CN1071992C - 杀微生物剂紫罗烯聚合物 - Google Patents

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Abstract

一种控制水系中至少一种微生物生长的方法，该水系易于所说微生物生长并公认需要这种控制，包括在所说水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制至少一种选自弯曲杆菌属细菌、分枝杆菌属细菌、志贺氏菌属细菌、弧菌属细菌、耶尔森氏菌属细菌、内阿米巴属原生动物和脊髓灰质炎病毒的微生物生长的步骤。该水系选自饮用水、污水和其它非海洋地表水。也公开了控制霍乱和脊髓灰质炎疾病传播的方法。

Description

杀微生物剂紫罗烯聚合物
本发明涉及用有效量的紫罗烯聚合物处理水系以对水系中的微生物进行杀微生物控制的方法。尤其涉及控制如饮用水、污水和其它非海洋地表水的水系中弯曲杆菌属(Campylobacter)、志贺氏菌属(Shigella)、弧菌属(Vibrio)和耶尔森氏菌属(Yersinia)等细菌以及内阿米巴属(Entamoeba)中的原生动物生长的方法。本发明也涉及控制这些非海洋水系中细菌如牛分枝杆菌(Mycobacteriumbovis)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)以及真菌白色假丝酵母(Candida albicans)生长的方法。本发明进一步涉及控制饮用水、污水、和其它非海洋地表水中脊髓灰质炎病毒的方法。也公开了控制霍乱和脊髓灰质炎疾病传播的方法。
霍乱是印度和孟加拉国地区的地方性流行病，它以一系列大范围传染病的形式传播至全球的其它地区。近期从六十年代至八十年代的霍乱大流行已波及非洲、菲律宾、西欧和东南亚。在美国，过去的十五年内霍乱的病例数也有所提高。Zinsser Microbiology566-73(W.K.Joklik,H.P.Willett,D.B.Amos,C.A.Wilfert,eds.,20 th ed.,1992)。最近霍乱又袭击了拉丁美洲，该流行病侵袭了五十多万人，导致数十万拉丁美洲人死亡。目前使拉丁美洲受灾的霍乱流行病于1990年在秘鲁开始。至少已传播到远至巴西、危地马拉、墨西哥和尼加拉瓜。泛美卫生组织承认“一旦霍乱传染至一个大陆，就可能会一直流行，直至我们大规模地改善水质和卫生条件”。Christine Tierney,Central America Suffers Sum-mertime Cholera Surge,Reuter Newswire Sept.4,1992。
霍乱弧菌(Vibrio Cholerae)是导致流行性霍乱的弧菌属(Vibrio)细菌，它也是其它胃肠感染的主要病因之一。副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)是导致胃肠感染的另一弧菌，并在美国流行。其它弧菌属的细菌可导致包括腹泻、带血腹泻、呕吐、痉挛、脓毒病和软组织感染的人的疾病。例如，V.vulnificus会在已存在的伤口或溃疡处发生感染，或者可导致伴随有可致命的休克的初级脓毒病。V.alginolyticus也可感染伤口，导致中耳感染(中耳炎)，或导致菌血症。S.M.Finegold,W.J.Martin,Diagnostic Micro-biology 86-87,240-46(6 th ed.1982)。弧菌属细菌也可导致鱼类、鳗鲡、蛙类、其它脊椎动物以及无脊椎动物的疾病，见1 Ber-gey′s Manual of Systematic Bacteriology 518-38(N.R.Kriegand J.G.Holt eds.1984)。
弧菌属细菌是分布于全世界的水生细菌，它经常危险地污染到水系和供水。被污染的供水成了弧菌属感染的最严重的感染源，因为与弧菌属相关的疾病几乎全部由被粪便污染的水系和食物原料来传播。
在缺乏充足的饮用水净化设施的国家，疾病通常是由被细菌污染的饮用水引起。饮用被污染的水是现行霍乱大流行的最主要原因。
在发达国家，与弧菌属有关的疾病更经常地是由食用被污染的海洋食物或水生贝壳类动物引起。污染是由没经充分处理的污水被放进海洋中引起的。
例如，摄入被V.vulnificus污染的生牡蛎会在短至24小时之内导致败血病。因此控制与弧菌属相关的疾病的主要防御措施是维持充足的水净化设施和足够的污水处理系统。R.Y.Stanier,E.A.Adelberg,J.L.Ingraham,The Microbial World 627-29(1976)。
除了弧菌属细菌，本文公开的控制方法也可用于控制其它已知具有导致水传播疾病潜能的微生物的生长。弯曲杆菌属的成员是人和其它哺乳动物的细菌致病源。弯曲杆菌属细菌是成人和儿童腹泻的主要原因，它如沙门氏菌属和志贺氏菌属一样经常导致腹泻。
胎儿弯曲杆菌空肠亚种(C.fetus subspecies(ss.)jejuni)或胎儿弯曲杆菌肠亚种(C.fetus ss.intestinalis)感染可引起发烧、血栓性静脉炎、菌血症、败血症或反应性关节炎、心内膜炎、脑膜脑炎、心包炎、胸膜肺感染、胆囊炎、腹泻和脓毒性流产。被污染的水是感染的重要媒介物。S.M.Finegold,W.J.Martin,Diagnos-tic Microbiology 280-81(6th ed.1982)。
致肠病的大肠杆菌(Escherichia coli)可引起婴儿和新生儿腹泻的发生以及成人包括“旅行者腹泻”的发生。大肠杆菌可以是侵染性并产生毒素，有时引起致命的感染，如膀胱炎、肾孟炎、肾孟肾炎、阑尾炎、腹膜炎、胆囊感染、败血症、脑膜炎以及心内膜炎。Finegold ＆ Martin,at 84-85,222。
牛分枝杆菌，就象结核分枝杆菌(M.tuberculosis)、非洲分枝杆菌(M.africanum)、溃疡分枝杆菌(M.ulcerans)以及麻疯分枝杆菌(M.leprae)一样是严格意义上的病原体。牛分枝杆菌是遍及世界大部分地区、最初引起牛结核病的重要病原体。Finegold ＆ Mar-tin,at 351-52。
具有机会致病性质的细菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeru-ginosa)可感染免疫受损宿主的烧伤或创伤部位、或尿道或下呼吸道。感染可导致严重的败血症。Finegold ＆ Martin,at 249,253。
沙门氏菌属细菌可导致食物中毒，引起恶心、呕吐、腹泻以及有时是致命的败血症。伤寒沙门氏菌是伤寒热的病原因子。Fine-gold & Martin,at 204-06。
志贺氏菌属细菌，包括痢疾志贺氏菌(S.dysenteriae)是导致杆菌性痢疾以及菌血症和肺炎的普通水传播病原因子。在美国和加拿大，宋内氏志贺氏菌(S.Sonnei)和弗氏志贺氏菌(S.flexneri)已成为杆菌性痢疾的最普通病原因子。Finegold ＆ Martin,at 219-221。
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是导致食物中毒最普通形式中的一种。另外金黄色葡萄球菌感染也可导致各种皮肤感染以及更严重的疾病，如中毒休克综合症、败血症、脑膜炎和肺炎。Finegold ＆ Martin,at 165-66。
耶尔森氏菌属中的细菌也是病原菌。小肠结肠炎耶尔森氏菌(Y.enterocolitica)是肠病原菌。被这种微生物感染可导致严重腹泻、胃肠炎和其它形式的感染，例如菌血症、腹膜炎、胆囊炎、内脏脓肿以及肠系膜淋巴结炎。据报道败血症的死亡率为50％。鼠疫耶尔森氏菌(Y.pestis)是人腹股沟淋巴结炎、肺炎和败血性鼠疫的病原因子。Finegold & Martin,at 230-31。
白色假丝酵母(Candida albicans)是酵母类真菌，可导致急性或亚急性的被称为念珠菌病的感染。该酵母菌可导致免疫受损宿主的口腔、食管、生殖泌尿道、皮肤、指甲、支气管、肺和其它器官的损害。已报道了由假丝酵母引起的血液感染、心内膜炎和脑膜炎。Finegold ＆ Martin,at 429-30。
溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica)是感染人、灵长类、其它哺乳动物和鸟类盲肠及大肠的寄生性阿米巴。溶组织内阿米巴可透过结肠上皮组织，导致阿米巴痢疾的溃疡症状。阿米巴通过门静脉血流可从结肠传播至肝脏并产生脓肿(阿米巴性肝炎)。在一部分这些病例中，阿米巴也可传播至其它器官，如肺、脑、肾、皮肤，并常可以致死。Stedman′s Medical Dictionary 643(25 th ed.1990)。E.hartmanni和大肠杆菌与人类疾病更少相关。Finegold &Martin,at 497-508。
肠贾弟鞭毛虫(Giardia intestinalis)和兰氏贾弟鞭毛虫(G.lambia)寄生于包括人的许多哺乳动物的小肠中，贾弟鞭毛虫感染(贾弟鞭毛虫病)可致人腹泻、腹痛、恶心、厌食、不适、疲劳、无法解释的嗜曙红细胞增多、消化不良和偶尔吸收障碍。Sted-man′s Medical Dictionary,at 515；Finegold ＆ Martin,at497,508-515。
脊髓灰质炎病毒偶尔或在流行期导致急性病毒疾病(脊髓灰质炎)。此病是遍及全球的大多数气候温暖国家的地方流行病。常由水传播的脊髓灰质炎病毒可导致以发烧、咽痛、头痛和呕吐为特征的轻微疾病，并经常伴随有颈部和背部僵硬。
重要的是脊髓灰质炎病毒可引起涉及到中枢神经系统，导致一或多肢瘫痪的严重疾病。另外，一种形式的脊髓灰质炎病毒感染(急性延髓脊髓灰质炎)会影响到脑干、运动皮层和延髓，导致吞咽机能异常以及呼吸和循环困难。Dorland′s Illustrates Medi-cal Dictionary 1045(26th ed.1981)。
本发明提供了通过控制水系如饮用水、污水和非海洋地表水中这些微生物的生长以控制由这些微生物引起的以上提及的疾病的方法。
本发明的第一目的是提供对水系如饮用水、污水和非海洋地表水中非必要的致病微生物进行杀死微生物控制的方法。
本发明的第二目的是提供对水系如饮用水、污水和其它非海洋地表水中的细菌如弯曲杆菌属、志贺氏菌属、弧菌属和耶尔森氏菌属以及内阿米巴属中的原生动物进行微生物控制的方法。
本发明的第三个目的是提供控制这类水系中的细菌，如牛分枝杆菌、伤寒沙门氏菌以及真菌，如白色假丝酵母生长的方法。
本发明的第四个目的是提供控制水系如饮用水、污水和其它非海洋地表水中的脊髓灰质炎病毒的方法。
本发明的第五个目的是提供控制由以上讨论的微生物引起的疾病传播的方法，例如霍乱和脊髓灰质炎。
本发明的其它目的和优点将在以下的描述中提出，并通过描述将在某种程度上更加明确，或者可通过实施本发明来领会。
为了达到上述目的，并根据本文中具体体现和充分描述的本发明目的，本发明提供了：
(1)控制易于微生物生长并公认需要这种控制的水系中至少一种微生物的生长的方法，包括在水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制至少一种选自弯曲杆菌属细菌、分枝杆菌属细菌、志贺氏菌属细菌、弧菌属细菌、耶尔森氏菌属细菌以及内阿米巴属原生动物的微生物的生长的步骤，其中，该水系选自饮用水、污水和其它非海洋地表水；
(2)控制易于微生物生长并公认需要所说控制的水系中至少一种微生物的生长的方法，包括在水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制至少一种选自牛分枝杆菌、伤寒沙门氏菌和白色假丝酵母微生物的生长的步骤，其中，该水系选自饮用水、污水和其它非海洋地表水；
(3)控制从水系中传染的霍乱传播的方法，包括为控制霍乱传播的目的，在公认需要这种控制的水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制弧菌属细菌的生长，其中，该水系选自饮用水、污水和其它非海洋地表水；和
(4)控制从水系中传染的脊髓灰质炎传播的方法，包括为控制脊髓灰质炎传播的目的，在公认需要这种控制的水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制脊髓灰质炎病毒的传播，其中，该水系选自饮用水、污水和其它非海洋地表水。
在第一个实施方案中，本发明涉及控制易于微生物生长的水系至少一种微生物生长的方法，其中，该水系是公认的需要这种控制。此方法包括在水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制至少一种选自弯曲杆菌属细菌、分枝杆菌属细菌、志贺氏菌属细菌、弧菌属细菌、耶尔森氏菌属细菌和内阿米巴属原生动物的微生物生长的步骤。该水系可选自饮用水、污水和其它非海洋地表水。
如上所讨论的，已知通过污染供水，选自弯曲杆菌属细菌、分枝杆菌属细菌、志贺氏菌属细菌、弧菌属细菌、耶尔森氏菌属细菌和内阿米巴属原生动物的微生物可导致人以及其它哺乳动物的疾病。根据本发明，紫罗烯聚合物可有效控制水系中这种微生物的生长以及，因此，也能有效控制由这些微生物所引起的疾病的传播。特别是，紫罗烯聚合物在下文表现出可有效控制空肠弯曲杆菌(Campy-lobacter jejuni)、牛分枝杆菌、痢疾志贺氏菌、霍乱弧菌、副溶血弧菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌以及原生动物溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica)。
在本发明的方法中，应使用有效量的紫罗烯聚合物以实现特定方法的目的，即，以控制至少一种微生物的生长。根据本发明，例如，控制至少一种微生物的生长或传播是指或者抑制水系中微生物的生长，或者减少微生物的群落以达到可接受的水平。这种控制也包括维持水系中的微生物群落在(或低于)可接受的水平，包括零生长。
对特定水系需要确定紫罗烯聚合物的用量以达到所需的控制水平。水系中所加入的紫罗烯聚合物的浓度可以是，例如，低于或等于50ppm，优选低于或等于20ppm。更优选浓度在1ppm至10ppm之间，最优选的存在于水系中的紫罗烯聚合物的浓度大约为5ppm。
本发明的方法的目标在于控制水传播的致病微生物，因此所公开的方法可应用于任何易于生长这种微生物的水系。
特别注意的是那些与人和包括家畜的其它哺乳动物经常接触，并可传播致病微生物的水系。这些水系包括，但不限于，饮用水、污水和其它非海洋地表水如池塘、湖泊、溪流、河流、工业冷凝水或污物池。
本发明的第二个实施方案是控制易于生长微生物并公认需要这种控制的水系中至少一种选自牛分枝杆菌、伤寒沙门氏菌和白色假丝酵母菌的微生物生长的方法，此方法包括在水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制至少一种这些微生物生长的步骤。该水系包括那些以上讨论的，但优选为选自饮用水、污水和其它非海洋地表水的水系。
本发明也涉及控制从水系中传染的霍乱传播的方法，此方法包括为控制霍乱传播的目的，在公认需要这种控制的水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制弧菌属细菌生长的步骤。该水系包括那些以上已讨论的，具体地说，所考虑的是以上已讨论的选自饮用水、污水和其它非海洋地表水的那些水系。
为了控制从水系中传染的脊髓灰质炎的传播，本发明提供的方法包括为控制脊髓灰质炎传播的目的，在公认需要这种控制的水系中加入有效量的紫罗烯聚合物以控制脊髓灰质炎病毒传播的步骤。该水系可为以上讨论的那些中的任何一个，优选为饮用水、污水或其它非海洋地表水。
以上方法中的每种使用至少一种紫罗烯聚合物以控制水系中非必要的致病微生物的生长。紫罗烯聚合物或聚合季铵化合物，即聚合物主链上含有四价氮的阳离子聚合物(cationic polymer)(也称聚合季铵(polymeric quats)或多聚季铵(polyquats))，属于一类人人熟知的化合物。
据报道紫罗烯聚合物具有生物活性。见A.Rembaum,Biologi-cal Activity of Ionene Polymers,Applied Polymer SymposiumNo.22,299-317(1973)。
紫罗烯聚合物在水系中有多种用途，如杀微生物剂、杀细菌剂、杀藻剂、卫生消毒剂以及消毒剂。本文特地引入所有以下公开作为参考，即美国专利3,874,870,3,898,336,3,931,319,4,027,020,4,054,542,4,089,977,4,111,679,4,506,081,4,581,058,4,778,813,4,970,211,5,051,124和5,093,078，它们给出这些聚合物及其用途的多个实例。
紫罗烯聚合物也可用于抑制细菌和藻类的表面附着，美国专利5,128,100，其内容特地引入本文作为参考。然后至今尚不知道紫罗烯聚合物可用于控制水系中如弯曲杆菌属、志贺氏菌属、弧菌属、耶尔森氏菌属、内阿米巴属和脊髓灰质炎病毒的微生物的生长。因此可确信本文所要求的紫罗烯聚合物的用途是新的，是不能由至今已知的任何用途所暗示的。
根据聚合物中的重复单位可将紫罗烯聚合物分类。此重复单位产生于制备紫罗烯聚合物的反应物。
第一类紫罗烯聚合物含有式Ⅰ所示的重复单位：
Figure C9419187200131
式中R1、R2、R3和R4可以相同或不同，选自H、可任选地被至少一个羟基基团取代的C1-C20烷基、以及可任选地在苯部分被至少一个C1-C20烷基基团取代的苄基。优选地，R1、R2、R3和R4都是甲基或乙基。
基团“A”是二价基团，选自C1-C10烷基，C2-C10链烯基、C2-C10炔基、C1-C10羟烷基、对称或不对称二-C1-C10烷基醚、芳基、芳基-C1-C10-烷基、或者C1-C10-烷芳基-C1-C10-烷基。优选地，“A”是C1-C5烷基、C2-C5链烯基、C2-C5羟烷基或者对称的二-C2-C5-烷基醚，而最优选地，“A”是丙烯、2-羟基丙烯或二乙烯醚。
基团“B”是二价基团，选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、C1-C10羟烷基、芳基、芳基-C1-C10-烷基、或者C1-C10-烷芳基-C1-C10-烷基。优选地，“B”是C1-C5烷基、C2-C5链烯基、C2-C5羟烷基、芳基、芳基-C2-C5-烷基、或者C1-C5-烷芳基-C1-C5-烷基。最优选地，“B”是乙烯，丙烯、丁烯或1,6-亚己基。
相反离子X2-是二价相反离子、两个一价相反离子或多价相反离子的一部分，其足以平衡形成紫罗烯聚合物主链的重复单位中的阳离子电荷。优选地，X2-是选自卤化物阴离子和三卤化物阴离子的两个一价阴离子，而更优选地，为氯化物或溴化物。美国专利3,778,476中描述了具有三卤化物相反离子的紫罗烯聚合物。此专利的内容引入本文作为参考。
具有式Ⅰ重复单位的紫罗烯聚合物可通过许多已知方法制备。一种方法是将式R1R2N-B-NR1R2的二胺与式X-A-X的二卤化物反应。例如美国专利3,874,870,3,931,319,4,025,627,4,027,020,4,506,870和5,093,078中描述了具有这种重复单位的紫罗烯聚合物以及它们的制备方法，它们的内容引入本文作为参考。在这些专利中也描述了具有式Ⅰ重复单位的紫罗烯聚合物的生物活性。
第二种紫罗烯聚合物含有式Ⅱ所示的重复单位：
Figure C9419187200151
式Ⅱ中，对R1、R2和A的限定与上述式Ⅰ中的限定的一样。X-是一价相反离子、半个二价相反离子或多价相反离子的一部分，其足以平衡形成紫罗烯聚合物重复单位的阳离子电荷。X-可以是，例如，卤化物或三卤化物阴离子而优选为氯化物或溴化物。
具有式Ⅱ重复单位的紫罗烯聚合物可通过已知方法制备。一种方法是将R1R2N的胺与如3-氯-1,2-环氧丙烷的卤环氧化物反应。例如，美国专利4,111,679和5,051,124中描述了具有式Ⅱ重复单位的紫罗烯聚合物，其内容引入本文作为参考。在这些专利中也描述了具有式Ⅱ重复单位的紫罗烯聚合物的生物活性。
第三种紫罗烯聚合物含有式Ⅲ所示的重复单位：其中R是Q是-(CHR′)p-、-CH2-CH=CH-CH2-、-CH2-CH2-O-CH2-CH2-、-CH2-CH(OH)-CH2-，或者其中：n和p独立地从2变化至12；每个R′各自独立地是氢或低级烷基基团；X2-是足以平衡R基团中阳离子电荷的二价相反离子、两个一价相反离子或者多价相反离子的一部分；而X-是足以平衡B′基团中阳离子电荷的一价相反离子、半个二价相反离子或多价相反离子的一部分。
优选地，R′是氢或C1-C4烷基，n是2-6和p是2-6。最优选地，R′是氢或甲基，n是3和p是2。优选的相反离子X2-和X-与上述式Ⅰ和Ⅱ中所讨论的相同。
式Ⅲ的聚合物通过已知方法衍生于双(二烷基氨基烷基)脲，也称脲二胺。例如美国专利4,506,081中描述了式Ⅲ的紫罗烯聚合物，它们的制备方法，以及它们的生物活性；其内容引入本文作为参考。
使用本领域熟知的方法可将含有式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ重复单位的紫罗烯聚合物与伯胺、仲胺或其它多功能的胺交联。紫罗烯聚合物可或者通过四价氮原子或者通过另一个附着于聚合物主链或侧链的功能性基团被交联。
美国专利3,738,945和美国重新颁发专利28,808中公开了使用交联共反应剂制备的交联紫罗烯聚合物，其内容在此引入作为参考。该重新颁发专利描述了通过二甲胺和3-氯-1,2-环氧丙烷反应进行的紫罗烯聚合物的交联。所列出的交联共反应剂量是：氨、伯胺、烯化二胺、聚乙二醇胺、哌嗪、芳香杂环二胺和芳香二胺。
美国专利5,051,124中描述了由二甲胺、多功能胺和3-氯-1,2-环氧丙烷反应得到的交联紫罗烯聚合物。还描述了使用这种交联紫罗烯聚合物以抑制微生物生长的方法。其内容引入本文作为参考。
美国专利3,894,946,3,894,947,3,930,877,4,104,161,4,164,521,4,147,627,4,166,041,4,606,773和4,769,155提供了各种不同的交联紫罗烯聚合物以及它们的特性。这些专利的内容引入本文作为参考。
含有式Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ重复单位的紫罗烯聚合物也可被加帽，即带上一特异的端基。可通过本领域熟知的方法进行加帽。例如，用于制备紫罗烯聚合物的任一种过量反应剂都可用来提供帽基团。或者，可用适当量的单官能的叔胺或单官能的取代或非取代的烷基卤化物与紫罗烯聚合物反应而得到带帽的紫罗烯聚合物。紫罗烯聚合物可在一端或两端加帽。美国专利3,931,319和5,093,078中描述了加帽的紫罗烯聚合物以及它们的杀微生物特性，这些专利的内容引入本文作为参考。
在以上讨论的紫罗烯聚合物中，特别优选的具有式Ⅰ重复单位的紫罗烯聚合物是：多聚[氧乙烯(二甲基亚铵基)乙烯(二甲基亚铵基)乙烯二氯化物]。在此紫罗烯聚合物中，R1、R2、R3和R4每个都是甲基，A是-CH2CH2OCH2CH2-,B是-CH2CH2-,X2-是2Cl-，平均分子量是1,000-5,000。该紫罗烯聚合物是可购于田纳西州孟菲斯市Buckman Laboratories,Inc.的BusanR 77产品(聚合物的60％水悬浮液)，或WSCPR产品(聚合物的60％水悬浮液)。BusanR 77和WSCPR是主要用于水系的杀虫剂，包括金属加工液的微生物控制。
另一个特别优选的具有式Ⅰ重复单位的紫罗烯聚合物也是可购于Buckman Laboratories,Inc.的BusanR 79产品或WSCP Ⅱ产品，此紫罗烯聚合物中R1、R2、R3和R4每个都是甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-,B是-CH2CH2-,X2-是2Cl-。此紫罗烯聚合物是N,N,N′,N′-四甲基-1,2-乙二胺与(氯甲基)-环氧乙烷反应的产物，平均分子量是1,000-5,000。聚合物产品BusanR 79或WSCP Ⅱ产品是聚合物的60％水溶液。
优选的具有式Ⅱ重复单位的紫罗烯聚合物是那些R1和R2都是甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-，X-是Cl-。BusanR 1055产品是此种紫罗烯聚合物的50％水悬浮液。它是二甲胺与(氯甲基)环氧乙烷反应的产物，平均分子量是2,000-10,000。
BusanR 1157产品是具有式Ⅱ重复单位的紫罗烯聚合物的50％水悬浮液，它是二甲胺与3-氯-1,2-环氧丙烷的反应产物，又与乙烯二胺交联的产物，其中，R1和R2都是甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-和X-是Cl-。此紫罗烯聚合物的平均分子量是100,000-500,000。
BusanR 1155产品是具有式Ⅱ重复单位的紫罗烯聚合物的50％水悬浮液，其中，R1和R2都是甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-，X-是Cl-,并且该紫罗烯聚合物与氨交联。此紫罗烯聚合物的分子量大的为100,000-500,000。
BusanR 1099产品或BubondR 65产品是具有式Ⅱ重复单位的交联紫罗烯聚合物的25％水悬浮液，其中，R1和R2都是甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-,X-是Cl-，交联剂是一甲基胺。此紫罗烯聚合物的分子量大约为10,000-100,000。
优选的具有式Ⅲ重复单位的紫罗烯聚合物是那些R是脲二胺，B′是CH2CH(OH)CH2-，和X-是Cl-的紫罗烯聚合物。BLR 1090是得自于N,N′-双-[1-(3-(二甲基氨基)-丙基]脲和3-氯-1,2-环氧丙烷的反应产物的紫罗烯聚合物的50％水悬浮液。此种紫罗烯聚合物的平均分子量是2,000-15,000，优选为3,000-7,000。
上述每一种紫罗烯聚合物和商品名称表示的产品都可从田纳西洲，麦菲斯市的Buckman Laboratories,Inc.获得。
本发明通过下述实施例进行说明，目的仅仅是阐明本发明，而不是限制其内容。
实施例1
评价紫罗烯聚合物在两种水硬度对霍乱弧菌的杀伤效力。使用下述紫罗烯聚合物产品：BusanR 77,BusanR 79,BusanR 1055,BusanR 1099和BusanR 1157。
在所测量的钙和镁水平为300ppm和900ppm的AOAC水硬度水平下检测每种聚合物的杀微生物活性。300ppm AOAC相应于中等硬度水平，900ppm表示极度硬水，接近成水。
对于每种紫罗烯聚合物产品，在检测系统中使用下述重量/重量的紫罗烯聚合物产品的浓度：0.0ppm、5.0ppm、10.0ppm和20.0ppm。在室温下将霍乱弧菌ATCC # 14035,GBL # 52107暴露于添加了0.01％胰蛋白酶解酪蛋白大豆肉汤的水溶液中，放置24小时。通过在碱性胰蛋白酶解酪蛋白大豆琼脂平板上计数可测定杀弧菌剂的幸存者。概括于表1至5的结果表明，根据本发明使用的紫罗烯聚合物使霍乱弧菌的生存力明显降低，这一点可由暴露24小时后平板上长出的存活细菌减少来证明。在AOAC硬度为300ppm，紫罗烯聚合物产品的浓度低至5.0ppm时的完全杀死，即存活细菌＜10cfu(空斑形成单位)/ml，显示出紫罗烯聚合物所具有的抗霍乱弧菌的效力。在AOAC(公职分析化学工作者协会)为900ppm，5个聚合物中的4个在浓度低至20ppm时，使存活霍乱弧菌大幅度地下降，显示出即使在极度硬水中紫罗烯聚合物仍具有抗霍乱弧菌的效力。
                      表1
                  BusanR77剂量水平，ppm     0          5         10         20细菌计数(cfu/ml)AOAC 300ppm       1.4×106  ＜10      ＜10       ＜10AOAC 900ppm       1.2×107  1.2×103 9.1×102  4.7×102
                            表2
                         BusanR79剂量水平，ppm     0          5         10         20细菌计数(cfu/ml)AOAC 300ppm       1.4×106  ＜10      ＜10       ＜10AOAC 900ppm       1.2×107  2.1×105 2.3×103  70
                          表3
                       BusanR1055剂量水平，ppm     0           5         10        20细菌计数(cfu/ml)AOAC 300ppm       1.4×106   ＜10      ＜10      ＜10AOAC 900ppm       1.2×107   2.0×106 1.3×105 9.1×103
                           表4
                       BusanR1099剂量水平，ppm     0           5         10        20x细菌计数(cfu/ml)AOAC 300ppm       1.4×106   ＜10      ＜10      ＜10AOAC 900ppm       1.2×107   6.2×105 4.0×105 2.5×104
                        表5
                    BusanR1157剂量水平，ppm     0           5         10        20细菌计数(cfu/ml)AOAC 300ppm       1.4×106   ＜10      ＜10      ＜10AOAC 900ppm       1.2×107   1.2×107 1.5×106 3.7×106
实施例2
评价紫罗烯聚合物产品BubondR65、BusanR77、BusanR79和BusanR1055在去离子水和人工池塘中对细菌空肠弯曲杆菌、大肠杆菌、牛分枝杆菌、铜绿假单胞菌、伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、融溶血弧菌ATCC 17802、小肠结肠炎耶尔森氏菌以及酵母菌白色假丝酵母的杀伤效力。结果示于表6-9。
pH7至7.5的无菌去离子水中添加了浓度为2.5ppm、10ppm和20ppm的聚合物产品。
人工池塘水中含有无菌去离子水、无菌盐类(350ppm KCl,350ppm CaCl2,350ppm NaCl)以及0.01％无菌胰蛋白酶解酪蛋白大豆肉汤。将聚合物产品加入此培养基，浓度为5ppm、10ppm和20ppm。
将除了空肠弯曲杆菌和牛分枝杆菌以外的细菌和酵母菌在胰蛋白酶解酪蛋白大豆肉汤中培养24-36小时，并以104cfu/ml的浓度接种于100ml检测溶液。不用搅拌，将细菌和酵母菌在20-25℃下与溶液接触18-24小时，然后通过用胰蛋白酶解酪蛋白大豆琼脂的标准倒平板方法进行计数。
空肠弯曲杆菌的生长是通过在巧克力琼脂平板涂布技术并在37℃下于BBL“Campy Pack”中温育48小时来定量的。牛分枝杆菌的生长是通过膜过滤并在35℃下于葡萄糖基质肉汤中培养28天来定量的。
                           表6
                  BubondR65杀微生物的活性剂量水平，ppm            0        2.5       5        10        20细菌计数(cfu/ml)空肠弯曲杆菌去离子水             1.0×104   ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104   NT        ＜10      ＜10      ＜10大肠杆菌去离子水             1.0×104   5.0×103 NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105   NT        3.0×104 ＜10      ＜10铜绿假单胞菌去离子水             1.0×104   ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105   NT        210       ＜10      ＜10伤寒沙门氏菌去离子水             1.0×104   3.1×104 NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105   NT        1.6×104 ＜10      ＜10痢疾志贺氏菌去离子水             1.0×104   ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104   NT        ＜10      ＜10      ＜10金黄色葡萄球菌去离子水             1.0×106   ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104   NT        ＜10      ＜10      ＜10副溶血弧菌去离子水             1.0×106   ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105   NT        600       470       750小肠结肠炎耶尔森氏菌去离子水             1.0×104   ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104   NT        ＜10      ＜10      ＜10牛分枝杆菌去离子水               28        ＜1       NT        NT        NT人工池塘水             28        NT        9         NT        NT酵母菌计数白色假丝酵母去离子水             1.0×104   ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104   NT        ＜10      ＜10      ＜10NT=未测试
                         表7
                  BusanR77杀微生物的活性剂量水平，ppm        0          2.5        5        10        20细菌计致(cfu/ml)空肠弯曲杆菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.00×104 NT        ＜10      ＜10      ＜10大肠杆菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        ＜10      ＜10      ＜10铜绿假单胞菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        810       ＜10      ＜10伤寒沙门氏菌去离子水             1.0×104  50        NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        620       ＜10      ＜10痢疾志贺氏菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10金黄色葡萄球菌去离子水             1.0×106  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10副溶血弧菌去离子水             1.0×106  700       NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        2.1×103 570       ＜10小肠结肠炎耶尔森氏菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10牛分枝杆菌去离子水              28        ＜1       NT        NT        NT人工池塘水            28        NT        9         NT        NT酵母菌计数白色假丝酵母去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        40        ＜10      ＜10NT=未测试
                        表8
                 BusanR79杀微生物的活性剂量水平.ppm         0          2.5       5         10        20细菌计数(cfu/ml)空肠弯曲杆菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10大肠杆菌去离子水             1.0×104  2.1×104 NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        ＜10      ＜10      ＜10铜绿假单胞菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        ＜10      ＜10      ＜10伤寒沙门氏菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        ＜10      ＜10      ＜10痢疾志贺氏菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10金黄色葡萄球菌去离子水             1.0×106  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10副溶血弧菌去离子水             1.0×106  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        1.05×103450       ＜10小肠结肠炎耶尔森氏菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10牛分枝杆菌去离子水              28        5         NT        NT        NT人工池塘水            28        NT        1         NT        NT酵母菌计数白色假丝酵母去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10NT=未测试
                       表9
               BusanR1055杀微生物的活性剂量水平，ppm        0          2.5       5         10        20细菌计数(cfu/ml)空肠弯曲杆菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10大肠杆菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        ＜10      ＜10      ＜10铜绿假单胞菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        ＜10      ＜10      ＜10伤寒沙门氏菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        ＜10      ＜10      ＜10痢疾志贺氏菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10金黄色葡萄球菌去离子水             1.0×106  2.9×104 NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10副溶血弧菌去离子水             1.0×106  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×105  NT        3.1×102 ＜10      ＜10小肠结肠炎耶尔森氏菌去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10牛分枝杆菌去离子水              28        NT        NT        NT        ＜.001人工池塘水            28        NT        NT        ＜.001    NT酵母菌计数白色假丝酵母去离子水             1.0×104  ＜10      NT        ＜10      ＜10人工池塘水           1.0×104  NT        ＜10      ＜10      ＜10NT=未测试
实施例3
评价紫罗烯聚合物产品BubondR65、BusanR77、BusanR79和BusanR1055对原生动物溶组织内阿米巴ATCC 30922 GBL.Lab.No.42409的杀伤效力。
如实施例2所述，测试这些聚合物产品在去离子水和人工池塘水中的效力。接种物中内阿米巴原虫的浓度是320/ml。如表10-13所示，通过在放大400倍下直接用显微镜观察其在血球计数器中的运动可计数内阿米巴。
                       表10
               BubondR65杀微生物的活性剂量水平，ppm        0         2.5       5         10        20游动生物体的数目/ml溶组织内阿米巴去离子水             768       ＜1       NT        ＜1       ＜1人工池塘水           1086      NT        ＜1       ＜1       ＜1
                        表11
                  BusanR77杀微生物的活性剂量水平，ppm        0         2.5       5         10        20游动生物体的数目/ml溶组织内阿米巴去离子水             768       ＜1       NT        ＜1       ＜1人工池塘水           1086      NT        ＜1       ＜1       ＜1
                            表12
                    BusanR79杀微生物的活性剂量水平，ppm        0         2.5       5         10        20游动生物体的数目/ml溶组织内阿米巴去离子水             768       ＜1       NT        ＜1       ＜1人工池塘水           1086      NT        ＜1       ＜1       ＜1
                          表13
                  BusanR1055杀微生物的活性剂量水平，ppm        0         2.5       5         10        20游动生物体的数目/ml溶组织内阿米巴去离子水             768       ＜1       NT        ＜1       ＜1人工池塘水           1086      NT        ＜1       ＜1       ＜1
表14-17中概括的是至少杀死99.9％所测试的病原性微生物所需的BubondR65、BusanR77、BusanR79和BusanR1055的浓度(紫罗烯聚合物产品在测试系统中的ppm)。
                      表14
            BubondR65杀微生物的活性
             浓度(ppm)微生物               去离子水            人工池塘水细菌：空肠弯曲杆菌         2.5                 5大肠杆菌             10                  10牛分枝杆菌           2.5                 5铜绿假单胞菌         2.5                 5伤寒沙门氏菌         10                  10痢疾志贺氏菌         2.5                 5金黄色葡萄球菌       2.5                 5副溶血弧菌           2.5                 5小肠结肠炎耶尔森氏菌 2.5                 5酵母菌：白色假丝酵母         2.5                 5原生动物(原虫)：溶组织内阿米巴       2.5                 5
                        表15
               BusanR77杀微生物的活性浓度(ppm)微生物                 去离子水           人工池塘水细菌：空肠弯曲杆菌           2.5                5大肠杆菌               2.5                5牛分枝杆菌             2.5                5铜绿假单胞菌           2.5                5伤寒沙门氏菌           2.5                5痢疾志贺氏菌           2.5                5金黄色葡萄球菌         2.5                5副溶血弧菌             2.5                10小肠结肠炎耶尔森氏菌   2.5                5酵母菌：白色假丝酵母           2.5                5原生动物(原虫)：溶组织内阿米巴         2.5                5
                        表16
                BusanR79杀微生物的活性浓度(ppm)微生物                 去离子水           人工池塘水细菌：空肠弯曲杆菌           2.5                5大肠杆菌               10                 5牛分枝杆菌             10                 5铜绿假单胞菌           2.5                5伤寒沙门氏菌           2.5                5痢疾志贺氏菌           2.5                5金黄色葡萄球菌         2.5                5副溶血弧菌             2.5                10小肠结肠炎耶尔森氏菌   2.5                5酵母菌：白色假丝酵母           2.5                5原生动物(原虫)：溶组织内阿米巴         2.5                5
                       表17
              BusanR1055杀微生物的活性浓度(ppm)微生物                 去离子水           人工池塘水细菌：空肠弯曲杆菌           2.5                5大肠杆菌               2.5                5牛分枝杆菌             2.5                5铜绿假单胞菌           2.5                5伤寒沙门氏菌           2.5                5痢疾志贺氏菌           2.5                5金黄色葡萄球菌         10                 5副溶血弧菌             2.5                10小肠结肠炎耶尔森氏菌   2.5                5酵母菌：白色假丝酵母           2.5                5原生动物(原虫)：溶组织内阿米巴         2.5                5
实施例4
评价紫罗烯聚合物产品BubondR65、BusanR77、BusanR79和BusanR1055抗脊髓灰质炎病毒的效力。将作为贮备液(大于或等于106TC ID50)保存于含5％小牛血清的EMEM中的0.3ml脊髓灰质炎病毒1型加到100ml实施例2中所描述的检测溶液中。通过计算TCID50将病毒的存活力进行定量(50％检测单位的一个组织培养感染的平均剂量)。在37℃,8-10％ CO2下将病毒(每孔0.1ml)在Hep-2细胞中培养5天。如表18-21所示，通过显微镜观察对单层细胞的细胞病理作用可测定病毒的生长。
                         表18
      BubondR65抗脊髓灰质炎病毒的杀微生物的活性剂量水平，ppm        0         2.5       5         10        20TC ID50去离子水             105.5     104.7    NT        104.5    105.3人工池塘水           104.0     NT        104.3    104.5    104.0
                         表19
          BusanR77抗脊髓灰质炎病毒的杀微生物的活性剂量水平，ppm        0         2.5       5         10        20TC ID50去离子水             105.5    103.7    NT        104.7    105.3人工池塘水           104.0    NT        103.7    104.5    104.0
                         表20
         BusanR79抗脊髓灰质炎病毒的杀微生物的活性剂量水平，ppm        0         2.5       5         10        20TC ID50去离子水             105.5    104.5    NT        105.5    104.3人工池塘水           104.0    NT        104.3    104.5    104.3
                         表21
      BusanR1055抗脊肾髓灰质炎病毒的杀微生物的活性剂量水平，ppm        0         2.5       5         10        20TC ID50去离子水             105.5    105.3    NT        104.3    104.7人工池塘水           104.3    NT        104.3    104.3    103.7

Claims (11)

1，一种控制水系中至少一种选自弯曲杆菌属细菌、分枝杆菌属细菌、志贺氏菌属细菌、弧菌属细菌、耶尔森氏菌属细菌、内阿米巴属原生动物的微生物生长的方法，该水系易于所述微生物的生长，包括向所述的水系中加入低于或等于50ppm的紫罗烯聚合物来控制所述的至少一种微生物的生长，其中所述的水系选自饮用水、污水和其它非海洋地表水，并且所述的紫罗烯聚合物含有式(Ⅰ)或式(Ⅱ)的重复单元：
Figure C9419187200021
其中在式(Ⅰ)中：
R1、R2、R3和R4每个是甲基；
A是-CH2CH2OCH2CH2-或-CH2CH(OH)CH2-；
B是-CH2CH2-；和
X2-是2Cl-；其中所述紫罗烯聚合物的分子量是1,000-5,000；以及
在式(Ⅱ)中
R1和R2每个是甲基；
A是-CH2CH(OH)CH2-；和
X-是Cl-；其中所述紫罗烯聚合物的分子量是2,000-500,000。
2，权利要求1的方法，其中所述所述的微生物是弧菌属细菌。
3，权利要求2的方法，其中所述所述的弧菌属细菌是霍乱弧菌。
4，权利要求2的方法，其中所述所述的弧菌属细菌是霍乱副溶血弧菌。
5，权利要求1-4中任一项的方法，其中所述紫罗烯聚合物的加入量低于或等于20ppm。
6，权利要求5的方法，其中所述紫罗烯聚合物的加入量为1-10ppm。
7，权利要求6的方法，其中所述紫罗烯聚合物的加入量为5ppm。
8，一种控制由水系传染的霍乱传播的方法，包括为控制霍乱传播的目的，向所述的水系中加入低于或等于50ppm的紫罗烯聚合物来控制选自弧菌属细菌的至少一种微生物的生长，其中所述的水系选自饮用水、污水和其它非海洋地表水，并且所述的紫罗烯聚合物含有式(Ⅰ)或式(Ⅱ)的重复单元。
Figure C9419187200031
其中在式(Ⅰ)中：
R1、R2、R3和R4每个是甲基；
A是-CH2CHOCH2CH2-或-CH2CH(OH)CH2-；
B是-CH2CH2-；和
X2-是2Cl-；其中所述紫罗烯聚合物的分子量是1,000-5,000；以及
Figure C9419187200032
在式(Ⅱ)中：
R1和R2每个是甲基；
A是-CH2CH2(OH)CH2-；和
X-是Cl-；其中所述紫罗烯聚合物的分子量是2,000-500,000。
9，权利要求8的方法，其中所述紫罗烯聚合物的加入量低于或等于20ppm。
10，权利要求9的方法，其中所述紫罗烯聚合物的加入量为1-10ppm。
11，权利要求10的方法，其中所述紫罗烯聚合物的加入量为5ppm。
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