用于将生物活性剂靶向递送到水生生物体的组合物和方法技术

将含有抗微生物的或抗菌的化合物和/或微生物、具有生物粘附性和受控的浮力性质的可生物降解的且营养上有吸引力的组合物选择性地供给至处于开放或封闭的水体中的水生生物体，并且在与所选的水生生物体的诸如鳃、皮肤或沿消化道的粘膜组织接触时释放生物活性组分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将生物活性剂靶向递送到水生生物体的组合物和方法本申请要求2012年2月21日递交的美国临时专利申请号61/601,290的优先权，将其整体通过引用的方式并入本文中，用于所有目的。
本专利技术涉及含有抗微生物的或抗菌的化合物和/或微生物、具有生物粘附性和受控的浮力性质的可生物降解的且营养上有吸引力的组合物，用于选择性地供给至处于开放或封闭的水体中的水生生物体，并且在与所选的水生生物体的诸如鳃、皮肤或沿消化道的粘膜组织接触时释放生物活性组分。
技术介绍
非本地的水生物种在全世界迅速地蔓延，既导致全球生物多样性的严重损失，又造成环境和经济的破坏[1，2，3]。除了对栖息地的质量的直接影响，预期的气候变化将促进入侵物种扩张到新的地区并且通过改变竞争优势、增加捕食和传染性疾病来放大已经存在的影响。被认为是入侵性的水生物种是非本地物种，因为它们不受天敌影响，繁殖快速且与本地物种侵略性地竞争。入侵的掠夺性物种捕食本地物种并且破坏它们的水生食物网。它们可以影响属性值，并且影响水-依赖性群落的经济。例如，自19世纪初以来，许多非本地的水生植物、动物和微生物已经被有意或无意地引入到五大湖中。它们中的许多过密地存在于五大湖以及周围的河流中。它们捕食本地鱼类和植物，并破坏了湖中的生态系统。它们还通过在该地区中破坏船和齿轮、水下电缆、石油钻机平台、浮标、渔网、堵塞水管和水电设施、阻塞淡水供应系统以及阻断灌溉系统，而损害休闲和农业活动。单在美国的损失每年估计达785亿[4]。最近遍及多个国家的工作已凸显了更严格和更广泛的管理程序以防止和控制非本地物种在全世界蔓延的迫切需要。斑马贻贝(Dreissenapolymorpha)和亚洲蛤(Corbiculafluminea)的入侵引起了特别的关注，这是由于它们能够迅速覆盖硬的水下基质的表面、降低浮游植物生物质并且因此扰乱了浮游的食物网，以及作为主要的大量污染进水口结构和用在市政的、农业的、工业的和发电站的供水系统中的管路的物种[5，6]。在美国的36个相邻州以及夏威夷发现了亚洲蛤。斑马贻贝在1986年被引入美国，已经迅速地蔓延到五大湖、圣劳伦斯河和与密西西比河相关的水路。预计贻贝将在20-25年内侵扰从太平洋海岸到大西洋海岸的加拿大中部以南和佛罗里达走廊以北的大部分地区。随着斑马贻贝的发展，本地的淡水双壳类种群的前景是暗淡的，特别是那些被认为受到威胁和濒临灭绝的物种的种群[7]。另一种有害的入侵者是虾虎鱼(roundgoby,Neogobiusmelanostomus)，它是地球上最广泛入侵的鱼类之一。这种鱼已经在劳伦森五大湖流域、波罗的海和几个主要的欧洲河流内有大量引入的种群。虾虎鱼栖息于范围广泛的温带的淡水和微咸水生态系统中，并且如果没有建立严格的管理程序，它将可能通过压载水、意外的诱饵释放和自然的散布方式继续蔓延到全世界[8]。有很多控制入侵物种的蔓延的方法。这些方法包括诸如清淤、链条拖曳和手耙的机械清除、捕食者清除以及化学的、生物化学的和生物的控制。同样重要的是以安全的、环境负责的和成本有效的方式来治理入侵物种。例如，为了找到控制入侵贻贝的危害较小的方法，纽约州立博物馆(NYSM)实地研究实验室筛选了超过700种细菌菌株作为针对斑马和斑驴贻贝的潜在的生物防治剂。结果，他们发现了一种针对这些贻贝的荧光假单胞菌的高效且致命的菌株(CL145A)(美国专利号6,194,194)。这种无害的细菌存在于所有北美的水体中，乃至一般家庭厨房和冰箱中[9]。和有毒物质的应用是降低入侵物种的种群的有效的方法之一。然而，应用的技术尚未完善，且因此那些方法完全不能有效地根除入侵生物体。另一个缺点是，所用的许多有毒物质，例如次氯酸钠、表面活性剂、铵盐、N-三苯甲基-吗啉，要么毒性低，要么无选择性地影响整个水生态系统。例如，贝兹化工(BetzChemicals)生产的Clam-Trol、卡尔冈公司(CalgonCorp)生产的H130以及以贝螺杀(Bayer)为商品名销售的4-三氟乙基-4-硝基苯酚对于鱼类和其它水生生物有剧毒，并且被认为在环境中是非常持久的[10]。迄今为止，那些化学处理没有一个似乎有可能取代简单氯化作用成为治理斑马贻贝的标准方法。两个在水生系统中使用最广泛的两种鱼类有毒物质是鱼藤酮和抗霉素A。鱼藤酮，是由EPA注册的用于杀死鱼类的植物源农药。该化学物质与来源于鱼藤属种(Derrisspp.)、尖荚豆属(Lonchocarpusspp.)和灰叶属种(Tephrosiaspp.)的根部的异黄酮化合物有关，并且主要在东南亚、南美和东非分别被发现。鱼藤酮产品，因急性吸入的、急性口服的和水生的毒性，被列为限制使用的农药(RUP)(见EPA738-R-07-005，2007年3月，鱼藤酮的注册合格决定)。鱼藤酮不溶于水。为了使其分散在水中以便它可以在低浓度下起作用，鱼藤酮必须与溶剂配制。有几种含有作为活性成分的鱼藤酮的市售液体乳液产品可以被用于治理水生系统。例如，一个产品被称为另一个为CFT这些杀鱼剂通常通过喷射乳液于水面上来应用。然而，这些乳液型杀鱼剂组合物有许多缺点，如下所述。抗霉素A是较新的鱼类毒性物，并且主要用作单一的治理工具。在过去的十年中，抗霉素A已经被联邦和州机构用以使受威胁/濒危鱼类复原到它们的原始栖息地(见EPA738-R-07-007，2005年5月，抗霉素A的注册合格决定)。抗霉素A也是由EPA注册的用于杀死鱼类的限制使用的农药。该化学物质由来自链霉菌(Streptomycesmold)的发酵产物所衍生，被直接应用于水以恢复休养的鱼群(recreationalfishpopulation)并且从鲶鱼鱼苗和食用鱼生产鱼塘移除有鳞鱼类。这种有毒物质以“Fintrol”的商品名销售。目前，有三种可得到的抗霉素A的已注册配方。Fintrol-5由涂覆在砂粒上的抗霉素A组成，其涂覆方式使得随着砂子下沉在前5英尺深的水中均匀地释放该有毒物质；Fintrol-15，在前15英尺的深度释放该有毒物质；一种液体的Fintrol浓缩物，被开发用在非常浅的活水和小溪中。自引进抗霉素A以来，它已经成为了一种引人注目的农药，这是由于其对鱼类的相对特异性，例如杀死鱼类的最小浓度被认为对其它水生生物和哺乳动物无害。它在非常小的浓度对所有生命阶段的鱼类，从卵到成熟，都是有效的。在致死剂量，它的呼吸抑制特性是不可逆的，并且重要的是，它在开放的环境中会迅速地降解。为更好地控制该毒性物质的释放所做的努力，是众所周知的，特别是在农业产业中。例如，美国专利号3,851,053和4,400,374公开了具有延长的扩散路径长度的各种聚合物。典型地，被掺入的药剂是有机农药，并且基质类型是诸如天然橡胶、苯乙烯-丁基苯乙烯橡胶等的弹性体。然而，本领域熟知的是，几乎所有的有机和无机杀虫剂在那些塑料基质中溶解度都不足。其它已知的封装系统(encapsulatingsystems)包括：专利号3,059,379和4,428,457，其中核心-颗粒化肥料(core-granulatedfertilizer)被封装在多孔薄膜中；美国专利号4,019,890，其中颗粒状肥料被形成果冻样凝胶涂层的防水层涂覆。美国专利号2本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在水生环境中递送生物活性剂的组合物，其包括至少一种生物活性剂、至少一种生物粘附性聚合物、至少一种密度调节化合物和至少一种营养物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.21 US 61/601,2901.用于在水生环境中递送生物活性剂的颗粒，所述颗粒中的每一个均包括聚合物基质、其中溶解或分散有至少一种生物活性剂的油滴、至少一种密度调节化合物和至少一种营养物，其中所述至少一种密度调节化合物选自具有小于1g/cm-3的密度的蜡和具有大于1g/cm-3的密度的水不溶性盐；且其中所述聚合物基质包含至少一种生物粘附性聚合物，且所述其中溶解或分散有至少一种生物活性剂的油滴包埋在所述聚合物基质中。2.如权利要求1所述的颗粒，其中所述生物活性剂按重量计为0.05％到10％，所述生物粘附性聚合物按重量计为0.05％到10％，按重量计所述密度调节化合物为0.05％到30％以及所述营养物为0.05％到50％。3.如权利要求1所述的颗粒，其中所述生物活性剂选自杀生物剂、治疗性物质和营养性物质以及它们的混合物，且其中所述生物活性剂溶解或分散在油和阳离子表面活性剂的混合物中。4.如权利要求1所述的颗粒，其中所述生物活性剂是选自抗霉素A、胡椒基丁醚(PBO)、除虫菊素、鱼藤酮和除了鱼藤酮以外的立方体树脂、氯硝柳胺、氯硝柳胺的氨基乙醇盐、三氟甲基-4-硝基苯酚(TFM)，以及它们的混合物的杀生物剂。5.如权利要求1所述的颗粒，其中所述生物活性剂是选自抗生素、抗菌剂、抗病毒剂、抗真菌剂、抗原生动物药、抗寄生虫药以及它们的混合物的治疗性物质。6.如权利要求1所述的颗粒，其中所述生物活性剂包括一种或多种抗生素。7.如权利要求1所述的颗粒，其中所述生物活性剂是选自蛋白质、肽、脂肪酸、氨基酸、维生素、胡萝卜素、激素以及它们的混合物的营养剂。8.如权利要求1所述的颗粒，其中所述生物粘附性聚合物选自阳离子羟乙基纤维素和阳离子疏水改性的羟乙基纤维素、聚乙烯亚胺、二乙基氨乙基-葡聚糖、聚-L-赖氨酸(PLL)、壳聚糖、改性壳聚糖、阳离子瓜尔胶以及它们的混合物。9.如权利要求1所述的颗粒，其中所述至少一种密度调节化合物包括一种或多种选自Ag、Ba、Ca、Mg和Zn的水不溶性碳酸盐(CO32-)、磷酸盐(PO43-)和硫酸盐(SO42-)的水不溶性盐。10.如权利要求1所述的颗粒，其中所述至少一种密度调节化合物包括一种或多种主要通过使乙烯或α烯烃聚合而衍生的合成蜡以及它们的混合物。11.如权利要求1所述的颗粒，其中所述营养物选自动物或植物膳食、蛋白质、鱼分离蛋白、大豆分离蛋白、豌豆分离蛋白、油菜籽分离蛋白、肽、氨基酸、脂肪酸、动物或植物油、淀粉以及它们的混合物。12.如权利要求1所述的颗粒，其中所述生物活性剂是水不溶性的，所述油是蓖麻油，并且所述油滴还包含阳离子表面活性剂。13.如权利要求1所述的颗粒，其中所述基质中的所述生物粘附性聚合物与基质形成聚合物混合，所述基质形成聚合物选自乙基-纤维素、甲基-纤维素和羧甲基-纤维素、琼脂、角叉菜胶、海藻酸盐、果胶、明胶和麸质。14.如权利要求1所述的颗粒，其中所述至少一种密度调节化合物是磷酸三钙(TCP)与聚丙烯蜡(PPP)的混合物。15.如权利要求1所述的颗粒，其中所述颗粒在被置于水中时保持完整并且保留生物活性剂至少2小时。16.如权利要求1所述的颗粒，其中所述颗粒具有5-50微米的尺寸。17.如权利要求1所述的颗粒，其中所述颗粒具有5-1000微米的尺寸。18.如权利要求1所述的颗粒，其中所述颗粒具有1000-10000微米的尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫迪·哈莱尔，布莱恩·卡朋特，P·施迈茨，
申请(专利权)人：先进生物营养公司，
类型：发明
国别省市：美国;US