專利名稱：改良的殺菌組合物的分配和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的具體實施例涉及殺菌組合物、制備該殺菌組合物的成套組件和方法，以及使用該組合物消毒或殺菌的方法。
背景資料許多以醛為基礎(chǔ)的殺菌組合物為商業(yè)上已知并在文獻中被討論過。較普遍的以醛為基礎(chǔ)的殺菌組合物包括甲醛、戊二醛或鄰苯二甲醛(也簡稱苯二甲醛)。苯二甲醛具有超過甲醛和戊二醛的特定優(yōu)點。甲醛是潛在的致癌物質(zhì)且具有難聞的氣味。戊二醛同樣具有難聞的氣味，且在儲存中可能具有化學上不穩(wěn)定性。苯二甲醛通常不被認為是致癌物質(zhì)，且實質(zhì)上無氣味，并具有快速的殺菌作用?；诖朔N和其它優(yōu)點，本領(lǐng)域通常需要新的和改進的包含苯二甲醛的殺菌組合物。
測量殺菌劑性能的標準之一是其殺死孢子的能力。Bruckner等人于1990年11月20日頒布的美國專利第4,971,999號部分揭示了含有苯二甲醛的無氣味的殺菌消毒液。據(jù)報導，該溶液具有殺死枯草桿菌(Bacillus subtilis)和梭狀芽孢桿菌(Clostridium sporogenes)的孢子的活性。如其所報導的，一種含有低濃度苯二甲醛(如0.25％)作為單一活性成分的組合物在20℃下及24小時中具有殺死枯草桿菌和梭狀芽孢桿菌的孢子的活性。在較高濃度的苯二甲醛(如1.0％)下，在10小時內(nèi)可完成殺菌。
殺菌效果和完成消毒或殺菌的時間通常是殺菌組合物的重要特性。本領(lǐng)域通常需要新的和改良的包含苯二甲醛的殺菌組合物，其與以苯二甲醛作為單一活性成分的組合物相比具有更高的殺菌效果和更快的殺菌活性。
附圖簡要說明本發(fā)明最好通過參考下列描述和伴隨著用于圖解說明本發(fā)明具體實施例的附圖被理解。在這些圖中

圖1是碳酸鹽類物種的分布圖，即碳酸(H2CO3)、碳酸氫根(HCO3-)和碳酸根(CO32-)在水溶液中作為溶液pH的作用。
圖2A表示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例所述的含有碳酸化的苯二甲醛殺菌溶液與二氧化碳氣體密封其內(nèi)的容器。
圖2B表示了根據(jù)本發(fā)明另一個具體實施例所述的含有碳酸化的苯二甲醛殺菌溶液與二氧化碳氣體密封其內(nèi)的另一容器。
圖3表示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例所述的含有苯二甲醛和至少一種水溶性鹽的納米尺寸或微米尺寸的顆粒。
圖4表示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例所述的用于制備殺菌溶液的密封于防水容器中的固體組合物。
圖5表示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例所述的用于制備殺菌溶液的例示的殺菌成套組件。
圖6表示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例所述的用于制備含有苯二甲醛、苯二甲醛增強劑和/或其它化學藥品的殺菌溶液的殺菌成套組件。
圖7表示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例所述的包括一個含有一溶劑的第一隔間、含有含苯二甲醛的固體組合物的第二隔間、以及含有用于苯二甲醛的增強劑或其它化學藥品的第三隔間的容器的例示的殺菌成套組件。
圖8表示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例所述的一種殺菌溶液制備裝置。
發(fā)明詳述此處描述的是殺菌組合物、制備殺菌組合物的成套組件和方法以及使用該組合物消毒或殺菌的方法。在以下描述中，許多特殊細節(jié)將加以陳述。然而，能夠理解的是本發(fā)明的具體實施例在沒有這些特殊細節(jié)下也可以實施。在其它例子中，公知的結(jié)構(gòu)和技術(shù)并未詳細顯示以使此描述的理解不致混淆。
I.苯二甲醛此處所揭示的殺菌組合物包括作為活性成分的苯二甲醛。苯二甲醛也被稱為鄰-苯二甲醛或1，2-苯二醛，是具有以下結(jié)構(gòu)的芳香族二醛
可用于此組合物的苯二甲醛所使用的重量濃度從0.025％到2.0％，或0.1％到1％。較高的濃度，如高達5％若需要也可被使用。較高濃度的苯二甲醛可被用于運送組合物到使用點，接著該組合物可用水稀釋到想要的使用濃度。苯二甲醛在水中的溶解度約為5重量％，其可通過包含一可溶于水或至少水溶性較高的助溶劑而增加。合適的溶劑其中包括甲醇、乙醇、異丙醇、正-丁醇、叔-丁醇、乙二醇、四氫呋喃、二甲亞砜和二噁烷。
該組合物還可包含一種或多種可加強苯二甲醛的殺菌效果的增強劑。如下節(jié)所述，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)鹵化鹽(例如堿金屬鹵化鹽和聚烷基銨鹵化鹽)、碳酸鹽和磷酸鹽增強了苯二甲醛的殺菌效果。
II.鹵化鹽類對苯二甲醛的殺菌效果的增強發(fā)明人發(fā)現(xiàn)鹵化鹽類增強了苯二甲醛的殺菌效果(參見實施例3-7)。基于此發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人開發(fā)了較僅含有苯二甲醛的組合物更有效的改良的殺菌組合物。
在本發(fā)明的一個具體實施例中，殺菌組合物，如消毒組合物或殺菌組合物，可包括苯二甲醛和用來增強苯二甲醛殺菌效果的增效的鹵化鹽類。合適的增效的鹵化鹽類包括，但不限于，無機金屬鹵化鹽類，如堿金屬鹵化鹽類。例示的堿金屬鹵化鹽類包括鹵化鋰、鹵化鈉、鹵化鉀及其組合物。鹵化物可包括氟化物、氯化物、溴化物或碘化物。發(fā)明人相信這些鹽類的鹵離子引起增強苯二甲醛的殺菌效果。廣泛多樣的例示的鹵化鹽類公開如下，盡管本發(fā)明不局限于這些特定的鹵化鹽類，其它能夠釋放出鹵離子的鹽類或化學藥品也可任選地被使用。
發(fā)明人的實驗指出鹵化鈉增強了苯二甲醛的殺菌效果。如實施例4所示，氟化鈉(NaF)、氯化鈉(NaCl)、溴化鈉(NaBr)、和碘化鈉(NaI)各增強了苯二甲醛的殺菌效果。由苯二甲醛與鹵化鈉的混合物所進行的對數(shù)降低試驗(logreduction)明顯并且出乎意料地大于苯二甲醛與鹵化鈉分別進行對數(shù)降低試驗所得之總和。當單獨使用時，0.3％(w/v)的苯二甲醛溶液在24小時之內(nèi)可達到約2.9的枯草桿菌(Bacillus subtilis)孢子對數(shù)降低。鹵化鈉本身具有非常有限，如果有，的殺菌活性。鹵化鈉通常在6-對數(shù)尺度(6-logs)上在24小時之內(nèi)僅能達到約0.2的對數(shù)降低。但是，苯二甲醛與鹵化鈉的混合物的對數(shù)降低通常明顯并且出乎意料地大于苯二甲醛與鹵化鈉分別進行對數(shù)降低試驗所得之總和。
為了說明的目的，包含至少0.3％苯二甲醛和1000mM或更多的NaF的溶液僅在4小時之內(nèi)即可達到完全殺死大于6-對數(shù)孢子的效果。此外，含有同樣濃度的苯二甲醛和1000mM或更多的NaBr或NaI的溶液僅在8小時內(nèi)即可達到完全殺死的效果。更進一步，含有同樣濃度的苯二甲醛和1000mM或更多的NaCl的溶液在24小時之內(nèi)即可達到完全殺死孢子的效果。
這種對數(shù)降低的明顯的增加和殺菌效果的改良清楚地表明鹵化鈉增強了苯二甲醛的殺菌效果。該增強效果是基于苯二甲醛和增強劑部分的協(xié)同或聯(lián)合作用，以致于混合物的聯(lián)合效應(yīng)大于苯二甲醛與鹵化鹽增強劑單獨效應(yīng)之總和。該增強效應(yīng)是出乎意料地和明顯的。
再次回顧實施例4，其結(jié)果似乎表明NaF比其它鹵化鈉類更能夠增強殺菌效果，且NaBr和NaI比NaCl更能夠增強殺菌效果。另一方面，鹵化鹽可包含氟化鹽，如堿金屬氟化鹽，例如，堿金屬氟化鹽可包含氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀或其混合物。
發(fā)明人的其它試驗表明其它堿金屬鹵化物增強了苯二甲醛的殺菌效果。如實施例5所示，氟化鋰(LiF)和氟化鉀(KF)也增強了苯二甲醛的殺菌效果。含有1000mM的KF的0.3％的苯二甲醛溶液僅在4小時之內(nèi)可達到對數(shù)降低5.8的效果，并且在24小時之內(nèi)可達到殺死大于6-對數(shù)的效果。同樣地，具有同樣濃度的苯二甲醛的1000mM的LiF溶液在24小時之內(nèi)可達到殺死大于6-對數(shù)孢子的效果。
其它適用的鹵化鹽類包括，但不局限于，堿金屬氯化物、溴化物、碘化物及其混合物。例示的堿金屬氯化物包括氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀及其混合物。例示的堿金屬溴化物包括溴化鋰、溴化鈉、溴化鉀及其混合物。例示的堿金屬碘化物包括碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀及其混合物。
其它無機和有機鹵化鹽類以及其它能夠釋放鹵離子的材料也可以任選地使用以增強苯二甲醛的殺菌效果。在不希望被理論所束縛的情形下，相信堿金屬鹵化鹽類的鹵離子組分在增強效果中扮演一個重要的角色，并且其它能夠釋放鹵離子的材料也將具有增強的能力。需要注意的是發(fā)明人關(guān)注堿金屬鹵化鹽類是基于它們通常良好的溶解度、易于取得性和通常的低成本，雖然本發(fā)明亦不受其限制。
發(fā)明人進行了額外的實驗來測定鹵化鹽濃度對增強苯二甲醛殺菌效果的影響。實施例3表示了一個較高的鹵化鹽濃度，至少在氟化鈉(NaF)的情況下，通常在100到1000mM范圍內(nèi)提供了更大的增強效果。并發(fā)現(xiàn)含有至少0.3％苯二甲醛和1000mM或更多NaF的溶液在4小時內(nèi)可達到完全殺死的效果，然而含有400mM或更多NaF的溶液要在8小時內(nèi)才能達到完全殺死的效果，且含有100mM或更多NaF的溶液在24小時內(nèi)才能達到完全殺死孢子的效果。
一般而言，發(fā)明人期望使用各種濃度的鹵化鹽增強劑以達到想要的增強程度。典型情況下，鹵化鹽增強劑的使用濃度從至少約100mM至一飽和濃度。很難給所有適用的鹽類的飽和濃度界定一個明確的范圍，因為這可能取決于其它因素如特定鹽類的溶解度、溫度、以及其它物質(zhì)的存在或不存在。然而，飽和濃度由本領(lǐng)域技術(shù)人員不需通過過度的實驗就可能很容易地測定出來。一方面，鹵化鹽可被使用的濃度范圍是從500到1000mM，或更高(如2000mM)。更高的鹵化鹽濃度通常會提供更大的增強效果。
對于相對較低溶解度的化學藥品而言，如特定的有機和無機鹵化鹽類，增強劑的數(shù)量可能稍微受限于溶解度或鹵素離子的濃度。如果需要，一種溶解性增強劑可被使用以增加溶解度或至少鹵素離子的濃度。例如，EDTA或其它絡(luò)合劑或螯合劑可被加入以絡(luò)合鹵化鹽的陽離子，以使平衡移動至所欲的增加的鹵素離子的濃度。作為另一種選擇，多種不同的鹵化鹽類可被使用以提供一種增加的合并的鹵素離子濃度。例如，氯化鈣(CaCl2)、氟化鎂(MgF2)、氟化鋁(AlF3)、氟化四丁基銨([CH3(CH2)3]4NF)和氯化四丁基銨([CH3(CH2)3]4NCl)的組合物可被一起使用以增加鹵素離子的總濃度。這種方法可有助于提供較高濃度的鹵素離子，且通常提供較大的增強效果。
可有幫助的是回顧前述討論的苯二甲醛可在一個殺菌有效濃度下被使用。典型情況下，苯二甲醛的適用濃度是從至少約0.025％(w/v)到約飽和濃度。通常地，苯二甲醛的適用濃度是從約0.1％到1％(w/v)。
發(fā)明人已進行了額外的實驗來測定pH值或堿度對增強殺菌效果的影響。實驗表明提高pH值或堿度可增強殺菌效果。如實施例6所示，較高的pH值通常增強了一種含有堿金屬鹵化鹽，至少在氟化鉀(KF)及pH值范圍從6.6到10.1的情況下，的苯二甲醛溶液的殺菌效果。在pH值為10.1時，該溶液僅在4小時內(nèi)就能達到完全殺死大于6-對數(shù)孢子的效果。
為達到良好的消毒或殺菌，可適當?shù)靥峁?到10的使用的pH值。通?？蛇m當?shù)靥峁┚哂惺褂胮H值為至少6.5，至少7，至少7.5，至少8的組合物以達到更大的殺菌效果。甚至達到約11的更高的pH值也可被使用，雖然如此高或堿性pH值可能潛在地在消毒或殺菌過程中損壞特定的材料，如橡膠。在特定情況下，取決于應(yīng)用方式，可適當?shù)乇３质褂胮H值低于9，或更經(jīng)常低于10，以提供橡膠和其他材料更大的相容性。
酸、堿、緩沖液或其它pH值調(diào)節(jié)劑可以有選擇地使用以達到任何想要的pH值調(diào)節(jié)。實施例6使用的pH值調(diào)節(jié)劑是堿，即氫氧化鈉(NaOH)，或酸，如鹽酸，雖然其它pH值調(diào)節(jié)劑也可以有選擇地使用。其它合適的可被用于殺菌組合物的例示的pH值調(diào)節(jié)劑或緩沖液包括，但不限于，硼砂加HCl、碳酸鹽加碳酸氫鹽、二乙基巴比妥酸鹽(佛羅那(veronal))與HCl、KH2PO4加硼砂、N-2-羥乙基哌嗪-N’-2-乙烷磺酸與NaOH、及磷酸鹽。另一例示的pH值調(diào)節(jié)劑是磷酸鹽緩沖液，如KH2PO4和Na2HPO4磷酸鹽緩沖液，其可緩沖的pH值范圍從約6到7.5。另一個例示的pH值調(diào)節(jié)劑是EDTA(乙二胺四乙酸)的自由酸、單-、二、三-或四-鹽形式，或含有這種形式的組合物的緩沖液，其允許緩沖的pH值范圍是從約3到10。EDTA也可作為螯合劑以幫助防止沉淀。例如，其它堿化或酸化劑，如有機酸鹽(如檸檬酸鈉、醋酸鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、檸檬酸鉀、醋酸鉀)、無機硼酸鹽(如硼酸鉀或硼酸鈉)，及此類試劑的混合物，皆可潛在地被使用?？梢庾R到的是，這種緩沖液也可以選擇地被使用在于此所揭示的其它組合物中。pH值調(diào)節(jié)劑可以以足夠量存在，如0.05wt％到2.5wt％，以產(chǎn)生所要的pH值。
發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)特定的鹵化物與其它鹽類的組合物提供了較高的苯二甲醛殺菌效果。如實施例7所示，特定的鹵化鈉鹽類，如氯化鈉(NaCl)、溴化鈉(NaBr)及碘化鈉(NaI)，及其它鈉鹽，如硫酸鈉(Na2SO4)，可以增強含有苯二甲醛和氟化鈉(NaF)的溶液的殺菌效果。由苯二甲醛、NaF及其鹽類混和組成物的對數(shù)降低，即5.6、5.9、5.9及＞6.0，均明顯大于組成物中分別不含NaCl、NaBr、NaI及Na2SO4等鹽類所觀測的對數(shù)降低4.7。若需要，一種鹵化鹽增強劑與NaCl、NaBr、NaI及Na2SO4等鹽類其中之一可被使用于與苯二甲醛組合或協(xié)同于一殺菌溶液中以提供進一步的增強效果。
發(fā)明人已進行了實驗以測定含有多種鹵化鹽增強劑的殺菌組合物對一般材料的材料相容性。如實施例8所示，堿金屬鹵化物，如鹵化鈉及鹵化鉀，在72小時期間，靠目測，都相容于不銹鋼與杜邦TM特氟龍_品牌的聚四氟乙烯。不銹鋼和特氟龍_是醫(yī)療設(shè)備和其他工業(yè)中廣泛使用的材料。一方面，結(jié)果顯示所揭示的組合物可被使用于包括不銹鋼或特氟龍_的表面或設(shè)備的消毒或殺菌。例如，所揭示的組合物可被用于含有不銹鋼或特氟龍_的內(nèi)窺鏡的消毒或殺菌。
含有苯二甲醛和鹵化鹽增強劑的殺菌組合物的特殊實例揭示于實施例18-22中。每一組合物在僅僅4小時內(nèi)可達到完全殺死所有受測枯草桿菌的效果。
若需要，苯二甲醛加鹵化鹽增強劑的組合物可額外包含一種或多種其它于此揭示的增強劑。例如，該組合物可包含碳酸氫鹽或碳酸鹽。若需要，該組合物可以碳酸化或固體的組合物的方式提供以幫助保持苯二甲醛在儲存中的穩(wěn)定性，此部分以下將進一步討論。所使用的組合物也可以由一成套組件制備，如下面所揭示的，苯二甲醛可作為第一組合物，其可以是一固體組合物或液體組合物，以及鹵化鹽增強劑可作為分離的第二組合物。該組合物可分別含有容器或隔間。在固體組合物的情況下，該成套組件可以有選擇地包括一溶劑，例如分別在一個容器或隔間內(nèi)，以幫助溶解固體組合物。
III.碳酸鹽類對苯二甲醛殺菌效果的增強發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)碳酸鹽類，如碳酸鹽或碳酸氫鹽，增強了苯二甲醛的殺菌效果(參照實施例9-17)?；诖税l(fā)現(xiàn)，發(fā)明人已開發(fā)了比不含增強劑的含苯二甲醛的組合物具有更大效果的改良的殺菌組合物。
在本發(fā)明的一個具體實施例中，一種殺菌組合物，如一種消毒組合物或一種滅菌組合物，可包括一含有苯二甲醛和一碳酸鹽增強劑的水溶液。合適的碳酸鹽增強劑包括，但不限于，碳酸鹽類、碳酸氫鹽類及其混合物。
合適的碳酸鹽包括，但不限于，碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鎂(MgCO3)、碳酸鋰(Li2CO3)及其混合物。合適的碳酸氫鹽包括，但不限于，碳酸氫鈉(NaHCO3)、碳酸氫鉀(KHCO3)、碳酸氫鋰(LiHCO3)及其混合物。如在以下進一步討論的，物質(zhì)如二氧化碳(CO2)和碳酸(H2CO3)也是合適的碳酸鹽增強劑來源。
圖1是一個已知的碳酸鹽物種平衡分布圖，即碳酸(H2CO3)、碳酸氫根(HCO3-)和碳酸根(CO32-)在水溶液中作為溶液pH值的作用。該物種的分布以y-軸作圖，溶液pH值以x-軸作圖。碳酸鹽物種在溶液平衡中存在的濃度取決于溶液的pH值。當pH值低于約6.4時碳酸占優(yōu)勢，然而pH值高于約6.4時碳酸氫根占優(yōu)勢。當pH值大于約8.3時碳酸根的濃度開始緩慢增加。作為讀取圖的一個實例，在pH值為約7.0時，碳酸鹽物種在水溶液中的分布為約80％的碳酸氫根，20％的碳酸及小于1％的碳酸根。
如在以下進一步討論的，該圖顯示了根據(jù)本發(fā)明會產(chǎn)生許多變化。加入二氧化碳在溶液中可以水合而形成碳酸。在一方面，提高溶液pH值將碳酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟涓吞妓岣?。另一方面，溶液通過降低pH值可將部分碳酸氫根和碳酸根轉(zhuǎn)變成碳酸而被碳酸化。碳酸化的溶液可密封在加壓容器中以保持碳酸化。
發(fā)明人的實驗指出碳酸鹽和碳酸氫鹽各可增強苯二甲醛的殺菌效果。如實施例9所示，殺死孢子的效果，其通過對數(shù)降低實驗證實，因碳酸鹽和碳酸氫鹽而增強。提高碳酸氫鹽濃度增加了增強效果。碳酸氫鈉濃度為63mM或更高，是足以在24小時內(nèi)達到完全殺死所有孢子的殺菌效果。此種增強是出乎意料且明顯的。整體而言，當苯二甲醛不存在下使用碳酸鹽或碳酸氫鹽時，發(fā)明人觀察到可忽略的對數(shù)降低。苯二甲醛和碳酸鹽或碳酸氫鹽的混合物的對數(shù)降低通常明顯地且出乎意料地大于當苯二甲醛和碳酸鹽分別使用時所達到的對數(shù)降低的總和。此種增強是明顯且出乎意料的。
為使前文中現(xiàn)有的研究受到注意(且為協(xié)助讀者理解本發(fā)明的重要性)，簡短列舉一些現(xiàn)在有關(guān)碳酸鹽和碳酸氫鹽作用了解的研究是有幫助的。兩個最近的研究文獻報導了碳酸鹽顯然不能增強一些醛類，如甲醛或丁醛的效果，然而其可明顯增強其它如戊二醛的效果。這似乎指出碳酸鹽類對多種以醛為基礎(chǔ)的殺菌劑的影響具有高度的不可預測性。
E.G.M.Power和A.D.Russell在標題為《堿性戊二醛的殺孢子作用影響活性的因素和與其它醛類的比較》的文章(應(yīng)用細菌學期刊，69，第261-268頁，1989)中研究部分2％堿性戊二醛在室溫下殺孢子的作用和其它醛類如甲醛、乙二醛和丁醛以及商業(yè)上可取得的配方殺孢子的作用。其部分報導了堿性戊二醛殺孢子效果的增加是由于不止一個簡單的pH值效應(yīng)，以及將NaOH加入酸性戊二醛中并不會提高其殺生物的活性，加入等量的NaHCO3亦同。其還報導了將0.3％(w/v)NaHCO3加入乙二醛和丁醛中不影響其殺孢子的作用。苯二甲醛未被研究。
Jose-Luis Sagripanti和Aulin Bonifacino在標題為《鹽和血漿對液體消毒劑的殺孢子作用的影響》的文章(AOAC國際期刊，10(6)，第1198-1207頁，1997)中部分報導了不同濃度的鹽或血漿對以戊二醛、次氯酸鈉、抗壞血酸銅、過氧化氫、過醋酸、甲醛或酚殺死枯草桿菌孢子的影響。鹽類僅影響戊二醛，當碳酸氫鈉或氯化鈉的濃度提高時其殺死孢子的活性會增加。過醋酸、次氯酸鈉、過氧化氫和抗壞血酸銅以及低殺孢子活性的酚和甲醛的殺孢子活性并不被鹽類從0到1M的變化范圍所影響。因此，碳酸氫鹽和氯化鈉影響部分但非全部的消毒劑，包括部分但非全部的醛類。苯二甲醛沒有包括在此研究中。
再次回顧發(fā)明人的實驗，特別是實施例9，碳酸鹽與碳酸氫鹽分別為鈉鹽和鉀鹽。發(fā)明人的其它實驗描述了苯二甲醛殺菌效果可通過其它堿金屬碳酸鹽及碳酸氫鹽而增強。如實施例11所示，其它堿金屬碳酸鹽，如碳酸鋰，也是合適的增強劑。其列出了三種在僅僅4小時內(nèi)達到完全殺死孢子效果的不同的溶液。
發(fā)明人還有其它實驗描述了同樣適于作碳酸鹽增強劑的物種如二氧化碳(CO2)和碳酸(H2CO3)。如實施例12所示，將二氧化碳導入堿性溶液提供了一合適的碳酸鹽以增強苯二甲醛的殺菌效果。其它可反應(yīng)生成二氧化碳、碳酸、碳酸鹽或碳酸氫鹽的物質(zhì)也潛在的適合。
再次于其它實施例中回顧實施例9，提高碳酸氫鹽或碳酸鹽的濃度可提高增強度。典型情況下，碳酸鹽增強劑的使用濃度是從約10mM到飽和濃度。飽和濃度由本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要通過過度的實驗就能很容易地測定出來。一方面，碳酸鹽或碳酸氫鹽的適用濃度為從約50mM至500mM。在同樣pH下進行的實驗表明較高的碳酸鹽濃度通常會產(chǎn)生較高的增強度。
發(fā)明人還進行了額外的實驗以確定pH或堿度對殺菌效果增強的影響。實驗表明殺菌效果會隨著pH或堿度的增加而增強。如實施例10所示，較高或更堿性的pH，至少在8.2至10.3的范圍中，通?？稍鰪姾斜蕉兹┖吞妓釟潲}溶液殺死孢子的效果。
為了達到良好的消毒或滅菌，可適當?shù)奶峁┮贿m用的pH為從約6至10。通?？蛇m當?shù)奶峁┮痪哂羞m用的pH為至少6.5，至少7，至少7.5，或至少8的組合物以達到較大的殺菌效果。甚至更高的pH高達約11也可以使用，雖然這種高或堿性pH在消毒或滅菌的時候可能潛在地損害特定的材料，例如橡膠。在特定的情況下，取決于應(yīng)用方式，可適當?shù)谋３质褂玫膒H為小于9，或更經(jīng)常小于10，以提供與橡膠和其它材料的更大的相容性。一方面，適用的pH值可從約7.5到9以提供良好的增強度和材料相容性。酸、堿、緩沖液或其它pH值調(diào)節(jié)劑可被使用作為任何想要的pH值調(diào)節(jié)。pH值調(diào)節(jié)劑可以一足夠量存在，例如0.05wt％到2.5wt％以產(chǎn)生想要的pH值。
發(fā)明人已測定了許多額外的作為苯二甲醛或苯二甲醛與碳酸鹽的混合物的效果增強劑的鹽類。如實施例13所示，磷酸鹽增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時殺死孢子的能力。無碳酸氫鹽時磷酸鹽表現(xiàn)出非常微小的增強效果。
多種鹵化鹽類也明顯增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時殺死孢子的能力。如實施例14所示，鹵化鉀類，即氯化鉀(KCl)、溴化鉀(BrK)、碘化鉀(KI)或氟化鉀(KF)增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時殺死孢子的能力。
其它堿金屬鹵化鹽類，如鹵化鈉，也增強了苯二甲醛殺死孢子的能力。如實施例15所時，鹵化鈉可以增強苯二甲醛在碳酸氫鹽存在或不存在下的殺菌效果。即使在低濃度下，幾種鹵化鈉，即氟化鈉(NaF)、溴化鈉(NaBr)及碘化鈉(NaI)可以增強苯二甲醛在碳酸氫鹽存在或不存在下殺死孢子的能力。同時，在同樣低的濃度下，一些鹵化鈉，即氯化鈉(NaCl)和氟化鈉(NaF)可以增強苯二甲醛在碳酸氫鹽存在下殺死孢子的能力。
氯化鈉(NaCl)所提供的增強性進一步在實施例16中被研究。氯化鈉(NaCl)增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時殺死孢子的能力。當濃度為從50到100mM時增強性開始可注意的改變，隨著濃度升至至少200mM，增強性提高。
更進一步地，如實施例17所示，聚烷基銨鹵化物如氟化正-四丁基銨(Bu4NF)、氯化正-四丁基銨(Bu4NCl)、溴化正-四丁基銨(Bu4NBr)及碘化正-四丁基銨(Bu4NI)增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時殺死微生物的能力。Bu4NCl和Bu4NBr顯示出在測試條件下可提供較Bu4NF和Bu4NI稍大的增強性。
一方面，一種或多種這類增強劑，即磷酸鹽、堿金屬鹵化物和聚烷基銨鹵化物，可被包含在苯二甲醛加上碳酸鹽或碳酸氫鹽的殺菌組合物中以增強苯二甲醛的殺菌效果并改善消毒和滅菌。作為一實施例，磷酸鹽和碳酸氫鈉可被包含在苯二甲醛組合物中以增強苯二甲醛的效果。這類增強劑的一種潛在的優(yōu)點是降低碳酸氫鹽或碳酸鹽濃度的能力。在其它動機中，碳酸鹽的減少可幫助簡化制造和包裝上的需要，部分是因為降低了潛在的二氧化碳釋放，還幫助避免硬水中不溶的鈣和鎂的碳酸鹽類。
IV.殺死微生物，消毒和滅菌殺菌組合物可用作消毒劑或滅菌劑。消毒劑通常指能夠殺死所有非-孢子性微生物而不是孢子性微生物的材料。高度的消毒劑通常指能夠殺死一些孢子，如枯草桿菌及梭狀芽孢桿菌，并殺死非-孢子性微生物的材料。滅菌劑通常指能夠殺死所有孢子性和非孢子性的材料。
一種使用該組合物以消毒或滅菌的方法包括使微生物接觸該組合物、或其它將組合物用于微生物的方式，在空氣中、在表面上或在其它液體內(nèi)殺死微生物。例如，該組合物可通過噴霧應(yīng)用于空氣中、或通過浸泡、噴霧、涂覆、流動或類似的方法應(yīng)用于表面上，或通過將組合物與液體混合應(yīng)用于液體中。通常，該組合物通過將其與表面接觸，如浸泡、噴霧、涂覆、流動該組合物一段時間并在一可有效達到消毒或滅菌的溫度下可被用于對表面的消毒或滅菌。該組合物可手動使用，如在處理盆內(nèi)，或用于自動系統(tǒng)，如自動內(nèi)窺鏡再處理儀(AER)。一般而言，該溶液具有使消毒或滅菌不需要昂貴成本滅菌儀器，并易被健康人們使用，且是有效與可信賴等優(yōu)點。
殺菌劑的有效程度通常受活性成分的使用濃度、處理時間、溫度和測試方法所影響。頒布于1990年11月20日的由Bruckner等人的美國專利第4,971,999號部分揭示了含有至少0.25％重量的苯二甲醛作為單一活性成分的組合物通過測定它在10分鐘內(nèi)及20℃下殺死牛型結(jié)核分支桿菌(Mycobacterium bovis)BCG的能力可有效達到高度消毒。在大約同樣的苯二甲醛濃度和溫度下，此處揭示的組合物，其也包含一或多種苯二甲醛增強劑者，在甚至更短的時間內(nèi)可達到高度消毒。
‘999號專利也揭示了含有一低濃度苯二甲醛(如0.25％)作為單一活性成分的組合物在24小時內(nèi)及溫度20℃下具有殺死枯草桿菌和梭狀芽孢桿菌的孢子的活性。在較高濃度的苯二甲醛(如1.0％)下，滅菌在10小時內(nèi)完成。發(fā)表在‘999號專利的殺菌結(jié)果是基于AOAC(官方分析化學家協(xié)會)殺孢子試驗，如特定的官方分析化學家協(xié)會的官方分析方法，第14版，1984。見‘999號專利的實施例8和9。
一些研究人員相信AOAC測試可能不足以定量且在達到消毒或滅菌時會導致高度誤差和時間變化。這些研究人員所提出的一個潛在問題是載體上孢子的數(shù)目可能有高度變化。例如，Danielson(Penicylinder上枯草桿菌孢子微生物負載的估計，J.AOAC Int，76355-360，1993)報導了一個載體可含有少至僅500個孢子或約2.7個對數(shù)，且符合AOAC的標準。一般可接受的是殺孢子劑的表現(xiàn)可取決于被殺死孢子的數(shù)量。這將意味著少量的孢子，如僅500個孢子，比大量的孢子，如至少1,000,000個孢子(至少6個對數(shù))，可被更快地殺死。
于此進行的試驗，除非另有特定，都是基于6個對數(shù)的孢子，且必須提供更精確和更定量的達到消毒或滅菌的時間估計。這意味著很難直接對比‘999號專利報導的基于AOAC測試的消毒或滅菌時間與于此報導的基于改良的懸浮試驗的時間。然而，無論如何，在大約相同的苯二甲醛濃度和溫度下，于此揭示的增強的組合物在使用相同的測試條件下比‘999號專利中所揭示的組合物可以達到更有效和更快地消毒或滅菌。
V.苯二甲醛的化學穩(wěn)定性儲存穩(wěn)定性和產(chǎn)品的易用性是選擇滅菌與高度消毒溶液時兩個重要的考慮點。如美國專利第3,016,328號和第4,971,999討論的，戊二醛和其它具有α-氫的類似的醛類在堿性pH值下可能自動聚合。含有這些醛類的組合物在堿性pH值下可能經(jīng)歷醛的有效濃度隨時間的降低和，因此，可能具有受限制的儲存穩(wěn)定性。為克服這個問題，戊二醛組合物可被包裝為2個或更多個組分。醛類可在酸性pH值下被配制成水溶液，且在使用前用堿化劑立即活化，轉(zhuǎn)移pH值到堿性范圍。
如‘999號專利進一步討論的，不同于前述醛類，苯二甲醛不含有α-氫，因此通常在堿性pH值下不會經(jīng)歷自動聚合。更進一步地，‘999號專利討論到含有苯二甲醛的組合物通常以單一組分配制，且在pH值范圍3到9中具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。它們在儲存中沒有失去其的有效性。
然而，發(fā)明人已經(jīng)意識到堿性苯二甲醛溶液經(jīng)過較長時間的儲存后可能會相對地化學上不穩(wěn)定，特別是在更為堿性的條件下，是因為苯二甲醛具有參與公知的坎尼扎羅反應(yīng)(Cannizzaro reaction)的傾向。
大體上，坎尼扎羅反應(yīng)通常導致苯二甲醛的損失和溶液殺菌效果的降低。當pH值從6到10或從7.5到9時，通常會增強苯二甲醛-碳酸鹽溶液的效果，較高或堿性pH通常也促進坎尼扎羅反應(yīng)。實驗表明苯二甲醛溶液可在pH值7或更低且約40℃室溫下儲存約11周而沒有可注意的苯二甲醛損失。然而，若同樣的溶液在室溫下及pH值9時儲存11周，會有約14％的苯二甲醛損失。如果儲存期更長、溫度更高或pH值高于9，則會有更多的苯二甲醛會轉(zhuǎn)變。因此，坎尼扎羅反應(yīng)可明顯降低堿性苯二甲醛溶液在公知的使用儲存期限內(nèi)的效果和降低儲存時間。
發(fā)明人進行了許多在下面章節(jié)中揭示的研究使得苯二甲醛可被儲存更長時間而不會明顯損失其效果，且可接著作為可增強殺菌效果的具有堿性pH值的殺菌溶液。
VI.碳酸化的殺菌溶液根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例，含有苯二甲醛的碳酸化的殺菌溶液可被密封于容器中。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)碳酸化有助于改善苯二甲醛的化學穩(wěn)定性。當碳酸化或通入CO2時，殺菌溶液可具有酸性pH值，如pH低于6，其通過有助于抑制坎尼扎羅反應(yīng)而促進苯二甲醛的化學穩(wěn)定性。其次，當需要時，密封容器可被打開，使溶液變?yōu)槿?碳酸化。溶液的去-碳酸化可自動提高溶液的pH值，如pH值從約6至10或從7.5至9。這樣高的或堿性pH值可增強苯二甲醛的殺菌效果。
碳酸化通常涉及將二氧化碳導入或注入溶液中。二氧化碳是一種豐富的且相對較節(jié)約成本的商業(yè)上可用的來源廣泛的氣體，包括但不限于康涅狄格州丹伯里市(Danbury，Connecticut)的Praxair公司。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，一種制造密封容器中加壓的殺菌溶液例示的方法，可包括合并苯二甲醛和其它可選擇的成分(如增強劑)在一溶液中，將二氧化碳氣體導入溶液中，將該溶液注入容器內(nèi)，及接著密封容器。苯二甲醛和二氧化碳可以依任何想要的順序加入溶液中，且這可在溶液注入容器之前、中、后進行。有關(guān)將二氧化碳氣體導入液體，包括水，的各種方法已是本領(lǐng)域公知的。在碳酸化水工業(yè)上，如起泡、噴射、攪拌或混合的方法常用于改善二氧化碳和水的接觸。這類方法可用在將二氧化碳氣體導入殺菌溶液中。固體形式的二氧化碳，如干冰，也可被注入溶液中以將二氧化碳氣體導入溶液中。
另一將二氧化碳氣體導入或注入溶液中的方法可以包括將碳酸鹽或碳酸氫鹽與溶液合并。碳酸鹽或碳酸氫鹽可以被加入酸性溶液，或可與酸化劑一起加入溶液中，以引起鹽類反應(yīng)于溶液中生成碳酸和二氧化碳。這種方法可避免操作氣態(tài)二氧化碳。這種方法生產(chǎn)的碳酸化殺菌溶液的特定實施例如實施例23所示。
一旦被加入，二氧化碳可幫助酸化溶液。在水溶液中，加入的二氧化碳可與水反應(yīng)生成碳酸。足夠的二氧化碳可被加入以達到有助于抑制在儲存時的坎尼扎羅反應(yīng)的pH值。在酸性溶液中，坎尼扎羅反應(yīng)相對進行較慢，且這種酸性溶液的穩(wěn)定性明顯比中性或堿性溶液的穩(wěn)定性好。一方面，足夠的二氧化碳可被導入以降低pH值到小于約8或6。另一方面，溶液可被二氧化碳充分地飽和。若需要，溶液可有選擇地被冷卻并加壓以增加二氧化碳的溶解度。容器中碳酸化的溶液可按照使用點來分配，并將儲存到需要時。這類碳酸化溶液實質(zhì)上比堿性溶液更穩(wěn)定，且可儲存更長時間。
再次回顧水溶液中碳酸鹽物種的分布，如圖1所示。可見平衡溶液中碳酸鹽物種的存在取決于溶液pH值。將二氧化碳導入溶液中可形成碳酸，其傾向于降低溶液pH值。該圖也顯示了通過提高pH值碳酸可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟潲}或碳酸鹽。
當需要時，使用者可從庫房得到容器。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，一種方法可包括打開容器，將碳酸化的溶液從容器中移出，及通過用碳酸化的溶液接觸表面而消毒或滅菌該表面。同碳酸飲料一樣，當打開容器后不久，二氧化碳的氣泡開始形成并基于在環(huán)境壓力下較易由碳酸轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇艿亩趸级鴱娜芤褐嗅尦觥馀萃ㄟ^提起或其它從被處理的表面或裝置帶走污染物，如灰塵、微生物或孢子，可潛在地有助于增強消毒或滅菌。
一般在氣泡生成的同時，溶液的pH值開始提高且當碳酸鹽和碳酸氫鹽形成時可能變成堿性。碳酸化的量、碳酸鹽或碳酸氫鹽和任何其它pH值調(diào)節(jié)劑可被平衡以達到去-碳酸化的pH值從約6到10，或從約7.5到9。如上述討論的，這樣高的或堿性pH值會增強苯二甲醛的效果，并導致改善其消毒或滅菌。通過在殺菌溶液中包括更多的碳酸鹽或類似的堿化劑，更高的pH值高達約11也能達到，，雖然這樣高的pH值基于在消毒或滅菌時對材料的潛在腐蝕性而通常被避免。
參照圖1，當在pH值小于約8及特別是小于約6.5下進行消毒或滅菌時，基于碳酸形成易于釋出和逸出的二氧化碳的能力，pH值可能傾向于升高且碳酸鹽增強劑可能損失。若需要，可提供高于環(huán)境壓力的壓力，如在加壓室中，以幫助抑制二氧化碳的釋出并穩(wěn)定pH值。這可助于維持長期下碳酸鹽的增強性。此外，pH值調(diào)節(jié)劑，如EDTA緩沖液，可被使用來幫助穩(wěn)定pH值低于7.5。在其它選擇下，酸化劑或pH值調(diào)節(jié)劑，如二氧化碳，可適當?shù)丶尤肴芤褐?，或基于pH控制以保持pH值低于約7.5。
苯二甲醛的化學穩(wěn)定性和溶液的效果可通過檢測容器打開時或打開后的壓力或氣泡來檢查或測定。通常，當裝有碳酸化溶液的容器被打開時，會有一壓力指標，如氣體逸出容器的聲音，及打開后不久二氧化碳氣泡會形成并從容器中逸出。壓力和氣泡通常指示適當?shù)奶妓峄?，相?yīng)的低pH值和確定容器并未泄漏或有其它缺陷而使得二氧化碳逸出。如上述討論的，碳酸化幫助降低pH值并提高苯二甲醛的化學穩(wěn)定性。壓力和氣泡通常確定溶液的效果。相反的，缺乏壓力和氣泡可能意味著高的或堿性pH值，并可能潛在地指出溶液的效果在儲存時因坎尼扎羅反應(yīng)而受影響，或該溶液在最初就是不足量地碳酸化。
一方面，容器上可粘附著一個標簽，其含有具有壓力的指示(如容器打開時氣體逸出容器的聲音)或近期打開容器中氣泡的產(chǎn)生或二者都有的所存放溶液的效果或品質(zhì)相關(guān)的信息。該標簽可含有指示使用者若壓力或氣泡不存在則丟棄溶液的信息。例如，標簽可必要地敘述“如果打開容器后無氣泡形成則丟棄溶液”。殺菌溶液的使用者可閱讀此標簽，打開容器，并檢查壓力(如打開容器時聽逸出氣體的聲音)或檢查打開容器后溶液的氣泡，或兩者，作為殺菌溶液的效果或品質(zhì)的指標?；谠撝甘拘詸z驗，如果壓力或氣泡被確定，使用者可使用該溶液消毒或滅菌表面，或否則將溶液丟棄。
作為另一種選擇，容器可包括一個壓力指示器以指示容器內(nèi)壓力是否大于環(huán)境壓力。例如，容器可具有一個在其表面上形成的外部半球殼體便于使用者測試容器是否受壓。在正常儲存情況下，外部半球殼體須傾向外部。使用者可對著容器內(nèi)部將半球殼體壓向內(nèi)部。如果容器內(nèi)壓大于環(huán)境壓力半球殼體會反向外部；若容器未受壓或壓力不足，則半球殼體保持向內(nèi)。一方面，半球殼體反向外部的最低內(nèi)壓可能基于對應(yīng)溶液pH值的碳酸化程度，以提供在預測定或保證儲存期內(nèi)用于至少預測定苯二甲醛的最小有效濃度(MEC)的穩(wěn)定性。其它壓力指示器也可潛在地使用，包括但不限于，壓力閥、壓電裝置和其它本領(lǐng)域公知的壓力指示器。
作為另一種選擇，使用者可測量、測試或其它確定近期已打開的溶液的pH值，以測定pH值是否由于儲存中二氧化碳的逸出而不適當?shù)纳?。pH值計、pH值試紙或其它pH值敏感材料均可被使用。不適當?shù)母遬H值可能意指碳酸化的損耗及基于在堿性pH下促進坎尼扎羅反應(yīng)而使得苯二甲醛濃度的潛在性降低。
圖2A表示了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例，一個密封有碳酸化的苯二甲醛殺菌溶液204和二氧化碳氣體206的容器202。該容器可以是玻璃、金屬(如鋁)或特別是塑料容器，且包括一個可以打開以從容器中移走殺菌溶液的蓋子208。一方面，該容器包括一透明或半透明材料以利于觀察容器內(nèi)溶液的氣泡。一壓力指示器210，如半球殼體，在容器表面成型。該容器也有一標簽212，上包含關(guān)于使用前如何測試溶液的說明。該容器可被設(shè)計成可適應(yīng)內(nèi)部二氧化碳氣體的壓力，如在范圍從1到50psi或從5到30psi之間。使用圖1所示的碳酸鹽物種分布圖時，二氧化碳的壓力可通過如碳酸鹽總量、pH值、溫度、二氧化碳在溶液中的溶解度、溶液體積和容器內(nèi)氣體體積等因素被估計。
本發(fā)明不限于任何已知尺寸或形狀的容器。圖2B顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個具體實施例的容器203，其具有不同的形狀和更大的尺寸。一閥控制的開口209，如一塞子控制的開口，可被使用于從容器中移走或分配殺菌溶液204。大尺寸和塞子可使所需部分的溶液從容器中移出。由于塞子位于容器最底部，在塞子上面有明顯量的液體。塞子上的液體可幫助提供水頭或壓力以助于保持容器‘密封’，即使在打開容器移走部分溶液后，還有助于保持溶液至少部分碳酸化。因此，容器內(nèi)未使用的部分溶液可保持酸性pH值，且即使在容器打開之后仍可長期使用。
VII.固體組合物發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了含有苯二甲醛的固體組合物可在使用時分配，儲存，及接著用來制備用作消毒或滅菌的殺菌溶液。坎尼扎羅反應(yīng)在沒有可促進該反應(yīng)的水存在的干燥固體中即使有也通常進行緩慢。因此，固體組合物提供了儲存苯二甲醛的化學穩(wěn)定環(huán)境，即使苯二甲醛存在于含一般堿性成分，如碳酸鹽的組合物中。固體組合物的其它潛在的優(yōu)點包括基于減少溶劑而降低的運輸成本和儲存空間。
根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，固體組合物可包括固體鹽和分散或另外稀釋在固體鹽中的固體苯二甲醛。將苯二甲醛在固體中稀釋有助于降低苯二甲醛結(jié)塊或其它形式的堆積。較佳的鹽類可具有比苯二甲醛高的水溶解度，以助于固體組合物溶解在溶劑中。一方面，該鹽類可包括苯二甲醛的有效增強鹽，如碳酸鹽、磷酸鹽、堿金屬鹵化鹽、聚烷基銨鹵化鹽或此類鹽的組合物。另一方面，高水溶性鹽，無論是否增強，如硫酸鈉(Na2SO4)，可被使用?？扇艿姆躯}類如淀粉或纖維素也可被選擇地使用。
其它可包含在固體組合物中的可選擇性成分包括pH值調(diào)節(jié)劑、螯合劑(如EDTA)、腐蝕抑制劑(如苯并三唑)、表面活性劑、染料和香料。合適的pH值調(diào)節(jié)劑包括但不限于磷酸鹽緩沖液、碳酸氫鹽緩沖液、羧酸/鹽緩沖液如EDTA緩沖液、HCl和NaOH。這些調(diào)節(jié)劑可以足量使用來調(diào)節(jié)殺菌溶液的pH值，例如從6到10或從7.5到9之間的范圍。
在固體配制物中，坎尼扎羅反應(yīng)是極不可能發(fā)生，以至于具有高(堿性)固體電位pH值(SPP)的固體可被設(shè)計。SPP是指固體組合物溶于水中的電位pH。其優(yōu)點包含一提供給苯二甲醛穩(wěn)定的儲存環(huán)境的固體組合物，且具有一旦溶于水中可引起高(堿性)pH值的電位，可增強苯二甲醛效果。類似的，具有低(酸性)SPP的固體酸，如有機酸(如檸檬酸、抗壞血酸等)可與OPA混合以產(chǎn)生低(酸性)SPP固體組合物。這可以提供選擇使用加壓容器。具有高SPP或低SPP的固體組合物可有不同的應(yīng)用。二者都可有高穩(wěn)定性和長的儲存期。此對于高溫下運輸和儲存具有特別的優(yōu)點(如不需空調(diào))。
一般而言，固體組合物可包括微米尺寸或納米尺寸的顆?；蚱渌毞植糠值谋蕉兹┮约铀俦蕉兹┑娜芙?。一方面，顆?？砂ň哂行∮诩s100納米的納米顆粒。顆?；蚣{米顆?？赏ㄟ^研磨、磨粉、噴霧干燥或其它本領(lǐng)域公知的方法(如潛在地使用Raleigh噴嘴或旋轉(zhuǎn)圓盤霧化器)制備。顆粒也可通過超臨界氣流干燥，如超臨界二氧化碳干燥，而形成。
在研磨時，苯二甲醛顆?；虮蕉兹┓勰┛赏ㄟ^在研磨裝置中破碎大塊固體苯二甲醛來形成。合適的研磨裝置包括但不限于研缽和杵、機械研磨裝置、磨粉機、球磨機和氣體噴嘴磨粉機。根據(jù)一具體實施例，制備粉末的方法可包括將固體苯二甲醛和鹽，如碳酸氫鈉，放入如含有金屬或陶瓷球的籠狀旋轉(zhuǎn)裝置如球磨機的研磨裝置中，接著將固體苯二甲醛和鹽研磨或磨粉形成稀釋于鹽顆粒中的苯二甲醛顆?；蚣{米顆粒。固體苯二甲醛和鹽的磨粉可助于降低顆粒尺寸，且將苯二甲醛混合或稀釋于鹽中有助于降低結(jié)餅、結(jié)塊或其它堆積。
另一方面，含有苯二甲醛加鹽和任何其它選擇性的成分的固體可先被制備，接著磨成顆粒。苯二甲醛、鹽和其它選擇性的成分可被溶解于溶液中。接著該溶液可被干燥以形成含有苯二甲醛、鹽和其它選擇性的成分的混合物的固體組合物。接著該固體組合物被研磨。這種均一的或接近均一的苯二甲醛和鹽的顆粒的合并可促進顆粒在溶液中的分散和溶解。通過這種方法制備的固體組合物的特別實施例如實施例24所示。
在噴霧干燥時，可形成苯二甲醛顆?；蚝宣}的苯二甲醛顆粒。根據(jù)一具體實施例，制備顆粒的方法可包含將含有已溶解的苯二甲醛的溶液噴霧干燥以形成含有固體苯二甲醛的顆粒。適合的噴霧干燥方法是本領(lǐng)域公知的。在代表性的噴霧干燥實施例中，含有苯二甲醛和可選擇的鹽的溶液可被制備。接著，該溶液在潛在地具有內(nèi)壓的蒸發(fā)或干燥室中被噴霧成細的薄霧狀或氣溶膠狀液滴。接著，該溶液中水或其它溶劑可在蒸發(fā)室中被移除以形成固體顆?；蚣{米顆粒。
一方面，溶解的鹽，如增強鹽類，可被包含在經(jīng)噴霧干燥以形成含有固體苯二甲醛和固體鹽的混合物顆粒的溶液中。圖3表示根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的含有苯二甲醛320和至少一水溶性鹽322的納米尺寸或微米尺寸的顆粒。合適的水溶性鹽包括前述討論的增強鹽類，以及其它無論是否具有增強效果的水溶性鹽類，如硫酸鈉(Na2SO4)，及這些鹽類的組合。非鹽類化合物如淀粉、葡萄糖或纖維素只要是可溶的也可選擇性地被使用。該鹽類或非鹽類可快速溶于水或其它極性溶劑中并可加速顆粒的溶解。按此方法制備固體組合物的特定實施例表示于實施例25中。
噴霧干燥顆粒的尺寸通常取決于液滴尺寸和液滴內(nèi)所溶解固體的量。一般而言，液滴越小，所溶解固體的量則越少，噴霧干燥形成的顆粒就越小。通過噴霧干燥形成顆粒或納米顆粒的其它實施例在美國專利第6,565,885號、6,451,349號以及6,001,336號中被討論。另外，進一步關(guān)于噴霧干燥的背景資料，若需要，可獲得自噴霧干燥手冊，第4版，Keith Masters著，John Wiley & Sons出版，1985年5月出版，ISBN0470201517。
固體組合物可以預先確定形狀和尺寸的粉末或成型固體而被使用。合適的成型固體包括但不限于塊狀、小片狀、膠囊狀、薄片狀及類似形狀。成型固體可通過在壓力機或片狀壓力機中壓縮苯二甲醛和稀釋劑如鹽類而形成。常規(guī)的水溶性粘結(jié)劑材料如那些用在醫(yī)藥片劑或洗衣清潔劑片劑，可被包括以助于增強形狀的完整性。此外，通過使用模具成型固體可被成型為各種形狀。熔融液體可被注入模具中，冷卻，并在其中固化形成模具所定型的成型固體。成型固體可具有足以提供在預先測定的溶液體積中適當?shù)牧炕驖舛鹊牟牧先绫蕉兹┑拇笮?。該溶液的體積，可例如可為一升、一加侖或一標準室的體積(如一醫(yī)院處理盆)。成型固體的鹽類可作為分散劑以助于固體于注入溶劑時分散。成型固體潛在的優(yōu)點可包括更易操作和改善的溶液濃度控制。
固體組合物可置于水蒸氣或液體不能滲透或其它可防水的容器如金屬(如鋁)、外覆薄層金屬的塑料或塑料袋或包中，并將其密封在內(nèi)。防水容器可有助于避免水、濕氣的進入，此二者會促進因坎尼扎羅反應(yīng)而造成的苯二甲醛損失。鋁或其它不透光的材料可適于阻擋光線穿透，從而有助于避免潛在的光化學反應(yīng)如苯二甲醛的光二聚化反應(yīng)。鋁或其它防穿透的材料也可適于幫助降低外界物質(zhì)穿透進入固體組合物。這有助于降低潛在的苯二甲醛氧化(如下所示) 在其它選擇中，該袋或其它容器可充滿氮氣、二氧化碳或其它合適的惰性氣體。包含這類惰性氣體有助于避免濕氣穿透且有助于保持組合物干燥。氮氣有助于避免包裝中潛在的，若有，化學反應(yīng)。二氧化碳可與微量的氫氧離子(OH-)反應(yīng)，通過水和碳酸氫鹽反應(yīng)可生成該氫氧離子(OH-)，如下
這有助于消耗包裝中的水或濕氣。這方面是選擇性的。保存的固體組合物可接著依使用點被分配，并儲存直至需要時。
圖4表示了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的用于制備密封于防水容器430中的殺菌溶液的固體組合物432。該固體組合物可包括含有苯二甲醛和一增強鹽如鹵化鹽或碳酸氫鹽的成型固體。
根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，制備殺菌溶液的方法可包括打開容器，如防水袋或包，從容器中移走含有固體鹽和固體苯二甲醛的固體組合物，將該固體組合物與溶劑如水合并，并將該固體組合物溶于該溶劑中。接著，殺菌溶液即可制得而可用于消毒或滅菌。
VIII.組合物的可選擇性成分于此揭示的組合物可選擇性地包含螯合劑、腐蝕抑制劑、表面活性劑、染料、香料和其它想要的成分。這些成分可以適當?shù)牧渴褂靡赃_到想要的螯合、抑制腐蝕、染色或其它效果。
可用于殺菌溶液的合適的螯合劑的實例包括，但不限于，BDTA(N，N’-1，4-丁烷二基雙[N-(羧甲基)]甘氨酸)、EDTA、不同離子化形式的EDTA、EGTA(N”-烏索脫氧膽基-二乙烯基三胺-N，N，N”-三醋酸)、PDTA(N，N’-1，3-丙烷二基雙[N-(羧甲基)甘氨酸])、TTHA(3，6，9，12-四吖四癸二酸，3，6，9，12-四(羧甲基))、三鈉HEDTA(N-[2[雙羧甲基胺基]乙基]-N-(2-羥基乙基)-甘氨酸)，有時稱為Versenol 120。許多其它本領(lǐng)域公知的螯合劑也可以任選地被使用。
可用于殺菌溶液的合適的腐蝕抑制劑的實例包括，但不限于，抗壞血酸、苯甲酸、苯并咪唑、檸檬酸、1H-苯并三唑、1-羥基1H-苯并三唑、磷酸鹽、磷酸、吡啶和苯甲酸鈉。許多其它的本領(lǐng)域公知的腐蝕抑制劑也可以任選地使用。
可用于殺菌溶液的合適的染料的實例包括，但不限于，若需藍色時可用藍色1(Brilliant Blue FCF)、若需綠色時可用D&C綠色5號、D&C綠色6號和D&C綠色8號、若需黃色時可用黃色5號，等等。許多其它的本領(lǐng)域公知的染料也可以任選地使用。
IX 殺菌成套組件發(fā)明人已發(fā)展了用于保持、儲存和分配制備殺菌溶液的成分的殺菌容器及成套組件。該成套組件在同一容器中或不同容器中可包含多個隔間。該容器可包括罐、水箱、瓶、盒、袋、金屬罐、囊或其它本領(lǐng)域公知的剛性或柔性的容器。在許多方面，該成套組件可以提供固體組合物中的苯二甲醛來降低因坎尼扎羅反應(yīng)而產(chǎn)生的損失，或者該成套組件可以提供不同的隔間以區(qū)分苯二甲醛與碳酸鹽或其它可能潛在地與苯二甲醛產(chǎn)生負面反應(yīng)的成分。該成套組件潛在的優(yōu)點包括較高的苯二甲醛的穩(wěn)定性和因不需要或減少了液體組分而潛在地降低運輸成本和存儲空間。
根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，用于制備殺菌溶液的成套組件可包括苯二甲醛、一增強劑和一任選的溶劑，其中苯二甲醛、增強劑和溶劑包含于至少兩個隔間或容器中。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，圖5表示了一例示的用于制備殺菌溶液的殺菌成套組件540。該成套組件包括一含有含苯二甲醛的固體組合物544的第一容器542。該固體組合物可類似于這里討論的其它固體組合物。所描述的成套組件還包括一含有幫助固體組合物溶解的溶劑548的任選的第二容器546。該溶劑可以與固體組合物合并于第一容器、第二容器或另一適合的容器(例如桶或處理盆)中。值得重視的是第二容器不是必需的并且來自其它來源的溶劑，例如來自水龍頭的水也可任選地用于溶解固體組合物。另一方面，苯二甲醛可被包含于第一容器中，及苯二甲醛的增強劑可被包含于第二容器中。其它的安排也可被考慮。苯二甲醛、增強劑和/或其它化學藥品，可以是液體或固體。此外，所描述的成套組件包含兩個分開的容器和隔間，雖然具有兩個隔間的單一容器也可以任選地被使用。
在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一成套組件可包含兩個或多個分開的容器，或具有分開的隔間的單一容器，以區(qū)分苯二甲醛與一種或多種可潛在地同苯二甲醛反應(yīng)的其他成分或?qū)Ρ蕉兹┯懈弊饔玫钠渌煞帧８鶕?jù)本發(fā)明的一個具體實施例，圖6表示了用于制備殺菌溶液的殺菌成套組件650，其含有苯二甲醛及苯二甲醛的增強劑或其它化學產(chǎn)品。該成套組件含有多個隔間的容器652，其具有第一隔間654和第二隔間656。成套組件的第一組合物658包含于第一隔間中，及第二組合物660包含于第二隔間中。在適合與特定的實施方式下，第一和第二組合物可包含液體或固體。第一隔間和第二隔間是物理上分離的并且在儲存時告別完全分隔第一組合物與第二組合物。該容器可包含用于移去第一組合物的第一蓋或開關(guān)和用于移去第二組合物的第二蓋或開關(guān)。
第一組合物可包含苯二甲醛。苯二甲醛可以以干燥固體或溶于水或有機溶劑的形式提供。在溶液情況下，該溶液可具有足夠低的或酸性的pH以抑制坎尼扎羅反應(yīng)并有助于改善苯二甲醛的化學穩(wěn)定性。pH調(diào)節(jié)劑，例如EDTA游離酸或其它羧酸，可被包含于第一組合物中來幫助酸化pH?？砂銐虻膒H調(diào)節(jié)劑以得到小于約7.5或小于約6的pH值。在干燥的固體情況下，坎尼扎羅反應(yīng)通常非常緩慢地進行。
第二組合物可包含苯二甲醛的增強劑，如鹵化鹽、堿金屬鹵化鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽等等。其它的鹽類增強劑，如磷酸鹽，也可以任選地被包含，以及任選的pH調(diào)節(jié)劑(例如緩沖劑)、螯合劑、腐蝕抑制劑、表面活性劑、染料、香料和其它想要的成分。一般而言，可潛在地對苯二甲醛具有反作用的成分可被包含于第二組合物中。當組合物為溶液時，當與第一組合物合并時，第二溶液的pH值要足夠的高或堿性使得最終的pH值為從約6到10，或從約7.5到9。如前所討論的，這樣的pH值通常增強苯二甲醛的殺菌效果。因此該成套組件允許第一隔間里的苯二甲醛可自第二隔間里的堿性環(huán)境中分離，否則會因坎尼扎羅反應(yīng)而導致苯二甲醛的損失。
一方面，一種使用該成套組件制備殺菌溶液的方法可包括打開容器，及合并第一組合物和第二組合物。在一實施例中，隔間的內(nèi)容物可由使用者或自動機械如自動內(nèi)窺鏡再處理器(AER)依次移去或倒入處理盆或其它容器中。接著，取決于所需要的苯二甲醛濃度，水或其它溶劑可被加入處理盆中進行稀釋。此外，隔間的內(nèi)容物可被合并于容器中。在本發(fā)明的一個具體實施例中，具有打開容器時自動混合第一溶液和第二溶液的機械裝置的容器可被使用。這種容器為本領(lǐng)域所公知。例示的適合容器揭示于美國專利第5,540,326號。也可通過破裂、撕裂、打開蓋子等方法在隔間之間形成開放空間來達到合并各成分。作為另一種選擇，使用者或自動機械如AER可使水按預先確定的次序依次流經(jīng)隔間，接著將水和內(nèi)容物移至處理盆中。一旦合適濃度的殺菌溶液在處理盆中被制備出來，其可接著被用于消毒、滅菌或兩者皆為。另外，水或其它溶劑可由使用者或自動機械平行地流經(jīng)隔間。
在另一實施例中，成套組件可包括三個獨立的容器，每個具有一個隔間，或一具有三個分開的隔間的單一容器，以便在長期儲存中分離可能潛在地具有相互反作用的成分。圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的例示的殺菌成套組件760，其包括具有含溶劑768的第一隔間764、具有含苯二甲醛固體組合物772的第二隔間770和含增強劑或其它用于苯二甲醛的化學藥品776的第三隔間774的容器762。實施者或自動機械如AER可合并各容器或隔間的內(nèi)容物。一方面，內(nèi)容物按預先確定的次序合并。例如，自動機械可首先自動合并第一隔間或容器中的溶劑與第二隔間或容器中的苯二甲醛。在多隔間容器的情況下，此可包括在兩隔間之間壁上形成一開口。接著，該機械可合并溶劑-苯二甲醛溶液與第三隔間或容器中的增強劑或其它化學藥品。接著，該機械將得到的溶液加入到處理盆中。作為另一種選擇，在圖示的多隔間容器情況下，該機械可使水按預先確定的次序依次流經(jīng)各隔間以生成殺菌溶液。
在本發(fā)明的另一個具體實施例中，具有加熱功能的容器或隔間可被用于儲存并加熱固體苯二甲醛組合物。加熱功能可用于加熱固體苯二甲醛組合物至高于環(huán)境溫度的溫度以加速苯二甲醛在殺菌溶液中的溶解。一方面，固體苯二甲醛組合物被加熱至苯二甲醛的熔點溫度以熔化苯二甲醛而生成可快速溶解于溶劑或水中的液體。合適的加熱功能包括但不限于可用于傳熱至容器或隔間內(nèi)部的熱導材料或表面、電阻加熱器、放熱反應(yīng)加熱器和其它本領(lǐng)域公知的加熱器。若需要，具有加熱功能的容器或隔間可被包含于此處描述的具有其它容器或隔間的成套組件。
一殺菌溶液制備裝置可被用于制備殺菌溶液。圖8表示了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的殺菌溶液制備裝置870。該裝置包括接收第一溶液制備組合物873的第一入口872和接收第二溶液制備組合物875的可選擇的第二入口874。若需要，其它可選擇的入口如第三可選擇的入口和第四可選擇的入口可被包括。一方面，三個入口可被包括以自包含苯二甲醛的第一分離組合物、包含增強劑或用于苯二甲醛的其它化學藥品的第二分離組合物和包含溶劑的第三分離組合物制備殺菌溶液。實施者可將第一及第二組合物倒入裝置入口。例如，實施者可將組合物倒入入口或連接容器或具有入口的隔間。一方面，第一組合物可包括含苯二甲醛的組合物，第二組合物可包括溶劑或苯二甲醛的效果增強劑。裝置可包括反饋控制機構(gòu)以通過入口提供組合物。若需要，一個或多個入口可包括加熱功能，如加熱器，以促進組合物的溶解或熔化。例如，入口可包括加熱器以熔化苯二甲醛。
該裝置也包括水源878、儲存所制備的殺菌溶液的殺菌溶液儲存室876、控制從組合物和水制備殺菌溶液的殺菌溶液制備邏輯電路888和用所制得的殺菌溶液進行消毒或滅菌的處理室886。水源是可選擇的并可包括自來水或去離子水管線。入口、室和水管線各自與裝置的管路系統(tǒng)880流動地連接。管路系統(tǒng)通常提供環(huán)繞裝置的流體運動的流動路徑。
溶液制備邏輯電路888提供了從組合物和水制備殺菌溶液的計算機邏輯。它包括硬件、軟件或一組合，并可限定流量、時間等，以達到組合物與水的合適的混合。在圖示的具體實施例中，該邏輯電路提供了控制信號C1-C5到位于連接至入口、室和水源與管路系統(tǒng)的線路上控制器881-885，如閥。該邏輯電路可使用控制信號將組合物和水加入到儲存室中。一方面，該控制可提供將第一組合物水洗至儲存室，接著將第二組合物洗至儲存室，接著在儲存室中加入適量的水以達到想要的苯二甲醛的稀釋。控制信號也可控制所制備的殺菌溶液從儲存室加入至處理室。此時殺菌溶液可用于消毒或滅菌。一方面，該溶液可用于醫(yī)療裝置的消毒或滅菌。例如，在包括自動內(nèi)窺鏡再處理器的裝置中，實施者可把內(nèi)窺鏡放在裝置中。裝置可包括歧管和連接器以使流體流經(jīng)內(nèi)窺鏡的管道，使溶液接觸內(nèi)窺鏡表面以消毒或滅菌該表面。
基于通過該裝置制備殺菌溶液代替了帶有品質(zhì)控制的預制備和在生產(chǎn)環(huán)境中測試，其適當?shù)乜砂蛇x擇的用于裝置以在使用前查核或測試所制備的殺菌溶液的功能。一方面，該裝置可包括在用于消毒或滅菌前進行查核或測試殺菌溶液的殺菌溶液查核或測試系統(tǒng)890。例如，該裝置可包括紫外光譜系統(tǒng)或其它濃度測定儀器，以測定所制備殺菌溶液中苯二甲醛的濃度。OPA濃度的測定可直接測定或通過測定OPA與其它化學藥品如甘氨酸反應(yīng)產(chǎn)物的濃度。濃度可于儲存室、處理室(如所示的)或管路系統(tǒng)的線路中測定。其它基于測試條或類似物的測試系統(tǒng)也可被選擇地使用。
X.實施例如通常描述的，以下給出的實施例作為本發(fā)明的特定的具體實施例來說明部分特點并描述其實施的優(yōu)點，并使本領(lǐng)域技術(shù)人員使用本發(fā)明?？梢岳斫獾氖沁@些實施例被解釋僅僅是為了說明而非限制。例如，苯二甲醛在0.3％重量濃度下進行實驗，雖然該濃度不需要。較低濃度低至約0.025％重量可在較長暴露時間或較高溫度下使用，或較高濃度高達約2％重量可在較短暴露時間下使用。
如另一實施例，實驗在約20℃(室溫)下進行以避免加熱或冷卻，雖然此特定溫度并非必須。一般而言，消毒或滅菌可在約10℃至80℃或特別地在20℃至60℃的溫度下進行?？赏ㄟ^少量加熱或使用熱水浴達到20℃至60℃的溫度。通常較高的溫度改良了殺菌效果。
如另一實施例，實驗用高抗性枯草桿菌孢子進行，雖然其不是必須的。組合物通常能在較短時間或以較低濃度或溫度下殺死低抗性微生物如分枝桿菌、非脂質(zhì)或小型病毒或真菌；即使是較具抗性的微生物，也可潛在地于較長暴露時間、較高濃度或較高溫度下被殺死。
實施例1本實施例描述了如何制備0.3％(w/v)苯二甲醛殺菌溶液。該溶液通過溶解0.3g苯二甲醛于去離子水中，接著加入額外的水制得100毫升(mL)溶液。苯二甲醛從位于St.Peter Strasse 25，郵政信箱296，A-4021 Linz/奧地利的DSMChemie Linz公司獲得。若適當，列于下表的成分可進一步以適當量包含于苯二甲醛溶液中以得到具有表中指定濃度的溶液。
實施例2本實施例描述了用于確定效果的公知的孢子懸浮測試步驟。在此測試方法中，9mL待測殺菌劑被置于一試管中，放在水浴中并使之達到想要的溫度。1mL的受測生物體，包括至少7對數(shù)/mL枯草桿菌孢子，加入9mL的殺菌劑進行測試?；旌衔锵♂尩街辽?對數(shù)/mL的孢子。應(yīng)意識到的是本領(lǐng)域技術(shù)人員通過適當?shù)南♂尯陀嬎憧墒褂闷渌鼭舛取?br> 在適當?shù)臅r間間隔，將1mL殺菌劑-細胞懸浮液移出并直接加入9mL 1％甘氨酸溶液(中和劑)并完全混合以中和轉(zhuǎn)移懸浮液中的殺菌劑。甘氨酸溶液制備自固體甘氨酸，其可由VWR科學產(chǎn)品公司獲得。接著將上述10mL中和溶液通過具有平均孔徑為0.45微米的過濾膜。其后過濾膜被沖洗兩次，每次至少使用150mL 1％甘氨酸溶液。接著過濾膜在37℃下被放置在瓊脂平板上培養(yǎng)至少兩天。在上述步驟中，如果需要稀釋，則1mL殺菌劑-細胞懸浮液在加入9mL 1％甘氨酸溶液前用99mL磷酸鹽緩沖液稀釋。該磷酸鹽緩沖液為Di-Lu-LokTMButterfield的磷酸鹽緩沖液，獲得自加利福尼亞州圣達瑪利亞市的HardyDiagnostics公司。
接著計算存活的菌落。其數(shù)據(jù)以S/S0對時間作圖。S0是前述10mL的至少106孢子/mL的溶液中初次計算的孢子數(shù)，和S是前述瓊脂平板上的過濾膜上存活的孢子數(shù)。實驗結(jié)果用對數(shù)降低來表示。對數(shù)降低是指log(S0)與log(S)之間的差異。作為一個實例，如果log(S0)＝6.2，且如果存活數(shù)為100，則log(S)＝2，且對數(shù)降低為4.2。
實施例3一含有1000mM氟化鈉(NaF)而不含苯二甲醛的溶液，和多種含有從100mM到1000mM的NaF和0.3％的苯二甲醛的溶液，被測試以測定它們殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃的溫度及在暴露時間為4、8和24小時下被測試。pH值的差異是基于不具進一步pH值控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表1。
表1

結(jié)果顯示NaF增強了苯二甲醛的殺菌效果。結(jié)果也顯示了較高的NaF濃度，至少在100到1000mM范圍內(nèi)，通常提供較大的增強性。對于受測的0.3％苯二甲醛溶液，1000mM NaF溶液僅在4小時內(nèi)可達到完全殺死的效果，400mMNaF溶液在8小時內(nèi)可達到完全殺死的效果，而100和200mM NaF溶液在24小時內(nèi)可達到完全殺死的效果。含有1000mM NaF的不含苯二甲醛的溶液不能在24小時內(nèi)達到大于0.0對數(shù)降低孢子的效果。這表明1000mM的NaF實際上對孢子無殺菌效果。
實施例4許多種各含鹵化鈉鹽，即氟化鈉(NaF)、氯化鈉(NaCl)、溴化鈉(NaBr)和碘化鈉(NaI)的溶液被測試，分別含或不含苯二甲醛，以測定它們殺死枯草桿菌孢子的效果。第一部分的溶液包括1000mM濃度的鹵化鈉鹽但不含苯二甲醛。第二部分的溶液包括1000mM濃度的鹵化鈉鹽和0.3％苯二甲醛。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4、8和24小時下被測試。pH值差異是基于不具進一步pH值控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表2。
表2

結(jié)果顯示每一種鹵化鈉NaF、NaCl、NaBr和NaI增強苯二甲醛的殺菌效果。單獨的0.3％苯二甲醛溶液通常在4小時內(nèi)僅能達到0.5對數(shù)降低的效果，8小時內(nèi)為0.6，24小時內(nèi)為2.9。然而，含有鹵化鈉的0.3％苯二甲醛溶液可達到明顯較大的對數(shù)降低。特別地，含有NaF的0.3％苯二甲醛溶液僅在4小時內(nèi)可達到完全殺死的效果，含有NaBr及NaI的溶液在8小時內(nèi)可達到完全殺死的效果，而含有NaCl的溶液在8小時內(nèi)可達到對數(shù)降低3.3的效果。該結(jié)果，與不含有苯二甲醛的鹵化鈉溶液在24小時內(nèi)僅具有可忽略的對數(shù)降低的數(shù)據(jù)(少于0.2對數(shù)降低)合并觀之，表明鹵化鈉增強了苯二甲醛的殺菌效果。該數(shù)據(jù)也似乎指出NaF增強殺菌的效果較其他鹵化鈉為高，且NaBr及NaI增強的效果較NaCl為佳。
實施例5許多種各含無機氟化鹽，即氟化鉀(KF)或氟化鋰(LiF)的溶液被測試，分別含或不含苯二甲醛，以測定它們殺死枯草桿菌孢子的效果。第一部分的溶液包含氟化鹽但不含苯二甲醛。第二部分的溶液包含氟化鹽和0.3％苯二甲醛。氟化鹽以足夠達到1000mM氟離子(F-)的濃度而被使用。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4、8和24小時下被測試。pH值差異是基于不具進一步pH值控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表3。
表3

結(jié)果顯示堿金屬氟化鹽KF和LiF增強了苯二甲醛的殺菌效果。單獨的0.3％苯二甲醛溶液通常在4小時內(nèi)僅能達到0.5對數(shù)降低的效果，8小時內(nèi)為0.6，24小時內(nèi)為2.9。然而，含有KF和LiF氟化鹽的0.3％苯二甲醛溶液可在4小時和8小時內(nèi)達到明顯較大的對數(shù)降低。特別地，含有KF的0.3％苯二甲醛溶液僅在4小時內(nèi)就可達到5.8對數(shù)降低的效果，且含有LiF的溶液在4小時內(nèi)可達到1.8和在8小時內(nèi)達到34對數(shù)降低的效果。相反地，不含苯二甲醛的氟化鹽溶液在24小時內(nèi)僅具有可忽略的對數(shù)降低的數(shù)據(jù)(少于0.3對數(shù)降低)，表明堿金屬氟化鹽和苯二甲醛之間具有協(xié)同作用或增強作用。
實施例6A許多種含0.3％苯二甲醛和1000mM氟化鉀(KF)的溶液在pH值范圍從6.6到10.1下被測試，以測定它們殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4、8和24小時下被測試。pH值通過加入NaOH調(diào)節(jié)。其結(jié)果見表4A。
表4A

結(jié)果顯示提高的堿度或較高的pH值通常會增強含堿金屬鹵化鹽如氟化鉀的苯二甲醛溶液在至少從6.6到10.1的pH值范圍中的殺菌效果。結(jié)果還顯示含1000mM KF的0.3％苯二甲醛溶液在從6.6到10.1的pH值范圍中在24小時內(nèi)可達到完全殺死孢子的效果。在pH值為10.1時，溶液僅在4小時內(nèi)就能達到完全殺死的效果。
實施例6B含有0.3％苯二甲醛或2.4％戊二醛的溶液被測試，分別含有或不含有堿金屬鹵化鹽，以測定它們殺死枯草桿菌孢子的效果。戊二醛是非-芳香族醛類。受測的特定的堿金屬鹵化鹽包括1000mM KF、1000mM KI及1000mM KF和1000mM KI的混合物。具有相同鹵化鹽濃度的對照溶液也同時測試。測試在20℃溫度及在暴露時間為3小時且pH值為8下進行。pH值是基于不具進一步pH值控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表4B。
表4B

結(jié)果顯示堿金屬鹵化鹽增強了戊二醛的殺菌效果。不含堿金屬鹵化鹽的2.4％戊二醛溶液在3小時內(nèi)能達到＜1.1的對數(shù)降低。然而，當2.4％戊二醛中含有1000mM KF時，可達到更高的對數(shù)降低4.2。類似地，當2.4％戊二醛中含有1000mM KF和1000mM KI時，僅在3小時內(nèi)就可達到全部殺死的效果。此結(jié)果可表示鹵化鹽具有一般增強二醛類殺菌劑或通常潛在的殺菌劑的效果的能力。
實施例7許多種含0.3％苯二甲醛和0或250mM的多種鹽(氯化鈉(NaCl)、溴化鈉(NaBr)、碘化鈉(NaI)、硫酸鈉(Na2SO4)、KH2PO4/K2HPO4和EDTA·3Na)的溶液被測試，分別含有或不含400mM的氟化鈉(NaF)，以測定它們殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4小時下被測試。pH值差異是基于不具進一步pH值控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表5。
表5

結(jié)果顯示NaCl、NaBr、NaI和Na2SO4增強了含有苯二甲醛和NaF的溶液的殺菌效果。其對數(shù)降低為5.6、5.9、5.9和＞6.0，分別明顯大于所觀測到的不含NaCl、NaBr、NaI和Na2SO4鹽類的對數(shù)降低4.7。
實施例8許多種含0.3％苯二甲醛和1000mM鹵化鈉或鉀的殺菌溶液被測試，以測定它們對不銹鋼和杜邦TM特氟龍_牌聚四氟乙烯的材料相容性。這些材料一般被用在內(nèi)窺鏡和其它醫(yī)療裝置上。測試在20℃溫度及在暴露時間為72小時下進行。相容性通過目測判斷。其結(jié)果見表6。
表6

結(jié)果顯示所有溶液都與不銹鋼和特氟龍相容。
實施例9一系列含有從0mM(毫摩爾濃度)到500mM的碳酸氫鈉(NaHCO3)或0mM或250mM碳酸鉀(K2CO3)的殺菌溶液被測試，以測定它們在20℃溫度及在幾個從2到24小時的暴露時間下殺死枯草桿菌孢子的效果。其結(jié)果見表7。
表7

結(jié)果顯示如對數(shù)降低所證明的殺死孢子的效果可被碳酸鹽和碳酸氫鹽所增強。增強性隨著碳酸氫鹽濃度的增加而提高。碳酸氫鈉濃度為63mM或更高即足以在24小時內(nèi)達到完全殺死所有孢子的滅菌效果。
實施例10含有250mM碳酸氫鈉(NaHCO3)的溶液被測試以測定其在pH值為8.2、9.2和10.3下、在20℃溫度及在暴露時間4小時下殺死枯草桿菌孢子的效果。通過加入HCl或NaOH以達到所列pH值來保持pH值。其結(jié)果見表8。
表8

結(jié)果顯示較高的或更加堿性的pH值，至少在從8.2到10.3范圍中，通?？稍鰪姾斜蕉兹┖吞妓釟潲}的溶液殺死孢子的效果。
實施例11許多種含有63mM的磷酸鹽和來自不同鹽類的碳酸氫鹽或碳酸鹽的殺菌溶液被測試，以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為2和4小時下被測試。pH值差異是基于不具進一步pH值控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表9。
表9

結(jié)果顯示三種溶液各在4小時或更短時間內(nèi)達到完全殺死的效果。此結(jié)果還確定了衍生自不同堿金屬鹽的碳酸鹽提供了合適的增強劑。
實施例12一種不含碳酸鹽的殺菌溶液、一種含有125mM碳酸氫鈉(NaHCO3)的殺菌溶液和一種含有在大氣壓下通氣碳酸化至氫氧化鈉(NaOH)溶液飽和的殺菌溶液被測試，以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4和24小時下被測試。pH值差異是基于不具進一步pH值控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表10。
表10

結(jié)果顯示含有碳酸氫鹽的苯二甲醛溶液可在24小時內(nèi)達到完全殺死枯草桿菌孢子的效果。不含碳酸氫鹽或二氧化碳的苯二甲醛溶液不能達到完全殺死，而僅在24小時內(nèi)達到2.9的對數(shù)降低。結(jié)果還顯示堿性溶液的碳酸化提供了合適的增強性碳酸鹽來源。
實施例13含有0mM或63mM磷酸鹽，及分別含0mM、125mM或250mM碳酸氫鈉(NaHCO3)的殺菌溶液被測試，以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4小時下被測試。pH值在7.9到8.4之間，和其基于不具進一步pH值控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表11。
表11

結(jié)果顯示磷酸鹽增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時殺死孢子的效果。不含碳酸氫鹽時，磷酸鹽表現(xiàn)出提供一非常低的增強性。結(jié)果也確定了碳酸氫鈉增強苯二甲醛的殺死效果，且增強性通常隨從0mM到250mM的受測范圍而提高。
實施例14一種不含有鹵化鉀的殺菌溶液和許多種含有100mM的氯化鉀(KCl)、溴化鉀(KBr)、碘化鉀(KI)或氟化鉀(KF)之一的殺菌溶液，含有或不含有63mM的碳酸氫鈉(NaHCO3)，被測試以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4小時下被測試。pH值的差異是基于不具進一步pH控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表12。
表12

結(jié)果顯示鹵化鉀增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時殺死孢子的效果。
實施例15一種不含有鹵化鈉的殺菌溶液和許多種含有100mM的氯化鈉(NaCl)、溴化鈉(NaBr)、碘化鈉(NaI)或氟化鈉(NaF)之一的殺菌溶液，含有或不含有63mM的碳酸氫鈉(NaHCO3)，被測試以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4小時下被測試。pH值的差異是基于不具進一步pH控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表13。
表13

結(jié)果顯示即使在低濃度下，許多種鹵化鈉，即NaF、NaBr和NaI可增強苯二甲醛在不含碳酸氫鹽使用時的殺死孢子的效果。同時，許多種鹵化鈉，即NaCl和NaF可增強苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時的殺死孢子的效果。更進一步地，結(jié)果顯示個別或合并的鹵化鈉和碳酸氫鹽增強苯二甲醛的效果。
實施例16含有從0mM到250mM氯化鈉(NaCl)的殺菌溶液，含有或不含有63mM的碳酸氫鈉(NaHCO3)，被測試以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4小時下被測試。pH值的差異是基于不具進一步pH控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表14。
表14

結(jié)果顯示NaCl增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時的殺死孢子的效果。在從50到100mM的濃度下該增強效果開始可注意的變化，且隨著濃度提高到至少200mM而提高增強性。結(jié)果也顯示在測試條件下，當不含碳酸氫鹽時NaCl不能增強其殺死效果。
實施例17一種不含聚烷基銨鹵化物的殺菌溶液和多種含200mM Bu4NF、Bu4NCl、Bu4NBr或Bu4NI之一的殺菌溶液，含和不含63mM的碳酸氫鈉(NaHCO3)，被測試以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。溶液在20℃溫度及在暴露時間為4小時下被測試。pH值的差異是基于不具進一步pH控制的化學添加物所產(chǎn)生。其結(jié)果見表15。
表15

結(jié)果顯示聚烷基銨鹵化物增強了苯二甲醛與碳酸氫鹽共同使用時的殺死孢子的效果。Bu4NCl和Bu4NBr的增強性在測試條件下表現(xiàn)出提供稍強于Bu4NF和Bu4NI的增強效果。須注意Bu4NI的濃度為57mM，這是它的溶解度。
實施例18一種具有列于表16中濃度的殺菌水溶液被制備并測試，以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。測試在pH值約7.5時、20℃溫度及在暴露時間為4小時下進行。其結(jié)果顯示溶液在4小時內(nèi)可達到完全殺死孢子的效果。
表16成分 濃度苯二甲醛 0.3％(w/v)NaF 900mMEDTA·2Na 5mMEDTA·4Na 5mM水剩余量實施例19一種具有列于表17中濃度的殺菌水溶液被制備并測試，以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。測試在pH值約7.5時、20℃溫度及在暴露時間為4小時下進行。其結(jié)果顯示溶液在4小時內(nèi)可達到完全殺死孢子的效果。
表17成分濃度苯二甲醛0.3％(w/v)KF 1000mMK2HPO430mMKH2PO410mMEDTA·3Na 10mM水 剩余量實施例20一種具有列于表18中濃度的殺菌水溶液被制備并測試，以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。測試在pH值約7時、20℃溫度及在暴露時間為4小時下進行。其結(jié)果顯示溶液在4小時內(nèi)可達到完全殺死孢子的效果。
表18成分濃度苯二甲醛0.55％(w/v)KF 1000mMK2HPO425mMKH2PO410mM水 剩余量實施例21一種具有列于表19中濃度的殺菌水溶液被制備并測試，以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。測試在pH值約7.5時、20℃溫度及在暴露時間為4小時下進行。其結(jié)果顯示溶液在4小時內(nèi)可達到完全殺死孢子的效果。
表19成分 濃度苯二甲醛 0.55％(w/v)KF1000mM苯并三唑 1mM水剩余量實施例22一種具有列于表20中濃度的殺菌水溶液被制備并測試，以測定其殺死枯草桿菌孢子的效果。測試在pH值約7.5時、20℃溫度及在暴露時間為4小時下進行。其結(jié)果顯示溶液在4小時內(nèi)可達到完全殺死孢子的效果。
表20成分 濃度苯二甲醛 0.55％(w/v)KF 1000mMK2HPO425mMKH2PO410mMEDTA·2Na5mMEDTA·4Na5mM水 剩余量實施例23以列于表21中的成分溶于約一升水中制備一種殺菌溶液。接著溶液的pH值可被測量，且足量的鹽酸或氫氧化鈉被加入使pH值為約7.2。溶液可被儲存在設(shè)計為內(nèi)壓從5到30psi以有助于避免二氧化碳逸出的密閉壓力容器中。
表21成分 濃度苯二甲醛 0.55％(w/v)NaCl 0-250mMNaHCO3250mMNa2HPO4·H2O 250mMEDTA·2Na 5mMEDTA·4Na 5mM苯并三唑 0-0.1mM水剩余量實施例24此預期的實施例描述了用于制備根據(jù)表22的固體組合物的第一種方法。具有納米尺寸或微米尺寸的苯二甲醛細微顆粒通過研磨制備。其它成分的細微顆粒被研磨并過篩以得到具有200-mesh或更細微尺寸的顆粒。在另一預期的實施例中，所有成分被合并在一起，接著研磨至合適的顆粒尺寸。苯二甲醛和其它成分被合并及混合。接著，混合的組合物被放在機械壓力機上并壓為成型固體。該成型固體密封于一密閉薄片鋁袋中。
表22成分 量苯二甲醛 4-6克Na2CO325-55克EDTA·4Na 0-4克EDTA(游離酸)0-60克NaH2PO4·H2O30-40克檸檬酸 0-20克苯并三唑0-0.05克NaCl、Na2SO4、KF或其組合 0-50克淀粉 0-2克實施例25在此預期的實施例中，根據(jù)表22的固體組合物可通過溶解所有成分在溶液中及接著噴霧干燥溶液形成細粉末而制備。細粉末可如前述討論的被壓縮并包裝。
XI.一般事項如前所描述的，為說明的目的，許多特定細節(jié)被列出以提供本發(fā)明的具體實施例的完全理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，沒有這些特定細節(jié)，其它的具體實施例顯然可被實施。在其它例子中，公知的結(jié)構(gòu)、裝置和技術(shù)已表示在方塊圖中或無需詳述以免對此描述的理解產(chǎn)生不清楚。
許多方法被描述為它們的最基礎(chǔ)形態(tài)，但操作者可在不偏離本發(fā)明基本范圍下對任一這些方法增加或減少。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，許多進一步的修飾和改變顯然可被進行。特定的具體實施例并非用來限制而是用來說明本發(fā)明。本發(fā)明的范圍并非由前面提供的特定的實施例而是僅由下述的權(quán)利要求來確定的。
也要注意的是說明書全文中所涉及的“一個具體實施例”或“一具體實施例”意指一包含于本發(fā)明實踐中的特定內(nèi)容。類似地，應(yīng)注意的是在前述例示的本發(fā)明的具體實施例中，有時在一單一具體實施例中形成群組的各種特征，圖示或它的說明，其目的在于有效地揭示和幫助理解一或更多不同的發(fā)明內(nèi)容。然而，這種揭示的方法并非解釋為反映所主張的發(fā)明需要更多特征的意圖而是表示于每一權(quán)利要求的書面范圍中。相反地，如下列權(quán)利要求所反映的，發(fā)明特征在于比前述單一披露的具體實施例的所有特征要少。因此，在發(fā)明詳述后的權(quán)利要求在這里特別地與發(fā)明詳述合為一體，而每一權(quán)利要求都基于其本身在本發(fā)明中的獨立的具體實施例。
在權(quán)利要求中，未明確陳述的任何元素“意指(means for)”執(zhí)行一特定功能，或“進行(step for)”執(zhí)行一特定功能，如35U.S.C.第112節(jié)，第6段中規(guī)定的并非解釋為“意指”或“進行”的句子。特別地，于此處權(quán)利要求所使用的“進行”并非想要引用35U.S.C.第112節(jié)，第6段的規(guī)定。
縱然本發(fā)明已通過許多具體實施例加以描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到本發(fā)明不限于所描述的具體實施例，但可基于后附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)加以修飾和改變以實施之。因此說明部分應(yīng)被認為是描述而非限制。
權(quán)利要求
1.一種固體組合物，其包含一具有水溶性大于苯二甲醛的固體；和稀釋于該固體中的苯二甲醛。
2.權(quán)利要求1的固體組合物，其中的固體包含一種鹽類。
3.權(quán)利要求2的固體組合物，其中的鹽類包含一有效增強鹽類，其選自碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、鹵化鹽和它們的混合物所組成的組。
4.權(quán)利要求1的固體組合物，其進一步包含含有固體苯二甲醛的納米顆粒。
5.權(quán)利要求4的固體組合物，其進一步包含其中含有苯二甲醛的納米顆粒中的固體以加速該納米顆粒的溶解。
6.權(quán)利要求1的固體組合物，其進一步包含具有預先確定尺寸和形狀的含有該固體組合物的成型固體。
7.權(quán)利要求1的固體組合物，其進一步包含含有該固體組合物的粉末，其中該粉末包含稀釋在固體顆粒之中的苯二甲醛顆粒。
8.一種裝置，其包含一含有如權(quán)利要求1所述的固體組合物于其中的防水容器。
9.一種由權(quán)利要求8所述的固體組合物制備殺菌溶液，并用所制備的組合物殺死微生物的方法，其包含打開容器；從容器中移去固體組合物；將固體組合物與一溶劑合并；將固體組合物溶于溶劑中以制備殺菌溶液；和通過對微生物使用該溶液而殺死微生物。
10.一種制備殺菌溶液的成套組件，其包含苯二甲醛；一種苯二甲醛的增強劑；至少兩個用來容納苯二甲醛和增強劑的隔間。
11.權(quán)利要求10的成套組件，其中的增強劑包含選自由碳酸鹽、鹵化鹽和磷酸鹽組成的組的一種增強劑。
12.權(quán)利要求10的成套組件，其進一步包含一種溶劑，其中該溶劑位于兩個隔間之一或第三隔間。
13.權(quán)利要求10的成套組件，其進一步包含苯二甲醛的固體苯二甲醛。
14.權(quán)利要求10的成套組件，其進一步包含含有苯二甲醛的第一組合物和第二組合物，其中的第一組合物具有小于8的pH，并且第二組合物具有較第一組合物更為堿性的pH使得第一組合物和第二組合物的混合物具有大于8的pH。
15.一種使用權(quán)利要求10的成套組件制備殺菌溶液的方法，該方法包含使用一自動機械以自動將苯二甲醛和增強劑相合并。
16.一種殺菌溶液制備裝置，包含接收第一溶液制備組合物的第一入口，該第一溶液制備組合物包括一有效殺菌化合物；接收第二溶液制備組合物的第二入口，該第二溶液制備組合物包括一有效殺菌化合物的增強劑；水源；控制從第一和第二組合物以及水來制備殺菌溶液的殺菌溶液制備邏輯電路。
17.權(quán)利要求16的裝置，其中的殺菌有效化合物包含苯二甲醛。
18.權(quán)利要求17的裝置，其中的增強劑包含選自由碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、堿金屬鹵化鹽及其混合物組成的組的一種增強劑。。
19.權(quán)利要求16的裝置，其進一步包含以加速有效殺菌化合物溶解的一加熱器。
20.權(quán)利要求19的裝置，其中的加熱器是用來熔化有效殺菌化合物。
21.權(quán)利要求16的裝置，其進一步包含一該裝置的殺菌溶液查核系統(tǒng)以測定有效殺菌化合物的濃度。
22.權(quán)利要求16的裝置，其進一步包含一反饋控制機構(gòu)以自第一入口提供第一溶液制備組合物。
23.權(quán)利要求16的裝置，其進一步包含一反饋控制機構(gòu)以自第二入口提供第二溶液制備組合物。
全文摘要
此處公開了殺菌組合物、成套組件、制備該殺菌組合物的方法以及用該組合物進行消毒和滅菌的方法。一方面，固體組合物可以包含一水溶性大于苯二甲醛的固體，和稀釋于該固體中的殺菌劑。另一方面，用于制備殺菌劑溶液的成套組件可包含一殺菌劑、一殺菌劑的增強劑和至少兩個用來容納殺菌劑和增強劑的隔間。另一方面，一裝置可被用于制備殺菌溶液。該裝置可包括接收包含有效殺菌化合物的第一溶液制備組合物的第一入口，接收包含有效殺菌化合物的增強劑的第二溶液制備組合物的第二入口，水源，控制從第一和第二組合物以及水來制備殺菌溶液的殺菌溶液制備邏輯電路。
文檔編號A61L2/24GK1647632SQ200410082090
公開日2005年8月3日 申請日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者S·-S·S·吳, X·陳, H·陳－邁爾斯, A·M·肖佩雷納, P·C·朱, C·G·羅伯茨, R·赫魯佐, Y·特蘭 申請人:伊西康公司