RU2763757C1 - Method for blocking bacterial and viral background - Google Patents

Abstract

FIELD: air disinfection.SUBSTANCE: invention relates to air disinfection and can be used to purify the air from pathogenic microorganisms. The basis for blocking bacterial and viral background is a highly porous sorbent: titanium dioxide aerogel with a specific surface area of 583.1 m2/g, saturated with a disinfectant component in the form of molecular chlorine dioxide, with a maximum sorption capacity of aerogel relative to chlorine dioxide of 3.78 mmol/g. Methods for blocking the bacterial and viral background using this basis are proposed.EFFECT: group of inventions makes it possible to disinfect the air of public spaces, such as medical, educational and office premises, crowded places with the controlled release of a safe amount of a disinfecting component without an exposure time limit.5 cl, 4 dwg, 6 tbl, 5 ex

Description

ВВЕДЕНИЕINTRODUCTION

Настоящее изобретение реализует способ блокирования бактериального и вирусного фона в воздушном пространстве. Дезинфицирующее действие по уничтожению бактерий и вирусов в воздухе осуществляется путем контролируемого высвобождения биоцидного компонента диоксида хлора, полученного в результате реакции хлорита натрия и соляной кислоты, из высокопористой матрицы сорбента аэрогеля.The present invention implements a method for blocking the bacterial and viral background in the airspace. The disinfectant action to destroy bacteria and viruses in the air is carried out by controlled release of the biocidal component of chlorine dioxide, obtained as a result of the reaction of sodium chlorite and hydrochloric acid, from the highly porous airgel sorbent matrix.

КОМПОЗИЦИЯ, БЛОКИРУЮЩАЯ БАКТЕРИАЛЬНЫЙ И ВИРУСНЫЙ ФОН, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В ДЕЗИНФЕКЦИИ ВОЗДУХАCOMPOSITION BLOCKING BACTERIAL AND VIRAL BACKGROUND, METHOD FOR ITS PRODUCTION AND APPLICATION IN AIR DISINFECTION

Настоящее изобретение относится к области гигиены, а именно дезинфекции, стерилизации или дезодорации воздуха, и может быть использовано для химической очистки воздуха от патогенных микроорганизмов. Способ заключается в генерации дезинфицирующего компонента диоксида хлора внутри высокопористой матрицы аэрогеля и контролируемом высвобождении его из матрицы. Способ может быть использован для дезинфекции воздуха общественных пространств, таких как медицинские и образовательные учреждения и офисные помещения с большим скоплением людей.The present invention relates to the field of hygiene, namely disinfection, sterilization or deodorization of air, and can be used for chemical purification of air from pathogenic microorganisms. The method consists in generating a disinfectant component of chlorine dioxide inside a highly porous airgel matrix and controlled release of it from the matrix. The method can be used to disinfect the air of public spaces, such as medical and educational institutions and offices with a large crowd of people.

Способ блокирования бактериального и вирусного фона - это способ уничтожения патогенных организмов в воздушном пространстве путем взаимодействия дезинфицирующего компонента с бактериальными и вирусными клетками с элиминацией их функций. Распространение патогенных микроорганизмов в воздухе происходит с перемешиванием и рециркуляцией воздушных масс.The method of blocking the bacterial and viral background is a method for the destruction of pathogenic organisms in the air space by the interaction of the disinfectant component with bacterial and viral cells with the elimination of their functions. The spread of pathogenic microorganisms in the air occurs with mixing and recirculation of air masses.

Блокирование бактериального и вирусного фона, как правило, осуществляется с помощью распыления аэрозолей, содержащих дезинфицирующий компонент. В качестве дезинфицирующего компонента наиболее распространены хлорсодержащие дезинфектанты (KR patent №20150107687 А from 23.09.2015, US patent №20070243597 А1 from 18.10.2007). Основным компонентом хлорсодержащих дезинфектантов является молекулярный хлор, который в значительных концентрациях опасен для здоровья человека (ГН 2.2.5.3532-18). Кроме хлорсодержащих дезинфектантов используются аэрозоли на основе солей галогенидов пиридина (Patent № WO 2009151912 A1 from 21.05.2009), пероксида водорода (Andersen В.М., Rasch М., Hochlin K., Jensen F.-H., Wismar P., Fredriksen J.-E. Decontamination of rooms, medical equipment and ambulances using an aerosol of hydrogen peroxide disinfectant, Journal of Hospital Infection 2006; 62(2): 149-155), эфирных масел (Patent № CA 2549307 C from 24.11.2015), спиртов (Patent № EP 1683416 A1 from 26.07.2006) и озона (Patent № TWI 290838 B from 11.12.2007). Однако известно, что для безопасного для здоровья человека использования генераторов озона необходимо ограничение по времени и месту работы данных устройств в связи с высокой окисляющей способностью озона (Guo, С, Gao, Z., & Shen, J. Emission rates of indoor ozone emission devices: A literature review, Building and Environment 2019; 158: 302-318).Blocking the bacterial and viral background, as a rule, is carried out by spraying aerosols containing a disinfectant component. As a disinfectant component, chlorine-containing disinfectants are the most common (KR patent No. 20150107687 A dated September 23, 2015, US patent No. 20070243597 A1 dated October 18, 2007). The main component of chlorine-containing disinfectants is molecular chlorine, which is hazardous to human health in significant concentrations (GN 2.2.5.3532-18). In addition to chlorine-containing disinfectants, aerosols based on pyridine halide salts (Patent No. WO 2009151912 A1 dated May 21, 2009), hydrogen peroxide (Andersen V.M., Rasch M., Hochlin K., Jensen F.-H., Wismar P., Fredriksen J.-E. Decontamination of rooms, medical equipment and ambulances using an aerosol of hydrogen peroxide disinfectant, Journal of Hospital Infection 2006; 62(2): 149-155), essential oils (Patent No. CA 2549307 C from 11/24/2015 ), alcohols (Patent No. EP 1683416 A1 from 07/26/2006) and ozone (Patent No. TWI 290838 B from 12/11/2007). However, it is known that for the safe use of ozone generators for human health, it is necessary to limit the time and place of operation of these devices due to the high oxidizing power of ozone (Guo, C, Gao, Z., & Shen, J. Emission rates of indoor ozone emission devices : A literature review, Building and Environment 2019; 158: 302-318).

В качестве способа уничтожения патогенных микроорганизмов известно использование воздействия ультрафиолетового света в виде УФ-рециркуляторов (Umar М., Roddick F., Fan L. Moving from the traditional paradigm of pathogen inactivation to controlling antibiotic resistance in water - Role of ultraviolet irradiation, Science of the Total Environment 2019; 662: 923-939; Kowalski W.J., Bahnfleth W.P., Witham D.L., Severin B.F., Whittam T.S. Mathematical Modeling of Ultraviolet Germicidal Irradiation for Air Disinfection, Quantitative Microbiology 2000; 2: 249-270; Song K., Mohseni M., Taghipour F. Application of ultraviolet light-emitting diodes (UV-LEDs) for water disinfection: a review, Water Research 2016; 94: 341-349). Однако, ультрафиолетовое излучение способно ионизировать воздух, что также может привести к негативным последствиям для здоровья человека (Jiang, S.-Y., Ma, А., & Ramachandran, S. Negative Air Ions and Their Effects on Human Health and Air Quality Improvement, International Journal of Molecular Sciences 2018; 19(10): 2966.), поэтому УФ-рециркуляторы применяются с ограничениями по местоположению в пространстве дезинфекции и времени дезинфицирующего воздействия. В дополнение к данным недостаткам выделяют дороговизну подобного оборудования и неудобные габариты.As a way to destroy pathogenic microorganisms, it is known to use exposure to ultraviolet light in the form of UV recirculators (Umar M., Roddick F., Fan L. Moving from the traditional paradigm of pathogen inactivation to controlling antibiotic resistance in water - Role of ultraviolet irradiation, Science of the Total Environment 2019; 662: 923-939; Kowalski WJ, Bahnfleth WP, Witham DL, Severin BF, Whittam TS Mathematical Modeling of Ultraviolet Germicidal Irradiation for Air Disinfection, Quantitative Microbiology 2000; 2: 249-270; Song K., Mohseni M., Taghipour F. Application of ultraviolet light-emitting diodes (UV-LEDs) for water disinfection: a review, Water Research 2016;94: 341-349). However, ultraviolet radiation can ionize the air, which can also lead to negative effects on human health (Jiang, S.-Y., Ma, A., & Ramachandran, S. Negative Air Ions and Their Effects on Human Health and Air Quality Improvement , International Journal of Molecular Sciences 2018; 19(10): 2966.), therefore, UV recirculators are used with restrictions on the location in the space of disinfection and the time of disinfection exposure. In addition to these shortcomings, the high cost of such equipment and inconvenient dimensions are distinguished.

Кроме предложенных методов дезинфекции, доказана эффективность дезинфицирующего компонента диоксида хлора. Диоксид хлора является безопасным биоцидом при его контролируемом выделении в количестве, не превышающем ПДК (ГН 2.2.5.3532-18). Ранее обсуждался механизм воздействия диоксида хлора против вирусов. Механизм заключается в инактивации капсидных белков вирусов, а именно остатков аминокислот цистеина, тирозина и триптофана. Однако инактивации инфекционной вирусной РНК не происходит (Noss С.I., Hauchman F.S., Olivieri V.P. Chlorine dioxide reactivity with proteins, Water Res. 1986; 20(3): 351 356). Механизм антимикробной активности основан на денатурации определенных белков, в первую очередь остатков триптофана и тирозина (Ge, Y., Lei, Y., Lei, X., Gan, W., Shu, L., & Yang, X. Exploration of reaction rates of chlorine dioxide with tryptophan residue in oligopeptides and proteins, Journal of Environmental Sciences 2020; 93: 129-136). Деструкция белков в модельном штамме бактерий Е. Faecalis была исследована в работе (Ersoy, Z.G., Dinc, О., Cinar, В., Gedik, S.Т., & Dimoglo, A. Comparative evaluation of disinfection mechanism of sodium hypochlorite, chlorine dioxide and electroactivated water on Enterococcus faecalis, LWT 2019; 102: 205-213).In addition to the proposed methods of disinfection, the effectiveness of the disinfectant component of chlorine dioxide has been proven. Chlorine dioxide is a safe biocide with its controlled release in an amount not exceeding the MPC (GN 2.2.5.3532-18). The mechanism of action of chlorine dioxide against viruses has been previously discussed. The mechanism consists in the inactivation of the capsid proteins of viruses, namely the amino acid residues of cysteine, tyrosine and tryptophan. However, inactivation of infectious viral RNA does not occur (Noss C.I., Hauchman F.S., Olivieri V.P. Chlorine dioxide reactivity with proteins, Water Res. 1986; 20(3): 351 356). The mechanism of antimicrobial activity is based on the denaturation of certain proteins, primarily tryptophan and tyrosine residues (Ge, Y., Lei, Y., Lei, X., Gan, W., Shu, L., & Yang, X. Exploration of reaction rates of chlorine dioxide with tryptophan residues in oligopeptides and proteins, Journal of Environmental Sciences 2020;93: 129-136). Protein degradation in a model bacterial strain of E. faecalis was studied in (Ersoy, ZG, Dinc, O., Cinar, B., Gedik, S. T., & Dimoglo, A. Comparative evaluation of disinfection mechanism of sodium hypochlorite, chlorine dioxide and electroactivated water on Enterococcus faecalis, LWT 2019; 102: 205-213).

Реализация дезинфицирующего воздействия диоксида хлора осуществляется различными способами. Диоксид хлора обладает биоцидной активностью в газообразной форме и водном растворе (

K., Wittmann М., Noszticzius Z., Rosivall L. Can chlorine dioxide prevent the spreading of coronavirus or other viral infections? Medical hypotheses, Physiology International 2020; 107(1): 1-11). В то же время в водной среде происходят инактивированные диоксидом хлора процессы разрушения белков вирусом, поэтому для активации диоксида хлора необходима средняя влажность воздуха (Morino Н., Fukuda Т., Miura Т., Lee С., Shibata Т., Sanekata Т. Inactivation of feline calicivirus, a Norovirus surrogate, by chlorine dioxide gas, Biocontrol Sci. 2009; 14: 147-153). При этом микроорганизмы могут переноситься микрокаплями воды и легко уничтожаться диоксидом хлора. Возможность контролируемого высвобождения может быть реализована как процесс десорбции диоксида хлора с поверхности сорбента или генерация диоксида хлора, возникающая в результате реакции между хлоритом металла и сухими кислотами в присутствии водяного пара (US patent №6294108 b1 from 2007) или без него (US patent №4689169а from 25.08.1987; US patent №5126070a from 30.06.1992). Последние способы представляют собой активность диоксида хлора в аэрозольной форме.Implementation of the disinfectant effect of chlorine dioxide is carried out in various ways. Chlorine dioxide has biocidal activity in gaseous form and in aqueous solution (

K., Wittmann M., Noszticzius Z., Rosivall L. Can chlorine dioxide prevent the spreading of coronavirus or other viral infections? Medical hypotheses, Physiology International 2020; 107(1): 1-11). At the same time, chlorine dioxide-inactivated processes of protein destruction by the virus occur in the aquatic environment, therefore, the activation of chlorine dioxide requires average air humidity (Morino H., Fukuda T., Miura T., Lee C., Shibata T., Sanekata T. Inactivation of feline calicivirus, a Norovirus surrogate, by chlorine dioxide gas, Biocontrol Sci. 2009;14:147-153). At the same time, microorganisms can be carried by microdrops of water and easily destroyed by chlorine dioxide. The possibility of controlled release can be implemented as a process of desorption of chlorine dioxide from the surface of the sorbent or generation of chlorine dioxide resulting from the reaction between metal chlorite and dry acids in the presence of water vapor (US patent No. 6294108 b1 from 2007) or without it (US patent No. 4689169a dated August 25, 1987; US patent No. 5126070a dated June 30, 1992). The latter methods are the activity of chlorine dioxide in aerosol form.

В качестве сорбентов для контролируемого высвобождения диоксида хлора известны цеолиты (US patent №5567405 from 22.10.1996) и полимерные пленки (US patent №5360609 from 01.11.1994; Ray S., Jin Т., Fan X., Liu L., Yam K.L. Development of Chlorine Dioxide Releasing Film and Its Application in Decontaminating Fresh Produce, Journal of Food Science 2013; 78 (2): 276-284), а также системы, использующиеся в антибактериальных саше.Zeolites (US patent No. 5567405 dated 10.22.1996) and polymer films (US patent No. 5360609 dated 11.01.1994; Ray S., Jin T., Fan X., Liu L., Yam) are known as sorbents for the controlled release of chlorine dioxide. KL Development of Chlorine Dioxide Releasing Film and Its Application in Decontaminating Fresh Produce, Journal of Food Science 2013; 78 (2): 276-284) and systems used in antibacterial sachets.

Таким образом, целью нашего изобретения является создание простого, дешевого и безопасного способа блокирования бактериального и вирусного фона, который будет отвечать следующим характеристикам: обладать эффективным воздействием, уничтожающим патогенные микроорганизмы, контролируемо высвобождать безопасное количество дезинфицирующего компонента, не иметь ограничений по времени воздействия.Thus, the purpose of our invention is to create a simple, cheap and safe way to block the bacterial and viral background, which will meet the following characteristics: have an effective effect that destroys pathogenic microorganisms, controllably release a safe amount of the disinfectant component, and have no exposure time restrictions.

Композиция, которая используется в настоящем решении, включает в себя диоксид хлора в качестве дезинфицирующего компонента и основу для реализации контролируемого высвобождения диоксида хлора. Предложено использование в качестве основы высокопористого материала аэрогеля диоксида титана в связи с высокоразвитой поверхностью, эффективными сорбционными способностями, предполагающими возможность контролируемого релиза диоксида хлора, доступным способом получения и способностью к простой видимой детекции сорбции компонентов и их релиза. Для проведения генерации и сорбции диоксида хлора была использована реакция хлорита натрия и соляной кислоты в условиях вакуума при 4°C с предварительным отжигом аэрогеля при 90°С в течение 2 часов в потоке воздуха 50 мл/мин для получения чистой не гидратированной поверхности. Дальнейшее высвобождение дезинфицирующего компонента диоксида хлора производится при комнатной температуре и нормальном давлении.The composition used in the present solution includes chlorine dioxide as a disinfectant component and the basis for realizing the controlled release of chlorine dioxide. It is proposed to use titanium dioxide airgel as a basis for a highly porous material due to a highly developed surface, effective sorption abilities, suggesting the possibility of a controlled release of chlorine dioxide, an affordable method of production, and the ability for simple visible detection of the sorption of components and their release. To carry out the generation and sorption of chlorine dioxide, we used the reaction of sodium chlorite and hydrochloric acid under vacuum conditions at 4°C with preliminary annealing of the airgel at 90°C for 2 hours in an air flow of 50 ml/min to obtain a clean non-hydrated surface. Further release of the disinfectant component of chlorine dioxide is carried out at room temperature and normal pressure.

Нижеприведенные примеры иллюстрируют использование способа, предложенного в настоящем изобретении, и не должны рассматриваться как ограничивающие его полную сферу применения, охватываемую прилагаемой формулой изобретения.The following examples illustrate the use of the method proposed in the present invention, and should not be construed as limiting its full scope covered by the appended claims.

ПРИМЕР 1. Синтез влажного геля диоксида титанаEXAMPLE 1 Wet Titanium Dioxide Gel Synthesis

Синтез влажного геля диоксида титана, использующийся для производства основы для высвобождения диоксида хлора, производился по методике, предложенной в (Campbell L.K., Na В.K., Ko Е.I. Synthesis and characterization of titania aerogels, Chemistry of Materials 1992; 4: 1329-1333). Для реализации синтеза 15 г образца в реакционную емкость помещали 15 мл тетраизопропоксида титана, 37,5 мл метилового спирта в качестве растворителя и якорь магнитной мешалки, смесь перемешивали 10 мин. Отдельно готовили смесь 37,5 мл метилового спирта, 0,123 мл азотной кислоты для инициации гидролиза и 1,695 мл деионизованной воды и добавляли при перемешивании в реакционную емкость. Синтезированный влажный гель выдерживали в течение 24 часов под действием изопропилового спирта и производили замену растворителя трижды для получения высокопористой структуры. Влажный гель подвергали дальнейшей сверхкритической сушке в атмосфере углекислого газа для сохранения структуры и получения аэрогеля. Вид полученного геля приведен на рис. 1а.Synthesis of the titanium dioxide wet gel used to produce the chlorine dioxide release base was carried out according to the method proposed in (Campbell LK, Na B.K., Ko E.I. Synthesis and characterization of titania aerogels, Chemistry of Materials 1992; 4: 1329-1333). To implement the synthesis of 15 g of a sample, 15 ml of titanium tetraisopropoxide, 37.5 ml of methyl alcohol as a solvent, and a magnetic stirrer anchor were placed in a reaction vessel, the mixture was stirred for 10 min. Separately, a mixture of 37.5 ml of methyl alcohol, 0.123 ml of nitric acid to initiate hydrolysis, and 1.695 ml of deionized water was prepared and added with stirring to the reaction vessel. The synthesized wet gel was kept for 24 hours under the action of isopropyl alcohol and the solvent was changed three times to obtain a highly porous structure. The wet gel was subjected to further supercritical drying in a carbon dioxide atmosphere to preserve the structure and obtain an airgel. The form of the resulting gel is shown in Fig. 1a.

ПРИМЕР 2. Сверхкритическая сушка влажного геля диоксида титанаEXAMPLE 2 Supercritical Drying of Wet Titanium Dioxide Gel

Для устранения воды и замены растворителя, а также для предотвращения разрушения влажного геля, гель выдерживали под действием изопропилового спирта в течение 48 ч. После этого, гель помещали в автоклав для сверхкритической сушки. Процесс осуществлялся с предварительной экстракцией спирта жидким СО₂, за счет чего система чистого жидкого СО₂ может обеспечить экстинкцию мениска между жидкой и газовой фазами в достаточно мягких условиях (31°С и 73,7 бар). Вид полученного образца аэрогеля приведен на рис. 1b.To eliminate water and replace the solvent, as well as to prevent the destruction of the wet gel, the gel was kept under the action of isopropyl alcohol for 48 hours. After that, the gel was placed in an autoclave for supercritical drying. The process was carried out with preliminary extraction of the alcohol with liquid CO ₂ , due to which the system of pure liquid CO ₂ can ensure the extinction of the meniscus between the liquid and gas phases under fairly mild conditions (31°C and 73.7 bar). The view of the resulting airgel sample is shown in fig. 1b.

ПРИМЕР 3. Проверка морфологических характеристик полученных образов аэрогеля диоксида титанаEXAMPLE 3 Verification of Morphological Characteristics of Obtained Titanium Dioxide Airgel Patterns

Полученные образцы аэрогеля диоксида титана были проанализированы методами сканирующей электронной микроскопии (SEM), анализа сорбционных кривых азота, рентгеноструктурным анализом (XRD).The resulting titanium dioxide airgel samples were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), analysis of nitrogen sorption curves, and X-ray diffraction analysis (XRD).

Результаты анализа сканирующей электронной микроскопией (SEM)Scanning Electron Microscopy (SEM) Analysis Results

Метод сканирующей электронной микроскопии использовали для изучения морфологии полученных образцов аэрогеля. На рис. 2а представлено SEM изображение полученной структуры аэрогеля диоксида титана. Снимки отражают высокоразвитую поверхность, что указывает на продолжительный рост полимерных цепей в процессе поликонденсации. Высокая пористость указывает на эффективные сорбционные способности полученного материала.Scanning electron microscopy was used to study the morphology of the obtained airgel samples. On fig. 2a is an SEM image of the resulting titanium dioxide airgel structure. The images show a highly developed surface, which indicates a long-term growth of polymer chains in the course of polycondensation. High porosity indicates the effective sorption capacity of the obtained material.

Результаты анализа сорбционных кривых азотаResults of analysis of nitrogen sorption curves

Метод анализа сорбционных кривых азота был использован для количественного подтверждения морфологической структуры образцов аэрогеля диоксида титана. На рис. 26 изображены кривые сорбции-десорбции азота, полученные из модели Brunauer-Emmett-Teller (BET), и кривая распределения радиуса пор. Подсчет параметров морфологии образца таких, как удельная площадь поверхности, удельный объема пор и наиболее вероятный радиус пор показал сорбционную эффективность полученного материала. Количественные параметры морфологии представлены в табл. 1.The method of analysis of nitrogen sorption curves was used to quantitatively confirm the morphological structure of titanium dioxide airgel samples. On fig. 26 shows nitrogen sorption-desorption curves obtained from the Brunauer-Emmett-Teller (BET) model and a pore radius distribution curve. Calculation of sample morphology parameters such as specific surface area, specific pore volume and the most probable pore radius showed the sorption efficiency of the obtained material. The quantitative parameters of morphology are presented in table. one.

Результаты рентгеноструктурного анализа (XRD)Results of X-ray diffraction analysis (XRD)

Метод рентгеноструктурного анализа был применен для понимания кристалличности структуры образца аэрогеля. На рис. 2с характерные плавные пики отвечают составу образца диоксида титана, однако кристаллической структуры не обнаружено. Таким образом, аэрогель диоксида титана обладает аморфной структурой.The method of X-ray diffraction analysis was applied to understand the crystallinity of the structure of the airgel sample. On fig. 2c, characteristic smooth peaks correspond to the composition of the titanium dioxide sample, but no crystal structure was found. Thus, titanium dioxide airgel has an amorphous structure.

ПРИМЕР 4. Генерация дезинфицирующего компонента диоксида хлора, изучение кинетики сорбционного и десорбционного процесса.EXAMPLE 4. Generation of a disinfectant component of chlorine dioxide, study of the kinetics of the sorption and desorption process.

Генерацию диоксида хлора производили по реакции между 25% раствором хлорита натрия и 10% раствором соляной кислоты в отношении 5:4. Реакцию проводили в присутствии аэрогеля как основы для последующего высвобождения диоксида хлора в вакууме при 4°С. В качестве катализатора процесса генерации диоксида хлора используют цеолит.Generation of chlorine dioxide produced by the reaction between 25% sodium chlorite solution and 10% hydrochloric acid solution in a ratio of 5:4. The reaction was carried out in the presence of an airgel as a basis for the subsequent release of chlorine dioxide under vacuum at 4°C. Zeolite is used as a catalyst for the process of generating chlorine dioxide.

Изучение кинетики сорбционного процессаStudying the kinetics of the sorption process

Изучение кинетики сорбционного процесса было произведено для понимания предельной емкости материала аэрогеля как основы для последующего высвобождения дезинфицирующего компонента. Построение сорбционных кривых производили при определении содержания диоксида хлора в каждой временной точке кривой методом йодометрического титрования (Kuen S.L., Ming J.Н. Disinfection effect of chlorine dioxide on air quality control in Armed Forces General Hospital of Taiwan, Nature and Science 2007; 5(4)) до достижения предельной емкости. Кривая сорбции диоксида хлора на основе из аэрогеля диоксида титана представлена на рис. 3а. Как видно из сорбционной кривой, максимальный рост сорбции наблюдается в первые 5 часов, после которых происходит полное заполнение поверхности аэрогеля молекулами диоксида хлора и достигается максимальная сорбционная емкость, которая составляет 3.78 ммоль/г.The study of the kinetics of the sorption process was carried out to understand the limiting capacity of the airgel material as a basis for the subsequent release of the disinfectant component. Sorption curves were constructed by determining the content of chlorine dioxide at each time point of the curve by iodometric titration (Kuen SL, Ming J.H. Disinfection effect of chlorine dioxide on air quality control in Armed Forces General Hospital of Taiwan, Nature and Science 2007; 5( 4)) until the limit capacity is reached. The sorption curve of chlorine dioxide based on titanium dioxide airgel is shown in Fig. 3. 3a. As can be seen from the sorption curve, the maximum increase in sorption is observed in the first 5 hours, after which the airgel surface is completely filled with chlorine dioxide molecules and the maximum sorption capacity is reached, which is 3.78 mmol/g.

Изучение кинетики десорбционного процессаStudy of the kinetics of the desorption process

Изучение десорбционного процесса необходимо для понимания времени высвобождения дезинфицирующего компонента. Десорбционный процесс был проведен при трех температурах: 4, 25 и 36°С. Построение кривых производилось при определении содержания диоксида хлора в каждой временной точке кривой методом йодометрического титрования (Kuen S.L., Ming J.Н. Disinfection effect of chlorine dioxide on air quality control in Armed Forces General Hospital of Taiwan, Nature and Science 2007; 5(4)). Кривые десорбции диоксида хлора с поверхности аэрогеля диоксида титана при трех температурах показаны на рис. 3b. Как видно из кривых десорбции, кинетика десорбции при 4°С более замедленная, чем при 25 и 36°С, что объясняется большим движением молекул диоксида хлора при повышении температуры и их большей десорбционной способностью. При этом, в течение первого часа сорбционная емкость падает до 0,5 ммоль/г и затем достигается постоянная скорость десорбции 0,015 ммоль/г в сутки.The study of the desorption process is necessary to understand the release time of the disinfectant component. The desorption process was carried out at three temperatures: 4, 25, and 36°C. Curves were constructed by determining the content of chlorine dioxide at each time point of the curve by iodometric titration (Kuen SL, Ming J.H. Disinfection effect of chlorine dioxide on air quality control in Armed Forces General Hospital of Taiwan, Nature and Science 2007; 5(4 )). Curves of desorption of chlorine dioxide from the surface of titanium dioxide airgel at three temperatures are shown in Figs. 3b. As can be seen from the desorption curves, the desorption kinetics at 4°C is slower than at 25 and 36°C, which is explained by the greater movement of chlorine dioxide molecules with increasing temperature and their greater desorption capacity. At the same time, during the first hour, the sorption capacity drops to 0.5 mmol/g, and then a constant desorption rate of 0.015 mmol/g per day is reached.

Тестирование десорбционных характеристик системы аэрогель-диоксид хлораTesting the Desorption Performance of an Airgel-Chlorine Dioxide System

Тестирование десорбционных характеристик способа блокирования бактериального и вирусного фона: расстояния активного действия, времени активного действия и максимальной концентрации релиза диоксида хлора относительно его ПДК было проведено по следующей методике.Testing of the desorption characteristics of the method for blocking the bacterial and viral background: the distance of active action, the time of active action and the maximum concentration of chlorine dioxide release relative to its MPC was carried out according to the following method.

Была проверена десорбционная способность относительно расстояния активного действия диоксида хлора. Концентрация замерялась при помощи газоанализатора диоксида хлора. Измерение велось на расстоянии от 0,3 до 1 м в один момент времени в начале десорбционного процесса. Концентрация диоксида хлора, полученная в результате измерений на различном расстоянии от аэрогеля с диоксидом хлора, показана в табл. 2. Таким образом, расстояние активного действия для данного способа блокирования бактериального и вирусного фона составляет до 1 м.The desorption capacity was tested in relation to the active action distance of chlorine dioxide. The concentration was measured using a chlorine dioxide gas analyzer. The measurement was carried out at a distance of 0.3 to 1 m at one point in time at the beginning of the desorption process. The concentration of chlorine dioxide, obtained as a result of measurements at different distances from the airgel with chlorine dioxide, is shown in table. 2. Thus, the distance of active action for this method of blocking the bacterial and viral background is up to 1 m.

Кроме этого, была проверена сорбционная активность системы относительно времени активного высвобождения диоксида хлора. Концентрация диоксида хлора, десорбированного с поверхности аэрогеля диоксида титана, измеренная через сутки, 15 и 30 суток, представлена в табл. 3. Таким образом, время активного действия для данного способа блокирования бактериального и вирусного фона составляет не менее 30 дней.In addition, the sorption activity of the system was tested in relation to the time of active release of chlorine dioxide. The concentration of chlorine dioxide desorbed from the surface of the titanium dioxide airgel, measured after a day, 15 and 30 days, is presented in table. 3. Thus, the time of active action for this method of blocking the bacterial and viral background is at least 30 days.

Была проверена концентрация высвобождения диоксида хлора на расстоянии 0,3 м в первый час после начала десорбции. Результаты измерений и ПДК диоксида хлора в воздухе рабочей зоны приведены в табл. 4. Таким образом, данный пример демонстрирует основу для блокирования бактериального и вирусного фона с возможностью контролируемого релиза дезинфицирующего компонента диоксида хлора в количестве не более 3 ммоль/г в течение первого часаThe concentration of chlorine dioxide release was tested at a distance of 0.3 m in the first hour after the start of desorption. The results of measurements and MPC of chlorine dioxide in the air of the working area are given in Table. 4. Thus, this example demonstrates the basis for blocking the bacterial and viral background with the possibility of controlled release of the disinfectant component of chlorine dioxide in an amount of not more than 3 mmol / g during the first hour

ПРИМЕР 5. Тестирование биологической активности системы аэрогель-диоксид хлораEXAMPLE 5 Testing the biological activity of an airgel-chlorine dioxide system

Способ блокирования бактериального фонаMethod for blocking the bacterial background

Способ блокирования бактериального фона был испытан на трех модельных штаммах грамотрицательных и грамположительных бактерий Escherichia coli АТСС 25922, Staphylococcus aureus АТСС 209Р, Pseudomonas aeruginosa (клинический полирезистентный штамм из НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера). В первые сутки бактериальные штаммы инкубировали в жидкой среде LB (Лурия-Бертани) в течение 24 часов при 37°С, 250 об/мин в орбитальном шейкере-инкубаторе «Biosan». Для культивирования Р. aeruginosa в питательные среды добавляли 200 мкг/мл натриевой соли ампициллина. На второй день 10 мкл каждой ночной бактериальной культуры высевали при разведении 10^-8 на твердую среду LB и инкубировали с аэрогелями (концентрация диоксида хлора 3 ммоль/г) и без них в чашках Петри для подсчета колониеобразующих единиц (КОЕ). Были выбраны три временных точки инкубации с аэрогелями - 5 минут, 15 минут и 60 минут. В качестве контроля культуры инкубировали также без аэрогелей. После воздействия аэрогелей бактерии инкубировали при 37°С в течение 24 часов. На третьи сутки количество КОЕ (мл^-1) рассчитывали путем подсчета колоний на чашках Петри. Каждый эксперимент по изучению биоцидной активности аэрогелей проводился трижды. Статистический анализ проводился в программном обеспечении GraphPad Prism 7.0. Результаты показали, что после 60 мин воздействия аэрогеля все три штамма погибают. Через 15 минут воздействия диоксида титана наблюдались колонии Е. coli и S. aureus. Через 5 мин действия аэрогеля количество всех трех штаммов уменьшалось на 1 lg. Исходя из данных, что после 15 минутного воздействия аэрогеля наблюдались только колонии Staphylococcus aureus АТСС 209Р, можно сделать вывод, что грамположительные бактерии менее восприимчивы к действию аэрогелей, чем грамотрицательные. Блокирование бактериального фона во временной экспозиции представлено в табл. 5 и на рис. 4.The method for blocking the bacterial background was tested on three model strains of gram-negative and gram-positive bacteria Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 209P, Pseudomonas aeruginosa (a clinical multi-resistant strain from the Pasteur Institute of Epidemiology and Microbiology). On the first day, bacterial strains were incubated in liquid LB medium (Luria-Bertani) for 24 hours at 37°C, 250 rpm in a Biosan orbital shaker-incubator. For the cultivation of P. aeruginosa, 200 μg/ml ampicillin sodium salt was added to nutrient media. On the second day, 10 μl of each overnight bacterial culture was seeded at a dilution of 10 ^-8 on solid LB medium and incubated with and without aerogels (chlorine dioxide concentration 3 mmol/g) in Petri dishes for counting colony forming units (CFU). Three time points for incubation with airgels were chosen - 5 minutes, 15 minutes and 60 minutes. As a control, the cultures were also incubated without aerogels. After exposure to airgels, the bacteria were incubated at 37°C for 24 hours. On the third day, the number of CFU (ml ^-1 ) was calculated by counting colonies on Petri dishes. Each experiment to study the biocidal activity of aerogels was carried out three times. Statistical analysis was carried out using GraphPad Prism 7.0 software. The results showed that after 60 min of airgel exposure, all three strains died. After 15 minutes of exposure to titanium dioxide, colonies of E. coli and S. aureus were observed. After 5 min of airgel action, the number of all three strains decreased by 1 lg. Based on the data that only colonies of Staphylococcus aureus ATCC 209P were observed after 15 minutes of airgel exposure, it can be concluded that Gram-positive bacteria are less susceptible to the action of airgels than Gram-negative ones. Blocking of the bacterial background in the temporary exposure is presented in Table. 5 and in fig. 4.

Таким образом, способ блокирования бактериального фона обеспечивает уничтожение более чем 80% бактерий в течение часа в активной области.Thus, the method of blocking the bacterial background ensures the destruction of more than 80% of bacteria within an hour in the active area.

Способ блокирования вирусного фонаVirus background blocking method

Способ блокирования вирусного фона был протестирован по следующей методике. Для культивирования вируса гриппа использовали культуру клеток MDCK, для культивирования аденовируса - линию Vero. Вирусы культивировали в клетках соответствующих линий в течение 72 часов и использовали в качестве исходного инфекционного материала. Вируссодержащий материал наносили в объеме 0.1 мл на поверхность стеклянной чашки Петри в двух параллельных образцах и высушивали на воздухе при комнатной температуре в течение 10 минут. Чашки Петри с нанесенными пробами помещали в стеклянный эксикатор с притертой крышкой. Активированный диоксидом хлора аэрогель (концентрация диоксида хлора 3 ммоль/г) помещали в эксикатор с пробами вирусов. Крышку закрывали и выдерживали экспериментальные образцы в течение 5 или 30 минут при комнатной температуре. Контрольные пробы вирусов обрабатывали таким же образом в отсутствие активированного аэрогеля. По истечении указанного срока крышку открывали, извлекали чашки Петри с нанесенными пробами и смывали отдельно каждую из проб 4 раза по 250 мкл среды для культур клеток. В полученных пробах определяли инфекционный титр вирусов, как описано ниже.The method of blocking the viral background was tested by the following method. The MDCK cell culture was used for the cultivation of the influenza virus, and the Vero line was used for the cultivation of the adenovirus. Viruses were cultured in cells of the respective lines for 72 hours and used as initial infectious material. The virus-containing material was applied in a volume of 0.1 ml to the surface of a glass Petri dish in two parallel samples and dried in air at room temperature for 10 minutes. Petri dishes with coated samples were placed in a glass desiccator with a ground-in lid. The chlorine dioxide activated airgel (chlorine dioxide concentration 3 mmol/g) was placed in a desiccator with virus samples. The lid was closed and the experimental samples were kept for 5 or 30 minutes at room temperature. Virus controls were treated in the same manner in the absence of activated airgel. After the specified period, the lid was opened, Petri dishes with applied samples were removed, and each of the samples was washed separately 4 times with 250 μl of cell culture medium. In the obtained samples, the infectious titer of viruses was determined as described below.

Клетки соответствующих линий рассевали в 96-луночный планшет в количестве 10⁴ кл./лунку и объеме 100 мкл/лунку полной среды МЕМ (содержит 2 мМ L-глутамина, 250 мг/л гентамицина, 10% эмбриональной сыворотки крупного рогатого скота). Инкубацию проводили в течение суток в СО₂-инкубаторе при 37°С в 5% атмосфере СО₂ до формирования монослоя. Непосредственно перед экспериментом клетки промывали средой МЕМ, дальнейшие манипуляции проводили в бессывороточной среде. Для определения инфекционной активности вируса в культуре клеток из культуральной жидкости готовили серию десятикратных разведений от 10^-1 до 10^-7, вносили в лунки с монослоем клеток соответствующей линии и инкубировали в течение 72 часов в атмосфере 5% СО₂ при 37°С. Титр вируса гриппа определяли по результатам реакции гемагглютинации, титр аденовируса - по наличию вирусспецифического ЦПД. Каждую из концентраций исследуемого препарата и препаратов сравнения испытывали в двух параллельных лунках. Противовирусную активность образцов оценивали по снижению титра вируса в опытных лунках планшетов по сравнению с контрольными (группа контроля вируса).Cells of the respective lines were seeded into a 96-well plate at 10 ⁴ cells/well and a volume of 100 μl/well of complete MEM medium (contains 2 mm L-glutamine, 250 mg/l gentamicin, 10% fetal bovine serum). Incubation was carried out for 24 hours in a CO ₂ incubator at 37°C in a 5% CO ₂ atmosphere until a monolayer was formed. Immediately before the experiment, the cells were washed with MEM medium; further manipulations were performed in a serum-free medium. To determine the infectious activity of the virus in cell culture from the culture fluid was prepared a series of tenfold dilutions from 10 ^-1 to 10 ^-7, were introduced into wells with a monolayer of cells of the corresponding line and incubated for 72 hours in an atmosphere of 5% CO ₂ at 37 ° C. Influenza virus titer was determined by the results of the hemagglutination reaction, adenovirus titer - by the presence of virus-specific CPP. Each concentration of study drug and comparators was tested in two parallel wells. The antiviral activity of the samples was assessed by the decrease in virus titer in the experimental wells of the plates compared to the control ones (virus control group).

Для определения наличия вируса гриппа в культуральной жидкости проводили реакцию гемагглютинации. Для этого культуральную жидкость переносили в лунки планшета для иммунологических реакций, после чего добавляли равный объем 1% куриных эритроцитов в физиологическом растворе. Планшеты инкубировали при 20°С в течение 1 ч, после чего визуально проводили учет результатов. За титр вируса принимали наибольшее разведение вируссодержащего материала, при котором наблюдалась положительная реакция гемагглютинации. Положительным считают результат реакции, при котором эритроциты равномерно покрывали дно лунки. При отрицательной реакции эритроциты в виде маленького диска располагаются в центре анализируемой лунки планшета. Титр вируса в каждом из экспериментальных образцов определяли по методу Рида и Менча.To determine the presence of influenza virus in the culture fluid, a hemagglutination test was performed. To do this, the culture fluid was transferred into the wells of the tablet for immunological reactions, after which an equal volume of 1% chicken erythrocytes in saline was added. The plates were incubated at 20°C for 1 h, after which the results were visually recorded. The highest dilution of the virus-containing material, at which a positive hemagglutination reaction was observed, was taken as the virus titer. The result of the reaction, in which the erythrocytes evenly covered the bottom of the well, is considered positive. With a negative reaction, erythrocytes in the form of a small disk are located in the center of the analyzed well of the tablet. The virus titer in each of the experimental samples was determined by the method of Reed and Mench.

Результаты измерения инфекционного титра вирусов представляли в виде M±SE, где М - среднее значение, SE - ошибка эксперимента. Полученные данные сравнивали между собой с помощью U-критерия Манна-Уитни. Различия считали значимыми при р<0.05.The results of measuring the infectious titer of viruses were presented as M±SE, where M is the mean value, SE is the experimental error. The obtained data were compared with each other using the Mann-Whitney U-test. Differences were considered significant at p<0.05.

Данные по изучению влияния системы аэрогель-диоксид хлора на инфекционную активность респираторных вирусов человека суммированы в табл. 6.Data on the study of the effect of the airgel-chlorine dioxide system on the infectious activity of human respiratory viruses are summarized in Table 1. 6.

Как следует из представленных данных, исходный титр вирусов в инфекционном материале составлял 5.5-6.5 lg ID₅₀/0.2 мл в зависимости от вируса. Высушивание на воздухе (столбец «0» в табл. 1) приводило к потере инфекционности, что следует объяснить его инактивацией при высыхании частиц материала, негативно влияющем на биологические свойства вирионов.As follows from the presented data, the initial titer of viruses in the infectious material was 5.5-6.5 lg ID ₅₀ /0.2 ml, depending on the virus. Drying in air (column "0" in Table 1) led to the loss of infectivity, which should be explained by its inactivation upon drying of the material particles, which negatively affects the biological properties of virions.

Таким образом, способ блокирования вирусного фона обеспечивает уничтожение более чем 80% вирусов в течение 30 мин в активной области.Thus, the method of blocking the viral background ensures the destruction of more than 80% of viruses within 30 minutes in the active area.

В приведенных примерах показано, что предлагаемый способ блокирования бактериального и вирусного фона позволяет уничтожать патогенные организмы более 80% в области активного действия системы, что является эффективным и безопасным дополнительным методом дезинфекции воздуха общественных пространств. Это обеспечивается благодаря окислительному воздействия диоксида хлора, контролируемо высвобожденному из высокопористого материала аэрогеля, на клетки патогенных микроорганизмов, разрушающее их и элиминирующее их функции. Из вышесказанного следует, что в качестве оптимального способа блокирования бактериального и вирусного фона в общественных пространствах предлагается система аэрогель-диоксид хлора с контролируемым релизом дезинфицирующего компонента. Предлагаемый способ безопасен, эффективен и прост.The given examples show that the proposed method of blocking the bacterial and viral background allows to destroy more than 80% of pathogenic organisms in the area of active action of the system, which is an effective and safe additional method of air disinfection in public spaces. This is ensured by the oxidative effect of chlorine dioxide, released in a controlled manner from the highly porous airgel material, on the cells of pathogenic microorganisms, destroying them and eliminating their functions. From the foregoing, it follows that the airgel-chlorine dioxide system with a controlled release of the disinfectant component is proposed as the optimal way to block the bacterial and viral background in public spaces. The proposed method is safe, effective and simple.

Преимуществом данного способа является его универсальность и отсутствие ограничений по времени и месту действия, а также нахождения людей в пространстве дезинфекции. Способ блокирования бактериального и вирусного фона может быть использован в различных типах общественных пространств, включая медицинские и образовательные учреждения, офисы и предприятия. Предлагаемое решение уменьшает бактериальный и вирусный фон более чем на 80% в активной области действия и обеспечивает эффективную дезинфекцию воздуха общественных пространств.The advantage of this method is its versatility and the absence of restrictions on the time and place of action, as well as the presence of people in the disinfection space. The method of blocking the bacterial and viral background can be used in various types of public spaces, including medical and educational institutions, offices and enterprises. The proposed solution reduces the bacterial and viral background by more than 80% in the active area of action and provides effective disinfection of the air in public spaces.

Изображения:Images:

Рис. 1 (а) Вид влажного геля диоксида титана, (b) вид аэрогеля диоксида титана.Rice. 1 (a) View of a wet titanium dioxide gel, (b) view of a titanium dioxide airgel.

Рис. 2 (a) SEM изображение, (b) анализ сорбционных кривых азота и кривая распределения размера пор и (с) XRD кривая аэрогеля диоксида титана.Rice. 2 (a) SEM image, (b) analysis of nitrogen sorption curves and pore size distribution curve, and (c) XRD curve of titanium dioxide airgel.

Рис. 3 (а) Процесс сорбции диоксида хлора на поверхности аэрогелей диоксида титана при температуре 25°С, адсорбционной влажности 90%. Кривые кинетики адсорбции строили путем измерения количества ClO₂ методом йодометрического титрования с двумя параллельными определениями и допустимым расхождением определения 0,05%. Процесс десорбции диоксида хлора с поверхности аэрогеля диоксида титана при (b) 4 (1), 25 (2), 36 (3) °С.Rice. 3 (a) The process of sorption of chlorine dioxide on the surface of titanium dioxide airgels at a temperature of 25°C, adsorption humidity 90%. Adsorption kinetics curves were built by measuring the amount of ClO ₂ using the iodometric titration method with two parallel determinations and an allowable difference in determination of 0.05%. The process of desorption of chlorine dioxide from the surface of titanium dioxide airgel at (b) 4 (1), 25 (2), 36 (3) °C.

Рис. 4. Антибактериальная активность аэрогеля диоксида титана, активированного диоксидом хлора, по отношению к трем типичным патогенным штаммам бактерий, а именно Р. aeruginosa (1), S. aureus (2) и Е. coli (3). А, В, С, D, Е - изображения колониеобразующих единиц бактерий (КОЕ) различных штаммов до воздействия аэрогелей (а), после 5 мин (Б), 15 мин (в), 60 мин (г) воздействия, (Д) без воздействия. Результаты представляют собой среднее значение трех независимых экспериментов (по три повтора в каждом) ± стандартное отклонение.Rice. 4. Antibacterial activity of chlorine dioxide activated titanium dioxide airgel against three typical pathogenic bacterial strains, namely P. aeruginosa (1), S. aureus (2) and E. coli (3). A, B, C, D, E - images of bacterial colony-forming units (CFU) of various strains before exposure to aerogels (a), after 5 min (B), 15 min (c), 60 min (d) exposure, (E) without impact. The results are the mean of three independent experiments (three repetitions each) ± standard deviation.

Claims (5)

1. Основа для блокирования бактериального и вирусного фона, представляющая высокопористый сорбент - аэрогель диоксида титана с удельной площадью поверхности 583,1 м²/г, насыщенный дезинфицирующим компонентом в виде молекулярного диоксида хлора, с максимальной сорбционной емкостью аэрогеля по отношению к диоксиду хлора 3,78 ммоль/г.1. The basis for blocking the bacterial and viral background, which is a highly porous sorbent - titanium dioxide airgel with a specific surface area of 583.1 m ² /g, saturated with a disinfectant component in the form of molecular chlorine dioxide, with a maximum sorption capacity of the airgel in relation to chlorine dioxide 3, 78 mmol/g. 2. Основа по п. 1, состоящая из аэрогеля диоксида титана, предполагающая возможность контролируемого релиза дезинфицирующего компонента диоксида хлора в количестве не более 3 ммоль/г в течение первого часа и постоянную скорость десорбции 0.015 ммоль/г в сутки, но не менее 30 дней.2. The base according to claim 1, consisting of titanium dioxide airgel, assuming the possibility of a controlled release of the disinfectant component of chlorine dioxide in an amount of not more than 3 mmol / g during the first hour and a constant desorption rate of 0.015 mmol / g per day, but not less than 30 days . 3. Способ блокирования бактериального фона, уничтожающий более 80% бактериальных штаммов Escherichia coli АТСС 25922, Staphylococcus aureus АТСС 209Р, Pseudomonas aeruginosa в течение 1 часа при использовании на расстоянии до 1 м под действием диоксида хлора концентрацией 3 ммоль/г, высвобождаемого из основы по п. 1.3. A method for blocking the bacterial background that destroys more than 80% of bacterial strains of Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 209P, Pseudomonas aeruginosa for 1 hour when used at a distance of up to 1 m under the action of chlorine dioxide with a concentration of 3 mmol/g, released from the base according to item 1. 4. Способ блокирования вирусного фона, уничтожающий более 80% вирусов гриппа и аденовируса AdV5 в течение 0,5 ч при использовании на расстоянии до 1 м, под действием диоксида хлора концентрацией 3 ммоль/г, высвобождаемого из основы по п. 1.4. A method for blocking the viral background, which destroys more than 80% of influenza viruses and AdV5 adenovirus within 0.5 h when used at a distance of up to 1 m, under the action of chlorine dioxide with a concentration of 3 mmol/g, released from the base according to p. 1. 5. Способ блокирования бактериального и вирусного фона с временем активного действия не менее 30 дней в соответствии с временем активного релиза диоксида хлора, высвобождаемого из основы по п. 1.5. A method for blocking the bacterial and viral background with an active action time of at least 30 days in accordance with the active release time of chlorine dioxide released from the base according to claim 1.

Images