18到22任一项得用途，其中所述膜增强组合物包括成膜聚合物。
24.根据条款23的用途，其中所述聚合物是疏水性的和/或水不溶性的。
25.根据条款23的用途，其中所述聚合物基本上是非离子的或阳离子的。
26.根据条款23的用途，其中所述聚合物基本上是阴离子的。
27.根据条款23的用途，其中所述聚合物是水溶性的。
28.根据条款18至27任一项的用途，其中抗微生物体系还包括光学指示剂(optical reporter)，例如，荧光团或光学增亮剂，其使得可以通过适合的检测装置诸如通过紫外或可见光源的辐照检测表面上的组合物。
29.给表面消毒的方法，所述方法包括将如条款1至17任一项中限定的离子液体或如条款18至28任一项中限定的抗微生物体系施用到所述表面。
30.根据条款29的方法，其中将所述离子液体或所述抗微生物体系作为来自加压气雾剂喷雾罐的气雾剂施用。
31.根据条款29或条款30的方法，其中在施用以后，将所述抗微生物体系干燥。
32.一种基材，所述基材包含如条款1至17任一项中限定的离子液体。
33.一种基材，所述基材包括如条款18至28任一项中限定的抗菌体系。
34.一种通过根据条款29至31任一项的方法制备的基材。
35.一种抗微生物体系，所述抗微生物体系包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓(oxaborolium)、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓(oxaphospholium)、吡咯鎓、环戊硼烷鎓(borolium)、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓(phospholium)、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；和
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
36.根据条款35的抗微生物体系，其中所述金属离子如条款2或条款3中所限定。
37.根据条款35或条款36的抗微生物体系，其中[Cat+]是如条款4至11任一项中限定的一种或多种杂环阳离子种类。
38.根据条款35至37任一项的抗微生物体系，其中[X-]是条款12至15任一项中限定的一种或多种阴离子种类。
39.用于制备根据条款35至38任一项的抗微生物体系的多成分试剂盒，所述多成分试剂盒包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓(oxaborolium)、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓(oxaphospholium)、吡咯鎓、环戊硼烷鎓(borolium)、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓(phospholium)、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；和
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。

Claims (47)

1.具有下式的离子液体作为抗菌剂的用途：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包括至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；和
[X-]是一种或多种阴离子种类。
2.根据权利要求1的用途，其中[Cat+]包括选自下列的至少一种阳离子种类：
Figure FPA00001258788500011
其中：Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri可以相同或不同，并且各自独立地选自氢、C1至C40直链或支链烷基、C3至C8环烷基、或C6至C10芳基，或者与相邻碳原子连接的Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri中的任意两个形成亚甲基链-(CH2)q-，其中q是8至20，其中所述烷基、环烷基或芳基、或所述亚甲基链是未取代的或可以被1至3个选自下列的基团取代：C1至C6烷氧基、C6至C10芳基、CN、OH、NO2、C7至C30芳烷基和C7至C30烷芳基。
3.根据权利要求2的用途，其中Ra选自C1至C30直链或支链烷基，或氢。
4.根据权利要求3的用途，其中Ra选自C1至C30直链或支链烷基。
5.根据权利要求4的用途，其中Ra选自C8至C14直链或支链烷基。
6.根据在前权利要求任一项的用途，其中Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri各自地独立选自氢，或C1至C30直链或支链烷基。
7.根据权利要求6的用途，其中Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri中的一个是C1至C30直链或支链烷基或氢，并且Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rh和Ri中的其余基团各自是氢。
8.根据在前权利要求任一项的用途，其中Rd是C1至C30直链或支链烷基或氢，并且Rb、Rc、Re、Rf、Rh和Ri各自是氢。
9.根据在前权利要求任一项的用途，其中[Cat+]是包括选自下列的至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类：N-辛基喹啉鎓、N-癸基喹啉鎓、N-十二烷基喹啉鎓、N-十四烷基喹啉鎓、N-辛基异喹啉鎓、N-癸基异喹啉鎓、N-十二烷基异喹啉鎓、和N-十四烷基异喹啉鎓。
10.根据权利要求6至8任一项的用途，其中Rd是甲基。
11.根据权利要求10的用途，其中[Cat+]是包括选自下列的至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类：N-辛基-6-甲基喹啉鎓、N-癸基-6-甲基喹啉鎓、N-十二烷基-6-甲基喹啉鎓、N-十四烷基-6-甲基喹啉鎓、N-辛基-6-甲基异喹啉鎓、N-癸基-6-甲基异喹啉鎓、N-十二烷基-6-甲基异喹啉鎓、和N-十四烷基-6-甲基异喹啉鎓。
12.根据在前权利要求任一项的用途，其中[X-]是选自下列的一种或多种阴离子种类：[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[F]-、[Cl]-、[Br]-、[I]-、[NO3]-、[NO2]-、[H2PO4]-、[HPO4]2-、[RX 2PO4]-、[RXPO4]2-、[RX 3PF3]-、[RX 2P(O)O]-[HSO3]-、[HSO4]-、[RXSO3]-、[RXSO4]-、[SO4]2-、[H3CO(CH2)2O(CH2)OSO3]-、[BBDB]-、[BOB]-、[(CF3SO2)3C]-、[Co(CO4)]-、[(CN)2N]-、[(CF3)2N]-、[(RXSO2)2N]-、[SCN]-、[H3C(OCH2CH2)nOSO3]-、[RXO2CCH2CH(CO2RX)SO3]-、[RXCO2]-、乳酸根、和多库酯；其中每个RX独立地选自(C1-C20)烷基、(C6-C10)芳基、和(C1-C10)烷基(C6-C10)芳基；并且进一步地，其中所述烷基、芳基和烷基芳基可以包括独立地选自F、Cl和I的一个或多个取代基。
13.根据权利要求12的用途，其中[X-]选自[Cl]-、[Br]-、[I]-、[H2PO4]-、[HPO4]2-、[RX 2PO4]-、[RX 2P(O)O-]、[RXSO3]-、[CH3SO3]-、[RXSO4]-、[CH3SO4]-、[C2H5SO4]-、[SO4]2-、[RXO2CCH2CH(CO2RX)SO3]-、[RXCO2]-、[C6H4CO2]-、乳酸根和多库酯；其中RX如权利要求12中所限定。
14.根据权利要求13的用途，其中[X-]选自[Cl]-、[Br]-、和[I]-。
15.根据权利要求12的用途，其中[X-]选自[BF4]-、[PF6]-、[BBDB]-、[BOB]-、[N(CF3)2]-、[(CF3SO2)2N]-、[(CF3SO2)3C]-、[(C2F5)3PF3]-、[(C3F7)3PF3]-、[(C2F5)2P(O)O]-、[SbF6]-、[Co(CO)4]-、[NO3]-、[NO2]-、[CF3SO3]-、[CH3SO3]-、[C8H17OSO3]-、和甲苯磺酸根。
16.根据在前权利要求任一项的用途，其中所述离子液体还包含选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
17.根据权利要求16的用途，其中所述金属离子选自Ag+、Cu+、Cu2+、Sn2+和Zn2+离子。
18.根据权利要求17的用途，其中所述金属离子选自Ag+、Cu+和Cu2+离子。
19.根据权利要求18的用途，其中所述金属离子选自Ag+和Cu2+离子。
20.根据权利要求16至19任一项的用途，其中所述金属离子是金属卤化物配合物的形式。
21.根据权利要求20的用途，其中所述金属离子是金属氯化物或金属溴化物配合物的形式。
22.根据权利要求21的用途，其中所述金属配合物具有式[Ag+][Br-]2或式[Cu2+][Cl-]4。
23.具有式[Cat+][X-]的离子液体作为抗菌剂的用途，
其中：[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓、吡咯鎓、环戊硼烷鎓、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；并且
[X-]是一种或多种阴离子种类，
并且还包含选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
24.根据权利要求23的用途，其中所述金属离子选自Ag+、Cu+、Cu2+、Sn2+和Zn2+离子。
25.根据在前权利要求任一项的用途，其中所述离子液体是以抗微生物体系的形式使用的，所述抗微生物体系包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；和
(c)如权利要求1至24任一项所限定的离子液体。
26.根据权利要求25的用途，其中所述离子液体以0.001重量％至10重量％的量存在。
27.根据权利要求26的用途，其中所述离子液体以0.01重量％至0.5重量％的量存在。
28.根据权利要求25至27任一项的用途，其中所述粘度控制剂包括一种或多种溶剂和/或增稠剂。
29.根据权利要求25至28任一项的用途，其中所述膜增强组合物包括一种或多种膜增强组分，所述膜增强组分选自湿润剂、分散助剂、表面活性剂、颜料、消泡剂、聚结剂、填料、增强剂、助粘剂、增塑剂、流动控制剂、抗氧化剂、紫外线稳定剂、聚合物或者这些的组合。
30.根据权利要求25至29任一项的用途，其中所述膜增强组合物以1重量％至90重量％的量存在。
31.根据权利要求25至30任一项的用途，其中所述膜增强组合物包括成膜聚合物。
32.根据权利要求31的用途，其中所述聚合物是疏水性的和/或水不溶性的。
33.根据权利要求31的用途，其中所述聚合物基本上是非离子的或阳离子的。
34.根据权利要求31的用途，其中所述聚合物基本上是阴离子的。
35.根据权利要求31的用途，其中所述聚合物是水溶性的。
36.一种给表面消毒的方法，所述方法包括将如权利要求1至24任一项中限定的离子液体或如权利要求25至35任一项中限定的抗微生物体系施用到所述表面。
37.根据权利要求36的方法，其中将所述离子液体或所述抗微生物体系作为来自加压气雾剂喷雾罐的气雾剂施用。
38.根据权利要求36或权利要求37的方法，其中在施用以后，将所述抗微生物体系干燥。
39.一种基材，所述基材包含如权利要求1至24任一项中限定的离子液体。
40.一种基材，所述基材包含如权利要求25至35任一项中限定的抗菌体系。
41.通过根据权利要求36至38任一项的方法制备的基材。
42.包含离子液体和金属离子的离子液体组合物，所述离子液体具有下式：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包含至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；和
[X-]是一种或多种阴离子种类，
所述金属离子选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子。
43.一种抗微生物体系，所述抗微生物体系包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+[X-]
其中：[Cat+]是包含至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；且
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)任选地，选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
44.一种抗微生物体系，所述抗微生物体系包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓、吡咯鎓、环戊硼烷鎓、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；并且
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
45.用于制备权利要求42中限定的离子液体组合物的多成分试剂盒，所述多成分试剂盒包括：
(a)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包含至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；且
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(b)选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
46.用于制备如权利要求43中限定的抗微生物体系的多成分试剂盒，所述多成分试剂盒包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘性控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是包含至少一种喹啉鎓或异喹啉鎓阳离子种类的一种或多种阳离子种类；且
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)任选地，选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
47.用于制备根据权利要求44的抗微生物体系的多成分试剂盒，所述多成分试剂盒包括：
(a)膜增强组合物；
(b)粘度控制剂；
(c)具有下式的离子液体：
[Cat+][X-]
其中：[Cat+]是选自下列的一种或多种杂环阳离子种类：咪唑鎓、吡啶鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、异噻唑鎓、氮杂噻唑鎓、氧杂噻唑鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、氧杂环戊硼烷鎓、二噻唑鎓、三唑鎓，硒唑鎓、氧磷杂环戊烯鎓、吡咯鎓、环戊硼烷鎓、呋喃鎓、噻吩鎓、磷杂环戊烯鎓、五唑鎓、吲哚鎓、二氢吲哚鎓、异噁唑鎓、异三唑鎓、四唑鎓、苯并呋喃鎓、噻二唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、哒嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吗啉鎓、吡喃鎓、轮烯鎓、酞嗪鎓、喹唑啉鎓、喹喔啉鎓、噻嗪鎓、氮杂轮烯鎓、吡咯烷鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环癸烯鎓和三氮杂癸烯鎓；且
[X-]是一种或多种阴离子种类；和
(d)选自银离子、铜离子、锡离子和锌离子的金属离子。
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