Toxicity and virucidal activity of chlorine dioxide disinfectant

Abstract

The implementation of intensive technologies to produce livestock products requires the use of disinfectants at all stages. Analysis of the effectiveness of disinfectants begins with testing at the stage of creating or selecting substances, since different disinfectants have different activity against microorganisms, are toxic, immunosuppressive, and cause long-term effects on animals. This necessitates further development and research of preparations with optimal toxicity and virucidal action. The purpose of this study was to investigate the toxicity and virucidal effect of the new Diolide disinfectant, specifically on such samples as Aujeszky's disease virus, swine enzootic encephalomyelitis virus (Teschen disease) and rabies virus. The study was conducted according to national and international guidelines for the characterisation of virucidal properties of new disinfectants. The toxicity of Diolide disinfectant was investigated under protein load conditions in SPEV and BHK-21/C13 cell cultures. The virucidal activity of the Diolide disinfectant was determined under protein load conditions on models of shell viruses of Aujeszky's disease (Arsky strain) and rabies virus (CVS-11 strain) and using shell-free virus of enzootic encephalomyelitis of swine (Perechinsky-642 strain). The toxicity of Diolide disinfectant was determined for 0.16% (400 mg/l), 0.1% (250 mg/l), 0.06% (150 mg/l), 0.02% (50 mg/l), 0.008% (20 mg/l) and 0.004% (10 mg/l) concentrations of chlorine dioxide with an exposure time of 30 and 60 minutes. The virucidal effect of the preparation was determined for 0.1% (250 mg/l), 0.06% (150 mg/l), 0.02% (50 mg/l), 0.008% (20 mg/L) and 0.004% (10 mg/l) concentrations relative to the working dilutions of viral suspensions: for the Aujeszky's disease virus – 5.3 CPE50/ml – for swine enzootic encephalomyelitis virus – 5.5 CPE50/ml, for rabies virus – 5.5 TCID50/ml. The results of the study showed that Diolide disinfectant is non-toxic to transplanted SPEV and BHK-21/C13 cell cultures in 0.1% (250 mg/l), 0.06% (150 mg/l), 0.02% (50 mg/l), 0.008% (20 mg/l) and 0.004% (10 mg/l) concentrations of chlorine dioxide. The preparation is 100% virucidal against enveloped viruses such as Aujeszky's disease virus (Arsky strain) and rabies virus (CVS-11 strain) in concentrations from 0.1% (250 mg/l) to 0.004% (10 mg/l) when exposed for 30–60 minutes under protein load conditions. It has 100% virucidal activity against the shell-free enzootic encephalomyelitis virus of swine (Perechinsky-642 strain) in concentrations from 0.1% (250 mg/l) to 0.004% (10 mg/l) at an exposure of 60 minutes and in concentrations from 0.1% (250 mg/l) to 0.008% (20 mg/l) at an exposure of 30 minutes under protein load conditions. The coefficient of reduction of infectious activity of the enzootic encephalomyelitis virus of swine (Perechinsky-642 strain) established in experiments after 30 minutes of exposure with the Diolide disinfectant at a concentration of 0.004% (10 mg/l) under protein load conditions exceeded 4 lg (4.47 lg CPE50/0.02 ml), which indicates a high virucidal activity of the Diolide disinfectant. Further research may be aimed at further increasing the virucidal activity of the disinfectant.

Впровадження інтенсивних технологій виробництва продукції тваринництва вимагає використання дезінфікуючих засобів на всіх етапах. Аналіз ефективності дезінфектантів починається з випробування на етапі створення або відбору речовин, оскільки різні дезінфікуючі засоби мають різну активність проти мікроорганізмів, є токсичними, імуносупресивними та спричиняють довготривалий вплив на тварин. Це зумовлює необхідність подальшої розробки та досліджень засобів із оптимальними показниками токсичності та віруліцидної дії. Метою статті є дослідити токсичність та віруліцидну дію нового дезінфікуючого засобу «Діолайд», зокрема на таких зразках як вірус хвороби Ауєскі, вірус ензоотичного енцефаломіеліту свиней (хвороби Тешена) та вірус сказу. Дослідження проводили відповідно до національних і міжнародних керівництв щодо характеристики віруліцидних властивостей нових дезінфікуючих засобів. Вивчення токсичності дезінфікуючого засобу «Діолайд» проводили за умов білкового навантаження в культурах клітин SPEV та BHK-21/С13. Визначення віруліцидної активності дезінфікуючого засобу «Діолайд» проводили за умов білкового навантаження на моделях оболонкових вірусів хвороби Ауєскі (штам «Арський») і вірусу сказу (штам CVS-11) та використовуючи безоболонковий вірус ензоотичного енцефаломіеліту свиней (штам «Перечинський-642»). Токсичність дезінфікуючого засобу «Діолайд» визначали для 0,16 % (400 мг/л), 0,1 % (250 мг/л), 0,06 % (150 мг/л), 0,02 % (50 мг/л), 0,008 % (20 мг/л) та 0,004 % (10 мг/л) концентрацій за двоокисом хлору з тривалістю експозиції 30 та 60 хвилин. Віруліцидну дію засобу визначали для 0,1 % (250 мг/л), 0,06% (150 мг/л), 0,02% (50 мг/л), 0,008% (20 мг/л) та 0,004 % (10 мг/л) концентрацій відносно робочих розведень вірусних суспензій: для вірусу хвороби Ауєскі – 5,3 CPE50/ml, для вірусу ензоотичного енцефаломієліту свиней – 5,5 CPE50/ml, для вірусу сказу – 5,5 TCID50/ml. Результати дослідження показали, що дезінфікуючий засіб «Діолайд» не токсичний для перещеплюваних культур клітин SPEV та BHK-21/С13 в 0,1 % (250 мг/л), 0,06 % (150 мг/л), 0,02 % (50 мг/л), 0,008 % (20 мг/л) та 0,004 % (10 мг/л) концентраціях за діоксидом хлору. Препарат 100% віруліцидно діє щодо оболонкових вірусів, таких як вірус хвороби Ауєскі (штам «Арський») та вірус сказу (штам CVS-11) в концентраціях від 0,1 % (250 мг/л) до 0,004 % (10 мг/л) за експозиції 30–60 хвилин в умовах білкового навантаження. Має 100 % віруліцидну активність щодо безоболонкового вірусу ензоотичного енцефаломіеліту свиней (штам «Перечинський-642») в концентраціях від 0,1 % (250 мг/л) до 0,004 % (10 мг/л) за експозиції 60 хвилин та в концентраціях від 0,1 % (250 мг/л) до 0,008 % (20 мг/л) за експозиції 30 хвилин в умовах білкового навантаження. Встановлений в дослідах коефіцієнт зниження інфекційної активності вірусу ензоотичного енцефаломіеліту свиней (штам «Перечинський-642») після 30 хвилин експозиції з дезінфікуючим засобом «Діолайд» в концентрації 0,004 % (10 мг/л) в умовах білкового навантаження становив більше 4 lg (4,47 lg CPE50/0,02 ml), що свідчить про високу віруліцидну активність дезінфекційного засобу «Діолайд». Подальші дослідження можуть бути спрямовані на подальше підвищення віруліцидної активності дезінфікуючого засобу.