JP2002526234A - 生物学的および化学的汚染物質の吸着駆除剤としての反応性ナノ粒子 - Google Patents

生物学的および化学的汚染物質の吸着駆除剤としての反応性ナノ粒子

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Abstract

(57)【要約】 汚染物質を微細に分離された金属酸化物ナノ結晶と接触させる、生物および化学兵器を駆除するための複合材および方法が提供される。種々態様例としては、金属酸化物ナノ結晶は、その表面に固定された反応性元素、表面に吸着された化学種を有するもの、あるいは第２の金属酸化物がコートされたものである。金属酸化物ナノ結晶は、粉末での使用が実用にそぐわないとき、加圧してペレットにされることが望ましい。本発明の方法は人間、装置および環境に安全で、戦争地域、汚染に曝された装置、汚染に曝される土壌、水、および空気の汚染除去用途が提供される。この方法のための好ましい金属酸化物としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこれらの混合物が挙げられる。好ましいコーティング金属酸化物としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎおよびそれらの混合物からなる群より選ばれる金属の酸化物が挙げられる。好ましい反応性原子としては、ハロゲンおよびＩ族金属が挙げられ、好ましい化学種としてはＳＯ2 、ＮＯ2 およびオゾンが挙げられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ［発明の背景］ 技術分野 本発明は、化学および生物兵器などの危険物質の吸着および／または駆除のた
めの試剤および／または方法に広く関する。本発明に係る方法は、標的物質と微
粒子状金属酸化物複合体との単なる接触により実施することができる。これら複
合体は、未修飾（unmodified）のままで、あるいは、金属酸化物複合体に第２の
を金属酸化物がコートされていてもよく、その表面に固定化された反応性元素ま
たは反応性元素の混合物を有していてもよく、あるいはその表面に吸着された化
学種を有していてもよい。他の態様例では、微粒子状金属酸化物（未修飾または
修飾された（modified））は、プレスして、粉末状物と同等の駆除能力をもつペ
レットに形成することができる。本発明による方法は、最小限の液体を使用すれ
ばよく、したがってほとんど流出しない。さらに、本発明の方法で使用された微
粒子状金属酸化物複合体は、装置腐食性または人体に有害ではなく、汚染箇所に
直接的に容易に使用することができる。
【０００２】 従来技術 近年、生物および化学戦争の脅威は深刻化しつつある。いくつかの国では、致
命的な生物および化学兵器の開発を容認している。このような能力のある生物兵
器としては以下が例示される：Bacillus anthracis（炭疸菌）およびYersinia p estis （ペスト菌）などの細菌；天然痘（痘瘡）およびフラビウイルス（flaviv
iruses）（出血熱（hemmorhagic fever ）などのウイルス；ボツリヌス毒素、サ
クシトキシンなどの毒素。このような能力のある化学兵器としては以下が例示さ
れる：マスタードガスなどの水（火）膨れをつくるまたは糜爛性毒ガス；メチル
チオリン酸（ＶＸ）などの神経ガス；ホスゲン（ＣＧ）などの肺損傷性または窒
息性ガス；青酸ガスなどのシアン化合物；３−キヌクリジニルベンジレートなど
の催涙ガス；ＣＳ（オルソクロロベンジリデンマロン酸ニトリル）などの沈静剤
；塩化亜鉛煙剤などの煙剤；および２，４−Ｄ（２，４−ジクロロフェノキシ酢
酸）などの除草剤。
【０００３】 上記のすべての兵器だけでなく他の多くの生物および化学兵器は、軍人同様に
一般市民をも著しく危険にさらす。たとえば糜爛性ガスは、皮膚、または目、粘
膜、肺および皮膚などの体と接触した箇所を、やけどおよび水（火）膨れさせる
。神経ガスはと特に有毒であり、しかも一般に無色、無臭であって肺、目および
腸管吸収を介して、容易に吸収される。わずかに曝しただけでも致命的で、１な
いし１０分間という短時間で致死する可能性がある。炭疸菌などの生物兵器は噴
霧散布が容易であり、このため兵站上必要最小量で広範な地域にわたり夥しい数
の一般人に打撃を与える能力がある。多くの生物兵器は非常に安定であり、長期
間にわたり、土壌あるいは食品中で根強く存続する。
【０００４】 現状では、一般的に２通りの生物兵器除去方法があり、化学的殺菌と物理的駆
除である。化学的殺菌、たとえばハイポ塩化物溶液は有効ではあるが、多くの金
属や繊維だけでなく人体の皮膚にも腐食性である。一方、物理的汚染除去剤とし
ては、通常、１６０℃での２時間加熱による乾燥、または２０分間蒸気や過熱蒸
気の燻蒸が挙げられる。場合によってはＵＶ光を効果的に使用することもできる
が、その応用の拡大および実施基準化は困難である。
【０００５】 このような方法は多くの短所をもっている。化学的殺菌は、殺菌剤の腐食性と
毒性とにより、人体および装置に有害である。また化学的殺菌は、環境に適合す
べき方法によって最終処分されるべき流出物が某大な量となる。物理的汚染除去
方法は、多大なエネルギー消費を必要とするという欠点がある。化学的および物
理的方法のいずれも、その場所へ輸送されるべき大規模な設備および／または大
量の液体により、汚染地域に直接使用することは困難である。広範な種類の化学
および生物兵器に対し有効的で、要求エネルギーが小さく、容易に搬送可能で、
皮膚あるいは装置に有害ではなく、液体使用量が最低限で、流出しない汚染除去
剤が要望されている。
【０００６】 ［発明の開示］ 本発明は、これら課題を解決し、生物および化学兵器を吸着（たとえば吸着お
よび化学吸着）かつ駆除（destroying）するための複合体および方法を提供する
。これにより、本発明は、微細に分割されたナノスケールの金属酸化物吸着剤の
使用をも意図する。これら吸着剤はそのままの形状で使用することができ、ある
いはペレット化、第２の金属酸酸化物でコートして、あるいはその表面に反応性
元素を固定して使用することもできる。これらの汚染除去反応は、広範な温度範
囲で実施することができ、汚染地域で実施することができる。しかもこれら吸着
剤は装置および人体に有害ではない。
【０００７】 より詳細には、本発明の方法で用いられるナノスケールの吸着剤は、ＭｇＯ、
ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ 2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこれらの混合物からなる群
より選ばれる金属酸化物から形成される。本発明の方法では、従来の方法で調製
された粉末を用いることができるが、好ましくはウタマパーニャ（Utamapanya）
ら（Chem.Mater.,3:175-181(1991) ）らにより提案され、その記載を本明細書に
も含まれるものとすることができるエアロゲル技術により調製された粉末である
。 この吸着剤は、平均結晶径が約２０ｎｍ以下であることが望ましく、好ましく
は約３−８ｎｍ、特に好ましくは約４ｎｍであり、ブルナウアー−エミット−テ
ラー（Brunauer-Emitt-Teller ）（ＢＥＴ）多点ガス吸着法により、少なくとも
約１５ｍ2 ／ｇ、好ましくは約２００ｍ2 ／ｇ以上、より好ましくは約４００ｍ 2 ／ｇ以上の表面積を示す。 孔半径についていえば、平均孔半径が少なくとも約４５Åであることが望まし
く、より好ましくは約５０−１００Å、特に好ましくは６０−７５Åである。
【０００８】 これらナノスケール吸着剤は単体でおよびその粉末形態で使用することができ
、または修飾されていてもよい。たとえば、微細に分割された金属酸化物粒子は
その表面の少なくとも一部に所定量の第２の金属酸化物でコートされていてもよ
く、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎおよびそれらの混合物から
なる群より選ばれ、該第２の金属酸化物は最初の金属酸化物とは異なる。 好ましい態様例としては、ＭｇＯおよびＣａＯからなる群より選ばれる第１の
金属酸化物からなる被覆型金属酸化物粒子であり、ここでの第２の金属酸化物は
好ましくはＦｅ2 Ｏ3 である。 上記に記載した平均結晶径と多点法表面積とを有する第１の金属酸化物を使用
すると、最も有効的である。従来技術と同様に、ここでの用語“粒子”は“微結
晶”の用語に置換可能である。
【０００９】 第２の金属酸化物は、極薄い層に形成するか、第１の金属酸化物の表面に塗布
することが望ましく、それによる複合体全体の平均サイズは約２１ｎｍまでが望
ましく、好ましくは約５−１１ｎｍ、そして特に好ましくは５ｎｍである。 通常、第１の金属酸化物は、第２の金属酸化物に比べ本質的に過剰に存在する
ことが望ましい。すなわち、第１の金属酸化物は、複合体材料全体の約９０−９
９重量％、より好ましくは約９５−９９重量％を構成する。これに相応して、第
２の金属酸化物は、複合体材料全体の１−１０重量％、より好ましくは約１−５
重量％を構成する。第１の金属酸化物の表面積の少なくとも７５％が、第２の金
属酸化物で被覆されていてもよく、より好ましくは該表面積の約９０−１００％
が被覆されていてもよい。
【００１０】 この被覆型金属酸化物粒子または微結晶の態様は、好ましくは、まず公知のエ
アロゲル技術を用いて、微細分割された該第１の金属酸化物材料を形成すること
により製作される。その後、第１の金属酸化物の表面上に、第２の金属酸化物を
極めて薄い層、たとえば１ｎｍよりも薄いレベルの厚みをもつ単層で形成する。
たとえば、ナノ結晶ＭｇＯを調製することができ、次いで鉄III （アセチルアセ
トナト）3 などの加熱により配位子を排除することができる鉄塩で処理すること
ができる。
【００１１】 他の態様例では、本発明の方法は、その表面に固定された（該金属酸化物を構
成する元素とは異なる）反応性元素を有する微粒子金属酸化物を用いる。より詳
細には、金属酸化物粒子は、前述した２態様のように、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ 2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ
、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる。 さらに粒子は、上記と同様の平均結晶径および表面積をもつことが望ましい。
好ましくは、この態様で用いられる反応性元素は、ハロゲンおよびＩ族金属から
なる群より選ばれる。
【００１２】 上記粒子の表面上に反応性元素としてハロゲンを固定する場合、該元素は同一
ハロゲン元素（たとえば塩素原子のみ）であっても、また異種ハロゲン元素の混
合（たとえば金属酸化物表面上に塩素および臭素原子の両方）であってもよい。 Ｉ族金属元素を固定する際、金属酸化物上への元素担持量は、元素担持した金
属酸化物の重量を１００％とするとき、約５−４０重量％、好ましくは約１０−
１５重量％、より好ましくは約１２重量％であることが望ましい。 Ｉ族金属元素またはハロゲン元素を固定化する際の金属酸化物上への元素担持
量は、金属酸化物の単位表面積あたりの原子濃度で表すこともでき、すなわち金
属酸化物の表面積ｎｍ2 あたり少なくとも約２原子、好ましくは金属酸化物の表
面積ｎｍ2 あたり少なくとも約３−８原子、より好ましくは金属酸化物の表面積
ｎｍ2 あたり少なくとも約４−５原子であることが望ましい。 Ｉ族金属元素は好ましくはカリウムであり、ハロゲンは好ましくは塩素および
臭素である。
【００１３】 表面に反応性元素の固定化された複合体は、所定量の微粒子状金属酸化物粒子
を少なくとも約２００℃、好ましくは約３００℃、より好ましくは約４５０−５
００℃の温度で加熱することにより形成される。金属酸化物粒子をこれら温度に
の加熱すると、粒子から水分を除去することができ、最終的に、複合体の表面水
酸基濃度を金属酸化物表面積ｎｍ2 あたり約５水酸基よりも少ない、好ましくは
金属酸化物表面積ｎｍ2 あたり約４水酸基よりも少なくすることができる。 該粒子は室温まで冷却されることが好ましい。 次いで、該粒子は反応性元素源、たとえば適切な温度条件下で反応性原子に解
離する化合物と接触させる。該反応性元素は、金属酸化物の酸素原子と相互作用
し、これにより該元素が表面酸素上に固定される。 以下、“固定された（stabilized）”および“固定（stable）”の語は、金属
酸化物−原子アダクツを約１００℃の温度に加熱したとき、反応性元素の脱離に
起因すると考えられるアダクツの全重量減が約１０％未満であることを意味する
。
【００１４】 他の態様例では、本発明の方法は、表面に吸着された金属酸化物とは別種の化
学種を有する微粒子状金属酸化物を用いる。該金属酸化物子は、ＭｇＯ、ＣａＯ
、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこれらの混合物からなる群より選
ばれる。該粒子は、上記した平均結晶径および表面積をもつことが望ましい。好
ましくは、該吸着された化学種は、Ｖ族元素の酸化物、VI族元素の酸化物および
オゾンからなる群より選ばれる。好ましいＶ族およびVI族元素の酸化物は、それ
ぞれＮＯ2 およびＳＯ2 である。 金属酸化物表面上に化学種を吸着させる際、金属酸化物への化学種担持量は、
化学種を吸着した金属酸化物の重量を１００％とするとき、約１−６０重量％、
好ましくは約５−４０重量％、より好ましくは約１５−２５重量％であることが
望ましい。 化学種担持量は、金属酸化物の単位表面積あたりの化合種分子濃度で表すこと
もできる。好ましくは金属酸化物の表面積ｎｍ2 あたり少なくとも約２分子、よ
り好ましくは少なくとも約５分子である。 吸着された化学種と金属酸化物との複合体は、 表面に反応性元素の固定化された複合体は、所定量の好ましい金属酸化物（脱
気フラスコ中）とガス状化学種とを接触させることにより形成される。試料は、
過剰のガス状化学種を排出した時点から約３０分間反応させる。
【００１５】 さらに他の態様例では、本発明の方法は、粉末の汚染除去剤が実用的ではない
状況で使用するための、上記金属酸化物粒子および該粒子（すなわち未修飾の微
細分割された粒子、第２の金属酸化物で被覆された微細分割された粒子、粒子表
面に固定化された反応性元素またはその混合元素を有する微細分割された粒子、
および粒子表面に吸着された化学種を有する微細分割された粒子）を含む複合体
のペレット形成を意図する。 このようなペレットは、これらの粉末金属酸化物複合体の所望のものを、約５
０−６，０００psi の圧、より好ましくは約５００−５０００psi 、特に好まし
くは約２０００psi に加圧して形成される。このような圧はたとえば自動動力圧
または水圧などによりにかけられ、ペレット化できれば、公知のペレット化技術
として評価されている方法のうちどのような加圧手段を用いて成形してもよい。
さらに、吸着剤粒子にバインダーまたは充填剤を混合してもよく、混合物を手で
押してペレットに成形してもよい。 以下、塊状化(agglomerating) または塊状化された(agglomerated)は、吸着剤
粒子との共加圧だけでなく、共加圧された吸着剤粒子をも含む意味で用いられる
。また塊状化は、吸着剤粒子（単体でも混合物でも）を、吸着剤粒子とは異なる
コア材料周りにスプレーすることまたは加圧することも含む。
【００１６】 本発明の方法を効率的に実施するために、ペレットは、金属水酸化物または金
属酸化物（ペレットの形態で用いられるものであっても）粒子の多点法表面積／
単位質量は、共加圧される前に対し、少なくとも約２５％を保持してことが望ま
しい。より好ましくは、ペレットの多点法表面積／単位質量は、加圧前の原料金
属酸化物または金属水酸化物の多点法表面積／単位質量の少なくとも約５０％、
好ましくは少なくとも約９０％である。 ペレットの密度は、通常約．２ないし約２．０ｇ／ｃｍ3 、より好ましくは約
．３ないし約１．０ｇ／ｃｍ3 、特に好ましくは約．４ないし約．７ｇ／ｃｍ3 である。ペレット（たとえば球状または細長いペレット体）の表面から表面まで
の最小単位は、少なくとも約１ｍｍ、好ましくは約１０−２０ｍｍである。
【００１７】 本発明の方法の実施において、上記に記載された１または複数の金属酸化物粒
子複合体と、標的物質とを、少なくとも該物質の一部を吸着、汚染除去または駆
除する条件下で接触させて、吸着させ、汚染除去または駆除する。 本発明に係る方法は、酸、アルコール、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＳｅまたはＴｅ原子を含
む化合物、炭化水素化合物、有毒な金属化合物からなる群より選ばれる薬剤を含
む広範な種類の化学兵器を分解（破壊、駆除）的（destructively ）に吸着する
ために提供される。 また本発明に係る方法は、細菌（bacteria) 、菌類(fungi) 、ウイルス、リケ
ッチア、クラミジアおよび毒素を含む広範な種類の生物兵器を殺生的に吸着する
ために提供される。 本発明の方法に従う金属酸化物粒子複合体の使用は、細菌、とりわけ 前記細
菌がglobigii菌（B.globigii) およびセレウス菌（B.cereus）のようなグラム陽
性菌などの生物兵器の殺生的吸着に特に有効である。 他の態様例では、本発明の方法は、塩素化および非塩素化のいずれでもよい炭
化水素化合物の分解的吸着するために提供される。
【００１８】 接触工程は、広範な温度および圧力で実施することができる。たとえば、微粒
子状金属酸化物複合体は、汚染地域に直接使用して、環境温度および圧力で、汚
染および／または汚染された表面と接触させることができる。接触工程は、約−
４０−６００℃の温度で選択的に実施することができる。接触工程を環境温度下
で実施しようとする時は、好ましい反応温度範囲は約１０−２００℃である。接
触工程を高温条件下で実施しようとする時は、好ましい反応温度範囲は約３５０
−５５０℃である。
【００１９】 接触工程が環境条件下で実施される場合には、微粒子状金属酸化物複合体は、
標的物質と少なくとも約０．５分間、好ましくは約１−１００分間、より好まし
くは約１．５−２０分間接触させることが望ましい。接触工程が高温条件下で実
施で実施される場合には、微粒子状金属酸化物複合体は、標的物質と少なくとも
約４秒間、好ましくは約５−２０秒間、より好ましくは約５−１０秒間接触させ
ることが望ましい。
【００２０】 標的物質が生物兵器である場合には、接触工程により、生物兵器の微生物単位
（viable unit ）を少なくとも約９０％減少、好ましくは少なくとも約９５％減
少、より好ましくは少なくとも約９８％減少することができる。 標的物質が化学兵器である場合には、接触工程により、化学兵器の濃度を少な
くとも約９０％減少し、好ましくは少なくとも約９５％減少、より好ましくは少
なくとも約９９％減少することができる。
【００２１】 この技術において熟練した者であれば本発明の方法により得られる優れた効果
を評価できる。本発明によれば、軍人が自身でこの微粒子状金属酸化物複合体を
利用して、神経ガスおよび生物兵器などの毒性の高い物質の機能を不能にするこ
とができる。これら粒子および複合体は、その無毒性超微粒子形態で用いて、該
試薬に曝露された領域のを汚染除去することができ、あるいはしっかりペレット
化された複合体を空気清浄または水ろ過デバイスとして利用することもできる。 本発明の金属酸化物粒子および該粒子からなる複合体の他の対策および保護的
な用途としては、一般換気システムおよび広域な地表汚染除去などが挙げられる
。さらには金属酸化物複合体は、少なくとも約１時間風媒性を保持するため、化
学および生物兵器を風媒による有効的な汚染除去を提供する。複合体は、危険な
試薬と接触する危険性から人体を保護するために、クリーム状とし、または衣服
中または表面に含ませることもできる。
【００２２】 本発明の方法は、慣習的な汚染除去方法に限定されず、人体に無毒性で、装置
腐食性のない本発明の複合体を利用でき、それ故、汚染除去された装置を処分せ
ずに元のまま使用することができる。さらに複合体は、散布容易でかつ直に輸送
しうるため、また本発明の実行に要する水はリットルか水なしであるため、極め
て簡素に汚染箇所を汚染駆除する。
【００２３】 ［発明の好ましい実施態様］ 次に本発明における好適な方法を実施例により説明する。以下の実施例は説明
のために示すものであり、本発明の範囲はこれら実施例に限定されるものではな
いと理解されるべきである。以下の実施例では、“ＡＰ−ＭｇＯ”および“ＡＰ
−ＣａＯ”は、それぞれエアロジル（またはオートクレーブ）で調製した酸化物
を示す。“ＣＰ−ＭｇＯ”および“ＣＰ−ＣａＯ”は、それぞれ従来技術により
作製された酸化物を示す。
【００２４】 実施例１ ＭｇＯ試料の調製 １．ＡＰ−ＭｇＯ ウタマパーニャら（Chem.Mater.,3:175-181(1991) ）により記載され、その記
載は本明細書に含まれるものとするオートクレーブ処理により、高度に分離され
たナノ結晶Ｍｇ（ＯＨ）2 試料を調製した。この方法では、１０重量％メトキシ
マグネシウムのメタノール溶液を調製し、８３重量％のトルエン溶媒を添加する
。次いで該溶液を撹拌下、蒸発を避けるためにアルミホイルでカバーして、溶液
に０．７５重量％の水を滴下して加水分解する。反応を完結させるために、混合
物は一夜撹拌する。ガラスライニングされた６００ｍｌ容量のパル（Parr）簡略
型反応器を用いてオートクレーブ中で処理してゲルを得た。ゲル溶液は反応器中
に静置して１０分間窒素ガスを流し、反応器を密閉して、窒素ガスを用いて１０
０psi に加圧した。次いで、反応器を４時間以上かけて、１℃／分の加熱速度で
２６５℃まで加熱した。その後、温度を２６５℃平衡に１０分間保った（最終反
応器圧は約８００−１０００psi であった）。この時点で、反応器を開放して除
圧し、溶媒を発散した。最後に、反応器に窒素ガスを１０分間流した。次いでＭ
ｇ（ＯＨ）2 粒子をＭｇＯに熱転化した。具体的には、Ｍｇ（ＯＨ）2 を動力的
真空（１０-2Torr）条件下、温度上昇速度にて加熱し、最高温度５００℃で６時
間保持することにより、ＢＥＴ表面積が３００−６００ｍ2 ／ｇで、平均結晶サ
イズ４ｎｍのＡＰ−ＭｇＯが得られた。ＭｇＯについてより詳しくは、ＰＣＴ公
開ＷＯ９５／２７６７９に記載されており、その記載を本明細書に含まれるもの
とすることができる。
【００２５】 ２．ＣＰ−ＭｇＯ ＣＰ−ＭｇＯ試料を市販品として入手可能なＭｇＯ（アルドリッチ ケミカル
社（Aldrich Chemical Company））を１時間煮沸し、次いで試料を超音波乾燥し
た。次いで試料を真空下５００℃で脱水し、ＢＥＴ表面積が１３０−２００ｍ2 ／ｇで、平均結晶サイズ８．８ｎｍのＣＰ−ＭｇＯを得た。
【００２６】 実施例１Ａ ＡＰ−ＣａＯおよびＣＰ−ＣａＯの調製 次の例外を除いては実施例１に記載されたＡＰ−ＭｇＯの調製と同様にしてＡ
Ｐ−ＣａＯを調製した：金属カルシウム８ｇと、メタノール２３０ｍｌを反応さ
せた：そして得られたメトキシカルシウムに、トルエン１８０ｍｌおよび蒸留水
１．２ｍｌを添加した。 試料中にＮ2 ガスを流通させながら５００℃の温度で加熱することにより脱水
した以外は、同様にしてＡＰ−ＣａＯ（Ｎ2 乾燥）を調製した。ＣＰ−ＣａＯ（
実施例１、２項に記載された）と同様にしてＣＰ−ＣａＯ（真空乾燥）を調製し
た。
【００２７】 実施例１Ｂ Ｆｅ2 Ｏ3 ／ＭｇＯの調製 Ｍｇ（ＯＨ）2 粒子をまずＭｇＯに変え、鉄イオンを担持させて目的の複合体
を準備した。最初の水酸化マグネシウムからＭｇＯへの熱転化は、動力的真空下
、温度上昇速度にて加熱し、最高温度５００℃で６時間保持することにより行っ
た。脱水は、ほとんど２００℃から３２０℃の間の温度で起きることがわかった
。ＩＲおよびＸ線回折法により、Ｍｇ（ＯＨ）2 からＭｇＯへの実質的に完全転
化が確かめられた。 テトラヒドロフラン中、室温でヘリウム１気圧下、活性化されたＭｇＯと鉄II
I （アセチルアセトナト）3 とを直接反応させることにより、ナノスケールＭｇ
Ｏ粒子上に酸化鉄を担持させた。
【００２８】 調製の具体例では、０．３ｇのＭｇ（ＯＨ）2 を真空（１０-3Torr）下、１℃
／分の加熱速度で５００℃まで加熱し、ＭｇＯへの完全転化を確実にするため６
時間保持し、次いで室温まで冷却した。 その後、減圧系をヘリウム１気圧で満たした。０．２５Ｍ鉄III （アセチルア
セトナト）3 のＴＨＦ溶液（予め、アルゴン下で、鉄III （アセチルアセトナト
）3 ４．５ｇをＴＨＦ５０ｍｌ中に溶解することにより調製された）２ｍｌをシ
リンジ中に装入した。使用された鉄III （アセチルアセトナト）3 の量により、
ＭｇＯ表面に、表面ＯＨ基で１．４の鉄III （アセチルアセトナト）3 分子がも
たらされた。オートクレーブで調製されたＭｇＯの表面ＯＨ基濃度は３．６ＯＨ
基／ｎｍ2 であることがわかった。反応混合物は反応を完結させるために室温で
一夜攪拌した。反応により得られたＦｅ2 Ｏ3 ／ＭｇＯ複合体は、次いで移動し
、通常のろ紙でろ過し、ＴＨＦで洗浄して鉄III （アセチルアセトナト）3 をす
っかり除去し、空気中で１０分間乾燥した。
【００２９】 最終的乾燥生成物のＩＲスペクトルは、アセチルアセトナト化合物の吸収帯を
示し、ＭｇＯの表面に結合したアセチルアセトナト配位子がいくらか存在するこ
とを示唆した。この生成物は再び真空（１０-3Torr）下５００℃で加熱し、これ
ら配位子を除去した。
【００３０】 実施例２ ハロゲン化金属酸化物 以下の手順を行い、ハロゲン化金属酸化物を調製した。 １．塩素化金属酸化物 Ｃｌ／ＭｇＯまたはＣｌ／ＣａＯを調製するために、金属酸化物試料（重量で
約０．３０ないし約１．０ｇ）をシュレンク瓶（３４０ｍｌ気密ガラス管）に装
入した。各サンプル瓶を室温で脱気した後、塩素圧約１atm で過剰量の塩素ガス
を導入した。塩素ガス量は導入ガスが緑色であれば過剰量であると判断した。試
料は、瓶内に塩素が導入されると同時に加熱すれば、反応が起きたことを示す。
反応は１または２分で完了するが、各試料は瓶から取出される前に、ほぼ３０分
間そのままで続行した。
【００３１】 ２．臭素化金属酸化物 Ｂｒ／ＭｇＯおよびはＢｒ／ＣａＯを、項１と同様にして調製した。 約０．３０ないし約１．０ｇの微粒子状金属酸化物試料を含むシュレンク瓶に
、室温での臭素蒸気圧で過剰量の臭素ガスを導入した。臭素ガス量は導入ガスが
暗赤色であれば過剰量であると判断した。試料は、瓶内に塩素が導入されると同
時に加熱すれば、反応が起きたことを示す。反応は数分で完了するが、各試料は
瓶から取出される前に、ほぼ３０分間そのままで続行した。
【００３２】 ３．ヨウ素化金属酸化物 Ｉ／ＭｇＯおよびはＩ／ＣａＯは、シュレンク瓶中に装入された約１．０ｇの
金属酸化物と、１．０ｇのヨウ素とから調製した。瓶を脱気し、栓を閉じ、混合
物を９０−１００℃に加熱した。蒸発したヨウ素は酸化物粒子上に堆積する。各
試料は瓶から取出される前に、ほぼ３０分間そのままにした。
【００３３】 実施例３ １．globigii菌培地（Bacillus globigii）の調製 B.globigiiを、０．００２％ＭｎＣｌ2 を含む３５℃コンカシトーン（Con Ca
sitone）栄養素寒天培養皿（１５０ｍｍ、レメル社（Remel Co. 、Lenexa、カン
ザス州）で７２時間培養し、ほぼ８０％の胞子形成を誘発した。各テスト用に、
細胞を滅菌したリン酸緩衝液（ＰＢＳ）２５ｍｌ中に採取し、３０００ｒｐｍで
１５分間遠心分離した。上澄みをデカンテーションし、細胞を滅菌したＰＢＳ２
５ｍｌに再懸濁し、よくかき混ぜた。懸濁液を、ボシュロム（Bausch and Lomb
） Spec-20分光光度計を用いた散乱０．１Ｏ．Ｄ．590nm （すなわち、懸濁液は
波数５９０ｎｍにおける光学濃度０．１にＰＢＳで希釈された）に希釈した。
【００３４】 ２．B.globigiiのベースライン減衰特性 ０．１Ｏ．Ｄ．590nm 懸濁液を、バイオエアロゾル(Bioaerosol)テストチャン
バー内に、ＢＧＩ６ジェット噴霧器（ＣＨテクノロジーズ、ウェストウッド、Je
w ジャージー）を用いて３０秒間噴霧した。２つのニューブランスウィック ス
リット対寒天 生物学的エアサンプラー（New Brunswick サイエンス社、エジソ
ン、ニュージャージー）と、カシトーン寒天培地ペトリ皿を用いてチャンバー空
気を５０Ｌ／分の速度で６０分間サンプリングした。サンプリングは、B.globig
ii濃度がチャンバー内で均一になるように噴霧を終了した後１分して開始した。
クライメット（Climet）ＣＩ−５００エアロゾル粒子選別器（クライメットイン
スツルーメント社、レッドランズ、カリフォルニア）を用いて試験することによ
り粒度分布を観測した（図１参照）。６０分間サンプリングした後、チャンバー
空気をすっかりパージし、培地皿を移し、３５℃で１５分間培養した。培養終了
後コロニー数を数え、B.globigiiによって作成されるベースライン曲線を作成し
た（図２参照）。
【００３５】 ３．B.globigii噴霧後の低濃度粉末の散布 この実施例の２項に記載された手順に従ってB.globigiiを噴霧した。噴霧後１
分して、ニューブランスウィック エアサンプラーを用いてサンプリングを開始
した。サンプリングは６０分間続けた。サンプリング後５分して、Ｃｌ／ＡＰ−
ＭｇＯ粉末（実施例２、１項の記載のように調製された）をＧＥＭ−Ｔエアミル
粉末散布器（コルテックインダストリープロダクツ社(Coltec Industrial Produ
cts Inc.) 、ニュータウン、ペンシルバニア）および振動スパチュラ（メトラー
トレド(Mettler Toledo)、ハイタウン、ニュージャージー）を用いて散布を開始
した。粉末を、エアチャンバー内の粉末濃度がＴＳＩダストラックエアロゾル（
Dustrak aerosol)質量モニター（ＴＳＩ社、セントポール、ミネソタ）による指
示がほぼ４−５ｍｇ／ｍ3 に達するまで４０psi 圧で散布した。 これらの結果を図３に示す。粒径分布はクライメットＣＩ−５００を用いて求
めた（図４参照）。この粉末径濃度では空気攪拌を停止した。 ６０分間のサンプリング終了後、チャンバー空気をきれいにパージして、カシ
トーン寒天培地を取出し３５℃で１５時間培養した。培養期間後コロニーを計数
し、B.globigiiの減衰曲線を決定した（図５参照）。
【００３６】 ４．B.globigii噴霧後の高濃度粉末の散布 粉末をほぼ２０ｍｇ／ｍ3 の濃度まで散布した以外は、この実施例の３項に記
載された手順と同様に行った。図６に示す。図７は粒径分布を示し、図８は高濃
度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末を散布した時のB. globigii の減衰曲線を示す。
【００３７】 ５．結果および考察 この実施例の２−４項で行われた試験の結果は図１−８に示されている。図２
−５および８中、ｙ軸は、ｘ軸に示される時間での空気１００リットル中のB. g lobigii コロニー形成単位数（ＣＦＵ's）を示す。ＣＦＵ測定値２００は、カウ
ントするにはＣＦＵが多すぎるため、最高値を２００に制限したことを示す。図
２中、減衰ベースライン曲線は、チャンバー内の微生物単位の濃度がかなり高く
保持され、最初採取空気１００リットルあたり２００ＣＦＵ以上で始まり、一時
間経過のうちに採取空気１００リットルあたりほぼ６５ＣＦＵに減少したことを
示している。 低濃度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末の存在では、B. globigii 減衰曲線は、ＣＦＵ
s は採取空気１００リットルあたり約１８０ＣＦＵの高値で始まり、約２３分後
採取空気１００リットルあたり約２０ＣＦＵ未満に減少したことを示している（
図５）。 最後に、高濃度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末の存在でのB. globigii 減衰曲線は、
ＣＦＵs は採取空気１００リットルあたり２００ＣＦＵ以上の非常に高値で始ま
り、約２０分後採取空気１００リットルあたり２０ＣＦＵ未満まで急激に減少し
たことを示している（図８）。 B. globigii 減衰曲線の比較（図２、５および８）により、粒子表面に固定さ
れた反応性元素を有する金属酸化物が存在は、チャンバー環境から回収される生
微生物細胞数に著しく影響することを示している。上記３および４項のデータは
、粉末の濃度が上昇すれば、微生物細胞回収量の減少をより速く達成できること
を示している。
【００３８】 実施例４Ａ セレウス菌（B. cereus ）細菌性内生胞子を培養し、懸濁液形成のため水中に
置いた。滅菌したニトロセルロースろ紙（直径３ｃｍ）を滅菌ラック上に置き、
水性胞子懸濁液２０μｌをろ紙上に注いだ。フィルターを２−４時間乾燥した。
乾燥ろ紙を滅菌ビーカー内に入れ、他の滅菌ビーカー内に、ＬＢ（Luria および
Bertani ）培養液（トリプトン１０ｇ／Ｌ、イースト抽出物５ｇ／Ｌ、および塩
化ナトリウム１０ｇ／Ｌを含み、５Ｎ ＮａＯＨでｐＨ７に調製され、約１５０
０psi に加圧して安定化された）を入れた。後者のビーカーをアルミホイルでカ
バーした。ＣＰ−ＣａＯ １ｇをろ紙上に全面的に被覆するようにばらまき、こ
のビーカーの上部にアルミホイルを置き、２時間静置した。ピンセットを用い、
ろ紙を除去し、過剰ナノ粒子粉末をゆっくり振り落とした。ろ紙を、ＬＢ培養液
中に１０分間浸し、ときどきかき混ぜた。ＬＢ培養液１０μｌを滅菌シリンジで
抽出し、Benzel寒天培地上に滅菌Ｌ型ガラス片を用いて平坦に広げた。寒天培地
にフタをし、試料は３７℃で１２時間培養した。各テスト毎に寒天皿を３つずつ
用意した。
【００３９】 培養後、目視確認できる生存細菌コロニーを計数し、滅死または殺菌吸着（減
少）されたパーセントを下記式を用いて決定した： 平均コロニー数＝ｎavg ＝（ｎ1 ＋ｎ2 ＋ｎ3 ）／３ 減少した微生物の％＝ｎ% ＝（ｎC ＋ｎE ）／ｎC ×１００ ここでｎE ＝試験皿上のコロニー平均数、および ここでｎC ＝コントロール皿上のコロニー平均数
【００４０】 ＣＰ−ＣａＯに代えて、Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ、Ｉ／ＡＰ−ＭｇＯ、真空脱水し
たＡＰ−ＣａＯ、およびＮ2 乾燥したＡＰ−ＣａＯを用いて上記手順を繰り返し
た。結果を下記表１および２に示す。
【００４１】
【表１】 a 粒子状金属酸化物粒子を、細菌を含むフィルター上に置いた開始時から、フィ
ルターをＬＢ培養液中に置いた終了時までの時間とする。b カッコ（parentheses ）内は、別の日に新しい試薬を用いて行った繰り返し実
験の数字。c 負の数字は大きく成長したことを示す。
【００４２】
【表２】 a Ｂｒ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末を、細菌を含むフィルター上に置いた開始時から、フ
ィルターをＬＢ培養液中に置いた終了時までの時間とする。
【００４３】 実施例４Ｂ この実施例は、セレウス菌（B. cereus ）をナノ結晶金属酸化物への曝露時間
の変化による効果を決定するために行われた。Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末を用いて
実施例４に記載された手順を繰り返し、該Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末とセレウス菌
とを、０（コントロール）、２０、４０、６０、８０および１００分間接触させ
た。このようにセットされた試験の結果を表３に示す。
【００４４】
【表３】 a Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末を、細菌を含むフィルター上に置いた開始時から、フ
ィルターをＬＢ培養液中に置いた終了時までの時間とする。
【００４５】考察 この実施例４Ａおよび４Ｂで行われた試験の結果により、Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ
は、セレウス菌胞子の殺生破壊のために極めて効果的な試薬であることが確かめ
られ、前記先のセレウス菌の微生物殺生破壊のための実施例で報告されたデータ
に裏付けを与えるものである。さらにはＣｌ／ＡＰ−ＭｇＯは、迅速に作用し、
汚染除去には２０分間の曝露で充分であった。Ｂｒ／ＡＰ−ＭｇＯおよびＡＰ−
ＣａＯの微生物殺生能力もまた、充分有効的であった。
【００４６】 実施例５ 磁気攪拌子を備え、ペンタン１００ｍｌを含むフラスコ内に、ＡＰ−ＭｇＯ、
Ｉ／ＡＰ−ＭｇＯまたはＣｌ／ＡＰ−ＭｇＯを置いた。 ＶＸ化学兵器擬似体、パラオキソン（４．５μｌ）をフラスコ内に加え、パラ
オキソン添加後２、５、１０、１５、２０、４０、６０、８０、１００および１
２０分径経過して得られた試料を２ｍｌ抜き出し、ＵＶスペクトルを測定した。
これらの結果は図９に示すように、３つの金属酸化物はいずれもパラオキソンを
よく分解的吸着したことを示す。パラオキソンとの反応は、試料（ＡＰ−ＭｇＯ
）の着色が淡灰色から明黄色に変化した。
【００４７】 パラオキソンの分解的吸着を実施した後、所定量のＡＰ−ＭｇＯ／パラオキソ
ン試料を溶媒（メチレンクロライドまたはトルエン）中に入れ、３０分間超音波
処理した。超音波処理後、各試料から液体の一部を取出し、ＧＣ−ＭＳを測定し
た。ＧＣ−ＭＳの結果は、パラオキソンの存在を示さず、すなわちパラオキソン
は金属酸化物試料により破壊的に吸着された事実を示す証拠となった。同様に、
その記載を本明細書にも含まれているものとする米国特許出願第０８／９１４，
６３２（米国特許出願第０８／７００，２２１の部分継続出願）に報告されてい
るように、未修飾ナノ結晶金属酸化物粒子を用いた場合も、２−クロロエチルエ
チルスルフィド（２−ＣＥＥＳ）、ジエチル−４−ニトロフェニルホスフェート
（パラオキソン）、およびジメチルメチルホスフォネート（ＤＭＭＰ）の破壊的
吸着を達成する結果が得られた。
【００４８】 実施例６ 表面に吸着された化学種を含む金属酸化物粒子（たとえばＡＰ−ＭｇＯ、ＡＰ
−ＣａＯ、その他）を調製するために、所望の金属酸化物１０ｇをシュレンク瓶
中に入れる。脱気し、ガス状化学種を導入する。試料を約３０分間反応させ、そ
の後過剰のガス状化学種をポンプで排出する。ガス状化学種は、Ｖ族およびVI族
元素の酸化物（それぞれＮＯ2 およびＳＯ2 など）およびオゾンを含む金属酸化
物粒子表面に吸着されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末無添加でのB. globigii の粒径分
布および粒子濃度をグラフで示す図である。
【図２】 図２は、B. globigii 減衰ベースライン曲線を示す図である。
【図３】 図３は、B. globigii を低濃度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯに曝露した時の
各時間でのＣｌ／ＡＰ−ＭｇＯ濃度をグラフで示す図である。
【図４】 図４は、B. globigii を低濃度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末に曝露した
時の粉末とB. globigii との混合物の粒径分布および粒子濃度をグラフで示す図
である。
【図５】 図５は、B. globigii を低濃度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯに曝露した時の B. globigii の減衰曲線を示す図である。
【図６】 図６は、B. globigii を高濃度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯに曝露した時の
各時間でのＣｌ／ＡＰ−ＭｇＯ濃度をグラフ描写した図である。
【図７】 図７は、B. globigii を高濃度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯ粉末に曝露した
時の粉末とB. globigii との混合物の粒径分布および粒子濃度をグラフで示す図
である。
【図８】 図８は、B. globigii を高濃度Ｃｌ／ＡＰ−ＭｇＯに曝露した時の B . globigii の減衰曲線をグラフで示す図である。
【図９】 図９は、ＡＰ−ＭｇＯ、Ｉ／ＡＰ−ＭｇＯ、およびＣｌ／ＡＰ−Ｍ
ｇＯ上のパラオキソンの分解的吸着をグラフで示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年７月２７日（２０００．７．２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｄ 53/02 Ｂ０１Ｄ 53/02 Ｚ ４Ｈ０１１ Ｂ０１Ｊ 20/06 Ｂ０１Ｊ 20/06 Ｃ 20/30 20/30 Ｂ８２Ｂ 1/00 Ｂ８２Ｂ 1/00 Ｃ０１Ｆ 7/02 Ｃ０１Ｆ 7/02 Ｚ Ｃ０１Ｇ 9/02 Ｃ０１Ｇ 9/02 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2E191 BA01 BA02 BA11 BA12 BB00 BB01 BC01 BD00 4D012 BA01 4G047 AA02 AC03 CA02 CC03 4G066 AA15B AA15C AA16C AA17C AA18B AA18C AA20C AA23B AA23C AA24B AA24C AA25C AA26B AA26C AA27B AA27C AA32B AA33B BA26 CA01 CA20 CA23 CA28 CA33 CA46 CA54 DA01 DA07 FA26 FA28 FA35 4G076 AA02 AA24 DA16 DA25 4H011 AA02 BA01 BB18 BC18 DA11 【要約の続き】 はＳＯ2 、ＮＯ2 およびオゾンが挙げられる。

Claims (86)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記工程からなる標的物質を吸着する方法： (a) 金属酸化物粒子と、該粒子表面に固定された該金属酸化物粒子の構成元素と
    は異なる複数の原子とからなり、該複数の原子がハロゲンおよびＩ族金属からな
    る群より選ばれ、金属酸化物の表面積ｎｍ2 あたり少なくとも約２原子の割合で
    存在する複合体を所定量を準備すること、および (b) 該複合体と、 酸、アルコール、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＳｅまたはＴｅ原子を含む化合物、炭化水素化
    合物、有毒な金属化合物、細菌（bacteria) 、菌類(fungi) 、ウイルス、リケッ
    チア、クラミジアおよび毒素からなる群より選ばれる標的物質とを、該標的物質
    の少なくとも一部を吸着しうる条件下で接触させること。
  2. 【請求項２】 前記複数の元素が金属酸化物の表面積ｎｍ2 あたり約３−８原子である請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記原子が塩素および臭素原子からなる群より選ばれる請求項１に記載の方法
    。
  4. 【請求項４】 前記粒子が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこ
    れらの混合物からなる群より選ばれる請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記標的物質が細菌である請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記細菌がグラム陽性である請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記細菌がglobigii菌（B. globigii ）およびセレウス菌（B. cereus ）から
    なる群より選ばれる請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記標的物質が炭化水素化合物である請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記炭化水素化合物がハロゲン化されている請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記炭化水素化合物が塩素化されている請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記粒子が約２０ｎｍ以下の平均結晶サイズを有する請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記粒子が少なくとも約１５ｍ2 ／ｇの多点法表面積を有する請求項１の方法
    。
  13. 【請求項１３】 前記原子が塩素であり、かつ前記複合体が、金属酸化物表面積ｎｍ2 あたり約
    ５水酸基よりも少ない表面水酸基濃度を有する請求項３に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記接触工程が約−４０−６００℃の温度で実施される請求項１に記載の方法
    。
  15. 【請求項１５】 前記接触工程が少なくとも約４秒間行われる請求項１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記標的物質が細菌、菌類、ウイルス、リケッチア、クラミジアおよび毒素か
    らなる群より選ばれ、かつ前記接触工程(b) により前記標的物質の微生物単位が
    少なくとも９０％減少する請求項１に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記標的物質が、酸、アルコール、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＳｅまたはＴｅ原子を含む化
    合物、炭化水素化合物、有毒な金属化合物、からなる群より選ばれ、かつ前記接
    触工程(b) により前記標的物質の濃度が少なくとも９０％減少する請求項１に記
    載の方法。
  18. 【請求項１８】 下記工程からなる標的物質を吸着する方法： (a) 金属酸化物粒子を構成する元素とは異なる複数の原子が粒子表面に固定され
    、該複数の原子がハロゲンおよびＩ族金属からなる群より選ばれ、かつ金属酸化
    物の表面積ｎｍ2 あたり少なくとも約２原子の割合で存在する金属酸化物粒子が
    多数集塊して形成される自己形状保持体からなる複合体を所定量を準備すること
    、および (b) 該複合体と、 酸、アルコール、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＳｅまたはＴｅ原子を含む化合物、炭化水素化
    合物、有毒な金属化合物、細菌（bacteria) 、菌類(fungi) 、ウイルス、リケッ
    チア、クラミジアおよび毒素からなる群より選ばれる標的物質とを、該標的物質
    の少なくとも一部を吸着しうる条件下で接触させること。
  19. 【請求項１９】 前記粒子が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこ
    れらの混合物からなる群より選ばれる請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記複数の元素が金属酸化物の表面積ｎｍ2 あたり約３−８原子である請求項
    １８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記原子が塩素および臭素原子からなる群より選ばれる請求項１８に記載の方
    法。
  22. 【請求項２２】 前記標的物質が細菌である請求項１８に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記細菌がグラム陽性である請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記グラム陽性菌がglobigii菌（B. globigii）およびセレウス菌（B. cereus ）からなる群より選ばれる請求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記標的物質が炭化水素化合物である請求項１８に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記炭化水素化合物がハロゲン化されている請求項２５に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記炭化水素化合物が塩素化されている請求項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記表面に固定化された原子を有する粒子が、約５０psi ないし約６，０００
    psi の圧力で加圧される請求項１８に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記表面に固定化された原子を有する粒子が、共加圧される請求項１８に記載
    の方法。
  30. 【請求項３０】 前記標的物質が細菌、菌類、ウイルス、リケッチア、クラミジアおよび毒素か
    らなる群より選ばれ、かつ前記接触工程(b) により前記標的物質の微生物単位が
    少なくとも９０％減少する請求項１８に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記標的物質が、酸、アルコール、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＳｅまたはＴｅ原子を含む化
    合物、炭化水素化合物、有毒な金属化合物、からなる群より選ばれ、かつ前記接
    触工程(b) により前記標的物質の微生物単位が少なくとも９０％減少する請求項
    １８に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 下記工程からなる標的物質を吸着する方法： (a) 金属酸化物粒子を構成する元素とは異なる複数の原子が金属酸化物−原子ア
    ダクツを形成して粒子表面に固定化され、該アダクツを約１００℃の温度で加熱
    する時、該原子の脱着に起因するアダクツの全重量減が約１０％未満である金属
    酸化物粒子からなる複合体を所定量を準備すること、および (b) 該複合体と、 酸、アルコール、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＳｅまたはＴｅ原子を含む化合物、炭化水素化
    合物、有毒な金属化合物、細菌（bacteria) 、菌類(fungi) 、ウイルス、リケッ
    チア、クラミジアおよび毒素からなる群より選ばれる標的物質とを、該標的物質
    の少なくとも一部を吸着しうる条件下で接触させること。
  33. 【請求項３３】 前記複数の原子がハロゲンおよびＩ族金属からなる群より選ばれる請求項３２
    に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記複数の原子が金属酸化物の表面積ｎｍ2 あたり少なくとも約２原子の割合
    で存在する請求項３２に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記粒子が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこ
    れらの混合物からなる群より選ばれる請求項３２に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記標的物質が細菌である請求項３２に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 前記細菌がグラム陽性である請求項３６に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記グラム陽性菌がglobigii菌（B. globigii）およびセレウス菌（B. cereus ）からなる群より選ばれる請求項３７に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記標的物質が炭化水素化合物であり、該炭化水素がハロゲン化されている請
    求項３２に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記炭化水素が塩素化されている請求項３９に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 前記接触工程が約−４０−６００℃の温度で実施される請求項３２に記載の方
    法。
  42. 【請求項４２】 前記接触工程が少なくとも約４秒間行われる請求項３２に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記標的物質が細菌、菌類、ウイルス、リケッチア、クラミジアおよび毒素か
    らなる群より選ばれ、かつ前記接触工程(b) により前記標的物質の微生物単位が
    少なくとも９０％減少する請求項３２に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記標的物質が、酸、アルコール、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＳｅまたはＴｅ原子を含む化
    合物、炭化水素化合物、有毒な金属化合物、からなる群より選ばれ、かつ前記接
    触工程(b) により前記標的物質の濃度が少なくとも９０％減少する請求項３２に
    記載の方法。
  45. 【請求項４５】 下記工程からなる標的物質を吸着する方法： (a) 金属酸化物類からなる群より選ばれる細かく分割されたナノ結晶粒子を所定
    量準備すること、および (b) 該粒子と、細菌（bacteria) 、菌類(fungi) 、ウイルス、リケッチア、クラ
    ミジアおよび毒素からなる群より選ばれる標的物質とを、該標的物質の少なくと
    も一部を吸着しうる条件下で接触させること。
  46. 【請求項４６】 前記粒子が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこ
    れらの混合物からなる群より選ばれる請求項４５に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 前記標的物質が細菌である請求項４５に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記細菌がグラム陽性である請求項４７に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記グラム陽性菌がglobigii菌（B. globigii）およびセレウス菌（B. cereus ）からなる群より選ばれる請求項４８に記載の方法。
  50. 【請求項５０】 前記粒子が約２０ｎｍ以下の平均結晶サイズを有する請求項４５に記載の方法
    。
  51. 【請求項５１】 前記粒子が少なくとも約１５ｍ2 ／ｇの多点法表面積を有する請求項４５の方
    法
  52. 【請求項５２】 前記接触工程が約−４０−６００℃の温度で実施される請求項４５に記載の方
    法。
  53. 【請求項５３】 前記接触工程が少なくとも約４秒間行われる請求項４５に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 前記接触工程(b) により前記標的物質の微生物単位が少なくとも９０％減少す
    る請求項４５に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 下記工程からなる標的物質を吸着する方法： (a) ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ 2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯおよびこれらの混合
    物からなる群より選ばれる第一の金属酸化物の粒子からなり、該粒子表面の少な
    くとも一部に、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎおよびこれらの
    混合物からなる群より選ばれる金属の酸化物であって、前記第一の金属酸化物と
    は異なる第二の金属酸化物が所定量被覆されている複合体を所定量準備すること
    、および (b) 該複合体と、細菌（bacteria) 、菌類(fungi) 、ウイルス、リケッチア、ク
    ラミジアおよび毒素からなる群より選ばれる標的物質とを、該標的物質の少なく
    とも一部を吸着しうる条件下で接触させること。
  56. 【請求項５６】 前記粒子が約２０ｎｍ以下の平均結晶サイズを有する請求項５５に記載の方法
    。
  57. 【請求項５７】 前記複合体が少なくとも約１００ｍ2 ／ｇの多点法表面積を有する請求項５５
    の方法。
  58. 【請求項５８】 前記第一の金属酸化物が全複合体材料の約９０−９９重量％を構成する請求項
    ５５の方法。
  59. 【請求項５９】 前記第二の金属酸化物が全複合体材料の約１−１０重量％を構成する請求項５
    ５の方法。
  60. 【請求項６０】 前記第一の金属酸化物がＭｇＯであり、かつ前記第二の金属酸化物がＦｅ2 Ｏ 3 である請求項５５の方法。
  61. 【請求項６１】 前記第二の金属酸化物が厚み約１ｎｍの薄層で形成されている請求項５５の方
    法。
  62. 【請求項６２】 前記標的物質が細菌である請求項５５に記載の方法。
  63. 【請求項６３】 前記細菌がグラム陽性である請求項６２に記載の方法。
  64. 【請求項６４】 前記グラム陽性菌がglobigii菌（B. globigii）およびセレウス菌（B. cereus ）からなる群より選ばれる請求項５５に記載の方法。
  65. 【請求項６５】 前記接触工程(b) により前記標的物質の微生物単位が少なくとも９０％減少す
    る請求項５５に記載の方法。
  66. 【請求項６６】 下記工程からなる標的物質を吸着する方法： (a) 粒子表面に吸着された、Ｖ族元素の酸化物、VI族元素の酸化物、オゾンおよ
    びこれらの混合物からなる群より選ばれる化学種を含む金属酸化物粒子を所定量
    準備すること、および (b) 該コンポジションと、細菌（bacteria) 、菌類(fungi) 、ウイルス、リケッ
    チア、クラミジアおよび毒素からなる群より選ばれる標的物質とを、該標的物質
    の少なくとも一部を吸着しうる条件下で接触させること。
  67. 【請求項６７】 前記化学種がＶ族元素の酸化物である請求項６６に記載の方法。
  68. 【請求項６８】 前記酸化物がＮＯ2 である請求項６７に記載の方法。
  69. 【請求項６９】 前記化学種がVI族元素の酸化物である請求項６６に記載の方法。
  70. 【請求項７０】 前記酸化物がＳＯ2 である請求項６９に記載の方法。
  71. 【請求項７１】 前記化学種がオゾンである請求項６６に記載の方法。
  72. 【請求項７２】 前記金属酸化物粒子が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｎ
    Ｏおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる請求項６６に記載の方法。
  73. 【請求項７３】 前記標的物質が細菌である請求項６６に記載の方法。
  74. 【請求項７４】 前記細菌がグラム陽性である請求項７３に記載の方法。
  75. 【請求項７５】 前記細菌がglobigii菌（B. globigii）およびセレウス菌（B. cereus ）から
    なる群より選ばれる請求項７４に記載の方法。
  76. 【請求項７６】 前記接触工程(b) により前記標的物質の微生物単位が少なくとも９０％減少す
    る請求項６６に記載の方法。
  77. 【請求項７７】 金属酸化物粒子と、該粒子表面に固定された複数の原子とからなり、該複数の
    原子がハロゲンからなる群より選ばれ、該複数の原子が少なくとも２種のハロゲ
    ンであって、かつ該複数の原子が金属酸化物の表面積ｎｍ2 あたり少なくとも約
    ２原子の割合で存在する複合材（composition ）。
  78. 【請求項７８】 前記金属酸化物粒子が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｎ
    Ｏおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる請求項７７に記載の複合体。
  79. 【請求項７９】 前記少なくとも２種のハロゲンが、ＦとＣｌ、ＢｒとＣｌ、ＩとＣｌ、ＦとＢ
    ｒ、ＦとＩ、ＢｒとＩからなる群より選ばれる請求項７７に記載の複合体。
  80. 【請求項８０】 下記工程からなる標的物質を吸着する方法： (a) 請求項７７に記載の複合体を所定量準備すること、および (b) 該複合体と、 酸、アルコール、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＳｅまたはＴｅ原子を含む化合物、炭化水素化
    合物、有毒な金属化合物、細菌（bacteria) 、菌類(fungi) 、ウイルス、リケッ
    チア、クラミジアおよび毒素からなる群より選ばれる標的物質とを、該標的物質
    の少なくとも一部を吸着しうる条件下で接触させること。
  81. 【請求項８１】 前記金属酸化物粒子が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＦｅＯ、Ｖ2 Ｏ3 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｎ
    Ｏおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる請求項８０に記載の複合体。
  82. 【請求項８２】 前記標的物質が細菌である請求項８０に記載の方法。
  83. 【請求項８３】 前記細菌がグラム陽性である請求項８２に記載の方法。
  84. 【請求項８４】 前記細菌がglobigii菌（B. globigii ）およびセレウス菌（B. cereus ）から
    なる群より選ばれる請求項８３に記載の方法。
  85. 【請求項８５】 前記標的物質が炭化水素化合物であり、かつ該炭化水素がハロゲン化されてい
    る請求項８０に記載の方法。
  86. 【請求項８６】 前記炭化水素が塩素化されている請求項８５に記載の方法。
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