SK108695A3

SK108695A3 - Method for preventing the growth of microorganism

Info

Publication number: SK108695A3
Application number: SK1086-95A
Authority: SK
Inventors: C George Hollis; Percy A Jaquess
Original assignee: Buckman Labor Inc
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1996-02-07
Also published as: EP0688167A1; DE69414376T2; CZ225295A3; CN1071992C; ZA938652B; CN1121683A; ATE172841T1; SG49585A1; FI954142A0; WO1994019943A1; US5681862A; FI954142A; DK0688167T3; ES2126102T3; JPH08510722A; CA2157508C; EP0688167B1; DE69414376D1; CA2157508A1; NO953479L

Description

Spôsob zabránenia rastu mikroorganizmov

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu mikrobicídneho ničenia mikroorganizmov vo vodných systémoch ošetrením systému účinným množstvom ionénového polyméru. Predovšetkým sa týka spôsobu potlačovania rastu druhov (ssp.), patriacich k bakteriálnym rodom Campylobacter, Shigella, Vibrio a Yersina, a prvokov rodu Entamoeba vo vodných systémoch, ako je pitná voda, odpadová voda a d’alšie povrchové vody okrem vody morskej. Vynález sa tiež týka spôsobu potlačovania rastu baktérií Mycobacteríum bovis, Salmonella typhi a pliesne Candida albicans v týchto vodných systémoch. Ďalej sa vynález týka spôsobu ničenia polioviru v pitnej vode, odpadovej vode a v iných povrchových vodách okrem vody morskej. Zahrnuje taktiež spôsoby, ktoré zamedzujú šírenie cholery a obmy.

Doterajší stav techniky

Cholera je endemickou chorobou v určitých oblastiach Indie a Bangladéža a v rade pandemií sa rozširuje do iných oblastí zemegule. Pandemie cholery v poslednom období od šestesiatych do osemdesiatych rokov postihli Afriku, Filipíny, západnú Európu a juhovýchodnú Áziu. V Spojených štátoch za posledných pätnásť rokov vzrástol počet prípadov cholery (Zinsser Microbiology 566-73, ed. W. K. Joklik, H. P. Willet, D. B. Amos, C. A. Wilfert, 20. vyd., 1992). Nedávno sa cholera objavila v Latinskej Amerike, kde epidémia postihla viac než pol milióna ľudí a viedla k smrti desaťtisícov Latinoameričanov. Epidémia cholery, ktorá teraz sužuje Latinskú Ameriku, začala v r. 1990 v Peru a rozšírila sa prinajmenšom do Brazílie, Guatemaly, Mexika a Nikaraguy. Pan American Health Organisation prehlásila, že akonáhle cholera vstúpi na kontinent, zostane pravdepodobne endemickou, pokiaľ neuskutočníme rozsiahle zlepšenie stavu vody a hygieny (Christine Tiemey, Central America Suffers Su'mmertime Cholera Surge, Reuter Newswire, 4. 9. 1992).

Vibrio cholerae je druh bakteriálneho rodu Vibrio, ktorý spôsobuje epidemickú choleru, a je jednou z hlavných príčin ďalších gastrointestinálnych infekcií. Ďalším druhom, ktorý vyvoláva gastrointestinálnu infekciu, je Vibrio parahaemolyticus, ktorý prevláda v Spojených štátoch. Iné druhy Vibrio môžu vyvolávať ľudské choroby, ktoré zahrňujú hnačkové ochorenia, krvavé hnačkové ochorenia, zvracanie, kŕče, sepsu a infekciu mäkkých tkanív. Napríklad V. vulnificus môže vyvolať infekciu v už existujúcej rane alebo vrede alebo spôsobiť primárnu sepsu, ktorá môže byť doprevádzaná šokom, ktorý môže byť smrteľný.

V. alginolyticus môže tiež infikovať rany, spôsobovať infekciu stredného ucha (otitis média) alebo vyvolávať bakteriémiu (S. M. Finegold, W. J. Martin, Diagnostic Microbiology 86-87, 240-46, 6. vyd., 1982). Vibrio ssp. spôsobuje tiež choroby rýb, úhorov, žiab a ďalších obratlovcov a bezobratlovcov (pozri Bergey's Manual of Systematic Bacteriology 1, 518-38, ed. N. R. Krieg a J. G. Holt, 1984).

Baktérie Vibrio sú vodné baktérie, rozšírené po celom svete, ktoré často nebezpečne kontaminujú vodné systémy a zásobárne vody. Kontaminované zásobárne vody sú najvážnejším zdrojom infekcie Vibrio, pretože ochorenia, súvisiace s baktériami Vibrio, sa prenášajú takmer výlučne fekálnou kontamináciou vodných systémov a potravinárskych materiálov.

V zemiach, v ktorých chýbajú adekvátne zariadenia na čistenie pitnej vody, je ochorenie často spôsobené pitím vody kontaminovanej baktériami. Pitie kontaminovanej vody je primárnou príčinou súčasnej pandemie cholery.

V rozvinutých zemiach sú ochorenia, súvisiace s baktériami Vibrio, častejšie spôsobované požitím kontaminovaných rýb, mäkkýšov a kôrovcov. Kontaminácia je spôsobovaná vypúšťaním nedostatočne čistených odpadových vôd do mora.

Napríklad použitie surových ustríc kontaminovaných V. vulnificus môže viesť k septikémii už po 24 h. Hlavnou ochranou proti chorobám súvisiacich s baktériami Vibrio, je teda dodržovanie zodpovedajúcej kvality čistenia vody a spracovania odpadových vôd (R. Y. Stanier, E. A. Adelberg, J. L. Ingraham, The Microbial World 627-29, 1976).

Okrem ničenia baktérií Vibrio je možné spôsoby podľa vynálezu použiť k zabráneniu rastu iných mikroorganizmov, o ktorých je známe, že môžu vyvolávať ochorenia prenášané vodou. Príslušníci bakteriálneho rodu Campylobacter sú patogénni pre človeka a iné savce. Campylobacter je hlavnou príčinou hnačiek dospelých a detí, spôsobujúci hnačky rovnako často ako Salmonella a Shigella.

Horúčka, tromboflebitis, baktériémia, septická alebo reaktívna artritída, endokarditis, meningoencefalitis, perikarditis, pleuropulmonáma infekcia, cholecystitis, hnačky a septický potrat môžu byť vyvolané infekciou poddruhami (ss.) C. fetus jejuni alebo C. fetus intestinalis. Významným nositeľom infekcie je kontaminovaná voda.

Enteropatogenná Escherichia coli je zodpovedná za vyvolanie hnačiek u detí a novorodencov a za tzv. cestovné hnačky u dospelých. E. coli môže byť invazívny a produkovať toxíny a niekedy spôsobuje smrteľné infekcie, ako je cystitis, pyelitis, pyelonefritis, appendicitis, peritonitis, infekciu žlčníka, septikémiu, menigitis a endocarditis (Finegold & Martin, 84-85, 222).

Mycobacterium bovis, podobne ako M. tuberculosis, M. africanum, M. ulcerans a M. leprae je striktný patogén. M. bovis je významným patogénom vo väčšine sveta a spôsobuje tuberkulózu, primáme u dobytka (Finegold & Martin, 351-52).

Pseudomonas aeruginosa, ktorý je povahou príležitostný, môže infikovať miesta spálenín alebo rán alebo močový alebo dolný dýchací trakt imunologický vhodných hostiteľov. Infekcia môže vyvolať vážnu septikémiu (Finegold & Martin, 249, 253).

Salmonella spp. vyvoláva otravu jedla, ktorá spôsobuje nevoľnosť, zvracanie, hnačky a niekedy smrteľnú septikémiu. S. typhi je etiologický činiteľ brušného týfu (Finegold & Martin, 204-06).

Shigella spp., vrátane S. dysenteriae, sú bežné vodné patogény, ktoré vyvolávajú bacilámu dyzentériu, rovnako ako bakteriemiu a pneumóniu. V Spojených štátoch a Kanade sa najbežnejšími etiologickými činieľmi bacilámej dyzentérie stali S. sonnei a S. flexneri (Finegold & Martin, 219-221).

Staphylococcus aureus spôsobuje jeden z najbežnejších typov otravy jedla. Okrem toho môže infekcia S. aureus vyvolávať rôzne kožné infekcie a vážnejšie ochorenia, ako je syndróm toxického šoku, septikémia, meningitis a pneumonia (Finegold & Martin, 165-66).

Baktérie rodu Yersinia sú rovnako patogenné. Y. enterocolitica je črevný patogén. Infekcia týmto mikroorganizmom vyvoláva silné hnačky, gastroenteritis a ďalšie typy infekcií, ako bakteriémiu, peritonitis, cholecystitis, visceláme abscesy a mesentrickú lymfadenitis. Zaznamenala sa septikémia s 50 % úmrtnosťou. Y. pestis je etiologický činiteľ bubonického, pľúcneho a septického moru u ľudí (Finegold & Martin, 230-31).

Candida albicans je kvasinka, spôsobujúca akútnu alebo subakútnu infekciu, nazývanú candidosis. Táto kvasinka môže vyvolávať lesiu v ústach, pažeráku, močovo-pohlavnom ústrojenstve, na koži, nechtoch, prieduškách, pľúcach a iných orgánoch imunologický vhodných hostiteľov. Zaznamenali sa infekcie krvného riečišťa, endokarditis a meningitis, spôsobené Candidou (Finegold & Martin, 429-30).

Entamoeba histolytica je parazitická amoeba, infikujúca slepé a hrubé črevo človeka, primátov, iných cicavcov a vtákov. E. histolytica môže prenikať do epiteliálnych tkanív hrubého čreva a spôsobovať ulceráciu, ktorá je symptómom amoebovej dyzentérie. Cez vrátnicové krvné riečište môže amoeba prenikať z hrubého čreva do pečene a spôsobovať abscesy (hepatická amebiasis). V zlomku týchto prípadov môžu amoeby prenikať do ďalších orgánov, ako sú pľúca, mozog, ľadviny, koža a prípady často môžu byť smrteľné (Stedman's Medical Dictionary 643, 25. vyd., 1990). E. hartmanni a E. coli súvisia s chorobami u človeka zriedkavejšie (Finegold & Martin, 497-508).

Giardia intestinalis a G. lambia parazitujú na tenkom čreve mnohých savcov vrátane človeka. Infekcia Giardia (giardiasis) môže vyvolať hnačky, bolesti brucha, nevoľnosť, anorexiu, nepokoj, únavu, nevysvetliteľnú eosinofiliu, dyspepsiu a príležitostné zlé zažívanie u človeka (Stedman's Medical Dictionary, 515, Finegold & Martin, 497, 508-515).

Poliovirus spôsobuje akútne vírové ochorenie (poliomyelitis) sporadicky i v epidémiách. Choroba je endemická vo väčšine zemí sveta s teplým podnebím. Poliovirus, často prenášaný vodou, môže spôsobovať ľahšie ochorenie, charakterizované horúčkou, bolesťami v krku, bolesťami hlavy a zvracaním, často sprevádzané tuhnutím šije a chrbta.

Dôležité je, že poiiovirus môže spôsobovať vážne ochorenie, zasahujúce centrálny nervový systém a spôsobujúci paralýzu jednej alebo viacerých končatín. Jedna forma infekcie poliovírom (akútna bulbáma poliomyelitis) okrem toho napadá mozgový kmeň, motorickú kôru a predĺženú miechu, a tak spôsobuje dysfunkciu žuvacieho mechanizmu a dýchacie a obehové potiaže (Dorland's lllustrated Medical Dictionary 1045, 26, vyd., 1981).

Vynález poskytuje spôsob boja proti vyššie uvedeným chorobám, spôsobených týmito mikroorganizmami, zabránením rastu týchto mikroorganizmov vo vodných systémoch, ako je pitná voda, odpadové vody a povrchová voda mimo morskej vody.

Cieľom vynálezu je poskytnúť mikrobicídny spôsob ničenia nežiadúcich choroboplodných mikroorganizmov vo vodných systémoch, ako je pitná voda, odpadová voda a iná povrchová voda mimo morskej.

Druhým cieľom vynálezu je poskytnúť spôsoby ničenia mikroorganizmov bakteriálnych rodov Campylobacter, Shigella, Vibrío a Yersinia a prvokov rodu Entamoeba vo vodných systémoch, ako je pitná voda, odpadová voda a iná povrchová voda mimo morskej.

Tretí cieľ vynálezu sa týka poskytnutia spôsobu ničenia rastu baktérií Mycobacterium bovis, Salmonella typhi a huby (kvasinky) Candida albicans v takýchto vodných systémoch.

Štvrtým cieľom vynálezu je poskytnúť spôsob ničenia polioviru vo vodných systémoch, ako je pitná voda, odpadová voda a iná povrchová voda mimo morskej.

Piatym cieľom je poskytnúť spôsob zabránenia šírenia chorôb, spôsobených vyššie uvedenými mikroorganizmami, ako je cholera a obrna.

Ďalšie ciele a výhody vynálezu sú uvedené v nasledujúcom popise a sú zrejmé jednak z tohto popisu a jednak z praktického uskutočnenia vynálezu.

Podstata vynálezu

K dosiahnutiu uvedených cieľov a účelu tu popísaného vynálezu sa navrhuje:

(1) Spôsob zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu vo vodnom systéme, v ktorom rast mikroorganizmu pripadá do úvahy a v ktorom je uznaná potreba takého ošetrenia, ktorého podstata spočíva v tom, že sa k vodnému systému pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúcej Campylobacter spp., Mycobacteríum spp., Shigella spp., Vibrio spp., Yersinia spp., a Entamoeba spp., pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej.

(2) Spôsob zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu vo vodnom systéme, v ktorom rast mikroorganizmu pripadá do úvahy a v ktorom je uznaná potreba takého ošetrenia , ktorého podstata spočíva v tom, že sa k vodnému systému pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúcej Mycobacterium bovis, Salmonella typhi a Candida albicans, pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej.

(3) Spôsob zabránenia šírenia cholery prenášanej z vodného systému, ktorého podstata spočíva v tom, že sa k vodnému systému, v ktorom je uznaná potreba takéhoto ošetrenia, za účelom zastavenia šírenia cholery pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu Vibrio spp., pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej; a (4) Spôsob zastavenia šírenia obmy prenášanej z vodného systému, ktorého podstata spočíva v tom, že sa k vodnému systému, v ktorom je uznaná potreba takéhoto ošetrenia, za účelom zastavenia šírenia obmy pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zastavenie šírenia polioviru, pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej.

V prvom uskutočnení sa vynález týka spôsobu zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu vo vodnom systéme, v ktorom rast mikroorganizmu pripadá do úvahy a v ktorom je uznaná potreba takéhoto ošetrenia. Spôsob spočíva v tom, že sa k vodnému systému pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zastavenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúcej Campylobacter spp., Mycobacteríum spp., Shigella spp., Vibrio spp., Yersina spp. a Entamoeba spp. Vodný systém sa zvolil zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej.

Ako je uvedené vyššie, mikroorganizmy sú zvolené zo skupiny zahrňujúcej Campylobacter spp., Mycobacterium spp., Shigella spp., Vibrio spp., Yersina spp. a Entamoeba spp. známymi pôvodcami chorôb u človeka a iných savcov prostredníctvom kontaminácie zásob vody. Podľa vynálezu môžu ionénové polyméry účinne zastaviť rast takýchto mikroorganizmov vo vodných systémoch, a tak účinne potlačovať šírenie chorôb, spôsobovaných týmito mikroorganizmami. Ionénové polyméry, účinné pri ničení Campylobacter jejuni, Mycobacterium bovis, Shigella dysenteriae, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Yersinia enterocolitica a prvoka Entamoeba histolytica, sú uvedené ďalej.

Pri uskutočňovaní spôsobu podľa vynálezu sa ionénový polymér používa v množstve účinnom pri uskutočnení účelu konkrétneho spôsobu, t. j. na zabránenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu. Napríklad zastavenie rastu alebo šírenia aspoň jedného mikroorganizmu podľa vynálezu znamená buď inhibíciu rastu mikroorganizmu vo vodnom systéme alebo zníženie populácie mikroorganizmu na prijateľnú úroveň. Takéto ošetrenie zahrňuje tiež udržovanie populácie mikroorganizmu vo vodnom systéme na prijateľnej úrovni alebo pod ňou, vrátane nulového rast.

Potreby konkrétneho vodného systému určujú, aké množstvo ionénového polyméru bude potrebné k dosiahnutiu požadovanej úrovne ošetrenia. Koncentrácia ionénového polyméru v danom vodnom systéme môže byť napríklad nižšia alebo rovná 50 ppm, výhodne nižšia alebo rovná 20 ppm. Prednostne sa koncentrácia pohybuje od 1 do 10 ppm a zvlášť výhodne je ionénový polymér prítomný vo vodnom systéme v koncentrácii približne 5 ppm.

Spôsoby podľa vynálezu sa zameriavajú na ničenie vodných choroboplodných mikroorganizmov. Popísané spôsoby preto môžu byť aplikované v akomkoľvek vodnom systéme, v ktorom pripadá do úvahy rast takýchto mikroorganizmov.

Do úvahy prichádzajú najmä také vodné systémy, ktoré prichádzajú často do styku s ľuďmi a inými savcami vrátane dobytka a ktoré môžu šíriť choroboplodný mikroorganizmus. Tieto vodné systémy zahrňujú, pričom sa však na ne neobmedzujú, pitnú vodu, odpadové vody a iné povrchové vody okrem morských, ako sú rybníky, jazerá, vodné toky, rieky, priemyslové chladiace systémy a nádrže s kontaminujúcimi látkami.

Druhé uskutočnenie vynálezu je spôsob zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúcej Mycobacterium bovis, Salmonella typhi a Candida albicans vo vodnom systéme, v ktorom rast mikroorganizmu pripadá do úvahy a v ktorom je uznaná potreba takéhoto ošetrenia. Spôsob zahrňuje stupeň pridávania ionénového polyméru v množstve účinnom na zabránenie rastu aspoň jedného z týchto mikroorganizmov k vodnému systému. Vodný systém zahrňuje vyššie uvedené systémy a výhodne je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu okrem morskej.

Vynález sa tiež týka spôsobu zabránenia šírenia cholery, prenášanej vodnými systémami. Tento spôsob zahrňuje stupeň pridávania ionénového polyméru v množstve účinnom na zastavenie rastu druhu Vibrío k vodnému systému, v ktorom je uznaná potreba takéhoto ošetrenia, za účelom zabránenia šírenia cholery. Vodný systém zahrňuje vyššie uvedené systémy. Konkrétne je možné menovať vodné systémy zvolené zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu okrem morskej, opísané vyššie.

K zastaveniu šírenia obrny, prenášanej vodnými systémami, poskytuje vynález spôsob zahrňujúci stupeň pridávania ionénového polyméru v množstve účinnom na zastavenie šírenia polioviru k vodnému systému, v ktorom je zistená nutnosť takéhoto ošetrenia, za účelom zastavenia šírenia obmy. Vodným systémom môže byť ktorýkoľvek z vyššie uvedených systémov a výhodne sa jedná o pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu okrem morskej.

Každý z vyššie uvedených spôsobov používa aspoň jeden ionénový polymér k zabráneniu rastu nežiadúceho choroboplodného mikroorganizmu vo vodnom systéme, lonénové polyméry alebo polymérne kvartéme amonné zlúčeniny, t.j. katiónové polyméry obsahujúce v hlavnom reťazci kvartéme dusíky (nazývané polyquats’j, patria k známej skupine zlúčenín.

Už bolo publikované, že ionénové polyméry majú biologickú účinnosť, pozri napr. A. Rembaum, Biological Activity of lonene Polymers, Applied Polymér Symposium č. 22, 299-317 (1973).

lonénové polyméry majú rôzne použitie vo vodných systémoch ako mikrobicídy, baktericídy, algicídy a dezinfekčné prostriedky. Patenty US č. 3,874.870, 3,898.336, 3,931.319, 4,027.020, 4,054.542, 4,089.977, 4,111.679, 4,506.081, 4,581.058, 4,778.813, 4,970.211, 5,051.124 a 5,093.078, ktorých popisy sú tu konkrétne zahrnuté formou odkazu, uvádzajú rôzne príklady týchto polymérov a ich použitie.

lonénové polyméry sa použili tiež k inhibícii povrchovej adhézii baktérií a rias, pozri patent US č. 5,128.100, ktorého popis tu je konkrétne zahrnutý formou odkazu. Dosiaľ však nebolo známe, že by ionénové polyméry boli použiteľné pri zastavovaní rastu mikroorganizmov, ako je Campylobacter, Shigella, Vibrio, Yersinia, Entamoeba a poliovirus, vo vodných systémoch. Má sa teda za to, že použitie, nárokované v tejto prihláške pre ionénové polyméry, je nové a nevyplýva z ich dosiaľ známych použití.

lonénové polyméry môžu byť klasifikované podľa opakujúcej sa jednotky, nachádzajúcej sa v polymére. Táto opakujúca sa jednotka pochádza z východiskových zlúčenín, z ktorých bol ionénový polymér vyrobený.

Prvý typ ionénového polyméru zahrňuje opakujúcu sa jednotku vzorca I

R¹ _R3

V tomto vzorci môžu byť substituenty R“·, r2, r3 a R⁴ rovnaké alebo rôzne a môžu byť zvolené zo súboru zahrňujúceho vodík, Ci-C2oalkyl, prípadne substituované aspoň jednou hydroxylovou skupinou, a benzyl, prípadne substituovaný na benzénovom jadre aspoň jednou C-|-C20^a*kylovou skupinou. Výhodne sú všetky substituenty R¹, R², R³ a R⁴ metyly alebo etyly.

Skupina A je dvojväzbový radikál, zvolený zo súboru zahrňujúceho C-|C-joalkyl, C2-Cio^a|kenyl, C2-C-|o^alkinyl, C-j-Cioňydroxyalkyl, symetrický alebo asymetrický di-C-|-Cio^a,ky*®^ter· ^aryh aryl-Ci-Cio³·^^{1 alebo} C-|-Cioalkylaryl-C-|Cio-alky¹· Prednostne je A Ci-Csalkyl, C2-C5alkenyl, C2-Cshydroxyalkyl alebo symetrický di-C2-C5alkyléter a zvlášť prednostne je A propylén, 2hydroxypropylén alebo dietylénéter.

Skupina B je dvojväzbový radikál, zvolený zo súboru zahrňujúceho C-|C-ioalkyl. C2-C-1 o^a,kenyl> C2-Cio^al^kinyl, CvCiohydroxyalkyľ aryl, aryl-C-jCioalkyl alebo Ci-ClO^alky^|ary^,ClClO^a,ky^|- Prednostne je B Ci-Csalkyl, C2Csalkenyl, C2-C5hydroxyalkyl, aryl, aryl-Ci-Csalkyl alebo C-j-Csalkylaryl-C-,Csalkyl. Zvlášť prednostne je B” etylén, propylén, butylén alebo hexametylén.

Protiión χ2- je dvojmocný protiión, dva jednomocné protiióny alebo zlomok viacmocného protiiónu, postačujúci k vyrovnaniu kationového náboja v opakujúcej sa jednotke, ktorá tvorí reťazec ionénového polyméru. Prednostne predstavuje χ2- dva jednomocné anióny, zvolené zo súboru zahrňujúceho halogenidový anión a trihalogenidový anión a zvlášť prednostne chloridový alebo bromidový ión. lonénové polyméry s trihalogenidovými protiiónmi sú opísané v patente US č. 3,778.476. Opis tohto patentu je tu zahrnutý formou odkazu.

lonénové polyméry, obsahujúce opakujúcu sa jednotku vzorca I, je možné pripraviť rôznymi známymi metódami. Jedna z metód spočíva v reakcii diamínu vzorca r1r2n-B-NR1r2 s dihalogenidom vzorca X-A-X. lonénové polyméry s touto opakujúcou sa jednotkou a spôsoby ich prípravy sú opísané napríklad v patentoch US 3,874.870, 3,931.319, 4,025.627, 4,027.020, 4,506.870 a 5,093.078; ich popisy sú tu zahrnuté formou odkazu. V týchto patentoch je opísaná i biologická aktivita ionénových polymérov s opakujúcou sa jednotkou vzorca I.

Druhý typ ionénového polyméru zahrňuje opakujúcu sa jednotku vzorca II — A — N⁺ dl)

Významy symbolov R\ r2 a A v tomto vzorci II sú rovnaké ako vo vzorci I. X je jednomocný protiión, polovica dvojmocného protiiónu alebo zlomok viacmocného protiiónu, postačujúceho k vyrovnaniu katiónového náboja opakujúcej sa jednotky, ktorá tvorí ionénový polymér. X môže byť napríklad halogenidový alebo trihalogenidový anión, výhodne chloridový alebo bromidový.

lonénové polyméry s opakujúcou sa jednotkou vzorca II môžu byť pripravené známymi metódami. Jedna z metód spočíva v reakcii amínu vzorca R”Ir2|M s halogénepoxidom, ako je epichlórhydrín. lonénové polyméry s opakujúcou sa jednotkou vzorca II sú opísané napríklad v patentoch US 4,111.679 a 5,051.124, ich popisy sú tu zahrnuté formou odkazu. V týchto patentoch je opísaná i biologická aktivita ionénových polymérov s opakujúcou sa jednotkou vzorca II.

(III)

Tretí typ ionénového polyméru zahrňuje opakujúcu sa jednotku vzorca III kde R je ^ch3 ch₃ i I

-N⁺-Q-N⁺- alebo

CH₃ CH_{3 x}2Q je -(CHR')p-, -CH₂-CH=CH-CH₂-, -CH2-CH2-O-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH(OH)-CH₂- alebo ho k llll

-(CHR ^_n-N-C-N-(CHR ')_na B'je

OH R· HO H R' OH

-CH₂-CH-CH₂-N⁺-(CHR')n-N-C-N- alebo -(CHR')n-N⁺-CH2-CH-CH₂l x- R- Xkde n a p sa nezávisle pohybujú od 2 do 12, každý zo symbolov R' nezávisle znamená vodík alebo nižšiu alkylovú skupinu, X^2- je dvojmocný protiión, dva jednomocné protiióny alebo zlomok viacmocného protiiónu postačujúci k vyváženiu katiónového náboja v skupine R a X^- je jednomocný protiión, polovica dvojmocného protiiónu alebo zlomok viacmocného protiiónu postačujúci k vyváženiu katiónového náboja v skupine B'.

h₃c

\./ ch₂-ch_{2k z}CH₃ ch₂-ch₂ .213

Prednostne je R' vodík alebo Cj-C4alkyl, n je 2 až 6 a p je 2 až 6. Zvlášť prednostne je R'vodík alebo metyl, n je 3 a p je 2. Prednostné proti ióny X2- a X“ sú rovnaké, ako je uvedené vyššie vo vzorcoch I a II.

Polyméry vzorca III sa odvodzujú od bis(dialkylaminoalkyl)močovín, známych tiež ako diamíny močoviny, známymi metódami, lonénové polyméry vzorca III, spôsoby ich prípravy a ich biologické aktivity sú napríklad opísané v patente US 4,506.081, ktorých opis je tu zahrnutý formou odkazu.

lonénové polyméry zahrnujúce opakujúce sa jednotky vzorcov I, II a III môžu byť rovnako zosieťované pomocou primárnych, sekundárnych alebo iných viacfunkčných amínov známymi prostriedkami, lonénové polyméry môžu byť zosieťované buď cez kvartémy atóm dusíka alebo cez inú funkčnú skupinu napojenú na hlavný polymémy reťazec alebo na postranný reťazec.

Zosieťované ionénové polyméry, pripravené s použitím sieťujúcich činidiel, sú opísané v patente US 3,738.945 a v Reissue patente US č. 28.808, ktorých postupy sú tu zahrnuté formou odkazu. Uvedený Reissue patent opisuje sieťovanie ionénových polymérov, pripravených reakciou dimetylamínu a epichlórhydrínu. Uvedené sieťovacie činidlá sú amoniak, primáme amíny, alkyléndiamíny, polyglykolamíny, piperazíny, heteroaromatické diamíny a aromatické diamíny.

Patent US 5,051.124, ktorého opis je tu zahrnutý formou odkazu, opisuje zosieťované ionénové polyméry, získavané reakciou dimetylamínu, polyfunkčného amínu a epichlórhydrínu. Sú opísané i spôsoby inhibicie rastu mikroorganizmov s použitím týchto zosieťovaných ionénových polymérov.

Ďalšie príklady rôznych zosieťovaných ionénových polymérov a ich vlastnosti poskytujú patenty US 3,894.946, 3,894.947, 3,930.877, 4,104.161, 4,164.521, 4,147.627, 4,166.041, 4,606.773 a 4,769.155. Opisy všetkých týchto patentov sú tu zahrnuté formou odkazu.

lonénové polyméry s opakujúcimi sa jednotkami vzorcov I, II alebo III môžu byť tiež chránené (capped), t. j. mať špecifickú koncovú skupinu. Chránenie je možné dosiahnuť známymi prostriedkami. K získaniu chrániacej skupiny je možné použiť napríklad prebytok jednej zo zložiek, použitých na výrobu ionénového polyméru. Alternatívne je možné na získanie chráneného ionénového polyméru nechať vypočítané množstvo monofunkčného terciámeho amínu alebo monofunkčného substituovaného alebo nesubstituovaného alkylhalogenidu reagovať s ionénovým polymérom, lonénové polyméry môžu byť chránené na jednom alebo oboch koncoch. Chránené ionénové polyméry a ich mikrobicídne vlastnosti sú opísané v patentoch US 3,931.319 a 5,093.078, ktorých popisy sú tu zahrnuté formou odkazu.

Zvlášť výhodným ionénovým polymérom s opakujúcou sa jednotkou vzorca I z tu uvedených je poly[oxyetylén(dimetyliminio)etylén(dimetyliminio)etyléndichlorid. V tomto ionénovom polyméry je každý zo symbolov R¹, R², r3 a R⁴metyl, A je -CH2CH2OCH2CH2“, B je -CH2CH2- a X^2- je 2 Cl- a jeho priemerná molekulová hmotnosť je 1.000 až 5.000. Tento ionénový polymér je obchodne dostupný u Buckman Laboratories, Inc., Memphis. Tennessee ako produkt Busan® 77, t. j. 60 % vodná disperzia polyméru, alebo produkt WSCP® , t. j. 60 % vodná disperzia polyméru. Busan® 77 a WSCP® sú biocídy, používané primáme vo vodných systémoch vrátane kovospracujúcich kvapalín na ničenie mikroorganizmov.

Iný zvlášť výhodný ionénový polymér s opakujúcou sa jednotkou vzorca I, rovnako dostupný u Buckman Laboratories, Inc., ako produkt Busan® 79 alebo produkt WSCP II, je ionénový polymér, kde každý zo symbolov R1, R², r3 a R⁴ je metyl, A je -CH2CH(OH)CH2- B je -CH2CH2- a X₂- je 2 Cľ. Tento ionénový polymér je reakčným produktom N,N,N',N'-tetrametyl-1,2-etándiamínu s (chlórmetyl)oxiránom a má priemernú molekulovú hmotnosť 1.000 až 5.000. Polymérny produkt Busan® 79 alebo produkt WSCP II je 60 % vodný roztok polyméru.

Výhodnými ionénovými polymérmi s opakujúcou sa jednotkou vzorca II sú tie, kde každý zo symbolov R¹ a R² je metyl, A je CH2CH(OH)CH2- a X je Cl. Produkt Busan® 1055 je 50 % vodná disperzia takého ionénového polyméru, získaného ako reakčný produkt dimetylamínu s (chlórmetyl)oxiránom a majúceho priemernú molekulovú hmotnosť 2.000 až 10.000.

Produkt Busan® 1157 je 50 % vodná disperzia ionénového polyméru s opakujúcou sa jednotkou vzorca II, získaného ako reakčný produkt dimetylamínu s epichlórhydrínom, zosieťovaný etyléndiamínom, kde R1 i je metyl, A je -CH2CH(OH)CH2- a X' je Cľ. Tento ionénový polymér má priemernú molekulovú hmotnosť 100.000.

Produkt Busan® 1155 je 50 % vodná disperzia ionénového polyméru s opakujúcou sa jednotkou vzorca II, kde R1 i R2 je metyl, A je -CH2CH(OH)CH2-, X je Cl a ionénový polymér je zosieťovaný amoniakom. Tento ionénový polymér má molekulovú hmotnosť približne 100.000 až 500.000.

Produkt Busan® 1099 alebo produkt Bubond® 65 je 25 % vodná disperzia zosieťovaného ionénového polyméru s opakujúcimi sa jednotkami vzorca II, kde R1 i r2 je metyl, A je -CH2CH(OH)CH2-, X je Cľ a sieťovacie činidlo je monometylamín. Tento ionénový polymér má molekulovú hmotnosť prbližne 10.000 až 100.000.

Výhodné ionénové polyméry s opakujúcou sa jednotkou vzorca III sú tie, kde R je diamín močoviny a B' je CH2CH(OH)CH2 a X je Cľ. BL® 1090 je 50 % vodná disperzia ionénvého polyméru, získaného ako reakčný produkt N,N'-bis[1-(3-(dimetylamino)propyl]močoviny a epichlórhydrínu, ako je ionénový polymér s priemernou molekulovou hmotnosťou 2.000 až 15.000, prednostne 3.000 až 7.000.

Všetky uvedené ionénové polyméry a produkty uvedené pod obchodným menom sú dostupné u Buckman Laboratories, Inc., Memphis, Tennessee.

Príklady uskutočnenia vynálezu

K bližšiemu osvetleniu vynálezu sú uvedené príklady praktického uskutočnenia, ktoré však vynález neobmedzujú.

Príklad 1

Hodnotila sa účinnosť ionénových polymérov pri usmrťovaní Vibrio cholerae pri dvoch úrovniach tvrdosti vody: Použili sa tieto ionénové polyméry: Busan® 77, Busan® 79, Busan® 1055, Busan® 1099a Busan® 1157.

Mikrobicídna aktivita každého polyméru sa testovala pri tvrdosti vody AOAC, ktorá meria obsah vápnika a horčíka, na úrovni 300 ppm a 900 ppm. 300 ppm AOAC zodpovedá úrovni mierne tvrdej vody, 900 ppm označuje veľmi tvrdú vodu, blížiacu sa brakickej.

U každého ionénového polymémeho produktu v testovacom systéme sa použili hmotnostné koncentrácie 0,0 ppm, 5,0 ppm, 10,0 ppm a 20,0 ppm. Baktérie Vibrio cholerae ATCC č. 14035, GBL č. 52107 sa exponovali po dobu 24 h pri teplote miestnosti vo vodnom roztoku, doplnenom 0,01 % tryptikasovej sojovej živnej pôdy. Percento prežitia vibriocidu sa určilo na platniach v alkalickom tryptikasovom sojovom agare. Výsledky, ktoré sú zhrnuté v tabuľkách 1 až 5, ukazujú, že ionénové polyméry, ak sa použili podľa vynálezu, vedú k dramatickému zníženiu životnosti V. cholerae, ktorý preukazuje pokles prežívajúcich baktérií na platniach po 24 h expozícii. Kompletné usmrtenie, t. j. menej ako 10 jednotiek, tvoriace kolónie na 1 ml (cfu-ml), ktoré prežili pri koncentrácii iba 5,0 ppm ionénového polymémeho produktu vo vode s tvrdosťou AOAC 300 ppm, dokumentuje účinnosť ionénových polymérov oproti V. cholerae. Podstatný pokles množstva prežívajúcich V. cholerae iba v 20 ppm v 4 z 5 polymérov pri tvrdosti AOAC 900 ppm dokumentuje účinnosť ionénových polymérov oproti V. cholerae i v extrémne tvrdej vode.

Tabuľka 1. Busan® 77

Dávka, ppm	0	5	10	20
Počet baktérií (cfu-ml) AOAC 300 pm AOAC 900 ppm	1.4 x 10® 1.2 x 10⁷	<10 1.2 x 10³	<10 9.1 x10²	< 10 4,7x10²

Tabuľka 2. Busan® 79

Dávka, ppm	0	5	10	20
Počet baktérií (cfu-ml) AOAC 300 pm AOAC 900 ppm	1.4x10® 1.2 x 10⁷	<10 2.1 x 10®	<10 2.3 x 10®	<10 70

Tabuľka 3. Busan® 1055

Dávka, ppm	0	5	10	20
Počet baktérií (cfu-ml) AOAC 300 pm AOAC 900 ppm	1.4x10® 1.2 x 10⁷	<10 2.0x10®	<10 1.3x10®	<10 9.1 x 10®

Tabuľka 4. Busan® 1099

Dávka, ppm	0	5	10	20
Počet baktérií (cfu-ml) AOAC 300 pm AOAC 900 ppm	1.4x10® 1.2 x 107	<10 6.2 x 10®	<10 4.0x10®	<10 2.5 x 10⁴

Tabuľka 5. Busan® 1157

Dávka, ppm	0	5	10	20
Počet baktérií
(cfu-ml)
AOAC 300 pm	1.4x10®	< 10	<10	< 10
AOAC 900 ppm	1.2 x 10⁷	1.2 x 10⁷	1.5 x 10®	3.7 x 10®

Príklad 2

Hodnotila sa účinnosť ionénových polymémych produktov Bubond® 65, Busan® 77, Busan® 79 a Busan® 1055 pri usmrťovaní baktérií Campylobacter jejuni, Escherichia coli, Mycobacterium bovis, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Shigella dysenteriae, Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus ATCC 17802, Yersinia enterocolitica a kvasinky Candida albicans v deionizovanej vode a v umelej rybničnej vode. Výsledky sú uvedené v tabuľkách 6 až 9.

K sterilnej deionizovanej vode s pH 7 až 7,5 sa dodali polyméme produkty v koncentráciách 2,5 ppm, 10 ppm a 20 ppm.

Umelá rybničná voda pozostávala zo sterilnej deionizovanej vody, sterilných solí (350 ppm KCI, 350 ppm CaCI2, 350 ppm NaCl) a 0,01 % sterilného tryptikasovej sojovej pôdy. Polyméme produkty sa k tomuto prostrediu pridávali v koncentráciách 5 ppm, 10 ppm a 20 ppm.

Baktérie s výnimkou Campylobacter jejuni a Mycobacterium bovis a kvasinky sa kultivovali 24 h až 36 h v tryptikasovej sojovej pôde a očkovali do 100 ml skúšobného roztoku v koncentrácii 10⁴ cfu-ml. Baktérie a kvasinky sa ponechali v kontakte s roztokom počas 18 až 24 h pri 20 až 25 °C bez miešania a potom kvantifikovali v súlade so štandardom pre platne s tryptikasovým sojovým agarom.

Rast Campylobacter jejuni sa kvantifikoval platňovou technikou na agare Chocolate a baktérie sa inkubovali 48 h pri 37 °C v BBL Campy Pack. Rast Mycobacterium bovis sa kvantifikoval membránovou filtráciou a kultivácia sa uskutočnila 28 dní pri 35 °C v základnom glukózovom živnom médiu.

Tabuľka 6. Mikrobicídna aktivita Bubond® 65

Dávka, ppm 0 2,5 5 10 20

Počet baktérií (cfu-ml)

Campylobacter jejuni

deionízovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Escherichia coli
deionízovaná voda	1,0 x 10⁴	5,0x103	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x10⁵	NT	3,0 x 10⁴	<10	<10
Pseudomonas aeruginosa
deionízovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁵	NT	210	<10	<10
Salmonella typhi
deionízovaná voda	1,0 x 10⁴	3,1 x10⁴	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁵	NT	1,6x104	<10	<10
Shigella dysenteriae
deionízovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Staphylococcus aureus
deionízovaná voda	1,0x10°	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Vibrio parahaemolyticus
deionízovaná voda	1,0x10°	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x10⁵	NT	600	470	750
Yersinia enterocolitica
deionízovaná voda	1.0X10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Mycobacterium bovis
deionízovaná voda	28	<1	NT	NT	NT
umelá rybničná voda	28	NT	9	NT	NT
Počet kvasiniek Candida albicans
deionízovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10

NT = netestované

Tabuľka 7. Mikrobicídna aktivita Busan® 77

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
Počet baktérií (cfu-ml) Campylobacter jejuni deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Escherichia coli deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x 105	NT	<10	<10	<10
Pseudomonas aeruginosa deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁵	NT	810	<10	<10
Salmonella typhi deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	50	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x10⁵	NT	620	<10	<10
Shigella dysenteriae deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Staphylococcus aureus deionizovaná voda	1,0χ10θ	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Vibrio parahaemolyticus deionizovaná voda	1,0x106	700	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁵	NT	2,1 x10³	570	<10
Yersinia enterocolitica deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Mycobacterium bovis deionizovaná voda	28	<1	NT	NT	NT
umelá rybničná voda	28	NT	9	NT	NT
Počet kvasiniek Candida aibicans deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	40	<10	<10
NT = netestované

Tabuľka 8. Mikrobicídna aktivita Busan® 79

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
Počet baktérií (cfu-ml) Campylobacter jejuni deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Escherichia coli deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	2,1 x10⁴	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x10®	NT	<10	<10	<10
Pseudomonas aeruginosa deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x10®	NT	<10	<10	<10
Salmonella typhi deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁵	NT	<10	<10	<10
Shigella dysenteriae deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Staphylococcus aureus deionizovaná voda	1,0x10®	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x10⁴	NT	<10	<10	<10
Vibrio parahaemoiyticus deionizovaná voda	1,0x10®	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x10®	NT	1,05 x	450	<10
Yersinia enterocolitica deionizovaná voda	1,0x10⁴	<10	10³ NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Mycobacterium bovis deionizovaná voda	28	5	NT	NT	NT
umelá rybničná voda	28	NT	1	NT	NT
Počet kvasiniek Candida albicans deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	40	<10	<10
NT = netestované

Tabuľka 9. Mikrobicídna aktivita Busan® 1055

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
Počet baktérií (cfu-ml) Campylobacter jejuni deionizovaná voda	1.0X10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Escherichia coli deionizovaná voda	Ι,ΟχΙΟ⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x10⁵	NT	<10	<10	<10
Pseudomonas aeruginosa deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0x105	NT	<10	<10	<10
Salmonella typhi deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁵	NT	<10	<10	<10
Shigella dysenteriae deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	Ι,ΟχΙΟ⁴	NT	<10	<10	<10
Staphylococcus aureus deionizovaná voda	1,0χ10θ	2,9 x1ο⁴	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Vibrio parahaemolyticus deionizovaná voda	1,0 x 10⁶	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 105	NT	3,1 x 102	450	<10
Yersinia enterocolitica deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
Mycobacterium bovis deionizovaná voda	28	NT	NT	NT	<0.001
umelá rybničná voda	28	NT	NT	<0,001	NT
Počet kvasiniek Candida albicans deionizovaná voda	1,0 x 10⁴	<10	NT	<10	<10
umelá rybničná voda	1,0 x 10⁴	NT	<10	<10	<10
NT = netestované

Príklad 3

Hodnotila sa účinnosť polymémych produktov Bubond® 65. Busan® 77, Busan® 79 a Busan® 1055 pri usmrťovaní prvoka Entamoeba histolytica ATCC 30922 GBĽ Ľab. č. 42409.

Účinnosť týchto polymémych produktov sa testovala v deionizovanej vode a v umelej rybničnej vode, ako je opísané v príklade 2. Koncentrácia trofozoitov Entamoeba v inokulu bola 320/ml. Organizmy Entamoeba sa vyčíslili, ako je uvedené v tabuľkách 10 až 13, z priameho mikroskopického pozorovania motility v čítačovej komôrke hemocytometra so zväčšením 400x.

Tabuľka 10. Mikrobicídna aktivita Bubond® 65

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
Počet pohyblivých organizmov/ml
Entamoeba histolytica
deionizovaná voda	768	<1	NT	<1	< 1
umelá rybničná voda	1086	NT	<1	<1	<1

Tabuľka 11. Mikrobicídna aktivita Busan® 77

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
Počet pohyblivých organizmov/ml
Entamoeba histolytica
deionizovaná voda	768	<1	NT	<1	<1
umelá rybničná voda	1086	NT	<1	<1	<1

Tabuľka 12. Mikrobicídna aktivita Busan® 79

Tabuľka 13. Mikrobicídna aktivita Busan® 1055

Koncentrácia (ppm ionénového polymémeho produktu v testovanom systéme) Bubond® 65, Busan® 77, Busan® 79 a Busan® 1055, potrebná k usmrteniu aspoň 99,9 % testovaného patogénneho mikroorganizmu, je uvedená v tabuľkách 14 až 17.

Tabuľka 14. Mikrobicídna aktivita Bubond® 65

Koncentrácia (ppm)

Mikroorganizmus	Deionizovaná voda	Umelá rybničná voda
Baktérie:
Campylobacter jejuni	2,5	5
Escherichia coli	10	10
Mycobacterium bovis	2,5	5
Pseudomonas aeruginosa	2,5	5
Salmonella typhi	10	10
Shigella dysenteriae	2,5	5
Staphylococcus aureus	2,5	5
Vibrio parahaemolyticus	2,5	5
Yersinia enterocolitica	2,5	5
Kvasinka:
Candida albicans	2,5	5
Prvok (trophozoites):
Entamoeba histolytica	2,5	5

Tabuľka 15. Mikrobicídna aktivita Busan® 77
Mikroorganizmus	Koncentrácia (ppm)
Deionizovaná voda Umelá n	Zbničná voda
Baktérie:
Campylobacter jejuni	2,5	5
Escherichia coli	2,5	5
Mycobacterium bovis	2,5	5
Pseudomonas aeruginosa	2,5	5
Salmonella typhi	2,5	5
Shigella dysenteriae	2,5	5
Staphylococcus aureus	2,5	5
Vibrio parahaemolyticus	2,5	10
Yersinia enterocolitica	2,5	5
Kvasinka:
Candida albicans	2,5	5
Prvok (trophozoites):
Entamoeba histolytica	2,5	5

Tabuľka 16. Mikrobicídna aktivita Busan® 79

Koncentrácia (ppm)

Mikroorganizmus	Deionizovaná voda	Umelá rybničná voda
Baktérie:
Campylobacter jejuni	2,5	5
Escherichia coli	10	5
Mycobacterium bovis	10	5
Pseudomonas aeruginosa	2,5	5
Salmonella typhi	2,5	5
Shigella dysenteriae	2,5	5
Staphylococcus aureus	2,5	5
Vibrio parahaemolyticus	2,5	10
Yersinia enterocolitica	2,5	5
Kvasinka:
Candida albicans	2,5	5
Prvok (trophozoites):
Entamoeba histolytica	2,5	5

Tabuľka 17. Mikrobicídna aktivita Busan® 1055

Koncentrácia (ppm)

Mikroorganizmus	Deionizovaná voda	Umelá rybničná voda
Baktérie:
Campylobacter jejuni	2,5	5
Escherichia coli	2,5	5
Mycobacterium bovis	2,5	5
Pseudomonas aeruginosa	2,5	5
Salmonella typhi	2,5	5
Shigella dysenteriae	2,5	5
Staphylococcus aureus	10	5
Vibrio parahaemolyticus	2,5	10
Yersinia enterocolitica	2,5	5
Kvasinka:
Candida albicans	2,5	5
Prvok (trophozoites):
Entamoeba histolytica	2,5	5

Príklad 4

Hodnotila sa účinnosť ionénových polymérnych produktov Bubond® 65, Busan® 77, Busan® 79 a Busan® 1055 oproti polioviru. 0,3 ml polioviru typu 1, uchovávaného ako zásobný roztok (> 10θ TC ID₅₀) v EMEM, obsahujúci 5 % teľacieho séra, sa pridalo k 100 ml skúšobných roztokov, opísaných v príklade 2. Životaschopnosť víru sa vyčíslila vypočítaním TC ID₅₀ (priemer jednej infekčnej dávky tkanivovej kultúry pre 50 % skúšobných jednotiek). Vírus (0,1 ml na jamku) sa kultivoval 5 dní pri 37 °C v bunkách Hep-2, 8 až 10 % CO2. Rast víru, ako je uvedený v tabuľkách 18 až 21, sa určoval mikroskopickým pozorovaním cytopatogenného účinku na monovrstvu buniek.

Tabuľka 18. Mikrobicídna aktivita Bubond® 65 voči polioviru

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
TC ID50 deionizovaná voda	105,5	1047	NT	104,5	105.3
umelá rybničná voda	104,0	NT	104.3	104.5	104.0

Tabuľka 19. Mikrobicídna aktivita Busan® 77 voči polioviru

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
TC ID₅₀ deionizovaná voda	105,5	103.7	NT	1θ4,7	1θ5,3
umelá rybničná voda	104,0	NT	103,7	104,5	104,0

Tabuľka 20. Mikrobicídna aktivita Busan® 79 voči polioviru

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
TC ID₅₀ deionizovaná voda	105,5	10⁴,5	NT	10⁴>5	10⁴>³
umelá rybničná voda	104,0	NT	1θ4.Ο	1θ4.3	10⁴·³

Tabuľka 21. Mikrobicídna aktivita Busan® 1055 ivočii polioviru

Dávka, ppm	0	2,5	5	10	20
TC ID₅₀ deionizovaná voda umelá rybničná voda	105,5 10⁴·θ	105,3 NT	NT 105.7	103.7 104.7	104.7 10³·⁷

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu vo vodnom systéme, v ktorom rast uvedeného mikroorganizmu pripadá do úvahy, vyznačujúci sa tým, že sa k vodnému systému pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúcej Campylobacter spp., Mycobacterium spp., Shigella spp., Vibrio spp., Yersinia spp. a Entamoeba spp., pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej.
2. Spôsob zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu vo vodnom systéme, v ktorom rast uvedeného mikroorganizmu pripadá do úvahy, vyznačujúci sa tým, že sa k vodnému systému pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúci Campylobacter spp., Mycobacterium spp., Shigella spp., Vibrio spp., Yersinia spp. a Entamoeba spp., pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej a pričom uvedený ionénový polymér obsahuje opakujúcu sa jednotku všeobecného vzorca I kde substituenty R1, r2, r3 _a r4 môžu byť rovnaké alebo rôzne a sú zvolené zo súboru zahrňujúceho vodík, 0-|-θ20 alkyl. prípadne substituovaný aspoň jednou hydroxylovou skupinou, a benzyl, prípadne substituovaný na benzénovom jadre aspoň jednou C-j -C2oalkylovou skupinou,

A je dvojväzbový radikál, zvolený zo súboru zahrnujúceho C-j-C 1 oalkyl, C2-Cioalkenyl, C2-C»ioalkinyl, C-|-C»fohydroxyalkyl, symetrický alebo asymetrický di-C-|-Cioalkyléter, aryl, aryl-Ci-Ci oalkyl alebo C-| -C»joalkylaryl-C»|ClOalkyl,

B je dvojväzbový radikál, zvolený zo súboru zahrnujúceho C-j-Cl oalkyl, C2-C-|oalkenyl, C2-C-|0^a|kinyl, C-i-Ciohydroxyalkyl, aryl, aryl-C-j-Ci o^a*kyl ^aleboCi-Cioalkylaryl-Ci-C1Oalkyl, ^a χ2- je dvojmocný protiión, dva jednomocné protiióny alebo zlomok viacmocného protiiónu, postačujúci k vyrovnaniu katiónového náboja v opakujúcej sa jednotke uvedeného iónového polyméru.
3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že sa použije ionénový polymér s opakujúcou sa jednotkou všeobecného vzorca I, kde R V R², R3 a R^ je metyl alebo etyl, A je Cj-Csalkyl, C2-Csalkenyl, C2-C5hydroxyalkyl alebo symetrický di-C2-C5alkyléter, B je C-j-Csalkyl, C2-C5alkenyl, C2Cshydroxyalkyl, aryl, aryl-C<|-C5alkyl alebo C-j-Csalkylaryl-C-i-Csalkyl a X² sú dva jednomocné anióny, z ktorých každý je zvolený zo skupiny zahrňujúcej halogenidový anión a trihalogenidový anión.
4. Spôsob zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu vo vodnom systéme, v ktorom rast uvedeného mikroorganizmu pripadá do úvahy, vyznačujúci sa tým, že sa k vodnému systému pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúcej Campylobacter, spp., Mycobacterium spp., Shigella spp., Vibrio spp., Yersinia spp. a Entamoeba spp., pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrnujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej a pričom uvedený ionénový polymér zahrňuje opakujúcu sa jednotku všeobecného vzorca i i (N) kde substituenty RÍ, R2 môžu byť rovnaké alebo rôzne a sú zvolené zo súboru zahrňujúceho vodík, C1-C20 alkyl, prípadne substituovaný aspoň jednou hydroxylovou skupinou, a benzyl, prípadne substituovaný na benzénovom jadre aspoň jednou C2-C2Qalkylovou skupinou,

A je dvojväzbový radikál, zvolený zo súboru zahrňujúceho C-j-Cio^a*kyl, C2-Cio^alk^enyl, C2-Cio^alkinyl, C-|-Clohydroxyalkyl, symetrický alebo asymetrický dí-Ci -C-| oalkyléter, aryl, aryl-Ci-Cio^alky· alebo C-| -C-j o^aíkytaryl-Ci Cioalkyl, a

X^- je jednomocný protiión, polovica dvojmocného protiiónu alebo zlomok viacmocného protiiónu, postačujúci k vyrovnaniu katiónového náboja opakujúcej sa jednotky uvedeného ionénového polyméru.
5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že sa použije ionénový polymér s opakujúcou sa jednotkou všeobecného vzorca II, kde R¹ a R2 môžu byť rovnaké alebo rozdielne a predstavujú metyl alebo etyl, A je C-|Csalkyl, (^-Csalkenyl, C2-Cshydroxyalkyl alebo symetrický di-C2-C5alkyléter a X je halogenidový anión.
6. Spôsob zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu vo vodnom systéme, v ktorom rast uvedeného mikroorganizmu pripadá do úvahy, vyznačujúci sa tým, že sa k vodnému systému pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúcej Campylobacter spp., Mycobacterium spp., Shigella spp., Vibrio spp., Yersinia spp. a Éntamoeba spp., pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej a pričom uvedený ionénový polymér zahrňuje opakujúcu sa jednotku všeobecného vzorca III (III) kde R je ch₂-ch_2k /CH₃ h₃c ^:\ / ch₂-ch₂ ^ch3 ch₃ i I

-N⁺-Q-N⁺- alebo

CH₃ CH_{3 x}2Q je -(CHR’)p-, -CH₂-CH=CH-CH₂-, -CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH(OH)-CH₂- alebo

HO h llll

-(CHR')_n-N-C-N-(CHR')_nB'je

OH R' HO H R' OH

-CH₂-CH-CH₂-N⁺-(CHR')n-N-C-N- alebo -(CHR')n-N⁺-CH2-CH-CH₂x- ^R- X· kde n a p sa nezávisle pohybujú od 2 do 12, každý zo symbolov R' nezávisle znamená vodík alebo nižšiu alkylovú skupinu, X^2- je dvojmocný protiión, dva jednomocné protiióny alebo zlomok viacmocného protiiónu postačujúci k vyváženiu katiónového náboja v skupine R a X je jednomocný protiión, polovica dvojmocného protiiónu alebo zlomok viacmocného protiiónu postačujúci k vyváženiu katiónového náboja v skupine B'.
7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že uvedený ionénový polymér je reakčným produktom N,N'-bis-[1-(3-(dimetylamino)propyljmočoviny a epichlórhydrínu.
8. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že koncentrácia uvedeného ionénového polyméru v uvedenej pitnej vode je 5 ppm.
9. Spôsob zabránenia rastu aspoň jedného mikroorganizmu vo vodnom systéme, v ktorom rast uvedeného mikroorganizmu pripadá do úvahy, vyznačujúci sa tým, že sa k vodnému systému pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu aspoň jedného mikroorganizmu zvoleného zo skupiny zahrňujúcej Mycobacterium bovis, Salmonella typhi a * Candida albicans, pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej.

r
10. Spôsob zabránenia šírenia cholery prenášanej z vodného systému, v y značujúci sa tým, že sa k vodnému systému za účelom zabránenia šírenia cholery pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu druhu Vibrio, pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej.
11. Spôsob zabránenia šírenia cholery prenášanej z vodného systému, vyznačujúci sa tým, že sa k vodnému systému za účelom zabránenia > šírenia cholery pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu druhu Vibrio, pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú t vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej a pričom uvedený ionénový polymér zahrňuje opakujúcu sa jednotku všeobecného vzorca I

R¹ a — n⁺

R²

R³

B-N⁺

R⁴ (D

X²’ kde substituenty R\ r2, r3 a R^ môžu byť rovnaké alebo rôzne a sú zvolené zo súboru zahrnujúceho vodík, C1-C20 alkyl, prípadne substituovaný aspoň jednou hydroxylovou skupinou, a benzyl, prípadne substituovaný na benzénovom jadre aspoň jednou C2-C2oalkylovou skupinou,

A je dvojväzbový radikál, zvolený zo súboru zahrňujúceho C-j-Cioalkyl, C2-C-|03lkenyl, C2-Cioalkinyl, Ci-CiQhydroxyalkyl, symetrický alebo asymetrický di-C-j-Ci oalkyléter, aryl, aryl-C-j -C-jo^alkyl alebo C<|-Cioalkylaryl-C-|Cioalkyl,

B je dvojväzbový radikál, zvolený zo súboru zahrňujúceho C-|-C-|o^alkyl, C2-Cio^alkenyl, C2-C<ioalkinyl, Ci-Ciohydroxyalkyl, aryl, aryl-C<|-Cioalkyl alebo C-|-Cio^alkylaryl-C-|-C-|oalkyl, a

X2- je dvojmocný protiión, dva jednomocné protiióny alebo zlomok viacmocného protiiónu, postačujúci k vyrovnaniu katiónového náboja v opakujúcej sa jednotke uvedeného iónového polyméru.
12. Spôsob zabránenia šírenia cholery prenášanej z vodného systému, vyznačujúci sa tým, že sa k vodnému systému za účelom zabránenia šírenia cholery pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu druhu Vibrio, pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrnujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej a pričom uvedený ionénový polymér zahrňuje opakujúcu sa jednotku všeobecného vzorca lí

R¹

A-N⁺

R²

X‘ (H) kde substituenty R**, R² môžu byť rovnaké alebo rôzne a sú zvolené zo súboru zahrňujúceho vodík, C-1-C20 alkyl, prípadne substituovaný aspoň jednou hydroxylovou skupinou, a benzyl, prípadne substituovaný na benzénovom jadre aspoň jednou C2-C20^alkyl°^vou skupinou,

A je dvojväzbový radikál, zvolený zo súboru zahrňujúceho C-|-Cio^alkyl, C2-Cio^a|kenyl, C2-C1 oalkinyl, Ci-Ciohydroxyalkyl, symetrický alebo asymetrický di-C-j-C1 oalkyléter, aryl, aryl-C-|-C-io^a,kyl alebo Ci-ClO^a,ky^,ary^,_Cl Cio^a,kyl. ^a

X“ je jednomocný protiión, polovica dvojmocného protiiónu alebo zlomok viacmocného protiiónu, postačujúci k vyrovnaniu katiónového náboja opakujúcej sa jednotky uvedeného ionénového polyméru.
13. Spôsob zabránenia šírenia cholery prenášanej z vodného systému, vyznačujúci sa tým, že sa k vodnému systému za účelom zabránenia šírenia cholery pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie rastu druhu Vibrio, pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej a pričom uvedený ionénový polymér zahrňuje opakujúcu sa jednotku všeobecného vzorca III (III) kde R je

CH,

CH, h₃c _fCH₂-CH_2K /^CH3

N⁺-Q-n⁺- alebo

CH,

CH_{3 X}2νΠο’νΠο v ✓ \ / ^{2 2}\ z / \ / \ ^z ch₂-ch₂ ^z /2Q je -(CHR')p-, -CH2-CH=CH-CH₂-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-, -CH₂-CH(OH)-CH₂- alebo

B'je

OH R' H o H R' OH

-CH₂-CH-CH₂-N⁺-(CHRD_n-N⁺-C-N⁺- alebo -(CHR'^-N'^CH^CH-CH^

R' v- R' X’ kde n a p sa nezávisle pohybujú od 2 do 12, každý zo symbolov R' nezávisle znamená vodík alebo nižšiu alkylovú skupinu, χ2- je dvojmocný protiión, dva jednomocné protiióny alebo zlomok viacmocného protiiónu postačujúci k vyváženiu katiónového náboja v skupine R a X je jednomocný protiión, polovica dvojmocného protiiónu alebo zlomok viacmocného protiiónu postačujúci k vyváženiu katiónového náboja v skupine B'.
14. Spôsob zabránenia šírenia obmy prenášanej z vodného systému, v y z n a č u jú c i sa tým, že sa k vodnému systému za účelom zabránenia šírenia obmy pridáva ionénový polymér v množstve účinnom na zabránenie šírenia polioviru, pričom vodný systém je zvolený zo súboru zahrňujúceho pitnú vodu, odpadovú vodu a inú povrchovú vodu mimo morskej.