CN101622016A - 生物活性控制方法以及利用该方法的多种装置 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种控制微生物活性的方法；以及利用所述方法具有自动抗菌处理能力的制冰装置或者具有自动抗菌处理能力的洗涤机器。所述控制微生物活性的方法包括，使微生物和/或植物或动物细胞与离子(优选银离子)接触，并用峰值波长在300－600nm范围内且照射强度为500－500,000μW/cm2的光照射所述微生物等。所述具有自动抗菌处理能力的制冰装置以及具有自动抗菌处理能力的洗涤机器配备有能实现这种微生物活性控制方法的结构。

Description

生物活性控制方法以及利用该方法的多种装置
技术领域
本发明由具有相同基本原理的第一至第四组发明构成。
第一组发明涉及通过使用离子来防止微生物(尤其是菌类)生长的抗菌技术。
第二组发明涉及通过使用离子来控制细胞增殖活性的方法，具体来说涉及控制动物细胞增殖活性的方法以及利用该方法的细胞活性控制装置。
第三组发明涉及具有制冰装置的冷藏器，所述制冰装置具有应用第一组发明之抗菌原理的抗菌处理功能。
第四组发明涉及具有应用第一组发明之抗菌原理的抗菌处理功能的转鼓型洗涤机器。
以下说明分成发明组，并按照上述次序出现。
背景技术
(第一组发明)
第一组发明的背景技术
近年来，随着对健康的需求不断增长，在各领域中比如日用品领域(包括家用设备、厨房用品、化妆品、办公用品和家具以及装饰品)、工业领域(包括纸和纸浆专用沉渣控制剂以及木材防腐剂)和医药领域(包括白大褂、遮帘、建筑材料和医疗器械)对消除微生物(如原核和真核生物)的需求也日益增长。
用于消除微生物的抗菌剂包括有机抗菌剂(合成化合物、天然化合物等)以及无机抗菌剂(金属如银、铜和锌，以及光-催化剂如氧化钛)；通常，主要使用有机化合物，其作为农业化学品和药物而被开发出来。常规使用的有机化合物具有广泛的抗菌谱并且具有优异的即刻有效性和杀菌性。
然而，这些有机物给人体和环境带来很大的负担，因此易于引发安全性相关问题。鉴于此，近年来，已经关注到无机抗菌剂，如抗菌金属包括银、铜和锌、或含有这些金属的化合物，以及氧化钛，其利用其光催化作用实现杀菌作用。
已经关注了无机抗菌剂的金属种类。银离子和汞离子在菌生长抑制能力方面尤其优越，其次是锌离子、铜离子和镉离子。汞和镉对环境具有强的不利作用，因此不适于广泛用作抗菌材料，而银离子、铜离子和锌离子同汞和镉相比对环境等具有较小的不利作用。银离子的抗菌活性是铜的200倍，是锌的1000倍，因此银离子对环境具有更少的不利作用，作为抗菌剂尤其优越。
因此，近年来，发现采用银的抗菌剂有越来越多的应用。然而，如果用于广泛应用，甚至是采用银的抗菌剂也可能有更多机会泄露至自然环境中，导致环境污染等问题。银具有特别强的杀菌性，因此甚至当它很少量泄露至环境时，生态系统也会受到明显影响。
在这种情况下，对饮用水中银离子浓度具有严格的限制。例如，在美国，饮用水中银离子浓度限制在100ppb或更低，甚至受到更加严格的限制。
因此，从保护环境、保持健康生活方式以及遵从法定规章的角度而言，降低无机抗菌剂中的金属含量从而降低不必要的金属离子泄露是重要的。这就需要在常规金属离子浓度下能够表现出更强抗菌作用的技术。
顺便提到的是，涉及无机抗菌剂的现有技术文件包括，例如以下专利文献1至3。
专利文献1提出了利用光杀菌的技术。这种技术利用蓝光发光二极管的快速脉冲(flash pulse)代替利用抗菌金属而实现了杀菌作用。然而，这种技术涉及强光，引起设备老化加速，此外，光自身可能对人体引起不利作用。
专利文献2和3提出了利用光-催化剂实现杀菌的技术。专利文献2涉及通过用波长在180至480nm范围内的电磁波照射光-催化剂(如氧化钛)来实现杀菌的技术。专利文献3涉及使用抗菌丙烯腈纤维的技术，其中丙烯腈纤维通过将含有抗菌活性金属化合物的丙烯腈纤维在pH 1至6下经热处理获得。然而，这些技术不能实现用微量金属时就充分表现出抗菌作用。
【专利文献1】特开2004-275335号公报
【专利文献2】特开11-47738号公报
【专利文献3】特开2001-259012号公报
发明公开
发明要解决的问题
第一组发明的公开
第一组发明要解决的问题
为了解决上述问题，本发明人进行了广泛的研究。结果发现，通过用特定光照射微生物提高了吸收入微生物中的离子的量。还发现，用特定光照射微生物能使具有厚细胞壁的真核生物在低离子浓度下具有抗菌作用，这是用常规方法难以实现的。
基于上述认识得到了第一组发明，第一组发明的一个目的是提供与常规方法相比在更低离子浓度和更少量离子的条件下能提供等价或更高抗菌作用的抗菌方法，以及提供能够容易地实施这种方法的抗菌装置。
如本文所用，术语“抗菌”意思不仅是指防止微生物增殖而非将其消灭，而且还包括以下所有概念：“灭菌(意思是杀灭所有微生物)”、“杀菌(意思是杀灭至少部分微生物)”、“消毒”、“除菌”、“抑菌(意思是抑制微生物增殖)”、“杀菌”、和“防腐”等。
解决问题的手段
解决第一组发明之问题的手段
用于实现上述目的的第一组发明的基本构造具有如下特征。使用离子防止微生物生长的抗菌方法包括：用特定光照射微生物之后或期间使微生物与离子接触；以及在微生物与所述离子接触的状态下用特定光照射微生物。
基于这种构造，微生物和离子接触之前或正要和离子接触以及和离子接触的状态中，用特定光照射微生物。特定光的照射有助于离子透过膜。结果，存在于微生物体附近的抗菌离子高效进入微生物体中，在其中离子发挥其有利作用。
和常规方法相比，基于如上构造，在短时间内进入到微生物体内的离子数量增加。因此，降低数量的离子接触微生物(这种方法的目的之一是降低存在于微生物周围的离子浓度)，取得的微生物生长抑制效果等于或大于通常取得的效果。
此外，降低离子的量使抗菌处理免于对环境的不利作用。
此外，甚至对于具有厚细胞壁的真核细胞，上述构造使离子透过细胞壁、细胞膜、核膜等进入真核细胞体中数量增加的离子，从而高效地对真核细胞进行抗菌处理。应当注意，离子涉及无机离子和有机离子。
此处本发明的基本原理是通过用特定光照射微生物而增加离子对微生物体的渗透性之后高效地使离子进入微生物体中。然而，在实际应用环境中，在光照之前使微生物接触离子基本上不引起不便。这是因为如下原因。当使微生物接触离子时，这种状态使离子存在于微生物表面，存在于微生物表面的离子不完全遮挡特定光。因此，甚至当用特定光照射微生物时，在离子存在于微生物表面的状态下，达到微生物的部分特定光改变微生物的特征，从而改善离子渗透性。这使得事先存在于微生物表面的离子(事先已接触的离子)加速进入到微生物体中。
在上述基本构造中，所述离子可以是金属离子。
金属离子具有高抗菌活性。因此金属离子用作上述离子是有优势的。
在上述基本构造中，特定光可以是作用于生物膜的离子可渗透通道的光。
由于特定光的照射，采用这种构造引起微生物离子可渗透通道的开放，从而有助于离子透过膜。作为结果，和微生物体接触的所述离子高效进入至微生物体中，在其中所述离子对微生物发挥作用。
“生物膜的离子可渗透通道”主要是指微生物生物膜的膜转运蛋白，但是不应解释为限制离子可渗透通道；所述术语意图作为这样一个概念，其包括所有涉及离子进入微生物的机制。
上述基本构造中，所述金属离子可以是含金属离子溶液中所含的金属离子。通过这种构造，使微生物接触含有所述金属离子的含金属离子溶液。本方法简便而可靠地使金属离子接触微生物。
在上述基本构造中，特定光可具有300至600nm的峰值波长。
如果特定光的峰值波长大于600nm，则所述离子不能高效进入微生物体。如果峰值波长小于300nm，该光本身即破坏微生物的DNA，这不是优选的，因为这对人体有严重不利影响并引起设备老化加快。考虑到这些情况，峰值波长优选限制在上述范围之间。
在上述构造中，特定光可具有500至500000μW/cm2的照射强度。
如果特定光的照射强度小于500μW/cm2，则离子不能高效进入微生物体。如果照射强度大于500000μW/cm2，则离子进入微生物体的作用基本达到其考虑性能价格比(cost performance)的最大值。考虑到这些情况，照射强度优选限制在上述范围之间，更优选在1000和100,000μW/cm2之间。
作为用于第一组发明的金属离子，从抗菌作用和降低对环境的不利作用的角度来看，优选使用选自如下的至少一种离子：银离子、铜离子和锌离子。
从上述角度，含金属离子之溶液中的金属离子具有小于等于10ppm同时大于等于1ppb的浓度以便确保最低程度的有利作用。更优选地，浓度是5ppb至1ppm，更优选10ppb至900ppb。
可用于第一组发明的微生物的实例包括原核细胞如大肠杆菌、光合菌、乳酸菌、放线菌以及金黄色葡萄球菌、酵母如假丝酵母以及真核细胞如枝孢样枝孢霉(Cladosporium cladosporioides)和毛癣菌(Trichophyton)。
本发明涉及能够实施根据第一组发明之抗菌方法的抗菌设备：产生离子的离子产生工具；使离子产生工具产生的离子接触微生物；在微生物经接触工具与离子接触的状态下，用特定光照射微生物的照射工具。
根据本发明的另一个实施方案，抗菌装置包括：产生离子的离子产生工具；用特定光照射微生物的照射工具；以及使经特定光照射的微生物来接触离子产生工具所产生之离子的接触工具。
此处特定光可以设置成具有300至600nm的峰值波长以及500至500000μW/cm2的照射强度。
此外，所述离子可以是金属离子。
此外，所述金属离子可以是银离子。
使用这些构造的抗菌装置通过简单操作对微生物高效进行抗菌处理，此外，抗菌作用涉及极低浓度的离子。因此，本发明实现所述抗菌目的而基本没有环境污染。
发明效果
本发明显著增强抗微生物的抗菌作用，而不增加抗菌剂中所要包含的抗菌离子的量。
第一组发明的附图描述
图1是说明根据所述第一组发明的抗菌方法的图表。
图2显示使用枝孢样枝孢霉(NBRC 6348)情况下的抗菌试验结果。
图3显示使用大肠杆菌(NBRC 3972)情况下的抗菌试验结果。
图4显示用于描述特定光波长和抗菌作用之间关系的抗菌试验结果。
图5是显示第五组试验中抗菌试验结果的图表。
图6是显示相同光照射强度组的抗菌效力的图表。
图7是显示照射光波长和抗菌作用之间关系的图表。
图8是显示第八组试验中样品A至D抗菌结果的图表。
图9的图表显示银离子进入微生物体的部分的改变取决于特定光。
[附图标记描述]
1金属板(银板)
2金属离子存储容器
3菌液
4光照部件(LED)
5暗箱
6琼脂
7试验容器
8试验容器
9电流源
10金属离子溶出用溶液
11金属离子生成装置
12试验溶液
13金属离子应用装置(接触部件和照射部件)
第一组发明的最佳实施方式
[第一]
作为具有抗微生物抗菌作用的离子，以金属离子为例进行说明，具体实例包括银离子、铜离子、锌离子、镉离子和汞离子。这些金属离子当中，由于对人体的优良安全性，优选银离子和/或铜离子。然而，本发明不限于特定离子，并且具有抗菌作用的各种离子均可以使用。
目的用于本发明应用的微生物将不限于特定种类。然而，可以预期，对于微生物具有允许金属离子通过的独特膜结合蛋白的微生物具有尤为显著的有利作用。
旨在用于本发明应用的微生物的实例包括如大肠杆菌、光合菌、乳酸菌、放线菌和金黄色葡萄球菌、酵母如假丝酵母以及真核细胞如枝孢样枝孢霉和毛癣菌。本发明还可用于致病性病毒。
本发明当然可用于含有多个前述种类的对象。
上述膜结合蛋白涉及这样的生物膜，其具有利用离子浓度梯度或膜内外之间电势梯度选择性透过离子的性质。这种生物膜的实例包括膜转运蛋白。由于其功能，膜转运蛋白通常靠近周围环境。接受预定水平的刺激之后，所述蛋白开放以便允许特定分子和离子从中通过。由于膜转运蛋白的潜在选择性，可以进入(转运)其中的离子种类是确定的。这被认为取决于膜转运蛋白的种类，有些离子可以通过膜而其他的不能(即，存在选择性)。取决于离子种类，离子通过膜的速度不同。
本发明特征在于，通过在短时间内将离子进入微生物体来显著增强离子抗菌作用，用于本发明的光源的实例包括固体灯如LED(发光二极管)和LD(激光二极管)、和泡型灯如黑光和卤素光源。优选使用LED或LD。这是因为LED和LD具有能够控制光波长方面的优势，便于装载到抗菌装置上，并且在成本方面有优势。
根据待使用的离子种类、微生物种类、离子浓度和微生物的量，可以对离子接触微生物的时间长短进行适当选择。例如，在使用银离子抗菌处理大肠杆菌的情况下，接触时间通常是1分钟至24小时，优选1分钟至3小时。
[实施方案]
第一组发明的实施方案将描述如下。
图1示意性显示如下试验组的试验过程。图1中，附图标记1表示金属板，附图标记2表示金属离子储存容器，附图标记3表示菌溶液，其中菌是分散的，附图标记4光照射部件，附图标记5表示由遮光材料制成的暗箱，附图标记6表示培养微生物的琼脂，附图标记7表示试验容器，附图标记8表示没有照射一侧的试验容器，附图标记9表示电流源，以及附图标记10表示金属离子溶出用溶液。为便于描述，将所述金属板1、金属离子储存容器2、电源9以及金属离子溶出用溶液10合在一起称作金属离子生成装置10，将所述暗箱5、位于暗箱5中的光照射部件4、试验容器7和试验溶液12合在一起称作金属离子应用装置13。
光照部件4具有一个LED(可从Nichia Corporation，Cree，Inc.，等获得)或多个LED组合的这种结构。金属离子应用装置13作为担当使离子接触微生物的工具(接触部件)同时担当用光照射微生物的工具(照射部件)的装置。
(第一组试验)
对于金属板1，优选银板。银特征在于其离子化趋势小，几乎不发射电子，并且不易氧化。银具有+0.8V的标准单电极电势，几乎不变成阳离子。因此，当银以金属状态置于水中时，银不易溶出。考虑到这点，制备银离子溶液的方法，优选使用图1所示的金属离子生成装置11，其中向银施加电场。具体来说，两块纯银板置于图1所示的金属离子储存容器2中，控制电压(高达约50V)以在银板之间施加10至50mA的电流，从而允许银离子在溶液中溶出。用这种方法，例如，30秒的12.5mA的电流得到900ppb的银离子溶液。
控制在银板之间施加的电流和所施加时间，使其能够用金属离子生成装置11制备1至2000ppb浓度的银离子溶液。当制备比上述更高浓度的银离子溶液时，可使用，例如，银离子沸石(可从NFG获得)，将1g银离子沸石(可从NFG获得)置于10ml水溶液中来引发离子交换，从而制备106.2ppm的银离子水。
对于金属离子储存容器2，优选对含银离子溶液惰性的材料，这种材料的实例包括玻璃、特氟龙(Teflon，注册商标)和不锈钢。
对于抗菌靶微生物，制备初始菌计数约1×107至1×108的枝孢样枝孢霉(NBRC 6348)标准株(真核细胞)。这种菌体分散于磷酸盐缓冲液(50mM浓度)中，从而制备孢子悬液3。对于制备孢子悬液的容器，使用如玻璃、特氟龙(注册商标)和不锈钢的容器。
将金属离子生成装置11用作担当使金属离子接触微生物的接触部件同时担当用来自光源的光输出照射微生物的光照射部件的装置。
将9ml 900ppb的银离子溶液和1ml孢子悬液3的菌液的混合溶液(称作试验溶液A)置于图1所示的试验容器(7和8)之一中，将9ml纯水(而不是银离子溶液)和1ml孢子悬液3的菌液的混合溶液(称作试验溶液B)置于另一个试验容器8中。这些试验容器立刻置于暗箱5中以便完全排除光(如自然光和荧光)的影响，一段时间之后，用峰值波长为365nm的紫外线照射试验溶液，照射强度为1800μW/cm2。试验溶液在紫外线照射15分钟、30分钟和60分钟后取样。
图1中，附图标记4表示光照部件和该光照部件的光源具有14个紫外LED 4(可从Nitride Semiconductors Co.，Ltd.获得)组合在一起的结构。在LED 4上施加3.8V的电压和21mA的总电流来激发LED 4发出紫外线。
除了试验溶液A和B外，制备9ml 900ppb的银离子溶液和1ml孢子悬液3的菌液的混合溶液(称作试验溶液C)、以及9ml纯水(无银离子)和1ml孢子悬液3菌液的混合溶液(称作试验溶液D)。将装有这些试验溶液的试验容器立即置于暗箱5中以便完全排除光(如自然光和荧光)的影响，无光照静置。试验溶液在15分钟、30分钟和60分钟后取样。
在上述试验溶液中间，满足所有三个条件<菌体+银离子+特定光照>的试验溶液A是根据本发明抗菌方法的试验溶液。
仅满足两个条件<菌体+特定光照>的试验溶液B、仅满足两个条件<菌体+银离子>的试验溶液C、以及和<菌体>既不接触银离子也无特定光照的试验溶液D，作为比较例。
应当注意，上述试验溶液的制备中，紫外LED4作为发光部件来输出特定光，所述特定光有助于离子通过生物膜的膜渗透作用，金属离子应用装置作为使离子接触微生物的接触部件，以及用光照射微生物的照射部件。
从上述制备的试验溶液A至D中各取100微升样品溶液，并施加到如图1所示的马铃薯琼脂6上，其中将样品溶液在25℃下培养7天。然后，计数琼脂上的克隆数目。通过这种方法，检查各样品溶液的抗菌作用。结果如图2所示。
图2证实，试验溶液A(图中表示为○，在银离子接触状态下向枝孢样枝孢霉照射紫外线所致)，比试验溶液C(图中表示为●，接触银离子而没有紫外线光照所致)表现出高出一个数量级的杀菌作用。
试验溶液B(图中表示为▲)和试验溶液D(图中表示为△)之间的比较还发现单独的紫外线照射不提供抗菌作用。
根据这些结果，可以得出如下结论。用于上述试验的紫外线照射强度足够低于抗菌处理真菌所用的强度。因此，试验溶液A(○)和试验溶液C(●)之间在抗菌能力方面的差异不是由紫外线本身的杀菌作用引起的，但是这种差异有可能是通过紫外线照射促进金属离子进入至微生物体引起的。即，由于通过峰值波长为365nm并且照射强度为1800μW/cm2的光照射促进了银离子进入枝孢样枝孢霉菌体，银离子的抗菌能力可能提高。
从上述结果明显可见，对于照射微生物体的特定光，使用足够低而不引起对真菌之抗菌作用的这种光强度就足够了。因此，根据本发明的抗菌方法可用作抗菌处理生长于人和动物皮肤上的真菌的方法。此外，从在应用根据本发明的抗菌方法中加强安全性的角度考虑，特定光优选具有这样一种照射强度和/或照射时间长短，即光本身对微生物体并不具有抗菌作用。
(第二组试验)
除了用大肠杆菌(NBRC-3972，E.coli)替代枝孢样枝孢霉(NBRC6348)以外，用和第一组试验相同的方式制备四种试验溶液，对各试验溶液进行抗菌试验。对应上述试验溶液A至D，将第二组试验制备的溶液分别标注为2A至2D。
图3显示抗菌试验的结果。图3中，“▲-▲”(试验溶液2A)满足所有三个条件<菌体+银离子+特定光照>，这是本发明的一个实例。图3中，“●-●”(试验溶液2C)仅满足两个条件<菌体+银离子>、“△-△”(试验溶液2B)仅满足两个条件<菌体+特定光照>、以及“○-○”(试验溶液2D)<菌体>既不接触银离子也无特定光照。这些构成和本发明实施例对应的比较例组。
从图3所示结果明显可见，和有银离子接触而没有特定光照的情况(见▲-▲和●-●)相比，特定光照结合银离子接触提供高大约三个数量级的E.coli抗菌作用。还发现，在有特定光照而没有银离子接触的情况下(△-△)，以及既无特定光照也无银离子接触的情况下(○-○)，抗菌趋势和上述真菌的情况(试验溶液B和D)相同。
(第三组试验)
此处用峰值波长为365nm、525nm和660nm的三种特定光检查特定光种类和抗菌作用之间的关系。
尤其是，对于菌体，枝孢样枝孢霉(NBRC 6348)用于第一组试验。对于光源，使用LED单元(可从Ships Inc.获得)用于输出光(峰值波长为365nm，照射强度为1800μW/cm2；峰值波长为525nm，照射强度为2800μW/cm2；峰值波长为660nm，照射强度为4000μW/cm2)。银离子浓度设定为600ppb。对于照射强度为525nm的情况，将菌体在无营养的磷酸缓冲溶液中放置1天(一天饥饿状态)。其他方面和在第一组试验中的一样。
抗菌试验的结果如图4所示。从图4证实365nm波长(○)和525nm波长(△)的情况各展现出抗菌能力的高度增强作用。660nm波长(◇)的情况基本没有表现出抗菌能力的增强作用。
在660nm波长的情况下没有观察到抗菌能力的增强作用，这一结果的原因可能是该波长下银离子不能高效进入微生物体。
从上述结果，特定光不优选660nm或更高。鉴于此，优选使用具有低于660nm峰值波长的光，更优选使用具有600nm或更低峰值波长的光。应当注意，尽管如此，不优选具有低于300nm峰值波长的光，因为其可能引起生物细胞DNA的破坏，从而引起对人和动物的损害。此外，不优选具有低于300nm峰值波长的光，因为其导致抗菌装置(如装载(housing))的早期退化。鉴于此，对于用于增强抗菌能力的光，优选使用具有300至600nm峰值波长的光。
(第四组试验)
光照60分钟后，从第一组试验的试验溶液A(枝孢样枝孢霉，特定光照+银离子)和试验溶液C(无光照+银离子)中，以及从第二组试验的试验溶液2A(大肠杆菌，特定光照+银离子)和试验溶液2C(无光照+银离子)中取得样品溶液，通过离心分离方法从样品溶液中收集菌体。这些菌体在4℃环境中用0.1M二甲砷酸缓冲液和2％戊二醛中预固定，然后在4℃中用0.1M二甲砷酸缓冲液漂洗三次，此外，进行固定后过程，方法涉及4℃下在2％四氧化锇水溶液中浸泡3小时。
之后，菌体用增加浓度的梯度乙醇浴处理10至15分钟，然后用环氧丙烷处理10分钟，进行三次。然后，菌体用环氧丙烷+环氧树脂置换1小时，并在60℃下用环氧树脂(主要试剂：Epon 812、固化剂：DDSA和NMA，促进剂：DMP-30)包埋两天(其中使菌体在环氧树脂中保持两天(处理温度：60℃)以便树脂浸透生物样品)。
将如此获得的样品用超薄切片机切成薄片，用碳膜加固来防止带静电(charge-up)，从而制备样品以便用能量选择型电子显微镜(EF-TEM)观察。用电子显微镜观察样品，并用R-TEM超级UTM(可从EDAX获得)进行能量散射X射线分析。
作为结果，在有关枝孢样枝孢霉的样品A中，通过电子显微镜观察证实其中没有银结晶，但是X射线分析证实在微生物体内的特定位点而非细胞膜附近局部存在银。在有关大肠杆菌的样品2A中，证实存在的银不是在细胞膜周围而是在细胞中心部分。在没有进行光照的样品C和样品2C中，通过电子显微镜观察和X射线分析均未在细胞中检测到银。
这些结果引发这样一种思考：当通过特定光照射而进入微生物体时，银离子表现出其抗菌作用，并且特定光照射显著促进银离子的进入，从而实现更有效的抗菌作用。
(第五组试验)
第五组试验中，使用和第一组试验(参见图1)中所述相同的装置和方法来检验影响抗菌能力的银离子浓度和光照强度之间的关系，以及抗菌能力和光波长之间的关系。
对于抗菌靶向微生物，制备具有起始菌计数为大约1×107的白色念珠菌(Candida albicans)NBRC-1060标准株(真核细胞)，用灭菌水将该菌体分散于磷酸盐缓冲液(50mM浓度)中，从而制备菌计数为1×106/1ml的菌溶液。
制备四种浓度的银离子浓缩溶液，即60ppb、100ppb、300ppb和1100ppb。然后，通过向9ml四种不同银离子溶液中添加1ml上述菌溶液为四种银离子浓度中的每种而分别制备三种试验溶液(四种×3＝12试验溶液)。此外，制备银离子浓度为0的两种试验溶液(参照试验溶液)，其仅含有添加至9ml磷酸盐缓冲液的1ml菌溶液。对于容纳各试验溶液的容器，使用和图1所示相同的试验容器7。
之后，将含有相同银离子浓度的试验溶液分为一个试验单元。将三种试验溶液中的一个置于试验容器8的一侧，无紫外线照射，其余两个试验溶液置于试验容器7的一侧，其中一个试验溶液用具有峰值波长为365nm并且照射强度为1mW/cm2(1000μW/cm2)的紫外线照射30分钟，另一个试验溶液用具有照射强度为50mW/cm2(50000μW/cm2)的紫外线照射30分钟
对于参照试验溶液，其中一个不用紫外线照射(置于试验容器8的一侧)，而其他用具有照射强度为50mW/cm2的紫外线照射(置于试验容器7的一侧)。
紫外线照射30分钟后从各试验溶液中提取样品。取样的试验溶液标记为样品A至N。表1列出了样品A至N的试验条件。
和第一组试验相似，各试验溶液制备后立即装载于暗箱5中，以便消除光(如实验室中的自然光和荧光)的影响。
[表1]
  试验溶液的银离子浓度   无光照   365nm光照射强度：1mW/cm2   365nm光照射强度：50mW/cm2
  0   样品A   样品B
  1100ppb   样品C   样品D   样品E
  300ppb   样品F   样品G   样品H
  100ppb   样品I   样品J   样品K
  60ppb   样品L   样品M   样品N
对样品A至N进行抗菌试验。抗菌试验方法如下：如图1所示将100微升各取样的试验溶液施加到琼脂6(马铃薯琼脂)上，其中试验溶液在25℃下培养三天，随后对琼脂上的克隆计数。
试验结果如图5中所示。图6显示图5中的结果，在光照射强度的基础上收集而成。图5是显示影响抗菌作用的银离子浓度和光照强度之间关系的图，样品A(银离子浓度0+无光照)和样品B(银离子浓度0+50mW/cm2光照)之间的比较显示，照射强度为50mW/cm2的365nm紫外线的30分钟照射没有产生抗菌作用。
从C至E组，F至H组，I至K组，以及L至N组，其中银离子浓度相同但是光照强度不同，可见如下内容。
(i)任何银离子浓度下，光照强度增强抗菌作用。
(ii)任何银离子浓度下，抗菌作用随光照强度的增加而提高。
(iii)通过光照的抗菌能力增强作用在银离子浓度为1100ppb处显著。
样品C(银离子1100ppb+无光照)和样品H(银离子300ppb+50mW/cm2光照)之间的比较显示在1/3至1/4银离子浓度时，光照提供相当的或更强的抗菌作用。
图6显示图5中的结果，其在光照强度的基础上收集而成。上述内容从图6中更明显可见。具体而言，可见仅用具有50mW/cm2照射强度的紫外线时没有观察到杀菌作用，当银离子浓度设定在1100ppb、照射强度为1mW/cm2时获得足够的抗菌作用，并且比起银离子浓度为1100ppb无光照的情况，银离子浓度为300ppb光照强度为50mW/cm2的情况表现出高度抗菌作用。
这些结果证实通过使用对菌体不直接表现出抗菌作用的低强度光，银离子的抗菌作用可以显著增强。
而在该组试验中，在菌体浸在银离子溶液中的状态下进行光照，光照可以在菌体(微生物)上喷洒银离子水之后进行。此外，可以通过将菌体(微生物)附着银、银化合物或含银离子物质(如含银离子的沸石、陶瓷、硅胶、硅酸盐、磷酸钙等)随后喷洒水来使银离子接触菌体。
此外，通过光照的抗菌加强作用也可以通过事先用光照射菌体以及光照后使银离子与该菌体接触20分钟，优选5分钟，更优选2分钟来获得。
(第六组试验)
在第六组试验中，使用不同波长的光来检验照射光波长和抗菌作用之间的关系。
和上组试验相似，白色念珠菌NBRC-1060用作菌体，菌计数为7×106/ml时，制备银离子浓度为1100ppb的六个试验溶液。其中之一未用光照射，而其他的用具有峰值波长365nm、400nm、525nm、600nm、660nm的任意光照射30分钟。然后，和第六组试验相似进行抗菌试验。对于光源，使用LED(发光二极管)。
结果如图7中棒图所示。从图7所示结果明显可见，在超过600nm的波长时，没有观察到光照作用。在365nm、400nm和525nm处，观察到明显作用，在525nm处，观察到尤为显著的作用。
这些结果显示使银离子接触菌体并用600nm或更小波长的光照射菌体加强银离子的抗菌能力。因此，该结论定义的“特定光”是具有600nm或更小波长的光(优选小于600nm)。
图7所示的趋势表明，用小于365nm波长的光，也可以获得抗菌能力增强作用。然而，需要注意，小于300nm峰值波长的光不是优选的，因为所述光破坏生物细胞的DNA从而对实施本发明方法的操作者有损害。鉴于此，对于用于增强抗菌能力的光，优选波长等于或大于300nm且小于600nm的光。
(第七组试验)
第七组试验中，将大肠杆菌IFO3972用作菌体，对于银离子、铜离子和锌离子检验是否存在抗菌能力增强作用。具体条件如下：
菌计数为4.7×107。
照射条件如下：使用峰值波长365nm的光在光照强度50mW/cm2下进行30分钟照射。对于金属离子浓度，银离子是110ppb、铜离子是2500ppb，锌离子是6500ppb。
对于参照(参照试验溶液)，使用无金属离子的磷酸盐缓冲液(50mM浓度)。
制备铜离子水溶液和锌离子水溶液的方法如下：1g铜型沸石或锌型沸石置于5ml纯水中并搅拌；使其放置一小时后，获得的水溶液在5000G下离心10分钟；将离心溶液的上清经取样并适当稀释以便通过原子吸收分析确定该水溶液的金属离子浓度。
第七组试验的结果列在表2中。
[表2]
  离子种类和浓度   365nm且50mW/cm2的光，照射30分钟   残留菌计数(CFU/ml)
  参照试验溶液1   -   2.0×106
  参照试验溶液2   ○   1.2×106
  银离子110ppb   -   1.7×105
  银离子110ppb   ○   2.2×103
  铜离子2500ppb   -   1.4×106
  铜离子2500ppb   ○   5.6×105
  锌离子6500ppb   -   9.6×105
  锌离子6500ppb   ○   5.3×105
表2所示结果清楚地证实，使用银离子以外的金属离子(铜离子和锌离子)，通过光照抗菌作用得以改善。推测通过特定光照射的抗菌作用的改善是因为菌体(微生物)的离子可透过通道通过特定光照射而开放，因此，存在于菌体表面的金属离子迅速进入至微生物体，其中金属离子表现出生理作用(抗增殖作用)。
(第八组试验)
在第一至第七组试验中，描述了用特定光照射微生物增强了抗菌能力，并且这种增强可能是因为存在于菌体表面的金属离子快速进入菌体内部。在第八组试验中，进一步详细检验。具体而言，第八组试验证明了银离子向菌体内的进入，并通过感应耦合等离子体发射分析揭示了银离子进入菌体内后的定位和存在比例。
ICP发射分析是这样一种分析方法，即在大约9000K的高温下使氩气流过高频线圈(其中流经高频电流)产生等离子焰，并将原子化的溶液样品引入火焰以便将最终产物用作发射光源。
对于样品，白色念珠菌NBRC-1060用作菌体，在菌计数为9.5×106/ml时对菌体/水(A和B)以及菌体/1100ppb银离子水(C和D)的每种情况制备两份试验溶液。两种不同试验溶液中的每一种中，其中一种试验溶液不用光照射，而另一个用峰值波长365nm、照射强度50mW/cm2的光照射30分钟。对于光源，使用LED(发光二极管)。
使用和第一组发明所述相同的装置和方法，对上述制备的样品A至D进行银离子-光复合作用的确认。表3显示各样品的试验条件。
[表3]
银离子浓度   光照(365nm-50mW/cm2-30分钟)
  样品A   0   未进行
  样品B   0   进行
  样品C   1100ppb   未进行
  样品D   1100ppb   进行
图8显示表3中条件的抗菌试验结果。图8中显示的结果证实，和进行银离子接触但没有光照相比，使银离子接触菌体(微生物)同时用光照射显著增强抗菌能力。
然后，对样品A至D进行如下试验以便揭示银进入菌体内的定位。
[试验方法]
使用冷却至4℃的离心分离器将各样品在15000转/分钟下离心10分钟，收集沉淀(菌体)。然后，使用从Pierce Biotechnology Inc.获得的线粒体分离试剂盒，将样品菌分成线粒体级分、细胞核级分和胞质溶胶级分。胞质溶胶涉及除去细胞器后的细胞质部分。
样品菌分级分离之后，使用微克级天平进行精确称量，5ml浓硝酸(61％；EL；电子工业用高纯化学品)以及大约25ml离子交换水加入到样品菌中，从而获得30ml的总称量。然后将其中5ml加入到超声器中并进行约5分钟的超声振荡处理。
将如此制备的各样品菌的分馏样品进行ICP发射分析来检查银的量。检查银的量的方法是如下方法：将银的外标样品事先进行ICP发射分析来获得校准曲线，并从标准曲线上读出各样品级分的读值。
图9显示ICP发射分析的结果。图9中，在纵轴上的分布比表示在线粒体、细胞核和胞质溶胶级分中检测到的存在于各级分中银的量相对于银总量(设为1)的比例(存在百分比)。应当注意，在水/无光、和水/光的情况下，各级分中都没有检测到银，因此，标注为0分布比。
[试验结果]
如图9所示，银离子/无光和银离子/光的两种情况下，于胞质溶胶中基本没有观察到银离子的存在。
在银离子/无光的情况下，在线粒体级分中观察到比细胞核级分中更大量的银。
银离子/光的情况下，在细胞核级分中观察到比线粒体级分中更大量的银。
即：在线粒体级分中，银离子/无光和银离子/光的情况之间的比较证实银离子进入细胞核的量大约比“有光”条件高2.8倍。结果揭示具有峰值波长365nm(特定光)的光照显著增强银离子进入细胞核的量。
这一事实得出结论：图8中通过●(Ag+365nm)指示的明显强的抗菌作用是因为通过峰值波长365nm的光照使得大量银离子进入细胞核。上述事实还引出这样的推论：单独银离子的情况和使银离子接触微生物并同时用特定光照射的情况之间抗菌机制不同。
即，在单独银离子的情况下，产生抗菌能力是由于线粒体上选择性积累银离子导致的能量代谢紊乱引起的，而使银离子接触微生物同时用特定光照射的情况下，促进银离子进入细胞核而非线粒体，对微生物导致增强的增殖干扰。
第一组发明的工业应用
使用根据本发明的抗菌方法，金属离子的抗菌能力得以加强，从而用低金属离子浓度可以防止微生物生长。因此，使用根据本发明的抗菌方法实现了环境污染降低的对人友好的抗菌处理。因此，本发明抗菌方法具有工业实用性。
(第二组发明)
第二组发明的背景技术
恶性肿瘤是危及人类生命的严重疾病。鉴于此，开发各种方法来治疗恶性肿瘤。治疗恶性肿瘤的方法大致分为外科疗法、化疗、射线疗法、光动力疗法(PDT)等。
外科疗法是通过外科手术直接去除恶性肿瘤的治疗，化疗是在体内施用抗肿瘤剂来杀伤肿瘤细胞或抑制肿瘤细胞增殖。由于外科治疗通过外科手术去除靶肿瘤，肿瘤是确定去除了的。
然而，对于太微小以致不能宏观识别的肿瘤，难以用外科手术除去。此外，恶性肿瘤的情况下，肿瘤细胞(如癌细胞)可能转移至一些其他位置，因此仅通过外科治疗难于完全除去恶性肿瘤细胞。鉴于此，通常外科手术结合化疗使用，其中化疗影响整个身体。
放射疗法是通过用高能束辐射受影响的部位杀伤肿瘤细胞的治疗。所述高能束不具有选择性，因此对每个细胞，无论是肿瘤细胞还是正常细胞，都是破坏性的。因此，辐射必须极精确到限定的区域内进行。因此可将辐射治疗应用到不易检测到其存在的非固体癌症和微小肿瘤细胞。鉴于此，辐射治疗在很多情况下和其他治疗尤其是化疗结合使用。
光动力疗法(PDT)是施用光敏化学物质(如卟啉衍生物，被体细胞吸收)之后用激光照射受影响部位的治疗。光敏化学物质如卟啉衍生物具有暴露于激光下发生化学反应并产生活性氧的特性。当施用至人时，卟啉衍生物迅速从正常细胞中消失，却在肿瘤细胞中保留较长一段时间。利用这一特性，当施用光敏化学物质并且施用之后受影响部位用激光照射预定的一段时间，可以选择性杀伤肿瘤细胞。
如上所述，各种抗恶性肿瘤的治疗中，使用在活体中表现出独特作用的化学物质，作为具有独特抗恶性肿瘤作用的化学物质，已知的有基于铂的核酸代谢拮抗剂。
具体地，已知铂复合物如顺铂(顺-二氯氨铂(cis-Dichloroammineplatinum))、铂羧酸盐和铂硅。所有这些铂复合物具有这样的结构，四价铂作为结构中心，其周围键合有氯、铝、羧酸、硅等的离子。认为这些铂复合物在癌细胞中键合至DNA来阻碍DNA合成，随后癌细胞分裂，从而杀伤癌细胞。因此，这些铂复合物在很多情况下提供突出的抗实体瘤作用，而其他药物对这些实体瘤无效。
因此，基于铂化合物的抗肿瘤剂是有效的抗肿瘤剂。然而，当口服施用或静脉注射时，基于铂化合物的抗肿瘤剂引起剧烈的呕吐，并且引起副作用如肾(功能)障碍。此外，取决于癌症的发生位点，基于铂化合物的抗肿瘤剂可能不足够有效。此外，长期使用可能导致药物抗性(如抗顺铂性癌症的发生)损害基于铂化合物的抗肿瘤剂的有效性。
考虑到这些情况，这种治疗是基于不同种类铂化合物抗肿瘤剂结合在一起或基于铂化合物抗肿瘤剂结合一些其他抗肿瘤剂来进行的，但上述问题尚未解决。因此，需要开发选择性作用于肿瘤细胞而不是正常细胞的药物、或实施选择性作用于肿瘤细胞而不是正常细胞的技术。
对于选择性杀伤肿瘤细胞的技术，以如下专利文献2-1和2-2为例说明。
[专利文献2-1]特开2004-223175(如权利要求1)。
[专利文献2-2]特开2002-543164(如权利要求1)。
专利文献2-1涉及肿瘤治疗装置，其打破存在于肿瘤或其表面的气泡以便杀伤构成肿瘤的至少部分肿瘤细胞。
专利文献2-2涉及如下技术。使脊椎动物对象的组织成为活性剂转运靶的方法，包括：(a)当向脊椎动物对象施用含有活性剂的转运载体时，在这些时间组合期之前、之后、当时或期间，将组织暴露于电离辐射；(b)通过暴露组织使组织成为转运载体的靶。
然而，这些技术仍不令人满意。
第二组发明的公开
第二组发明要解决的问题
考虑到上述情况，完成了第二组发明，第二组发明的主要目的是提供对肿瘤细胞实施选择性作用的技术。考虑这一目的，本发明基于独特的观点进行了广泛的研究。作为结果，发现如下几条认识。
(1)和无光照的情况相比，用特定光照射细胞使更大量的离子进入细胞。
(2)当细胞未经特定光照射时，细胞外的金属离子不能充分进入细胞。
(3)用特定光照射细胞的作用对恶性肿瘤细胞尤其显著。
考虑到上述认识，完成了第二组发明，第二组发明的第一个目的是提供能够控制细胞活性的方法。更具体地，第一个目的是提供高效且选择性地使离子进入活的靶细胞，从而提供细胞活性控制方法用来抑制靶细胞的细胞活性或加强靶细胞的细胞活性。第二组发明的第二个目的是提供能够简便实施本方法的细胞活性控制装置。
细胞活性控制方法以及根据第二组发明的装置可应用于，例如，癌症患者。应用本发明使得具有抗肿瘤作用的各种金属离子仅高效进入恶性肿瘤细胞中。这能够选择性杀伤恶性肿瘤，从而降低副作用。
实现第二组发明目的的手段
第二组发明涉及实现上述目的的细胞活性控制方法具有如下特征。通过用离子来控制细胞活性的细胞活性控制方法包括：用特定光照射细胞之后或用特定光照射细胞期间使离子接触细胞；或在细胞与离子接触的状态下用特定光照射细胞。
基于这种构造(此处称作基本构造)，当使离子接触细胞期间或离子接触细胞之后用特定光照射细胞、或在细胞与离子接触的状态下用特定光照射细胞。用特定光照射细胞有助于离子透过细胞膜。因此，所接触的离子有效进入细胞。
即，基于上述构造，更大量的离子仅进入处于光照位点的细胞。进入细胞的离子直接影响细胞代谢，因此选择待进入的离子种类使其加强细胞增殖或抑制细胞增殖。即，基于上述构造，细胞活性得以控制。
根据第二组发明的方法的基本构造，所述细胞可以是动物细胞。此外，基本构造中细胞活性控制可以是这样的控制，其用特定光照射动物细胞、使动物细胞接触离子之前、之后或期间抑制细胞增殖来降低动物细胞活性，从而增加进入动物细胞的离子的量。
第二组发明对动物细胞表现出更有效的实践作用。其技术重要性将以肿瘤细胞为例进行描述。
通常，肿瘤细胞，尤其是恶性肿瘤细胞，增殖活性活跃(高度细胞活性状态)，因此当用特定光照射肿瘤细胞时，离子进入加速，同时显著表现出所进入离子对活体的作用。即，用特定光照射肿瘤影响的部位之后或期间应用抗肿瘤离子，导致高浓度抗肿瘤离子进入肿瘤细胞，在此抗肿瘤离子发挥作用来抑制细胞增殖。同时，未经特定光直接照射的存在于该区域的细胞，不进入抗肿瘤离子或较少进入抗肿瘤离子，即便有，也不阻止细胞增殖。此外，甚至在经特定光照射的区域，和恶性肿瘤细胞相比，进入正常细胞的抗肿瘤离子的量小，因此不会被杀伤。
即，此构造能够使抗肿瘤离子仅选择性进入经光照的肿瘤细胞中。这实现了一个重要作用，即对肿瘤细胞的杀伤作用强并且正常细胞不受破坏(降低副作用)。此外，通过特定光照射这种构造使抗肿瘤离子有效进入肿瘤细胞，从而降低药物应用到受影响部位的量。这还降低了副作用。
如此处所用，“增殖抑制”用作这样一个术语，其除了抑制细胞分裂外还包括由于抑制细胞分裂和生长(导致)的细胞自身生长抑制、免疫作用的减弱以及细胞的死亡和杀伤。
上述构造中，可以使用金属离子作为离子。对于金属离子，至少一种选自如下的离子：银离子、铜离子和锌离子。
由于其稳定性，优选金属离子；尤其是，优选选自如下的金属离子：银离子、铜离子和锌离子，因为其对细胞活性的可操作性高。此外，用金属离子显著表现出通过特定光照射增加离子进入量的作用。
上述构造中，对于金属离子，使用含金属离子溶液中所含有的金属离子。
这种构造有助于细胞的离子接触。例如，当含金属离子的溶液是含有上述铂复合物的溶液时，将这种溶液应用至肿瘤影响的部位，使具有抗肿瘤作用的金属离子接触肿瘤细胞，此后，用特定光照射受影响的部位将其杀伤或仅受影响部位的恶性肿瘤细胞。
例如，胃癌的情况下，在喝下含有铂复合物的溶液之后，可以通过对特定位置应用端点具有光照功能的纤维镜来进行特定光的照射，同时通过纤维镜视觉检查特定位点。作为替代，使用端点同时具有光照功能和溶液应用功能的纤维镜，使其用光照射受影响部位(癌细胞)同时将含铂复合物的溶液直接应用至受影响部位。这使得可以非常合理地仅杀伤癌细胞。
上述构造中，对于特定光，可以使用作用于动物细胞的离子可透过通道的光。
使用这种构造有助于离子透过膜因为特定光的照射打开动物细胞膜的离子可透过通道。因此，用这种构造，与动物细胞接触的离子可以高效进入细胞内，从而高效控制细胞活性。
此处，“动物细胞膜的离子可透过通道”通常是指物质转运机制中的可透过通道，其中涉及膜转运蛋白，但离子可透过通道不限于上述，而用于包括使离子通过动物细胞膜从细胞外进入细胞内的所有通道。
在上述构造中，对于特定光，可以使用峰值波长300至600nm的光。
具有峰值波长在300至600nm范围的光在增强离子对动物细胞渗透性的作用方面优越，因此优选作为特定光。
此外，特定光的照射强度可以是500至500000μW/cm2.
增强离子对动物细胞渗透性的作用受光的波长和照射强度的影响，当光的照射强度在上述范围内时，这种作用得以充分表现。
在上述构造中，动物细胞可以是肿瘤细胞。
肿瘤细胞在增殖活性上比正常细胞更活跃，因此用特定光照射细胞之后或当时，使离子接触肿瘤细胞显著加速离子向肿瘤细胞内的进入。进入的离子在增殖活性活跃的细胞中更显著地表现其作用。因此，本发明的方法具有对肿瘤细胞的高度选择性和细胞活性控制性。
此处肿瘤细胞涉及，无论良性还是恶性，生理上、形态上或生化上不同于正常细胞的细胞。尤其是，当涉及“恶性肿瘤细胞”时，其意图表示这样的细胞，如癌细胞，具有侵袭周围一些其他组织(渗透)或在动物体内位点转移并增殖的特性。癌细胞的实例包括形成发生在表皮细胞(如胃癌、结肠癌、肺癌、肝癌和乳腺癌)的肿瘤、发生在非上皮细胞(如骨肉瘤、软骨肉瘤、脂肪肉瘤和血管肉瘤)的肉瘤、以及发生在造血细胞(如白细胞、恶性淋巴瘤和骨髓瘤)的血细胞癌的细胞。
在上述构造中，对于离子，可以使用这种离子，其对肿瘤细胞比对正常细胞具有更强的增殖干扰作用。
由于正常细胞和肿瘤细胞在生理和生化性质上不同，正常细胞和肿瘤细胞在很多情况下对于相同离子种类具有不同程度的增殖干扰或增殖加强。因此，使用对肿瘤细胞具有高度增殖干扰作用的离子的上述构造，还涉及特定光的照射，以更强烈的方式只选择性控制肿瘤细胞的增殖。
涉及实现上述目的的细胞活性控制装置的第二组发明特征在于如下。细胞活性控制装置包括：输出具有峰值波长在300至600nm且照射强度在500至500000μW/cm2的光的光源部件；用于引导来自光源部件的光输出至动物细胞并用光照射动物细胞的照射部件；使离子接触动物细胞的接触部件。
这种构造，具有峰值波长在300至600nm范围且照射强度在500至500000μW/cm2的光从光源部件输出，引导至动物细胞并通过照射部件照射该动物细胞。这打开了动物细胞的离子可透过通道。此外，接触部件使离子接触动物细胞。这使得离子高效进入动物细胞内。因此，具有这种构造的装置简便快速地控制动物细胞活性。
第二组发明的作用
第二组发明提供引起离子高效进入细胞(如人恶性肿瘤细胞)的显著作用。因此，适当选择待进入的离子种类和特定光使其能够控制任何肿瘤细胞的细胞活性，以及选择性抑制例如癌细胞的增殖。
第二组发明的附图描述
图10是金属离子生成装置的示意图。
图11是说明根据第二组发明的细胞活性控制方法的示意图。
图12是根据第二组发明的细胞活性控制装置的示意图。
[附图标记描述]
201金属离子存储容器
202金属板
203溶液
222直流电源
204细胞
205皿
206皿
207光源
208使离子接触细胞的离子溶液
209暗箱
211金属离子生产装置
212金属板
213施加的电压
214离子-光输送管
215注射部件
216光源部件
217应用靶标部件(细胞)
218荧光检测部件
219计算机
220第一控制部件
221第二控制部件
第二组发明的最佳实施方式
第二组发明提供用于引起大量离子在短时间内进入活细胞的方法，同时提供应用所述方法的细胞活性控制装置。
“离子”是第二组发明的组成要素，涉及正电或负电荷原子或这些原子的基团，第二组发明包括所有离子种类。离子是高度反应性颗粒，因此当置于活细胞中时，其对活细胞具有一定作用。作用的程度和本质取决于离子种类的类型。离子种类的类型涉及离子是正离子还是负离子、离子是否是金属离子、有机离子或无机离子，组成元素是什么等。此外，甚至在相同离子种类的情况下，作用程度不同，这取决于离子所应用的细胞类型和进入细胞的离子的量。考虑到这些情况，选择离子种类以及向活细胞内进入大量离子种类使其可靠地控制活细胞的细胞活性。
第二组发明的靶细胞是具有细胞膜的细胞，第二组发明包括任何具有细胞膜的细胞，实例包括植物细胞、动物细胞、微生物细胞、菌和病毒。根据应用的目的(增强或抑制细胞活性)来选择上述离子，从抑制人和动物恶性肿瘤细胞活性的角度，优选金属离子(正离子)。在抑制细胞活性作用方面优越的金属离子的实例包括银离子、铜离子、锌离子、镉离子和汞离子。这些金属离子中，银离子和/或铜离子对人体非常安全并且对肿瘤细胞作用强，因此从抑制恶性肿瘤细胞增殖的角度来看是有用的。
第二发明组的应用靶标不限于特定细胞种类，优选的应用靶标是具有膜可渗透通道(选择性允许金属离子通过)的动物细胞。每个动物细胞都具有防止外界物质(细胞外)透过的细胞膜，用特定光照射细胞显著增加离子金属渗透性。因此，在用特定光照射细胞之后或期间，使金属离子接触动物细胞提供显著的细胞活性控制作用。
第二组发明提供显著的，尤其是对恶性肿瘤细胞，细胞活性控制作用。应用于第二组发明的恶性肿瘤细胞的实例包括组织细胞，如发生在表皮细胞(如胃癌、结肠癌、肺癌、肝癌和乳腺癌)的肿瘤、发生在非上皮细胞(如骨肉瘤、软骨肉瘤、脂肪肉瘤和血管肉瘤)的肉瘤、以及发生在造血细胞(如白细胞、恶性淋巴瘤和骨髓瘤)的血细胞癌。此外，通过应用第二组发明可以抑制致病性病毒的增殖。
选择性允许金属离子透过的膜可透过通道通常是可透过通道，其中包括动物细胞膜中独特的膜转运蛋白。这种可透过通道只将特定分子和离子(金属离子)转运至细胞内。因此，当膜可透过通道参与渗透时，推测有些金属可以透过膜而其他金属不能透过，这取决于膜转运蛋白的种类(即发生选择性)，推测透过膜的速度因金属的种类的不同而改变。
还推测透过膜的速度和细胞膜内外之间离子浓度的差异(浓度梯度或电势梯度)有关。推测这种膜可透过通道通常对环境是关闭的，接收预定水平的刺激时，通道开放允许特定分子和离子透过。
在第二组发明中，膜可透过通道受特定光刺激从而机能地开放。注意，然而，本发明不限于包括独特膜转运蛋白的可透过通道。第二组发明涉及的离子-可透过通道包括所有特定光照射时增加向活细胞内离子进入量的通道。
特定光是第二组发明的组成元素，根据应用靶细胞的种类，应当选择这种光的波长，其可以增加离子进入细胞的量和/或离子进入速度。即，可以根据应用靶细胞的种类选择特定光，通常，使用具有峰值波长在300至600nm的光。具有峰值波长大于600nm的光开放离子可透过通道的作用小，而具有峰值波长小于300nm的光，光自身可能破坏正常细胞，不优选。此外，具有波长小于300nm的光可能给操作者带来损害，损害可操作性。
根据应用靶细胞的状态和细胞活动的目的，可以方便确定特定光的照射强度。通常，照射强度在500至500000μW/cm2范围内。这是因为照射强度在500μW/cm2或以上，动物细胞膜的离子-可透过通道可以受到刺激，而当光照强度超过500000μW/cm2时，对离子可透过通道的作用基本达到对性能价格比的最大损失。
对于产生上述特定光的光源，可以使用固体灯如LED(发光二极管)和LD(激光二极管)、和泡型灯如黑光和卤素光源。这是因为LED和LD在能够控制光波长方面有优势，便于装载到控制细胞活性的装置(细胞活性控制装置)上，并且在成本方面有优势。
光照射至细胞的时间长短可以根据待使用的离子种类、离子浓度、细胞种类、和细胞体积方便进行设定。例如，抑制来自喉癌的扁平细胞增殖的情况，光照时间大约是1分钟至1小时，更具体地进行5至40分钟的照射或10至20分钟的照射。
用光传播装置(如光纤)可以将特定光传播至应用靶位点(细胞)。此外，可以方便地使离子以含离子溶液的形式通过例如套管或注射器接触应用靶位点(细胞)。
基于试验实施例(试验实施例作为根据第二组发明的实施例)，将详细描述第二组发明。
(第二组发明的实施例1)
第二组发明的实施例1涉及细胞活性控制方法。
(第一个试验)
对于控制细胞活性的离子，制备银离子。银特征在于其离子化趋势小，几乎不发射电子，不易氧化。银具有+0.8V的标准单电极电势，因此几乎不变成阳离子。因此，当银以金属状态置于水中时，银不易溶出。考虑到这点，实施例1中，制备含银离子的溶液的方法，使用这种方法给银施加电场。具体地，如图10所示，两个纯银板202浸在容器201中，其中有溶液203，施加50V或更低的电压，使板之间流过10至50mA的直流电流222。因此，允许银离子在溶液中溶出，从而制备含银离子的溶液203.
对于上述溶液，使用8.0g/L NaCl、0.2g/L KCl、1.15g/L Na2HPO4、0.2g/L Na2PO4和水制成的磷酸盐缓冲液(PBS(-))。对于生成含银离子溶液的容器201(图10)，使用玻璃制成的烧杯。容器201的材料优选对含银离子溶液是惰性的，因此优选使用玻璃、树脂(如丙烯酸树脂)特氟龙(注册商标)和不锈钢制成的容器。
上述方法，例如，12.5mA 60秒的充电导致大约1ppm的银离子溶液。
应当注意含银离子的溶液可以使用银离子沸石制备。具体地，Sinanen Zeomic Co.Ltd.或NGF(NGF Ag离子沸石)获得的1g银离子沸石置于10ml纯水中并搅拌，从而制备100ppm的含银离子溶液。
之后，对于应用靶细胞，制备人喉癌衍生扁平细胞(恶性肿瘤细胞)。这种细胞(2×105块)置于90mm皿(IWAKI houseware Co.，Ltd.获得的聚苯乙烯皿)底的表面，适量培养溶液置于皿中。对于培养溶液，使用这种培养溶液，培养基Eagle MEM(Nissui Seiyaku Co.，Ltd.)同1％L-谷氨酰胺、10％碳酸氢钠、10％胎牛血清和适量酚红混合。制备含有恶性肿瘤细胞的两个测试皿C1和D1。
将上述试验皿C1和D1置于二氧化碳孵育器中2至3小时，直至各皿底面上的肿瘤细胞增殖至8×105块。然后，用抽吸器除去皿中培养溶液，用10ml Dulbecco磷酸盐缓冲液/磷酸盐缓冲液(-)漂洗细胞。漂洗是用于消除培养溶液影响，仅评判银离子产生的作用的操作。
和上述相似，用8.0g/L NaCl、0.2g/L KCl、1.15g/L Na2HPO4、0.2g/L Na2PO4和水制成磷酸盐缓冲液(-)。
如图11所示，试验皿C1(图11中附图标记205)和试验皿D1(图11中附图标记206)置于暗箱209中，银离子浓度为50ppm的6ml含银离子的溶液，用磷酸盐缓冲液(-)稀释并用注射器注射至细胞204·204中。注射后，试验皿D1(图11中附图标记206)用具有波长峰值365nm照射强度为2mW/cm2的光照射30分钟。试验皿C1(图11中附图标记205)未经光照射，用作参考用以评判光照作用。
光照射中，对于光源，使用从Nichia Corporation获得的Chip型UV LED NCSU 033A(T)，对用从光源至细胞表面的光导线，使用从SWCC Showa Holdings Co.，LTD.获得的Deep UV纤维(DUV-S)，其采用含荧光硅玻璃(改性硅)。优选含有微量氟的硅玻璃光纤，(因为)改善了紫外谱图中渗透性，因此改善照射抗性。图11中附图标记208表示接触细胞的银离子。
此外，通过使用不含银离子的磷酸盐缓冲液(-)，除此之外和如上相同的方式制备两个试验皿A1和B1。和如上相似将这些置于暗箱9中，用峰值波长365nm照射强度2mW/cm2的光只将皿B1照射30分钟。
从这些试验皿中，通过用抽吸器吸取来除去溶液，然后各试验皿用10ml磷酸盐缓冲液(-)漂洗3次。漂洗后，4ml磷酸盐缓冲液(-)滴入试验皿。
用从Dojindo试验室获得的Cellstain-Double染色试剂盒通过荧光染色对经过上述操作的试验皿A1至D1检验肿瘤细胞增殖干扰程度。
首先，描述荧光染色。Cellstain-Double染色试剂盒中Calcein-AM和propidium碘作用如下。Calcein-AM作为活细胞染色的荧光染料。通过将Calcein的四个羧基进行乙酸基甲基化，增加Calcein-AM的亲脂性。因此，Calcein-AM具有高度细胞膜渗透性。Calcein-AM本身是非荧光的，但当处于活细胞中，Calcein-AM的乙酸基甲基基团在细胞中经酯酶水解，从而开始发射黄绿色荧光。在死细胞中，酯酶失活，Calcein-AM不被水解，因此不发射荧光。
Cellstain-Double染色试剂盒中，碘化吡啶(PI)作为死细胞染色的荧光染料。碘化吡啶只在细胞膜破裂的时候进入细胞，插如DNA的双螺旋结构中并发射红色荧光。碘化吡啶另一方面不能透过活细胞的细胞膜，因此在活细胞中不发射荧光。鉴于此，用Cellstain-Double染色试剂盒观察，通过(光谱)通带滤光器在400至440nm的波长下，使得可以同时观察死细胞和活细胞。
该试验中，20微升Calcein-AM封闭液(1mmol/l)作为A溶液，30微升PI封闭液(1.5mmol/l)作为B溶液，在10ml磷酸盐缓冲液(-)中混合。在混合溶液中，Calcein-AM浓度是2μmol/l，PI浓度是4μmol/l。
2ml的这种混合溶液滴入试验皿中，在37℃的恒温室中孵育15分钟。然后，使用490±10nm的滤光器，对染有黄绿色(活细胞)的细胞数目和染有红色(死细胞)的细胞数目计数。
测量结果列入表201。表201还列出了通过人白细胞抗原淋巴细胞细胞毒性测试(表202所示)的评判标准的评价。
[表201]细胞活性试验结果1
  试验   试验皿A1   试验皿B1   试验皿C1   试验皿D1
  银离子浓度(ppm) 0 0 50 50
  光照   无   无   无   无
  死亡细胞数   12   18   104   570
  观察的总细胞   586   575   580   578
  死细胞比(％)   2.0   3.1   17.9   98.6
  判定   阴性   阴性   阴性   强阳性
  评分   1   1   2   8
[表202]评分表
  光照   死细胞比(％)   判定
  1   0-10   阴性
  2   10-20   阴性
  4   20-40   弱阳性
  6   40-80   阳性
  8   80-100   强阳性
  0   无法判定
从表201的结果证实，将银离子和光施加到肿瘤细胞显著将死细胞比增加至仅施加银离子情况(无光照)的5.5倍。还证实这种作用不是由于通过光杀伤细胞。
具体地，从试验皿A1和试验皿B1结果之间的比较揭示，只有使用上述试验中采用的照射强度的特定光(紫外线)基本不成为肿瘤细胞生长的干扰。从试验皿B1和试验皿C1结果之间的比较还揭示皿之间的差异是由于银离子的应用。
从上述发现的角度，试验皿A1、B1、C1和D1结果之间的比较揭示试验皿D1中死细胞比的显著增加，不是由于紫外线自身增殖干扰作用和银离子自身增殖干扰作用的简单加和作用。
这些发现导致这样一种推测，试验皿D1中死细胞比的显著增加是由特定光(在本实施例中是紫外线)促进的金属离子进入细胞的结果，由于更大量银离子进入细胞，显著改善抗活体生长或增殖的银离子干扰作用。
这种推测检验如下。表201中相同条件下处理的肿瘤细胞A1至D1，从中制备细胞核级分的样品、线粒体级分的样品、核蛋白级分的样品以及胞质溶胶级分的样品。用大型照射设备(Spring-8)发出的照射光照射样品以便测定荧光X-射线。对于细胞核和线粒体的级分，使用Pierce获得的线粒体分离试剂盒，对于核蛋白级分的提取，使用Bio-RadLaboratories，Inc.获得的核蛋白分离试剂盒(Ready PrepCytoplasmic/Nuclear)。
此外，使用Beamline BL 37XU(硬X-射线波荡器光束线undulatorbeamline，激发X-射线：30keV，狭缝：0.2mm长×0.5mm宽)用于分析，用配有Si(Li)半导体检测器的荧光X-射线分析器测定样品发射的特征X射线。
上述测量的结果，施加银离子和365nm波长光照的细胞、只施加银离子的细胞、只施加光照的细胞以及什么都没有施加的细胞之间的比较证实，和其他细胞相比，施加银离子和365nm波长光照的细胞在细胞器(如细胞核和线粒体)中具有更大量的离子进入。还证实细胞核中进入更大量的银。
具有少量银的胞质溶胶小，未显示光照引起的进入量增加。为了更具体分析银离子在细胞核中的进入，从细胞核中提取核蛋白，并和其他组分(如DNA)分开来检查银在核蛋白中的存在。作为结果，已证实核蛋白中银的量倾向于降低而非升高。
综合考虑结果和这样一个事实，即和无光照的情况相比，经光照的细胞增加进入细胞核的银，推测进入细胞的银结合至细胞核中的核酸组分。
这些发现证明根据本发明向活细胞施加银离子和特定光使得向活细胞内进入相当量的银。还证明上述有利作用仅要求弱光(特定光)，不干扰活细胞的生长或增殖。
(第二试验)
替换喉癌衍生扁平细胞(恶性肿瘤细胞)，除此之外以和第一试验相同的方式，用小肠肠粘膜细胞(正常细胞)制备试验皿A2至D2以便检查特定光的影响。结果如表203所示。
[表203]细胞活性试验结果2
  试验   试验皿A2   试验皿B2   试验皿C2   试验皿D2
  银离子浓度(ppm) 0 0 50 50
  光照   无   无   无   无
  死亡细胞数   12   18   104   168
  观察的总细胞   586   575   580   578
  死细胞比(％)   2.0   3.1   18.0   29.3
  判定   阴性   阴性   阴性   弱阳性
  评分   1   1   2   4
从表203所示结果明显可见，证实甚至在小肠肠粘膜细胞(正常细胞)的情况下，其不是恶性肿瘤细胞，同时使用银离子和光照显著增加死细胞数。然而，从表201和表203之间的比较证实增加死细胞比的作用(即细胞增殖抑制作用)在恶性肿瘤细胞和正常细胞情况之间显著不同，恶性肿瘤细胞的情况中作用明显更大。
鉴于此，将根据本发明的方法应用到，例如，癌症患者是有利的，因为所述方法的有利作用在于对癌细胞(作用)强而对正常细胞(作用)弱。此外，根据本发明的方法使用特定光。光具有良好的方向性，因此可以只照射到受影响的部位。同时，特定光仅需要是不破坏细胞的弱光。这一优点，结合上述对正常细胞的弱点的特性，完全消除对正常细胞的破坏，从而使得仅杀伤癌细胞。
(第二组发明的第三试验)
衍生自喉癌的扁平细胞(恶性肿瘤细胞)置于皿的一半中，小肠肠粘膜细胞(正常细胞)置于皿的另一半。除此之外，在相同条件下培养细胞，以和第一试验相同的方式制备试验皿A3至D3。和第一试验相似，试验皿A3至D3用于观察染有黄绿色的活细胞和染有红色的死细胞。
作为结果，证实试验皿D3的一半和另一半之间极为明显的差异，其同时施加银离子和光照。具体地，在培养衍生自喉癌的扁平细胞的一半红色明显占主导，而黄绿色在培养小肠肠粘膜细胞的一半占主导。这一结果与第一和第二试验的结果一致。因此，上述结果还证实，相对于正常细胞，通过特定光光照进入恶性肿瘤的银离子的量的增加不破坏细胞。
(第二组发明中第四个试验)
除了银离子浓度设定为10ppm和25ppm以外，以和第一试验相同方式制备试验皿E(25ppm)、F(25ppm)、G(10ppm)和H(10ppm)。以和第一实施例组相同的方式，将这些皿用于检查细胞增殖活性。和表201的结果一起将结果示于表204中。
[表204]细胞活性试验结果3
试验   试验皿A1   试验皿B1   试验皿C1   试验皿D1   试验皿E   试验皿F   试验皿G   试验皿H
 银离子浓度(ppm)   0   0   50   50   25   25   10   10
  光照   无   无   无   无   无   无   无   无
  死亡细胞数   12   18   104   570   94   87   85   98
  观察的总细胞   586   575   580   578   567   589   584   577
  死细胞比(％)   2.0   3.1   17.9   98.6   16.6   14.8   14.6   17.0
判定 阴性 阴性 阴性   强阳性 阴性 阴性 阴性 阴性
  评分   1   1   2   8   2   2   2   2
表204中，C1、E和C结果之间的比较显示在无特定光照射的情况下，银离子浓度按照G(10ppm)→E(25ppm)→C1(50ppm)的次序增加，观察到这种趋势，死细胞比增加14.6％、16.6％和17.9％。然而，差异极小。从D1、F和H结果之间的比较证实特定光照射的情况下，和10ppm和25ppm的情况相比，死细胞比只在50ppm的情况下显著增加。
这一结果意味着细胞活性的控制作用具有银离子浓度依赖性，但是浓度和细胞死亡不呈线性关系。鉴于此，有必要根据细胞活性控制的目的适当选择金属离子浓度。银离子浓度和细胞死亡之间非线性关系的原因推测是，尽管特定光照射加速银离子进入细胞，外部银离子的极低浓度降低了在预定时间内待进入细胞内的银离子的绝对量，因此未能引起细胞死亡。
(第二组发明的第五试验)
以和第一试验相同的方式，针对光的种类和银离子进入喉癌衍生扁平细胞的量之间关系进行了检查，在这样一种条件下，对于特定光，使用特定光具有365nm、400nm、525nm、600nm和660nm的波长，光强度设定在照射强度为2mW/cm2。这些结果如表205所示。应当注意，在波长为365nm的情况下，除了第一试验外还进行另一个试验。
[表205]细胞活性试验结果4
  试验   X1   X2   X3   X4   X5
 银离子浓度(ppm)   50   50   50   50   50
  光波长(nm)   365   400   525   600   660
  死亡细胞数   570   550   560   546   101
  观察的总细胞   578   575   580   578   567
  死细胞比(％)   98.6   96.0   97.0   94.0   18.0
  判定   强阳性   强阳性   强阳性   强阳性   阴性
  评分   8   8   8   8   2
表205显示取决于照射光波长，死细胞比会有不同，在波长600nm至660nm之间这种差异尤其明显，其中死细胞比从94％降至18％。
这导致这样一个发现，施加特定光有效地打开细胞膜的离子-可透过通道。表205显示的趋势指明抑制细胞活性的作用在波长小于365nm时可以获得。注意，然而，具有波长小于300nm的光本身就破坏正常细胞的DNA，所以不适于作为开放细胞膜的离子可透过通道的光。鉴于此，特定光优选300nm至660nm；更优选300至600nm或300nm至525nm，更优选365nm至525nm。
(第二组发明的实施例2)
第二组发明的实施例2涉及应用第二组发明实施例1中描述的细胞活性控制方法的细胞活性控制装置。图12显示根据本发明的细胞活性控制装置。通过参考图12描述了第二组发明实施例2的细胞活性控制装置的示意图。
该装置包括连接至第一控制部件220的金属离子生成容器211、金属板212、离子-光输送管214、注射部件215、连接至第二控制部件221的光源部件216、应用靶部件(细胞)217、荧光检测部件218和计算机219。第一控制部件220是根据计算机219中储存的程序，通过适当控制条件(如电压施加的量和施加时间长短)给金属离子生成容器211施加电压的设备。第二控制部件221是根据计算机219中储存的程序，控制光源部件216，从而在适当条件下(如光照强度和照射时间长短)发射特定光。
金属离子生成容器211中安置有金属板212，电压213施加至金属板212。金属离子产生容器211还提供有溶液入口(未显示)，通过入口可以注射溶液。有必要时通过入口注射溶液。
金属离子生成容器211中至少一块金属板是银板，通过溶液入口(未显示)注射磷酸盐缓冲液(-)(随后描述)。然后，向金属板212施加电压，从而制备在磷酸盐缓冲液中具有银离子溶出的含金属离子(银离子)的溶液。
离子-光输送管214由中空部件和中空部件周围的光纤部件组成。所述中空部件位于轴心，其作为离子溶液通过的途径，光纤部件作为光传播的途径。注射部件215定量将金属离子溶液传输至中空部件。注射部件215位于金属离子生成容器211和离子-光输送管214之间，在图3所示的装置实例当中注射部件215由能够将光输出注射部件215的光纤材料制成。
光源部件216具有能够生成具有峰值波长在300nm至600nm范围内、照射强度为500至50000μW/cm2的光(特定光)的光源，并且其端点连接至注射部件215外部的光纤材料上。因此，通过注射部件215的纤维材料和离子-光输送管214的纤维部件将光源部件产生的特定光引导至应用靶部件(细胞)217。应当注意注射部件215不是必要的并且光源部件216可以直接连接至离子-光输送管214的光纤部件而不用注射部件215作为媒介。
对于光源，使用从Nichia Corporation获得的Chip型UV LEDNCSU 033A(T)。这种构造可以是，一个LED或多个LED固定至配有冷却扇和热槽的1mm厚的铝基上。此外，能够改变光输出的构造成为可能。
应用靶部件217是这样一种区域，其中细胞活性控制方法应用至靶细胞。图12的实施例中，置于碟中的细胞是应用靶部件217。在实际应用中，例如，患者受影响的肿瘤部件是应用靶部件217。
荧光检测部件218是，在细胞活性控制方法所应用的应用靶部件上视觉上读出细胞状态的设备，其具有对照射荧光和检测反射光的光感受器。
通过荧光检测部件218的光感受器检测到的信息是计算机219的输出。计算机219基于预先设定的图像处理程序处理信息，确定存在于应用靶部件中的细胞增殖活性水平，并将所述水平呈现在例如计算机219显示器上。荧光感受器，例如，使用CCD(电荷耦合器件)。
用于定量或连续注射溶液的溶液注射装置连接至金属离子生产容器211的注射入口，是可能的。这种情况下，定量或连续传送金属离子溶液的注射部件215是不必要的。
上述细胞活性控制装置中，离子-光输送管214的光纤部件作为将光输出从光源部件引导至动物细胞并用光照射动物细胞的照射部件。离子-光输送管214的中空部件的端点部件作为使金属离子接触细胞的接触部件。即，上述装置中，离子-光输送管214既作为接触部件又作为照射部件。
第二组发明的工业应用
根据第二组发明的细胞活性控制方法和细胞活性控制装置可以应用到，例如，癌症患者。应用本发明使得，引发离子种类表现抗肿瘤的作用，以便仅高效进入至恶性肿瘤细胞中。这实现了选择性杀伤恶性肿瘤细胞。因此，所述方法和装置的工业应用是值得考虑的。
(第三组发明)
第三组发明的背景技术
家用冷藏机器等通常配有自动制冰装置。通常，冷藏机器中提供的自动制冰装置均由位于冷藏机器中的给水箱、位于冷冻室一部分中的制冰盘、用于将储存于冷藏室中的水导引至制冰盘的导水管以及用于储存这样制成的冰块的冰储存容器组成。导水管具有将位于冷藏机器中给水箱中的水导引至冷冻室一侧的作用，冷藏机器和冷冻室由隔热材料分开，导水管插入隔热材料。
这种结构的自动制冰装置中，给水箱和导水管的一部分位于冷藏机器中，冷藏机器内的温度通常在1至6℃，使微生物能够生长。因此经过长时间使用，霉菌和细菌可以在所述给水箱和导水管中增殖。
鉴于此，提供这种技术使这些部件可以拆卸并易于清洗。涉及自动制冰装置技术的实例包括专利文献3-1至3-3.
[专利文献1]特开平5-306858。
[专利文献2]特开2002-295935。
[专利文献3]特开2007-333325。
第三组发明的公开
第三组发明要解决的问题
在配有自动制冰装置的冷藏机器中，有时需要拆下给水箱并向其供水。因此给水箱便于清洗，因为其在充水时可以得到清洗。然而，将连接在冷藏机器上的导水管拆下并清洗，并将导水管放回原位对于一般用户而言是很大的负担。此外，导水管内部难以从外部视觉上识别，导致人们不愿意清洁导水管，引起包括不卫生的问题。
顺便提及，通常知道，金属离子如银和铜具有抗微生物(如霉菌)的抗菌能力。然而，具有抗菌能力的金属离子是具有生物活性的物质，因此对人体和自然环境有影响。鉴于此，当这些金属离子用于抗菌应用时，需要将用量最小化。
本发明人对用于控制微生物(如霉菌以及动物和植物细胞)生长的方法进行了广泛的研究。作为结果，已发现具有抗菌能力的离子(尤其是金属离子)在特定光存在时显著增强抗菌能力的作用。
基于上述认识，完成了第三组发明。第三组发明的一个目的在于提供这样的制冰装置，其具有总是保持冷藏机器的自动制冰装置内清洁的自动抗菌处理功能。
实现第三组发明目的的工具
涉及实现上述目的的第三组发明具有如下特征。
配有自动制冰装置的冷藏机器特征在于自动制冰装置包括：制冰部件；给水箱；用于将储存于给水箱中的水导引至制冰部件的导水管；用于向给水箱内和/或导水管供应离子的离子供应部件；以及用于用特定光照射给水箱内和/或导水管的光源部件。
配有自动制冰装置的冷藏机器特征在于自动制冰装置包括：制冰部件；用于将水导引至制冰部件的导水管；用于向导水管供应离子的离子供应部件；用于用特定光照射导水管的光源部件。
配有自动制冰装置的冷藏机器特征在于自动制冰装置包括：制冰部件；用于将水导引至制冰部件的导水管；用于用特定光照射导水管的光源部件，以及在于导水管含有用于溶出银离子的银离子溶出材料。
配有冷藏室以及和冷藏室分开的冷冻室的冷藏机器特征在于：自动制冰装置包括位于冷藏室的给水箱；位于冷冻室一部分的制冰盘；用于将储存于冷藏室中的水导引至制冰部件的导水管；用于将离子供应至给水箱之内部和/或给水箱之内部的离子供应部件，以及在于导水管是透光的；用于用特定光照射导水管的光源部件位于所述导水管附近。
在配有上述构造的自动制冰装置的冷藏机器中，自动制冰装置的给水箱可以是透光的；用于用特定光照射导水管的光源部件可以位于所述给水箱附近。
特定光可以具有300至600nm范围的峰值波长。
特定光可以具有500至500,000μW/cm2的照射强度。
具有上述构造的自动制冰装置中，离子供应部件将离子供应至导水管内部或给水箱内部，光源部件用特定光照射导水管等。这使得能够阻止微生物等在导水管内部或给水箱内部增殖，以及用低浓度离子杀灭增殖的微生物。
即，具有上述构造的自动制冰装置自动进行导水管等内部的抗菌处理。这使得自动制冰装置的有水部分总是保持清洁，而无需移除并清洗导水管和给水箱，并且用极低离子浓度实现了这种有利效果。利用如上构造实现上述有利效果是由于上述构造采用了结合特定光和离子的抗菌方法。这种抗菌方法的原理是在用特定光照射微生物时打开了微生物(包括动物和植物)等组织屏蔽外来物质的内在功能(即开放离子可渗透通道)，从而引起离子有效进入体内。微生物体内进入更多数目的离子使离子足以表现出这种代谢干扰，从而抑制微生物等的生长并将其杀灭。
上述构造中，离子供应部件可以是用于供应银离子的银离子供应部件。
离子当中，银离子在抗菌作用方面尤其强效，因此显著表现出上述有利效果。
供应部件可以是供应银离子浓度为100至1100ppb的含银离子水溶液的银离子供应部件。
使用银离子浓度为100至1100ppb的含银离子的溶液提供用短时光照的抗菌作用。此外，上述浓度使得存在于导水管内等的银离子浓度不会通过用水冲洗而对人体有不利作用。
所述银离子供应部件可以是用于供应具有银离子浓度小于100ppb的含银离子水溶液的银离子供应部件。
含有小于100ppb的极低银离子浓度的银离子的水溶液可用作饮料，因此在导水管等经抗菌处理后不用水冲洗的情况下，上述构造保证高度的安全性。
银离子供应部件具有直接给导水管供应银离子浓度小于100ppb的含银离子水溶液的结构。
由于导水管不易清洗，容易引起不卫生，尤其需要对导水管进行抗菌处理。此外，导水管的容量显著小于给水箱，因此上述构造降低银离子的绝对量，从而易于保证安全性。
特定光的照射时间长短可以是30分钟或更长。
甚至用极低浓度的60ppb的银离子，30分钟或更长(时间)的光照就实现抗菌作用。
上述构造中，银离子供应部件可以具有装有银离子的盒。
装有银离子的盒只需要在抗菌操作期间装载。此外，明确待装载入盒的银离子的量有助于控制向导水管等内部供应的银离子的量。
盒可以具有银离子浓度小于100ppb的含银离子水溶液，特定光的照射时间可以是30分钟或更长。
这种构造实现了充分的抗菌作用，同时保证了食用冰的安全性。
并且，在第三组发明中，此处所用术语“抗菌”不只意图阻止微生物增殖而非将其杀灭，还包括所有如下概念：“灭菌(表示杀灭所有微生物)”、“杀菌(表示杀灭至少部分微生物)”、“消毒”、“除真菌“、“抑菌(表示抑制微生物生长)”、“杀真菌”、“阻止”等。
第三组发明的附图描述
图13是说明根据第三组发明实施例1的自动制冰装置的示意图。
图14是说明用光照射导水管的方法的放大的示意图。
图15是说明根据第三组发明实施例2的自动制冰装置的示意图。
图16是说明被光传导层覆盖的导水管的示意图。
图17是说明根据第三组发明实施例3的自动制冰装置的示意图。
图18是显示抗菌作用确认试验1结果的图。
图19是显示抗菌作用确认试验2结果的图。
[附图标记描述]
301：给水箱、302：导水管、303：制冰盘、304：储冰容器、305：隔热材料、306：银离子供应部件、307：电磁阀、308：光源A、309：反射板、301：反射板、311：反射板、312：光源B、313：反射板、314：溶液输送泵、315：电磁阀、316：带有电磁阀的三通分支管(three-waydivergent pathway)、317：带有电磁阀的三通分支管、318：排出通道、319：光传导层-覆盖的导水管、320：光传导层。
实施第三组发明的最佳模式
参考实施例对第三组发明实施方案的描述如下。应当注意，提供如下实施例用于示例性目的，不是限制性目的。
(第三组发明的实施例1)
配有根据第三组发明实施例1的自动制冰装置的冷藏机器，是至少包括控制在大约1至6℃的冷藏室(冷藏室→图1中)、控制在温度小于0℃(通常小于-18℃)的冷冻室(冷冻室→图1中)的冷藏机器。此外，这种冷藏机器具有内设的自动制冰装置。除了自动制冰装置，这种冷藏机器的原件可以在公知技术并且不具体限制的基础上配置。因此，参考图13，此处的描述由自动制冰装置构成，其是冷藏机器的主要部件。
图13是用于说明自动制冰装置的示意性透视图。这种自动制冰装置包括可分离式给水箱301、导水管302、制冰盘303、储冰容器304隔热材料305、银离子供应部件306、开合从银离子供应部件306注射至导水管302的银离子流的电磁阀307、光源A 308、溶液输送泵314和电磁阀315。
给水箱301和部分导水管302位于冷藏室中，而导水管302的其他部分、制冰盘303和储冰容器位于冷冻室的部分中。冷藏室和冷冻室由隔热材料305分开。
制冰盘303通过旋转马达可以旋转，未显示。热板位于制冰盘的底面。
给水箱301和溶液输送泵314之间，提供电磁阀315来开合由给水箱301进入导水管302的水流。控制溶液输送泵314以预定的间隔来输送预定量的水。
包括旋转制冰盘303、转动热板的开关、转动电磁阀的开关、运转溶液输送泵的所有操作，由微机控制(未显示)。此外，储冰容器配有，例如，高度感受器，从而当储冰量达到预定高度时，高度感受器向微机发出信号来限制溶液输送泵的运转。
银离子供应部件306由特氟龙(注册商标)制成的箱组成，并储存具有浓度为60ppb的银离子水溶液。
导水管302由光传送材料组成，如透明树脂和透明玻璃。
光源A是提供具有峰值波长在300至600nm范围、照射强度在500至500000μW/cm2的光的光源。在该实施例中，使用具有峰值波长525nm的LED，从而500000μW/cm2(50mW/cm2)的照射强度是安全的。
而图13显示光源，所述光源A不限于一个光源A，必要时可以提供多个光源A。光源A还可能包括荧光灯。
在这种结构的自动制备装置中，光源A的峰值波长、光照强度和照射时间长短可以考虑导水管的光传送特性、银离子浓度、必需的抗菌能力等适当选择。这是因为当所选的光源具有难以穿过导水管的壁峰值波长时，光不能充分递送至导水管内，因此不能保证通过光照的抗菌能力增强作用，而当银离子浓度低时，光照强度设定得弱，照射时间长短缩短，那么导致不充分的抗菌作用。鉴于此，照射时间长短通常是30分钟或更长，在实施例1中是60分钟。
反射板309、310和311的材料确保足够的光施加到整个导水管302。各反射板由光反射材料制成，如，例如，铝镜面板。
图14显示反射板放大的示意图，尽管不是必要的。在光源足以单独将足够的光施加到整个导水管302的情况下，可以不用提供反射板。应当注意在第三组发明中，参与将光照射至导水管的所有原件，如光源和反射板，视为光源。
制冰装置的制冰操作描述如下。
当给水箱301装有水，并置于冷藏机器中时，然后给水箱301的附着部件上提供的感受器(可以使用任何感受器)感受给水箱的放置。这导致电磁阀315开启，然后激活溶液输送泵314将给水箱301中预定量的水输送至制冰盘303。同时电磁阀307关闭。
储存于制冰盘303中的水冷却一段时间(预定时间)直到水充分冻结。然后，通过旋转马达半-旋转制冰盘303，未显示，开启热板，制冰盘303底面向上，加热底面。这导致制冰盘303中接触制冰盘303底面的冰融化，滴入冰储存容器304中并在其中保存。
然后，通过旋转马达制冰盘303半-旋转回原位，溶液输送同步再次开始。
系列操作通过微机整体控制，未显示。
而上述实施例使用热板置于制冰盘底面的系统，制冰盘旋转180度，冷冻制冰盘中的水，不具体限制储存和回收制备的冰的手段，可使用任何已知方法。
然后，描述导水管302的菌消除操作(也作清洁操作)。
首先电磁阀315关闭，电磁阀307开启。这种状态下，位于冷藏室中，储存于银离子供应部件306中的具有60ppb浓度预定量的银离子水溶液，通过溶液输送泵314注入导水管302中。预定量是这样的溶液量，即银离子水溶液装满导水管302。
此操作以预定间隔(如每周一次)实施，或基于来用户的任意操作说明。这种状态下，允许预定量银离子流入导水管302，电磁阀307关闭。
开启光源A，银离子水溶液注射至导水管302的操作之前(30至10分钟前)或当时、或银离子水溶液装满导水管302之后，使光照射至导水管302内壁。光照时间长短设为60分钟。
银离子水溶液注射操作、光照时序、光源A发光时间长短(光照时间)均通过微机控制。
银离子水溶液注射至导水管302后，完成通过光照的抗菌操作，必要时进行银离子消除操作。
银离子消除操作，是冲走存在于导水管等中的银离子的操作。然而，由于实施例1的自动制冰装置没有配有任何旁路，流经导水管302的水(冲洗水)存于制冰盘303中。鉴于此，本实施例的银离子消除操作中，允许给水箱中的水流入制冰盘303，排出制冰盘中的水或冰。应当注意，然而，银离子消除冲洗步骤没有引起特别的不便，因为本实施例使用具有极低浓度60ppb的银离子水溶液。
(第三组发明的实施例2)
图15显示根据实施例2的自动制冰装置的示意性透视图。第三组发明的实施例2特征在于：带电磁阀的能够开/关各分支的三通分支管316随导水管302一并提供，并位于给水箱301和溶液输送泵314之间，分支管之一连接至银离子供应部件306；相似的带有电磁阀的三通分支管317随导水管302一并提供，在冷藏室的一侧位于其末端附近，分支管的之一连接至排出通道318用于冲洗银离子；替代反射板，使用具有光传导层覆盖的导水管302(光传导材料(光纤)制成的)的光传导层覆盖的导水管319；具有浓度1100ppb的银离子水溶液储存于银离子供应部件306中。其他物质和实施例1相同。
图16是说明光传导层覆盖的导水管319的图。图16A显示光传导层覆盖的导水管319，图16B显示图16A的X-Y交叉部分。图16B中，附图标记302表示导水管，320表示用于覆盖导水管的光传导层。光从外通过光纤照射至光传导层320。使用光传导层覆盖的导水管319使其便于将光照射至导水管302.
第三组发明实施例2的自动制备装置如下操作。
正常运转期间，电磁阀和溶液输送泵运转，从而水从给水箱301供应至制冰盘303，从而进行制冰。以预定的时序，如一个月的间隔，进行抗菌处理操作。
抗菌处理操作运转三通分支管316的阀来切断来自给水箱301的水流，运转三通分支管317的阀来切断向制冰盘303的水流，使得水从三通分支管317流向排出通道318。
之后，抗菌处理操作运转三通分支管316，从而银离子供应部件306中的银离子水溶液流向光传导层覆盖的导水管319，引起溶液输送泵314将银离子水溶液输送至光传导层覆盖的导水管319。
输送银离子水溶液的同时，抗菌处理操作将峰值波长525nm的光引入光传导层覆盖的导水管319的光传导层，提供光照强度50mW/cm2持续30分钟。这引起导水管内壁被光所照射，从而对附着于或增殖于内壁的微生物进行抗菌处理。
从这一方面，使银离子水溶液流向排出通道318。作为替代，在导水管302内被银离子水溶液所取代的阶段，可以停止溶液输送泵314，并关闭三通分支管316和317的所有分支管，这种状态下，进行30分钟光照。这降低了所用银离子水溶液的量。
上述抗菌处理操作之后，转动三通分支管316和317以形成“给水箱301”-“导水管302”-“排出通道318”的流向，通过它允许给水箱301中的水持续流动预定的时期(如5分钟)。这种银离子消除操作使导水管302中的水推向排出通道，因此除去导水管中的银离子。
排出通道318优选具有这样的结构，其能够将冲洗溶液排出冷藏机器。
抗菌处理操作之后，银离子消除操作结束，运转电磁阀从而进行正常的制冰。
上述描述中，银离子供应部件306储存具有1100ppb浓度银离子水溶液，还有可能银离子供应部件306储存具有更高浓度的银离子水溶液，然后和给水箱301供应的水混合，从而导水管302中的银离子形成大约1100ppb。
(第三组发明的实施例3)
图17显示根据实施例3的制冰装置的透视示意图。第三组发明的实施例3中，可以向给水箱301实施光照，银离子供应部件(包括电磁阀307)连接至给水箱301。此外，银离子供应装置储存具有60ppb浓度的银离子水溶液。其他物质和实施例2中的相同。
根据本实施例的制冰装置，给水箱中的水含有银离子，同时用光照射给水箱，因此有助于对给水箱进行抗菌处理的努力。
这种结构的自动制冰装置中，优选这种构造，替代具有60ppb的银离子水溶液，银离子供应部件中储存高浓度的银离子水溶液，如2000ppb，调整银离子水溶液的供应从而给水箱中银离子的浓度变成60ppb(或更低)。
(常规方面)
对于实施例1至3的银离子供应部件，可以使用装有银离子的盒。例如，使用可抛弃型的盒储存具有预定浓度的预定量的银离子水溶液，使其便于控制供应至导水管等内部的银离子量。
此外，可以使用这种方法，不是将银离子水溶液储存在银离子供应部件306中，将两个银板置于银离子供应部件306中(或给水箱)，将直流电流施加至板上，从而产生银离子。
作为替代，可以在银离子供应部件306中储存含银离子沸石等，当使用时，用水提取含银离子沸石。
作为替代，可能使用这种机制，替代额外地提供银离子供应装置，向导水管提供银离子溶出用材料如含银离子沸石和银离子溶出玻璃，从而当水接触沸石时，银离子被溶出。
作为替代，例如，在给水箱、和/或导水管、和/或制冰盘、和/或制冰区的组成材料中，通过混炼，可以含有银离子溶出材料。基于这种银离子溶出材料，银离子溶出后的银离子浓度不能大幅提高，因此确保了高度安全性。然而，同时，不能提供高的浓度表示不能获得高度的有利作用。鉴于此，正如本发明中的光照增强所述有利作用。因此，甚至是低银离子浓度，可以获得高度的有利作用。
在银板置于给水箱301中的情况下，给水箱301中提供的银板和应用工具符合银离子供应部件306。
(抗菌作用确认试验1)
进行试验来确认，导水管等的内部在第三组发明实施例1中描述的抗菌步骤中被抗菌处理。试验方法如下。
(i)对于抗菌靶微生物，制备具有起始菌计数为大约5×107/ml的白色念珠菌NBRC-1060标准株(真核细胞)，将该菌体分散于磷酸盐缓冲液(50mM浓度)中，从而制备孢子悬液(菌液制备具有起始菌计数为大约1×107的白色念珠菌NBRC-1060标准株(真核细胞)，用灭菌水将该菌体分散于磷酸盐缓冲液(50mM浓度)中，从而制备菌计数为1×107/1ml的菌溶液。对于制备孢子悬液的容器，使用玻璃容器。
(ii)1ml孢子悬液置于500ml水中来制备具有初始菌计数1×105/ml的微生物污染的水。置于给水箱301中。
制冰装置设定为“给水箱301”-“导水管302”-“制冰盘303”的流向。运转溶液输送泵314使微生物污染的水流向导水管302内，15分钟、30分钟和60分钟之后，从制冰盘303中对微生物污染的水取样(试验溶液：污染的水)。
(iii)使用和(ii)中相似的微生物污染的水，装有这种污染的水的导水管302用具有峰值波长525nm且照射强度为50mW/cm2的光照射15分钟、30分钟和60分钟。从制冰盘303中，对各情况的试验溶液取样(试验溶液：污染溶液+光)。
(iv)加入450ml水，1ml孢子溶液和50ml具有银离子浓度600ppb的银离子溶液，从而制备具有银离子浓度60ppb(菌计数1×105/ml)微生物污染的水。和(ii)相似，从制冰盘303中对这种污染的水取样(使用溶液：污染水+银离子)。
(v)含银离子的污染水和(iii)中的相似，用具有峰值波长525nm且照射强度50mW/cm2的光对其照射15分钟、30分钟和60分钟。从制冰盘303中，对各情况的抗菌处理的污染水取样(试验溶液：污染溶液+银离子+光)。
(抗菌作用确认试验2)
和试验1相似，除了替代白色念珠菌NBRC-1060外，使用大肠杆菌(NBRC-3972)作为抗菌靶微生物，对使用大肠杆菌的试验溶液取样。
100微升各如上取样的试验溶液施加到马铃薯琼脂上，在25℃下培养4天，然后，计数琼脂上的克隆数目。通过这种方法，检查抗菌作用。
(结果)
试验1结果如图18所示，试验2结果如图19所示。
参考图18，仅含有白色念珠菌的污染水的情况(图中表示为▲)和照射污染水的情况(图中表示为△)之间的比较显示仅光照不能获得杀菌作用。
涉及银离子无光照的情况(图中表示为●)和涉及银离子和光照的抗菌方法(图中表示为○)显示光照提供显著的杀菌能力增强作用，使残留的白色念珠菌计数降低一个数量级以上。
此外，图19显示用大肠杆菌获得相似的结果。
此外，图18和17显示随着光照时间的变长，涉及光照的情况和涉及银离子无光照的情况(图中表示为●)之间获得的抗菌作用的差异倾向于变大。
这些结果导致如下结论。
上述试验中所用的紫外线(525nm)的照射强度(50mW/cm2)充分低于对真菌进行抗菌处理的强度。因此，推测涉及银离子和光照的抗菌方法的情况(图中表示为○)和涉及银离子无光照的情况(图中表示为●)之间抗菌能力的差异不是由于紫外线自身的杀菌作用，而是由于紫外线照射促进的银离子进入菌体内导致的。即，具有峰值波长525nm且照射强度50mW/cm2的光照射增加进入白色念珠菌和大肠杆菌的菌体内银离子的量，从而增强银离子抗菌作用。
上述实施例中银离子用作抗菌离子，本发明的应用不限于银离子。例如，可以使用铜离子或锌离子。
此外，上述实施例描述是这样的实施例，其中水由给水箱供应，自来水可以通过阀门等供应。这种情况下，微生物不在箱中生长，因为没有箱，但是微生物可以在导水管中生长。
第三组发明的产业应用性
不易清洗冷藏机器制冰装置的管内部，因此微生物如霉和葡萄球菌经长时间使用可能在管内生长。也不易发现微生物。第三组发明使用微量银离子，使自动抗菌处理并冲洗管等的有水部件中增殖的霉菌和葡萄球菌，来预先阻止微生物发生。因此，第三组发明的产业应用是可观的。
第四组发明
第四组发明的背景技术
随着老龄化社会的到来，已经有日益增加的机会需要家庭来照顾卧床老龄家庭成员和老年家庭成员以及婴儿。婴儿和卧床老人对身体不卫生比较敏感，而且对致病菌的抵抗力较弱，因此比健康成年人需要更高水平的清洁度。
尤其是对于卧床老人，为了疾病诊断原因以及为了生活质量，内衣和床单等与皮肤直接接触的衣物需要灭菌处理。
此外，随着健康意识的增加，办公室工作人员等的衣物需要显著的清洁度。
在这种社会情形下，洗涤机器作为保持衣物清洁的工具比以往具有更重要的作用。
一般来说，需要洗涤的衣物上不仅附着有汗和脏物，还经常附着有杂菌和微小动植物。有时，患病人员的衣物和床单附着有严重的致病菌，比如金黄色葡萄球菌和毛癣菌。
居家洗涤通常是将各种衣物一起在单个洗涤机器中洗涤。有时这会在洗涤过程中引起衣物之间相互的微生物污染。
此外，细菌可能残留于洗涤机器洗涤槽中的小缝隙中，并在下次洗涤之前的时间里增殖，从而有可能污染洗涤衣物。
为了避免这些问题，通常所用的方法使用含消毒剂的去污剂。此外，还经常使用通过将洗涤机器内部加热到60℃或更高来使衣物除菌的方法。例如，专利文献4-1至4-4提供了在洗涤过程中向漂洗水添加抗菌金属离子的方法。
专利文献4-1    实开平5-74487
专利文献4-2    特开2001-276484
专利文献4-3    特开2004-215817
专利文献4-2    特开2004-321313
第四组发明的公开内容
第四组发明要解决的技术问题
然而，由于衣物与皮肤直接接触，难以对衣物使用强抗菌剂。此外，衣物经洗涤后重复使用，因此难以使用可能影响色彩和质感的加热杀菌方法。
尽管专利文献4-1至4-4中引用的技术在不损伤衣物而进行除菌洗涤方面表现优异，这些技术所用的金属离子是具有生物活性从而有可能对自然环境产生一些影响的物质。这带来的不便之处是金属离子的浓度不能足够高。
本发明人已经对控制微生物(如霉菌和细菌)生长的方法进行了大量研究，发现有抗菌能力的离子(尤其是金属离子)在特定光存在下显著增强了它们的有益作用。本发明人还对转鼓式洗涤机器进行了大量研究，发现霉菌和细菌有可能在转鼓里侧增殖，还发现通过在用特定光照射转鼓里侧的条件下使离子与转鼓里侧接触，能够阻止霉菌和细菌出现在转鼓里侧。
基于以上知识已经完成了第四组发明。第四组发明的一个目的是提供能够在洗涤过程中防止微生物污染(洗衣机内部污染)同时对衣物进行抗菌处理订单转鼓式洗涤机器。
实现第四组发明之目的的手段
第四组发明实现上述目的的基本构造的特征如下。
转鼓式洗涤机器至少包括：能容纳水并排出所容纳水的水槽，位于水槽中并在水槽中被旋转驱动的转鼓，以及向转鼓和/或水槽供应离子水的离子供应工具；其中所述转鼓包括在其壁上的多个孔(水能够通过所述孔在转鼓内部和水槽内部之间流通)，并且所述水槽包括在其内表面上的用于用特定光照射转鼓外表面的第一照射部件。
基于这种构造，所述离子供应工具向水槽和/或转鼓内供应离子水，从而实现转鼓内所容纳衣物的离子抗菌处理。
此外，因为转鼓配备有多个孔，水能够通过这些孔来回流动，由离子供应工具所供应的离子扩展到转鼓和水槽之间的空间，从而导致转鼓外侧面湿润。
这种构造能实现转鼓外侧面的离子抗菌处理以及实现衣物的离子抗菌处理。就此来说，用所述第一照射部件的特定光照射转鼓外侧面，该特定光增强了离子的抗菌作用。这有助于转鼓外侧面(里面)的除菌努力，此处是出现霉菌和杂菌的温床。
向转鼓外侧面照射特定光并用离子水润湿的构造是这种抗菌原理的一种应用：用特定光照射微生物同时使离子与该微生物接触。此原理打开了微生物的离子可渗透通道并使离子高效进入微生物体内。这显著增强了离子的抗菌能力。“转鼓外侧面”意思包括转鼓的侧面和底面。
在上述基本构造中，转鼓可以包括位于其外侧面的用于反射特定光的反射区。
基于此构造，由第一照射部件照射到转鼓外侧面的光被转鼓外侧面上的反射区所反射，并被照射到水槽的内表面。因此，这种构造不仅可靠地对转鼓外侧面进行抗菌处理，还对水槽内侧面进行了抗菌处理。
可以在与转鼓旋转方向相垂直的方向上形成带状反射区。
因为转鼓旋转，在与转鼓旋转方向垂直的方向上形成带状反射区只需要较小反射区，以将光传播到与转鼓相对的水槽的整个内侧面。
此外，可以相对于转鼓旋转方向形成呈螺旋状的反射区。
相对于转鼓旋转方向形成呈螺旋状的反射区高效地将光传播至与转鼓相对的水槽的整个内侧面。
此外，在转鼓外侧面上可以散在地形成各自呈岛状的多个反射区，每个反射区呈凸形。
形成各自呈凸形和岛状的反射区节省了反射材料。此外，转鼓旋转使光以复杂方式漫反射，从而完全传播到与转鼓相对的水槽内侧面。这增强了水槽内部整体的抗菌能力。
除了凸形和岛状以外，反射区可以仅仅是岛状。也可以相对于转鼓旋转方向以螺旋方式安排凸形和岛状的反射区。
此外，在具有上述构造的转鼓型洗涤机器中，光照射部件可以由位于水槽内侧面上的第一照射部件以及位于水槽内底面上的第二反射部件，并且在转鼓的侧面和底面都可以有反射区。
这种构造实现了转鼓整个外表面(包括其底面)以及水槽整个内侧面的抗菌处理，也就是说，对整个洗涤机器槽进行抗菌处理。
在上述基本构造中，特定光可以具有300-600nm的峰值波长。
此外，特定光可以具有500-500,000μW/cm2的照射强度。
此外，离子供应工具可以是供应银离子水的银离子供应工具。
此外，所述银离子供应工具可以供应具有30ppb至1100ppb浓度的银离子水。
就此来说，根据本发明的转鼓式洗涤机器应用将特定光和离子联合在一起的抗菌方法。这种抗菌方法的原理是：用特定光照射微生物等打开了微生物等(包括动物和植物)的组织防御外来物质的固有功能(即开放离子可渗透通道)，从而使作为外来物的离子高效进入其体内。可以推测用具有300至600nm范围峰值波长的特定光照射能高效打开微生物的离子可渗透通道。也就是说，在此波长范围内的抗菌能力增强作用很强。
此外，用具有500-500,000μW/cm2之照射强度的特定光，能获得足够的抗菌能力增强效应。此外，银离子具有强抗菌能力，因此表现出显著更强的抗菌能力增强效应。此外，当从银离子供应工具所供应的银离子浓度为30ppb至1100ppb时，对自然环境的影响较小因此是优选的。
尽管能用小于300nm的光获得抗菌增强效应，但不优选用小于300nm的紫外光，因为洗涤机器部件可能被降解或者衣物可能被降解。
在上述基本构造中，转鼓式洗涤机器可以包括控制洗涤操作的洗涤操作控制工具，并且洗涤操作控制工具可以控制银离子供应工具，以确保银离子供应工具在衣物漂洗步骤中供应银离子。
漂洗步骤比洗涤步骤需要较少量的水，因此涉及在漂洗步骤中添加银离子水的方法用少量的银离子水提供了足够的效果。此外，使用涉及在漂洗步骤中添加银离子水的方法，随后的干燥步骤使衣物纤维成为被银离子包覆的状态。用银离子包覆的衣物维持长时间的抗菌作用，导致长时间的清洁。
在上述构造中，洗涤操作控制工具可以控制光照射部件，以确保特定光照射30分钟或更长时间。
使面包霉菌和金黄色葡萄球菌与银离子接触并用特定光照射该面包霉菌和金黄色葡萄球菌30分钟或更长时间显著增强了银离子的抗菌作用。
在上述基本构造中，转鼓式洗涤机器可以包括关闭水槽开口的门，该门可以包括用于用特定光照射转鼓内部的第三照射部件。
此外，在该构造中，所述特定光可以具有300至600nm的峰值波长，特定光的照射强度可以是500-500,000μW/cm2。
基于此构造，转鼓内部用特定光照射，银离子和特定光的作用从而高效促进转鼓中所容纳衣物的抗菌作用。此外，当清洁洗涤槽(转鼓加水槽)本身时，转鼓内部被高效抗菌处理。
第四组发明实现上述目的的第二基本构造如下。
转鼓式洗涤机器至少包括：能容纳水并排出所容纳水的水槽，位于水槽中并在水槽中被旋转驱动的转鼓，以及向转鼓和/或水槽供应银离子水的银离子供应工具；其中所述转鼓包括多个孔(水能够通过所述孔在转鼓内部和水槽内部之间流通)，在转鼓内壁表面上形成用于转动衣物的挡板，所述档板中置入用于光照射转鼓内部的光照射部件。
基于此构造，位于转鼓中的挡板中具有光照射部件，光源与衣物与转鼓内壁之间的距离变短。这提高了光照射的效率从而增强抗菌作用。
在此构造中，水槽可以包括在其内侧面上的用于光照射转鼓外周表面的第一照射部件，包括在水槽内底面上的用于光照射转鼓外底面的第二照射部件，并且可以在转鼓的外周面和外底面上配备反射区。此外，所述光可以具有300至600nm的峰值波长，该特定光的照射强度可以是500-500,000μW/cm2。
这种构造实现了整个洗涤槽的抗菌处理以及衣物的抗菌处理。
需要注意的是，术语“除菌”意思是指微生物如霉菌和杂菌数目的减少，术语“抗菌”含义不仅是指除了微生物消灭以外防止微生物增殖，而且在广义上还包括以下概念：“灭菌”(杀灭所有微生物)、“杀菌”(杀灭至少一部分微生物)、“消毒”、“除菌”、“抑菌”(抑制微生物增殖)、“制菌”、“防腐”等。
第四组发明的效果
本发明提供具有自动抗菌处理功能的转鼓式洗涤机器，其能对衣物进行除菌处理而不破坏衣物，保持洗涤槽内部一直清洁，并消除对自然环境的破坏。
第四组发明的附图说明
图20是根据第四组发明实施例1的转鼓式洗涤机器的示意性横截面图。
图21是根据第四组发明实施例2的转鼓式洗涤机器的示意性横截面图。
图22是根据第四组发明实施例3的转鼓式洗涤机器的示意性横截面图。
图23是从外侧底部方向看时根据第四组发明实施例3的转鼓的透视图。
图24是用于图示圆柱形水槽周边壁上排列的光源的图22中X-X线的横截面图。
图25是图示位于转鼓外侧面上的反射区的示意图。
图26是图示第一照射部件和第二照射部件之结构的示意图。
图27是图示根据第四组发明实施例4的转鼓式洗涤机器的挡板部件的放大的示意图。
图28是图示位于档板中的光照射部件的横截面图。
图29中的图表显示第四组发明中使用白色念珠菌的验证试验1中对衣物的除菌效应。
图30中的图表显示第四组发明中使用白色念珠菌的验证试验1中对水槽部件的除菌效应。
图31中的图表显示第四组发明中使用枝孢样枝孢霉的验证试验2中对水槽部件的除菌效应。
图32中的图表显示第四组发明中使用大肠杆菌(Escherichia coli)的验证试验3中对衣物的除菌效应。
【附图标记说明】
400：具有抗菌处理功能的转鼓式洗涤机器，401：外框体，402：水槽，403：转鼓，404：马达，405：洗涤机器门，406：供水管路，407：排水管路，408：孔，409：银离子供应单元，410：光源(第一照射部件)，411：光源(第二照射部件)，412：挡板，415：转鼓外侧底面，430：第三照射部件，431：光源，432：反射板，440：反射区，441：反射区，450：第二照射部件，451：反射板，452：透明盖，460：添加光照射部件的挡板，461：光源，462：反射板。
第四组发明的最佳实施方式
以下将参考实施例来说明第四组发明的实施方案。应该注意，以下实施例仅用于举例说明之目的而非限制目的。
(第四组发明的实施例1)
根据第四组发明实施例1的带抗菌处理功能的转鼓式洗涤机器将参考图20进行说明。图20是用于图示洗涤机器内部的横截面示意图。
带抗菌处理功能的转鼓式洗涤机器400至少包括外框体401、水槽402、转鼓403、用于转动转鼓的马达404、洗涤机器门405、供水管路406、排水管路407、构成银离子供应工具的银离子供应单元409、以及用作第一照射部件的光源410。
供水管路406是由此将水引入洗涤机器中的管，利用这种结构，水槽402通过供水管路406接受自来水用于洗涤或漂洗，并通过排水管路407将水排出洗涤机器。
在水槽402前面，有供放入和取出衣物的开口，此开口与门405连接，使得水槽可以开闭。
转鼓403位于水槽402中，并在底面处与马达404偶合，从而能够在水槽402中回转式旋转。此外，转鼓403在前面有取放衣物的开口，在转鼓内侧(内部周面)，有在旋转过程中以旋转方向转动衣物的挡板412。
此外，在转鼓403的侧面(周面)有多个孔408。孔408的功能是在洗涤过程中在水槽内部和水槽之间转移水，并在漂洗、离心脱水和干燥过程中将转鼓中的水和热空气排出转鼓。
沿着供水管路406配置有银离子供应单元409，其产生银离子以将它们供应到水(通常为自来水)中。所产生的银离子通过供水管路406被供应到转鼓内部。
银离子供应单元409由两个银板和向其施加DC电压的电源构成，通过改变施加到银板的DC电压和/或通过改变供水量来控制由银离子供应单元409所产生之银离子水的银离子浓度，即通过微机来控制，使得期望浓度的银离子在必要时供应到转鼓内部。
供应到转鼓内部的银离子的浓度是1ppb至10ppm，优选5ppb至1100ppb，更优选10ppb至900ppb，还更优选30ppb至100ppb或者30ppb至60ppb。当银离子浓度变高时，能使抗菌能力增强；而在银离子浓度变低时，则能改进与自然环境包括人的相容性。当所供应银离子水的浓度超过2000ppb时，银离子供应单元配备有保持银离子的沸石或陶瓷。
用作第一照射部件的光源410是用于将特定光照射到转鼓外周面的光源。在本实施例1中，光源410固定到圆柱形水槽402的内侧面，安排多个光源410，使得照射到转鼓外周面上的光不足转轴方向上断续。转鼓403旋转，这种旋转使光照射到转鼓的整个周面。
如图20所示，使转鼓转轴相对于地轴倾斜的结构中，光源410优选排列在上侧(水槽壁面的较高处)。在水槽上侧配置光源410降低了光源浸入水中的可能性，从而使水的影响降到最低。
所述特定光具有300至600nm范围的峰值波长以及500-500,000μW/cm2的照射强度。利用具有这些特性的光，获得了出色的抗菌能力增强效应。
作为构成光源410的材料，可以使用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、卤素灯等。尽管可以配置单个光源410或多个光源410，优选使用反射板(见图26)以便用少量光源就使光照有效。用于将光源410固定到水槽内壁面的方法的实例包括用螺帽和螺钉固定。
在该实施例中，各自具有525nm峰值波长的LED被用作光源410。这是因为在525nm周围的光方便(它们不可能被水吸收)、对人体安全并且非常经济。比525nm更短波长的光被水吸收，因而光照效率很差，并且增加了光本身破坏电器和人体的可能性。
接着，将描述使用具有上述结构的转鼓式洗涤机器一系列操作。
使用该洗涤机器的一般洗涤操作如下：
(1)→(2)→(3)→(4)。或者(1)→(2)→(3)→(4’)→(4”)。
此外，必要时进行(5)→(6)。
(1)衣物主洗涤(洗涤步骤)。
(2)用银离子放入衣物中进行漂洗(漂洗步骤)。
(3)衣物脱水(脱水步骤)。
(4)从转鼓中取出衣物(取出步骤)
或者，(4’)用加热空气或去湿空气进行空气干燥(干燥步骤)。
(4”)从转鼓中取出衣物(取出步骤)。
(5)将银离子水放入转鼓内以清洁洗涤槽内部(洗涤槽清洁步骤)。
(6)将加热空气或去湿空气送入转鼓内以干燥水槽内部(内槽干燥步骤)。
上述(4’)→(4”)流程是在洗涤机器内干燥衣物时的流程，可以不必进行。
(5)→(6)流程是在仅洗涤槽内部以足够时间洗涤时的流程。此流程可以不必对每次洗涤都进行。优选地，仅在特别必要时(例如每月一次)，可以用较高浓度的银离子水(例如600ppb至1100ppb)来进行包括光照30分钟或更长时间的洗涤槽清洁步骤。此外，所用银离子水的量优选是转鼓外周面变湿的较小量。
在常规洗涤的漂洗步骤或脱水步骤中、或者在漂洗步骤和脱水步骤中，用银离子水使洗涤槽内部变湿，因此在此情况下，光照射部件被驱动以光照射洗涤槽内部。这有助于不仅对衣物而且对洗涤槽内部的除菌或抗菌处理的工作。
漂洗步骤中所用银离子水的浓度优选是30ppb至100ppb。用银离子水实施漂洗步骤使衣物包覆有银离子，从而提供这种有益作用：甚至在脱水干燥期间以及在穿戴衣物时仍维持除菌作用。
(第四组发明的实施例2)
图21显示根据第四组发明实施例2的转鼓式洗涤机器。图21是用于图示整个洗涤机器的横截面示意图。
如图21所示，根据第四组发明实施例2的转鼓式洗涤机器与第四组发明实施例1的区别如下：用于将特定光照射转鼓403内部的第三照射部件430位于洗涤机器门405中，光源411位于水槽402的内侧底面以及其内侧面上。其它与第四组发明实施例1中的相同。
如图21所示，第四组发明实施例2的洗涤机器门405在沉入转鼓中的中心部分处呈凹形，凹形部分的底部由透明玻璃制成。
外框体401的开口部分与洗涤机器门405的外周部分接触，该开口部分与水槽402配备有橡胶垫(未示出)，从而在关闭洗涤机器门405时密封水槽402。
第三照射部件430由光源431和用于将该光源所发光反射到转鼓的反射板432组成。光源431使用能发出525nm峰值波长的光的LED，反射板424使用铝或不锈钢的镜面体。这些部件固定到洗涤机器门405的凹形底部分，例如用粘合剂来固定。
与第四组发明实施例1的情况相似，带有抗菌处理功能的该转鼓式洗涤机器通常在衣物漂洗阶段(漂洗步骤)向转鼓403内供应银离子水，并用来自第一照射部件和第二照射部件的特定光在漂洗步骤和随后脱水步骤之间进行光照射。
对于上述结构的转鼓式洗涤机器，因为用特定光直接照射转鼓403内部，衣物除菌作用增强，同时有助于在转鼓403内部和外周面进行除菌处理的努力。
(第四组发明的实施例3)
第四组发明实施例3的特征在于这种结构：它能将特定光照射岛转鼓402的整个周面和底面，同时将特定光照射到圆柱形水槽402的整个内面。
第四组发明的实施例3将基于图22至24进行描述。图22是根据该实施例的转鼓式洗涤机器的横截面示意图。图23是从外侧底部方向看时转鼓的透视图。图24是洗涤槽(转鼓加水槽)在X-X线的横截面图。
如图22所示，在该实施例中，洗涤机器门405配置有第三照射部件430，用于将特定光照射到转鼓403的内部。
如图24所示，在该实施例中，沿着圆柱形水槽402轴向在三分水槽402内周边的点处有多个光源409。
如图22和23所示，在转鼓403外周面上有带状反射区440，在转鼓外侧底面上有带状反射区441。
在该结构的转鼓式洗涤机器中，从第三照射部件430所发出的光被照射到转鼓403的内部，从光源410和411所发出的光照射转鼓的整个外表面。
通过旋转转鼓，从光源410和411所发出的光被反射区440和441所反射，所述反射区分别位于转鼓403的周面和外底面上，从而照射水槽402的内部。因此，这种结构的转鼓式洗涤机器能够将特定光照射到转鼓的前面和里面以及水槽的全部内侧面。
此外，在这种洗涤机器中，与第四组发明实施例1和2相似，通过将银离子水供应道转鼓403内部，转鼓的旋转离心力将银离子水冲过孔405。这使得水槽内壁和转鼓外面被银离子水湿润，并表现出上述特定光的照射作用。因此，用较低浓度的银离子就表现出突出的抗菌能力。
根据本实施例的洗涤机器的工作与第四组发明实施例1中的相似。
以下将描述转鼓外表面上形成的反射区。
转鼓外表面上形成的反射区可以使得反射部件比如铝箔和不锈钢箔通过焊接或防水粘合剂连接至预定位置。
尽管对反射区的实施方案不作具体限制，但是优选这种实施方案将光从光照射部件传播至水槽内面。例如，如图25(a)所示，可以在与旋转方向垂直的方向上在转鼓外周面上形成带状的反射区。提供从底面延伸至开口的带状反射区是优选的，因为转鼓转一圈不可避免地使反射光照射到转鼓的整个外周面。
此外，如图25(b)所示，可以相对于转鼓旋转方向以螺旋形式形成反射区。此实施方案延长了与旋转相关的反射时间。
此外，如图25(c)所示，可以在转鼓外周面上散在地形成各自呈岛状的多个反射区。也可以使整个转鼓外周面反射光。
而且，可以在转鼓整个外侧面上散在地形成各自呈岛状的多个反射区，每个反射区可以呈凸形。岛状节省了反射材料，将所述岛制成凸形使光向各方向漫反射，从而使光完全传播到水槽内侧面，这是优选的实施方案。就此来说，优选相对于转鼓旋转方向以旋转方式排列所述凸形岛状反射区。基于此结构，通过旋转转鼓以复杂方式使光漫反射，从而均匀照射到水槽内侧面。这样就实现了抗菌处理而不会不均匀。
尽管在图23中以附图标记441显示了位于转鼓外侧底面上的一种实例反射区，可以将上述构思应用于位于转鼓外侧底面的反射区。也就是说，反射区形状可以是围绕转轴呈螺旋形，并且反射区可以是凸形/凹形。
尽管在本实施例中描述了光源位于水槽内面上并且用于反射来自光源之光的反射区位于水槽外面上的结构，还可以利用光源位于水槽内面以及转鼓外面的这种结构，或者用于光照射水槽侧的光源位于转鼓外面上同时反射区位于水槽内面上的这种结构。
尽管图20-22中第一照射部件和第二照射部件(450)仅仅是光源410和光源411，所述光照射部件可以构造成包括光源(410)、用于拓宽光照范围的反射板(451)、以及防水透光的保护盖(452)，如图26所示。光照射部件可以用固定元件如螺钉和粘合剂固定于壁面。图26中附图标记453标示出水槽的内侧底面。
(第四组发明的实施例4)
第四组发明实施例4的特征在于这种结构：位于转鼓中的挡板中置入了用于将光照射到转鼓内部的光照射部件。除了上述方面以及洗涤机器门405没有配备第三照射部件430以外，其它方面与第四组发明实施例3中相同。
图27显示出图示根据第四组发明实施例4的转鼓式洗涤机器的挡板部分的放大的示意图，图28是植入当班中光照射部件的横截面示意图。
挡板460本体的正面和侧面由树脂材料形成，挡板460中配备有由铝镜面板制成的反射板462以及由LED光源461(和电源，未示出)构成的光照射部件，所述光源发射峰值波长为525nm的光。
挡板460的结构使得水不进入挡板460内部。此外，为了增强挡板460的强度并辅助其连接至转鼓，挡板460保持于树脂材料的金属框中并用固定元件如螺钉和螺帽连接至转鼓的壁面。
此外，在本实施例中，使用内径50cm且深度60cm的圆柱形转鼓，分别具有57cm长度、5cm底宽和5cm高度的三个挡板平行于转轴方向并且在转鼓周缘方向上间距均匀地排列。
此外，如图27所示，每个挡板置入三个LED。
此外，位于挡板中光源461之电源的结构使得能沿着转鼓外壁通过排列于马达404侧边的电源线(未示出)供电，所述马达旋转转鼓。也可以使用电池供电。
此外，在本实施例中作为在光照461处所产生的光，使用峰值波长为525nm的光。此波长的光特别优选，因为它不能被水吸收。然而，需要注意，在光照461产生的光可以是300nm至600nm的任意峰值波长。
就此来说，甚至在光波长为525nm时在大量水存在下光强度降低。同时，确保对微生物的抗菌作用不需要大量银离子水，只需要在微生物附近存在约10ppb至1100ppb的银离子。此外，考虑到成本以及降低对自然环境的影响，优选用少量银离子水进行抗菌处理。基于这些情况，在本实施例中，在漂洗步骤的最后阶段，将浓度为60ppb的10L银离子水放入转鼓中以进行10分钟的漂洗完成步骤以及20分钟的脱水步骤，同时启动所有光照射部件(410、411和461)。
就此来说，提供了配备计算机的驱动控制部件，并且在计算机中安装了设定程序，使得驱动控制部件实现上述设定。
而且，根据本实施例的转鼓式洗涤机器具有这种结构：其能够通过由操作者向上述驱动控制部件给予指令来实施洗涤槽清洁步骤。
洗涤槽清洁步骤表示任选实施以对洗涤槽内部进行更强的抗菌处理。具体来说，10L银离子水(例如900ppb至1100ppb浓度)放入转鼓中并点亮所有光照射部件，在此状态下旋转转鼓约20至60分钟。这实现了对整个洗涤槽内部(包括转鼓里侧)的抗菌处理。实施该洗涤槽清洁步骤，例如每月一次，或者在严重污染时每周一次。
在用900ppb至1100ppb浓度的银离子水实施该洗涤槽清洁步骤时，少量银离子水就足够了(使洗涤槽内部湿润的量)。如果需要，在用银离子水进行抗菌处理之后，优选用相对大量的水洗涤洗涤槽内部(洗涤时间3至5分钟)，随后干燥该槽内部。
进行这些抗菌处理操作能在短时间内充分且可靠地实现除菌或抗菌处理，对于放线菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、光合细菌(原核生物)、真核生物比如枝孢样枝孢霉和毛癣菌、酵母比如假丝酵母、以及致病性病毒。
需要注意的是，替代银离子水或者与银离子水一起，可以使用含铜离子和/或锌离子的离子水。
图28是其中置入光照射部件的挡板的一个实施方案的横截面示意图，其中植入光照射部件的挡板不限于图中所示的实施方案。
挡板的形状、位置、相对于旋转方向的倾斜角等不作具体限制。通常，提供在与转轴平行之方向上延伸的多个挡板，并且为了完全光照衣物，所有挡板中优选置入光照射部件。还优选从挡板460全部表面和侧面进行光照。然而，为了经济原因，一些挡板中优选置入光照射部件。
作为构成挡板体的树脂材料，优选使用对525nm波长的光具有高透光率的树脂，并且光照强度使得照射到衣物上的光强度是500至500,000μW/cm2。
(抗菌处理作用验证试验1)
进行试验以验证使用第四组发明实施例4的转鼓式洗涤机器在抗菌处理操作中的抗菌作用。试验方法如下：
(1)作为抗菌处理目标微生物，准备白色念珠菌NBRC-1060标准菌株(真核生物)。将菌计数约1×106至5×107/ml的菌体分散于磷酸盐缓冲液(50mM浓度)中，从而制备孢子悬液。然后取样1mL孢子悬液到试验棉布上(36cm2，日本标准协会的Shirting#3)。该试验布被称为污染试验布。
(2)用防水粘合剂将上述污染试验布附着到水槽的内周面(试验部位B1)和内侧底面(试验位点B2)，以及附着到转鼓的外周面(试验部位C1)和外侧底面(试验部位C2)，此外，将污染的试验布放入转股内部(试验部位A)。经此方法，来检验对洗涤槽每个部位的抗菌处理作用。
试验部位B1设置在图20等中洗涤机器横截面中水槽的深度方向和宽度方向上中心部分附近。
试验部位C1设置在图20等中洗涤机器横截面中转鼓的深度方向和宽度方向上中心部分附近。
试验部位B2设置在圆形水槽底部中心之上。试验部位C2设置在转鼓的圆形底面的外周附近缘附近。
在假定所有部位相同的条件下，在抗菌处理条件下重复试验(如下所述)。
【2-1】(只有水)
在转鼓以50rpm旋转时，将10L自来水放入转鼓中，关闭所有光照射部件，使转鼓旋转一段预定时间。在旋转时间之后，收集每个试验布。预定时间设定为15分钟、30分钟和60分钟。这些将被称为样品G1(样品组1)。
需要注意的是，在将10L水倒入转鼓中而转速为50rpm时，已证实由于离心力水被分散到转鼓外，结果导致与洗涤槽每个部位相连的污染试验布被水浸湿。
【2-2】(水+特定光)
打开光照射部件，用峰值波长为525nm以及照射强度为50mW/cm2的特定光照射整个洗涤槽。其它与【2-1】中相同。由此获得的样品被称为G2。
【2-3】(只有银离子水)
除了用60ppb浓度的银离子水代替自来水以外，以与【2-1】中相同方式进行类似的试验。由此获得的样品称为G3。
【2-4】(银离子水+特定光)
除了用60ppb浓度的银离子水代替自来水以外，以与【2-2】中相同方式进行类似的试验。由此获得的样品称为G4。
(3)在上述条件下进行驱动以后，收集受污染试验布。从受污染试验布提取菌体，将提取液施加到马铃薯琼脂上，在25℃下使提取液培养4天。然后计数琼脂上的菌落数。经此方法，检验每个上述条件的抗菌作用。
(抗菌处理作用验证试验2)
除了用枝孢样枝孢霉(NBRC 6348)代替白色念珠菌NBRC-1060并且银离子浓度设定为100ppb以外，以与验证试验1中相同方式进行验证试验2。
(抗菌处理作用验证试验3)
除了用大肠杆菌(NBRC-3972)代替白色念珠菌NBRC-1060以外，以与验证试验1中相同方式进行验证试验3。
【试验结果】
(1)图29显示在试验部位A处的验证试验1的结果。已经从图29证实，样品G4(图中以○表示)中表现出高出一个数量级的杀菌作用，其中用特定光照射被白色念珠菌污染的试验布并与银离子水接触；相比而言在样品G3(图中以●表示)中，受污染试验布与银离子水接触但不用特定光照射。
还已经从样品G2(图中以△表示)与样品G4(图中以▲表示)的比较试验中证实，单独用特定光照射不具有抗菌作用。
图30显示在验证试验1中对于样品G4在洗涤槽每个部位处抗菌作用的柱状图。已经从图30中证实，从位于洗涤槽各部位处受污染试验布获得了基本相等的抗菌作用。
(2)图31显示用被枝孢样枝孢霉污染的试验布对样品G4的抗菌结果，图32显示用被大肠杆菌污染的试验布对样品G4的抗菌结果。
已经从图31和32所示结果中证实，可以对任何微生物获得相似的抗菌作用。
这些结果可以如下解释。根据本发明的带有抗菌处理功能的转鼓式洗涤机器中所用特定光的照射强度显著低于直接抗菌处理所用的强度。因此，G4的结果不是由光照抗菌能力与银离子抗菌能力相加所致，而是由特定光促进金属离子进入菌体所致。
第四组发明的工业实用性
根据第四组发明的带有抗菌处理功能的转鼓式洗涤机器能够自动向洗涤槽内供应银离子水，同时能够自动用特定光照射洗涤槽的整个表面，用这种洗涤机器，特定光促进金属离子进入菌体内，从而有助于自动实施用较低浓度银离子水对衣物和整个洗涤槽进行除菌或抗菌处理的努力。因此，本发明具有工业实用性。

Claims (84)

1.一种利用离子阻止微生物生长的抗菌方法，该方法包括：
在用特定光照射所述微生物之后或期间使所述微生物与所述离子接触。
2.权利要求1的抗菌方法，其中所述特定光是作用于生物膜之离子可渗透通道的光。
3.权利要求1的抗菌方法，其中所述特定光具有300至600nm的峰值波长。
4.权利要求3的抗菌方法，其中所述特定光具有500至500,000μW/cm2的照射强度。
5.权利要求4的抗菌方法，其中所述离子是金属离子。
6.权利要求5的抗菌方法，其中所述金属离子是含金属离子之溶液中所含的金属离子。
7.权利要求6的抗菌方法，其中所述金属离子是选自银离子、铜离子和锌离子中的至少一种。
8.权利要求7的抗菌方法，其中所述含金属离子之溶液中的金属离子具有1ppb至10ppm的浓度。
9.权利要求8的抗菌方法，其中所述微生物是原核生物。
10.权利要求8的抗菌方法，其中所述微生物是真核生物。
11.权利要求1的抗菌方法，其中：
所述金属离子是具有1100ppb或更低浓度的含银金属离子之溶液中所含的银离子，和
所述特定光具有300至600nm的峰值波长以及1,000μW/cm2或更高的照射强度。
12.一种利用离子阻止微生物生长的抗菌方法，该方法包括：
在所述微生物与所述离子接触的状态下用特定光照射所述微生物。
13.权利要求12的抗菌方法，其中所述特定光是作用于生物膜之离子可渗透通道的光。
14.权利要求12的抗菌方法，其中所述特定光具有300至600nm的峰值波长。
15.权利要求14的抗菌方法，其中所述特定光具有500至500,000μW/cm2的照射强度。
16.权利要求14的抗菌方法，其中所述离子是金属离子。
17.权利要求16的抗菌方法，其中所述金属离子是含金属离子之溶液中所含的金属离子。
18.权利要求17的抗菌方法，其中所述金属离子是选自银离子、铜离子和锌离子中的至少一种。
19.权利要求18的抗菌方法，其中所述含金属离子之溶液中的金属离子具有1ppb至10ppm的浓度。
20.权利要求19的抗菌方法，其中所述微生物是原核生物。
21.权利要求20的抗菌方法，其中所述微生物是真核生物。
22.权利要求12的抗菌方法，其中：
所述金属离子是具有1100ppb或更低浓度的含银金属离子之溶液中所含的银离子，和
所述特定光具有300至600nm的峰值波长以及1,000μW/cm2或更高的照射强度。
23.一种抗菌装置，其包含：
产生离子的离子生成工具，
使离子生成工具处所产生之离子与微生物相接触的接触工具，和
在通过所述接触工具使微生物与离子相接触的状态下用特定光照射所述微生物的照射工具。
24.权利要求23的抗菌装置，其中所述特定光具有300至600nm的峰值波长以及500至500,000μW/cm2的照射强度。
25.权利要求24的抗菌装置，其中所述离子是金属离子。
26.权利要求25的抗菌装置，其中所述金属离子是银离子。
27.一种抗菌装置，其包含：
产生离子的离子生成工具，
用特定光照射微生物的照射工具，和
使用所述特定光照射之微生物与所述离子生成工具处所产生之离子相接触的接触工具。
28.权利要求27的抗菌装置，其中所述特定光具有300至600nm的峰值波长以及500至500,000μW/cm2的照射强度。
29.权利要求28的抗菌装置，其中所述离子是金属离子。
30.权利要求29的抗菌装置，其中所述金属离子是银离子。
31.利用离子来控制细胞活性的细胞活性控制方法，该方法包括在用特定光照射细胞之后或期间使所述离子与所述细胞相接触。
32.利用离子来控制细胞活性的细胞活性控制方法，该方法包括在细胞与离子相接触的状态下用特定光照射所述细胞。
33.权利要求31的细胞活性控制方法，其中所述细胞活性控制通过以下方式抑制细胞增殖：在用所述特定光照射动物细胞之后或期间，使所述动物细胞与离子相接触以降低动物细胞活性，从而增加掺入所述动物细胞内所述离子的量。
34.权利要求33的细胞活性控制方法，其中所述特定光是作用于动物细胞膜之离子可渗透通道的光。
35.权利要求34的细胞活性控制方法，其中所述特定光具有300至600nm的峰值波长。
36.权利要求35的细胞活性控制方法，其中所述特定光具有500至500,000μW/cm2的照射强度。
37.权利要求36的细胞活性控制方法，其中：
所述动物细胞是肿瘤细胞，和
所述离子对肿瘤细胞具有比正常细胞更大的增殖干扰作用。
38.权利要求37的细胞活性控制方法，其中所述离子是金属离子。
39.权利要求38的细胞活性控制方法，其中所述金属离子是选自银离子、铜离子和锌离子中的至少一种。
40.权利要求39的细胞活性控制方法，其中所述金属离子是含金属离子之溶液中所含的金属离子。
41.权利要求40的细胞活性控制方法，其中所述含金属离子之溶液中的金属离子具有1ppb至10ppm的浓度。
42.权利要求32的细胞活性控制方法，其中所述细胞活性控制通过以下方式抑制细胞增殖：在使动物细胞与离子接触以降低动物细胞之活性之后，用特定光照射所述动物细胞以增加掺入动物细胞内所述离子的量。
43.权利要求42的细胞活性控制方法，其中所述特定光是作用于动物细胞膜之离子可渗透通道的光。
44.权利要求43的细胞活性控制方法，其中所述特定光具有300至600nm的峰值波长。
45.权利要求44的细胞活性控制方法，其中所述特定光具有500至500,000μW/cm2的照射强度。
46.权利要求45的细胞活性控制方法，其中：
所述动物细胞是肿瘤细胞，和
所述离子对肿瘤细胞具有比正常细胞更大的增殖干扰作用。
47.权利要求46的细胞活性控制方法，其中所述离子是金属离子。
48.权利要求47的细胞活性控制方法，其中所述金属离子是选自银离子、铜离子和锌离子中的至少一种。
49.权利要求48的细胞活性控制方法，其中所述金属离子是含金属离子之溶液中所含的金属离子。
50.权利要求49的细胞活性控制方法，其中所述含金属离子之溶液中的金属离子具有1ppb至100ppm的浓度。
51.一种细胞活性控制装置，其包含：
用于输出光的光源部件，所述光具有300至600nm范围的峰值波长以及500至500,000μW/cm2的照射强度，
用于将光输出从光源部件导引至动物细胞并用所述光照射动物细胞的照射部件，和
用于使离子与所述动物细胞接触的接触部件。
52.一种配备自动制冰装置的冷藏机器，所述自动制冰装置包含：
制冰部件，
给水箱，
用于将给水箱中储存的水导引至制冰部件的导水管，
用于将离子供应至给水箱和/或导水管内部的离子供应部件，和
用于用特定光照射给水箱内部和/或导水管的光源部件。
53.一种配备自动制冰装置的冷藏机器，所述自动制冰装置包含：
制冰部件，
用于将水导引至制冰部件的导水管，
用于将离子供应至导水管的离子供应部件，和
用于用特定光照射导水管的光源部件。
54.一种配备自动制冰装置的冷藏机器，所述自动制冰装置包含：
制冰部件，
用于将水导引至制冰部件的导水管，和
用于用特定光照射导水管的光源部件，
其中所述导水管含有用于溶出银离子的银离子溶出材料。
55.一种配备自动制冰装置的冷藏机器，所述自动制冰装置包含：
给水箱，
制冰盘，和
用于将水从给水箱导引至制冰盘的导水管，其中：
所述给水箱、制冰盘和导水管中至少一种材料含有用于溶出银离子的银离子溶出材料，和
用于照射特定光的光源部件位于该材料附近。
56.一种冷藏机器，其配备有冷藏室、与所述冷藏室隔离的冷冻室以及自动制冰装置，所述制冰装置包含：
位于冷藏室内的给水箱，
位于冷冻室一部分中的制冰盘，
用于将储存于给水箱中的水导引至制冰部件的导水管，和
用于将离子供应至给水箱内部和/或导水管内部的离子供应部件，其中：
所述导水管是透光的，和
用于用特定光照射导水管的光源部件位于所述导水管附近。
57.权利要求56的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中：
所述自动制冰装置的给水箱是透光的，和
用于用特定光照射导水管的光源部件位于所述给水箱附近。
58.权利要求56的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述特定光具有300至600nm范围的峰值波长。
59.权利要求58的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述特定光具有500至500,000μW/cm2的照射强度。
60.权利要求59的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述离子供应部件是用于供应银离子的银离子供应部件。
61.权利要求60的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述离子供应部件是用于供应含银离子之水溶液的银离子供应部件，所述含银离子之水溶液具有100至1100ppb的银离子浓度。
62.权利要求60的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述离子供应部件是用于供应含银离子之水溶液的银离子供应部件，所述含银离子之水溶液具有小于100ppb的银离子浓度。
63.权利要求62的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述银离子供应部件具有向所述导水管直接供应所述含银离子水溶液的结构，所述含银离子之水溶液具有小于100ppb的银离子浓度。
64.权利要求63的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述特定光的照射时间是30分钟或更长。
65.权利要求60的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述银离子供应部件具有填充有银离子的筒盒。
66.权利要求65的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述筒盒具有含银离子水溶液，所述含银离子水溶液具有小于100ppb的银离子浓度。
67.权利要求66的配备自动制冰装置的冷藏机器，其中所述特定光的照射时间是30分钟或更长。
68.一种转鼓式洗涤机器，其至少包含：
能容纳水并排出所容纳水的水槽，
位于水槽内并在水槽内被旋转式驱动的转鼓，和
向转鼓和/或水槽供应离子水的离子供应工具，其中：
所述转鼓包括位于其壁上的多个孔，水能够通过所述孔在转鼓内和水槽内之间流通，和
所述水槽包括位于其内侧侧面的第一照射部件，用于用特定光照射所述转鼓的外侧侧面。
69.权利要求68的转鼓式洗涤机器，其中所述转鼓包括位于其外侧面上的反射区，用于反射所述特定光。
70.权利要求69的转鼓式洗涤机器，其中在与转鼓旋转方向相垂直的方向上以带状形成所述反射区。
71.权利要求69的转鼓式洗涤机器，其中相对于转鼓旋转方向以螺旋状形成所述反射区。
72.权利要求69的转鼓式洗涤机器，其中在转鼓外侧面上散在地形成各自为岛状的多个反射区，每个所述反射区呈凸形。
73.权利要求69的转鼓式洗涤机器，其中：
所述光照射部件由位于所述水槽内侧侧面的第一照射部件和位于所述水槽内侧底面上的第二照射部件组成，和
所述反射区位于所述转鼓的侧面和底面。
74.权利要求68的转鼓式洗涤机器，其中所述特定光具有300至600nm的峰值波长。
75.权利要求74的转鼓式洗涤机器，其中所述特定光具有500至500,000μW/cm2的照射强度。
76.权利要求75的转鼓式洗涤机器，其中所述离子供应工具是供应银离子水的银离子供应工具。
77.权利要求76的转鼓式洗涤机器，其中所述银离子供应工具供应浓度为30ppb至1100ppb的银离子水。
78.权利要求77的转鼓式洗涤机器，其中所述转鼓式洗涤机器包括控制洗涤操作的洗涤操作控制工具，并且所述洗涤操作控制工具控制所述银离子供应工具，以确保所述银离子供应工具在洗涤物漂洗步骤期间供应银离子水。
79.权利要求78的转鼓式洗涤机器，其中所述洗涤操作控制工具控制所述光照射部件，以确保所述特定光照射30分钟或更长时间。
80.权利要求68的转鼓式洗涤机器，其中所述转鼓式洗涤机器包括用于关闭所述水槽之开口的门，并且所述门包括用于用特定光照射所述转鼓内部的第三照射部件。
81.权利要求80的转鼓式洗涤机器，其中所述特定光具有300至600nm的峰值波长，并且所述特定光的照射强度为500至500,000μW/cm2。
82.一种转鼓式洗涤机器，其至少包含：
能容纳水并排出所容纳水的水槽，
位于水槽内并在水槽内被旋转式驱动的转鼓，和
向转鼓和/或水槽供应银离子水的银离子供应工具，其中：
所述转鼓包括多个孔，水能够通过所述孔在转鼓内和水槽内之间流通，
在所述转鼓内侧壁面上形成用于滚动洗涤物的挡板，和
所述档板中置入用于光照射转鼓内部的光照射部件。
83.权利要求82的转鼓式洗涤机器，其中：
所述水槽包括位于其内侧侧面上的用于光照射转鼓外侧周面的第一照射部件，并且包括位于水槽内侧底面上的用于光照射转鼓外侧底面的第二照射部件，并且所述反射区位于所述转鼓的外侧周面和外侧底面上。
84.权利要求83的转鼓式洗涤机器，其中所述光具有300至600nm的峰值波长，并且所述特定光的照射强度为500至500,000μW/cm2。
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