JP2012072266A - バイオフィルム除去剤、および、バイオフィルム除去用組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】バイオフィルムを効果的に除去することができるバイオフィルム除去剤、および、バイオフィルム除去用組成物を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）
［化１］

（式中、ｎは２以上の整数である。）で表されるポリリジンからなるバイオフィルム除去剤、および、このバイオフィルム除去剤を含有するバイオフィルム除去用組成物に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、バイオフィルム除去剤、および、このバイオフィルム除去剤を含有するバイオフィルム除去用組成物に関し、より詳細には、微生物が関与する様々な分野において、硬質表面等に形成されたバイオフィルムを効果的に除去し、バイオフィルムを除去することによる危害の低減化を行うバイオフィルム除去剤、および、このバイオフィルム除去剤を含有するバイオフィルム除去用組成物に関する。

近年、マンション等の集合住宅は勿論、一戸建て住宅でもアルミサッシや断熱材等の多用によって、気密性が高く、保湿性に優れた建築物が普及してきた。
一方、人々の生活水準の向上に伴い、アメニティー、即ち「快適性」という概念が広まり、限られた居住空間でできるだけ気持ちよく、清潔に生活したいとの意識が高まってきた。こうした建築様式の近代化や居住者の意識変化を反映して、家庭における特に湿度の高い浴室、台所、洗面所およびトイレなどの水回りで発生しているバイオフィルムがヌメリや詰まりの原因や悪臭の原因となり不快感を与えるなど問題視されている。

バイオフィルムは、細菌やカビ等の微生物が床やシンクなどの硬質表面に付着し、人の垢や石鹸の有機物を栄養源に高温、多湿の条件下で短時間に増殖することによって微生物細胞内から多糖やタンパク質といった高分子物質を産生した粘液状物質であることが知られており、微生物が環境中に生息する場合は、バイオフィルムの状態にあることが非常に多い。
微生物がバイオフィルムを形成すると、洗浄除去、抗生物質、薬剤、熱、乾燥などに対して浮遊の状態にある場合に比べ著しく高い抵抗性を示すうえ、通常の洗浄や殺菌方法ではその効果が十分発揮できないことが多く、徹底的な微生物の排除を困難にするため深刻な問題となっている。

これまでバイオフィルムの危害を防止するためには、微生物、特に細菌に対して殺菌作用又は静菌作用を与えることによって細菌を増殖させない考え方が一般的に検討されてきた。例えば、特許文献１には、アルギニンの塩酸塩、アルギニンエチルエステル、アルギニングルタミン酸などのアルギニンまたはその誘導体と抗菌活性を示す化合物を配合した抗菌製剤が記載されているが、その効果はまだ満足できるものではなく、また、この文献は微生物集合体に対する抗菌効果を示したものであり、硬質表面等に形成された微生物および微生物産生高分子物質からなるバイオフィルムの除去を目的としたものではない。

特開平８−１５１３２４号公報

本発明は、様々な分野において硬質表面等に形成された微生物および微生物産生高分子物質からなるバイオフィルムを効果的に除去するバイオフィルム除去剤、および、このバイオフィルム除去剤を含有するバイオフィルム除去用組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、硬質表面等に形成されたバイオフィルムおよびその中の微生物を効果的に除去するバイオフィルム除去剤を得るべく、鋭意研究を行ったところ、ポリリジンが、バイオフィルムおよびその中の微生物を効果的に除去することを見出し本発明を完成するに至った。

即ち、本発明のバイオフィルム除去剤は、
下記一般式（１）

（式中、ｎは２以上の整数である。）
で表されるポリリジンからなることを特徴とする。

また、本発明のバイオフィルム除去用組成物は、本発明のバイオフィルム除去剤を含有することを特徴とする。
ここで、上記バイオフィルム除去剤の濃度は、０．０５〜２５重量％であることが望ましい。

本発明のバイオフィルム除去剤は、ポリリジンからなるため、硬質表面等に形成されたバイオフィルムを効果的に除去することができる。
また、本発明のバイオフィルム除去用組成物は、上記バイオフィルム除去剤を含有するため、バイオフィルムを効果的に除去することができる。

本発明のバイオフィルム除去剤は、
下記一般式（１）

（式中、ｎは２以上の整数である。）
で表されるポリリジンからなることを特徴とする。

ポリリジンは、必須アミノ酸の一種であるＬ−リジンのε位のアミノ基とカルボキシル基とがペプチド結合をし、直鎖状につながったアミノ酸ポリマーであって、分子中に疎水性のメチレン基と親水性のアミノ基およびカルボキシル基を持つため界面活性作用を有し、側鎖にアミノ基を持つため水溶液中でポリカチオンとなるポリアミノ酸である。
また、本発明のバイオフィルム除去剤となるポリリジンは、硬質表面等にできたバイオフィルムをより効果的に除去できるという点から、上記一般式（１）におけるｎ（重合度）が９〜３５であることが好ましい。
また、上記ポリリジンのより好ましいｎ（重合度）は、１５〜３５であり、更に好ましくは２０〜３５、特に好ましくは２５〜３５である。

このようなポリリジンの市販品としては、例えば、ポリリジン５０％粉末（チッソ社製）等が挙げられる。

本発明のバイオフィルム除去用組成物は、上記バイオフィルム除去剤を含有することを特徴とする。
上記バイオフィルム除去用組成物において、上記バイオフィルム除去剤の濃度の上限は、２５重量％が好ましく、２０重量％がより好ましく、１５重量％が更に好ましく、１０重量％が特に好ましい。一方、下限は、０．０５重量％が好ましく、０．１重量％がより好ましく、０．５重量％が更に好ましく、１．０重量％が特に好ましい。
上記バイオフィルム除去剤の濃度がこの範囲にあると、硬質表面等に形成されたバイオフィルムをより効果的に除去することができる。上記濃度が０．０５重量％未満では、バイオフィルムを効果的に除去することができない場合があり、また、上記濃度が２５重量％を超えると、原料自体の製造が困難になることがあり、また、コストの面からも不利である。
なお、上記バイオフィルム除去用組成物において、バイオフィルム除去剤の濃度とは、使用時の濃度を意味し、例えば、濃縮洗浄剤等の使用時に水で希釈されることを想定したものにおいては、希釈後の濃度を意味する。

上記バイオフィルム除去用組成物は、上記バイオフィルム除去剤以外に、例えば、溶剤、界面活性剤、殺菌剤、抗菌剤、洗浄剤、アルカリ剤、アルカリビルダー、金属捕捉剤、分散剤等を含有していてもよく、更には、例えば、芳香成分や消臭成分等の機能性成分、再付着防止剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、粘度調整剤、懸濁剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酵素、顔料や染料等の色素、蛍光剤、賦形剤、ソイルリリース剤、漂白剤、漂白活性化剤、粉末化剤、造粒剤、コーティング剤等を含有していてもよい。

より具体的には、例えば、バイオフィルム除去剤をトイレ用洗剤や浴室用洗剤として用いる場合には、上記バイオフィルム除去剤以外に少なくとも界面活性剤、金属捕捉剤及び香料を含有することが好ましく、台所用洗剤として用いる場合は、上記バイオフィルム除去剤以外に少なくとも界面活性剤、溶剤及び香料を含有することが好ましく、排水パイプ洗浄剤として用いる場合は、上記バイオフィルム除去剤以外に少なくともアルカリ剤、塩素及び界面活性剤を含有することが好ましい。

上記バイオフィルム除去用組成物の剤型は特に限定されず、用途、目的等に応じて適宜選択すれば良く、例えば、溶剤に溶かした溶液、固体、ゲル状、乳化・分散状、粉末状、エアゾール等が挙げられる。
また、バイオフィルム除去剤の濃度を高めた濃縮状態で、保管、搬送し、使用時に適宜希釈することとしてもよい。

上記バイオフィルム除去用組成物の使用対象は、バイオフィルムが形成される場所であれば特に限定されず、台所や厨房、浴室、トイレの床やシンク等の硬質表面は勿論のこと、例えば、台所や厨房、浴室、トイレの排水溝、排水管、食品製造又は飲料製造プラント、産業用の冷却タワー等の冷却水系、脱塩装置、プール、人工池等などの循環水系路、内視鏡、カテーテル、人工透析機等の医療機器等が挙げられる。

上記バイオフィルム除去用組成物の使用方法は、上記バイオフィルム除去用組成物をバイオフィルムに作用させることができる方法であれば特に限定されず、上記バイオフィルム除去用組成物の塗布や散布、また、被対象物の浸漬等が挙げられる。
具体例としては、例えば、スポンジ、タオル、ブラシ、刷毛等を用いて塗布する方法、上記バイオフィルム除去用組成物を被対象物に直接滴下する方法、容器に噴射剤と併せて充填して散布する方法、上記バイオフィルム除去用組成物を入れた容器に被対象物を一定時間浸漬する方法等が挙げられる。
また、上記バイオフィルム除去用組成物を作用させた後は、必要に応じて、水等を用いてバイオフィルム除去用組成物を除去されたバイオフィルムとともに洗い流すことが好ましい。

以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。

実施例１〜４および比較例１〜７
評価薬剤水溶液（バイオフィルム除去用組成物）の調製
滅菌精製水（大塚製薬株式会社製）を用いて、ポリリジン、その他各種評価薬剤の水溶液を所定の濃度で調製した。各評価薬剤の種類、濃度、商品名は、下記表１に示す通りである。

バイオフィルム除去性能の評価
（１）５０ｍＬ容量の滅菌遠沈管にＳＣＤ培地１０ｍＬを加えた。
（２）供試菌（カジトン培地保存のPseudomonas aeruginosa NBRC13275）を１白金耳採取し、（１）のＳＣＤ培地へ接種した後、３０℃、２４ｈ、１２０ｒｐｍの条件で振盪培養を行い、供試菌液を調製した。

（３）上記（１）、（２）の操作とは別に９６穴プレートを用意し、この９６穴プレートにネガティブコントロール１としてＳＣＤ培地をＮ＝３ずつ０．１５ｍＬ分注した。
（４）９６穴プレートにネガティブコントロール２としてＳＣＤ培地をＮ＝３ずつ０．１５ｍＬ分注した。
（５）９６穴プレートに評価薬剤水溶液のサンプル数に応じてＳＣＤ培地をＮ＝３ずつ０．１５ｍＬ分注した。

（６）上記（４）および（５）で分注したＳＣＤ培地に、上記（２）で調製した供試菌液を５μＬずつ植菌した。
（７）３０℃で７２ｈ静置培養した。

（８）各ウェル中の溶液を廃棄した後、見た目乾燥するまで自然放置した。
（９）蒸留水０．１５ｍＬで各ウェルを２回リンスした。
（１０）ウェルに応じて、ネガティブコントロール１には何も加えない、ネガティブコントロール２には蒸留水０．２０ｍＬを加え室温で１０分間静置する、その他のウェルには表１に示した各評価薬剤水溶液０．２０ｍＬを加え室温で１０分間静置する、との操作を行った。

（１１）各ウェル中の溶液を廃棄し、蒸留水０．２０ｍＬで各ウェルを２回リンスした。
（１２）０．１％クリスタルバイオレット水溶液（ｗ／ｖ）０．２０ｍＬを加え、３０分間染色した。
（１３）０．１％クリスタルバイオレット水溶液を廃棄し、蒸留水０．２０ｍＬで各ウェルを２回リンスした。

（１４）各ウェルに９５重量％エタノール０．２０ｍＬを加え、１０分間放置して、色素（クリスタルバイオレット）を充分に可溶化させた。
（１５）上記（１４）で得たエタノール溶液の吸光度を、波長５９５ｎｍで測定した。ここで、ネガティブコントロール１の吸光度をブランク値、ネガティブコントロール２の吸光度を初期値および各評価薬剤の吸光度を測定値とした。

（１６）この試験を３回行い平均した値を用いて、各評価薬剤のバイオフィルム除去率を下記の式にて算出した。バイオフィルム除去性能は、バイオフィルム除去率が９０％以上１００％以下を☆、８０％以上９０％未満を◎、５０％以上８０％未満を○、０％以上５０％未満を×、とする判定基準で判定した。

バイオフィルム除去率（％）＝１００×[{（初期値−ブランク値）−（測定値−ブランク値）}／（初期値−ブランク値）]

算出したバイオフィルム除去率を表２に示した。

表２に示したとおり、本発明のバイオフィルム除去剤を含有するバイオフィルム除去用組成物を用いることにより、バイオフィルムを効果的に除去することができることが確認された。

本発明のバイオフィルム除去用組成物について、上述した実施例以外に、バイオフィルム除去剤の濃度が、１０重量％、１５重量％、および、２５重量％となるようにバイオフィルム除去用組成物を調製し、同様にバイオフィルム除去性能を評価したところ、これらのバイオフィルム除去用組成物でも実施例と同様にバイオフィルムを効果的に除去することができることが確認された。

以下、本発明のバイオフィルム除去用組成物に関し、より詳細な配合を処方例１〜６に記載するが、本発明のバイオフィルム除去用組成物の処方例は、下記処方例に限定されるものではない。
ここで、処方例１は、原液を滴下する又はスプレーで噴霧して使用するタイプのトイレ用洗剤又は浴室用洗剤に関する処方例であり、処方例２は、粉末タイプのトイレ用洗剤又は浴室用洗剤に関する処方例であり、処方例３は、食器洗い、まな板、シンク洗い等に使用する液体タイプの台所用洗剤に関する処方例であり、処方例４は、パイプ内に直接注いで放置後に水で流す粉末タイプの排水パイプ洗浄剤に関する処方例であり、処方例５は、錠剤タイプの排水パイプ洗浄剤に関する処方例であり、処方例６は、液体タイプの排水パイプ洗浄剤に関する処方例である。

（処方例１：トイレ用洗剤／浴室用洗剤（液体タイプ））
ポリリジン５０％粉末 ４０重量％
脂肪酸カリウム ５重量％
炭酸ナトリウム ２重量％
イオン交換水 ５３重量％
合計 １００重量％

（処方例２：トイレ用洗剤／浴室用洗剤（粉末タイプ））
ポリリジン５０％粉末 ５０重量％
クエン酸 ２３重量％
重炭酸ナトリウム ２１重量％
炭酸ナトリウム ５重量％
ラウリルスルホ酢酸ナトリウム １重量％
合計 １００重量％

（処方例３：台所用洗剤（液体タイプ））
ポリリジン５０％粉末 ３０重量％
ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド ５重量％
アルキルポリグルコシド ２０重量％
キシレンスルホン酸ナトリウム ２重量％
イオン交換水 ４３重量％
合計 １００重量％

（処方例４：排水パイプ洗浄剤（粉末タイプ））
ポリリジン５０％粉末 ４０重量％
クエン酸 ２７重量％
重炭酸ナトリウム ２７重量％
炭酸ナトリウム ６重量％
合計 １００重量％

（処方例５：排水パイプ洗浄剤（錠剤タイプ））
ポリリジン５０％粉末 ２０重量％
炭酸ナトリウム １４重量％
重炭酸ナトリウム ３０重量％
クエン酸 ３６重量％
合計 １００重量％

（処方例６：排水パイプ洗浄剤（液体タイプ））
ポリリジン５０％粉末 ３０重量％
アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム ５重量％
キサンタンガム ０．５重量％
エチレングリコール ５重量％
イオン交換水 ５９．５重量％
合計 １００重量％

Claims (3)

1. 下記一般式（１）
   

   

   （式中、ｎは２以上の整数である。）
   で表されるポリリジンからなることを特徴とするバイオフィルム除去剤。
2. 請求項１に記載のバイオフィルム除去剤を含有することを特徴とするバイオフィルム除去用組成物。
3. 前記バイオフィルム除去剤の濃度が、０．０５〜２５重量％である請求項２に記載のバイオフィルム除去用組成物。