CN1314821A - 经空气传播的变应原的处理 - Google Patents

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Abstract

一种使经空气传播的变应原变性或失活的方法,其包括从含包括变应原变性剂或变应原失活剂的液体组合物的喷射装置直接向空气传播的变应原源喷射液滴,该方法包括通过喷射装置喷射液滴的过程中经双层充电将单极性电荷施加到液滴中,单极性电荷为一定水平,使得液滴具有至少为+/－1×10-4C/kg的电荷与质量比。

Description

经空气传播的变应原的处理
本发明涉及对经空气传播的变应原的处理。
己知各种各样的变应原，它们通过空气传播引起人体反应。例如，早就众所周知房间里的灰尘能引起人的变应原性反应，如哮喘和鼻炎。据报道人们早在1928年就认识到灰尘中的螨虫是引起变应原性反应的主要源，但是直到20世纪60年代研究人员才取得了显著的进展。
确信房间中灰尘螨虫的排泄物、Dermatophogoides farinae(已知为Der-f)和Dermatophagoides pteronyssinus(已知Der-p)引起机体的免疫应答，从而导致了公知的变应原性综合症的危险。
一种克服这些变应原性反应的方法是充分并经常真空清洁表面，如包含灰尘螨虫和它们的排泄物的地毯，但要花费时间(定期处理以保证环境不含过敏原物质)并非常依赖于所用的真空吸尘器和过滤包的效率，如微粒过滤包或双层真空包。
产生没有变应原环境的一种可选择的方法是使变应原变性，如，使用利用气溶胶喷射装置对经空气传播的变应原施用的变应原变性剂。当致动时，这个装置产生气溶胶喷雾，并且该喷雾可以指向要处理的任何空间。
要被处理的变应原是经空气传播的微粒，用公知的气溶胶喷雾装置在变应原变性剂和空气传播变应原之间产生低的碰撞率。这样的低的碰撞率的实际结果是为了达到效果一定要以较大的量使用变应原变性剂。另一种结果是，例如气溶胶喷雾组合物包括一种香水或香料的情况下，选择浓的香味或淡的香气。
存在问题的其它的变应原是猫变应原(Fel-d)和蟑螂变应原(Bla-g)。使用气溶胶喷射装置施用的用于具体变应原的变应原变性剂可以将这些变应原变性。
如果喷射液滴与变应原微粒有更高的碰撞率，并且如果液滴能润湿变应原微粒的表面，则该气溶胶喷射型装置的效率将提高。我们现在改进和提高了使经空气传播的变应原变性或失活的方法。
根据本发明，提供了一种使经空气传播的变应原变性或失活的方法，该方法包括将由含有包括变应原变性剂或变应原失活剂的液体组合物的喷射装置直接在变应原空气传播源处喷洒液滴，该方法包括在喷射装置喷射液体微粒的过程中通过双层充电使所述液滴带单极性电荷，单极性电荷为一定水平，从而使所述微滴具有至少为+/-1×10-4C/kg的电荷的质量比。
优选施加到液滴上的单极性电荷只是通过在液体从中喷射出时喷射装置内的液体和喷射装置本身之间的相互作用产生。特别地，优选单极性电荷被施加到液滴上的方式并不即使部分地依赖于喷射装置与任何外部电荷感应装置的连接，如一个相对的高压源或任何内部的电荷感应装置，如电池组。在这样的配备中，该气溶胶喷射装置是完全整装的，使其适用于工业生产、公用领域和家庭环境。
优选，该喷射装置是一个没有任何电路系统但可用于手控的家用压力喷射装置。该装置一般具有范围为10ml到200ml的容量并能手动致动或者通过自动致动机构致动。特别优选的家用装置是可手控的气溶胶罐。
优选，至少为+/-1×10-4C/kg的微滴电荷与质量比的微粒被施加到液滴中，这是使用具有下面特征的至少一个的气溶胶喷射装置的结果：致动器的材料、致动器的孔的大小和形状、汲取管的直径、阀的特点和该气溶胶喷射装置中含有的变应原变性或变应原失活组合物的配方，选择这些特征，在液滴从气溶胶喷射装置的孔实际喷射出期间通过双层充电将单极性电荷施加到液滴中，来实现所述微滴的电荷与质量比。
本发明所述方法的结果是利用形成气溶胶喷射部分的变性剂或失活剂针对变应原颗粒是有效的。结果是由于变应原在空气传播激活的条件下的沉淀作用和失活作用的增加而存在变应原性应答的可观察到的实际减少。
因单极性电荷被施加到气溶胶喷射的液体微粒中而实现该结果。该电荷有两种作用。单独的液滴吸引变应原颗粒，并由于所有的液滴携带相同极性的电荷，所以它们相互排斥。
相应地，液滴间的聚结极少或没有，相反，与不带电荷的液滴比较，它们趋向于向更大的范围内扩散。另外，如果电荷间排斥力比液滴的表面张力还大，则带电荷的微粒将破裂成大量的更小的带电荷的微粒(超过瑞利极限)。该过程持续到两种相对力量均衡或液滴被完全蒸发。
变应原微粒通常与其周围环境是电隔离的并且一般与其环境的电势相同。这样带电液滴团内隔绝的变应原微粒可能引起由液滴产生的电场的结构变形，以至于液滴被吸引到变应原微粒上的量增加。实际上，液滴指向变应原颗粒。
一种变应原变性剂的例子是鞣酸，其应用描述于美国专利No.4,806,526中。
许多变应原失活剂对要处理的灰尘螨虫变应原的类型是特定的。例如一种有效的Der-f变应原失活剂可能不会作为Der-p变应原失活剂有效作用。在wo99/15208中描述了许多用于处理Der-f和/或Der-p变应原的失活剂。
例如，用于Der-f和/或Der-p变应原的失活剂的例子有雪松油、氯化十六碳烷基三甲铵、氯乙醇铝、1-丙氧基-丙醇-2、聚季铵-10、硅胶、丙二醇藻酸盐、硫酸铵盐、4-异丙基环庚二烯酚酮、L-抗坏血酸、固定化鞣酸、氯化己糖二酐、马来酐、日本扁柏油、AgCl和TiO2的复合物、diazolidinyl脲、6-异丙基-m-甲酚、结构式Ⅰ的化合物、
Figure A9981024800061
结构式Ⅱ的化合物、
Figure A9981024800062
包含两个或更多的结构式Ⅲ的重复单元的二醛聚合物
Figure A9981024800063
其中n=2到200，尿素、环糊精、氢化酒花油、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、蒽醌的钠盐、巯基乙酸钾或戊二醛。
使用气溶胶喷射器喷射到空气中的液体组合物优选是水和碳氢化合物的混合物或乳化液，或在使用前或喷射过程中摇动喷射器使液体转化成乳化液的液体。适于根据本发明方法喷射形式的组合物的例子是以美国专利4806526为基础的组合物。
在已知所有的液体气溶胶携带净正或负的电荷是双层充电或液体微粒的分裂的结果的同时，被施加到从标准装置喷射出的液滴的电荷水平只为+/-1×10-8到1×10- 5C/kg量级。
本发明依赖于气溶胶喷射装置的设计的各种特性的结合，以便于当气溶胶喷射装置喷射时增加液体的电荷。
一种典型的气溶胶喷射装置包括：
1．可以含有由喷射装置喷射的组合物和液体或气态抛射剂的气溶胶罐；
2．延伸到罐内的汲取管，汲取管的上端部与阀相连；
3．位于阀上方的致动器，其能够被施以压力以操作阀；和
4．致动器上设的嵌入件，其包括一个组合物从中喷出的孔。
本发明中使用的优选的气溶胶喷射装置在WO97/12227中有描述。
通过选择喷射装置的几方面，包括致动器的材料、形状和尺寸、致动器嵌入件、阀和汲取管和被喷射液体的特性可以使液滴施加有较高的电荷，使得当液体被分散成液滴时产生所需水平的电荷。
喷射系统的许多特性使在液体配方和喷射系统表面之间的双层充电和电荷交换在增加。可以提高通过该系统的流动的涡流以及提高液体容器的内表面和阀和致动器系统之间接触的频率和速度的因素带来这样的增加。
例如，可以优化致动器的特性，以提高从容器中喷射的液体上的电荷水平。尺寸为0.45mm或更小的致动器嵌入件上的孔提高通过致动器喷射出的液体的电荷水平。致动器的材料的选择也能增加从该装置喷射出的液体上的电荷水平，如趋向于提高电荷水平的尼龙、聚酯、乙缩醛、PVC和聚丙烯。嵌入件上的孔的几何形状能够优化，使通过致动器被喷射时液体上的电荷水平增加。促进液体械分解的嵌入件给出更好的带电状况。
喷射装置的致动器嵌入件可以由一种导体、绝缘体、半导体或静电消耗型的材料形成。
可以优化汲取管的特性以使从容器中喷射的液体上的电荷水平增加。一个狭窄的汲取管，例如内径大约为1.27mm，增加了液体上的电荷水平，汲取管的材料也可以改变以增加电荷。
可以选择当从容器喷射时提高液体产品的电荷与质量比的阀的特性。壳体中小的尾件孔，大约0.65mm，增加在喷射过程中的产品的电荷与质量比。减少在主干上孔的数量，如2×0.50mm，也增加喷射过程中产品的电荷。蒸气相龙头的存在有助于将电荷水平最大化，一个较大的孔蒸气相龙头，例如，大约0.50mm到1.0mm通常会带来更高的电荷水平。
产物配方中的改变也可以影响电荷水平。含有碳氢化合物和水的混合物，或不混溶的碳氢化合物和水的乳化物的配方要比仅包括水或仅包括碳氢化合物的配方从喷射装置喷射出时携带更高的电荷与质量比。
优选本发明中使用的变应原中和组合物包括油相、含水相、表面活性剂、变应原变性剂或变应原失活剂和抛射剂。
优选，所述油相包括C9-C12的碳氢化合物，其优选占本发明所述组合物的量的2％-10％w/w。
优选的表面活性剂是甘油-油酸酯或聚甘油-油酸酯，占本发明所述混合物的量的0.1％-1.0％w/w。
优选的抛射剂是液化石油气体(LPG)，更优选的是丁烷，任选地在与丙烷的混合物中。根据组合物是要作为“湿”或“干”组合物喷射，抛射剂可以以10％-90％w/w的量存在。对于“湿”组合物，抛射剂优选以20％-50％w/w的量存在，更优选以30％-40％w/w的量存在。
从气溶胶喷射装置中喷射的液体微粒的直径范围一般是从5到100微米，微粒的大部分的直径为40微米。从气溶胶喷射装置中喷射的液体可以包括预先量的微粒材料，例如，熏过的氧化硅，或预定量的挥发性固体材料如薄荷醇或萘。
本发明所述的方法除中性的变应原以外，也可以通过微粒的间接充电而加速经空气传播的微粒的自然沉淀过程，从而快速便捷地提高空气的质量。
用于典型的喷射装置的罐由铝或漆锡或非漆锡板或相似材料制成。致动器嵌入件可以由例如缩醛树脂制成。阀主杆侧向的开口一般由两个直径为0.51mm的孔组成。
将结合附图举例对本发明作进一步的描述，其中：
图1是本发明气溶胶喷射设备的示意性剖面图；
图2是图1所示设备的阀组件的示意性剖面图；
图3是图2所示组件的致动器嵌入件的横向断面；
图4是图3所示沿A的方向观察的喷射头的内孔结构图；
图5是图3所示沿B的方向观察的喷射头的旋涡腔内的结构图；和
图6是实施例6中详细描述的本发明所述方法与含有变应原的灰尘微粒的沉降速率的关系。
参见图1和2，给出根据本发明的气溶胶喷射装置。它包括由铝或漆锡或非漆锡板或相似材料以常规方法构成的罐1，形成用于盛有一定传导性的液体3的容腔2，从而使液体微粒可以携带适宜的静电荷。当罐中有加压气体时，它能迫使液体3经包括汲取管4和阀和致动器组件5的导管系统从罐1中导出。汲取管4包括一个在罐1的底部外周部分终止的端部6和另一个与阀组件的尾件8相连接的端部7。尾件8由在罐的顶部的开口中配装的安装件9所固定，并且其包括确定的尾件孔11的下部10，尾件孔11与汲取管4的端部7相连。该尾件包括一个在下部11相对小直径和在其上部13相对大直径的内孔12。阀组件还包括一个安装在尾件的内孔12内的主杆管14，且其布置成克服弹簧15的作用在内孔12中轴向位移。阀主杆14包括一个具有一个或多个侧向开口(主杆孔)17(见附图2)的内孔16。该阀组件包括一个有中心孔19用于空纳阀主杆14的致动器18，这样主杆管14的内孔16可与致动器的内孔19连通。垂直延伸至孔19的致动器的通道20连接带有一个凹口的内孔19，凹口包括其上安装有以嵌入件22形式的喷射头的柱21，它包括与通道20连通的内孔23。
弹性材料构成的环24设在阀主杆14的外表面之间，通常该密封环封闭了阀主杆14的侧向开口17。阀组件的结构促使致动器18受到人为压力后推动阀主杆14向下克服弹簧15的作用，如图2所示，以至于密封环14不再封闭侧向开口17。在这种位置，提供一条从容腔2到喷射头的内孔23的通道，使得液体在罐内气体的压力下经包括汲取管4、尾件孔12、阀主杆孔16、致动器内孔19和通道20的导管系统传到喷射头。
尾件8的壁中提供有孔27(图1中未标注)并且构成蒸气相开关，该容腔2内的气体压力可以直接作用使液体通过阀组件流动。这使得液体的涡流增加。还发现如果27的直径至少为0.76mm时提供增加的电荷。
优选连接尾件孔12和阀主杆孔16的侧向开口17是两孔形式，其各自直径不超过0.51mm以增加静电荷的产生。此外，汲取管4的直径优选尽可能的小，如1.2mm，是为了增加施加给液体的电荷。而且，如果尾件孔11的直径也尽可能的小，如不超过0.64mm，则产生的电荷也会增加。
参照图3，图3是图1和2的设备的致动器嵌入件的截面的放大图。为简单起见，该图中给出了孔23的单独圆柱形。然而，孔23的优选结构例如如图4所示。参考标记31标记内孔23的孔隙和参考标记30标记孔的孔隙限定部分。L(单位：mm)表示内孔出口的孔隙限定部分的总的外周长度，a(单位：mm2)表示内孔出口的孔隙的总面积，L和a的数值在图4中标出。当L/a大于8并且发现该条件对于电荷的发展特别具有传导性，因为致动器嵌入件和从中流过的液体之间的接触面积增加。
很多不同的配置可以采用，以产生L/a的高比率，而不用将横截面面积a减小到只允许低液体流速的接触面积的值。例如可以使用致动器嵌入件的孔构造：Ⅰ)其中内孔的出口包括多个部段状孔隙(有或无中央孔隙)；Ⅱ)其中出口包括多个扇形孔隙；Ⅲ)其中孔隙一起形成格或棚形式的出口；Ⅳ)其中出口一般是十字状；V)其中孔隙一起确定同心环形式的出口；和这些构造的组合。特别优选的是：致动器嵌入件的孔的结构，其中舌状物部分伸入液体流束中并使其振动。该振动性质可以引起涡流并增加双层的静电荷分离，允许更多的电荷移动到大量的液体中。
参照图5，致动器嵌入件22的旋涡腔35的一种可能的构造的平面图。旋涡腔包括相等间隔的4个侧向通道36并且与包围孔23的中央区域37成正切方向。在使用时，由压力下的气体推出的液体沿通道20运行并冲击与通道的纵轴线正交的通道36。这样的通道安排使液体趋向于在进入区37之前进行循环运动，然后进入内孔23。结果，使液体承受强大的涡流，这增加了液体中的静电荷。
本发明的实例详细描述如下：
例1：定量确定人为产生的(家庭源的)灰尘微粒的气溶胶中变应原(如Derp1、Derfl、Fel d1或Bla g1)的浓度，并且在用包含中和剂的带电荷的液体气溶胶和不包含中和剂的带相同电荷的液体气溶胶处理灰尘团后比较图形。灰尘团是通过使用压缩空气分散2.0g的室内灰尘在2.2m2的测试室中产生的。2.0g的液体气溶胶(含或不含中和剂)被喷射到灰尘团的中央，并立即开始对空气取样。以每分钟18升的速率对该空气取样5分钟，通过直线过滤保持器(德国实验室)中支持的玻璃纤维过滤纸来收集空气传播的微粒。在1ml 10％的BSAPBS-T(含0.05％Tween和10％的牛血清蛋白的磷酸盐缓冲溶液)中从这些收集滤纸上洗脱变应原过夜。然后取出过滤纸，并以13,000rpm的条件将残留溶液离心5分钟。将溶液中含有变应原的上层清液倾析到一个干净的容器中。通过对没有用液体气溶胶处理的灰尘团取样进行对照测定。对于对照物和对于用包含中和剂的带电荷的气溶胶和不含中和剂的相同气溶胶的处理进行最少5次重复操作。收集的溶液中的变应原浓度使用标准的ELISA(酶联免疫吸附测定)方法来检测。
由下列成分制备含有中和剂的气溶胶配方：
乙醇(30％v/v)
水(59％v/v)
苯甲醇(10％v/v)
鞣酸(1％v/v)
将该混合物引入到常用的气溶胶罐中。
使用压缩空气对罐加压，使罐内的压力达到130psi。
通过从高压电源给罐的接合处提供-10kv的电荷，人工将从该喷射发出的微滴上的电荷水平提高至-1×10-4C/kg的电荷与质量比。获得流动速率大约为1.5g/sec。液滴被快速地散布于空气中。
如上所述的气溶胶喷射装置与标准的公知的装有相同气溶胶配方的气溶胶喷射装置相比较。当根据如上所述的方法用来与房间中的变应原相互作用时，发现与标准的公知的装置相比，使用上述装置所需的喷射量要少得多。
实例2
使用空气微粒计量器(APC300A,Malvem Instruments,Malvem,UK)定量测定光化产生的含有一定浓度的变应原的灰尘团中的灰尘颗粒的减少率。将单独自然过程发生的减少率与经过使用从手控压力包装散布器喷出的包含变应原变性剂的带电荷(电荷与质量比为-1.4×10-4C/kg-1)的液体气溶胶组合物，和无电荷(电荷与质量比为-1.3×10-6C/kg-1)的等量液体气溶胶处理灰尘团之后的减少率相比较。通过用压缩空气分散2.0g的灰尘在2.2m3测试室中产生(家庭源的)灰尘颗粒团。灰尘团中颗粒的浓度在14分钟内用空气微粒计量器定量测定，并得到这些灰尘的自然减少率的比率。为了定量测定带或不带电荷的液体气溶胶喷射对灰尘微粒的浓度的影响，将2.0g这些喷射的一种喷射在人造灰尘团的中央，紧接着第一次测定微粒的浓度。随后测定由液体气溶胶喷射实现的反映颗粒减少的灰尘浓度。对于颗粒沉降的自然速度和对于由带电荷和不带电荷的液体气溶胶喷射引起的减少最少进行5次的重复操作。
空气中残留的直径为1-2微米的微粒的百分比的典型结果如图6所示。由于单独自然过程的灰尘微粒的沉降速率十分稳定和缓慢。通过手动操作的压力包装置产生的液体气溶胶喷出在90秒内引起减少60％的微粒。带电荷的液体气溶胶喷出在90秒内减少几乎80％的微粒。当液体气溶胶带电荷时实现的改进的颗粒减少和变应原变性作用超过不带电荷的液体气溶胶实现的程度在统计学上是显著的(P＜0.05)。

Claims (15)

1．一种使经空气传播的变应原变性或失活的方法，其包括直接向在空气中传播的变应原源从含有包括变应原变性剂或变应原失活剂的液体组合物的喷射装置喷射液滴，该方法包括在用喷射装置喷射的液滴时通过双层充电将单极性电荷施加给所述液滴，所述单极性电荷为一定水平，使得所述液滴具有至少为+/-1×104C/kg的电荷与质量比。
2．如权利要求1所述的方法，其中，喷射装置是气溶胶喷射装置。
3．如权利要求1或2所述的方法，其中，液体组合物是乳化液。
4．如上述任一项权利要求所述的方法，其中，液滴具有范围为5-100微米的直径。
5．如上述任一项权利要求所述的方法，其中，组合物包括对抗Der-f、Der-p、Fel-d和/或Bla-g变应原有效的变应原变性剂或失活剂。
6．如上述任一项权利要求所述的方法，其中，单极性电荷仅通过液体和喷射装置之间的相互作用被施加到液滴中，此外无任何电荷从内部或外部电荷感应装置被施加于其上。
7．如权利要求6所述的方法，其中，至少为+/-1×10-4C/kg的微滴电荷与质量比被作为气溶胶喷射装置使用的结果施加到液滴中，所述气溶胶喷射装置具有至少一个下面的特征：致动器的材料、致动器的孔的大小和形状、汲取管的直径、阀的特性和该气溶胶喷射装置中含有的变应原变性或变应原失活组合物的配方，选择这些特征，在液滴从气溶胶喷射装置的孔实际喷出期间通双层充电将单极性电荷施加到液滴中，来实现所述微滴的电荷与质量比。
8．如上述任一项权利要求所述的方法，其中，液体组合物包括一种油相、一含水相、一种表面活性剂、一种变应原变性剂或变应原失活剂和一种抛射剂。
9．如权利要求8所述的方法，其中，油相包括C9-C12的碳氢化合物。
10．如权利要求9所述的方法，其中，C9-C12的碳氢化合物在组合物中以2-10％w/w的量存在。
11．如权利要求8-10的任一项所述的方法，其中，表面活性剂是油酸甘油酯或聚油酸甘油酯。
12．如权利要求8-11的任一项所述的方法，其中，表面活性剂在组合物中以0.1-1.0％w/w的量存在。
13．如权利要求8-11的任一项所述的方法，其中，抛射剂是液化石油气或压缩气体。
14．如权利要求13所述的方法，其中，抛射剂在组合物中以20-50％w/w的量存在。
15．如上述任一项权利要求所述的方法，其中，变应原变性剂是鞣酸，用于Der-f和/或Der-p变应原的失活剂的例子有雪松油、氯化十六碳烷基三甲铵、氯乙醇铝、1-丙氧基-丙醇-2、聚季铵-10、硅胶、丙二醇藻酸盐、硫酸铵盐、4-异丙基环庚二烯酚酮、L-抗坏血酸、固定化鞣酸、氯化己糖二酐、马来酐、日本扁柏油、AgCl和TiO2的复合物、diazolidinyl脲、6-异丙基-m-甲酚、结构式Ⅰ的化合物、
Figure A9981024800031
结构式Ⅱ的化合物、包含两个或更多的结构式Ⅲ的重复单元的二醛聚合物
Figure A9981024800033
其中n=2到200，尿素、环糊精、氢化酒花油、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、蒽醌的钠盐、巯基钾或戊二醛。
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