抗菌方法及び抗菌装置
【課題】イオンを用いた抗菌剤の抗菌力を高める方法を提供する。
【解決手段】イオンを用いて微生物の発育を阻止する抗菌方法であって、特定の光を微生物に照射した後に、又は照射しつつ、当該微生物にイオンを接触させる。前記特定の光としては、好ましくはピーク波長３００〜６００ｎｍの光を用い、かつその照射強度を５００〜５０００μＷ／ｃｍ２とする。また、イオンとして、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン等の金属イオンを用いる。
【解決手段】イオンを用いて微生物の発育を阻止する抗菌方法であって、特定の光を微生物に照射した後に、又は照射しつつ、当該微生物にイオンを接触させる。前記特定の光としては、好ましくはピーク波長３００〜６００ｎｍの光を用い、かつその照射強度を５００〜５０００μＷ／ｃｍ２とする。また、イオンとして、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン等の金属イオンを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを用いて微生物（特に菌類）の発育を阻止する抗菌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電製品、台所用品、トイレタリー用品、文具用品、家具・装飾品などの生活用品の分野；紙・パルプ用スライムコントロール剤、木材防腐分野などの産業分野；白衣、カーテン、建材、医療用器具などの医療分野等のさまざまな分野において、微生物（原核生物や真核生物等）を除去する方法や増殖を防止する方法が求められている。これらの用途において用いられている抗菌性化合物としては、有機系（合成化合物、天然化合物など）と、無機系（銀、銅、亜鉛等の金属、酸化チタン等の光触媒など）とに大別される。
【０００３】
従来は有機系化合物が主流であり、幅広い抗菌スペクトルを有し且つ優れた即効性と殺菌性を有することから、農薬や医薬品に開発された有機系化合物やその類似化合物が用いられてきた。しかし、これらの有機系化合物は、人体や環境に対する影響が大きく、安全性に問題がある。このため、近年では、銀、銅、亜鉛などの抗菌性を有する金属を含有する化合物や、酸化チタンなどの光触媒作用により抗菌する無機系抗菌性化合物が用いられるようになって来ている。
【０００４】
このような無機系抗菌性化合物に含まれる金属に着目すると、銀イオンと水銀イオンが特に細菌増殖抑制能力に優れ、亜鉛イオン、銅イオン、カドミウムイオンがこれに続くことが判る。しかし、水銀やカドミウムは、環境に与える悪影響が大きいので、抗菌材料として広く使用するのには適さない。これらに対し銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンなどは前者に比べ環境等に与える悪影響が小さく、特に銀イオンの抗菌活性は銅の２００倍、亜鉛の１０００倍であり、環境に与える悪影響を一層小さくできる。よって、近年、銀など環境への悪影響の小さい金属を使用した無機系抗菌性化合物の利用が拡大している。
【０００５】
しかしながら、これらの無機系抗菌性化合物が広範囲に使用されると、環境中への流出機会が増え、やはり環境汚染等の問題が生じる。特に銀は抗菌力が強いことから、環境中に微量の銀イオンが流出した場合であっても、生態系に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００６】
それゆえ、飲料水中の銀イオン濃度に対する規制も強まりつつあり、例えば米国では飲料水中の銀イオン濃度が１００ｐｐｂ以下に規制されており、更に規制が厳しくなりつつある。
【０００７】
そこで、環境保全の観点、健康な生活を守る観点、法的規制への対応を図る観点からして、無機系抗菌剤の含有金属量を減少させ、無用な金属イオンの流出を極力減少させることが必要である。そのためには、同一の金属イオン濃度において、より大きな抗菌効果を発揮させることのできる技術を開発する必要がある。
【０００８】
なお、以上の課題から本明細書における「抗菌」は、微生物を死滅させずその増殖を阻止する場合に限られず、“滅菌（全ての微生物を殺滅）”、“殺菌（微生物を一部でも殺すこと）”、“消毒”、“除菌”、“制菌（微生物の増殖阻止）”、“防かび”、“防腐”などの全ての概念を含む用語として使用されている。
【０００９】
ところで、無機系抗菌剤の先行技術文献としては、例えば下記特許文献１〜３があり、特許文献１は、金属類を用いるのではなく光を用いた殺菌技術を提案している。この技術は、青色発光ダイオードの閃光パルスを用いて殺菌する技術である。しかし、光のみで殺
菌を行うこの技術では、その光自体が人体に有害である危険性があるという問題がある。また、光によって装置を構成する部材が劣化してしまう恐れもある。
【００１０】
また、特許文献２、３は、光触媒を用いて殺菌を行う技術を提案している。
【００１１】
特許文献２は、酸化チタン等の光触媒に１８０〜４８０ｎｍの波長範囲を含む電磁波を照射して殺菌を行う技術であり、特許文献３は、抗菌活性金属化合物を有するアクリロニトリル繊維をｐＨ１〜６の範囲で熱処理してなる抗菌性アクリロニトリル繊維を用いる技術である。
【００１２】
しかし、これらの技術によっても、微量の金属イオンでもって十分な抗菌力を発揮させるには至っていない。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２７５３３５号公報
【特許文献２】特開１１−４７７３８号公報
【特許文献３】特開２００１−２５９０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行った。その結果、特定の光を微生物に照射することにより微生物体内に吸収されるイオン量が増加することを知った。また、特定の光を微生物に照射することにより、従来の方法では抗菌が難しかった、細胞壁の厚い真核生物をも小さいイオン濃度でもって抗菌できることを見出した。
【００１５】
本発明は、これらの知見に基づき完成されたものであって、本発明は微生物に対し従来に比較して小さいイオン濃度及び少ないイオン量で同等以上の抗菌作用を発現させることのできる抗菌方法、及びこの方法を簡便に実施することのできる抗菌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための抗菌方法にかかる本発明は、イオンを用いて微生物の発育を阻止する抗菌方法において、特定の光を微生物に照射した後に、又は照射しつつ、当該微生物にイオンを接触させることを特徴とする。
【００１７】
この構成では、微生物にイオンを接触させる前又は接触させつつ、特定の光を照射するが、前記特定の光の照射により、イオンの膜透過が容易になる。この結果、微生物体の近傍に存在する抗菌性イオンが効率よく微生物体内に取り込まれ、その作用効果を発揮する。
【００１８】
よって、上記構成であると、従来法に比較し、より多くのイオンを微生物体内に取り込ませることができ、また短時間にそれを実現させることができるので、微生物に接触させるイオン量を少なくしても（この手段の一つは、微生物の周囲に存在させるイオン濃度を小さくすることである）、従来と同等乃至それ以上の微生物発育阻止効果を得ることができる。また、このようにすることにより、環境に悪影響を与えない抗菌が可能になる。また、細胞壁の厚い真核生物に対しても、イオンを細胞壁や細胞膜を透過させて真核生物体内により多くのイオンを取り込ませることができ、真核生物体内に取り込まれたイオンにより、真核生物を効果的に抗菌できる。
【００１９】
上記構成において、イオンが、金属イオンであるとすることができる。
【００２０】
金属イオンは、抗菌活性が高いため、イオンとして金属イオンを用いることが好ましい。
【００２１】
上記構成において、前記特定の光が、生体膜のイオン透過チャンネルに作用する光であるとすることができる。
【００２２】
この構成を採用すると、特定の光の照射により、微生物のイオン透過チャンネルが開放され、イオンの膜透過が容易になる。この結果、微生物体の近傍に存在する抗菌性イオンが効率よく微生物体内に取り込まれ、その作用効果を発揮する。
【００２３】
ここで、生体膜のイオン透過チャンネルとは、例えば微生物生体膜の膜輸送タンパク質膜を指すが、これに限られるものではなく、微生物のイオン取り込みに関与する全ての機構を含む概念である。
【００２４】
上記構成において、前記金属イオンが、金属イオン含有溶液に含まれる金属イオンである構成とすることができる。この構成では、微生物に金属イオンを含む金属イオン含有溶液を接触させることになるが、この方法であると金属イオンを簡便かつ確実に微生物に接触させることができる。
【００２５】
上記構成において、前記特定の光が、３００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光である構成とすることができる。
【００２６】
前記特定の光のピーク波長が６００ｎｍよりも大きいと、効果的にイオンを微生物体内に取り込ませることができない。他方、３００ｎｍ未満であると、この光自体が微生物のＤＮＡを破壊するため、人体に悪影響が大きく、また装置の劣化を早めさせるので好ましくない。よって、上記範囲内に規制することが好ましい。
【００２７】
上記構成において、前記特定の光の照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である構成とすることができる。
【００２８】
特定の光の照射強度が５００μＷ／ｃｍ２未満であると、十分にイオンを微生物体内に取り込ませることができない。他方、５０００μＷ／ｃｍ２よりも大きくしても、イオンを微生物体内に取り込ませる作用がほぼ上限に達するので、コストパフォーマンスが悪くなる。よって、上記範囲内に規制することが好ましく、より好ましくは、８００〜４０００μＷ／ｃｍ２とし、さらに好ましくは１０００〜３０００μＷ／ｃｍ２とする。
【００２９】
また、本発明に用いる金属イオンとしては、抗菌作用と環境への影響を少なくする観点から、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンからなる群より選択された１種以上のイオンとすることが好ましい。
【００３０】
また、前記金属イオン含有溶液中の金属イオンの濃度は、同上の観点から、１０ｐｐｍ以下とし、かつ最低限効果の得るために１ｐｐｂ以上とすることが好ましい。また、より好ましくは５ｐｐｂ〜１ｐｐｍとし、さらに好ましくは１０ｐｐｂ〜９００ｐｐｂとする。
【００３１】
また、本発明を適用しうる微生物としては、大腸菌、光合成細菌、乳酸菌、放線菌、黄色ブドウ球菌のような原核生物、カンジダ菌のような酵母類、クロカワカビ、白癬菌などの真核生物を例示することができる。
【００３２】
上記した本発明抗菌方法を実施することのできる抗菌装置にかかる本発明は、３００〜
６００ｎｍの範囲にピーク波長を有し、且つ照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である光を出力する光源部と、微生物にイオンを接触させる接触部と、微生物に前記光源部が出力した光を照射する照射部と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
この構成によると、光源部より出力された３００〜６００ｎｍの範囲にピーク波長を有し且つ照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である光が、照射部により制御されて、接触部でイオンと接触させられた微生物に対して照射される。よって、この構成の装置を用いると、簡便な操作で、より多くのイオンを微生物体内に取り込ませて迅速に微生物の抗菌を行うことができ、かつ環境へのイオンの漏れも生じない。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、抗菌剤中に含有させる抗菌性イオン量を増加させることなくして、微生物に対する抗菌作用を顕著に増強させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（初めに）
微生物に対する抗菌作用を有するイオンとしては、金属イオンが挙げられ、具体的には銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、カドミウムイオン、水銀イオンを挙げることができ、これらの金属イオンのなかで銀及び／又は銅が人体への安全性の高さから好ましいが、本発明は、特定のイオンに限られることなく、抗菌作用を有する種々のイオンに適用できる。
【００３６】
また、本発明の適用対象としての微生物は、特定の種に限定されないが、金属イオンを選択的に通過させる特異的な膜結合タンパク質を有する微生物において特に顕著な効果が期待できる。本発明の適用対象となる微生物としては、例えば大腸菌、光合成細菌、乳酸菌、放線菌、黄色ブドウ球菌のような原核生物、例えばカンジダ菌のような酵母類、クロカワカビ、白癬菌などの真核生物（真菌類）が挙げられ、また病原性ウイルスにも適用できる。なお、本発明は、複数種が含まれた対象物に対しても適用できることは勿論である。
【００３７】
上記膜結合タンパク質とは、膜内外のイオン類の濃度勾配または電位勾配によりイオン類を選択的に通過させる性質を有する生体膜であり、このようなものとしては、例えば膜輸送タンパク質を挙げることができる。膜輸送タンパク質は、普段は外界に対し機能的に閉じており、一定の刺激があると開いて、特定の分子やイオンを透過させる。膜輸送タンパク質は、その電位的な選択性により取り込む（輸送できる）ことのできるイオンの種類が決まっており、この膜輸送タンパク質の種類により、膜を通過できるイオンと、通過できないイオンが存在する（選択性が生まれる）と考えられる。また、イオンの種類により膜を通過する速度が異なる。
【００３８】
本発明は、特定の光を照射し、イオンを短時間で微生物体内に取り込ませることにより、イオンの抗菌作用を格段に高めさせる点に特徴があるが、このような本発明で用いる光源としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザダイオード）などの固体照明や、ブラックライト、ハロゲン光源などの管球型照明等を例示することができ、好ましくはＬＥＤやＬＤを用いる。ＬＥＤやＬＤは、光の波長を制御することができ、抗菌装置への組み込みが容易であり、コスト的にも有利であるという利点を有するからである。
【００３９】
微生物に対するイオンの接触時間については、使用するイオンの種類、微生物の種類およびイオン濃度や微生物量により適当に選択すればよい。例えば銀イオンを用いて大腸菌を抗菌する場合、通常１分〜２４時間程度とし、好ましくは１分〜３時間程度とする。
【００４０】
以下、実験群により本発明を実施するための最良の形態を説明する。
（第1実験群）
抗菌性のイオンとして銀イオンを用意した。銀は、イオン化傾向が小さく、電子を放出しにくく、酸化され難いという特徴を持ち、標準単極電位が＋０.８Ｖで陽イオンになり
にくい。このため、金属状態の銀を水中に入れても容易に溶出しないので、銀イオン溶液の調製方法として、銀に電界をかける方法を用いた。すなわち、図１に示す銀イオン生成装置２を用い、二枚の純銀プレート１の間に１０〜５０ｍＡの電流がかかるように電圧（〜５０Ｖ程度）を制御し、溶液中に銀イオンを溶出させた。この方法によると、例えば１２．５ｍＡで３０秒間通電することにより、９００ｐｐｂの銀イオン溶液を得ることができる。
【００４１】
上記銀イオン生成装置２は、銀イオン含有溶液に対して不活性である材質のものが好ましく、このような材質として、例えばガラス、テフロン(登録商標)、ステンレスなどが挙げられる。
【００４２】
また、抗菌対象となる微生物としては、初期菌数として１×１０７〜１×１０８個程度のCladosporium cladosporioides（NBRC 6348）標準株（真核生物）を用意した。この菌
体をリン酸バッファー（濃度５０ｍＭ）に分散させ、胞子懸濁液３を調製した。胞子懸濁液調製用の容器としては、ガラス、テフロン(登録商標)、ステンレスなどの容器を用いる。
【００４３】
また、微生物に金属イオンを接触させる接触部と、前記光源部が出力した光を微生物に照射する照射部とを兼ねる装置として、試験容器７を用いた。
図１の２つの試験容器７の一方に９００ｐｐｂの銀イオン溶液９ｍＬと上記胞子懸濁液３の菌液１ｍＬとを混合した溶液を入れ（これを試験液Ａとする）、もう一方の試験容器７に、銀イオン溶液に代えて純水９ｍＬと上記胞子懸濁液３の菌液１ｍＬとを混合した溶液を入れた（これを試験液Ｂとする）。そして、これらの試験容器は、自然光や蛍光灯など光の影響を完全に取り除くため、直ちに暗箱５内に配置し、しかる後に、ピーク波長が３６５ｎｍ、照射強度１８００μＷ／ｃｍ２の紫外光を照射し、紫外光照射１５分後、３０分後、６０分後に試験液を採取した。
【００４４】
なお、図１の符号４が光源部に相当し、この光源部は、紫外ＬＥＤ４（ナイトライドセミコンダクター社製）を１４個組み合わせた構造となっている。このＬＥＤ４に電圧３．８Ｖ、総電流２１ｍＡを印加することにより上記紫外光を出力させた。
【００４５】
更に、上記試験液ＡおよびＢとは別に、９００ｐｐｂの銀イオン溶液９ｍＬと上記胞子懸濁液３の菌液１ｍＬとの混合液（これを試験液Ｃとする）と、純水９ｍＬ（銀イオンを含まない）と上記胞子懸濁液３の菌液１ｍＬとを入れた試験液（これを試験液Ｄとする）を用意した。これらの試験液の試験容器を、自然光や蛍光灯など光の影響を完全に取り除くため、直ちに暗箱５内に配置し、光を照射せずに静置し、１５分後、３０分後、６０分後に試験液を採取した。
【００４６】
以上の各試験液において、〔菌体＋銀イオン＋特定光照射〕の３つの要件を全て充足する上記試験液Ａが本発明抗菌方法にかかる試験液となる。他方、〔菌体＋特定光照射〕の２条件のみを充足する上記試験液Ｂ、〔菌体＋銀イオン〕の２条件のみを充足する上記試験液Ｃ、〔菌体〕に対し銀イオンの接触および特定光照射の何れをも行わない試験液Ｄが、比較例となる。
【００４７】
なお、上記各試験液の調製においては、紫外ＬＥＤ４が生体膜のイオンの膜透過を容易とさせる特定の光を出力する光源部として機能し、試験容器７が微生物に金属イオンを接
触させる接触部と、微生物に光源部が出力した光を照射する照射部として機能することになる。
【００４８】
上記で調製した試験液Ａ〜Ｄのそれぞれから試料液１００μＬを採取し、これを図１に示すポテト寒天培地６に塗抹し、２５℃で７日間培養した後、培地上のコロニー数をカウントする方法により、その抗菌効果を確認した。この結果を図２に示した。
【００４９】
図２から、Cladosporium cladosporioidesに銀イオンを接触させた状態で紫外光照射を行った試験液Ａ（図中○）は、紫外光の照射を行わずに銀イオンを接触させた試験液Ｃ（図２中●）よりも１桁高い殺菌効果を奏することが認められた。
【００５０】
また、試験液Ｂ（図中▲）と試験液Ｄ（図中△）との比較から、紫外光の照射のみでは全く抗菌効果が認められないことがわかった。
【００５１】
これらの結果から、次のことが結論できる。上記実験で用いた紫外光の照射強度は、菌類を抗菌することのできる強度よりも十分に低い。よって、試験液Ａ（○）と試験液Ｃ（●）における抗菌力の差は、紫外光自体の殺菌効果に起因するものではなく、この差は、紫外光照射によって菌体内への金属イオン取り込みが促進された結果と考えられる。すなわち、ピーク波長３６５ｎｍ、照射強度１８００μＷ／ｃｍ２の光の照射により、Cladosporium cladosporioides体内に銀イオンが取り込まれ易くなった結果、銀イオンの抗菌力が増加したものと考えられる。
【００５２】
上述の結果から明らかなように、菌体に照射する特定の光は、菌類に抗菌作用を及ぼさない程度の弱い光強度で足りる。よって、本発明抗菌方法は人や動物の皮膚に繁殖した菌類を抗菌する方法としても利用可能である。更に、本発明抗菌方法を適用する際の安全性を高める観点からして、特定光はその光自体が菌体に抗菌作用を及ぼさない程度の照射強度及び／又は照射時間とするのが好ましい。
【００５３】
（第２実験群）
上記Cladosporium cladosporioides（NBRC 6348）に代えて、Escherichia coli (NBRC-3972、大腸菌)を用いたこと以外は、上記第１実験群と同様にして４種類の試験液を調製
し、これらの試験液について抗菌試験を行った。なお、第２実験群で調製した試験液は、上記試験液Ａ〜Ｄに対応させ、試験液２Ａ〜２Ｄとする。
【００５４】
抗菌試験結果を図３に示した。図３の▲−▲（試験液２Ａ）は、〔菌体＋銀イオン＋特定光照射〕の３つの要件を全て充足するものであり、これは本発明例に該当する。他方、図３の●−●（試験液２Ｃ）は〔菌体＋銀イオン〕の２条件のみを充足するものであり、△−△（試験液２Ｂ）は〔菌体＋特定光照射〕の２条件のみを充足するものであり、○−○（試験液２Ｄ）は〔菌体〕に対し銀イオンの接触および特定光照射の何れをも行わないものであるので、これらは上記本発明例に対する比較例群となる。
【００５５】
図３の結果から明らかなように、特定光の照射と銀イオン接触とを組み合わせると、特定光を照射しないで銀イオンと接触させた場合に比較し、３桁程度高い大腸菌抗菌効果が得られた（▲−▲、●−●参照）。また、特定光を照射したが銀イオンとは接触させなかった場合（△−△）、及び特定光を照射させず、銀イオンとも接触させない場合（○−○）の抗菌傾向は、上記真菌類（試験液Ｂ〜Ｄ）における場合と同様であった。
【００５６】
（第３実験群）
ここでは、３６５ｎｍ、５２５ｎｍ、６６０ｎｍのピーク波長が異なる３種類の特定光を用いて、特定光の種類と抗菌効果との関係を調べた。
具体的には、菌体として上記第１実験群と同じCladosporium cladosporioides（NBRC 6348）を用いた。光源としては、シップス社製ＬＥＤユニット（ピーク波長が３６５ｎｍ
・照射強度１８００μＷ／ｃｍ２，ピーク波長が５２５ｎｍ・照射強度２８００μＷ／ｃｍ２，ピーク波長が６６０ｎｍ・照射強度４０００μＷ／ｃｍ２）でそれぞれ出力させた。銀イオン濃度は６００ｐｐｂとし、照射強度が５２５ｎｍのものについては、菌体を１日間栄養分のないリン酸緩衝液に静置したもの（一日飢餓状態）を用い、その他の事項については上記第１実験群と同様とした。
【００５７】
図４に抗菌試験結果を示した。図４から、波長３６５ｎｍ（○）および波長５２５ｎｍ（田）においては、高い抗菌力増強効果があることが認められた。他方、波長６６０ｎｍ（◇）では、抗菌力増強効果が殆ど認められなかった。
【００５８】
波長６６０ｎｍで抗菌力増強効果が認められないのは、この波長光では微生物体内に効率よく銀イオンを取り込ませることができないためと考えられる。
【００５９】
上記結果から、特定の光としては、６６０ｎｍ以上であるものは好ましくない。よって、好ましくはピーク波長が６６０ｎｍ未満の光を使用し、より好ましくはピーク波長が６００ｎｍ以下の光を使用する。ただし、ピーク波長が３００ｎｍ未満の光は、生体細胞のＤＮＡに損傷を与え、人や動物にも害を与えるため好ましくない。また、３００ｎｍ未満の光は、抗菌装置（ハウジングなど）の早期劣化を招くので好ましくない。よって、抗菌力を増強するために使用する光として、好ましくはピーク波長が３００〜６００ｎｍの光を用いるのがよい。
【００６０】
（第４実験群）
上記第１実験群の試験液Ａ（Cladosporium cladosporioides 特定光照射＋銀イオン）、試験液Ｃ（光照射なし＋銀イオン）、上記第２実験群の試験液２Ａ（Escherichia coli
特定光照射＋銀イオン）及び試験液２Ｃ（光照射なし＋銀イオン）について、光照射後６０分後に試験液をそれぞれ採取し、遠心分離法により試験液中の菌体を回収した。これらの菌体を０．１Ｍカコジル酸緩衝液と２％グルタルアルデヒドとを用いて４℃の環境で前固定した後、４℃の０．１Ｍカコジル酸緩衝液で３回洗浄し、さらに４℃で２％四酸化オスミウム水溶液に３時間浸透する方法により後固定処理した。
【００６１】
次いで、上昇アルコール列で各１０〜１５分間処理した後、プロピレンオキサイドで１０分間、３回処理し、さらにプロピレンオキサイド＋エポキシ樹脂で１時間置換し、エポキシ樹脂（主剤Epon812、硬化剤DDSA、NMA、加速剤DMP-3060℃）で２日間包埋処理（樹脂を生体試料に浸透させるために、エポキシ樹脂内に２日間放置（処理温度６０℃））を行った。
【００６２】
このようにして得られた試料を、ウルトラミクロトームを用いて薄片化し、チャージアップ防止のためにカーボン膜で補強を行い、エネルギーフィルター型透過型電子顕微鏡（EF-TEM）観察用試料を作製した。この試料を、ＥＤＡＸ社製Ｒ−ＴＥＭ Ｓｕｐｅｒ ＵＴＷを用いて、電子顕微鏡観察及びエネルギー分散型エックス線分析を行った。
【００６３】
その結果、Cladosporium cladosporioidesにかかる試料Ａついては、電子顕微鏡観察において銀の結晶を確認できなかったが、エックス線分析において細胞膜付近ではなく、菌体内部の特定箇所に銀が偏在していることが確認された。Escherichia coliにかかる試料２Ａついては、銀が細胞膜周囲ではなく、細胞の中央部分に存在することが確認された。また、光照射を行わなかった試料Ｃ、２Ｃについては、顕微鏡観察、エックス線分析ともに、細胞内部に銀は検出できなかった。
【００６４】
これらの結果から、銀イオンは、特定光照射により、菌体の内部に取り込まれて抗菌作用を発揮するものと考えられ、特定光の照射により銀イオンの取り込みが顕著に促進されるため、より強い抗菌効果を発現するものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明にかかる抗菌方法によると、抗菌性イオン濃度が同じであっても確実かつ迅速に微生物の生育を阻止できる。このような本発明抗菌方法を用いると、自然環境への汚染が少なく、人に優しい抗菌を実現することができる。よって、その産業上の意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明抗菌方法を説明する図である。
【図２】図２は、Cladosporium cladosporioides （NBRC 6348）を用いた場合における抗菌試験結果を示す。
【図３】図３は、Escherichia coli (NBRC-3972)を用いた場合における抗菌試験結果を示す。
【図４】図４は、特定光の波長と抗菌効果との関係を説明する抗菌試験結果である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 銀プレート
２ 容器
３ 菌溶液
４ ＬＥＤ（光源部）
５ 暗箱
６ 寒天培地
７ 試験容器（接触部且つ照射部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを用いて微生物（特に菌類）の発育を阻止する抗菌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電製品、台所用品、トイレタリー用品、文具用品、家具・装飾品などの生活用品の分野；紙・パルプ用スライムコントロール剤、木材防腐分野などの産業分野；白衣、カーテン、建材、医療用器具などの医療分野等のさまざまな分野において、微生物（原核生物や真核生物等）を除去する方法や増殖を防止する方法が求められている。これらの用途において用いられている抗菌性化合物としては、有機系（合成化合物、天然化合物など）と、無機系（銀、銅、亜鉛等の金属、酸化チタン等の光触媒など）とに大別される。
【０００３】
従来は有機系化合物が主流であり、幅広い抗菌スペクトルを有し且つ優れた即効性と殺菌性を有することから、農薬や医薬品に開発された有機系化合物やその類似化合物が用いられてきた。しかし、これらの有機系化合物は、人体や環境に対する影響が大きく、安全性に問題がある。このため、近年では、銀、銅、亜鉛などの抗菌性を有する金属を含有する化合物や、酸化チタンなどの光触媒作用により抗菌する無機系抗菌性化合物が用いられるようになって来ている。
【０００４】
このような無機系抗菌性化合物に含まれる金属に着目すると、銀イオンと水銀イオンが特に細菌増殖抑制能力に優れ、亜鉛イオン、銅イオン、カドミウムイオンがこれに続くことが判る。しかし、水銀やカドミウムは、環境に与える悪影響が大きいので、抗菌材料として広く使用するのには適さない。これらに対し銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンなどは前者に比べ環境等に与える悪影響が小さく、特に銀イオンの抗菌活性は銅の２００倍、亜鉛の１０００倍であり、環境に与える悪影響を一層小さくできる。よって、近年、銀など環境への悪影響の小さい金属を使用した無機系抗菌性化合物の利用が拡大している。
【０００５】
しかしながら、これらの無機系抗菌性化合物が広範囲に使用されると、環境中への流出機会が増え、やはり環境汚染等の問題が生じる。特に銀は抗菌力が強いことから、環境中に微量の銀イオンが流出した場合であっても、生態系に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００６】
それゆえ、飲料水中の銀イオン濃度に対する規制も強まりつつあり、例えば米国では飲料水中の銀イオン濃度が１００ｐｐｂ以下に規制されており、更に規制が厳しくなりつつある。
【０００７】
そこで、環境保全の観点、健康な生活を守る観点、法的規制への対応を図る観点からして、無機系抗菌剤の含有金属量を減少させ、無用な金属イオンの流出を極力減少させることが必要である。そのためには、同一の金属イオン濃度において、より大きな抗菌効果を発揮させることのできる技術を開発する必要がある。
【０００８】
なお、以上の課題から本明細書における「抗菌」は、微生物を死滅させずその増殖を阻止する場合に限られず、“滅菌（全ての微生物を殺滅）”、“殺菌（微生物を一部でも殺すこと）”、“消毒”、“除菌”、“制菌（微生物の増殖阻止）”、“防かび”、“防腐”などの全ての概念を含む用語として使用されている。
【０００９】
ところで、無機系抗菌剤の先行技術文献としては、例えば下記特許文献１〜３があり、特許文献１は、金属類を用いるのではなく光を用いた殺菌技術を提案している。この技術は、青色発光ダイオードの閃光パルスを用いて殺菌する技術である。しかし、光のみで殺
菌を行うこの技術では、その光自体が人体に有害である危険性があるという問題がある。また、光によって装置を構成する部材が劣化してしまう恐れもある。
【００１０】
また、特許文献２、３は、光触媒を用いて殺菌を行う技術を提案している。
【００１１】
特許文献２は、酸化チタン等の光触媒に１８０〜４８０ｎｍの波長範囲を含む電磁波を照射して殺菌を行う技術であり、特許文献３は、抗菌活性金属化合物を有するアクリロニトリル繊維をｐＨ１〜６の範囲で熱処理してなる抗菌性アクリロニトリル繊維を用いる技術である。
【００１２】
しかし、これらの技術によっても、微量の金属イオンでもって十分な抗菌力を発揮させるには至っていない。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２７５３３５号公報
【特許文献２】特開１１−４７７３８号公報
【特許文献３】特開２００１−２５９０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行った。その結果、特定の光を微生物に照射することにより微生物体内に吸収されるイオン量が増加することを知った。また、特定の光を微生物に照射することにより、従来の方法では抗菌が難しかった、細胞壁の厚い真核生物をも小さいイオン濃度でもって抗菌できることを見出した。
【００１５】
本発明は、これらの知見に基づき完成されたものであって、本発明は微生物に対し従来に比較して小さいイオン濃度及び少ないイオン量で同等以上の抗菌作用を発現させることのできる抗菌方法、及びこの方法を簡便に実施することのできる抗菌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための抗菌方法にかかる本発明は、イオンを用いて微生物の発育を阻止する抗菌方法において、特定の光を微生物に照射した後に、又は照射しつつ、当該微生物にイオンを接触させることを特徴とする。
【００１７】
この構成では、微生物にイオンを接触させる前又は接触させつつ、特定の光を照射するが、前記特定の光の照射により、イオンの膜透過が容易になる。この結果、微生物体の近傍に存在する抗菌性イオンが効率よく微生物体内に取り込まれ、その作用効果を発揮する。
【００１８】
よって、上記構成であると、従来法に比較し、より多くのイオンを微生物体内に取り込ませることができ、また短時間にそれを実現させることができるので、微生物に接触させるイオン量を少なくしても（この手段の一つは、微生物の周囲に存在させるイオン濃度を小さくすることである）、従来と同等乃至それ以上の微生物発育阻止効果を得ることができる。また、このようにすることにより、環境に悪影響を与えない抗菌が可能になる。また、細胞壁の厚い真核生物に対しても、イオンを細胞壁や細胞膜を透過させて真核生物体内により多くのイオンを取り込ませることができ、真核生物体内に取り込まれたイオンにより、真核生物を効果的に抗菌できる。
【００１９】
上記構成において、イオンが、金属イオンであるとすることができる。
【００２０】
金属イオンは、抗菌活性が高いため、イオンとして金属イオンを用いることが好ましい。
【００２１】
上記構成において、前記特定の光が、生体膜のイオン透過チャンネルに作用する光であるとすることができる。
【００２２】
この構成を採用すると、特定の光の照射により、微生物のイオン透過チャンネルが開放され、イオンの膜透過が容易になる。この結果、微生物体の近傍に存在する抗菌性イオンが効率よく微生物体内に取り込まれ、その作用効果を発揮する。
【００２３】
ここで、生体膜のイオン透過チャンネルとは、例えば微生物生体膜の膜輸送タンパク質膜を指すが、これに限られるものではなく、微生物のイオン取り込みに関与する全ての機構を含む概念である。
【００２４】
上記構成において、前記金属イオンが、金属イオン含有溶液に含まれる金属イオンである構成とすることができる。この構成では、微生物に金属イオンを含む金属イオン含有溶液を接触させることになるが、この方法であると金属イオンを簡便かつ確実に微生物に接触させることができる。
【００２５】
上記構成において、前記特定の光が、３００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光である構成とすることができる。
【００２６】
前記特定の光のピーク波長が６００ｎｍよりも大きいと、効果的にイオンを微生物体内に取り込ませることができない。他方、３００ｎｍ未満であると、この光自体が微生物のＤＮＡを破壊するため、人体に悪影響が大きく、また装置の劣化を早めさせるので好ましくない。よって、上記範囲内に規制することが好ましい。
【００２７】
上記構成において、前記特定の光の照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である構成とすることができる。
【００２８】
特定の光の照射強度が５００μＷ／ｃｍ２未満であると、十分にイオンを微生物体内に取り込ませることができない。他方、５０００μＷ／ｃｍ２よりも大きくしても、イオンを微生物体内に取り込ませる作用がほぼ上限に達するので、コストパフォーマンスが悪くなる。よって、上記範囲内に規制することが好ましく、より好ましくは、８００〜４０００μＷ／ｃｍ２とし、さらに好ましくは１０００〜３０００μＷ／ｃｍ２とする。
【００２９】
また、本発明に用いる金属イオンとしては、抗菌作用と環境への影響を少なくする観点から、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンからなる群より選択された１種以上のイオンとすることが好ましい。
【００３０】
また、前記金属イオン含有溶液中の金属イオンの濃度は、同上の観点から、１０ｐｐｍ以下とし、かつ最低限効果の得るために１ｐｐｂ以上とすることが好ましい。また、より好ましくは５ｐｐｂ〜１ｐｐｍとし、さらに好ましくは１０ｐｐｂ〜９００ｐｐｂとする。
【００３１】
また、本発明を適用しうる微生物としては、大腸菌、光合成細菌、乳酸菌、放線菌、黄色ブドウ球菌のような原核生物、カンジダ菌のような酵母類、クロカワカビ、白癬菌などの真核生物を例示することができる。
【００３２】
上記した本発明抗菌方法を実施することのできる抗菌装置にかかる本発明は、３００〜
６００ｎｍの範囲にピーク波長を有し、且つ照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である光を出力する光源部と、微生物にイオンを接触させる接触部と、微生物に前記光源部が出力した光を照射する照射部と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
この構成によると、光源部より出力された３００〜６００ｎｍの範囲にピーク波長を有し且つ照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である光が、照射部により制御されて、接触部でイオンと接触させられた微生物に対して照射される。よって、この構成の装置を用いると、簡便な操作で、より多くのイオンを微生物体内に取り込ませて迅速に微生物の抗菌を行うことができ、かつ環境へのイオンの漏れも生じない。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、抗菌剤中に含有させる抗菌性イオン量を増加させることなくして、微生物に対する抗菌作用を顕著に増強させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（初めに）
微生物に対する抗菌作用を有するイオンとしては、金属イオンが挙げられ、具体的には銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、カドミウムイオン、水銀イオンを挙げることができ、これらの金属イオンのなかで銀及び／又は銅が人体への安全性の高さから好ましいが、本発明は、特定のイオンに限られることなく、抗菌作用を有する種々のイオンに適用できる。
【００３６】
また、本発明の適用対象としての微生物は、特定の種に限定されないが、金属イオンを選択的に通過させる特異的な膜結合タンパク質を有する微生物において特に顕著な効果が期待できる。本発明の適用対象となる微生物としては、例えば大腸菌、光合成細菌、乳酸菌、放線菌、黄色ブドウ球菌のような原核生物、例えばカンジダ菌のような酵母類、クロカワカビ、白癬菌などの真核生物（真菌類）が挙げられ、また病原性ウイルスにも適用できる。なお、本発明は、複数種が含まれた対象物に対しても適用できることは勿論である。
【００３７】
上記膜結合タンパク質とは、膜内外のイオン類の濃度勾配または電位勾配によりイオン類を選択的に通過させる性質を有する生体膜であり、このようなものとしては、例えば膜輸送タンパク質を挙げることができる。膜輸送タンパク質は、普段は外界に対し機能的に閉じており、一定の刺激があると開いて、特定の分子やイオンを透過させる。膜輸送タンパク質は、その電位的な選択性により取り込む（輸送できる）ことのできるイオンの種類が決まっており、この膜輸送タンパク質の種類により、膜を通過できるイオンと、通過できないイオンが存在する（選択性が生まれる）と考えられる。また、イオンの種類により膜を通過する速度が異なる。
【００３８】
本発明は、特定の光を照射し、イオンを短時間で微生物体内に取り込ませることにより、イオンの抗菌作用を格段に高めさせる点に特徴があるが、このような本発明で用いる光源としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザダイオード）などの固体照明や、ブラックライト、ハロゲン光源などの管球型照明等を例示することができ、好ましくはＬＥＤやＬＤを用いる。ＬＥＤやＬＤは、光の波長を制御することができ、抗菌装置への組み込みが容易であり、コスト的にも有利であるという利点を有するからである。
【００３９】
微生物に対するイオンの接触時間については、使用するイオンの種類、微生物の種類およびイオン濃度や微生物量により適当に選択すればよい。例えば銀イオンを用いて大腸菌を抗菌する場合、通常１分〜２４時間程度とし、好ましくは１分〜３時間程度とする。
【００４０】
以下、実験群により本発明を実施するための最良の形態を説明する。
（第1実験群）
抗菌性のイオンとして銀イオンを用意した。銀は、イオン化傾向が小さく、電子を放出しにくく、酸化され難いという特徴を持ち、標準単極電位が＋０.８Ｖで陽イオンになり
にくい。このため、金属状態の銀を水中に入れても容易に溶出しないので、銀イオン溶液の調製方法として、銀に電界をかける方法を用いた。すなわち、図１に示す銀イオン生成装置２を用い、二枚の純銀プレート１の間に１０〜５０ｍＡの電流がかかるように電圧（〜５０Ｖ程度）を制御し、溶液中に銀イオンを溶出させた。この方法によると、例えば１２．５ｍＡで３０秒間通電することにより、９００ｐｐｂの銀イオン溶液を得ることができる。
【００４１】
上記銀イオン生成装置２は、銀イオン含有溶液に対して不活性である材質のものが好ましく、このような材質として、例えばガラス、テフロン(登録商標)、ステンレスなどが挙げられる。
【００４２】
また、抗菌対象となる微生物としては、初期菌数として１×１０７〜１×１０８個程度のCladosporium cladosporioides（NBRC 6348）標準株（真核生物）を用意した。この菌
体をリン酸バッファー（濃度５０ｍＭ）に分散させ、胞子懸濁液３を調製した。胞子懸濁液調製用の容器としては、ガラス、テフロン(登録商標)、ステンレスなどの容器を用いる。
【００４３】
また、微生物に金属イオンを接触させる接触部と、前記光源部が出力した光を微生物に照射する照射部とを兼ねる装置として、試験容器７を用いた。
図１の２つの試験容器７の一方に９００ｐｐｂの銀イオン溶液９ｍＬと上記胞子懸濁液３の菌液１ｍＬとを混合した溶液を入れ（これを試験液Ａとする）、もう一方の試験容器７に、銀イオン溶液に代えて純水９ｍＬと上記胞子懸濁液３の菌液１ｍＬとを混合した溶液を入れた（これを試験液Ｂとする）。そして、これらの試験容器は、自然光や蛍光灯など光の影響を完全に取り除くため、直ちに暗箱５内に配置し、しかる後に、ピーク波長が３６５ｎｍ、照射強度１８００μＷ／ｃｍ２の紫外光を照射し、紫外光照射１５分後、３０分後、６０分後に試験液を採取した。
【００４４】
なお、図１の符号４が光源部に相当し、この光源部は、紫外ＬＥＤ４（ナイトライドセミコンダクター社製）を１４個組み合わせた構造となっている。このＬＥＤ４に電圧３．８Ｖ、総電流２１ｍＡを印加することにより上記紫外光を出力させた。
【００４５】
更に、上記試験液ＡおよびＢとは別に、９００ｐｐｂの銀イオン溶液９ｍＬと上記胞子懸濁液３の菌液１ｍＬとの混合液（これを試験液Ｃとする）と、純水９ｍＬ（銀イオンを含まない）と上記胞子懸濁液３の菌液１ｍＬとを入れた試験液（これを試験液Ｄとする）を用意した。これらの試験液の試験容器を、自然光や蛍光灯など光の影響を完全に取り除くため、直ちに暗箱５内に配置し、光を照射せずに静置し、１５分後、３０分後、６０分後に試験液を採取した。
【００４６】
以上の各試験液において、〔菌体＋銀イオン＋特定光照射〕の３つの要件を全て充足する上記試験液Ａが本発明抗菌方法にかかる試験液となる。他方、〔菌体＋特定光照射〕の２条件のみを充足する上記試験液Ｂ、〔菌体＋銀イオン〕の２条件のみを充足する上記試験液Ｃ、〔菌体〕に対し銀イオンの接触および特定光照射の何れをも行わない試験液Ｄが、比較例となる。
【００４７】
なお、上記各試験液の調製においては、紫外ＬＥＤ４が生体膜のイオンの膜透過を容易とさせる特定の光を出力する光源部として機能し、試験容器７が微生物に金属イオンを接
触させる接触部と、微生物に光源部が出力した光を照射する照射部として機能することになる。
【００４８】
上記で調製した試験液Ａ〜Ｄのそれぞれから試料液１００μＬを採取し、これを図１に示すポテト寒天培地６に塗抹し、２５℃で７日間培養した後、培地上のコロニー数をカウントする方法により、その抗菌効果を確認した。この結果を図２に示した。
【００４９】
図２から、Cladosporium cladosporioidesに銀イオンを接触させた状態で紫外光照射を行った試験液Ａ（図中○）は、紫外光の照射を行わずに銀イオンを接触させた試験液Ｃ（図２中●）よりも１桁高い殺菌効果を奏することが認められた。
【００５０】
また、試験液Ｂ（図中▲）と試験液Ｄ（図中△）との比較から、紫外光の照射のみでは全く抗菌効果が認められないことがわかった。
【００５１】
これらの結果から、次のことが結論できる。上記実験で用いた紫外光の照射強度は、菌類を抗菌することのできる強度よりも十分に低い。よって、試験液Ａ（○）と試験液Ｃ（●）における抗菌力の差は、紫外光自体の殺菌効果に起因するものではなく、この差は、紫外光照射によって菌体内への金属イオン取り込みが促進された結果と考えられる。すなわち、ピーク波長３６５ｎｍ、照射強度１８００μＷ／ｃｍ２の光の照射により、Cladosporium cladosporioides体内に銀イオンが取り込まれ易くなった結果、銀イオンの抗菌力が増加したものと考えられる。
【００５２】
上述の結果から明らかなように、菌体に照射する特定の光は、菌類に抗菌作用を及ぼさない程度の弱い光強度で足りる。よって、本発明抗菌方法は人や動物の皮膚に繁殖した菌類を抗菌する方法としても利用可能である。更に、本発明抗菌方法を適用する際の安全性を高める観点からして、特定光はその光自体が菌体に抗菌作用を及ぼさない程度の照射強度及び／又は照射時間とするのが好ましい。
【００５３】
（第２実験群）
上記Cladosporium cladosporioides（NBRC 6348）に代えて、Escherichia coli (NBRC-3972、大腸菌)を用いたこと以外は、上記第１実験群と同様にして４種類の試験液を調製
し、これらの試験液について抗菌試験を行った。なお、第２実験群で調製した試験液は、上記試験液Ａ〜Ｄに対応させ、試験液２Ａ〜２Ｄとする。
【００５４】
抗菌試験結果を図３に示した。図３の▲−▲（試験液２Ａ）は、〔菌体＋銀イオン＋特定光照射〕の３つの要件を全て充足するものであり、これは本発明例に該当する。他方、図３の●−●（試験液２Ｃ）は〔菌体＋銀イオン〕の２条件のみを充足するものであり、△−△（試験液２Ｂ）は〔菌体＋特定光照射〕の２条件のみを充足するものであり、○−○（試験液２Ｄ）は〔菌体〕に対し銀イオンの接触および特定光照射の何れをも行わないものであるので、これらは上記本発明例に対する比較例群となる。
【００５５】
図３の結果から明らかなように、特定光の照射と銀イオン接触とを組み合わせると、特定光を照射しないで銀イオンと接触させた場合に比較し、３桁程度高い大腸菌抗菌効果が得られた（▲−▲、●−●参照）。また、特定光を照射したが銀イオンとは接触させなかった場合（△−△）、及び特定光を照射させず、銀イオンとも接触させない場合（○−○）の抗菌傾向は、上記真菌類（試験液Ｂ〜Ｄ）における場合と同様であった。
【００５６】
（第３実験群）
ここでは、３６５ｎｍ、５２５ｎｍ、６６０ｎｍのピーク波長が異なる３種類の特定光を用いて、特定光の種類と抗菌効果との関係を調べた。
具体的には、菌体として上記第１実験群と同じCladosporium cladosporioides（NBRC 6348）を用いた。光源としては、シップス社製ＬＥＤユニット（ピーク波長が３６５ｎｍ
・照射強度１８００μＷ／ｃｍ２，ピーク波長が５２５ｎｍ・照射強度２８００μＷ／ｃｍ２，ピーク波長が６６０ｎｍ・照射強度４０００μＷ／ｃｍ２）でそれぞれ出力させた。銀イオン濃度は６００ｐｐｂとし、照射強度が５２５ｎｍのものについては、菌体を１日間栄養分のないリン酸緩衝液に静置したもの（一日飢餓状態）を用い、その他の事項については上記第１実験群と同様とした。
【００５７】
図４に抗菌試験結果を示した。図４から、波長３６５ｎｍ（○）および波長５２５ｎｍ（田）においては、高い抗菌力増強効果があることが認められた。他方、波長６６０ｎｍ（◇）では、抗菌力増強効果が殆ど認められなかった。
【００５８】
波長６６０ｎｍで抗菌力増強効果が認められないのは、この波長光では微生物体内に効率よく銀イオンを取り込ませることができないためと考えられる。
【００５９】
上記結果から、特定の光としては、６６０ｎｍ以上であるものは好ましくない。よって、好ましくはピーク波長が６６０ｎｍ未満の光を使用し、より好ましくはピーク波長が６００ｎｍ以下の光を使用する。ただし、ピーク波長が３００ｎｍ未満の光は、生体細胞のＤＮＡに損傷を与え、人や動物にも害を与えるため好ましくない。また、３００ｎｍ未満の光は、抗菌装置（ハウジングなど）の早期劣化を招くので好ましくない。よって、抗菌力を増強するために使用する光として、好ましくはピーク波長が３００〜６００ｎｍの光を用いるのがよい。
【００６０】
（第４実験群）
上記第１実験群の試験液Ａ（Cladosporium cladosporioides 特定光照射＋銀イオン）、試験液Ｃ（光照射なし＋銀イオン）、上記第２実験群の試験液２Ａ（Escherichia coli
特定光照射＋銀イオン）及び試験液２Ｃ（光照射なし＋銀イオン）について、光照射後６０分後に試験液をそれぞれ採取し、遠心分離法により試験液中の菌体を回収した。これらの菌体を０．１Ｍカコジル酸緩衝液と２％グルタルアルデヒドとを用いて４℃の環境で前固定した後、４℃の０．１Ｍカコジル酸緩衝液で３回洗浄し、さらに４℃で２％四酸化オスミウム水溶液に３時間浸透する方法により後固定処理した。
【００６１】
次いで、上昇アルコール列で各１０〜１５分間処理した後、プロピレンオキサイドで１０分間、３回処理し、さらにプロピレンオキサイド＋エポキシ樹脂で１時間置換し、エポキシ樹脂（主剤Epon812、硬化剤DDSA、NMA、加速剤DMP-3060℃）で２日間包埋処理（樹脂を生体試料に浸透させるために、エポキシ樹脂内に２日間放置（処理温度６０℃））を行った。
【００６２】
このようにして得られた試料を、ウルトラミクロトームを用いて薄片化し、チャージアップ防止のためにカーボン膜で補強を行い、エネルギーフィルター型透過型電子顕微鏡（EF-TEM）観察用試料を作製した。この試料を、ＥＤＡＸ社製Ｒ−ＴＥＭ Ｓｕｐｅｒ ＵＴＷを用いて、電子顕微鏡観察及びエネルギー分散型エックス線分析を行った。
【００６３】
その結果、Cladosporium cladosporioidesにかかる試料Ａついては、電子顕微鏡観察において銀の結晶を確認できなかったが、エックス線分析において細胞膜付近ではなく、菌体内部の特定箇所に銀が偏在していることが確認された。Escherichia coliにかかる試料２Ａついては、銀が細胞膜周囲ではなく、細胞の中央部分に存在することが確認された。また、光照射を行わなかった試料Ｃ、２Ｃについては、顕微鏡観察、エックス線分析ともに、細胞内部に銀は検出できなかった。
【００６４】
これらの結果から、銀イオンは、特定光照射により、菌体の内部に取り込まれて抗菌作用を発揮するものと考えられ、特定光の照射により銀イオンの取り込みが顕著に促進されるため、より強い抗菌効果を発現するものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明にかかる抗菌方法によると、抗菌性イオン濃度が同じであっても確実かつ迅速に微生物の生育を阻止できる。このような本発明抗菌方法を用いると、自然環境への汚染が少なく、人に優しい抗菌を実現することができる。よって、その産業上の意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明抗菌方法を説明する図である。
【図２】図２は、Cladosporium cladosporioides （NBRC 6348）を用いた場合における抗菌試験結果を示す。
【図３】図３は、Escherichia coli (NBRC-3972)を用いた場合における抗菌試験結果を示す。
【図４】図４は、特定光の波長と抗菌効果との関係を説明する抗菌試験結果である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 銀プレート
２ 容器
３ 菌溶液
４ ＬＥＤ（光源部）
５ 暗箱
６ 寒天培地
７ 試験容器（接触部且つ照射部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを用いて微生物の発育を阻止する抗菌方法であって、
特定の光を微生物に照射した後に、又は照射しつつ、当該微生物にイオンを接触させる、
ことを特徴とする抗菌方法。
【請求項２】
前記イオンが、金属イオンである、
ことを特徴とする請求項１に記載の抗菌方法。
【請求項３】
前記特定の光が、生体膜のイオン透過チャンネルに作用する光である、
ことを特徴とする請求項１に記載の抗菌方法。
【請求項４】
前記金属イオンが、金属イオン含有溶液に含まれる金属イオンである、
ことを特徴とする請求項２に記載の抗菌方法。
【請求項５】
前記特定の光が、３００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の抗菌方法。
【請求項６】
前記特定の光の照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の抗菌方法。
【請求項７】
前記金属イオンは、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンからなる群より選択された１種以上のイオンである、
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の抗菌方法。
【請求項８】
前記金属イオン含有溶液に含まれる金属イオンの濃度が１ｐｐｂ以上１０ｐｐｍ以下である、
ことを特徴とする請求項４に記載の抗菌方法。
【請求項９】
前記微生物が、原核生物である、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の抗菌方法。
【請求項１０】
前記微生物が、真核生物である、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の抗菌方法。
【請求項１１】
３００〜６００ｎｍの範囲にピーク波長を有し、且つ照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である光を出力する光源部と、
微生物にイオンを接触させる接触部と、
微生物に前記光源部が出力した光を照射する照射部と、
を備えることを特徴とする抗菌装置。
【請求項１】
イオンを用いて微生物の発育を阻止する抗菌方法であって、
特定の光を微生物に照射した後に、又は照射しつつ、当該微生物にイオンを接触させる、
ことを特徴とする抗菌方法。
【請求項２】
前記イオンが、金属イオンである、
ことを特徴とする請求項１に記載の抗菌方法。
【請求項３】
前記特定の光が、生体膜のイオン透過チャンネルに作用する光である、
ことを特徴とする請求項１に記載の抗菌方法。
【請求項４】
前記金属イオンが、金属イオン含有溶液に含まれる金属イオンである、
ことを特徴とする請求項２に記載の抗菌方法。
【請求項５】
前記特定の光が、３００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の抗菌方法。
【請求項６】
前記特定の光の照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の抗菌方法。
【請求項７】
前記金属イオンは、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンからなる群より選択された１種以上のイオンである、
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の抗菌方法。
【請求項８】
前記金属イオン含有溶液に含まれる金属イオンの濃度が１ｐｐｂ以上１０ｐｐｍ以下である、
ことを特徴とする請求項４に記載の抗菌方法。
【請求項９】
前記微生物が、原核生物である、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の抗菌方法。
【請求項１０】
前記微生物が、真核生物である、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の抗菌方法。
【請求項１１】
３００〜６００ｎｍの範囲にピーク波長を有し、且つ照射強度が５００〜５０００μＷ／ｃｍ２である光を出力する光源部と、
微生物にイオンを接触させる接触部と、
微生物に前記光源部が出力した光を照射する照射部と、
を備えることを特徴とする抗菌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２２０９６７（Ｐ２００８−２２０９６７Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９０３２８（Ｐ２００８−９０３２８）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【分割の表示】特願２００７−５１８２９（Ｐ２００７−５１８２９）の分割
【原出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【分割の表示】特願２００７−５１８２９（Ｐ２００７−５１８２９）の分割
【原出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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