CN109939252B - 物品和空间消毒的方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了物品和空间消毒的方法，包括以下步骤：a)将包括第一碘反应物化合物的第一水性组合物的多个液滴分散到该区域中，第一碘反应物化合物是过氧化物化合物或碘盐化合物；b)允许足够的时间以使第一水性组合物在整个区域内分布，并在表面上沉积且聚结成层；c)将包含第二碘反应物化合物的第二水性组合物的多个小滴分散到该区域中，第二碘反应物化合物是不同于第一碘反应物化合物的另一种，以及d)再允许足够的第二时间以使第二水性组合物的液滴沉积在第一水性组合物的聚结层上，从而原位形成碘和其他碘生物杀灭剂并且消毒该表面。

Description

物品和空间消毒的方法

相关申请的交叉引用：

本申请要求于2017年11月29日提交的临时专利申请No.62/591,812的优先权。

技术领域

本发明属于消毒和灭菌方法的领域。

背景技术

需要一种廉价、有效、安全和方便的方法来最小化与我们相互作用的物体的微生物负载。这种方法绝不能让微生物对未来的处理具有抗性。而且，随着对几乎所有已知抗生素具有抗性的微生物变得越来越普遍，这种需求变得越来越迫切。

我们需要的是以微生物不能产生对抗微生物剂的抗性的方式杀死几乎所有微生物的方式。这样做的可能方式是利用对人类相对安全但具有生物杀灭作用的成分和方法。

碘是一种熟知的、相对安全的生物杀灭剂，最近已证明过氧化氢可以对抗微生物并且电具有生物杀灭作用。在紫外线波长下发射能量的太阳光也以其生物杀灭特性而闻名。

这些安全的生物杀灭剂的问题在于，单独的每一种都不能有效对抗所有类型的微生物，并且几种目标微生物已经形成针对这些生物杀灭剂的防御机制。然而，这些生物杀灭剂中的两种或更多种的组合已证明协同作用以增强每一种的效果。特别是，将碘盐与过氧化氢结合已经证明解决了使用碘进行消毒的几个问题。因此，可以将碘包括在安全的生物杀灭剂的行列中。

碘是一种特殊的生物杀灭剂，因为它在相对低的剂量下对几乎所有类型的微生物都有效。另外，它具有几种生物杀灭机制，因此没有已知的微生物在暴露后对碘产生抗性的例子。

通常，碘消毒剂传统上用作就地、按需使用的消毒剂。但是它们会留下难看的颜色和其他负面特征。因此，如果不想要这些碘的负面特征，就必须将其冲洗干净。当超过几十平方厘米的表面要用任何常见的商业形式的碘处理时，会出现问题。存在转移到表面的如此多的总碘，这导致大面积难看的区域，或者其需要耗时且昂贵的大量的后清理。

将传统的碘抗菌剂应用于超过几十平方厘米的表面也是耗时且昂贵的。传统上它们是涂刷上的，这是耗时且昂贵的。更便宜的方法是喷雾/喷涂。然而，这会导致安全问题。

与过氧化氢或碘盐诸如碘化钾相比，吸入单质碘是有问题的并且对人类毒性更大。例如，如果在内部给药，则单质碘被认为是毒药，而碘盐诸如碘化钾被用作药物和常见的食品添加剂。

另一个安全问题是喷雾器喷出的液滴尺寸。如果它喷出的液滴尺寸小于约10微米，则会导致深度的肺部渗透，这会恶化任何健康问题。另一方面，如果它们大于50到80微米，由于重力它们的“悬空时间”不足以到达远处的表面。

因此，仍然需要使用同时有效、方便和安全的利用碘用来灭菌和消毒的方法。

发明内容

本文公开的发明提供了通过消除与在施加于表面之前任何点处形成碘相关的不稳定性、溶解性和人体安全性问题的使用碘化学消毒表面的改进。所公开的发明提供了通过在单独的施加步骤中以非常低的水平分散产生碘的反应物化合物并直接在待消毒的表面上形成碘生物杀灭剂来消毒表面的改进方法。

本文公开的发明涉及分别施加低浓度的安全碘盐(诸如碘化钾)和低浓度的过氧化氢的涂层。在待处理的表面上碘盐和过氧化氢之间的反应产生低水平的单质碘(I₂)以及非常低水平的HOI—其与I₂和H₂O₂一起提供杀死微生物的多种机制。通过该方法产生的低水平的碘生物杀灭剂化合物不会造成与传统的含碘消毒剂相关的安全性、颜色或气味问题。

安全性的另一个方面是由喷雾输送装置喷出的液滴尺寸。优选的方法不能输送尺寸小于约10微米的液滴，也不输送大于50至80微米的液滴，由于重力其“悬空时间”不足以到达远处的表面。“悬空时间”是指一定直径的液滴在重力影响下下降一米所需的时间。较小直径的液滴比较大直径的液滴具有相当更长的悬空时间。

通过静电增强了两种上述益处(安全性和“悬空时间”)，因为带电液滴彼此排斥(增加“悬空时间”)并被吸引到包括鼻腔的表面，从而进一步减少深度肺部渗透。

该方法的另一个优点是所有组分在灭菌完成后挥发的能力。本文公开的发明提供了一种具有有效的碘就地消毒剂的方式，其没有残留的颜色、气味或其他不期望的效果。与不超过15微米的或优选6微米的表面层组合，施加的少量材料和成分的挥发性确保快速蒸发。因此，经过处理的房间或物品能够快速恢复使用，而无需从处理过的表面上除去组合物的额外的处理。

在一个方面，本发明提供了一种用于消毒在区域内需要消毒的表面的方法，包括以下步骤：a)将包括第一碘反应物化合物的第一水性组合物的多个液滴分散到该区域中，第一碘反应物化合物是过氧化物化合物或碘盐化合物；b)允许足够的时间以使第一水性组合物在整个区域内分布，并在表面上沉积和聚结成层；c)将包括第二碘反应物化合物的第二水性组合物的多个液滴分散到该区域中，第二碘反应物化合物为不同于第一碘反应物化合物的另一种，以及d)允许足够的第二时间以使第二水性组合物的液滴沉积在第一水性组合物的聚结层上，从而原位形成碘和其他碘生物杀灭剂并消毒表面。

在本公开的另一个方面，第一水性组合物或第二水性组合物中的至少一种还可以包括其他生物杀灭剂化合物，包括但不限于醇和精油。

在本公开的另一个方面，该方法还包括以下步骤：用具有主要由紫外线组成的波长照射第一和第二反应物化合物之一或两者和/或它们在区域内沉积的表面。

在本公开的另一个方面，第一水性组合物的多个液滴带静电。

在本公开的另一个方面，当喷雾第一和第二化合物时优化喷雾器的电荷极性以提供第一和第二化合物的最理想的反应。

在本公开的另一个方面，第二水性组合物的多个液滴带具有与第一水性组合物相反极性的静电。

在本公开的另一方面，需要消毒的表面接地。

在另一方面，本公开提供了一种用于消毒在区域内需要消毒的表面的方法，包括以下步骤：a)将包括选自由以下组成的组的生物杀灭化合物的第一水性组合物的多个带静电液滴分散到该区域中：i)过氧化物化合物或碘盐，ii)醇，iii)精油；b)允许足够的第一时间以使第一水性组合物在整个区域内分布，并在表面上沉积和聚结成层；c)将包括该生物杀灭化合物的不同的一种的第二水性组合物的多个小滴分散到该区域中；d)允许足够的第二时间以使第二水性组合物的液滴沉积在第一水性组合物的聚结层上，从而消毒表面。

另一方面，本公开提供一种消毒表面的方法，包括以下步骤：a)朝向表面静电喷雾包括过氧化物化合物的第一水性组合物并与表面接触；b)朝向表面上的第一水性组合物喷雾包括碘盐的第二水性组合物并与表面上的第一水性组合物接触，以及c)使第二水性液体组合物与第一水性液体组合物接触，从而原位形成碘生物杀灭剂并消毒表面。

在另一方面，本公开提供了一种消毒在含有环境空气的区域内需要消毒的表面的方法，包括以下步骤：a)加热包括过氧化物化合物的第一水性组合物以在环境空气中产生包括过氧化物化合物的蒸气；b)允许足够的第一时间以使包括过氧化物化合物的蒸气在整个区域内分布，并冷却、冷凝并在表面上沉积成液体层，液体层包括过氧化物化合物；c)加热包括碘盐化合物的第二水性组合物，以及d)允许足够的第二时间以使碘盐化合物在整个区域内分布，并使碘盐化合物冷却并沉积在包括过氧化物化合物的液体层上，从而原位形成碘生物杀灭剂并消毒表面。

在本公开的另一方面，第一水性组合物在约250℃下加热。

在本公开的另一个方面，将第一水性组合物和第二水性组合物冷却至约55℃以冷凝并沉积在待消毒区域内的表面上。

在本公开的另一个方面，第一水性组合物和第二水性组合物由食品级组分组成。

在另一方面，本公开提供了一种消毒在含有环境空气的区域内需要消毒的表面的方法，包括以下步骤：a)将包括过氧化物化合物的第一水性组合物引入第一热气流中以产生包括过氧化物化合物的蒸气，并将包括过氧化物化合物蒸气的第一热气流排放到环境空气中；b)允许足够的第一时间以使包括过氧化物化合物的蒸气在整个区域的环境空气中分布，并冷却、冷凝并在表面上沉积成液体层，该液体层包括过氧化物化合物；c)将包括碘盐化合物的第二水性组合物引入第二热气流中，并将包括碘盐化合物的第二热气流排入环境空气中；以及d)允许足够的第二时间以使碘盐化合物在该区域的整个环境空气中分布，并将碘盐化合物冷却并沉积在包括过氧化物化合物的第一液体层上，从而原位形成碘生物杀灭剂并消毒表面。

具体实施方式

本公开涉及用于对这些区域内的房间、区域和表面进行消毒的方法；特别是通过在两个或多个单独施加中施加碘生物杀灭剂反应物化合物在这些目标上原位产生碘生物杀灭剂。本文所述的方法更安全，因为碘生物杀灭剂仅在施加所有反应组分后在目标上直接形成。

术语“医疗卫生表面”是指仪器、装置、推车、笼/架、家具、结构、建筑物等的表面，其用作医疗卫生活动的一部分。

如本文所用，术语“原位”是指在施加含有碘反应物化合物的两种单独的组合物后，碘生物杀灭剂在目标表面上直接产生。这与其他灭菌或消毒方法截然不同，这些方法利用术语原位描述下述位置：在随后将碘生物杀灭剂施加到表面或区域之前，在该位置处两种或多种反应混合物首先在反应容器中混合形成碘生物杀灭剂。

如本文所用，术语“仪器”是指可以受益于使用根据本公开的组合物清洁的各种医疗或牙科仪器或装置。

如本文所用，术语“微生物”是指任何非细胞或单细胞(包括群落)生物。微生物包括所有原核生物。微生物包括细菌(包括蓝细菌)、孢子、地衣、真菌、原生动物、病毒粒子、类病毒、病毒、噬菌体和一些藻类。如本文所用，术语“微生物”与微生物同义。

如本文所用，短语“碘盐”是指能够形成作为消毒剂有效的碘生物杀灭剂的任何碘盐。

如本文所用，术语“碘生物杀灭剂化合物”是指能与碘盐反应形成碘生物杀灭剂的任何化合物，包括但不限于过氧化氢、金属过氧化物和臭氧。

如本文所用，术语“多元醇”是指具有两个或更多个羟基的醇。适用于水性组合物的多元醇包括但不限于糖、糖醇和非脂肪族多元醇诸如酚。

浓度、尺寸、数量和其他数值数据在本文中可以以范围格式呈现。应该理解，使用这种范围格式仅为了方便和简洁。

根据这些定义，提供了通过在那些表面上原位形成碘生物杀灭剂来消毒区域内的目标表面的几种方法。这些方法的潜在应用非常多样化，包括但不限于消毒动物生活空间、食品和加工表面、医疗卫生表面和仪器、实验室、洗手间、交通工具、学校、办公室、公共交通、工业设施和无数的其他区域和表面。本公开克服了与用于灭菌的碘的直接传输相关的缺陷，特别是关于碘生物杀灭剂的不稳定性、不溶性和安全性。

本公开利用碘化学的能力来消毒目标表面，同时利用安全且具有非常长的保质期并且任何人都可以在其当地的杂货店或药房获得的成分。

不受理论的限制，碘的抗微生物作用在低浓度下快速且有效，并且因此用于手术室。据信其会渗透到微生物中并攻击特定的氨基酸(诸如半胱氨酸和蛋氨酸)、核苷酸和脂肪酸，最终导致细胞死亡。其还具有抗病毒作用。它还可以通过与不饱和碳键反应破坏膜脂肪酸的稳定。

据信过氧化物作为消毒剂是有效的，因为它们是强氧化剂，能够不可逆地破坏微生物中的蛋白质和DNA。另外，如果碘被还原成碘化物，则过氧化物能够通过氧化使碘恢复活性。因此，由于过氧化物能够使碘化物再循环回碘活性状态，需要较低水平的碘。

醇也被认为是有效的生物杀灭剂，使微生物的细胞壁变性，使细胞更难调控他们的细胞内容物。这种机制还会降低微生物抵抗碘和过氧化物渗透的能力。它还通过降低水的表面张力来帮助其他生物杀灭剂的作用。

一起使用时，本公开的各种组合物一起作用以通过大量不同的机制产生超常的微生物杀灭。这使得微生物几乎不可能获得免疫。

基本上，本公开提供了用于消毒区域内需要消毒的表面的方法，该方法包括以下步骤：将包括第一碘生物杀灭剂反应物化合物的第一水性组合物的多个液滴分散到该区域中；允许足够的时间以使第一水性组合物分布在整个区域内，并沉积和聚结成表面上的层；分散包括第二碘生物杀灭剂反应物化合物的第二水性组合物的多个液滴；并且允许足够的第二时间以使第二水性组合物沉积在第一水性组合物的聚结层上，从而原位形成碘生物杀灭剂并消毒表面。

只要仅在待消毒的表面上形成碘生物杀灭剂，则该方法的有效性独立于碘生物杀灭剂反应物化合物分散的顺序。因此，第一碘生物杀灭剂反应物化合物可以是碘盐化合物或过氧化物化合物，只要第二碘生物杀灭剂反应物化合物是与被选择为第一碘生物杀灭剂反应物化合物相对的化合物。

存在于任一水性组合物中的过氧化物化合物是能够与碘盐反应形成碘生物杀灭剂的任何化合物。通常，这些包括但不限于过氧化氢、金属过氧化物或臭氧。在一些实施方式中，过氧化物化合物是过氧化氢。过氧化物化合物可以以重量计在从约0.1％至约10％的浓度范围存在于水性组合物中。

存在于任一水性组合物中的碘盐化合物是能够通过与过氧化物化合物反应有效地形成碘生物杀灭剂的任何碘盐。可使用的化合物的非限制性实例包括碘化氢、碘化钠和碘化钾。碘盐可以以重量计在从约0.01％至约10％的浓度范围内存在于水性组合物中。

在本公开的一些实施方式中，上述用于在待消毒表面上产生碘生物杀灭剂的消毒方法能够用于各种用户确定的生物杀灭和/或抗微生物的目的，包括抗微生物、漂白、或净化应用。

在一些实施方式中，根据本公开的方法产生的碘生物杀灭剂有效杀死与医疗卫生表面和仪器相关的一种或多种致病细菌，包括但不限于鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、霍乱沙门氏菌(Salmonellacholeraesurus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、大肠杆菌(Escherichiacoli)、分枝杆菌(Mycobacteria)、酵母(yeast)和霉菌(mold)。在其他实施方式中，所产生的碘生物杀灭剂在家庭或工业应用中也是有效的，并且能够应用于各种领域，包括但不限于厨房、浴室、工厂、医院、牙科诊所、餐馆、洗衣店或纺织服务、动物厩和食品加工厂。

此外，根据本公开的方法产生的碘生物杀灭剂对多种微生物有效，诸如革兰氏阳性生物(单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)或金黄色葡萄球菌)、革兰氏阴性生物(大肠杆菌或铜绿假单胞菌)、过氧化氢酶阳性生物(藤黄微球菌((Micrococcusluteus)或表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis))、或孢子生物(枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis))。

通过以下实施例说明本公开：

实施例

以下实施例说明了目前最为人熟知的本公开的实施方式。然而，应该理解，以下仅说明本公开的原理的应用。本领域技术人员可以设计出许多修改和替代组合物、方法以及系统，而不脱离本公开的精神和范围。

实施例1：封闭系统电喷雾分布和对数-杀灭研究

根据本公开的实施方式进行了研究以确定下述方法的抗微生物效果：在该方法中，通过施加两种单独的水性组合物在1立方米半透明塑料立方体内的目标表面上原位形成碘生物杀灭剂，两种单独的水性组合物的一种包括碘化钾且一种包括过氧化氢。以大致的量，包括以下成分：

第一水性组合物：

0.64％(w/w)碘化钾

15％(w/w)乙醇

0.003％(w/w)肉桂油

84.357％(w/w)蒸馏水

第二水性组合物：

5.25％(w/w)过氧化氢

15％(w/w)乙醇

79.75％(w/w)蒸馏水

为了同时评估电喷雾装置是否将均匀分布包括碘生物杀灭剂反应物化合物的水性组合物，使用Hurricane ES^TM便携式静电气溶胶施加器(Portable ElectrostaticAerosol Applicator)施加第一水性组合物。两个分析天平放置在立方体内并连接到计算机站，该计算机站被配置为收集和记录随着时间变化的质量测量值。在每个天平上，将1000平方厘米的塑料片放在天平秤盘上。每个天平的位置交错，以位于相对于静电喷雾器的位置沿x、y和z轴的不同位置。使用手动喷雾器施加第二水性组合物。

选择来自三种细菌即枯草芽孢杆菌、藤黄微球菌和表皮葡萄球菌的商购菌株的培养物用于对数-杀灭研究，因为它们对常见的生物杀灭剂具有几种已知的防御机制，而同时具有彼此不同的实体上的特性。灭菌的预倾倒琼脂平板用作生长培养基以产生每种细菌的菌落。每种物种接种了8个平板。在这8个平板中，将4个平板暴露于包括碘生物杀灭剂反应物化合物的水性组合物中，并将4个平板保持为对照。使用标准T-划线方法接种平板以进行对数-杀灭研究，其中平板的第四象限中的细菌浓度相对于第一象限稀释了约1,000,000倍。然后将每个物种的测试板置于立方体内。关闭立方体后，打开盖子。对照板用胶带密封。

然后通过电喷雾将第一水性组合物施加到整个立方体30秒，设定的粒度为约15至60微米。在施加过程中，计算机收集并记录来自两个天平的质量测量值。选择施加时间以在处理空间内提供3微米厚的涂层，如通过天平测量的。约1分钟后，使用手动喷雾器施加第二水性组合物，并整个系统再保持5分钟不被接触。在将其带到周围环境中之前，在立方体内的每个测试板再盖上盖子，用胶带将它们密封。然后将密封的测试板和对照板在约28℃温育，并在1、2和4天后检查。

如下提供了测试的结果：

表1

电喷雾分布

质量–第一水性组合物(g)

天平A(具有1000平方厘米的平板) 0.201

天平B(具有1000平方厘米的平板) 0.195

表2

1天后菌落的存在(+或-)

表3

2天后菌落的存在(+或-)

表4

4天后菌落的存在(+或-)

沉积在天平A和天平B上的第一水性组合物的质量表现出0.006克的差异，这仅为3％的差异。结合定性观察，立方体的内表面看起来均匀地涂有液体，认为电喷雾将第一水性组合物均匀地分布在立方体内。

所有对照均产生了预期的结果，未用包括碘生物杀灭剂的水性组合物处理的阳性对照板显示出了每种生物的特征性生长。在16个对照平板上，平板的第四象限中平均有4或5个菌落，表明在初始的接种中有45,000,000个菌落。

因此，测试平板上缺少菌落，加上在对照板上观察到的大约45,000,000个菌落，表明了该方法有效的达到了至少log6的杀灭率，代表杀死了99.9999％的最初存在平板上的细菌。

实施例II：对包括营养琼脂的15个皮氏培养皿以传统方式在三个区域中用枯草芽孢杆菌划线。在划线(对照)后，密封了5个皮氏培养皿。向5个皮氏培养皿喷雾足以润湿表面的包括2ppm KI和10％乙醇的溶液，并且然后密封。并且，如前所述，首先对5个皮氏培养皿喷雾，然后用包括5％过氧化氢和2.5％异丙醇的溶液喷雾，并且然后密封。

将所有15个培养皿在40℃温育3天后，菌落形成单元的数量估测如下：对照约10k；KI对照约为6k，并且双喷雾试验为“0”。

虽然已经描述了本公开的特定实施方式，但是可以在本公开的精神和范围内进一步修改本公开。本领域技术人员将认识到或能够使用不超过常规实验、本文所述的特定程序、实施方式、权利要求和实施例的许多等效物。

悉本领域的人员还理解从本公开的发明内容到实施例，“溴”一词可以代替“碘”一词，并且“溴化物”一词可以代替“碘化物”一词。因为作为邻近的卤化物，它与过氧化物的反应类似于碘，其杀灭微生物的能力也类似于碘。此外，本领域的实践者还将清楚和理解，溴和碘的盐是兼容的，并且能够在生物杀灭制剂中一起使用和同时使用。

Claims (12)

1.一种消毒在区域内需要消毒的表面的方法，所述方法包括：

将包括第一反应物化合物的第一水性组合物的多个液滴分散到所述区域中，所述第一反应物化合物为过氧化物化合物或碘盐化合物，所述第一水性组合物的液滴的尺寸不小于10微米，并且尺寸不大于80微米；

允许足够的时间以使所述第一水性组合物的所述多个液滴在整个区域内分布并在所述表面上沉积且聚结成层；

将包括第二反应物化合物的第二水性组合物的多个液滴分散到所述区域中，所述第二反应物化合物是没有用在所述第一水性组合物中的不同于所述第一反应物化合物的另一个，所述第二水性组合物的液滴的尺寸不小于10微米，并且尺寸不大于80微米；以及

允许第二足够的时间以使所述第二水性组合物的液滴沉积在所述第一水性组合物的所述聚结层上以形成反应层；

从而在所述反应层中原位形成碘的生物杀灭剂反应化合物，并消毒所述表面。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分散的第一水性组合物的量足以使所述第一水性组合物的所述聚结层具有至少1微米且最高达20微米的基本均匀的厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分散的第一水性组合物的量足以使所述第一水性组合物的所述聚结层具有至少3微米且最高达20微米的基本均匀的厚度。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述分散的第二水性组合物的量足以使所述第二水性组合物的聚结层具有至少1微米且最高达20微米的基本均匀的厚度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一水性组合物的所述多个液滴是带静电液滴。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一水性组合物的所述多个带静电液滴带负电荷。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一水性组合物的所述多个带静电液滴带正电荷。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二水性组合物的所述多个液滴是带静电液滴。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二水性组合物的所述多个带静电液滴带负电荷。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二水性组合物的所述多个带静电液滴带正电荷。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一水性组合物包括按重量计0.01％至1.0％的碘化钾。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二水性水组合物包括按重量计3％至7％的过氧化氢。