Вирулицидное действие

Что такое вирулицидные дезинфицирующие средства?

​Антисептические гели, для того, чтобы они действительно могли защищать от коронавируса, должны обладать вирулицидными свойствами. Об этом испанской газете La Vanguardia рассказала фармацевт Мар Сиейра. По ее словам, наиболее эффективными являются санитайзеры, которые содержат высокий процент этилового спирта в составе (порядка 70%). «Этанол обладает сильным и повсеместным вирулицидным действием по сравнению с другими видами спиртов, например пропанолом. Поэтому под спектр вирулицидной активности геля, содержащего 95% этанола, подпадает большинство клинически значимых вирусов», — объяснила фармацевт.

Какие средства считаются вирулицидными?

Вирулицидное средство — это дезинфицирующее средство (чаще всего химическое или физическое), обладающее вирулицидной активностью, то есть способностью деактивировать вирусы.

Как говорится в Федеральных клинических рекомендациях по выбору химических средств дезинфекции и стерилизации для использования в медицинских организациях, разработанных Национальной ассоциацией специалистов по контролю инфекций (НАСКИ), наиболее активно в составе дезинфицирующих средств применяются такие спирты, как этанол (этиловый спирт), 1-пропанол (пропиловый спирт) и 2-пропанол (изопропиловый спирт).

Все эти спирты обладают бактерицидным и вирулицидным действием. Так, например, изопропиловый спирт в концентрациях не ниже 60% вызывает гибель микобактерий туберкулеза. Гидрофильные вирусы (например, вирус гепатита А, полиовирус, энтеровирусы коксаки и ЕСНО) инактивируются (разрушаются) только этанолом.

Высокой вирулицидной активностью также обладают альдегиды (кроме глиоксаля), надуксусная кислота, натриевая и калиевая соли дихлоризоциануровой кислоты, натриевая соль трихлоризоциануровой кислоты, анолиты, дихлордиметилгидантоин и диоксид хлора.

Сколько спирта должно быть в составе антисептика?

Как правило, большинство кожных антисептиков содержат спирт. Наиболее эффективные концентрации спиртов, согласно разработанным НАСКИ клиническим рекомендациям: изопропилового спирта — не менее 60%; этилового спирта — не менее 70%. Антисептический гель, содержащий 70% спирта, быстро убивает бактерии и вирусы. Он, в частности, эффективен против вирусных инфекций, туберкулезной палочки, ВИЧ и гепатита B, а также грибковых заболеваний.

В Роскачестве советуют использовать антисептики с содержанием спирта не менее 60%. В рекомендациях ВОЗ по изготовлению антисептиков для рук (Руководство для производства на местах) значатся 80 % (объемных) этилового спирта и 75 % — изопропилового.

Применение дезинфицирующих средств (сокращенная версия)

Дезинфицирующие средства чрезвычайно важны для поддержания санитарии и гигиены, ниже в статье мы разберем особенности некоторых из них.
Важный момент, предваряющий основной текст: дезинфекции всегда должна предшествовать стадия очистки поверхности: пищевые загрязнения, оставшиеся на ней, являются источниками питания и очагами роста болезнетворных микроорганизмов. Хорошие результаты достигаются только с помощью тщательной очистки всех поверхностей с последующей дезинфекцией. Известно, что при тщательной очистке с поверхности удаляется до 90% микроорганизмов, в то время как на недомытой поверхности остатки загрязнений не только, фактически, «защищают» микроорганизмы от санитарной обработки, но и снижают эффективность дезинфицирующего средства из-за разбавления или химической реакции загрязнения и дезинфектанта. Сначала очистка —>потом дезинфекция! (По подбору средств для очистки поверхностей читайте нашу другую статью)

Четвертичные аммониевые соединения.

Четвертичные аммониевые соединения (ЧАС) часто используют для обработки полов, стен, мебели и оборудования. Эти соединения являются поверхностно-активными веществами и обладают хорошей смачивающей способностью. Невысокая моющая способность ЧАС при великолепной антимикробной активности предопределило их использование в качестве дезинфицирующих средств. Например, ЧАС обладают высокой активностью против L.monocytogenes и плесневых грибов.

В четвертичных аммониевых соединениях азот, соединенный с четырьмя органическими радикалами имеет положительный заряд:

Механизм воздействия ЧАС на микроорганизмы отличается от соединений хлора и йода. Дезинфицирующие агенты на основе ЧАС образуют бактериостатическую пленку на поверхности. Эти соединения селективно убивают патогенные микроорганизмы. Они не убивают спорообразующие бактерии, однако ингибируют их рост. ЧАС обладают большей стабильностью в присутствии органических соединений по сравнению с хлор и йод содержащими дезинфектантами, однако присутствие органических веществ может привести к снижению их активности. Как правило, в состав дезинфицирующих веществ на основе четвертичных аммониевых солей входят диметилбезиламмонийхлорид, диметилэтилбензиламмонийхлорид, оба соединения не теряют активности в воде с содержанием солей жесткости от 500 до 1000 ppm, даже без добавления комплексообразующих агентов. В концентрациях, в которых четвертичные аммониевые соли используются для дезинфекции оборудования и поверхностей они не являются токсичными, не обладают кожно-раздражающим действием, не вызывают коррозию металлов, что является большим преимуществом по сравнению с хлор — содержащими соединениями. Следует иметь в виду, что ЧАС инактивируются анионными ПАВ, поэтому их можно комбинировать или использовать совместно только с определенными классами ПАВ – катионными и амфотерными.

К преимуществам дезинфектантов на основе ЧАС следует отнести – бесцветность и отсутствие запаха, стабильность в присутствии органических веществ, отсутствие коррозии металлов, стабильность в широком интервале температур, отсутствие кожно-раздражающего действия, эффективность при высоких значениях pH, высокая активность в отношении плесневых грибов, отсутствие токсичности.

К недостаткам же следует отнести потерю активности в присутствии анионных ПАВ, пленкообразование на пищевом оборудовании и поверхностях, а также слабую активность в отношении грам-отрицательных бактерий за исключением Salmonella и E.coli. Активность в отношении грам-отрицательных бактерий усиливают, комбинируя ЧАС с другими дезинфицирующими агентами.

Учитывая выше приведенные сведения, компания НПФ Химитек разработала и выпускает дезинфицирующее средство ХИМИТЕК УНИВЕРСАЛ-ДЕЗ. В качестве действующего вещества продукт содержит в составе четвертичное аммонийное соединение (ЧАС) нового поколения – дидецилдиметиламмоний хлорида, который внесён в Реестр Биоцидной продукции по Регламенту №(EU) 528/2012.

Рабочие растворы средства обладают стабильностью в жёсткой воде, а также не теряют активности при наличии на поверхности органических загрязнений и остаточных количеств ПАВ. На практике это означает: если предварительная очистка поверхности проведена не очень тщательно, эффективность дезинфектанта не снижается. Рабочие растворы средств обладают активностью против грамположительных и грамотрицательных бактерий, дрожжеподобных грибов и дрожжей — специфической микрофлоры предприятий пищевой промышленности и общественного питания. Средство не проявляет коррозионную активность, т.е. не повреждает объекты и поверхности из любых материалов. Обладает широкой областью применения: можно обеззараживать всё — от яичной скорлупы до мусоровозов. Обладает моющей способностью и высокой стабильностью растворов при хранении.

Дезинфицирующие средства на надуксусной (перуксусной) кислоте

Эти средства обладают высокой эффективностью и широким спектром действия. В зависимости от задачи, надуксусную кислоту используют в интервале концентрации от 30 до 250 ppm. Надуксусная кислота практически безопасна для человека: в концентрациях до 80 ppm может присутствовать на овощах и фруктах, а в концентрациях до 250 ppm – на обработанных поверхностях. Дезинфицирующие средства на основе надуксусной кислоты не требуют смывания (если не содержат моющих компонентов или других веществ, которые сами по себе должны смываться с поверхностей или пищевого оборудования). Использование таких средств позволяет сэкономить время, снизить расход воды, и таким образом, сократить финансовые затраты на дезинфекцию.

Надуксусная кислота нашла широкое применение в различных областях. Ее используют для дезинфекции оборудования и предварительно очищенных твёрдых поверхностей в производстве молочных продуктов, вина, напитков, оборудования птицеферм и животноводческих хозяйств. Поскольку надуксусная кислота активна против дрожжей Candida, Saccharomyces, Hansenula и плесневых грибов – Penicillium, Aspergillus, Mucor Geotrichum, она нашла широкое применение в производстве пива и безалкогольных напитков. Именно надуксусная кислота используется для дезинфекции алюминиевой тары – банок для пива и безалкогольных напитков и для консервированных продуктов.. Увеличившийся интерес к использованию надуксусной кислоты в пищевой промышленности связан с ее высокой активностью в отношении таких патогенных микроорганизмов, как Listeria, Salmonella, а также способностью уничтожать биопленки. Надуксуная кислота нашла широкое применение для ограничения роста бактерий, грибов и слизи в системах охлаждения воды, парообразования, системах обратного осмоса и фильтрации. Кроме того, ее используют для удаления минеральных отложений, запахов, биопленок с оборудования и поверхностей. К положительным свойствам надуксусной кислоты следует также отнести свойства отбеливателя.

Действие надуксусной кислоты основано на окислении внешней клеточной мембраны вегетативных бактериальных клеток, эндоспор, дрожжей и плесневых грибов. Чем сильнее окислитель, тем быстрее погибает патогенный микроорганизм. Надуксусная кислота является очень эффективным окислителем. По своей окислительной способности надуксусная кислота уступает только озону и намного превосходит хлорсодержащие соединения (Таблица 2).

Таблица 2. Окислительная способность некоторых дезинфектантов.

Дезинфицирующее вещество

Окислительная .способность, эВ

Озон

Надуксуная кислота

Диоксид хлора

Гипохлорит натрия

Дезинфицирующие средства на основе надуксусной кислоты не оказывают значительного воздействия на окружающую среду. Средства имеют короткий период полураспада на уксусную кислоту и кислород и обычно не требуют нейтрализации перед выбросом в сточные воды. Результаты токсикологических исследований показали, что надуксусная кислота обладает гораздо меньшей токсичностью для живых организмов морской и пресной воды, чем другие средства дезинфекции. При попадании на почву надуксусная кислота разлагается в течение нескольких минут, не оказывая влияния на качество почвы.

Хранение продуктов на основе надуксусной кислоты осуществляют с соблюдением несложных правил – в отсутствии прямого попадания солнечных лучей и при температуре, не превышающей 20°С.

Одним из немногих ограничений для использования этого дезинфектанта является характерный запах уксуса. Но поскольку надуксусная кислота эффективно воздействует на патогенные микроорганизмы даже в очень низких концентрациях, рабочие растворы обладают очень слабым запахом.

Надуксусную кислоту (НУК) в качестве действующего вещества содержат дезинфицирующие средства ХИМИТЕКПОЛИДЕЗ®-СУПЕР и ХИМИТЕК ПОЛИДЕЗ®-DRY. Оба высокоэффективны при низких концентрациях, работают в воде любой степени жёсткости, обладают отбеливающими свойствами, применяются в различных областях. ХИМИТЕК ПОЛИДЕЗ®-СУПЕР жидкий концентрированный продукт, широко используется на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности после мойки для дезинфекции всех кислотостойких поверхностей. Средство эффективно в малых концентрациях – от 0,2%, не требует ротации. Средство разрешено для дезинфекции не только поверхностей, но и продуктов питания: овощного сырьё, зелени, скорлупы яиц и тушек птиц.

ХИМИТЕК ПОЛИДЕЗ®-DRY отличается от средства ХИМИТЕК ПОЛИДЕЗ®-СУПЕР тем, что выпускается в форме порошка, при растворении которого в воде происходит реакция образования НУК, при этом раствор обладает нейтральным рН (7,0-8,5) и не имеет резкого химического запаха. Он не оказывает коррозионного воздействия на металлические поверхности. Средство не имеет побочных эффектов в форме фиксации белковых загрязнений и развития резистентности у микроорганизмов. Безопасно и экологично. Дополнительным свойством этого дезинфектанта является хорошая моющая способность за счет содержащихся в составе ПАВ, что позволяет добиться высокой степени чистоты обрабатываемых поверхностей.

Перекись водорода.

Перекись водорода используется в пищевой промышленности в различных концентрациях от 3% и до 90% применяется в пищевой промышленности. Перекисью водорода обрабатывают поверхность упаковки для фруктов. В концентрации 6% перекись водорода проявляет бактерицидные свойства. В общем можно сказать, что перекись водорода более активна в отношении грам — положительных бактерий, чем грам — отрицательных. Уничтожение спор спорообразующих бактерий происходит при обработке поверхности перекись водорода в концентрации от 10 до 30%. Этот антимикробный агент может использоваться на любом оборудовании и поверхностях. В случае использования концентрированных растворов пероксида и опасения возможности коррозии оборудования следует использовать антикоррозионные добавки. Было показано, что перекись водорода убивает Listeria monocytogenes на латексных перчатках. Перекись водорода используют для обработки различных поверхностей из полимерных материалов, смол и каучуков.

Перекись водорода часто используют в комбинации с другими дезинфицирующими веществами, например, надуксусной кислотой или четвертичными аммониевыми соединениями.

Средство ПОЛИДЕЗ® производства НПФ Химитек в качестве действующего вещества содержит перекись водорода и четвертичные аммонийные соединения. Средство активно в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий (включая бактерии туберкулёза), вирусов, грибов рода Кандида и Трихофитон. Продукт имеет нейтральный pH (5,8–7,0), не вызывает коррозию металлов, не имеет резкого запаха. Рабочие растворы стабильны в широком температурном диапазоне, режим разведения и применения – от 20 до 50°C, работает в воде любой степени жёсткости.

Дезинфектанты на основе спиртов.

В целя дезинфекции наиболее часто используют три спирта- этиловый, изопропиловый и n-пропиловый, последний, в основном, используется в Европе. Дезинфицирующие агенты на основе спиртов проявляют максимальную эффективность в интервале концентраций 60-70%. Концентрации дезинфицирующего агента, необходимые для инактивации патогенных микроорганизмов выше, чем концентрации хлор- содержащих, четвертичных аммониевых солей и кислотосодержащих дезинфицирующих агентов. Спорообразующие микроорганизмы в достаточной степени устойчивы к действию спиртов, однако обработка спиртосодержащими растворами при концентрации спирта 70% и 65ºС инактивирует споры, например споры Bacillus subtilis. Обработка спиртосодержащими дезинфектантами дороже, чем продуктами других химических классов, поэтому их не используют для полной обработки поверхностей или оборудования. В основном, такими составами обрабатывают небольшие малодоступные участки оборудования и поверхностей. Кроме того, составы на основе спиртов используют для дезинфекции рук персонала.

Для проведения экспресс-дезинфекции небольших по площади, а также труднодоступных поверхностей компания НПФ Химитек разработала и выпускает дезинфицирующее средство ХИМИТЕК ПОЛИДЕЗ-ЭКСПРЕСС. В качестве действующего вещества продукт содержит изопропиловый и пропиловый спирты, обладает антимикробной активностью в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий, дрожжеподобных грибов и дрожжей. Помимо всего продукт готов к использованию, имеет удобную упаковку и не требует смывания. Обладает стабильностью микробиологической активности при хранении, низкой токсичностью.

Если после прочтения статьи у вас позникли вопросы — звоните по телефону вверху страницы! Или пишите на service@chemitech.ru Ответим на ваши вопросы по применению!

  • Авторы
  • Резюме
  • Файлы
  • Ключевые слова
  • Литература

Залепкина С.А. 1 Смирнов В.Ф. 1 Борисов А.В. 2 Мацулевич Ж.В. 2 Смирнова О.Н. 1 Артемьева М.M. 1 1 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (национальный исследовательский университет) 2 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева В настоящее время большой интерес вызывают биоцидные препараты на основе халькогенов, так как они способны оказывать токсикологическое действие на многие микроорганизмы, в том числе и на те, которые участвуют в деструкции различных промышленных и строительных материалов, однако механизмы их действия до конца не изучены. В связи с этим в данной работе проведено исследование биоцидной активности халькогенсодержащих гетероциклических соединений в отношении различных видов микроскопических грибов и бактерий. Установлено влияние химической структуры соединений на их биоцидную активность; изменяя структуру исследуемых нами соединений, можно регулировать их биоцидную активность, повышая или снижая их фунгицидное и бактерицидное действие. Проведен анализ влияния селенсодержащих соединений на радиальную и линейную скорости роста исследуемых микромицетов. Показано, что исследуемые халькогенсодержащие соединения могут быть использованы в качестве биоцидных препаратов, ингибирующих жизнедеятельность бактерий и микроскопических грибов, участвующих в процессе биодеградации промышленных и строительных материалов. 497 KB селен сера гетероциклические соединения бактерицидность фунгицидность 1. Антонов В.Б. и др. Биоповреждения больничных зданий и их влияния на здоровье человека / под ред. А.П. Щербо и В.Б. Антонова. – СПб.: МАПО, 2008. – 232 с. 2. Думка И.А. и др. Методы экспериментальной микологии: справочник / под. ред. В.И. Билай. – Киев: Наукова думка, 1982. – 550 с. 3. Лисовская С.А., Халдеева Е.В., Глушко Н.И. Возрастающая значимость плесневых грибов как агентов вторичных инфекций // Успехи медициской микологии. – Т.12. – М.: Национальная академия микологии, 2014. – С. 191–192. 4. Огарков Б.Н. Mycota – основа многих биотехнологий. – Иркутск, 2011. – 207 с. 5. Пехташева Е.Л. Биодеструкция и биоповреждения материалов. Кто за это в ответе? // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – № 8. – С. 222–233. 6. Решедько Г.К., Cтецюк О.У. Особенности определения чувствительности микроорганизмов диско-диффузионным методом // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. – 2001. – Т. 3. – № 4. – С. 28–32. 7. Смирнов В.Ф., Мочалова А.Е., Смирнова О.Н., Захарова А.Е., Кряжев Д.В., Смирнова Л.А. Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. – 2010. – № 2. – С. 97–103 8. Смирнов В.Ф., Мочалова А.Е., Смирнова О.Н. и др. Микробная деструкция композиционных материалов на основе природных и синтетических полимеров // Поволжский экологический журнал. – 2010. – № 5. – С. 54–57. 9. Сухаревич, В.И. Защита от биоповреждений, вызываемых грибами / В.И. Сухаревич, И.Л. Кузикова, Н.Г. Медведева. – СПб.: ЭЛБИ-СПб. 2009. – 207 с. 10. Benstein, J., Loose, K., Ger. Pat., 1224744, 1966. 11. Craig A. Bayse, Julia L. Brumaghim. Biochalcogen Chemistry: The Biological Chemistry of Sulfur, Selenium, and Tellurium // ACS Symposium Series. – Am. Chem. Soc.: Washington. DC, 2013. – P. 223. 12. Derek J. Woollins, Risto S. Laitinen. Selenium and Tellurium Chemistry. From Small Molecules to Biomolecules and Materials // 201 Springer-Verlag. – Berlin. Heidelberg, 2011. – Р. 323. 13. Mautner H., Chu Sh., Lee C.M// J.Org.Chem. – 1962. – Vol. 27. – P. 3671–3673. 14. Shaw, E., Benstein, J., Loose, K., Lott, W.A. // J. Am. Chem. Soc. – 1950. – № 72. – Р. 4362. 15. Zhi-lin Wu, Xue-bin Yin, Zhi-qing Lin, Gary S. Banuelos, Lin-xi Yuan, Ying Liu, Miao Li. Inhibitory Effect of Selenium Against Penicillium expansum and Its Possible Mechanisms of Action // Curr Microbiol. – 2014. – Vol. 69. – P. 192–201.

В процессе эксплуатации многие промышленные и строительные материалы подвергаются негативному воздействию микроорганизмов (бактерий и грибов), то есть процессу биоповреждений. Среди наиболее активных деструкторов промышленных и строительных материалов выделяют микроскопические грибы . Лабильность, мощность ферментных систем позволяют этим живым организмам использовать в качестве источника питания самые различные субстраты природного и синтетического происхождения . Кроме того что микроскопические грибы разрушают и материалы, и строительные конструкции, они способны вызывать серьезные заболевания человека и животных: микозы, микоаллергозы, микотоксикозы и др., так как многие представители различных мицелиальных грибов могут являться условно патогенными организмами . В связи с вышеизложенным борьба с негативным воздействием микроскопических грибов особенно актуальна для различных сфер деятельности человека: промышленность, строительство, ветеринария, медицина экология и т.д. В качестве средств защиты промышленных материалов от биоповреждений используются различные методы, но наиболее распространенным является химический, а именно использование различных биоцидных (фунгицидных) препаратов . Так как адаптационные возможности микроскопических грибов высоко, арсенал биоцидных препаратов все время изменяется. В последнее время в качестве биоцидных препаратов используются различные производные халькогенов (серы, селена, теллура) . Пристальное внимание к производным халькогенов объясняется тем, что они способны реагировать с тиольными (SH) группами, в результате чего они оказывают токсическое действие, катализируя окисление широкого ряда биологически значимых тиолов, включая глутатион, цистеин, дигидролиполевую кислоту и коэнзим А . Эти реакции определенным образом связаны с формированием адаптационных механизмов микроорганизмов, в том числе и устойчивости к воздействию на них различных химических соединений. В связи с этим целью настоящего исследования явилось изучение биоцидной (бактерицидной и фунгицидной) активности селен- и серосодержащих соединений к ряду бактерий и микроскопических грибов активных деструкторов промышленных и строительных материалов.

Материалы и методы исследования

В качестве объектов исследования использовались Se(S),N-содержащие гетероциклические соединения:

2-меркаптопиридин-1-оксид (1),

ди(2-пиридил-1-оксид)дисульфид (2),

2-селанил-1-пиридин-1-оксид (3),

ди(2-пиридил-1-оксид)диселенид (4),

в качестве контроля использовался

пиридин N-оксид (5)

Соединения 1–4 были синтезированы по методикам , соединение 5 – продажный реактив. В экспериментах по определению биоцидной активности и скорости роста нами использовались растворы данных соединений в диметилсульфоксиде в концентрациях 0,05–2,5 %.

В качестве тест-организмов использовались микроскопические грибы: Аlternaria alternata, Penicillium cyclopium, Penicillium chrysogenum, Аspergillus oryzae, Аspergillus terreus, Аspergillus niger, а также бактерии: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa. Культуры указанных микроорганизмов предоставлены Всероссийской коллекцией микроорганизмов. Данные микроорганизмы являются активными деструкторами различных промышленных и строительных материалов.

Для культивирования бактерий использовали мясопептонный агар (МПА). Исследование бактерицидности проводилось диско-диффузионным методом. Для получения суспензии бактерий делали смыв с поверхности скошенного агара с суточной культурой бактерий. Для этого вносили в пробирки по 5–7 мл стерильного физиологического раствора. Полученную суспензию стандартизировали физиологическим раствором по оптическому стандарту мутности на 10 единиц. Затем с помощью пипетки отбирали 0,2 мл полученной суспензии культуры и переносили ее в центр чашки Петри. С помощью шпателя растирали культуру по всей поверхности питательной среды. Затем в чашки Петри помещали по 5 бумажных дисков каждый диаметром 5 мм, пропитанных растворами исследуемых веществ. Контролем служили образцы с фильтрами, пропитанными чистым растворителем.

Инкубация длилась в течение суток в термостате при (37 ± 2)°С .

Исследование показателей фунгицидности также выполнялось диско-диффузионным методом. В центр чашки Петри с агаризованной средой Чапека – Докса помещали бумажный диск диаметром 20 мм, пропитанный раствором исследуемого вещества. После этого осуществлялся посев микромицетов на плотную питательную среду Чапека – Докса в чашки Петри поверхностным способом. Инкубация длилась в течение 7–14 суток в термостате при (27 ± 2) °С и влажности 90 %.

Минимальная ингибирующая концентрация (бактерицидная и фунгицидная) Se(S),N-содержащих соединений

Примечание. «–» – в исследуемых концентрациях биоцидная активность не обнаружена.

По окончании инкубации измеряли зону ингибирования роста вокруг диска, в мм, по величине которой судили о степени биоцидности соединения или ее отсутствии. В качестве контроля использовались образцы с фильтрами, пропитанными чистым растворителем .

Нами исследовалась радиальная и линейная скорость роста микроскопических грибов . Для эксперимента по оценке скорости роста к суспензии спор микроскопических грибов добавляли растворы исследуемых веществ и выдерживали в течение определенного времени: 0,5, 1, 3, 5 ч. Затем каплю суспензии спор микроскопических грибов (0,01 мл) наносили в центр чашки Петри с плотной питательной средой. Затем чашки инкубировались в термостате при (27 ± 2) °С и влажности 90 %. Рост колонии оценивался измерением ее диаметра в двух перпендикулярных направлениях через каждые двое суток в течение двух недель. Контролем служили образцы инокулированных суспензией спор микромицетов, выдержанных в течение определенного времени без биоцидов. На основании полученных данных составляли графики зависимости скорости роста исследуемых культур от времени.

Результаты исследования и их обсуждение

Представляло интерес исследовать взаимосвязь биоцидной активности (фунгицидной и бактерицидной) S(Se), N-содержащих гетероциклических соединений с их химической структурой. Все исследованные соединения являются производными оксипиридина. В соединении 5 отсутствуют атомы халькогенов, тогда как в соединениях 1–4 они имеются. В состав соединений 1–2 входят атомы серы, а в состав соединений 3–4 – селена. Между собой соединения 1 и 2 и 3 и 4 отличаются количеством присутствующих в них атомов серы и селена.

Анализ результатов показывает следующее (таблица).

В ходе экспериментов было установлено, что исходное соединение пиридин N-оксид (5), не содержащее в своем составе атомов халькогенов, не проявило ни бактерицидной, ни фунгицидной активности. Введение серы в пиридин N-оксид с образованием соединения (1) приводит к появлению бактерицидной и фунгицидной активности, причем фунгицидный эффект выражен более сильно, по сравнению с бактерицидным. Наибольшее бактерицидное действие данное соединение оказывает на Staphylococcus aureus, а фунгицидный эффект в наибольшей степени проявляется по отношению к Penicillium cyclopium и Аlternaria alternata. Соединение 2, которое представляет собой продукт окисления соединения 1, также обладало бактерицидной и фунгицидной активностью, но в этом случае имело место усиление бактерицидного действия по отношению ко всем культурам и снижение фунгицидной активности по отношению ко всем исследуемым микромицетам. При введении селена в исходное соединение пиридин N-оксид с образованием соединения (3) также отмечалось наличие фунгицидной и бактерицидной активности. По сравнению с соединением 1 имело место усиление биоцидного эффекта по отношению к Escherichia coli, однако фунгицидное действие снижалось, за исключением Penicillium chrysogenum и особенно Аspergillus terreus. Продукт окисления соединения 3 (соединение 4) проявил повышенную активность по отношению к Pseudomonas aeruginosa и фунгицидную активность по отношению к Аlternaria alternata, Penicillium cyclopium, Penicillium chrysogenum, Аspergillus niger. При сравнении биоцидной активности S и Se-содержащих соединений (2 и 4) можно сказать, что эти соединения обладают практически равной бактерицидной активностью, но соединение серы уступает по фунгицидному действию.

Известно, что при оценке биоцидного действия новых химических соединений используется такой физиологический показатель, как радиальная и линейная скорости роста . В данной серии экспериментов нами использовались селенсодержащие соединения и культуры A. terreus и P. chysogenum. Как видно из таблицы, достаточно высокой фунгицидной активностью обладал диселенид (4). В связи с этим нами проводилось сравнение радиальной скорости роста для соединений 3 и 4. В качестве тест-культур при исследовании скорости роста грибов исследовался A. terreus – наиболее резистентный микроорганизм ко всем исследуемым соединениям и P. chysogenum – один из наименее резистентных микромицетов к исследуемым селенсодержащим соединениям.

На рис. 1 приведена средняя радиальная скорость роста по отношению к грибам при действии на них Se-содержащих биоцидов. Анализ этих данных показывает, что средняя скорость роста не зависела от времени выдерживания суспензии микроорганизмов в растворах исследуемых соединений, а зависела только от вида микроскопического гриба и природы химического соединения. Подтверждением этому могут являться данные по линейной скорости роста гриба Аspergillus terreus, представленные на рис. 2. На рис. 2 представлена линейная скорость роста колоний, выросших из спор, подверженных воздействию селенсодержащих соединений в течение 5 ч.

Рис. 1. Средняя радиальная скорость роста колоний A. terreus и P. chysogenum

Рис. 2. Линейная скорость роста Aspergillus terreus в присутствии соединений 3 и 4

Рис. 3. Линейная скорость роста Penicillium chrysogenum, в присутствии соединений 3 и 4

Хотя минимальные ингибирующие концентрации данных соединений по отношению к этому грибу одинаковы (таблица), характер роста отличается в начальный и конечный период. На начальном периоде более высокая скорость роста данного микроорганизма наблюдалась в присутствии соединения (3). При действии соединения (4) наблюдалась более длительная лаг-фаза. Все это позволяет говорить о более сильном ингибировании начального роста биоцидом (4).

При действии биоцидов на P. сhrysogenum характер роста остается одинаковым, однако скорость роста колоний существенно меньше, что может быть связано с физиолого-биохимическими особенностями этих грибов.

Выводы

Таким образом, наши эксперименты показали, что биоцидный эффект зависит от химической структуры соединения и от вида халькогена (S, Se). Однако эта зависимость носит неоднозначный характер. Так, увеличение количества атомов серы в соединении приводит к повышению бактерицидной активности и снижению фунгицидной активности. Увеличение количества атомов селена, напротив, повышает фунгицидную активность, не влияя на бактерицидный эффект. Таким образом, изменяя структуру исследуемых нами соединений, можно регулировать их биоцидную активность, повышая или снижая их фунгицидное и бактерицидное действие.

Учитывая бактерицидную и фунгицидную активность исследуемых нами халькогенсодержащих гетероциклических соединений, последние можно рекомендовать в качестве биоцидных соединений, ингибирующих жизнедеятельность бактерий и микроскопических грибов, участвующих в процессе биодеградации промышленных и строительных материалов.

Рецензенты:

Соловьева И.В., д.б.н., заведующая лабораторией микробиома человека и средств его коррекции, ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Роспотребнадзора, г. Нижний Новгород;

Мельникова Н.Б., д.х.н., заведующая кафедрой фармацевтической химии и фармакологии, Нижегородская государственная медицинская академия, г. Нижний Новгород.

Библиографическая ссылка

Залепкина С.А., Смирнов В.Ф., Борисов А.В., Мацулевич Ж.В., Смирнова О.Н., Артемьева М.M. БАКТЕРИЦИДНАЯ И ФУНГИЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ Se(S), N-СОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СКОРОСТЬ РОСТА МИКРОМИЦЕТОВ – ДЕСТРУКТОРОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 10-1. – С. 25-30;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=39118 (дата обращения: 14.05.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания» (Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления) «Современные проблемы науки и образования» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.791 «Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074 «Современные наукоемкие технологии» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.909 «Успехи современного естествознания» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.736 «Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований» ИФ РИНЦ = 0.570 «Международный журнал экспериментального образования» ИФ РИНЦ = 0.431 «Научное Обозрение. Биологические Науки» ИФ РИНЦ = 0.303 «Научное Обозрение. Медицинские Науки» ИФ РИНЦ = 0.380 «Научное Обозрение. Экономические Науки» ИФ РИНЦ = 0.600 «Научное Обозрение. Педагогические Науки» ИФ РИНЦ = 0.308 «European journal of natural history» ИФ РИНЦ = 1.369 Издание научной и учебно-методической литературы ISBN РИНЦ DOI