説明

反応型ナノ粒子および殺生物剤を含む汚染浄化システム

【課題】改良された地域汚染浄化製品およびその使用方法の提供。
【解決手段】活性型ナノ粒子(例えば、金属酸化物、水酸化物およびこれらの混合物)および一つかより多くの殺生物剤、およびナノ粒子と殺生物剤用の液状担体が含まれる。製品は地域汚染浄化用にスプレー、霧剤、エアロゾル、ペースト、ゲル、拭き取り剤あるいは泡剤に形成することができ、反応型ナノ粒子の存在が望ましくない化学ないし生物化合物や物質の中和を促進する。ナノ粒子はアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アクチニドおよびランタニドの酸化物、水酸化物およびこれらの混合物を含む群からのものがよい。形状としては、Al、Ca、Ce、Mg、Sr、Sn、TiおよびZnの酸化物および水酸化物で単結晶の大きさが約20nmまで、表面積が少なくとも15m/gのものを使用するのが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、化学兵器(CW)や生物兵器(BW)用物質、有毒工業用化学薬品(TIC)や有毒工業用材料(TIM)のような環境汚染物質、胞子、バクテリア、菌、カビ、ウィルスのような生物物質など広範にわたる化学的および生物的化合物ないし物質の中和に有用な汚染浄化製品に関する。より詳しくは、本発明は例えば、適当な応用方法と装置の併用により地域の汚染浄化を可能とする様なスプレーまたは泡化が可能な液状製品に関する。この汚染浄化製品は都合のいいことにある量のナノスケールの金属粒子(例えば、金属の酸化物、水酸化物およびこれらの混合物)、殺生物剤、およびナノ粒子と殺生物剤用の液状担体を含んでいる。
【背景技術】
【0002】
世界中の政府は、特に最近のテロリズムの増大に鑑み、化学およびまたは生物兵器用物質、工業用化学薬品およびその他種類の危険物の影響に対する関心を一層高めている。この様な物質の対照となった人口密度の高い中心部が確実に壊滅的な影響を受けるだろうことは、災害の専門家にはよく知られている。さらに工業用化学薬品を含む化学的、生物的な環境汚染物質により公共の安全に対する心配が高まっている。CW、BW、工業用化学薬品、環境汚染物質および類似物に対処するために幾つかの提案が採択されてきた。
【0003】
現在のところ、生物物質に対する汚染浄化方法には化学的消毒および物理的汚染浄化という二つの一般的な型がある。次亜塩素酸塩溶液のような化学的消毒剤は有効ではあるがほとんどの金属、織物、および人間の皮膚に対し腐食性がある。液体の様な泡消毒剤も用いられているが、一般に有効に作用させるためには水と加圧ガスを必要とする。物理的な汚染浄化は通常160℃、2時間の乾燥加熱か、20分程度の蒸気または過熱蒸気を必要とする。ときには紫外線光が効果的に使えるが、一般には実際の実践に用いるのは困難である。化学兵器物質、TIC、TIMに曝された地域の汚染浄化に用いられる技術はより多様で、主に問題となる物質の性質による。
【0004】
特許文献1はクロロカーボン、クロロフルオロカーボンおよびPCBなど望まれない化合物を破壊する方法として金属酸化物合成物を吸着剤として用いることを記載している。特許文献2にもまた金属酸化物ナノ粒子を生物化学兵器物質および環境汚染物質を含む生物的および化学的汚染物の破壊吸着に用いることを記載している。しかしながら、これらの参照文献には、非常時型事態に金属酸化物を速やかに用いる技法については記載していない。
【0005】
サンディア国立研究所は最近「SandiaDeconFormulation」と称する泡汚染浄化製品を開発し、これにはカチオン系界面活性剤や水に変化する物質のような可溶化化合物、ならびに求核および酸化化合物のような反応性化合物が含まれている。サンディアの泡製品はアラバマ州ハンツビルのEnviroFoamTechnologies、およびコロラド州デンバーのModec,Inc.から入手可能で、2002年1月10日発行のPCT刊行物特許文献3に記載されているので本願に引用して明細書とする。しかしながら、SandiaDeconFormulationは反応型金属酸化物や水酸化物ナノ粒子を使用していない。
【特許文献1】米国5914436号特許
【特許文献2】特許6057488号特許
【特許文献3】WO02/02192パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上に概説した問題を解決し、様々の望ましくない毒物類、すなわちいかなる化学的または生物的化合物、構成物質、種、または作用物質による化学的または生物的作用により人間ないし動物に対して、死、一時的または恒久的な無能力化、あるいは害を引きおこすものを中和することにより急速な、大規模地域の汚染浄化に対応できる改良された汚染浄化製品を提供する。中和とはもはや著しく不都合な影響を起こさない程度まで毒性物質を軽減、無毒化、汚染浄化または他の破壊をおこなうことをいう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
大まかにいえば、本発明による汚染浄化製品は所定量の、金属酸化物、金属水酸化物およびこれらの混合物を含む群から選択されたナノ粒子、一種またはより多くの殺生物剤およびナノ粒子と殺生物剤用の液状担体を含む。好ましい製品は望まれる適用形態および末端用途に応じて液状、スプレー、霧、エアロゾル、ペースト、ゲル、および泡に形成される。
【0008】
ナノ粒子はアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アクチニドおよびランタニドの酸化物および水酸化物、およびその混合物を含む群から選択されるのが好ましく、ナノ粒子がAl、Ca、Ce、Mg、Sn、Sr、Ti、Znおよびこれらの混合物を含む群から選択されるのがさらに好ましい。有効性と共に価格および調合の容易さの観点から、ナノ粒子はAl、Ca、Mg、TiおよびZnを含む群から選択されるのが特に好ましい。本発明で最も有用なナノ粒子は、平均結晶子サイズが約20nmまで、さらに好ましくは約2〜10nmの単結晶子または多結晶子の集合体から構成される。この様な単結晶子または多結晶子の集合体はまた、BET表面積が少なくとも約15m/gあることが有利で、約20〜1200m/gがさらに好ましく、約90〜600m/gが最も好ましい。
【0009】
本発明の状況下では、例えば、過酸化水素を含む殺生物的活性過酸化物類、モノおよび多官能性のアルコール類、アルデヒド類、酸類、オゾン、ナフサ化合物類、およびアルカリ金属、遷移金属、第3類または第4類金属、硫黄、窒素、あるいはハロゲン原子を含む化合物類の殺生物剤を含む群の個別またはこれらの混合物から選択された事実上無数の殺生物剤をナノ粒子に加えることが可能である。特有な殺生物剤としては次のものを含む群から選択されたものすなわち、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、過酢酸、アルカリ金属次亜鉛素酸塩類、第4アンモニウム化合物類、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、臭化セチルトリメチルアミン、塩化セチルピリジニウム、2,4,4−トリクロロ−2−ヒドロキシジフェニルエーテル、1−(4−クロロフェニル)−3−(3,4−ジクロロフェニル)尿素、酸化亜鉛、リシノール酸亜鉛、ペンタクロロフェノール、ナフテン酸銅、酸化トリブチル錫、ジクロロフェン、p−ニトロフェノール、p−クロロ−m−キシレノール、ベータ−ナフトール、2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルホニル)−ピリジン、サリチルアニリド、ブロム酢酸、アルキル第4アンモニウムアセテート、エチル水銀チオサリチル酸ナトリウム、オルトフェニル石炭酸ナトリウム、n−アルキル(C12〜C18)塩化ジメチル・ベンジル・アンモニウム、有機ホウ酸塩類、2,2−(1−メチルトリメチレンジオキシ)−ビス−(4−メチル−1,3,2−ジオキサボリナン)、2,2−オキシビス(4,4,6−トリメチル)−1,3,2−ジオキサボリナン、エチレングリコール・モノメチルエーテル、パラヒドロキシ・ベンゾエート、有機ホウ素化合物類、8−ヒドロキシキノリン、ペンタクロロ石炭酸ナトリウム、塩化ジメチルエチルアルキルベンジルアンモニウム、2−ピリジンチオール−1−オキシドのアルキルアンモニウム塩類、1,3,5−トリエチルヘキサヒドロ−1,3,5−トリアジン、クロム酸ストロンチウム、ハロゲン化フェノール類、2−ブロモ−4−フェニルフェノール、硝酸銀、塩化銀、酸化銀および単体銀のような銀塩類、有機過酸化物類、スルファジアジン銀、ジクロロ−s−トリアジントリオン・ナトリウム、4−クロロ−2−シクロ−ヘキサフェノール二水化物、2−クロロ−4−ニトロフェノール、パラフィン置換体類、3−クロロ−3−ニトロ−2−ブタノール、ステアリン酸2−クロロ−2−ニトロ−1−ブタノール、2−クロロ−2−ニトロブチルアセテート、4−クロロ−4ニトロ−3−ヘキサノール、1−クロロ−1−ニトロ−1−プロパノール、2−クロロ−2−ニトロ−1−プロパノール、塩化トリエチルチン、2,4,5−トリクロロフェノール、2,4,6−トリクロロフェノール、2,2−チオビス(3,4,6−トリクロロフェノール)、1,3−ジクロロ−5,5−ジメチルヒダントイン、トリス(ヒドキシ−メチル)ニトロメタン、ニトロパラフィン類、2−ニトロ−2−エチル−1,3−プロパンジオール・ジプロピオネート、2−ニトロ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−ニトロ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、ヘキサヒドロ−1,3,5−トリス(2−ヒドロキシ−エチル)−s−トリアジン、1,3,5−トリス(テトラヒドロ−2−フラニル)−メチル−ヘキサヒドロ−s−トリアジン、メチル・ビスチオシアネート、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド、β−ブロモ−β−ニトロスチレン、フッ化化合物類、N−エチル−N−メチル−4−(トリフルオロメチル)−2−(3,4−ヂメトキフェニル)ベンズアミド、ペンタクロロフェノール、ジクロロフェン、オルトフェニルフェノール、ジ−バイシクロ−(3,1,1または2,2,1)−ヘプチル、およびジ−バイシクロ−(3,1,1または2,2,1)−ヘプテニルポリアミン類である。
【0010】
ナノ粒子および殺生物剤用の液状担体は通常、溶媒(水溶性および非水溶性の両方)、分散剤とエマルジョン系およびこれらの組み合わせを含む群から選択される。溶媒は一般に製品の殺生物剤部分を溶媒和することはできるが、多くの場合ナノ粒子を溶媒和することはできない。しかしこれは抗菌物質をナノ粒子上に合体する場合もある。名前が暗示する通り、分散剤は真の溶液ではない分散液または懸濁液を形成するために用いられる。エマルジョン系は水中油型でも油中水型でもよく、通常はそれぞれの量の油、水、および界面活性剤で出来ている。界面活性剤は非イオン系、陽イオン系、あるいは陰イオン系のもので良く、油は天然ものでも合成ものでも良い。
【0011】
一般論として、製品中のナノ粒子の割合は重量で約0.1〜40%のレベルであるべきで、重量で約1〜10%がより好ましい;殺生物剤の割合は重量で約0.001〜10%のレベルであるべきで、重量で約0.01〜5%がより好ましい;そして液状担の体割合は重量で約50〜99.9%のレベルであるべきで、重量で約85〜99%がより好ましい;
【0012】
多くの場合、本発明の製品の調合には選択したナノ粒子を直接液状担体に加えることが必要になり、均一性を保証するために度々補足的な混合を行う。さらに、選択した担体によってはナノ粒子およびまたは殺生物剤の結合を促進するために系は加熱を必要とするかもしれない。エマルジョンの場合、選ばれた界面活性剤は、油成分とナノ粒子とを混合し次いで加熱して水を加えるか、水と混合してもよい。処方は単溶液が好ましいが、溶液の個々の成分が別個に梱包されることもある。
【0013】
本発明の好ましい製品は、選択した反応型ナノ粒子および殺生物剤のタイプと量により、有毒物に対し極めて広範囲の効果がある。これら有毒物に含まれるものは、CW物質、BW物質、TICおよびTIM(例えば、サリン、ソマン、VX、マスタード、炭疽菌のような芽胞形成菌、ペストやコレラのような増殖期バクテリア、天然痘の様なウィールス、黄熱病、菌やカビ、ボツリスムのような細菌性毒素、リシンおよび菌やカビによる有毒物)。さらに、化学有毒物はサリンやソマンのようなo−アルキル・ホスホノフルオリデイト類、タブンのようなo−アルキル・ホスホラミドシアニデイト類、o−アルキル、VXや2−クロロエチルクロロメチルサルファイド、ビス(2−クロロエチル)サルファイド、ビス(2−クロロエチルチオ)メタン、1,2−ビス(2−クロロエリルチオ)エタン、1,3−ビス(2−クロロエチルチオ)−n−プロパン、1,4−ビス(2−クロロエチルチオ)−n−ブタン、1,5−ビス(2−クロロエチルチオ)−n−ペンタン、ビス(2−クロロエチルチオメチル)エーテル、および、ビス(2−クロロエチルチオエチル)エーテルを含むマスタード化合物類のような、s−2−ジアルキル・アミノエチル・アルキルホスホノチオレート類および相当するアルキル化またはプロトン化塩類、2−クロロビニルジクロロアルシン、ビス(2−クロロビニル)クロロアルシン、トリス(2−クロロビニル)アルシン、ビス(2−クロロエチル)エチルアミン、およびビス(2−クロロエチル)メチルアミンを含むルイサイト類、サキシトキシン、リシン、アルキル・ホスホニルジフルオライド、アルキル・ホスホナイト類、クロロサリン、クロロソマン、アミトン、1,1,3,3,3,−ペンタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−1−プロペン、3−キヌクリジニル・ベンジレート、メチルホスホニル・ジクロライド、ジメチル・メチルホスホネート、ジアルキル・ホスホラミジック・ジハライド類、アルキル・ホスホラミデイト類、アーセニック・トリクロライド、ジフェニール・ヒドロキシ酢酸、キヌクリジン−3−ol、ジアルキル・アミノエチル−2−クロライド類、ジアルキル・アミノエタン−2−ol類、ジアルキル・アミノエタン−2−チオール類、チオジグリコール類、ピナコリル・アルコール類、ホスゲン、塩化シアン、シアン化水素、クロロピクリン、オキシ塩化リン、三塩化リン、五塩化リン、アルキル・ホスホロス・オキシクロライド、アルキル亜リン酸塩類、三塩化リン、五塩化リン、アルキル亜リン酸塩類、サルファ・モノクロライド、サルファ・ジクロライド、チオニール・クロライド、アセトアルデヒド、アセトン、アクロレイン、アクリルアミド、アクリル酸、アクリロニトリル、アルドリン/ジエルドリン、アルミニウム、アメリシウム、アンモニア、アニリン、アンチモン、ヒ素、アスベスト類、アトラジン、バリウム、ベンゼン、ベンジジン、2,3−ベンゾフラン、ベリリウム、1,1’−ビフェニール、ビス(2−クロロエチル)エーテル、ビス(クロロメチル)エーテル、ホウ素、ブロモジクロロメタン、ブロモホルム、ブロモメタン、1,3−ブタジエン、1−ブタノール、2−ブタノン、2−ブトキシエタノール、ブトルアルデヒド、カドミウム、二硫化炭素、四塩化炭素、硫化カルボニル、セシウム、クロルデン、クロルデコンおよび殺虫剤、クロロフェンビンホス、塩素化ジベンゾ−p−ダイオキシン類(CDD類)、クロリン、クロロベンゼン、クロロジベンゾフラン類(CPF類)、クロロエタン、クロロホルム、クロロメタン、クロロフェノール類、クロルピリホス、クロム、コバルト、銅、クランクケース油、クレオソート、クレゾール類、シアン化合物、シクロヘキサン、DDT、DDE、DDD、DEHP、ジ(2−エチルヘキシル)フタレート、ジアジノン、ジブロモクロロプロパン、1,2−ジブロモエタン、1,4−ジクロロベンゼン、3−3’−ジクロロベンジジン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,1−ジクロロエテン、1,2−ジクロロエテン、1,2−ジクロロプロパン、1,3−ジクロロプロペン、ジクロルボス、ジエチルフタレート、ジイソプロピル・メチルホスホネート、ジ−n−ブチルフタレート、1,3−ジニトロベンゼン、ジニトロクレゾール類、ジニトロフェノール類、2,4−および2,6−ジニトロトルエン、1,2−ジフェニルヒドラジン、ジ−n−オクチルフタレート(DNOP)、1,4−ジオキサン、ジオキシン類、ジスルホトン、エンドスルファン、エンドリン、エチオン、エチルベンゼン、エチレンオキシド、エチレングリコール、フッ化物類、ホルムアルデヒド、フレオン113,燃料油、ガソリン、ヘプタクロルおよびヘプタクロル・エポキシド、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサクロロブタジエン、ヘキサクロロシクロヘキサン、ヘックス・アクロロシクロペンタジエン、ヘキサクロロエタン、ヘキサメチレン・ジイソシアネート、ヘキサン、2−ヘキサノン、HMX(オクトゲン)、油圧流体類、ヒドラジン類、硫化水素、イオジン、イソホロン、ジェット燃料類、灯油、鉛、マラチオン、マンガン、MBOCA、水銀、メタノール、メトキシクロル、2−メトキシエタノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルメルカプタン、メチルパラチオン、メチル・t−ブチル・エーテル、メチルクロロホルム、塩化メチレン、メチレンジアニリン、メチルメタクリレート、メチル第3ブチル・エーテル、殺虫剤およびクロルデコン、マスタードガス、N−ニトロソジメチルアミン、N−ニトロソジフェニルアミン、N−ニトロソジ−n−プロピルアミン、ナフタレン、ニッケル、ニトロベンゼン、ニトロフェノール類、オットー燃料、パークロールエチレン、ペンタクロロフェノール、フェノール、燐、プルトニウム、多臭素化ビフェニル類(PBB類)、ポリ塩化ビフェニル類(PCB類)、多環式芳香族炭化水素類(PAH類)、プロピレングリコール、無水フタル酸、ピレトリン類およびピレスロイド類、ピリジン、ラジウム、ラドン、RDX(サイクロナイト)、セレン、銀、ストロンチウム、スチレン、二酸化硫黄、三酸化硫黄、硫酸、1,1,2,2−テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、テトリル、タリウム、トリウム、錫、四塩化チタン、トルエン、全石油炭化水素類(TPH)、トクサフェン、トリクロロベンゼン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン(TCE)、1,2,3−トリクロロプロパン、1,2,4−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリニトロベンゼン、2,4,6−トリニトロトルエン(TNT)、ウラニウム、バナジウム、酢酸ビニール、塩化ビニール、キシレンおよび亜鉛を含むが、これらに限定されるものではない。
【0014】
本発明の製品は様々の方面に応用できる。したがって、製品は末端用途に合わせて、例えばスプレー用、エアゾール用、拭き取り用、霧化用、あるいは泡用に処方することが可能である。いずれにせよ、汚染浄化対照となる地域は、製品を使用する地域またはその周辺地域にこの製品を通常−50℃〜300℃の範囲、最も一般的には環境温度、またはその付近で用いられる。要求があれば、汚染浄化装置はある量の製品を保有するコンテナーと、このコンテナーと動作可能なように連結されたアプリケータを有する形で提供することができ、アプリケータとしてはスプレーノズル、霧化ノズル、泡ノズル、拭き取り、ペーストアプリケータおよびゲルアプリケータを含む群から選択できる。多くの場合、製品はコンテナー内で一般に約25〜250psi内のレベルで加圧され、あるいは加圧することができる。また、N、希ガス類、炭酸ガス、空気、揮発性炭化水素類、ヒドロフルオロカーボン類、フルオロカーボン類、およびこれらの混合物を含む群から選択された高圧ガスが使われることもある。
【実施例】
【0015】
以下の実施例は本発明による好ましい製品と方法について述べる。しかし当然ながら、これらの実施例は実例を示すためのものであり、その内容のいかなるものも発明全体の適用範囲を制約するものではない。
<実施例1>
【0016】
この実施例においては、市販のSandia汚染浄化泡剤(SandiaDecon100foam、EnviroFoamTechnologies製)に製品の特性を向上させるために反応型ナノ粒子を補った。改良された泡剤はMgOとCaOを所定量のSandia泡剤溶液に室温でマグネティックスターラーを用いて懸濁した。溶液は重量で95%のSandia泡剤、重量で5%のMgOナノ粒子またはCaOナノ粒子のいずれかでつくられた。
【0017】
パラオクソン検証
パラオクソン試験は本来のSandia泡溶液に対して、ナノ粒子MgO/SandiaおよびCaO/Sandia泡溶液製品の化学的反応性を検証するために用いられた。神経作用物質の類似品であるパラオクソンの消滅はパラオクソンの268nm近辺の非常に特徴的な特性を紫外線−可視光線分光計を用いてモニターすることにより行った。これらの試験において、200mlのペンタンを丸底フラスコに入れ4μlのパラオクソンを加えて溶解した。次いでそれぞれの試験溶液4gをフラスコに加え、120分の間、2分および20分間隔で走査を行った。同量のSandia泡剤溶液も比較のため検証した。図1に各サンプルの時間に対するパラオクソン存在量を示す。すべてのSandia/ナノ粒子製品のパラオクソン帯域の吸収はゼロとなり完全な吸着を示している。Sandia泡剤溶液のみは効果がほど遠く、パラオクソン減少の反応速度はナノ粒子/Sandia泡剤溶液混合製品群に比べて大幅に遅かった。
【0018】
2−CEES検証
本来の泡剤に対するナノ粒子MgOおよびCaO/Sandia泡剤製品の化学反応性を2−クロロエチル エチルサルファイド(2−CEES、マスタードガス類似品)の吸着および破壊吸着をガスクロマトグラフ質量分析計(GCMS)でモニターすることにより検証した。この検証において、4ドラムガラス瓶に100mgのMgO/Sandia泡剤溶液およびCaO/Sandia泡剤溶液に対し10wt%(物質/エマルジョン x 100)の2−CEESを入れた。混合物はフタをして20秒間乱流混合した。反応は室温、大気圧で2時間行なった。2時間後、各系に抽出溶媒(2−CEESにはn−ヘキサン)10mlを加え反応ガラス瓶を20分間超音波処理し、次いで相を分離するため5分間遠心分離した。各処方から5mlを分取し、内部標準(n−デカン)5μlを加えた。その後各抽出物をGC/MSで分析した。
【0019】
最も良く機能した溶液というのは抽出物中の回収可能な2−CEES量が最低のものである。MgO/Sandia泡剤溶液およびCaO/Sandia泡剤溶液処方物は次のように試験された:2−CEESのみのブランクのガラス瓶、Sandia泡剤溶液のみ、MgO/Sandia泡剤溶液、およびCaO/Sandia泡剤溶液。2−CEESの挑戦では、Sandia泡剤溶液および5%ナノ粒子MgO/Sandia泡剤溶液からは抽出可能な2−CEESはなかった。
【0020】
バチルス・サブチラス芽胞 による 生体膜試験
バチルス・サブチラス芽胞 による 生体膜試験はMgO/Sandia泡剤溶液の生物学的活動を判定するために行った。各試験用と対照用のニトロセルロース膜を60x13mmの無菌ペトリ皿に置き、200μLのバチルス・サブチラス芽胞溶液(1.5x10)を接種し1時間放置して乾燥した。乾燥後、それぞれの膜に、MgO/Sandia泡剤溶液5mlと、同量のSandia泡剤溶液製品を接種し、そして蒸留水に入れこれに浸した。30分後、60分後にサンプルをとった。希望する接触時間到達後、泡剤製品を除き、生体膜を10mlの無菌リン酸塩バッファー溶液で洗い芽胞を抽出した。10分経過後、PBS溶液200μLを寒天培地に貼り付け(3重ね)、37℃で24時間培養した。群生数を数え対照と比較してパーセント死滅値および対数死滅値を判定した。結果は30分および60分の両方で100%死滅値がSandia泡剤溶液およびMgO/Sandia泡剤溶液で検出され、対数死滅値4の推定削減が得られた(表1参照)。ナノ粒子/Sandia泡剤溶液の混合物がSandia泡剤溶液単独と同様に良好に作用したことは、ナノ粒子の存在が生物的死滅効果の効率を抑制しなかったことを示している。
【0021】
【表1】

<実施例2>
【0022】
本実施例では、MgOおよびCaOナノ粒子が市販されているHFE7100溶液に重量で95%のHFE7100と5%のMgOまたはCaOで懸濁されている。
【0023】
パラオクソン検証
パラオクソン試験は元来のHFF溶媒に対するナノ粒子MgO/HFFおよびCaO/HFF溶液の化学反応性を検証するために用いられた。パラオクソンの消滅は268nmで紫外線−可視光線分光計を用いて実施例1に述べたのと同様の手順でモニターした。図2にブランク、MgO/HFF7100およびCaO/HFF7100サンプルの時間に対するパラオクソン存在量を示す。MgO/HFF7100およびCaO/HFF7100溶液は活性が強く、短時間の間にほとんどのパラオオクソンを破壊していることが判明した(図2参照)。
【0024】
2−CEESおよびDMMP検証
MgO/HFF7100およびCaO/HFF7100溶液および元来のHFF7100溶媒の化学反応性を2−クロロエチルエチル・サルファイド(2−CEES)および挑戦物質ジメチルメチルホスホネート(DMMP)の吸着および破壊吸着をGCMSでモニターし、実施例1に述べた方法を用いて検証した。
【0025】
2−CEESに対する挑戦では、MgO/HFE7100が40%という最大の削減パーセントを示し、次いでナノ粒子CaO/HFE7100が2−CEESの32%を削減した。さらに、ナノ粒子処方物はエチルビニルサルファイドの存在を示し、このことは結合ナノ粒子処方物の破壊吸着性を示している。HFE7100溶媒およびブランクサンプルの2−CEES削減は「表2」に示すとおり、それぞれ12%と14%であった。DMMPに対する挑戦では、CaO/HFE7100が45%という最大の削減パーセントを示し、次いでMgO/HFE7100がDMMPの33%を削減した。HFE7100溶媒およびブランクサンプルのDMMP削減はそれぞれ15%と13%であった(表・2)。
【0026】
【表2】

【0027】
植物葉面細菌(Erwinia herbicola)による生体膜試験
各試験用のニトロセルロース膜に200μlの植物葉面細菌を一晩接種し、次いで約1時間膜を放置して乾燥した。乾燥後、各々の膜にMgO/HFE7100またはCaO/HFE7100ナノ粒子溶液5mlを接種した。種々の時間間隔でサンプルを採った。希望する接触時間経過後、膜は10mlのPBSでゆすいで10分間抽出した。それから各々の最終溶液200μlを寒天培地に貼り付け、37℃で24時間培養した。群生数を数え対照と比較してパーセント死滅値を判定した。「表3」に見るとおり、ナノ粒子含有溶液は植物葉面細菌に対し極めて高い殺生物活性を持っている。双方の溶液とも、45分後で100%の効果があった。しかしながら、CaO/HFE7100ナノ粒子溶液では15分の時間間隔で100%死滅値を達成した。
【0028】
【表3】

【0029】
他のHFE溶媒、例えばHFE−71DA、HFE−71IPAおよびHFE−7500なども、HFE−7100の代わり、または併用で使うことができる。
<実施例3>
【0030】
この実施例では、本発明に基づくナノ粒子含有エマルションを処方し、試験した。これらのエマルジョンは先ず、界面活性剤(Triton−X114:CaO、Ca(OH)とAOT用は[非イオン系オクチルフェノール・エチレン・オキシド縮合物]、MgOとZnO用は[陰イオン系、ジオクチル・スルホサクシネート、ナトリウム塩])、油(植物性)および選択されたナノ粒子(MgO、CaOまたはZnO)を室温で混合する。それから混合物は85℃にかき混ぜながら1時間加熱する。水を各処方に注入してエマルジョンを完成する。それぞれのエマルジョンは、別途示唆がない限り、5/1の水/油系エマルジョンで、重量で2%のナノ粒子を含有している。
【0031】
パラオクソン検証
パラオクソン試験はナノ粒子なしの対照エマルジョンに対するMgOおよびCaOエマルジョンの化学反応性を検証するために用いられた。用いた試験の手順は実施例1に記載されている。「図3」はサンプルの時間に対するパラオクソン量を示す。MgOおよびCaOエマルジョンがナノ粒子のないブランクエマルジョンよりずっと高いパーセントのパラオクソンを破壊したことが判った。この検証はエマルジョンが準備されてから2週間後にナノ粒子MgOで繰り返されたが、同じ結果が得られた。
【0032】
バチルス・サブチラス芽胞 による 生体膜試験
バチルス・サブチラス芽胞 による 生体膜試験は実施例1に記載した方法を用いてナノ粒子CaOおよびZnOエマルジョンの生物学的活動を判定するために行った。「表・4」に見るとおり、CaOエマルジョン(7:1)、Ca(OH)エマルジョンおよびZnOエマルジョンは接触24時間後に98.9〜100%と高い死滅値を産み出した。
【0033】
【表4】

【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】は大気温度におけるパラオクソンの中和の時間経過を示したグラフで、実施例1に記載されているように、市販のSandiaFoam、およびMgOとCaOナノ粒子を補ったSandiaFoamを用いている。
【図2】は大気温度におけるパラオクソンの中和の時間経過を示したグラフで、実施例2に記載されているようにMgOとCaOナノ粒子を補った市販のHFE7100を用いている。
【図3】は大気温度におけるパラオクソンの中和の時間経過を示したグラフで、実施例3に記載されているようにMgOとCaOナノ粒子を補った水/油エマルジョンを用いている。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
次のものを含む汚染浄化製品:
金属酸化物類、金属水酸化物類、およびこれらの混合物を含む群から選択される所定量のナノ粒子;
殺生物剤;および
前記ナノ粒子と殺生物剤用の液状担体。
【請求項2】
前記ナノ粒子がアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アクチニドおよびランタニドの酸化物類および水酸化物類およびこれらの混合物を含む群から選択される請求項1の製品。
【請求項3】
前記ナノ粒子がAl、Ca、Ce、Mg、Sr、Sn、Ti、およびZnの酸化物類および水酸化物類およびこれらの混合物を含む群から選択される請求項2の製品。
【請求項4】
前記ナノ粒子がMg、Ca、Al、Ti、およびZnの酸化物類および水酸化物類およびこれらの混合物を含む群から選択される請求項3の製品。
【請求項5】
前記ナノ粒子が単結晶子または多結晶子の集合体から構成され、そのサイズが約20nmまでの請求項1の製品。
【請求項6】
前記結晶子の平均サイズが約2〜10nmの請求項5の製品。
【請求項7】
前記ナノ粒子が単結晶子または多結晶子の集合体から構成され、そのBET表面積が少なくとも約15m/gある請求項1の製品。
【請求項8】
前記表面積が約20〜1200m/gである請求項7の製品。
【請求項9】
前記表面積が約90〜600m/gである請求項8の製品。
【請求項10】
前記殺生物剤が殺生物的活性過酸化物類、モノおよび多官能性のアルコール類、アルデヒド類、酸類、オゾン、ナフサ化合物類、およびアルカリ金属、遷移金属、第3類金属または第4類金属、硫黄、窒素、あるいはハロゲン原子を含む化合物類を含む群から選択される請求項1の製品。
【請求項11】
前記殺生物剤が、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、過酢酸、過酸化水素、アルコール類、アルカリ金属次亜鉛素酸塩類、第4アンモニウム化合物類、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、臭化セチルトリメチルアミン、塩化セチルピリジニウム、2,4,4−トリクロロ−2−ヒドロキシジフェニルエーテル、1−(4−クロロフェニル)−3−(3,4−ジクロロフェニル)尿素、酸化亜鉛、リシノール酸亜鉛、ペンタクロロフェノール、ナフテン酸銅、酸化トリブチル錫、ジクロロフェン、p−ニトロフェノール、p−クロロ−m−キシレノール、ベータ−ナフトール、2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルホニル)−ピリジン、サリチルアニリド、ブロム酢酸、アルキル第4アンモニウムアセテート、エチル水銀チオサリチル酸ナトリウム、オルトフェニル石炭酸ナトリウム、n−アルキル(C12〜C18)塩化ジメチル・ベンジル・アンモニウム、有機ホウ酸塩類、2,2−(1−メチルトリメチレンジオキシ)−ビス−(4−メチル−1,3,2−ジオキサボリナン)、2,2−オキシビス(4,4,6−トリメチル)−1,3,2−ジオキサボリナン、エチレングリコール・モノメチルエーテル、パラヒドロキシ・ベンゾエート類、有機ホウ素化合物類、8−ヒドロキシキノリン、ペンタクロロ石炭酸ナトリウム、塩化ジメチルエチルアルキルベンジル・アンモニウム、2−ピリジンチオール−1−オキシドのアルキルアンモニウム塩類、1,3,5−トリエチルヘキサヒドロ−1,3,5−トリアジン、クロム酸ストロンチウム、ハロゲン化フェノール類、2−ブロモ−4−フェニルフェノール、硝酸銀、塩化銀、酸化銀、単体銀を含む銀塩類、有機過酸化物類、スルファジアジン銀、ジクロロ−s−トリアジントリオンナトリウム、ジハイドレート−4−クロロ−2−シクロ−ヘキサフェノール、2−クロロ−4−ニトロフェノール、パラフィン置換体類、3−クロロ−3−ニトロ−2−ブタノール、ステアリン酸2−クロロ−2−ニトロ−1−ブタノール、2−クロロ−2−ニトロブチルアセテート、4−クロロ−4ニトロ−3−ヘキサノール、1−クロロ−1−ニトロ−1−プロパノール、2−クロロ−2−ニトロ−1−プロパノール、塩化トリエチルチン、2,4,5−トリクロロフェノール、2,4,6−トリクロロフェノール、2,2−チオビス(3,4,6−トリクロロフェノール)、1,3−ジクロロ−5,5−ジメチルヒダントイン、トリス(ヒドキシ−メチル)ニトロメタン、ニトロパラフィン類、2−ニトロ−2−エチル−1,3−プロパンジオール20、2−ニトロ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−ニトロ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、ヘキサヒドロ−1,3,5−トリス(2−ヒドロキシ−エチル)−s−トリアジン、1,3,5−トリス(テトラヒドロ−2−フラニル)−メチル−ヘキサヒドロ−s−トリアジン、メチルビスチオシアネート、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド、β−ブロモ−β−ニトロスチレン、フッ化化合物類、N−エチル−N−メチル−4−(トリフルオロメチル)−2−(3,4−ヂメトキフェニル)ベンズアミド、ペンタクロロフェノール、ジクロロフェン、オルトフェニルフェノール、ジ−バイシクロ−(3,1,1または2,2,1)−ヘプチル、および、ジ−バイシクロ−(3,1,1または2,2,1)−ヘプテニル・ポリアミン類およびこれらの混合物を含む群から選択される請求項10の製品。
【請求項12】
前記担体が溶媒類、分散剤類およびエマルジョン系類を含む群から選択される請求項1の製品。
【請求項13】
前記溶媒類が水溶性、非水溶性溶媒類を含む群から選択される請求項12の製品。
【請求項14】
前記エマルジョン系類が相当量の油、水、界面活性剤を含む請求項12の製品。
【請求項15】
前記ナノ粒子が重量で約0.1〜40%のレベルで存在する請求項1の製品。
【請求項16】
前記ナノ粒子が重量で約1〜10%のレベルで存在する請求項15の製品。
【請求項17】
前記殺生物剤が重量で約0.001〜10%のレベルで存在する請求項1の製品。
【請求項18】
前記殺生物剤が重量で約0.01〜5%のレベルで存在する請求項17の製品。
【請求項19】
前記担体が重量で約50〜99.9%のレベルで存在する請求項1の製品。
【請求項20】
前記担体が重量で約85〜99%のレベルで存在する請求項19の製品。
【請求項21】
前記製品を使用するために液状、スプレー、霧状、エアロゾル、ペースト、ゲル、拭き取りあるいは泡状に形成される請求項1の製品。
【請求項22】
前記製品を使用するためにスプレーあるいは泡状に形成される請求項21の製品。
【請求項23】
地域を汚染浄化する方法で、その地域に請求項1に記載の製品を適用する処置を含む地域を汚染浄化する方法。
【請求項24】
前記適用する処置が約−50〜300℃の温度で実施される請求項23の方法。
【請求項25】
前記適用する処置が前記製品を液状、スプレー、霧状、エアロゾル、ペースト、ゲル、拭き取りあるいは泡状で適用する処置を含む請求項23の方法。
【請求項26】
前記適用する処置が前記製品を液状あるいは泡状で適用する処置を含む請求項25の方法。
【請求項27】
汚染浄化装置で、請求項1に記載の製品を所定量保有するコンテナーとこれから前記製品を所定の用途に用いるため、このコンテナーと動作可能なように連結されたアプリケータが付いたコンテナーを含む汚染浄化装置。
【請求項28】
前記アプリケータがスプレーノズル、霧化ノズル、泡ノズル、ペーストアプリケータ、ゲルアプリケータ、拭き取りアプリケータを含む群から選択される請求項27の装置。
【請求項29】
前記製品が前記コンテナーまたは加圧可能なコンテナー内で加圧される請求項27の装置。
【請求項30】
前記圧力が約0〜250psiのレベルである請求項29の装置。
【請求項31】
高圧ガスを前記コンテナー内に含む請求項30の装置。
【請求項32】
前記高圧ガスがN、希ガス類、二酸化炭素、空気、揮発性炭化水素類、フルオロカーボン類、ヒドロフルオロカーボン類、およびこれらの混合物を含む群から選択される請求項31の装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公表番号】特表2006−501962(P2006−501962A)
【公表日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−543543(P2004−543543)
【出願日】平成15年10月2日(2003.10.2)
【国際出願番号】PCT/US2003/031911
【国際公開番号】WO2004/032624
【国際公開日】平成16年4月22日(2004.4.22)
【出願人】(504450626)ナノスケール マテリアルズ アイエヌシー. (11)
【Fターム(参考)】