JP2002205063A - 原虫類の不活性化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原虫類の不活性化の程度を正確に判定し、さ
らにこの判定結果に基づいて処理条件を最適化すること
を課題とし、効率的かつ効果的な原虫類の不活性方法を
提供するものである。 【解決手段】 処理対象物中の原虫類の感染能力を消失
せしめることができれば、人畜に対する病原性を無効に
でき、衛生学上の対策技術になりえる。低照射量の紫外
線処理によって原虫類の感染能力を消失させることがで
きる。原虫類のシストまたはオーシストの培養細胞に対
する感染能力の程度を正確に数値化し、これを指標とす
れば不活性化に必要な処理条件を最適化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリプトスポリジ
ウム（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）やジアルジア
（Ｇｉａｒｄｉａ）等の原虫類の汚染が懸念される浄
水、飲用水、下水、排水、河川水、湖沼水、修景水、プ
ール用水および食品または食品製造設備等を処理対象物
とした消毒方法に関する。

【０００２】本発明は、感染力のある原虫類を短時間で
しかも簡便に不活性化して当該微生物の病原性を低減も
しくは消失せしめる消毒方法にも関する。

【０００３】

【従来の技術】最近、クリプトスポリジウムやジアルジ
ア等の原虫による水系感染症の発生が上・下水道分野を
はじめとして世界的に大きな問題となっている（総説と
して例えば、保坂三継（１９９８）「水系原虫感染症−
原因生物と流行発生−」，用水と廃水，第４０巻，第２
号，１１頁；金子光美（１９９８）「原虫類やその他の
病原性微生物の検出とその除去技術」，用水と廃水，第
１０巻，第４号，３２頁など）。当該原虫は極めて少数
個の飲用によって疾病を起こしうる危険な病原体であ
り、飲用水や食品の汚染に由来した甚大な流行感染をも
懸念されている。甚大な流行感染の発生を未然に防ぐた
めに原虫類を確実に駆除できる消毒技術の開発が強く求
められている。

【０００４】上・下水道分野では、水の消毒方法として
塩素処理法が汎用されている。しかしながら、クリプト
スポリジウムやジアルジア等の原虫類は、塩素に対する
抵抗性が高く、塩素処理法では原虫類の殺滅が困難とさ
れている（例えば、I. S. Campbell et al. (1982) Eff
ect of disinfectants on survival of Cryptosporidiu
m oocysts, Weterinary Record, Vol.111, p414な
ど）。

【０００５】塩素消毒に代わる対策技術として、下記の
ような処理技術が検討されている。ろ過法は、砂ろ過や
膜ろ過によって原虫類のシストまたはオーシストを被処
理水中から物理的に除去する処理技術である。加熱処理
は、被処理水を加熱することによって原虫類のシストま
たはオーシストを殺滅する処理技術である。

【０００６】オゾン処理は、被処理水にオゾンガスを吹
き込み、オゾンの酸化力によって原虫類のシストまたは
オーシストを不活性化または殺滅する処理技術である。
紫外線照射と併用することによって処理効率がさらに高
まるといわれている。また、細菌やウイルスを殺滅する
処理技術として紫外線処理があるが、ジアルジアやクリ
プトスポリジウム等の原虫類への適用は困難とされてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】原虫類は、環境中にお
いてクリプトスポリジウムではオーシスト、ジアルジア
ではシストと呼ばれる胞子状の殻に包まれた形態で存在
しているため、化学薬剤に対する耐性があり、従来の水
処理法で汎用される塩素消毒では防除できない。膜ろ過
法は、原虫類の確実な除去が期待できるが、透過水量に
限界があり、大容量の水処理においては設備の巨大化や
膜の更新等に多大なコスト負担が必要である。

【０００８】砂ろ過法では、ろ床内での短絡水流や破過
によって原虫類が処理水中に漏出する恐れがある。原虫
類は、加熱や乾燥に極めて弱いため加熱処理によって不
活性化できるが、大容量の水処理においては大型の加温
設備の設置や加温に必要なエネルギーの大量投入等に多
大なコスト負担が必要である。

【０００９】紫外線処理によってジアルジアやクリプト
スポリジウム等の原虫類を殺滅するためには毎秒１５Ｗ
の紫外線を１５０分間照射し続ける必要があり、概ね７
００〜１０００ｍＷ・ｓ／ｃｍ² 程度の紫外線を照射す
る必要があるとされている。この紫外線照射量は通常の
紫外線消毒装置の設計値の概ね１０倍から２０倍に相当
するため、原虫類の紫外線処理は実用上の適用が困難で
ある（例えば、E. L.Jaroll (1988) Effect of disinfe
ctants on Giardia cysts, CRC Critical Reviews in E
nvironmental Control, Vol.18, p1；M. J. Lorenzo-Lo
renzo et al.(1993) Effect of ultraviolet disinfect
ion of drinking water on the viability Cryptospori
dium parvum oocysts, J. Parasitol., Vol.79, No.1,
p67）。

【００１０】上述の如く、処理対象物中の原虫類を除去
もしくは殺滅することを目的とした従来の防除技術は、
処理効果の安定性やコストの点で課題がある。一方、原
虫類の生育活性あるいは感染能力を評価する方法として
はバイタル染色法、脱嚢試験法、動物実験法が提案され
ている。しかしながら、バイタル染色法と脱嚢試験法は
顕微鏡観察によらねば定量評価ができないため、操作の
煩雑さ、効率の悪さ、データ精度の悪さ等の欠点があ
り、不活性化条件の決定には不適である。また、動物実
験法はマウス等の小動物へ被検試料を経口的に接種し、
１週間から１ヶ月程度の間にわたって継続的に飼育し、
排泄された糞便から原虫類のオーシストもしくはシスト
を精製して顕微鏡観察等でオーシストもしくはシストの
数を計測し、この結果に基づいて被検試料中の原虫類濃
度を推定する。もしくは該小動物の消化器官を摘出し、
病理学的な観察によって発症の有無を判定し、この結果
に基づいて被検試料中の原虫類濃度を推定する。このよ
うに動物実験法については、判定に長時間を要すること
や小動物の個体差が結果に大きく影響することに加え、
動物保護の観点からも好ましい方法とはいえない。

【００１１】動物実験法に代わる原虫類の検査方法とし
て培養細胞法が提案されている。例えば、公開特許公
報、特開２０００−２１４１６８において、培養細胞を
用いれば感染能力のある原虫類を簡便にかつ感度良く検
出できると記載されている。本発明者は、処理対象物中
の個々の原虫類もしくはそのシストまたはオーシストを
たとえ完全に殺滅できなくとも、原虫類の生育活性また
は感染能力を消失せしめること（すなわち“不活性
化”）ができれば、人畜に対する病原性の有無を問題と
する衛生学の面では対策技術になりえることを見い出
し、原虫類の不活性化の程度の正確な判定結果に基づい
て処理条件を最適化することによって、従来技術の問題
点を克服した効率的かつ効果的な原虫類の不活性方法を
提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】原虫類のシストまたはオ
ーシストの感染能力の程度を指標とすれば不活性化に必
要な処理条件を絞り込むことができ、処理コストを最小
限に抑えた原虫類の不活性化方法を提供することができ
る。すなわち、前記した課題は下記の（１）〜（６）に
よって解決できる。

【００１３】（１）処理対象物に紫外線を照射すること
によって、処理対象物中に存在するまたは存在が疑われ
る原虫類の感染能力を消失もしくは低減せしめる原虫類
の不活性化方法。 （２）処理対象物中に存在するまたは存在が疑われる原
虫類の感染能力の不活性化の程度を指標として紫外線照
射条件を設定して、前記処理対象物に紫外線を照射する
原虫類の不活性化方法であって、紫外線未照射の処理対
象物および処理対象物に紫外線を照射したのちのそれぞ
れの試料を培養細胞に接触させ、前記試料中の感染能力
のある原虫類が培養細胞に寄生して培養細胞内で増殖し
た原虫類を定量検出し、下式（１）で定義される不活性
化率を算出し、前記紫外線照射量と前記不活性化率との
連関から処理対象物への紫外線照射条件を設定すること
を特徴とする原虫類の不活性化方法。

【００１４】 不活性化率＝１ − （処理対象物に紫外線を照射した後の試料におけ る原虫類の濃度 ÷ 紫外線未照射の処理対象物における原虫類の濃度） （式１） （３）波長２５４ｎｍ付近の紫外線の照射量が１〜１０
０ｍＷ・ｓ／ｃｍ² となるように設定することを特徴と
する前記（１）又は（２）に記載の原虫類の不活性化方
法。

【００１５】（４）処理対象物と接触し、かつ、紫外線
を受光可能な位置に、光触媒機能を有する薄膜を配置す
ることによって、紫外線による直接作用とともに光触媒
が紫外線を受光することで生じる酸化還元反応を利用す
る前記（２）又は（３）に記載の原虫類の不活性化方
法。 （５）光触媒機能を有する薄膜が酸化チタンと主成分と
する薄膜である前記（４）に記載の原虫類の不活性化方
法。

【００１６】（６）処理対象物が水である前記（１）〜
（５）に記載の原虫類の不活性化方法。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明は、以下に述べるクリプト
スポリジウムやジアルジア等の原虫類が動物の体内に寄
生して疾病を引き起こす過程において、原虫類が細胞に
寄生して増殖する能力が消失することを“不活性化”と
定義し、完全に殺滅せずとも疾病発現のリスクを回避で
きる効果的な原虫類の不活性化方法を提供することがで
きる。なお、クリプトスポリジウムやジアルジア等の原
虫類が動物の体内に寄生して疾病を引き起こす過程を該
述すると、以下のようになる。

【００１８】１）シストまたはオーシストが経口的に体
内へ摂取される。 ２）消化管内での脱嚢して感染性虫体が発露する。 ３）感染性虫体が腸管の表皮細胞へ付着する。 ４）感染性虫体が腸管の表皮細胞内へ侵入する。 ５）感染性虫体が腸管の表皮細胞内で増殖する。

【００１９】６）増殖した感染性虫体がシストまたはオ
ーシストを形成する。 ７）細胞内で形成されたシストまたはオーシストが細胞
外へ放出される。 ８）細胞外へ放出されたシストまたはオーシストが腸管
内で脱嚢し、再び別の細胞へ侵入し、増殖する。 ９）前記２から８を繰り返して、消化管の機能障害を引
き起こし、疾病に至る。

【００２０】上記の疾病に至る過程を鑑み、経口的に摂
取される以前に混入が懸念される原虫類を完全に殺滅し
なけれればならないという観点で、消毒技術の開発が検
討され、結果的に多大なエネルギーやコストを投じた消
毒技術に頼らねばならなかった。しかしながら、発明者
らが鋭意検討したところ、殺滅しなくても遺伝子の本体
であるＤＮＡを損傷させるれば、寄生した細胞内での増
殖を阻止でき、前記した５以降の疾病に至る過程を抑制
できることを見い出した。例えば、紫外線を照射した原
虫類は培養細胞へ感染できず、培養細胞内で増殖できな
いことを知見した。これは紫外線照射によって原虫のＤ
ＮＡが損傷した結果、ＤＮＡ複製および細胞分裂が不能
になり、増殖できないためである。なお、かかる知見は
培養細胞を用いた評価法を利用することで詳細に解明で
きる。

【００２１】本発明は、原虫類の不活性化に必要な紫外
線照射強度や照射時間等の処理条件を最適化でき、最適
化した処理条件を満たした処理装置の設計もしくは既存
設備の運転条件変更によって原虫類の不活性化技術を提
供することができる。まず、原虫類の不活性化方法につ
いて詳述する。原虫類（もしくはそのオーシストまたは
シスト）は１〜１００ｍＷ・ｓ／ｃｍ² （波長２５４ｎ
ｍ）程度の低照射量の紫外線照射処理によって容易に不
活性化できる。紫外線光源としては、紫外線を発光する
ランプであれば特に限定はないが、不活性化処理として
紫外線照射単独法を採用する場合と光触媒併用法とで相
違がある。前者の場合、波長２５４ｎｍ付近の紫外線を
発光するランプとして、例えば、低圧水銀ランプ、中・
高圧水銀ランプ、キセノンランプを用いることができ、
後者の場合は、これらに加えてブラックランプのような
波長３６５ｎｍ付近の紫外線を発光するランプも用いる
ことができるが、波長２５４ｎｍ付近と波長３６５ｎｍ
付近の紫外線を発光する中・高圧水銀ランプが好まし
い。原虫類の不活性化のために最適化された装置として
製造することもできるが、既設の紫外線消毒装置につい
て、紫外線照射強度や照射時間等の運転条件を変更する
ことによっても対応することができる。

【００２２】ところで、多くの生物は紫外線照射によっ
て損傷したＤＮＡを自己修復するための機構を備えてい
るといわれ、この修復機構は近紫外光や可視光によって
誘導されることから光回復と呼ばれており、紫外線消毒
が抱える克服すべき課題のひとつといわれている（例え
ば、鹿島田ら（１９９５）『紫外線照射水処理における
光回復の評価』水環境学会誌、第１８巻、第１号、４４
頁）。光触媒併用法を用いれば、前記した光回復を抑制
することができる（例えば、公開特許公報、特開平１１
−１５６３５２）。光触媒併用法においては、処理対象
物と接触し、かつ、紫外線を受光可能な位置に、光触媒
機能を有する薄膜を配置すればよい。光触媒機能を有す
る薄膜としてはコスト、触媒活性、耐久性などの点で酸
化チタンを主成分とする薄膜が好ましい。また、酸化チ
タン単独組成の薄膜のみならず、光触媒活性を高めるた
めにＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｒｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｖ、Ｚｎ等の金属または
その酸化物を添加した酸化チタン薄膜を用いることもで
きる。

【００２３】次いで、原虫類の不活性化の程度を評価す
る方法について詳述する。前記したように従来の評価技
術では操作性や信頼性の点で問題があったことから、こ
れら原虫類の不活性化の程度を評価すべき従来法が抱え
る課題を克服した方法を採用することが好ましい。本発
明においては原虫類の不活性化の程度を評価する方法と
して、培養細胞を用いた検査方法を用いることができ
る。例えば、培養細胞に被検試料を３０分から３時間接
触させ、被検試料を新鮮な培養培地に置換し、１日から
１週間、好ましくは１〜３日間培養した後に、培養細胞
内で増殖した原虫類もしくは原虫類のオーシストまたは
シストを酵素抗体法もしくは免疫染色法によって定量検
出する方法を用いることができる。検査に供する培養細
胞は検出しようとする原虫類が感染しうる細胞株であれ
ばよく、例えば、マウス由来のＢＡＬＢ／３Ｔ３、ヒト
由来のＢＴ−５４９、Ｃａｃｏ−２、ＨＣＴ−８、ＨＴ
−２９、Ｈｓ−７００Ｔ、ＨＴ−１０８０、ＬＳ−１７
４Ｔ、ＲＬ５９−２、ウシ由来のＭＤＢＫ、イヌ由来の
ＭＤＣＫなどを用いることができるが、ヒトに対して感
染性があるクリプトスポリジウム（パルバム（ｐａｒｖ
ｕｍ）種）を検出しようとした場合には、例えばヒト腸
管内皮細胞由来のＨＣＴ−８を用いればヒトへの感染性
を正しく評価できる。細胞を培養する培地組成、培養温
度、湿度、炭酸ガス濃度、培養時間等の培養条件は、用
いようとする細胞株に応じて選定することができる。

【００２４】培養細胞内で増殖した原虫類もしくは原虫
類のオーシストまたはシストを定量検出するための酵素
抗体法としては、例えば、ホルマリン溶液やアルコール
溶液で細胞を固定した後に、必要に応じてウシ血清アル
ブミン添加リン酸緩衝液や培養培地等でブロッキング処
理をしてからＥＬＩＳＡ法［Ｅｎｚｙｍｅ−Ｌｉｎｋｅ
ｄ Ｉｍｍｕｎｏ Ｓｏｒｂｅｎｔ Ａｓｓａｙ］（例
えば、加藤ら（２０００）培養細胞へのクリプトスポリ
ジウム・パルバムの感染とELISAによる検出，水環境学
会誌，第23巻，第7号，p427）によって原虫類（もしく
はそのオーシストまたはシスト）の濃度に応じた吸光度
の変化として定量検出することができる。

【００２５】また、培養細胞内で増殖した原虫類もしく
は原虫類のオーシストまたはシストを定量検出するため
の免疫染色法としては、例えば、ホルマリン溶液やアル
コール溶液で細胞を固定した後に、必要に応じてウシ血
清アルブミン添加リン酸緩衝液や培養培地等でブロッキ
ング処理をしてから、細胞を蛍光標識抗体で染色し、蛍
光顕微鏡観察またはレーザー顕微鏡観察によって培養細
胞群におけるｆｏｃｉ（病原体の感染部位）を計数し、
その結果から被検試料中の感染性を有した原虫類のオー
シストまたはシストの濃度を判断することができる。

【００２６】ところで、原虫類の不活性化の程度を評価
するには、感染性を有した原虫類が不活性化処理の前後
でどの程度低減したかを数値化する必要がある。前記し
た定量検出方法のうち免疫染色法においては、原虫類の
オーシストまたはシストの数を直接計数するために直ち
に不活性化率を判断できる。一方、前記した定量検出方
法のうち酵素抗体法においては、原虫類（もしくはその
オーシストまたはシスト）の濃度と吸光度は必ずしも一
次関数で表現できない、つまり正比例の関係ではないこ
とから、原虫類（もしくはそのオーシストまたはシス
ト）の濃度と吸光度に関する検量線が必要である。そこ
で、既知の濃度で原虫類（もしくはそのオーシストまた
はシスト）を含有している標準試料を複数の濃度段階に
希釈した試料を被検試料とし、同様の検査手順を実施す
ることで原虫類（もしくはそのオーシストまたはシス
ト）の濃度と吸光度に関する検量線を得ることができ
る。標準試料に関する原虫類の濃度と吸光度との相関関
係の数式化は、試験結果に応じてふさわしい近似方法を
選定すればよいが、例えば、一次線形近似、多項式近
似、対数近似、指数近似、累乗近似あるいは両逆数プロ
ット解析などが挙げ上げられる。当該検量線に基づけ
ば、感染性を有した原虫類が不活性化処理の前後でのど
の程度低減したかを数値化することができる。被検試料
中の原虫類（もしくはそのオーシストまたはシスト）の
濃度を正確に判定するためには、前記した検量線の濃度
範囲で判断することが望ましく、検査したい試料を必要
に応じて希釈または濃縮した試料を被検試料としても良
い。

【００２７】紫外線未照射の試料および種々の照射量で
紫外線照射した複数水準の試料を被検試料として、前記
した評価方法を用いてそれぞれの被検試料中の原虫類の
濃度を測定し、下式（１）で定義される不活性化率を算
出し、 不活性化率＝１ − （紫外線を照射した被検試料における原虫類の濃 度 ÷ 紫外線未照射の被検試料における原虫類の濃度） （式１） さらに、紫外線照射量と前記不活性化率との連関から、
所望の不活性化率を得るに必要な紫外線照射量を決定す
ることができる。決定した紫外線照射量を紫外線照射装
置の設計条件としてもよいが、かかる紫外線照射量を基
礎データとし更に安全率を考慮して算定される紫外線照
射量を設計条件として採用してもよい。

【００２８】

【実施例】実施例１ クリプトスポリジウムのオーシスト懸濁液に紫外線を照
射し、生存オーシストの量を感染試験によって定量評価
して紫外線照射によるオーシスト不活性化の程度を検査
した。

【００２９】米国Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ Ｉｎｃ．より
購入したクリプトスポリジウム（パルバム種）のオーシ
スト懸濁液（１×１０⁶ 個／ｍＬ−リン酸緩衝液）を７
０μＬずつ９６穴マルチプレートに分注した。１５Ｗ低
圧水銀ランプ点灯下で紫外線照射強度が０．１ｍＷ／ｃ
ｍ² の位置に当該マルチプレートを置き、３０秒から１
０分の範囲で紫外線を照射した。紫外線を照射した後の
ウェルにオーシスト希釈液（０．２％重炭酸ナトリウ
ム、１０％ウマ血清、１ｍＭピルビン酸ナトリウム、
０．１ｇ／Ｌカナマイシン、１ｍｇ／Ｌ葉酸、４ｍｇ／
Ｌｐ−アミノ安息香酸、２ｍｇ／Ｌパントテン酸、３５
ｍｇ／Ｌアスコルビン酸を添加したＲＰＭＩ１６４０培
地からなる溶液）をそれぞれ６３０μＬずつ注入して、
オーシスト濃度を１０倍に希釈した（オーシスト濃度は
１×１０⁵ 個／ｍＬ）。希釈後のオーシスト懸濁液中に
生存しているオーシストの濃度は、ヒト由来培養細胞Ｈ
ＣＴ−８株（ＡＴＣＣ ＃ＣＣＬ ２４４）を宿主細胞
とした感染試験によって定量評価した。

【００３０】すなわち、０．２％重炭酸ナトリウム、１
０％ウマ血清、１ｍＭピルビン酸ナトリウム、０．１ｇ
／Ｌカナマイシンを添加したＲＰＭＩ１６４０培地から
なる維持培地にて培養したＨＣＴ−８細胞をトリプシン
処理で培養容器から回収し、細胞濃度が２．５×１０⁵
個／ｍＬとなるように新鮮な増殖培地に懸濁して、予め
ゼラチンでコートした９６穴マルチプレートに２００μ
Ｌずつ分注し、炭酸ガス培養器内で２４時間培養した。
培養後のマルチプレートの培地を除去し、検水を各々１
００μｌずつ分注し、炭酸ガス培養器内で９０分間培養
して、感染させた。感染後の各ウェルより培地を除去
し、リン酸緩衝液で２回洗浄した後、オーシストを含ま
ない増殖培地を１００μｌずつ分注し、炭酸ガス培養器
内で２日間培養した。培養後の各ウェルより培地を除去
し、４％ホルマリンを添加したリン酸緩衝液からなる固
定液を１００μｌずつ分注して、室温で２時間反応させ
て固定した。固定液を除去し、リン酸緩衝液で３回洗浄
した後、１％ウシ血清アルブミンと０．００２％Ｔｗｅ
ｅｎ２０を添加したリン酸緩衝液からなるブロッキング
液を１００μｌずつ分注して、室温で１時間反応させて
ブロッキングした。ブロッキング液を除去し、一次処理
溶液を３３μｌずつ分注して、室温で１時間反応させ
た。一次処理溶液は、米国Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ Ｉｎ
ｃ．より購入したビオチン化抗体（商品名Ａｑｕａ−Ｇ
ｌｏ Ｇ／Ｃ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ）を前記したブロッキ
ング液で２０倍に希釈した溶液を用いた。反応後の各ウ
ェルから一次処理溶液を除去し、リン酸緩衝液で３回洗
浄した後、二次処理溶液を３３μｌずつ分注して、室温
で１時間反応させた。二次処理溶液は、アマシャム株式
会社より購入したストレプトアビジン−ペルオキシダー
ゼ複合体（商品名Ｓｔｒｅｐｔｏａｖｉｄｉｎ−ｈｏｒ
ｓｅｒａｄｉｓｈ ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ ｃｏｍｐｌ
ｅｘ）を前記したブロッキング液で４００倍に希釈した
溶液を用いた。反応後の各ウェルから二次処理溶液を除
去し、リン酸緩衝液で３回洗浄し、過ホウ酸ナトリウム
添加リン酸クエン酸緩衝液（Ｓｉｇｍａ）で１回洗浄し
た後、発色溶液を１００μｌずつ分注して、室温で１時
間反応させて発色させた。発色溶液は、ＯＰＤ［o-phen
ylenediamine dihydrochloride］（Ｓｉｇｍａ）を発色
試薬として０．４ｍｇ／ｍｌとなるように過ホウ酸ナト
リウム添加リン酸クエン酸緩衝液（Ｓｉｇｍａ）に溶解
したものを用いた。発色反応後のマルチプレートは、マ
イクロプレートリーダー（バイオラド社製 モデル５５
０）を用いて、波長５９５ｎｍをリファレンスとして波
長４５０ｎｍの吸光度を測定した。測定した吸光度の大
小は、検水中の生存オーシスト濃度の高低に依存してい
ることが知られている（加藤ら（２０００）培養細胞へ
のクリプトスポリジウム・パルバムの感染とELISAによ
る検出，水環境学会誌，第23巻，第7号，p427）。

【００３１】また、オーシスト濃度算定のための検量線
は、米国Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ Ｉｎｃ．より購入した
クリプトスポリジウム（パルバム種）のオーシストを前
記したオーシスト希釈液で０〜１０万個／ｍｌの範囲で
種々の濃度に希釈したオーシスト懸濁液（以下、標準液
という）を検水として前記した感染試験に基づいて定量
評価し、作成した。

【００３２】まず、オーシスト濃度算定のための検量線
を図１に示した。図１では、ウェルに添加したクリプト
スポリジウムのオーシスト濃度の対数を横軸として、各
ウェルについての発色強度を示す吸光度を縦軸にプロッ
トした。回帰式を計算した結果、相関係数０．９８で下
式（２）が得られた。 ｙ ＝ ０．０２３５Ｌｎ（ｘ） ＋ ０．０２１９ （式２） 式（２）を変形した下式（３）によれば吸光度（ｙ）か
ら生存オーシスト濃度（ｘ）を算出することができる。

【００３３】 ｘ ＝ Ｅｘｐ｛（ｙ−０．０２１９）÷０．０２３５｝ （式３） ついで、種々の時間で紫外線照射した実施例の検水に関
する感染試験の結果を図２に示した。図２では、紫外線
照射強度（本実施例においては０.１ｍＷ／ｃｍ² ）と
照射時間［秒］の積から紫外線照射量［ｍＷ・ｓ／ｃｍ
² ］を算定し、その数値を横軸上に標記した。それぞれ
の照射量の紫外線を照射して得た検水に関する感染試験
の結果を吸光度の値として縦軸にプロットした。なお、
紫外線未照射のオーシスト懸濁液に関して同様の感染試
験で評価した結果を最左列に併記した。本図より明らか
なように、紫外線照射量を高めると吸光度が顕著に低下
しており、紫外線照射によって生存オーシスト濃度が減
少、すなわち不活性化が可能であることが容易に推定さ
れる。

【００３４】さらに、図１に示した感染試験の検量線に
基づいて、図２に示した実施例の感染試験における吸光
度測定値から検水中の生存オーシスト濃度を算出した。
具体的には、式（２）中のｙに図２の吸光度を代入する
ことによって生存オーシスト濃度を算出した。紫外線照
射後の検水の生存オーシスト濃度を紫外線未照射時のそ
れと比較することによって、紫外線照射によるクリプト
スポリジウムのオーシストの不活性化率を算出した。す
なわち、不活性化率は下式（４）で算出した。

【００３５】 不活性化率［％］ ＝ ｛１−（紫外線照射後の生存オーシスト濃度÷ 紫外線未照射時の生存オーシスト濃度）｝ × １００ （式４） 結果を図３に示した。図３では、紫外線照射量を横軸と
し、それぞれの照射量における不活性化率を縦軸にプロ
ットした。本図より明らかなように紫外線照射量が高ま
ると指数関数的に不活性化が可能であることは明らかで
ある。本実施例の結果では、紫外線照射量にして２０ｍ
Ｗ・ｓ／ｃｍ² 毎に９０％のクリプトスポリジウムのオ
ーシストが不活性化することが可能であった。つまり、
２０、４０、６０ｍＷ・ｓ／ｃｍ² の紫外線を照射した
場合、それぞれ、９０、９９、９９．９％が不活性化す
ることができる。

【００３６】実施例２ 内側を二酸化チタン光触媒被膜したガラスシャーレにク
リプトスポリジウムのオーシスト懸濁液を入れ、液面上
部から紫外線を照射し、生存オーシストの量を感染試験
によって定量評価して紫外線照射によるオーシスト不活
性化の程度を検査した。

【００３７】内側を二酸化チタン光触媒被膜した外径６
０ｍｍのガラスシャーレに、米国Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ
Ｉｎｃ．より購入したクリプトスポリジウム（パルバ
ム種）のオーシスト懸濁液（１×１０⁶ 個／ｍＬ−リン
酸緩衝液）を５ｍＬを注ぎ、４００Ｗ高圧水銀ランプ点
灯下で紫外線照射強度が０．１ｍＷ／ｃｍ² の位置に当
該マルチプレートを置き、液面上部から紫外線を照射し
た。３０秒から１０分の範囲で経時的にオーシスト懸濁
液を１００μＬずつ採取し、実施例１に記したオーシス
ト希釈液を用いて１０倍に希釈した後の試料を検水とし
た。当該検水実施例１に記した手順に従って、培養細胞
に感染させ、酵素抗体法で吸光度を測定し、さらに図１
に示した検量線に基づいて検水中の生存オーシスト濃度
を算出した。

【００３８】結果を図４に示した。図４では、紫外線照
射量を横軸とし、それぞれの照射量における不活性化率
を縦軸にプロットした。本図より明らかなように紫外線
照射量が高まると指数関数的に不活性化が可能であるこ
とは明らかである。本実施例の結果では、紫外線照射量
にして１５ｍＷ・ｓ／ｃｍ² 毎に９０％のクリプトスポ
リジウムのオーシストが不活性化することが可能であっ
た。つまり、１５、３０、４５ｍＷ・ｓ／ｃｍ² の紫外
線を照射した場合、それぞれ、９０、９９、９９．９％
が不活性化することができる。本実施例で得られた光触
媒併用法を用いれば、実施例１に記した紫外線照射単独
法に比べて２割程度少ない紫外線照射量で不活性化が可
能であった。

【００３９】以上の２例の実施例の結果より、紫外線照
射することでクリプトスポリジウムを効果的に不活性化
できることは明らかである。また、光触媒併用法によれ
ば紫外線単独法に比べてより少ない紫外線照射量で原虫
類を不活性化できる。さらに、実際の不活性化処理へ適
用に際しては所望の不活性化目標値に応じて紫外線照射
量の最適値を決定することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、従来、紫外線による不
活性化が困難とされた原虫類のシストやオーシストを容
易に不活性化できる。さらに、所望の不活性化目標値に
応じて紫外線照射量の最適値を決定することができる。
実際の処理への適用に際しては、濁度、色度、紫外線吸
収率等による不活性化効果の阻害因子が存在するが、そ
の場合にはそれぞれの処理対象物の水質を考慮して不活
性条件を見極めて、最適化すればよい。また、前記した
紫外線照射量の最適値に安全率を乗じて照射条件を算定
してもよい。

【００４１】また、一般に微生物を紫外線照射した後に
可視光や近紫外光を受光すると紫外線照射によって損傷
したＤＮＡが修復され、再び活性化するいわゆる光回復
現象が存在することが知られているが、紫外線とはこと
なる機構で不活性化する光触媒法を併用することによっ
て光回復現象を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】実施例１および２において検水中の生存オーシ
スト濃度の算定根拠とした、感染試験における検量線例
を示す図である。

【図2】クリプトスポリジウム原虫に関して本願の不活
性化方法の実施例１における感染試験結果例を示す図で
ある。

【図３】クリプトスポリジウム・パルバムに関して本願
の不活性化方法の実施例１における紫外線照射量と不活
性率との相関性を示す例図である。

【図４】クリプトスポリジウム・パルバムに関して本願
の不活性化方法の実施例２における紫外線照射量と不活
性率との相関性を示す例図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/72 １０１ Ｃ０２Ｆ 1/72 １０１ (72)発明者 伊藤 公夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 小野 芳朗 岡山県岡山市津島中２−１−１ 岡山大学 内 Ｆターム(参考） 4C058 AA20 BB02 BB06 CC02 KK02 KK12 KK46 4D037 AA02 AA05 AA09 AA11 AB03 BA18 CA09 CA11 4D050 AA02 AA04 AA10 AA15 AB06 BC06 BC09 BD08 4G069 AA03 BA04A BA04B BA48A CA01 CA05 CA07 CA10 CA11 DA06 EA08 4H011 AA02 BA01 BB18 DA08 DD01 DF04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理対象物に紫外線を照射することによ
   って、処理対象物中に存在するまたは存在が疑われる原
   虫類の感染能力を消失もしくは低減せしめる原虫類の不
   活性化方法。
2. 【請求項２】 処理対象物中に存在するまたは存在が疑
   われる原虫類の感染能力の不活性化の程度を指標として
   紫外線照射条件を設定して、前記処理対象物に紫外線を
   照射する原虫類の不活性化方法であって、紫外線未照射
   の処理対象物および処理対象物に紫外線を照射したのち
   のそれぞれの試料を培養細胞に接触させ、前記試料中の
   感染能力のある原虫類が培養細胞に寄生して培養細胞内
   で増殖した原虫類を定量検出し、下式（１）で定義され
   る不活性化率を算出し、前記紫外線照射量と前記不活性
   化率との連関から処理対象物への紫外線照射条件を設定
   することを特徴とする原虫類の不活性化方法。 不活性化率＝１ − （処理対象物に紫外線を照射した後の試料における原 虫類の濃度 ÷ 紫外線未照射の処理対象物における原虫類の濃度）(式１）
3. 【請求項３】 波長２５４ｎｍ付近の紫外線の照射量が
   １〜１００ｍＷ・ｓ／ｃｍ² となるように設定すること
   を特徴とする、請求項１又は２に記載の原虫類の不活性
   化方法。
4. 【請求項４】 処理対象物と接触し、かつ、紫外線を受
   光可能な位置に、光触媒機能を有する薄膜を配置するこ
   とによって、紫外線による直接作用とともに光触媒が紫
   外線を受光することで生じる酸化還元反応を利用する、
   請求項２または３に記載の原虫類の不活性化方法。
5. 【請求項５】 光触媒機能を有する薄膜が酸化チタンと
   主成分とする薄膜である、請求項４に記載の原虫類の不
   活性化方法。
6. 【請求項６】 処理対象物が水である、請求項１から５
   のいずれか１項に記載の原虫類の不活性化方法。