JP2007252295A - 微生物不活化効果判定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インフルエンザウイルスのような微生物を、空気とともに密閉容器内に納めてその内部で微生物の不活化対策の効果を判定するための、温度調節できる密閉容器1と、前記密閉容器1内の相対湿度を調節できる調湿剤2と、温度調節機能付きの温調手段3と、微生物の不活化に寄与すべき表面を有する試験基板4を内部に備え、前記密閉容器の開閉が、前記密閉容器内で調節すべき温湿度とほぼ同じ温湿度雰囲気の空間内で行われる判定装置。
【選択図】図1
Description
作用のある物質は、薬剤として販売され、あるいは種々の医療用品や介護用品、さらには例えば空調系内部の特定の表面、たとえばフィルタ濾材の表面に担持の表面に担持されて販売されている。
このような販売に先立ち、殺菌・静菌作用のあると考えられる候補物質の殺菌・静菌効果の程度を測定する
ことが行われる。また分析機関が消費者や研究機関からの依頼により市販の薬剤や新規な物質の性能を試験す
ることもある。
ところが、表面に担持物質がないものを比較のために同様に調べると、対照となる表面(コントロール表面)でも、周囲雰囲気,特に温度・湿度の範囲によっては、塗布された微生物に著しい殺菌・静菌効果が見られ,比較の対照となる表面の担持物質の微生物に対する殺菌・静菌効果との差異が見られない場合があった。この原因として担持物質の周囲環境特に温度・湿度の変動があると発明者らは想定した。発明者らは、次の実験でこれを確認した。
フィルタ濾材であるポリオレフィン素材と、同素材に無機系抗菌剤の中でもとりわけ抗菌活性が強い銀粒子を塗布したものを準備した。両者の表面にインフルエンザウイルスA/WSN/TS51溶液を0.001ミリリットル(塗布量)塗布したものを用意し、両サンプルを分析室のクリーンベンチ内に放置してウイルスの失活効果を測定した。両サンプルとも,4個ずつ同じものを準備しておき,放置直後、10分経過後、60分経過後、1000分(約18時間)経過後に1つずつ回収して,ポリオレフィン表面または銀粒子塗布面に付着していたウイルスを培養液に溶かし込み、その後培養液をプラーク法によって分析し,ウイルス個数(PFU値)を測定した。この実験は、分析室の周囲空気をクリーンベンチで浄化して供給する場合(結果を表1に示す)、温湿度制御がされたクリーンルームに放置する場合2例(表2に結果を示す温度25℃・湿度60%と表3に結果を示す温度25℃・湿度40%)で行った。ここで、クリーンベンチやクリーンルームに試料を置いた理由は、微生物を周囲に拡散させないため、および汚染された空気による計測への悪影響を避けようとしたためである。
一方、クリーンルームを用いた実験結果の表2,3では、温湿度制御は厳密に行われたため、実験開始から1000分経過後までは、温度は25℃、相対湿度は表2では60%、表3では40%の一定値に維持された。コントロールサンプルは、表2の相対湿度60%のウイルス残存率は表3の相対湿度40%のウイルス残存率よりも小さい。さらに銀粒子担持サンプルは、同じ相対湿度条件で比較すると,コントロールサンプルよりも残存率はさらに下がる。コントロールサンプルのウイルス残存率と比較した銀粒子担持サンプルのウイルス残存率の相対値は,相対湿度が60%の方が40%の方よりも著しく小さい。つまり,コントロールサンプルと銀粒子担持のサンプルは共に,ウイルス失活は相対湿度の影響を大きく受け,コントロールサンプルと比較した銀粒子担持サンプルの失活効果の測定は,温湿度一定の雰囲気で行う必要があることを確認した。
なお、出願人が微生物の量を計測し評価する発明を調査したところ、容器に微生物を納めて放射線の粒子や薬剤の粒子を照射し、事後の微生物の量を評価するもの(特許文献1)、微生物を近似した種でグループ分けし、その代表種を指標菌として温度・湿度・風速・照度を変えて実験し、こうして作成したデータベースに環境因子を入力して照合し、これにより微生物の付着量を推定するもの(特許文献2)、外気の絶対湿度・気温・水蒸気圧のいずれかが所定基準値以下となったときをインフルエンザ流行状態と判断するもの(特許文献3)が知られている。
微生物を内部に納める容器は温度調節手段と制御される調湿剤を備え、実験ごとに微生物の生存環境が異なるという事態を回避できる。また微生物の生存に適した温湿度、例えばHarper,G.J:Airborne micro―organisms: survival tests with four viruses, J. Hyg. Camb., 59;479〜486, 1961に記述されているように、インフルエンザウイルスの生存に適した20℃以下,30%RH以下の低温低湿の環境を創出し維持できる。これにより微生物の個数が外乱により減少するなどの現象は無く、判定対象物の有無による比較が正確に行える。また上記のような簡単な構成要素のみから成るので持ち運びが容易で、実験の場所や時に制約がない。さらに人体に有害な可能性を持つものは試験材料である微生物のみで、これを密閉容器に納めることで、健康に対する危険性を低減している。なお、試験基板は不活化に寄与すると考えられる素材そのものの断片でもよいし、効果の見込める薬剤が少なくとも一つの面に塗布や接着されていてもよい。形状は正確な板状態でなくとも、面積に比べて厚みが目立つものであってもよい。相対湿度を調節できる調湿剤は、例えば微生物の生育に適した相対湿度に合わせあらかじめ用意されるものである。
インフルエンザウイルスは前述した低温低湿が生存に適しているが,夏カゼの原因とされるアデノウイルスやコクサッキーウイルス,さらにはカビなどではインフルエンザウイルスとは逆に20℃以上,30%RH以上の高温高湿の環境が適しており,それらの温湿度条件に応じて調湿剤を選択することができる。
なお、本明細書における「微生物」とは、細菌(原核細胞)とカビ、酵母(真核細胞)からなる「菌類」(単細胞生物)、およびウイルスを指す。
この構成により、判定対象物の有無による微生物量を、それらがある場合とない場合同時に測定でき、差異の比較分析作業の能率がよい。
この構成により、例えば蓋をあけたときの異種空気の混合とそれによる微生物の生存環境の変動を防止できる。密閉容器の内側と外側をほぼ同じ温湿度、例えば摂氏温度または相対湿度がそれぞれ10%以内の誤差に納まるように外側の空気環境を制御する。
この構成により、健康増進法(ビル管理法)で管理対象となっているインフルエンザウイルスの失活に寄与できる物質の探索と特定に貢献でき、トリインフルエンザ等新種のウイルスに速やかに対策を施せることになる。
この構成によれば、容器内の温湿度の状態をリアルタイムで目視でき、あるいは取り出したデータをパソコン等で処理できる。また例えば、容器外の空気環境を容器内のそれに近づけて制御することが容易である。
この構成の無機鉱物はいわば呼吸をするかのように水分の吸着と放出を繰り返している。その程度により管理したい相対湿度に閉鎖空間を維持するために選定される。既往の使用例としては、博物館や美術館の収蔵庫では、無機鉱物であるシリカとアルミナの混合物からなる調湿剤が、庫内を収蔵品の種類ごとに異なる最適保存の相対湿度に維持するために設置されている。
活性白土は調湿剤として選択の幅が広く、対象とする相対湿度が20%から80%の範囲で5%きざみで商品化されている。特にかびのような、高湿環境で繁殖状態が良好となる微生物に対する不活試験に用いれば、好適に非判定物と対照(このトロール)との差異を明瞭に判別することができる。
あとは所定時間経過後に容器1の蓋1aをあけてサンプル(試験基板4とコントロール4’のセット)を1組ごと取り出せばよい。これにより微生物に触れる機会を低減できる。また、周囲空気との接触機会を減らそうとすればシャーレ5にも蓋を取り付け気密シャーレとすることもできる。シャーレや前記手袋、無線式データロガー式温湿度センサ6を内部に収容しても、密閉容器の外形寸法は直径50cm、高さ30cm程度で、依然として可搬性、取り扱いの簡便性を失わない。
図2では、容器1内の温度は20℃+−0.5℃に制御され、14cm直径のシャーレ内に60%、40%、70%、80%の相対湿度に対応する4種の吸着剤をそれぞれ70gずつ順次入れ替えていき、シャーレ内の温度と湿度の変化を同時に測定できる無線式データロガー付センサで測定した結果である。
相対湿度60%用の吸着剤を入れた場合、○で示したように,17分間を要して相対湿度は54%から59%に変化して安定化した。40%用では,□で示したように、23分間を要して相対湿度は54%から36%に変化して安定化した。70%用では,△で示したように、20分間を要して相対湿度は56%から68%に変化して安定化した。ところが,80%用では◇で示したように、94分間かかって58%から80%に変化して安定化した。これは,初期の相対湿度が目標値の80%と比較して22%も低い58%に設定されていたためと考えられる。
図3は、容器1内の温度は25℃±1.0℃に制御され,14cm直径のシャーレ内に10%、20%、30%、45%、50%の相対湿度に対応する5種の吸着剤をそれぞれ70gずつ順次入れ替えていき、シャーレ内の温度と湿度の変化を同時に測定できる無線式データロガー付センサで測定した結果である。
相対湿度10%用の吸着剤を入れた場合,○で示したように,初期の相対湿度が目標値の10%と比較して33%も高い43%に設定されていたためか、相対湿度は43.2%から11%に変化するのに42分間かけて安定化した。30%用では,□で示したように、10分間で相対湿度は32%から29%に変化して安定化した。50%用では,△で示したように、16分間で相対湿度は53%から52%に変化して安定化した。80%用では、◇で示したように、23分間かけて50%から48%に変化して安定化した。20%用では、*で示したように、初期の相対湿度が目標値の20%と比較して29%も高い49%に設定されていたためか、49%から20%に変化して安定化するのに63分間要した。45%では、×で示したように,10分間で46%から45%に変化して安定化した。
図2、図3いずれも周囲雰囲気と安定化湿度の差が少ないほど、シャーレに閉じ込めてから安定化湿度まで到達する時間は短くて済む。一方、周囲雰囲気と安定化湿度の差が大きいほど、シャーレに閉じ込めてから安定化湿度まで到達する時間は長くかかる。具体的には図2の80%用の94分間、図3の10%用の42分間、20%用の63分間である。
吸着剤の安定する制御湿度の±10%RH程度に周囲雰囲気湿度をあらかじめ調整しておけば、シャーレを封止したあとの制御湿度に到達するまで数分で済む。制御湿度と周囲湿度の差が大きいと、到達に比較的長時間を要する。
なお、吸着剤をシャーレに入れて安定化湿度に達するまでの間、吸着剤が水分を吸着・放出する際に吸着熱も出入りする。このため、図2、3の密閉シャーレ内の温度が数℃の範囲で急上昇と急降下が起きた。
第1の実施形態、つまり密閉容器1が1重でその中に基板・コントロール・ヒータ・調湿剤が納められる場合には密閉容器1内部の環境に密閉容器外の環境を合わせる。具体的には前述の無線式データロガー式温湿度センサ6による検出値に合わせ、またはセンサ6の検出値によらずあらかじめ設定した温湿度に密閉容器1の温湿度を調整しつつ、密閉容器1が納められる部屋の温湿度を、その系統の空調機の熱交換器や加湿器を操作して密閉容器1内の環境に合わせる。またはその部屋の給気口と排気口を目貼りしてヒータや加湿器、除湿器を操作しても良い。
2 調湿剤
3 温度調節機能付きの温調手段
4 試験基板
5 シャーレ
Claims (7)
- 微生物を空気とともに密閉容器内に納めてその内部で微生物の不活化対策の効果を判定する装置であって、温度調節できる密閉容器と、前記密閉容器内の相対湿度を調節できる調湿剤と、温度調節機能付きの温調手段と、微生物の不活化に寄与すべき表面を有する試験基板からなる微生物不活化効果判定装置。
- さらに、前記表面を有さない対照となる基板を付け加えたことを特徴とする請求項1の微生物不活化効果判定装置。
- 前記密閉容器の開閉が、前記密閉容器内で調節すべき温湿度とほぼ同じ温湿度雰囲気の空間内で行われることを特徴とする請求項1,2の微生物不活化効果判定装置
- 不活化対策の効果を判定したい微生物の種類がインフルエンザウイルスであることを特徴とする請求項1,2,3の微生物不活化効果判定装置。
- 前記密閉容器内雰囲気の温度と湿度をモニタリングして数値データとして外部に表示または取り出せる機能を有する温湿度センサを前記密閉容器の内部に備えたことを特徴とする請求項1,2,3の微生物不活化効果判定装置。
- 前記調湿剤が、ケイ酸と酸化アルミニウムを主な化学組成とする無機鉱物であることを特徴とする請求項1,2,3,4,5の微生物不活化効果判定装置。
- 前記無機鉱物の主成分が活性白土であることを特徴とする請求項6の微生物不活化効果判定装置。
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