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 бактериальной, вирусной и грибной природы. Композиции, обладающие бифункциональными свойствами, могут использоваться 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 бифункциональные композиции, обладающие дегазирующим и дезинфицирующим действием: рецептура на основе пероксосольвата фторида калия (RU 2248234, A62D 3/00, 20.03.2005) и состав на основе дифторида ксенона (RU 2099115, A62D 3/00, 20.12.97). Обе композиции относятся к составам «окислительно-нуклеофильного действия», они мало активны в отношении возбудителей болезней вирусной этиологии. Дегазирующая способность пероксосольватной рецептуры в отношении фосфорсодержащих ОВ недостаточно высока, а в отношении ОВ других структурных типов не охарактеризована. Вторая указанная известная композиция включает чрезвычайно дорогой компонент - дифторид ксенона, который не выпускается промышленностью. Кроме того, дифторид ксенона, являясь суперокислителем, способен взаимодействовать со многими горючими веществами и создавать тем самым пожароопасные ситуации.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции по составу и достигаемому результату является бифункциональная композиция, включающая щелочной нуклеофильный дегазатор и дезинфектант (RU 2322265, A61L 2/16, A62D 3/00, 20.04.2008 - прототип). В качестве дегазатора композиция содержит гидроксид калия и 2-гидроксиэтилэтилендиамин (2-аминоэтиламиноэтанол), в качестве дезинфицирующего компонента - 1,8,3,6-диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекан (теотропин).

Известная композиция-прототип позволяет эффективно дегазировать основные типы боевых ОВ, но не обладает достаточным дезинфицирующим действием, так как теотропин не активен в отношении возбудителей опасных грибковых заболеваний. К тому же теотропин является дорогим и труднодоступным соединением.

Задачей изобретения является создание такой бифункциональной композиции, которая не только обеспечит высокоэффективную дегазацию ОВ, но будет обладать достаточно высоким вирулицидным, бактерицидным и фунгицидным действием, что позволит проводить полную дезинфекцию объектов санитарного надзора.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемой композицией для дегазации отравляющих веществ и дезинфекции объектов санитарного надзора, включающей гидроксид калия и 2-аминоэтиламиноэтанол в качестве щелочного нуклеофильного дегазатора, дезинфектант и полярный растворитель, которая в качестве дезинфектанта содержит продукт конденсации параформальдегида (ПФА) с N-замещенным 2-аминоэтанолом (ЗАЭ) формулы: R-NHCH₂CH₂OH, где R - алкил, арил, аминоалкил, при массовом отношении ПФА:ЗАЭ=1:1-2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксид калия	5-10
2-аминоэтиламиноэтанол	10-20
Продукт конденсации ПФА с ЗАЭ	10-20
Полярный растворитель	остальное

Предлагаемая композиция, как и известная (прототип), в качестве дегазатора содержит двухкомпонентный щелочной нуклеофильный агент, который обеспечивает композиции способность быстро дегазировать любые основные типы боевых ОВ: класса тиохолинфосфонатов, фторфосфонатов и сернистых ипритов.

Критерием выбора дезинфицирующего компонента для заявляемой бифункциональной композиции было соответствие требованию полного набора биоцидных свойств: сочетание вирулицидного, бактерицидного и фунгицидного действия, и отсутствие токсичности. Продукт конденсации параформальдегида (ПФА) с N-замещенным 2-аминоэтанолом (ЗАЭ) отвечает таким требованиям, и предлагаемая композиция обладает повышенной эффективностью деконтаминации объектов от биологического загрязнения - обеспечивает надежную и полную дезинфекцию объектов, зараженных возбудителями широкого круга опасных болезней бактериальной (включая их споровые формы), грибковой и вирусной природы.

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 стабильна в течение года при хранении в герметичной таре. Композиция может быть приготовлена на месте применения или в заводских условиях.

Приводим примеры, иллюстрирующие изобретение.

А. Приготовление композиции

Пример 1.

Смесь из 6 г ПФА и 9 г 2-аминоэтиламиноэтанола (массовое отношение ПФА:ЗАЭ=1:1,5) перемешивают при 40-50°С до образования прозрачного раствора (~30-40 мин). К полученному продукту конденсации ПФА с ЗАЭ добавляют 10 г 2-аминоэтиламиноэтанола, а затем раствор 7 г гидроксида калия в 68 г метилцеллозольва.* (*При получении композиции непосредственно перед применением гидроксид калия можно растворять в воде или в смеси воды с органическим полярным растворителем.) Состав полученной композиции, мас.%:

Гидроксид калия	7
2-аминоэтиламиноэтанол	10
Продукт конденсации ПФА с ЗАЭ	15
Метилцеллозольв	68

Пример 2. Смесь из 6 г ПФА и 12 г 2-этиламиноэтанола (массовое отношение ПФА:ЗАЭ=1:2) перемешивают при 40-50°С до образования прозрачного раствора (~30-40 мин). К полученному продукту конденсации ПФА с ЗАЭ добавляют 20 г 2-аминоэтиламиноэтанола, а затем раствор 5 г гидроксида калия в 57 г этанола.* (*При получении композиции непосредственно перед применением гидроксид калия можно растворять в воде или в смеси воды с органическим полярным растворителем.) Состав полученной композиции, мас.%:

Гидроксид калия	5
2-аминоэтиламиноэтанол	20
Продукт конденсации ПФА с ЗАЭ	18
Этанол	57

Пример 3. Смесь из 6 г ПФА и 6 г 2-фениламиноэтанола (массовое отношение ПФА:ЗАЭ=1:1) перемешивают при 40-50°С до образования прозрачного раствора (~30-40 мин). К полученному продукту конденсации ПФА с ЗАЭ добавляют 16 г 2-аминоэтил-аминоэтанола, а затем раствор 10 г гидроксида калия в 62 г этилцеллозольва. *(*При получении композиции непосредственно перед применением гидроксид калия можно растворять в воде или в смеси воды с органическим полярным растворителем.)

Состав композиции, полученной по примеру 3, мас.%:

Гидроксид калия	10
2-аминоэтиламиноэтанол	16
Продукт конденсации ПФА с ЗАЭ	12
Этилцеллозольв	62

Б. Изучение дегазирующей способности предлагаемой композиции

Пример 4. Дегазирующая способность в отношении 2-хлордиэтилсульфида - имитатора сернистых ипритов (И-1).

Смесь 30 мкл И-1 и 300 мкл предлагаемой композиции по примеру 1 экспонировали в стеклянной кювете. Через определенные промежутки времени из реакционной смеси отбирали пробы по 10 мкл и вносили в смесь из 1000 мкл гексана и 500 мкл 0,1 N HCl (в деионизированной воде). Из полученного гексанового раствора отбирали пробу 1 мкл и вносили в испаритель хроматографа. Количество И-1 определяли по калибровочной кривой, построенной по результатам хроматографирования растворов И-1 в гексане различной концентрации. Результаты определения приведены в таблице 1.

Таблица 1
Дегазирующая способность предлагаемой композиции в отношении имитатора иприта
Имитатор иприта	Время от начала реакции, мин	Площади пиков, пA*	Концентрация И-1, мг/мл
	5	21160	0.1180
20	7588	0.0420
И-1	40	1365	0.0076
60	1222,4	0.0068
120	558,9	0.0031
240	287	0.0014
* пА - пикоамперы

Как видно из данных таблицы 1, дегазация имитатора иприта под действием предлагаемой композиции завершается через 40 мин.

Пример 5. Дегазирующая способность в отношении диизопропилфторфосфата - имитатора зарина (И-2).

Оценку дегазирующей способности предлагаемой композиции в отношении И-2 (имитатора зарина) проводили аналогично примеру 4. Результаты определения приведены в таблице 2.

Таблица 2
Дегазирующая способность предлагаемой композиции в отношении имитатора зарина (И-2)
Имитатор зарина	Время от начала реакции, мин	Площади пиков, пA*	Концентрация И-2, мг/мл
	5	2501.5	0.018
20	654.3	0.0048
И-2	40	646.3	0.0047
60	700.6	0.0051
120	650.0	0.0047
240	506.3	0.0043
* пА - пикоамперы

Данные таблицы 2 свидетельствуют, что деструкция диизопропилфторфосфата (имитатора зарина) под действием предлагаемой композиции завершается за 20 мин.

Пример 6. Дегазирующая способность в отношении О-изобутил-S-этилметил-тиофосфоната - имитатора ви-газов (отравляющих веществ нервно-паралитического действия) (И-3).

Оценку дегазирующей способности предлагаемой композиции в отношении имитатора ви-газов проводили аналогично примерам 4 и 5, но использовали композицию, полученную по примеру 2. Результаты определения приведены в таблице 3.

Как следует из таблицы 3, деструкция имитатора ви-газов (И-3) под действием предлагаемой композиции завершается за 10-20 мин.

Таблица 3
Дегазирующая способность предлагаемой композиции в отношении имитатора ви-газов
Имитатор ви-газов	Время от начала реакции, мин	Площади пиков, пA*	Концентрация И-3, мг/мл
	5	3193.2	0.0045
20	отсутствует	отсутствует
И-3	40	отсутствует	отсутствует
60	отсутствует	отсутствует
120	отсутствует	отсутствует
240	отсутствует	отсутствует
* пА - пикоамперы

Пример 7. Дегазирующая способность в отношении имитатора ви-газов (И-3). В примере 7 оценку дегазирующей способности предлагаемой композиции в отношении имитатора ви-газов проводили аналогично примерам 4-6, но использовали композицию, полученную по примеру 3. Результаты определения приведены в таблице 4.

Таблица 4
Дегазирующая способность предлагаемой композиции в отношении имитатора ви-газов
Имитатор ви-газов	Время от начала реакции, мин	Площади пиков, пA*	Концентрация И-3, мг/мл
	5	3290.3	0.0046
20	отсутствует	отсутствует
И-3	40	отсутствует	отсутствует
60	отсутствует	отсутствует
120	отсутствует	отсутствует
240	отсутствует	отсутствует
* пA - пикоамперы

Из данных таблицы 4 видно, что деструкция имитатора ви-газов (И-3) под действием предлагаемой композиции завершается менее чем за 20 мин.

В. Изучение биоцидных свойств и дезинфицирующей способности предлагаемой композиции.

Пример 8.

Антибактериальную активность предлагаемой композиции, полученной по примеру 2, 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. Результаты изучения бактерицидного действия приведены в таблице 5. Из данных, представленных в таблице 5, следует, что МБК предлагаемой композиции, содержащей в качестве дезинфектанта продукт конденсации ПФА с 2-этиламиноэтанолом, при экспозиции 24 часа для споровой формы возбудителя сибирской язвы составляет (в пересчете на содержащееся в композиции количество дезинфектанта) 3,5 мг/мл, для вегетативной формы - 0,6 мг/мл, для возбудителей колибактериоза, микоплазмоза и листериоза - 0,3 мг/мл, для возбудителя сальмонеллеза - 0,16 мг/мл, то есть заявляемая композиция обладает высокой антибактериальной активностью.

Таблица 5
Бактерицидное действие предлагаемой композиции
№ п/п	Возбудители	Посевная концентрация (КОЕ)*	Экспозиция (ч)	МБК** (мг/мл)
1.	Сибирской язвы	споров. форма	106	24	3,5
вегетат. форма	106	24	0,6
2.	Колибактериоза	108	24	0,3
3.	Микоплазмоза	107	24	0,3
4.	Листериоза	106	24	0.3
5.	Сальмонеллеза	106	24	0,16
* КОЕ - колониеобразующих единиц
** МБК - минимальная бактерицидная концентрация в пересчете на содержащееся в композиции количество дезинфектанта

Пример 9.

Вирулицидное действие предлагаемой композиции, полученной по примеру 1, 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 (ВЯ) 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 БОЕ₅₀ (бляшкообразующих единиц), ТЦД₅₀ (тканевых цитопатических доз), ЭЛД₅₀ (эмбриональных летальных доз). Контролем служили вируссодержащие материалы, к которым вместо предлагаемой композиции добавляли плацебо (физраствор). Данные по вирулицидному действию композиции приведены в таблице 6.

Данные таблицы 6 свидетельствуют, что заявляемая композиция в концентрации по продукту конденсации ПФА с 2-аминоэтиламиноэтанолом 900-2000 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 10.

Изучение дезинфицирующего действия предлагаемой композиции, полученной по примеру 1, 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, или 1 мл бульонной культуры Е. Coli с концентрацией 10⁷ микробных тел, или 1 мл питательной среды с грибом Fusarium Solany. Зараженные тест-объекты подсушивали 1 час при 18-20°С, после чего обрабатывали аэрозолем композиции (композиция содержала продукт конденсации ПФА с 2-аминоэтиламиноэтанолом в концентрации 15% и использовалась для орошения из расчета ~15-20 мл/1 м³) в боксовом помещении объемом 10 м³ при температуре 18-20°С и экспозиции 18-20 час. 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 МПБ и МПА или 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. Индикацию грибковой инфекции проводили под микроскопом. Результаты изучения дезинфицирующей активности аэрозоля заявляемой композиции на вирус КЧС, возбудитель колибактериоза и фузариоз картофеля представлены в таблице 7.

Как свидетельствуют данные таблицы 7, аэрозоль предлагаемой композиции, содержащий 15% продукта конденсации ПФА с 2-аминоэтиламиноэтанолом (ЗАЭ), при экспозиции 18-20 час полностью обеззараживает тест-объекты, контаминированные вирусом классической чумы свиней, возбудителем колибактериоза, возбудителем фузариоза картофеля.

Таблица 7
Дезинфицирующее действие предлагаемой композиции
№ п/п	Наименование возбудителей	Аэрозоль композиции (содержит 15% продукта конденсации ПФА с ЗАЭ)
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
3	Fusarium Solany	3/3.	-	-	3/3	-	-
* Примечание: числитель - количество обеззараженных тест-объектов,
знаменатель - количество исследованных тест-объектов

Таким образом, предложенная композиция позволяет быстро дегазировать основные типы боевых ОВ и проводить полную дезинфекцию объектов санитарного надзора: инактивировать возбудителей болезней бактериальной (включая их споровые формы), вирусной и грибковой природы. Композиция экономична, состоит из недорогих и доступных компонентов, стабильна при хранении и проста в изготовлении.

Композиция для дегазации отравляющих веществ и дезинфекции объектов санитарного надзора, включающая гидроксид калия и 2-аминоэтиламиноэтанол в качестве щелочного нуклеофильного дегазатора, дезинфектант и полярный растворитель, отличающаяся тем, что в качестве дезинфектанта она содержит продукт конденсации параформальдегида (ПФА) с N-замещенным 2-аминоэтанолом (ЗАЭ) формулы: R-NHCH₂CH₂OH, где R - алкил, арил, аминоалкил, при массовом отношении ПФА:ЗАЭ=1:1-2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксид калия	5-10
2-аминоэтиламиноэтанол	10-20
Продукт конденсации ПФА с ЗАЭ	10-20
Полярный растворитель	Остальное