生物递送系统技术方案

已经发现了生物递送系统，其通过使用脂质体载体提高抗微生物化合物引入复杂生物膜基质的效率和有效性，因此去除在包括管道、热交换器、冷凝器、过滤系统和流体储槽的工业含水系统中的生物污垢。根据本发明专利技术的一个实施方案，将含抗微生物化合物的脂质体加到倾向于形成生物污垢和生物膜的水系统中。脂质体与微生物膜或细胞在组成上类似，容易结合到已有的生物膜中。一旦所述含抗微生物化合物的脂质体变得夹杂在生物膜基质内，就会进行所述脂质体的分解或崩解。随后，抗微生物核释放，以直接与生物膜包裹的微生物反应。在生物体死亡后，基质分解且因此引起含水系统污垢减少，引起传热增加，通量增加，在微滤膜表面上较少沉积胶态和颗粒状固体和溶解的有机物，从而减少膜清洗和最终更换的频率和时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
总体而言，本专利技术的领域涉及用于向工业系统提供诸如化学物质的产品或化合物的生物递送系统。本专利技术还涉及组合物，其适用于靶向递送所述组合物到细菌生物膜各种环境。
技术介绍
细菌生物膜存在于天然、医学和工业环境中。生物膜对微生物提供选择优势以确保微生物存活或允许它们某一时间以休眠状态存在直到出现合适的生长条件。遗憾的是， 该选择优势对健康或对工业系统的效率和寿命造成严重威胁。必须使生物膜减至最小或将其破坏以改进工业系统的效率或去除潜在的健康威胁。许多工业或商业操作由于各种原因而依赖大量水，诸如冷却系统，或者所述系统可产生大量废水，这导致产生需要处理的生物膜。这些工业包括但不限于农业、石油、石油钻井、石油管线、石油储存、天然气钻井、天然气管线、天然气储存、化学、制药、采矿、金属电镀、纺织、造纸、酿造、食品和饮料加工和半导体工业。在这些操作中，天然存在的生物膜会在许多结构或设备表面上或在天然或生物表面上连续产生。在工业装置中，这些生物膜的存在导致工业机械效率降低，需要增加维修并呈现潜在的健康危害。一个实例是水冷却塔的表面变得越来越被微生物产生的生物膜粘液涂覆，生物膜粘液缩小水流并减小热交换容量。具体地说，在流水或静水中，生物膜可造成严重问题，包括管线堵塞、由于膜下微生物生长腐蚀设备和潜在有害的病原菌生长。水冷却塔生物膜可形成维持致病微生物(诸如嗜肺性军团杆菌(Legionella pneumophila))生长的港口或储库。工业系统的另一实例是食品和饮料工业中见到的那些系统。食品制备线经常被其中生物膜常包含潜在病原体的机械和食品二者上的生物膜积累困扰。工业生物膜(诸如， 食品工业中见到的工业生物膜)是通过表面驻留微生物产生并制作的不溶性富多糖生物聚合物的复杂组合。更详细地讲，生物膜或微生物粘液包含从某些微生物挤出的多糖、蛋白质和脂多糖，这些物质使它们粘着到与水环境接触的固体表面上并形成在保护膜内旺盛生长的固着细菌的持续菌落。这种膜可允许厌氧物类生长，产生酸性或腐蚀性条件。为了控制这些问题，需要一些方法和抗微生物产品来控制生物膜的形成和生长。控制生物膜包括防止微生物附着和/或从表面去除已有的生物膜。虽然在很多情形下去除通过用高碱性或氧化剂短时清洗处理完成，但控制生物膜的最通常使用的物质为抗微生物剂和分散剂。在美国专利5，411，666号中指出了去除生物膜或防止生物膜在固体基质上积累的方法，所述方法包括组合至少两种生物产生的酶(诸如酸性或碱性蛋白酶和葡糖淀粉酶或α淀粉酶) 和至少一种表面活性剂。美国专利6，759，040号指出了制备以去除特定生物膜为目标的生物膜降解、多特异性水解酶混合物的方法。美国专利6，267，897号涉及通过向商业和工业水系统中加入一种或多种植物油来抑制系统中生物膜形成的方法。然而，虽然抗微生物剂有效控制分散的微生物悬浮体，即浮游微生物，但抗微生物剂不能充分地对抗固着微生物(生物膜的基础)。这是由于抗微生物剂穿透微生物细胞周围的多糖/蛋白质粘液层困难。较厚的生物膜受到较少抗微生物剂穿透，结果是抗微生物剂效力不良。设法较佳控制生物膜的一种已知方法是将分散剂和湿润剂加到抗微生物剂组合物中以提高抗微生物剂效力。生物分散剂可促使保持浮游微生物充分分散，以使它们不附聚或达到引起担负锚接到表面或引发薄膜或菌落形成机制的胞外过程所需的局部密度。作为抗微生物处理制剂中的组分，这些生物分散剂有助于打开生物膜中的通道，以允许更佳的毒剂渗透性，并且使已弱化并从表面释放的微生物聚集体和团块更好地分散。然而，已经证明生物分散剂防止初始生物膜形成比去除已有的生物膜更有效。在很多情况下，生物分散剂的活性只负责从生物结污表面去除25-30%的生物质，即使与抗微生物剂结合使用。因此，仍然明确需要在诸如工业系统的系统内递送微生物化合物的高效且有效的方法，所述抗微生物化合物更能穿透已有的生物膜和生物基质且更有效地杀伤生物膜基质内所含的微生物、因此杀伤并清除生物膜以及防止生物膜将来形成或积累。减少微滤系统污垢和提供不太频繁的清洗和/或更换(其将增强总过滤过程)也是有待解决的需要。专利技术概述已经发现了生物递送系统，其通过使用脂质体载体提高抗微生物化合物引入复杂生物膜基质的效率和有效性，其可用于天然、医学和工业应用中。在工业应用中，所述递送系统可减少或消除工业系统中的污垢，这些工业系统包括但不限于含水系统，诸如管道、热交换器、冷凝器、过滤系统和介质及流体储槽。根据本专利技术的一个实施方案，将含抗微生物剂(诸如亲水性抗微生物剂)的脂质体加到倾向于形成生物污垢和生物膜的水系统中。脂质体与微生物细胞壁结构的外表面或供微生物食用的物质在组成上类似，容易结合到在已有的生物膜中存在的微生物中。一旦脂质体变得夹杂在生物膜基质内，就会进行脂质体的消化、分解或降解，从而释放抗微生物剂，或者含水抗微生物核局部地与生物膜包裹的微生物反应。在生物体死亡后，多糖/蛋白质基质不能被补充，而是分解，从而引起含水系统的生物污垢减少。因此，根据所涉及的特定系统，该生物膜去除或分解引起传热增加(工业热交换器)，通量增加(过滤器或过滤膜)，在微过滤膜表面上较少沉积胶态和颗粒状固体和溶解的有机物，从而减少膜清洗和最终更换的频率和时间，或者通常降低管线、槽、容器或其它工业设备中的腐蚀表面条件。本专利技术的一个供选的实施方案提供使活性物质进入天然、医学或工业系统的递送系统，其可选自防腐蚀处理、农业和商业家用的杀虫剂、食品添加剂和防腐剂、化学和生物检测、颜色和味道增强、气味控制和水生害虫治理。用本说明书随附并形成本说明书的一部分的权利要求书中的各项指出体现本专利技术的各种新颖性特征。为了更好地理解本专利技术，通过使用它而得到的操作优势和益处，可参考附图和描述内容。所述附图旨在表示本专利技术的实施例。这些图并不意欲表示可产生并使用本专利技术的所有方式的限制。当然，可对本专利技术的各种组分作出变化和替代。本专利技术还在于所述要素的子组合和子系统以及使用它们的方法。附图简述现在参考附图，这些附图旨在为示例性，而不为限制，且其中相似的要素被相似编号，并且为了图示清楚，并非所有的数字都在每张图中重复。附图说明图1为列出根据本专利技术的一个实施方案从异噻唑啉得到的结果的图表。图2为列出根据本专利技术的一个实施方案从异噻唑啉得到的其它结果的图表。图3为列出根据本专利技术的一个实施方案从异噻唑啉得到的结果的图表。图4为根据本专利技术的一个实施方案从被取代的次氮基丙酰胺得到的结果的图表。图5和图6为列出根据本专利技术的实施方案从铵盐得到的结果的图表。图7和图8为列出根据本专利技术的实施方案从被取代的丙二醇抗微生物剂得到的结果的图表。图9为根据本专利技术的一个实施方案从憐盐得到的结果的图表。专利技术详述在整个说明书和权利要求书中使用的近似语可用于修饰任何定量表述，这些表达可容许在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下进行改变。因此，由诸如“约”的术语修饰的值并不局限于所指定的精确值。至少在某些情况下，近似语可与用于测量该值的仪器的精度相对应。除非上下文或语句中指出，否则范围限度可以进行组合和/或互换，并且这种范围被确定为且包括本文中所包括的所有子范围。除了在操作实施例中或其它地方中另有指明之外，说明书和权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．生物递送组合物，其用于将至少一种抗微生物组合物递送到存在于工业系统中的生物膜中，其中ａ）所述生物膜包含至少一种微生物物类；ｂ）所述生物递送组合物包含含至少一种脂质或磷脂型组分的脂质体结构；和ｃ）所述脂质体结构包囊至少一种抗微生物组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·K·怀特克特尔，G·J·塔菲尔，K·墨菲，Q·赵，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US