JP2006028079A

JP2006028079A - 金属ナノコロイドの溶存水およびその製造方法

Info

Publication number: JP2006028079A
Application number: JP2004208621A
Authority: JP
Inventors: Nobukatsu Morisawa; 紳勝森澤; Sanetaka Shirahata; 實隆白畑
Original assignee: Nihon Trim Co Ltd
Current assignee: Nihon Trim Co Ltd
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】透析液や輸液などに適用可能な新規な金属ナノコロイドの溶存水、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】浸透圧が０．００６Ｏｓｍ／Ｌ以下であり、過酸化水素によるルミノール発光値を抑制する金属ナノコロイドの溶存水であって、白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムのいずれか１つ以上を含む金属ナノコロイドの溶存水およびその製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、新規な金属ナノコロイドの溶存水およびその製造方法に関する。かかる金属ナノコロイドの溶存水は、たとえば、透析液や輸液に特に好適に使用することができる。

また、電解還元水を癌細胞に作用させると、細胞内の高い酸化ストレスが軽減されるとともに、増殖速度の低下、形態の変化、軟寒天中でのコロニー形成能の低下、テロメアの可逆的短縮、ＭＭＰ−２および９の発現および活性化の低下による転移浸潤の抑制などが観察された。また、担癌マウスに投与すると有意な癌細胞の増殖抑制効果が確認できた。そこで、癌細胞と同時に正常細胞も攻撃するため、副作用がひどい従来公知の抗癌剤の代わりに、副作用のない発癌抑制剤として、電解還元水を利用することができるのではないかと、医学、薬学、生物学の分野において、電解還元水が非常な注目を集めるに到っている。

さらに、電解還元水の動脈硬化症、アレルギー症、脳細胞のアポトーシスに対する効果についても検討されている。抗酸化作用をもつ電解還元水は様々な生活習慣病の予防や医療への利用が期待できるだけでなく、食品の品質保持や農作物の生産性向上、環境浄化など今後幅広い研究及び産業への利用が期待される。

電解還元水のこのような効用は、電解還元水中の活性水素が有する還元性（抗酸化性）によって起こる抗酸化作用によるものである。活性酸素とは、酸素分子に電子が１個入ったもの（Ｏ₂・-）、ヒドロキシル基（・ＯＨ）、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）および一重項酸素（¹Ｏ₂）などを指し、活性水素により次の機構で活性酸素は消去され、還元作用および抗酸化作用と呼ばれる。

活性酸素消去作用は，次の反応式で示される。

Ｏ₂・-＋２Ｈ・→Ｈ₂Ｏ₂＋ｅ^-
・ＯＨ＋Ｈ・→Ｈ₂Ｏ
Ｈ₂Ｏ₂＋２Ｈ・→２Ｈ₂Ｏ
また、フリーラジカル消去作用は、次の反応式で示される。

Ｒ・＋Ｈ・→ＲＨ
近年では、たとえば総合アミノ酸輸液、高カロリー輸液用糖・電解質・アミノ酸液、電解質輸液、高カロリー輸液用糖・電解質液、腹腔透析液、人工腎臓用透析液などの輸液が、医療の現場で頻繁に用いられている。このような輸液は、術後の回復や脱水の補給、生存維持などの目的で使用されるものであるが、このような状態のときは体内にダメージがあり、活性酸素による酸化ダメージが考えられる。また、輸液のほか、血液透析や腹膜透析などに用いられる透析液についても、たとえば従来血液透析においては水道水を逆浸透膜で処理して得られた透析液が一般に用いられてきたが、このような従来の透析液には抗酸化力は勿論なく、活性酸素による同様の酸化ダメージの問題が考えられる。したがって、輸液、透析液においても、人体内での酸化反応や炎症反応を抑制できるものであることが望まれるが、酸化ダメージに対する防御物質が組込まれた輸液、透析液は未だ開発されていない。

なお、以上本願に係る発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般的技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、本願の出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有しておらず、かつ、本願に先行する出願人自身の特許出願等についても認識していない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、透析液や輸液などに適用可能な新規な金属ナノコロイドの溶存水、およびその製造方法を提供することである。

本発明の１つの局面によれば、浸透圧が０．００６Ｏｓｍ／Ｌ以下であり、過酸化水素によるルミノール発光値を抑制する金属ナノコロイドの溶存水であって、白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムのいずれか１つ以上を含む金属ナノコロイドの溶存水が提供される。

好ましくは、金属ナノコロイドの溶存水は水素をさらに含む。

好ましくは、金属ナノコロイドの溶存水は酸化還元電位が−８００〜＋２００ｍＶである。

好ましくは、金属ナノコロイドの溶存水は透析液として使用される。

好ましくは、金属ナノコロイドの溶存水は輸液として使用される。

好ましくは、金属ナノコロイドの溶存水は飲用として使用される。

好ましくは、金属ナノコロイドの溶存水は電解還元水を逆浸透膜で処理したものである。

本発明の別の局面によれば、白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムのいずれか１つ以上を含む金属ナノコロイドの溶存水の製造方法であって、電解還元水を逆浸透膜で処理することを特徴とする金属ナノコロイドの溶存水の製造方法が提供される。

好ましくは、金属ナノコロイドの溶存水がさらに水素を含む。

好ましくは、細孔径が１Å〜１０Åの逆浸透膜を用いる。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水によれば、浸透圧が０．００６Ｏｓｍ／Ｌ以下であり、過酸化水素ルミノール発光値を抑制するので、細胞や組織、器官が酸化ダメージを受けにくくなり、結果として回復が早くなるいう効果を発揮する透析液（血液透析、腹膜透析用の透析液を含む）や輸液を実現することが可能となる。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水によれば、浸透圧が０．００６Ｏｓｍ／Ｌ以下、好ましくは０．００４Ｏｓｍ／Ｌ以下である。浸透圧が０．００６Ｏｓｍ／Ｌを越えると、塩や有機物の除去率が高くなり、血液透析用水としては好ましくないためである。また、本発明の金属ナノコロイドの溶存水の浸透圧は低ければ低いほど好ましいが、通常、０．００２Ｏｓｍ／Ｌ以上であり、好ましくは０．００１Ｏｓｍ／Ｌ以上である。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水の浸透圧は、浸透圧計（オスモメータ、ＲＯＥＢＬＩＮＧ社製）を用い、氷点降下法の原理に基づいて測定された値を指す。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水はまた、過酸化水素によるルミノール発光値を抑制する。本発明の金属ナノコロイドの溶存水により抑制される前記ルミノール発光値は、好ましくは１２０００以下であり、より好ましくは１１０００以下である。過酸化水素によるルミノール発光値が１２０００を越えると、活性酸素消去能、抗炎症効果が低下してしまう、あるいは消滅してしまう虞があるためである。また、本発明の金属ナノコロイドの溶存水の過酸化水素によるルミノール発光値の抑制値は低ければ低いほど好ましいが、通常、１００００以上、好ましくは８０００以上である。

過酸化水素消去能は、過酸化水素によるルミノール発光値を指標として評価することができ、当該発光値は過酸化水素をルミノールと反応させて発光させ、その発光をケミルミネッセンスアナライザーＣＬＤ−１１０（東北電子工業株式会社製）でカウントすることによって測定することができる。具体的には、１０×ＰＢＳを２００μｌ、ルミノール（２５ｍＭ）を１００μｌ、各サンプル水またはＲＯ処理水を１６００μｌを注入した後測定を開始し、測定開始後６０秒後に過酸化水素液を注入し、６０秒間化学発光値（ｃｐｍ）をカウントし、時間（測定開始後６０秒〜１２０秒）との積分値を求めることによって、測定する。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水は、白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムのいずれか１つ以上を含む。白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムの金属ナノコロイドを含むことにより、活性水素供与体および活性酸素消去剤として機能するという効果を発揮することができるためである。また、このような元素の含有率は、生体に有効に作用するという観点から、０．０１ｐｐｂ〜５００ｐｐｍの範囲内、好ましくは、０．１ｐｐｂ〜１０ｐｐｍの範囲内である。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水は、白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムに加えて、さらに水素を含むことが好ましい。当該水素は、分子状であっても、原子状であってもよい。分子状水素は、金属ナノコロイド表面で原子状水素（活性水素）に変換され還元力を示す。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水は、細胞や組織、器官が酸化ダメージを受けにくくなり、結果として回復が早くなるいう効果を発揮し、透析液（血液透析、腹膜透析用の透析液を含む）や輸液に好適に適用することができる。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水は、酸化還元電位（ＯＲＰ）が−８００〜＋２００ｍＶの範囲内であるのが好ましく、−５００〜＋１００ｍＶの範囲内であるのがより好ましく、−４００〜＋５０ｍＶの範囲内であるのが特に好ましい。酸化還元電位が−８００ｍＶ未満または＋２００ｍＶを越えると、適用する器官、組織または細胞の機能が低下してしまう傾向にあるためである。

なお、本発明の金属ナノコロイドの溶存水における酸化還元電位は、酸化還元電位計（ＲＭ−２０Ｐ、東亜電波工業社製）を用いて測定された値を指す。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水は、塩素（Ｃｌ₂）およひ次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を含まないか、含んだとしても極微量しか含まないものであるのが好ましい。本発明の金属ナノコロイドの溶存水の残留塩素の濃度は０．１ｍｇ／Ｌ以下であるのが好ましく、０．０８ｍｇ／Ｌ以下であるのがより好ましい。実質的に塩素（Ｃｌ₂）を含まない金属ナノコロイドの溶存水は特に好ましい。また、本発明の金属ナノコロイドの溶存水の塩素イオンの濃度は、５ｍｇ／Ｌ以下であるのが好ましく、１ｍｇ／Ｌ以下であるのがより好ましい。通常の検出法による検出限界以下である、実質的に塩素イオンを含有しない金属ナノコロイドの溶存水は特に好ましい。塩素イオンは、次亜塩素酸の含有指標となる。得られた金属ナノコロイドの溶存水に次亜塩素酸が含まれていれば、その濃度に正に相関して、高い濃度の塩素イオンが検出されるからである。金属ナノコロイドの溶存水中の塩素イオン濃度が低ければ、次亜塩素酸の濃度も低くなる。

本発明の金属ナノコロイドの溶存水は、電解還元水を逆浸透膜で処理したものであるのが好ましい。ここで、「電解還元水」は、隔膜で隔てられた陰極室と陽極室のそれぞれに電解質を溶解した水（原水）を導入して電気分解することによって、陰極室で金属イオンが還元されて生成する金属ナノコロイドを含む水である。電解還元水は活性水素を吸着・吸蔵した金属ナノコロイド（活性水素金属ナノコロイド）が活性水素供与体および活性酸素消去剤として機能することによって抗酸化作用を有し、結果、様々な疾病の予防や治療に役立ち、老化の進行を抑制するほか、医療以外の分野でも、食品の保存や半導体の洗浄など、多くの分野で利用が期待されている。このように、上述した本発明の金属ナノコロイドの溶存水を電解還元水を利用して調製することで、電解還元水中の活性物質の性質上、活性酸素を消去してもその活性成分は水に戻るだけで副作用がないという利点がある。電解還元水の製法については、たとえば電解還元水製造装置（ＴＩ−８０００、日本トリム社製）を用いた方法が知られている。

本発明においては、電解還元水を逆浸透膜処理することを特徴とする金属ナノコロイドの溶存水の製造方法をも提供する。本発明の製造方法においては、まず、たとえば電解還元水製造装置（ＴＩ−８０００、日本トリム社製）を用いて電解還元水を得る。電解還元水は、たとえば、原水（電気分解する前の水）に適宜の電解質を添加した後、電気分解を行なうことで、得ることができる。電解還元水の作製に用いる原水としては、超純水（ＭｉｌｌｉＱ水）、純水、蒸留水、水道水などが挙げられるが、人体や生体細胞への適用を考慮すると、超純水、純水または蒸留水を原水として用いるのが好ましい。

電解質としては、たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、ヘキサクロロ白金酸などが挙げられ、中でも、陽極から発生する次亜塩素酸の混入を避け、また次亜塩素酸を発生させないために、水酸化ナトリウムおよび／または水酸化カリウムが好ましい。電解質は、原水の電気伝導率が好ましくは１００μＳ／ｃｍ以上、より好ましくは１００〜１０００μＳ／ｃｍとなるよう、原水に添加する。かかる原水の電気伝導率とするための電解質の添加量は、たとえば電解質として水酸化ナトリウムを用いる場合には、４〜８００ｍｇ／Ｌが例示され、好ましくは１０〜３００ｍｇ／Ｌ、より好ましくは５０〜２００ｍｇ／Ｌである。

電気分解は、隔膜を隔てて互いに分離された、陰極を含む陰極室および陽極を含む陽極室とを有する電解槽を少なくとも備える公知の電解還元水製造装置（好適には、ＴＩ−８０００（日本トリム社製））を用いて行なうことができる。電気分解の条件は、特に制限はなく、従来公知の適宜の条件にしたがって行なうことができる。たとえば、電流が１〜５Ａ、電圧が０〜８０Ｖ、温度が４〜６０℃、時間が１秒〜１時間、流速が０〜１５００ｍＬ／ｍｉｎである条件が例示される。このような電気分解を終えた後、陰極室に生成された水を、電解還元水として供することができる。

次に、逆浸透膜を用いて、得られた金属ナノコロイドの溶存水の浸透圧が０．００６Ｏｓｍ／Ｌ以下となるように逆浸透処理を行う。本発明において用いられる逆浸透膜の細孔径に特に制限はないが１Å（０．１ｎｍ）〜１０Å（１ｎｍ）の細孔径を有する逆浸透膜を用いるのが好ましい。細孔径が１Å未満の逆浸透膜を用いると、塩の排除率は上昇するが、透過水の流速が極端に低下するという傾向にあり、また、細孔径が１０Åを越える逆浸透膜を用いると、透過水の流速は上昇するが、塩の除去率が大きく低下するという傾向にあるためである。

逆浸透処理は、具体的には、ＨｅｌｉｃｏｎＲＯ膜（Ｎａｎｏｍａｘ９５）を使用して行うのが特に好ましい。逆浸透処理の際にかける圧力としては、１〜５ＭＰａの範囲内であるのが好ましく、２〜４ＭＰａの範囲内であるのがより好ましい。

以下、実験例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実験例１＞
サンプル水として、超純水（ＭＱ）、水道水（九州大学農学部の水道水（地下水を独自に塩素処理））（Ｔａｐ）、電解還元水（ＥＲＷ）、ノルデナウ水（Ｎｏｒｄｅｎａｕ）を準備した。電解還元水は、九州大学農学部の水道水（地下水を独自に塩素処理）を電解還元装置（ＴＩ−８０００、日本トリム社製）のレベル４で電解したものを用いた。

これらをそれぞれ、逆浸透装置（ミリポア社製）を用いて、逆浸透膜処理（ＲＯ処理）した。逆浸透膜にはＨｅｌｉｃｏｎＲＯ膜（Ｎａｎｏｍａｘ９５）を使用し、５００ｍｌの各サンプル水を、最大圧力（３ＭＰａ）をかけて約１時間、処理した。それぞれについて、浸透圧計を用いて浸透圧を測定し、超純水の浸透圧（０．０００Ｏｓｍ／Ｌ）に近づくまで、逆浸透膜処理を繰り返した。得られた処理水を、それぞれ超純水のＲＯ処理水（ＭＱＲＯ）、水道水のＲＯ処理水（ＴａｐＲＯ）、電解還元水のＲＯ処理水（ＥＲＷＲＯ）、ノルデナウ水のＲＯ処理水（ＮｏｒｄｅｎａｕＲＯ）と呼称する。

サンプル水、ＲＯ処理水のそれぞれについての浸透圧は、表１に示すとおりであった。

上記で得られたサンプル水、ＲＯ処理水のそれぞれについて、下記の手順で過酸化水素消去能を測定した。

まず、チューブに１０×ＰＢＳを２００μｌ、ルミノール（２５ｍＭ）を１００μｌ、各サンプル水またはＲＯ処理水を１６００μｌを注入した後測定を開始し、測定開始後６０秒後に過酸化水素液を注入し、６０秒間化学発光値（ｃｐｍ）をカウントし、時間（測定開始後６０秒〜１２０秒）との積分値を求めた。かかる過酸化水素消去能の測定には、ケミルネッセンスアナライザーＣＬＤ−１１０（東北電子工業株式会社製）を用いた。かかる測定を３回行い、平均値および偏差を求めた。

結果を表２および図１に示す。

超純水では約２００万カウントの発光があったが、超純水のＲＯ処理水では約２５０万カウントの発光であった。水道水は発光をほぼ完全に抑制した。これは抗酸化力というよりも次亜塩素酸が過酸化水素を分解したのではないかと推測された。水道水のＲＯ処理水は、超純水と比較すると低かったが、約１５０万カウントの発光を示した。電解還元水はやや低い値を示したが、電解還元水のＲＯ処理水（本発明の金属ナノコロイドの溶存水）は最も強く発光を抑制した。この抑制がどのような機構で起こるのか興味がもたれる。ノルデナウ水はそのままで発光を抑制したが、これが水道水と同じ物質によるのか、異なる物質によるのか検討が必要であると考えられる。

実験例１の過酸化水素消去活性の測定結果を示すグラフを表す図である。

Claims

浸透圧が０．００６Ｏｓｍ／Ｌ以下であり、過酸化水素によるルミノール発光値を抑制する金属ナノコロイドの溶存水であって、白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムのいずれか１つ以上を含む、金属ナノコロイドの溶存水。
浸透圧が０．００６Ｏｓｍ／Ｌ以下であり、過酸化水素によるルミノール発光値を抑制する金属ナノコロイドの溶存水であって、白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムのいずれか１つ以上を含み、水素をさらに含む、金属ナノコロイドの溶存水。
酸化還元電位が−８００〜＋２００ｍＶである、請求項１または２に記載の金属ナノコロイドの溶存水。
透析液として使用される、請求項１〜３のいずれかに記載の金属ナノコロイドの溶存水。
輸液として使用される、請求項１〜３のいずれかに記載の金属ナノコロイドの溶存水。
飲用として使用される、請求項１〜３のいずれかに記載の金属ナノコロイドの溶存水。
電解還元水を逆浸透膜で処理したものである、請求項１〜６のいずれかに記載の金属ナノコロイドの溶存水。
白金、バナジウム、パラジウムまたはゲルマニウムのいずれか１つ以上を含む金属ナノコロイドの溶存水の製造方法であって、電解還元水を逆浸透膜で処理することを特徴とする、金属ナノコロイドの溶存水の製造方法。
金属ナノコロイドの溶存水がさらに水素を含む、請求項８に記載の製造方法。
細孔径が１Å〜１０Åの逆浸透膜を用いる、請求項８または９に記載の製造方法。