JP2017213263A - アレルゲンの不活化方法およびアレルゲン不活化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アレルゲンを高い効率で不活化できるとともに、一般的な生活空間においてもアレルゲンの不活化が可能である方法および装置を提供する。【解決手段】ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光をアレルゲンに照射し、この照射によりアレルゲンを不活化する、アレルゲンの不活化方法とする。ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光の光源と、光源からの紫外光をアレルゲンに照射する照射部とを備えるアレルゲン不活化装置とする。【選択図】図１

Description

本開示は、アレルゲンを不活化する方法および装置に関する。より具体的に、本発明は、紫外光を用いてアレルゲンを不活化する方法および装置に関する。

近年、アレルギー疾患が社会問題化している。アレルギー疾患は、体内へのアレルゲンの侵入により引き起こされる。その１種であるアレルギー性鼻炎は、各種のアレルゲンの吸引により発症する。アレルゲンの例は、ハウスダスト、ダニ、ペットおよび真菌などに由来する室内アレルゲンである。別の例は、スギ花粉に代表される草木の花粉に由来するアレルゲンである。花粉由来のアレルゲンによる季節性アレルギー性鼻炎は、花粉症とも呼ばれる。

スギ花粉に由来するアレルゲンCry j1およびCry j2は、それぞれ、スギ花粉の表面および内部に含まれるタンパク質である。これらのアレルゲンは、粘膜への付着により生体外異物として認識され、組織の炎症反応を引き起こす。アレルギー疾患を軽減し、防止するためには、生活空間からアレルゲンまたはアレルゲンを含む物質を取り除くことが必要である。変性（不活化）によりアレルゲン性を喪失させてもよい。

アレルゲンはタンパク質である。このため、熱、強酸または強アルカリを用いた変性によって、アレルゲンを不活化できる。しかし、生活空間においてそのような薬剤処理を定常的に実施することは、安全性の観点、および現実的な処理方法の構築が困難である観点から難しい。

特許文献１には、茶抽出物などの生活空間における通常の使用が可能な物質で環境を処理する方法が記載されている。この方法では、例えば当該物質を含有するフィルタに室内の空気を通すことによってアレルゲンを除去する。

別の不活化方法として、非特許文献１には、水銀ランプから照射される紫外光を利用する方法が記載されている。水銀ランプは、殺菌灯として広く用いられている。特許文献２には、窒素雰囲気下の特定の放電（ファインストリーマ放電）を利用する方法が記載されている。この方法では、上記放電により生じたパルス電界、窒素ラジカルおよび短波長紫外線の作用により、処理対象物に付着した毒素タンパク質を分解する。

特開平6-279273号公報 特開2008-178679号公報

高島征助著、「スギ花粉症」抗原性物質の不活性化に関する研究、環境制御、第１５巻、第４５−５６頁、岡山大学環境管理センター、１９９３年１２月１５日発行

本開示は、アレルゲンを高い効率で不活化できるともに、一般的な生活空間においてもアレルゲンの不活化が可能であるアレルゲンの不活化方法および不活化装置を提供する。

本開示のアレルゲンの不活化方法では、ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光をアレルゲンに照射し、前記照射により前記アレルゲンを不活化する。

本開示のアレルゲン不活化装置は、ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光の光源と、前記光源からの前記紫外光をアレルゲンに照射する照射部と、を備える。

本開示のアレルゲンの不活化方法および不活化装置によれば、アレルゲンを高い効率で不活化できるとともに、一般的な生活空間においてもアレルゲンの不活化が可能となる。

図１は、本開示のアレルゲン不活化装置の一例を示す模式図である。 図２は、実施例で使用した、アレルゲンの不活化率を評価するための紫外光の照射装置を示す模式図である。 図３は、実施例１および比較例における、積算紫外線量とスギ花粉アレルゲン（Cry j1）の不活化率との関係を示す図である。 図４は、実施例１および２で使用した紫外光のスペクトルを示す図であり、バンドパスフィルタの有無によるスペクトルの相違を示す図である。 図５は、実施例１および２における、積算紫外線量とスギ花粉アレルゲン（Cry j1）の不活化率との関係を示す図である。

（本開示の一態様に到った経緯）
従来のアレルゲンの不活化方法および装置における、例えば以下の各点の修正を達成できれば、より改良されたアレルゲンの不活化方法および装置が提供される。

・一般的な生活空間において、安全、安定、かつ現実的に実施できるアレルゲンの不活化方法および装置が望まれる。生活空間の例は、商工業施設の建屋内および家屋の室内である。強酸および強アルカリといった、生活空間での安全な使用が難しい物質の使用は避けることが望まれる。

・特許文献１の方法では、アレルゲンの不活化および除去が必ずしも十分ではない。この方法では、環境中のアレルゲンを高い効率で不活化および除去できない。また、フィルタの使用により、不活化および除去の効率が特に低下する。吸着した埃、アレルゲンおよびアレルゲン残渣によってフィルタの目詰まりが発生するためである。さらに、フィルタを交換する際に、吸着されていたアレルゲンが環境中に再飛散しやすい。フィルタ交換のコストおよび手間も無視できない。環境中のアレルゲンを高い効率で不活化できる方法および装置が望まれる。低コストおよび少ない手間で運用できることがなお良い。

・特許文献２の方法では、大型かつ高コストの装置が実施に必要である。例えば、放電装置、アレルゲンの処理雰囲気を窒素雰囲気に保つ窒素源および制御装置が要求される。また、この方法は、家屋の室内における実施が困難である。家屋の室内は、被処理容積が小さい一方でアレルゲンの不活化の要求が非常に高い。このような環境においても、アレルゲンを高い効率で不活化できる方法および装置が望まれる。

・非特許文献１の方法では、必ずしも十分なアレルゲンの不活化が達成されない。水銀ランプから照射される紫外光は波長２５４ｎｍの輝線スペクトルを有している。しかし、この波長は、アレルゲンをはじめとするタンパク質の吸収波長域から外れている。当該紫外光によるアレルゲンの不活化効果は小さい。なお、波長２５４ｎｍの紫外光は遺伝物質（ＤＮＡ）の複製を阻害する。このため水銀ランプは、細菌、カビおよびウィルスを殺し、増殖を抑制する殺菌灯として十分に機能する。換言すれば、アレルゲンの不活化と殺菌との間には、その機序に関する１対１の対応関係が存在しない。

本発明者らは、上記各点が修正され、より改善されたアレルゲンの不活化方法および装置を見出した。この方法および装置では、ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光をアレルゲンに照射し、この紫外光の照射によってアレルゲンを不活化する。本開示の不活化方法および装置によれば、環境中のアレルゲンを高い効率で不活化でき、一般的な生活空間においてもアレルゲンの不活化が可能となる。

（開示の態様）
本開示の第１態様のアレルゲンの不活化方法では、ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光をアレルゲンに照射し、前記照射により前記アレルゲンを不活化する。

第１態様によれば、アレルゲンを高い効率で不活化でき、一般的な生活空間においてもアレルゲンの不活化が可能となる。

また、以下の効果が期待される。

・薬品などの化学物質あるいは触媒を用いることなくアレルゲンを不活化できる。

・不活化方法を実施する装置の小型化が可能である。

・構成によっては、装置の価格、保守費用および保守に要する時間を低減できる。すなわち、低コストでの不活化が可能である。

さらに、アレルゲンの不活化への寄与が低い波長の光の照射を抑制できる。このため、装置の供給電力に対する効果の比（対電力効果比）の向上が期待される。

本開示の第２態様では、第１態様の方法において、前記紫外光のスペクトルにおける、前記ピーク波長を有するピークの半値幅が１ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。

第２態様によれば、輝線スペクトルを示す紫外光を採用する場合に比べて、アレルゲンの不活化効率が向上する。同時に、ピーク幅がよりブロードな紫外光を採用する場合に比べて、装置の対電力効果比が向上する。アレルゲンの不活化への寄与が低い波長の光の照射をより抑制できるためである。これらの効果は、紫外光のピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にあることとの相乗的な効果である。

本開示の第３態様では、第１または第２態様の方法において、前記紫外光のピーク波長が２００ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲にある。

第３態様によれば、不活化の効率がより向上する。また、装置の対電力効果比がより向上する。

本開示の第４態様では、第１または第２態様の方法において、前記紫外光のピーク波長が２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の範囲にある。

第４態様によれば、不活化の効率がさらに向上する。

本開示の第５態様では、第１から第４態様のいずれかの方法において、前記紫外光が波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光を含む。

第５態様によれば、紫外光のピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲（あるいは２３５ｎｍまたは２２０ｎｍ以下の範囲）にあることと相まって、不活化の効率がさらに向上する。

本開示の第６態様では、第１から第５態様のいずれかの方法において、平面の発光構造を有する光源（面光源）から前記紫外光を照射する。

第６態様によれば、効率的な紫外光の照射によって、不活化の効率がより向上する。また、アレルゲンを含む空気に紫外光を照射する場合に発生するオゾンの量を低減できる。波長２５３ｎｍ以下の光が空気を透過する際に、オゾンの発生は避けられない。とりわけ、紫外光の照射面積が大きい場合に、オゾンが多く発生する。しかし、面光源の使用によって、線状または点状の発光構造を有する光源（線光源または点光源）から紫外光を照射する場合に比べて、照射領域の全体に到達するまでに紫外光が空気を通過する総距離を低減できる。これにより、発生するオゾンの量が低減する。オゾン発生量の低減によって、アレルゲンを不活化する際の安全性が向上する。この効果は、一般的な生活空間における不活化に、特に有利である。

本開示の第７態様では、第１から第６態様のいずれかの方法において、前記アレルゲンを含む気体および／または液体に前記紫外光を照射する。

第７態様によれば、生活空間における不活化がより容易となる。気体は、例えば空気である。液体は、例えば水である。

本開示の第８態様では、第１から第７態様のいずれかの方法において、波長２００ｎｍ未満の光の強度を低減させた前記紫外光を照射する。

第８態様によれば、不活化の効率を大きく低下させることなく、アレルゲンを含む空気に紫外光を照射する場合のオゾンの発生量を低減できる。波長２００ｎｍ未満の光では、アレルゲンを不活化する効果に比してオゾン発生の悪影響の方が強くなる。

本開示の第９態様のアレルゲン不活化装置は、ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光の光源と、前記光源からの前記紫外光をアレルゲンに照射する照射部と、を備える。

第９態様によれば、第１態様の方法を実施でき、当該方法と同様の効果が得られる。

本開示の第１０態様では、第９態様の装置において、前記照射部は、前記アレルゲンを含む気体および／または液体に前記紫外光を照射する。

第１０態様によれば、第７態様の方法を実施でき、当該方法と同様の効果が得られる。

本開示の第１１態様では、第９または第１０態様の装置において、前記光源が平面の発光構造を有する（面光源である）。

第１１態様によれば、第６態様の方法を実施でき、当該方法と同様の効果が得られる。

本開示の第１２態様では、第９から第１１態様のいずれかの装置が、波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害するバンドパスフィルタをさらに備え、前記バンドパスフィルタが前記紫外光の経路に配置されている。

第１２態様によれば、光源から放射される紫外光が波長２００ｎｍ未満の光を含む場合においても、不活化の効率を大きく低下させることなく、アレルゲンを含む空気に紫外光を照射する場合のオゾンの発生量を低減できる。

本開示の第１３態様では、第１０から第１２態様のいずれかの装置において、前記照射部が、前記気体および／または前記液体を流通させる流路と、前記紫外光を前記流路内の前記気体および／または前記液体に照射する照射窓とを備える。

第１３態様によれば、生活空間における不活化がより容易となる。

本開示の第１４態様では、第１３態様の装置において、前記照射窓が前記流路の側面に設けられている。

第１４態様によれば、不活化の効率がより向上する。

本開示の第１５態様では、第１３または第１４態様の装置において、前記照射窓が波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害する材料から構成される層を有する。

第１５態様によれば、光源から放射される紫外光が波長２００ｎｍ未満の光を含む場合においても、不活化の効率を大きく低下させることなく、アレルゲンを含む空気に紫外光を照射する場合のオゾンの発生量を低減できる。

第１から第８態様のいずれかの方法を、第９から第１５態様のいずれかの装置において実施してもよい。

以下、本開示のアレルゲンの不活化方法および不活化装置をさらに説明する。本開示の方法および装置は、以下の説明に示された具体的な実施形態に限定されない。

（アレルゲン）
本開示の方法および装置の対象であるアレルゲンは限定されない。アレルゲンの具体例は、スギ花粉などの花粉；ハウスダスト、ダニ、イヌおよびネコなどの動物；ならびに小麦、牛乳およびソバなどの食品に由来するアレルゲンである。食物由来のアレルゲンは、食品の製造ラインの残留物および食品残渣の含有物として問題になることがある。後述の実施例では、スギ花粉に由来するアレルゲンCry j1を使用した。

（紫外光およびその光源）
本開示の方法および装置では、ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光をアレルゲンに照射する。ピーク波長は、紫外光のメインピーク（最も強度が大きなピーク）の波長でありうる。ピーク波長の上限は、２５０ｎｍ以下、２４０ｎｍ以下、２３５ｎｍ以下、さらには２２０ｎｍ以下でありうる。これらの上限は、波長２００ｎｍ以上であって上記上限の順に、アレルゲンの不活化に対する大きな作用が得られることに基づく。そして、ピークおよびピーク近傍の光の照射強度が相対的に大きいことから、ピーク波長がこれらの範囲にあることにより、アレルゲンを高い効率で不活化できる。

波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光（成分）は、アレルゲンの不活化に対する特に大きな作用を有する。このため、照射する紫外光が波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光を含むことが望ましい。このとき、紫外光のスペクトルは、２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の波長域に強度を有する。

紫外光のスペクトルにおける、上記ピーク波長を有するピークの半値幅は１ｎｍ以上４０ｎｍ以下が望ましく、２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下がより望ましい。

紫外光の光源は、限定されない。アレルゲンに上記紫外光が照射される限り、光源あるいは光源の発光構造自体は、必ずしも、ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光を放射しなくてもよい。バンドパスフィルタのような光学部材、および／または光源からアレルゲンに至るまでに光が通過する光学系によって、紫外光のスペクトルを制御できるためである。照射効率の観点からは、光源自体が上記紫外光を放射することが望ましい。

上記紫外光の十分な照射強度が得られる光源の一例は、波長２３０ｎｍの近傍にピーク波長を有し、２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の波長域をカバーするブロードなスペクトルの光を放射する光源である。

この光源の一例は、希ガスの誘電体バリア放電と蛍光体とを組み合わせた光源である。希ガスは、例えばキセノン（Ｘｅ）である。蛍光体は、例えばＭｇＯである。希ガスの誘電体バリア放電では、波長２２０ｎｍ未満の真空紫外線が非常に高い効率で生成する。この真空紫外線が蛍光体を励起して、波長２３０ｎｍの近傍にピーク波長を有し、上記波長域をカバーするブロードなスペクトルの紫外光が放射される。この光源では、蛍光体の組成による紫外光のスペクトル制御が可能である。

また、この光源は、平面の発光構造を有しうる。この光源の採用により、面光源からアレルゲンに紫外光を照射できる。この光源の具体的な一例は、対向して配置された一対の電極と、前記電極上に配置された誘電体層と、希ガスを収容する前記一対の電極間に位置する空間（セル）と、前記セルよりも当該光源の照射面に近い位置に配置された蛍光体層と、を備える。

ピーク波長が上記波長域にある紫外光を照射できる限り、輝線スペクトルを示す紫外光を放射する光源を採用できる。

光源は平面の照射面を有していてもよい。とりわけ、平面の発光構造を有する光源が望ましい。

（アレルゲンの不活化方法）
本開示の方法では、上述の紫外光（以下、単に「紫外光」ともいう）をアレルゲンに照射する。光源からアレルゲンへの照射方法は限定されない。

空気などの気体および／または液体中に存在するアレルゲンに対しては、アレルゲンを含む当該気体および／または液体に紫外光を照射できる。その際、被処理対象物である気体および／または液体を流通させながら、当該対象物に紫外光を照射してもよい。この場合、環境中のアレルゲンをより高い効率で不活化できる。対象物を循環させてもよい。対象物が流通する流路を設けて当該流路に紫外光を照射してもよい。流路には、対象物を流路に導入し、流通または循環させるファンまたはポンプを設置してもよい。紫外光の照射面を、流路の壁面に配置してもよい。壁面は、例えば側面である。照射面は、例えば照射窓である。紫外光の照射面は光源の放射面でありうる。この場合、光源は流路の壁面に設置される。流路の外側への光源の配置が望ましい。これにより、劣化または破損による光源の交換が容易となる。また、この配置では、光源の異常を検知しやすい。流路の壁面に照射窓を設けた場合、光源と照射窓との間に、任意の光学部材および／または光学系を配置できる。この場合においても、光源を流路の壁面に設置できる。

流通する被処理対象物に紫外光を照射する場合、アレルゲンを除去するフィルタを併用できる。アレルゲンを吸着したフィルタに紫外光を照射してもよい。この場合、フィルタの交換時におけるアレルゲンの再飛散を抑制できる。

流通する被処理対象物に紫外光を照射する場合、流路に設けられた紫外光の照射面が平面であってもよい。この場合、流路に沿って光源の照射面を密着できる。また、この場合、平面の発光構造を有する光源が望ましい。

食物アレルゲンに対しては、アレルゲンが付着した調理器具、食器あるいは食品の製造ラインに紫外光を照射できる。この場合、光源を当該ラインに組み込んでもよい。

希ガスの誘電体バリア放電と蛍光体とを組み合わせた光源を用いる場合、波長２００ｎｍ未満の光（真空紫外線）が光源から放射される紫外光に含まれることがある。波長２００ｎｍ未満の光は空気中の酸素を励起し、オゾンを発生させる。オゾンの発生を避けることが、安全面の観点から望ましい。このため、光源から放射される光から波長２００ｎｍ未満の光の強度を低減させた紫外光をアレルゲンに照射してもよい。光源から放射される光から、波長２００ｎｍ未満の光を取り除いてもよい。これらのために、例えば、波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害するバンドパスフィルタを利用できる。波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害する材料から構成される部材を利用してもよい。当該部材の一例は、波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害する材料から構成される層を有する照射窓である。これらの部材は、他の波長域の光の透過を阻害してもしなくてもよい。波長２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の光の透過を阻害する程度が低い部材が望ましい。これらの部材によって、光源から放射される光から特定の波長域の光を選択透過させて、アレルゲンに照射できる。これらの部材は、光源と照射部との間に配置できる。光源および／または照射部がこれらの部材を備えていてもよい。

波長２００ｎｍ未満の光の強度を低減させた場合においても、オゾンの生成が想定される。このため、必要に応じて、生成したオゾンの処理を実施してもよい。オゾンの処理は、紫外光の照射と同時または別個に実施できる。オゾンの処理は、連続的または断続的に実施できる。このためには、例えば、オゾンの処理装置を紫外光の照射面の近傍に配置すればよい。

２以上および／または２種以上の光源が使用できる。

紫外光の照射によって、アレルゲンの不活化と同時に他の作用を得てもよい。他の作用の例は、殺菌である。すなわち、本開示の方法は、紫外光の照射による殺菌と同時に実施できる。このとき、アレルゲンの不活化に使用する光源と、殺菌に使用する別の光源とを採用してもよい。

紫外光の照射時に、他の波長域の光を併せて照射してもよい。他の波長域の光は、例えば可視光である。これにより、紫外光の照射状態を目視により確認できる。他の波長域の光は、紫外光の光源とは別の光源から照射できる。

本開示の方法は、例えば、以下に示す装置によって実施できる。

（アレルゲン不活化装置）
図１に、本開示の装置の一例を示す。図１の装置１は、紫外光の光源１０１と、光源１０１からの紫外光をアレルゲンに照射する照射窓１０２とを備えている。より具体的に装置１は、アレルゲンを含む空気が流通する流路１０３と、流路１０３に空気を送りこんで流路１０３を流通させるファン１０４とをさらに備えている。照射窓１０２は流路１０３の側面に設けられている。光源１０１は筐体１０６に収容された状態で、流路１０３の外側に照射窓１０２に接して配置されている。光源１０１は、光源１０１から照射される紫外光の出力を制御する電源１０５に接続されている。照射窓１０２は、波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害するバンドパスフィルタ、または波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害する材料から構成される層を有する。

装置１では、アレルゲンを含む空気を流路１０３に流通させながら、流通する当該空気に光源１０１からの紫外光を照射する。装置１では、空気に含まれるアレルゲンを高い効率で不活化できる。流路１０３から排出された処理済空気の少なくとも一部を、ファン１０４を介して再度流路１０３に導入してもよい。この循環により、当該空気に紫外光が再度照射される。

流路１０３の形状は限定されない。紫外光に対して良好な耐性を有する材料から構成される流路１０３が望ましい。当該材料は、例えば、耐紫外線特性を有する樹脂、および金属である。

ファン１０４の構造および配置は、アレルゲンを含む空気が流路１０３を流通できる限り限定されない。

光源１０１は、上述の説明のとおりである。平面の発光構造を有する光源１０１が望ましい。本開示の装置は、２以上および／または２種以上の光源を備えうる。このとき、少なくとも１つの光源が上記紫外光をアレルゲンに照射する光源である。

照射部１０２の形状、構造および配置は、流路１０３を流通するアレルゲンを含む空気に光源１０１からの紫外光を照射できる限り限定されない。

流路１０３および照射窓１０２（ならびにファン１０４）は、アレルゲンを含む空気を流通させながら当該空気に光源１０１からの紫外光を照射する。これらの部材は、装置１の照射部を構成する。本開示の装置における照射部は、光源からの紫外光をアレルゲンに照射できる限り、任意の構造をとりうる。当該構造は、例えば、アレルゲンの状態、アレルゲンが含まれる気体および／または液体の種類および状態、ならびに光源の種類および形状などに応じて変更できる。波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害するバンドパスフィルタ、または波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害する材料から構成される層を有する光学部材は、必要に応じて、紫外光の経路における任意の場所に配置できる。

本開示の装置は、紫外光の光源と、光源からの紫外光をアレルゲンに照射する照射部とを備える限り、様々な形態をとりうる。例えば、重篤な症状を引き起こすことが多い食物アレルゲンを不活化する、食品の製造ラインに組み込んだ不活化装置が想定される。また、本開示の装置は、エアコン、空気清浄機、食器洗浄機などの家電製品に搭載できる。

本開示の装置は、アレルゲンの不活化以外の任意の機能を備えうる。当該機能の例は、殺菌である。

本開示の装置は、アレルゲンの不活化ができる限り、任意の部材をさらに備えうる。当該部材は、上記他の機能を達成する部材でありうる。当該部材の具体例は、オゾンの処理装置およびフィルタである。紫外光の照射窓１０２の近傍へのオゾンの処理装置の配置が望ましい。フィルタは、例えば流路１０３内に配置される。これにより、紫外光によるアレルゲンの不活化だけではなく、フィルタによる物理的なアレルゲンの除去を併せて実施できる。このとき、フィルタへの紫外光の照射構造を照射部が有していてもよい。これにより、フィルタに吸着したアレルゲンの不活化がさらに可能となる。

本開示の装置によって、本開示の方法を実施できる。本開示の方法を実施するための任意の構成を、本開示の装置はとりうる。

以下、実施例を用いて、本開示の方法および装置をより詳細に説明する。本開示の方法および装置は、以下の実施例に限定されない。

本実施例では、アレルゲンとして、スギ花粉に由来するCry j1タンパク質を準備した。準備したCry j1の水溶液に紫外光を照射して、当該照射によるアレルゲンの不活化率をＥＬＩＳＡ法により評価した。水溶液に対する紫外光の照射は、図２に示す装置を用いて以下のように実施した。

濃度０．１ｍｏｌ／Ｌのリン酸緩衝液に終濃度が５０ｎｇ／ｍＬとなるようにCry j1を添加し、水溶液を調製した。この水溶液を、被処理溶液１１１とした。準備した水溶液を内径３ｃｍおよび内高１ｃｍのガラスシャーレ１１２に注ぎ入れた。その後、気泡がシャーレ１１２内に入らないように、シャーレ１１２の開口部をサファイアガラス１１３で覆った。サファイアガラスは、波長２００ｎｍ以上の光に対して高い透過性を示す。次に、紫外光の光源１１６の照射面（平面）をサファイアガラス１１３に密着させた。光源１１６は、筐体１１５に収容され、電源１１４に接続されていた。その後、光源１１６から紫外光を溶液１１１に照射した。照射面に２．５ｃｍ×２．５ｃｍの開口部を有するスリットを配置した。これにより、各実施例および比較例間で紫外光の照射面積を同一とした。照射面をサファイアガラス１１３に密着させることで、各実施例および比較例間で紫外光の照射距離を同一とした。光源１１６には、比較例および実施例３を除き、平面の発光構造を有する光源を使用した。溶液１１１に紫外光を照射する際、スターラー１１７と、シャーレ１１２内に予め配置した回転子１１８とによって、溶液１１１を撹拌した。

紫外光の照射後、シャーレ１１２から溶液１１１をスポイトで回収した。回収した当該溶液１１１に対し、ＥＬＩＳＡ法によってアレルゲンCry j1の不活化率を評価した。

（実施例１）
実施例１では、ピーク波長が２３７ｎｍであり、当該ピーク波長を有するピークの半値幅が３３ｎｍである紫外光を光源１１６から照射した。光源１１６の照射面における紫外光の照射強度は０．８４ｍＷ／ｃｍ²であった。

（比較例）
比較例では、ピーク波長が２５４ｎｍであり、ピークの半値幅が２ｎｍである紫外光を光源１１６から照射した。光源は、低圧水銀ランプであった。

図３に、照射した積算紫外線量（単位はｍＪ／ｃｍ²）に対する実施例１および比較例１のCry j1不活化率の変化を示す。不活化率を示す縦軸が対数軸であることに留意されたい。

図３に示すように実施例１では、比較例に比べて、非常に高い効率でのアレルゲンの不活化が実現した。例えば、積算紫外線量が５３ｍＪ／ｃｍ²のときの残存アレルゲン率について、比較例が９１％であるのに対して実施例１では１．７２％であった。実施例１では比較例の５５．１倍の不活化効果を達成できた。

（実施例２）
実施例２では、波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光について、アレルゲンの不活化に対するその寄与を評価した。具体的に、実施例１で使用した光源１１６の照射面とサファイアガラス１１３との間に、波長２２０ｎｍ以下の紫外光をほぼ透過しないバンドパスフィルタを配置した状態で被処理溶液１１１に紫外光を照射した。

図４に、バンドパスフィルタの配置なしに光源１１６から照射される紫外光（すなわち、実施例１で照射した紫外光）のスペクトルと、バンドパスフィルタを配置後に光源１１６から照射される紫外光のスペクトルとを示す。図４の縦軸に示す強度は、ピークを同じ積分値に規格化した値（相対強度）である。バンドパスフィルタの配置によって、波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光がカットされ、その強度がほぼゼロとなることが確認された。また、バンドパスフィルタを配置した場合、紫外光のピーク波長は２４１ｎｍ、当該ピーク波長を有するピークの半値幅は２７ｎｍ、紫外光の照射強度は０．１３ｍＷ／ｃｍ²となった。

図５に、照射した積算紫外線量に対する実施例１（すなわちバンドパスフィルタの配置なし）および実施例２（バンドパスフィルタの配置あり）のCry j1の不活化率の変化を示す。積算紫外線量が５３ｍＪ／ｃｍ²のときの残存アレルゲン率について、実施例１が１．７２％、実施例２が４３．７％であった。照射する紫外光が波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光を含まない場合においても、比較例１に比べて高い効率の不活化が達成された。また、アレルゲンの不活化に対する波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光の寄与が特に大きいことが確認された。さらに、図４に示すようにバンドパスフィルタによって波長２２０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の光の強度も減少していることを考慮すると、アレルゲンの不活化に対する波長２２０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の光の寄与も大きいことが確認された。これらのことから、「ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光を照射することによってアレルゲンを高い効率で不活化できること」、ならびに「２００ｎｍ以上２３５ｎｍ以下、なかでも２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の波長域の光を含む紫外光の照射によって特に高い効率でアレルゲンを不活化できること」が確認された。

（実施例３）
実施例２において、波長２２０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の光について、アレルゲン不活化への高い寄与が確認された。このため、実施例３では、この高い寄与が確実であることをさらに検証した。具体的に実施例３では、光源１１６に、波長２２２ｎｍの輝線スペクトルを有する紫外光を放射する市販のエキシマランプを使用した。照射した紫外光のピーク波長は２２２ｎｍ、当該ピーク波長を有するピークの半値幅は３ｎｍ、照射強度は５．３７ｍＷ／ｃｍ²であった。その結果、１０秒の紫外光の照射によって、検出限界以下の残存アレルゲン量が達成された。

実施例１−３および比較例の結果を、以下の表１にまとめる。

以上の結果から、以下の事項が確認された。

２５４ｎｍよりも小さい波長の光がアレルゲンの不活化に有効である。２５４ｎｍ以上の波長の光によるアレルゲンの不活化効果は低いとみなせる。波長２２０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の光によるアレルゲンの不活化効果はより高い。波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光によるアレルゲンの不活化効果は特に高い。ただし、実施例３において、波長２２２ｎｍの輝線によって高い不活化効果を達成できている。このため、波長２２０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の光であっても、照射強度および／またはピークの半値幅の設定により、特に高い不活化効果の達成が期待される。

本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形、変更が可能である。例えば、発明を実施するための形態に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

本開示のアレルゲンの不活化方法および不活化装置は、環境中のアレルゲンの不活化に利用できる。これにより、アレルギー疾患の防止または軽減が期待される。

１ アレルゲン不活化装置
１０１ （紫外光の）光源
１０２ （紫外光の）照射部
１０３ （被処理空気の）流路
１０４ ファン
１０５ （光源１０１の）電源
１０６ 筐体
１１１ 被処理溶液
１１２ ガラスシャーレ
１１３ サファイアガラス
１１４ （光源１１６の）電源
１１５ 筐体
１１６ （紫外光の）光源
１１７ スターラー
１１８ 回転子

Claims (15)

1. アレルゲンの不活化方法であって、
   ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光をアレルゲンに照射し、前記照射により前記アレルゲンを不活化する、アレルゲンの不活化方法。
2. 前記紫外光のスペクトルにおける、前記ピーク波長を有するピークの半値幅が１ｎｍ以上４０ｎｍ以下である、請求項１に記載のアレルゲンの不活化方法。
3. 前記紫外光のピーク波長が２００ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲にある、請求項１に記載のアレルゲンの不活化方法。
4. 前記紫外光のピーク波長が２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の範囲にある、請求項１に記載のアレルゲンの不活化方法。
5. 前記紫外光が波長２００ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の光を含む、請求項１に記載のアレルゲンの不活化方法。
6. 平面の発光構造を有する光源から前記紫外光を照射する、請求項１に記載のアレルゲンの不活化方法。
7. 前記アレルゲンを含む気体および／または液体に前記紫外光を照射する、請求項１に記載のアレルゲンの不活化方法。
8. 波長２００ｎｍ未満の光の強度を低減させた前記紫外光を照射する、請求項１に記載のアレルゲンの不活化方法。
9. ピーク波長が２００ｎｍ以上２５３ｎｍ以下の範囲にある紫外光の光源と、
   前記光源からの前記紫外光をアレルゲンに照射する照射部と、を備える、アレルゲン不活化装置。
10. 前記照射部は、前記アレルゲンを含む気体および／または液体に前記紫外光を照射する、請求項９に記載のアレルゲン不活化装置。
11. 前記光源が平面の発光構造を有する、請求項９に記載のアレルゲン不活化装置。
12. 波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害するバンドパスフィルタをさらに備え、
    前記バンドパスフィルタが前記紫外光の経路に配置されている、請求項９に記載のアレルゲン不活化装置。
13. 前記照射部が、前記気体および／または前記液体を流通させる流路と、前記紫外光を前記流路内の前記気体および／または前記液体に照射する照射窓とを備える、請求項１０に記載のアレルゲン不活化装置。
14. 前記照射窓が前記流路の側面に設けられている、請求項１３に記載のアレルゲン不活化装置。
15. 前記照射窓が、波長２００ｎｍ未満の光の透過を阻害する材料から構成される層を有する、請求項１３に記載のアレルゲン不活化装置。

Images