ITBO20090333A1 - Metodo per prevenire e controllare il biofouling. - Google Patents

Description

Titolo: "METODO PER PREVENIRE E CONTROLLARE IL BIOFOULING"

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DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per prevenire e controllare il fenomeno del biofouling.

Il biofouling (o bioincrostazione) à ̈ un fenomeno noto ed investigato da molto tempo, che consiste nella sedimentazione di organismi di diverse specie (da singole proteine, a microrganismi come batteri e protozoi, sino a macrorganismi complessi come serpulidi e briozoi) su substrati artificiali immersi in ambienti acquosi. Tipicamente il fenomeno della bioincrostazione avviene su substrati posti in ambienti acquosi, con conseguente alterazione tecnologica degli oggetti: già dopo un'ora di immersione, sullo scafo di un'imbarcazione avviene la formazione di una pellicola primaria costituita da batteri ed altri microrganismi; il biofouling ha, nel tempo, ripercussioni negative in vari settori della nautica, come quello commerciale, da diporto, e sportivo. Gli organismi che costituiscono la bioincrostazione, infatti, provocano deterioramento, scolorimento e corrosione degli oggetti sottoposti a bioicrostazioni, con conseguente perdita di prestazioni, ed aumento dei consumi di carburante. Per evitare i problemi dovuti al peggioramento estetico e strutturale degli oggetti posti a diretto contatto con l'ambiente acquoso, si rivelano necessari ripetuti trattamenti e rimessaggi degli oggetti suddetti. Il sistema più efficace per combattere le bioincrostazioni à ̈ quello di applicare pitture antivegetative direttamente sui prodotti sottoposti a biofouling. Le prime formulazioni di queste vernici, risalenti agli anni '60, sono basate su prodotti autoleviganti a matrice polimerica organostannica. Gli oggetti trattati con queste formulazioni vantano di una buona scorrevolezza in acqua, a scapito, tuttavia, di un alto impatto ambientale. Infatti, tipicamente queste vernici contengono stagno tributile (TBT); questo composto chimico à ̈ altamente tossico: i biocidi a base di TBT si accumulano nei sedimenti e nelle catene alimentari, modificando in maniera irreversibile i vari ecosistemi. L'introduzione di alcune leggi comunitarie ha cercato di arginare questa problematica ambientale, imponendo l'uso di vernici a base di altri biocidi organometallici ed organici.

Attualmente esistono numerosi brevetti riguardo vernici antivegetative eco-compatibili basati su altri tipi di biocidi; tuttavia, tutti questi prodotti presentano intrinseche ed evidenti carenze prestazionali e/o di durabilità. Per esempio, le vernici autoleviganti (o idroerodibili) e le vernici "ibride", ovvero le vernici autoleviganti/rilascianti specie chimiche antifouling non specificamente biocide, presentano una carenza prestazionale in quanto hanno una breve durata del rivestimento antivegetativo, e sono difficilmente prevedibili/controllabili in funzione della variabilità delle condizioni ambientali delle acque e del regime di lavoro.

Le vernici contenenti biocidi organici non dannosi (o rivendicati come non dannosi) per l'ambiente acquoso, non solo presentano una progressiva perdita di efficacia dl rivestimento ed un difficile controllo come per le vernici autoleviganti, ma presentano anche importanti implicazioni igieniche ed ambientali; infatti, questi prodotti hanno eco-effetti non sufficientemente studiati e/o noti a lungo termine, e potenziali rischi per la salute degli operatori in fase di manipolazione del prodotto.

Le vernici chimicamente inerti e bio-inerti a bassa tensione superficiale godono invece di una perfetta eco-compatibilità, ma hanno scarsa adesività sui substrati di applicazione, e ridotta resistenza meccanica e all'abrasione.

Infine, le vernici chimicamente inerti e bio-inerti a bassissima tensione superficiale di diversificata natura polimerica e parzialmente fluorurati, mostrano una buona efficacia, ma modesta durabilità a causa di scarsa coesività e modesta adesività del rivestimento alla generalità dei substrati.

Allo stato attuale, possono essere reperiti sul mercato diversi tipi e marchi di prodotti antivegetativi, tutti basati su una formulazione del film in grado di dissolvere in acqua composti chimici biologicamente attivi. La tossicità di questi composti chimici à ̈ in grado di inibire le incrostazioni sulle strutture immerse con efficacia repellente o letale sugli organismi insediati. Essenzialmente, sono tre le forme di rilascio del biocida:

1. rilascio per idratazione;

2. rilascio per erosione;

3. rilascio per degradazione idrolitica della matrice.

In base al tipo di imbarcazione e/o oggetto immerso, al suo uso, ed alla qualità dell'acqua in cui si ha lo stanziamento e/o impiego principale del mezzo, si possono individuare quattro tipi di vernici biocide:

1. vernici tradizionali a matrice solubile, dove il rilascio del biocida avviene per erosione del legante polimerico;

2. vernici a matrice parzialmente solubile (longlife), dove il rilascio del biocida avviene per idratazione ed erosione del film;

3. vernici a matrice dura o insolubile, dove il rilascio del biocida avviene per idratazione;

4. vernici autoleviganti od autopulenti (selfpolishing), dove il rilascio del biocida avviene per degradazione idrolitica della matrice.

Tutte queste vernici contengono biocidi diversi dallo stagno tributile, in cui un importante ruolo lo giocano i composti a base di rame, ma risultano comunque anch'esse intrinsecamente dannose per l'ambiente, seppur in maniera ridotta rispetto ai prodotti basati su TBT. Per questo, Ã ̈ altamente probabile che anche questi biocidi oggi comunemente utilizzati, vengano banditi o ne venga limitato l'uso in un futuro prossimo tramite normative comunitarie o di carattere mondiale.

Per tutte le ragioni sopra esposte, un metodo ecocompatibile che possa prevenire e controllare la formazione di bioincrostazioni che avvengono in ambiente acquoso e che possa evitare l'impiego di prodotti pericolosi per l'ambiente (con la possibilità di porsi al di fuori della normativa attuale in campo biocidi) à ̈ altamente desiderabile. Compito precipuo del presente trovato à ̈ quello di sviluppare un metodo per prevenire e controllare la formazione del biofouling su un oggetto immerso o parzialmente immerso in un ambiente acquoso che non preveda l'uso di TBT o composti biocidi pericolosi per l’ambiente.

Questo ed altri scopi vengono raggiunti dal metodo per controllare e prevenire la formazione di biofouling su un oggetto immerso o parzialmente immerso in un ambiente acquoso secondo la rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del metodo trovato per prevenire e controllare la formazione di biofouling.

E' stato messo a punto un metodo innovativo per la prevenzione ed il controllo del biofouling su un oggetto immerso o parzialmente immerso in un ambiente acquoso in cui sono presenti uno o più composti organici o inorganici in grado di liberare gas, comprendente la fase di applicazione sulla superficie di detto oggetto una composizione comprendente una resina polimerica ed uno o più enzimi oppure una vernice e/o rivestimento contenente uno o più enzimi adatti per catalizzare una reazione di detti uno o più composti che porta alla formazione di gas. L'oggetto immerso o parzialmente immerso può essere statico o non statico, ivi compreso qualsiasi tipo di natante mosso da un motore o altri tipi di propulsione, quali, per esempio, vela, pedali, remi. L'ambiente acquoso può essere di diversa natura, ad esempio marina, lacustre, o fluviale. Questo prodotto ecocompatibile si basa sull'uso di formulazioni contenenti enzimi, i quali presentano caratteristiche di basso impatto ambientale ed ecocompatibilità nei confronti dei sistemi acquosi. Il metodo suddetto sfrutta i gas derivanti a seguito delle reazioni catalizzate dagli enzimi, per creare un'azione cinetica volta a prevenire e controllare le bioincrostazioni. Il metodo per prevenire e controllare la formazione del biofouling del presente trovato prevede l'applicazione sulla superficie di un oggetto immerso o parzialmente immerso in ambiente acquoso, sia esso un bacino chiuso o un sistema aperto, di una composizione comprendente una resina polimerica funzionalizzata con uno o più enzimi in grado di catalizzare reazioni basate su substrati organici o inorganici, presenti nei suddetti ambienti acquosi, che possano liberare gas. In particolare, il prodotto si configura come un preparato che possa essere applicato su oggetti posti in ambiente acquoso, che presenta in maniera costante, ma in concentrazioni variabile, composti aventi formula generica (M)x(XOz)ydove X = C, N, S, O, P, H, Br, Cl, B, F e dove M à ̈ uno ione metallico o una entità cationica e dove X, Y, Z sono cariche tali per cui il sale risulta a carica neutra e bilanciato; tipicamente, questi composti sono sali carbonati, fosfati, nitriti, nitrati, solfiti e solfati. In questo modo à ̈ possibile la reazione di rottura dei legami chimici da parte degli enzimi ed il rilascio di gas nell'ambiente acquoso; l'effervescenza rilasciata promuove turbolenze sulla superficie dell'oggetto immerso o parzialmente immerso, inibendo e contrastando in questo modo la formazione di bioincrostazioni sull'oggetto stesso.

In altri termini, i prodotti della reazione enzimacomposto organico/inorganico formano un'effervescenza continua che crea un moto volto a rallentare e/o ridurre la formazione di biofouling. La formulazione, quindi, non si basa su biocidi tipicamente definiti, ma sul movimento fisico creato dai gas di reazione. Vantaggiosamente, l'applicazione diretta della composizione sulle superfici da trattare consente di localizzare e concentrare l'efficacia della formulazione solo sui luoghi interessati alla bioincrostazione. Inoltre tali gas possono avere effetto biocida sugli organismi componenti il biofouling eventualmente formatosi sulla superficie dell’oggetto, senza avere al contempo significativi effetti ecotossicologici.

Preferibilmente, gli enzimi in grado di catalizzare le reazioni suddette sono selezionati dal gruppo costituito da ossidoreduttasi, liasi, ed idrolasi. In una forma di realizzazione preferita, gli enzimi appartenenti alla classe delle liasi appartengono alla sottoclasse delle anidrasi carboniche, più preferibilmente le anidrasi carboniche bovine. L'uso di questi enzimi, particolarmente adatti per gli ambienti acquosi per la presenza naturale di sali carbonati, porta alla produzione e liberazione di gas, come la CO2, il cui rilascio nelle acque circostanti la superficie dell'oggetto su cui à ̈ stata applicata la composizione consente di rallentare e prevenire la formazione del biofouling, come prima descritto. E' chiaro, quindi, che l'efficacia del prodotto non dipende esclusivamente dalla tossicità del principio attivo, ma dalla concentrazione variabile dei sali presenti nelle acque; tale concentrazione può essere regolata con l'aggiunta al prodotto di particolari additivi. Questa caratteristica comporta la compatibilità del prodotto con le più svariate zone geografiche del mondo.

Preferibilmente, la quantità di enzimi attivi, espressa in percentuale p/p, in grado di catalizzare le reazioni suddette à ̈ compresa nell'intervallo 0,001-30%; in particolare, la quantità di enzimi attivi à ̈ compresa nell'intervallo 0,06-3 % p/p. Preferibilmente, la quantità di enzimi attivi à ̈ compresa nell'intervallo 0,06-0,1 % p/p. In altri termini, la quantità di enzimi in grado di catalizzare le reazioni suddette à ̈ compresa nell'intervallo 3000-1500000 U/m<2>di superficie da trattare, preferibilmente 11000-80000 U/m<2>di superficie da trattare; ancora più preferibilmente la quantità di enzimi à ̈ compresa nell'intervallo 10000-70000 U/m<2>.

Viene definito enzima attivo l’enzima che mantiene la sua capacità di trasformare il substrato. L’enzima attivo svolge la sua funzione di accelerazione della velocità della reazione e quindi in un più rapido raggiungimento dello stato di equilibrio termodinamico.

L’enzima esplica la sua attività facilitando le reazioni attraverso l'interazione tra il substrato (la molecola o le molecole che partecipano alla reazione) ed il proprio sito attivo (la parte di enzima in cui avvengono le reazioni), formando un complesso. Avvenuta la reazione, il prodotto viene allontanato dall'enzima, che rimane disponibile per iniziarne una nuova. L'enzima infatti non viene consumato durante la reazione.

L’enzima viene definito attivo quando à ̈ in grado di trasformare almeno una molecola di substrato in tempo stabilito a determinate condizioni sperimentali.

Preferibilmente, nel caso vengano impiegate le anidrasi carboniche, i composti organici biocatalizzati sono caratterizzati dal fatto di avere uno o più gruppi funzionali selezionati dal gruppo di composti organici aventi struttura generica R-XOz-R1, dove:

i) detti composti organici possono essere fonti di ioni H<+>;

ii) X Ã ̈ selezionato dal gruppo costituito da C, N, S, O, P, Cl, B, F, Br;

iii) z assume un valore numerico compreso nell'intervallo 1-4;

iv) R e R1 sono selezionati dal gruppo costituito da idrogeno, gruppi idrocarbonici saturi, gruppi idrocarbonici insaturi, gruppi idrocarbonici ramificati, o gruppi idrocarbonici lineari, e dove detto R1 può non essere presente nella struttura. In altri termini, i gruppi funzionali della suddetta struttura generica sono selezionati preferibilmente dal gruppo costituito da gruppi carbossilici, gruppi carbonilici, gruppi acetalici, gruppi chetalici e loro combinazioni. Preferibilmente, nel caso vengano impiegate le anidrasi carboniche, i composti inorganici biocatalizzati sono sali carbonati, sali nitriti, nitrati, fosfati, fosfiti, solfati, solfiti, caratteristica costante, seppur in diverse concentrazioni, soprattutto per gli ambienti acquosi.

In una forma di realizzazione preferita, la composizione comprende ulteriormente uno o più composti organici o inorganici in grado di liberare gas a seguito della reazione catalizzata da detti uno o più enzimi su detti uno o più composti.

Preferibilmente, il metodo che prevede l'uso di anidrasi carboniche può ulteriormente comprendere una fonte addizionata di CO2. In questo modo si favorisce la catalisi enzimatica delle anidrasi carboniche verso la formazione di CO2.

Preferibilmente, le fonti addizionate di CO2 sono selezionate dal gruppo di sali inorganici costituito da sali contenenti cloro, sodio, magnesio, zolfo, calcio, potassio, bromo, carbonio, stronzio, boro, silicio, fluoro, argo, e azoto, o dal gruppo di composti organici costituito da sostanze contenenti gruppi acetati, e/o legami esterei.

Le sostanze prodotte dalle reazioni catalizzate dagli enzimi possono essere anche altre sostanze gassose quali ad esempio azoto ed i suoi ossidi di azoto, ossidi di zolfo ed ossidi del fosforo ed idrogeno, ossigeno. In questo caso le fonti di tale sostanze sono i relativi sali inorganici quali nitriti, nitrati, solfiti, solfati fosfiti, fosfati e fonti di ioni H<+>.

In una forma di realizzazione preferita, i polimeri costituenti le resine polimeriche sono selezionati dal gruppo costituito da polimeri epossidici, vinilici, acrilici, di natura polisilossanica, comprendenti prodotti finali reticolati ibridi di tipo IPN derivanti da componenti reattivi multifunzionali epossidici, (met)acrilici, vinilici, omo- e co-polimeri ad alto peso molecolare portanti aggruppamenti chimici e/o catene laterali fluoroalchiliche, come copoli(met)acrilati portanti catene laterali perfluoro-alchiliche o -ossialchileniche legate tramite gruppi estere o uretano, polivinilesteri e poliuretani parzialmente fluorurati, copolimeri di natura poliossietilenica, contenenti o portanti gruppi o sequenze fluoro alchiliche, copolimeri meta metacrilati (MMA).

In una forma di realizzazione preferita, la resina polimerica ha una struttura reticolare che ingloba al suo interno uno o più enzimi funzionalizzati tramite legami covalenti, legami ionici ed altri tipi di interazioni chimiche. Il prodotto può contenere già la matrice polimerica polimerizzata oppure la reticolazione può avvenire in seguito all’applicazione della vernice sulla superficie dell’oggetto che andrà immerso in acqua. In entrambi i casi l’enzima rimane occluso all’interno della matrice. Tale reticolo avrà la caratteristica di lasciare libera la parte attiva dell’enzima, in modo che tale parte attiva possa venire a contatto con i substrati per catalizzare la reazione di produzione di CO2 e altre sostanze gassose prodotte da sostanze presenti nelle acque. Nel caso dell’intrappolamento a matrice, tecnica nota di immobilizzazione enzimatica e successivamente descritta insieme ad altre tecniche di immobilizzazione enzimatica, tale processo può avvenire in particolare nella fase di applicazione del prodotto antivegetativo, mentre per l’enzima incapsulato esso può in particolare venire disciolto nel prodotto, il quale verrà poi applicato sulla superficie dell’oggetto.

In questo modo le resine reticolate permettono il passaggio delle molecole di acqua, di composti organici ed inorganici, e dei gas liberati dalle catalisi enzimatiche. Principale vantaggio di questa tecnologia di immobilizzazione à ̈ che il metodo trovato con la presente invenzione può essere impiegato senza variare le metodologie e tecnologie applicative già note.

In una forma di realizzazione preferita, la resina polimerica che à ̈ funzionalizzata con uno o più enzimi comprende uno strato di resina sulla cui superficie sono funzionalizzati uno o più enzimi tramite legami chimici. L’immobilizzazione degli enzimi viene effettuata attraverso il legame dell’enzima nella sua parte non attiva ad un substrato. In questo modo l’enzima non à ̈ libero, ma allo stesso tempo à ̈ in grado di essere attivo nella sua funzione di catalizzatore. L’enzima cosi legato verrà inserito nella vernice e il substrato al quale à ̈ ancorato permetterà di legare l’enzima stesso alla superficie della vernice applicata, in maniera tale da esplicare la sua attività verso i substrati presenti nell’acqua di utilizzo. Questo tipo di prodotto, a differenza della precedente immobilizzazione enzimatica, prevede una modifica delle strategie applicative, in quanto prevede una tecnica a due fasi (prima la resina e poi l'elemento attivo); tuttavia, questa tecnologia à ̈ vantaggiosa in quanto l'enzima applicato sulla superficie à ̈ a diretto contatto con l'ambiente acquoso, espletando maggiormente la sua attività. Un altro aspetto della presente invenzione si riferisce ad una composizione enzimatica per prevenire e controllare il biofouling, detta composizione enzimatica costituita da enzimi immobilizzati su resine secondo le tecniche dell'intrappolamento, o di funzionalizzazione della resina con uno o più enzimi tramite interazioni chimiche.

Le composizioni enzimatiche della presente invenzione possono essere preparate con tecniche di immobilizzazione enzimatica ben note ed investigate in letteratura. Tutte queste tecniche di immobilizzazione enzimatica hanno diverse applicazioni, ma non sono mai state impiegate nel campo del biofouling.

Una tipica forma di immobilizzazione enzimatica à ̈ l'intrappolamento (entrapment). Tale metodologia à ̈ basata sulla localizzazione dell’enzima all’interno di un lattice, di una matrice polimerica o di una membrana. Il sistema permette il trattenimento dell’enzima e al contempo la penetrazione del substrato. Questa tecnica può essere classificata nelle seguenti tipologie:

1)lattice;

2)microincapsulazione

Il metodo di intrappolamento varia in funzione della tipologia di enzima. Il metodo lattice prevede l’intrappolamento dell’enzima negli spazi interstiziali di un polimero avente legami incrociati insolubile in acqua. Alcuni polimeri sintetici, quali poliacriloamide, polivinilalcol e, in alcuni casi, amido, sono usati per immobilizzare l’enzima con questa tecnica.

Il metodo di microincapsulazione consiste nell’intrappolare l’enzima all’interno di membrane polimeriche semi-impermeabili; i metodi di microincapsulazione possono essere classificati come:

1)metodo di polimerizzazione interfacciale: una miscela dell’enzima e di un monomero idorfilico sono miscelati all’interno di un solvente non miscibile in acqua. La polimerizzazione del monomero avviene nell’interfaccia delle due fasi (solvente-acqua);

2)liquid drying: un polimero à ̈ disciolto in un solvente organico non miscibile in acqua. Una soluzione acquosa dell’enzima à ̈ dispersa nella fase organica, formando inizialmente una emulsione del tipo olio-acqua. Questa emulsione à ̈ poi dispersa in una fase acquosa contenente sostanze colloidali protettive quali gelatine, e tensioattivi; una seconda emulsione à ̈ quindi preparata. Il solvente organico à ̈ quindi rimosso. Un membrana polimerica à ̈ infine prodotta per dare microcapsule di enzima; 3)separazione di fase: consiste nella soluzione del polimero in un solvente organico e nella sua riprecipitazione. Questo scopo à ̈ raggiunto con l’aggiunta di un altro solvente organico il quale à ̈ miscibile con il primo, ma nel quale il polimero risulta immiscibile.

I supporti solidi usati con queste tecniche possono essere organici o inorganici. Alcuni supporti solidi possono includere: polisaccaridi, proteine, carbone, polistirene, poliacrilati, copolimeri a base di anidride maleica, polipeptidi, polimeri vinilici e allilici e poliammidi.

Altri metodi noti di immobilizzazione enzimatica sono:

Carrier-Binding : con questa tecnica l'enzima si lega ad un substrato insolubile in acqua; la scelta del substrato dipende dalle proprietà chimico fisiche, dalle dimensioni molecolari dell’enzima, dalla composizione chimica e dal rapporto fra gruppi idrofilici e idrofobici. In base al tipo di legame utilizzato il carrier binding può essere ulteriormente suddiviso in altre sottoclassi: Physical Adsorption, Ionic Binding, and Covalent Binding.

Cross-Linking : si tratta di un legame crociato (cross-linking) intramolecolare dell’enzima attraverso reagenti bifunzionali o multifunzionali; tale tecnologia à ̈ applicata attraverso il legame intramolecolare con altre proteine, ma più interessante risulta il legame con gruppi funzionali di matrici insolubili.

Il preparato enzimatico della presente invenzione trova applicazione su oggetti statici o non statici, immersi o parzialmente immersi in ambienti acquosi, appartenenti, per esempio, alla categoria delle imbarcazioni a vela, a motore, a vapore a remi o a propulsione manuale.

A seguire, alcuni esempi illustrativi, non esaustivi, inerenti l'invenzione in oggetto.

Esempi

Esempio 1

A seguire, alcune formulazioni del prodotto:

FORMULAZIONE 1

Ingrediente Quantità (% p/p) resina epossidica 20 solvente organico 50 antiossidante (acido

5 ascorbico)

enzima 3 colore (ossido di metallo, Fe,

5

Cu, etc.)

Dodecil-dimetil-diclorobenzil-10 ammoniocloruro

Metossi propanolo 7

FORMULAZIONE 2

Ingrediente Quantità (% p/p) Resina acrilica 30 Solvente acetato 55 Antiossidante 3 Enzima 1 Colore (ossido di metallo, Fe,

2

Cu, etc.)

Carbonato di calcio 9 FORMULAZIONE 3

Ingrediente Quantità (% p/p) Enzima 0,5 Resina siliconica 50 Solvente esteri dibasici 30 Miscela di Bis(1,2,2,6,6-

pentamethyl-4-piperidyl)

sebacate e Methyl 1,2,2,6,6- 1,5

pentamethyl-4-piperidyl

sebacate

Ossido di silicio 1,5 Carbonato di Fe 10 Ossido di Titanio 8

FORMULAZIONE 4

Ingrediente Quantità (% p/p) Enzima 3 Resina scrilica 40 Esteri dibasici 30 Ossido di zinco 15 Miscela di trifenil fosfato

5 propilato

Carbonato di magnesio 7 Bentonite 5 Miscela di solventi

2 isoparaffinici

Esempio 2

Enzima testato in ambiente acqua di mare (prelevata dalla costa emiliano romagnola), con aggiunta di un tampone Tris solfato 15 mM pH 7.6:

<−>anidrasi carbonica da eritrociti bovini (stock 0,04%, 1000U/mL)

Concentrazione dell’enzima nell’acqua di mare:

<−>50 unità di enzima (concentrazione finale 0,002%)

L’attività à ̈ stata determinata in 2 modi:

1)degradazione della sostanza p-nitrofenilacetato, determinata attraverso la misurazione della variazione dell’assorbanza di tale sostanza a 348 nm;

2)determinazione della produzione di CO2 di una soluzione di acqua di mare contenente l’enzima rispetto ad una soluzione dello stesso in acqua demineralizzata.

Risultati

1)

Concentrazione dell’enzima nell’acqua di mare

<−>50 unità di enzima (concentrazione finale 0,002%)

Attività dopo 10 min

Tampone (-enzima) Acqua di mare (-enzima) 0 0.0012

Tampone (+enzima) Acqua di mare (+enzima) 0.0678 0.0330

Attività dopo 1 h

Tampone (+enzima) Acqua di mare (+enzima) 0.0643 0.0363

Attività dopo 15 h

Tampone (+enzima) Acqua di mare (+enzima) 0.0518 0.0291

In termini percentuali rispetto alla soluzione

ideale (no acqua di mare):

Attività dell’enzima dopo 10 min: 48.67 %

Attività dell’enzima dopo 1 h: 56.45 %

Attività dell’enzima dopo 15: 56.17%

2)

Determinazione della capacità dell’enzima di

produrre CO2 dall’acqua di mare. Questo può essere

misurato attraverso Gas-Cromatografia (GC). La

reazione di deidratazione à ̈ favorita rispetto alla

reazione inversa in una soluzione con pH tra 5.5 e

7.5. La formazione di CO2 Ã ̈ stata misurata dopo 5'

dall'aggiunta dell'enzima, iniettando in GC 500 Î1⁄4L dell'aria presente nello spazio di testa.

<−>Concentrazione finale di enzima 0.06% finale,

5000 Unità

Ambiente acqua di mare con aggiunta di una tampone

Tris-HCl 0.1 M pH 7.2 e soluzione di carbonato

Area picco Percentuale (%) Sistema ideale (-) 41561 0,62 Acqua di mare (-) 49298.0 0,73 Sistema ideale (+ E) 142575 2,12 Acqua di mare (+ E) 119032 1,77

La produzione di CO2 avvenuta in acqua di mare dove

à ̈ presente l’enzima risulta essere 2,42 volte

superiore all’acqua di mare senza enzima.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per prevenire e controllare la formazione del biofouling su un oggetto immerso o parzialmente immerso in un ambiente acquoso in cui sono presenti uno o più composti organici o inorganici in grado di liberare gas, comprendente la fase di applicazione sulla superficie di detto oggetto di una composizione comprendente una vernice e/o un rivestimento e uno o più enzimi adatti per catalizzare una reazione di detti uno o più composti che porta alla formazione di gas.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, dove detto oggetto immerso o parzialmente immerso à ̈ un oggetto statico.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, dove detto oggetto immerso o parzialmente immerso à ̈ un oggetto non statico.
4. 4. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, dove i composti organici o inorganici sono selezionati dal gruppo costituito da composti aventi formula generica (M)x(XOz)ydove X = C, N, S, O, P, H, Br, Cl, B, F e dove M à ̈ uno ione metallico o una entità cationica, e dove X, Y, Z sono cariche tali per cui il sale risulta a carica neutra e bilanciato.
5. 5. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, dove l'uno o più enzimi sono selezionati dal gruppo costituito da ossidoreduttasi, liasi, ed idrolasi.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, dove l'uno o più enzimi sono liasi appartenenti alla sottoclasse delle anidrasi carboniche.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, dove le anidrasi carboniche sono anidrasi carboniche bovine.
8. 8. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti dove la quantità di enzimi attivi in grado di catalizzare le reazioni à ̈ compresa nell'intervallo 0,001-30% p/p.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8 dove la quantità di enzimi attivi in grado di catalizzare le reazioni à ̈ compresa nell'intervallo 0,06-3% p/p, preferibilmente 0,06-1% p/p.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 6, dove i composti organici biocatalizzati sono caratterizzati dal fatto di avere uno o più gruppi funzionali selezionati dal gruppo di composti aventi struttura generica R-XOz-R1, dove: i) detti composti organici possono essere fonti di <+> ioni H; ii) X à ̈ selezionato dal gruppo costituito da C, N, S, O, P, Cl, B, F, Br; iii) z assume un valore numerico compreso nell'intervallo 1-4; iv) R e R1 sono selezionati dal gruppo costituito da idrogeno, gruppi idrocarbonici saturi, gruppi idrocarbonici insaturi, gruppi idrocqarbonici ramificati, o gruppi idrocarbonici lineari, e dove detto R1 può non essere presente nella struttura.
11. 11. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, dove la composizione comprende ulteriormente uno o più composti organici od inorganici in grado di liberare gas a seguito della reazione catalizzata da detti uno o più enzimi su detti uno o più composti.
12. 12. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, dove la composizione comprende ulteriormente una fonte di CO2.
13. 13. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti dove i polimeri costituenti le resine polimeriche sono selezionate dal gruppo costituito da polimeri epossidici, acrilici, (met)acrilici, vinilici, di natura polisilossanica, omo- e copolimeri ad alto peso molecolare portanti aggruppamenti chimici e/o catene laterali fluoroalchiliche.
14. 14. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti dove la resina polimerica funzionalizzata con uno o più enzimi ha una struttura reticolare comprendente al suo interno l'uno o più enzimi legati tramite legami covalenti, legami ionici ed altri tipi di interazioni chimiche.
15. 15. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti dove la resina polimerica funzionalizzata con l'uno o più enzimi comprende uno strato di resina sulla cui superficie sono legati l'uno o più enzimi tramite legami chimici.
16. 16. Composizione enzimatica per prevenire e controllare il biofouling che comprende enzimi immobilizzati su resine secondo la tecnica dell' intrappolamento, o della funzionalizzazione della resina con uno o più enzimi tramite interazioni chimiche.