DE69830724T2 - Biozide zusammensetzung und ihre verwendung - Google Patents
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Description
- Hintergrund der Erfindung
- Es ist üblich für Mikroorganismen in vielen wäßrigen Umgebungen, Exopolysaccharidstoffe zu erzeugen, die gemeinhin als Schleim bezeichnet werden. Dieses Verhalten zeigt sich nicht nur in Naturgewässern wie Lagunen, Seen und Teichen, sondern auch in eingegrenzten Gewässern wie Schwimmbädern und in vielen industriellen Systemen. Von besonderem Interesse sind industrielle Anwendungen wie Kühlwassersysteme, Luftwaschsysteme und Zellstoff- und Papiermühlensysteme. All diese Umgebungen besitzen Bedingungen, die dem Wachstum und der Vermehrung von schleimbildenden Bakterien zuträglich sind. Unkontrolliert ist die Bildung von Schleim in geschlossenen Systemen wie Papiermühlen und in Einweg- und Kreislaufkühlsystemen ein kostspieliges und konstantes Problem.
- Zusätzlich zur Bekämpfung von Bakterien gibt es weiterhin einen Bedarf an weniger toxischen Stoffen, die auch Pilze in Wassersystemen bekämpfen. Es gibt verschiedene Wirkstoffe, die sowohl Bakterien als auch Pilze bekämpfen, einschließlich Methylenbisthiocyanat und Bis(trichlormethyl)sulfon. Diese Stoffe sollen aquatische Toxizitätsprofile haben, die höher als die Stoffe der vorliegenden Erfindung sind.
- Umweltanforderungen betonen zunehmend antimikrobielle Zusammensetzungen, die bessere Säugetier- und aquatische toxikologische Profile bieten. Zusätzlich wird das Umweltschicksal und die Wirkung von Wirkstoffen weiterhin einer größeren Überprüfung unterzogen.
- Ausführliche Beschreibung der Erfindung
- Es wurde festgestellt, daß eine Mischung aus bioziden Wirkstoffen, spezifisch aus einem 2-Brom-2-(brommethyl)glutaronitril, auch als 1,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan (DBDCB) bekannt, und quaternären Ammoniumverbindungen (Quats) einen höheren Grad an antimikrobieller Aktivität als derjenige der individuellen Bestandteile liefert, welche die Mischung umfaßt. Die DBDCB-Verbindung ist ein besonders wirksames Mittel, das aktiv gegen ein breites Spektrum von Bakterien, Hefen und Pilzen ist.
- Beispiele für quaternäre Ammoniumverbindungen schließen ohne Beschränkung ein: Diethyldodecylbenzylammoniumchlorid, Octadecyldimethylbenzyl ammoniumchlorid, Dimethyldidecylammoniumchlorid, Dimethyldidodecylammoniumchlorid, Trimethyltetradecylammoniumchlorid, Trimethyloctadecylammoniumchlorid, Trimethylhexadecylammoniumchlorid, Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid, Cetylpyridiniumchlorid, Dodecylpyridiniumchlorid und Benzyldodecylbis(B-hydroxyethyl)ammoniumchlorid.
- Wegen der synergistischen Natur dieser Mischung aus aktiven Verbindungen ist es möglich, eine wirksame Mischung herzustellen, die aufgrund der gesteigerten Aktivität zu reduzierten Behandlungsmengen führt. Deshalb kann aus dieser Wirksamkeit ein Nutzen durch Verwendung geringerer Konzentrationen jedes aktiven Bestandteils gezogen werden.
- Erfindungsgemäß kann die kombinierte DBDCB:Quat-Behandlung zum gewünschten wäßrigen System, das einer bioziden Behandlung bedarf, in einer Menge von 0,5 bis 60 Teilen der kombinierten Behandlung auf eine Million Teile (gewichtsbezogen) des wäßrigen Mediums hinzugegeben werden. Bevorzugt werden 0,5 bis 50 Teile der kombinierten Behandlung auf eine Million Teile (gewichtsbezogen) des wäßrigen Mediums hinzugegeben.
- Die Wirksamkeit der aktiven Stoffe und Mischungen wurde unter Verwendung eines Dosisprotokolls bestimmt. Die aktiven Stoffe wurden in synthetischem Siebwasser bei pH-Werten von 5,5 und 8,0 ausgewertet. Die Stoffe wurden gegen eine künstliche bakterielle Auswahl getestet, die etwa gleiche Anzahlen aus sechs bakteriellen Stämmen enthielt. Obwohl die Teststämme repräsentativ für Organismen sind, die in Papiermühlensystemen vorhanden sind, ist die Wirkung nicht auf diese Bakterien beschränkt. Zwei der Stämme waren Klebsiella pneumoniae (ATCC 13883) und Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442). Die anderen vier Stämme wurden aus Papiermühlensystemen isoliert und wurden als Curtobacterium flaccumfaciens, Burkholderia cepacia, Bacillus maroccanus und Pseudomonas glathei identifiziert. Jeder Stamm wurde über Nacht bei 37°C inkubiert und dann in steriler Kochsalzlösung suspendiert. Gleiche Volumina jedes Stammes wurden dann zur Herstellung der Auswahl kombiniert. Die bakterielle Auswahl wurde in die Vertiefungen einer Mikrotiterplatte in Gegenwart oder Abwesenheit verschiedener Konzentrationen der aktiven Stoffe verteilt. Die Mikrotiterplatten wurden bei 37°C inkubiert. Optische Dichteauslesungen bei 650 nm wurden anfänglich (t0) und nach einer Zeit (t4) von 4 Stunden Inkubation genommen.
- Die Rohdaten wurden gemäß der folgenden Formel zu "Inhibierungsprozentanteilen" umgewandelt:
- Die Inhibierungswerte können gegen die Dosierung für jeden aktiven Stoff und die besondere Mischung aufgetragen werden. Dies führt zu einer Dosis-Reaktions-Kurve, aus der die Dosierung berechnet werden kann, um eine 50%ige Inhibierung zu liefern (I50). In den nachfolgenden Beispielen werden die I50-Werte als Teile pro Million (ppm) des aktiven Stoffes ausgedrückt.
- Der Synergieindex (SI) wurde durch die von F. C. Kull, P. C. Eisman, H. D. Sylwestrowicz und R. L. Mayer (1961), Applied Microbiology 9, 538, beschriebenen Gleichungen berechnet. Die Werte beruhen auf der Menge, die zum Erreichen eines angegebenen Endpunktes benötigt wird. Der für diese Untersuchung ausgewählte Endpunkt war eine 50%ige Inhibierung.
Qa = Menge von Verbindung A bei Wirkung allein,
QB = Menge von Verbindung B in der Mischung,
Qb = Menge von Verbindung B bei Wirkung allein. - Falls SI kleiner als 1 ist, wird ein Synergismus gezeigt; falls SI größer als 1 ist, wird ein Antagonismus gezeigt; falls SI = 1 ist, wird ein additives Verhalten gezeigt.
- Tabelle I DBDCB und Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid (ADBAC; 40% C12, 50% C14, 10% C16)
- Tabelle II DBDCB und Lauryltrimethylammoniumchlorid (LTAC)
- Tabelle III DBDCB und Cetyltrimethylammoniumchlorid (CTAC)
- Tabelle IV DBDCB und Cetylpyridiniumchlorid (CPyrC)
- Gemäß den obigen Tabellen I bis IV traten unerwartete Ergebnisse häufiger bei den Produktverhältnissen von 2-Brom-2-(brommethyl)glutaronitril (BBMG):Quat-Produkt von 2:1 bis 1:20 auf. Da das untersuchte BBMG-Produkt circa 98% Wirkstoff enthielt und die untersuchten Quat-Produkte circa 80% bioziden Wirkstoff enthielten, entspricht dieser Bereich einem Bereich von BBMG:Quat (auf Basis von 100% Wirkstoff) von 3:1 bis 1:16. Derzeit ist es bevorzugt, daß das gewerbliche Produkt, das die Erfindung verkörpert, ein Gewichtsverhältnis von 1:2 BBMG:Quat umfaßt.
Claims (9)
- Antimikrobielle Zusammensetzung, die synergistisch wirksame Mengen (a) eines 2-Brom-2-(brommethyl)glutaronitrils und (b) einer quaternären Ammoniumverbindung umfaßt.
- Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin die quaternäre Ammoniumverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid und Cetylpyridiniumchlorid besteht.
- Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Gewichtsverhältnis von (a) bis (b) 3:1 bis 1:16 ist.
- Verfahren zur Bekämpfung des Wachstums von Mikroben in einem wäßrigen System, das das Zugeben einer für den Zweck wirksamen Menge einer Zusammensetzung, die eine synergistische Mischung aus (a) einem 2-Brom-2-(brommethyl)glutaronitril und (b) einer quaternären Ammoniumverbindung umfaßt, zu dem System umfaßt.
- Verfahren gemäß Anspruch 4, worin die Zusammensetzung zu dem System in einer Menge von 0,5 bis 60 Teilen pro Million des wäßrigen Systems hinzugegeben wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 4, worin das Gewichtsverhältnis von (a) zu (b) 3:1 bis 1:16 ist.
- Verfahren gemäß Anspruch 4, worin die quaternäre Ammoniumverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid und Cetylpyridiniumchlorid besteht.
- Verfahren gemäß Anspruch 4, worin das wäßrige System ein Kühlwassersystem umfaßt.
- Verfahren gemäß Anspruch 4, worin das wäßrige System ein Aufschluß- und Papierherstellungssystem umfaßt.
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