[发明专利]包含第一酶和包封的第二酶的防污组合物

说明书

本发明涉及防污组合物。具体地，本发明涉及防污组合物，其包含能够产生具有防污作用的化合物的酶。

生物污垢的问题出现在持续或间歇性地与水接触的任何表面。活生物体的表面粘附与生长引起多种类型的设备和装置在卫生和功能上的问题，其范围涉及医用植入物和电子电路，乃至较大的建筑，例如加工设备、造纸机和船舶。

在许多情况下，生物污垢由微观有机杂质或包含细菌和其它微生物的胞外聚合物(EPS)的可见粘性层构成。这种类型的生物污垢被称作微污垢，更常被称作生物膜，其出现在自然环境和工业环境中表面与水接触的任何地方。在充分发育时，海洋环境中的生物污垢还包括宏观生物，例如藻类和藤壶。这种类型的生物污垢是水下建筑，例如管道、锚链、捕鱼网、桥梁和石油平台以及其它港口或水利建筑的主要问题。生物污垢可使船舶的燃料消耗增加达40％。

特别地，如在US 5071479所讨论的，海洋生物在船体水下部分上的生长是一个特殊的问题。这种生长增加了船体穿过水时的摩擦阻力，导致燃料消耗增加和/或船速降低。海洋生长物积累得如此之快，以至于需要在干船坞中进行的清洗和重漆修缮通常被认为过于昂贵。

专门用于防止污垢的涂料主要有两种不同的类型，即脱污漆(foul-release paint)和自抛光漆。脱污漆的特征在于使结垢生物难以附着的光滑表面。然而，这种机制通常仅对多数时间在航行且优选以高速巡航的船舶有效。由其字面含义所示，自抛光漆被逐步溶解或剥离。这样就提供了不断获得新漆层的过程。这些漆料可以包含防污剂，其能够以足以抑制海洋生物在船体表面结垢的高浓度从涂层逐步释放。

此前，三丁基锡(TBT)曾广泛用作生物杀灭剂，特别是用于海洋防污剂中。然而，由于对这种有机锡生物杀灭剂在以商业水平作为用于水(海洋)的涂料组合物中防污活性成分时导致的环境影响的担忧不断增加，这种应用实际上已经停止。已经发现，由于三丁基锡型化合物，特别是20wt％的高浓度三丁基锡型化合物在船底漆中的广泛使用，因该化合物浸出而导致的周围水域污染已经达到引起贝类和壳类生物的生殖和免疫缺陷的水平。已经在法英海岸线检测到了这些影响，并且已经在美国和远东水域证实了类似的影响。国际海运组织(IMO)外交会议在2001年10月通过的关于控制有害防污体系的IMO国际协定(AFS协定)禁止在船舶上使用TBT涂料(于2003年1月1日起生效)，并要求在2008年1月1日之前从船舶上清除活性TBT涂层。

目前，最广泛使用的防污漆以铜和助生物杀灭剂(booster biocides)为基础(Yebra et al，2004.Progress in Organic Coatings 50：75-104)。然而，如吡啶硫酮铜或异噻唑啉酮的助生物杀灭剂对于补充铜的生物杀灭作用是必需的，而铜的生物杀灭作用对一些广泛传播的铜耐受性藻类物种(例如，浒苔属Enteromorpha spp.)不起作用。助生物杀灭剂同样也被怀疑对环境有害。现已有多篇文献评述了助生物杀灭剂的安全性(Boxall，2004.Chemistry Today22(6)：46-8；Karlsson and Eklund，2004.Marine Pollution Bulletin2004；49：456-64；Kobayashi and Okamura，2002.Marine Pollution Bulletin2002；44：748-51；Konstantinou and Albanis，2004.Environment International2004；30：235-48；Ranke and Jastorff，2002 Fresenius Environmental Bulletin2002；11(10a)：769-72)。

因此，需要提供环境友好型防污组分。由于其在海洋环境中将被快速降解，认为酶对环境是友好的。因此，尽管预期酶不能在涂层的整个使用期间保持活性，但自抛光涂料体系为该问题提供了解决方案。在自抛光涂料中，酶仅在漆料的水化层中具有活性并易于降解，同时预期所述酶在漆料的干燥内层中将非常稳定，从而在漆料的整个使用期间持续提供新的活性酶源。

本发明解决了现有技术的难题。

一方面，本发明提供了防污组合物，其包含

(i)表面涂层材料；

(ii)(a)第一酶，和

(b)第一底物，其中所述第一酶对所述第一底物的作用产生第二底物；

(iii)第二酶，其中所述第二酶被包封于硅酸盐中，并且其中所述第二酶在作用于所述第二底物时产生防污化合物。