JP2011015618A

JP2011015618A - ウイルス不活化方法

Info

Publication number: JP2011015618A
Application number: JP2009160868A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Matsuzawa; 克明松澤; Mie Sakurai; 美栄櫻井; Hiroshi Tanaka; 浩田中; Tetsuya Hirata; 哲也平田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2011-01-27

Abstract

【課題】オゾンを用いて効果的にウイルスを不活化する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】オゾンを用いたウイルスの不活化方法であって、ウイルスはインフルエンザウイルスであり、被処理空間におけるオゾン濃度が２ｐｐｍ以上であって、オゾン濃度と、被処理空間におけるオゾン暴露時間と、の積であるＣＴ値が１３７９ｐｐｍ・ｍｉｎ以上３０００ｐｐｍ・ｍｉｎ以下の範囲となるように被処理空間にオゾンを供給することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウイルス不活化方法に関するものである。

従来、感染症を発症させるウイルスの不活化（感染力の消失）の方法が研究されている。不活化には、ウイルスやウイルスに汚染されている対象物を、ウイルスを不活化する性質を有する液体や気体に接触させる方法が一般的である。

これらのうち、液体を用いる方法としては、アルコールによる拭き取りや浸漬が挙げられる。これらの方法は、必要な道具や器具などが小さく簡便であるため、人の手や小さな道具などに付着したウイルスの不活化には効果的である一方で、大型の家具や電子機器などには適応し難い。

対して、気体を用いる方法は、必要な機械やコストが大きくなりやすいが、不活化処理の対象物が液体で濡れてしまうことがなく、また、気体が行き渡る箇所であれば隅々まで不活化することが可能であるため、例えば室内全体を一括して不活化処理をする場合に適している。

ウイルスの不活化効果を示す気体としては、ホルムアルデヒドやエチレンオキサイドなどが知られているが、これらの気体は、残留性が強く人体に悪影響を及ぼしやすい。そのため、残留性の低いオゾンガスによる不活化が注目され、多く検討されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−１０６８５６号公報

ところで例年、ノロウイルスやインフルエンザウイルスなどを原因とするウイルス感染症の流行が話題となっている。近年では、毒性の強い鳥インフルエンザの人への感染が確認され、また、豚由来の新型インフルエンザが世界的に流行するなど、病原性の高いインフルエンザウイルスの感染拡大が懸念されている。

インフルエンザを例にとると、感染経路には、（１）感染者のくしゃみや咳によって、インフルエンザウイルスを含む気道分泌物の小粒子（飛沫）が周囲に飛び散り、該小粒子が直接人の呼吸器や目などの粘膜から侵入することにより感染する「飛沫感染」、（２）飛沫から水分が無くなった微粒子が空気中に漂い、当該微粒子を人が吸い込むことによって感染する「空気感染」、（３）飛沫が付着したドアノブや家具など（感染源）に触れることによりインフルエンザウイルスが手に付着し、ウイルスが付着した手で目、鼻、口などに触れ、あるいはウイルスが付着した手で食事をすることにより感染する「接触感染」、の３種があるとされている。

インフルエンザは、多くの人が集まるオフィスなどの室内環境において感染が拡大しやすいことが知られる。このような室内環境における感染経路を想定すると、前述の３種の感染経路を介した感染のうち、飛沫感染については感染者のマスク着用、空気感染については空調や換気によって抑制することができると考えられており、推奨されている。

しかし、接触感染については、ウイルスが空気中に再飛散し難いために、空調や換気による抑制は困難である。加えて、インフルエンザウイルスは、感染源に付着してから２４時間経過した後であっても感染力が確認された例があるほどに、自然には不活化しにくい。そのため、一度ウイルスが付着した感染源は、長時間に渡って接触感染の感染源となりうることから、インフルエンザの感染抑制のため、効果的な接触感染対策が求められている。

インフルエンザのみならず、他のウイルス感染症における感染抑制のためにも接触感染対策は有効であるが、これまで接触感染に対する効果的な対策はなされていない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、オゾンを用いて効果的にウイルスを不活化する方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のウイルスの不活化方法は、オゾンを用いたウイルスの不活化方法であって、前記ウイルスはインフルエンザウイルスであり、被処理空間におけるオゾン濃度が２ｐｐｍ以上であって、前記オゾン濃度と、前記被処理空間におけるオゾン暴露時間と、の積であるＣＴ値が１３７９ｐｐｍ・ｍｉｎ以上３０００ｐｐｍ・ｍｉｎ以下の範囲となるように前記被処理空間にオゾンを供給することを特徴とする。

一般に、感染源に付着したウイルスの不活化処理によって９９．９９％以上のウイルスが不活化されると、該感染源を介した接触感染による感染は抑制できるとみなすことができる。インフルエンザウイルスを対象として発明者が行った検討により、ＣＴ値が１３７９ｐｐｍ・ｍｉｎを下回ると、不活化率が９９．９９％に達しないため、接触感染の抑制としては不十分であり、ＣＴ値が３０００ｐｐｍ・ｍｉｎより大きくなると、不活化の減少が飽和するために、不活化処理が効果的ではないことが分かった。

ところで、インフルエンザは、多くの人が集まるオフィスなどの室内環境において感染が拡大しやすいため、本発明の方法をこのような室内環境に適用することが感染の抑制に効果的である。しかし、オゾンは人体に悪影響を及ぼすために、オゾン処理中は被処理空間内に人が立ち入ることはできないことから、通常の生活を阻害しない範囲内で不活化処理を終えなければならないという要求がある。

そのため、想定される最大の作業時間を半日（７２０分）とすると、不活化率が９９．９９％に達する最小のＣＴ値を満たすオゾン濃度は約１．９１ｐｐｍとなり、２ｐｐｍ以上であれば目的とする不活化率を達成することができることが分かった。

したがって、この方法によれば、インフルエンザウイルスを不活化させるために必要なオゾン量をＣＴ値で管理し過不足無くオゾンを供給して、ウイルスを不活化することができる。そのため、不用に処理時間が長くなることなく、確実に被処理空間内のウイルスを不活化させることができる。

この発明によれば、効果的にウイルスの不活化を行うことができ、良好に接触感染を抑制することが可能となる。

試験装置を示す概略図である。予備実験の結果について示すグラフである。感染力価の経時変化を示すグラフである。感染力価とオゾンガス暴露におけるＣＴ値との関係を示すグラフである。

以下、図１〜図４を参照しながら、本発明の実施例について説明する。なお、図１においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。

［試験装置］
図１は、本実施例で用いた試験装置を示す概略図である。試験装置は、透明な塩化ビニル板で形成された容積１６０Ｌのチャンバー１と、供給される酸素ガスを用いてオゾンを発生させ、チャンバー１内にオゾンを供給するオゾン発生器２と、を備えている。

オゾン発生器２には、オゾン発生器２のＯＮ／ＯＦＦを制御し発生させるオゾン量を制御し、チャンバー１内のオゾン濃度を制御するオゾン濃度制御装置３が接続されている。オゾン濃度制御装置３には、チャンバー１内のセンサー５によってオゾン濃度を測定するオゾン濃度計４が接続されており、オゾン濃度制御装置３は、測定されたオゾン濃度に基づいてオゾン発生器２の運転を制御している。

また、チャンバー１内には、チャンバー１内のオゾン濃度分布を均一にするための撹拌装置６が設置されており、チャンバー１内を常時撹拌することとしている。撹拌装置６としては、例えばチャンバー１内に対流を形成するファンなどを用いる。

このような試験装置を用い、チャンバー１内にインフルエンザウイルスを付着させた担体１０を複数個（図では２個）配置して、オゾン発生器２を通過した酸素ガスをチャンバー１内に供給することで、担体に付着したインフルエンザウイルスを対象としたオゾンによるウイルス不活化を行った。

［試験条件］
一般的な居住環境を想定し、室温２３℃から２９℃、相対湿度６４％から６５％の条件で不活化試験を行った。オゾン濃度は１０ｐｐｍおよび２０ｐｐｍの２条件とし、ブランク試験として、オゾン発生器２を動作させないで酸素ガスのみを供給した試験も併せて行った。

［ウイルス担体］
担体１０として、プラスチックシャーレ（φ６０ｍｍ、ポリスチレン、イワキガラス（株）製）、およびガラスシャーレ（φ６０ｍｍ、同社製）を用いた。各担体の上に、既知の感染力価を持つインフルエンザウイルスＡ／ＰＲ／８／３４（Ｈ１Ｎ１）の溶液を０．１ｍｌ滴下し、マイクロピペット用チップを用いて担体全体にウイルス液を広げた後、２０ｍｉｎ放置して乾燥、固定した。

［評価方法］
（１）ウイルスの不活化処理
相対湿度６４％から６５％のチャンバー１内に、複数個のインフルエンザウイルスを付着させた担体１０（以下、ウイルス付着担体）を一定時間静置したのち、オゾン発生器２を駆動させてオゾンをチャンバー１内に供給し、試験を開始した。チャンバー１内をオゾン濃度一定に制御した状態で、任意の時間経過後、ウイルス付着担体を一つずつ取り出し、リン酸緩衝生理食塩水で担体の表面を洗い流して、ウイルスを回収した。

（２）回収したウイルスの感染力価の測定
回収したウイルスが含まれる検体について、１０倍ずつ段階希釈したウイルス液を作成し、インフルエンザウイルスに対して感受性を有するＭＤＣＫ細胞（Madin-Darby Canine Kidney cell：イヌ腎臓由来上皮細胞）に感染させた。その後、ウイルスを感染させたＭＤＣＫ細胞を複数の培養瓶で培養し、顕微鏡観察により細胞変成効果（cytopathic effect：ＣＰＥ）が起きているかを観察することにより、感染力価を測定した。得られた感染力価については、Reed-Muench法を用いてＴＣＩＤ_５０（Median tissue culture infectious dose：５０％感染量。培養瓶の半数に細胞変成効果が現れる時のウイルス希釈倍数）の値として表した。

［予備実験］
まず、予備実験として、担体１０の形成材料による差異を確認するため、プラスチックシャーレとガラスシャーレとのそれぞれにインフルエンザウイルスを付着させ、オゾン濃度２０ｐｐｍにて１０時間暴露し、ウイルス不活化処理を行った。また、オゾン濃度０ｐｐｍのブランク試験も併せて行った。

図２は、予備実験の結果について示すグラフである。グラフ縦軸は、各不活化処理後の感染力価を示しており、対数目盛となっている。

グラフに示すように、担体の材質によらず、オゾン暴露によって９９．９９９９％以上不活化されていることが分かる。対して、ブランク試験によれば、インフルエンザウイルスは１０時間経過後においても１０^５ＴＣＩＤ_５０／ｍｌ以上の感染力価を保っており、オゾンによるインフルエンザウイルスの不活化効果が確認された。

また、予備実験の結果より、ガラスやプラスチックの表面に付着し残存するウイルスに対して同様に不活化効果が期待できることから、これらの材料の表面に付着したウイルスを不活化し、接触感染を抑制する効果があることがわかる。例えば、オフィス環境においては、什器やオフィス用具などの多くがガラスや合成樹脂で形成され、あるいは合成樹脂を原料とする塗料で塗装されているため、オフィス環境についてオゾンによる不活化処理を行うと、効果的に接触感染の防止が期待できる。

［ウイルス不活化試験］
次に、暴露するオゾン濃度による影響を確認するため、プラスチックシャーレを担体として用い、オゾン濃度を変化させてウイルス不活化処理を行った。不活化処理は、上述の方法に従って行った。評価したオゾン濃度は０ｐｐｍ（ブランク）、１０ｐｐｍ、２０ｐｐｍである。

図３は、本試験における感染力価の経時変化を示すグラフである。グラフ横軸は経過時間を示し、縦軸は感染力価を示す。縦軸は対数目盛となっている。

評価の結果、オゾン暴露処理の初期において感染力価の対数的な減少が確認された。具体的には、１０ｐｐｍのオゾン暴露では、初期の感染力価が２．０×１０^６ＴＣＩＤ_５０／ｍｌであったところ、２１０分後には７．２×１０^１ＴＣＩＤ_５０／ｍｌとなり、９９．９９６％減少した。また、２０ｐｐｍのオゾン暴露では、初期の感染力価が１．４×１０^６ＴＣＩＤ_５０／ｍｌであったところ、１５０分後には６．３ＴＣＩＤ_５０／ｍｌとなり、９９．９９９％減少した。その後は、各々のオゾン濃度において、異なる感染力価で不活化の効果が飽和した。

また、本試験の結果は、ＣＴ値（Concentration-Time Value）を用いることにより図４のように示すこともできる。図４では、グラフ横軸はＣＴ値を示し、縦軸は感染力価を示す。縦軸は対数目盛となっている。

「ＣＴ値」とは、暴露する物質の濃度（Ｃ）と暴露時間（Ｔ）との積である。ここでは、オゾン濃度とオゾンに対する暴露時間との積によって求められる。ＣＴ値は、ウイルスの不活化に効果のある物質について不活化の効果を示す指標であり、値が同じであれば得られる不活化効果が同じであるという考えに基づく指標である。

図４のグラフにおいて、感染力価の減少が飽和するまでの間、オゾン濃度によらずＣＴ値に対する感染力価の変化の関係が同一直線上に並んでいることから、オゾンによるインフルエンザウイルス不活化の評価において、ＣＴ値の指標が使用できることが示唆された。

また、一般に、ある方法を用いてウイルスを９９．９９％以上不活化させることができるならば、当該方法は「不活化効果がある」と言えることから、図より以下のことが分かる。

すなわち、本試験結果では、前述のように感染力価が飽和するまでの間、ＣＴ値に対する感染力価の変化の関係は、縦軸を示すｙについてlogｙ＝Ｙとすると、次の式（１）で示すことができる。

９９．９９％以上の不活化を実現するには、ｙの値が４桁下がれば良い。そのため、内挿によりＹ切片６．２２０２から４小さい値、即ちＹ＝２．２２０２となるｘを求めると、ＣＴ値が１３７９ｐｐｍ・ｍｉｎ（図中、符号Ｃで示す）以上であれば、９９．９９％以上の不活化が可能であることが分かる。ＣＴ値がこの値より小さくなるような暴露条件で不活化処理を行うと、不活化するウイルス量が９９．９９％に満たないため、ウイルスの不活化が不十分となる。

一方で、図に示すように１０ｐｐｍ、２０ｐｐｍのオゾン濃度の結果はいずれも、ＣＴ値を大きくしていくと感染力価の減少が飽和するため、さらなる処理の実施に効果が見られないことが分かる。すなわち試験結果より、ＣＴ値が３０００ｐｐｍ・ｍｉｎ（図中、符号Ｄで示す）より大きくなるほどにオゾンに暴露したとしても感染力価の減少が飽和するため、それ以上の処理の実施に効果が見られない。そのため、ＣＴ値が３０００ｐｐｍ・ｍｉｎ以下となるように不活化処理を行うと良い。

ところで、オゾンによる人体への悪影響を考えると、不活化処理中は処理を行っている居住環境に人が立ち入ることはできない。そのため、居住環境が無人である間に、不活化処理と不活化処理後の残存オゾンの分解除去処理とを行う必要がある。

例えば、オフィス環境に残るウイルスを不活化することを考えた場合、勤務時間外に不活化処理を行うことが望ましく、１７時から翌朝の８時までの間に処理を終えるとすると、残存オゾンの分解除去処理に３時間程度を要するならば、オゾン暴露時間は最大１２時間（７２０分）となる。

このような時間内において不活化率が９９．９９％（図中符号Ａで示す）に達する最小のＣＴ値を満たすオゾン濃度は約１．９１ｐｐｍとなり、２ｐｐｍ以上であれば目的とする不活化率を達成することができることが分かった。

以上の結果を用いると、インフルエンザウイルスの不活化のためは、２ｐｐｍ以上の濃度のオゾンを用い、ＣＴ値が１３７９ｐｐｍ・ｍｉｎ以上３０００ｐｐｍ・ｍｉｎ以下の範囲となるように被処理空間にオゾンを供給することにより、インフルエンザウイルスの効果的な不活化処理が可能であることが分かる。そのため、例えば、不活化処理にかけることができる時間や、オゾン発生器の能力、被処理空間である室内空間の容積、などが異なったとしても、上述のオゾン濃度とＣＴ値とを指標として不活化処理を行うことにより、確実な不活化処理が可能となる。
すなわち、以上のようなウイルスの不活化方法によれば、効果的にウイルスの不活化を行うことができ、良好に接触感染を抑制することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

１…チャンバー、２…オゾン発生器、３…オゾン濃度制御装置、４…オゾン濃度計、５…センサー、６…撹拌装置、１０…担体、

Claims

オゾンを用いたウイルスの不活化方法であって、
前記ウイルスはインフルエンザウイルスであり、
被処理空間におけるオゾン濃度が２ｐｐｍ以上であって、
前記オゾン濃度と、前記被処理空間におけるオゾン暴露時間と、の積であるＣＴ値が１３７９ｐｐｍ・ｍｉｎ以上３０００ｐｐｍ・ｍｉｎ以下の範囲となるように前記被処理空間にオゾンを供給することを特徴とするウイルスの不活化方法。