Chemia i Biznes

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Mogą Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce prywatności Cookies"

Rozumiem i zgadzam się

Konfiguracja makiety

Immobilizacja mikrobiocydów

2017-05-11  / Autor: Justyna Brycka, MDA Sp. z o.o. i Adrianna Szulc, Wydział Chemii UAM

Biosfera jest miejscem życia dla ponad 8,3 mln gatunków organizmów, spośród których niezwykle istotną grupę stanowią mikroorganizmy. W porównaniu do populacji ludzi, jest ich ponad tryliardrazy więcej, tj. ok. pięć kwintylionów.

Dla człowieka i jego środowiska mikroorganizmy mają znaczenie ambiwalentne. Z jednej strony odgrywają fundamentalną rolę w obiegu pierwiastków, żyzności gleby, procesach trawiennych, produkcji żywności i farmaceutyków oraz biodegradacji odpadów, z drugiej natomiast strony, flora patogenna jest przyczyną wielu ciężkich schorzeń i zejść śmiertelnych zarówno wśród ludzi, jak i zwierząt.

Według Amerykańskiego Centrum Zapobiegania i Kontroli Chorób (Centers for Disease Control and Prevention), każdego roku na choroby układu pokarmowego, wywołane infekcjami bakteryjnymi, choruje ok 9,4 mln Amerykanów. Z kolei zakażenia szpitalne w USA wywołane przez drobnoustroje są bezpośrednią lub pośrednią przyczyną śmierci 100 tys. osób. Na podstawie danych Europejskiego Centrum Zapobiegania i Kontroli Chorób (European Center for Disease Control and Prevention) szacuje się, że rocznie ponad 4100 tys. hospitalizowanych osób ulega zakażeniom szpitalnym, spośród których 37 tys. umiera bezpośrednio w wyniku infekcji, a dalsze 110 tys. wskutek powikłań poinfekcyjnych. Drobnoustroje patogenne powodują również straty w opłacalności produkcji zwierzęcej wynikającej nie tylko z padnięć zwierząt, ale również z obniżenia ich dobrostanu. Ponadto aktywność drobnoustrojów jest przyczyną biodeterioracji materiałów technicznych. Korozja mikrobiologiczna drewna, betonu, stali, farb oraz niemalże wszystkich innych materiałów technicznych jest przyczyną strat, które w Polsce corocznie sięgają kilku procent PKB. Początkiem procesu biodeterioracji jest kolonizacja środowiska przez drobnoustroje, głównie bakterie i grzyby. Zahamowanie tego procesu wymaga zastosowania środków chemicznych o działaniu przeciwdrobnoustrojowym, tj. inhibitorów biodeterioracji.

Redukcja zanieczyszczeń mikrobiologicznych
Wynika stąd, że zarówno z punktu widzenia ochrony zdrowia, jak i z ekonomicznego punktu widzenia, niezmiernie ważne jest ograniczenie populacji drobnoustrojów do poziomu niestwarzającego zagrożenia. W celu redukcji zanieczyszczeń mikrobiologicznych do bezpiecznego poziomu stosuje się metody fizyczne, biologiczne i chemiczne. W metodach fizycznych wykorzystuje się przede wszystkim promieniowanie nadfioletowe i promieniowanie gamma, gazową plazmę, temperaturę, zarówno bardzo wysoką, jak i bardzo niską, pole elektryczne o dużym natężeniu, pole magnetyczne o dużym natężeniu oraz wysokie ciśnienie. W metodach biologicznych służących do ograniczenia ilości organizmów szkodliwych stosuje się niektóre, bezpieczne szczepy bakterii oraz ich metabolity. Jednakże największe znaczenie, z uwagi na skuteczność biobójczego działania oraz bezpieczeństwo stosowania, mają metody chemiczne, w których wykorzystuje się mikrobiocydy, tj. związki chemiczne o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Związki te stosuje się zarówno jako środki dezynfekujące, czyli substancje redukujące populację drobnoustrojów do poziomu niestwarzającego zagrożenia na powierzchniach nieożywionych, jak również antyseptyki, tj. substancje obniżające do bezpiecznego poziomu ilość drobnoustrojów na powierzchniach ożywionych. Substancjami aktywnymi o działaniu przeciwdrobnoustrojowym w preparatach biobójczych są przede wszystkim: związki fenolowe, związki halogenowe, związki utleniające, alkohole, aldehydy, kwasy i ich pochodne, związki azotu i fosforu, związki nieorganiczne i metaloorganiczne, związki nieklasyfikowane. Roztwory wodne środków biobójczych mają swoje zalety, ale mają też swoje ograniczenia. Zaletą wodnych roztworów biocydów jest szybkość działania, szerokie spektrum aktywności biobójczej, stosunkowo długa trwałość koncentratów. Wadą mogą być natomiast właściwości korozyjne, dezaktywacja w obecności substancji organicznych, mała tolerancja wobec twardej wody, krótka trwałość roztworów wodnych (np. związki halogenowe czy związki utleniające).

 

Immobilizacja mikrobiocydów
Immobilizacja mikrobiocydów stanowi alternatywę do stosowania ich wodnych roztworów i polega na unieruchomieniu substancji czynnej biologicznie, czyli na częściowym lub całkowitym ograniczeniu ruchu tej substancji. W przypadku mikrobiocydów immobilizacja dotyczy unieruchomienia na nośniku bądź też wewnątrz nośnika. Komórki drobnoustrojów mają natomiast zdolność do immobilizacji bez udziału nośnika (tzw. flokulacji), czyli naturalnej agregacji mikroorganizmów.

Immobilizacja mikrobiocydów opiera się na ich powinowactwie do nośnika, chroniąc je przed ługowaniem i umożliwiając ich powolne uwalnianie.

Immobilizacja substancji przeciwdrobnoustrojowej na powierzchni nośnika wykorzystuje powinowactwo cząsteczek mikrobiocydu do powierzchni nośnika. Oddziaływanie może mieć charakter trwały (wiązania kowalencyjne) lub labilny (adsorpcja), umożliwiający kontrolowane uwalnianie substancji aktywnej. Możliwe są trzy strategie unieruchomienia na nośniku:

  • adsorpcja cząsteczek mikrobiocydu na powierzchni nośnika, polegająca na wytworzeniu oddziaływań elektrostatycznych, van der Waalsa lub wiązań wodorowych,
  • tworzenie wiązań kowalencyjnych pomiędzy cząsteczkami mikrobiocydu a nośnikiem (tzw. „graft to”). Unieruchomienie to jest trwałe i daje stabilny układ. Często powierzchnia nośnika musi zostać aktywowana w celu wygenerowania aktywnej grupy funkcyjnej (aminowej, karboksylowej, karbonylowej czy tiolowej),
  • tworzenie substancji biobójczej z tzw. inicjatora związanego kowalencyjnie z powierzchnią nośnika („as-formed”).

Najczęściej używanymi nośnikami w immobilizacji na powierzchni są glinokrzemiany (haloizyt, bentonit, montmorylonit), szkło wulkaniczne, spieki ceramiczne, tlenki metali, celuloza czy polimery syntetyczne. Jako czynniki wiążące stosuje się aldehyd glutarowy,  diaminy oraz kwasy dikarboksylowe.


CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 1/2017 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY.



mikrobiocydyimmobilizacja mikrobiocydów

Podoba Ci się ten artykuł? Udostępnij!

Oddaj swój głos  

Ten artykuł nie został jeszcze oceniony.

Dodaj komentarz

Redakcja Portalu Chemia i Biznes zastrzega sobie prawo usuwania komentarzy obraźliwych dla innych osób, zawierających słowa wulgarne lub nie odnoszących się merytorycznie do tematu. Twój komentarz wyświetli się zaraz po tym, jak zostanie zatwierdzony przez moderatora. Dziękujemy i zapraszamy do dyskusji!


WięcejNajnowsze

Więcej aktualności





WięcejNajpopularniejsze

Więcej aktualności (192)



WięcejPolecane

Więcej aktualności (97)





WięcejSonda

Czy fake newsy w branży chemicznej to problem?

Zobacz wyniki

WięcejW obiektywie