CZ2010628A3 - Sloucenina pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismu, na bázi derivátu ftalocyaninu, derivát ftalocyaninu pro prípravu této slouceniny, a zpusob prípravy této slouceniny - Google Patents

Sloucenina pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismu, na bázi derivátu ftalocyaninu, derivát ftalocyaninu pro prípravu této slouceniny, a zpusob prípravy této slouceniny Download PDF

Info

Publication number
CZ2010628A3
CZ2010628A3 CZ20100628A CZ2010628A CZ2010628A3 CZ 2010628 A3 CZ2010628 A3 CZ 2010628A3 CZ 20100628 A CZ20100628 A CZ 20100628A CZ 2010628 A CZ2010628 A CZ 2010628A CZ 2010628 A3 CZ2010628 A3 CZ 2010628A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
phthalocyanine
compound
phthalocyanine derivative
acid
microorganisms
Prior art date
Application number
CZ20100628A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ303612B6 (cs
Inventor
Karásková@Marie
Rakušan@Jan
Cerný@Jirí
Slezák@Radovan
Ryšková@Lenka
Buchta@Vladimír
Original Assignee
Výzkumný ústav organických syntéz a.s.
Univerzita Karlova v Praze, Lékarská fakulta v Hradci Králové
Fakultní nemocnice Hradec Králové
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Výzkumný ústav organických syntéz a.s., Univerzita Karlova v Praze, Lékarská fakulta v Hradci Králové, Fakultní nemocnice Hradec Králové filed Critical Výzkumný ústav organických syntéz a.s.
Priority to CZ20100628A priority Critical patent/CZ303612B6/cs
Publication of CZ2010628A3 publication Critical patent/CZ2010628A3/cs
Publication of CZ303612B6 publication Critical patent/CZ303612B6/cs

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N55/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing organic compounds containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen and sulfur
    • A01N55/02Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing organic compounds containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen and sulfur containing metal atoms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16Heavy metals; Compounds thereof

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Predmetem vynálezu je sloucenina na bázi derivátu Ftalocyaninu pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismu, s univerzálním úcinkem na grampozitivní a gramnegativní patogenní bakterie a patogenní kvasinky, která je tvorena alespon jednou solí organické kyseliny sulfamidického typu derivátu ftalocyaninu, a je popsána obecným vzorcem I, kde Me = H.sub.2.n.HOAl, Zn, Pc = ftalocyaninový skelet, n = 1-6, R.sub.1.n., R.sub.2.n. jsou nezávisle na sobe rozvetvený nebo nerozvetvený alkyl, A.sup.- .n.= anion kyseliny askorbové, kyseliny mlécné, kyseliny citrónové.

Description

(57) Anotace:
Pfedmétem vy nálezu je sloučenina na bázi derivátu Ftalocyaninu pro íotodynamickou inaktivaci mikroorganismů, s univerzálním účinkem na grampozitivní a gramnegalivní patogenní bakterie a patogenní kvasinky, která je tvořenu alespoň jednou solí organické kyseliny sulfamidického typu derivátu ftalocyaninu. a je popsána obecným vzorcem 1, kde Me = HtHOAI. Zn. Pc = ftalocyaninový skelet, n = 1-6, R|, Rj jsou nezávisle na sobě rozvětvený nebo nerozvčtvený alkyl. A' = anion kyseliny askorbové. kyseliny mléčné, kyseliny citrónové.
H R
MePcr -SOZNH—(CH^N*
R (1)
0.1-4
Sloučenina pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismů, na bázi derivátu ftalocyaninu, derivát ftalocyaninu pro přípravu této sloučeniny, a způsob přípravy této sloučeniny
Oblast techniky
Vynález se týká nové sloučeniny pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismů (fotosensitizátoru), zejména grampozitivních i gramnegativních patogenních bakterií a také kvasinek, ve všech aerobních prostředích, umožňujících přístup světla, fotodynamickou metodou, a dále se týká derivátu ftalocyaninů pro přípravu této sloučeniny a vlastního způsobu její přípravy.
Dosavadní stav techniky
Infekční onemocnění patogenními bakteriemi jak grampozitivními tak gramnegativními jsou v současné době léčena v humánní i veterinární medicíně trvale vyvíjenými chemoterapeutiky, často sulfonamidického typu, nebo stále sofistikovanějšími antibiotiky, jejichž počet a obtížnost způsobu přípravy neustále vzrůstá. Úspěšnost terapeutického zákroku těmito léčivy na zasaženém organizmu je však v mnoha případech komplikována malou či žádnou terapeutickou odpovědí, způsobenou zpravidla postupně se vyvíjející rezistencí patogenních bakterií proti uvedeným léčivům. Obdobná situace nastává při kvasinkových infekcích, proti kterým jsou z podobných důvodů také vyvíjeny stále novější typy léčiv. Z uvedených důvodů jsou hledány nové postupy účinné likvidace patogenních bakterií a kvasinek, které by omezily či úplně vyloučily vznik rezistence těchto mikroorganizmů.
Tomuto požadavku vyhovuje fotodynamická metoda, při které stopová množství vhodné účinné látky (fotosensitizátoru), aplikovaná ve formě vodného roztoku na infikované místo, či do infikovaného vodného prostředí, za současného působení vzdušného kyslíku a denního či umělého světla vhodné vlnové délky, generují v terapeuticky postačujících množstvích různé reaktivní formy kyslíku (ROS), jakými jsou singletní kyslík, hydroxylové a kyslíkové radikály. Tyto reaktivní formy kyslíku jsou vlastním účinným prostředkem, který spolehlivě a rychle usmrcuje jak patogenní mikroorganizmy, tak i kvasinky. Vznik rezistentních bakteriálních kmenů vůči této terapii je nemožný, neboť mikroorganizmy nejsou • · «« ·· ♦ ·* * · · · » « * · ·« • · · · »♦ · ·♦ ···»· · · · · ·· · * * » · · · ·· • · ·♦ ·« · · *· schopny vypěstovat si resistenci (obdoba tzv. na kyslíku závislého nitrobuněčného zabíjení mikrobů pohlcených buňkami lidského imunitního systému).
Vhodnými fotosensitizátory pro uvedenou fotodynamickou metodu mohou například být vodorozpustné ftalocyaninové deriváty, popisované v americkém patentu US 4,318,883. Tento dokument popisuje obecně způsob boji proti mikroorganismům v nebo na organických nebo anorganických substrátech a způsob ochrany těchto substrátů proti napadení mikroorganismy sloučeninami ftalocyaninů rozpustnými ve vodě, za přítomnosti kyslíku a vody a při současném ozařování viditelným a/nebo infračerveným světlem.
V popisu patentu jsou uvedeny i výsledky mikrobiologického hodnocení fotodynamické účinnosti níže uvedených derivátů ftalocyaninů obecných vzorců:
H2PC - bezkovový ftalocyanin
MePc - kovový ftalocyanin
V příkladech provedení jsou konkrétně uvedeny a hodnoceny následující fotosensitizátory:
Fotosensitizátor Vzorec ftalocyaninu
a H2Pc(SO3H)2
b ZnPc(SO3H)2
c ZnPc(SO3H)4
d ClAlPc(SO3H)2
e CaPc(SO3NH4)2 a CaPc(SO3H)3^
f MgPc(SO3NH4)2 a MgPc(SO3H)3_l
g ZnPc[SO2NHCH2CH2CH2NH+(CH3)2]3^ CH3COO
h FePc(SO3H)2 a FePc(SO3H)34
Ftalocyaninové fotosensitizátory a až h vykázaly dle citovaného patentu dobrou fotodynamickou účinnost pouze proti grampozitivním kmenům bakterií Staphylococcus aureus SG 511, Staphylococcus aureus ATCC 6538 a Streptococcus (nově Enterococcus) faecalis, varieta zymogenes NCTC 5957
Ftalocyaninový fotosensitizátor d vykázal dle citovaného patentu velmi dobrou fotodynamickou účinnost pouze proti gramnegativním kmenům bakterií Escherichia coli NCTC 8196, Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 a Próteus vulgaris ATCC 6896
Fotodynamická účinnost uvedených fotosensitizátorů proti patogenním kvasinkám není v citovaném patentu popisována vůbec.
Nevýhoda známých sloučenin pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismů na bázi derivátů ftalocyaninu spočívá v tom, že nemají současný efektivní účinek na grampositivní a gramnegativní patogenní bakterie a zároveň i na patogenní kvasinky.
Úkolem vynálezu je proto vytvoření takové sloučeniny, která by odstraňovala výše uvedené nedostatky a byla by vhodným univerzálním fotosensitizátorem pro inaktivaci patogenních mikroorganismů.
• · · · • · · «· * · ·« * *«V
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje sloučenina podle vynálezu (fotosensitizátor) na bázi derivátu ftalocyaninu, vyvinutá na základě hypotézy spočívající v předpokladu, že k účinné fotodynamické likvidaci jakéhokoliv mikroorganizmu je nezbytné, aby předmětný ftalocyaninový fotosensitizátor byl především substantivní ke vnější stěně tohoto mikroorganizmu, byl schopen se na ni vázat a v podstatě ji vybarvovat. Tato skutečnost zajistí, že reaktivní formy kyslíku, vznikající interakcí ftalocyaninového fotosensitizátoru se světlem, jsou generovány bezprostředně na vnější stěně fotosensitizátorem vybarveného mikroorganizmu a mají možnost na něj účinně působit. Deriváty ftalocyaninu splňující tento předpoklad mají s výhodou základní strukturu molekuly sulfamidického typu (vzorec I), přičemž konstituce sulfamidických řetězců je uspořádána tak, aby bylo možné tyto sulfamidické ftalocyaninové sloučeniny snadno převádět na formy vodorozpustných solí pomocí cíleně vybraných organických kyselin (vzorec II), které mimo dobré rozpustnosti takto připravených solí sulfamidických ftalocyaninu ve vodě zajistí i jejich požadovanou substantivitu k vnější stěně jak patogenních grampozitivních, tak gramnegativmch bakterií a patogenních kvasinek. Konstituci popsaných fotosensitizátorů založených na sulfamidických derivátech ftalocyaninu ozřejmují následující obecné vzorce (I) a (II):
I.
MeP<r -SOZNH—(CH^-N R2.
0,1-4
Sulfamidický typ derivátu ftalocyaninu nerozpustný ve vodném prostředí, kde:
Me = H2.HOAl, Zn,
Pc = ftalocyaninový skelet, n - 1—6.
Ri, R2 jsou nezávisle na sobě rozvětvený nebo nerozvětvený alkyl
SO2NH-(CH2^N* r2
0,1-4
A’
Sloučenina pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismů podle vynálezu, kterou tvoří sůl organické kyseliny sulfamidického typu derivátu ftalocyaninu obecného vzorce I., rozpustná ve vodném prostředí, substantivní k vnější obálce mikroorganizmu, kde:
Me = H2, HOA1, Zn,
Pc = ftalocyaninový skelet, n=l-6,
Ri, R2 jsou nezávisle na sobě rozvětvený nebo nerozvětvený alkyl,
A = anion vybrané organické kyseliny s výhodou askorbové, mléčné, citrónové.
Předmětem vynálezu je také způsob přípravy sloučeniny pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismů, při kterém se sulfamidický typ derivátu ftalocyaninu obecného vzorce (I) převede na alespoň jednu sůl organické kyseliny, s výhodou kyseliny askorbové, mléčné nebo citrónové, která je rozpustná ve vodném či dimetylsulfoxidovém prostředí, podle obecného vzorce (II). Může se jednat i o směsi solí organických kyselin.
Ve výhodném způsobu přípravy sloučeniny podle vynálezu se sulfamidický typ derivátu ftalocyaninu nejprve suspenduje ve vodném roztoku organické kyseliny, kde za míchání a zahřívání dojde k rozpuštění sulfamidu, který se po následné filtraci odpaří na vodní lázni k suchu.
Sloučenina pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismů podle vynálezu se vyznačuje dobrou rozpustností ve vodném či dimetylsulfoxidovém prostředí, a zároveň dobrou afinitou k vnějším obalovým membránám mikroorganismů, podporovanou zejména molekulárními konstitucemi těchto solí sulfamidických ftalocyaninových derivátů a organických kyselin. Kombinace dobré rozpustnosti a afinity zajišťuje bezprostřední kontakt fotodynamicky generovaných reaktivních forem kyslíku s cílovými mikroorganismy, • · · φ φ »· » · φ φ φφφ · φ φφ φ * φφ · » φ φ φ φ φ φφφ φφφ φφ φφ · φ φφφ ·« patogenními grampozitivními i gramnegativními bakteriemi a patogenními kvasinkami, a zvyšuje tak inaktivační účinek fotodynamického efektu.
Výhoda sloučeniny podle vynálezu tedy spočívá v tom, že vykazuje současně vysokou účinnost proti všem hlavním skupinám patogenních mikroorganismů, oproti starším známým přípravkům, vůči kterým byly některé skupiny (kmeny) patogenních mikroorganismů rezistentní.
Příklady provedení vynálezu
Vynález blíže objasňují následující příklady výchozích derivátů ftalocyaninu a syntetických postupů, vedoucích k jednotlivým příkladům provedení sloučenin podle vynálezu (vodorozpustným ftalocyaninovým fotosensitizátorům) a dále příklady popisující způsoby mikrobiologického hodnocení jejich fotodynamického účinku na vybrané patogenní kmeny grampozitivních a gramnegativních bakterií jakož i patogenních kvasinek.
Příklad 1 — derivát ftalocyaninu pro přípravu fotosensitizátoru g disodného ftalocyaninu bylo za míchám postupně nadávkováno do 64 ml kyseliny chlorsulfonové. Vzniklá směs byla během 15 minut vyhřátá na 100 °C a pri této teplotě míchána 30 minut. Po té byla reakční směs ochlazena na 85 °C a pri této teplotě pod zpětným chladičem prikapáno 34 ml thionylchloridu a reakční směs dále zahřívána 2 hodiny na 100 °C. Po ochlazení byla reakční směs za míchání pozvolna převedena do směsi 1500 g vody a 1500 g ledu. Vzniklá suspenze byla zfiltrována a filtrační koláč promyt ledovou vodou do vymizení kyselé reakce. Bylo tak získáno 31 g vodné pasty sulfochloridu bezkovového ftalocyaninu. Ve vzorku usušené pasty bylo stanoveno 11,1 % hydrolyzovatelného chloru.
Příklad 2 - derivát ftalocyaninu pro přípravu fotosensitizátoru g hydroxyhlinitého ftalocyaninu bylo za míchám postupně nadávkováno do 64 ml kyseliny chlorsulfonové. Vzniklá směs byla během 15 minut vyhřátá na 100 °C a při této teplotě míchána 30 minut. Po té byla reakční směs ochlazena na 85 °C a pri této teplotě pod zpětným chladičem prikapáno 34 ml thionylchloridu a reakční směs dále zahřívána 2 hodiny na 100 °C. Po ochlazení byla reakční směs za míchání pozvolna převedena do směsi 1500 g vody a 1500 g ledu. Vzniklá suspenze byla zfiltrována a filtrační koláč promyt ledovou vodou
• · · · «· ♦ · ♦ · do vymizení kyselé reakce. Bylo tak získáno 115 g vodné pasty sulfochloridu hydroxyhlinitého ftalocyaninu. Ve vzorku usušené pasty bylo stanoveno 6,65 % hydrolyzovatelného chloru.
Příklad 3 - derivát ftalocyaninu pro přípravu fotosensitizátoru g zinečnatého ftalocyaninu bylo za míchání postupně nadávkováno do 64 ml kyseliny chlorsulfonové. Vzniklá směs byla během 15 minut vyhřátá na 100 °C a při této teplotě míchána 30 minut. Po té byla reakční směs ochlazena na 85 °C a při této teplotě pod zpětným chladičem přikapáno 34 ml thionylchloridu a reakční směs dále zahřívána 2 hodiny na 100 °C. Po ochlazení byla reakční směs za míchání pozvolna převedena do směsi 1500 g vody a 1500 g ledu. Vzniklá suspenze byla zfiltrována a filtrační koláč promyt ledovou vodou do vymizení kyselé reakce. Bylo tak získáno 105 g vodné pasty sulfochloridu ftalocyaninu zinku. Ve vzorku usušené pasty bylo stanoveno 6,9 % hydrolyzovatelného chloru
Příklad 4 - derivát ftalocyaninu pro přípravu fotosensitizátoru g vodné pasty sulfochloridu bezkovového ftalocyaninu, připravené dle příkladu 1, bylo dokonale rozmícháno v 50 ml vody při teplotě 19 °C. Do takto připravené směsi bylo najednou nalito 20 g ALV-diethylaminopropylaminu, čímž teplota vzrostla na 31 °C. Vzniklá směs byla za míchání zahřívána 5 hodin při 60 °C pod zpětným chladičem a po té zfiltrována. Filtrační koláč byl promyt vodou a sušen při 80 °C do konstantní hmotnosti. Bylo tak získáno 10,2 g produktu následující konstituce:
/ C H
H2Pc4sO2NHCH2CH2CH2n' 2 5 \ c2h5
Příklad 5 - vodorozpustný fotosensitizátor g sulfamidu bezkovového ftalocyaninu připraveného dle příkladu 4 bylo suspendováno v 30 ml vody a z byrety byl postupně přidáván 1 M roztok kyseliny citrónové. Po přidání 3,5 ml tohoto roztoku došlo k rozpuštění sulfamidu, který byl po klerační filtraci • · · · «*
Příklad 8 - derivát ftalocyaninu pro přípravu fotosensitizátoru g vodné pasty sulfochloridu zinečnatého ftalocyaninu, připravené dle příkladu 3, bylo dokonale rozmícháno v 50 ml vody při teplotě 19 °C. Do takto připravené směsi bylo najednou prikapáno 20 g tV.jV-diethylaminopropylaminu, čímž teplota vzrostla na 36 °C. Vzniklá směs byla za míchání zahřívána 5 hodin při 60 °C pod zpětným chladičem a po té zfiltrována. Filtrační koláč byl promyt vodou a sušen při 80 °C do konstantní hmotnosti. Bylo tak získáno 16,8 g sulfamidu zinečnatého ftalocyaninu následující konstituce:
/ C H
ZnPc-fsO2NHCH2CH2CH2N' 2 5 \ c2h5
Příklad 9 - vodorozpustný fotosensitizátor g sulfamidu zinečnatého ftalocyaninu, připraveného dle příkladu 8, bylo suspendováno ve 20 ml vodného roztoku obsahující 0,88 g kyseliny citrónové a za míchání zahříváno na 70 °C, až došlo k rozpuštění sulfamidu, který byl po klerační filtraci odpařen na vodní lázni k suchu. Bylo tak získáno 1,74 g citrátu sulfamidu zinečnatého ftalocyaninu následující konstituce:
/ CaHg
ZnPc—rSO2NHCH2CH2CH2N* \ H C2H5
A' = anion kyseliny citrónové
Příklad 10 - vodorozpustný fotosensitizátor g sulfamidu zinečnatého ftalocyaninu, připraveného dle příkladu 8 bylo suspendováno ve 20 mi vodného roztoku obsahující 0,88 g kyseliny askorbové a za míchání zahříváno na 70 °C, až došlo k rozpuštění sulfamidu, který byl po klerační filtraci odpařen na t * · · · · ·
odpařen na vodní lázni k suchu. Bylo tak získáno 1,13 g citrátu sulfamidu bezkovového ftalocyaninu následující konstituce:
( C2H5
H2PC4SO2NHCH2CH2CH2N* \ H C2H5
A = anion kyseliny citrónové
Příklad 6 - derivát ftalocyaninu pro přípravu fotosensitizátoru
100 g vodné pasty sulfochloridu hydroxyhlinitého ftalocyaninu, připravené dle příkladu 2, bylo dokonale rozmícháno v 50 ml vody při teplotě 19 °C. Do takto připravené směsi bylo najednou nalito 20 g V.A-diethylarninopropylarnmu, čímž teplota vzrostla na 36 °C. Vzniklá směs byla za míchání zahřívána 5 hodin při 60 °C pod zpětným chladičem a po té zfiltrována. Filtrační koláč byl promyt vodou a sušen při 80 °C do konstantní hmotnosti. Bylo tak získáno 19,8 g sulfamidu hydroxyhlinitého ftalocyaninu následující konstituce:
/ C H
HOAIPc4sO2NHCH2CH2CH2N; 2 5 \ c2h5
Příklad 7 - vodorozpustný fotosensitizátor g sulfamidu hydroxyhlinitého ftalocyaninu, připraveného dle příkladu 6 bylo suspendováno ve 20 ml vodného roztoku obsahující 0,88 g kyseliny citrónové a za míchání zahříváno na 70 °C až došlo k rozpuštění sulfamidu, který byl po klerační filtrací odpařen na vodní lázni k suchu. Bylo tak získáno 1,82 g citrátu sulfamidu hydroxyhlinitého ftalocyaninu následující konstituce:
/ C2H5
HOAIPc—řSO2NHCH2CH2CH2N* \ H C2H5
2-4
A' = anion kyseliny citrónové * · · * ♦ v * * · 4*4 ··»*· · ♦ 4 · · · · * 44 ·* vodní lázni k suchu. Bylo tak získáno 1,74 g askorbátu sulfamidu zinečnatého ftalocyaninu následující konstituce:
/ C2H5
ZnPcH-SO2NHCH2CH2CH2Nt \ H ^2H5
A' = anion kyseliny askorbové
Příklad 11 - Testování fotoinaktivační schopnosti sloučenin podle vynálezu: Mikrobiálnímu testování byly podrobeny sloučeniny (fotosensitizátory) připravené dle výše popsaných příkladů č. 7,9 a 10.
Schéma pokusu bylo upraveno podle Tegose a kol.2 (2.Tegos G.P., Anbe M,, Yang C., Demidova T.N.: Protease-stable polycationic photosensitizer conjugates between polyethyleneimine and chlorine (6) for broad-spectrum antimicrobial photoinactivation, Antimicrob Agents Chemother. 50(4), 1402-1410(2006).)
Pro základní testování sloučenin byly zvoleny bakteriální kmeny Staphylococcus aureus 5887, Escherichia coli 5276 a Candida albicans 6258 z České národní sbírky typových kultur při Státním zdravotním ústavu v Praze.
Laser
Při pokusech byl použit laserový systém MAESTRO/CCM (MediCom, a.s.). Skládá se ze stolní řídící jednotky a laserové sondy (aktivní laserové prostředí tvoří polovodičová laserová dioda AlGalnP), která vyzařuje koherentní monochromatické světlo vlnové délky 670 nm odpovídající absorpčnímu spektru ftalocyaninů a má maximální výkon 80mW.
• · · · · · ·*«· • · · · · · ·· * ·· · * • * * · * 4 ·* • i* í · ·« · · · e ·* *
Příprava kmenů
Testované bakteriální kmeny Staphylococcus aureus 5887 a Escherichia coii 5276 a kvasinka Candida albicans 6258 byly naočkovány do BHI bujónu (Brain-Heart Bouillon, BioMerieux) a kultivovány 18-24 hodin při 36°C. Po pomnožení byla 18-24 - hodinová kultura přeočkována v poměru 1:100 do čerstvého BHI bujónu a kultivována do dosažení mid-log fáze růstu. Pro dosažení standardní velikosti inokula byla denzita bujónové kultury ověřována na denzitometru, v experimentech byla používána hustota inokula 108 - 109 cfu/ml. Následně byla bujónová kultura odstředěna při 5000 ot./ 10 min, poté odsát supematant a sediment byl resuspendován ve sterilním fosfátovém pufřu (PBS, pH 7,2) na hodnotu výchozí denzity.
Příprava sloučenin
Byly připraveny pracovní koncentrace sloučenin 2, 4, 8, 16 mg/1. Poté následovala inkubace lml bakteriální kultury s lml testovaného ftalocyaninu v poměru 1:1 tak, že konečné testované koncentrace ftalocyaninu byly 1 mg/1, 2 mg/1, 4 mg/1 a 8 mg/1; po 30 minutách působení při pokojové teplotě ve tmě byla opět testovaná suspenze odstředěna (5000 ot./10 min), odsát supematant a přidán sterilní fosfátový pufr.
Ozařování laserem
100μ1 bakteriální kultury bylo přeneseno do jamky mikrotitrační destičky a ozářeno laserovou sondou dávkou světla 20 J/cm2 a 40 J/cm2 ze vzdálenosti 2-3 mm.
Hodnocení baktericidního účinku
Po ozáření bylo z jamky mikrotitrační destičky odsáto 100 μΐ testované kultury a přeneseno do 1. zkumavky ředící řady - pro každou testovanou koncentraci a dávku světla. Z každého ředění byly vyočkovány dva vzorky po 100 μΐ na Petriho misku s Mueller-Hinton 2 agarem a Saubouraud agarem (BioMerieux) a po 24-hodinové inkubaci spočítány narostlé kolonie testovaného bakteriálního kmene (v ředění, ve kterém se počet vyrostlých kolonií pohyboval v rozmezí 20 až 200).
* · · · · a·· • · · · · · · ·· a · a a · a a · aaa • a ·· a a a a a a a
Látky byly testovány ve dvou nezávislých pokusech, součástí pokusů byly i kontrolní testy pro zjištění vlivu samotné látky na bakteriální kulturu bez ozáření a také pro vyhodnocení vlivu samotného ozáření bez přítomnosti testované sloučeniny. Účinnost fotoinaktivace byla hodnocena porovnáním počtu viabilních bakterií po ovlivnění bakteriální kultury ftalocyaninem a ozářením laserem k počtu bakterií v kontrolních vzorcích (survival fractíon). Výsledky byly zpracovány statisticky.
Za účinné, antimikrobně působící látky podle literatury jsou považovány látky snižující počet bakterií minimálně o 3 řády.
Výsledky:
Sloučenina Frakce viabilních buněk v pokusu s koncentrací FTC 8 mg/1 (%)
Staphylococcus aureus Escherichia coli Candida albicans
20 J/cm2 40 J/cm2 20 J/cm2 40 J/cm2 20 J/cm2 40 J/cm2
Příklad 7 0 0 0,000067 0 3,7 0,090
Příklad 9 0 0 2 0,091 0,12 0,0017
Příklad 10 0 0 2,7 0,0011 0,47 0
Sloučenina z příkladu 7 vykázala výrazný antibakteriální i antííungální efekt, při fotoinaktivaci kmene S. aureus a E, coli došlo v nejvyšší testované koncentraci (8 mg/1) a po ozáření dávkou světla 40 J/cm2 k úplné eliminaci, při pokusech s C. albicans pak ke snížení počtu kvasinek o tři řády.
Sloučeninu z příkladu 9 bylo možné hodnotit jako účinnou látku v pokusech se všemi testovanými kulturami, v nejvyšší testované koncentraci (8 mg/1) a po ozáření dávkou světla 40 J/cm2 došlo k úplné eliminaci bakterií kmene S. aureus, u kmene E. coli došlo k poklesu počtu bakterií o 3 řády, v pokusech s C. albicans dochází ke zmenšení počtu kvasinek o 4 řády.
Sloučenina z příkladu 10 byla také hodnocena jako účinný fotosensítizátor. Při pokusech s kmenem S. aureus a C. albicans v nejvyšší testované koncentraci a dávce ozáření došlo k úplné eliminací bakterií a kvasinek a v pokusech s E. coli za stejných podmínek ke snížení počtu bakterií o 5 řádů.
Průmyslová využitelnost
Sloučeninu podle vynálezu lze využít pro fotodynamickou inaktívaci mikroorganismů, zejména patogenních bakterií a kvasinek.

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Sloučenina pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganizmů, na bázi derivátu ftalocyaninů, vyznačující se tím, že je tvořena alespoň jednou solí organické kyseliny sulfamidického typu derivátu ftalocyaninů, obecného vzorce
    H Ri
    M ePcjSO2 N H-(C H 2>V N+
    R2.
    A
    0,1-4 kde:
    Me = H2.HOAl,Zn,
    Pc = ftaiocyaninový skelet, n = 1- 6,
    Ri, R2 jsou nezávisle na sobě rozvětvený nebo nerozvětvený alkyl
    A' - anion vybrané organické kyseliny.
  2. 2. Sloučenina podle nároku 1,vyznačující se tím, že A’ je anion alespoň jedné organické kyseliny ze skupiny kyselina askorbová, kyselina mléčná, kyselina citrónová.
  3. 3. Derivát ftalocyaninů pro přípravu sloučeniny pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismů podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se t í m , že je tvořen sulfamidickým typem derivátu ftalocyaninů nerozpustného ve vodném prostředí, obecného vzorce
    Ri
    M ePc- -SO2 N H-(C Η N
    R2
    0.1-4
    Sulfamidický typ derivátu ftalocyaninu nerozpustný ve vodném prostředí, kde:
    Me = H2, HOA1, Zn,
    Pc - ftalocyaninový skelet, n = 1—6,
    Ri, R2 jsou nezávisle na sobě rozvětvený nebo nerozvětvený alkyl.
  4. 4. Způsob přípravy sloučeniny pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismů podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že sulfamidický typ derivátu ftalocyaninu, nerozpustný ve vodném prostředí, obecného vzorce
    MePcr -SO2NH—(CH^N R2_
    0,1-4 kde:
    Me = H2 HOAl, Zn,
    Pc = ftalocyaninový skelet, n = 1-6,
    Ri, R2 jsou nezávisle na sobě rozvětvený nebo nerozvětvený alkyl, se převede na alespoň jednu sůl organické kyseliny sulfamidického typu derivátu ftalocyaninu, která je rozpustná ve vodném prostředí, obecného vzorce
    H, Ri MePc--SO2NH— (CH^N;
    'R2.
    A’
    0,1-4 kde:
    Me = H2, H0A1, Zn,
    Pc = ftalocyaninový skelet, n = 1-6,
    Ri, R2 jsou nezávisle na sobě rozvětvený nebo nerozvětvený alkyl
    A' = anion organické kyseliny
  5. 5. Způsob přípravy podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se tím, že sůl organické kyseliny je alespoň jedna sůl kyseliny ze skupiny kyselina askorbová, kyselina mléčná, kyselina citrónová.
  6. 6. Způsob přípravy podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že sulfamidický typ derivátu ftalocyaninu se suspenduje ve vodném roztoku organické kyseliny, kde dojde za míchání a zahřívání k rozpuštění sulfamidu, který se po následné filtraci odpaří na vodní lázni k suchu.
CZ20100628A 2010-08-19 2010-08-19 Sloucenina pro fotodynamickou inaktivaci soucasne grampozitivních bakterií, gramnegativních bakterií a patogenních kvasinek, na bázi derivátu ftalocyaninu, a pouzití této slouceniny CZ303612B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100628A CZ303612B6 (cs) 2010-08-19 2010-08-19 Sloucenina pro fotodynamickou inaktivaci soucasne grampozitivních bakterií, gramnegativních bakterií a patogenních kvasinek, na bázi derivátu ftalocyaninu, a pouzití této slouceniny

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100628A CZ303612B6 (cs) 2010-08-19 2010-08-19 Sloucenina pro fotodynamickou inaktivaci soucasne grampozitivních bakterií, gramnegativních bakterií a patogenních kvasinek, na bázi derivátu ftalocyaninu, a pouzití této slouceniny

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2010628A3 true CZ2010628A3 (cs) 2012-02-29
CZ303612B6 CZ303612B6 (cs) 2013-01-09

Family

ID=45699715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20100628A CZ303612B6 (cs) 2010-08-19 2010-08-19 Sloucenina pro fotodynamickou inaktivaci soucasne grampozitivních bakterií, gramnegativních bakterií a patogenních kvasinek, na bázi derivátu ftalocyaninu, a pouzití této slouceniny

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ303612B6 (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY164075A (en) * 2014-09-09 2017-11-17 Purepurge Inc Compositions for photodynamic control of infection
CZ307394B6 (cs) * 2015-01-20 2018-07-25 Centrum organické chemie s.r.o. Způsob inaktivace mikroorganismů v obráběcích emulzích a zařízení pro provádění tohoto způsobu

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3954392A (en) * 1973-08-02 1976-05-04 Allied Chemical Corporation Copper phthalocyanine N-Di-N-butylaminoalkyl sulfonamide, quaternized solutions of the quaternary compound, and paper dyeing therewith
FR2387658A1 (fr) * 1977-03-25 1978-11-17 Ciba Geigy Ag Procede pour combattre les microorganismes
EP1238016A1 (en) * 1999-12-08 2002-09-11 Gentian AS Substituted phthalocyanines and their precursors
EP1876226B1 (en) * 2006-07-07 2011-03-23 The Procter & Gamble Company Detergent compositions

Also Published As

Publication number Publication date
CZ303612B6 (cs) 2013-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101389221B (zh) 银/水、银凝胶和银基组合物及用于制造和使用该组合物的方法
Tim Strategies to optimize photosensitizers for photodynamic inactivation of bacteria
Mantareva et al. Non-aggregated Ga (III)-phthalocyanines in the photodynamic inactivatio planktonic and biofilm cultures of pathogenic microorganisms
Banerjee et al. Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT) using riboflavin inhibits the mono and dual species biofilm produced by antibiotic resistant Staphylococcus aureus and Escherichia coli
Kussovski et al. Photodynamic inactivation of Aeromonas hydrophila by cationic phthalocyanines with different hydrophobicity
Zhang et al. Rapid killing of bacteria by a new type of photosensitizer
Spesia et al. Evolution of phthalocyanine structures as photodynamic agents for bacteria inactivation
CN106604728A (zh) 用于光动力学控制感染的组合物
Gsponer et al. Approaches to unravel pathways of reactive oxygen species in the photoinactivation of bacteria induced by a dicationic fulleropyrrolidinium derivative
Braz et al. Photodynamic inactivation of methicillin-resistant Staphylococcus aureus on skin using a porphyrinic formulation
Lourenço et al. Photoinactivation of planktonic and biofilm forms of Escherichia coli through the action of cationic zinc (II) phthalocyanines
Su et al. Photodynamic antimicrobial activity of hypocrellin A
de Oliveira et al. Screening of antimicrobial synergism between phenolic acids derivatives and UV-A light radiation
Jesus et al. An insight into the photodynamic approach versus copper formulations in the control of Pseudomonas syringae pv. actinidiae in kiwi plants
Kulu et al. Effects of metal ion in cationic Pd (II) and Ni (II) phthalocyanines on physicochemical and photodynamic inactivation properties
CN107827891A (zh) 一系列与革兰氏阴性菌细菌膜特异性结合的光动力杀菌剂及制备方法
Sierra-Garcia et al. In vitro photodynamic treatment of Fusarium oxysporum conidia through the action of thiopyridinium and methoxypyridinium chlorins
CN105963697B (zh) 基于荧光共轭聚合物与上转换纳米材料的复合抗菌剂及其使用方法
CN109810050B (zh) 一种离子型紫罗精类化合物及其光动力治疗应用
CN109125737A (zh) 负载前体药物的介孔纳米钌系统及制备和在制备治疗耐药细菌感染药物中的应用
Nguyen et al. Enhancement of antibacterial activity by a copper (II) and zinc (II) in chelation with ethylenediaminetetra-acetic acid and urea complex
CN113234075A (zh) 一种水溶性苝酰亚胺类光动力抗菌电解质和其在光动力杀菌领域的应用
CZ2010628A3 (cs) Sloucenina pro fotodynamickou inaktivaci mikroorganismu, na bázi derivátu ftalocyaninu, derivát ftalocyaninu pro prípravu této slouceniny, a zpusob prípravy této slouceniny
Lin et al. Enhanced anti-microbial effect through cationization of a mono-triazatricyclodecane substituted asymmetric phthalocyanine
CN104798775A (zh) 一种兽用的阳离子表面活性剂复合消毒剂

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20170819