KR20200020935A - 중화 조성물 및 그 사용 방법 - Google Patents

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KR20200020935A
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케빈 벨티스
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Abstract

본 발명은 생물학 물질, 화학 물질 또는 다른 독성 물질과 같은 관심 물질을 표면 상에 또는 표면으로부터 중화하기 위한 공정 및 조성물을 제공한다. 본 발명의 방법은 수지 및 활성 오염 제거제를 포함하는 관심 물질이 증착된 표면에 중화 조성물을 적용하는 단계, 관심 물질을 중화 조성물로 캡슐화하는 단계, 중화 조성물을 경화 또는 고화시켜 중합체 코팅을 형성하는 단계, 및 선택적으로 표면으로부터 코팅을 박리하는 단계를 포함한다. 박리는 표면으로부터 관심 물질의 일부 또는 전부를 제거할 수 있다. 활성 오염 제거제의 존재는 임의로 박리와 무관하게 관심 물질을 추가로 중화시킨다. 본원에 제공된 방법에 사용될 수있는 중화 조성물이 또한 제공된다.

Description

중화 조성물 및 그 사용 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 7월 17일자로 출원된 미국 가출원 제62/533,160호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.
본 명세서는 일반적으로 물질의 중화 방법 및 중화 조성물, 보다 구체적으로, 물질이 안전하게 오염 제거 및 폐기될 수 있도록 하는 물질의 중화 방법 및 중화 조성물에 관한 것이다.
정부 관련성 선언(Statement of Government Interest)
본 발명에 대한 자금은 미국 공군 계약 번호 F33615-03-M-6381 및 미국 환경 보호국(EPA) 계약 번호 EP-D-06-059 및 EP-D-17-013에 의해 미국 정부로부터 지급되었다. 따라서, 미국 정부는 본원에 청구된 본 발명에 대한 특정 권리를 가진다.
군사 행동 또는 테러 공격 중에 화학 및/또는 생물학 작용제(warfare agents) 및/또는 방사선(즉, 미립자)(CBR; chemical, biological, and radiological warface agents) 오염의 사용 가능성은 미군 및 민간인에게 지속적인 위협이 된다. 생명공학 분야의 발전 결과 상당량의 감염원 및 생물학적 독소를 쉽게 제조할 수 있게 됨에 따라 생물학적 위험의 전파 위협은 물론 화학적 및 방사능 위협과 같은 다른 대량 살상 무기의 진행 가능성이 더욱 커졌다.
탄저병은 가장 가능성이 큰 생물학 작용제 테러 위협 중 하나로 알려져 왔다. 전형적으로, 탄저병은 테러 공격시 에어로졸로 전파된다. 노출된 후 미처치 개인의 사망률은 90% 이상이고, 1 내지 7일 내에 작용하여 대부분 48시간 내에 사망할 것으로 예측된다. 탄저균 포자는 매우 단단하여 50년 이상동안 환경에서 지속될 수 있다. 많은 생물학 작용제 오염 제거제가 탄저균 포자에는 효과적이지 않다. 또한, 잔류하는 탄저병 포자는 오염 제거를 지원하는 사람을 포함하여 개개인에게 지속적인 위협을 줄 수 있다.
CBR의 중화 및 완화를 위한 종래 방법은 수성 세척을 활용/요구하고, 발생하는 폐기물의 양에 관한 이슈 및/또는 1차 위험 장소에서 환경으로 유출될 가능성 이슈를 제기한다. 유출은 2차 오염(즉, 교차 오염)의 가능성을 일으킨다. 따라서, 화학적 및 생물학 작용제의 오염제거에 효과적이면서도 폐기하기에 안전하고 그 사용 방법도 안전한 비유해성 조성물이 필요하다.
하기 요약은 본 발명에 고유한 일부 혁신적 특징의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명을 완전하게 설명하고자 의도하는 것은 아니다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시 양태는 전체 명세서, 청구 범위, 도면 및 요약을 전체로서 파악함으로써 완전히 이해될 수 있다.
요약
본 발명은 표면상에서 하나 이상의 관심 물질을 중화시키는 방법을 제공한다. 관심 물질을 중화시키는 방법은 관심 물질이 위에 배치된 표면에 중화 조성물을 적용하는 단계, 관심 물질을 중화시키기에 효과적인 중화 조성물로 관심 물질을 캡슐화하는 단계, 표면상의 중화 조성물을 경화시켜, 표면에 중합체 코팅을 형성하는 단계, 및 선택적으로 표면으로부터 중합체 코팅을 박리하여 표면으로부터 관심 물질의 일부 또는 전부를 제거하는 단계를 포함한다. 중화 조성물은 비닐 수지, 선택적으로 폴리비닐 알코올, 및 활성 오염 제거제(active decontaminant)를 임의로 포함한다. 중화 조성물은 비닐 수지 및 활성 오염 제거제를 포함할 수 있다. 활성 오염 제거제는 테트라키스하이드록시메틸 포스포늄 설페이트(THPS)이거나 이를 포함할 수 있다.
임의로, 생물학 작용제를 중화시키는 방법은 수지 및 활성 오염 제거제를 포함하는 중화 조성물을 관심 물질이 배치된 표면상에 분무하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 생물학적 물질을 중화시키기에 효과적인 중화 조성물로 관심 물질을 캡슐화하고 표면에서 중화 조성물을 경화시킴으로써 표면에 중합체 코팅을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 또한 표면으로부터 생물학 작용제를 제거하기에 효과적인 표면으로부터 중합체 코팅을 박리하는 단계를 포함할 수 있다. 경질의 비-다공성 표면으로부터 중합체 코팅을 박리하는 것이 표면으로부터 중합체 코팅을 완벽하게 제거하는데 선택적으로 효과적이다.
생물학제, 화학제 또는 다른 독성 또는 감염제와 같은 관심 물질을 중화시키는데 사용될 수 있는 조성물이 또한 제공된다. 중화 조성물은 임의로 하나 이상의 수지 및 임의로 하나 이상의 활성 오염 제거제를 포함한다. 수지는 임의로 수성 또는 비-수성 용매 내에 존재하는데, 이는 하나 이상의 활성 오염 제거제가 관심 물질과 효과적으로 접촉하고 관심 물질의 하나 이상의 물리적, 화학적 또는 기능적 특성을 변경할 수 있도록 한다. 수지는 임의로 중합체 물질, 또는 경화 또는 건조시 실질적으로 고체 중합체 물질을 형성할 수 있는 중합된 물질이다. 생성된 중합체 물질은 균열, 찢어짐, 파단 등이 없이 표면으로부터 박리될 수 있도록, 중합체 재료가 단일 조각으로 표면으로부터 제거되어서 원치않는 관심 물질의 확산 가능성이 감소되도록, 적절한 유연성 및 견고한 구조를 임의로 가질 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 이들 특징 및 추가의 특징들은 본원에 제공된 도면, 요약 및 청구 범위와 관련하여 하기의 상세한 설명을 고려할 때, 더 완전히 이해될 수 있다.
도면에 제시된 실시예는 사실상 본 발명을 설명하는 예시적인 것이며 청구 범위에 의해 정의된 주제를 제한하려는 것이 아니다. 예시적인 실시예들에 관한 하기의 상세한 설명은 이하의 도면들과 관련하여 읽을 때 이해될 수 있고, 도면에서 유사한 구조는 유사한 참조 번호로 표시된다.
도 1은 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현예에 따른 중화 조성물로부터 형성된 박리 가능한 중합체 필름이 오염된 표면으로부터 제거되는 것을 도시한다.
도 2는 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 실시예에 따른 중합된 중화 조성물 및 샘플링 장치로서의 예시적인 용도를 도시한다.
특정 실시예(들)에 대한 하기의 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위, 그 응용, 또는 용도를 제한하려는 것이 아니며, 이는 당연히 변경될 수 있다. 본 발명은 여기에 포함된 비-제한적인 정의 및 용어와 관련하여 설명된다. 이들 정의 및 용어는 본 발명의 범위 또는 실시에 대한 제약으로 기능하도록 설계된 것이 아니며, 단지 예시적이고 설명적인 목적으로 제시된다. 공정 또는 조성물은 일련의 개별 단계들로 또는 특정 물질을 사용하는 것으로 설명되지만, 이러한 단계 또는 재료는 상호 교환 가능하여 본 발명에 대한 설명은 통상의 기술자에게 쉽게 이해할 수 있는 많은 방식으로 배열된 다수의 부분 또는 단계를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소 "상에" 존재한다고 언급된 때에는, 다른 구성 요소 위에 직접 존재할 수 있거나 개재 요소가 그 사이에 존재할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 대조적으로, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소 "상에 직접" 존재한다고 언급된 때에는, 개재 요소가 그 사이에 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
비록 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는 본 명세서에서 다양한 구성 요소, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션을 기술하는데 사용되지만, 이들 구성 요소, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션은 이들 용어로 제한되어서는 안 된다. 이들 용어는 하나의 구성 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 구성 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 논의되는 "제1요소", "성분", "영역", "층" 또는 "섹션"은 본원의 교시를 벗어남 없이 제2(또는 다른) 구성 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예만을 기술하기 위한 것이며 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현 "a", "an", 및 "the"는 문맥상 명백하게 다른 것을 지칭하지 않는 한, "적어도 하나"를 포함하여, 복수의 표현을 포함하는 것을 의미한다. "또는"은 "및/또는"을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "및/또는"은 하나 이상의 관련된 열거 항목들의 임의의 또는 모든 조합을 포함한다. 용어 "포함하다" 및/또는 "포함하는" 또는 "함유하다" 및/또는 "함유하는"은 본 명세서에서 사용될 때 언급된 특징, 영역, 정수, 단계, 연산, 요소 및/또는 성분의 존재를 특정하는 것으로 이해되며, 하나 이상의 다른 특징, 영역, 정수, 단계, 연산, 요소, 성분 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다. 용어 "또는 이들의 조합"은 상기 요소 중 하나 이상을 포함하는 조합을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술 용어 및 과학 용어를 포함하여 본원에 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어는 관련 기술 및 본 개시 내용의 맥락에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본원에 명시적으로 정의되어 있지 않는 한, 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것으로 이해될 것이다.
"실질적으로" 및 "약"이라는 용어는 임의의 정량적 비교, 값, 측정 또는 다른 표현에 기인할 수 있는 고유한 불확실성 정도를 나타내기 위해 본 명세서에서 이용될 수 있다. 이들 용어는 또한 문제된 주제의 기본 기능을 변화시키지 않으면서 정량적 표현이 언급된 기준과 다를 수 있는 정도를 나타내기 위해 본 명세서에서 이용된다.
본 발명은 중합성 수지 및 활성 오염 제거제를 포함하는 중화 조성물을 제공한다. 중화 조성물이 생물학 작용제와 같은 관심 물질을 포함하는 표면에 적용될 때, 중화 조성물은 관심 물질을 캡슐화하거나 또는 관심 물질에 접착하여 그 물질을 중화시키고, 그 후 경화된다. 조성물의 경화에 의해 표면상에 중합체 코팅이 형성되고, 중화 조성물은 중합체 코팅 내에 함유되거나 중합체 코팅에 부착된다. 본 발명의 다양한 실시 형태에서, 중합체 코팅은 표면으로부터, 선택적으로는 단일 조각으로 박리되어, 표면으로부터 관심 물질을 제거하거나 표면상에 잔류하는 물질의 양을 감소시킬 수 있다. 본 조성물의 다양한 구현예 및 조성물을 사용하는 방법이 본원에 보다 상세하게 기술될 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "중화" 또는 "중화하다"는 관심 물질이 유기체에 손상을 줄 수 있는 능력을 저하시키거나 유기체에 손상을 덜 유발할 수 있도록 이전에 오염된 표면상에 감소된 양으로 존재할 수 있도록 하는 것으로 정의된다. 유기체에. "완전히 중화하다" 또는 "총 중화"란 용어는 본원에 기재된 바와 같은 공정 또는 본원에서 제공된 조성물로 처리한 후에 관심 물질이 실질적으로 이전 오염된 표면에서 검출될 수 없거나 관심 물질이 생존할 수 없음을 의미하는 것으로 의도된다.
본원에 사용된 용어 "수지"는 고체 또는 액체 유기 단량체 또는 중합체, 선택적으로 중합성 합성 고체 또는 액체 유기 단량체 또는 중합체이다. 수지는 용매로서 물 또는 수용성 물질을 포함하는 수성 수지일 수 있거나, 실질적으로 물에 불용성인 하나 이상의 비-수성 유기 용매를 포함하는 유기 용매 수지일 수 있다.
본 발명에서는 관심 물질, 선택적으로는 생물학 작용제이거나 이를 포함하는 관심 물질에 캡슐화 또는 결합할 수 있는 중화 조성물을 제공한다. 중화 조성물은 적어도 중합성 수지 및 활성 오염 제거제를 포함한다. 하기에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 중화 조성물은 하나 이상의 pH 조절제, 안료, 현탁 보조제, 유동성 개질제, 고체 흡착제, 이온 교환 수지 또는 반응성 금속 산화물을 추가로 포함할 수 있다. 특정 구현예에 따라 추가의 또는 대안적 첨가제가 또한 포함될 수 있다.
수지는 임의로 하나 이상의 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레팔레이트(PET), 실리콘, 천연 또는 합성 고무, 또는 다른 물질이거나 이를 포함한다. 수지는 임의로는 가교성 중합체 수지, 선택적으로 불포화 폴리에스테르 수지 또는 비닐 에스테르 수지 류일 수 있다. 예비중합체 수지는 임의로 400 내지 10,000달톤의 분자량을 갖는다.
폴리에스테르 예비중합체는 임의로는 하나 이상의 폴리올과 불포화 이염기산 및/또는 무수물 사이의 축합 반응의 결과이다. 비닐 에스테르 수지는 선택적으로 단일 에틸렌성 불포화를 갖는 카르복실산과 에폭시 수지의 반응 생성물이다. 비닐 에스테르 수지 예비중합체는 전형적으로 말단 에틸렌성 불포화와 관련되는 반면, 폴리에스테르 수지 예비중합체는 전형적으로 예비중합체 골격 내부의 에틸렌성 불포화를 포함한다.
특정 구현예에서, 수지는 임의로 비닐 에스테르 수지(비닐 수지), 임의로 수용성 비닐 수지이다. 비닐 수지는 물에 비닐 수지를 포함하는 에멀젼 형태일 수 있다. 비닐 수지의 예시적인 예로서, 비닐기를 특징으로 하는 알킬 중합체를 포함한다. 구체적인 예는 특히, 스티렌, 이소프렌, 다른 비닐 알켄 또는 이의 유도체의 중합체를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 비닐 수지를 포함하는 에멀젼은 약 100℃ 초과의 비점을 가질 수 있고, 용액의 총 중량을 기준으로 약 20중량% 내지 약 60중량%의 고체를 포함할 수 있다. 일부 특정 구현예에서, 에멀젼은 약 20중량% 내지 약 40중량%의 고체, 임의로 25중량% 내지 약 30중량%의 고체, 또는 특히 약 27중량%의 고체를 포함한다. 에멀젼은 물에 비닐 수지를 유화시킴으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 비닐 수지는 시판되는 비닐 수지 에멀젼일 수 있거나, 다른 중합체, 예시적으로는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 포함하거나 포함하지 않는 라텍스의 일반 제형을 포함할 수 있다. 선택적으로 비닐 수지는 수중 폴리비닐 알코올(PVA) 에멀젼일 수 있다. 적합한 상업적으로 이용 가능한 비닐 수지 에멀젼은 상표명 FLOORPEELTM(FLOORPEELTM 4000 포함)(General Chemical Corporation(미국 미시간주 브라이튼)), Vinnol E15/45 VL(Wacker Chemical Corporation, UCAR 451 IC(Arkema, Inc.)), 및 STRIPCOAT TLC FREETM(BHI Energy(MA, Weymouth, MA))로 입수 가능한 것을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 선택적으로, 에멀젼은 하기에서 보다 상세하게 기술되는 바와 같이 세팅(예를 들어, 경화 또는 건조)시 박리 가능한 고체 중합체 코팅을 형성한다.
본 명세서에 기술된 구현예는 비닐 수지를 포함하지만, 세팅시 박리성 고체 코팅을 형성할 수 있는 임의의 다른 필름-형성 중합체 또는 엘라스토머가 비닐 수지에 추가하여 또는 대신 사용될 수 있다. 예를 들어, 탄성중합체 실리콘(예: 폴리실록산)이 중화 조성물에 사용될 수 있다. 일부 측면에서, 폴리실록산 박리성 코팅 조성물은 JP2001089697A에 기재된 바와 같다.
본 발명의 특정 측면에서, 중화 조성물은 하나 이상의 활성 오염 제거제를 포함한다. 활성 오염 제거제는 예를 들어 살생물제일 수 있다. 일부 구현예에서, 활성 오염 제거제는 예를 들어, 하나 이상의 관심 물질, 임의로 생물학 작용제, 화학 신경 작용제, 화학적 블리스터 작용제, 혈액 작용제 및/또는 폐 손상제를 무효화시키는데 효과적인 단백질, 효소 또는 화학 물질일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "무효화시키다(nullify)"는 죽이거나, 실질적으로 비활성으로 만들거나, 캡슐화하는 것을 의미한다.
다양한 구현예에서, 활성 오염 제거제는 4차 암모늄 화합물 또는 혼합물, 4차 포스포늄 화합물 또는 혼합물, 또는 다른 살생물제일 수 있다. 임의로, 살생물제는 4차 암모늄 화합물 또는 혼합물, 예를 들어 벤질트리메틸암모늄 클로라이드, 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 등과 같은 벤즈알코늄 클로라이드(BAC)이다. 임의로, 살생물제는 4차 포스포늄 화합물, 예를 들어 테트라키스하이드록시메틸 포스포늄 설페이트(THPS)이다.
선택적으로, 다른 활성 오염 제거제(들)로서, 예시적으로 트리클로산(2,4,4'-트리클로로-2'-하이드록시디페닐 에테르), 스트렙토마이신, 소듐 프리티온(Lonza사로부터 상업적으로 입수가능한 Sodium Omadine®), 디클로르펜, 메틸렌 비스티오시아 네이트, 및 이들의 조합이 사용될 수 있다. 다른 적합한 활성 오염 제거제는 포름알데히드 공여체(예를 들어, 파라포름알데히드, N-포르말, O-포르 말), 고급 알데히드 공여체(예를 들어, 글루타르알데히드, 오르토-프탈알데히드), 이산화염소 발생제 및 퍼옥시겐 발생제를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 다른 활성 오염 제거제가 특정 관심 물질에 따라 사용될 수 있다. 이론에 구애되지 않고, 적합한 활성 오염 제거제가 하기 3가지 메커니즘 중 적어도 하나에 따라 작용하는 것으로 믿어진다: 단백질의 변성; 술프히드랄(sulfhydral) 효소 및 아미노산 산화 또는 알킬화; 및 세포벽 내 액세스 포인트의 파괴 또는 결합. 살생물제는 표적에 도달하고 하나 이상의 작용 기전을 실행하여, 관심 물질을 무효화시킨다. 또한, 활성 오염 제거제를 중합체 매트릭스 내에 삽입하여 활성 오염 제거제의 방출을 제어할 수 있는 것으로 여겨진다.
이론에 구속됨없이, 상업적으로 이용가능한 살생물제가 본원에 제공된 바와 같은 활성 오염 제거제로서 사용될 때, 여러 부류의 박테리아에 대한 광범위한 효능, ppm 수준에서의 활성, 및 FDA 및/또는 EPA에 적용하기 위한 사전 제조업체 등록 등의 다양한 이점을 제공할 수 있다. 다양한 구현예에서, 살생물제는 THPS를 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 활성 오염 제거제는 트리클로산, BAC 및 THPS의 블렌드와 같은 블렌딩된 살생물제 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성 오염 제거제는 활성 오염 제거제의 총 중량을 기준으로 0중량% 초과 내지 약 6.6중량%의 트리클로산, 0중량% 초과 내지 약 2.5중량%의 BAC 및 0중량% 초과 내지 약 3.0중량%의 THPS를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 활성 오염 제거제는 활성 오염 제거제의 총 중량을 기준으로 약 0.1중량% 내지 약 1중량%의 트리클로산, 약 0.1중량% 내지 약 2.5중량%의 BAC, 및 약 0.1중량% 내지 약 3.0중량%의 THPS를 포함할 수 있다. 일 특정 구현예에서, 활성 오염 제거제는 활성 오염 제거제의 총 중량을 기준으로 약 0.5중량%의 트리클로산, 약 0.5중량%의 BAC 및 약 1.5중량%의 THPS를 포함할 수 있다.
활성 오염 제거제는 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 다양한 구현예에서, 중화 조성물은 중화 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1중량% 내지 약 15중량%의 활성 오염 제거제를 포함한다. 예를 들어, 중화 조성물은 중화 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1중량% 내지 약 15중량%의 활성 오염 제거제, 약 1중량% 내지 약 14중량%의 활성 오염 제거제, 약 1중량% 내지 약 13중량%의 활성 오염 제거제, 약 1중량% 내지 약 12중량%의 활성 오염 제거제, 약 2중량% 내지 약 15중량%의 활성 오염 제거제, 또는 약 2중량% 내지 약 14중량%의 활성 오염 제거제를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서는, 중화 조성물이 사용 전에 희석되는 것을 감안하여, 더 높은 농도로 활성 오염 제거제가 포함될 수도 있다.
중화 조성물에는 하나 이상의 활성 오염 제거제가 존재할 수 있다. 선택적으로 1, 2, 3, 4, 5개 또는 그 이상의 활성 오염 제거제가 존재할 수 있다. 선택적으로 상이한 기능적 활성을 갖는 2개 이상의 오염 제거제가 임의로 존재한다. 선택적으로 상이한 기능적 활성을 갖는 적어도 3개의 오염 제거제가 임의로 존재한다.
다양한 구현예에서, 중화 조성물은 중화 조성물의 pH를 조절하기 위한 pH 조절제를 포함할 수 있다. 적합한 pH 조절제는 예시적으로, 소듐 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 소듐 비카보네이트, 소듐 테트라보레이트 헥사하이드레이트(즉, Borax), 소듐 하이드록사이드 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 다양한 구현예에서, pH 조절제는 중화 조성물의 pH를 약 6.0 초과의 pH로 만들기 위해 임의의 적합한 양으로 첨가될 수 있다. 예를 들어, pH 조절제는 중화 조성물을 약 8.0 내지 약 9.0의 pH로 만들 수 있다. 일부 특정 구현예에서, 중화 조성물은 약 8.5의 pH를 갖는다. 이론에 구속되지 않고, 약 8.5의 pH에서는 활성 오염 제거제의 겉보기 농도가 형성되고 중화 조성물이 더 우수한 효과를 갖는 것으로 생각된다.
선택적으로, 중화 조성물은 중화 조성물의 색상을 부여하거나 색상을 변경시키기 위해 하나 이상의 안료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물이 표면 상에 코팅을 형성할 때, 사용자가 표면상의 코팅을 쉽게 식별하고 표면으로부터의 코팅 제거를 확인할 수 있도록 안료가 중화 조성물에 포함될 수 있다. 활성 오염 제거제의 효과에 유의하게 악영향을 미치지 않는다면, 다양한 적합한 안료 중 임의의 하나가 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 안료는 이산화티타늄(TiO2), 산화철, 카본 블랙, 또는 경화를 현저하게 억제하지 않거나 중화에 영향을 미치지 않는 임의의 안료일 수 있다. 안료가 중화 조성물에 포함되는 경우, 안료는 약 0중량% 내지 약 25중량%의 양, 또는 그 사이의 임의의 값 또는 범위로 존재할 수 있다.
중화 조성물은 하나 이상의 임의의 현탁 보조제를 추가로 포함할 수 있다. 현탁 보조제는 입자가 조성물로부터 응집 및 침전 또는 부유하는 것을 방지하기 위해 중화 조성물에서 입자의 안정성을 향상시킬 수 있다. 점토, 셀룰로오스 다당류, 합성 탄화수소 중합체, 바이오폴리머 다당류, 아크릴 공중합체 등과 같은 임의의 적합한 현탁 보조제가 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 카올린(kaolin) 점토가 현탁 보조제로서 사용될 수 있다. 현탁 보조제가 중화 조성물에 포함되는 경우, 현탁 보조제는 약 0중량% 내지 약 10중량% 또는 그 사이의 임의의 값 또는 범위, 임의로 0.1중량% 내지 10중량%의 양으로 존재할 수 있다.
다양한 구현예에서, 선택적으로 유동성 개질제(rheology modifier)가 중화 조성물에 추가로 포함된다. 유동성 개질제는 전형적으로 점도를 증가시킴으로써 분산액의 점도를 변화시키는 작용을 하는 화합물이다. 일부 구현예에서, 현탁 보조제가 유동성 개질제로서 추가로 기능할 수 있다. 다양한 구현예에서, 유동성 개질제는 수성(water-based) 유동성 개질제, 예컨대 소수성-개질된 에톡실레이트 우레탄(HEUR)이다. 그러나, 특정 구현예에 따라 다른 유동성 개질제가 사용될 수 있는 것으로 생각된다. 유동성 개질제를 포함하는 구현예에서, 중화 조성물은 중성화 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0중량% 내지 약 25중량%의 유동성 개질제를 포함할 수 있다.
중화 조성물은 임의의 고체 흡착제를 추가로 포함할 수 있다. 고체 흡착제가 포함된 구현예에서, 고체 흡착제는 관심 물질과의 상호 작용을 위한 더 큰 표면적을 제공할 수 있고, 중화 조성물에서 반응물을 위한 저장소로서 작용할 수 있다. 다양한 구현예에서, 고체 흡착제는 나노결정 또는 미세 분말의 형태이다. 나노결정 또는 미세 입자의 사용이 중합체 매트릭스 내로의 혼합을 용이하게 하고/하거나 표면적에 추가적 향상을 제공할 수 있는 것으로 여겨지지만, 고체 흡착제는 다른 형태로도 존재할 수 있는 것으로 생각된다. 고체 흡착제는 예를 들어 풀러 어스(fuller's earth), 실리카 겔, 무정형 실리케이트 등일 수 있다. 차콜 또는 다른 공지된 고형 흡착제와 같은 다른 고체 흡착제가 사용될 수 있다. 고체 흡착제를 포함하는 구현예에서, 중화 조성물은 중화 조성물 중 중합체 고체의 총 중량을 기준으로 약 1중량% 내지 약 25중량%의 고체 흡착제를 포함할 수 있다.
중화 조성물의 일부 구현예는 선택적으로 반응성 금속 산화물을 추가로 포함할 수 있다. 이것이 포함되는 경우, 반응성 금속 산화물은 관심 물질의 독성을 완화시키기 위해 사용될 수 있다. 다양한 구현예에서, 반응성 금속 산화물은 나노결정질 금속 산화물의 형태일 수 있다. 이론에 구애됨 없이, 반응성 금속 산화물이 중화 조성물에 포함되는 경우 이는 고체 흡착제와 함께 작용하여 관심 물질과 반응하고 이를 유지하지만 중화 조성물의 중합체 기질을 분해하지는 않을 것으로 여겨진다. 예를 들어, 관심 물질이 중합체에 흡수되어 고체 용액을 형성할 수 있고 임의의 독성 부산물이 중합체 매트릭스 내에서 계속 유동될 수 있다. 따라서, 반응성 금속 산화물 및/또는 고체 흡착제는 부산물과 반응 및/또는 흡착하여 부산물을 무해하게 만들 수 있다.
금속 산화물은 예를 들어 이산화티탄, 산화마그네슘, 나노결정질 석회(CaO), 산화알루미늄 등일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 금속 산화물은 할로겐 부가물(예를 들어, Cl2 또는 Br2)을 포함할 수 있다. 금속 산화물을 포함하는 구현예에서, 중화 조성물은 중화 조성물 중 중합체 고체의 총 중량을 기준으로 약 0중량% 내지 약 10중량%의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
금속 산화물에 대한 대안으로서 또는 금속 산화물에 추가하여, 일부 실시예는 증기 위험(vapor hazards)을 유발할 수 있는 독성 물질의 중화를 돕는 하나 이상의 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 이온 촉매(예를 들어, 구리(II)), 오염 제거 및 생분해용 효소, N-사이클로헥실-2-피롤리돈과 같은 촉매 산화제, 고체 중합체 매트릭스 및/또는 이온 교환 수지가 포함될 수 있다. 이온 교환 수지는 예를 들어 산성 양이온 교환 수지 또는 염기성 음이온 교환 수지일 수 있다.
중화 조성물을 제조하기 위해, 활성 오염 제거제 및 임의의 첨가제(pH 조절제, 안료, 현탁 보조제, 유동성 개질제, 고체 흡착제, 이온 교환 수지 또는 반응성 금속 산화물을 포함 하나 이에 제한되지 않음)가 비닐 수지에 첨가되어 완전히 혼합될 수 있다. 선택적으로, 비닐 수지의 현탁액은 물 또는 다른 적합한 용매와 같은 용매에서 제조된다. 오염 제거제, 개질제(예를 들어, 유동성 개질제, 안료, 흡착제 등) 및 기타 첨가제를 첨가하여 정확한 백분률의 중합체 고체에 대한 희석액을 완성할 수 있다. 이는 직접 적용될 수 있다. 선택적으로, 특정 화학 작용을 필요로 하는 활성제를 적용 직전에 첨가할 수 있다.
중화 조성물이 사용될 때, 중화 조성물은 관심 물질을 포함하는 표면에 코팅으로서 적용될 수 있다. 표면은, 예를 들어, 유리, 금속 표면(예를 들어, 스테인레스 스틸), 페인트 표면, 콘크리트 표면 등과 같은 경질의 비-다공성 표면 일 수 있다. 다른 표면들도 고려될 수 있는데, 중합체 표면(예를 들어, 플라스틱), 가요성 표면, 다공성 표면, 섬유 표면 및 직물 표면을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
관심 물질은 예를 들어 생물학 작용제(천연 또는 비-천연 발생 유기체 또는 이의 성분), 화학 신경 작용제, 화학 블리스터 작용제, 혈액 작용제(즉, 혈액 내 존재, 혈액 내 복제, 혈액 성분 감염, 혈액 성분의 기능 변경, 혈액 성분의 변경을 가능케 하는 작용제), 폐 손상제, 독성 산업 화학 물질 및/또는 독성 산업 물질일 수 있다.
독성 산업 화학 물질 또는 독성 산업 물질의 예시적인 예로는 벤젠 아크릴 아미드, 염소, 염화수소, 포스겐, 알드린(aldrin), 디엘드린(dieldrin), 엔드린(endrin), 린덴(lindane), 헵타클로르(heptachlor), 피페로닐 부톡사이드, 펜타클로로페놀, 헥사클로로벤젠, 시안화칼슘, 브롬화메틸, 포스핀, 메틸수은 아세테이트, 메틸수은 시안화물, 석유 폐기물 등이 있다.
생물학 작용제는 임의로 박테리아, 바이러스, 진균, 원생동물, 벌레, 곤충 또는 단백질(선택적으로 감염성 단백질)이다. 임의로, 생물학 작용제는 박테리아 유기체이다. 박테리아 유기체는 임의로 Staphylococcus aureus(포도상 구균), Bacillus anthracis(바실러스 안트라시스), Pseudomonas aeruginosa(슈도모나스 아에루기노사), Acinetobcter baumannii(아시네토크터 바우만니), Bacillus subtilis(바실러스 서브틸리스), Bacillus globigii(바실러스 글로비치), Yersinia pestis(예르시니아 페스티스), Francisella tularensis(프란셀라야 툴라렌시스), Br. melitensis, Burkholderia pseudomallei, C. botulinum, 또는 Burkholderia mallei 중 하나 이상이다. 생물학 작용제는 선택적으로 박테리아 포자, 선택적으로 Bacillus anthracis 또는 Bacillus thuringiensis var. Kurstak의 포자이다.
생물학 작용제는 임의로 바이러스이다. 바이러스의 예시적인 예로서, 인간 면역 결핍 바이러스(HIV), 노로 바이러스, 수두 바이러스, 바리올라 바이러스, 광견병 바이러스, 유두종 바이러스, 사이토메갈로 바이러스 등을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 예시적인 예로는 필로비리대 바이러스(예: 마르부르크 바이러스 및 에볼라 바이러스), 아레나비리대 바이러스(예: 라사 바이러스 및 마추포 바이러스), 알파 바이러스(예: 베네수엘라 말 뇌염(Venezuelan equine encephalitis), 동부 말 뇌염, 서부 말 뇌염), 니파 바이러스, 한타 바이러스, H1N1 또는 다른 인플루엔자 바이러스 등이 포함된다.
관심 물질이 생물학 작용제인 경우, 예를 들어, 바실러스 탄저균(안트라크스), 클로스트리디움 보툴리눔(보툴리즘), 예르시니아 페스티스(plague), 바리올라 메이저(천연두, smallpox) 또는 기타 수두 바이러스, Francisella tularensis(tularemia), 바이러스성 출혈열 바이러스, 아레나바이러스, 분야바이러스(bunyaviruses), 플라비바이러스(뎅기열 포함), 필로바이러스(Ebola 및 Marburg 포함), Burkholderia pseudomallei(melioidosis), Coxiella burnetii(Q fever), Brucella 종, 리신(ricin), 포도상구균 장독소 B, 박테리아(대장균, 살모넬라균, 리스테리아 모노사이토제네스, 간염 A, 모기-매개 뇌염 바이러스 등 포함)와 같은 카테고리 A 또는 카테고리 B 생물학 작용제일 수 있다. 일부 구현예에서, 관심 물질은 생물학 작용제, 화학 신경 작용제, 화학 블리스터 작용제, 혈액 작용제, 폐 손상제 및/또는 독성 산업 화학 물질의 모사체(simulant)일 수 있다. 일 특정 구현예에서, 관심 물질은 바실러스 탄저균(B. anthracis) 또는 Bacillus atrophaeus(B. atrophaeus), B. 탄저균의 모사체 또는 그 포자일 수 있다.
중화 조성물은 임의의 적합한 코팅 방법을 사용하여 수성(또는 다른 액체) 조성물로서 표면에 적용될 수 있다. 예를 들어, 중화 조성물은 스프레이, 롤링 등에 의해 적용될 수 있다. 일부 특정 구현예에서, 중화 조성물은 표면에 중화 조성물을 분무함으로써 적용된다. 전술한 바와 같이, 다양한 실시 형태에서, 중화 조성물은 중화 조성물이 충분히 중합되거나 건조되어 표면에 계속 코팅될 수 있도록, 경사지거나 심지어 수직 또는 오버헤드(예를 들어, 매달린) 표면 상에 코팅으로 적용될 수 있게 하는 점도를 갖는다.
선택적으로, 중화 조성물은 코팅에 실질적으로 홀, 갭 또는 중단없이 표면을 실질적으로 완전히 코팅하도록 표면에 적용된다. 중화 조성물은 임의의 적합한 두께로 도포될 수 있지만, 다양한 실시 형태에서, 중화 조성물은 경화 후 약 100㎛ 내지 약 500㎛의 두께를 갖는 중합체 코팅을 생성하기에 충분한 두께로 도포된다. 더 얇거나 더 두꺼운 코팅으로 적용될 수 있지만, 코팅은 적절한 특성(강도 및 탄성 포함)을 나타내기에 충분히 두꺼워서 박리에 의해 완전히 제거될 수 있고 관심 물질을 완전히 중화시킬 수 있어야 하며, 반면 재료 낭비 또는 경화 시간에 악영향을 미치지 않을 정도로 얇아야 한다.
중화 조성물이 표면에 적용된 후, 중화 조성물은 관심 물질을 중화시키는데 효과적으로 관심 물질을 캡슐화한다. 특히, 중화 조성물은 표면 및 관심 물질과 환경 사이에 폐색 밀봉을 생성하는데, 이는 관심 물질을 환경으로부터 캡슐화하는데 효과적인 것으로 여겨진다. 예를 들어, 중화 조성물 내 활성 오염 제거제는 표면에 존재하는 관심 물질의 입자 주위로 흘러 코팅하거나 또는 관심 물질에 부착될 수 있다. 관심 물질이 캡슐화되는 동안, 활성 오염 제거제는 관심 물질을 추가로 중화하도록 작용한다. 상기에서 상세히 설명된 바와 같이, 관심 물질의 중화 메커니즘은 사용된 특정 활성 오염 제거제에 따라 달라질 수 있다. 중화 조성물에 하나 이상의 첨가제를 포함하는 구현예에서, 관심 물질의 중화 부산물은 상기 기술된 바와 같이, 임의로 하나 이상의 첨가제에 의해 추가로 분해되거나 비-독성화될 수 있는 것으로 또한 여겨진다.
관심 물질이 캡슐화된 후, 중화 조성물이 경화되어, 도 1에 도시된 바와 같이 표면 상에 중합체 코팅을 형성한다. 경화는 실온에서 수행될 수 있거나, 일부 구현예에서, 중화 조성물을 중합체 코팅으로 경화시키기 위해 코팅을 광 및/또는 열에 노출시킬 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 중화 조성물은 코팅으로서 적용되는 시점으로부터 약 2시간 이내에 경화된다. 사용되는 특정 필름-형성 중합체 또는 엘라스토머에 따라, 더 길거나 더 짧은 경화 시간이 고려된다. 그러나, 일부 실시예에서, 표면으로부터 관심 물질을 효율적으로 제거하기 위해 약 2시간 이하의 경화 시간이 바람직할 수 있다. 중화 조성물이 경화됨에 따라, 관심 물질의 입자는 중합체 코팅에 부착되거나 포획된다.
중화 조성물이 표면 상에서 중합체 코팅으로 경화된 후, 중합체 코팅은 임의로 도 1에 도시된 바와 같이 표면으로부터 박리된다. 중합체 코팅은 표면이 사용될 때와 같이, 경화 완료 후 곧 또는 경화 완료 후 즉시 제거될 수 있고, 또는 몇 시간 후에 제거될 수도 있다. 예를 들어, 중합체 코팅은 관심 물질에 의한 교차 오염의 우려없이 표면 주위에서 작업이 수행되는 동안 자리에 남겨질 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 중합체 코팅은 조각됨 없이(without flaking) 단일 조각으로 또는 여러 개의 큰 조각으로 박리될 수 있다. 따라서, 중합체 코팅은 그 안에 캡슐화된 관심 물질과 함께 표면으로부터 박리됨으로써 표면으로부터 완전히 제거될 수 있다. 중화 조성물이 안료를 포함하는 구현예에서, 일례로서, 중합체 코팅의 제거 완료는, 예를 들어 착색된 중합체 코팅이 표면상에 남아 있지 않음을 관찰함으로써 시각적으로 확인될 수 있다.
중합체 코팅을 표면으로부터 제거한 후, 중합체 코팅은 그 자체로 롤링되거나 접혀서 관심 물질이 환경으로부터 격리되도록 유지할 수 있다. 그러한 경우, 관심 물질이 활성 오염 제거제에 의해 완전히 중화되지 않았더라도, 관심 물질은 환경을 더 오염시키거나 환경을 통해 확산되는 것이 방지된다. 또한, 관심 물질이 완전히 중화되지 않은 경우, 중합체 코팅이 표면으로부터 박리된 후에 관심 물질의 중화가 계속될 수 있다.
또한, 장치의 일부로서 또는 장치 자체로서 본원에 제공된 중화 조성물을 사용하는 샘플링 장치가 제공된다. 샘플링 장치의 일부 실시 형태에서, 중화 조성물은 장치의 하나 이상의 표면, 또는 시트 재료의 측면에 적용될 수 있다. 시트 재료는 예를 들어 비교적 강성 재료로부터 형성되거나, 선택적으로는 중합되거나 그렇지 않으면 강성인 폴리머로부터 형성될 수 있다. 예시적인 중합체로, 폴리카보네이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리스티렌, 아크릴, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 등이 포함될 수 있다. 중화 조성물은 시트 재료의 표면 상에 코팅된 접착제 조성물로 제형화될 수 있다.
중화 조성물을 시트 재료에 적용한 후, 중화 조성물은 즉시 또는 나중에 사용하기 위해 건조될 수 있다. 선택적으로, 샘플링 장치에 사용될 때 중화 조성물을 활성화하기 위해, 중화 조성물은 예컨대 물 또는 다른 적합한 활성화제로 영역을 습윤시킴으로써 활성화될 수 있다. 예를 들어, 멸균 수가 어플리케이터를 사용하여 표면에 적용될 수 있다. 대안적으로, 시트 재료상에 필름의 점착성을 유지하기 위해 보호 스트립이 중화 조성물 위에 배치될 수 있다. 이러한 구현예에서, 보호 스트립은 중화 조성물로부터 형성된 필름을 노출시키기 위해 샘플링 장치를 사용하기 전에 제거될 수 있다.
중화 조성물이 일단 활성화되면, 중화 조성물은 관심 물질에 노출될 때 공기 또는 표면에서 관심 물질을 부착하거나 흡착할 수 있다. 예를 들어, 샘플링 장치는 표면과 접촉하는 중화 조성물을 포함하는 면과 함께 표면에 적용될 수 있고 관심 물질은 중화 조성물에 부착될 수 있다. 대안적으로, 관심 물질이 공기 중에 오염물로서 존재하는 구현예에서는, 샘플링 장치는 관심 물질이 중화 조성물에 부착될 수 있도록 충분한 시간동안 공기에 노출될 수 있다.
선택적으로 샘플링 장치는 접힐 수 있다. 중화 조성물을 포함하는 시트 재료는 선택적으로 중화 조성물이 관심 물질에 노출된 후 관심 물질을 밀봉하도록 그 자체로 접힐 수 있다. 도 2는 장치가 접힐 수 있는 다양한 실시예에 따른 샘플링 장치(200)를 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 중화 조성물은 시트 재료의 내부 패널(202a)에 필름으로서 적용될 수 있다. 중화 조성물은 추가로 또는 대안적으로 시트 재료의 내부 패널(204)에 필름으로서 적용될 수 있다. 관심 물질에 노출된 후, 내부 패널(202a)은 위로 접혀서 내부 패널(204)와 접촉할 수 있고, 내부 패널(202a)로부터 시트 재료의 대향 면 상에 있는 패널(202b)을 노출시키면서 내부 패널(202a) 및 내부패널(204)은 서로 접착된다. 다음으로, 측면 패널(206a 및 206b)이 안으로 접힐 때, 측면 패널(206a 및 206b)로부터 각각 시트 재료의 대향 면에 있는 측면 패널(206c 및 206d)을 볼 수 있다. 마지막으로, 상부 패널(208a)은 아래로 접혀 패널(202b) 및 측면 패널(206c 및 206d)과 접할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 접힐 때, 중화 조성물을 포함하는 표면은 완전히 밀봉되고 시트 재료의 대향 측면만이 환경에 노출된다.
이어서, 중화 조성물은 시험 또는 다른 분석 시설로 이송되기 위해 이축-배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(BOPET; biaxially-oriented polyethylene terephthalate; MYLAR®로 시판)로 형성된 봉투와 같은 포장 재료로 밀봉될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 샘플링 장치의 테스트 또는 적어도 부분 공정은 수집과 동일한 위치에서 수행될 수 있는 것으로 생각된다.
분석을 위해, 중화 조성물 단독 또는 샘플링 장치 전체가 유기 용매 또는 수성 용매 시스템에 용해될 수 있다. 일부 구현예에서, 용매는 단순히 물 또는 수계 용액일 수 있다. 예를 들어, 중화 조성물 또는 샘플링 장치를 물에 넣고 볼텍스 및/또는 원심 분리로 용해시킬 수 있다. 중화 조성물에 사용되는 특정 물질에 따라 다른 용매가 사용될 수 있다. 여과, 회수 및 다른 추출 기술이 분석 샘플로서 관심 물질을 보유 및/또는 농축하기 위해 사용될 수 있다.
관심 물질의 분석 샘플을 획득한 후, 관심 물질을 식별 및/또는 관심 물질의 중화를 확인하기 위해 하나 이상의 분석이 수행될 수 있다. 예를 들어, 임의의 하나 이상의 공지된 크로마토그래피 기술, 분광 기술 또는 다른 분석 화학 기술이 사용될 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니지만, 가스 크로마토그래피(GC), 액체 크로마토그래피(LP 또는 HPLC), 질량 분석, x-tray 회절, 원자 흡수, 주사 전자 현미경 등을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, DNA 분석, 직접 포자 카운팅 등이 사용될 수 있다. 분석 결과, 오염 제거를 확인하고 오염 원인을 파악할 수 있으며 다른 오염 제거 프로세스를 구현할 수 있다.
본 발명의 다양한 양태는 하기 비-제한적 실시예에 의해 예시된다. 실시예는 예시를 위한 것이며 본 발명의 실체에 대한 제한이 아니다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 본원에 예시된 시약은 상업적으로 이용가능하고, 통상의 기술자는 이러한 시약이 어디서 얻어질 수 있는지 쉽게 이해한다.
실시예
유리 담체 상에 건조된 바실러스 아트로페우스(Bacillus atrophaeus ) 박테리아의 내생 포자를 제거 및 사멸시키는 액체 및/또는 중합체 중화 조성물의 능력을 ASTM 방법 E2414-05 "Standard Test Method for Quantitative Sporicidal Three-Step Method(TSM) to Determine Sporicidal Efficacy of Liquids, Liquid Sprays, and Vapor or Gases on Contaminated Carrier Surfaces"을 약간 변형하여 실질적으로 확인하였다. 2.5cm x 2.5cm 현미경 슬라이드 유리를 기판으로 사용하여 테스트를 수행했다. 샘플 제조 튜브는 표준 1.5ml 마이크로 원심분리기 튜브 대신에 50ml 원뿔형 원심분리기 튜브였다.
간단히 말해서, 개별 유리 커버 슬립(25mm x 25mm)에 약 1.7 x 1010 포자/ml의 바실러스 아트로페우스 포자(Raven Biological Laboratories, Inc.)의 분취 액(0.1ml)을 스파이크 처리하여 표면에 고르게 펴 바른 후 밤새 건조시켰다. 스파이크 영역이 시험중인 중화 조성물로 완전히 덮인 것을 확인하고 3mm 에지는 스파이킹되지 않은 상태로 유지하였다(즉, 슬라이드의 측면 에지 또는 후면에 비산 포자(fugitive spores)가 포함되지 않았다). 접종 전, 유리 슬라이드를 미리 에탄올을 사용하여 멸균 및 사전 세척하여 지문 또는 기타 오염 물질을 제거하고 쿠폰이 건조되로록 하였다.
일련의 중화 조성물은 활성 오염 제거제의 최종 함량이 1중량%, 2중량% 또는 4중량%로 다양하게 조합된 다양한 양의 활성 오염 제거제인 테트라키스하이드록시메틸 포스포늄 설페이트(THPS), 트리클로산 또는 벤잘코늄 클로라이드(BAC)로 스파이크된 FLOORPEELTM 4000(General Chemical Corporation(Brighton, MI)(수중 20중량%)으로 판매되는 비닐 수지를 사용하여 형성하였다. 중화 조성물의 최종 pH는 Na2CO3를 사용하여 약 8.3으로 조정하였다. 중화 조성물 제형을 형성 1시간 내에 시험하였다.
2개의 유리 시트가 유리 캐리어의 각 면에 접착된 스틸베이스를 포함하는 일회용 코팅 장치를 사용하여 작은 유리 캐리어를 유리 기판 상에 코팅하였다. 코팅될 캐리어는 단일 수준의 평면을 생성하기 위해 인접한 플레이트 세트에 의해 생성된 채널에 배치되었다. 캐리어를 코팅하기 위해, 드로우다운 바(drawdown bar)를 복합 유리 표면을 가로질러 드래그한 다음 코팅된 유리 캐리어를 제거하고 건조시켰다. 이러한 코팅을 위해 12mil 간격의 드로우다운 바를 사용하여 약 6mil의 건조 두께를 생성했다. 중합체 에멀젼을 120분 동안 건조시켰다.
120분의 접촉 시간 후, 각각의 건조된 중화 조성물을 멸균 집게로 유리 기판으로부터 박리하고, 유리 상의 임의의 잔류 포자를 수(number) 및 배양성(cultivability) 모두에 대해 분석하였다. 시험 기판을 개별 50ml 원추형 튜브(튜브당 1개)에 넣고 충분한 양의 냉장 배지(즉, 20ml)를 첨가하여 재료를 완전히 덮었다. 이어서, 튜브를 10분 동안 초음파 처리하고 2분 동안 볼텍싱하였다. 대안 적으로, 포자를 폴리스맨을 사용하여 유리 기판 표면으로부터 긁어냈다. 제거 후 회수된 포자는 Petroff-Hausser 계수 챔버를 사용하여 위상차 현미경으로 직접 계수한 다음, 일련의 10배 연속 희석액으로 TSA 플레이트 상에 플레이팅하여 파생성장(outgrowth)에 의해 콜로니 형성 단위(CFU)로서 배양가능한 포자의 수를 결정하였다. 플레이트를 37℃에서 24시간 동안 인큐베이션하고, 콜로니 수를 계수하고, 플레이트를 인큐베이션하고 48시간에 다시 계수하였다. 콜로니 수를 log10으로 변환하고 감소치를 로그 감소 및 치사 분율로 보고했다. 결과는 표 1에 설명하였다.
제형 살생물제 1중량% 살생물제 2중량% 살생물제 4중량%
초기 포자 "시딩"(CFU) 1.7 x 109 1.7 x 109 1.7 x 109
후-처리 회복(CFU) 2.53 x 107 <133 <133
생 포자 감소(CFU) 6.71 x 101 >1.28 x 107 >1.28 x 107
log10 감소 1.83 >7.11 >7.11
또한, 음성 대조군으로서, 임의의 활성 오염 제거제를 포함하지 않는 중화 조성물을 시험하였다. 결과는 시딩 포자의 93% 이상이 경화된 중화 조성물에 부착되거나 포획됨으로써 제거된 것으로 나타났다. 중화 조성물 내 살생물제의 존재, 특히 2중량% 및 4중량%에서 살생물제의 존재는 유리 슬라이드 상에 남아있는 포자의 생존력을 극적으로 감소시켜서 중화 조성물의 박리 후에 이들 샘플에서 포자 성장이 실질적으로 발견되지 않았다.
본 명세서에서 특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 청구된 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 다른 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 청구된 주제의 다양한 양태가 본 명세서에서 설명되었지만, 이러한 양태는 조합하여 이용될 필요는 없다. 따라서, 첨부된 청구 범위는 청구된 주제의 범위 내에 있는 모든 변경 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다.
200: 샘플링 장치
202a 및 204: 시트 재료의 내부 패널
202b: 시트 재료의 대향 면 상에 있는 패널
206a 및 206b: 시트 재료의 측면 패널
206c 및 206d: 시트 재료의 대향 면에 있는 측면 패널
208a: 상부 패널

Claims (41)

  1. 관심 물질이 배치된 표면에 수지 및 활성 오염 제거제를 포함하는 중화 조성물을 적용하는 단계;
    관심 물질을 중화 조성물로 캡슐화하는 단계;
    표면상에 중화 조성물을 경화시켜 표면상에 중합체 코팅을 형성하는 단계; 및
    표면으로부터 관심 물질을 제거하기 위해 중합체 코팅을 표면으로부터 박리하는 단계
    를 포함하는, 관심 물질의 중화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 관심 물질이 생물학 작용제, 화학 신경 작용제, 화학 블리스터 작용제, 혈액 작용제, 폐 손상제, 독성 산업 화학 물질(toxic industrial chemical; TIC), 독성 산업 물질(toxic industrial material; TIM), 또는 이들의 임의의 조합로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 관심 물질이 박테리아, 박테리아 포자, 단백질 또는 바이러스를 포함하는 생물학 작용제인, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 활성 오염 제거제가 클로라이드 화합물 또는 설파이드 화합물을 포함하는 것인, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중화 조성물을 적용하는 단계가 수성 조성물로서 중화 조성물을 적용하는 것을 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중화 조성물을 적용하는 단계가 표면 상으로 중화 조성물을 분무하는 것을 포함하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 표면이 다공성 표면 또는 비-다공성 표면을 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 표면이 페인트 표면, 플라스틱 표면 또는 유리 표면을 포함하는, 방법.
  9. 수지; 및
    수지 내에 존재하는 활성 오염 제거제
    를 포함하는, 중화 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 활성 오염 제거제가 4차 암모늄 또는 4차 포스포늄 화합물, 및 선택적으로 테트라키스하이드록시메틸 포스포늄 설페이트(THPS) 또는 벤즈알코늄 클로라이드(BAC)를 포함하는 중화 조성물.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 중화 조성물의 pH가 6보다 큰, 중화 조성물.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 약 8 내지 약 9의 중화 조성물의 pH를 생성하기에 효과적인 양의 pH 조절제를 추가로 포함하는, 중화 조성물.
  13. 제12항에 있어서, pH 조절제가 소듐 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 소듐 비카보네이트, 소듐 테트라보레이트 헥사하이드레이트, 소듐 하이드록사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 중화 조성물.
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서, 활성 오염 제거제가 중화 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1중량% 내지 약 15중량%의 양으로 존재하는, 중화 조성물.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서, 안료, 현탁 보조제 또는 유동성 개질제 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 중화 조성물.
  16. 제9항 또는 제10항에 있어서, 고체 흡착제, 이온 교환 수지 또는 반응성 금속 산화물 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 중화 조성물.
  17. 생물학 작용제가 배치된 실질적으로 비-다공성 표면상에 비닐 수지 및 활성 오염 제거제를 포함하는 중화 조성물을 분무하는 단계;
    생물학 작용제를 중화 조성물로 캡슐화하는 단계;
    비-다공성 표면상의 중화 조성물을 경화 또는 건조시켜 비-다공성 표면 상에 고체 중합체 코팅을 형성하는 단계; 및
    비-다공성 표면으로부터 중합체 코팅을 박리하는 단계로서, 상기 비-다공성 표면으로부터 중합체 코팅의 박리는 생물학 작용제를 중화시키는데 효과적인, 단계
    를 포함하는, 생물학 작용제의 중화 방법.
  18. 제17항에 있어서, 활성 오염 제거제가 4차 암모늄 또는 4차 포스포늄을 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 활성 오염 제거제가 중화 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1중량% 내지 약 15중량%의 양으로 존재하는, 방법.
  20. 비닐 수지, 천연 라텍스 수지, 합성 라텍스 수지 또는 이들의 임의의 조합; 및
    수지 내의 하나 이상의 활성 오염 제거제.
    를 포함하는, 관심 물질의 중화 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 하나 이상의 활성 오염 제거제가 4차 암모늄 또는 4차 포스 포늄 화합물을 포함하는, 조성물.
  22. 제20항에 있어서, 상기 수지가 비닐 수지이고 상기 활성 오염 제거제가 4차 암모늄을 포함하는, 조성물.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 약 8 내지 약 9의 조성물의 pH를 생성하기에 효과적인 양으로 pH 조절제를 추가로 포함하는, 조성물.
  24. 제23항에 있어서, pH 조절제가 소듐 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 소듐 비카보네이트, 소듐 테트라보레이트 헥사하이드레이트, 소듐 하이드록사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
  25. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 활성 오염 제거제가 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1중량% 내지 약 15중량%의 양으로 존재하는, 조성물.
  26. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 안료, 현탁 보조제 또는 유동성 개질제 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 조성물.
  27. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 흡착제, 이온 교환 수지 또는 반응성 금속 산화물 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 조성물.
  28. 기재의 표면상에서 관심 물질을 중화시키는 공정에 사용하기 위한, 제9항, 제10항, 제20항, 제21항 및 제22항 중 어느 한 항에 따른 조성물.
  29. 제28항에 있어서, 관심 물질이 생물학 작용제, 화학 신경 작용제, 화학 블리스터 작용제, 혈액 작용제, 폐 손상제 및 독성 산업 화학 물질(TIC) 또는 독성 산업 물질(TIM)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
  30. 제28항에 있어서, 관심 물질이 박테리아, 박테리아 포자 또는 바이러스를 포함하는 생물학 작용제인, 조성물.
  31. 제28항에 있어서, 활성 오염 제거제가 클로라이드 또는 설파이드 화합물을 포함하는, 조성물.
  32. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 중화 조성물을 적용하는 단계가 수성 조성물로서 중화 조성물을 적용하는 것을 포함하는, 조성물.
  33. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 중화 조성물을 적용하는 단계가 표면 상으로 중화 조성물을 분무하는 것을 포함하는, 조성물.
  34. 제33항에 있어서, 표면이 다공성 표면 또는 비-다공성 표면을 포함하는, 조성물.
  35. 제33항에 있어서, 표면이 페인트 표면, 플라스틱 표면 또는 유리 표면을 포함하는, 조성물.
  36. 실질적으로 본 명세서에 기재된 바와 같은 조성물.
  37. 실질적으로 본 명세서에 기재된 바와 같은 방법.
  38. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 임의의 조합으로 포함하는, 관심 물질의 중화 방법.
  39. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 임의의 조합으로 포함하는 조성물.
  40. 제40항에 있어서, 수지가 비닐 수지, 천연 라텍스 수지, 합성 라텍스 수지 또는 이들의 임의의 조합인, 조성물.
  41. 제40항에 있어서, 수지가 비닐 수지이고 상기 활성 오염 제거제가 4차 암모늄을 포함하는, 조성물.
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