JP2015059089A - 抗ウイルス性組成物、その製造方法およびウイルス不活性化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の抗ウイルス性組成物はBiVO4および2価銅化合物を含有する。本発明の抗ウイルス剤および光触媒は本発明の抗ウイルス性組成物を含む。本発明の抗ウイルス性組成物の製造方法は、BiVO4と2価銅化合物または2価銅化合物原料と水とアルカリ性物質とを混合して混合物を作製する混合工程、および混合物から抗ウイルス性組成物を分離する分離工程を含む。本発明のウイルス不活性化方法は本発明の抗ウイルス性組成物、本発明の抗ウイルス剤または本発明の光触媒を用いてウイルスを不活化する。
【選択図】なし
Description
[2]2価銅化合物中の銅元素質量が、BiVO4の100質量部に対して0.01〜20質量部である、上記[1]に記載の抗ウイルス性組成物。
[3]2価銅化合物は、(a)下記一般式(1):
Cu2(OH)3X (1)
(式中、Xは陰イオンを示す)
で表される水酸基含有2価銅化合物、(b)2価銅のハロゲン化物、(c)2価銅の無機酸塩、(d)2価銅の有機酸塩、(e)酸化第二銅、(f)硫化銅、(g)アジ化銅(II)および(h)ケイ酸銅からなる群から選択される1種または2種以上からなる、上記[1]または[2]に記載の抗ウイルス性組成物。
[4]一般式(1)のXが、ハロゲン、カルボン酸の共役塩基、無機酸の共役塩基およびOHからなる群から選択されるいずれかである、上記[3]に記載の抗ウイルス性組成物。
[5](b)2価銅のハロゲン化物は、塩化銅、フッ化銅および臭化銅からなる群から選択される1種または2種以上からなる、上記[3]に記載の抗ウイルス性組成物。
[6](c)2価銅の無機酸塩は、硫酸銅、硝酸銅、ヨウ素酸銅、過塩素酸銅、シュウ酸銅、四ホウ酸銅、硫酸アンモニウム銅、アミド硫酸銅、塩化アンモニウム銅、ピロリン酸銅および炭酸銅からなる群から選択される1種または2種以上からなる、上記[3]に記載の抗ウイルス性組成物。
[7](d)2価銅の有機酸塩は2価銅のカルボン酸塩である、上記[3]に記載の抗ウイルス性組成物。
[8]2価銅化合物は一般式(1)で表される水酸基含有2価銅化合物である、上記[3]または[4]に記載の抗ウイルス性組成物。
[9]Xは、Cl、CH3COO、NO3および(SO4)1/2からなる群から選択される1種である、上記[3]〜[8]のいずれかに記載の抗ウイルス性組成物。
[10]800ルクスの照度の可視光照射3分間で99.9%以上のウイルス不活化能力を有する上記[1]〜[9]のいずれかに記載の抗ウイルス性組成物。
[11]上記[1]〜[10]のいずれかに記載の抗ウイルス性組成物を含有する抗ウイルス剤。
[12]上記[1]〜[10]のいずれかに記載の抗ウイルス性組成物を含有する光触媒。
[13]BiVO4と2価銅化合物または2価銅化合物原料と水とアルカリ性物質とを混合して混合物を作製する混合工程、および混合物から抗ウイルス性組成物を分離する分離工程を含む、抗ウイルス性組成物の製造方法。
[14]分離工程によって分離された抗ウイルス性組成物を熱処理する熱処理工程をさらに含む、上記[13]に記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
[15]混合工程において、混合物のpHを8〜12の範囲内に調整する、上記[13]または[14]に記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
[16]2価銅化合物原料は、一般式(2):
CuX2 (2)
(式中、Xは陰イオンを示す)
で表される少なくとも1種の2価銅化合物を含む、上記[13]〜[15]のいずれかに記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
[17]混合工程において、BiVO4と2価銅化合物または2価銅化合物原料と水とアルカリ性物質との合計質量におけるBiVO4の質量の割合が3〜25質量%である、上記[13]〜[16]のいずれかに記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
[18]混合工程において、BiVO4と2価銅化合物または2価銅化合物原料とを水に混合して撹拌した後に、アルカリ性物質を添加する、上記[13]〜[17]のいずれかに記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
[19]上記[1]〜[10]のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物、上記[11]に記載の抗ウイルス剤または上記[12]に記載の光触媒を用いてウイルスを不活化する、ウイルス不活性化方法。
本発明の抗ウイルス性組成物は、BiVO4および2価銅化合物を含有する組成物である。BiVO4と2価銅化合物とを組み合せることにより、明所および暗所において優れた抗ウイルス性を発現する、抗ウイルス性組成物を得ることができる。
本発明のBiVO4は、可視光領域で高い光触媒活性を示す。BiVO4には、固相法で製造されたものと液相法で製造されたものとがあり、本発明の抗ウイルス性組成物に、そのいずれを用いることができる。BiVO4には、たとえば、特開2001−2419号公報に記載のBiVO4の製造方法により製造されたものおよび特開2004−24936号公報に記載のBiVO4の製造方法により製造されたものなどが挙げられる。
本発明の2価銅化合物は、銅の価数が2である銅化合物である。2価銅化合物は単独では、明所および暗所における抗ウイルス特性を示さない。しかし、驚くことに、BiVO4と組み合わせることにより、明所および暗所における抗ウイルス特性が2価銅化合物に発現する。2価銅化合物は、銅の価数が2である銅化合物であればとくに限定されない。たとえば、2価銅化合物は、(a)下記一般式(1):
Cu2(OH)3X (1)
(式中、Xは陰イオンを示す)
で表される水酸基含有2価銅化合物、(b)2価銅のハロゲン化物、(c)2価銅の無機酸塩、(d)2価銅の有機酸塩、(e)酸化第二銅、(f)硫化銅、(g)アジ化銅(II)および(h)ケイ酸銅からなる群から選択される1種または2種以上からなる。
本発明の抗ウイルス性組成物は、本発明の抗ウイルス性組成物の製造方法により、好適に製造することができる。本発明の抗ウイルス性組成物の製造方法には、たとえば、次の第1〜3の実施形態の抗ウイルス性組成物の製造方法が挙げられる。
本発明の第1の実施形態における抗ウイルス性組成物の製造方法は、BiVO4と2価銅化合物または2価銅化合物原料と水とアルカリ性物質とを混合して混合物を作製する混合工程および混合物から抗ウイルス性組成物を分離する分離工程を含む。以下、本発明の第1の実施形態における抗ウイルス性組成物の製造方法を詳細に説明する。
(BiVO4)
BiVO4は、上記抗ウイルス性組成物で説明したBiVO4と同じものである。混合物中におけるBiVO4の割合は、混合物の質量に対して、すなわち、BiVO4と2価銅化合物原料または2価銅化合物原料と水とアルカリ性物質との合計質量に対して、好ましくは3〜25質量%であり、より好ましくは5〜22.5質量%であり、さらに好ましくは7〜20質量%である。BiVO4の割合が3質量%以上であると、抗ウイルス性組成物の生産性が高くなり経済的になり、BiVO4の割合が25質量%以下であると、混合物の粘度が高くなることにより混合物の取り扱いが困難になることを抑制できる。
2価銅化合物は、上記抗ウイルス性組成物で説明した2価銅化合物と同じものである。また、2価銅化合物原料としては、たとえば、下記一般式(2)で表される1種または2種以上の2価銅化合物原料が挙げられる。
CuX2 (2)
一般式(2)において、Xは上述の一般式(1)のXと同じである。すなわち、Xは、陰イオンであり、好ましくはCl、BrおよびIなどのハロゲン、CH3COOなどのカルボン酸の共役塩基、NO3および(SO4)1/2などの無機酸の共役塩基、またはOHである。Xは、より好ましくはCl、CH3COO、NO3および(SO4)1/2から選択される1種または2種以上であり、さらに好ましくはCl、CH3COO、NO3および(SO4)1/2から選択される1種である。
2CuX2+BiVO4+3H2O→Cu2(OH)3X/BiVO4+3HX
ここで、「Cu2(OH)3X/BiVO4」は、Cu2(OH)3XがBiVO4に担持されていることを示す。
水は、混合物を作製するときに使用する溶媒である。この水は、水以外の極性溶媒をさらに含んでもよい。2価銅化合物または2価銅化合物原料とアルカリ性物質とが水に溶解すれば、水に含まれる極性溶媒はとくに限定されない。極性溶媒には、たとえば、アルコール類、ケトン類およびそれらの混合液が挙げられる。より具体的には、極性溶媒は、たとえば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、ジメチルホルムアミドおよびテトラヒドロフランからなる群から選択され、これらは、1種を単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
好ましいアルカリ性物質には、たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルアミン、トリメチルアミン、アンモニア、塩基性界面活性剤(たとえば、ビッグケミー・ジャパン(株)製、BYK−9077など)などが挙げられる。とくに好ましいアルカリ性物質は水酸化ナトリウムである。アルカリ性物質は、溶液として添加するのが好ましい。添加するアルカリ溶液におけるアルカリ性物質の濃度は、好ましくは0.1〜5mol/Lであり、より好ましくは0.3〜4mol/Lであり、さらに好ましくは0.5〜3mol/Lである。アルカリ溶液におけるアルカリ性物質の濃度が5mol/L以下であると、アルカリ溶液を添加したときに2価銅化合物の析出が不均一になることを抑制できる。
BiVO4と2価銅化合物または2価銅化合物原料と水とアルカリ性物質とを混合する順序はとくに制限されない。しかし、最初にBiVO4を水に混合するとともに必要に応じて攪拌し、次いで、2価銅化合物または2価銅化合物原料を混合し、これらを撹拌することが好ましい。また、最初に2価銅化合物または2価銅化合物原料を水に混合するとともに必要に応じて攪拌し、次いで、BiVO4を混合し、これらを撹拌してもよい。また、水に2価銅化合物または2価銅化合物原料とBiVO4とを同時に混合し、攪拌してもよい。
分離工程により、上述のようにして得られた混合物から抗ウイルス性組成物を、たとえば固形分として分離することができる。この分離工程の分離方法はとくに限定されず、たとえば、ろ過、沈降分離、遠心分離、蒸発乾固などにより、抗ウイルス性組成物を混合物から分離してもよい。好ましくは、抗ウイルス性組成物は混合物のろ過により混合物から分離される。分離した抗ウイルス性組成物は、必要に応じて水洗、乾燥、粉砕および分級などが行われる。
分離工程によって混合物から分離された抗ウイルス性組成物をさらに熱処理してもよい。この熱処理により、2価銅化合物は、BiVO4に、より強固に担持される。
本発明の第2の実施形態における抗ウイルス性組成物の製造方法は、BiVO4および2価銅化合物を混合する混合工程を含む。この混合工程における混合は、乾式混合でもよいし、湿式混合でもよく、周知の混合方法により行うことができる。また、BiVO4および2価銅化合物は、上記抗ウイルス性組成物で説明したBiVO4および2価銅化合物と同じものである。
本発明の第3の実施形態における抗ウイルス性組成物の製造方法は、BiVO4を2価銅化合物水溶液と混合して混合物を作製する混合工程、混合物を加熱する加熱工程および加熱した混合物から抗ウイルス性組成物を分離する分離工程を含む。2価銅化合物水溶液は、銅成分の濃度が数〜数十g/100mL程度である2価銅化合物の水溶液である。また、分離工程の分離方法はとくに限定されず、たとえば、ろ過、沈降分離、遠心分離、蒸発乾固などにより、抗ウイルス性組成物を混合物から分離してもよい。さらに、BiVO4および2価銅化合物は、上記抗ウイルス性組成物で説明したBiVO4および2価銅化合物と同じものである。
本発明の抗ウイルス剤および光触媒は本発明の抗ウイルス性組成物を含む。これにより、本発明の抗ウイルス剤および光触媒は、明所および暗所において優れた抗ウイルス特性を有する。
本発明の抗ウイルス性組成物、抗ウイルス剤および光触媒(以下、「本発明の抗ウイルス性組成物等」ということがある)の使用形態はとくに限定されない。たとえば、本発明の抗ウイルス性組成物等を、微粉末および顆粒などの固体状の形態で使用してもよい。この場合、たとえば、本発明の抗ウイルス性組成物等を所定の容器に充填して使用する。または、所定の基材の表面および/または内部に本発明の抗ウイルス性組成物等を含ませる使用形態で、本発明の抗ウイルス性組成物等を使用してもよい。一般的には、後者の使用形態が好ましい。なお、上記の基材には、たとえば、繊維、金属、セラミックおよびガラスなどの一般的な部材からなる単一基材、ならびに上述の部材の2種以上の部材からなる複合基材が挙げられる。しかし、基材はこれらに限定されない。
本発明は、本発明の抗ウイルス性組成物、本発明の抗ウイルス剤または本発明の光触媒を用いてウイルスを不活化する、ウイルス不活性化方法を提供する。上述したように、本発明の抗ウイルス性組成物は抗ウイルス性を発現するので、本発明の抗ウイルス性組成物を用いてウイルスを不活化できる。また、本発明の抗ウイルス剤および光触媒は本発明の抗ウイルス性組成物を含有するので、本発明の抗ウイルス剤または光触媒を用いてウイルスを不活化できる。本発明の抗ウイルス性組成物、抗ウイルス剤および光触媒は、800ルクスの照度の可視光照射3分間で、好ましくは99.0%以上、より好ましくは99.9%以上のウイルス不活化能力を有する。ここで、ウイルス不活化能力は、LOG(N/N0)の式により算出できる。式中、N0は可視光照射前のファージ濃度であり、Nは可視光照射後のファージ濃度である。ウイルス不活化能力は、後述の実施例において詳細に説明する。
2mol/Lの硝酸にNH4VO3と(99.0%)とBi(NO3)3・5H2O(関東化学(株)、99.9%)を0.12mol/L溶解させた水溶液をそれぞれ調製した。これらの水溶液(100mL)を混合した後,3gの尿素を溶解させ、ホットスターラー上で90℃に加熱し、24時間保持した。得られた懸濁液をろ過、乾燥することで、BiVO4粉末を得た。乾燥させたBiVO4原料の結晶構造を粉末X線回折装置(PANalytical社製、X’pertPRO)を用いて測定した。測定には銅ターゲットのCu−Kα1線を用いて、管電圧45kV、管電流40mA、測定範囲2θ=20〜100deg、サンプリング幅0.0167degおよび走査速度3.3deg/minの測定条件でX線回折測定を行った。測定の結果、BiVO4原料はBiVO4単相であることがわかった。
蒸留水100mLに6gのBiVO4を懸濁させて懸濁液を作製し、0.0805g(100質量部のBiVO4に対して銅で0.5質量部)のCuCl2・2H2O(関東化学(株)製)をその懸濁液に添加して、10分攪拌した。この懸濁液のpHが10になるように、1mol/Lの水酸化ナトリウム(関東化学(株)製)水溶液を添加し、30分間攪拌混合を行った。この懸濁液をろ過し、得られた粉体を純水で洗浄し、80℃で乾燥し、ミキサーで解砕し、実施例1の抗ウイルス性組成物を得た。
0.0805gのCuCl2・2H2Oを懸濁液に添加する代わりに、0.1179g(100質量部のBiVO4に対して銅で0.5質量部)のCuSO4・5H2O(関東化学(株)製)を懸濁液に添加した以外は実施例1と同様の方法で実施例2の抗ウイルス性組成物を作製した。
CuCl2・2H2Oの懸濁液への添加量を0.0805gから0.1610g(100質量部のBiVO4に対して銅で1質量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法で実施例3の抗ウイルス性組成物を作製した。
CuCl2・2H2O懸濁液への添加量を0.0805gから0.4829g(100質量部のBiVO4に対して銅で3質量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法で実施例4の抗ウイルス性組成物を作製した。
比較例1はBiVO4原料であった。
BiVO4原料5g(100質量部)と、銅(関東化学(株)製、粉末状、45μm以下、325mesh)0.025g(0.5質量部)とをメノウ乳鉢に入れ、30分間粉砕混合することにより比較例2の組成物を作製した。
0.0805gのCuCl2・2H2Oを懸濁液に添加する代わりに、0.0625g(100質量部のBiVO4に対して亜鉛で0.5質量部)のZnCl2(関東化学(株)製)を懸濁液に添加した以外は実施例1と同様の方法で比較例3の組成物を作製した。
0.0805gのCuCl2・2H2Oを懸濁液に添加する代わりに、0.1452g(100質量部のBiVO4に対して鉄で0.5質量部)のFeCl3・6H2O(関東化学(株)製)を懸濁液に添加した以外は実施例1と同様の方法で比較例4の組成物を作製した。
0.0805gのCuCl2・2H2Oを懸濁液に添加する代わりに、0.1215g(100質量部のBiVO4に対してニッケルで0.5質量部)のNiCl2・6H2O(関東化学(株)製)を懸濁液に添加した以外は実施例1と同様の方法で比較例5の組成物を作製した。
BiVO4を、ルチル型酸化チタンF1−R(昭和タイタニウム株式会社製)に変更した以外は実施例1と同様の方法で比較例6の組成物を作製した。
蒸留水100mLに3gのCuCl2・2H2O(関東化学株式会社製)を懸濁させて、10分攪拌した。次に、pHが10になるように、1mol/Lの水酸化ナトリウム(関東化学(株)製)水溶液を添加し、30分間攪拌混合を行い、混合物を作製した。混合物をろ過して、得られた粉体を純水で洗浄し、80℃で乾燥し、ミキサーで解砕してCu2(OH)3Cl単相の組成物である、実施例7の組成物を作製した。
以上のように作製した実施例1〜4および比較例1〜7について、以下の測定を行った。
ICP発光分光分析により実施例1〜4および比較例3〜5の組成物中の銅イオンなどを定量した。具体的には、実施例1〜4および比較例3〜5をフッ酸溶液中で加熱して全溶解して溶解液を作製した。そして、ICP発光分析装置((株)島津製作所製、型番ICPS−7500)を使用して溶解液から抽出した抽出液を分析し、組成物中の銅イオンなどを定量した。
実施例1〜4および比較例1〜7の組成物の抗ウイルス特性は、バクテリオファージを用いたモデル実験により以下の方法で確認した。なお、バクテリオファージに対する不活化能を抗ウイルス特性のモデルとして利用する方法は、たとえばAppl.Microbiol Biotechnol.,79,pp.127−133(2008)に記載されており、この方法により信頼性のある結果が得られることが知られている。また本測定はJIS R 1706を基礎としている。
測定用セットを暗所に置き、光源から光を照射しなかったこと以外は上記の(明所における抗ウイルス特性の評価:LOG(N/N0)の測定)と同様の測定を行った。なお、LOG(N/N0)の値が小さいほど(マイナスの値が大きいほど)、試料の抗ウイルス特性は優れている。
(ICP発光分光分析)
実施例1における銅イオンの割合は、BiVO4の100質量部に対して0.5質量部であり、実施例2における銅イオンの割合は、BiVO4の100質量部に対して0.5質量部であり、実施例3における銅イオンの割合は、BiVO4の100質量部に対して1質量部であり、実施例4における銅イオンの割合は、BiVO4の100質量部に対して3質量部であった。これより、実施例1〜4では、仕込みの銅イオン(CuCl2・2H2O由来)の全量がBiVO4の表面に担持されたことがわかった。
Claims (19)
- BiVO4および2価銅化合物を含有する抗ウイルス性組成物。
- 前記2価銅化合物中の銅元素質量が、前記BiVO4の100質量部に対して0.01〜20質量部である、請求項1に記載の抗ウイルス性組成物。
- 前記2価銅化合物は、(a)下記一般式(1):
Cu2(OH)3X (1)
(式中、Xは陰イオンを示す)
で表される水酸基含有2価銅化合物、(b)2価銅のハロゲン化物、(c)2価銅の無機酸塩、(d)2価銅の有機酸塩、(e)酸化第二銅、(f)硫化銅、(g)アジ化銅(II)および(h)ケイ酸銅からなる群から選択される1種または2種以上からなる、請求項1または2に記載の抗ウイルス性組成物。 - 前記一般式(1)のXが、ハロゲン、カルボン酸の共役塩基、無機酸の共役塩基およびOHからなる群から選択されるいずれかである、請求項3に記載の抗ウイルス性組成物。
- 前記(b)2価銅のハロゲン化物は、塩化銅、フッ化銅および臭化銅からなる群から選択される1種または2種以上からなる、請求項3に記載の抗ウイルス性組成物。
- 前記(c)2価銅の無機酸塩は、硫酸銅、硝酸銅、ヨウ素酸銅、過塩素酸銅、シュウ酸銅、四ホウ酸銅、硫酸アンモニウム銅、アミド硫酸銅、塩化アンモニウム銅、ピロリン酸銅および炭酸銅からなる群から選択される1種または2種以上からなる、請求項3に記載の抗ウイルス性
- 前記(d)2価銅の有機酸塩は2価銅のカルボン酸塩である、請求項3に記載の抗ウイルス性
- 前記2価銅化合物は前記一般式(1)で表される水酸基含有2価銅化合物である、請求項3または4に記載の抗ウイルス性組成物。
- 前記Xは、Cl、CH3COO、NO3および(SO4)1/2からなる群から選択される1種である、請求項3〜8のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物。
- 800ルクスの照度の可視光照射3分間で99.9%以上のウイルス不活化能力を有する請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物を含有する抗ウイルス剤。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物を含有する光触媒。
- BiVO4と2価銅化合物または2価銅化合物原料と水とアルカリ性物質とを混合して混合物を作製する混合工程、および
前記混合物から抗ウイルス性組成物を分離する分離工程を含む、抗ウイルス性組成物の製造方法。 - 前記分離工程によって分離された抗ウイルス性組成物を熱処理する熱処理工程をさらに含む、請求項13に記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
- 前記混合工程において、前記混合物のpHを8〜12の範囲内に調整する、請求項13または14に記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
- 前記2価銅化合物原料は、一般式(2):
CuX2 (2)
(式中、Xは陰イオンを示す)
で表される少なくとも1種の2価銅化合物を含む、請求項13〜15のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。 - 前記混合工程において、前記BiVO4と前記2価銅化合物または前記2価銅化合物原料と前記水と前記アルカリ性物質との合計質量における前記BiVO4の質量の割合が3〜25質量%である、請求項13〜16のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
- 前記混合工程において、前記BiVO4と前記2価銅化合物または前記2価銅化合物原料とを水に混合して撹拌した後に、アルカリ性物質を添加する、請求項13〜17のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物の製造方法。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の抗ウイルス性組成物、請求項11に記載の抗ウイルス剤または請求項12に記載の光触媒を用いてウイルスを不活化する、ウイルス不活性化方法。
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