JP2005519721A - 活性洗浄液ミストを用いて生化学的物質を変性させる方法、及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
環境や物体から生化学的物質を汚染除去し、その生化学的物質を変性することのできる方法と装置を達成する。
【解決手段】
活性洗浄液ミストの少なくとも一部が概略１気圧で活性化された状態にある、活性過酸化水素から成る活性洗浄液ミストを生成し、その活性洗浄液ミストを生化学的物質に接触させることにより、生化学的物質を変性する。汚染除去装置（３８）は洗浄液ソース（４０）と、洗浄液の入力フローと概略１気圧にされる上記洗浄液ミストの出力フローを有するミスト発生器（４２）と、洗浄液のミストを活性化させ、活性洗浄液を生成するように配置された活性化装置（４６）とを備えている。

Description

本発明は、有害な生化学的物質を変性し、有害な生化学的物質に汚染された物質の汚染除去に関する。

微生物学的物質や化学的物質を含む生化学的物質は、我々の環境に広く分布している。ほとんどの微生物学的物質や良性の化学的物質等の、多くの生化学的物質は、人間等の他の高等生物形態を損なわないので、ほとんど問題はない。しかし、人や動物に影響を与えたり傷つけたり、害を及ぼす生化学的物質もある。

有害な微生物学的物質を取り除いたり、効力をなくしたりすることは長年の関心事であった。薬や医療器具は殺菌されたり、殺菌された容器に包装されたりしている。手術室、病棟、検査室のような医療環境は様々な洗浄処置により汚染除去されているので、有害な微生物学的物質は患者から患者へ広がることはない。傷は感染を防ぐため殺菌されている。

有害な生化学的物質の汚染除去が必要な状況は、従来、比較的よく制御されており、全ての団体が汚染除去を達成しようとし、汚染除去の試みに協力した。最近では、生化学的物質を利用する戦争やテロリズムへの関心が増大している。これらの状況では、人々にできる限りの危害を与えるために、生化学的物質をできるだけ広範囲に広めようとする意志をもって、有害な生化学的物質が公衆に対して意図的に放出される。そのような生化学的物質は、典型的には、少量の生化学的物質が最大の汚染を果たし、生化学的物質が広範囲に広まり、生化学的物質が害を及ぼすようになる前に長期間潜伏状態で存在し、生化学的物質を制御したり根絶したりすることが難しくなるように、選択される。

よく制御された環境内で比較的小さなスケールに利用され、生化学的物質を拡散する明白な試みがない場合に、生化学的物質を制御するために利用できる技術は、生化学的物質を利用する戦争やテロリズムにおける公衆衛生環境では、限定された価値でしかない。様々な取締りが行き届いていない環境においてより使いやすい新たな提案が必要とされる。本発明はこの必要性を満たし、さらに関連した利点を提供する。

本発明は、生化学的物質による環境や物体の汚染を除去し、その生化学的物質を変性することのできる方法と装置を提供する。この提案では、汚染除去と変性とを速やかに、主として接触時に行う。汚染除去剤は空気伝播機構により散布されるので、空気伝播された生化学的物質と同じ場所に達する。汚染された領域への覗き孔は必要ないので、生化学的物質は隠れた位置でも破壊を逃れることができない。本提案は装置や汚染除去領域のサイズの大小に大きさを合わせることができ、民間や軍事の両方に使用できる。囲いの中で、物体や気体の流れを汚染除去するために利用できる。室内や通気システムのような閉空間を汚染除去することもできる。また区域全体を汚染除去するために開空間で使用することもできる。自身に毒性があったり、害を及ぼしたり、残留物を残す永続性の化学物質を使わずに、汚染除去を行う。汚染除去耐性ストレイン（菌株）に対し微生物学的な突然変異を起こさない機構により、汚染除去を行う。本提案は、主に生化学的物質に対するものであるが、また、生化学的物質に対する分配システムとして働く特別なものを表面から取り除く。

本発明によれば、生化学的物質を変性させる方法では、活性洗浄液ミストの少なくとも一部は、概略１つの周囲の大気圧で活性化された状態の活性ハイドロキシル類からなる活性洗浄液ミストを生成し、その活性洗浄液ミストを生化学的物質に接触させるステップを有する。活性ヒドロキシル類はヒドロキシルイオン、ヒドロキシルフリーラジカル、あるいは他のリアクティブヒドロキシル成分を含む。好ましくは、その活性洗浄液を生成するステップは、洗浄液源と、上記洗浄液の入力フローと、概略１気圧の上記洗浄液ミストの出力フローとを有するミスト発生器と、上記洗浄液のミストを活性化させ、活性洗浄液ミストを生成するように配置された活性化装置とを備えている汚染除去装置を提供するステップを含む。

生化学的物質は、たとえばバクテリア、リケッチア、ウイルス、かつ／または毒物のような、微生物学的物質である。生化学的物質は、たとえば神経性ガス、びらん性ガス、血液性物質、窒息性物質、嘔吐性物質、無力化性物質、かつ／または催涙性物質のような、化学的物質である。

洗浄液は、好ましくは活性物質類源を備える。好ましい活性物質類は、ヒドロキシルイオン、ヒドロキシルフリーラジカル等の活性ヒドロキシル類であり、好ましい物質源は過酸化水素である。その物質源は、反応時あるいは分解時に活性ヒドロキシル類を生成する、より複雑な物質類に代えてもよい。より複雑な物質類は例えば、過酢酸（ＣＨ_２ＣＯＯ−ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ）、過炭酸ナトリウム（２Ｎａ_２ＣＯ_３＋３Ｈ_２Ｏ_２）、グルテラルドハイド（Ｃ_５Ｈ_８Ｏ_２）、過酸化水素の有機・無機合成物を含む。洗浄液はさらに、活性物質源が生化学的物質を攻撃するのを助ける促進物質源を含む。そのような促進物質源の例は、エチレンジアミンテトラアセテート、イソプロピルアルコール、酵素、脂肪酸、酸や、ヨウ化カリウム、ペルオキシダーゼ、フェントン試薬等の適切な触媒活性物質を含む。

ミスト発生器は、ネブライザーやスプレーノズル等、洗浄液ミストを発生する装置であればよい。ミスト発生器は洗浄液ミストを過圧する場合もあるが、その場合には、洗浄液ミストは、ミスト発生器から出てくるときに１気圧以上になっている。過圧により、大気環境に洗浄液ミストを分散することができる。この、１気圧におけるクリーニングミストの大気中への分散前の初期過圧は、「およそ１気圧」の範囲内である。

活性化装置は、洗浄液を時間の経過につれ不活性状態に戻る（「再結合」と称する工程）性質である、イオン化状態、プラズマ化状態、フリーラジカル状態等の活性状態にする。活性化するために、活性化装置は、電気エネルギーや光学エネルギーのような活性エネルギーを生成する。光学エネルギーはレーザーによって生成される。活性化装置は、ＡＣ電界、ＡＣアーク、ＤＣ電界、パルスＤＣ電界、ＤＣアーク、電子ビーム、イオンビーム、電磁ビーム、ラジオ周波ビーム、紫外線光線ビームを含む。活性化装置は、活性エネルギーの振幅、周波数、波形、あるいは他の特徴をあわせて、活性洗浄液ミストの、望ましい、通常は最大の再結合時間を達成する同調器を備えてもよい。その同調器は、サブＲＦからＲＦレンジの基本周波数と、通常約２００ｎｍから約２５４ｎｍ（ナノメートル）の波長と、過酸化水素のＯ（酸素原子）：Ｏ（酸素原子）結合を目標とする高調波とを有する複合波を発生するようにしてもよい。

ミスト発生器と活性化装置とは近接して配置されるので、活性化装置はミスト発生器から発生する洗浄液ミストを活性化する。つまり、活性化装置は、ミストがミスト発生器から流れる時に、ミストを活性化する。あるいは、この活性化装置は、ミスト発生器から離れて、あるいは追加して配置されてもよく、それにより、ミストが発生し、空間を満たし、そして活性化される。離れて配置された活性化装置は、より高い効果のため、ミストを活性化状態により長く維持させるために用いられる。

汚染除去装置は、洗浄液ミストがミスト発生器により導かれる囲い（enclosure）を備える。その囲いは、汚染除去すべき物体を受け入れ、あるいは汚染除去すべき空気等の気体流を受け入れる。あるいは、その囲いが、汚染除去すべき部屋、車両内等の閉空間を定義してもよい。また、囲いを用いずに、活性洗浄液ミストが、開空間に導かれ、囲われていない開空間の汚染除去をしてもよい。囲いの中や閉空間で洗浄液を利用するのが最も効果的ではあるが、汚染除去のための提案はこれらの状態のすべてに同等に効果があり、生化学的物質を破壊する。

本願提案の重要な特徴は、概略１気圧でその装置と方法が稼動する点である。真空状態で稼動する従来の汚染除去システムは、真空室で物体の汚染除去するには有効であったが、真空にできない物体や領域の汚染除去には実用的ではなかった。「大気圧」とは、装置を取り巻く環境内での圧力を意味し、概して、1大気圧（平方インチあたり約１４．７ポンド）を意味する。ほとんどの実施例においては、装置自体は比較的小さな正圧を発生し、装置から活性洗浄液ミストを前進させるが、装置が稼動する環境が概略１気圧であるという事実を変えない。

本願の提案は、生化学的物質の汚染除去を達成するための効果の高い技術を提供する。閉空間や開空間の両方で有効である。たとえば、手紙取り扱い機械や小包取り扱い機械等の汚染の可能性がある機械の汚染除去をするために使用される。したがって、生化学的物質が意図的に広範囲に拡散されていたり、意図的にまかれていたりする場合等、多くの状況で有効である。本発明の他の特徴や利点は、例示によって発明の原理を示す添付図とあわせて、下記の好適実施例の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、この発明の範囲はこの好適実施例に限定されるものではない。

図１は汚染除去をするための好ましい方法を示す。活性洗浄液ミストが発生する、符合２０参照。どのような実施可能な提案が使用されてもよいが、好ましい提案は図１のステップ２０内で示されている。洗浄液源が提供される、符号２２。洗浄液は大気圧で蒸発してミストになる液体が好ましい。その液化洗浄液は通常圧力保存が必要であるが、その液化洗浄液は１気圧あるいはそれより少し大きな気圧で保存される。洗浄液源はまた、洗浄液と反応、流体を分解あるいは流体を生成する、固体、液体、気体等の洗浄液の先駆物質でもよい。

洗浄液は実施可能なタイプであればよい。洗浄液は活性化可能な物質類を含まなくてはならない。好ましい洗浄液は、ヒドロキシルイオン（ＯＨ）、ヒドロキシルフリーラジカル、他の反応成分等の、活性ヒドロキシル類の源を含む。ヒドロキシルイオンは強い酸化物質で、本提案の活性プロセスは、生化学的物質を変化させる効果をさらに増大させる。ヒドロキシルイオン源は、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）、あるいはヒドロキシルイオンを生成する先駆物質類である。活性ヒドロキシル類を生成するために本提案で好ましく使用される過酸化水素は、多くのタイプの生化学的物質を速やかに破壊するのに有効で、水溶液であり、酸素と水に最終的に分解され、分解後化学残留物を残さず、そのオリジナルな状態でも分解された状態でも人や動物に毒性がなく、安価で、入手しやすい。

活性ヒドロキシル類の他の物質源は、適宜用いられる。活性ヒドロキシル類の他の使用可能な物質源の例は、過酢酸（ＣＨ_２ＣＯＯ−ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ）、過炭酸ナトリウム（２Ｈａ_２ＣＯ_３＋３Ｈ_２Ｏ_２）、グルテラルドハイド（C_５H_８O_２）尿素ペルオキシド等の過酸化水素の無機・有機合成物を含む。

他の活性可能な物質類や他の活性化可能な物質類の源も利用できる。

活性ヒドロキシル類等の活性物質源は、酸化還元反応により微生物学的物質（細菌）の細胞壁を攻撃し、また酸化還元反応により化学的物質と化学反応する。微生物学的物質が微生物学的物質を増殖させたり殺したりしないようにするこの提案は、ＤＮＡ攻撃を介して機能しないので、ＤＮＡを変化させることはない。したがって、微生物学的物質は、長い間の変化による攻撃に耐性を有するようにはならない。また活性物質源は、酸化還元反応により化学薬剤と化学的に反応して、それらを変性させる。

また洗浄液は、それ自体がヒドロキシルイオンやヒドロキシルフリーラジカル等の活性化可能な物質類の源ではないが、そのかわりに、かなり有効な方法で汚染除去反応を変更する促進物質源を含む。例としては、金属イオンを結合し、活性物質類により容易に生化学的物質を変性させる、エチレンジアミンテトラアセテート（ＥＤＴＡ）や、ミストが生化学的物質を濡らしやすくなるイソピロピルアルコール等のアルコールや、活性物質類が生化学的物質を攻撃する酸化還元反応をスピードアップあるいは強化する酵素、補助反マイクロバイアルとして働きフリーラジカルと結合して残留生化学的物質を変性する脂肪酸や、酸化還元反応をスピードアップあるいは強化し、補助生化学的物質変性類としてペーハーセンシティブ器官に働く、クエン酸、乳酸、シュウ酸等の酸があげられる。様々な活性化可能な物質類や様々な促進物質類の混合物を用いてもよい。洗浄液は好ましくは水溶液であるが、アルコール等の有機的な水溶液でもよい。洗浄液源は洗浄液自身の物質源でもよく、あるいは化学的に反応あるいは分解して洗浄液を生成する洗浄液先駆物質源でもよい。

活性化可能な物質源や促進物質源を含んでいれば洗浄液ミストが発生する、符号２４。洗浄液ミストを発生するミスト発生器は実施可能なタイプであればよい。洗浄液や水蒸気は、蒸発した洗浄液の小さな水滴であることが好ましい。その水滴は、直径が約１〜約２０マイクロメータ程度に、概略均一にそろっていることが好ましい。様々なタイプのミスト発生器がプロトタイプ研究に使用された。一例が低圧超音波ネブライザー等のネブライザーである。その例としては、Stultz社のＳＣＡ２０００Ｘモデルが市販されている。ネブライザーは、洗浄液の流れに超音波エネルギーを照射してミストを形成する。このタイプのネブライザーにより導入された超音波エネルギーはまた、蒸発した活性化可能な物質類の分子の分離を助け、分子を活性化するのに必要な電磁エネルギーを少なくする。超音波を使わないネブライザーを用いてもよい。ミスト発生器は、あるいは、分離性を高めそれによりイオン作用を導く、蒸発したクリーニング材料に超音波をもたらす高圧スプレーヘッド等のスプレーヘッドでもよい。また、ミスト発生器はＩＶＥＫ Digispense800システムのような噴霧システムでもよい。

２以上の洗浄液あるいは洗浄液複合物が使用される場合には、それらの洗浄液を混合して、単一のミスト発生器で蒸発させてもよい。しかし、洗浄液の複合物を同時に蒸発されられない場合は、別々のミスト発生器が各々の洗浄液に用いられる。市販されているミスト発生器は、特定の流体を蒸発させてミストにするよう設定されているので、その特定の流体、あるいはそれに近い流体を最適に蒸発させる。複数の洗浄液、あるいは洗浄液の複合物を、本質的に異なった流体および蒸発特性で使用するには、通常、洗浄液のフローごとに別のミスト発生器を提供する必要がある。後に述べる実施例に対するミスト発生器は、単一の発生器と、一緒に使用される複数のミスト発生器とを含む。

洗浄液ミストは、活性化され活性洗浄液ミストを生成する、符号２６。活性化は、イオン化、プラズマ化、あるいはフリーラジカル化した洗浄液材料等の洗浄液材料の活性物質類をミスト中に生成する。活性化可能な物質類の少なくとも一部が活性化されると、促進物質類を含んでいればそのいくらかが活性化する場合もある。活性物質類の高産出は、汚染除去プロセスの効率を高めるのに望ましいが、全てあるいは大部分の活性可能物質類が活性状態を達成する必要はない。実施可能な活性化装置が使用されればよい。活性化フィールドあるいはビームは、電気あるいは光である。例としては、ＡＣ電界、ＡＣアーク、ＤＣ電界、パルスＤＣ電界、ＤＣアーク、電子ビーム、イオンビーム、マイクロウエーブビーム、ラジオ周波ビーム、レーザーや他のソースから生成される紫外線光線ビーム等がある。活性化装置は、洗浄液ミスト中の洗浄液の活性可能な物質類の少なくともいくらかを励起して、イオン、プラズマ、フリーラジカル等の状態にし、「活性化」を達成する。これらの活性ヒドロキシル類は、生化学的物質から構成される化学・微生物学的有機体と酸化還元反応をする。化学的物質はその分子の加水分解と酸化とを介して変性される。微生物学的有機体は細胞壁の溶解により破壊される。好ましい過酸化水素の場合、Ｈ_２Ｏ_２分子の少なくともいくらかは分離し、ヒドロキシル基（ＯＨ）と単原子酸素（Ｏ）イオン活性物質類を生成する。これらの活性物質類は、数秒あるいはそれ以上の所定時間、分離したままで、その間は、生物学的微生物を攻撃・破壊し、化学的物質類と化学反応してそれらを変性させる。活性化装置は、活性フィールドあるいはビームの周波数、波形、振幅数、調和構成あるいは他の特性を調整できることが好ましく、それにより、生化学的物質に対し作用する最大再結合時間を達成するように最適化されている。過酸化水素の場合、分離した活性物質類は再結合して、無害な分子である２原子酸素と水とを形成する。

ミスト発生器と活性化装置の物理的関係は、図２〜４に示される３タイプの汚染除去装置３８のように、数種類が考えられる。洗浄液源４０は、どの場合でも、ミスト発生器４２に洗浄液フローを提供する。ミスト発生器は洗浄液ミスト４４を形成する。洗浄液ミスト４４は、もしあれば、活性可能な物質類と、促進物質類とを含む。図２の実施例では、洗浄液ミスト４４が間を通過する一対の放電板として描かれている、活性化装置４６はミスト発生器４２の近く、好ましくはすぐそばに置かれる。ミスト発生器４２と活性化装置４６とは、この場合、便宜上、単一筺体内にパッケージされている。ミスト発生器４２から発生する洗浄液ミスト４４は、活性化装置４６によりすぐに活性化され、活性洗浄液ミスト４８を発生する。図３の実施例では、活性化装置４６は一式のマイクロ波発生器として描かれており、ミスト発生器４２とは離れている。洗浄液ミスト４４はミスト発生器４２から流れ、活性化装置４６の影響下にありそれにより活性化されている領域を通る前に、所定時間の間非活性洗浄液ミストとしてとどまる。これらの2つの実施例を図4に示されるように組み合わせて、洗浄液ミスト４４がまず活性化され、ミスト発生器４２に近接した活性化装置４６ａにより活性洗浄液ミスト４８を形成し、そして、活性化された状態を保たれ、あるいは、ミスト発生器４２から離れている活性化装置４６ｂにより、必要であれば再活性化される。この場合、活性化装置４６ｂは紫外線発生器として描かれる。図４の装置は、洗浄液がまず活性化され次に長期間活性状態が保たれ、長い間有効状態であるという利点がある。これらの様々なタイプの装置３８は各々の状態の物理的制約により様々な状態で使用されるので、実例状態を順次述べる。粒子かつ／またはガスフィルタは、生化学的物質のキャリアである特別なものを取り除くのに適切な場所、かつ残留クリーニングミストや反応生成物を取り除くのに適切な場所に設けられる。

活性洗浄液ミスト４８は汚染除去すべき場所に接触させる、符号２８。設定位置のタイプと接触方法により、次に記載するように、前に述べた一般的提案の多くの具体的な実施例があげられる。

図５は汚染除去装置３８の噴霧形態を示す。このタイプの装置は、活性化装置４６がミスト発生器４２に近接して設置されているような、図２に示された一般的構成を用いる。囲い内で使用されていもいいが、囲いは必要ではない。図５およびその他、装置の具体的な実施例を示す図では、構造の共通する要素は別のところで用いられたのと同じ参照符号を付与し、他の記載は各々の実施例の記載に組み込まれている。洗浄液源４０からの洗浄液はミスト発生器４２に供給され、洗浄液ミスト４４はミスト発生器４２から発生する。洗浄液ミスト４４は、洗浄液ミスト４４の流れを導くチューブ５０内を流れる。電圧源５２により駆動される活性化装置４６は、チューブ５０内を流れる洗浄液ミスト４４を活性化するので、活性洗浄液ミスト４８はチューブ５０から流れとして流出する。この流れは汚染除去されるべき容積に向かってあるいは物質に対して導かれる。

図５の基本構成は、広範囲の大きさにすることができる。一例では、洗浄液源４０は、流体やガスを供給するのに通常使用される、携帯型の圧力缶である。電圧源５２は、圧力缶内に保存された洗浄液量を活性化するために十分な時間、活性化装置４６に高電圧を供給するバッテリーや回路である。チューブ５０は圧力缶のノズルである。他の例では、チューブ５０は、大きな容積の洗浄液源４０から繋がり、差込あるいは電池電圧源５２によって稼動する携帯用杖（wand）である。洗浄液源４０は、チューブ５０を介して洗浄液の流れを駆動するために加圧されるが、あるいは洗浄液を、ミスト発生器４２を介してチューブ５０から大きな力で出させるポンプ５４を設けてもよい。この実施例は、物質、傷、手等の汚染除去をするために使用される。チューブ５０を通過する洗浄液の圧力が大きいほど、活性物質類の再結合が起こる前に、活性洗浄液ミスト４８を噴出できる距離が長くなる。前述したように、そのような加圧がある場合、この提案は「概略１気圧」の範囲内である。別の実施例では、一人で携帯できる形で、洗浄液源４０は、バックパックとして人の背中で運ばれる洗浄液のタンクである。バックパックは電池式電圧源５２とポンプ５４とを含み、チューブ５０はオペレータにより目的とされた容器の形とされる。この実施例は場所から場所へ移動する汚染除去従事者により、「マン・パック」として使用される。さらに他の実施例では、装置３８全体が車両に乗せられる。かなり高圧のポンプ５４が使用され（しかし「概略１気圧」）、高圧放水銃のようにかなり広い範囲に、チューブ５０から活性洗浄液ミスト４８を噴出する。ミストは細かい水滴なので、高圧放水銃の水流程は移動せず、高圧放水銃の水流と同じようには、高い力を伝達しない。この車両搭載ユニットは、たとえば街路を運転しながら道や建物表面や道を歩く人の汚染除去するなど、広い屋外領域に有効である。

装置３８の他の形式は主に、汚染プロセスや物体やガスフローを囲んだり、囲い内部の汚染除去したりするために、囲いと共に使用される。図６は、物体５８が汚染除去される室となる囲い５６を有した装置３８を示す。物体５８は静止していても、コンベアに乗って囲い５６内を移動してもよい。この実施例はまた、活性洗浄液ミスト４８を付加された別のガスフロー６０と混合される本願装置の形態を示している。活性洗浄液ミスト４８はガスフロー６０に混合され、その混合ガスフローは物体５８と接触する。この実施例は図示されたような連続フローシステムで実行されてもよいし、囲い５６が活性洗浄液ミスト４８で、あるいは活性洗浄液ミスト４８とガス６０の回分式混合物でバッチワイズ式に満たされていてもよい。

図７の実施例では、囲い５６は室の壁、床、天井や車両等の他の構造物で形成される。活性洗浄液ミストは、ミスト発生器４２と活性化装置４６ａが単一ユニットとしてパッケージされた、図４に示された統合装置により生成される。任意の第２の活性装置４６ｂが設けられ、図４に関連して記載されたように用いられ、その開示はここに組み込まれている。室の完全な汚染除去ができるように、第２の活性化装置４６ｂは長い間活性洗浄液ミストを活性状態に維持する。第２の活性化装置４６ｂは囲い５６の壁、床、天井に形成されてもよく、あるいは汚染除去工程中のみ囲い５６内に置かれるポータブルタイプでもよい。図７の汚染除去装置３８は、その中の物体や人と同様、部屋や車両や構造物の壁内の汚染除去をする。（図７や他の実施例に示されたような本願の提案を用いて汚染除去される領域内に人がいる時、過酸化水素ミストの場合はミストを吸入しても害はないが、ミストの吸入を避けるためマスクやフィルタを着用したほうがよい）。図７に示された装置３８は、固定の家、オフィスや、他の施設の部屋、あるいは航空機、自動車、船、軍用車両等の可動車両内部を汚染除去するために使用される。囲い５６は、汚染除去従事者の着用する防護服であってよく、これによって正常あるいは漏れが発生した防護服の内部の汚染除去が継続される。

多くの生化学的物質について重大な関心事の一つは、それらは空気伝播であり、空気の流れによって別の場所に伝達されることである。建物や車両においては、生化学的物質が一旦室内のＨＶＡＣ（暖房、換気、空調）システムに入ると、すぐに建物の別の部分に運ばれる。生化学的物質は建物全体とＨＶＡＣダクトを汚染するので、大変な清掃努力が必要となる。本願提案では、汚染除去ミストもまた空気伝播し、空気伝播された微生物とすぐに混合してそれらを攻撃するという効果がある。図８は、ミスト発生器４２と活性装置４６が、ＨＶＡＣシステムのダクトの形で囲い５６内に組み込まれ、あるいは一時的に挿入されている実施例を示す。ダクト６２はＨＶＡＣシステムのメインダクトの一部、あるいは汚染除去装置３８を受けるＨＶＡＣシステムに付加された補助ダクトである。フィルタ６４は、粒子や残存ミストを除去するために、ミスト発生器４２と活性化装置４６の下流に設けられている。フィルタ６４はたとえば、ポーラスカーボンや、公知の低制限合体フィルタでもよい。

図８の実施例により示されたように、汚染除去装置３８は、固体物質に加えて、空気やガスフローの汚染除去にも使用される。図９は、汚染除去装置３８が、人に汚染除去された呼吸用空気を提供するガスマスクとして使用される例を示す。囲い５６は、人の顔を覆うフェイスマスク６６に空気を提供する空気出入口を有した容器として構成されている。洗浄液ミストはミスト発生器４２により空気入口に噴射される。活性化装置４６は図２に示されたように洗浄液ミストを活性化するために設けられる。この場合は、活性化装置４６は空気入口の下流に設けられているので、洗浄液ミストはまず入ってくる空気と完全に混合され、その後活性化装置４６により活性化される。フィルタ６４は前述したように、粒子やミストの液体残留物を除去するために設けられる。

図２〜９のこれらの実施例全ては、約１気圧あるいは１気圧より少し高い大気中で稼動し、それら全ては「概略１気圧」の範囲内である。前述したように、多くの汚染除去状況は真空室や加圧室をセットアップすることなく汚染除去を達成することを必要とするので、この能力は重要である。ミスト発生器は、ミストを広めるために１気圧環境に入るのでミストの小さな過圧を発生するが、真空や加圧室を必要とはしない。本願の提案は、１気圧より少し高かったり少し低かったりする他の環境でも稼動するが、高圧や低圧で機能する必要はない。

本願の提案は、様々な生化学的物質に実施可能である。生化学的物質は、バクテリア（たとえば、炭疽、コレラ、ジアンデラ（giandera）、ペスト、細菌性赤痢、ツラレミア、腸チフス等）、リケッチア（たとえば、Ｑ熱、クラシック発疹チフス等）、ウイルス（たとえば、脳炎、出血性熱、痘瘡ウイルス）かつ／または毒素（たとえば、ボツリヌス毒素、リシア（ricia）、ブドウ球菌エンテロトキシンＢ、トリクノシーン(tricnothecene)（Ｔ−２）マイコトキシン）等の微生物学的物質である。

生化学的物質は、神経性ガス（たとえば、タブン、サリン、ソマン（soman）、チクロサリン、Ｖｘ、Ｖ_ｘ）、ブリスタ物質（たとえば、ディスティルドマスタード、ナイトロジェンマスタード、ホスゲン、ルイサイト、フェニルジクラシン（phenyl-dichlarsine）、エチルジクロアシン（ethyldichloarsine）、メチルジクロラアシン（methyldichlorarsine））、血液性物質（たとえば、青酸ガス、塩化シアン、アルシン）、窒息性物質（たとえば、ホスゲン、ジホスゲン）、嘔吐性物質（たとえば、ジフェニルクロロアルシン（diphenylchloroarsine）、アダムサイト、ジフェニルシアノアルシン（deiphenylcyanoarsine））、無力化性物質（たとえば、ＢＺ）、かつ／または、催涙性物質（たとえば、クロロアセトフェノン（chloroacetophenone）単独、様々な有機物との組合せ、ブロモベンジルシアナイド（bromobenzylcyanide）、o-クロロベンジルマロニトリル（o-chlorobenzylmalonitrile）、ＣＲ、クロロピエリン（chloropierin））等の化学的物質である。

本発明は、微生物学的物質、化学的物質の両方を含む生化学的物質に対し実行するよう限定された。多くの本提案の実施可能性テストを行ったが、そのうち３つのテストシリーズの結果をここに報告する。

第１テストシリーズでは、セラチアマルセンセンス（serratia
marcenscens）の同じ菌株をフィルタペーパーに植えつけて準備した。１つの標本は、基準として、３０℃の空気で２４時間培養した。菌培養の著しい成長が観察された。第２の標本は、１気圧の空気で６０秒、３容積％の過酸化水素水溶液ミスト（活性化されていない）に曝され、その後、３０℃の空気で２４時間培養した。菌培養の著しい成長が観察された。第３の標本は、１気圧の空気で６０秒、１０．５キロボルトＡＣアークを通って活性化された、３容積％水溶液の過酸化水素ミストにさらされ、その後、３０℃の空気で２４時間培養した。処理によって殺され、菌培養の成長は見られなかった。活性処理が、成長を妨げることができる３％過酸化水素に行ったこの立証のあと、さらに、１．５％、０．７５％、０．３％、０％（「活性」水蒸気のみ）濃度の過酸化水素ミストを用いて、１気圧で６０秒間さらし、上記のように培養して、各々の標本をテストした。１．５％、０．７５％の過酸化水素ミストに接触した標本は成長がなかった。０．３％の過酸化水素ミストに接触した標本はほんの少しの成長があった。０％の過酸化水素ミストに接触した標本は、菌培養の著しい成長が見られた。

第２、第３のテストシリーズとして、ダクトスティミュレーション構造を構成した。ダクトスティミュレーション構造は、直径約１０インチ、長さ１０フィート、垂直配向のパイプである。ミスト発生器と活性化装置はパイプの上に置かれ、３５０〜４００立法フィート／分のガスフローで稼動するファンがパイプの底部に置かれ、ガスフローを、パイプを介して下に誘導する。テストポートは、パイプ上部から１フィート、２フィート、４フィート、６フィートに配置され、テストされる標本は様々なポートに挿入された。

第２のテストシリーズにおいては、バチルスステアロサーモフィラス（bacillus
stearothermophilus）の約１０^６胞子／片でしみこませた、細菌胞子片（各々長さ３／４インチ、１／４インチ幅）が、ダクトスティミュレーション構造のテストポートの各々に配置された。テストの後、標本は７日間５０℃で培養された。第１テスト標本シリーズでは、空気のみ（過酸化水素は含まない）を１５秒間標本に注いだ。培養後、菌培養の著しい成長が全てのテストポートで見られた。第２の標本シリーズでは、活性化されていない６容積％の過酸化水素ミストが発生され、１５秒間標本に注がれた。第１テスト標本シリーズと同じように、細菌培養の著しい成長が全てのテストポートで見られた。第３の標本シリーズでは、この工程が繰り返されたが、６％過酸化水素ミストは１５キロボルトＡＣアークで活性化されていた。テストポートのどこにも菌培養は見られなかった。この細菌は従来の非活性過酸化水素処理を用いる成長制御に耐性があると知られているので、バチルスステアロサーモフィラスに対するこれらの結果は重要である。

第３のテストシリーズでは、細菌はバチルスサブチリスバーニガー（bacillus subtilis
var. niger）である点を除いて、上記のような細菌胞子片が用いられた。バチルスサブチリスバーニガーは、同属内のもので炭疽をもたらす、バチルスアントラシス（bacillus
anthracis）の代用と認識されている。バチルスサブチリスバーニガーは、バチルスアントラシスと似ているが、炭疽と接触したり、炭疽を広げたりする危険を冒さず、炭疽菌の成長と制御を研究するために研究所で用いられている。第１テスト標本シリーズでは、空気のみ（過酸化水素を含まない）が標本に１５秒間注がれた。標本の培養後、全てのポートから菌培養の著しい成長が観察された。第２の標本シリーズでは、６容積％の活性化されていない過酸化水素ミストが発生され、１５秒間、標本に注がれた。第１標本シリーズと同じように、全てのポートで菌培養の著しい成長が見られた。第３標本シリーズでは、この工程が繰り返されたが、６％過酸化水素ミストは１５キロボルトＡＣアークを通して活性化されていた。どのポートからも菌培養は観察されなかった。このテストによれば、この発明の提案は、ダクトスティミュレーション構造で炭疽代用品の成長を制御することを実証した。

化学的物質の代用品もまた実証された。ペスチサイドダイアジノン（登録商標）は、多くの化学生化学的物質と似た化学構成を有した、有機燐酸エステル合成物である。ダイアジノンは、化学生化学的物質に対する活性過酸化水素スピーシーズの効果用テストの代用品として使用された。２ミリリットルのダイアジノン有機燐酸エステル水溶液（約224,000ppm濃度）が、３つのペトリ皿の各々に注がれた。第1標本は１２〜１５秒間８〜１０インチの距離で６％過酸化水素の活性ミストにさらされた。第２標本はさらされず、基準として使用された。第３標本はダイアジノンコーティングの残留物をペトリ皿に置いたまま２４時間乾燥され、第１標本と同じように活性ミストにさらされた。１０ミリリットルの純水を各々のペトリ皿に加え、その水溶液をフィルタし、２０ミリリットルに薄めた。活性有機燐酸エステルの存在が６４０ｎｍで光度測定された。第１標本は透明なままで、１．９ppm（100万分率）の望ましい有機燐酸エステル含有量を有し、第２標本（基準）は深いブルーに変わり、ほとんど黒になり、読み取れないほど高い有機燐酸エステル含有を示し、第３標本は透明なままで、９．５ｐｐｍの望ましい有機燐酸エステル含有量を示した。したがって有機燐酸エステル水溶液の変性は立証された。

本提案の更なる特徴は、活性洗浄液は物体から粒子を取り除くために使用されることである。粒子は生化学的物質のキャリアとして使用されてもよい。本願の提案は表面から粒子や関連した生化学的物質を取り除く助けになる。図３、4、6、8、9に示されたような実施例では、汚染された領域や汚染されたガスフローから粒子が取り除かれ、フィルタに集められ、露出した生化学的物質そのものを破壊するのと同様、生化学的物質のキャリア媒体を取り除く。

本願の特別な実施例を図示するために詳細に述べたが、本願の精神や範囲を超えることなく、さまざまな変形例や改善例がなされる。したがって、本発明は添付クレームにより限定されるものではない。

発明を実施するための好ましい提案のブロックフローダイアグラムである。 活性化装置をミスト発生器の近くに配置した、発明を実施するための提案の第一実施例の概略図である。 活性化装置をミスト発生器の遠くに配置した、発明を実施するための提案の第二実施例の概略図である。 ミスト発生器を近くと遠くに配置した、発明を実施するための提案の第三実施例の概略図である。 ストリーミング汚染除去装置を示す。 部屋タイプの汚染除去装置を示す。 部屋の汚染除去をするための汚染除去装置を示す。 暖房、換気、空調ダクトシステム用汚染除去装置を示す。 人が呼吸をする空気の汚染除去装置を示す。

Claims (17)

1. 生化学的物質を変性させる方法であって、
   活性洗浄液ミストの少なくとも一部は、概略１気圧で活性化された状態にある活性洗浄液ミストを生成する生成ステップと、
   上記活性洗浄液ミストを生化学的物質に接触させるステップとを有する、生化学的物質を変成させる方法。
2. 請求項１において、
   上記接触ステップは、上記活性洗浄液を微生物学的物質に接触させるステップを含んでいることを特徴とする生化学的物質を変成させる方法。
3. 請求項１において、
   上記接触ステップは、上記活性洗浄液を、少なくともバクテリア、リケッチア、ウイルス、トキシンの類から選択される微生物学的物質に接触させるステップを含んでいることを特徴とする、生化学的物質を変成させる方法。
4. 請求項１において、
   上記接触ステップは、上記活性洗浄液を化学的物質に接触させるステップを含んでいることを特徴とする、生化学的物質を変成させる方法。
5. 請求項１において、
   上記接触ステップは、上記活性洗浄液を、少なくとも神経性ガス、びらん性ガス、血液性物質、窒息性物質、嘔吐性物質、無力化性物質、催涙性物質の類から選択される化学的物質に接触させるステップを含んでいることを特徴とする、生化学的物質を変成させる方法。
6. 請求項１から５のいずれかにおいて、
   上記接触ステップは閉空間で行われることを特徴とする、生化学的物質を変成させる方法。
7. 請求項１から５のいずれかにおいて、
   上記接触ステップは開空間で行われることを特徴とする、生化学的物質を変成させる方法。
8. 請求項１から７のいずれかにおいて、
   上記生成ステップは、汚染除去装置（３８）を備えるステップを有しており、
   上記汚染除去装置は、
   洗浄液源（４０）と、
   上記洗浄液の入力フローと、概略１気圧にされる上記洗浄液ミストの出力フローとを有しているミスト発生器（４２）と、
   上記洗浄液のミストを活性化させて、活性洗浄液ミストを生成するように配置される活性化装置（４６）とを備えている、生化学的物質を変成させる方法。
9. 請求項１から８のいずれかにおいて、
   上記生成ステップは、活性ヒドロキシル類から構成される活性洗浄液ミストを生成するステップからなる、方法。
10. 洗浄液源（４０）と、
    上記洗浄液の入力フローと、概略１気圧にされる上記洗浄液ミストの出力フローとを有しているミスト発生器（４２）と、
    上記洗浄液ミストを活性化させ、活性洗浄液ミストを生成するために配置された活性化装置（４６）とを備えている汚染除去装置（３８）。
11. 請求項１０において、
    上記洗浄液源（４０）は過酸化水素源を有していることを特徴とする、汚染除去装置。
12. 請求項１０あるいは１１において、
    上記洗浄液源（４０）は、少なくとも過酸化水素、過酢酸、過酸化ナトリウム、グルテラルドハイド（gluteraldehyde）のグループから選択される活性化可能な物質源を有していることを特徴とする、汚染除去装置。
13. 請求項１０から１２のいずれかにおいて、
    上記洗浄液源（４０）は、少なくともエチレンジアミンテトラアセテート、イソプロピルアルコール、クエン酸、乳酸、シュウ酸、それらの混合物のグループから選択される促進物質源を更に有していることを特徴とする、汚染除去装置。
14. 請求項１０から１３のいずれかにおいて、
    上記洗浄液源（４０）は、少なくともアルコール、酵素、脂肪酸、酸、キレート剤、それらの混合物のグループから選択された促進物質源を更に有していることを特徴とする、汚染除去装置。
15. 請求項１０から１４のいずれかおいて、
    上記活性化装置（４６）は、少なくとも電気エネルギー、光エネルギーのグループから選択された活性エネルギーを生成することを特徴とする、汚染除去装置。
16. 請求項１０から１５のいずれかにおいて、
    上記ミスト発生器（４２）と上記活性化装置（４６）は、上記活性化装置（４６）が、ミスト発生器（４２）から発生した洗浄液ミストを活性化させるために近接して配置されていることを特徴とする、汚染除去装置。
17. 請求項１０から１５のいずれかにおいて、
    上記活性化装置（４６）はミスト発生器（４２）から離れて位置している、汚染除去装置。

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