[发明专利]生物功能材料

说明书

相关申请的交叉参考

本申请请求2006年11月22日提交的美国专利申请顺序号 US11/562,503的优先权。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及自净组合物和防止和减少因鸟粪，昆虫废物，食物碎 屑和其它产生污迹的物质导致的表面污迹蓄积的方法。

2.技术背景

汽车内和外表面，诸如涂层，油漆和座位织物在它们处于长期接 触鸟粪，昆虫碎片，松叶树脂，微生物，树胶时发生污染和侵蚀。某 些污迹，诸如来源于昆虫的污迹难以通过定期自动无刷洗涤除去。内 表面和涂层还可能易于被食物和饮料中的油，蛋白质，糖和其它组分 弄脏并且定时除去这类污迹可能存在某些挑战。

在本文中，本发明具体涉及将消化蛋白，包括溶菌酶，蛋白酶， 脂酶，纤维素酶等掺到表面，诸如油漆和涂层上。消化蛋白的催化活 性使正在进行的自净能够减少和消除污迹污染。这些消化蛋白的作用 机制性质上主要是酶促的并且不涉及使用任何腐蚀性或氧化性成分； 因此，它们对环境有利。

在这项工作中的初始阶段关注的污迹包括由昆虫破碎体，动物(如 鸟)废物，食物，牛奶和其它饮料以及化妆品和个人护理产品形成的污 迹。尽管详细成分随污迹来源的不同而改变，但是粘附于表面上的污 迹的主要成分为蛋白质，多糖，脂肪或油。

3.相关领域的描述

已知将酶掺入涂层或底物的目的在于给表面提供抗微生物，抗真 菌或防污浊特性。就申请人所知使消化蛋白附着于表面以便酶促分解 与表面接触的污迹分子是新颖的。

U.S.6,818,212中披露了用于消毒和杀灭微生物细胞的酶促抗微 生物组分。

Wang等2001中披露了在潮湿条件下酶在其共价结合时寿命延长； 而该参考文献中似乎并未提及在表面自净领域中应用这类共价结合的 酶。

U.S.3,705,398中披露了具有活性抗菌，抗真菌和抗菌与抗真菌 特性组合的聚合物制品。抗菌和抗真菌活化剂分布在聚合物组合物内 并且迁移至表面。

U.S.5,914,367中披露了制备聚合物-蛋白质复合物的方法，包 括在溶于有机相中的蛋白质存在下通过蛋白质与表面活性剂的离子配 对使单体聚合。然而，该参考文献中似乎并未提及利用这种聚合物- 蛋白质复合物的消化能力防止或减少污迹蓄积。

U.S.6,150,146中披露了以受控速率从基质中释放具有抗微生物 活性的化合物的方法。该方法预先在基质内包括酶和底物以使该酶和 底物彼此在基质中反应，由此产生具有抗微生物活性的化合物。该专 利还披露了涂敷组合物，它包含成膜树脂，酶，底物和能够与底物反 应的任何酶。

U.S.2005/0058689中披露了具有抗真菌生长和抗菌物质的油漆 和涂层。披露了用于掺入涂了漆的表面中的特定化学品和形成物，它 们为抑制霉菌，细菌和真菌在建筑材料上生长的抗真菌组合物。

本发明的目的在于提供防止和减少污迹蓄积的含消化蛋白的自净 组合物和方法。

发明概述

本发明在第一个方面中提供了包含底物，能够分解污迹分子的消 化蛋白和连接部分的组合物。

本发明的组合物可以用作通过“自动”酶促降解反应防止接触污 迹和污物蓄积的机制。该组合物中的消化蛋白可以包括水解蛋白分子 的蛋白酶，水解脂质和脂肪的脂酶，水解纤维素的纤维素酶和水解碳 水化合物的淀粉酶等。对消化蛋白而言既不需要，也无必要使它们具 有均面对污迹颗粒的功能性结合袋。尽管消化蛋白可以随机排列在表 面上，但是消化蛋白层提供足够的覆盖度和消化活性。

在本发明的一个优选的实施方案中，可以使用包含一个或多个活 性基团的聚合物层预处理表面。可以将消化蛋白混悬液旋转涂敷在带 有活性基团的聚合物层上以便在蛋白质与聚合物层之间形成共价键。 活性基团可以包括醇，硫醇，醛，羧酸，酸酐，环氧化物和酯等。可 选择地，可以使消化蛋白在与油漆或涂层混悬前附着于纳米上。

本发明可以进一步涉及：包含用于分解污迹分子的消化蛋白和涂 敷底物的组合物，其中消化蛋白被截留在涂敷底物中。在该组合物中， 消化蛋白可以选自溶菌酶，蛋白酶，脂酶，纤维素酶，糖苷酶，淀粉 酶等。