CN108473916A - 生物清洁试剂盒和从基材去除生物膜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种酶促生物清洁试剂盒，适用于从基材，优选类似石头基材，如大理石表面去除生物膜，如霉菌、藻类、细菌、地衣和类似生物。此外，本发明公开了一种基于所述酶促生物清洁试剂盒的方法，用于从表面除去预先存在的生物膜，而不影响基材的完整性并优化表面维护中的时间和成本。所述试剂盒和方法可用于许多领域，特别是在美术和文化遗产领域，作为传统杀生物剂的替代物，例如，用于维护精致而有价值的物体，如马赛克、考古遗址、古代挂毯或其他艺术品。有利的是，根据本发明的试剂盒在各种实施方式中易于制造和使用，其中有一种实施方式允许酶重复使用。此外，它对使用者、基材和环境都是安全的。

Description

生物清洁试剂盒和从基材去除生物膜的方法

技术领域

本发明涉及用于酶生物清洁的试剂盒和基于所述试剂盒的方法，以从石材、木材、陶瓷或其它材料制成的表面去除生物膜，并且优选从精细和独特的艺术品表面去除生物膜，例如从一个古老的马赛克或石头作品。特别地，本发明提供了一种新颖且创造性的解决方案，用于去除包含微生物例如霉菌、地衣、蓝细菌、微藻类等的生物膜，而不影响精致和有价值的表面的完整性。

背景技术

通常与有机和无机物质结合的微生物，如霉菌、蓝细菌、微藻类、地衣等，会逐渐附着在地板、墙壁或石材上，特别是当它们暴露于大气中时。技术上定义为“生物膜”的这些有机沉积物首先通过改变美观性的表面(通常不可修复的)，其次是基材的表面结构而使所附着的基材劣化。由生物膜引起的表面劣化的动力学取决于基材的性质，并因此取决于基材材料和孔隙率。

生物膜去除的问题在不能被其延伸覆盖的地方(例如考古区域)的情况下非常令人担忧，并且因此经常暴露于大气中，使大气分子和逐渐在其表面定殖的微生物的联合作用。

目前，市场上有各种专业和家用产品可用于从表面去除生物膜。通常，这些产品基于杀生物剂如次氯酸钠、锡组合物或其他化合物如生物素-T和生物素-R(由CTS、Bresciani或Antares销售)。这些已知化合物在化学上相当具有侵略性，并且通常会有效除去生物膜(通常在几次施用后或使用大量杀生物剂后)，但它们可能会改变表面颜色，甚至破坏表面结构。例如，绝对不建议使用基于氯的杀生物剂产品当从石灰石基材(如大理石或石灰华)表面去除附着的生物膜时。

此外，这些已知的产品对于使用者而言呈现显著的化学危害，这种危害在使用气溶胶制剂中会增加，因为由于长时间使用它们会产生呼吸或皮肤致敏。最后，这些产品不会对生物膜组分产生选择性作用。由于这些原因，不建议使用传统产品杀生物剂来恢复精致、有价值或独特的表面，尤其是属于文化遗产的文物。

为了克服基于杀生物剂的清洁产品的缺点，近年来，含有酶的制剂已经在商业上引入。作为主要优点，含有酶的制剂具有选择性清洁作用。实际上，由于酶对由酶化学结构识别的键的选择性攻击而发生从表面上除去生物膜。换句话说，酶与所去除的生物膜是化学机制作用。

在现有技术中已知有各种酶体系，例如由酶和特定表面活性剂组成的凝胶和使用负责酶促反应的微生物系统(参见G.Ranalli等JournalofAppliedMicrobiology2005,98页73-83)。特别是在美术和修复领域，众所周知，使用酶体系从具有历史重要性的艺术作品(例如壁画、马赛克、印刷品)中去除生物膜，但也从传统或现代房屋的精致地板或墙壁中去除生物膜。例如，可以在P.Cremonesi的著作“L'usodeglienziminellapulituradioperepolicrome”(ⅡPratoed.2002)或者在M.Matteini和A.Moles的教科书“LaChimicanelRestauro”(Nardinied.2007)中找到基于酶的清洁组合物列表。这种组合的使用是特别合适的，有时当传统的清洁系统会导致要恢复的作品损坏或破坏时，它是唯一选择。

尽管它们具有吸引力，但酶基涂层存在几个缺点，特别是成本高，组成稳定，酶失活速度快以及安全问题。为了努力克服现有技术酶基清洁组合物的限制，在过去几年中已经提出了与清洁组合物和方法有关的大量专利申请。

例如，在专利US2012276617A1说明书中JIA等人提出了含有聚合物改性酶的水稳定的活性涂层，用于有机污渍的稳定自清洁。特别地，这些组合物包含基础材料，即蜡基表面调节剂、抛光剂或保护剂以及与所述基材缔合的PEG修饰(聚乙二醇)的酶。所述专利中涉及的主要问题是现有技术的涂层材料在暴露于水时，酶迅速失活。发明人通过提供涂料稳定化来克服这个问题，防止因风化而失活。值得注意的是，他们发现在与基材结合之前，在酶上加入一个或多个聚合物部分，使所得涂层材料的水稳定性得到改进。

US2012276617A1中公开的活性临时涂层的预期用途清楚地防止了有机污渍或有机材料(例如来自食物、昆虫或环境)的污渍粘附到临时活性涂层材料上。实际上，PEG修饰的酶能够降解与所述活性涂层材料接触(并且不与基材接触)的有机污渍的组分。因此，这种涂层绝对不适用于去除已经存在于基材上的有机污渍或生物膜，特别是从类似石头的作品中去除。这种使用限制和包含与酶相关的有机基材材料的涂料组合物使JIA等人的教导在历史遗产修复和保养领域没有用处，古代作品的生物膜去除不得改变原始底物或残留物，如蜡。

另一个显著的专利申请是以Xeros Ltd名义的WO2014006424A1，其公开了一种新颖的清洁材料，该清洁材料在清洁过程中发现特别的应用，优选为织物。新型清洁材料在有限量的水存在下操作并且使用包含固体聚合物清洁颗粒与合适的清洁剂组分的清洁制剂。最具体地说，该系统使用清洁制剂，其中清洁剂组分是固定在固体聚合物清洁颗粒上的酶。

酶固定化改善了清洁性能，以及在多次洗涤中重新使用这些洗涤剂组分的能力，从而提高了环境和经济效益。尽管有这些显着的优点，但是在WO2014006424A1中并未提供将新型清洁材料用于类似石头的基材，并且其显然不属于本专利的范围。另外，类似石头的基材的孔隙可以捕获固体聚合物清洁颗粒，其在太阳辐射的作用下降解并变黄。因此，它们不适用于历史遗产领域，其修复不得改变原始基材或在其上留下残留物。

作为蛋白质，游离酶可能在某些条件下刺激人和动物的免疫反应，包括过敏反应。因此，由于其过敏原潜力和免疫原性，酶的使用引起了安全问题，例如在以C-Lecta GmbH名义的专利WO2014067933A1中提到。

该专利要求保护基于包含固定在固体支撑物上的酶(优选热解法二氧化硅)的不溶酶制剂的一次性使用组合物，其中不溶酶制剂分散在单一使用的组合物中。与游离酶组合物相比，本发明的不溶性酶制剂在涉及酶与人直接接触的某些应用中通过处理、利用或摄取这些酶或含酶组合物而降低了安全风险。

W02014067933A1中的一次性使用的不溶性酶制剂在护理组合物和食品应用中特别有用，而洗涤或清洁方面的应用描述通常对本领域技术人员无用。实际上，没有公开可用的清洁组合物，尽管发明人声明它们可用于向一次性使用的硬表面(例如食品工业中使用的设备的表面)制剂提供酶活性。此外，生物膜的去除仅适用在镜片情况下形成的生物膜，这与形成在石头状基材上的生物膜非常不同。在这种情况下，发明人也没有公开任何有用的组成。再次，在该发明的优选实施方案中，将酶包埋在涂料、油漆和清漆中产生对抗藻类和霉菌沉降的保护。因此，这样的组合物可防止生物膜形成并且它们不能用于去除已经粘附到基材上的生物膜。

最后，WO2014067933A1的唯一清洁组合物在实施例4中给出，并为商业家用清洁剂提供脂肪酶活性。有必要指出的是，首先，实施例4的制剂是气雾剂(而不是液体或凝胶)，然后将该脂肪酶固定在由EvonikIndustriesAG生产的亲水性气相法二氧化硅上，其特征在于非多孔结构(参见例如的数据表)。另外，实施例4的性能测试结果是模糊的，并且对于希望开发可用于从类似石头的基材去除生物膜的液体或凝胶制剂的本领域技术人员是无用的。

总之，W02014067933A1的范围涉及使用不溶性的酶制剂，与游离酶相比降低了安全性问题。显然，酶活性增强和成本优化超出了该发明的范围。事实上，它指的是一种不溶性酶“一次性使用组合物”，即，一种组合物，在其初次使用之后或丢弃、用完或以不适于随后重复使用的形式呈现。C-LectaGmbH在国际申请W02014067933A1中提供的教导不能用于通过酶组合物从石状基材去除生物膜，其中酶组合物中的酶可以重新使用。因此，所公开的组合物绝对不是现有用于历史遗产的恢复和保存中的已知杀生物剂或酶制剂的可行替代物，或者是与从类似石头基材移除生物膜存在类似问题的领域中的替代物。

发明的公开

技术问题

酶的高成本代表了市场上已有的酶清洁系统和其现有技术生物膜清除方法的一个主要缺点。事实上，酶本身就是昂贵的产品，而且它们在表面处理后不能回收再利用。此外，因为酶保存困难，因此酶体系和包含该系统的试剂盒的制备需要很长时间，因此酶体系必须在进行清洁操作之前新鲜制备。

酶清洗系统成本高、制备时间长、保存涉及一系列实际的缺陷。首先，已知酶体系的单位面积的有效清洁效果降低。其次，在大型墙壁或地板上的应用(例如在许多考古遗址中)是有限的。最后，现有技术酶体系的使用不灵活，并且不符合负责维护和保存历史遗产的机构目前采用的最佳实践(在意大利，“文化遗产监督”)。

对于本领域技术人员来说，当公共开支受到限制时，尤其是在需要不断维护的文化遗产国家如意大利的情况下，这些已知的酶清洁系统的缺点如何尤其重要。这些缺陷可以通过提高酶体系的清洁效果或通过使用这种清洁工具的制造方法来减轻，这种清洁工具可以利用规模经济的优势从而降低成本。然而，根据本发明人的最佳知识，对这种目的有用的技术教导不会导致科学和专利文献。

总之，目前还没有可用的生物清洁制剂，包括稳定的酶体系，其可用于从类似石头的基材中去除生物膜，并且合成和保存简单，并且与现有技术解决方案相比，满足要求苛刻的领域，如历史遗产或美术。这些要求包括提高清洁效率和使用灵活性，处理单位表面的低成本，保持基材完整性(即没有基材损坏或不改变，处理后基材上没有残留物)以及最终可忽略的使用者和环境风险。

解决的方法

技术方案

通过本专利说明书，本发明人意图克服这个存在涉及用于从表面去除生物膜的酶清洁系统的现有技术中的局限性的缺陷，特别是天然石材、类似石头材料、陶瓷和木材。

因此，本发明的第一个和主要目的是提供包括如所附独立权利要求所述的酶体系的生物清洁试剂盒。所述生物清洁试剂盒可用于从各种基材，优选类似石头的基材中去除预先存在的生物膜，比已知的溶液更有效且更便宜地去除。特别地，本发明的一个重要任务是提供一种稳定的生物清洁试剂盒，其具有改进的酶清洁活性并且可以多次存储和重复使用。本发明的另一个重要任务是提供一种生物清洁试剂盒，其可根据不同领域，特别是文化遗产的需求进行定制。

本发明的第二个重要目的是一种制造如所附独立权利要求中阐述的生物清洁试剂盒的方法，并且尤其是可扩展的制造方法，与市场上已有的基于酶的清洁解决方案相比，与已知技术相比可容易地以竞争性成本实现。

在上述的第一和第二目的中，本发明的第三目的是提供一种从基材，优选类似石头的基材去除生物膜的方法，其允许降低成本和简化修复计划，特别是对文化遗产。

最后，本发明的另一个目的是提供一种生物清洁试剂盒并且开发一种基于所述试剂盒从基材去除生物膜的方法，所述方法不损害或改变基材，并且不会对使用者以及环境造成化学危害。

鉴于现有技术的上述缺点或缺陷，本发明人已经进行了许多与由固定在无机颗粒上的酶组成的酶体系有关的研究。这些研究主要涉及酶体系的优化，酶清洁活性的增强，以及包含这种酶体系的制剂的优化，所述酶体系与参与恢复干预的修复者或其他专业人员的工作条件相适应。

在长期实践之后，本发明人已经制备了适于从基材，优选石状底物去除生物膜的酶生物清洁试剂盒，其包括：包括由无机粒子上的固定化酶组成的酶体系，优选二氧化硅纳米粒子；包含所述酶体系的制剂；所述制剂的支撑物。优选地，所述酶是胰蛋白酶，但是它可以根据要从基材去除的生物膜的特征从本领域已知的那些酶中选择。

在优选的方式中，所述制剂浸渍亲水性织物组成的支撑物，但在另一个实施方案中，制剂被涂覆在柔性或刚性支撑物例如塑料膜上，使得制剂形成与此类支撑物本质上不同的相。仍然在另一个实施方案中，试剂盒不具有支撑物(即一种“无支撑物”试剂盒构造)，并且所述制剂分散在作为所述制剂一部分的介质中。所述介质是液体或凝胶的形式，或者是适合于酶体系传送并与待清洁的基材接触的固体介质。

此外，在其他实施方案中，生物清洁试剂盒中包括额外的组分，例如控制清洁过程参数(即温度、水分含量和pH)的工具，以便根据酶体系的特点和外部气候条件优化酶作用，并因此优化基材清洁。另外的组分还包括有助于与基材(特别是在垂直基材上)粘合的工具，和以防止外用剂污染制剂的保护膜，以及维持浸渍支撑物的合适的水分含量和温度，以实现有效清洁行动。

本发明还要求保护一种除去包括微生物的生物膜，如蓝细菌、微藻类、地衣等的生物膜的方法，而不影响其精致和有价值的表面的完整性，特别是艺术品。在最佳模式下，所述方法首先分析底物和环境条件，这有助于选择合适的酶体系和生物清洁试剂盒构造。然后新鲜制备所述酶制剂和生物清洁试剂盒。该方法在生物膜污染的基材上应用试剂盒。酶清洗过程结束后，从基材上将试剂盒取下并储存备用。

或者，在另一个实施方案中，酶制剂不是新鲜制备的，并且使用预先储存的制剂或试剂盒。在该实施方案中，该方法包括激活酶体系。在一个实施方案中，用于模拟的酶为凝胶形式，其在应用于本领域之前被激活(“湿式”)。在又一个实施方案中，在应用于艺术品之后进行激活(“干式”)。

有利的是，根据本发明，从基材去除生物膜的酶促生物清洁试剂盒和相关的方法，其特征在于包含酶体系的制剂可以容易地通过水洗从基材去除，使得处理后没有制剂残余物留在基材上。

术语和定义

为了理解说明书和所附权利要求，在以下描述中，化学元素通过在通用元素周期表中报告的各个符号来定义。例如，氢由符号H表示；氦由He表示等。而且，应该理解，除非另有说明，化学符号包括所有的同位素和离子。再次，为了简洁起见，化学化合物可以通过与本发明相关的技术领域中广泛采用的缩略词来表示。例如，首字母缩写词EDTA表示乙二胺四乙酸。

为了清楚起见，在说明书和权利要求书中使用的术语“颗粒”应指定原子、分子或其他基本成分的聚集体，例如具有亚微米尺寸或超微米尺寸的聚集体，基本上为球形的形状，但也可以是不对称的形状。尤其是，术语“纳米粒子”或“纳米结构”，无论单数或复数，应明确指示尺寸小于约1微米的粒子。

术语“生物膜”是指任何有机或无机物质与微生物如霉菌、藻类、细菌、地衣等的简单或复杂缔合，其中这种缔合粘附于基材上，例如岩石基材。同样在本专利说明书中，术语“生物清洁”应指利用根据本发明的生物清洁系统从基材去除预先存在的生物膜(即去除之前覆盖在基材的生物膜)发明。

除非另有说明，否则术语“固定化”是指任何化学结合(共价键、离子键、氢键或范德华相互作用)，物理结合(例如静电吸引)或物理-化学键，所述物理结合(例如静电吸引)或物理-化学键是指永久或暂时将酶，或更一般地多肽键合或连接或结合到至少一种颗粒或纳米颗粒上。在说明书和附图中，将使用相同的附图标记来指示“支撑物”(或者更一般地说，“介质”)和“浸渍支撑物”(或者更一般地“浸渍介质”)，即支撑物上已经应用了含有酶体系的制剂。也将使用相同的附图标记来标识相应的干燥或脱水形式等的“浸渍支撑物”。

此外，在说明书和权利要求书中使用的术语“保持底物完整性”以及类似的用语(例如“保持底物完整性”)，根据艺术品修复的最佳实践，将被称为不会损害也不影响原始(即在生物膜污染之前)基材的美学、颜色和表面结构的基材清洁处理。

最后，如本文所使用的术语“约”旨在包括值，特别是在所述值的10％内。除非另有说明，“或”的使用意味着“和/或”。应该理解的是，详细描述是为了充分公开本发明的优选实施例，而不对其进行限制。

本发明的有益效果

有益效果

根据本发明的用于酶促生物清洁的试剂盒和基于所述试剂盒的相关方法具有许多优于现有技术解决方案的显著优点。下面介绍这些好处和优点。

由于颗粒固定化，与具有更高酶含量的已知凝胶制剂相比，该试剂盒是稳定的并且具有改进的酶清洁能力。发明人通过实验证明，可以用少至20倍的酶来实现相同生物膜的去除，从而降低酶的成本和过敏潜力以及免疫原性。

此外，根据本发明的用于生物清洁的试剂盒可存储和重复使用多达8次(一次使用也具有竞争性成本)，这代表了类似石头的生物膜清洁方面的杰出成就。事实上，可存储和多用途试剂盒既可以降低产品成本(由于制造中的规模经济效益)，也可降低单位表面的清洁成本。此外，该功能还可以提高广泛修复和维护计划的管理和调度灵活性，特别是在文化遗产领域。

根据本发明的试剂盒对于使用者和环境是无毒的，因为二氧化硅纳米粒子结合在凝胶或液体制剂中，不会形成含有游离的纳米粒子和/或酶的气溶胶，并且使用的酶很少。为了进一步提高使用者和环境的安全性，还可以制备基于微米颗粒的制剂。

更重要的是，根据本发明的生物清洁试剂盒和相关的生物清洁方法不会损害基材(在使用过程中，在可能影响艺术品的表面上使形成的盐最小化)，其作为传统的基于杀生物剂的清洁组合物或基于与聚合物颗粒结合的酶的已知组合物。实际上，处理后残留在基材上的制剂残余物可以使用水洗容易地从基材上去除。尽管如此，捕获在基材孔中的颗粒不会影响表面完整性，因为它们是金属氧化物(例如二氧化硅)，它们与许多岩石组合物是稳定和化学相容的。

最后，根据本发明的以各种构造的生物清洁试剂盒制备简单，如本文提供的示例所示。

本发明的其他目的和优点将在下面的描述部分中阐述，并且将从描述部分中显而易见，或者可以通过实施本发明而了解。

总之，根据本发明的生物清洁试剂盒的优点：允许从各种基材，特别是类似石头的基材移

除生物膜，比已知的解决方案更有效、经济和安全。对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的优点不能通过基于现有技术的酶体系的清洁系统来实现。

附图的简要说明

附图说明

参考以下仅用于说明目的附图内容将更全面地理解本发明：

图1示意性地表示根据本发明的生物清洁试剂盒的一部分。在(a)中，含有酶体系的制剂被施加到支撑物的表面；在(b)中，该制剂分散或浸渍在支撑物本身中；而在(c)中，试剂盒是无支撑物的，并且酶体系分散在包含在制剂中的介质中；

图2示出了根据本发明的生物清洁试剂盒在三种不同的类似石头的材料上的应用；

图3示意性地表示根据本发明的第三实施例的生物清洁试剂盒的一部分，其特征在于与所述试剂盒整合的支撑介质；

图4示意性地表示了根据本发明的生物清洁试剂盒的一部分，其特征在于附加元件，其在(a)中是温度控制器和应用于浸渍支撑物表面的增湿器系统，而在(b)中，与支撑物本身集成的温度控制器；

图5显示了位于普利亚(意大利)历史遗址的两块石制品的生物清洁处理结果。使用根据本发明第二实施方式的无支撑生物清洁试剂盒来去除由地衣和其他微生物的多样化组合组成的生物膜。

这些附图说明和展示了本发明的各种特征和实施例以及制造方法，但是它们不被解释为限制本发明。

实施本发明的最佳方式

最佳方式

最佳模式的生物清洁工具箱描述

参考附图(1b)，根据本发明的酶促生物清洁试剂盒用数字(1)表示，并包含含有酶体系(20)的制剂(10)；在其上应用制剂(10)或在其中分散所述制剂的介质(30)；保护膜(40)和温度控制装置(50)。

所述酶体系(20)包括借助于稍后将描述的过程固定在介孔二氧化硅上的胰蛋白酶

纳米颗粒。有利的是，发明人已经发现，通过将约3至约9mg/g之间的一定量的胰蛋白酶固定在直径介于约100和约300nm之间的介孔二氧化硅纳米粒子上，并且孔径在约2.1和约2.3nm之间，可以达到有效的生物清洁作用。然而，取决于纳米颗粒的形态和化学组成，酶和生物膜组合物可能具有不同的值。

根据将在下文中详细解释的方法，借助于试剂盒(1)的生物清洁处理要求将支撑物(30)放置在基板(L)上并且要求制剂(10)与该基材有效地接触。

为了实现这些目的，在本发明的最佳模式中，所述制剂(10)以酶凝胶形式施加在刚性或柔性支撑物(30)上，以使凝胶有效地浸渍该支撑物。特别是，已证明对由粘胶/聚酯(67％/33％)织物(例如由DermatessMaterAid生产)制成的亲水无纺无菌纱布非常有用。然而，可以使用其他种类的织物，但也可以使用亲水性或超吸收性聚合物，条件是它们具有合适的润湿性以确保可用含有酶体系(20)的凝胶(10)良好地浸渍基材。实际上，发明人已经通过实验发现，保持浸渍支撑物(30)的合适水分含量是确保有效的生物清洁作用的基本要求。

在最佳模式中，所述保护膜(40)可以是可伸展的膜，例如放置在生物清洁试剂盒(1)或表面(S)上与要清洁的基材(L)相对，如通过实例但非限制性地示于图1中。保护膜(40)可在生物清洁处理过程中成形，将直接接触底物(L)以保护试剂盒的活性表面(S')。当未立即使用生物清洁试剂盒时，此构造特别有用，因此必须储存以备将来使用。通过增加一层保护膜(40')可以简单地实现试剂盒活性表面(S')的保护。

最后，在最佳模式中，所述生物清洁试剂盒(1)包括所述试剂盒和浸渍支撑物(30)外部的温度控制装置(50)。所述温度控制装置(50)可以是温控吹风机，鱼缸加热棒或其他等效装置，但是已经确定了在生物清洁处理期间用于控制和维持温度在预定范围内的其他有利的解决方案。

本文以最佳模式描述的生物清洁试剂盒适用于多种变化，均落入本发明的更广泛的范围内。例如，可以对酶体系的组成或制剂或支持物进行变化。此外，生物清洁试剂盒可以针对从垂直墙壁，或从不均匀或不均匀表面或从大地板上去除生物膜进行优化。试剂盒的一些组分，正如温度控制工具，可以有利地整合到制剂的支撑物中，以进一步增加根据本发明的生物清洁试剂盒的应用灵活性。稍后将参考其他实施例来描述这种替代解决方案。

根据最佳模式的试剂盒配置可确保配方的最佳水合作用，而不会改变pH值。它还通过增加酶的清洁活性而保持活性表面(S')和底物之间的恒定接触。

描述以最佳方式生产试剂盒方法

参考本发明的优选实施方案，下面通过举例而非限制的方式描述制备酶体系和生物清洁试剂盒的方法。

步骤1：颗粒的制备和官能化

可以通过已知的方法容易地合成适合的介孔二氧化硅纳米粒子；或者，可以商购获得各种类型，例如从Sigma-AldrichSBA-15(777242)或MCM-41(643645)购得。二氧化硅纳米粒子可以使用几种已知技术进行官能化，例如使它们在环己烷的溶液中与3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和正丙胺在室温下反应约2小时，两者的比例为约1.5至约3.0％v/v，以获得初次沉淀。

通过使用本领域技术人员熟知的技术，将所述第一沉淀过滤并用环己烷洗涤，并最后在约40℃的烘箱中干燥足够的时间以去除溶剂残余物以获得官能化二氧化硅颗粒。

步骤2：酶固定化

然后将官能化的二氧化硅颗粒分散在含有预定量的胰蛋白酶的缓冲溶液中。优选地，用胰蛋白酶量约3至约9mg/克的纳米颗粒，在pH约6和浓度约为10-20微摩尔的磷酸盐缓冲液中实现良好的酶固定。

该分散体在室温下连续搅拌约2小时以获得第二次沉淀。在过滤并干燥所述第二沉淀物后，例如在受保护环境的空气中，获得其中固定有胰蛋白酶分子的由二氧化硅纳米粒子组成的白色粉末形式的酶体系。

按照上述过程，本领域技术人员可以通过评估酶体系的UV吸收光谱和DRIFT-IR光谱来验证固定化酶和颗粒之间的稳定键。由此合成的酶体系是稳定的，并且它只受自溶作用的最小影响。事实上，由于固定在纳米粒子上，酶分子具有稀缺的活动性，即使在水溶液或潮湿环境中也限制或防止相互作用。

这里将合成过程描述为非限制性示例，并且可以接受许多变化，全部包括在本发明的一般范围内。事实上，根据要求，通过适当选择颗粒和酶，可以制备通过特定基材去除特定生物膜的组合物。特别地，酶体系的定制可以通过作用于以下参数中的一个或多个来实现：颗粒组成，大小或表面形态的颗粒；制剂中酶的类型或数量。例如，可以有效地使用尺寸大于约1000nm的二氧化硅颗粒，以及其他金属氧化物的颗粒，例如氧化锆(ZrO2)，二氧化钛(TiO2)或混合氧化物如氧化锆/二氧化钛。此外，具有固定化酶的均匀分布特征的球形纳米粒子，对于从大孔或非均质基材中去除生物膜特别有用。在其他工作条件下，优选使用具有长方形形状的颗粒来改善固定化酶体系与基材上的生物膜的接触表面。

除了胰蛋白酶之外，可以使用其他水解酶和非水解酶，例如胃蛋白酶、脂肪酶、木瓜蛋白酶、淀粉酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、木聚糖酶、纤维素酶、木质素酶、黄酮榕碱，菠萝蛋白酶。另外，固定化过程可能不需要纳米颗粒功能化，而只需要在酶和底物之间产生非共价结合。仍然可以改变工艺参数(例如前体溶液的pH、温度、浓度、前体的滴落速度)以获得颗粒的形态、形状或平均尺寸的变化。

第3步：生物清洁试剂盒的制备和保存

在根据本文所述的步骤1和2合成酶体系之后或已经获得了市售合适的酶体系之后，继续进行制剂(10)的制备的方法。

最初，将酶体系(20)分散在缓冲溶液中，优选具有pH约7.2至约8.0的缓冲溶液。该溶液可以是例如磷酸盐缓冲液NaH2PO4·H2O，但也可以使用其他等效溶液。然后加入胶凝剂以获得均匀凝胶形式的具有适当一致性制剂(10)，其可以在支撑物(30)上涂覆。优选地，所述凝胶剂是甲基纤维素(例如MH300P)，以约1:10w/w的比例加入，或便利地选择的另一种化合物等同物以获得合适的粘度，并维持有效胰蛋白酶(或其他酶)作用的最适合的pH值。即使以凝胶形式的制剂是优选的，然而其他含有酶体系的制剂也是可能的。

然后，通过在含有制剂(10)的容器中浸涂预切割的织物，在支撑物(30)上形成均匀的凝胶制剂层(10)，浸渍足够长的时间(例如5分钟或更多)以保证良好的浸渍。除了浸涂之外，取决于支撑物(刚性或柔性)和含有酶体系的制剂(凝胶，液体，气溶胶)的性质，可以使用其他已知的涂覆技术(例如辊涂或喷涂)。此外，为了满足特定的应用需要，这些已知技术可以根据预定义的模式将制剂(10)沉积在支撑物(30)的特定区域上。

应用在浸渍织物(30)表面(S)的保护膜(40)，优选为伸缩性膜(例如或其它可扩展的膜)，包括根据最佳模式制备生物清洗试剂盒。当所述试剂盒不是立即使用，需要保护制剂不受外部媒介影响，保护膜(40)的形状也可以成形以覆盖活性表面(S')。类似地，可以将第二保护膜(40')施加在与生物膜污染的基材(L)直接接触的活性表面(S')上。实际上，使用众所周知的技术(例如在包装工业中)，可以形成一个或多个保护膜，根据各种使用条件和保存试剂盒本身以保护试剂盒的表面S和/或S'。根据下文将描述的程序，将如此制备的生物清洁试剂盒准备好应用于基材(L)。

有利的是，生物清洁试剂盒可以在其制备后几天或几个月储存和使用。在这种情况下，浸渍过的支撑物(30)的干燥必须包括在试剂盒制备程序中。这个额外的步骤可以通过将该试剂盒放置在受保护的环境如通风式恒温干燥器中来执行。实际上，发明人惊奇地发现，在干燥之后，用凝胶制剂(10)浸渍的支撑物(30)可以储存数月甚至几个月而不丧失其生物清洁作用性质。

优选地，浸渍的支撑物(30)保持在塑料容器中，或者包裹在保护膜(40,40')中，并且以4℃的程度储存在冰箱中。这样，酶体系(20)被收集在干燥的支撑物中并且不被分散。此外，在没有合适的水分含量的情况下，酶的自溶被阻止或最小化。使用前恢复清洁性能需要将试剂盒置于室温下，并将数滴缓冲溶液滴在支撑物上以重新激活制剂。本发明人已经发现，凝胶形式的制剂(10)不应干燥并长时间保存良好而不会失去其清洁性能。

取决于酶促生物清洁试剂盒的构造，用于生产本文公开的试剂盒的过程的许多变化是可能的。这些变化在本发明范围内，将参照生物清洁试剂盒的其他实施例描述。

对于本领域技术人员而言显而易见的是，本文所述的方法有利地允许将生物清洁试剂盒的制备与其使用分开，这归功于酶体系(20)清洁性能超时维持的显著特征。该特征表现出非常显著的改进，其能够克服现有技术中已知的解决方案的局限性，并具有重要的实际意义，特别是成本降低以及大量修复干预调度的灵活性提高。其他优点对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

生物膜去除方法的描述

如此制备的生物清洁试剂盒(1)可用于通过包括以下步骤的方法从基材，优选类似石材的基材去除预先存在的生物膜。所述方法在下文中参照本发明的最佳模式进行描述。

第1步：分析底物和环境条件

去除生物膜的方法从一个准备步骤开始，包括分析待处理表面的特征(材料、基材孔隙率、生物膜类型和攻击的严重程度等)以及当地的环境条件(温度、湿度、风和污染物的存在等)，这可能会影响生物清洁处理。必须小心，以防基材是有价值的艺术作品，如古代的马赛克。这个准备步骤允许根据工作条件和其他要求选择最合适的生物清洁试剂盒(特别是酶体系)。

第2步：生物清洁试剂盒预应用准备

一旦在步骤1中选择了最合适的酶体系，制备生物清洁试剂盒后继续进行用于去除生物膜的方法。首先根据石材的形状和表面延伸尺寸，将最好为亲水性织物(例如DermatessMaterAid)的支撑物(30)切割成适当尺寸，并用生物膜加以净化。

如果制剂已经新鲜制备，那么酶体系已经存在，并且生物清洁试剂盒已准备好用于要清洁的石材表面(L)上。如果生物清洁试剂盒预先制备并储存(参见上文描述的最佳模式的试剂盒生产方法)，那么生物清洁方法需要酶体系(20)活化，即恢复适当的制剂水分含量、温度和pH值。根据本发明，酶制剂(10)的活化可以在将生物清洁试剂盒施加在石材表面(L)上之前和之后进行。

在第一种情况下，喷洒缓冲溶液(优选磷酸盐缓冲液)以适当润湿浸渍的亲水性织物支撑物(30)。因此生物清洁试剂盒可以用于下一个应用步骤。不然，在将生物清洁试剂盒应用于待处理物体的表面(L)上之后激活酶制剂(10)。在第二种情况下，将缓冲溶液直接喷洒在浸渍的支撑物(30)上。在这两种情况下，根据前面步骤1的分析，考虑到基材孔隙度，适当地浸渍支撑物(30)是重要的。事实上，孔上的盐形成应避免或限于最小。

第3步：将生物清洁试剂盒应用于表面

修复人员或其他专业人员将生物清洁试剂盒应用在基材(L)上，注意是整个表面(L)(扁平或弯曲的)与含有酶体系(20)的制剂(10)接触，其在最佳模式下为凝胶形式。

如前所述，酶体系激活也可以在进行步骤3前。参照本发明的最佳模式，这里通过举例而非限制的方式进行描述，发明人惊奇地发现，最佳的生物清洁试剂盒激活可以通过，首先使用凝胶形式的磷酸盐缓冲液(并且不是液体形式)直接应用在基材(L)上，然后将含有酶凝胶(10)的浸渍的织物(30)应用在磷酸盐缓冲层上。有利的是，这种安排限制了盐形成，其可能会使石材表面变质并且必须避免的(特别是在处理历史艺术作品中)。此外，它防止颗粒固定化酶从支撑物上迁移，最后，它限制了缓冲溶液的使用，以加湿试剂盒，进一步简化了生物清洁过程并降低了成本。

为了保持适当的湿度并防止制剂受到污染，在这些成分尚未成为生物清洁试剂盒部分成分的情况下，应用保护膜是十分有用的，例如(或其他可伸展的薄膜，如)。

在此阶段，根据本发明的方法需要必要的时间以允许包含在试剂盒中的酶选择性且令人满意地清洁基材。取决于基材类型和形态，以及生物膜组成，清洁时间在约30分钟至约6小时之间就足以有效地对石材进行生物清洁，只要保持合适的温度、pH和湿度。为了在处理期间保持最佳的过程条件，可以根据外部环境条件来调节温度控制装置(50)。而且，在基材处理过程中，可能需要通过喷洒或传送适量的缓冲溶液来恢复水分含量或制剂pH。

在本发明的最佳模式中，如已经描述的那样，温度控制单元(50)是鱼缸加热棒，其是支撑物(20)外部的部件。尽管如此，发明人已经确定了其他有利的解决方案，其将参照其他实施例进行描述。

第4步：从基材上取下试剂盒

当达到令人满意的生物清洁时，将试剂盒从基材上移除。通过用去矿物质水冲洗清洁过的表面或用海绵或浸有去矿物质水的组织擦拭表面来去除过量制剂(10)。值得注意的是，根据本发明的生物膜去除方法不会改变原始颜色或石材作品的基材，如将在以下实施例中描述的那样。

第5步：保存和存储试剂盒

由于酶体系有利地可重复使用若干次，因此根据本发明的生物清洁方法结束于将生物清洁试剂盒的存储家庭或实验室冰箱中，温度约为4℃。该步骤包括浸渍的支撑物(30)的脱水(如先前所讨论的)以使酶体系失活，并且最后通过保护膜(40)或其他技术上等同的方式保护试剂盒(1)。

本次公开了除去生物膜过程的许多变化，均落入本发明的更广泛的范围内。这种变化取决于具体的生物清洁试剂盒的结构、基材的固有特性和外部环境条件。本领域的专家可以通过所提供的专利公开或通过发明实践来了解其他因素。例如，上述步骤可以全部或仅部分执行。根据需要，可以更改或简化各个步骤，步骤顺序也可以修改。

由于基于本发明试剂盒的生物清洁程序代表了本领域已知的解决方案的显著成就，特别是参照生物清洁技术的试剂盒的可重用性。

实施例1：石头状基材的生物清洁处理

所谓的图2显示了用于测试生物清洁试剂盒和本文公开的生物膜去除方法的类似石头的基材。具体而言，发明人已经通过实验验证了试剂盒的功效和清洁过程，来自罗马卡拉卡拉浴场的两件艺术品：大理石首饰和黑白马赛克地砖。参照图2(b)，两种作品都被由异质微生物/真菌联盟组成的生物膜污染，其包括无脊椎动物(MacrobiotusTardigrado)，原生动物(Aspidisia)微藻类，真菌(Zygomycetes和Ascomycetes)以及大量细菌。

该试剂盒是根据本发明最佳模式的教导制备的。用包含的约5和约10％的百分比胰蛋白酶(由本发明人通过标准技术合成)的甲基纤维素(TyloseMH300P)凝胶制剂浸涂在5×5cm2大小的亲水纱布(来自Dermatess)制成的支撑物上，其中酶固定在介孔二氧化硅纳米粒子上。

在处理两块石头作品时，通过鱼缸加热棒作为温度控制装置使温度范围约在30℃-40℃之间。通过用缓冲溶液轻轻润湿亲水性织物维持制剂的含水量和pH值在约7.2和约8.0之间。为了保持过程条件的稳定和避免污染制剂，试剂盒由薄膜保护。

在这些过程条件下，单一生物清洁处理需要约30分钟到90分钟能够完全在织物中浸渍酶凝胶制剂的区域去除生物膜(所述图2中的绿色)。特别的，已被证明，生物清洁试剂盒对精氨酸和赖氨酸(由构成生物膜的相同物种产生的氨基酸)具有有效作用和选择性作用。而且，呈现给本发明的试剂盒和方法的应用不会损害艺术作品。在浸渍的织物被取下之后，留在基材上的凝胶配方的残留物可以用去矿物质水完全去除。

空气干燥后，将含有生物清洁脱水凝胶的浸渍织物在家用冰箱中储存5个月。一旦用磷酸盐缓冲溶液再活化，就可以重复使用相同的试剂盒达8次，从而证明了根据本发明指导，生物清洁效力随着时间而维持这一点。

出人意料地，发明人发现与现有技术的清洁组合物(具有相同的酶含量)相比，胰蛋白酶和二氧化硅介孔纳米颗粒的组合增强了生物膜去除能力和可重复使用性，特别是基于固定在热解法二氧化硅上的酶的或基于游离酶的制剂。根据本发明人的最佳知识，这一成果并不明显，虽然需要进一步的研究和实验来理解这种现象，但它取决于由介孔结构诱导的纳米颗粒周围的特定酶分布或电荷分布。

实施例2：其他底物的生物清洁处理

将与实施例1基本相似的生物清洁试剂盒应用于不同的基材：岩石(玄武岩、大理石、有色大理石)、陶土、涂灰泥和涂漆的墙壁。样品表面遭受生物膜攻击，其主要由霉菌组成。

按照上述程序，将试剂盒以湿式的形式(即应用前的凝胶酶活化)和干燥形式(即应用后的凝胶酶活化)施用于两种基材上。亲水性织物和凝胶制剂的组合显示出对不同样品材料的不平坦表面轮廓的最佳适应性。90分钟的生物清洁处理是有效且容易执行的。在木质表面(天然和抛光)和塑料表面(透明甲基丙烯酸酯)上获得了相同的结果。

以这种方式，已经显示，本文公开的生物清洁试剂盒可以从不同于类似石头材料的其他基材上移除生物膜，或从具有不均匀表面形态特征的基材上移除生物膜，因此实现了本发明的进一步目的。

实施例3：处理具有复杂形状的基材

生物清洁工具的一些构造便于从具有复杂形状的石材表面去除生物膜。例如，通过用酶制剂(10)浸渍合适的弹性预成型亲水织物(30)，有利地从弯曲或复杂表面如柱或雕像头部移除生物膜。为此目的，本发明人已经发现浸渍标准亲水性预成形弹性纱网和管状网(例如，由3M生产)是有用的在伤口处理方面。

另外，当需要仅在织物或其他支持物表面的特定区域进行生物清洁处理时，已知的模切技术是有用的(30)。或者，可以将制剂(10)沉积在支撑物的特定区域上，在这种情况下使用标准印刷技术，例如喷墨或筛网打印框架，这取决于制剂的粘度。

发明的模式

发明的模式

在下文中，根据本发明的其他实施例通过举例而非限制的方式提供。提供了根据最佳模式对试剂盒制造方法的改变，但这些改变并不明显。

在根据本发明的第二实施例中，这里用图解说明作为示例而非限制，生物清洁试剂盒是“无支撑的”，即，它呈现不包括任何支撑物(30)的构造。与最佳模式不同，在这种情况下，制剂(10)直接施加在被生物膜污染的基材(L)上，并且包括酶体系(20)在合适介质(30')中的分散，该介质作为制剂(10)本身的一部分，所述介质(30')可以是凝胶(例如合适的凝胶缓冲溶液)；在这种情况下，使用刮刀或刷子配制制剂，该技术也适用于垂直基材。在生物清洁处理结束时通过简单地清洗基材(L)可以除去制剂和分离的生物膜。

实施例4：用无支撑的生物清洁试剂盒处理石材基材

图5显示了位于阿尔内萨诺的莱切(意大利)的小镇Palazzo Marchesale的两个石头作品的生物清洁处理结果。根据本发明的第二实施例，选择该历史地点用于测试具有“无支撑”结构的生物清洁试剂盒。事实上，这些石头作品受到地衣和其他微生物各种组合的严重污染，而其他清洁技术未能清除的。新鲜制备与实施例1的配方相同的物质，施用于基材并保持与基材接触约30分钟。通过使用去矿物质水，可以容易地完全除去基材上制剂凝胶的残留物。如图5清楚地表明，生物清洁试剂盒和相关方法完全去除地衣，因此显露出原始基材而不影响其完整性并且在处理后没有留下制剂的残余物。

在第三实施方式中，这里通过举例而非限制性的方式描述了根据本发明的最佳实施方式的酶促生物清洁试剂盒，其具有促进基材与活性表面(S')之间的粘附的固定装置(70)，因此提高了酶活性尤其是从垂直表面(如墙壁)移除生物膜时更是如此。为此目的，发明人已经确定了几种有用的解决方案。

在第一种解决方案中，所述固定装置(70)是与生物清洁试剂盒集成的组件，如附图3中示意性描绘的那样，并且其优选为沿着支撑物(30)的外围边缘应用的可逆粘合剂系统，根据待处理墙体的性质，几种已知粘合剂体系的特性可以有利地使用：用于潮湿和脆弱表面的双面胶带(例如用于医用胶带的3M^TM Active^TM胶带或其他胶带)，魔术贴紧固产品，微型抽吸系统以及水胶或其他物理或化学可逆的粘合剂。可替换地，所述固定装置(70)是生物清洁试剂盒的外部非集成部件，其可以保持生物清洁试剂盒与待清洁的墙壁或地板接触，例如固定到脚手架的框架在或临时的平台上，或其他技术上等同已知解决方案的方法。

根据第三实施例的生物清洁试剂盒有利地允许有效的从垂直壁(L)移除生物膜，从而实现本发明的另一个目的。在这种情况下，发明人已经发现用与最佳模式的相同凝胶制剂(10)浸渍亲水性织物(30)是有用的。实际上，该凝胶具有良好的粘性，其限制在重力作用下坠落，并且该织物结构已被证明具备良好的润湿性，因为缓冲溶液的重力滴落通过相同溶液的毛细上升而得到有效平衡。尽管如此，如果需要，浸渍织物(30)上部的正确浸渍可以通过提供另外的缓冲溶液来调整。

温度控制单元(50)可以是外部部件，例如鱼缸加热棒或标准IR灯，或者可以如第二实施例那样集成到生物清洁试剂盒中。

在图4中示意性描绘的第四实施方式中，作为示例而非限制，生物清洁试剂盒包括两个附加元件，其由温度控制装置(50)组成，所述温度控制装置集成到生物清洁酶试剂盒上(如最佳模式中，它不是的外部部件)和加湿器(80)。根据该实施例，两个另外的构造是可能的。在第一种构造中，温度控制单元(例如由GSI制造的印刷电阻加热元件)直接放置在浸渍有制剂的支撑物(30)的表面(内部/外部)上，而在第二种构造中，温度控制单元(例如加热微丝，如Gerbing Heat Technology)插入浸渍的支撑物(30)内。家用加湿器或实验室精密加湿器都适用。过程条件由控制系统(90)管理。制剂和支撑物可以与优选实施方案是相同的。

在根据本发明的第五实施方式中，通过举例而非限制性的方式描述，含有酶体系(20)的制剂包含能够与基材(或生物膜)中物质形成复合物的络合剂，其抑制胰蛋白酶酶促反应。为此目的，发明人已经发现EDTA(乙二胺四乙酸)很有用，一种抑制二价离子作用的螯合剂。然而，其他已知螯合剂也能有利地使用。

总之，本领域的技术人员将认识到，与现有技术已知的解决方案相比，上述备选方案如何表现出显著的改进。

实施例5：垂直表面的生物清洁。

为了去除覆盖在标准家庭墙壁由(用可洗涂料涂抹并涂刷)的蓝细菌和霉菌组成的生物膜，本发明人将磷酸盐缓冲溶液(pH7.2-8)直接涂布在墙壁上，并用与最佳方式具有相同组成的制剂(10)浸渍的亲水织物覆盖在其上。

通过用苏格兰纸固定边缘将亲水性织物保持在墙壁上的位置。在处理期间，壁上的温度保持在约37℃(使用标准IR灯)，同时周期性地用缓冲溶液喷洒该材料以保持适当的水合作用，并且在约7.2至约8的pH值下进行。通过作用于凝胶化磷酸盐缓冲液的粘度和冲溶液的喷雾缓量，缓冲溶液和制剂沿着壁没有明显的滴落。

该实施例证明了根据本发明的生物清洁试剂盒在垂直表面上的适用性，从而实现了本发明的另一个重要目的。

总之，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明通过新的酶促生物清洁试剂盒和用于从本文公开的基底去除预先存在的生物膜的相关方法完全实现了预期的目的和目标。因此本发明的构思可以进行多种修改和变化，而不脱离如本文所公开的基本概念。而且，所有的细节都可以用其他技术上等同的元素替代。此外，上述处理步骤的顺序以示例方式示出，但不是限制，并且可以根据方便而改变。

以上描述和附图仅仅是说明实现本发明的目的、特征和优点的优选实施例，并不意图将本发明限制于此。所有结构、化学和功能等同与本领域普通技术人员已知的上述优选实施例的元件通过引用明确地并入本文，并且旨在被本权利要求所涵盖。本发明的范围完全包含对于本领域技术人员而言可能变得显而易见的其他实施例。

尽管上面的描述和示例包含许多细节，但是这些不应被解释为限制本发明的范围，而是当作提供本发明的一些当前优选实施例的示例。因此，落入所附权利要求的精神和范围内的对本发明的任何修改都被认为是本发明的一部分。

在所附权利要求中，以单数形式引用元件并非意图意思是“一个且只有一个”，除非明确说明，而是“一个或多个”。在任何权利要求中提到的特征和技术后面附有参考标记的情况下，这些参考标记仅用于增加权利要求的可理解性，并且因此，这些参考符号对通过示例识别的每个元件的解释没有任何限制作用，但是不受这些参考符号的限制。

工业应用

为了美学、结构、清洁或保存目的，根据本发明的酶生物清洁和相关清洁方法的试剂盒在需要从基材上去除生物膜许多专业和消费领域有应用。

特别地，由本发明展现的优点使其最适合于文化遗产领域，作为传统杀生物剂和酶凝胶制剂的替代物，特别是在恢复精美的和有价值的艺术作品，例如考古遗址、马赛克、陶瓷和古代壁画。事实上，生物清洁试剂盒具有极好的能力，在已知的解决方案中没有发现能够从石头状表面去除生物膜而不会改变颜色或损坏基材。

然而，本发明已经证明在从家用墙壁或地板的模具中去除处理方面是有用和有效的。最后，其他领域的应用也是可能的，例如，食品工业中工业厂房清洁。

Claims (13)

1.一种适用于从基材(L)中去除预先存在的生物和化学实体的生物清洁酶促试剂盒，包括：包含多个固定化酶的酶体系(20)，所述固定化酶以稳定或临时方式连接或结合至一个或多个颗粒；包含一种或多种所述酶体系(20)的制剂(10)；其特征在于：所述试剂盒还包含所述制剂(10)应用其上的装置(30)或用所述制剂(10)浸渍其中的装置(30)，或其中所述酶体系(20)在其中分散的介质(30')，所述介质包含在所述制剂(10)中；所述颗粒是无机颗粒；所述制剂(10)可以容易地从所述基底(L)移除以保持基底完整性。

2.根据前述权利要求的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于：所述生物和化学实体选自：生物膜、霉菌、藻类、细菌、地衣、蜡、油、蛋白质组合物、脂质组合物、多糖酸化合物、角质组合物或其组合；所述基材(L)由选自石材、木材、纸、陶瓷、金属、砖石、石膏、纤维素基材、聚合物、塑料、薄纸、人体皮肤、动物皮肤或其组合。

3.根据权利要求1或2所述的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于：所述酶选自胰蛋白酶、胃蛋白酶、脂肪酶、木瓜蛋白酶、淀粉酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、木聚糖酶、纤维素酶、木质素酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶或其组合；所述颗粒选自：二氧化硅颗粒、二氧化硅纳米颗粒、氧化锆颗粒、氧化锆纳米颗粒、金属氧化物颗粒、无机颗粒、磁性颗粒、中孔颗粒、纳米结构材料、中孔材料或其组合。

4.根据前述权利要求中一项或多项所述的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于，所述介质(30，30')选自：凝胶、水溶液、泡沫、亲水织物、聚合物、柔性载体、刚性载体或其组合。

5.根据前述权利要求中一项或多项所述的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于：所述颗粒具有基本上球形的形状，其直径在约100至约300nm的范围内，并且介孔孔径在约2.0至约2.5nm的范围内；所述酶体系含有约2.5至约20mg/g的胰蛋白酶；所述介质是甲基纤维素凝胶或亲水性织物；所述制剂(10)可以使用水或水基溶液容易地从所述基底(L)移除；并且其中所述生物清洁酶促试剂盒包含选自磷酸盐缓冲溶液、柠檬酸钠缓冲溶液或其组合的缓冲溶液。

6.根据前述权利要求中一项或多项所述的生物清洁酶促试剂盒，其中所述酶体系(20)包含用于增强所述酶的活性的螯合剂，所述螯合剂选自：EDTA(乙烯NTA(三乙酸硝基酯)，NTA(硝酸酯)，MGDA(甘氨酸二乙酸甲酯)、磷酸盐和聚磷酸盐、磷酸酯(DTPMP，ATMP)、IDS(亚氨基二琥珀酸酯)或其组合。

7.根据前述权利要求中一项或多项所述的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于可重复使用两次或更多次和/或可以干燥形式存储。

8.根据前述权利要求中一项或多项所述的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于其还包含一种或多种以下另外的手段：温度控制装置(50)，适于将所述套件中的温度保持在给定的温度范围内；保护膜(40)，适于防止所述试剂盒的污染和/或限制所述制剂(10)内的流体损失；固定装置(70)，适合于保持所述套件与待清洁的基板(L)接触；过程参数的控制系统(90)，优选温度、pH、湿度含量；加湿器系统(80)，其适于向所述套件添加或移除流体以维持合适的水合度，所述流体优选为容纳在罐中的缓冲溶液。

9.根据前述权利要求所述的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于，所述温度控制装置(50)是选自以下的主动或从动元件：IR灯、热空气系统、加热织物或膜、基于珀尔帖单元的加热或冷却系统、基于热泵的加热或冷却系统、蒸发冷却系统、具有相变的冷却系统或其组合。

10.根据权利要求8或9所述的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于，所述附加装置中的一种或多种被整合到所述介质(30)中或所述保护膜(40)中。

11.根据前述权利要求中一项或多项所述的生物清洁酶促试剂盒，其特征在于其进一步包含用于将所述试剂盒施用于所述基质(L)的应用装置，所述施用装置优选为刷子、抹刀、滚筒或其他技术上等同的解决方案。

12.根据前述权利要求中一项或多项所述的用于制备生物清洁酶促试剂盒的方法，其特征在于，所述方法包括以下一个或多个步骤：获得这种颗粒，优选中孔二氧化硅纳米颗粒；根据已知技术使所述颗粒官能化，以获得官能化颗粒；将所述官能化颗粒分散在含有所述酶，优选胰蛋白酶的溶液中，并将由此获得的溶液搅拌直至反应结束以获得沉淀物；过滤并干燥所述沉淀物以获得粉末形式的所述酶体系(20)；将所述酶体系(20)分散在具有根据所述酶选择的合适pH的缓冲溶液中，在胰蛋白酶的情况下优选为约7.0至约8，所述缓冲溶液优选为磷酸盐缓冲溶液或钠柠檬酸盐缓冲溶液或其组合；制备包含所述酶体系(20)的制剂(10)，优选为凝胶形式的制剂，所述凝胶通过向所述溶液中加入胶凝剂，优选甲基纤维素获得；用所述制剂(10)将所述制剂(10)施用到所述装置(30)上或用所述制剂(10)浸渍所述装置(30)，优选将所述制剂(10)以凝胶形式施用在由亲水性织物-涂层；在所述制剂(10)中包括用于在其中分散所述酶体系(20)的介质(30')；施加保护膜(40，40')以防止膜的污染和/或保持适于所述试剂盒的生物清洁处理或储存的化学和物理条件。

13.一种通过根据权利要求1至11中的一项或多项所述的生物清洁酶促试剂盒的适合于从底物(L)去除生物和化学实体的酶生物清洁方法，其特征在于包括一种更多的以下步骤：进行研究以分析所述底物，所述化学和生物实体的特征以及进行生物清洁处理的环境条件；根据从所述研究获得的结果，优化包含至少一个酶体系(20)的所述制剂(10)，所述酶体系优选包含固定在中孔二氧化硅颗粒上的胰蛋白酶；根据所述研究的结果，选择：用所述制剂(10)施用或浸渍的合适装置(30)，或者用于分散所述酶体系(20)的合适介质(30')，其中并且所述介质(30')包含于所述制剂(10)中；制备包含所述制剂(10)和所述装置(30，30')的所述生物清洁酶促试剂盒(1)；通过优选用缓冲溶液或适于限制基质表面上盐形成的组合物水合所述制剂(10)来活化所述酶体系(20)，将所述生物清洁酶试剂盒(1)施加在所述基底上(L)进行生物清洁处理；通过所述保护膜(40，40')保护所述生物清洁酶试剂盒(1)；通过控制系统(90)控制所述制剂(10)的工艺参数，优选温度、pH和湿度含量；根据生物清洁处理的条件调整所述工艺参数；从所述底物上除去所述生物清洁酶促试剂盒(L)；优选借助去离子水洗涤所述底物(L)以从所述底物去除所述制剂(10)的残留物；通过干燥使所述酶体系(20)失活，从而能够储存和将来使用所述生物清洁酶试剂盒；将所述生物清洁酶促试剂盒重新使用或存储在合适的环境中以在干燥后将来使用。