CN109072176A

CN109072176A - 多孔材料用于细菌群体感应抑制/破坏的应用

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Publication number: CN109072176A
Application number: CN201780027606.6A
Authority: CN
Inventors: S.P.奈克; S.程; J.肖林; M.A.赫普菲尔; F.池
Original assignee: Oil Dri Corp of America
Current assignee: Oil Dri Corp of America
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2018-12-21
Also published as: US20170251674A1; RU2018134174A; WO2017151741A1; RU2724550C2; BR112018067655A2; KR20180118171A; MX2018010457A; JP2019515875A; EP3423562A4; EP3423562A1; RU2018134174A3

Abstract

本申请涉及通过施用有效量的群体感应控制组合物，通过抑制环境中特定细菌的群体感应来调节所述环境中的细菌菌群，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂，所述群体感应控制剂是QS信号分子（如N‑酰基高丝氨酸内酯（AHL）、假单胞菌属喹诺酮信号（PQS）和群体感应分子的自诱导剂‑1（AI‑1）、自诱导剂‑2（AI‑2）型）的吸附剂/催化抑制剂。群体感应控制剂包括吸着剂材料、吸着剂矿物质或非多孔矿物质，例如层状硅酸盐粘土、二氧化硅、方解石、沸石、硅藻土、蒙脱石、活性炭、纳米颗粒或前述任何的组合。方法包括抑制食品腐败和预防鱼类或贝类鱼类中的弧菌病。

Description

多孔材料用于细菌群体感应抑制/破坏的应用

相关申请和引入作为参考

本申请要求于2016年3月2日提交的美国临时申请序列号62/302,647和于2016年6月17日提交的美国临时申请号62/351,378的优先权利益。

前述申请、以及其中引用或在其审查期间引用的所有文件（“申请引用文件”）以及申请引用文件中引用或提及的所有文件，以及本文引用或提及的所有文件（“本文引用文件”），以及本文引用文件中引用或提及的所有文件，连同本文提及或引入本文作为参考的任何文件中提及的任何产品的任何制造商的说明书、描述、产品说明书和产品卡，在此引入本文作为参考，并且可以用于本发明的实践中。更具体地，所有提及的文件都引入作为参考，其程度如同每个个别文件具体且个别地指出引入作为参考。

发明领域

本申请涉及通过施用有效量的群体感应控制组合物，通过抑制或干扰环境中特定靶向的细菌属或物种的群体感应（“QS”）来调节所述环境中的细菌菌群，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂，其是用于由靶向细菌分泌的QS信号分子的吸附剂和/或催化抑制剂（下文称为“吸附剂/催化抑制剂”），所述QS信号分子例如N-酰基高丝氨酸内酯（ AHL）、假单胞菌属（pseudomonas）喹诺酮信号（“PQS”）、自诱导剂-1（“AI-1”）信号或自诱导剂-2（“AI-2”）信号；细菌细胞间通讯的这种抑制或干扰被称为群体猝灭（“QQ”）。本申请进一步涉及群体感应控制组合物及其制备方法，所述群体感应控制组合物包含QS信号分子的至少一种群体感应控制剂（即，吸附剂/催化抑制剂），所述QS信号分子例如AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号和惰性载体。此外，本发明还涉及施用用于由靶向细菌分泌的QS信号分子的吸附剂/催化抑制剂的方法，所述QS信号分子例如AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号，以调节细菌的群体感应代谢，用于动物的更好的健康和表现或人中的更好的健康。

发明背景

群体感应（“QS”）是细胞间通讯系统，其允许细菌控制特点例如生物膜形成、生物发光和毒力。（Miller等人，Annu. Rev. Microbiol.，2001，55：165-169）。细菌使用称为自诱导剂（“AI”）的化学信号分子进行通讯，所述自诱导剂在细菌细胞内部连续产生并随后在细胞外环境中分泌。当信号分子的浓度达到阈值时，这些AI返回到细胞中并调节基因表达，以帮助细菌适应环境变化。这种调节系统被称为细菌QS信号系统。QS使得单细胞细菌能够模拟多细胞生物，以实现当它们是单细胞个体时无法实现的某些行为。

群体感应由Nealson等人在1970年在海洋细菌费氏弧菌（V. fischeri）中发现（K.Nealson，T. Platt，J. Hastings，J. Bacteriol. 1970；104：313–322）。这些研究人员观察到细菌在它们达到高群体浓度时生成生物发光。使用费氏弧菌作为模型的进一步研究揭示AHL通过细菌由费氏弧菌的LuxI蛋白释放。释放的蛋白质然后与细菌表面上的LuxR蛋白结合，以修饰细菌基因表达。类似的调节系统也存在于许多革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌中。当此类细菌的群体中存在调节或转变时，存在自诱导剂合酶基因在基本水平下的表达，导致少量自诱导信号分子的分泌，所述自诱导信号分子在细胞外扩散到周围环境内。当细菌群体达到阈值时，自诱导信号分子渗透到细胞内，并且与转录调节蛋白结合以形成转录调节蛋白信号分子聚合物，其可以结合靶基因包括信号分子的合成基因的特定DNA序列，也导致产生更多信号分子。信息的此类通讯和转导长期以来已在许多细菌中提出。例如，紫色色杆菌（Chromobacterium violaceum）具有与费氏弧菌相同的机制，并且可以产生C6-HSL作为自诱导分子，其受体蛋白是CviR。

群体感应使得细菌能够通过基因表达的调节来协调与周围和群落水平的行为。具体地，QS在给定细菌群体中协调的活动包括抗生素的生成、生物发光、固氮基因的调节、Ti质粒的缀合转移、毒力基因的表达、色素生成、细菌群集和生物膜的形成）。涉及干扰细菌中群体感应调节的方法的优点是该方法不干扰体内细菌细胞的正常生理功能，并且因此不促使细菌发展抗性。相应地，施用单独的细菌群体感应抑制剂或者将其与易于形成细菌抗性的抗生素或其它抗微生物剂组合，可以减轻抗性的发展或充当用于消除或治疗由细菌引起的疾病的目前抗生素或抗微生物疗法的替代物。

自从由Nelson等人使用费氏弧菌最初发现QS以来，已鉴定了具有调节发光的群体感应系统的第二组生物发光细菌（C. M. Waters和B. L. Bassler， Annual Review of Cell and Developmental Biology，2005，21：319–346）。发现水生细菌哈维氏弧菌（V. harveyi）具有QS调节系统，其控制与毒力和发光两者相关的各种基因的表达。因此，在QS信号传导期间发出的发光光的测量可以用作细菌毒力水平的指示。细菌哈维氏弧菌是引起弧菌病的常见病原体，所述弧菌病是鱼类和贝类（例如甲壳类动物、软体动物等）的主要疾病，导致水产养殖业的严重的生产力和经济损失。由哈维氏弧菌产生的细胞外毒力产物已被鉴定为负责其发病机制的因素之一。在细胞生长期间，发光最初远远落后于生长，并且随后在自诱导剂已在培养基中累积后以显著更快的速率增加。AI-1信号用于物种内通讯，并且AI-2信号用于种间通讯。M. J. Federle和B. L. Bassler，J. Clin Invest.，2003，112（9）：1291–1299。

尽管几种抗生素已用于控制哈维氏弧菌的群体，但这种使用通常在病原体抗性生成、药物过度使用和“好”细菌的非故意杀死方面造成若干问题（从而减少环境中的细菌生物多样性，并且使得致病菌例如艰难梭菌（C. difficile）能够蓬勃发展）。抗生素的使用也附带影响环境；例如，当抗生素进入水道和土壤时，抗生素在最初的预期位置后继续杀死细菌，并且当细菌被抗生素杀死时，它们本身留下有毒副产物。因此，通过施用抑制或干扰细菌QS的试剂而不是使用抗生素或其它药物用于大量细菌消除，存在发现控制细菌群体或其毒力和生物膜形成的替代方法的优点。

疾病例如腹膜炎、胆囊炎、膀胱炎、腹泻、心内膜炎、胃肠炎、脓胸、败血症和由革兰氏阴性菌引起的各种疾病，可以通过施用单独或者与抗生素或其它抗菌剂组合的抑制或干扰细菌QS的试剂来治疗，所述革兰氏阴性菌包括但不限于大肠杆菌（E. coli）、变形杆菌（Bacillus proteus）、洋葱伯克霍尔德氏菌（Burkholderia cenocepacia）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）、痢疾杆菌（Bacillus dysenteriae）、肺炎杆菌（Bacillus pneumoniae）、布鲁氏菌属（Brucella）、流感嗜血杆菌（Haemophilus influenzae）、副流感嗜血杆菌（Hemophilus parainfluenzae）、卡他莫拉菌（Moraxella catarrhalis）、不动杆菌属（Acinetobacter）、耶尔森氏菌属（Yersinia）、嗜肺军团菌（Legionella pneumophila）、百日咳博德特氏菌（Bordetella pertussis）、副百日咳博德特氏菌（Bordetella parapertussis）、志贺氏菌属物种（Shigella spp.）、巴斯德氏菌属（Pasteurella）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae）和副溶血性弧菌（Vibrio Parahemolyticus）。特别地，显示出对目前抗生素治疗的抗性、由药物抗性的革兰氏阴性菌如艰难梭菌引起的疾病，也可以通过施用单独或者与抗生素或其它抗菌剂组合的抑制或干扰细菌QS的试剂来治疗，以治疗需要此类治疗的动物或食物作物，无论所述动物是人、伴侣动物还是生产动物。

此外，革兰氏阴性菌在植物中引起疾病，并且这些疾病也可以通过施用单独或者与抗生素或其它抗菌剂组合的抑制或干扰细菌QS的试剂来治疗。在植物中引起疾病的革兰氏阴性菌的实例包括例如根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens）、斯氏杆菌（Pantoea stewartii）、胡萝卜软腐欧文氏菌（Erwinia carotovor）、青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）、丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）、铜绿假单胞菌和野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）。（S. B. von Bodman等人，Annu. Rev. Phytopathol，2003，41:455–82）。

已报道了革兰氏阳性菌的QS（参见M. Kleerebezem等人，Molecular Microbiology，1997，24（5）：895–904）。因此，预期当靶向细菌是革兰氏阳性的时，施用单独或者与抗生素或其它抗菌剂组合的抑制或干扰细菌QS的试剂也是有效的。

细菌可以作为单个独立细胞存在或以通常称为生物膜的固着聚集体的形式存在。通过群体感应信号传导，发生细菌从单独游动到聚集体群落的转变。一旦形成，聚集体群落就开始形成生物膜，其中约80%的机会在宿主中引起感染，因为新近形成的生物膜将在细菌中开启毒力途径。将细菌附着到宿主表面的微环境含有排泄的酶，其允许细菌逃避宿主免疫应答，包括抗体、细胞内发病机制、抗原变异和细胞免疫应答。此类细菌膜通常难以用常规抗生素治疗，并且像这样，迫切需要开发新型抑制技术，例如通过群体感应。生物膜引起显著量的所有人微生物感染，例如，在美国，医院获得性（医院）感染是第四大感染原因，其中每年200万病例（或10%的美国住院患者）导致每年超过$50亿的增加医疗费用。约60-70%的医院感染与某些类型的植入医疗装置有关。估计单独在美国每年使用超过500万个医疗装置或植入物。在大多数（如果不是全部）此类装置上已观察到微生物感染，所述装置包括：人工心脏瓣膜、整形外科植入物、血管内导管、人工心脏、左心室辅助装置、心脏起搏器、人造血管、脑脊液分流器、导尿管、义眼和隐形眼镜、以及宫内避孕装置。（J. D. Bryers，Biotechnology and Bioengineering，2008，100:1；以及R.P. Wenzel，Clin. Infect. Dis.，2007，45:（Suppl 1），S85–S88.）。QS信号分子也已与食品如蔬菜和肉制品（例如牛肉、羊肉等）腐败有关（V. Blana和G. Nychas，International Journal of Food Microbiology，2014，173：1-8）。因此，QS破坏或QS分子的猝灭在食物加工中具有潜在作用。

由细菌分泌的AI包括下述AHL、PQS、AI-1和AI-2分子类别：

因此，例如，控制或干扰上述AI的化合物的鉴定或开发可用作用于控制不需要的细菌和预防生物膜形成的抗菌剂。

已在文献中报道的破坏细菌QS的策略包括：

1. 通过使用有机分子应用QS底物类似物或酶来抑制QA分子的生物合成或者信号分子的酶促失活/消化；

2. 再次通过使用有机分子应用QS拮抗剂来阻断遗传信号表达；和

3. 使用有机分子应用AS拮抗剂以在低群体密度下诱发毒力因子表现。

（参见例如，T. Defoirdta等人，Aquaculture，2004，240：69-88；Y. Dong等人，Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.，2000，97:3526-3531； C.M. Waters和B. Bassler，Annu. Rev. Cell Dev. Biol.，2005，21,319–346；B.K. Hammer和B. Bassler B.，Mol.Micribiol. 2003，50（1）,101–104）。然而，文献中报道的策略无一通过使用QS信号分子的吸附剂/催化抑制剂外部吸附和/或失活QS信号分子来达到破坏细菌QS信号分子。

通过干扰QS而不吸附或失活QS信号用于控制细菌的化合物和方法是本领域已知的。例如，US 2012/0322769 A1提供了使用QS控制细菌中的毒力的化合物。US 2010/0256369 A1提供了嘧啶酮化合物，其对特定细菌具有QS抑制作用，从而压制毒素产生并抑制生物膜的沉积。US 2014/0275232 A1描述了具有下式的4-（4-氯-2-甲基苯氧基）-N-（2-氧代四氢噻吩-3-基）丁酰胺的类似物：

作为细菌中群体感应介导的活性的抑制剂，并且可用于预防表面上的生物膜形成，以及包含这些类似物的细菌生物膜抑制组合物。同样地，US 2015/0238475 A1还提供了抑制革兰氏阴性菌中的QS的化合物，并且教导了用于治疗含有所述细菌的宿主中的感染的方法。US 2016/0002184 A1公开了具有下式的化合物：

作为细菌群体感应抑制剂，并且提供了用于预防和/或治疗由细菌感染引起的疾病的方法。

文献中还已报道了从植物和果实中分离的具有干扰细菌群体感应能力的提取物和精油。参见例如，C.L. Koh等人，Sensors，2014，13:6217-6228。

文献报道了包含粘土的组合物可用于通过吸附毒素来治疗动物中的疾病或治疗疾病。例如，WO 2010/028215描述了改良的鱼食，其包含鱼或虾饲喂的材料；酸化剂；以及粘土材料，其报道为有效吸附黄曲霉毒素。US 2011/0033576描述了包含酵母细胞和/或酵母细胞组分的组合物，其具有改变的细胞壁结构（例如，交织到细胞壁中的粘土或粘土组分）以隔离细菌和毒素。US 2014/0099373提供了治疗肠病的方法，所述肠病例如动物中由梭菌属（Clostridium）细菌引起的那些，所述方法包括向动物施用包含粘土、酵母、酵母产品或酵母样产品的混合物。US 2016/0030475提供了通过向动物施用粘土或粘土共混物来治疗有此需要的动物中的早期死亡综合征/急性肝胰脏坏死疾病。这些上述出版物无一讨论了使用包含粘土的组合物来调节细菌中的QS。

一般地，本领域需要开发用于对抗致病菌的新方法。因此，尽管通过干扰AI起作用的抗菌剂是已知的，但鉴定可用于控制环境中的致病菌的进一步化合物将是有利的，所述化合物可以单独使用或与例如已知的抗菌剂组合使用。

本申请中任何文献的引用或鉴定并非承认此类文献可用作本发明的现有技术。

附图简述

图1A、1B和1C示出了使用Calibrin^®Z粘土破坏哈维氏弧菌中的QS观察到的结果。在实验中，将Calibrin^®Z粘土直接加入哈维氏弧菌细菌培养物中，并且随着时间过去监测细菌发光和细菌数目。

图2A、2B和2C示出了当四种不同的吸附剂/催化抑制剂，Calibrin^® Z（A）、Cu-Calibrin^® Z（B）、H-Calibrin^® Z（C）和活性炭（D）用于破坏哈维氏弧菌中的QS时观察到的结果。将吸附剂/催化抑制剂直接加入哈维氏弧菌细菌培养物中，并且随着时间过去监测细菌发光和细菌数目。

图3A和3B示出了在不同条件下使用Calibrin^®Z粘土破坏哈维氏弧菌中的QS的体外实验中观察到的结果，其中随着时间过去监测细菌发光和细菌数目。

图4A和4B示出了当四种不同的吸附剂/催化抑制剂，Calibrin^® Z（A）、Cu-Calibrin^® Z（B）、H-Calibrin^® Z（C）和活性炭（D）用于在不同条件下在体外实验中破坏哈维氏弧菌中的QS时观察到的结果，其中随着时间过去监测细菌发光和细菌数目。

发明概述

本发明涉及通过抑制或干扰环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括对所述环境施用有效量的包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体的群体感应控制组合物，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂。

本发明进一步涉及通过抑制或干扰环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括鉴定要抑制其群体感应的细菌，并且施用有效量的包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体的群体感应控制组合物，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂，所述QS信号传感分子包括例如AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号。申请人已发现在其中特定细菌所在的环境中放置对于AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号显示出吸附/催化活性的材料将特异性地破坏所述细菌（例如，梭菌属物种（Clostridium sp.）（例如，产气荚膜梭菌（C. perfringens）或艰难梭菌）、埃希氏杆菌属物种（Escherichia sp.）（例如，大肠杆菌）、假单胞菌属物种（Pseudomonas sp.）（例如，铜绿假单胞菌）、沙门氏菌属物种（Salmonella sp.）（例如，鼠伤寒沙门氏菌（S. typhimurium））或弧菌属物种（Vibrio sp.）（例如，哈维氏弧菌）的群体感应，从而减少这些细菌的负面后果，同时不影响剩余的细菌。

在一个实施方案中，本发明提供了调节环境中的细菌菌群的方法，在所述环境中靶向细菌间接减少，因为它们不通过群体感应通讯刺激繁殖或参与对其宿主不利的活动，并且继续导致对宿主游离或无害的生活方式。另一方面，由于所添加的材料仅针对由致病菌分泌的特定AI的特异性，剩余（或“好”）细菌的量不受影响或将增加。因此，本发明中的术语“调节”指减少菌群中选择的、不需要的细菌群体，或者将菌群中选择的、不需要的细菌的量维持在它们将继续导致游离或无害的生活方式的水平下，并且维持恒定的期望细菌群体或增加期望细菌群体。

本发明进一步提供用于抑制或处理植物或动物起源（例如，牛、猪、羊、家禽（例如，鸡、鸭、鹅和珍珠鸡等）和海鲜（例如鱼类和贝类（包括虾和其它甲壳类动物）的食品中不需要的细菌生长的方法，从而减少腐败，所述方法包括向动物或植物起源的食品中添加有效量的包含至少一种群体感应控制剂的群体感应控制组合物，所述群体感应控制剂是AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号的吸附剂/催化抑制剂。

本发明进一步提供了通过抑制潜在所述鱼类或贝类所在的水性环境（例如，水产养殖）中的弧菌属物种（例如，哈维氏弧菌）的群体感应，用于预防或治疗有此需要的鱼类或贝类（例如虾）中的弧菌病的方法，其包括对所述水性环境施用有效量的包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体的群体感应控制组合物，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化剂抑制剂。

本发明进一步涉及包含有效量的至少一种群体感应控制剂以及惰性载体的群体感应控制组合物，所述群体感应控制剂包含QS信号传感分子的吸附剂/催化剂抑制剂，所述QS信号分子包括例如AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号。

本发明进一步提供了通过消除或减少由所述细菌产生的QS信号分子例如AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号，消除或减少由动物（包括人）中存在的靶向细菌属或物种产生的生物膜或有毒化学物质的产生的方法，其包括施用有效量的群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号分子的吸附剂/催化抑制剂。

本发明进一步提供消除或失活由靶向细菌分泌的至少一种QS信号分子的方法，所述QS信号分子例如由靶向细菌产生的AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号，所述方法包括对其中所述靶向细菌所在的环境施用有效量的群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号分子的吸附剂/催化抑制剂。

本发明的任何实施方案中的吸附剂/催化抑制剂的选择，例如上面定义的那些，取决于待靶向的AI。此外，抑制剂不仅应该是有效的，而且它对于它在其中施用的环境也应该是安全的（即无毒的）。作为非限制性实例，充当QS信号分子例如AHL、PQS和AI-1信号或AI-2信号的吸附剂/催化抑制剂的材料，包括无机或有机吸着性材料、吸着性矿物质和非多孔矿物质。

相应地，本发明的目的是在本发明中不涵盖任何先前已知的产品、制备产品的过程或使用产品的方法，使得申请人保留权利并且在此公开任何先前已知产品、过程或方法的放弃。进一步指出本发明并不预期在本发明的范围内涵盖任何产品、制备产品的过程或使用产品的方法，其不符合USPTO（35 U.S.C. §112，第一段）或EPO（EPC第83条）的书面描述和实施要求，使得申请人保留权利，并且在此公开任何先前描述的产品、制备产品的过程或使用产品的方法的放弃。

应注意，在本公开内容中，特别是在权利要求和/或段落中，术语例如“包含（comprises）”、“包含（comprised）”、“包含（comprising）”等等可以具有美国专利法中赋予其的含义；例如，它们可以意指“包括（includes）”、“包括（included）”、“包括（including）”等等；并且术语例如“基本上由……组成（consisting essentially of）”和“基本上由……组成（consists essentially of）”具有美国专利法中赋予其的含义，例如，它们允许未明确叙述的元素，但排除现有技术中发现的或者影响本发明的基本或新型特征的元素。

这些和其它实施例通过下述详细描述得到公开，或者由下述详细描述是显而易见的并且由下述详细描述涵盖。

发明详述

本发明提供了通过抑制或干扰环境中特定细菌（例如，梭菌属物种（例如，产气荚膜梭菌或艰难梭菌）、埃希氏杆菌属物种（例如，大肠杆菌）、假单胞菌属物种（例如，铜绿假单胞菌）、沙门氏菌属物种（例如，鼠伤寒沙门氏菌）或弧菌属物种（例如，哈维氏弧菌）的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括鉴定要抑制其或干扰群体感应的细菌，并且向其中所述靶向细菌所在的环境施用有效量的包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体的群体感应控制组合物，所述群体感应控制剂是来自所述细菌的QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂。

本发明的另一个实施方案是通过抑制或干扰环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其中所述环境在动物（包括人）内或其上，例如胃肠道或肠道，或者在食品或食品的包装材料内或其上。在另一个实施方案中，环境是水性环境或环境是植物或土壤。动物的非限制性实例包括家禽（例如，鸡）、猪、牛、绵羊和伴侣动物（例如、犬、猫、鸟和兔）。

尽管不希望受理论束缚，但本发明方法中使用的吸附剂/催化抑制剂通过外部吸附和/或失活由靶向细菌发出的QS信号分子来抑制或干扰靶向细菌属或物种的QS，从而中断靶向细菌的各个细菌之间的细胞间通讯，而不干扰靶向细菌中QS分子合成的内部调节或遗传表达。因此，通过吸附和/或化学失活靶向细菌的QS信号而外部抑制或干扰细胞间通讯的任何化合物、材料或组合物都可以用作本发明的吸附剂/催化抑制剂。

QS信号分子的吸附剂/催化抑制剂

在上述任何实施方案中，作为非限制性实例，可以充当QS信号分子（例如AHL、PQS和AI-1信号或AI-2信号）的吸附剂/催化抑制剂的材料可以是无机化合物或材料、有机化合物或材料或其组合。

QS吸附剂/催化抑制剂包括粘土、矿物质、生物聚合物或源自自然/地球的其它食品和非等级材料。然而，必须对这些材料进行开采/收集，物理和/或化学加工，以便对其赋予功能活性。QS吸附剂/催化抑制剂也是合成的或商业的无机、有机和有机-无机杂化材料。这些材料可以是调节的食品级或其它的。此外，这些材料可以被特别选择，因为它们由于化学或物理性质，或者由于借助于化学处理、表面改性、热加工、离子交换、蒸气沉积或通过一些其它方法已引入的功能活性而具有固有的功能活性，所有这些都是本领域技术人员众所周知的。

对于给定环境，控制特定细菌中的QS的吸附剂/催化抑制剂的选择将取决于吸附剂/催化抑制剂的形态以及化学和物理性质。对于例如对动物或植物的一般施用，吸附剂/催化抑制剂应该是无毒的。此外，该材料不应该基本上干扰活生物、植物、动物（包括人）的其它细胞/生物功能，其中正在应用此类疗法。有利地，粒度可以为约1 nm至约500 nm或约10 nm至约400 nm、约50 nm至约250 nm，其中孔体积为约0.1至约2 cm³/g或约1 cm³/g至约1.75 cm³/g或约0.50 cm³至约0.75 cm³/g，并且表面酸度为0.01 mmol/g或1 mmol/g或约0.1 mmol/g至约0.5 mmol/g或约0.2 mmol/g至约0.75 mmol/g。用于此类应用的潜在吸附剂/催化抑制剂的一些非限制性实例包括沸石、粘土、二氧化硅、中孔二氧化硅、肽、官能化纤维素、几丁质和其它生物聚合物，优选以纳米颗粒形式。

本发明的一个实施方案涉及体内静脉内应用。该实施方案可能需要使用无毒矿物质、无机纳米结构材料和生物聚合物。有利地，用于体内静脉内应用的材料的粒度可以为约1 μm至约500 μm或约10 μm至约400 μm、约50 μm至约250 μm，其中孔体积为约0.1至约1cm³/g或约0.50 cm³至约0.75 cm³/g，并且表面酸度为0.01 mmol/g或1 mmol/g g或约0.1mmol/g至约0.5 mmol/g或约0.2 mmol/g至约0.75 mmol/g。用于此类应用的潜在吸附剂/催化抑制剂的一些非限制性实例包括纳米颗粒沸石、粘土、二氧化硅、中孔二氧化硅、肽、官能化纤维素、几丁质和其它生物聚合物。

在本发明的另一个实施方案中，环境是外部的，例如食品，例如肉类或蔬菜或水果。在这些实施方案中，吸附剂/催化抑制剂材料可以以薄片、球形颗粒的形式加工且拉伸，或者涂布或掺入容纳/携带此类食物和其它可食用物品的容器（外部或内部）内。用于这些实施方案的吸附剂/催化抑制剂的非限制性实例包括经加工和模塑的粘土、沸石、活性炭、二氧化硅、中孔二氧化硅和杂化材料，例如掺入有聚合物例如聚乙交酯、Nafion®、聚酰胺、硅烷、几丁质、糊精、脂肪酸聚合物和纤维素的粘土纳米片。

无机化合物或材料

可以充当QS信号分子的吸附剂/催化抑制剂的无机化合物或材料包括这样的无机化合物或材料，其吸附和/或失活选自靶向细菌的QS信号分子，从而抑制或破坏靶向细菌之间的细胞间通讯。这些化合物或材料可以是多孔的并且可以捕获且吸附QS信号分子，其中它们可以被保持、失活或既保持又失活。可替代地，无机材料可以是轻微多孔的或不是多孔的，并且可以使QS信号分子化学失活。对于具有吸附和催化活性两者的化合物或材料，一般有利的是对于粘土具有超过约100 m²/g的BET表面积（高于约500m²/g的EGME表面积），超过约0.2 cm³的高中孔体积和根据TPD-NH₃等价于约0.010 mmol/g或1 mmol/g或约0.1 mmol/g至约0.5 mmol/g或约0.2 mmol/g至约0.75 mmol/g的酸度的无机化合物或材料是优选的。根据TDP-NH₃测量酸度是本领域公认的标准方法（参见，I.M. Sawalha等人，Journal of Chemical，Molecular，Nuclear，Materials and Metallurgical Engineering，2011，5（7），570-574。对于具有吸附活性的化合物或材料，一般有利的是化合物或材料显示出高表面积连同非常低的酸度。无机化合物或材料的非限制性实例包括吸着性矿物质、吸着剂矿物质、无机吸着性材料（例如，多孔纳米颗粒）、合成沸石、中孔二氧化硅、纯的和实验室官能化的硅藻土或其组合。

1. 吸着性矿物质

吸着性矿物质是既吸附又失活QS信号分子的矿物质。说明性实例包括粘土矿物质和粘土（具有痕量金属氧化物和有机物质的粘土矿物质）和吸着剂矿物质。

a. 粘土矿物质

粘土矿物质是水合层状硅酸铝，其可以含有可变量的铁、镁、碱金属、碱土金属和其它阳离子。粘土矿物质存在于自然界中，但必须进一步加工以使它们具有使它们有用必须的化学或物理性质。该加工可包括物理和化学处理两者。直接从土地中获得的粘土可以含有与其结合的许多其它非粘土矿物质（例如，顶部土壤、石英、二氧化硅等）。然而，破碎、筛分（约20至约400筛目）、施胶（约1至约100 μm粒度或约20至约50 μm）、热加工（约100至约800℃）、湿加工、化学品处理、离子交换、官能化和此类处理将对粘土矿物质赋予所需性质，这将赋予导致毒素结合、催化、吸附等的特定性质。

b. 粘土

本发明中使用的粘土是已经过机械加工且任选经过化学或热处理的经加工的粘土；化学处理涉及例如使粘土与酸、碱（例如强碱）或盐溶液反应。在一个实施方案中，经加工的粘土是热加工的粘土，其有利地加热至约100至约800℃（例如，约400至约800℃）的温度，并且研磨至细粒度（例如，至大约10微米至大到约500微米，或有利地约20至约50微米的颗粒）（“热处理的粘土”）。制备经加工的粘土的方法是本领域普通技术人员众所周知的。可以加工的粘土的非限制性实例是：粘土矿物质，例如蒙脱石（其包括胶岭石、绿脱石、贝得石和皂石）；铝硅酸盐，海泡石，层状硅酸盐；绿坡缕石（坡缕石）；膨润土（例如钠基膨润土）；纤维棒石，高岭土；和漂白土。

在一些实施方案中，粘土可以加热至约100℃、约125℃、约150℃、约175℃、约200℃、约225℃、约250℃、约275℃、约300℃、约325℃、约350℃、约375℃、约400℃、约425℃、约450℃、约475℃、约500℃、约525℃、约550℃、约575℃、约600℃、约625℃、约650℃、约675℃、约700℃、约725℃、约750℃、约775℃、约800℃、约825℃、约850℃、约875℃、约900℃、约925℃、约950℃或约1000℃。它可以加热1分钟直到12小时或约1至约4小时。加热可以在马弗炉（muffled furnace）中静态完成，或者在闪蒸干燥器（flash dryer）中动态完成。

在本发明的一些实施方案中，经加工的粘土是胶岭石粘土、绿坡缕石粘土或膨润土或钠基膨润土，其已在约100至约800℃的温度下进行热处理。

经加工的粘土的非限制性实例是热处理的粘土，例如热处理的胶岭石粘土，其已在约100℃至约800℃的温度下进行热处理，并且具有约32微米至约36微米的平均粒度，例如Calibrin^®-A、Calibrin^®-TQ或Calibrin^®-Z。

在一些实施方案中，本发明使用离子交换或官能化粘土。“离子交换粘土”是已与离子交换材料反应的经加工的粘土，例如上文鉴定的粘土之一。制备离子交换粘土的方法是本领域普通技术人员众所周知的（例如，D. Carrol，Geological Society of America，1959，70（6）：749-779），并且制备这些粘土的方法在下文更详细地描述。一般地，将粘土在盐溶液中在固定的温度下分散且剧烈搅拌固定量的时间，所述盐溶液含有待交换的阳离子（例如CuCl₂）。在此过程期间，粘土夹层中天然存在的阳离子从结构中渗出，并且来自盐溶液的阳离子（Cu²⁺）在粘土结构中占据其位置。由于在其结构中存在不同的阳离子（例如，铜离子），因此形成的粘土可以赋予与亲本粘土不同的性质。

离子交换粘土的非限制性实例包括铝、铜或质子交换的胶岭石粘土；例如，H-胶岭石，Al-胶岭石和Cu-胶岭石。这些粘土的非限制性实例包括铜交换的Calibrin^®-A或铜交换的Calibrin^®-Z、铝交换的Calibrin^®-A或铝交换的Calibrin^®-Z或者质子交换的Calibrin^®-Z。

“官能化粘土”是经加工的粘土，其中已将化学官能团或活性和特定有机基团加入粘土的表面，以增强经加工的粘土或杂化物（hybrid）的特定性质。杂化物指形成含有无机和有机官能团两者的新材料，并且也称为杂化材料。杂化材料可以显示出无机和有机性质两者；例如，注入聚合物的粘土是显示出聚合物的柔性（有机性质）和粘土的强度（无机性质）的杂化物。官能化粘土通过使改性粘土（如上文鉴定的那些热处理的粘土）与氨基酸（例如组氨酸或异亮氨酸）、蛋白质（例如溶菌酶、肽等）反应而获得。使粘土官能化的方法是本领域普通技术人员众所周知的，并且制备这些粘土的方法在下文描述。

非限制性实例包括Calibrin^®-A-组氨酸、Calibrin^®-A-异亮氨酸、Calibrin^®-A-组氨酸、Calibrin^®-A-溶菌酶或绿坡缕石-溶菌酶。

在一些实施方案中，离子交换的改性粘土或官能化改性粘土中的经加工的粘土是热处理的胶岭石、绿坡缕石粘土或纤维棒石或钠基膨润土。

在上文讨论中，“胶岭石粘土”指其为至少50%胶岭石的粘土，例如在Porter'sCreek Formation中发现的粘土，其在密西西比州、伊利诺伊州、密苏里州和田纳西州开采。粘土矿物质基本上由四面体硅酸盐片和八面体氢氧化物片构成，并且分类为1:1或2:1粘土。1:1粘土由一个四面体片和一个八面体片组成，例如高岭土。2:1粘土由夹在两个四面体片之间的八面体片组成，例如胶岭石。蒙脱石组包括二八面体蒙脱石（例如胶岭石、绿脱石和贝得石）和三八面体蒙脱石（例如皂石）。伊利石组包括粘土云母。存在的其它2:1粘土类型包括粘土例如海泡石或绿坡缕石；这些粘土在其结构内部具有长的水通道。

c. 吸着剂矿物质

吸着剂矿物质是可以吸附或吸收固体、液体或气体的矿物质；吸着剂矿物质仅在某些条件下使QS分子催化失活。说明性实例包括沸石、二氧化硅、方解石、伊利石、火山二氧化硅、云母和珍珠岩以及这些材料的组合。这些材料经过机械加工并且任选经过热处理或化学处理。这些方法涉及增加或降低干燥温度、时间或最终含水量，或煅烧材料，或在加热下用盐溶液处理矿物质以具有热离子交换。

可以将吸着剂矿物质研磨至细粒度（例如，至大约1 μm至约500 μm，更有利地约10μm-约400 μm、约50 μm至约250 μm或约20至50微米的粒度。此外，吸着剂矿物质可以有利地加热至100-800℃（例如约400至约800℃）的温度

在一些实施方案中，吸着剂矿物质可以有利地加热至约100℃、约125℃、约150℃、约175℃、约200℃、约225℃、约250℃、约275℃、约300℃、约325℃、约350℃、约375℃、约400℃、约425℃、约450℃、约475℃、约500℃、约525℃、约550℃、约575℃、约600℃、约625℃、约650℃、约675℃、约700℃、约725℃、约750℃、约775℃、约800℃、约825℃、约850℃、约875℃、约900℃、约925℃、约950℃或约1000℃。它可以加热1分钟直到24小时或约1至约4小时。

在本发明的一个实施方案中，吸着剂矿物质是（例如，HY-沸石）或四硅酸盐。

2. 非多孔矿物质或材料

“非多孔矿物质”是仅通过分子的催化降解使QS信号分子失活的矿物质；它不吸附QS信号分子或仅在有限程度上吸附QS信号分子。非多孔材料以与非多孔矿物质相同的方式起作用，并且具有接近于零的孔体积。此类大的非多孔矿物质的BET表面积在2至10 m²/g的范围内。此类材料的粒度在约2 μm至约500 μm之间变化。非多孔矿物质的非限制性实例包括氧化铝、氧化硅、氧化铁、AlCl₃、氧化铜和氧化钙。非多孔材料的非限制性实例包括微米尺寸的ZnO、MgO、Al₂O₃-SiO₂、TiO₂等。这些化合物是商购可得的，并且可以通过稀酸或碱洗涤来改性，并且研磨以增强性能。

在一个实施方案中，非多孔矿物质是AlCl₃、氧化铜、酸官能化的非多孔二氧化硅、分层氧化物和氢氧化物（例如，M-Al水滑石）。

在另一个实施方案中，非多孔矿物质是铝或氯化铝的氧化物。

3. 纳米颗粒

纳米颗粒是含硅的、硅铝酸盐或氧化物。它们包括胶体二氧化硅、胶体沸石、沉淀和气相二氧化硅。粒度从约5 nm到约100 nm不等，并且具有约50至约500 m²/g的表面积。制备或采购纳米颗粒用于该申请，以在通过催化降解、吸附或其组合使QS信号分子失活方面复制经加工的粘土或非多孔材料的功能性。这些材料是商购可得的。

有机化合物或材料

可以充当吸附剂/催化抑制剂材料的有机化合物或材料包括吸着性有机化合物、吸着性天然产物、吸着性制造物品或其混合物；这些有机化合物在其表面上是多孔的，并且可以吸附QS分子和/或可以使QS分子失活。吸着性有机化合物或吸着性有机材料的非限制性实例包括从生物量中分离的合成材料，例如活性炭，其为多孔的并且具有约1200 m²/g的表面积和约0.4 cm³/g的孔体积，木质生物量或腐殖酸；非多孔生物聚合物，例如聚酰胺和聚乙交酯；多孔生物聚合物（例如，壳聚糖、纤维素、糊精、多糖、木质素、蛋白质、脂肪酸聚合物和肽）；合成多孔聚合物，例如基于磺化四氟乙烯的含氟聚合物-共聚物（Nafion^®），其可以进一步官能化；以及合成的非多孔聚合物，例如任选官能化的聚（乙烯基吡啶）和聚丙烯酸酯。这些化合物或材料是商购可得的或易于从本领域技术人员众所周知的方法合成。

环境

本发明考虑无论靶向细菌存在于何处使用本发明的方法。环境可以是体外的，即在活生物外的位置，或体内的，即在活生物内的位置。

体外环境

体外环境包括其中靶向细菌集聚的外表面区域，例如家用夹具、台面、手术器械、食物加工设备、食物包装设备、食物包装、食品包括农产品（例如种子、水果和蔬菜）或经加工的食物。对于农产品，环境可能在种子、水果或蔬菜上，在作物植物上或在其中种植作物或植物的田地（包括土壤）中。类似地，环境可以是经加工的食物或在其中加工此类食物的场所。此外，环境包括动物在其中饲养或居住的地方，例如用于养鱼的水性环境或动物垫料。其它体外环境包括用于动物（包括人）的饮用水、活性污泥或废物处理中的其它区域。

群体感应控制组合物可以是固体或液体，并且可以配制为喷雾剂。

一般类型的固体组合物是粉剂、粉末、颗粒剂、丸剂、小球、锭剂、片剂、填充膜（包括种子包衣）等等，其可以是水分散性的（“可润湿的”）或水溶性的。由成膜溶液或可流动悬浮液形成的薄膜和包衣可特别用于种子处理。吸附剂/催化抑制剂可以是（微）包封的，并且进一步形成为悬浮液或固体制剂；可替代地，整个制剂可以被包封（或“外包被（overcoated）”）。包封可以控制或延迟活性成分的释放。可乳化的颗粒剂组合了可乳化浓缩物制剂和干燥颗粒制剂两者的优点。高强度组合物主要用作进一步制剂的中间产物。

在喷雾之前，可喷雾制剂通常悬浮于合适的培养基中。将此类液体和固体制剂配制成易于在喷雾培养基通常为水中稀释。喷雾体积取决于要处理的环境，并且喷雾体积的确定完全在本领域普通技术人员的技术水平内。

例如，在农业应用中，喷雾体积范围可以为每公顷约1至数千升，但更通常在每公顷约10至数百升的范围内。当可喷雾制剂用于农业应用时，制剂可以与水或另一种合适的培养基混合，用于通过空中或地面施加的叶面处理，或用于施加于植物的生长培养基。液体和干燥制剂可以直接计量到滴灌系统内或在种植期间计量到沟槽内。可以在种植之前将液体和固体制剂施加到作物和其它期望植被的种子上作为种子处理，以通过系统更新来保护发育中的根和其它地下植物部分和/或叶子。

群体感应控制组合物通常含有基于制剂的总重量，约5至95%（w/w）；约35%至75%（w/w）；或约50至90%（w/w）的有效量的吸附剂/催化对照抑制剂。另外的制剂佐剂包括惰性稀释剂或载体和表面活性剂。

固体稀释剂是本领域普通技术人员众所周知的，并且可包括例如石膏、二氧化钛、氧化锌、淀粉、糖（例如乳糖、蔗糖）、尿素、碳酸钙、碳酸钠和碳酸氢钠、以及硫酸钠。

液体稀释剂包括例如水、N,N-二甲基烷基酰胺（例如N,N-二甲基甲酰胺）、柠檬烯、二甲基亚砜、N-烷基吡咯烷酮（例如N-甲基吡咯烷酮）、乙二醇、三甘醇、丙二醇、双丙二醇、聚丙二醇、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、石蜡（例如白色矿物油、正链烷烃、异链烷烃）、烷基苯、烷基萘、甘油、三乙酸甘油酯、山梨糖醇、三醋精、芳香烃、脱芳构化的脂肪族化合物、烷基苯、烷基萘、酮（如环己酮、2-庚酮、异佛尔酮和4-羟基-4-甲基-2-戊酮）、乙酸酯（如乙酸异戊酯、乙酸己酯、乙酸庚酯、乙酸辛酯、乙酸壬酯、乙酸十三烷基酯和乙酸异冰片酯）、其它酯（如烷基化乳酸酯、二元酯和γ-丁内酯）、以及醇（其可以是线性、分支、饱和或不饱和的，如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正己醇、2-乙基己醇、正辛醇、癸醇、异癸醇、异十八烷醇、鲸蜡醇、月桂醇、十三醇、油醇、环己醇、四氢糠醇、双丙酮醇和苯甲醇）。液体稀释剂还包括饱和以及不饱和脂肪酸（通常为C₆-C₂₂）的甘油酯，例如植物种子和果油（例如橄榄油、蓖麻油、亚麻籽油、芝麻油、玉米油（玉蜀黍油）、花生油、向日葵油、葡萄籽油、红花油、棉籽油、大豆油、菜籽油、椰子油和棕榈仁油）、动物源脂肪（例如牛脂、猪脂、猪油、鳕鱼肝油、鱼油）及其混合物。液体稀释剂还包括烷基化脂肪酸（例如，甲基化、乙基化、丁基化），其中脂肪酸可以通过从植物和动物来源的甘油酯水解获得，并且可以通过蒸馏来纯化。

本发明的固体和液体组合物经常包含一种或多种表面活性剂。当加入液体中时，表面活性剂（也称为“表面活性试剂”）一般改变，最常见降低液体的表面张力。取决于表面活性剂分子中亲水基团和亲脂基团的性质，表面活性剂可以用作润湿剂、分散剂、乳化剂或消泡剂。

表面活性剂可以分类为非离子、阴离子或阳离子的。可用于本组合物的非离子表面活性剂包括但不限于：醇烷氧基化物，例如基于天然和合成醇（其可以是分支或线性的）的醇烷氧基化物，并且由醇和环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或混合物制备；乙氧化胺、烷醇酰胺和乙氧基化烷醇酰胺；烷氧基化甘油三酯，如乙氧基化大豆油、蓖麻油和菜籽油；烷基酚烷氧基化物，如辛基酚乙氧基化物、壬基酚乙氧基化物、二壬基酚乙氧基化物和十二烷基酚乙氧基化物（由酚和环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物制备）；由环氧乙烷或环氧丙烷制备的嵌段聚合物，以及其中末端嵌段由环氧丙烷制备的反向嵌段聚合物；乙氧基化脂肪酸；乙氧基化脂肪酯和油；乙氧基化甲酯；乙氧基化三苯乙烯基苯酚（包括由环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物制备的那些）；脂肪酸酯、甘油酯、羊毛脂基衍生物、聚乙氧基化酯如聚乙氧基化脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚乙氧基化山梨糖醇脂肪酸酯和聚乙氧基化甘油脂肪酸酯；其它脱水山梨糖醇衍生物，如脱水山梨糖醇酯；聚合物表面活性剂，如无规共聚物、嵌段共聚物、烷基PEG（聚乙二醇）树脂、接枝或梳形聚合物和星形聚合物；聚乙二醇（peg）；聚乙二醇脂肪酸酯；基于硅酮的表面活性剂；和糖衍生物，如蔗糖酯、烷基聚葡萄糖苷和烷基多糖。

有用的阴离子表面活性剂包括但不限于：烷基芳基磺酸及其盐；羧化醇或烷基酚乙氧基化物；二苯基磺酸酯衍生物；木质素和木质素衍生物，如木质素磺酸酯；马来酸或琥珀酸或其酸酐；烯烃磺酸酯；磷酸酯，如醇烷氧基化物的磷酸酯、烷基酚烷氧基化物的磷酸酯和苯乙烯基酚乙氧基化物的磷酸酯；基于蛋白质的表面活性剂；肌氨酸衍生物；苯乙烯基酚醚硫酸酯；油和脂肪酸的硫酸酯和磺酸酯；乙氧基化烷基酚的硫酸酯和磺酸酯；醇的硫酸酯；乙氧基化醇的硫酸酯；胺和酰胺的磺酸酯，如N,N-烷基牛磺酸酯；苯、异丙苯、甲苯、二甲苯、以及十二烷基和十三烷基苯的磺酸酯；缩合萘的磺酸酯；萘和烷基萘的磺酸酯；分馏石油的磺酸酯；磺基琥珀酸酯；和磺基琥珀酰胺酸酯及其衍生物如二烷基磺基琥珀酸盐。

有用的阳离子表面活性剂包括但不限于：酰胺和乙氧基化酰胺；胺如N-烷基丙二胺、三丙撑三胺和二丙撑四胺，以及乙氧基化胺、乙氧基化二胺和丙氧基化胺（由胺和环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物制备）；胺盐如乙酸胺和二胺盐；季铵盐如季盐、乙氧基化季盐和二季盐；和氧化胺如烷基二甲基氧化胺和双-（2-羟乙基）-烷基胺氧化物。

对于本组合物还有用的是非离子和阴离子表面活性剂的混合物或非离子和阳离子表面活性剂的混合物。非离子、阴离子和阳离子表面活性剂及其推荐用途公开于各种公开的参考文献中，包括McCutcheon’s Emulsifiers and Detergents，由McCutcheon’sDivision，The Manufacturing Confectioner Publishing Co.出版的年度美国和国际版；Sisely和Wood，Encyclopedia of Surface Active Agents，Chemical Publ. Co.，Inc.，New York，1964；以及A. S. Davidson和B. Milwidsky，Synthetic Detergents，第七版，John Wiley and Sons，New York，1997。

群体感应控制组合物还可以含有本领域技术人员已知为制剂助剂的制剂辅助剂和添加剂（其中一些可以视为也充当固体稀释剂、液体稀释剂或表面活性剂）。此类制剂辅助剂和添加剂可以控制：pH（缓冲剂）、在加工过程中的起泡（消泡剂，如聚有机硅氧烷）、活性成分的沉降（悬浮剂）、粘度（触变性增稠剂）、容器内微生物生长（抗微生物剂）、产品冷冻（防冻剂）、颜色（染料/颜料分散体）、洗掉（成膜剂或粘着剂）、蒸发（蒸发阻滞剂）和其它制剂属性。成膜剂包括例如聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物和蜡。制剂辅助剂和添加剂的实例包括McCutcheon的第2卷：Functional Materials，由McCutcheon’s Division，The ManufacturingConfectioner Publishing Co.出版的年度国际和北美版本中列出的那些。

如上所述，根据本发明的方法的一个实施方案是通过喷雾。可替代地，可以将包含本发明的吸附剂/催化抑制剂的颗粒状组合物施加于植物叶子、土壤或其中靶向细菌所在的一些其它表面。

在本发明的一个实施方案中，作物是马铃薯，并且靶向细菌是影响马铃薯的那些，例如黑腐果胶杆菌（Pectobacterium atrosepticum）（Pba）和胡萝卜果胶杆菌（Pectobacterium carotovorum），其引起黑胫病（茎腐烂）和软腐病。因此，本发明的一个实施方案提供了通过将有效量的根据本发明的群体感应控制组合物施加于马铃薯植物或者其中马铃薯计划所在的环境（例如田地或土壤），预防或治疗影响马铃薯的细菌病例如黑胫病或软腐病的方法。

本发明的群体感应控制剂或组合物通过局部施加于其中靶向细菌所在的位置也是有效的。接触方法包括通过直接和残留喷雾、空气喷雾、凝胶、种子包衣、微囊化、全身摄取、推注、气溶胶、粉剂和许多其它方法来施加本发明的化合物或组合物。本发明的群体感应控制剂也可以施加于外表面，例如台面或手术器械或食品加工设备，或浸渍到用于制造细菌控制装置的材料内；这可以包括动物垫料。

在一个实施方案中，用于群体感应控制组合物的制剂可以加入其中动物所在的环境中。在一个非限制性实例中，将本发明的群体感应控制组合物加入其中鱼类或贝类所在的水性环境中。在一个实施方案中，吸附剂/催化抑制剂的量为约1%至约90%（重量/重量）；约1%至约75%（重量/重量）；约1%至约50%（重量/重量）；约1%至约25%（重量/重量）；或基于制剂的总重量在这些范围内的量。剂量范围为约0.05至约5000 mg/kg体重/天，更优选约100至约1000 mg/kg/天。稀释剂和载体包括上文列出的批准用于水产养殖用途的那些。

有利地，在本发明的一个实施方案中，群体感应控制剂或组合物不含以下中的至少一种：酸化剂例如酸性硫酸钙、酵母、酵母组分、酵母发酵产物、酵母甘露聚糖、包含改变的细胞壁结构的酵母或免疫调节剂例如谷氨酸、α-酮戊二酸、谷氨酰胺、L-谷氨酸或L-谷氨酰胺或其衍生物。在另一个实施方案中，QS控制组合物不含有除本发明的吸附剂/催化抑制剂外的活性剂。在另外一个实施方案中，QS控制组合物不含有除本发明的吸附剂/催化抑制剂和至少一种抗生素外的活性剂。

用于施用本发明的吸附剂/催化抑制剂的合适间隔范围为约每天一次到约每年一次。值得注意的是施用间隔范围为每天一次或每周一次到约每6个月一次。特别值得注意的是每月一次施用间隔。在另一个实施方案中，用于水产养殖的群体感应控制组合物应用最多30天的时期，其中一些实施方案是5、10或15天。

在另一个实施方案中，群体感应控制组合物可以施加于食品以预防通过靶向细菌的腐败。在一个实施方案中，吸附剂/催化抑制剂的量为约0.001至约10重量%。稀释剂和载体包括上文列出的那些批准用于食品中使用的那些。用于施用吸附剂/催化抑制剂的合适间隔包括每第二、三、四、五、六、七、八或九天或其间的一些时间间隔。

用于群体感应控制组合物的制剂可以用于保护种子免于靶向细菌。在本发明的上下文中，使种子与有效量的群体感应控制组合物接触。

将群体感应控制组合物施加于环境的频率取决于体内环境的性质，并且对于特定环境确定施加群体感应控制组合物的频率完全在本领域普通技术人员的技术水平内。在一个实施方案中，群体感应控制组合物可以仅施加一次。在其它实施方案中，群体感应控制组合物可以每天施加一次或两次共一段时间，例如，2、3、5、10或15天或其间的一些时间段。

在另一个优选实施方案中，本发明的QS控制组合物可以配制用于加入动物（包括人）的饮用水中。吸附剂/催化抑制剂的量为约5至约100 mg/kg体重/天，更优选约5 mg/kg/天。

当QS控制的组合物是除藻剂时，惰性载体包括载体，例如水、聚合物悬浮液、凝胶和溶胶。当用作除藻剂时，加入水性环境中的量为约0.01至约50%。制备除藻剂的方法是本领域普通技术人员众所周知的。

体内环境

体外环境包括在活生物上或其内部的区域或位置，例如其中靶向细菌所在的动物（包括人）。动物包括牛、猪、羊、鸟类（例如，鸡、鸭、鹅和珍珠鸡等）、马、骆驼、鹿、驴、水牛、羚羊、兔子、伴侣动物（例如，犬、猫、兔等）、啮齿类动物、海龟、鱼类和贝类（包括虾和其它甲壳类动物）。其上或之内的区域或位置包括例如人或动物的皮肤表面，或者是人或动物的胃肠道、鼻道、尿道、阴道或肠道。

群体感应控制组合物可以是固体或液体。通常，制剂含有可接受的载体，其包含预期施用途径（例如经口、局部或肠胃外施用，例如注射）和根据标准实践选择的赋形剂和辅助剂。另外，合适的载体基于与组合物中一种或多种活性成分的相容性选择，包括此类考虑因素如相对于pH的稳定性和含水量。

因此，用于人或动物施用的群体感应控制组合物可以采取本领域普通技术人员已知的任何药学或兽医学剂型的形式；这些包括控释剂型。用于经口或直肠施用的固体形式可以含有药学或兽医学可接受的粘合剂、甜味剂、崩解剂、稀释剂、调味剂、包被剂、防腐剂、润滑剂和/或延时剂。合适的粘合剂包括阿拉伯树胶、明胶、玉米淀粉、黄蓍胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素或聚乙二醇。合适的甜味剂包括蔗糖、乳糖、葡萄糖或类黄酮糖苷例如新橙皮苷二氢查耳酮。合适的崩解剂包括玉米淀粉、甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、黄原胶、海藻酸或琼脂。合适的稀释剂包括乳糖、山梨糖醇、甘露醇、右旋糖、纤维素、碳酸钙、硅酸钙或磷酸二钙。合适的调味剂包括薄荷油、冬青油、樱桃、橙或覆盆子调味料。合适的包被剂包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或其酯的聚合物或共聚物、和/或其酰胺、蜡、脂肪醇、玉米醇溶蛋白、虫胶或谷蛋白。合适的防腐剂包括苯甲酸钠、维生素E、α-生育酚、抗坏血酸、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯或硫酸氢钠。合适的润滑剂包括硬脂酸镁、硬脂酸、油酸钠、氯化钠或滑石。用于控释制剂的合适的延时剂包括单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯。

用于经口或直肠施用的悬浮液可以进一步包含分散剂和/或悬浮剂。合适的悬浮剂包括羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠或鲸蜡醇。合适的分散剂包括卵磷脂、聚氧乙烯酯或脂肪酸如硬脂酸、聚氧乙烯山梨糖醇单-或二-油酸酯、-硬脂酸酯或-月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单-或二-油酸酯、-硬脂酸酯或-月桂酸酯等等。

对于肠胃外施用，包括静脉内、肌内和皮下注射，本发明化合物可以在油性或水性媒介物中配制为悬浮液、溶液或乳液，并且可以含有辅助剂，例如悬浮剂、稳定剂和/或分散剂。本发明的吸附剂/催化抑制剂也可以配制用于推注或连续输注。用于注射的药物组合物包括优选在生理学相容的缓冲液中的水性溶液，所述缓冲液含有如药物制剂领域中已知的其它赋形剂或辅助剂。另外，活性化合物的悬浮液可以在亲脂性媒介物中制备。合适的亲脂性媒介物包括脂肪油如芝麻油、合成脂肪酸酯如油酸乙酯和甘油三酯或材料如脂质体。水性注射悬浮液可以含有增加悬浮液粘度的物质，例如羧甲基纤维素钠、山梨糖醇或右旋糖酐。用于注射的制剂可以以单位剂型呈现，例如在安瓿或多剂量容器中。可替代地，活性成分可以是粉末形式，用于在使用前用合适的媒介物（例如无菌无热原的水）构建。

用于可接受的载体的制剂包含预期施用途径（例如经口、局部或肠胃外施用，例如注射）和根据标准实践选择的赋形剂和辅助剂。另外，合适的载体基于与组合物中一种或多种活性成分的相容性选择，包括此类考虑因素如相对于pH的稳定性和含水量。

浇泼制剂还可以制备用于控制具有农业价值的动物中的寄生虫。本发明的浇泼制剂可以是液体、粉末、乳液、泡沫、糊剂、气溶胶、软膏、药膏或凝胶的形式。通常，浇泼制剂是液体。这些浇泼制剂可以有效地施加于绵羊、牛、山羊、其它反刍动物、骆驼科动物、猪和马。浇泼制剂通常通过倾倒在一条或几条线上或者点注在（spot-on）动物的背中线（背部）或肩部进行施加。更通常地，通过沿着脊柱将它沿着动物的背部倾倒来施加制剂。该制剂还可以通过其它常规方法施加于动物，包括在动物的至少小区域上擦拭浸渍材料，或者使用商购可得的涂抹器、借助于注射器、通过喷雾或使用喷雾比赛（spray race）施加其。浇注制剂包括载体并且还可以包括一种或多种另外的成分。合适的另外成分的实例是稳定剂，例如抗氧化剂、铺展剂、防腐剂、粘附促进剂、活性增溶剂如油酸、粘度调节剂、UV阻断剂或吸收剂、和着色剂。表面活性试剂包括阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性试剂也以可包括在其中。

本发明的制剂通常包括抗氧化剂，例如BHT（丁羟甲苯）。抗氧化剂一般以约0.1-5%（重量/重量）的量存在。一些制剂需要增溶剂例如油酸，以溶解活性剂，特别是如果使用多杀菌素的话。在这些浇泼制剂中使用的常见铺展剂包括肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、饱和C₁₂–C₁₈脂肪醇的辛酸/癸酸酯、油酸、油基酯、油酸乙酯、甘油三酯、硅油和双丙二醇甲醚。根据已知技术制备本发明的浇泼制剂。当浇泼制剂是溶液时，如果需要的话，则使用加热和搅拌将吸附剂/催化抑制剂与载体或媒介物它们混合。可以将辅助或另外成分加入活性剂和载体的混合物中，或者它们可以在添加载体之前与活性剂混合。如果浇泼制剂是乳液或悬浮液，则可以使用已知技术类似地制备制剂。

可以采用用于相对疏水的药物化合物的其它递送系统。脂质体和乳液是用于疏水性药物的递送媒介物或载体的众所周知的实例。另外，如果需要的话，则可以使用有机溶剂例如二甲基亚砜。

在另一个实施方案中，制剂可以是可咀嚼的和/或可食用的产品（例如，可咀嚼的产品（chewable treat）或可食用的片剂）。理想地，此类产品具有受要保护的动物或人喜欢的味道、质地和/或香味，以便促进经口施用。

对于对恒温动物的经口、皮下或点注施用，以合适间隔施用的本发明的吸附剂/催化抑制剂的剂量通常范围为约0.01 mg/kg至约100 mg/kg，且优选约0.01 mg/kg至约30mg/kg动物体重。对于其它局部（例如，皮肤）施用，包括浸渍和喷雾，剂量通常含有约0.01ppm至约150,000 ppm，更通常约0.01 ppm至约100,000 ppm，优选约0.01 ppm至约5,000ppm，和最优选约0.01 ppm至约3,000 ppm的本发明的吸附剂/催化抑制剂。

用于本发明的化合物对恒温动物的施用的合适间隔范围为约每天一次到约每年一次。值得注意的是施用间隔范围为约每周一次到约每6个月一次。特别值得注意的是每月一次施用间隔（即将化合物每月一次施用于动物）。

本发明的群体感应控制制剂还可以包括一种或多种抗生素。有用的抗生素包括氟喹诺酮类，例如恩诺沙星、达氟沙星、二氟沙星、奥比沙星和马波沙星。在恩诺沙星的情况下，它可以以约100 mg/mL的浓度施用。达氟沙星可以以约180 mg/ml的浓度存在。其它有用的抗生素包括四环素，特别是金霉素和土霉素。其它抗生素可包括β-内酰胺类，例如青霉素类，例如青霉素、氨苄青霉素、阿莫西林或阿莫西林与克拉维酸或其它β内酰胺酶的组合。

在其它实施方案中，其中体内环境是动物（包括人），合适的稀释剂或载体包括。

待包括在群体感应组合物中的惰性载体的选择取决于环境。当环境是动物（包括人）时，用于QS控制组合物的合适惰性载体包括水、植物油（例如橄榄油、花生或花生油、芝麻油、菜籽油、棕榈油、大豆油、葵花籽油、红花油或椰子油）、精油（例如茴香油、菖蒲油或肉桂油）、脂肪族、芳香族、饱和或不饱和游离脂肪酸及其衍生物、液体石蜡、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油、脂肪醇、甘油三酯、聚乙烯醇、部分水解的聚乙酸乙烯酯及其混合物。

在本发明的一些实施方案中，对于经口施用，药物或兽医学组合物可以是片剂、锭剂、丸剂、糖锭剂、胶囊、酏剂、粉末包括冻干粉末、溶液、颗粒剂、悬浮液、乳液、糖浆剂和酊剂的形式。还可以制备缓释或延迟释放形式，例如以包被颗粒、多层片剂或微颗粒的形式。

本发明还提供了动物饲料组合物，其包含本发明的QS控制组合物和饲料。群体感应控制组合物优选以总饲料组合物的约0.01至约10%，且优选总饲料组合物的0.1至5%，更优选总饲料组合物的约1%的量存在。

一般地，用于在本发明的方法中施用的QS控制组合物可以通过本领域已知的用于制备组合物的方法制备（例如兽医学和药物组合物领域），所述方法包括共混、研磨、均质化、悬浮、溶解、乳化、分散和适当时将组分连同选择的赋形剂、稀释剂、载体和佐剂一起混合。

如本文使用的，术语“有效量”意指群体感应控制剂的量，其破坏所讨论的细菌的群体感应能力。通常，当群体感测控制剂的量超过吸附或催化过程的能垒时发生破坏。通过液体提取物的HPLC/LC-MS分析来定量破坏的确切性质（即通过吸附或催化）。催化和吸附的定量由定量分析数据执行，所述定量分析数据鉴定各个反应产物及其计算，以估计其重量百分比。群体感应控制组合物中存在的群体感应控制剂的量的示例性范围是约1至约50,000重量比的群体感应控制剂/群体感应分子。

“惰性载体”是无机或有机材料，其不与群体感应组合物中的其它组分或装载于其上的活性组分反应。“惰性载体”可以与不在群体感应组合物中的组分反应。

制备离子交换和官能化粘土的方法

下文提供了用于制备官能化粘土的一些一般方法。

生产氨基酸官能化粘土的程序

通过将固定量的粘土（例如胶岭石）混合到1000 ppm的氨基酸（例如L-异亮氨酸或L-组氨酸）溶液内，并且以约400 rpm离心例如大约30分钟，来制备氨基酸改性的粘土。然后将溶液例如以约3,500 rpm离心30分钟，以回收官能化粘土。然后用500 ml去离子水相继洗涤经回收的官能化粘土，以去除任何松散结合的氨基酸。

制备Al-胶岭石、H-胶岭石、Cu-胶岭石的程序

以10 g粘土:100 ml水的比率将胶岭石在去离子水中研磨并且在搅动下洗涤24小时。离心所得到的粘土悬浮液，并且弃去洗涤水。将粘土用100 ml水再水合，向其中加入Al³⁺、Cu²⁺、H⁺阳离子源（例如CuSO₄•5H₂O、Al₂（SO₄）₃、HCl等），其量为粘土CEC的2倍。然后将所得到的浆料在40℃下搅动24小时。然后通过离心分开离子交换的粘土并且洗涤直至不含阴离子。将经洗涤的材料在105℃下干燥12小时，然后在玛瑙研钵中研磨。

制备纯化胶岭石的程序

使用顶置式搅拌器伴随剧烈搅拌，将500 g未加工的胶岭石粘土分散在5L去离子水中。通过针对筛网轻轻摩擦手指，使浆料通过350号测试筛（45 μm）。收集溶胶并以3000 rpm离心1小时。将含有经分散的粘土的上清液再次离心，以再一次分开较重的级分。收集上清液且再一次离心，并且重复整个过程几个循环直至获得纯胶岭石。

制备胶岭石细粉的程序

使用有专利权的高山或气流分级颗粒分开方法制备Calibrin®TQ，胶岭石的超细级分（10微米颗粒的平均尺寸分布）。

Calibrin ^® -A-溶菌酶或绿坡缕石-溶菌酶改性粘土的制备

将大约10 g基础粘土材料（Calibrin^®-A或绿坡缕石）置于瓶中，然后加入100 mL水。将混合物在室温下搅拌30分钟，向该溶液中加入50 mL溶菌酶储备溶液（1-10重量%）。将瓶子盖上，然后在250 rpm和25℃下振荡16小时。振荡完成后，将混合物以5,000 rpm离心30分钟，以收集溶菌酶官能化粘土。

尽管已详细描述了本发明及其优点，但应该理解，在本文中可以作出各种改变、取代和变更，而在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。

本发明将在下述实施例中进一步说明，所述实施例仅给出用于说明性目的，并不预期以任何方式限制本发明。

实施例

这些实施例的目的是评估不同粘土对三种已知AI的作用：N-（3-氧代辛酰基）-L-高丝氨酸内酯、2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮（PQS）和4,5-二羟基-2,3-戊二酮（AI-2信号）。

实施例1 N-丁酰基-DL-高丝氨酸内酯对各种吸附剂/催化抑制剂的吸附/催化。

将N-丁酰基-DL-高丝氨酸内酯的水溶液置于含有固定量粘土的小瓶中，以达到15（mg/mg）的吸附剂/催化抑制剂/分析物比率。将悬浮液在25℃下搅动30分钟，随后为以4500rpm的30分钟离心。取出上清液，并且使用表1中列出的条件用HPLC-DAD直接进行分析。

表1. 用于定量N-丁酰基-DL-高丝氨酸内酯的HPLC-DAD方法。

表2中提供了不同吸附剂/催化抑制剂对于N-丁酰基-DL高丝氨酸内酯的性能。

表2. 不同吸附剂/催化抑制剂在15（mg/mg）的吸附剂/催化抑制剂/QS分析物比率下用于去除N-丁酰基-DL高丝氨酸内酯的性能。

材料	% QS去除
		Calibrin<sup>®</sup>-Z	53
Calibrin<sup>®</sup>-A-溶菌酶	56
		Cu-胶岭石	65

实施例2 N-（3-氧代辛酰基）-L-高丝氨酸内酯对各种吸附剂/催化抑制剂的吸附/ 催化。

将N-（3-氧代辛酰基）-DL-高丝氨酸内酯的200 ppm水溶液置于含有固定量粘土的小瓶中，以获得375（mg/mg）的吸附剂/催化抑制剂/QS分析物比率。将悬浮液在100 rpm下搅动15分钟，并且以3,500 rpm相继离心30分钟。取出上清液，并且使用表3中列出的条件用HPLC-DAD直接进行分析。用LC/MS鉴定降解和聚合产物。

表3. 用于定量N-（3-氧代辛酰基）-DL-高丝氨酸内酯的HPLC-DAD方法。

表4中提供了不同吸附剂/催化抑制剂用于去除N-（3-氧代辛酰基）-DL-高丝氨酸内酯的性能。

表4. 不同吸附剂/催化抑制剂在375（mg/mg）的吸附剂/催化抑制剂/QS分析物比率下用于去除N-（3-氧代辛酰基）-DL-高丝氨酸内酯的性能。

材料	BET表面积（m<sup>2</sup>/g）	孔体积，DFT（cm<sup>3</sup>/g）	TPD-NH<sub>3</sub>，酸度　（150-350<sup>℃</sup>）mmol/g	% QS去除
					Calibrin<sup>® </sup>-Z	110	0.26	0.024	59
HY-沸石	780	0.41	0.035	63
					伊利石	70	0.06	0.024	36
绿坡缕石	180	0.29	0.025	21
					活性炭	980	0.56	0.001	100
纯化的Calibrin-A	132	0.23	0.028	62
					Calibrin<sup>®</sup>-A-溶菌酶	93	0.21	-	61
绿坡缕石- 溶菌酶 –溶菌酶	160	0.30	-	54
					Calibrin<sup>®</sup>-A-组氨酸	120	0.28	-	60
Calibrin<sup>®</sup>-A-异亮氨酸	118	0.32	-	61
					Cu-胶岭石	125	0.24	0.035	66
Al- 胶岭石	132	0.24	0.038	74
					H- 胶岭石	145	0.24	0.042	80
Calibrin<sup>®</sup>-A	110	0.32	0.025	53
					AlCl<sub>3</sub>	-	-	-	19
沉淀SiO<sub>2</sub>	340	1.00	0	25
					Calibrin<sup>®</sup>-Z细粉		0.26		66
方解石	10	0.001	0.001	41
					高岭土	32	0.04	0	5

表5列出了在N-3-氧代辛酰基-DL-高丝氨酸的催化降解过程中被鉴定为产物的一些有机化合物，其中吸附剂/催化抑制剂是铜-Calibrin^® Z。

表5. 在N-3-氧代辛酰基-DL-高丝氨酸的催化降解过程中被鉴定为产物的主要有机分子的列表。

实施例3 2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮（PQS）对不同吸附剂/催化抑制剂的吸附/催 化。

将含有100 ppm 2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮的50%甲醇溶液置于具有固定量粘土的小瓶中，以获得100（mg/mg）的抑制剂/分析物比率。将悬浮液在100 rpm下搅动15分钟，并且以3,500 rpm相继离心30分钟。取出上清液，并且使用表3中列出的条件用HPLC-DAD直接进行分析。

表6. 用于定量2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮的HPLC-DAD方法。

表7中提供了不同吸附剂/催化抑制剂用于2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮的性能。

表7. 不同粘土/改性材料在100的抑制剂/QS分析物比率下用于去除假单胞菌属喹诺酮信号（PQS）的性能。

材料	% QS去除
		活性炭	100
氯化铝	56
		Calibrin<sup>®</sup>-A	35
Calibrin<sup>®</sup>-A-组氨酸	53
		Calibrin<sup>®</sup>-A-异亮氨酸	67
Calibrin<sup>®</sup>-A-溶菌酶	53
		Calibrin<sup>®</sup>-Z	67
Calibrin<sup>®</sup>-TQ	72
		Calibrin<sup>®</sup>-Z-溶菌酶	45
腐殖酸	60
		HY-沸石	98
胶岭石-纯化的	74
		胶岭石-Al	99
胶岭石-Cu	99
		胶岭石-H	99

实施例4（S）-4,5-二羟基-2,3-戊二酮（AI-2）对不同吸附剂/催化剂的吸附/催化

将（S）-4,5-二羟基-2,3-戊二酮的5 ppm溶液（pH 3）置于含有固定量粘土的小瓶中，以获得50,000（mg/mg）的抑制剂/分析物比率。将悬浮液在100 rpm下搅动15分钟，并且以3,500 rpm相继离心30分钟。取出上清液，并且与等体积的含有200 ppm 2,3-二氨基萘的0.1M HCl混合用于衍生化。将溶液在90℃水浴中加热40分钟，并且使用表8中列出的条件用HPLC-FLD直接进行分析。

表8. 用于定量（S）-4,5-二羟基-2,3-戊二酮的HPLC-FLD方法。

表9中提供了不同吸附剂/催化抑制剂用于去除2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮的性能。

表9. 不同粘土/改性材料在50,000的抑制剂/分析物比率下用于去除4,5-二羟基-2,3-戊二酮（AI-2）的性能。

材料	% QS去除
		活性炭	100
绿坡缕石	43
		绿坡缕石-溶菌酶	21
Calibrin<sup>®</sup>-A-组氨酸	21
		Calibrin<sup>®</sup>-A-异亮氨酸	17
HY-沸石	63
		伊利石	39
胶岭石-纯化的	17
		胶岭石-Al	13
胶岭石-Cu	33

结果显示Calibrin和改性粘土能够在25℃下在不同培养基中吸附或催化降解各种群体感应分子。

实施例5通过基于粘土的吸附剂/催化抑制剂在哈维氏弧菌中的QA破坏/抑制

一般方法：将5μl细菌培养物（哈维氏弧菌ACTCC 14126）接种于含有2% NaCl的5 mLLuria肉汤（“LB”）中，所述LB具有不同的基于粘土的吸附剂/催化抑制剂（50 mg/mL、10 mg/mL、1 mg/mL、100 μg/mL和100 μg/mL）。还不使用粘土进行了平行培养基对照实验。

将细菌培养物在30℃下伴随搅动（200 rpm）下温育9-10小时。在培养期过程中，通过测量在600 nm处的样品光密度（BioPhotometer，Eppendorf）或通过LB+琼脂平板上的活细菌细胞计数来监测细菌生长。每小时通过发光检测器（MiniLumat，EG&G Berhold）检测且定量发光发出。

从用不同浓度的细Calibrin^® Z处理的培养物测量细菌发光的发出。副溶血性弧菌（V_p）是培养基对照。通过测量对于每个处理在两个相邻时间点之间的发光，通过下式确定曲线下面积（AUC）的总发光：AUC1=（L1+L2）/2*（T2-T1），其中T1和T2分别代表时间点1和2，而L1和L2代表在时间点1和2时的发光。然后通过对每对时间点的AUC求和来确定总AUC。AUC的相对发光发出（%）由条中的数字指示；通过测量在600 nm处的光密度来表示细菌生长。

图1显示了当使用Calibrin^® Z用作吸附剂/催化抑制剂时获得的结果。从图1A和1B可以看出，随着细菌培养物中的Calibrin^® Z量增加，由哈维氏弧菌产生的细菌发光降低。总发光的减少提示系统中产生的总毒素降低。使发光显著下降所需的吸附剂/催化抑制剂的量为1 mg/mL。细菌浓度伴随粘土的添加没有下降的观察提示吸附剂/催化抑制剂选择性地去除QS分子而不杀死细菌。在10 mg/mL的吸附剂/催化浓度下观察到如由发光曲线下面积测量的发光中的显著下降。

图2示出了当四种不同的吸附剂/催化抑制剂，Calibrin^® Z（A）、Cu-Calibrin^® Z（B）、H-Calibrin^® Z（C）和活性炭（D）用于破坏哈维氏弧菌中的QS时观察到的结果；吸附剂/催化抑制剂的浓度为5 mg/mL。

对于每种吸收剂/催化剂抑制剂观察到细菌发光中的减少。这些观察提示吸附剂/催化抑制剂吸附或分解培养基中的QS分子。在测试的四种吸附剂/催化剂中，仅Cu-Calibrin^®影响总细菌浓度；Cu-Calibrin^® Z在实验的前5/6小时期间减少细菌生长，并且这提示Cu-Calibrin^® Z可能显示出一些抗菌活性。

实施例6通过基于粘土的吸附剂/催化抑制剂在哈维氏弧菌中的QA体外破坏/抑制

一般方法：将5 μL过夜细菌培养物（哈维氏弧菌，ATCC14126）接种于5 mL LB+肉汤中，并且在30℃下温育4小时。通过以4000 g离心10分钟收集细菌团块。然后收集上清液并且通过具有0.45 μm孔径的注射器式过滤器（PALL）过滤；然后将5 mL滤液与不同量的基于粘土的材料混合，以达到最终的QS吸附剂/抑制剂浓度。

然后将经处理的滤液伴随搅动（200 rpm）在30℃下温育1小时。在每个实验中包括不含添加粘土的空白滤液作为对照。温育后，通过以2000xg离心且通过用0.45 μm孔径的注射器式过滤器（PALL）过滤，从滤液中除去粘土材料。去除粘土产物后，将4 μL幼细菌培养物（是尚未发光的培养物）接种到4 mL含有QS分子的每种滤液中，并且将混合物在30℃下温育。通过发光检测器（MiniLumat，EG＆G Berthold）进行定量发光和细菌生长，并且通过在0~3小时的不同时间点测量在600 nm处的光密度（BioPhotometer，Eppendorf）进行监测。

在用不同浓度的产物处理后测量相对发光发出（%）。在每个时间点的发光量相对于培养基对照的发光量由相应条上方的数字指示。通过在600 nm处的光密度测量细菌生长。

图4A和4B示出了当使用四种不同的吸附剂/催化抑制剂，Calibrin^® Z（A）、Cu-Calibrin^® Z（B）、H-Calibrin^® Z（C）和活性炭（D）用于在不同条件下在体外实验中破坏哈维氏弧菌中的QS时观察到的结果，其中随着时间过去监测细菌发光和细菌数目。从图4A可以看出，在QS分子的第一次吸附后，在粘土处理的样品中存在细菌发光的开始的明显延迟。延迟提示QS分子被粘土吸附，并且其浓度低于未经粘土处理的标准样品。图4B指示在温育的前60分钟没有观察到细菌生长中的差异；然而，含有Cu-Calibrin^® Z的产品清楚地显示在稍后的时间点减少细菌生长。

通过下述编号段落进一步描述本发明：

#1. 一种通过抑制环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括鉴定要抑制其群体感应的细菌，并且对所述环境施用有效量的群体感应控制组合物，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂。

#2. 一种通过抑制环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括鉴定要抑制其群体感应的细菌，并且对所述环境施用有效量的至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂，其中所述QS信号分子是AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号。

#3. 一种通过抑制环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括鉴定要抑制其群体感应的细菌，并且对所述环境施用有效量的群体感应控制组合物，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号的吸附剂/催化抑制剂，并且是粘土、二氧化硅、方解石、沸石、吸着剂矿物质、硅藻土、蒙脱石、活性炭、纳米颗粒或前述任何的组合。

#4. 根据段落#3的方法，其中所述吸附剂/催化材料是二氧化硅、方解石、沸石、吸着剂矿物质、硅藻土或活性炭。

#5. 根据段落#4的方法，其中所述吸附剂/催化材料是粘土。

#6. 根据段落#5的方法，其中所述粘土是硅酸盐。

#7. 根据段落#6的方法，其中所述硅酸盐粘土是胶岭石粘土。

#8. 根据段落#6的方法，其中所述硅酸盐粘土是钙胶岭石粘土。

#9. 根据段落#6的方法，其中所述硅酸盐粘土是热加工的胶岭石粘土。

#10. 根据段落#9的方法，其中所述热加工的胶岭石粘土是Calibrin^®A或Calibrin^® Z。

#11. 根据段落#5的方法，其中所述粘土是纤维棒石或绿坡缕石粘土。

#12. 根据段落#5的方法，其中所述粘土是改性粘土。

#13. 根据段落#12的方法，其中所述改性粘土通过使粘土与离子交换材料或氨基酸反应而获得。

#14. 根据段落#12的方法，其中所述改性粘土通过使粘土与离子交换材料反应而获得。

#15. 根据段落#14的方法，其中所述改性粘土是铜交换的胶岭石粘土。

#16. 根据段落#14的方法，其中所述改性粘土是铝、铜或质子交换的胶岭石粘土。

#17. 根据段落#16的方法，其中所述铜交换的胶岭石粘土是铜交换的Calibrin^®Z。

#18. 根据段落#12的方法，其中所述改性粘土通过使所述粘土与氨基酸反应而获得。

#19. 根据段落#18的方法，其中所述氨基酸是组氨酸或异亮氨酸。

#20. 根据段落#18的方法，其中所述粘土是胶岭石粘土。

#21. 根据段落#1、2或3中任一段的方法，其中所述环境在人内或其上或者动物内或其上。

#22. 根据段落#1、2或3中任一段的方法，其中所述环境是水性环境。

#23. 根据段落#22的方法，其中所述环境是土壤、污泥、动物垫料或废水。

#24. 根据段落#21的方法，其中所述环境在人或动物的皮肤表面上，或者是人或动物的胃肠道、鼻道、尿道、阴道或肠道。

#25. 根据段落#1、2或3的方法，其中所述鉴定的细菌是梭菌属物种、埃希氏杆菌属物种、假单胞菌属物种、沙门氏菌属物种、弧菌属物种或其组合。

#26. 根据段落#1、2或3中任一段的方法，其中所述鉴定的细菌是艰难梭菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、鼠伤寒沙门氏菌、哈维氏弧菌或其组合。

#27. 根据段落#5的方法，其中所述粘土是官能化粘土。

#28. 根据段落#27的方法，其中所述官能化粘土是溶菌酶官能化粘土。

#29. 根据段落#1、2或3中任一段的方法，其中所述环境是食品。

#30. 根据段落#21的方法，其中所述动物是鸡、绵羊、牛、猪或伴侣动物。

#31. 一种群体感应控制剂，其包含有效量的吸附剂/催化抑制剂和惰性载体，所述吸附剂/催化抑制剂是通过粘土与离子交换剂或氨基酸反应而获得的改性粘土。

#32. 根据段落#31的群体感应控制剂，其中所述改性粘土通过使所述粘土与离子交换材料反应而获得。

#33. 根据段落#32的群体感应控制剂，其中所述改性粘土是铜交换的胶岭石粘土。

#34. 根据段落#31的群体感应控制剂，其中所述改性粘土是铝、铜或质子交换的胶岭石粘土。

#35. 根据段落#34的群体感应控制剂，其中所述铜交换的胶岭石粘土是铜交换的Calibrin^® Z。

#36. 根据段落#31的群体感应控制剂，其中所述改性粘土通过使所述粘土与氨基酸反应而获得。

#37. 根据段落#36的群体感应控制剂，其中所述氨基酸是组氨酸或异亮氨酸。

#38. 根据段落#37的群体感应控制剂，其中所述粘土是胶岭石粘土。

#39. 一种群体感应控制剂，其包含有效量的吸附剂/催化抑制剂和惰性载体，所述吸附剂/催化抑制剂是官能化粘土。

#40. 根据段落#39的群体感应控制剂，其中所述官能化粘土是溶菌酶官能化粘土。

#41. 一种通过对食品施用有效量的群体感应控制组合物，通过抑制所述食品中特定细菌的群体感应用于抑制所述食品腐败的方法，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂。

#42. 一种通过对水性环境施用有效量的群体感应控制组合物，通过抑制其中鱼类或贝类所在的所述水性环境中的弧菌属物种的群体感应，用于预防或治疗有此需要的所述鱼类或贝类中的弧菌病的方法，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂。

#43. 根据段落#42的方法，其中所述吸附剂/催化材料是二氧化硅、方解石、沸石、吸着剂矿物质、硅藻土或活性炭。

#44. 根据段落#42的方法，其中所述吸附剂/催化材料是粘土。

#45. 根据段落#44的方法，其中所述粘土是硅酸盐。

#46. 根据段落#45的方法，其中所述硅酸盐粘土是胶岭石粘土。

#47. 根据段落#45的方法，其中所述硅酸盐粘土是钙胶岭石粘土。

#48. 根据段落#45的方法，其中所述硅酸盐粘土是热加工的胶岭石粘土。

#49. 根据权利要求48的方法，其中所述热加工的胶岭石粘土是Calibrin^®A或Calibrin^® Z。

#50. 根据段落#44的方法，其中所述粘土是纤维棒石或绿坡缕石粘土。

#51. 根据段落#45的方法，其中所述硅酸盐粘土是H-Calibrin^®Z。

#52. 根据段落#44的方法，其中所述粘土是改性粘土。

#53. 根据段落#52的方法，其中所述改性粘土通过使粘土与离子交换材料或氨基酸反应而获得。

#54. 根据段落#52的方法，其中所述改性粘土通过使粘土与离子交换材料反应而获得。

#55. 根据段落#53的方法，其中所述改性粘土是铜交换的胶岭石粘土。

#56. 根据段落#53的方法，其中所述改性粘土是铝、铜或质子交换的胶岭石粘土。

#57. 根据段落#56的方法，其中所述铜交换的胶岭石粘土是铜交换的Calibrin^®Z。

#58. 根据段落#52的方法，其中所述改性粘土通过使所述粘土与氨基酸反应而获得。

#59. 根据段落#58的方法，其中所述氨基酸是组氨酸或异亮氨酸。

#60. 根据段落#59的方法，其中所述权利要求是胶岭石粘土。

已因此详细描述了本发明的优选实施方案，应理解由上文段落限定的本发明并不限于在上文描述中阐述的特定细节，因为其许多明显变化是可能的，而不脱离本发明的精神或范围。

Claims

1.一种通过抑制环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括鉴定要抑制其群体感应的细菌，并且对所述环境施用有效量的群体感应控制组合物，群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂。

2.一种通过抑制环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括鉴定要抑制其群体感应的细菌，并且对所述环境施用有效量的至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂，其中所述QS信号分子是AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号。

3.一种通过抑制环境中特定细菌的群体感应，用于调节所述环境中的细菌菌群的方法，其包括鉴定要抑制其群体感应的细菌，并且对所述环境施用有效量的群体感应控制组合物，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号的吸附剂/催化抑制剂，其是无机或有机吸着性材料、吸着性矿物质、吸着剂矿物质或非多孔矿物质。

4.根据权利要求3的方法，其中所述吸附剂/催化抑制剂是吸着性矿物质，其是经加工的粘土。

5.根据权利要求3的方法，其中所述吸附剂/催化抑制剂是吸着剂矿物质，并且所述吸着剂矿物质是沸石、二氧化硅、方解石、伊利石、火山二氧化硅、云母或珍珠岩。

6.根据权利要求4的方法，其中所述经加工的粘土是热处理的粘土、离子交换的粘土或官能化粘土。

7.根据权利要求6的方法，其中所述经加工的粘土是热处理的粘土，并且所述粘土材料包含粘土矿物质、层状硅酸盐、铝硅酸盐、绿坡缕石、膨润土、纤维棒石或漂白土。

8.根据权利要求7的方法，其中所述粘土材料是胶岭石粘土。

9.根据权利要求6的方法，其中所述加工的粘土是离子交换的粘土，并且所述粘土材料包含粘土矿物质、层状硅酸盐、铝硅酸盐、绿坡缕石、膨润土、纤维棒石或漂白土。

10.根据权利要求9的方法，其中所述离子交换的粘土是铝、铜或质子交换的粘土。

11.根据权利要求6的方法，其中所述经加工的粘土是官能化粘土，并且所述粘土材料包含粘土矿物质、层状硅酸盐、铝硅酸盐、绿坡缕石、膨润土、纤维棒石或漂白土。

12.根据权利要求11的方法，其中所述官能化粘土是氨基酸官能化粘土，并且所述氨基酸是组氨酸或异亮氨酸。

13.根据权利要求11的方法，其中所述官能化粘土是蛋白质官能化粘土，并且所述蛋白质是溶菌酶。

14.根据权利要求4的方法，其中所述QS信号的吸附剂/催化抑制剂是无机或有机吸着性材料。

15.根据权利要求3的方法，其中所述QS信号的吸附剂/催化抑制剂是非多孔矿物质，并且所述非多孔矿物质是氧化铝、氧化硅、氧化铁、AlCl₃、氧化铜或氧化钙。

16.根据权利要求1、2或3的方法，其中所述环境在人内或其上或者动物内或其上。

17.根据权利要求1、2或3中任一项的方法，其中所述环境是水性环境。

18.根据权利要求1、2或3中任一项的方法，其中所述环境是土壤、污泥、动物垫料或废水。

19.根据权利要求1、2或3中任一项的方法，其中所述环境在人或动物的皮肤表面上，或者是人或动物的胃肠道、鼻道、尿道、阴道或肠道。

20.根据权利要求1、2或3中任一项的方法，中所述鉴定的细菌是梭菌属物种、埃希氏杆菌属物种、假单胞菌属物种、沙门氏菌属物种、弧菌属物种或其组合。

21.根据权利要求1、2或3中任一项的方法，其中所述鉴定的细菌是艰难梭菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、鼠伤寒沙门氏菌、哈维氏弧菌或其组合。

22.根据权利要求1、2或3中任一项的方法，其中所述环境是食品。

23.根据权利要求19的方法，其中所述动物是家禽、绵羊、牛、马、猪或伴侣动物。

24.一种群体感应控制剂，其包含有效量的QS信号的吸附剂/催化抑制剂和惰性载体，所述吸附剂/催化抑制剂是无机或有机吸着性材料、吸着性无机物、非多孔矿物质或前述任何的组合。

25.一种通过对食品施用有效量的群体感应控制组合物，通过抑制所述食品中特定细菌的群体感应用于抑制所述食品腐败的方法，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂包含QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂。

26.一种通过对水性环境施用有效量的群体感应控制组合物，通过抑制其中鱼类或贝类所在的所述水性环境中的弧菌属物种的群体感应，用于预防或治疗有此需要的所述鱼类或贝类中的弧菌病的方法，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号传感分子的吸附剂/催化抑制剂。

27.根据权利要求26的方法，其中所述吸附剂/催化材料是无机或有机吸着性材料、吸着性矿物质、吸着剂矿物质或非多孔矿物质或前述的混合物。

28.一种通过消除或减少由所述细菌产生的QS信号分子，消除或减少由动物或人中存在的靶向细菌属或物种产生的生物膜或有毒化学物质的产生的方法，其包括施用有效量的群体感应控制组合物，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体控制剂和任选的惰性载体，所述群体控制剂是QS信号分子的吸附剂/催化抑制剂。

29.根据权利要求28的方法，其中所述QS信号分子是AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号。

30.根据权利要求28的方法，其中所述鉴定的细菌是艰难梭菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、鼠伤寒沙门氏菌、哈维氏弧菌或其组合。

31.根据权利要求28的方法，其中所述吸附剂/催化材料是有机或无机吸着性材料、吸着性矿物质、吸着剂矿物质或非多孔矿物质或前述的混合物。

32.一种消除或化学失活由靶向细菌产生的至少一种QS信号分子的方法，其包括对其中所述靶向细菌所在的环境施用有效量的群体感应控制组合物，所述群体感应控制组合物包含至少一种群体感应控制剂和任选的惰性载体，所述群体感应控制剂是QS信号分子的吸附剂/催化抑制剂。

33.根据权利要求32的方法，其中所述QS信号分子是AHL、PQS、AI-1信号或AI-2信号。

34.根据权利要求32的方法，其中所述鉴定的细菌是艰难梭菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、鼠伤寒沙门氏菌、哈维氏弧菌或其组合。

35.根据权利要求32的方法，其中所述吸附剂/催化材料是无机或有机吸着性材料、吸着性矿物质、吸着剂矿物质或非多孔矿物质或前述的混合物。