Спосіб каплуненка-косінова отримання універсального дезінфікуючого засобу

1. Спосіб отримання універсального дезінфікуючого засобу, що включає диспергування металевих гранул імпульсами електричного струму у воді, отримання колоїдного розчину наночастинок металів, оксидів металів, гідроксидів металів, введення в колоїдний розчин карбонової кислоти, причому метали вибирають з групи, що містить срібло, мідь, магній, цинк, золото, платину, паладій, іридій, олово, титан, який відрізняється тим, що встановлюють співвідношення мас карбонової кислоти і наночастинок металів, оксидів металів, гідроксидів металів в межах 10-0,2 і отримують значення рН кінцевого продукту 3-10, переважно 5. 2. Спосіб отримання універсального дезінфікуючого засобу за п. 1, який відрізняється тим, що ви U 2 (19) 1 3 антимікробною, фунгіцидною і віруліцидною дією при мінімальному прояві токсичних і алергічних властивостей. Мідь є складовою частиною великої кількості металоферментів, вона грає ключову роль в обмінних процесах. Сучасні наукові дослідження показали, що склади з сріблом і міддю в нанодисперсному стані набагато менш токсичні в порівнянні з складами, в яких ті ж метали знаходяться в іонному стані, отриманому розчиненням неорганічних солей. Наприклад, наночастинки міді в 7 разів менш токсичні іонів міді в складі неорганічних солей, що перевірене на великій кількості експериментів, проведених вченими (див. Арсентьева И.П. Использование биологических активных препаратов на основе наночастиц металлов в медицине и сельском хозяйстве. Доклад на совещании: «Индустрия наносистем и материалы: оценка нынешнего состояния и перспективы развития». Москва, Центр «Открытая экономика», Опубл. 07.02.2006, http://www.strf.ru/client/doctrine.aspx). Сумісне використання декількох металів, зокрема, срібла і міді для отримання бактерицидних водних розчинів відомо з давніх часів. Наприклад, дослідниками шумерської культури знайдені металеві судини, виготовлені з комбінації металів - срібла і міді, які використовувалися для лікувальної мети. Це знаменита ваза Ентемени і мідні глеки з срібним носиком. Мідь і срібло - це металисинергісти. їх сумісна дія на мікроорганізми значно вища, ніж у срібла і у міді окремо. Дослідники вважають, що при зберіганні води в вазі Ентемени у воду генерувалися іони срібла і міді, і вода перетворювалася на цілющий і омолоджуючий еліксир. Таким чином, шумери першими використовували спільно срібло і мідь для отримання цілющого розчину. Ваза Ентемени збереглася до наших днів як пам'ятник шумерської культури (див. Морозов Н.А. «Миражи исторических пустынь». Том 9. «История человеческой культуры в естественно-научном освещении. Христос, в 10-ти томах», - М. Крафт+Леан, 1997 - 2003; Петкова С.М. Справочник по мировой культуре и искусству, М., 2005 г. 507 с). Недоліком такого способу є низька концентрація іонів срібла і міді у воді і неможливість отримання достатньо насичених концентрованих розчинів іонів металів у великих кількостях. Відомій спосіб отримання металовмісного препарату з біоцидними властивостями, в якому наночастинки срібла, міді і магнію отримані в хелатній формі ерозійно-вибуховим диспергуванням срібних, мідних і магнієвих гранул у воді (див. Патент України № 26343. МЕТАЛОВМІСНИЙ ПРЕПАРАТ НА ВОДНІЙ ОСНОВІ З БІОЦИДНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ. МПК (2006) C09D 5/14, A61L 2/16, B22F 9/16, C02F 1/50. Опубл. 10.09.2007). Недоліком відомого способу є вузький спектр бактерицидної, віруліцидної і спороцидної активності отриманого розчину. Відомий спосіб отримання універсального дезінфікуючого засобу, заснований на диспергуванні металевих гранул імпульсами електричного струму у воді, при цьому метали вибрані з групи, що включає срібло, мідь, магний, цинк, золото, плати 51844 4 ну, паладій, іридій, олово (див. Патент України № 33856. МЕТАЛОВМІСНИЙ ПРЕПАРАТ З БІОЦИДНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ. МПК (2006) C09D 5/14, A61L 2/16, B22F 9/16, C02F 1/50. Опубл. 10.07.2008, бюл. № 13). Недоліком відомого способу є вузький спектр бактерицидної, віруліцидної, і спороцидної активності отриманого розчину, обумовлений тим, що в способі не використовуються наночастинки оксидів металів, наночастинки гідроксидів і іони металів. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб отримання універсального дезінфікуючого засобу, заснований на диспергуванні металевих гранул імпульсами електричного струму у воді, отриманні колоїдного розчину наночастинок металів, оксидів металів, гідроксидів металів, при цьому метали вибрані з групи, що включає срібло, мідь, магний, цинк, золото, платину, паладій, іридий, олово, титан, введенні карбонової кислоти (див. Патент України № 38380. СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ УНІВЕРСАЛЬНОГО ДЕЗІНФІКУЮЧОГО ЗАСОБУ. МПК (2006) C09D 5/14, A61L 2/16, B22F 9/16, C02F 1/50. Опубл. 12.01.2009, Бюл. № 1, 2009 p.). Недоліком відомого способу є низька ефективність, оскільки він не дозволяє отримати дезінфікуючий засіб з широким спектром біоцидної дії і з пролонгованим ефектом біоцидної дії. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності способу. Запропонований, як і відомий спосіб отримання універсального дезінфікуючого засобу заснований на диспергуванні металевих гранул імпульсами електричного струму у воді, отриманні колоїдного розчину наночастинок металів, оксидів металів, гідроксидів металів, введенні в колоїдний розчин карбонової кислоти, при цьому метали вибрані з групи, що включає срібло, мідь, магний, цинк, золото, платину, паладій, іридий, олово, титан, і, відповідно до цієї пропозиції, встановлюють співвідношення мас карбонової кислоти і наночастинок металів, оксидів металів, гідроксидів металів в межах 10-0,2 і отримують значення рН кінцевого продукту 3-10, переважно 5. При цьому використовують наночастинки розміром від 1 нм до 15 мкм, використовують щонайменше одну карбонову кислоту, вибрану з групи, яка включає оцтову кислоту, дегідрооцтову кислоту, пропіонову кислоту, молочну кислоту, бензойну кислоту, парагідроксибензойну кислоту, аскорбінову кислоту, ізоаскорбінову кислоту, лимонну кислоту, сорбінову кислоту, мурашину кислоту, фосфорну кислоту, яблучну кислоту, винну кислоту, адіпінову кислоту, янтарну кислоту, каприлову кислоту, глутарову кислоту, саліцилову кислоту, борну кислоту, моногалогеноцетову кислоту, дикарбонову кислоту, фумарову кислоту, і застосовують або питну воду звичайну, або питну воду кип'ячену, або воду деіонізовану, або воду дистильовану, або воду бідистильовану, або воду ін'єкційну, або воду очищену, або воду мінеральну або суміші вказаних вод. У способі встановлюють співвідношення мас карбонової кислоти і наночастинок металів, оксидів металів, гідроксидів металів в межах 10-0,2. 5 Це дозволяє отримати дезінфікуючий засіб із стехіометричним складом метал : карбонова кислота, що підвищує його біоцидну активність. У способі набувають значення рН кінцевого продукту 3-10, переважно 5. Це також дозволяє отримати дезінфікуючий засіб із стехіометричним складом метал : карбонова кислота, що підвищує його біоцидну активність. У способі використовують наночастинки розміром від 1 нм до 15 мкм. Наночастинки розміром менше 1 нм важко отримувати і їх собівартість дуже висока, що призводить до значного здорожчання засобу. При розмірі більше 15 мкм частинки втрачають високу активність, і взаємодія карбонової кислоти і наночастинок металів значно ускладнюється. У способі використовують щонайменше одну карбонову кислоту, вибрану з групи, яка включає оцтову кислоту, дегідрооцетову кислоту, пропіонову кислоту, молочну кислоту, бензойну кислоту, пара-гідроксибензойну кислоту, аскорбінову кислоту, ізоаскорбінову кислоту, лимонну кислоту, сорбінову кислоту, мурашину кислоту, фосфорну кислоту, яблучну кислоту, винну кислоту, адіпінову кислоту, янтарну кислоту, каприлову кислоту, глутарову кислоту, саліцилову кислоту, борну кислоту, моногалогеноцетову кислоту, дикарбонову кислоту, фумарову кислоту. Це підвищує екологічну чистоту способу і кінцевого продукту. У способі застосовують або питну воду звичайну, або питну воду кип'ячену, або воду деіонізовану, або воду дистильовану, або воду бідистильовану, або воду ін'єкційну, або воду очищену, або воду мінеральну або суміші вказаних вод, що розширює технологічні можливості способу. Спосіб отримання універсального дезінфікуючого засобу реалізують таким чином. Для цього отримують наночастинки металів диспергуванням магнієвих, цинкових, мідних, срібних, золотих, платинових, паладієвих, іридієвих, олов'яних, титанових гранул імпульсами електричного струму у воді (див. Патент Україні на корисну модель № 23550. Спосіб ерозійно-вибухового диспергування металів. МПК B22F 9/14. Опубл. 25.05.2007. Бюл. № 7.) При проходженні через ланцюжки електропровідних гранул імпульсів електричного струму в точках контактів гранул одна з одною виникають іскрові розряди, в яких здійснюється вибухоподібне диспергування матеріалу. У каналах розряду температура досягає 10 тис. градусів. Ділянки поверхні гранул в зонах іскрових розрядів плавляться і вибухоподібно руйнуються на наночастинки і пару. Розплавлені нанокраплі металу, знаходячись у вільному польоті, набувають сферичної форми. Продукті руйнування охолоджуються у воді. У воді накопичуються частинки в зваженому стані, утворюючи колоїдний розчин наночастинок. У колоїдний розчин наночастинок металів, оксидів металів, гідроксидів металів, що утворився, додають карбонову кислоту при співвідношенні карбонова кислота : наночастинки в межах 10-0,2. Для прискорення процесу розчин підігрівають і інтенсивно перемішують. Температуру колоїдного розчину встановлюють більше 40°С, переважно близько 70°С. Це значно інтенсифікує процес 51844 6 отримання карбоксилатів. Процес припиняють з досягненням значення рН кінцевого продукту 4-6. За рахунок високої хімічної активності наночастинок відбувається утворення карбоксилатів металів. Оскільки до числа реагентів не входять ніякі інші речовини, а наночастинки практично повністю беруть участь в хімічній реакції утворення солей карбонових кислот, то утворюється продукт високої екологічної чистоти. Приклад 1. Для визначення біоцидних властивостей дезінфікуючого засобу, отриманого за запропонованим способом, проводилася дезінфекція товарних яєць. Із відібраних яєць зформували три партії по 100 шт. в кожній. Першу і другу партії обробляли методом розпилення розчином дезінфікуючого засобу на основі карбоксилатів металів Ag+Cu за допомогою розбризкувача типу «Автомакс». Остання партія яєць слугувала контролем і зберігалась в ідентичних умовах. При контрольній якості дезінфекції рахували наявність на поверхні шкарлупи оброблених яєць санітарно-показних мікроорганізмів з представників бактерій групи кишкової палички (Escherichia, Citrobacter, Enterobacter), стафілококів (Staph. aureus, Staph. epidermatis, Staph. Saprophiticus) і спороутворюючих аеробів роду Bacillus. Проби брали до дезінфекції, через 24 години, а також через 14, 30 діб. Встановили, що через 24 години після знезаражування поверхні шкарлупи товарного яйця розчином дезінфікуючого засобу з концентрацією карбоксилату срібла 2 мг/л і карбоксилату міді 20 мг/л бактерії групи кишкової палички, стафілококів, сальмонел і спороутвоюючих бактерій не виділяли. Антисептична дія зберігалась протягом 30 діб збереження обробленого яйця в умовах яйцескладу птахофабрики. Така пролонгована дія забезпечується включенням в структуру шкарлупи яєць карбоксилатів Ag+Cu, які весь час проявляють свою антисептичну дію. Приклад 2. Використовували розчин дезінфікуючого засобу з концентрацією карбоксилатів металів 500 мг/л. В якості тестової культури для дослідження бактерицидної і віруліцидної активності дезінфікуючого засобу використовували наступні штами: для вивчення бактерицидної активності - E.coli ATCC 25922, S.aureus ATCC 6583, як найбільш стійкі представники грамнегативних і грампозитивних бактерій. Для вивчення віруліцидної активності як модель застосовували соматичний ДНК-коліфаг Т2 (Е. Соlі С - як бактерія-господар). Вказані мікроорганізми використовували в кінцевій концентрації 106-107-108 КУО/мл, бактеріофаг - 107 БУО/мл. Тривалість експозиції складала 2, 6, 24 годин. Експозицію досліджуваних робочих розчинів засобу приводили при температурі 20°С. Живильні середовища: - соєво-казеїновий бульйон виробництва „MERCK", серія 508 - для вирощування тестових штамів мікроорганізмів; - м'ясо-пептонний агар (МПА) виробництва „Експериментального заводу медпрепаратів ІБОНХ НАНУ" (Київ), серія 330606 К 237 - для визначення кількості бактерій і бактеріофага Т2; 7 51844 Перед дослідженням контролювали ростові властивості живильних середовищ і їх стерильність. Нейтралізатор дезінфекційної дії засобу - 0,1 %-ий стерильний розчин сульфіду натрію при експозиції 10 хвилин. Дослідження бактерицидної і віруліцидної активності засобу проводили відповідно до європейської інструкції EN 13727:2003. Згідно європейської інструкції EN 13727:2003 застосовували адаптований суспензійний метод, відповідно до якого дос 8 татня ефективність дезінфекції визначалася як зменшення кількості числа життєздатних бактерій і коліфагів на 5 lg. Бактерицидну активність засобу на грамнегативні і грампозитивні мікроорганізми вивчали на моделях E.coli і S.aureus, вихідна концентрація яких дорівнювала 8,4х107-2,1х108 КУО/мл відповідно (7.9-8.3 lg). Результати досліджень приведені в табл. 1. Таблиця 1 Тест-штам Експозиція, годин 1 2 E.coli (вихідна конц. 8,4×107 КУО/мл) 6 24 1 2 S.aureus (вихідна конц. 2,1×108 КУО/мл) 6 24 Концентрація дезінфектанта нерозбавлений дезінфектант 1:10 1:40 1:100 1:200 1:10 1:40 1:100 1:200 1:10 1:40 1:100 1:200 нерозбавлений дезінфектант 1:10 1:40 1:100 1:200 1:10 1:40 1:100 1:200 1:10 1:40 1:100 1:200 Приведені в Табл. 1 результати експериментальних досліджень демонструють, що дезінфектант при його безпосередньому застосуванні в нерозбавленому вигляді є ефективним дезинфектантом щодо знезараження від вказаних бактерій при експозиції 1 година. Також приведені в таблиці дані свідчать про те, що термін експозиції мав вирішальне значення для специфічної активності подальших розбавлень препарату. Найбільш ефе Контроль умов досвіду (КУО/мл) Дослід (КУО/мл) Ефективність знезараження (%) 6,6х106 0 100 4 6 6,6х10 6,5х106 2,0х106 7,1×106 2,1×10 2,6×105 1,9×106 2,4×106 0 1,4×103 9,8×104 2,3×105 0 4,0×101 1,5×102 8,6×104 96,8 96,1 71,2 63,6 100 99,8 98,5 96,5 100 99,99 99,99 95,7 0 100 5 7,1×106 7,1×106 6,5×105 2,7×10 1,1×106 3,7×106 5,1×106 6,6×106 1,1×106 1,0×106 1,1×106 0 1,6×102 1,7×103 4,7×105 96,2 84,5 47,9 28,6 99,91 84,5 85,9 84,5 100 99,98 99,7 27,78 ктивна дія засобу в концентрації 1:10 виявлялася при контакті 6 годин - для Е.соlі (100 %; >6,8 lg), і 24 години - для S.aureus (100 %; >5,8 lg). Приклад 3. Як модель вірусів був використаний соматичний ДНК-коліфаг Т2, концентрація якого в досліді складала 2,6×107 БУО/мл (7,4 lg). Результати дослідження віруліцидної активності дезінфектанта представлені в табл.2 9 51844 10 Таблиця 2 Віруліцидна активність дезінфектанта залежно від концентрації і часу дії (lg редукції). Концентрація дезінфеКонтроль умов Бактеріофаг Експозиція, годин Коефіцієнт редукції ктанту досліду (БУО/мл) 1:10 >5,4 6 1:40 5,4 1,1 1:100 0,4 Т2 (титр 7,4 lg) 1:10 >4,7 24 1:40 4,7 2,5 1:100 0,2 Приведені в табл. 2 експериментальні дослідження демонструють, що дезінфектант при його застосуванні в концентрації 1:10 і експозиції 6 годин є ефективним дезінфектантом (5,4 lg) щодо знезараження від вказаного вірусу. Зменшення ефективності знезараження при експозиції 24 години порівняно з 6 годинами пояснюється тим, що в контролі умов досліду спостерігається зменшення кількості бляшкоутворюючих одиниць з 5,4 до 4,7 lg і, як наслідок, відбувається зменшення і логарифму редукції (з>5,4 до >4,7 lg). Приклад 4. Для перевірки ефективності дезінфектанта як засобу для знезараження води плавального басейну були проведені відповідні натурні дослідження на діючому басейні об'ємом 120 м3. При цьому, враховуючи, що бактерицидна забрудненість плавального басейну до знезараження була значно менша, ніж в приведених вище лабораторних дослідженнях, використовувався дезінфектант з концентрацією срібла і міді, яка при розведенні в 120 м води не перевищувала ГДК для питної води. Результати досліджень приведені в табл. 3. Таблиця 3 Номер зразка 1 2 3 4 5 Активність дезінфектанта при знезараженні води плавального басейну. Стан басейну Експозиція Результати дослідження МАФАМ - 230 Басейн до знезараження 0 СУ