CN102421891B - 用于生物分子的位点活化络合的方法与物质 - Google Patents

Abstract

本说明书提供了用于生产和利用以植物为基础的物料的方法和组合物。该些方法包括利用与稳定的活性氧来源结合的生物聚合物或其合成相等物，当被应用于或与氧化还原酶或催化剂的单独来源结合时，就会导致已活化的生物聚合物形成，其蛋白结合亲和力及微生物控制活动都已增加。

Description

用于生物分子的位点活化络合的方法与物质

相关申请的交叉参考

本专利申请主张美国临时专利申请号61/209,260的优先权，该申请于2009年3月4日提交，标题为“活性以植物为基础的收敛剂”，其全部内容在此通过参考的方式为所有目的而并入本文。

技术领域

本发明大致上是关于受控地增强生物物料的蛋白结合亲和力。本发明尤其关于透过动物、植物、细菌和/或其他催化剂的酶来稳定及受控地活化（activation）植物生物聚合物，以导致氧化局部地增强和/或使蛋白、微生物和生物组织交联。

背景技术

尽管几十亿年来生物界都在趋异演化，几乎所有植物、动物和病原体都仍共有着一些共同的生物化学基本元素及环境防御策略。这令植物学成为用以控制动物体内的病原体的有用兼相容的化合物的丰富来源。来自植物的功能生物化学运用一直都是传统和草本药物的基础，而且相比起高度纯化的巨大复杂蛋白或聚合物，常被认为较小机会于同一门（phyla）中遗传距离较小的品种之间触发不想要的免疫应答（responses）。

大部分较高等生物的免疫系统都以增加特定性的防御方式来预防感染。最简单的方式是透过物理屏障去阻挡病原体（如细菌和病毒）进入生物体内。植物和动物亦具有先天性免疫系统，其对特定病原体而基于遗传编码而产生的应答，或对各种对病原体的化学而产生非特定应答。

植物的免疫系统一般有两个分支。第一个透过能引起氧化迸发的ROS（活性氧）处理酶的增长表达，识别在很多类微生物中常见的分子并对其作出应答，当中包括非病原体，然而，这种直接的氧化应答损耗大量能量，而且须在严格的调控下才能预防自毒现象的发生。许多病原微生物（细菌、真菌、原生动物）都具备过氧化物酶或过氧化氢酶，作为抵抗这种ROS迸发的对策。先天性免疫系统的第二个分支为以上所述的多元组分伤口应答，当细胞受到破坏时，醌类化合物和氨基酸之间所产生的反应便会引发这些伤口应答。这些化合物通常被间隔地分开，而且不会在生命系统中合作。在植物中，细胞破碎导致各种苯酚化合物和活性氧与多酚氧化酶（PPO）产生接触，氧化该苯酚化合物，形成进取地互相联系并与该些细胞或任何存在的微生物的氨基酸联系的醌类化合物。这引致许多生理学上的现象，例如食物褐变或褪色、蛋白沉淀、杀菌活性、收敛、食物消化率的变化以及更多现象。

植物系统中的多酚氧化产生氧化-多酚（亦被称为o-多酚、已氧化的生物聚合物、聚醌和醌类化合物），其带有多个能够组成共价键的醌基。这些具高亲和力的o-多酚一旦形成，就会自发地形成共价键内及键间的交联，相比起作为非氧化多酚的特征的氢键，这些交联会更进取地凝结蛋白。在植物系统中，o-多酚与受损的细胞蛋白（cellproteins）交联，以在健康的组织和进一步的袭击之间形成顽固的屏障。它们亦透过进取地结合至自己的代谢途经、使有毒的酶丧失能力以及抑制病原体的能动性，来防止病原体增殖。

较高等脊椎动物有一层额外的保护，即适应性免疫系统，其允许对之前遇过的病原体有更强的即时免疫应答。较细小的分子在病原体上的聚集产生巨大的复合物，其对宿主的免疫系统来说，病原体的抗原性已提高。各病原体都会透过标签的抗原被“记着”，如果病原体感染该身体多于一次，这些特定的记忆细胞就会被用来快速并有效率地移除它；然而，这些具针对性的应答可能需要多天来发展。在这期间，抵抗新遇到的病原体的基本防御，尤其是在免疫力不足或发展未成熟的动物身上的感染中，就会完全依赖该先天性免疫系统，而且常与负面的生理应答有关，如腹泻、呕吐、发热、炎症等等。这种对感染的系统应答是数量非常之多的免疫效应物的表现，其在新陈代谢上是消耗极大的，甚至令到该宿主死亡。

由传染病或寄生虫触发的腹泻性脱水是与先天性免疫系统所产生的不受控的系统应答有关的最常见的危险之一。腹泻性脱水每年影响超过二十亿人，而且是导致第三世界婴儿夭折最常见的原因，每年有超过十五亿人因此而死亡。除了再水化这方法外，大部分治疗腹泻的方法都集中于透过调节系统免疫应答来提高人类的粘膜免疫力，例如透过采用减低肠道能动力的药物、粘液穿透率调节物或抗生素疗法。但这些方法成效有限，而且会带来副作用、病原体抗性或生理老化这些不想要的风险。

市面上一直都有商业需求，以植物性替代品来取代抗生素和合成化学消毒剂，控制与通过水、表面和食物感染病原体有关的疾病。耐抗生素疾病个案的激增与在人类和家畜中过度使用抗生素有关。许多地方政府及国际健康组织已呼吁逐步停用不必要的抗生素，尤其是家畜饲料中用来次治疗性地刺激生长的抗生素。现时，社会上广泛认为只有很少成本低并对环境无害的替代方法可用来安全地控制病原体。几十年来，视植物为新的抗微生物剂的来源的研究都主要集中于对特定的植物化合物所作的机械性萃取或溶剂萃取，而这些研究一直都未能成功生产必需在效能、安全性、用家意向和环境质量方面与现时的抗生素和杀菌剂的表现匹配的组合物。

发明内容

在一方面，生物化学组合物包含已处理的含有带有羟基的分子的流体，其与活化机制结合，该活化机制透过氧化剂和催化剂氧化该羟基以活化該分子。活化该分子会提高该分子的结合亲和力。

在一个实施例中，该分子包含多酚。在一替代的实施例中，该分子包含聚合碳水化合物分子或多糖衍生物。在另一实施例中，该多酚是从植物衍生出来。在一实施例中，该植物包含茶树叶，或石榴或其他带有多酚的植物。在另一实施例中，该多酚是从带有多酚的植物的根部、叶、茎部、树皮、果实或其他组织衍生。

在替代的实施例中，该分子包含丹宁、木质素、类黄酮、羟基香豆素或生物碱。在另一实施例中，该分子包含至少一个人工合成段落。在一实施例中，该催化剂包含过氧化氢酶、过氧化物酶、酚氧化酶、酪氨酸酶或金属催化剂。在一替代的实施例中，该催化剂位于动物细胞。在另一实施例中，该催化剂由病原体产生。在一实施例中，该病原体包含病毒、细菌、真菌、真核生物或朊病毒。在一替代的实施例中，该氧化剂包含活性氧（ROS）。

在另一实施例中，该活性氧包含过氧化氢。在另一实施例中，该活性氧包含非有机或有机过氧化物。在一实施例中，该活性氧包含透过超氧化物歧化酶、葡萄糖氧化酶、过碳酸的水化或过氧化脲（过氧化尿素）的水化减少臭氧而产生的产物，或通过其他产生稳定的活性氧的间接方法而成的产物。在一替代的实施例中，该已处理流体是以含有多酚或多糖衍生物的干燥混合物制备而成。在另一实施例中，该已处理流体是从完整无缺的含有多酚的植物物料制备而成。在另一的实施例中，当该多酚或该多糖衍生物接触到溶液中的酶和氧化剂时会引发该活化机制。在一实施例中，该羟基在该羟基被活化后成为羰基。在一替代的实施例中，该分子在该羟基被活化后包含醌基。在另一实施例中，该分子在该羟基被活化后对使病原体失活有效。在一实施例中，该氧化剂提供自由基。在替代的实施例中，该已活化的分子提供自由基。

在第二方面，组合物的制备方法包含从植物获取生物聚合物，以及活化该生物聚合物的羟基，使该生物聚合物的分子结合亲和力被提高。

在一实施例中，该生物聚合物包含多酚、多糖衍生物或聚合分子。在替代的实施例中，该活化是透过放置该生物聚合物与酶或氧化剂接触而进行。在另一实施例中，该方法进一步包含将该已活化的生物聚合物与动物的蛋白交联。在一实施例中，该方法进一步包含多个会彼此相互形成交联结构的生物聚合物。在一替代的实施例中，该方法进一步包含将该生物聚合物与病原体结合。在一替代的实施例中，该方法包含将该生物聚合物与细胞结合。在另一实施例中，该方法包含将该生物聚合物与病毒结合。在一进一步的实施例中，该聚合物结合至多个病原体会导致微生物、蛋白或蛋白结构凝聚，或使其从溶液中被移除。在另一实施例中，该结合使该病原体停止增殖。在一些实施例中，该已活化的生物聚合物能够阻挡病原体的代谢途径。在一替代的实施例中，该方法进一步包含利用该已活化的生物聚合物来治疗动物的腹泻症状。在一进一步的实施例中，该方法包含透过使用该已活化的生物聚合物来治疗动物的任何受损组织。在另一实施例中，该活化该羟基由动物某部位的酶触发。在一实施例中，该活化该羟基透过外来添加酶而达成。在一替代的实施例中，该方法进一步包含移除氧化还原酶或可与氧化物起反应的还原化合物或使其失活。在另一实施例中，该方法进一步包含透过将该生物聚合物与动物的蛋白交联，以形成屏障，从而预防病原体的入侵。在一进一步的实施例中，该方法包含将该生物聚合物与动物的蛋白交联，从而促使伤口加快愈合。

在第三方面，促进局部反应的方法包含：将添加的活性氧局部化在生物聚合物上的羟基的可反应的邻近处，活化该生物聚合物的羟基，以及在目标位点应用该生物聚合物。

在一实施例中，该生物聚合物包含多酚或多糖衍生物。在一替代的实施例中，该活化透过致使与酶相遇而达成。在另一实施例中，该活性氧包含过氧化氢。在一实施例中，该方法进一步包含透过将过氧化氢添加至含有该生物聚合物的溶液内，以提高位于羟基的可反应的邻近处的该过氧化氢的密度。在一替代的实施例中，该生物聚合物包含多个羟基。

在第四方面，一种受控的化学物传递方法包含制备含有预先选定的化学物质的生物分子，并基于该分子的大小、重量或组合而挑选，以控制该生物分子穿过动物组织的穿透率。

在一实施例中，该化学物质包含苯酚类化合物。在一替代的实施例中，该化学物质包含醌类化合物。在另一实施例中，该生物分子包含若干量来自植物的萃取物。在一实施例中，制备该分子包含分离该分子。在一替代的实施例中，挑选包含萃取。在另一实施例中，该穿透率属中度，所以于动物应用该生物分子不会导致该动物组织产生毒性应答。在一进一步的实施例中，于动物应用该生物分子会减少来自该动物系统的免疫应答的外在刺激。在一实施例中，摄取该生物分子改善营养运用，有助动物系统中的生长。

附图说明

图1说明根据本申请的实施例，苯酚单元转换成醌的几个反应途径。

图2说明根据本申请的一个实施例所制备的组合物。

图3说明根据本申请的一个实施例，制备以植物为基础的组合物的方法之流程。

图4说明根据本申请的一个实施例，使用溶剂使还原剂/酶失活的方法之流程。

图5说明根据本申请的一个的实施例，以热力使还原剂/酶失活的方法之流程。

图6说明根据一些实施例，该以植物为基础的组合物的应用方案。

发明的详述

本发明包含新颖的生物活性组合物。在一方面，生物化学系统包含与稳定的活性氧（ROS）来源及氧化还原酶或催化剂的单独来源结合的生物聚合物或其合成相等物。该些物质的组合能导致已氧化的生物聚合物形成，其蛋白结合亲和力及微生物控制活动都已增加。

本发明的一些实施例包含在稳定的溶液中，具收敛和/或杀菌性质的以植物为基础的物料及活化前体的混合物。该溶液大体上是不含酶，亦不含可导致其他组分以会导致降解的方式起反应的催化物质。这种以植物为基础的杀菌物料及活化前体的混合物会被动物、植物或微生物细胞多种的酶所催化，以释放氧化自由基，并形成已活化的以植物为基础的物料，其收敛和杀菌性质都显著增强。氧化自由基的释放及已活化的植物物料的形成一般都被局部化至该催化生物酶的来源，因而集中这种活动于触发性生物实体或物料的邻近处，以达到最大的效应。该触发性催化剂亦可属非生物源，如使该活化前体还原的金属，从而导致该以植物为基础的物料自动氧化成为其活化形态。

在替代的实施例中，该生物活性和杀菌系统包含以植物为基础的物料的混合物，例如多酚。本技术领域中的普通技术人员会理解到，任何高分子、聚合物、小分子的聚集体、细胞膜碎片、含有多个外露的苯酚单元及一活化前体（例如氧化剂，如过氧化氢）的交联化合物或其组合都可被应用。

在其他实施例中，活化剂物料含有臭氧或过臭氧。在一些实施例中，该植物物料可为自然存在的过氧化氢的来源。然而，H2O2的内生浓度是非常多变的，而且一般能在处理该植物物料期间流失。其中一个一些实施例会带来的有利之处是氧化剂的来源可来自外来添加的过氧化氢、臭氧、过臭氧或其他商业氧化剂，以作为该活化前体。

在一些实施例中，苯酚单元可带有1至3个可与该氧化剂起反应的羟基（OH）。因此，含有苯酚单体的高分子包含相当数量时可带有几百至几千个或者更多的羟基。这羟基的高密度分子団集于苯酚单元的紧靠并可反应的邻近处内，为过氧化氢分子提供多个其他非共价键的机会、电荷引力及物理滞留（sequestration）。根据本发明的实施例的滞留提供了一种新颖的方法，在浓度低于该相等的非滞留组分的溶液，于该多酚基质的可反应的邻近处内维持过氧化氢的稳定性和已加强的饱和度。滞留可以是在水中结合浓度充分地高的过氧化氢以在该份量相当的多酚羟基功能基与该些过氧化氢分子之间建立分子間的引力。增加滞留可大大减少氧化剂在加热、暴露于紫外光、还原污染物和自然降解时所引起的流失，同时可在遇到合适的酶时增加聚合物上具高亲和力的结合位点的潜在数量。

在一些实施例中，若干量的植物物料天然萃取物可作过氧化氢滞留结构之用，这包括佈居着半变性的活性氧（ROS）处理酶（如过氧化氢酶、过氧化物酶、歧化酶、葡萄糖氧化酶或其组合）的植物细胞的碎片。这些活性氧（ROS）包括过氧化氢（H2O2）、超氧化物（O2^-）、单线态氧（1O2*）和羟基自由基（·OH）。在替代的实施例中，该活化前体可透过已溶解的臭氧（O3）的降解或由活跃的歧化酶使其转换为H2O2而产生。在其他实施例中，该活化前体亦可透过任何超氧化物（如脂肪酸过氧化物）的酶转化而产生。

贡献该些苯酚单元的组合物的组分可含有多酚和/或任何非均质的或均质的高分子，该高分子为合成的、或从植物或动物衍生。在一些实施例中，该多酚含有多过两个苯酚基。在替代的实施例中，该多酚含有超过30个苯酚基。在其他实施例中，该多酚含有100至10,000个苯酚基。本技术领域中的普通技术人员会理解到，只要该些组合物含有在此描述的理想特征，例如吸收率为中度，该组合物可含有任何数量的苯酚基。

在此描述的以植物为基础的物料包括但不只限于多酚、木质素、多糖以及其他大分子物料或主要被可用于醌转化的羰基终止的结构。由于合适的物料无处不在，不同品种的大量各种不同的植物组织都可用来制造有效的溶液。

从植物性来源获取抗微生物化合物的典型技术依赖有机分子的机械性萃取或溶剂萃取，但这些方式都不会提供实际方法，利用活植物组织的伤口应答化学来作商业用途，尤其是在动物或其他植物系统中。无论细胞破碎是因商业处理、病原体的袭击、草食性动物、环境破坏还是自然分解而致成，其都会触发该些反应并使抗微生物化合物在极短的时间内变得无用。

多酚组成各式各样由植物所生产的有机聚合物，并为植物的伤口应答中重要的基质。这些聚合物能进行一些氧化转换，形成抗微生物化合物，但可能会产生稍为不同的行为。多糖亦可能会进行一些氧化转化，形成具抗微生物和伤口封合潜力的生物粘合剂，其亦可为有效的醌类似物。

该些基本过程源于一复杂系列的化学反应，这些化学反应可涉及高度活跃的中间物的多个直接和间接的酶形成。一般在活性氧来源存在的情况下，氧化还原酶就可以几个将芳香聚合物的羟基（OH）功能基转换成羰基（=O）的可能模式介导这化学串级（chemicalcascade），当中的羰基会形成负责于高强度的生物结构及抗微生物防御的共价键。羰基为功能基，其包含双键结合至氧原子的碳原子：C=O。酮基包含羰基(C-C(=O)-C)，各羰基以该羰基的碳原子结合至其他两个碳原子。一些特別相关的基质包括带有多个形成有机分子的芳香亚单元的化合物，当中的有机分子具有带任何双键排序的>C(=O)基的完全共轭环状二酮结构，包括多环性和杂环性类似物，而这些化合物会与亲核氨基酸和蛋白形成共价键。本文所用的术语“醌类”包括任何含有带有任何数量的羰基的亚单元的化合物。

该些已转换或已氧化的羟基亚单元展示出已增强的结合亲和力，其是杂聚物或均聚物的构形中以多个醌和半醌的特征。该氧化只能在多酚的功能基的一部分上发生。这些已氧化的多酚的典型非均性特征能表现醌类活动，并同时保持一些基本的多酚行为。总体结构、第三形态和分子重量的差异，使其对总体混合物或分子间的非均性都已增加的不同蛋白有着不同的亲和力，提供更广阔的光谱潜力。

除了已被鉴定为许多生物交联活动中的短暂性辅助因子外，醌单体亦一直因很强效的杀菌效应而闻名。除了提供稳定的自由基的来源，醌亦能不可逆转地与蛋白中的亲核氨基酸络合，常引致该蛋白失活及相关的生物功能丧失。因此，醌类化合物的潜在抗微生物效应是大的。微生物细胞中的可能目标为表面外露的粘合剂、细胞壁多肽、能动性效应物（motilityeffectors）和被膜包围的酶。醌亦可提供微生物得不到的基质。

与所有从植物衍生的抗微生物剂一样，醌潜在的毒性效应须受到彻底的检查。有些醌已经展示出在5-6log稀释中有效地对抗微生物。醌单体是很易穿透组织的小分子，并展示可限制其医药用途的毒性，而聚醌化合物则包含大量在生物聚合物、化合物分子或合成类似物中的醌类片断（quinonicsegments）。分子重量和大小都足够的聚醌化合物的系统性吸收可降低，相当于降低对较高等生物的毒性潜力。

对醌类化合物的杀菌活性的研究早在1900年代开始，但直到1940年代才得到真正的理解。福尔马林抑制醌与许多不同的蛋白（如卵清蛋白、酪蛋白、马血清和蛋白胨）之间的颜色反应，显示出该反应主要在醌和蛋白的氨基群之间发生。单是聚醌的杀菌机制可有三个基本形式：与细菌蛋白的共价结合反应、已破裂细胞的细胞蛋白（cyto-proteins）的交联以收敛地形成对抗病原体的顽固屏障，以及产生对病原体包膜造成氧化损害的过氧化物及自由基的氧化还原循环模式（REDOXcyclingmode）。

苯酚氧化的主要产物于1940年由Pryor辨识为o-苯二酚。该生产可以是当氧自由基存在时自动氧化或由酚氧化酶导致的酶转化而迖到。酚氧化酶（如左旋多巴:氧气氧化还原酶;EC1.14.18.1）亦被认知为多酚氧化酶和酪氨酸酶（如赖氨酰氧化酶;EC1.4.3.13），是会催化单酚氧化成为o-苯二酚及随后催化o-苯二酚氧化成为相应的o-醌的含铜蛋白。酚氧化酶在动物界中，以及植物界、真菌界和原核生物界中十分普遍。昆虫在高强度蛋壳、蚕茧和丝绸结构迅速形成时的骨化中亦会使用它们。

尽管它们是几十亿年来趋异演化的结果，氧化酶在结构上的非常接近的相似性显示有需要达到相同的基本生物目的，这些氧化酶包括在植物、真菌、细菌找到的过氧化物酶、多酚氧化酶、漆酶等等及过氧化物酶（如髓过氧化物酶、乳过氧化物酶和所有来自不同的动物组织的过氧化物酶）。这功能上的相似性可被用作为触发横跨生物界或门的受控的多酚氧化的新颖的方法。

举例来说，除了其他几种会催化黑色素形成的步骤的氧化还原酶外，酪氨酸酶都是酚氧化酶族的核心酚。哺乳类动物中的酪氨酸酶在功能上相似于昆虫中导致骨化、黑化及抗微生物肽的生产的化学串级中的酚氧化酶。

过氧化氢是涉及到聚醌的酶形成中最常见的活性氧生物来源之一。它以庞大的数量表现在许多植物的活组织中。它是无处不在的代谢产物，亦是于受损组织中发生的多酚氧化过程中被消耗的主要引发物。氧化剂（H2O2）本身及其酶介导的反应产物，即聚醌，均能抗微生物，而后者亦具有强的收敛性质。这些是使许多新鲜的植物物料在传统的医药用途上能够作为伤口敷料的主要化合物。然而，由于这些在受伤植物组织中的化合物本质属短暂性，在刚刚切开的植物组织附近的抗微生物潜力会在几分钟内大大降解。

植物物料、氧化剂和酶的混合物一直都被用来生产已氧化的多酚和碳水化合物，以作各式各样的工业及商业用途，但其酶被变性或被移除以便与氧化剂稳定地结合的植物物料的组合物却是新颖的，目的是使其应用于会提供单独的催化剂来源或酶来源的目标，以影响生物系统。

描述用于生物系统的植物物料及氧化剂的组合物的参考文献有限。US2002/0034553描述芦荟凝胶和爱尔兰苔为已厚化的被动载体，用以传递氢或过氧化锌，作为氧合的来源，产生对表皮伤口的厌氧菌不利的状况。第5,260,021美国专利号公开了一种含过氧化氢的凝胶软膏，作为传递氧气的媒介，而其仅用作为隐形眼镜或类似物的消毒剂。第4,696,757美国专利号描述了一种带有过氧化氢的凝胶，用来治疗表面切口和漂白毛发。这些专利中，没有一个参考结合如过氧化氢的氧化剂及多酚组分，意图导致或使两者之间产生反应。

在较高等植物生理学中，过氧化氢、多酚、蛋白和氧化还原酶均在活细胞的结构性细胞质、细胞器和膜结构中被分隔开。由感染、创伤、粉碎、磨碎、干化、青贮或其他构成实体损害的过程所引起的细胞破碎会导致这些组分的有用可反应潜力混合和消耗。现今植物萃取的技术领域并没有提供明显的方法来获取这些组分的稳定组合。因此，即使自人们发现植物中已氧化的多酚系统的功用和对其有纪录起已超过50年，植物健康工业和农业仍未能成功地使这多分子化学商业化，反而集中获取可被简单地包装或萃取的本质上稳定的富营养的和药理性分子，而这并不令人意外。

酶促氧化的多酚在植物科学中已有相当的理解，但却没有已知的参考文献关于用来恢复、复制或增强这多酚氧化系统能力的稳定的体外方法及组合物，以作动物生理学或体内植物生物化学范畴以外的其他生物性应用。

植物界的环境介面和免疫需要在许多方面都与动物那些相似。外在的植物组织，如叶表皮、果实外皮和种子壳，都是适于抵御相似的病原体和物体压力的活组织，就如人类的皮肤和粘膜般。动物和植物都采用一些类似的机制来处理伤口。就这点而论，植物中的生物化学机制是可应用于动物身上。

另一方面，生产稳定的生物化学系统的方法包含在不含活跃还原剂、酶或催化剂的组合物中萃取稳定的多酚基质，以及使该多酚基质与高浓度的活性氧来源结合，当被应用于合适的氧化还原酶或催化剂的单独来源或与之结合时，会促进氧化反应的引发和增长。

根据本发明一些实施例的组合物将足够高浓度的过氧化氢引入至水植物生物聚合物水溶液，来建立滞留或稳定在多酚的羟基功能基的紧密的可反应的邻近处内的高浓度氧化剂。当该已滞留的氧化剂受到稀释时，会抗拒扩散远离该生物聚合物。在含有该氧化剂-多酚组合的配方中，还原剂被移除或被变性，以提供大体上对蛋白没有反应的氧化剂-多酚组合，直至其被带到与表面、组织、生物、涂层接触，或与会提供氧化还原酶的来源的溶液或其他会直接或间接地介导该生物化合物转换成已活化的状态的催化剂接触。

另一方面，该些组合物包含由动物源头的酶介导的已氧化的生物聚合物的形成，此种形成有效并具特定目标。这机制能够将医学上和商业上的有用效应传递至动物的身体管道或组织。这些效应类似于基本的植物伤口应答。许多涉及其中的生物化学反应都得到仔细的研究，但却仍未被完全理解。虽然如此，没有任何在先文件是用来稳定并作为酶活化的来源应用该已被稳定的氧化剂和多酚的组合于动物生理学或病原体。许多植物、细菌和真菌中常见的具苯酚络合作用的酶（如漆酶或苯酚氧化酶）在功能上都相似于与动物的酶（如过氧化氢酶和过氧化物酶），这些动物的酶亦可导致醌基形成，该醌基对蛋白的氨基酸的亲和力已增强。

在一些实施例中，该已制备的液体溶液比传统典型的抗微生物植物萃取物有更多显著的实际优点。这些包括提升水的溶解度和传递力、更广的pH值稳定性、较高的温度稳定性、可预测的效能、低动物毒性、对广泛的革兰氏阴性和革兰阳性细菌最低值抑菌浓度低、低气味与味道、原材料的使用效率，以及没有有害的环境分解产物。

本申请案中的一些实施例模仿了几千百万年来与环境病原体共同演化的植物防御机制。已活化的生物聚合物的非特定蛋白结合作用包含多种可导致微生物失活的活动。它们所有在根本上都与传统的杀菌或抗生素作用不同，而且较少机会以一直与抗生素的次治疗用途和环境污染有关的方式来促进抵抗性。

已氧化的多酚可有几个生物性作用机制。在密度高和非稀释的群集中，这种聚醌分子单单一个已可包含几个至数以千計的结合位点，以致该化合物可与受损的生物的氨基酸和蛋白交联并使它们凝结，从而形成抵抗病原体和刺激物的顽固屏障。该化合物能够结合至代谢途径，并导致该代谢途径的显著畸变与失活以及该些病原体的有毒效应。它们能够实体地凝聚、夾带病原体或使其不动，以防止病原体增殖。醌类或苯酚类的形态也可引致氧化自由基释放，导致病原体膜受损和裂解。它们亦能够阻挡负责于疼痛和炎症应答的受体。

根据本发明的实施例所产生的多酚可为独立的可溶性聚合物、化合物分子、高分子聚结物，或带有蛋白或细胞碎片的聚集体。稳定氧化剂的滞留可由氢的亲和力、电子共享或以更大规模的毛细管效应导致。

在许多情况下，促进已活化的生物聚合物的非均性混合物，以提高生物活性/生物可用性至最大值来对抗范围更广的病原体是有利的。从多种植物物料萃取的多酚的组合可用来进一步的扩阔结合谱。在某些情形下，并非所有苯酚亚单元都会进行醌转换，而该基质除可保留醌类行为，还可保留不被氧化的化合物的特征和行为。

本技术领域中的普通技术人員会理解到，许多其他天然或合成的有机聚合物亦可被氧化，以形成多个可取代多酚来使用或与其结合的羰基或醌类功能基。

在一些方面，非植物性的酶被用来触发多酚的氧化。这允许引入稳定的多酚-氧化剂溶液被动地穿越动物的身体管道，以传递没反应的物料至无法透过其他方法实际地接近的妥協组织，从而提高该有用的组合物的有效生物可用性。目标催化的醌形成（targetcatalyzedquinoneformation）会局限非特定的生物化学反应于妥協组织的极邻近处，从而减少总体组织或系统性互动的不想要的效应的风险。

功能相同的酶于动物界和植物界的存在使由酶介导的多酚反应能新颖地转移到非植物性应用上。举例来说，较高等脊椎动物的肠胃道（G.I.tract）有2种不同类型的过氧化物酶。第一类包含在老鼠和猪的消化粘液中都找到的可溶性过氧化物酶，该消化粘液由免疫系统的嗜酸性粒细胞分泌出来。第二类包含只在受伤时释放的肠胃（G.I.）粘膜细胞中找到的非溶性过氧化物酶。第二类过氧化物酶基本上在功能上相等于涉及到植物伤口应答中聚醌的形成的氧化物酶，并可在受损、脆弱、或受感染细胞的直接邻近处，于位点特定地触发醌类活动，同时维持对健康组织被动。

这种稳定的多酚-氧化剂组合物对较高等动物的消化道、呼吸道、尿道、生殖道或其他粘膜界面的组织损伤或受刺激的粘液膜具有特别有用的生物化学效应。摄取液体溶液中的该组合物会被动地将其传递至受损细胞的所在位点以及聚醌活动受氧化还原酶所催化的感染处。该些聚醌会与受损的宿主细胞的细胞蛋白（cellularproteins）交联并将其凝结成保护屏障。该与表面蛋白、酶、受体以及对代谢、毒力和能动性都是关键的结构的非特定的高亲和力的结合使非常广泛的病原体不动和失活。病原体的凝聚亦可增加潜在的抗原性，以引起宿主的免疫应答。

在本发明的一个方面，在受影响的组织上的强但局部的收敛效应可减少流体渗出。已知道来自消化系统中的高浓度的单宁酸及其他多酚的非局部总体收敛是会干扰营养的吸收，而且可引致粘膜受损；相反，醌类行为的目标局部活化（target-localizedactivation）将这些问题减至最少。

在一些方面，该些组合物包含新颖的生物活性微生物控制及组织保护系统。生物活性物料和活化前体的混合物都被动物、植物或微生物细胞的各种酶催化。如果该活化酶与相关的组织（如受伤或受感染的组织）有联系，摄取或应用不被活化的组合物则允许通往达至即使是在身体管道深处的妥協组织。在目标组织的特定位点上，氧化自由基的释放及已活化的植物物料的形成均显著地提高生物可用性，以及局限该已增强的活动于酶来源的紧密邻近处，以减少与其他组织的附带互动。

在一些实施例中，该生物活性以植物为基础的物料可为多酚或任何生物分子、合成聚合物、小分子的聚集体、细胞碎片或包含多个至几万个外露的反应位点的化合物的交联群。

许多植物都可被用作为廉价的合适的多酚的来源。茶树叶是个可作为植物原材料的好来源的例子，原因是可利用的培养来源普遍、已记载天然毒性为低以及水溶性多酚的含量高。多酚（非氧化儿茶素）的黄酮醇群占茶树干叶重量多迖30%，使其成为合符经济效益的来源。有效的抗微生物收敛组合物亦一直从许多不同植物品种和结构生产而得，包括黑麦种子、绿豆、萝卜皮、石榴外皮、红果桃、芦荟皮、管风琴仙人掌、五倍子、牛至叶、柿子、小麦胚芽、大麦种子和咖啡豆，这显示出这种植物防御机制在植物界无处不在。

在一些方面，从植物物料萃取多酚基质的方法透过含有大体上自由的活跃氧化还原酶或其他还原剂的萃取物，使配方、储存和传递得以稳定。本发明的一些方面涉及使植物原材料受热性或溶剂性变性，以获取不含活跃多酚氧化酶的植物生物聚合物组分。原材料的供应情况和不同的植物组织类型可会决定不同的处理过程。例如，已被干化或干燥的植物物料已毫无过氧化氢，因此可在萃取多酚后进行酶变性处理。

一个有效率地生产合符经济效益而不含降解酶的多酚原材料来源的过程的例子包含在高温空气中迅速干化整片刚收割的茶树叶，以使可导致绿叶多酚氧化的多酚氧化酶变性。除了水和过氧化氢的流失及些许一般在收割时极度迅速地发生的酶变化外，这个过程保持了与活茶叶非常接近的组分。该些叶片接着被磨碎，以便处理和提高萃取效率。

相反，红茶为一替代的制造过程的另一例子。在该制造过程中，茶树叶被粉碎，其细胞结构亦受到破坏，但同时仍含有活跃的多酚氧化酶。这引发儿茶素的酶促需氧氧化，变成会自然地凝结以形成挥发性化合物的醌。如此处理的植物物料仍能作为有用的多酚来源，但该植物物料会有较低的多酚含量，而且需要透过将该植物物料或其萃取物加热至足够使酶变白或变性的温度（优选为80℃至110℃）额外地使酶变性。如乙醇等的蛋白变性溶剂能被替代地用于植物物料的萃取过程中，以破坏或移除细胞酶。

大多数植物产生过氧化氢作为常规生物活动的一部分及对压力作出应答。植物组织中的H2O2的浓度会因品种、组织类型、环境压力和季节方面而变化极大。其在典型的收割后的处理过程期间流失或被消耗，而且要从天然的来源获取的话，一般都是不设实际的，尤其是当合成相等氧化剂的成本这么低。

在一些实施例中，根据本发明的一些实施例的方法和组合物包含外来添加过氧化氢，其可为在商业上实际而且稳定的活性氧来源，用于改善多酚内醌类亚单元的产生。本技术领域中的普通技术人员亦会理解到，活性氧的其他直接来源可于各种应用上，如臭氧、过氧化锌、过氧化物酶、过氧化脲、过碳酸钠、过氧化钙、过氧化镁、一水过硼酸钠、臭氧化物（O3^-）、超氧化物（O2^-）、氧化物（O2-）、分子氧（O2+），或其他活性氧的间接来源，如氧气、已解离的水、催化性分解脂肪酸、葡萄糖和多酚均能被使用。

在一些方面，本发明的实施例包括高浓度的活性氧（如过氧化氢）与多酚基质的组合，以提供稳定的环境，其抗拒过氧化氢分子扩散远离苯酚亚单元的紧密可反应的邻近处。多酚结构提供许多非共价键的机会和电荷引力给过氧化氢分子。过氧化氢亦是多酚自动氧化的产物，有助维持溶液中的总体平衡。稳定的滞留能保护该过氧化氢免受热力、紫外光照射、还原污染物和自然降解。

图1说明了根据本发明的一个实施例，苯酚单元102转换成醌104或半醌106的几个反应途径。在此使用的“醌”是指所有醌类化合物，如醌和半醌。过氧化氢108既可为活性氧的来源以引发氧化，亦可为多酚氧化的产物。因此可在带有多酚的溶液中建立稳定的平衡。一旦被启动，活性氧（ROD）的来源即使没有酶的直接介导，其也会促进透过多酚基质的醌的产生有效率地加长。水中的高浓度H2O2因此为好的氧化剂组分。然而，过氧化氢可透过其他反应间接地达成，仅举几个这种反应的話，则如臭氧、脂肪酸、过碳酸盐的分解。细胞氧化还原酶亦可涉及到间接地产生牵涉该氧化反应串级的引发或加长的氧品种。举例来说，捍卫动物细胞及许多病原体免受活性氧损害的过氧化氢酶会将H2O2解离成水和活性氧。

过氧化氢在植物和动物细胞中自然产生，但其浓度可有极大的变化，视乎品种、季节、压力和组织类型而定。虽然某些植物种类，如多肉植物，可在它们的组织内储存数量相当的过氧化氢，但要从植物来源萃取它一般来说是不设实际的，原因在于还原酶的存在，其仅透过脆弱的亚细胞分区与该过氧化氢和/或多酚隔离，而会被典型的商业萃取过程无法避免地漂白。混合会触发氧化伤口应答并迅速消耗过氧化氢，最后只会剩下过多的多酚、酶和其他无关的植物性化合物。

本发明的一些方面包括使用分开制造或生产出来的活性氧来源，其与大体上不含活跃的还原剂或酶的多酚基质结合。

在一些实施例中，该氧化剂-生物聚合物组合物为水溶液。在替代的实施例中，纤维、水凝胶、微孔媒介、胶団、乳液和其他结构实体地包住该生物聚合物-氧化剂组合物。还有在其他实施例中，干燥粉末、颗粒或其他与干燥氧化剂（如过碳酸钾）结合而成的含多酚的非液体物料的混合物被用作水化的套件，用以生产有用的多酚-氧化剂溶液。

在一些实施例中，催化剂被单独地传递至目标位点，作为液体、喷雾，或作为涂敷器、敷料或清洗物上的表面涂层。这样的一个例子是浸注了还原剂（如过氧化氢酶或铜）且吸收海绵，当其与多酚-氧化剂组合物接触时，会使到氧自由基迅速释放和导致醌的形成。这可用来产生强的杀菌作用，尤其是在没有外露的催化酶时破坏在非生物表面上的病毒，或为健康组织消毒。举例来说，病毒包膜一般不含酶，但却由可被聚醌结合的蛋白所组成。因此，被单独传递的催化剂或酶可用来引发该些病毒/杀菌反应。

在一些方面，根据实施例的聚醌化合物包含实用物，如微生物絮凝剂。把这些聚醌化合物加入至受污染的水源可导致微生物聚集成群，这些聚集群是沉淀出来，或可透过机械的方式更容易地被过滤出来。在机械过滤媒介上沉积聚醌化合物可锁住蛋白和微生物，并同时传予杀菌特征。这可透过将已活化的聚醌应用于过滤媒介或使形成组合物的聚醌循环穿过具有催化能力的过滤媒介到其表面（如细菌生物膜）而达成。这可在许多再循环及单次过滤应用方案中使用。

图2说明了根据本发明的一些实施例所制备的组合物200。该组合物200包含生物聚合物202，其带有含有羟基的分子204。该些含有羟基的分子204被描述为多酚，但其实可为苯酚、多酚、多糖或其组合。在替代的实施例中，该些含有羟基的分子204为丹宁、木质素和类黄酮。本技术领域中的普通技术人员会理解到，该些生物聚合物202能为任何短联接分子（如2至100个重复单元或100至1000个重复单元）、高分子、长链分子、环型结构分子、π电子堆叠和/或结构性堆叠分子。此外，该些生物聚合物202亦能为任何可从植物衍生或获取的物质或人工合成的分子。另外，该些生物聚合物202能从植物组合获取。举例来说，植物A的萃取物包含高比例的多酚，而植物Ｂ的萃取物包含高比例的多糖。该生物聚合物202可从植物A和植物B两者的萃取物的混合物中获得。在这样的情形下，70%的生物聚合物202可来自植物A，30%的生物聚合物202可来自植物B，以致该组合物200可有更接近多酚的化学性质，而非更接近多糖的化学性质。因此，该组合物200所需的可反应性质，如所需的反应活性和反应速率，可透过使用植物A和B的不同组合来设计。

组合物200亦可含有氧化剂206和/或酶208。在一些实施例中，该氧化剂206包含活性氧。在一些实施例中，该氧化剂206来自商业供应的过氧化氢210，如>60%、20%-60%、35%和8%-20%在水中的H2O2。在替代的实施例中，该氧化剂206包含1-2%或少于10%在水中的H2O2。在一些实施例中，该氧化剂206来自臭氧212、脂肪酸214或过碳酸钠216的反应。在一些实施例中，该氧化剂206，如过氧化氢，是在生物聚合物或植物体内产生。在替代的实施例中，该氧化剂206是被外来地添加至该系统，例如透过添加商业供应的过氧化氢至生物聚合物202和酶208的溶液内。

在一些实施例中，该酶208是在体内产生或是外来添加的。举例来说，该用来活化或促进反应的酶208是由动物218的组织上的病原体230产生。替代地，该酶218在动物218和/或植物232的细胞/组织产生。另外，在将该组合物200应用于动物或植物前，可将该酶加入至含有生物聚合物202和氧化剂206的溶液内。

在一些实施例中，含有羟基的分子204形成醌类化合物234和/或246。醌类化合物234、242、244、246、羟基236、238、240以及含有羟基的分子204可提供相互作用，如共价键力、氢键相互作用或电子堆叠相互作用，以保持活性氧（ROS）局限于可反应的邻近处。该活性氧可为氧化剂。

图3展示根据本发明的一个实施例，以植物为基础的组合物的制备过程的步骤300。在步骤302，活跃的还原剂或催化剂被失活或被移除。在步骤304，萃取大体上不含活跃还原剂或催化剂的多酚基质。在步骤306，该多酚基质与活性氧来源和/或催化剂混合，以引发氧化反应和使其增长。如上所述，该活性氧来源，如过氧化氢，可以是外来添加的或在植物萃取物之内产生。同样地，用来引发氧化反应的催化剂可以是外来添加的或在应用位点（如受病原体感染的位点或组织受伤区域）之内产生。在步骤308，将混合物应用于目标位点，如动物的受伤的区域。该上述步骤300为一个实施例。所有步骤都是可选的，亦可加入额外的步骤。该些步骤的序列可任意调换。其他变化亦都适用。举例来说，将大体上不含还原催化剂但含有从植物萃取的多酚的溶液与过氧化氢混合。该溶液可储存在容器内，用于稍后的活化过程。该溶液在被传递至动物的受病原体感染的位点后，透过活化机制而被活化，产生用以活化该些反应的催化剂。在其他例子中，含有多酚和过氧化氢的溶液在被应用于如动动或植物位点等的目标前，被外来添加的催化剂所活化。

图4展示根据本发明的一个实施例，以溶剂使还原剂/酶失活的过程的步骤400。在步骤402，挑选用来制成以植物为基础的组合物的植物。在步骤404，使用溶液从该植物萃取多酚组合物。在步骤406，为使酶变性，该溶液被加热至80°C至110°C之间以使其变白。在步骤408，使用如乙醇等的蛋白变性溶剂，破坏或移除包含在植物中的细胞酶。

图5展示根据本发明的一个实施例，以热力使还原剂/酶失活的过程的步骤500。在步骤502，挑选用来制成以植物为基础的组合物的植物。在步骤504，透过在高温空气中迅速令整片茶树叶干化使该来自该植物的多酚氧化酶变性。在步骤506，移除水分细胞酶和/或使其失活。在步骤508，磨碎该些叶片。在步骤510，添加溶剂以萃取该些多酚。

图6说明了根据本发明的一些实施例，该以植物为基础的组合物的一些应用方案。仅举部分例子的话，该些应用方案包括动物营养补充剂、动物组织凝固、形成病原体屏障、目标引发的反应、生物农药的应用上外源性氧化酶的加入、过氧化氢的滞留、定时传递、停止病原体代谢、药用饮料、受体抵抗剂、微生物絮凝剂、保存生物物质、抗微生物洗涤剂、农业应用、池水卫生、医疗器材表层处理和载药媒体。

根据一些实施例的作用模式包括以下功能：在相对较大的生物分子基质上，具高亲和力和低特定性的结合位点的高密度群集的目标活化。在一些实施例中，使用整个植物萃取物。在一些实施例中，植物的混合物与不同支配着的苯酚品种拌和，分子重量则与蛋白亲和力稍有分別，以致可促进范围尽量最广的活动。

一般来说，传统药物的药物设计概念一直集中于高度特定的分子相互作用。相比之下，本发明的一些实施例利用非选择性的活动，透过位点特定的活化使得这类活动高效且安全。在本发明的一些实施例中，分子络合物在水性分子溶液中穿越消化系统，纵使高度稀释中的扩散梯度，该溶液中的分子仍可使需要的多个活性组分保持在彼此的直接的可反应的邻近处滞留。这维持完全的生物可用性，直至其遇到受损粘膜组织或会表现合适的酶的病原体来活化该络合物。在位点的活化催化该被动分子络合物的高度局部的转化，成为进取的蛋白结合剂，其带有几百或几千个潜在的活性位点，这些远比在抗体上找到的那两个结合位点更为进取。这巨大的“粘性”聚合物的高度位点特定的活化和非吸附本质产生对系统有害的潜力表现最小、强劲并准确地对准目标的作用。这些“粘性”植物生物聚合物的积聚状变得牢牢的紧固至该目标位点，并开始模仿通常在植物创伤位点发生的高效率机械性免疫反应。

在一些实施例中，上文所述的植物免疫学机制可应用于动物。该些机制包括(1)非特定地结合至感染性细菌或酵母的功能途径，透过损害细菌或酵母的代谢和繁殖而将其消灭、(2)结合至存在于位点的毒素（一般为似蛋白的）和/或阻挡病原体表达更多酶有毒因子、(3)使其不动及/或损害其能动性或导致會预防增殖及剥落的凝聚、(4)受损细胞的蛋白交联效应，成为会减少进一步暴露于感染或刺激的物理屏障、(5)结合至作为各种生理应答的拮抗物的炎症信号受体、(6)使细胞穿透机制失效或俘获病毒和/或预防增殖及剥落、以及(7)局部收敛和屏障效应，以减少隙间流体从受损组织的流失。

在一些实施例中，与传统止泻方法所用的物理收敛剂相比，该些有效剂量实属极少，并且被相信为不足以造成任何与肠道损害有关的物理收敛作用或与丹宁的使用有关的营养吸收损害。

一些实验是使用根据本发明实施例而制备的络合物进行的。猪在经过根据一些实施例而制备的络合物处理后成长有所改善，这是可持续观察到证明该些络合物的成效。该些络合物对稀释的不灵敏、健康粘膜的被动本质以及非致病性细菌上的轻微活性，均为使低浓度的水性传递可行并使这种传递更为优选和更为有效的一些因素。

该根据本发明的一些实施例制备的混合物可对较高等动物的消化道、呼吸道、尿道、生殖道或其他粘膜界面的组织损伤或受刺激的粘膜有用处。该些组织和感染性细菌可为催化多酚基质转换成已氧化的形态的氧化酶来源。在一些实施例中，透过酶已分解的过氧化氢所进行的羟基单元的直接的酶转换或自动氧化，进食上文所述的苯酚/氧化剂化合物可直接和/或间接地使多酚转换成聚醌（或o-多酚）化合物。该聚醌分子然后可与受损组织细胞的蛋白或病原体的表面蛋白共价结合，使其不动、失活和/或凝结。已被结合的蛋白可形成保护基体，减低病原体的拓殖能力，提供强的收敛效应以使伤口收缩，以及减少流体渗出物。该些基本反应可采取不同的途径，视乎特定的酶、多酚分子的结构和种类、氧化剂的相对浓度、稀释环境等等而定。不直接涉及到醌类单元的酶转化的氧化剂可释放出直接破坏病原体的细胞结构的氧化自由基。这种自由基在不动的病原体的邻近处局部迸发，造成集中的杀菌作用，其远比杀菌剂在自由溶液中的扩散作用更有效率。使用多于一种植物物料作为基质，或使用与具有已知的杀菌活性并不涉及氧化的植物的组合作为额外的成分，对增加抗微生物活性的范围和效能而言有利。

在其他实施例中，氧化酶可被单独传递至反应位点。举例来说，其中一个实施例含有在没有受感染的组织或细菌的情况下，透过提供催化酶来源来对抗病毒。病毒包膜一般不含酶，但由蛋白所组成，一旦被转换为聚醌，则由可被大分子结合。这种预先转换的聚醌的用法可应用于一些实施例。

本发明的一些实施例可于溶液内作为杀菌添加剂。在没有其他植物或动物组织的情况下，其可由如细菌和真菌等微生物的酶触发。透过在将被处理的表面或溶液添加酶或其他催化剂，或者透过在以活化酶或催化剂处理过的表面、器具或容器应用该些组合物，可使表面上或溶液内的杀菌效力进一步增强。

本发明的一些实施例可用作微生物絮凝剂，使微生物聚集成群，这些聚集群沉淀出来，或可透过机械性的方式被过滤掉。病菌和其产物聚集亦可提高潜在的抗原性，以唤起免疫应答。收敛活性可因(1)使病菌细胞的表面蛋白和酶或受体、信号转导组分、营养吸收和传递功能失效的交联以及(2)减少或损害细菌和病毒的能动性，而对病菌有细胞毒性。这两类作用均可使病毒的传染性失效。

杀菌测试显示，当使用根据本发明的实施例制备的组合物时，可被细菌在16个小时内耗尽的过氧化氢的数量则可用来完全消灭所有细菌而不被消耗。并不进行氧化反应的以植物为基础的物料没有显示任何杀菌剂效应。这表示至少一些可溶性多酚类化合物已转换成聚醌。在体内环境中，若过氧化氢酶或过氧化物酶的数量并非如此有限，则该以植物为基础的杀菌效应会进一步提升。带有嵌合烟草阴离子过氧化物酶的已转化的烟草植物能产生高水平的过氧化物酶，展示出伤口愈合比非转化的烟草植物快7倍。多酚转换成醌的效率被提高，原因较不可能在于基质的数量，而较有可能是由于酶的数量显著。

本发明的一些方面包括蛋白交联能力。丹宁赋有闻名的蛋白结合能力。然而，丹宁-蛋白的结合以氢键为基础，而且优选的结合蛋白为富含脯氨酸蛋白，其通常在唾液里和消化系统的粘液流体里。蛋白交联和沉淀测试显示，卵清蛋白于10分钟内形成密度高且完整的沉淀物。植物的沉淀作用仅需3天便取得类似的结果。而仅带有氧化剂的样本则完全没有沉淀效应。这表示本发明的实施例已大大提升蛋白交联能力和效率。

一些实施例包括以植物为基础的杀菌剂和蛋白交联剂组合物与氧化剂的混合物。该以植物为基础的杀菌剂和蛋白交联剂的组合物可含有具高苯酚类化合物的植物。该氧化剂可为过氧化氢。一些可用于制造这种组合物的方法于2008年12月23日提出的美国专利申请号12/317,638内公开，标题为“以植物为基础的灭菌物料和系统”，其全部内容以参考的方式并入本文。

本发明的一些实施例可应用于植物苯酚类化合物的氧化还原和/或自由基反应。该些植物苯酚类化合物可包括苯酚、多酚、羟基香豆素、类黄酮、生物碱和任何其他带有相似于单酚或二酚的化学亚单元的组分，以氧化、还原微生物、植物和动物内或上的其他分子或使其交联，从而在不同的目标生物或组织产生抗微生物效应、抗病毒效应、收敛效应和伤口愈合效应。本公开所用的术语“醌”和“聚醌”包括任何带有一个或多个双键氧的芳香环构形的单体或有机聚合物。

该些组合物和方法可用于促进皮肤上受损的伤口愈合，或应用于消化系统以治愈任何该消化系统的感染。该些组合物和方法亦可用于各种目标性的环境应用，如体外和体内的用途。

在一些实施例中，本发明的应用方案包括抗微生物剂、驱虫药、防轻泻药/止泻药、止痛药、消炎药、化妆品成分、角质溶解剂、用于工业过程的氧化剂、金属螯合剂和有机粘合剂。在替代的实施例中，生理学上的用途包括防腐剂、消毒剂、杀病毒剂、杀霉剂、收敛剂、组织粘合剂、伤口保护剂、生物膜预防、消炎药、止痛药、止血、产品防腐剂、凝固剂、絮凝剂、漱口剂、冲洗剂、清创剂、肠胃补剂、止泻药、溃疡治疗、硬化剂、食水消毒剂、食水防腐剂、氧化清洁剂和除臭剂。在替代的实施例中，应用方案包括让人类或动物摄取该些组合物，以治疗或预防其消化系统的组织受病原体或病原分子感染、损害或吸收。在其他实施例中，应用方案包括透过以收敛、消炎或抗微生物的作用减少流体分泌以预防或治疗动物腹泻。在一些实施例中，应用方案包括治疗胃液反流溃蚀、消化性溃疡或消化系统的其他损伤。在替代的实施例中，应用方案包括治疗鼻腔或耳腔过敏或感染。在其他实施例中，应用方案包括对呼吸道使用的抗微生物喷剂，以减少病原体并保护呼吸道衬里免受如细菌、病毒和真菌等的病原体入侵。在一些实施例中，应用方案包括呼吸道喷剂和鼻窦清洗剂，以冲走接触的过敏原。在替代的实施例中，应用方案包括用于抗感染或消炎处理的尿道清洗剂，或者用于尿道移植和肾脏透析病人的常规清洗剂。在其他实施例中，应用方案包括防腐性的器官保存，以用于器官移植。

在一些实施例中，应用方案包括用于在正常或受损皮肤、表面伤口上或任何粘膜腔内的细菌、病毒和酵母感染的抗微生物洗涤剂。在替代的施例中，应用方案包括用于使手术切口或创伤加速愈合、闭合或止血的组织粘合剂。在其他实施例中，应用方案包括手术切口处理或外表伤口处理，以减少疤痕。在一些实施例中，应用方案包括用于外表切伤、烧伤或擦伤的急救治疗。在另一实施例中，应用方案包括用于口腔粘膜溃疡治疗和牙科程序的抗菌软药、药膏清洗剂或冲洗剂。在其他实施例中，应用方案包括牙周病治疗和敏感牙齿治疗，如封合牙齿细缝。在一些实施例中，应用方案包括用于口臭的漱口剂。在替代的实施例中，应用方案包括用于皮肤炎、股癣、阴道感染和脚癣的浸泡剂。在其他实施例中，应用方案包括烧伤、慢性伤口以及溃疡的抗微生物和愈合治疗。在一些实施例中，应用方案包括预防或减少在组织或表面上形成生物膜。

在替代的实施例中，应用方案包括农业应用。举例来说，透过以多酚-氧化剂组合物喷洒或浸泡植物，可减少表面病原体并封合微创口。此外，透过交联反应，植物的整体健康可因强化表面结构或刺激增强生长或发展而得到改善。

在其他实施例中，应用方案包括该组合物的气雾或液体喷剂，作为牧场设施的生物安全消毒剂。在一些实施例中，应用方案包括消毒动物饲料。在另一实施例中，应用方案包括用于保存和预防疾病传播的食物或食水添加剂。在其他实施例中，应用方案包括植物、鲜果和蔬菜洗涤剂。喷洒或清洗一种含有在此公开的该组合物的溶液可消灭或抑制活农作物或农产品的表面细菌、延长贮藏寿命以及保护表面免受或制止害虫入侵。在一些实施例中，应用方案包括为发芽前消毒植物种子，以作储存和卫生。在替代的施例中，应用方案包括用于刚刚切下的花的保存喷剂或水处理。在其他实施例中，应用方案包括用于植物嫁接和地下水修复的组织粘合剂。

在一些实施例中，应用方案包括肉类和海鲜防腐喷剂，以减少细菌并形成薄的抗消化层，预防微生物入侵。替代的实施例包括用于预防微生物污染的肉类处理消毒剂。在替代的实施例中，应用方案包括渔业的池水卫生，如鱼、虾、牡蛎、鲍鱼和贻贝。在其他实施例中，应用方案包括水生植物和动物的疾病治疗。在一些实施例中，应用方案包括水族箱消毒剂、用于含有流体的产品的防腐添加剂、用于表面清洁剂的消毒剂成分、用于医疗设备的醌氧化还原循环涂层、衣物和食物制备设备、医院环境和仪器卫生、用于具有亲水性涂层的医疗设备的抗微生物水化溶液，以及用于金属的有机防腐蚀处理。

在替代的实施例中，应用方案包括工业水击、防腐剂或抗污剂。在其他实施例中，应用方案包括热浴盆和泳池水卫生。在一些实施例中，应用方案包括用于小分子治疗性化合物的载体。在替代的实施例中，应用方案包括用于氧化剂的稳定剂、改变食物味道以及注射至肿瘤和囊肿。

在一些实施例中，该些组合物可以呈干燥粉末形态。该组合物可以干燥粉末的形态或透过与至少一种流体结合来喂给动物。呈干燥形态的组合物可含有多酚或聚合分子、活性氧、催化剂或其组合。该活性氧可含有过碳酸钠、过碳酸钾和/或任何其他能活化该多酚和/或该些聚合分子的物料。该活性氧、含有多酚或聚合分子的物料、催化剂或其组合可同时或分开喂给动物。

在一些实施例中，本文所用的术语“多酚”指每个分子含有多于一个苯酚单元或构件。在替代的实施例中，术语“多酚”指每个分子含有一个苯酚单元。在其他实施例中，术语“多酚”包括可水解的丹宁（葡萄糖和其他糖的五倍子酸酯）以及苯丙素类，如木质素、类黄酮和缩合丹宁。

在一些实施例中，加入至含多酚的溶液的过氧化氢为1～2%。在替代的实施例中，加入至含多酚的溶液的过氧化氢为少于10%。本技术领域的普通技术人员会理解到，只要过氧化氢的浓度不会高得与溶液中的多酚过度反应，则任何过氧化氢的浓度都是可应用。过度反应的反应包括提供某浓度的过氧化氢，这使已活化的多酚无法发挥本方案所描述的功能。

在一些实施例中，本文所用的术语“流体”包括液体、气体、超临界流体、物质的流动固体形态或其组合。在一些实施例中，术语“病原体”包括任何传染性介质、病菌、细菌、病毒或其组合。在一些实施例中，术语“病原体”包括任何有潜力导致如动物或另一生物物质等的宿主有疾病、病患、损害、伤害或负面影响的生物物质。在一些实施例中，术语“生物聚合物”包括任何可从植物、动物或生物物质衍生或获取的物质。在替代的实施例中，术语“生物聚合物”包括任何由如活的植物的生物体（biologicalorganism）产生的聚合分子。此外，术语“生物聚合物”可包括纤维素和淀粉、蛋白和肽，以及脱氧核糖核酸和核糖核酸。在一些实施例中，术语“生物聚合物”包括多个糖、氨基酸和核苷酸单元。在一些实施例中，术语“结合亲和力”包括任何分子间的或分子内的相互作用和/或键，例如共价键、离子键、氢键、偶极矩、感生偶极矩和静电力。在一些实施例中，术语“可反应的邻近处”指任何存于两个或多个分子/原子之间的相互作用，以致该两个或多个分子不会在溶液中随意自由游动。

在一些实施例中，在此公开的术语“对使病原体失活有效”包括阻挡病原体与动物/植物组织接触、扼杀病原体的代谢途径、结合病毒因子、使病原体不动/聚集、和/或对病原体进行氧化损害。在一些实施例中，活性氧和/或过氧化氢的来源可取自天然或人工来源，例如鲜芦荟肉和/或芫荽。在一些实施例中，已活化的多酚包括o-多酚、已氧化的多酚、多酮和聚醌。

术语“处理流体”可包括经人工和/或经生物处理过的流体。术语“经生物处理过的”可指添加的组合物经如动物等的生物物质处理。术语“经人工处理过的”可包括过滤、干化、分离、萃取或任何其他制造或化学/生物实验室过程。举例来说，术语“已处理流体”可包括这种情况：将呈干燥粉末形态的物质喂给动物，并以该些动物的流体或添加的流体来溶解或分散该干燥粉末，从而形成已处理的流体。该干燥粉末可含有多酚和活性氧两者，如过碳酸钠和过碳酸钾，以喂给动物。或者，该干燥粉末可主要含有多酚。活性氧可以液体形态连同干燥粉末或与干燥粉末分开喂给动物。在另一替代的实施例中，该干燥粉末形态可主要含有活性氧。多酚或含有羟基的分子可以液体形态连同该干燥粉末或与该干燥粉末分开喂给动物。

以下实验显示根据本发明一些实施例制备的组合物的有效性。

实验1

在水溶液中制备三份纯化牛血清白蛋白（BSA）粉末的样本。样本#1仅含有BSA。样本#2含有BSA和多酚氧化酶。样本#3含有BSA、多酚氧化酶和过氧化氢。经分光度计计量，各样本在30分钟后所示的浑浊状态稳定而相似。将来自五倍子的多酚（丹宁）的水溶液加入至各样本。一个小时后，样本#1仅显示细微肉眼可见的变化。样本#2显示浑浊度因粒子大小增加而增加，展示轻微的蛋白凝固作用。样本#3在试管底部显出重沉淀物并缺乏浑浊度，展示透过带有活性氧来源的多酚的酶促反应可达致大大提升蛋白凝固作用。

实验2

将含有五倍子和过氧化氢的溶液加入至(1)含有于水中重组的鸡蛋蛋白粉末（用于制造蛋白粉末的干化过程会使酶变性）的试管以及(2)含有于水中的新鲜鸡蛋清蛋白的试管。在新鲜鸡蛋清蛋白的样本中观察到多很多的沉淀，显示植物多酚可被源自动物的酶催化，以增加与植物受伤时显示出的醌形成一致的蛋白结合。

实验3

配方A使用以下所述的方法而制备。用1公升容量的耐热烧杯，在1公升的去离子水中制备1克商业用绿茶粉，并在室温萃取6个小时。将35%食品级过氧化氢加入至该溶液内，并静放4个小时，然后透过2微米的媒介或过滤器过滤。将产生出来的储液以18Mohm的水稀释至1000:1、200:1和100:1。在含有10e7野生大肠杆菌菌株培养物的等分培养液（对照用水）中加入15ml稀释溶液，并置于37°C培养。在第2个小时、第4个小时、第6个小时和第8个小时，将來自各测试系列的样本在琼脂平板上浸注和培养，并以人手进行菌落计数。该100:1的样本在4个小时达到100%消灭，200:1的在6个小时达到100%消灭，而1000:1的则仅有制菌效果。这显示了投入极低的原料和能源来制造具高杀菌能力的以植物为基础的组合物是可行的。

实验4

在三个样本内加入野生大肠杆菌菌株培养物。样本A于水中含有25ppm过氧化氢。样本B含有将配方A稀释至相等于25ppm过氧化氢馏分的溶液。样本C含有带有绿茶萃取物的溶液，该萃取物的浓度与配方A相同，惟不含过氧化氢。过氧化氢（样本A）中的细菌数目起初有所减少，但在16个小时后可见其开始显得更为浑浊，表示抗微生物能力已耗尽。单是绿茶萃取物（样本C）展示出微弱察觉到的抗微生物活性。配方A（样本B）仍持续消灭细菌，且在3天后并无反弹，表示已100%消灭及/或提升抗微生物有效性，可见绿茶萃取物与过氧化氢结合令杀菌表现显著增强。

实验5

样本#2为使用上述配方A预先制备的溶液，其被稀释，以复制与预先制备的样本#1相同的多酚浓度。在样本#3中，多酚与稀释的过氧化氢结合，以达到与样本#2相同的多酚对过氧化氢比例。制备各样本的稀释系列，并静放24个小时。在各样本内加入含有10e5/ml野生大肠杆菌菌株的溶液，然后将其培养并置于琼脂平板上，以作目测菌落计数。样本#2预先制备的多酚-氧化剂溶剂以远低于样本#3稀释物的浓度持续有效地消灭细菌，显示多酚基质-氧化剂组合物若在稀释前以高浓度（不含活跃的氧化还原酶或其他还原剂）生产，则可在低浓度显示出已增强的表现，支持滞留分子间力以改善稳定性这个概念。

实验6

下列为制备配方B的方法和多酚基质萃取过程的演示。使用30克干的石榴皮，其被置于150℃一个小时变干，被磨成细粉，再与10公升已加热至80℃的去离子水以20分钟结合，然后以两个小时冷却至室温。加入35%食品级过氧化氢并静放6个小时，然后透过5微米的媒介过滤。所加入的过氧化氢溶液占溶液的不到10%，以预防与多酚过度反应。将得出的溶液的水稀释系列加入至10e7–10e8的液体细菌种培养物。培养该得出的溶液24个小时并目测其浑浊度。如表1所示，浑浊度（+浑浊，-不浑浊）表示能活的细菌。

表1

实验7

将配方A的200:1稀释物应用于实验室老鼠上以柳叶刀造成的两边对称的伤口，此应用显示伤口的闭合大约为以盬水对照及抗生软膏处理的伤口的三分之一。

实验8

将浸有配方A的200:1稀释物的棉垫敷在发炎的口腔粘膜上10分钟。在三名志愿者中，所有人均于一小时内感到痛楚和肿胀程度显著减低，而其中两名人士的感染则完全清除，展示其在粘膜组织上有消炎和抗感染的潜力。

实验9

10名现有及曾有频繁或长期腹泻症状的人类志愿者获给于5天在250ml水中的5ml配方B的40:1稀释物。九名人士表示，不适感和症状显著舒缓长达一周或以上。

实验10

将0.5ml配方A和配方B的100:1稀释物引入至琼脂平板的钻孔内，琼脂平板混有羊血，且表面已接种大肠杆菌。该钻孔的周边很快形成一个已交联血蛋白的不透光的区域，可阻挡PP-O络合物穿透，且在钻孔周围并无显示任何抑菌带。相比之下，不含血蛋白的最低营养琼脂有明显的抑菌带，表示PP-O扩散穿过该媒介，显示出支持已降低毒性潜力的组合物的组织穿透度低。

实验11

将来自商业农场的5天大的亚洲兰德瑞斯杂种猪分成13组受试验对象和3组对照对象，所有猪只自出生到三个月大均获喂饲分量和种类相同的饲料。受试验对象每第三天就在供给的水中获给于5微克（相等于干燥植物的重量）配方A，而若观察到有腹泻情况则每日给予同样剂量。对照组获注射抗生素以治疗腹泻。于第21天，该受试验组遇到较少腹泻情况，并平均较对照组重1.0kg。于第3个月，按照周长量度标准，受试验对象的平均重量较对照对象多25–30%，显示出配方A作为除抗生素以外以作为预防剂和生长促进剂的备选方案的可行性。

实验12

已记录和评估99只纯种兰德瑞斯仔猪的生长情况。该些小猪在猪用代乳中获喂饲配方B的氧化剂-多酚组合物。21天大的已断奶者因环境转变而有受压倾向，其腹泻情况亦增加，历时约一周。实验组的平均增重在此期间较对照组多18%，显示了优化生长的商业价值和与代乳的相容性。

表2

	实验组	对照组
			小猪数目	53	46
剂量	7.5μg（干燥植物的重量）	0μg
			频率	一天一次	没有
测试期	8天	8天
			开始时平均重量	7.00kg	7.225kg
终止时平均重量	8.81kg	8.76kg
			平均增重	1.81kg	1.535kg

实验13

使用10只特定的无病原体的纯种兰德瑞斯猪来测试毒理学安全性，各猪只为23天大。该些猪只在45天内每日均获得250μg或2500μg的剂量一次。监察血液学项目和生长情况以及进行组织学项目后，发现组织或器官并无负面影响。

实验14

将50只已断奶的小猪分成5组，每组在5周内每第三天均获给于12μg的剂量一次。统计分析显示实验组增重较多。以上实验证实使用多酚-氧化剂组合物在控制病原体方面具有效的用途，并显示了在许多商业和医学上有用的应用中都有可测量到的价值。尽管该些实验展示在农用牲畜生产中有直接促进生长的利处，猪只的使用已知为与人类在生理学和免疫学上有相似之处，并被广泛使用为用于人类时的性能和安全指标。因此能预测和断定对人类的潜在影响。这由迅速缓和非特定原因引起的偶发性消化不良和腹泻的直接经验支持。已观察到，单次量在介乎20μg至250μg（相等于干燥时的重量）之间时有效解决人类腹泻，一般在一小时内就可察觉到症状得到舒缓。

生产

一些实施例已根据本文所述的方法生产。制造过程可使用获国家有机计划（NOP）核准并一般公认为安全（GRAS）的食品级材料的有机生产材料及程序。该制造过程可依照良好生产规范（GMP）在干净的实验室里进行。

一些生产方法包括植物性预先处理、蛋白变性及萃取、反应物的分子间螯合滞留成为亚稳定苯酚络合物、后期处理以及用额外的材料进行稀释和配方。

由于相关的化学非常普遍，本文公开的过程可应用于广泛的植物品种和组织种类。植物来源可按照培养来源的供应情况、关键馏分含量以及可能授予想要或不想要的特殊效应（如毒性和自动降解）的次要成分来挑选。

本文所公开的组合物制造过程可并入几个標準的品质控制方法，这些品质控制方法直接量度基质含量、引发物效能、微生物表现和分子结合能力。已在室温下测试制造该组合物超过一年。结果以保留的样品作测试显示稳定性增加。该化合物的微生物稳定性稀释界限已被测定为高于使其可自我保存的稳定性。

一些实施例已从各种不同的植物基础成功生产。当使用不具争议性、具良好特征且在辅助及备选疗法中已有悠久使用历史的食用植物时，则可取得优选的结果。本技术领域的普通技术人员会理解到，只要运作机制在功能、结构、化学、生物或物理上与本文所述的实施例相等，许多植物、植物组织或组合均可用来为不同市场制造不同配方。

本发明已经以并入了细节的具体实施例进行阐述，以促进本发明在结构和运作方面的原理得到理解。这些在本文中涉及到的具体实施例和其细节并不是用于限制本文随附的权利要求的范围。对本领域技术人员，可在没有背离随附的权利要求所限定的本发明的精神和范围内对所选用于阐述的实施例作出各种修改是显然易见的。

Claims (13)

1.一种用于治疗腹泻的在稳定溶液中的植物性止泻药组合物，包含：

(I)含有多酚的植物组织的植物萃取物和(II)少于10％的过氧化氢，其中所述溶液不含可导致该组合物中的其他组分以会导致降解的方式起反应的酶和催化物质，

其中，所述植物性止泻药组合物在治疗中是可摄取的；并且

该萃取物对该过氧化氢产生滞留(sequestering)效应。

2.如权利要求1所述的组合物，其中该植物组织包括五倍子组织。

3.如权利要求1所述的组合物，其中该植物组织包括石榴组织。

4.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物是抗微生物收敛组合物，并且该植物组织包括选自黑麦种子、绿豆、萝卜皮、石榴外皮、红果桃、芦荟皮、管风琴仙人掌、五倍子、牛至叶、柿子、小麦胚芽、大麦种子、以及咖啡豆的成分。

5.如权利要求1所述的组合物，其中该萃取物包括选自丹宁、木质素、类黄酮、羟基香豆素和生物碱的成分。

6.如权利要求1所述的组合物，其中该组合物是具有石榴外皮萃取物的水配方，所述石榴外皮萃取物的浓度为3.9ml/ml、7.81ml/ml、15.6ml/ml、31.3ml/ml、62.5ml/ml、125ml/ml、250ml/ml或500ml/ml。

7.如权利要求1-6中任一项所述的组合物，其用于治疗消化系统感染。

8.如权利要求1所述的组合物，其还用于刺激动物系统的生长。

9.如权利要求3所述的组合物，其用于生产用于对对象施加解决人类腹泻的相等于干燥时的重量的介乎20μg至250μg之间的剂量的药剂。

10.一套件，其包括干燥、稳定形态的权利要求1所述的组合物。

11.如权利要求10所述的套件，其中由包括选自过碳酸钠、过碳酸钾、和过氧化脲的成分的过氧化氢生成物料生成该过氧化氢。

12.如权利要求10所述的套件，还包括干燥的过碳酸钾或过碳酸钠。

13.一种用于治疗腹泻的在稳定溶液中的植物性组合物，包含：

(I)含有多酚的植物组织的萃取物，该植物组织选自由丹宁、木质素、类黄酮、羟基香豆素和生物碱组成的组和(II)少于10％的外源性过氧化氢，其中所述溶液不含可导致该组合物中的其他组分以会导致降解的方式起反应的酶和催化物质，其中，该萃取物对该过氧化氢产生滞留效应；并且，

该组合物在治疗中是可摄取的。