JP2015171440A

JP2015171440A - 深紫外線照射によるウイルス不活化方法、及び装置

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Publication number: JP2015171440A
Application number: JP2014048228A
Authority: JP
Inventors: 亜由美福世; Ayumi Fukuyo; 陽介雨宮; Yosuke Amamiya; 朋和長尾; Tomokazu Nagao; 中山　鶴雄; Tsuruo Nakayama; 鶴雄中山
Original assignee: NBC Meshtec Inc
Current assignee: NBC Meshtec Inc
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-10-01

Abstract

【課題】ウイルスを迅速に不活化する、ウイルス不活化方法、及び装置を提供する。【解決手段】ウイルスを発光中心波長２８０?５ｎｍの紫外線を照射することを特徴とするウイルス不活化方法。また、気体中に浮遊しているウイルスまたは液体中のウイルスをフィルタで捕集し、フィルタに対して紫外線を照射するウイルス不活化方法。また、電圧が印加される第１の電極と、第１の電極に対向して配置される第２の電極とが、ウイルスを含む空気が流れる流路内に配置され、フィルタが第１の電極と第２の電極の両電極間、または両電極よりも、流路内のウイルスを含む空気の流れ方向の下流側に配置され、第１の電極に電圧を印加した状態で、ウイルスを両電極間を通過させ、フィルタで捕集することを特徴とするウイルス不活化方法。【選択図】図１

Description

本発明は、深紫外線照射により不活化する方法、及び装置に関するものである。

近年、ＳＡＲＳ（重症急性呼吸器症候群）やノロウイルス、鳥インフルエンザなどウイルス感染による死者が報告されている。さらに季節性のインフルエンザウイルス等の浮遊ウイルスからの防御への関心は年々高まっており、効率的に空気中の浮遊ウイルスを除去、不活化するための手段が求められている。

このような事態に対応するために、オゾンやイオン系放出物によりウイルス不活化を行う空気清浄機（特許文献１）や、光触媒を担持した集塵部にて集塵した後、ＵＶを照射して細菌やウイルスを不活化する空気清浄機（特許文献２）などが開発されている。

特開２０００−１１１１０６号公報特開２００１−７９０７７号公報

しかし特許文献１のように、抗ウイルス性イオンの放出によりウイルス不活化を行う場合、活性種による人体等への影響が懸念される。また、特許文献２のように、集塵部に担持した光触媒を用いてウイルスを不活化する場合、ウイルスを不活化させるのに時間がかかる、という問題がある。

そこで本発明は、上記課題を解決するために、ウイルスを迅速に不活化する、ウイルス不活化方法、及び装置を提供することを目的とする。

すなわち第１の発明は、ウイルスに発光中心波長２８０±５ｎｍの紫外線を照射することを特徴とするウイルス不活化方法である。

また第２の発明は、前記第１の発明において、前記照射される紫外線のスペクトル半値幅が２０ｎｍ以下であることを特徴とするウイルス不活化方法。

さらに第３の発明は、第１または第２の発明において、前記紫外線を照射する方法が、ＬＥＤ用いたことを特徴とするウイルス不活化方法。

さらに第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、気体中に浮遊しているウイルスまたは液体中のウイルスをフィルタで捕集し、前記フィルタに対して前記紫外線を照射することを特徴とするウイルス不活化方法。

さらに第５の発明は、第４の発明において、気体透過性または液体透過性を有する繊維構造体またはメッシュであって、前記フィルタの少なくとも表面にウイルス吸着層が形成されていることを特徴とするウイルス不活化方法。

第６の発明は、第４または第５の発明において、電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置される第２の電極とが、ウイルスを含む空気が流れる流路内に配置され、
前記フィルタが前記第１の電極と前記第２の電極の両電極間、または両電極よりも、前記流路内のウイルスを含む空気の流れ方向の下流側に配置され、
前記第１の電極に電圧を印加した状態で、ウイルスを前記両電極間を通過させ、前記フィルタで捕集することを特徴とするウイルス不活化方法。

第７の発明は、ウイルスに発光中心波長２８０±５ｎｍの紫外線を照射する照射装置を備えたことを特徴とするウイルス不活化装置。

第８の発明は、第７の発明において、前記照射される紫外線のスペクトル半値幅が２０ｎｍ以下であることを特徴とするウイルス不活化装置。

第９の発明は、第７または第８の発明において、前記照射装置が、ＬＥＤを用いたことを特徴とするウイルス不活化装置。

第１０の発明は、第７から第９のいずれかの発明において、前記ウイルス不活化装置は、気体中に浮遊しているウイルスまたは液体中のウイルスを捕集するためのフィルタを備え、前記照射装置は前記フィルタに対して前記紫外線を照射することを特徴とするウイルス不活化装置。

第１１の発明は、第１０の発明において、前記フィルタが気体透過性または液体透過性を有する繊維構造体またはメッシュであって、前記フィルタの少なくとも表面にウイルス吸着層が形成されていることを特徴とするウイルス不活化装置。

第１２の発明は、第１０または第１１の発明において、電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置される第２の電極とが、ウイルスを含む空気が流れる流路内に配置され、
前記フィルタが前記第１の電極と前記第２の電極の両電極間、または両電極よりも、前記流路内のウイルスを含む空気の流れ方向の下流側に配置され、
前記第１の電極に電圧を印加した状態で、ウイルスを前記両電極間を通過させ、前記フィルタで捕集することを特徴とするウイルス不活化装置。

本発明によれば、２８０ｎｍ付近の波長の深紫外線を照射することにより、従来ウイルスの不活化のピークを有しているといわれている２６０ｎｍ付近の波長の紫外線を照射する場合に比べて照射強度が低くても、気体中、液体中、あるいは固体の表面など場所を問わずウイルスの迅速な不活化を行える、ウイルス不活化方法、及び装置を提供することができる。

本実施形態のウイルス不活化装置の模式図である。他の実施形態のウイルス不活化装置の模式図である。液体中のウイルスに対して紫外線を照射したあとのウイルス感染価の測定結果を示すグラフである。ウイルス不活化装置によって気体中のウイルスを不活化処理した結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図１を用いて詳述する。

図１は本発明にかかるウイルス不活化方法によりウイルスを不活化するための装置の一例である、本実施形態のウイルス不活化装置１００の模式図である。本実施形態のウイルス不活化装置１００は、ウイルスに対して紫外線を照射してウイルスを不活化するウイルス不活化部を備える。本実施形態において、ウイルス不活化部は発光中心波長２８０±５ｎｍの紫外線照射手段としての光源１を備えている。

ウイルス不活化装置１００は、空気中など気体に含まれるウイルスを不活化するために用いたり、液中に配置して液体に含まれるウイルスを不活化するために用いることができる。気体または液体に含まれるウイルスを不活化する場合は、ウイルス不活化装置１００は、気体や液体を吸引部から装置内に導入し、紫外線を照射した後、排出部から排出する構成を備えることで、連続的にウイルスを不活化できる。

なお、物体の表面に付着したウイルスを不活化する場合は、ウイルスを不活化したい部分に発光中心波長２８０±５ｎｍの紫外線を照射すればよい。またウイルスが付着している対象物体をウイルス不活化装置１００内に配置して、光源１から所定の紫外線を照射して不活化することももちろん可能である。また、空気（気体）中や液体中に浮遊するウイルスを不活化する場合に、ウイルス不活化装置１００を用いないでウイルスが浮遊する空気や液体に向けて発光中心波長２８０±５ｎｍの光を照射してもウイルスの不活化は可能である。

以下、ウイルス不活化装置１００の構成を説明する。ウイルス不活化装置１００は、空気中あるいは液体中に含まれるウイルスをより効率よく不活化するために、ウイルス不活化部として、上述の光源１に加え、フィルタ２と、帯電部Ａと、吸引装置３と、を備えることが好ましい。

まず、光源１は、ウイルスを不活化する所定の発光中心波長の紫外線を照射する。本実施形態において所定の発光中心波長は上述のように２８０±５ｎｍとすることが好ましい。光源１としては、発光中心波長が２８０±５ｎｍの紫外線を照射できる光源であれば特に限定されない。具体的には、殺菌灯のような低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、エキシマランプ、エキシマレーザー、ＬＥＤ（発光ダイオード）等が挙げられる。単一波長性やサイズ、コスト等の装置実装の観点から考慮するとＬＥＤが好ましい。発光中心波長とは、光源１の発光スペクトルの強度が最大となる波長のことである。本実施形態における光源１の好ましい発光中心波長である２８０±５ｎｍは、すなわち、発光中心波長が２７５ｎｍ以上２８５ｎｍ以下の光源である。光源１は照射対象に均一に照射できるものが好ましく、必要に応じて複数の素子を組み合わせたものを設置してもよい。

紫外線照射による菌、及びウイルスの不活化は従来用いられている微生物制御技術であり、一般に殺菌灯が良く用いられている。殺菌灯から放射される紫外線は発光中心波長が２５４ｎｍのものであり、細菌などのＤＮＡの光吸収スペクトルは、波長２６０ｎｍ付近に吸収ピークを備えている。そのため、細菌に２６０ｎｍ付近の波長をもった紫外線を照射することで、ＤＮＡの損傷が引き起こされ、菌、及びウイルスは不活化されるといわれている。

これに対して、本実施形態ではウイルスに対して２８０ｎｍ付近の波長の紫外線を照射することで、従来用いられている２６０ｎｍ付近の波長の紫外線よりも効率よくウイルスを不活化することができることが明らかになった。波長２８０ｎｍはアミノ酸の吸収波長であることから、ウイルス由来のタンパク質に影響を与えることにより、不活化が生じていることが予想される。

また、光源１は、紫外線スペクトルの半値幅が小さい方が好ましく、スペクトル半値幅が２０ｎｍ以下であることがより好ましい。スペクトル半値幅とは、出力される光のスペクトル分布において、相対放射強度が、ピーク値の５０％になる波長の幅のことであり、半値全幅（FWHM、Full Width at Half Maximum）である。

フィルタ２は、ウイルス不活化装置１００内に導入された気体あるいは液体に含まれるウイルスを捕集する。空気中あるいは液中に浮遊しているウイルスを効率よく不活化するには、フィルタ２を用いてウイルスを捕捉することが好ましい。フィルタ２で捕捉したウイルスに対して発光中心波長２８０±５ｎｍの紫外線を照射して不活化することで、浮遊しているウイルスを効率よく不活化することができる。なお、フィルタ２は、気体中や液体中に浮遊するウイルス以外にも、細菌や、塵埃などの微小物質も当然捕集することができる。

フィルタ２は、気体透過性（通気性）あるいは液体透過性（通液性）を有することが好ましい。フィルタ２は気体や液体の透過性を有していれば特に形態や構造は限定されないが、メッシュや繊維構造体が好ましい。

フィルタ２をメッシュや繊維構造体とする場合の材料は、メッシュや繊維構造体を形成可能な材料であれば特に限定されない。具体的には、ガラス、金属や金属酸化物、セラミックス、パルプ、炭素繊維、各種樹脂、合成繊維、綿・麻・絹等の天然繊維、天然繊維から得られた和紙などが挙げられる。

フィルタ２に用いる金属や金属酸化物としては、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、ＴＺＭ（Titanium Zirconium Molybdenum）、Ｗ−Ｒｅ（tungsten-rhenium）などの高融点金属があげられる。また、銀、ルテニウムなどの貴金属が挙げられる。前述の高融点金属や貴金属の合金や酸化物でもよい。また、チタン、ニッケル、ジルコニウム、クロム、インコネル、ハステロイなどの特殊金属が挙げられる。また、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、亜鉛、マグネシウム、鉄などの汎用金属が挙げられる。また、この汎用金属を含む合金またはこれら汎用金属の酸化物を用いることもできる。また、各種めっき法や真空蒸着法やＣＶＤ法やスパッタ法などにより、上述した金属、合金または酸化物の被膜が形成された部材を金属材料として用いてもよい。

フィルタ２の材料の樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＥＶＡ樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ベクトラン（登録商標）、ＰＴＦＥ（poly tetra fluoro ethylene）などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、ポリ乳酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート樹脂、修飾でんぷん樹脂、ポリカプロラクト樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂、ポリブチレンサクシネートテレフタレート樹脂、ポリエチレンサクシネート樹脂などの生分解性樹脂が挙げられる。また、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ケイ素樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。また、シリコーン樹脂、ポリスチレンエラストマー、ポリエチレンエラストマー、ポリプロピレンエラストマー、ポリウレタンエラストマーなどのエラストマーが挙げられる。さらに漆などの天然樹脂などが挙げられる。

また、フィルタ２はさらに、ウイルス吸着層を少なくともフィルタの表面に備えることが好ましい。フィルタ２がウイルス吸着層を有することで、より効率的に空気中の浮遊ウイルスを不活化できる。ウイルス吸着層は、浮遊ウイルスを効率よく吸着する層であり、フィルタ２の少なくとも表面にあればよいが、好ましくは光源１に対向するフィルタ面の表面にウイルス吸着層があることが好ましい。ウイルス吸着層は、ウイルス吸着できれば構造等は特に限定されないが、例えば、ウイルスを吸着する物質を固定することでウイルス吸着層を形成する方法が挙げられる。ウイルスを吸着する物質は、吸着物質とウイルスとの物理的な相互作用でウイルスを吸着する物質であり、たとえば微細な細孔を多数有する多孔質体を用いることができる。また、ウイルス吸着物質は静電気的な作用により吸着するもの、好ましくは物理的吸着と静電気的な吸着と両方を備える物質がよい。ウイルス吸着層を備えることにより、多くのウイルスをフィルタで捕集し不活化することができる。ウイルス吸着層を構成する物質としては、好ましくは、比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上、２５０ｍ^２／ｇ未満であり、また、純水中で測定されたゼータ電位が４０ｍＶ以上の物質が好ましく、より好ましくは、前記比表面積とゼータ電位の両方の条件を満たす物質が好ましい。さらに好ましくは、物質が安定であり、経時的な劣化や耐候性に優れている上記条件を満たす無機酸化物が好ましい。具体的には、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、γ−アルミナ、活性炭、シリカなどの無機酸化物、あるいはゼオライトが好ましく、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、γ−アルミナ、あるいはこれらの混合物がより好ましい。また、ウイルス吸着層は静電気的な作用により吸着するものでもよい。具体的にはエレクトレット性能を有する基材、例えば、ポリオレフィン系またはフッ素系樹脂、を用いて表面に帯電層を形成することによっても、ウイルス吸着層の形成が可能である。

本実施形態のウイルス吸着層をフィルタ２の表面に形成する方法は特に限定されず、当業者が適宜設定できる。たとえば、上述のウイルス吸着物質を一般的なバインダーと混合してスラリーを作成し、ウイルス吸着性を付与したいフィルタ表面に、当該スラリーを塗布する方法が挙げられる。スラリーを塗布する方法としては、浸漬法、スプレー法、ロールコーター法、バーコーター法、スピンコート法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法などの方法で塗布する方法が挙げられる。また、グラフト重合を利用して前記ウイルス吸着物質をフィルタ表面に固定しても構わない。

次に、帯電部Ａは、空気中や液中に浮遊するウイルスや、ウイルスを含む塵埃等の微小な物質を帯電させる部位である。帯電部Ａは、いわゆる電気集塵技術でウイルス等の微小な物質を帯電させる。帯電部Ａとフィルタ２とを組み合わせることで、帯電したウイルス等がよりフィルタ２に捕集されやすくなり、より多くのウイルスを効率よくフィルタ２に捕集できる。

本実施形態の帯電部Ａの具体的な構成は、第１の電極である放電電極４と、第２の電極である接地電極５と、電源６とを備える。本実施形態では放電電極４と接地電極５は、装置内の流路における気体あるいは液体の流れ方向においてフィルタ２よりも上流側に配置される。放電電極４には電源６から電圧が印加される。接地電極５は放電電極４に対向して配置される電極であり、接地されている。放電電極４と接地電極５は、ウイルスを含む空気や液体が流れる流路内に配置される。放電電極４と接地電極５は、空気や液体が通過できるように通気性あるいは通液性を有する構造である。放電電極４と接地電極５の位置関係は、いずれが空気の流れ方向における上流側に配置されてもよいが、放電電極４が上流側に配置されるのが好ましい。また、空気の流れ方向を挟む位置（図１のケースの上下の側面の位置、あるいは、左右の側面の位置）に、放電電極４と接地電極５を配置してもよい。

電源６によって、放電電極４に電圧を印加することで放電電極４と接地電極５間に電界が生じる。帯電部Ａを通過する際に、帯電した空気の作用（帯電部Ａの周囲の気体を電離させて発生するイオンの作用）により、ウイルスなどの微小物質を帯電させる。帯電したウイルス等はフィルタ２に引き寄せられるので、フィルタ２による捕集性能を高めることができる。

本実施形態で用いる放電電極４と接地電極５は、導電性を有し、通気性や通液性が確保できる構造の電極として形成できる材料であれば特に限定されるものではないが、一例として、金属線や金属の繊維で形成されるメッシュや不織布、ワイヤ、格子状や簾状や突起状の金属製プレート、パンチングされた金属製のプレートやシート、スチールウール、エキスパンドメッシュ、めっきなどで導電性材料を被覆した合繊織編物（不織布も含む）などが挙げられる。また、放電電極４が、針状電極のように鋸刃状の鋭利な先端部を複数有する形態の電極でもよい。

吸引装置３は、ウイルス不活化装置１００内に空気などの気体や液体を導入する装置である。本実施形態の吸引装置３は、気体や液体が導入できる装置であれば特に限定されるものではなく、具体的には、処理対象が気体であれば公知のファンなどの気体を導入する装置、処理対象が液体であれば公知のポンプなどの液体導入装置が挙げられる。なお、図１では吸引装置３をフィルタ２よりも流体の流れ方向における下流側に示しているが、これに限られず、気体や液体を装置内に吸引する作用が得られれば、どこに配置されてもよい。

以上が本実施形態のウイルス不活化装置１００の構成である。なお、放電電極４と空気等の導入口である吸引部との間（放電電極４よりも上流側）に髪の毛や糸くずなど、比較的大きなゴミを除去するためのプレフィルタを設置してもよい。また、図１において吸引部は入口側と記載されている部分でもよいし、ダクトなどが接続されてさらに上流側に設けられてもよい。また、排出部も同様であり、図１において出口側と記載されている部分でもよいし、さらに下流側に設けられてもよい。

次に、本実施形態のウイルス不活化処理（ウイルス不活化方法）について説明する。まず、空気中や液中に浮遊しているウイルスではなく、単に物に付着しているウイルスを不活化する場合には、不活化したいウイルスが付着している物の付着面に対して、所定の紫外線を照射する。すなわち、発光中心波長２８０±５ｎｍの紫外線を光源から照射する。光源には上述の光源を用いてよいが、ＬＥＤが好ましい。また、紫外線照射はウイルスの付着面全面に均一に照射されることが好ましい。例えば付着面面積３５ｍｍ四方に対して、照射角が１２０°のＬＥＤであればフィルタから１ｃｍ程度上方（離れた位置）から紫外線を照射すれば、３５ｍｍ四方の範囲に対して十分にウイルスを不活化可能に紫外線を照射できる。光源として用いるＬＥＤは、照射する必要のある範囲の面積に応じて複数の素子を組み合わせて用いてもよい。光源から照射される光は、上述の通りスペクトル半値幅が小さいほうが好ましく、具体的には２０ｎｍ以下であることが好ましい。

次に、空気中等の気体中あるいは液中に浮遊するウイルスを不活化する場合について説明する。この場合は、上述の図１のウイルス不活化装置１００を用いて不活化処理を行う。最初に、帯電部Ａによる電気集塵処理を行わないで不活化処理する方法について説明する。まず、吸引装置３を作動させ、光源１から発光中心波長２８０±５ｎｍの光をフィルタ２に対して照射する。光源１による紫外線照射はフィルタ全面に均一に照射されることが好ましく、例えば３５ｍｍ四方の大きさのフィルタに対して、照射角が１２０°のＬＥＤであればフィルタから１ｃｍ程度上方（離れた位置）から紫外線を照射する。これにより、３５ｍｍ四方の範囲に対して十分にウイルスを不活化できる。このようなＬＥＤのウイルス不活化可能範囲に基づき、ウイルス不活化装置１００に用いるフィルタの大きさに応じて複数のＬＥＤを組み合わせてウイルスを不活化可能な照射範囲をフィルタの大きさに合わせたものを光源として用いてもよい。そして、吸引装置３の動作によって処理対象の気体あるいは液体が装置内に導入され、導入された気体あるいは液体をフィルタ２に通過させる。気体あるいは液体がフィルタ２を通過すると、ウイルスやウイルスを含む塵埃などの微小物質がフィルタ２に捕集される。フィルタ２に対して光源１から上述の所定の特性の光（紫外線）が照射されているので、フィルタに捕集されたウイルスが不活化される。なお、フィルタ２に捕集される前や、フィルタに捕集されずに通過したウイルスも、光源１からの光が当たれば不活化される。

次に、気体中あるいは液体中に浮遊するウイルスを不活化する場合であって、帯電部Ａによってウイルス等を帯電させながら不活化する処理について説明する。この場合は、ウイルス不活化装置１００として、吸引装置３と光源１に加え、帯電部Ａを備えるものを用いる。そして、光源１と吸引装置３の動作に加え、帯電部Ａの放電電極４に電源６から電圧を印加する。これにより、吸引装置３の動作によって装置内に気体あるいは液体が導入され、気体あるいは液体に含まれるウイルスやその他の微小物質が帯電部Ａによって帯電する。帯電部Ａによって帯電したウイルス等は、気体あるいは液体の流れ方向の下流側に配置されるフィルタ２により引き寄せられてフィルタ２に捕集される。フィルタ２に捕集されたウイルス等は光源１から発光中心波長２８０±５ｎｍの光が照射され、不活化される。このように帯電部Ａによって浮遊するウイルスを帯電させることで、ウイルスはよりフィルタ２に捕集されやすくなる。そのため、帯電部Ａを用いない場合に比べてより効率よく確実にウイルスを捕集し、不活化することができる。

なお、気体中や液体中に浮遊するウイルスを不活化する場合に、ウイルス不活化装置１００を用いて対象の流体を導入する処理を行わず、単にウイルスを含む処理対象の気体や液体に対して光源１を用いて発光中心波長２８０±５ｎｍの光を照射してもよい。たとえば、処理対象の気体や液体が限られた空間内に存在しており、光源１がその空間全体に紫外線を照射可能であれば、その空間内に光源１から上述の所定の紫外線を照射してもよい。光源の照射可能範囲に対して処理対象の空間が十分小さければ、このような方法でも効率よくウイルスを不活化することができる。

以上に説明した本実施形態のウイルス不活化方法（ウイルス不活化装置１００）によって不活性化できるウイルスについては特に限定されず、ゲノムの種類や、エンベロープの有無等に係ることなく、様々なウイルスを不活化することができる。例えば、ライノウイルス・ポリオウイルス・口蹄疫ウイルス・ロタウイルス・ノロウイルス・エンテロウイルス・ヘパトウイルス・アストロウイルス・サポウイルス・Ｅ型肝炎ウイルス・Ａ型、Ｂ型、Ｃ型インフルエンザウイルス・パラインフルエンザウイルス・ムンプスウイルス（おたふくかぜ）・麻疹ウイルス・ヒトメタニューモウイルス・RSウイルス・ニパウイルス・ヘンドラウイルス・黄熱ウイルス・デングウイルス・日本脳炎ウイルス・ウエストナイルウイルス・Ｂ型、Ｃ型肝炎ウイルス・東部および西部馬脳炎ウイルス・オニョンニョンウイルス・風疹ウイルス・ラッサウイルス・フニンウイルス・マチュポウイルス・グアナリトウイルス・サビアウイルス・クリミアコンゴ出血熱ウイルス・スナバエ熱・ハンタウイルス・シンノンブレウイルス・狂犬病ウイルス・エボラウイルス・マーブルグウイルス・コウモリリッサウイルス・ヒトＴ細胞白血病ウイルス・ヒト免疫不全ウイルス・ヒトコロナウイルス・ＳＡＲＳコロナウイルス・ヒトポルボウイルス・ポリオーマウイルス・ヒトパピローマウイルス・アデノウイルス・ヘルペスウイルス・水痘帯状発疹ウイルス・ＥＢウイルス・サイトメガロウイルス・天然痘ウイルス・サル痘ウイルス・牛痘ウイルス・モラシポックスウイルス・パラポックスウイルスなどを挙げることができる。

なお、図１では、帯電部Ａとフィルタ２が離れた配置になっているが、帯電部Ａにフィルタ２が配置される構成でもよい。具体的には、放電電極４と接地電極５の間にフィルタ２を配置し、さらにフィルタ２に光源１からの紫外線が照射されるような構造としてもよい。その際、放電電極４と接地電極５は導電性と気体あるいは液体の透過性を備える必要がある。

次に他の実施形態について説明する。図２は、ウイルス不活化装置の別の実施形態の模式図である。図２では、放電電極４と接地電極５が複数備えられており、電極の間を処理対象である気体あるいは液体が通過するような構造である。すなわち、図１では放電電極４と接地電極５はいずれか一方を空気の流れ方向における上流側に配置し、他方を下流側に配置した。これに対して図２の実施形態では、空気の流れの方向に直交する方向に放電電極４と接地電極５とが対向して配置される。両電極は複数あってもよいし、放電電極４と接地電極５それぞれ１つずつでもよい。また、電極間を気体や液体が通過すればよいので、対向する方向は空気の流れ方向に直交する方向でなくてもよい。図１のときと同様に、電源６によって、放電電極４に電圧を印加することで放電電極４と接地電極５間に電界が生じ、両電極間を通過した気体あるいは液体に含まれるウイルスは帯電する。これにより、両電極よりも流れ方向の下流側にあるフィルタ２に吸着されやすくなる。本実施形態では、気体あるいは液体は電極間を流れるので、放電電極４と接地電極５は導電性があれば、気体あるいは液体の透過性はなくてもよい。

本実施形態のウイルス不活化方法および当該方法を用いたウイルス不活化装置１００によれば、気体中、液体中、物体の表面などウイルスの存在する場所を問わずウイルス不活化を可能とする。また、薬剤を使用しないため、医薬品や食品に対して直接適用することも可能である。

次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施
例のみに限定されるものではない。

＜液体中のウイルスへの紫外線照射、及びウイルス感染価測定＞
（実施例１）
液体中のウイルスの紫外線照射による不活化効果を確認するために、リン酸緩衝液中に懸濁したウイルスに対してＬＥＤにより異なる波長の紫外線を照射し、その後のウイルス感染価の測定を行った。詳細は以下の通りである。ウイルスとして、非エンベロープウイルスであるネコカリシウイルスを用いた。プラスチックチューブ中に各ウイルス懸濁液（１×１０^９ＰＦＵ/ｍＬ）を０．１ｍＬ滴下し、発光中心波長が２８０ｎｍのＬＥＤ光源（ＳＥＮＳＯＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｉｎｃ.製ＵＶＴＯＰ２８０のＬＥＤ素子１つを使用）を用いて水面に向けて紫外線照射を行った。紫外線照射後、ウイルス液を回収し、細胞培養培地（ＭＥＭ）を用いて、回収したウイルス液の１０倍段階希釈系列を作製した。回収したウイルス液と各希釈段階液０．１ｍＬをＣＲＦＫ細胞を培養した６穴細胞培養プレートに接種した。６０分間静置しウイルスを細胞へ吸着させた後、０．７％寒天培地を重層し、４８時間、３４℃、５％ＣＯ_２インキュベータにて培養後、ホルマリン固定、メチレンブルー染色を行い、形成されたプラーク数をカウントして、ウイルスの感染価（ＰＦＵ/０．１ｍＬ、Ｌｏｇ１０）；（ＰＦＵ：ｐｌａｑｕｅ-ｆｏｒｍｉｎｇｕｎｉｔｓ）を算出した。その試験結果を図３に示す。

（比較例１）
発光中心波長が２５５ｎｍのＬＥＤ光源（ＳＥＮＳＯＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｉｎｃ.製ＵＶＴＯＰ２５５）を用いた以外は実施例１と同様にウイルス感染価測定を行った。その試験結果を図３に示す。

（比較例２）
発光中心波長が２６０ｎｍのＬＥＤ光源（ＳＥＮＳＯＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｉｎｃ.製ＵＶＴＯＰ２６０）を用いた以外は実施例１と同様にウイルス感染価測定を行った。その試験結果を図３に示す。

（比較例３）
発光中心波長が２７０ｎｍのＬＥＤ光源（ＳＥＮＳＯＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｉｎｃ.製ＵＶＴＯＰ２７０）を用いた以外は実施例１と同様にウイルス感染価測定を行った。その試験結果を図３に示す。

＜気相における浮遊ウイルスへの紫外線照射、及びウイルス感染価測定＞
（実施例２）
集塵フィルタの基材として、エレクトレット性能を有するＰＰ（ポリプロピレン）基材
のメルトブロー不織布（東レ・ファインケミカル(株)製ＥＭ０５０１０）を用いた。図１のように帯電部（接地電極５）の気体の流れ方向下流側にフィルタを設置した。帯電部において、放電電極として金属板を針状に打ち抜いたものを用い、接地電極としては金属メッシュを用いた。紫外線照射のための光源として、３５ｍｍ四方の大きさのフィルタに対して、フィルタ全面に照射できるようフィルタから１ｃｍ上方に１つのＬＥＤ素子を設置した。紫外線ＬＥＤは発光中心波長が２８０ｎｍのもの（ＳＥＮＳＯＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｉｎｃ.製ＵＶＴＯＰ２８０）を使用した。

図１に示すようなウイルス不活化ユニットに搭載したウイルス不活化装置を１５０ＬのＢＯＸ内に設置し、集塵手段（放電電極）に電位差５ｋＶの電圧を印加させた。ネブライザを用いてインフルエンザウイルス（ｉｎｆｌｕｅｎｚａＡ／北九州／１５９／９３（Ｈ３Ｎ２）、約１×１０^１０個）を含む懸濁液をＢＯＸ内に噴霧し、ウイルスを浮遊させた。その後、吸引装置を動作させてウイルス不活化装置を作動させ、ウイルス不活化装置内を流れる空気の流量を０．１ｍ^３／ｍｉｎに調整してＢＯＸ内の空気を装置内に循環させた。本電気集塵方式によるウイルスの集塵効率は９８％程度である。

フィルタに捕集されたウイルスの紫外線照射による不活化効果を確認するために、電気集塵と上述の波長の紫外線の照射を行って装置に空気を循環させた後、フィルタからウイルスを抽出してウイルス感染価の測定を行った。詳細は以下の通りである。紫外線照射による不活化処理後のフィルタ上にＳＣＤＬＰ培地９００μＬを添加し、ピペッティングによりウイルスを洗い出し、上清液を回収した。その後、細胞培養培地（ＭＥＭ）を用いて、回収した上清液の１０倍段階希釈系列を作製した。回収した上清液と各希釈段階液０．１ｍＬをＭＤＣＫ細胞を培養した６穴細胞培養プレートに接種した。６０分間静置しウイルスを細胞へ吸着させた後、０．７％寒天培地を重層し、４８時間、３４℃、５％ＣＯ_２インキュベータにて培養後、ホルマリン固定、メチレンブルー染色を行い、形成されたプラーク数をカウントして、ウイルスの感染価を算出した。その試験結果を図４に示す。

（比較例４）
発光中心波長が２５５ｎｍのＬＥＤ光源（ＳＥＮＳＯＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｉｎｃ.製ＵＶＴＯＰ２５５）を用いた以外は実施例２と同様にウイルスの捕集、及び感染価測定を行った。その試験結果を図４に示す。

（比較例５）
発光中心波長が２６０ｎｍのＬＥＤ光源（ＳＥＮＳＯＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｉｎｃ.製ＵＶＴＯＰ２６０）を用いた以外は実施例２と同様にウイルスの捕集、及び感染価測定を行った。その試験結果を図４に示す。

（比較例６）
発光中心波長が２７０ｎｍのＬＥＤ光源（ＳＥＮＳＯＲＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｉｎｃ.製ＵＶＴＯＰ２７０）を用いた以外は実施例２と同様にウイルスの捕集、及び感染価測定を行った。その試験結果を図４に示す。

以上の結果より、発光中心波長２８０ｎｍの紫外線照射が、２５５、２６０、２７０ｎｍの紫外線照射に比べて水中においても、気体中においてもウイルスを効率的に不活化可能であることが確認できた。このことは、発光中心波長２８０ｎｍの紫外線を使用することで、他の波長の紫外線よりも低い照射エネルギーでの迅速なウイルス不活化が可能であることを意味している。また、低い照射エネルギーで十分にウイルスの不活化が可能であることにより、従来よりも低いエネルギーで紫外線を照射する構成とすれば装置部材の光劣化を抑制することができるという効果も得られる。また、本発明においてネコカリシウイルスとインフルエンザウイルスの不活化に成功していることから、発光中心波長２８０ｎｍの紫外線照射がエンベロープの有無に関わらずウイルスの不活化に有効であることを示している。これらのことから、本発明より、圧力損失が低くても高い集塵能力を持ち、かつ、捕集したウイルスを効率的に不活化する能力をもつウイルス不活化方法、及び装置を提供することができる。

１００ウイルス不活化装置
１光源
２フィルタ
３吸引装置
４放電電極
５接地電極
６電源

Claims

ウイルスに発光中心波長２８０±５ｎｍの紫外線を照射することを特徴とするウイルス不活化方法。
前記照射される紫外線のスペクトル半値幅が２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のウイルス不活化方法。
前記紫外線を照射する方法が、ＬＥＤ用いたことを特徴とする請求項１または２に記載のウイルス不活化方法。
気体中に浮遊しているウイルスまたは液体中のウイルスをフィルタで捕集し、前記フィルタに対して前記紫外線を照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のウイルス不活化方法。
前記フィルタは、気体透過性または液体透過性を有する繊維構造体またはメッシュであって、前記フィルタの少なくとも表面にウイルス吸着層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のウイルス不活化方法。
電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置される第２の電極とが、ウイルスを含む空気が流れる流路内に配置され、
前記フィルタが前記第１の電極と前記第２の電極の両電極間、または両電極よりも、前記流路内のウイルスを含む空気の流れ方向の下流側に配置され、
前記第１の電極に電圧を印加した状態で、ウイルスを前記両電極間を通過させ、前記フィルタで捕集することを特徴とする請求項４または５に記載のウイルス不活化方法。
ウイルスに発光中心波長２８０±５ｎｍの紫外線を照射する照射装置を備えたことを特徴とするウイルス不活化装置。
前記照射される紫外線のスペクトル半値幅が２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のウイルス不活化装置。
前記照射装置が、ＬＥＤを用いたことを特徴とする請求項７または８に記載のウイルス不活化装置。
前記ウイルス不活化装置は、気体中に浮遊しているウイルスまたは液体中のウイルスを捕集するためのフィルタを備え、前記照射装置は前記フィルタに対して前記紫外線を照射することを特徴とする請求項７から９のいずれか一つに記載のウイルス不活化方法。
前記フィルタが気体透過性または液体透過性を有する繊維構造体またはメッシュであって、前記フィルタの少なくとも表面にウイルス吸着層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のウイルス不活化装置。
電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置される第２の電極とが、ウイルスを含む空気が流れる流路内に配置され、
前記フィルタが前記第１の電極と前記第２の電極の両電極間、または両電極よりも、前記流路内のウイルスを含む空気の流れ方向の下流側に配置され、
前記第１の電極に電圧を印加した状態で、ウイルスを前記両電極間を通過させ、前記フィルタで捕集することを特徴とする請求項１０または１１に記載のウイルス不活化装置。