CN112739209B

CN112739209B - 水分散性的微粒

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Publication number: CN112739209B
Application number: CN201980062499.XA
Authority: CN
Inventors: 白马弘文
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2022-09-20
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: KR20210064278A; TW202019393A; EP3858136A1; JP7396289B2; TWI725542B; US20220030861A1; EP3858136B1; EP3858136A4; JPWO2020066912A1; WO2020066912A1; CN112739209A

Abstract

本发明的技术问题在于提供一种以抑制生物被膜的形成和/或除去形成的生物被膜的制剂的形式，可以在水中分散，并且在住宅用水区域等环境下其效果持续，并且安全性高，低环境负荷的材料。本发明涉及一种水分散性的微粒，其包含多元羧酸衍生物和药剂构成的复合物。

Description

水分散性的微粒

技术领域

本发明涉及除去微生物产生的生物被膜的材料，特别是涉及一种即使在容易形成生物被膜的环境、或形成有生物被膜的状态下，也可以有效地抑制以及除去生物被膜的生物被膜除去组合物。

背景技术

生物被膜是附着在材料表面的由微生物产生的结构体，作为所谓粘液(粘黏物)被公知，在医疗、生活、工业等所有的环境中，参与病原体的产生、材料的腐蚀等，会引起较多的问题。

例如，在医院、护理等医疗环境中，对于抗菌剂及抗生素等药物获得了耐性的病原性细菌(耐化学品性细菌)的产生已经成为问题。耐化学品性细菌通过形成生物被膜，制作出对药剂、外部压力可以容易耐性的环境。另外，在受护理者的口腔等中出现的牙周生物膜会导致严重疾病，例如吸入性肺炎。并且，在厨房、浴室、厕所等身边的住宅用水区域中，也会带来由生物被膜产生的令人不愉快的气味、食物中毒及材料的腐蚀等。

就生物被膜而言，微生物粘附在材料表面后，在微生物增殖的过程中形成并成长，作为包含微生物和病原性物质的菌落，被释放到外部。一旦形成生物被膜，就显示出对环境压力、抗菌剂等的耐性，难以除去生物被膜中的微生物。

作为生物被膜的除去方法，有时进行通过次氯酸、臭氧或二氧化氯等氧化性杀菌剂的清洗处理。但是，氧化性杀菌剂具有高腐蚀性，因此从环境、安全方面出发适用范围受到限制。

为了解决上述问题，已知有代替腐蚀性高的氧化杀菌方法的非氧化性生物被膜杀菌剂。例如，已知专利文献1中的异丙基甲基苯酚(IPMP)渗透牙周病原性生物被膜并表现出杀菌特性。由于IPMP是水不溶性的，因此当其用作液体时，需要组合使用有机溶剂、表面活性剂等增溶剂，存在不能适用于以水作为基剂的配方的情况。

专利文献2公开了使用ε-聚-L-赖氨酸(ε-PL)的生物被膜去除剂。在该发明中记载了使含有ε-PL的水溶液作用于生物被膜时，生物被膜被去除的内容。已知ε-PL是安全性较高的抗菌性聚氨基酸，在水中的溶解性高，制成水溶液的配方性优异。然而，当将ε-PL用作抑制生物被膜形成的涂层剂时，由于其容易在水溶出，因此难以将其保留在材料或生物被膜表面上。特别地，根据细菌和生物被膜容易繁殖的住宅用水区域等使用环境，有时ε-PL的生物被膜抑制和去除效果会丧失。

如上所述，为了抑制生物被膜的形成，需要在材料表面的成为微生物立足点的部位上，将抗菌效果维持在有效浓度的范围内。专利文献3中记载了包含两亲性嵌段共聚物和抗菌剂的胶束作为用于抑制口腔内生物被膜形成的药物转移系统，通过与牙齿具有结合性而残留于表面，从而提高持续性。

在非专利文献1中记载了关于银纳米粒子的抗生物被膜的内容。银纳米粒子的抗生物被膜效果认为是纳米级的银粒子浸透生物被膜，破坏生物被膜中的细菌类、生物被膜。但是，虽然银纳米粒子的抗菌性、抗生物被膜性优异，但粒子容易凝集，在与蛋白质、盐等的混杂下，活性会显著降低(非专利文献2)。另外银纳米粒子虽被认为安全性高，但具有难降解性，有可能产生银质沉淀症及环境污染等。

鉴于现有技术，作为有效地抑制除去生物被膜的制剂，可列举高分子胶束、金属纳米粒子等纳米材料，但留有水分散性、在材料表面上的残留性、住宅用水区域等环境下的持续性、安全性、生物降解性等诸多技术问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5573111号公报

专利文献2:日本专利第5982088号公报

专利文献3:日本专利第5771143号公报

非专利文献

非专利文献1:纳米研究快报(Nanoscale Research Letters)，2014，9，373.

非专利文献2:日本防菌防霉学会志(J.Antibact.Antifung.Agents)，2018，46，7，277-284.

发明内容

发明所要解决的问题

本发明在于提供一种作为抑制生物被膜的形成和/或除去其的制剂，可以在水中分散，并且即使在住宅用水区域等的环境下效果也持续，且安全性高、低环境负荷的材料。

解决问题的技术方案

本发明的发明人经过深入研究，结果发现，通过以下所示的手段可以解决上述技术问题，完成了本发明。

即，本发明具有以下构成。

(1)一种水分散性的微粒，其含有多元羧酸衍生物和药剂构成的复合物。

(2)如(1)中所述的微粒，其中，上述微粒是上述复合物的缔合物。

(3)如(1)或(2)所述的微粒，其中，上述药剂包含抗微生物肽。

(4)如(1)～(3)中任一项所述的微粒，其中，上述药剂包含ε-聚-L-赖氨酸。

(5)如(1)～(4)中任一项所述的微粒，其中，上述多元羧酸衍生物是多元羧酸与下述通式(1)的炔丙基氨基酸缩合得到的化合物。

[化学式1]

(式中的R表示氢原子或碳原子数为1～8的烃基。另外，上述烃基中，多个氢原子可以被氮原子、氧原子或硫原子取代，另外，式中n表示1～3的整数)。

(6)如(1)～(5)中任一项所述的微粒，其中，所述多元羧酸为选自聚谷氨酸、聚丙烯酸、海藻酸及它们的盐中的一种以上。

(7)如(1)～(6)中任一项所述的微粒，其中，平均粒径为0.05μm～0.7μm。

(8)如(1)～(7)中任一项所述的微粒，其中，上述药剂与上述多元羧酸衍生物的炔丙基氨基的摩尔比为0.1～0.75。

(9)一种抗微生物剂和/或生物被膜除去剂，其含有(1)～(8)中任一项所述的微粒。

发明的效果

本发明的微粒的水分散性和生物被膜的除去性优异，并且可以作为抑制生物被膜形成的涂布剂使用，即使在菌容易繁殖的水环境下，也可以持续地抑制生物被膜的形成。进一步，由于使用来自天然物的原料，因此对环境的负荷小。

附图说明

图1是示出微粒的形成过程的模式图。

图2是示出在水中的微粒的分散状态的光学显微镜照片。

图3是本发明的微粒的IR光谱图。

图4是示出药剂附着量与生物被膜抑制率之间的关系的曲线图。

图5是示出药剂与生物被膜的接触时间与生物被膜除去率之间的关系的曲线图。

图6是示出药剂与生物被膜的接触时间与生物被膜抑制率之间的关系的曲线图。

图7是示出药剂与生物被膜的接触时间与生物被膜中的活菌数之间的关系的曲线图。

具体实施方式

本发明是含有多元羧酸衍生物和药剂构成的复合物的水分散性聚合物微粒。另外，上述多元羧酸衍生物是对于多元羧酸，导入了具有与上述药剂相互作用的取代基的接枝聚合物。然后，通过多元羧酸衍生物与药剂形成氢键或共价键等较强的键合，可以形成分散性优异的微粒。并且，微粒不仅可以长时间地滞留于材料及生物被膜表面，并且由于向生物被膜内的浸透性提高，因此可以期待含有的药剂的残留性及效果的持续性。

本发明中，上述药剂优选对于与产生生物被膜相关的微生物，具有抗微生物、杀灭微生物、消毒或除去微生物作用的药剂。具体而言，可列举抗微生物(菌)肽、季铵盐、双胍化合物、噻唑啉化合物、咪唑化合物、甘油酯化合物、氨基甲酸酯化合物、磺酰胺化合物、吡啶化合物、酚化合物、卤素化合物的有机类抗微生物(菌)剂。其中，从低环境负荷和高安全性的观点出发，优选抗微生物(菌)肽。作为抗微生物(菌)肽的优选的例子，可列举ε-聚-L-赖氨酸(ε-PL)、鱼精蛋白、溶菌酶、乳链菌肽、防御素、粘菌素、抗菌肽(Indolicidin)、蜂毒素(melittin)等，基于原料的购入性和通用性的观点，更优选ε-PL。上述ε-PL是作为必须氨基酸之一的L-赖氨酸的ε位的氨基与羧基生成肽键的大约25～35的赖氨酸连接为直链状而得到的氨基酸均聚物。如上所述的多聚赖氨酸例如可以购入Toronto Research Chemicals公司制造的产品。

本发明中，多元羧酸衍生物是对分子中具有2个以上的羧基的羧酸修饰至少1个以上的炔丙基氨基酸而得到的衍生物。作为分子中具有2个以上的羧基的羧酸，可列举丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、柠檬酸、酒石酸等低分子型羧酸；聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等高分子型合成聚合物；果胶、海藻酸、透明质酸、羧甲基纤维素等天然物型多糖类；聚-γ-谷氨酸、聚-α-谷氨酸、聚天冬氨酸等多肽。其中，由于在分子中具有多个交联点，安全性高，因此优选聚-γ-谷氨酸、聚丙烯酸、海藻酸及其盐。

本发明中，炔丙基氨基酸是指以通式(1)表示的氨基酸衍生物。式中的R是氢原子或碳原子数为1～8的烃基。另外上述烃基中，多个氢原子可以被氮原子、氧原子或硫原子取代。另外式中的R分别可以相同，也可以不同。另外式中的n表示1～3的整数。

[化学式2]

构成上述通式(1)的炔丙基氨基酸的氨基酸可任意使用没有制限，有商购的商品即可使用该商品，但从安全性的观点出发，优选使用构成生物蛋白质的氨基酸。作为构成生物蛋白质的氨基酸，可列举天冬酰胺、天冬氨酸、丙氨酸、精氨酸、半胱氨酸/胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、组氨酸、赖氨酸(赖氨酸)、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸(苏氨酸)、色氨酸，均优选使用L型。这些中，优选使用作为购入容易、安全性高、且结构最简单的材料的甘氨酸。

上述通式(1)的炔丙基氨基酸可以通过如下的反应式(2)所示的使上述氨基酸与炔丙醇或炔丙基卤素化物等缩合而得到。更具体而言，通过将氨基酸与炔丙醇等混合并溶解，并添加亚硫酰氯等缩合剂进行反应，可以容易地制造炔丙基氨基酸。需要说明的是，式中的X表示羟基或卤素基团。另外式中的R表示氢原子或碳原子数为1～8的烃基。另外上述烃基中，多个氢原子可以被氮原子、氧原子或硫原子取代。另外式中的R分别可以相同，也可以不同。另外式中的n表示1～3的整数。

[化学式3]

本发明中，多元羧酸衍生物可以如下述反应式(3)所示的使通式(1)的炔丙基氨基酸与上述多元羧酸的羧基缩合而得到。作为上述多元羧酸与炔丙基氨基酸缩合的方法，可以通过在室温(1～30℃)、脱水缩合剂存在下，使多元羧酸和炔丙基氨基酸反应来制备。更具体而言，可以将多元羧酸溶解在溶剂中，然后添加上述制备得到的炔丙基氨基酸、缩合剂，根据需要添加反应促进剂进行反应而制备。此时，优选作为羧酸活性基团的炔丙基氨基酸相对于构成多元羧酸的羧酸单元为0.25～1.0当量。上述炔丙基氨基酸与羧酸单元的摩尔比过小时，有时反应不充分，修饰率降低。另一方面，上述炔丙基氨基酸与羧酸单元的摩尔比过大时，有时未反应的原料及副产物的量增多。

[化学式4]

在本发明中，脱水缩合剂为N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(WSC)、O-(苯并三唑-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基鎓六氟磷酸(HBTU)等。优选上述脱水缩合剂相对于构成多元羧酸的羧酸单元添加0.25～1.0当量。

本发明中，缩合反应的反应溶剂只要其是溶解多元羧酸的溶剂即可，没有特别限制，例如可列举水、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)和四氢呋喃(THF)等。

本发明中，促进缩合反应的情况下，作为反应促进剂，优选在反应液中添加碱、催化剂和活性酯。就碱而言，可列举三乙胺(Et₃N)、N，N-二异丙基乙胺等胺、碳酸钠、碳酸氢钠等碳酸盐等。另外，就催化剂而言，可列举N，N-二甲基-4-氨基吡啶(DMAP)等。另外，就活性酯而言，作为反应中间体的酯，可列举1-羟基苯并三唑(HOBt)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)。添加碱的情况下，优选相对于构成多元羧酸的羧酸单元，添加0.5～1.5当量。另外，添加活性酯的情况下，优选相对于构成多元羧酸的羧酸单元，添加0.25～1.0当量。

在上述缩合反应中，通过改变炔丙基氨基酸及脱水缩合剂等各原料的添加量，可以改变炔丙基氨基酸相对于多元羧酸的修饰率。使用多元羧酸的情况下，炔丙基氨基酸的修饰率优选对应于每羧酸单元为1～55％，更优选5～50％，进一步优选10～50％。超过55％时，在溶剂中的溶解性变差。将相对于多元羧酸的炔丙基氨基酸的修饰率调整为上述范围，由此可以调整内包药剂时的微粒的尺寸。

本发明中，回收反应后的多元羧酸衍生物时，在反应液中，添加多元羧酸衍生物不溶的有机溶剂(贫溶剂)使其沉淀。贫溶剂只要是多元羧酸衍生物不溶且分散性良好的溶剂即可，没有特别限定，例如，丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸酯等。贫溶剂优选相对于反应溶剂为3～10倍量。贫溶剂的添加量过少时，多元羧酸衍生物有时无法充分地析出。另外，贫溶剂的添加量过多时，清洗的成本增大。

本发明中，在回收多元羧酸衍生物后，除去杂质时，可列举将多元羧酸衍生物溶于水等的良溶剂后，在室温下搅拌并添加贫溶剂，使上述多元羧酸衍生物再沉淀这样的所谓溶解再沉淀法进行纯化的方法。将该操作根据需要重复1～3次，可以将杂质降低至检测限以下。需要说明的是，良溶剂是要可以溶解多元羧酸衍生物即可，没有特别限定，但从对安全性和环境的影响方面出发优选为水。另外，贫溶剂只要是多元羧酸衍生物难溶的溶剂即可，没有特别限定，作为优选的例子，可列举丙酮、甲醇、乙醇等。

上述良溶剂的量可以根据多元羧酸衍生物的溶解性进行调整，但是从工业生产性方面出发期望高浓度。例如，良溶剂的量优选10～60wt％的范围，更优选10～30wt％的范围。

上述贫溶剂的量可以根据多元羧酸衍生物的溶解性进行调整，可以是多元羧酸衍生物析出的量的最少量。例如，贫溶剂优选相对于良溶剂的2倍量～12倍量。

通过重复上述纯化，可以进一步降低杂质。从制造成本方面出发，可以进行1～2次。

得到的多元羧酸衍生物是多元羧酸的羧基与炔丙基氨基酸缩合得到的化合物，是由羧基的亲水性部位与炔丙基氨基的疏水性部位构成的两亲性分子。

本发明中，通过使多元羧酸衍生物与上述药剂在能够相溶的溶剂中(反应液中)共存，形成在多元羧酸衍生物的炔丙基氨基酸部位与药剂结合的复合物，进一步上述复合物可以自组织化形成微粒(图1)。该微粒可以通过炔丙基氨基酸相对于多元羧酸衍生物的羧基的修饰率和药剂的浓度来调整微粒的粒径。微粒的平均粒径没有特别限定，优选0.05μm～0.7μm的范围。粒径过大时，无法浸透生物被膜内部。

本发明中，制备微粒时的反应液中，相对于多元羧酸衍生物，药剂的添加量优选药剂与多元羧酸衍生物炔丙基氨基的摩尔比在0.1～0.75的范围，更优选0.15～0.65的范围。摩尔比过大时，微粒容易凝集，有时溶液中的再分散性较差。摩尔比过小时，有时无法得到对于抗生物被膜而言有效的微粒。

本发明中，制备微粒时的溶剂只要是多元羧酸衍生物与药剂这两个成分溶解的溶剂即可，没有特别限定，从环境、安全性的观点出发，优选水。根据需要，可以使用分散剂、表面活性剂、增溶剂等添加剂。

本发明中，制备微粒时的反应液中的药剂的浓度，在使用抗微生物(菌)剂时，可以参考最小抑菌浓度(MIC)及最小杀菌浓度(MBC)的值而确定。例如，使用ε-PL的情况下，优选0.01～1wt％的范围，更优选0.02～0.1wt％的范围。超过1wt％时，有时从原料成分方面出发不利，小于0.01wt％时，有时抗生物被膜性降低。

本发明中，制备微粒时的反应液中的多元羧酸衍生物的浓度，可以根据上述药剂的有效浓度和摩尔比的平衡而确定。例如，优选0.1～1wt％的范围，更优选0.5～1wt％的范围。超过1wt％时，有时在原料成本的方面不利。小于0.1wt％，由于微粒中的药剂浓度降低，因此有时抗生物被膜性降低。

得到的微粒在使用水作为反应溶剂时，直接作为微粒分散液用于抗微生物、杀灭微生物、消毒及除去微生物等用途及生物被膜的除去。在此，如图2所示，微粒分散液是指微粒均匀地存在于分散液中而不会形成凝集块。上述微粒分散液可列举性对于已经形成的生物被膜，根据必要稀释或浓缩并进行散布或喷雾的方法。将上述分散液散布或喷雾于生物被膜后，可以在常温下放置至少1分钟以上。另外，根据需要添加并使用表面活性剂、蛋白质分解酵素、多糖分解酵素、DNA分解酵素、漂白剂等。

本发明中，微粒除了散布或喷雾已经形成的生物被膜上使用以外，可以在生物被膜未形成的材料表面上预先涂布微粒，由此抑制微生物在材料表面的粘附及生物被膜的形成(抗生物被膜涂层)。该涂层被膜通过微粒表面的羧酸基与基材表面之间的相互作用、或微粒物理吸附于基材表面，粒子固定化于基材表面，因此不宜因水而流出，抗微生物性得到维持，可以长期间内抑制生物被膜的形成。

本发明中，将微粒用作抗生物被膜涂层时，药剂通过微粒附着于材料表面的附着量优选为0.04～0.12μg/cm²的范围。药剂的附着量过少时，有时无法充分地发挥对生物被膜形成的抑制。另外药剂的附着量过多时，在成本效果发明不利。

在上述材料表面上进行抗生物被膜涂层处理时，作为可以进行涂布的基材，可以列举陶瓷、金属、金属氧化物、塑料、橡胶类、矿石类、木材等。

本发明中，微粒使用相对于生态系统安全性高的材料，且可以分散中水中，因此不仅在一般家庭中，还可以作为在医院，护理场所等医疗场所的生物被膜的应对，用于厨房，卫生间，浴缸等住宅用水区域的环境等多数商业用途中。

实施例

以下示出实施例进一步具体地说明本发明，本发明并不限定于实施例。

(甘氨酸-2-丙炔-1-基-酯(GPE)的制备)

制备30mL甘氨酸(Nacalai Tesque株式会社)2.1g与2-丙炔-1-醇(NacalaiTesque株式会社)的混合液，在室温下添加亚硫酰氯(Nacalai Tesque株式会社)2.4mL。将反应液在室温下搅拌2小时，进一步在50℃下搅拌2小时。将反应液冷却至5℃，通过添加乙酸乙酯90mL得到沉淀物。通过过滤沉淀物进行分离，并且用乙酸乙酯30mL清洗3次，通过进行干燥(50℃、12小时)，得到甘氨酸-2-丙炔-1-基-酯(氨基乙酸2-丙炔基酯，GPE)

(炔丙基氨基酸修饰率的测定)

炔丙基氨基酸相对于构成多元羧酸衍生物羧基的修饰率通过测定D₂O中的¹H-NMR光谱(BRUKER、MR400)而确定。就修饰率的计算而言，测定被炔丙基氨基酸修饰的羧基与未经修饰的羧基的α氢的积分强度比，并通过下式求出。

修饰率(％)＝[经过修饰的羧基的α氢]/[(未修饰的羧基的α氢)+(经过修饰的羧基的α氢)]×100

(粒径的测定)

将微粒分散液0.1mL添加入加有纯水的分次池中，搅拌该稀释液。照射纳米粒径分布测定装置(株式会社岛津制作所，SALD-7500nano)的激光，通过可测定的折射率测定分散液中微粒的平均粒径。

(IR光谱的测定)

对微粒分散液进行离心分离(4000rpm)并使其沉淀后，通过2mL的纯水进行3次水洗，在室温下真空干燥24小时，通过红外分光光谱仪(PerkinElmer公司制造的FT-IR装置、型号：SpectrumOne/MultiScope)测定IR光谱。

(生物被膜量的测定)

培养后，取出试验片，用生理盐水清洗，测定附着在试验片表面的生物被膜量。生物被膜测定方法通过CV(结晶紫)染色法进行。即，将试验片在0.1wt％的CV水溶液中浸渍30分钟后，用水清洗过量的CV，用1mL的98％乙醇萃取被染色的部分，并测定在500nm下的吸光度。

(活菌数的测定)

就生物被膜中的活菌数而言，在生物被膜所附着的表面材料上添加生理食盐水1mL，通过超声波清洗机破坏生物被膜，采取溶出液，用生理食盐水稀释至10²～10⁸，将菌接种至3M制造的Petrifilm^TM培养基。在30℃下培养1周，计数菌落，测定活菌数。

(制造例1)GPE化γ-PGA(40)的制造

加入东洋纺株式会社制造的聚谷氨酸钠(γ-PGA)0.5g和水6mL，在室温下搅拌。在该溶液中，添加相对于构成γ-PGA的羧酸单元为0.75当量的1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(WSC)及1-羟基苯并三唑(HOBt)，室温下反应24小时。反应后，添加丙酮35mL，析出聚合物。得到的聚合物通过丙酮清洗，进行干燥。干燥后，将粗聚物溶解于水5.5mL中，添加丙酮60mL，进行再沉淀，并过滤取出。在60℃下，真空干燥12小时，得到目标物质GPE化γ-PGA。通过¹H-NMR(D₂O)，确认到GPE对γ-PGA的羧酸单元的修饰率为40％。对得到的多元羧酸衍生物进行GPE化γ-PGA(40)。

(制造例2)GPE化γ-PGA(25)的制造

作为原料的准备量，除使用0.5当量的GPE及WSC、HOBt以外，通过制造例1记载的方法进行多元羧酸衍生物的制造。通过¹H-NMR(D₂O)，确认到GPE对γ-PGA的羧酸单元的修饰率为25％。对得到的多元羧酸衍生物进行GPE化γ-PGA(25)。

(制造例3)GPE化γ-PGA(15)的制造

作为原料的准备量，除使用0.25当量的GPE及WSC、HOBt以外，通过制造例1记载的方法进行多元羧酸衍生物的制造。通过¹H-NMR(D₂O)确认到GPE对γ-PGA的羧酸单元的修饰率为15％。对得到的多元羧酸衍生物进行GPE化γ-PGA(15)。

(制造例4)GPE化PAC(19)的制造

作为原料为日本触媒株式会社制造的聚丙烯酸钠水溶液(PAC)，作为准备量为0.5当量的GPE及WSC、HOBt，除此以外使用制造例1记载的方法进行多元羧酸衍生物的制造。通过¹H-NMR(D₂O)确认了GPE对PAC的羧酸单元的修饰率为19％。将得到的多元羧酸衍生物作为GPE化PAC(19)。

(制造例5)GPE化ALG(22)的制造

作为原料，使用了Nacalai Tesque株式会社制造的海藻酸钠(ALG)，除此以外，通过制造例1记载的方法进行多元羧酸衍生物的制造。通过¹H-NMR(D₂O)确认到GPE对ALG的羧酸单元的修饰率为22％。将得到的多元羧酸衍生物制成GPE化ALG(22)。

(GPE化γ-PGA/ε-PL的微粒分散液的制备)

将0.005g通过制造例1～3得到的GPE化γ-PGA中加入0.5mL水中，在室温下溶解，在该溶液中加入0.02～0.18wt％的Toronto Research Chemicals公司制造的ε-PL(盐酸盐)水溶液0.5mL，在室温下搅拌1分钟，得到微粒分散液。使用得到的分散液将测定的微粒的平均粒径示于表1中。确认到得到了ε-PL与聚合物的GPE基的摩尔比在0.16～0.63的范围中、平均粒径为0.064μm～0.624μm的微粒。存在摩尔比超过0.75时，粒子凝集，分散性恶化的倾向。制备未被GPE化的γ-PGA与ε-PL的混合液时，立即观察到凝集物，没有得到如上所述的微粒。需要说明的是，为了分析实施例1中得到的微粒的组分，通过离心分离机对微粒进行离心分离、水洗、干燥，并通过红外分光光谱仪(株式会社岛津制作所)测定IR光谱。离心分离的微粒的IR光谱示于图3。对于得到的微粒，观察到来自GPE化γ-PGA和ε-PL的吸收峰，确认到为包含这两个成分的组合物。

[表1]

(试验例1)P.Fluorescens菌液的制备

作为抗生物被膜性评价，使用作为生物被膜生产性高的革兰氏阴性杆菌P.Fluorescens。P.Fluorescens干燥标准品通过NBRC No.14160购入，通过下述方法复苏。在烧杯中量取和光纯药工业株式会社制造的Daigo 802培养基8.4g和纯水300mL，在室温下搅拌约30分钟使其悬浮。在高压杀菌器中对复苏液杀菌后，用微量移液管取0.2mL，加入P.Fluorescens干燥标准品安瓿瓶中，进行搅拌。在烧瓶中放入另行制备的和光纯药工业株式会社制造的SCD培养基(Soybean-Casein Digest Broth)25mL，接着，加入上述经过悬浮的P.Fluorescens菌液100μL，通过恒温振荡培养机进行培养，设定为温度30℃、24小时、速度150rpm。培养后，将菌液加入80％甘油中，并将菌液在-80℃下保存。

(试验例2)使用了微粒分散液的抗生物被膜涂布试验

作为抗生物被膜涂膜的试验液，使用制造例1～5的GPE化多元羧酸，制备与ε-PL的微粒分散液。微粒分散液混合两个水溶液而制备，并使分散液中的GPE化多元羧酸的浓度为0.5wt％、ε-PL的浓度为0.045wt％。作为比较，使用ε-PL单体水溶液、和光纯药工业株式会社制造的IPMP(4-异丙基-3-甲基苯酚)乙醇溶液、银纳米粒子的水分散液(日本Ion株式会社制造)，分别制备使其在溶液中的浓度为0.045wt％。作为各试验液的涂布量，将各抗菌成分涂布于试片(氯乙烯制、1cm²)上，并使各抗菌成分的附着量为0.04～0.12μg/cm²，在30℃下真空干燥12小时。对于涂布有各药剂的试片，施加假定为住宅用水区域的环境的水洗条件(25℃、350rpm、1分钟搅拌)。将水洗后的试片浸渍于包含试验例1中制备得到菌液的培养基(将P.Fluorescens菌液用SCD培养基制备为10⁶cfu/mL)，在30℃下培养48小时形成生物被膜。培养后，取出试片，通过生理食盐水清洗，测定粘附于试片表面上的生物被膜量。生物被膜的抑制率如下式进行计算。

生物被膜抑制率(％)＝(未处理的试片的测定值-试验用液涂布的试片的测定值)/(未处理的试片的测定值)×100

将各涂布剂的附着量和生物被膜抑制率的结果示于表2、图4。确认到GPE化多元羧酸/ε-PL微粒涂布相对于未处理试片最大程度抑制85％左右的生物被膜。另一方面，就ε-PL单体、银纳米粒子涂布而言，施加水洗条件时，生物被膜抑制率降低，即生物被膜附着抑制性降低。推测这是因为通过用水洗涤容易除去涂层中所含的药剂。另外，就银纳米粒子涂布而言，存在附着量越多，生物被膜附着量越高的倾向，来自产品的非活性成分成为促进生物被膜、细菌细胞的粘附的立足点。另一方面，就GPE化多元羧酸/ε-PL涂布而言，即使施加水洗条件，生物被膜抑制效果也得到维持，确认到ε-PL单体及银纳米粒子未达成的持续效果。

[表2]

(试验例3)药剂浸渍后的生物被膜除去性试验

在48微孔板(住友Bakelite株式会社制造)中，放入包含试验例1的菌液(P.Fluorescens，10⁶cfu/mL)的SCD培养基，在30℃下培养1周，在板内形成生物被膜，除去上清菌液，通过杀菌过的生理食盐水清洗，进行干燥。试验液通过与试验例2相同的方法制备。即，制备相对于分散液，GPE化多元羧酸的浓度为0.5wt％、ε-PL的浓度为0.04wt％的微粒分散液。在形成有生物被膜的微孔板内加入各试验药剂1mL，浸渍1分钟、10分钟、30分钟、60分钟，每间隔各浸渍(接触)时间调查生物被膜除去性。经过浸渍(接触)时间后，除去试验药剂，立刻通过1mL生理食盐水清洗2次，在干燥后，进行试验例2中记载的基于CV染色法的生物被膜量的测定。生物被膜的除去率通过下式计算。

生物被膜除去率(％)＝(未处理的测定值-试验液浸渍后的测定值)/(未处理的测定值)×100

将各试验药剂与生物被膜接触(浸渍)时间与生物被膜除去率的关系示于表3、图5。ε-PL水溶液的生物被膜除去性最高，GPE化多元羧酸/ε-PL显示70％的生物被膜除去性。另外生物被膜除去性与作为生物被膜杀菌剂已知的IPMP同等级，比银纳米粒子高。银纳米粒子的结果为延长接触时间时生物被膜除去性降低。推测这是因为银纳米粒子由于来自生物被膜的蛋白质、培养基的盐等杂质而发生了凝集。

(试验例4)药剂浸渍(接触)后的生物被膜抑制性试验

在试验例3的形成有生物被膜的微孔板内，加入各试验药剂1mL，浸渍1分钟、10分钟、30分钟、60分钟，经过接触时间后，除去试验药剂，立刻通过1mL生理食盐水清洗2次。在此，在微孔板内加入SCD培养基1mL，在30℃下培养24小时，再次形成生物被膜，评价生物被膜的再抑制性。培养后，进行生物被膜量的测定。生物被膜的量通过试验例2中记载的基于CV染色法的生物被膜量的测定进行。生物被膜的抑制率通过下式计算。

生物被膜抑制率(％)＝(未处理的测定值-试验液浸渍后的测定值)/(未处理的测定值)×100

各试验药剂与抑制率的关系示于表3、图6。GPE化多元羧酸/ε-PL中，确认到作为多元羧酸的PAC系的生物被膜的抑制效果最高。已知GPE化多元羧酸/ε-PL粘附于生物被膜表面，即使在培养基中、容易形成生物被膜的环境下，也维持了生物被膜的抑制效果。

[表3]

(试验例5)生物被膜杀菌性试验

在试验药剂接触生物被膜后，对生物被膜中的菌的杀菌性进行了试验。向试验例3中的形成有生物被膜的微孔板中加入了各试验药剂1mL，浸渍了1分钟、10分钟、30分钟、60分钟，经过接触时间后，除去试验药剂，立刻通过1mL生理食盐水清洗2次。在微孔板中，加入生理食盐水1mL，通过超声波清洗机处理1分钟，破坏生物被膜使菌溶出至生理食盐水中。通过杀菌过的生理食盐水将溶出液稀释至10²～10⁸，接种于3M制造的Petrifilm^TM培养基，在30℃下培养1周，计数菌落，并测量活菌数。将药剂接触时间与活菌数的关系示于表4、图7。在实施例37-39中，相对于未处理的活菌数为40000cfu/well，活菌数降低，确认了通过在微粒分散液中的浸渍，生物被膜中的菌数降低。

[表4]

工业可利用性

本发明的微粒分散于水中，由于可以通过涂布或浸渍而有效地抑制生物被膜的形成，或除去生物被膜，因此适用范围较广，另外由于使用了对于生物体、环境安全性高的材料，并且具有基材粘附性，因此可以用作生物被膜对策。

Claims

1.一种水分散性的微粒，其包含多元羧酸衍生物和药剂构成的复合物，

其中，所述多元羧酸衍生物是多元羧酸与下述通式（1）的炔丙基氨基酸缩合得到的化合物，

[化学式1]

式中的R表示氢原子或碳原子数为1～8的烃基，所述烃基中，多个氢原子可以被氮原子、氧原子或硫原子取代，另外式中n表示1～3的整数，

所述多元羧酸衍生物通过下述反应式（3）使所述通式（1）的炔丙基氨基酸与所述多元羧酸的羧基缩合而得到，

，

所述药剂是抗微生物肽，且能够与所述多元羧酸衍生物形成氢键或共价键，

所述药剂与所述多元羧酸衍生物的炔丙基氨基的摩尔比为0.1～0.75。

2.如权利要求1中所述的微粒，其中，所述药剂是抗菌肽。

3.如权利要求1或2中所述的微粒，其中，所述微粒是所述复合物的缔合物。

4.如权利要求1或2中所述的微粒，其中，所述药剂包含ε-聚-L-赖氨酸。

5.如权利要求1或2中所述的微粒，其中，所述多元羧酸为选自聚谷氨酸、聚丙烯酸、海藻酸及它们的盐中的一种以上。

6.如权利要求1或2中所述的微粒，平均粒径为0.05μm～0.7μm。

7.一种抗微生物剂和/或生物被膜除去剂，其含有权利要求1～6中任一项所述的微粒。