Композиция для дегазации отравляющих веществ и дезинфекции объектов санитарного надзора

Композиция для дегазации отравляющих веществ и дезинфекции объектов санитарного надзора

Реферат

Изобретение относится к области дегазации отравляющих веществ (ОВ) и дезинфекции объектов санитарного надзора, зараженных возбудителями опасных инфекционных болезней вирусной и бактериальной природы и может быть использовано для обеззараживания объектов, контаминированных совместно химическими ОВ и биологически опасными агентами, а также в случаях, когда анализ зараженных объектов не дает достаточно четких результатов о типе использованных токсикантов.

Известны рецептура на основе пероксосольвата фторида калия (RU 2248234, A62D 3/00, 20.03.2005) и композиция на основе дифторида ксенона (RU 2099115, A62D 3/00, 20.12.97), обладающие дегазирующим и дезинфицирующим действием. Обе рецептуры относят к составам окислительно-нуклеофильного действия, и они мало активны в отношении возбудителей болезней вирусной этиологии. Дегазирующая способность пероксосольватной рецептуры в отношении ОВ типа фосфорсодержащих ОВ недостаточно высока, а в отношении ОВ других структурных типов не охарактеризована. Вторая известная рецептура окислительно-нуклеофильного действия основана на использовании чрезвычайно дорогого компонента - дифторида ксенона, который к тому же не выпускается промышленностью. Дифторид ксенона, являясь суперокислителем, способен взаимодействовать со многими горючими веществами и создавать в результате пожароопасные ситуации.

Ближайшим аналогом предлагаемой композиции по составу является алкоголятная рецептура РД-4М (Уткин А.Ю., Пыжьянов И.В., Корольков М.В. Сборник трудов конференции «Успехи в специальной химии и химической технологии», М., 2005, с.158-162 - прототип). Данная известная композиция относится к составам нуклеофильного действия, она содержит в качестве нуклеофильного агента изобутилат калия, растворенный в N-метилпирролидоне.

Композиция-прототип позволяет достаточно эффективно дегазировать основные ОВ, однако указанный состав, как и другие известные алкоголятные рецептуры (в том числе и широко известная рецептура РД-2, см. Руководство по специальной обработке, М.: Воениздат, 1988, гл.5.2), обладает слабым дезинфицирующим действием и в основном лишь несколько снижает обсемененность зараженных микроорганизмами поверхностей. Кроме того, изготовление данной композиции требует предварительной стадии получения алкоголята калия (изобутилата калия), что усложняет процесс изготовления и удорожает состав.

Задачей изобретения является создание такой композиции, которая обеспечит высокоэффективную деконтаминацию поверхностей как от химического, так и от биологического загрязнения.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемой композицией для дегазации отравляющих веществ и дезинфекции объектов санитарного надзора, включающей щелочной нуклеофильный агент и полярный органический растворитель, которая в качестве щелочного нуклеофильного агента содержит гидроксид калия и 2-гидроксиэтилэтилендиамин и дополнительно содержит 1,8,3,6-диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксид калия	5-10
2-Гидроксиэтилэтилендиамин	5-15
1,8,3,6-диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекан	2-8
Полярный органический растворитель	остальное.

В качестве полярного органического растворителя композиция может содержать спирты С₂-С₄, метилцеллозольв, этилцеллозольв или их смеси.

Нуклеофильный агент, определяющий дегазирующие свойства, в предлагаемой композиции является двухкомпонентным, что обеспечивает быструю дегазацию основных типов боевых ОВ (класса тиохолинфосфонатов, фторфосфонатов и сернистых ипритов).

В качестве компонента, определяющего дезинфицирующее действие, заявляемая бифункциональная композиция содержит 1,8,3,6-диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекан (теотропин), описанный в патенте РФ №2123337, А61К 31/645, A61L 2/16, A61L 2/18, 20.12.98. Выбор дезинфицирующего действующего начала для предлагаемой композиции был обусловлен требованием полного набора биоцидных свойств и отсутствием токсичности. Теотропин отвечает таким требованиям, он используется в агропромышленной сфере для дезинфекции объектов санитарного надзора при инфекционных болезнях бактериальной и вирусной этиологии, при споровых инфекциях (Временное наставление по применению теотропина для дезинфекции в ветеринарии. №13-7-2/1227 от 07 мая 1998 г. Министерство сельского хозяйства РФ. Главное управление ветеринарии). Проведенные экспериментальные исследования показали, что теотропин сохраняет все свои указанные свойства в заявляемой композиции.

Соотношение компонентов в композиции определено на основании экспериментальных данных.

Заявляемая композиция проста в изготовлении и состоит из недорогих компонентов, производимых отечественной промышленностью и относящихся к низкотоксичным веществам 3 и 4 классов опасности. Композиция может быть приготовлена на месте применения или в заводских условиях. Композиция стабильна в течение года при хранении в герметичной таре.

Приводим примеры, иллюстрирующие изобретение.

А. Приготовление композиций.

Пример 1.

Навеску 10,0 г гидроксида калия растворяли в 77 г метилцеллозольва при перемешивании и к полученному раствору добавляли 5,0 г 2-гидроксиэтилэтилендиамина (ОЭЭА), а затем 8,0 г 1,8,3,6-диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекана (теотропина). Реакционную массу перемешивали (˜2 часа) при комнатной температуре до образования прозрачного раствора.

Пример 2

Композицию готовили аналогично примеру 1, но в этаноле. Количества компонентов следующие: 5 г гидроксида калия, 78 г этанола, 15 г ОЭЭА и 2 г теотропина.

Пример 3.

Композицию готовили аналогично примеру 1. Количества компонентов следующие: 5 г гидроксида калия, 80 г метилцеллозольва, 10 г ОЭЭА и 5 г теотропина.

Б. Изучение дегазирующей способности предлагаемой композиции.

Пример 4. Дегазирующая способность в отношении 2-хлордиэтилсульфида - имитатора сернистых ипритов.

Композицией, приготовленной в соответствии с примером 1, обрабатывали методом распыления (из расчета 0,5 л/м²) поверхности покрытых эмалью металлических пластинок (10×200 мм), зараженных 2-хлордиэтилсульфидом (0,5 г/м²). Затем на обработанные пластинки и контрольные (зараженные и не обработанные композицией) накладывали адсорбционные дибутилфталатные подложки. Спустя 1 час подложки снимали, экстрагировали 25 мл этанола, этанол упаривали до минимального объема и остаток хроматографировали на тонкослойных пластинках в смеси растворителей: трет-бутилметиловый эфир/гексан (1:1). Хроматограммы проявляли иодом, а также смачиванием раствором марганцовокислого калия. В экстрактах из контрольных подложек на хроматограммах наблюдалось пятно с R_f=0,50, соответствующее R_f имитатора. В экстрактах из опытных подложек после экспозиции в течение 1 часа имитатор не обнаруживался.

Пример 5. Дегазирующая способность в отношении О-изобутил-S-этилметилтиофосфоната - имитатора ви-газов (отравляющих веществ нервно-паралитического действия).

Анализ дегазирующей способности проводили с использованием композиции, полученной по примеру 3. Все операции аналогичны примеру 4 с той лишь разницей, что хроматографирование проб проводили в смеси растворителей: трет-бутилметиловый эфир/гексан в соотношении 4:1. В экстрактах, взятых через 0,5 часа после экспонирования, на хроматограммах наблюдались пятна имитатора с R_f=0,24 и продукта дегазации с R_f=0,1. На хроматограмах экстрактов, полученных спустя 1 час экспонирования, пятно имитатора с R_f=0,24 не обнаруживалось, что свидетельствует о завершении процесса дегазазии.

Пример 6. Дегазирующая способность в отношении диизопропилфторфосфата (ДФФ) - имитатора зарина.

Навеску 0,57 г ДФФ растворяли в 24 мл диоксана, полученный раствор разделяли на 2 равные части. К одной части раствора прибавляли 1,9 г композиции, полученной по примеру 2, смесь перемешивали ˜ 10 с и экспонировали во времени. Через промежутки 30, 60 и 90 мин от обоих растворов отбирали пробы по 4 мл, помещали их в колбочки и титровали 0,1 N серной кислотой в присутствии фенолфталеина в качестве индикатора. На титрование пошло в контрольных пробах по 24,8 мл серной кислоты. На титрование проб из раствора с композицией, взятых через 30 мин, пошло 26 мл, через 60 мин - 20 мл, через 90 мин - 19,7 мл серной кислоты. Результаты титрования свидетельствуют о том, что реакция ДФФ с композицией протекает достаточно быстро и фактически завершается менее чем за 1 час.

В. Характеристики вирулицицидного и бактерицидного действия предлагаемой композиции и ее дезинфицирующей способности.

Пример 7.

Вирулицидное действие композиции, полученной по примеру 2, в отношении РНК- и ДНК-содержащих вирусов изучали в культуре клеток Vero и на куриных эмбрионах (КЭ). На культуре клеток Vero изучено действие композиции на вирусы классической чумы свиней (КЧС), болезни Ауески (ВБА), ящура и катаральной лихорадки овец (КЛО). В отношении вирусов гриппа птиц (ВГП) и болезни Ньюкасла (ВБН) вирулицидное действие оценивалось на КЭ.

Вирулицидное действие определяли по разнице титров вирусов в опыте и контроле после 18-20 часов контакта композиции с вируссодержащим материалом и выражали в log: BOE₅₀ (бляшкообразующих единиц), ТЦД₅₀ (тканевых цитопатических доз), ЭЛД₅₀ (эмбриональных летальных доз). Контролем служили вируссодержащие материалы, к которым вместо композиционного состава добавляли плацебо (физраствор). Данные по вирулицидному действию композиции (по примеру 3) приведены в таблице 1.

Таблица 1.
Вирулицидное действие предлагаемой композиции.
Тип НК	Вирус	Доза в пересчете на содержание теотропина, мкг/мл	Температура (°С) и время экспозиции (час)	Титр вирусов в контроле, log	Титр вирусов в опыте, log	Степень ингибиции, log
РНК	КЧС	1600,0	37/18-20	7,35	0	7,35
Ящура	1800,0	37/18-20	7,50	0	7,50
КЛО	2000,0	37/18-20	6,75	0	6,75
ВГП	1500,0	37/18-20	8,15	0	8,15
ВБН	2000,0	37/18-20	8,53	0	8,53
ДНК	ВБА	2000,0	37/18-20	5,80	0	5,80

Данные таблицы 1 свидетельствуют, что заявляемая композиция в концентрации по 1,8,3,6-диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекану (теотропину) 1500-2000 мкг/мл и экспозиции 18-20 часов при температуре 37°С полностью инактивирует образцы как РНК-, так и ДНК-содержащих вирусов - возбудителей опасных болезней животных и птиц.

Пример 8.

Антибактериальную активность композиции, полученной по примеру 1, изучали на жидких и твердых питательных средах с возбудителями сибирской язвы (в споровой и вегетативной формах), колибактериоза, микоплазмоза (возбудитель контагиозной плевропневмонии КРС), листериоза и сальмонеллеза.

Минимальную бактерицидную концентрацию (МБК) определяли методом серийных разведений в мясопептонном бульоне (МПБ) с последующим высевом на мясопептонный агар (МПА) на чашках Петри.

В таблице 2 представлены результаты изучения бактерицидного действия предлагаемой композиции.

Таблица 2.
Бактерицидное действие предлагаемой композиции.
№ п/п	Возбудители	Посевная концентрация, КОЕ*	Экспозиция, час	МБК**, мг/мл
1.	Сибирской язвы	споровая форма	106	24	6,5
вегетат. форма	106	24	1,6
2.	Колибактериоза	108	24	0,6
3.	Микоплазмоза	107	24	0,6
4.	Листериоза	106	24	0,6
5.	Сальмонеллеза	106	24	0,3
Примечания: * КОЕ - колониеобразующих единиц.
** МБК - минимальная бактерицидная концентрация в пересчете на содержащееся в композиции количество теотропина.

Данные таблицы 2 свидетельствуют, что заявляемая композиция, содержащая теотропин в концентрации 6,5 мг/мл (при экспозиции 24 часа), инактивирует споровую форму возбудителя сибирской язвы, в концентрации 0,6 мг/мл - возбудителей колибактериоза, микоплазмоза и листериоза, а в концентрации 0,3 мг/мл - возбудителя сальмонеллеза.

Пример 9. Изучение дезинфицирующего действия предлагаемой композиции.

Дезинфекцию проводили аэрозольным методом с использованием в качестве тест-объектов изделий из кирпича и дерева. На соответствующую поверхность наносили 1 мл крови, содержащей вирулентный вирус КЧС с инфекционной активностью 5,8 log ЛД₅₀ и 1 мл бульонной культуры Е.Coli с концентрацией 10⁷ микробных тел. Зараженные тест-объекты подсушивали 1 час при 18-20°С, после чего обрабатывали аэрозолем композиции, полученной по примеру 3 (содержащей теотропин в концентрации 5%), из расчета 15-30 мл/1 м³ в боксовом помещении объемом 10 м³ при температуре 18-20°С и экспозиции 18-20 часов. Тест-объекты размещали у потолка, на стенах и на полу бокса.

По истечении времени экспозиции с тест-объектов, обработанных аэрозолем композиции, и контрольных (обработанных водой), брали смывы или соскобы в 5 мл забуференного физраствора (ЗФР). Их исследовали в порядке, предусмотренном "Инструкцией о проведении ветеринарной дезинфекции объектов животноводства" (утверждена ГУВ МСХ СССР, 1989 г.). Критерием оценки качества дезинфекции являлось отсутствие роста бактерии Е.Coli на средах МПБ и МПА или отсутствие инфекционной активности вируса КЧС в пробах. Индикацию вируса КЧС проводили прямым методом флуоресцирующих антител (МФА) с использованием подращивания в культуре клеток SK-6 опытных и контрольных проб, обессоленных микрофильтрацией через сефадекс G-25 (Coarse). Для индикации возбудителя колибактериоза пробы не обессоливали.

Результаты изучения дезинфицирующей активности аэрозоля предлагаемой композиции на вирус КЧС и возбудитель колибактериоза представлены в таблице 3.

Таблица 3.
Дезинфицирующее действие предлагаемой композиции.
№ п/п	Наименование возбудителя	Аэрозоль композиции (содержит 5% теотропина)
тест-объект из дерева*	тест-объект из кирпича*
пол	стены	потолок	пол	стены	потолок
1.	Вирус КЧС	3/3	3/3	3/3	3/3	3/3	3/3
2.	Е.coli	3/3	3/3	3/3	3/3	3/3	3/3
Примечание:* числитель - количество обеззараженных тест-объектов, знаменатель - количество всех исследованных тест-объектов.

Как свидетельствуют данные таблицы 3, аэрозоль композиции, содержащей 5% теотропина, при экспозиции 18-20 час полностью обеззараживает тест-объекты, контаминированные вирусом классической чумы свиней и возбудителем колибактериоза.

Таким образом, предложенная композиция обеспечивает высокоэффективную деконтаминацию поверхностей как от химического, так и от биологического загрязнения: позволяет быстро дегазировать основные типы боевых ОВ и инактивировать возбудителей болезней бактериальной (включая их споровые формы) и вирусной природы. Композиция экономична, доступна, состоит из недорогих компонентов, стабильна при хранении и проста в изготовлении.

1. Композиция для дегазации отравляющих веществ и дезинфекции объектов санитарного надзора, включающая щелочной нуклеофильный агент и полярный органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве щелочного нуклеофильного агента она содержит гидроксид калия и 2-гидроксиэтилэтилендиамин и дополнительно содержит 1,8,3,6-диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксид калия	5-10
2-Гидроксиэтилэтилендиамин	5-15
1,8,3,6-диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекан	2-8
Полярный органический растворитель	Остальное

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полярного органического растворителя она содержит спирты С₂-С₄, метилцеллозольв, этилцеллозольв или их смеси.