WO2018087222A1 - Photodynamic disinfection of cooling lubricants - Google Patents

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WO2018087222A1 PCT/EP2017/078749 EP2017078749W WO2018087222A1 WO 2018087222 A1 WO2018087222 A1 WO 2018087222A1 EP 2017078749 W EP2017078749 W EP 2017078749W WO 2018087222 A1 WO2018087222 A1 WO 2018087222A1
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Definitions

  • Microorganisms also referred to as microbes, in the sense of the present invention are microscopically small organisms and include, in particular, bacteria, fungi, algae, protozoa and viruses. According to the invention, these microorganisms are at least partially inactivated photodynamically. The term inactivation also includes neutralization of the microorganisms. This includes, in particular, the destruction or dissolution (lysis) or prevention of the multiplication of the microorganism or the prevention of microorganism-related biofilm formation.
  • the invention is essential feature of the combination of at ⁇ nonionic surfactant with the photosensitizer that own the photosensitizer Absorptionsspekt ⁇ rum pushes its way through the surfactant component in the long-wave range of the electromagnetic spectrum above 700nm comparable.
  • Phenomenon can for the first time specifically targeted long-wave radiation above 700nm for the deeper, that is not only at the Surface of the irradiated fluid caused by sowelligere Strah ⁇ treatment, photodynamic inactivation of microorganisms ⁇ be used effectively.
  • ROS in particular singlet oxygen
  • an important parameter is a sufficient energy density even below the fluid surface.
  • the KSS in addition to its water (and optionally also present ⁇ 1-) component further comprises
  • this KSS can be obtained from a kit comprising the corresponding components essential to the invention, i.
  • the proportion of the photosensitizer is based on the total weight of the KSS 0.001 to 0.01 wt. ⁇ 6, preferably 0.002 to 0.008 wt%, more preferably 0.003 to 0.007 wt%, more preferably 0.004 to 0.005 wt%, most preferably 0.005 wt%.
  • the subject of the present invention is furthermore a process for the at least partial photodynamic inactivation of microorganisms in a cooling lubricant comprising the steps
  • step d) in both aforementioned methods, it should be noted at this point that the efficiency of the desired singlet oxygen formation depends on the oxygen partial pressure prevailing in the fluid (KSS).
  • KSS oxygen partial pressure prevailing in the fluid
  • the production of singlet oxygen and the subsequent oxidative inactivation of the microorganisms lead locally to an oxygen consumption. This can be counteracted by the additional enrichment or replenishment of oxygen, as described in process step d), for example via the injection or predispersing of oxygen-containing air.
  • the absorption spectra described in the present application can be measured by means of methods and measuring devices known from the prior art. Examples include conventional spectrophotometers (eg UV / VIS spectrometer UV-160 Shimadzu p / N 204-04550), which is intended for measurements in the wavelength range of 190-1100 nm.
  • conventional spectrophotometers eg UV / VIS spectrometer UV-160 Shimadzu p / N 204-04550
  • sodium dodecyl sulfate was added in a ratio of 1: 4000 (i.e., one four-thousandth of a weight percent anionic surfactant) in 15 minutes

Abstract

The invention relates to a method and means for the photodynamic inactivation of microorganisms in a cooling lubricant using of a photosensitizer having an absorption maximum in a range of more than 700 nm, increased by an anionic surfactant. Increasing the absorption maximum of the photo-sensitizer in the long-wave range to above 700nm allows the radiation exciting the photosensitizer to penetrate deeper into the cooling lubricant and thus also the photodynamic inactivation of microorganisms in said lower-lying ranges of the cooling lubricant.

Description

Photodynamische Desinfektion von KühlSchmiermitteln  Photodynamic disinfection of cooling lubricants
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Desinfektion von Kühlschmiermitteln (KSS) . The invention relates to the field of disinfection of cooling lubricants (KSS).
KSS werden in der fertigenden Industrie bei Prozessen der Zer- spanung und Umformung von Werkstoffen eingesetzt. Im Stand der Technik wird nach DIN 51385 zwischen nichtwassermischbaren, wassermischbaren und wassergemischten KSS unterschieden, deren Wasserkomponente in Kombination mit den organischen Bestand¬ teilen (z.B. Mineralöl) im KSS ein idealer Nährboden für Mik- roorganismen sind. Dabei stellt sich das Problem der unerwünschten Kontamination mit Mikroorganismen insbesondere bei den wassermischbaren KSS. Um einen Befall der KSS durch Mikroorganismen vorzubeugen bzw. bereits mit Mikroorganismen kontaminierte KSS zu desinfizieren, kann dem KSS ein Biozid zuge- setzt werden. Mit Bioziden versetzte KSS sind jedoch problema¬ tisch, da sie für die Anwender selbst eine permanente Gefahr darstellen. Die Problematik stellt sich beispielsweise bei of¬ fenen Fertigungstechniken, bei denen das mit dem Biozid versetzte KSS ausgast und auftretende Dämpfe und Aerosole anwe- sende Personen gesundheitlich schädigen können. Auch ein nachschärfen bzw. nachdosieren von Bioziden zum KSS zum Erhalt der antimikrobiellen Wirkung im KSS Bedarf besonderer Sorgfalt und fachgerechter Anwendung um Gefahren für Umwelt und Bedienpersonal vorzubeugen. Aus gutem Grunde unterliegen Biozide daher einer strengen gesetzlichen Regelung [s. z.B. Biozid-Verord- nung (EU) Nr. 528/2012] . Darüber hinaus kann das Biozid oder dessen Reaktionsprodukte mit Biomolekülen nachteilig auf die in dem Fertigungsprozess verwendeten Werkstoffe und die Werk¬ zeugmaschinen einwirken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Desinfektion bzw. Vorbeugung einer Kontamination des KSS mit Mikroorganismen zu schaffen, bei denen Mikroorganismen mit hinreichender Sicherheit inaktiviert und die vorgenannten Nachteile weitestgehend vermieden werden. KSS are used in the manufacturing industry for processes of machining and forming materials. In the prior art is distinguished according to DIN 51385 between non-water-miscible, water-miscible and water-mixed KSS whose water component in combination with the organic components ¬ share (eg mineral oil) in KSS an ideal breeding ground for microorganisms. This raises the problem of unwanted contamination with microorganisms, especially in the water-miscible KSS. In order to prevent infestation of the KSS by microorganisms or to disinfect KSS already contaminated with microorganisms, a biocide can be added to the KSS. Biocide KSS offset, however, are problematic ¬ table as they represent a permanent danger for the user. The problem arises, for example, in of ¬ fenen production techniques, in which the mixed with the biocide KSS outgassing and harming people and persons who are exposed to occurring vapors and aerosols. Also a re-sharpening or redosing of biocides to the KSS to maintain the antimicrobial effect in the KSS need special care and professional use to prevent risks to the environment and operating personnel. For good reason, biocides are therefore subject to strict legal regulations [eg Biocidal Products Regulation (EU) No. 528/2012]. In addition, the biocide or its reaction products with biomolecules adversely affect the materials used in the manufacturing process and the work ¬ machine tools. The invention has for its object to provide a way to disinfect or prevent contamination of the KSS with microorganisms in which microorganisms inactivated with sufficient certainty and the aforementioned disadvantages are largely avoided.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den beigefügten Ansprü¬ chen definierten Verfahren, KSS und in dem KSS erfindungsgemäß verwendeten Komponenten, insbesondere anionische Tenside in Kombination mit Photosensibilisatoren . Letztere haben im Un- terschied zu den eingangs erwähnten Bioziden vorteilhafterweise eine zu vernachlässigende Substanztoxizität . This object is achieved by the features defined in the appended Ansprü ¬ Chen method, KSS and components used in the invention in the KSS, in particular anionic surfactants in combination with photosensitizers. The latter, in contrast to the biocides mentioned in the introduction, advantageously have negligible substance toxicity.
Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete Be¬ griffe erläutert. First, some Be ¬ handles used in the context of the invention will be explained.
Photosensibilisatoren sind Verbindungen, die elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, absorbieren und die Bildung von Radikalen und/oder Singulett-Sauerstoff aus Triplett-Sauerstoff unter Einfluss besagter Strahlung ge- nerieren können. Dem Fachmann stehen eine Vielzahl an gewerblich erhältlichen Verbindungen zur Verfügung, die für den vorliegenden Zweck geeignet sind. Für den Einsatz in vorliegender Erfindung kommen insbesondere Methylenblau [ 3.7-Bis (dimethyla- mino) -phenothiaziniumchlorid] und Toluidinblau [ 3-Amino-7- (di- methylamino) -2-methylphenothiazin] in Betracht. Photosensitizers are compounds which can absorb electromagnetic radiation, for example visible light, and can generate the formation of radicals and / or singlet oxygen from triplet oxygen under the influence of said radiation. A variety of commercially available compounds which are suitable for the present purpose are available to the person skilled in the art. Particularly suitable for use in the present invention are methylene blue [3,7-bis (dimethylamino) -phenothiazinium chloride] and toluidine blue [3-amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothiazine].
Mikroorganismen, auch als Mikroben bezeichnet, sind im Sinne vorliegender Erfindung mikroskopisch kleine Organismen und schließen insbesondere Bakterien, Pilze, Algen, Protozoen und Viren ein. Diese Mikroorganismen werden erfindungsgemäß zumindest teilweise photodynamisch inaktiviert. Der Begriff der In- aktivierung umfasst auch eine Neutralisation der Mikroorganis- men. Darunter fällt insbesondere die Zerstörung oder Auflösung (Lysis) oder Verhinderung der Vermehrung des Mikroorganismus oder die Verhinderung einer Mikroorganismus-bedingten Biofilmbildung . Ein Kühlschmiermittel (KSS) im Sinne vorliegender Erfindung ist jedes fluide Medium, welches in der Fertigungstechnik beim Trennen und Umformen auf Werkzeugmaschinen verwendet werden kann und üblicherweise der Wärmeabfuhr und Verminderung der Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück durch Schmierung dient. Das in den Verfahren vorliegender Erfindung verwendete KSS weist neben der dem KSS eigenen Wasserkomponente (und ge¬ gebenenfalls ebenfalls vorhandenen Ölkomponente) als erfin¬ dungswesentliche Bestandteile ein anionisches Tensid und spe¬ zifische Photosensibilisatoren auf, die es erlauben im KSS bei Bestrahlung im langwelligen Bereich oberhalb von 700nm reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu generieren und damit in dem KSS vorhandene Mikroorganismen photodynamisch zu inaktivieren. Im Einzelnen: Die erfindungswesentliche Besonderheit der Kombination von an¬ ionischen Tensid mit dem Photosensibilisator besteht darin, dass sich das dem Photosensibilisator eigene Absorptionsspekt¬ rum durch die Tensid-Komponente in den langwelligen Bereich des elektromagnetischen Spektrums oberhalb von 700nm ver- schiebt. Durch dieses als „bathochromen Effekt" beschriebeneMicroorganisms, also referred to as microbes, in the sense of the present invention are microscopically small organisms and include, in particular, bacteria, fungi, algae, protozoa and viruses. According to the invention, these microorganisms are at least partially inactivated photodynamically. The term inactivation also includes neutralization of the microorganisms. This includes, in particular, the destruction or dissolution (lysis) or prevention of the multiplication of the microorganism or the prevention of microorganism-related biofilm formation. A cooling lubricant (KSS) in the context of the present invention is any fluid medium which can be used in manufacturing technology during cutting and forming on machine tools and usually the heat dissipation and reduction of friction between the tool and workpiece by lubrication is used. The KSS used in the method of the present invention, in addition to the KSS own water component (and ge ¬ optionally also present oil component) as an OF INVENTION ¬ dung essential components, an anionic surfactant and spe ¬-specific photosensitizers that permit the KSS when irradiated in the long wavelength region above of 700nm reactive oxygen species (ROS) to generate and thus in the KSS existing microorganisms to inactivate photodynamically. In detail: The invention is essential feature of the combination of at ¬ nonionic surfactant with the photosensitizer that own the photosensitizer Absorptionsspekt ¬ rum pushes its way through the surfactant component in the long-wave range of the electromagnetic spectrum above 700nm comparable. Through this described as a "bathochromic effect"
Phänomen kann erstmalig gezielt langwellige Strahlung oberhalb von 700nm für die tiefergehende, das heißt nicht nur an der Oberfläche des bestrahlten Fluids durch kurzwelligere Strah¬ lung verursachte, photodynamische Inaktivierung von Mikroorga¬ nismen wirksam eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass für die Erzielung einer photodynamischen Inakti- vierung von Mikroorganismen in einem Fluid durch Generierung von ROS, insbesondere Singulett-Sauerstoff, neben dem Photo- sensibilisator ein wichtiger Parameter eine ausreichende Energiedichte auch unterhalb der Fluidoberfläche ist. Die Produk¬ tion der ROS ist direkt von der Energiedichte abhängig, die sich bei Flächenbestrahlung nach der aus dem Stand der Technik bekannten Formel Energiedichte = Leistung * Bestrahlungsdauer / Bestrahlungsfläche berechnet. Eine mehrere Millimeter oder sogar mehrere Zentimeter tiefgehende Penetranz der Strahlung zur Einleitung der photodynamischen Reaktion mittels Photosen- sibilisator unterhalb der Fluidoberfläche Stand bisher imPhenomenon can for the first time specifically targeted long-wave radiation above 700nm for the deeper, that is not only at the Surface of the irradiated fluid caused by kurzwelligere Strah ¬ treatment, photodynamic inactivation of microorganisms ¬ be used effectively. In this connection, it should be mentioned that in order to achieve a photodynamic inactivation of microorganisms in a fluid by generating ROS, in particular singlet oxygen, in addition to the photosensitizer, an important parameter is a sufficient energy density even below the fluid surface. The production of ROS ¬ tion is directly dependent on the energy density, which is calculated with surface irradiation after known from the prior art formula energy density = power * irradiation time / irradiation area. Penetration of the radiation penetrating several millimeters or even several centimeters to initiate the photodynamic reaction by means of a photosensitizer below the surface of the fluid
Zielkonflikt mit der Verwendung handelsüblicher Sensibilisato- ren wie z.B. Methylenblau oder Toluidinblau, deren Absorpti¬ onsspektrum unterhalb von 700nm liegt und folglich mit einem darauf abgestimmten Strahlungsspektrum zur Auslösung der pho- todynamischen Prozesse bestrahlt werden müssen, andererseits eine entsprechend kurzwellige Strahlung unterhalb von 700nm aufgrund mangelnder Penetrationstiefe nur photodynamische Pro¬ zesse an der Oberfläche des bestrahlten Fluids einleiten kann. Diesen Zielkonflikt überwindet vorliegende Erfindung. Bei- spielhaft dargestellt ist dies in Figur 1 vorliegender Anmel¬ dung, aus der ersichtlich ist, dass sich das für den Photosen- sibilisator Methylenblau bekannte Absorptionsmaximum deutlich unterhalb von 700nm (664nm in NaCl und 655nm in 96% Ethanol) durch den Zusatz von dem anionischen Tensid Natriumdodecylsul- fat in den infraroten Wellenlängenbereich oberhalb von 700nm verschiebt. Einen ähnlichen bathochromen Effekt mit einer Verschiebung des Absorptionsspektrums und insbesondere Absorpti¬ onsmaximums in den langwelligen Bereich oberhalb von 700nm lässt sich für weitere Photosensibilisatoren, beispielsweise Toluidinblau mit einem Absorptionsmaximum in NaCl bei 630nm und in 96% Ethanol bei 626nm, beobachten. Mit den erfindungs¬ gemäßen Komponenten, d.h. dem anionischen Tensid in Kombina- tion mit dem Photosensibilisatoren, und unter Ausnutzung des bathochromen Effekts kann wie oben erwähnt unter Verwendung langwelligen Lichts auch noch weit unterhalb der Fluidoberflache eine photodynamische Inaktivierung dort vorhandener Mikro¬ organismen erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, bei ei- ner Bestrahlung des Fluids im nahen Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 810nm eine Lichteindringtiefe von bis zu 4 cm zu erreichen. Abgesehen davon, dass sich bei dem in vorliegender Erfindung verwendeten Infrarotbereich oberhalb von 700nm Lichtquellen mit hoher Quantenausbeute, die besondere Energie- effizienz aufweisen, verwenden lassen, gibt es eine Reihe weiterer Vorteile, die nachfolgend kurz zusammengefasst sind: Target conflict with the use of commercially available sensitizers such as methylene blue or toluidine blue whose Absorpti ¬ onsspektrum below 700nm and therefore must be irradiated with a coordinated radiation spectrum to trigger the photodynamic processes, on the other hand a corresponding short-wave radiation below 700nm due to lack of penetration depth can only initiate photodynamic Pro ¬ processes on the surface of the irradiated fluid. This conflict of objectives overcomes present invention. Illustrated by way of example, this is in figure 1 the present Appli ¬ dung, can be seen from that the absorption maximum sibilisator for the photosensitizing methylene blue known substantially below 700nm (664nm in NaCl and 655 nm in 96% ethanol) by the addition of the anionic surfactant sodium dodecyl sulfate in the infrared wavelength range above 700nm shifts. A similar effect with a bathochromic shift of the absorption spectrum, and more particularly Absorpti ¬ onsmaximums in the long wavelength region above 700nm can be observed for other photosensitizers, for example toluidine blue with an absorption maximum in NaCl at 630nm and in 96% ethanol at 626nm. With the Invention ¬ proper components, ie, the anionic surfactant in combination with photosensitizers, and taking advantage of the bathochromic effect, as mentioned above using long wavelength light also be made far below the fluid surface photodynamic inactivation of existing there micro ¬ organisms. It is thus possible, for example, to achieve a light penetration depth of up to 4 cm in the case of irradiation of the fluid in the near infrared range with a wavelength of 810 nm. Apart from the fact that the infrared range used in the present invention above 700nm high quantum efficiency light sources can be used, which have particular energy efficiency, there are a number of other advantages, which are briefly summarized below:
- Die Langzeitstabilität des Photosensibilisators ist bei Anre¬ gung im infraroten Bereich oberhalb von 700nm gegenüber einer kurzwelligen Anregung unterhalb von 700nm deutlich verbes- sert, da die Photonenenergie « der Bindungsenergie der Pho- tosensibilisatormoleküle ist; - The long-term stability of the photosensitizer is improved considerably at Anre ¬ supply in the infrared region above 700 nm compared to a short-wave excitation below 700nm, as the photon energy "is tosensibilisatormoleküle the binding energy of the photon;
- Nachteilige „seif shielding" Effekte und Sättigungseffekte („photobleaching" ) lassen sich weitestgehend vermeiden. Letzteres sei nachfolgend beginnend mit den Grundlagen der photodynamischen Anwendungsmechanismen erläutert.  - Adverse "seif shielding" effects and saturation effects ("photobleaching") can be avoided as far as possible. The latter is explained below starting with the basics of photodynamic application mechanisms.
Die Grundlage der photodynamischen Inaktivierung von Mikroorganismen in einem Fluid ist die Generierung von ROS durch Pho- tosensibilisatoren bei ausreichendem Sauerstoffangebot im The basis of photodynamic inactivation of microorganisms in a fluid is the generation of ROS by photosensitizers with sufficient supply of oxygen in the
Fluid. Die Photosensibilisatoren gelangen dabei angeregt durch Licht entsprechender Wellenlänge aus dem Grundzustand über den Singulett-Zustand in den angeregten Triplett-Zustand . Bei den nachfolgenden Reaktionen ist zwischen zwei photooxidativen Prozessen (Typ I, Typ II) zu unterscheiden. Bei der Reaktion vom Typ I handelt es sich um eine chemische Reaktion, bei der Radikale gebildet werden. Bei dieser Reaktion kommt es zu ei- nem Ladungstransfer zwischen dem angeregten Photosensibilisa- tor im Triplett-Zustand und einem Substratmolekül, wobei ein Elektron oder ein Wasserstoffatom übertragen wird. Es entstehen Superoxidanion-Radikale und Hydroxyl-Radikale . Bei der Re¬ aktion vom Typ II handelt es sich hingegen nicht um eine che- mische Reaktion, sondern um einen reinen Energietransfer bei dem die Energie des Photosensibilisators direkt auf den Sauer¬ stoff übertragen wird und wobei der hochreaktive Singulett- Sauerstoff entsteht, welcher mit den Zielstrukturen der in der Nähe befindlichen Mikroorganismen reagiert. Der Photosensibi- lisator kehrt dabei in seinen relaxierten Zustand zurück. Bei der photodynamischen Inaktivierung von Mikroorganismen spielt insbesondere die Reaktion vom Typ II mit der Bildung des Sin- gulett-Sauerstoffs eine entscheidende Rolle. Der aktivierte Sauerstoff löst die Oxidation von Molekülen der in der Nähe befindlichen Mikroorganismen aus, zerstört insbesondere Zell¬ organellen, Membranen und Nukleinsäuren der Mikroorganismen, so dass die Mikroorganismen inaktiviert werden. Fluid. The photosensitizers are excited by light of corresponding wavelength from the ground state via the singlet state in the excited triplet state. Both subsequent reactions can be distinguished between two photooxidative processes (type I, type II). The Type I reaction is a chemical reaction in which radicals are formed. In this reaction, there is a charge transfer between the excited photosensitizer in the triplet state and a substrate molecule, wherein an electron or a hydrogen atom is transferred. The result is superoxide anion radicals and hydroxyl radicals. When Re ¬ action of type II it is, however, not a chemical reaction but rather a pure energy transfer in which the energy of the photosensitizer is transferred directly to the sour ¬ material and the highly reactive singlet oxygen is produced which is provided with reacts to the target structures of the nearby microorganisms. The photosensitizer returns to its relaxed state. In the photodynamic inactivation of microorganisms, the type II reaction in particular with the formation of singlet oxygen plays a decisive role. The activated oxygen triggers the oxidation of molecules of the nearby microorganisms, destroys in particular cell ¬ organelles, membranes and nucleic acids of the microorganisms, so that the microorganisms are inactivated.
Normalerweise ist der vorbeschriebene Prozess der photodynami- sehen Generierung von Singulett-Sauerstoff katalytisch und der Photosensibilisator regeneriert sich nach oben beschriebener Energieabgabe an den Sauerstoff und steht damit für einen wei¬ teren Zyklus bereit. Bei hohem Energieeintrag oder durch Reak¬ tionen mit Radialen kann es jedoch zu einer Destruktion des Photosensibilisators kommen. Insbesondere für die im Stand der Technik verwendeten Photosensibilisatoren Methylenblau und To- luidinblau ist bekannt, dass diese bei höheren Energien aus¬ bleichen („photobleaching" ) , so dass nachteiligerweise bei Verbrauch des Vorrats an Photosensibilisator im Fluid die Effektivität der Generierung von reaktiven Sauerstoffspezies , insbesondere vom Singulett-Sauerstoff abnimmt. Wie oben er¬ wähnt lässt sich dieser nachteilige Effekt bei Verwendung der erfindungsgemäßen Komponenten und Bestrahlung oberhalb von 700nm überraschenderweise weitestgehend vermeiden. Normally, the above-described process of photodynamic see generation of singlet oxygen is catalytic and the photosensitizer regenerates the above-described energy release to the oxygen and is thus ready for a wei ¬ teren cycle. However, with high energy input or by reac ¬ tions with radials may lead to a destruction of the photosensitizer. Especially for those used in the prior art photosensitizers methylene blue and To- is luidinblau known that these in at higher energies from ¬ bleach ( "photobleaching"), so that disadvantageously Consumption of the stock of photosensitizer in the fluid decreases the efficiency of generating reactive oxygen species, particularly singlet oxygen. Above it ¬ imagines this adverse effect is surprisingly largely avoided when using the components and radiation inventive above 700nm.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das KSS neben seiner Wasser- (und gegebenenfalls ebenfalls vorhandenen Ö1-) Komponente des Weiteren According to one embodiment of the invention, the KSS in addition to its water (and optionally also present Ö1-) component further comprises
- einen Photosensibilisator, wobei der Photosensibilisator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methylenblau [3.7- Bis (dimethylamino) -phenothiaziniumchlorid] und Toluidinblau [3-Amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothiazin] , und  a photosensitizer, wherein the photosensitizer is selected from the group consisting of methylene blue [3.7-bis (dimethylamino) phenothiazinium chloride] and toluidine blue [3-amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothiazine], and
- mindestens ein anionisches Tensid, wobei das Tensid das Ab¬ sorptionsmaximum des Photosensibilisators in einen Bereich des Strahlungsspektrums oberhalb von 700nm verschiebt. - at least one anionic surfactant, wherein the surfactant from the absorption maximum of the photosensitizer ¬ moves into a region of the radiation spectrum above 700nm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das KSS ein KSS gemäß DIN 51385. Des Weiteren kann das KSS einen pH-Wert von 3-12, vorzugsweise 4-10, weiter vorzugsweise 5-9, weiter vorzugsweise 6-8, weiter vorzugsweise 6,5 bis 7,5, be¬ sonders bevorzugt 7,0 aufweisen oder auf vorgenannte pH-Werte eingestellt werden. According to a preferred embodiment of the invention, the KSS is a KSS according to DIN 51385. Furthermore, the KSS may have a pH of 3-12, preferably 4-10, more preferably 5-9, more preferably 6-8, further preferably 6, 5 to 7.5, preferably 7.0 be ¬ Sonders comprise or be set to the aforesaid pH values.
Erfindungsgemäß kann dieses KSS aus einem Kit umfassend die entsprechenden erfindungswesentlichen Komponenten, d.h. According to the invention, this KSS can be obtained from a kit comprising the corresponding components essential to the invention, i.
- einen Photosensibilisator, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methylenblau [ 3.7-Bis (dimethylamino) - phenothiaziniumchlorid] und Toluidinblau [ 3-Amino-7- (dime¬ thylamino) -2-methylphenothiazin] , und - mindestens ein anionisches Tensid, wobei das Tensid das Ab¬ sorptionsmaximum des Photosensibilisators in einen Bereich des Strahlungsspektrums oberhalb von 700nm verschiebt, hergestellt werden. Dieser Kit kann als Zusatz für ein ent- sprechend zu behandelndes KSS vertrieben werden. - a photosensitizer, preferably selected from the group consisting of methylene blue [3,7-Bis (dimethylamino) - phenothiazinium] and toluidine [3-amino-7- (dime ¬ methylamino) -2-methylphenothiazine], and - at least one anionic surfactant, wherein the surfactant shifts the absorption maximum of the photosensitizer from ¬ into a region of the radiation spectrum above 700nm can be produced. This kit can be marketed as an additive for a KSS to be treated accordingly.
Als kationische Tenside, die das Absorptionsmaximum des Photo¬ sensibilisators in einen Bereich des Strahlungsspektrums ober¬ halb von 700nm verschieben können, kommen insbesondere Al- kylcarboxylate, Alkylbenzolsulfonate (z.B. Natriumdodecylben- zolsulfonat) , Alkylsulfonate, Fettalkoholsulfate (z.B. Natri- umlaurylsulfat) , Alkylethersulfate (z.B. Natriumdodecyl- poly (oxyethylen) sulfat ) und Tauride in Betracht. Suitable cationic surfactants that can shift the absorption maximum of the photo ¬ sensitizer in a region of the radiation spectrum above ¬ half of 700nm, in particular Al come kylcarboxylate, alkyl benzene sulfonates (eg Natriumdodecylben- zolsulfonat), alkylsulfonates, fatty alcohol sulfates (for example sodium lauryl sulfate), alkyl ether ( For example, sodium dodecyl poly (oxyethylene) sulfate) and taurides into consideration.
In Bezug auf die Mengenanteile des Photosensibilisators und anionischen Tensids sind nachfolgend bevorzugte Ausführungs¬ formen zusammengefasst : With respect to the proportions of the photosensitizer and anionic surfactant preferred execution ¬ forms are summarized below:
Der Anteil des Photosensibilisators beträgt bezogen auf das Gesamtgewicht des KSS 0,001 bis 0,01 Gew . ~6 , vorzugsweise 0,002 bis 0,008 Gew.%, weiter vorzugsweise 0,003 bis 0,007 Gew.%, weiter vorzugsweise 0,004 bis 0,005 Gew.%, besonders bevorzugt 0,005 Gew.%.  The proportion of the photosensitizer is based on the total weight of the KSS 0.001 to 0.01 wt. ~6, preferably 0.002 to 0.008 wt%, more preferably 0.003 to 0.007 wt%, more preferably 0.004 to 0.005 wt%, most preferably 0.005 wt%.
Das Gew . %-Verhältnis des Tensids zu dem Photosensibilisator in dem KSS beträgt 1:1000 bis 1:10000, vorzugsweise 1:2000 bis 1:8000, weiter bevorzugt 1:3000 bis 1:6000, weiter be¬ vorzugt 1:3500 bis 1:4500, besonders bevorzugt 1:4000. The weight % Ratio of the surfactant to the photosensitizer in the KSS is 1: 1000 to 1: 10,000, preferably 1: 2000 to 1: 8000, more preferably from 1: 3000 to 1: 6000, further be ¬ vorzugt 1: 3500 to 1: 4500 , more preferably 1: 4000.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist des Weiteren ein Verfahren zur zumindest teilweisen photodynamischen Inaktivierung von Mikroorganismen in einem KSS umfassend die Schritte The subject of the present invention is furthermore a process for the at least partial photodynamic inactivation of microorganisms in a cooling lubricant comprising the steps
a) Bereitstellung eines mit Mikroorganismen kontaminierten wasserhaltigen KSS; b) Zugabe eines anionischen Tensids und eines Photosensibilisa- tors, vorzugsweise als Gemisch, zu dem KSS, wobei der Photo¬ sensibilisator eine bathochrome Gruppe aufweist und das Ten¬ sid das Absorptionsmaximum des Photosensibilisators in einen Bereich des Strahlungsspektrums oberhalb von 700nm ver¬ schiebt, und wobei der Photosensibilisator weiter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methylen¬ blau [ 3.7-Bis (dimethylamino) -phenothiaziniumchlorid] und To- luidinblau [3-Amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothiazin] ; c) Bestrahlung des das Tensid und den Photosensibilisator enthaltenden KSS mit einer Wellenlänge oberhalb von 700nm, vorzugsweise 700-1000nm, weiter vorzugsweise 750-950nm, über einem Zeitraum und mit einer Intensität, die es erlauben, die in dem KSS vorhandene Mikroorganismen zumindest teil¬ weise photodynamisch zu inaktivieren und wobei besagte Bestrahlung weiter vorzugsweise mit monochromatischer Strahlung erfolgt; und a) providing a hydrous KSS contaminated with microorganisms; b) adding an anionic surfactant and a photosensitizer, preferably as a mixture, to the KSS, wherein the photo ¬ sensitizer has a bathochromic group and the Ten ¬ sid the absorption maximum of the photosensitizer ver ¬ pushes in a region of the radiation spectrum above 700nm, and wherein said photosensitizer is further preferably selected from the group consisting of methylene blue ¬ [3,7-bis (dimethylamino) -phenothiaziniumchlorid] [3-amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothiazine] and To- luidinblau; c) irradiation of the surfactant and the photosensitizer containing KSS having a wavelength above 700nm, preferably 700-1000nm, more preferably 750-950nm, over a period of time and with an intensity, which allow the presence of microorganisms in the cooling lubricant at least in part ¬ be photodynamically inactivate and wherein said irradiation is more preferably carried out with monochromatic radiation; and
d) fakultative Anreicherung des KSS vor und/oder während der Behandlung des KSS im Schritt c) mit Sauerstoff. d) optional enrichment of the KSS before and / or during the treatment of the KSS in step c) with oxygen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist des Weiteren ein Verfahren zur Vorbeugung einer Kontamination eines KSS mit Mikroorganismen, bei dem zielgerichtet ROS in dem KSS generiert wer¬ den. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte The subject matter of the present invention is furthermore a method for preventing contamination of a cooling lubricant with microorganisms, in which targeted ROS is generated in the cooling lubricant . The method comprises the following steps
a) Bereitstellung eines wasserhaltigen KSS; a) provision of a hydrous KSS;
b) Zugabe eines anionischen Tensids und eines Photosensibilisa¬ tors, vorzugsweise als Gemisch, zu dem KSS, wobei der Pho¬ tosensibilisator eine bathochrome Gruppe aufweist und das Tensid das Absorptionsmaximum des Photosensibilisators in einen Bereich des Strahlungsspektrums oberhalb von 700nm verschiebt, und wobei der Photosensibilisator weiter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methy¬ lenblau [ 3.7-Bis (dimethylamino) -phenothiaziniumchlorid] und Toluidinblau [3-Amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothia- zin] ; b) adding an anionic surfactant and a Photosensibilisa ¬ tors, preferably as a mixture, to the KSS, the Pho ¬ tosensibilisator has a bathochromic group and the surfactant, the absorption maximum of the photosensitizer moves into a region of the radiation spectrum above 700nm, and wherein said photosensitizer is more preferably selected from the group consisting of Methyl ¬ lenblau [3,7-bis (dimethylamino) -phenothiaziniumchlorid] and Toluidine blue [3-amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothiazine];
c) Bestrahlung des das Tensid und den Photosensibilisator enthaltenden KSS mit einer Wellenlänge oberhalb von 700nm, vor- zugsweise 700-1000nm, weiter vorzugsweise 750-950nm, über einem Zeitraum und mit einer Intensität, die es erlauben, in dem KSS durch den angeregten Photosensibilisator photooxida- tiv ROS ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff- Radikalen und Singulett-Sauerstoff zu bilden, die mit Mikro- Organismen reagieren und diese inaktivieren können, und wobei besagte Bestrahlung weiter vorzugsweise mit monochroma¬ tischer Strahlung erfolgt; und c) Irradiating the KSS containing the surfactant and the photosensitizer at a wavelength above 700 nm, preferably 700-1000 nm, more preferably 750-950 nm, for a time and at an intensity that allows it in the KSS by the excited photosensitizer photooxidative ROS selected from the group consisting of oxygen radicals and singlet oxygen to form, which can react with microorganisms and inactivate them, and wherein said irradiation further preferably takes place with monochromatic radiation ¬ ; and
d) fakultative Anreicherung des KSS vor und/oder während der Behandlung des KSS im Schritt c) mit Sauerstoff. d) optional enrichment of the KSS before and / or during the treatment of the KSS in step c) with oxygen.
In Bezug auf den fakultativen Schritt d) in beiden vorgenannten Verfahren sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Effizienz der gewünschten Singulett-Sauerstoffbildung vom im Fluid (KSS) vorherrschenden Sauerstoffpartialdruck abhängt. Die Er- zeugung von Singulett-Sauerstoff und die nachfolgende oxida- tive Inaktivierung der Mikroorganismen führen lokal zu einem Sauerstoffverbrauch . Dem kann durch die in Verfahrensschritt d) beschriebene zusätzliche Anreichung bzw. Nachdosierung von Sauerstoff, beispielsweise über das Einblasen oder Eindisper- gieren von Sauerstoffhaltiger Luft entgegengewirkt werden. With regard to the optional step d) in both aforementioned methods, it should be noted at this point that the efficiency of the desired singlet oxygen formation depends on the oxygen partial pressure prevailing in the fluid (KSS). The production of singlet oxygen and the subsequent oxidative inactivation of the microorganisms lead locally to an oxygen consumption. This can be counteracted by the additional enrichment or replenishment of oxygen, as described in process step d), for example via the injection or predispersing of oxygen-containing air.
Im Rahmen vorliegender Erfindung geeignete Lichtquellen umfassen insbesondere Laser, die monochromatisches (alle Wellenzüge haben die gleiche Wellenlänge), kohärentes (d.h. zeitlich als auch räumlich phasengleich verlaufende Wellenzüge) und kolli- miertes (Lichtstrahlen verlaufen als Strahlenbündel parallel und weiten sich auch auf große Entfernungen kaum auf) Licht mit hoher Leistung abgeben können. Eine gleichmäßige, homogene Intensitätsverteilung bei der Ausleuchtung des bestrahlten KSS-Feldes lässt sich beispielsweise über die Ausleuchtung mittels Microlens-Fasern, bei denen eine Linse fest am Faserende befestigt ist, erreichen. Als Lichtquellen kommen eben- falls Deuterium- und Tungsten-Halogenlampen in Betracht, bei denen eine gewünschte monochromatische Wellenlänge durch Ver¬ wendung eines entsprechenden Gittermonochromators ausgewählt werden kann. Die im Rahmen vorliegender Anmeldung beschriebenen Absorptionsspektren lassen sich mittels aus dem Stand der Technik bekannten Methoden und Messgeräte messen. Beispielhaft genannt seien herkömmliche Spektralphotometer (z.B. UV/VIS- Spektrometer UV-160 Shimadzu p/N 204-04550), dass für Messun- gen im Wellenlängenbereich von 190-1100nm vorgesehen ist. In the context of the present invention, suitable light sources include, in particular, lasers which are monochromatic (all wave trains have the same wavelength), coherent (ie temporally and spatially in-phase wave trains) and collimated (light beams run parallel as beam bundles and scarcely expand even over long distances on) light with high power. A uniform, homogeneous Intensity distribution in the illumination of the irradiated KSS field can be achieved, for example, by means of illumination by means of microlens fibers, in which a lens is firmly attached to the fiber end. Suitable light sources likewise deuterium and Tungsten-halogen lamps in considered in which a desired monochromatic wavelength can be selected by use of a corresponding Ver ¬ grating monochromator. The absorption spectra described in the present application can be measured by means of methods and measuring devices known from the prior art. Examples include conventional spectrophotometers (eg UV / VIS spectrometer UV-160 Shimadzu p / N 204-04550), which is intended for measurements in the wavelength range of 190-1100 nm.
Die Erfindung soll nun im Folgenden weiter in einem Ausführungsbeispiel unter Bezug auf die beigefügten Figuren be¬ schrieben werden, ohne darauf beschränkt zu sein. The invention will now be further in an embodiment with reference to the accompanying figures be ¬ written , without being limited thereto.
Beispiel example
In eine 1-prozentige wässerige Lösung von Methylenblau wurde Natriumdodecylsulfat im Verhältnis 1:4000 (d.h. Zugabe von ein viertausendstel Gew.% anionisches Tensid) unter 15 minütigenIn a 1 percent aqueous solution of methylene blue, sodium dodecyl sulfate was added in a ratio of 1: 4000 (i.e., one four-thousandth of a weight percent anionic surfactant) in 15 minutes
Einrühren mit einem Rührstab eingearbeitet. Der gemessene bat- hochrome Effekt, d.h. die Tensid bedingte Verschiebung der Ab¬ sorptionswellenlänge von Methylenblau in den infraroten Wel¬ lenlängenbereich oberhalb von 700nm ist in Figur 1 darge- stellt, gemessen sowohl für hierbeschriebene 1-prozentige wäs¬ serige Lösung von Methylenblau, als auch für 0,1 und 0,5 pro- zentige wässerige Lösungen für Methylenblau in Kombination mit dem Tensid. Ein mit Mikroorganismen kontaminierter wässeriger KSS, für den mittels Plattenauszählung eine koloniebildende Größe (CFU - colony forming unit) von 107 ermittelt wurde (s. Koloniebildung auf dem Kulturmediumgel gemäß Figur 2), wurde mit oben be¬ schriebener 1-prozentiger wässeriger Lösung von Methylenblau und Natriumdodecylsufat gemischt. Der Gew.%-Anteil von Methyl¬ enblau in dieser Mischung betrug 0,005. Anschließend wurde diese Mischung mit monochromatischen Licht einer Wellenlänge von 760nm, erzeugt mit 100 LEDS mit jeweils 100 Lumen/Watt, bestrahlt und nach 60 Minuten und 90 Minuten Bestrahlungsdauer Proben genommen und deren CFU-Kennziffer ermittelt. Während der Bestrahlung wurde in die Mischung 400 Liter Luft/h gepumpt. Die CFU Zahl der 60 Minuten bestrahlten Probe belief sich auf 103-104 (s. Koloniebildung auf dem Kulturmediumgel ge¬ mäß Figur 3) , während die 90 Minuten bestrahlte Probe voll¬ ständig keimfrei war (s. das von Kolonien freie Kulturmediumgel gemäß Figur 4) . Stir in with a stir bar. The measured bat-hochrome effect, ie the surfactant-related shift of Ab ¬ sorptionswellenlänge of methylene blue in the infrared Wel ¬ lenlängenbereich above 700nm is shown in Figure 1, measured both for here described 1-percent wäs ¬ serige solution of methylene blue, as also for 0.1 and 0.5 percent aqueous solutions of methylene blue in combination with the surfactant. A microorganism contaminated aqueous KSS for which a colony forming size using plate count (CFU - Colony forming unit) was determined by 10 7 (. S colony formation on the Kulturmediumgel according to Figure 2) was charged with above be ¬ prescribed 1-percent aqueous solution of Methylene blue and sodium dodecylsulfate mixed. . The wt% - Percentage of methyl ¬ enblau in this mixture was 0.005. Subsequently, this mixture was irradiated with monochromatic light of a wavelength of 760 nm, generated with 100 LEDs at 100 lumens / watt, and taken samples after 60 minutes and 90 minutes of irradiation and their CFU index was determined. During the irradiation, 400 liters of air / h were pumped into the mixture. The CFU count the 60 minutes, the irradiated sample was 10 3 -10 4 (see FIG. Colony formation on the Kulturmediumgel ge ¬ Mäss Figure 3), while the 90 minute sample irradiated fully ¬ constantly was aseptically (s. The colonies free Kulturmediumgel according FIG. 4).

Claims

Patentansprüche claims
Kühlschmiermittel (KSS) umfassend Coolant lubricant (KSS) comprising
i) Wasser und gegebenenfalls Öl, i) water and optionally oil,
ii) einen Photosensibilisator, wobei der Photosensibilisa- tor ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methy¬ lenblau [3.7-Bis (dimethylamino) -phenothiaziniumchlo- rid] und Toluidinblau [ 3-Amino-7- (dimethylamino) -2-me- thylphenothiazin] , und ii) a photosensitizer, wherein said photosensitizer is selected from the group consisting of Methyl ¬ lenblau [3,7-bis (dimethylamino) -phenothiaziniumchlo- chloride] and toluidine [3-amino-7- (dimethylamino) -2-me- thylphenothiazin ] , and
iii) mindestens ein anionisches Tensid, wobei das Tensid das Absorptionsmaximum des Photosensibilisators in ei¬ nen Bereich des Strahlungsspektrums oberhalb von 700nm verschiebt . iii) at least one anionic surfactant, wherein the surfactant is the absorption maximum of the photosensitizer shifts in egg ¬ NEN range of the radiation spectrum above 700nm.
Verwendung eines Kits umfassend Use of a kit comprising
i) einen Photosensibilisator, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methylenblau [ 3.7-Bis (dime¬ thylamino) -phenothiaziniumchlorid] und Toluidinblau [3- Amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothiazin] , und ii) mindestens ein anionisches Tensid, wobei das Tensid das Absorptionsmaximum des Photosensibilisators in einen Bereich des Strahlungsspektrums oberhalb von 700nm ver¬ schiebt, i) a photosensitizer, preferably selected from the group consisting of methylene blue [3,7-bis (dime ¬ methylamino) -phenothiaziniumchlorid] and toluidine [3-amino-7- (dimethylamino) -2-methylphenothiazine], and ii) at least one anionic surfactant wherein the surfactant pushes the absorption maximum of the photosensitizer into a region of the radiation spectrum above 700nm ver ¬,
als Zusatz für ein Wasser enthaltendes KSS, vorzugsweise als Zusatz für ein mit Mikroorganismen kontaminiertes Wasser enthaltendes KSS. as an additive for a water-containing KSS, preferably as an additive for a contaminated with microorganisms water KSS.
Verwendung des Kits nach Anspruch 2 für die photodynamische Inaktivierung besagter Mikroorganismen in dem KSS bei einer Bestrahlung des KSS mit einer Wellenlänge oberhalb von 700nm, vorzugsweise 700-1000nm, weiter vorzugsweise 750- 950nm und wobei besagte Bestrahlung weiter vorzugsweise mit monochromatischer Strahlung erfolgt. Verfahren zur zumindest teilweisen photodynamischen Inakti- vierung von Mikroorganismen in einem KSS umfassend die Schritte Use of the kit according to claim 2 for the photodynamic inactivation of said microorganisms in the KSS upon irradiation of the KSS having a wavelength above 700nm, preferably 700-1000nm, more preferably 750-950nm and said irradiation is more preferably monochromatic. Process for the at least partial photodynamic inactivation of microorganisms in a cooling lubricant comprising the steps
a) Bereitstellung eines mit Mikroorganismen kontaminierten wasserhaltigen KSS; a) providing a hydrous KSS contaminated with microorganisms;
b) Zugabe eines anionischen Tensids und eines Photosensibi- lisators, vorzugsweise als Gemisch, zu dem KSS, wobei der Photosensibilisator eine bathochrome Gruppe aufweist und das Tensid das Absorptionsmaximum des Photosensibi- lisators in einen Bereich des Strahlungsspektrums ober¬ halb von 700nm verschiebt, und wobei der Photosensibili¬ sator weiter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methylenblau [ 3.7-Bis (dimethylamino) -phe- nothiaziniumchlorid] und Toluidinblau [ 3-Amino-7- (dime¬ thylamino) -2-methylphenothiazin] ; b shifts) adding an anionic surfactant and a photosensitizer lisators, preferably as a mixture, to the KSS, wherein the photosensitizer comprises a bathochromic group and the surfactant, the absorption maximum of the photosensitizer lisators in a region of the radiation spectrum above ¬ half of 700nm, and wherein is the Photosensibili ¬ sator more preferably selected from the group consisting of methylene blue [3,7-bis (dimethylamino) -Phe- nothiaziniumchlorid] and toluidine [3-amino-7- (dime ¬ methylamino) -2-methylphenothiazine];
c) Bestrahlung des das Tensid und den Photosensibilisator enthaltenden KSS mit einer Wellenlänge oberhalb von 700nm, vorzugsweise 700-1000nm, weiter vorzugsweise 750- 950nm, über einem Zeitraum und mit einer Intensität, die es erlauben, die in dem KSS vorhandene Mikroorganismen zumindest teilweise photodynamisch zu inaktivieren und wobei besagte Bestrahlung weiter vorzugsweise mit mono¬ chromatischer Strahlung erfolgt; und c) Irradiating the KSS containing the surfactant and the photosensitizer at a wavelength above 700nm, preferably 700-1000nm, more preferably 750-950nm, for a time and at an intensity that allows the microorganisms present in the KSS to be at least partially photodynamic inactivate and wherein said irradiation further preferably takes place with mono ¬ chromatic radiation; and
d) fakultative Anreicherung des KSS vor und/oder während der Behandlung des KSS im Schritt c) mit Sauerstoff. d) optional enrichment of the KSS before and / or during the treatment of the KSS in step c) with oxygen.
Verfahren zur zielgerichteten Generierung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in einem KSS zur Vorbeugung einer Kontamination mit Mikroorganismen umfassend die Schritte a) Bereitstellung eines wasserhaltigen KSS; Method for the targeted generation of reactive oxygen species (ROS) in a cooling lubricant for the prevention of contamination with microorganisms comprising the steps of a) providing a water-containing cooling lubricant;
b) Zugabe eines anionischen Tensids und eines Photosensibi- lisators, vorzugsweise als Gemisch, zu dem KSS, wobei der Photosensibilisator eine bathochrome Gruppe aufweist und das Tensid das Absorptionsmaximum des Photosensibi- lisators in einen Bereich des Strahlungsspektrums ober¬ halb von 700nm verschiebt, und wobei der Photosensibili¬ sator weiter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methylenblau [ 3.7-Bis (dimethylamino) -phe- nothiaziniumchlorid] und Toluidinblau [ 3-Amino-7- (dime¬ thylamino) -2-methylphenothiazin] ; b) adding an anionic surfactant and a Photosensibi- lisators, preferably as a mixture, to the KSS, wherein comprising the photosensitizer is a bathochromic group and the surfactant, the absorption maximum of the photosensitizer lisators in a region of the radiation spectrum above ¬ half of 700nm moves, and wherein the Photosensibili ¬ sator is more preferably selected from methylene blue [from the group 3.7-Bis (dimethylamino) nothiaziniumchlorid -Phe-] and toluidine [3-amino-7- (dime ¬ methylamino) -2-methylphenothiazine];
c) Bestrahlung des das Tensid und den Photosensibilisator enthaltenden KSS mit einer Wellenlänge oberhalb von 700nm, vorzugsweise 700-1000nm, weiter vorzugsweise 750- 950nm, über einem Zeitraum und mit einer Intensität, die es erlauben, in dem KSS durch den angeregten Photosensibilisator photooxidativ ROS ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff-Radikalen und Singulett-Sauer- stoff zu bilden, die mit Mikroorganismen reagieren und diese inaktivieren können, und wobei besagte Bestrahlung weiter vorzugsweise mit monochromatischer Strahlung erfolgt; und c) irradiating the KSS containing the surfactant and the photosensitizer at a wavelength above 700nm, preferably 700-1000nm, more preferably 750-950nm, for a time and at an intensity that allows in the KSS the photooxidative ROS photosensitizer excited selected from the group consisting of oxygen radicals and singlet oxygen that can react with and inactivate microorganisms, and wherein said irradiation is more preferably monochromatic; and
d) fakultative Anreicherung des KSS vor und/oder während der Behandlung des KSS im Schritt c) mit Sauerstoff. d) optional enrichment of the KSS before and / or during the treatment of the KSS in step c) with oxygen.
KSS nach Anspruch 1, Verwendung nach Anspruch 2-3 oder Verfahren nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass das anionische Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus KSS according to claim 1, use according to claim 2-3 or process according to claims 4-5, characterized in that the anionic surfactant is selected from the group consisting of
Alkylcarboxylaten,  carboxylates,
- Alkylbenzolsulfonaten, vorzugsweise Natriumdodecylben- zolsulfonat , Alkylbenzenesulfonates, preferably sodium dodecylbenzenesulfonate,
AIkylsulfonaten,  AIkylsulfonaten,
Fettalkoholsulfaten, vorzugsweise Natriumlaurylsulfat , - Alkylethersulfaten, vorzugsweise Natriumdodecyl- poly (oxyethylen) sulfat, Tauriden. Fatty alcohol sulfates, preferably sodium lauryl sulfate, alkyl ether sulfates, preferably sodium dodecyl poly (oxyethylene) sulfate, Taurids.
KSS nach Anspruch 1, Verwendung nach Anspruch 2-3 oder Verfahren nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass das KSS ein KSS gemäß DIN 51385 ist. KSS according to claim 1, use according to claim 2-3 or method according to claim 4-5, characterized in that the KSS is a KSS according to DIN 51385.
KSS nach Anspruch 1, Verwendung nach Anspruch 2-3 oder Verfahren nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Photosensibilisators bezogen auf das Gesamtge¬ wicht des KSS 0,001 bis 0,01 Gew.%, vorzugsweise 0,002 bis 0,008 Gew.%, weiter vorzugsweise 0,003 bis 0,007 Gew.%, weiter vorzugsweise 0,004 bis 0,005 Gew.%, besonders bevor¬ zugt 0,005 Gew.% beträgt. KSS according to claim 1, Use according to claim 2-3 or method of claim 4-5, characterized in that the proportion of the photosensitizer by weight, based on the weight of the KSS Gesamtge ¬ 0.001 to 0.01.%, Preferably 0.002 to 0.008 wt. , more preferably from 0.003 to 0.007 wt%.%, is more preferably 0.004 to 0.005 wt.%, particularly before Trains t ¬ 0.005 wt.%.
KSS nach Anspruch 1, Verwendung nach Anspruch 2-3 oder Verfahren nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gew . %-Verhältnis des Tensids zu dem Photosensibilisator in dem KSS 1:1000 bis 1:10000, vorzugsweise 1:2000 bis 1:8000, weiter bevorzugt 1:3000 bis 1:6000, weiter bevorzugt 1:3500 bis 1:4500, besonders bevorzugt 1:4000 beträgt. KSS according to claim 1, use according to claim 2-3 or method according to claims 4-5, characterized in that the wt. % Ratio of the surfactant to the photosensitizer in the KSS 1: 1000 to 1: 10000, preferably 1: 2000 to 1: 8000, more preferably 1: 3000 to 1: 6000, further preferably 1: 3500 to 1: 4500, more preferably 1: 4000.
KSS nach Anspruch 1, Verwendung nach Anspruch 2-3 oder Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der KSS eine pH-Wert von 3-12, vorzugsweise 4-10, weiter vor¬ zugsweise 5-9, weiter vorzugsweise 6-8, weiter vorzugsweise 6,5 bis 7,5, besonders bevorzugt 7,0 aufweist oder auf vor¬ genannte pH-Werte eingestellt wird. KSS according to claim 1, use according to claim 2-3 or method according to claim 4, characterized in that the KSS a pH of 3-12, preferably 4-10, further preferably ¬ 5-9, more preferably 6-8 , more preferably 6.5 to 7.5, particularly preferably 7.0 or is adjusted to before ¬ said pH values.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020165594A1 (en) * 2001-01-19 2002-11-07 Merrill A. Biel Apparatus and method of photodynamic eradication of organisms utilizing pyrrolnitrin
US20030194433A1 (en) * 2002-03-12 2003-10-16 Ecolab Antimicrobial compositions, methods and articles employing singlet oxygen- generating agent
WO2008046671A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Jochen Arentz System, device and method for the antibacterial and fungicide treatment of a human or animal body

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2632183A1 (en) * 2005-08-25 2007-03-01 Philip R. Houle Treatment systems for delivery of sensitizer solutions
US20080206874A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 The Lubrizol Corporation Analysis of Functional Fluids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020165594A1 (en) * 2001-01-19 2002-11-07 Merrill A. Biel Apparatus and method of photodynamic eradication of organisms utilizing pyrrolnitrin
US20030194433A1 (en) * 2002-03-12 2003-10-16 Ecolab Antimicrobial compositions, methods and articles employing singlet oxygen- generating agent
WO2008046671A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Jochen Arentz System, device and method for the antibacterial and fungicide treatment of a human or animal body

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CARROLL M K ET AL: "INTERACTIONS BETWEEN METHYLENE BLUE AND SODIUM DODECYL SULFATE IN AQUEOUS SOLUTION STUDIED BY MOLECULAR SPECTROSCOPY", APPLIED SPECTROSCOPY, THE SOCIETY FOR APPLIED SPECTROSCOPY. BALTIMORE, US, vol. 53, no. 7, 1 July 1999 (1999-07-01), pages 780 - 784, XP000835464, ISSN: 0003-7028, DOI: 10.1366/0003702991947568 *

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