JP2017513827A - 組成物、組成物の作成方法、及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

本開示の実施形態は、１つの態様において、銅／シリカのナノ複合物とポリマーとを含む組成物、組成物の作成方法、組成物の使用方法などに関する。本開示の実施形態は、組成物、とりわけ、１以上の銅ナノ粒子及び銅イオンからの銅を含むシリカゲルマトリックスを有する銅／シリカのナノ複合物、及び、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デンプン、四級アンモニウム化合物、並びにそれらの組み合わせから成る群から選択されたポリマーを含む組成物を提供する。【選択図】図１

Description

＜関連出願に対する優先権主張＞
本出願は、「ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＵＳＥ」と題された、２０１４年４月２８日出願の、同時係属中の米国仮特許出願第６１／９８４，９３９号に対する優先権を主張するものであり、これは参照により本明細書全体に組み込まれる。

本出願は、「ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ Ａ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ，ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＵＳＥ」と題された、２０１３年１０月９日出願の、一部継続の米国実用新案出願第１４／０４９，７３２号であり、これは参照により本明細書全体に組み込まれる。

ビジネス、旅行、及び通信のグローバル化は、共同体と国々との間の世界的なやりとりに対する注意を増し、それは細菌及び病原性の生態系の潜在的なグローバル化を含む。殺菌剤と殺真菌剤は、人間、動物、及び植物における疾患を制御するために開発されてきており、ますます多くの抗生物質、農薬、及び殺虫剤に耐性のある菌及び真菌類が世界中に現れることから依然として有効であるように発展しなければならない。

殺菌剤に対する菌耐性も、人間及び土地のライフスタイルの両方に対する主な脅威の１つとして、世界の至る所で出現してきた。抗菌剤及び抗真菌剤に対する耐性は、今日使用される処置材料における注意と２０の改善を必要とする、農業の問題として出現した。

例えば、植物に焦点を当てると、世界中の植物を悩ます３００，０００以上の疾患があり、その結果、数十億ドルもの毎年の収穫物の損失が生じる。今日の既存の抗菌性／抗真菌性の製剤は改善され、より有効となった。

本開示の実施形態は、１つの態様において、銅／シリカのナノ複合物とポリマーとを含む組成物、組成物の作成方法、組成物の使用方法などに関するものである。

本開示の一実施形態は、組成物、とりわけ、１以上の銅ナノ粒子及び銅イオンから銅を含むシリカゲルマトリックスを持つ銅／シリカのナノ複合物、及び、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デンプン、第四級アンモニウム化合物、並びにそれらの組み合わせから成る群から選択されたポリマーを含む組成物を提供する。

本開示の一実施形態は、組成物の作成方法、とりわけ、シリカ前駆物質化合物、銅前駆物質化合物、及び水を混合する工程；ｐＨを約７未満に調整し、それを約１２乃至３６時間保持する工程；１以上の銅ナノ粒子及び銅イオンから銅を含むシリカゲルマトリックスを持つ銅／シリカナノ複合物を形成する工程；約１２乃至３６時間、酸性ｐＨを持つ間にポリマーを前記混合物と混合する工程であって、該ポリマーは、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デンプン、第四級アンモニウム化合物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、工程；ｐＨを約４乃至１０に上昇させる工程；及び組成物を形成する工程を含む方法を提供する。

本開示の一実施形態は、とりわけ、表面に組成物を配置する工程であって、該組成物は、１以上の銅ナノ粒子及び銅イオンから銅を含むシリカゲルマトリックスを持つ銅／シリカナノ複合物、並びに、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デンプン、第四級アンモニウム化合物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されるポリマーを有する、工程；及び、かなりの割合の微生物を死滅させるか、又は、構造の表面上にある又は構造の表面に接触する微生物の増殖を阻害、或いは実質的に阻害する工程を含む方法を、提供する。

他の組成物、方法、特徴、及び利点は、以下の図面及び詳細な説明を調べた後に、当業者に明白となる。全てのそのような付加的な構造、システム、方法、特徴、及び利点は、本明細書内に含まれ、本開示の範囲内にあり、且つ添付の請求項により保護されることが、意図される。

本開示の多くの態様が、以下の図面を参照することでより良く理解され得る。図中の構成要素は、必ずしも正確な縮尺ではなく、その代わりに重点は、本開示の原理を明確に概説することに置かれている。更に、図中、参照番号は様々な図面全体にわたり対応する部分を明示する。
ＳＥＭにおいて確認されるＳＧ００２３内の材料の球状クラスタを示す。 ＳＧ００２３内の図１からのサンプルにおける元素のＥＤＳを示す。ＣｕとＳｉが確認される。 ＳＥＭにおいて確認されるＳＧ００２３内の材料の球状クラスタを示す。 ＳＧ００２３内の図３からのサンプルにおける元素のＥＤＳを示す。ＣｕとＳｉが確認される。 ＳＥＭにおいて確認されるＳＧ００２３内の材料の球状クラスタを示す。 ＨＲＴＥＭにおいて確認されるＳＧ００２３サンプルのＥＤＳを示す。ＣｕとＳｉが確認される。 電子が豊富な材料を示す暗コントラストの領域を示唆する、ＳＧ００２３の高解像度で低倍率の画像を示す。 結晶の性質を確認する、ＳＧ００２３のＳＡＥＤ画像を示す。 電子が豊富な材料を示す暗コントラストの領域を示唆する、ＳＧ００２３の高解像度で高倍率の画像を示す。 電子が豊富な材料を示す暗コントラストの領域を示唆する、ＳＧ００２３の高解像度で高倍率の画像を示す。Ｃｕ結晶子は、４−８ｎｍのサイズで確認され得る。結晶子の格子面間隔は、２．７６Å、２．２７Å、３．０３Å、１．７８Å、及び２．５４Åとして決定される。 電子が豊富な材料を示す暗コントラストの領域を示唆する、ＳＧ００２３の高解像度で高倍率の画像を示す。Ｃｕ結晶子は、４−８ｎｍのサイズで確認され得る。結晶子の格子面間隔は、２．７６Å、２．２７Å、３．０３Å、１．７８Å、及び２．５４Åとして決定される。 ＨＲＴＥＭにおいて確認されるＳＧ００２４サンプルのＥＤＳを示す。ＣｕとＳｉが確認される。 電子が豊富な材料を示す暗コントラストの領域を示唆する、ＳＧ００２４の高解像度で低倍率の画像を示す。 電子が豊富な材料を示す暗コントラストの領域を示唆する、ＳＧ００２４の高解像度で低倍率の画像を示す。 結晶の性質を確認する、ＳＧ００２４のＳＡＥＤ画像を示す。 電子が豊富な材料を示す暗コントラストの領域を示唆する、ＳＧ００２４の高解像度で高倍率の画像を示す。Ｃｕ結晶子は、４−８ｎｍのサイズで確認され得る。結晶子の格子面間隔は、２．７５Å、２．４５Å、及び２．２６Åとして決定される。 電子が豊富な材料を示す暗コントラストの領域を示唆する、ＳＧ００２４の高解像度で高倍率の画像を示す。Ｃｕ結晶子は、４−８ｎｍのサイズで確認され得る。結晶子の格子面間隔は、２．７５Å、２．４５Å、及び２．２６Åとして決定される。 ＳＥＭにおいて確認されるＳＧ００２４内の材料の球状クラスタを示す。 ＳＧ００２４内の図１８からのサンプルにおける元素のＥＤＳを示す。ＣｕとＳｉが確認される。 ＳＥＭにおいて確認されるＳＧ００２４内の材料のクラスタを示す。 ＳＧ００２４内の図２０からのサンプルにおける元素のＥＤＳを示す。ＣｕとＳｉが確認される。 ４５０、７００、及び９００ｐｐｍのＣｕ濃度で、ＳＧ０００１、ＳＧ０００５、ＳＧ００１５、ＳＧ００１７、及びＳＧ００１８の植物毒性研究を示す表である。（−）損傷無し、（＋）中度の損傷、（＋＋）重度の損傷。 ３００、５００、及び７００ｐｐｍのＣｕ濃度で、ＳＧ００２０、ＳＧ００２１、及びＳＧ００２２の植物毒性研究を示す表である。（−）損傷無し、（＋）中度の損傷、（＋＋）重度の損傷。 ５００、７００、及び９００ｐｐｍのＣｕ濃度で、ＳＧ００２２Ｍ、ＳＧ００２３、及びＳＧ００２４の植物毒性研究を示す表である。（−）損傷無し、（＋）中度の損傷、（＋＋）重度の損傷。 Ｃｕ濃度（μｇ／ｍＬ）で発現されるＥ．Ｃｏｌｉに対するＳＧナノ製剤及びＫｏｃｉｄｅ ３０００の最小阻止濃度（ＭＩＣ）を示す研究である。 ＳＧ０００１、ＳＧ０００５、ＳＧ００１５、ＳＧ００１７、ＳＧ００１８、及びＫｏｃｉｄｅ ３０００の存在下でのＥ．ｃｏｌｉの成長阻害を示すグラフである。 ＳＧ００２０、ＳＧ００２１、ＳＧ００２２、及びＫｏｃｉｄｅ ３０００ノ存在下でのＥ．ｃｏｌｉの成長阻害を示すグラフである。 ＳＧ００２２Ｍ、ＳＧ００２３、ＳＧ００２４、及びＫｏｃｉｄｅ ３０００ノ存在下でのＥ．ｃｏｌｉの成長阻害を示すグラフである。 数 対 エネルギーの関係を示すグラフである。 暗コントラストの領域を示唆する、他の例を表わす画像を示す。 暗コントラストの領域を示唆する、他の例を表わす画像を示す。 結晶の性質を確認する、他の体を表わすＳＡＥＤ画像を示す。 数 対 エネルギーの関係を示すグラフである。 暗コントラストの領域を示唆する、他の例を表わす画像を示す。 暗コントラストの領域を示唆する、他の例を表わす画像を示す。 結晶の性質を確認する、他の体を表わすＳＡＥＤ画像を示す。 各式ごとの金属Ｃｕ濃度、時点、適切な条件のデータを記載した表を示す。 ＳＧ２５、ＳＧ２、ＣｕＳＯ４、及びＫｏｃｉｄｅ ３０００を適用した葉、並びに未処置の葉の画像である。 ４００μｇ／ｍＬのＣｕでのＳＧ材料の存在下でのＥ．ｃｏｌｉの生存率を示すグラフである。

本開示がより詳細に記載される前に、本開示は、記載される特定の実施形態に制限されず、もちろん、異なり得ることを理解されたい。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみについて説明するためのものであり、且つ、本開示の範囲は添付の請求項によってのみ制限されないことから制限を意図するものではないことも、理解されたい。

他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本開示が属する分野における当業者により共通して理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものに類似又は同等である任意の方法及び材料も本開示の実施又は試験において使用され得るが、好ましい方法と材料はここに記載される。

本明細書で引用される全ての刊行物と特許は、あたかも個々の刊行物又は特許が参照により組み込まれるよう具体的且つ個々に示されるように参照により本明細書に組み込まれ、及び、刊行物が引用されるものに関連した方法及び／又は材料を開示且つ記載するように参照により本明細書に組み込まれる。任意の刊行物の引用は、出願日前の開示のためであり、且つ、本開示が、先行する開示によってそのような刊行物に先行する資格が無いという承認として解釈されるべきでない。更に、提供される刊行物の日付は、独立して確認される必要がある実際の発行日とは異なる場合がある。

本開示を読み取った後に当業者に明白となるように、本明細書に記載され且つ図示される個々の実施形態の各々は、本開示の範囲又は精神から逸脱することなく、他の様々な実施形態の何れかの特徴とは容易に分離されるか又はその特徴と組み合わせられる、個別の構成要素及び特徴を有している。任意の列挙された方法は、列挙された事象の順序で、又は論理的に可能な他の順序で実行され得る。

本開示の実施形態は、他に示されない限り、当業者の考え得る範囲内にある、化学、高分子化学、生物学などの技術を利用する。そのような技術は、文献中で完全に説明される。

以下の例は、前記方法をどのように実行するか、及び本明細書に開示及び請求される組成物及び化合物をどのように使用するかについての完全な開示及び記載を、当業者に提供するように提案される。数（例えば量や温度など）に関する正確さを保証するための努力がなされたが、幾つかの誤差及び偏差が説明されねばならない。他に示されない限り、部分は重量部であり、温度は℃であり、圧力は気圧である。標準温度と圧力は、２５℃及び１気圧として定義される。

本開示の実施形態が詳細に記載される前に、他に示されない限り、本開示は、特定の材料、試薬、反応材料、製造プロセスなどに制限されず、それらは異なり得ることを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、制限を意図していないことも、理解されたい。本開示において、工程は、論理的に可能な異なる順序で実行され得ることも、可能である。

本明細書及び添付の請求項で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、他にその内容が明確に指示しない限り、複数の指示標的を含むということを留意しなければならない。故に、例えば、「支持体（ａ ｓｕｐｐｏｒｔ）」への言及は、複数の支持体を含む。本明細書、及び後述の請求項において、反対の意図が明白で無い限り、以下の意味を持つと定義される多くの用語に対する言及がなされる。

＜定義＞
用語「殺菌特徴」は、微生物を死滅及び／又は微生物の増殖を阻害する性能を指す。殺菌特徴を持つ物質は、微生物（例えば、細菌、真菌類、原生動物、藻類など）に有害な場合がある。殺菌特徴を持つ物質は、微生物を死滅させ、及び／又は、微生物の増殖或いは再生を防ぐ、又は実質的に防ぐことができる。

用語「抗菌特徴」は、細菌を死滅及び／又は細菌の増殖を阻害する性能を指す。抗菌特徴を持つ物質は、細菌に有害な場合がある。抗菌特徴を持つ物質は、細菌を死滅させ、及び／又は、細菌の複製或いは再生を防ぐ、又は実質的に防ぐことができる。

「均一な植物表面被覆率」は、本開示の実施形態の噴霧塗布による、均一且つ完全な（例えば約１００％）湿潤面を指す。言い換えれば、噴霧塗布により、本開示の実施形態は、植物表面全体にわたり拡散する。

「実質的に均一な植物表面被覆率」は、約７０％、約８０％、約９０％、又はそれ以上均一な植物表面被覆率を指す。

「実質的に覆う」は、植物の葉及び枝の約７０％、約８０％約９０％、又はそれ以上を覆うことを指す。

「植物」は、木、植物、低木、花などを指し、同様に、小枝、葉、幹、枝、果物、花などの植物の一部も指す。特定の実施形態において、用語「植物」は、柑橘類の木（例えばオレンジの木、レモンの木、ライムの木など）などの、果樹を含む。

用語「ａｌｋ」又は「アルキル」は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、ｎ−オクチル、ドデシル、オクタデシル、アミル、２−エチルヘキシルなどの、１乃至１２の炭素原子、好ましくは１乃至８の炭素原子を持つ、直鎖又は分枝鎖の炭化水素基を指す。アルキルは、アルキル、ジアルキル、トリアルキルなどを含み得る。

本明細書で使用されるように、「処置する（ｔｒｅａｔ）」「処置（ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」、「処置すること（ｔｒｅａｔｉｎｇ）」などは、本開示の組成物による疾患又は疾病に対する作用を指し、組成物を改善又は変更することにより疾患又は疾病に影響を及ぼす。加えて、「処置」は、植物形態が疾患又は疾病を得るのを完全又は部分的に妨げる（例えば、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、約９５％以上、又は約９９％以上）ことを含む。句「防ぐ」は、この意味のため処置の代わりに使用され得る。「処置」は、本明細書で使用されるように、植物中の疾患の１以上の処置を包含し、以下を含む：（ａ）疾患にかかる素因を持つが疾患に感染したとは診断されていない植物における、疾患のリスクを減らすこと、（ｂ）疾患の進行を妨害すること、及び／又は（ｃ）疾患を和らげること、例えば、疾患の退行を引き起こすこと、及び／又は１以上の疾患症状を和らげること。

用語「細菌（“ｂａｃｔｅｒｉａ” ｏｒ “ｂａｃｔｅｒｉｕｍ”）」は、グラム陽性菌及びグラム陰性菌を含むが、これらに限定されない。細菌（Ｂａｃｔｅｒｉａ）は、以下を含み得るがこれらに限定されない：Ａｂｉｏｔｒｏｐｈｉａ、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ、Ａｃｉｄａｍｉｎｏｃｏｃｃｕｓ、Ａｃｉｄｏｖｏｒａｘ、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ、Ａｃｔｉｎｏｂａｃｉｌｌｕｓ、Ａｃｔｉｎｏｂａｃｕｌｕｍ、Ａｃｔｉｎｏｍａｄｕｒａ、Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ、Ａｅｒｏｃｏｃｃｕｓ、Ａｅｒｏｍｏｎａｓ、Ａｆｌｐｉａ、Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ、Ａｌｌｏｉｏｃｏｃｃｕｓ、Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ、Ａｍｙｃｏｌａｔａ、Ａｍｙｃｏｌａｔｏｐｓｉｓ、Ａｎａｅｒｏｂｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ、Ａｎａｂａｅｎａ ａｆｆｌｎｉｓ及び他のｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ（Ａｎａｂａｅｎａ、Ａｎａｂａｅｎｏｐｓｉｓ、Ａｐｈａｎｉｚｏｍｅｎｏｎ、Ｃａｍｅｓｉｐｈｏｎ、Ｃｙｌｉｎｄｒｏｓｐｅｒｍｏｐｓｉｓ、Ｇｌｏｅｏｂａｃｔｅｒ Ｈａｐａｌｏｓｉｐｈｏｎ、Ｌｙｎｇｂｙａ、Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ、Ｎｏｄｕｌａｒｉａ、Ｎｏｓｔｏｃ、Ｐｈｏｒｍｉｄｉｕｍ、Ｐｌａｎｋｔｏｔｈｒｉｘ、Ｐｓｅｕｄｏａｎａｂａｅｎａ、Ｓｃｈｉｚｏｔｈｒｉｘ、Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｓｍｉｕｍ、及びＵｍｅｚａｋｉａ ｇｅｎｅｒａ） Ａｎａｅｒｏｒｈａｂｄｕｓ、Ａｒａｃｈｎｉａ、Ａｒｃａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ａｒｃｏｂａｃｔｅｒ、Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ、Ａｔｏｐｏｂｉｕｍ、Ａｕｒｅｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ、Ｂａｌｎｅａｔｒｉｘ、Ｂａｒｔｏｎｅｌｌａ、Ｂｅｒｇｅｙｅｌｌａ、Ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｂｉｌｏｐｈｉｌａ Ｂｒａｎｈａｍｅｌｌａ、Ｂｏｒｒｅｌｉａ、Ｂｏｒｄｅｔｅｌｌａ、Ｂｒａｃｈｙｓｐｉｒａ、Ｂｒｅｖｉｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｂｒｅｖｕｎｄｉｍｏｎａｓ、Ｂｒｕｃｅｌｌａ、Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ、Ｂｕｔｔｉａｕｘｅｌｌａ、Ｂｕｔｙｒｉｖｉｂｒｉｏ、Ｃａｌｙｍｍａｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ、Ｃａｐｎｏｃｙｔｏｐｈａｇａ、Ｃａｒｄｉｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｃａｔｏｎｅｌｌａ、Ｃｅｄｅｃｅａ、Ｃｅｌｌｕｌｏｍｏｎａｓ、Ｃｅｎｔｉｐｅｄａ、Ｃｈｌａｍｙｄｉａ、Ｃｈｌａｍｙｄｏｐｈｉｌａ、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｃｈｙｓｅｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｃｈｒｙｓｅｏｍｏｎａｓ、Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ、Ｃｏｌｌｉｎｓｅｌｌａ、Ｃｏｍａｍｏｎａｓ、Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｃｏｘｉｅｌｌａ、Ｃｒｙｐｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｄｅｌｆｔｉａ、Ｄｅｒｍａｂａｃｔｅｒ、Ｄｅｒｍａｔｏｐｈｉｌｕｓ、Ｄｅｓｕｌｆｏｍｏｎａｓ、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ、Ｄｉａｌｉｓｔｅｒ、Ｄｉｃｈｅｌｏｂａｃｔｅｒ、Ｄｏｌｏｓｉｃｏｃｃｕｓ、Ｄｏｌｏｓｉｇｒａｎｕｌｕｍ、Ｅｄｗａｒｄｓｉｅｌｌａ、Ｅｇｇｅｒｔｈｅｌｌａ、Ｅｈｒｌｉｃｈｉａ、Ｅｉｋｅｎｅｌｌａ、Ｅｍｐｅｄｏｂａｃｔｅｒ、Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ、Ｅｒｗｉｎｉａ、Ｅｒｙｓｉｐｅｌｏｔｈｒｉｘ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ、Ｅｕｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｅｗｉｎｇｅｌｌａ、Ｅｘｉｇｕｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｆａｃｋｌａｍｉａ、Ｆｉｌｉｆａｃｔｏｒ、Ｆｌａｖｉｍｏｎａｓ、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｆｒａｎｃｉｓｅｌｌａ、Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｇａｒｄｎｅｒｅｌｌａ、Ｇｅｍｅｌｌａ、Ｇｌｏｂｉｃａｔｅｌｌａ、Ｇｏｒｄｏｎａ、Ｈａｅｍｏｐｈｉｌｕｓ、Ｈａｆｎｉａ、Ｈｅｌｉｃｏｂａｃｔｅｒ、Ｈｅｌｏｃｏｃｃｕｓ、Ｈｏｌｄｅｍａｎｉａ Ｉｇｎａｖｉｇｒａｎｕｍ、Ｊｏｈｎｓｏｎｅｌｌａ、Ｋｉｎｇｅｌｌａ、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ、Ｋｏｃｕｒｉａ、Ｋｏｓｅｒｅｌｌａ、Ｋｕｒｔｈｉａ、Ｋｙｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｌａｕｔｒｏｐｉａ、Ｌｅｃｌｅｒｃｉａ、Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ、Ｌｅｍｉｎｏｒｅｌｌａ、Ｌｅｐｔｏｓｐｉｒａ、Ｌｅｐｔｏｔｒｉｃｈｉａ、Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ、Ｌｉｓｔｅｒｉａ、Ｌｉｓｔｏｎｅｌｌａ、Ｍｅｇａｓｐｈａｅｒａ、Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｍｉｃｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ、Ｍｉｔｓｕｏｋｅｌｌａ、Ｍｏｂｉｌｕｎｃｕｓ、Ｍｏｅｌｌｅｒｅｌｌａ、Ｍｏｒａｘｅｌｌａ、Ｍｏｒｇａｎｅｌｌａ、Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｍｙｃｏｐｌａｓｍａ、Ｍｙｒｏｉｄｅｓ、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ、Ｎｏｃａｒｄｉａ、Ｎｏｃａｒｄｉｏｐｓｉｓ、Ｏｃｈｒｏｂａｃｔｒｕｍ、Ｏｅｓｋｏｖｉａ、Ｏｌｉｇｅｌｌａ、Ｏｒｉｅｎｔｉａ、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｐａｎｔｏｅａ、Ｐａｒａｃｈｌａｍｙｄｉａ、Ｐａｓｔｅｕｒｅｌｌａ、Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ、Ｐｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｐｅｐｔｏｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｐｈｏｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｐｈｏｔｏｒｈａｂｄｕｓ、Ｐｈｙｔｏｐｌａｓｍａ、Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ、Ｐｏｒｐｈｙｒｉｍｏｎａｓ、Ｐｒｅｖｏｔｅｌｌａ、Ｐｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｐｒｏｔｅｕｓ、Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ、Ｐｓｅｕｄｏｎｏｃａｒｄｉａ、Ｐｓｅｕｄｏｒａｍｉｂａｃｔｅｒ、Ｐｓｙｃｈｒｏｂａｃｔｅｒ、Ｒａｈｎｅｌｌａ、Ｒａｌｓｔｏｎｉａ、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ、Ｒｉｃｋｅｔｔｓｉａ Ｒｏｃｈａｌｉｍａｅａ Ｒｏｓｅｏｍｏｎａｓ、Ｒｏｔｈｉａ、Ｒｕｍｉｎｏｃｏｃｃｕｓ、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ、Ｓｅｌｅｎｏｍｏｎａｓ、Ｓｅｒｐｕｌｉｎａ、Ｓｅｒｒａｔｉａ、Ｓｈｅｗｅｎｅｌｌａ、Ｓｈｉｇｅｌｌａ、Ｓｉｍｋａｎｉａ、Ｓｌａｃｋｉａ、Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ、Ｓｐｉｒｉｌｌｕｍ、Ｓｐｉｒｏｐｌａｓｍａ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ、Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ、Ｓｔｏｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ、Ｓｕｃｃｉｎｉｖｉｂｒｉｏ、Ｓｕｔｔｅｒｅｌｌａ、Ｓｕｔｔｏｎｅｌｌａ、Ｔａｔｕｍｅｌｌａ、Ｔｉｓｓｉｅｒｅｌｌａ、Ｔｒａｂｕｌｓｉｅｌｌａ、Ｔｒｅｐｏｎｅｍａ、Ｔｒｏｐｈｅｒｙｍａ、Ｔｓａｋａｍｕｒｅｌｌａ、Ｔｕｒｉｃｅｌｌａ、Ｕｒｅａｐｌａｓｍａ、Ｖａｇｏｃｏｃｃｕｓ、Ｖｅｉｌｌｏｎｅｌｌａ、Ｖｉｂｒｉｏ、Ｗｅｅｋｓｅｌｌａ、Ｗｏｌｉｎｅｌｌａ、Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ、Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ、Ｙｅｒｓｉｎｉａ、及びＹｏｋｅｎｅｌｌａ。細菌（ｂａｃｔｅｒｉｕｍ）の他の例は、Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ、Ｍ．ｂｏｖｉｓ、Ｍ．ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ、Ｍ．ｂｏｖｉｓ株ＢＣＧ、ＢＣＧ亜株、Ｍ．ａｖｉｕｍ、Ｍ．ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｅ、Ｍ．ａｆｒｉｃａｎｕｍ、Ｍ．ｋａｎｓａｓｉｉ、Ｍ．ｍａｒｉｎｕｍ、Ｍ．ｕｌｃｅｒａｎｓ、Ｍ．ａｖｉｕｍ亜種ｐａｒａｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｅｑｕｉ、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｙｏｇｅｎｅｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ａｇａｌａｃｔｉａｅ、Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓ、Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｉｖａｎｏｖｉｉ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｎｔｈｒａｃｉｓ、Ｂ． ｓｕｂｔｉｌｉｓ、Ｎｏｃａｒｄｉａ ａｓｔｅｒｏｉｄｅｓ、及び他のＮｏｃａｒｄｉａ種、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｖｉｒｉｄａｎｓ群、Ｐｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ種、Ｐｅｐｔｏｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ種、Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ ｉｓｒａｅｌｉｉ及び他のＡｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ種、及びＰｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｃｎｅｓ、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｔｅｔａｎｉ、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｂｏｔｕｌｉｎｕｍ、他のＣｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ種、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、他のＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ種、Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ種、Ｖｉｂｒｉｏ ｃｈｏｌｅｒａ、Ｅｈｒｌｉｃｈｉａ種、Ａｃｔｉｎｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｌｅｕｒｏｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ、Ｐａｓｔｅｕｒｅｌｌａ ｈａｅｍｏｌｙｔｉｃａ、Ｐａｓｔｅｕｒｅｌｌａ ｍｕｌｔｏｃｉｄａ、他のＰａｓｔｅｕｒｅｌｌａ種、Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｐｈｉｌａ、他のＬｅｇｉｏｎｅｌｌａ種、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉ、他のＳａｌｍｏｎｅｌｌａ種、Ｓｈｉｇｅｌｌａ種Ｂｒｕｃｅｌｌａ ａｂｏｒｔｕｓ、他のＢｒｕｃｅｌｌａ種、Ｃｈｌａｍｙｄｉ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ、Ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｐｓｉｔｔａｃｉ、Ｃｏｘｉｅｌｌａ ｂｕｒｎｅｔｉｉ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ、Ｎｅｉｓｅｒｒｉａ ｍｅｎｉｎｇｉｔｉｄｉｓ、Ｎｅｉｓｅｒｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ、Ｈａｅｍｏｐｈｉｌｕｓ ｉｎｆｌｕｅｎｚａｅ、Ｈａｅｍｏｐｈｉｌｕｓ ｄｕｃｒｅｙｉ、他のＨｅｍｏｐｈｉｌｕｓ種、Ｙｅｒｓｉｎｉａ ｐｅｓｔｉｓ、Ｙｅｒｓｉｎｉａ ｅｎｔｅｒｏｌｉｔｉｃａ、他のＹｅｒｓｉｎｉａ種、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ、Ｅ．ｈｉｒａｅ及び他のＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ種、同様に、他のＥｎｔｅｒ ｏｂａｃｔｅｒｉａ、Ｂｒｕｃｅｌｌａ ａｂｏｒｔｕｓ及び他のＢｒｕｃｅｌｌａ種、Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａ、Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｐｓｅｕｄｏｍａｌｌｅｉ、Ｆｒａｎｃｉｓｅｌｌａ ｔｕｌａｒｅｎｓｉｓ、Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ｆｒａｇｉｌｉｓ、Ｆｕｄｏｂａｓｃｔｅｒｉｕｍ ｎｕｃｌｅａｔｕｍ、Ｐｒｏｖｅｔｅｌｌａ種及びＣｏｗｄｒｉａ ｒｕｍｉｎａｎｔｉｕｍ、又はそれらの任意の株又は変異体を含む。グラム陽性菌は、Ｇｒａｍ ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｃｏｃｃｉ（例えば、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ、及びＥｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）を含むが、これらに限定されない。グラム陰性菌は、Ｇｒａｍ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｒｏｄｓ（例えば、Ｂａｃｔｅｒｏｉｄａｃｅａｅ、Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ、Ｖｉｂｒｉｏｎａｃｅａｅ、Ｐａｓｔｅｕｒｅｌｌａｅ、及びＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｄａｃｅａｅ）を含むが、これらに限定されない。一実施形態において、細菌は、Ｍｙｃｏｐｌａｓｍａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅを含み得る。

本明細書で使用されるような用語「原生動物」は、限定されないが、鞭毛虫（例えばＧｉａｒｄｉａ ｌａｍｂｌｉａ）、アメーバ（ａｍｏｅｂｏｉｄｓ）（例えばＥｎｔａｍｏｅｂａ ｈｉｓｔｏｌｉｔｉｃａ）、及び胞子虫（例えばＰｌａｓｍｏｄｉｕｍ ｋｎｏｗｌｅｓｉ）、同様に繊毛虫（例えばＢ．ｃｏｌｉ）を含む。原生動物は、限定されないが、Ｅｎｔａｍｏｅｂａ ｃｏｌｉ、Ｅｎｔａｍｏｅａｂｅ ｈｉｓｔｏｌｉｔｉｃａ、Ｉｏｄｏａｍｏｅｂａ ｂｕｅｔｓｃｈｌｉｉ、Ｃｈｉｌｏｍａｓｔｉｘ ｍｅｓｌｉｎｉ、Ｔｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ、Ｐｅｎｔａｔｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｈｏｍｉｎｉ、Ｐｌａｓｍｏｄｉｕｍ ｖｉｖａｘ、Ｌｅｉｓｈｍａｎｉａ ｂｒａｚｉｌｉｅｎｓｉｓ、Ｔｒｙｐａｎｏｓｏｍａ ｃｒｕｚｉ、Ｔｒｙｐａｎｏｓｏｍａ ｂｒｕｃｅｉ、及びＭｙｘｏｐｏｒｉｄｉａを含み得る。

本明細書で使用されるような用語「藻類」は、限定されないが、Ａｎａｃｙｓｔｉｓ ｎｉｄｕｌａｎｓ， Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｓｐ．、Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．、Ｃｌｏｒｅｌｌａ ｓｐ．、Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａ ｓｐ．、Ｅｕｇｌｅｎａ ｓｏ．、Ｐｒｙｍｎｅｓｉｕｍ ｓｐ．、Ｐｏｒｐｈｙｒｉｄｉｕｍ ｓｐ．、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｃｕｓ ｓｐ．、Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ ｂｒａｕｎｉｉ、Ｃｒｙｐｔｈｅｃｏｄｉｎｉｕｍ ｃｏｈｎｉｉ、Ｃｙｌｉｎｄｒｏｔｈｅｃａ ｓｐ．、Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ．、Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ ｓｐ．、Ｍｏｎａｔｔａｎｔｈｕｓ ｓａｌｉｎａ、Ｍ．ｍｉｎｕｉｕｍ、Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｉｓ ｓｐ．、Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ ｓｐ．、Ｎｅｏｃｈｌｏｒｉｓ ｏｌｅｏａｂｕｎｄａｎｓ、Ｎｉｔｚｓｃｈｉａ ｓｐ．、Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍ ｔｒｉｃｏｒｎｕｔｕｍ、Ｓｃｈｉｚｏｃｈｙｔｒｉｕｍ ｓｐ．、Ｓｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｏｂｌｉｑｕｕｓ、及びＴｅｔｒａｓｅｌｍｉｓ ｓｕｅｉｃａなどの制限微細藻類及び糸状藻類、同様に、何れかのＳｐｉｒｏｇｙｒａ、Ｃｌａｄｏｐｈｏｒａ、Ｖａｕｃｈｅｒｉａ、Ｐｉｔｈｏｐｈｏｒａ、及びＥｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａ属に属する藻類も含む。

本明細書で使用されるような用語「真菌類」は、限定されないが、カビ、病菌、及びさびなどの複数の生命体を含み、そして、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ、Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ、Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ、Ｆｕｓａｒｉｕｍ、Ｍｕｃｏｒ、Ｎｅｒｏｓｐｏｒａ、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ、Ｔｒｉｃｏｐｈｙｔｏｎ、Ｂｏｔｒｙｏｔｉｎｉａ、Ｐｈｙｔｏｐｈｔｈｏｒａ、Ｏｐｈｉｏｓｔｏｍａ、Ｍａｇｎａｐｏｒｔｈｅ、Ｓｔａｃｈｙｂｏｔｒｙｓ、及びＵｒｅｄｉｎａｌｉｓ属における種を含む。

＜議論＞
本開示の目的に従い、本明細書で具体化され且つ広く記載されるように、本開示の実施形態は、１つの態様において、銅／シリカのナノ複合物とポリマーとを含む組成物、組成物の作成方法、組成物の使用方法などに関するものである。一実施形態において、前記組成物は、木や植物等の表面上の微生物を死滅させる、及び／又は該微生物の形成を阻害するための殺菌剤として使用され得る。本開示の利点は、組成物が、水溶性であり、非植物毒素であり、膜を形成する（ｆｉｌｍ−ｆｏｒｍｉｎｇ）ものであり、且つ殺菌特性を持つということである。特に、組成物中の銅／シリカナノ複合物とポリマーとの組み合わせは、水溶性製剤を提供し、それは、ポリマーを含まない他の組成物に対する付着性が増強された表面に膜を形成し、一方で銅／シリカナノ複合物の殺菌特性を劣化させない。

加えて、本開示の実施形態は、多数の目的に使用され得る組成物を提供する。本開示の実施形態は、それらが１以上の薬剤をゆっくりと放出できるという利点を持ち、前記薬剤は、植物中の疾患又は疾病を予防、実質的に予防、及び／又はそれらを処置或いは実質的に処置するために使用され得、抗菌剤及び／又は抗真菌剤として作用する。本開示の実施形態の別の利点は、長期間（例えば、適用した日から数週又は数か月（例えば約６又は８か月）まで）にわたって薬剤が制御自在に放出され得るということである。本開示の別の利点は、組成物が可視光に対して実質的に（例えば、約９５％及び約９９％以上）又は完全に透明であり、又は可視光に対して半透明であるということである。

一実施形態において、組成物は、殺菌特徴（例えば、表面上に組成物が配置されない同様の表面と比較して、表面上の微生物（例えば細菌）の少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％を死滅させ、及び／又は、表面上で形成又は成長する微生物の量を少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％減少させる）を持つ場合がある。追加の詳細は実施例に記載される。

一実施形態では、組成物は構造の表面に配置可能である。一実施形態では、構造は、木、低木、草、農作物などの植物を含み得、葉と果実を含む。一実施形態では、組成物は、均一の植物表面被覆率、実質的に均一の植物表面被覆率を提供するか、または実質的に植物を被覆する。一実施形態では、組成物は、疾患を有する植物を処置するか、または植物が疾患にかかるのを防ぐために使用可能である。

一実施形態では、構造は、限定されないが、織物、調理台、食品加工設備、台所用具、食品包装物、スイミングプール、金属、薬用バイアル、医療機器、医療用移植片、糸、繊維、グローブ、家具、プラスチック装置、玩具、おむつ、革、タイル、およびフローリング材料などの、微生物に晒され得る構造、および／または微生物が成長し得る構造を含むことができる。一実施形態では、構造は、織物製品、繊維、フィルター、または、濾過ユニット（例えば、空気と水用のＨＥＰＡ）、包装材量（例えば、食物、食肉、鶏肉などの食品包装材料）、プラスチック構造体（例えば、ポリマーまたはポリマーブレンドで作られる）、構造の表面のガラスまたはガラス様構造、金属、金属合金、または金属酸化膜構造、構造（例えば、タイル、石、セラミック、大理石、花コウ岩など）、およびこれらの組み合わせを含み得る。

一実施形態では、銅成分は、銅イオン、金属銅、酸化銅、塩基性塩化銅、硫酸銅、水酸化銅、およびこれらの組み合わせを含んでもよい。銅成分は、シリカナノ粒子コアまたは非晶質シリカマトリックスに静電的に結合した銅イオン、ナノ粒子または非晶質シリカマトリックスの水和表面に共有結合した銅、ならびに／あるいはナノ粒子または非晶質シリカマトリックスの表面に結合した酸化銅および／またはヒドロキシドを含むことができる。一実施形態では、組成物は、こうした状態の２つまたは３つ全ての銅成分を含んでいる。

一実施形態では、銅成分は、溶解可能（非晶質）および不溶性の（結晶）形態であり得る。可溶性対不溶性の比率を制御することによって、銅成分の放出速度は、時間に応じて制御可能である。その結果、銅成分の放出速度は、抗菌性および／または抗真菌性の特徴が、数日から数週間または数日から数か月の時間枠で効果的になりうるように、制御できる。言い換えれば、銅成分は多機能シリカベースのナノ粒子またはゲルから放出可能であり、これは、適用の日から始まり、約１週間、約１か月、約２か月、約３か月、約４か月、約５か月、約６か月、約７か月、または約８か月間、放出を継続する。可溶性対不溶性の銅成分の比率は放出速度を制御するために調節可能である。一実施形態では、可溶性銅対不溶性銅の比率（例えば、キレート化Ｃｕ）_ｘ（結晶Ｃｕ）_ｉ−ｘ）は、０：１乃至１：０（Ｘは約０．１〜０．９９または約０．０１〜１でありえる）であり得、所望の期間Ｃｕを放出する比率をもたらすために約０．０１のインクリメントで修正可能である。比率を調節するために使用できるパラメータは以下を含む：溶媒極性とプロトン性の性質（つまり、水素結合能力）、Ｃｕナノ粒子前駆体（例えばＣｕ硫酸塩）濃度、温度、シラン前駆体の濃度（オルトケイ酸テトラエチル（ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｘｙｓｉｌｉｃａｔｅ，ＴＥＯＳ）、ポリマーの量、ポリマーのタイプなど。一実施形態では、銅ナノ粒子前駆体化合物は、不溶性のＣｕ化合物（例えば、水酸化銅、塩化第二銅、塩化第一銅、酸化第二銅、酸化第一銅）、溶解可能なＣｕ化合物（例えば、硫酸銅、硝酸銅）、またはその組み合わせであり得る。一実施形態では、シランナノ粒子前駆体は、アルキル（Ｃ２からＣ６）シラン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸またはケイ酸のような中間物を生成することができるシラン前駆体、あるいはその組み合わせであり得る。

一実施形態では、金属銅は、銅／ケイ酸重合体ナノ複合物の約１マイクログラム（μｇ）／ｍＬ乃至２０ミリグラム（ｍｇ）／ｍＬ重量パーセントであり得る。

「シリカゲルマトリックス」または「シリカナノゲルマトリックス」とは、互いにシリカ粒子（例えば、ナノ粒子（例えば、２〜５００ｎｍまたは５〜５０ｎｍ））の相互接続によって形成される物質のような非晶質のゲルを指す。一実施形態では、非晶質シリカゲルは、規律正しい（例えば、定義された）構造（結晶構造に反して）を有しておらず、したがって、「非晶質のゲル」とは非晶質の構造的な組成物を有するゲル材料を指す。一実施形態では、シリカゲルのシリカナノ粒子は、（例えば、−Ｓｉ−Ｏ−ｓｉ−結合を介して）共有結合的に相互接続され、ファンデルワールス力を介して、および／またはイオン相互作用（例えば、銅イオンを用いて）を介して物理的に関連付けられる。

一実施形態では、シリカ粒子は相互接続し、銅ナノ粒子はシリカゲルマトリックス内に配され得るか、および／または１つ以上のシリカ粒子に付けられ得る。一実施形態では、銅ナノ粒子は実質的に（例えば、約８０％、約９０％、約９５％、または約９９％よりも大きな）単分散である。一実施形態では、シリカゲルは銅ナノ粒子全体のまわりに配置され、これにより、理論に束縛されることを意図したものではないが、銅／シリカナノ複合物は可視光線に対して透過性になる。本開示の実施形態は、ナノ複合物が可視光線に対して透過性となり、一方で抗菌特性を維持するように、銅ナノ粒子に対するシリカゲルの適切な比率を含んでいる。

一実施形態では、粒子（例えばシリカおよび／または銅）の直径は、シラン前駆体の量、反応媒体の極性、ｐＨ、時間、または反応などの合成パラメータを適切に調節することにより、数ナノメートルから数百ナノメートルまで変えることができる。例えば、粒子の直径は反応の時間枠を調節することにより制御できる。一実施形態では、シリカと銅ナノ粒子は独立して約２〜２５ｎｍまたは約５〜２０ｎｍであり得る。加えて、銅イオンの濃度は、シラン前駆体の量、反応媒体の極性、ｐＨ、時間、または反応などの合成パラメータを適切に調節することができる。

上に言及されるように、組成物はさらにポリマーを含んでいる。理論に束縛されることを意図していないが、ポリマーまたはポリマー銅／シリカナノ複合物は、組成物の溶解度を増加させ、組成物の膜形成特性を向上させ、および／または、組成物の付着特性を強化しつつ、その一方で組成物の殺菌特性を抑制しない。一実施形態では、ポリマーは以下の１つ以上を含んでもよい：ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリル酸、デキストラン、キトサン（例えば、可溶性の水）、アルギナート、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デンプン、およびその組み合わせ（例えば、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ））。一実施形態では、銅／シリカナノ複合物対ポリマーの比率は、約０．１：１〜３：１、または約０．５：１〜２：１である。酸が酸性条件下でＴＥＯＳ加水分解を媒介した後、ポリマーはＣｕ／シリカナノゲルに加えられた。その後、ｐＨは約８〜９まで上げられた。ＨＲＴＥＭ結果に基づいて、Ｃｕ／シリカナノゲルの完全性は、ポリマー追加後に無傷のままであった。したがって、ポリマーは、分子間力によってＣｕ／／シリカナノゲルと相互作用する表面により高いｐＨ（例えば、約６〜９）でＣｕ／シリカナノゲル材料を安定させた。

加えて、ポリマーは、以下に記載されるものなどの四級アンモニウム化合物を含んでもよい：

さらに、他のポリマーは、以下の表ＡのようにＥＰＡに承認されたポリマーを含むことができる（表題４０：環境保護、章１８０．９６０ ポリマー）。

一実施形態では、銅／シリカナノ複合物を作るためのシリカ前駆体物質は、酸性媒質（例えば、酸性水）中で、シラン化合物（例えば、ケイ酸またはケイ酸のような中間物を生成することができるアルキルシラン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン、ケイ酸ナトリウム、またはシラン前駆体、およびこれらのシラン化合物の組み合わせ）を、銅前駆体化合物（例えば水酸化銅など）と混合することによって作られ得る。一実施形態では、ｐＨは、硝酸または塩酸などの鉱酸を使用して、約１．０〜３．５に調節され得る。一実施形態では、シリカ前駆体物質の銅前駆体化合物に対する重量比は、約０．１：１から３：１であり得る。ある期間の間（例えば、約３０分から数時間または約１２〜３６時間）混合した後に、銅ナノ粒子を有するシリカナノ粒子を含む混合物が形成され得る。続いて、培地は、約７のｐＨにされ得、ある期間にわたって（例えば、数時間から１日）保持されて、シリカナノ粒子ゲルが形成され、ここで、シリカナノ粒子は相互接続される。一実施形態では、銅ナノ粒子は、シリカナノ粒子の相互接続の部分であり得る及び／又はマトリックス内に分散され得、銅イオンもマトリックス内に分散される。次に、ポリマーは、酸性のｐＨを有する混合物に加えられ得る。混合物は、約１２〜３６時間撹拌される。続いて、ｐＨは、塩基を使用して約４まで上げられ、組成物を形成する。このプロセスは、単一の反応槽を使用して実行され得るか、複数の反応槽を使用し得る。

一実施形態では、組成物が表面上に配された後、構造は、その表面上でかなりの割合の微生物（例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ、およびＳ． ａｕｒｅｕｓのなどの細菌）を殺す死滅させることができる、及び／又はその表面上で微生物の成長を阻害または実質的に阻害する、抗菌特性を有し得る。句「かなりの割合を死滅させる」は、構造の表面に配される組成物を有していない構造と比較して、組成物が配される表面上で微生物（例えば、細菌）の少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、または少なくとも約９９％を死滅させることを含む。句「成長を実質的に阻害する」は、構造の表面に配される組成物を有していない構造と比較して、微生物（例えば、細菌）の成長を、組成物が配される表面上で微生物の少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、または少なくとも約９９％減少させることを含む。

上に言及されるように、本開示の実施形態は、柑橘類の植物および木などの植物に影響を与える疾患の処置に有効である。一実施形態では、組成物は、処置して、抗菌薬及び／又は抗真菌薬として作用し、特に、カンキツグリーニング病（ＨＬＢ）およびカンキツかいよう病などの植物病を実質的に処置する、予防する、または実質的に予防する。銅は、組成物から放出されて、その結果、ある期間の間（例えば、適用されてから数日から数か月）の抗菌薬及び／又は抗真菌薬として作用することができる。組成物の設計は、均一の植物表面被覆率または実質的に均一の植物表面被覆率を促進する。一実施形態では、植物に適用される組成物は、雨、風、雪、および日光などの大気条件への様々なタイプの露出において優れた粘着性を有することができ、そのため、銅の放出の時間枠にわたって実質的に除去されない。一実施形態では、組成物は、低減された植物毒性を有するか又は植物に対して非植物毒性であり、最小限のＣｕ含有率が原因で低減された環境ストレスを有する。

本開示の実施形態は、銅の放出と一致する時間枠に適用され得、これらの時間枠は、適用の１日目から、約１週、約１か月、約２か月、約３か月、約４か月、約５か月、約６か月、約７か月、または約８か月までを含むことができる。

実施例：
銅シリカポリマーナノ複合物：
材料および方法：
材料：
水酸化銅（６５％の金属Ｃｕ）−Ｇｏｗａｎ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＧＷＮ１０２０２）によって供給された
水酸化銅（６１％の金属Ｃｕ）−Ｇｏｗａｎ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＧＷＮ１０３１６）によって供給された
塩酸（濃縮ＨＣＬ）−Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ −Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｇｒａｄｅ ＣＡＳ＃ ７６４７−０１−０
水酸化ナトリウム（１Ｍおよび４ＭのＮａＯＨ）−Ａｍｒｅｓｃｏ ＡＣＳ Ｇｒａｄｅ ＣＡＳ＃ １３１０−７３− ２
オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）−Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ− ＣＡＳ＃ ７８−１０−４
ポリアクリルアミド（ＰＡＡｍ）−（５０％ｗｔ）−Ａｌｄｒｉｃｈ −Ｃａｔａｌｏｇ＃ ４３４９４９、ＭＷ Ａｖｇ １０，０００、ＣＡＳ＃ ９００３−０５−８
ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）（４０％ｗ／ｗおよび５０％ｗ／ｗ）−Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓ− ＭＷ ８０００， ＣＡＳ ＃ ９００３−３９−８
エタノール（ＥＴＯＨ）（９５％）（１９０ Ｐｒｏｏｆ）−Ｄｅｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ、エチルアルコール ＣＡＳ＃ ６４−１７−５
脱イオン化されたＨ_２Ｏ−Ｂａｒｎｓｔｅａｄ Ｎａｎｏｐｕｒｅ Ｄｉａｍｏｎｄ

方法：
ＳＧ ０００１（ＧＷＮ１０２２７）
２．８９５ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６５％の金属Ｃｕ）を、４０ｍＬの脱イオン化されたＨ_２Ｏとともに、１５ｍＬのＥｔＯＨに加えた。この混合物を、６ｍＬの濃縮ＨＣＬをゆっくり加えながら、撹拌した。追加の３０３．８ｍＬのＤＩ Ｈ_２Ｏを加え、３０分間撹拌したままにして、確実にすべてのＣｕ（ＯＨ）_２を完全に溶解した。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、２．７ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、１６−２４時間撹拌したままにした。その後、ＰＡＡｍを算出し、１１２．５ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、１ＭのＮａＯＨ、５ｍｌを使用して、ｐＨを４．０５に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝２．８９５ｇ、６５％の金属Ｃｕ＝１．８８１７５ｇ、
（１．８８１７５／４８５．４ｍｌ）ｘ１０００＝３．８７７ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．０２２２

ＳＧ０００５（ＧＷＮ１０３０８）
２．７７５ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６５％の金属Ｃｕ）を、４０ｍＬの脱イオン化されたＨ２０とともに１５ｍＬのＥｔＯＨに加えた。この混合物を、６ｍＬの濃縮ＨＣＬをゆっくり加えながら、撹拌した。追加の２９４．５ｍＬのＤＩ Ｈ_２Ｏを加え、３０分間撹拌したままにして、確実にすべてのＣｕ（ＯＨ）_２を完全に溶解した。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、２．７ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、１６−２４時間撹拌したままにした。その後、ＰＡＡｍを算出し、８２．５ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、１ＭのＮａＯＨ、１７．８ｍＬを使用して、ｐＨを４．０８に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝２．７７５ｇ、６５％の金属Ｃｕ＝１．８０３７５ｇ、
（１．８０３７５／４５８．５ｍｌ）ｘ１０００＝３．９３４ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．０２０８

ＳＧ００１５（ＧＷＮ１０３０９）
２．８５ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６５％の金属Ｃｕ）を、４０ｍＬの脱イオン化されたＨ２０とともに１５ｍＬのＥｔＯＨに加えた。この混合物を、６ｍＬの濃縮ＨＣＬをゆっくり加えながら、撹拌した。追加の２９１ｍＬのＤＩ Ｈ_２Ｏを加え、３０分間撹拌したままにして、確実にすべてのＣｕ（ＯＨ）_２を完全に溶解した。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、２．７ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、１６−２４時間撹拌したままにした。その後、ＰＶＰ（４０％ｗ／ｗ）を算出し、９７．５ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、１ＭのＮａＯＨ、１８ｍＬを使用して、ｐＨを４．２に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝２．８５ｇ、６５％の金属Ｃｕ＝１．８５２５ｇ、
（１．８５２５／４７０．２ｍｌ）ｘ１０００＝３．９３７ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．００８６

ＳＧ００１７（ＧＷＮ１０３１０）
２．８５ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６５％の金属Ｃｕ）を、４０ｍＬの脱イオン化されたＨ２０とともに１５ｍＬのＥｔＯＨに加えた。この混合物を、６ｍＬの濃縮ＨＣＬをゆっくり加えながら、撹拌した。追加の２９２．６ｍＬのＤＩ Ｈ_２Ｏを加え、３０分間撹拌したままにして、確実にすべてのＣｕ（ＯＨ）_２を完全に溶解した。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、２．７ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、１６−２４時間撹拌したままにした。その後、ＰＡＡｍを算出し、９０ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、１ＭのＮａＯＨ、１６．８ｍＬを使用して、ｐＨを４．０８に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝２．８５ｇ、６５％の金属Ｃｕ＝１．８５２５ｇ、
（１．８５２５／４６３。ｌｍｌ）ｘ１０００＝４ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．０２７１

ＳＧ００１８（ＧＷＮ１０３１１）
２．８９５ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６５％の金属Ｃｕ）を、４０ｍＬの脱イオン化されたＨ２０とともに１５ｍＬのＥｔＯＨに加えた。この混合物を、６ｍＬの濃縮ＨＣＬをゆっくり加えながら、撹拌した。追加の２９６ｍＬのＤＩ Ｈ_２Ｏを加え、３０分間撹拌したままにして、確実にすべてのＣｕ（ＯＨ）_２を完全に溶解した。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、２．７ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、１６−２４時間撹拌したままにした。その後、ＰＶＰ（４０％ｗ／ｗ）を算出し、１３５ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、１ＭのＮａＯＨ、１７ｍＬを使用して、ｐＨを４．２に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝２．８９５ｇ、６５％の金属Ｃｕ＝１．８８１７５ｇ、
（１．８８１７５／５１ １．７）ｘ１０００＝３．６７７ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．０１３０

ＳＧ００２０（ＧＷＮ１０３２７）
１０．４１６ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６５％の金属Ｃｕ）を、７３ｍＬの脱イオン化されたＨ２０とともに１５ｍＬのＥｔＯＨに加えた。この混合物を、１８ｍＬの濃縮ＨＣＬをゆっくり加えながら、撹拌した。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、９．４５ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、６−１２時間撹拌したままにした。その後、ＰＡＡｍを算出し、３９３．７５ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、１ＭのＮａＯＨ、１２ｍＬを使用して、ｐＨを３．８に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝１０．４１６ｇ、６５％の金属Ｃｕ＝６．７７０４ｇ、
（６．７７０４／５２１．２ｍｌ）ｘ１０００＝１２．９９ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．１５４１

ＳＧ００２１（ＧＷＮ１０３２８）
５．３５６ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６５％の金属Ｃｕ）を、３４．６ｍＬの脱イオン化されたＨ２０とともに１５ｍＬのＥｔＯＨに加えた。この混合物を、１２ｍＬの濃縮ＨＣＬをゆっくり加えながら、撹拌した。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、４．９９ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、６−１２時間撹拌したままにした。その後、ＰＡＡｍを算出し、２０７．６８ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、１ＭのＮａＯＨ、３６ｍＬを使用して、ｐＨを３．７５に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝５．３５６ｇ、６５％の金属Ｃｕ＝３．４８１４ｇ、
（３．４８１４／３１０．２７）ｘ１０００＝１ １．２２ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．１４４５

ＳＧ００２２（ＧＷＮ１０３３２）
１２．９２ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６１％の金属Ｃｕ）を、２２ｍＬの濃縮ＨＣＬとともに１５ｍＬのＥｔＯＨにゆっくり加えた。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、１１．１ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、６−１２時間撹拌したままにした。その後、ＰＡＡｍを算出し、３００ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、１ＭのＮａＯＨ、〜７１．７８ｍＬを使用して、ｐＨを４．３３に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝１２．９２ｇ、６１％の金属Ｃｕ＝７．８８１２ｇ、
（７．８８１２／４１９．８８）ｘ１０００＝１８．７７ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．１５４

ＳＧ００２２Ｍ
７５ｍｌのＳＧ００２２（ＧＷＮ１０３３２）（ｐＨ４．３３）を、３４ｍＬの１ＭのＮａＯＨを使用して、ｐＨ８．６７まで上げた。新しいＣｕ含有率を、１２．９２ｇ／Ｌであると判定した。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
比重＝１．０９１

ＳＧ００２３
４．５ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６１％の金属Ｃｕ）を、１０ｍＬの濃縮ＨＣＬとともに１０ｍＬのＥｔＯＨにゆっくり加えた。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、３．７ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、６時間撹拌したままにした。その後、ＰＡＡｍを算出し、１００ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、４ＭのＮａＯＨ、〜２７ｍＬを使用して、ｐＨを８．８２に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝４．５ｇ、６１％の金属Ｃｕ＝２．７４５ｇ、
（２．７４５／１５１ｍｌ）ｘ１０００＝１８．１８ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．１４５

ＳＧ００２４
Ｃｕ（ＯＨ）_２（６１％の金属Ｃｕ）を、８ｍＬの濃縮ＨＣＬとともに１４ｍＬのＥｔＯＨにゆっくり加えた。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に、３．７ｍＬのＴＥＯＳを、滴下で加え、６時間撹拌したままにした。その後、ＰＶＰ（５０％ｗ／ｗ）を算出し、１００ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２４時間そのままにした。撹拌の完了で、４ＭのＮａＯＨ、〜１９．４ｍＬを使用して、ｐＨを８．３８に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝４．５ｇ、６１％の金属Ｃｕ＝２．７４５ｇ、
（２．７４５／１４５．１）ｘ１０００＝１８．９２ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．０９４

表１はナノ製剤組成物の概要である。

銅シリカポリマーナノ複合体：
特徴化：
形態、結晶性を観察し、且つ２つのナノ製剤（ＳＧ００２３及びＳＧ００２４）の元素組成を確認するために走査電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）及び高解像度透過型電子顕微鏡（ＨＲＴＥＭ）を行った。マイカウエハーを使用して、Ｚｅｉｓｓ Ｕｌｔｒａ−５５ ＦＥＧ ＳＥＭの上でＳＥＭを行った。炭素で覆われた金の格子を使用して、ＦＥＩ Ｔｅｃｎａｉ Ｆ３０の上でＴＥＭを行った。

ＳＧ００２３製剤において、ＳＥＭ ＡＮＤ ＨＲＴＥＭを行う間にエネルギー分散方式分光法（ＥＤＳ）を使用して元素組成を確認した。ＥＤＳは、材料中のＣｕ及びＳｉの識別により、我々のサンプルの存在を確認した（図２、４、及び６）。ＳＥＭ画像は、５０−６００ｎｍに及ぶ集合体を有する、より大きなシリカマトリックス内の球状のクラスタを示した（図１、３、及び５）。ＨＲＴＥＭは、電子が豊富な材料の光コントラスト及び暗コントラストの領域と共に、十分に分散された材料を示した（図７及び９）。Ｃｕ材料の結晶度を、制限視野電子回折（ＳＡＥＤ）を使用して確認した（図８）。Ｃｕの結晶子は、高倍率で明確に視認可能であった。ラティスの決定は、２．７６Å、２．２７Å、３．０３Å、１．７８Å、及び２．５４Åの間隔を明らかにした。これらの値は、ＣｕＯ、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ、Ｃｕ、及びＣｕＯそれぞれに一致する（図１０及び１１）。

ＳＧ００２４製剤において、ＳＥＭ ＡＮＤ ＨＲＴＥＭを行う間にエネルギー分散方式分光法（ＥＤＳ）を使用して元素組成を確認した。ＥＤＳは、材料中のＣｕ及びＳｉの識別により、我々のサンプルの存在を確認した（図１２、１９、及び２１）。ＳＥＭ画像は、５０−３００ｎｍに及ぶ集合体を有する、より大きなシリカマトリックス内の球状のクラスタを示した（図１８及び２０）。ＨＲＴＥＭは、電子が豊富な材料の光コントラスト及び暗コントラストの領域と共に、十分に分散された材料を示した（図１３及び１４）。Ｃｕ材料の結晶度を、制限視野電子回折（ＳＡＥＤ）を使用して確認した（図１５）。Ｃｕの結晶子は、高倍率で明確に視認可能であった。ラティスの決定は、２．７５Å、２．４５Å、及び２．２６Åの間隔を明らかにした。これらの値は、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ、及びＣｕＯそれぞれに一致する（図１６及び１７）。

植物毒性研究：
我々のナノ製剤への曝露時の植物の損傷を観察するために、植物毒性研究を行なった。地方のＨｏｍｅ Ｄｅｐｏｔから得たＶｉｎｃａ ｓｐの上で行われ、≧８０Ｆの温度及び≧４０％の湿度の下でミニ温室の中で研究を維持した。植物を得て、式の適用の２４時間前に順応させるのを可能にした。温度が高くなりすぎる前に、６と８ａｍの間の特定のＣｕ濃度でナノ製剤を適用した。２４、４８、及び７２時間の時点で、組織損傷について植物を観察した。

ＳＧ０００１、ＳＧ０００５、ＳＧ００１５、ＳＧ００１７、ＳＧ００１８、ＳＧ００２０、ＳＧ００２１、及びＳＧ００２２（図２２及び２３）が、中レベルから高レベルの植物組織の損傷を引き起こしたことを確認した。ＳＧ００２２Ｍ、ＳＧ００２３、ＳＧ００２４、及びＫｏｃｉｄｅ ３０００（図２２及び２４）は、７２時間後に任意のＣｕ濃度で植物組織の損傷を示さなかった。毒性が無い理由は、ＳＧ００２２Ｍ、ＳＧ００２３、ＳＧ００２４、及びＫｏｃｉｄｅ ３０００におけるより高いｐＨによるものである。より高いｐＨは、あまり可溶性でないＣｕ酸化物及び水酸化物へのＣｕイオンの酸化に通じる。

抗菌研究：
Ｋｏｃｉｄｅ ３０００の対照と比較した合成ナノ製剤の効果を確認するために、抗菌研究を行った。行った研究は、Ｍｕｌｌｅｒ Ｈｉｎｔｏｎ２（ＭＨ２）ブロス、及び、Ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＣＬＳＩ）のガイドラインに従うＭｉｎｉｍｕｍ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ＭＩＣ）の決定を使用した成長阻害アッセイであった。グラム陰性Ｅ．ｃｏｌｉ ｓｐに対して研究を行なった。

成長阻害研究は、Ｃｕ濃度が増大した時に細菌増殖の減少を示した。結果として、Ｋｏｃｉｄｅ ３０００対照に関連したＣｕナノ製剤の抗菌効果の改善が示された（図２６、２７、及び２８）。Ｃｕナノ製剤のＭＩＣは、ＳＧ０００１、ＳＧ０００５、ＳＧ００１５、ＳＧ００１７、及びＳＧ００１８に関して４３７．５μｇ／ｍＬであると見出された。ＳＧ００２０、ＳＧ００２１、ＳＧ００２２、ＳＧ００２２Ｍ、ＳＧ００２３、及びＳＧ００２４に関するＭＩＣは、５００μｇ／ｍＬであり、一方でＫｏｃｉｄｅ ３０００は、１０００μｇ／ｍＬの値であった（図２５）。これは、我々のＣｕナノ製剤のより高い抗菌効果を強化する。

ＳＧ００２５及びＳＧ００２６の合成
水酸化銅、Ｃｕ（ＯＨ）_２、（６１％の金属Ｃｕ） − Ｇｏｗａｎ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＧＷ １０３１６）により供給された
塩酸（濃ＨＣＬ） − Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ−Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｇｒａｄｅ ＣＡＳ＃ ７６４７−０１−０
水酸化ナトリウム（６Ｍ ＮａＯＨ） − Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＣＡＳ＃ １３１０−７３−２
オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ） − ＧｅｌｅｓｔＩｎｃ− ＣＡＳ＃ ７８−１０−４
ポリアクリルアミド（ＰＡＡｍ）（５０％ｗｔ） − ＣａｒｂｏＭｅｒ，Ｉｎｃ．Ｃａｔ＃ ６００−２００，ＭＷ Ａｖｇ １０，０００，ＣＡＳ＃ ９００３−０５−８
ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）（５０％ｗ／ｗ） − Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓ−ＭＷ ８０００，ＣＡＳ＃ ９００３−３９−８
エタノール（ＥＴＯＨ）（９５％）（１９０ Ｐｒｏｏｆ） − Ｄｅｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ，Ｅｔｈｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ ＣＡＳ＃ ６４−１７−５
脱イオン化Ｈ_２Ｏ − Ｂａｒｎｓｔｅａｄ Ｎａｎｏｐｕｒｅ Ｄｉａｍｏｎｄ

１） コード；ＳＧ００２５
Ｃｕ源＝水酸化銅
不活性成分＝ポリアクリルアミド（ＰＡＡｍ）
金属Ｃｕ含有率＝３５．３ｇ／Ｌ
比重＝１．１４８

２） コード；ＳＧ００２６
Ｃｕ源＝水酸化銅
不活性成分＝ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）
金属のＣｕ含有率＝３６．０９ｇ／Ｌ
比重＝１．１０１

〜５００ｍｌの材料の合成
ＳＧ００２５
３０ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６１％の金属Ｃｕ）を、５０ｍＬの濃縮ＨＣＬとともに４１ｍＬのＨ_２Ｏにゆっくり加えた。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に（〜１時間）、２３ｍＬのＴＥＯＳを、ゆっくり加え、４−６時間撹拌したままにした。その後、ＰＡＡｍを算出し、２５０ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２０時間そのままにした。撹拌の完了で、４ＭのＮａＯＨ、〜１０５ｍＬを使用して、ｐＨを〜７−８に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝３０ｇ、６１％の金属Ｃｕ＝１８．３ｇ、
加えたＣｕ（ＯＨ）_２の容積、密度＝３．３６８ｇ／ｃｍ^３、Ｄ＝Ｍ／Ｖ、それ故、Ｖ＝８．９１ｍＬ
全容積＝５１７．９ｍＬ
（１８．３／５１７．９ｍｌ）ｘ１０００＝３５．３ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．１４８

ＳＧ００２６
３０ｇのＣｕ（ＯＨ）_２（６１％の金属Ｃｕ）を、５０ｍＬの濃縮ＨＣＬとともに４０ｍＬのＨ_２Ｏにゆっくり加えた。Ｃｕ（ＯＨ）_２の完全な溶解を確かなものした後に（〜１時間）、２３ｍＬのＴＥＯＳを、ゆっくり加え、４−６時間撹拌したままにした。その後、ＰＶＰを算出し、２５０ｍＬを、撹拌混合物に加え、１６−２０時間そのままにした。撹拌の完了で、４ＭのＮａＯＨ、〜１１５ｍＬを使用して、ｐＨを〜７−８に上げた。混合物を、使用前に６−１２時間撹拌したままにした。
Ｃｕ（ＯＨ）_２＝３０ｇ、６１％の金属Ｃｕ＝１８．３ｇ、
加えたＣｕ（ＯＨ）_２の容積、密度＝３．３６８ｇ／ｃｍ^３、Ｄ＝Ｍ／Ｖ、それ故、Ｖ＝８．９１ｍＬ
全容積＝５０７ｍＬ
（１８．３／５０７ｍｌ）ｘ１０００＝３６．０９ｇ／ＬのＣｕ
比重＝１．１０１

代替のＳＧ００２５−Ｓ合成プロトコル
化学薬品／溶媒
１． Ｇｏｗａｎの水酸化銅、Ｃｕ（ＯＨ）_２、（６０．９％の金属Ｃｕ）−ＧＷＮ１０３１６
２． 塩酸（濃縮ＨＣ１）−Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ −Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｇｒａｄｅ ＣＡＳ＃ ７６４７−０１−０
３． 水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）−Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＣＡＳ＃ １３１０−７３−２
４． ケイ酸ナトリウム（３７％）−Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｃａｔ． ＃ Ｓ２５５６６Ａ； ＣＡＳ＃ １３４４−０９−８）
５． ポリアクリルアミド（ＰＡＡｍ；５０％のｗ／ｗ）−ＣａｒｂｏＭｅｒ，Ｉｎｃ．
Ｃａｔ＃ ６−００２００、ＭＷ Ａｖｇ １０，０００、ＣＡＳ＃ ９００３−０５−８
６． 脱イオン化した（ＤＩ）水−Ｂａｒｎｓｔｅａｄ Ｎａｎｏｐｕｒｅ Ｄｉａｍｏｎｄの清浄器

ＳＧ００２５−Ｓの合成
ＳＧ００２５−Ｓ製剤の調製を、室温で及び連続的な磁気撹拌（２００ｒｐｍ）条件下で、２５０ｍＬのガラス三角フラスコにおいて実行した。
・ ８．０ｇのＣｕ（ＯＨ）_２を２５ｍｌのＤＩ水を加えて、混合し始める。
・ その後、１４ｍＬの濃縮ＨＣ１を溶媒混合液にゆっくり注ぎ、Ｃｕ（ＯＨ）を十分に溶解する。
・ 別のフラスコにおいて、６ｍＬのケイ酸ナトリウムを６０ｍＬのポリアクリルアミド溶液に加えて、力強く撹拌する。
・ ２５分間両方のフラスコを撹拌する。
・ ポリアクリルアミド−ケイ酸ナトリウム混合物を溶解したＣｕ（ＯＨ）_２に加え、さらに３０分間撹拌する。
・ その後、４ＭのＮａＯＨ、３０ｍＬを加え、ｐＨを〜８に上げる。
・ 少なくとも２時間撹拌し、適切な混合とｐＨ安定化を確かなものとする。

Ｃｕ（ＯＨ）_２密度＝３．３６８ｇ／ｍｏｌ、それ故、８ｇは２．３７５ｃｍ^３の容積を有する；全容積＝１３７．３７５ｍｌ；金属Ｃｕ含有率＝３５，４６５μｇ／ｍＬ

比率、濃度、量，および他の数値データが、範囲フォーマットで本明細書において表わされ得ることが留意されるべきである。そのような範囲フォーマットが、便宜および簡潔さのために使用される、それ故、範囲の制限として明確に列挙された数値を含めるだけでなく、各数値および部分範囲が明確に列挙されるかのようにその範囲内に包含された個々の数値または部分範囲のすべても含めるような柔軟な方法で解釈されるべきであることが理解される。例えば、「約０．１％から約５％」の濃度範囲は、約０．１ｗｔ％から約５ｗｔ％の明確に列挙された濃度を含めるだけでなく、示された範囲内の個々の濃度（例えば１％、２％、３％および４％）および部分範囲（例えば、０．５％、１．１％、２．２％、３．３％、および４．４％）も含めるように解釈されるべきである。一実施形態では、用語「約」は、測定技術および数値に従って、従来の丸め（ｒｏｕｎｄｉｎｇ）を含むことができる。加えて、句「約「ｘ」から「ｙ」」は、「約「ｙ」から「ｘ」」を含む。

多くの変動と変更が、上記の実施形態になされ得る。そのような変更および変動はすべて、本開示の範囲内で本明細書に含まれ、以下の請求項によって保護されるように意図される。

Claims (24)

1. 組成物であって：
   １以上の銅ナノ粒子及び銅イオンから銅を含むシリカゲルマトリックスを持つ銅／シリカナノ複合物；及び
   ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デンプン、第四級アンモニウム化合物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されるポリマー
   を含むことを特徴とする、組成物。
2. ポリマーに対する銅／シリカナノ複合物の比率は約０．１：１乃至３：１である、ことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. 前記組成物は可視光に対して透明又は半透明である、ことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
4. 前記組成物は殺菌特徴を有し、且つ、ポリマーではなく銅／シリカナノ複合物を含む別の組成物よりも低い植物毒性を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
5. 前記銅は、約１マイクログラム（μｇ）／ｍＬ乃至２０ミリグラム（ｍｇ）／ｍＬの銅／シリカ−ポリマーナノ複合物である、ことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
6. 銅ナノ粒子の直径が約５乃至２０ｎｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
7. 前記ポリマーは、ポリ（乳酸−グリコール酸共重合体）（ＰＬＧＡ）である、ことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
8. 前記ポリマーは、ポリビニルピロリドン又はポリアクリルアミドから成る群から選択される、ことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
9. 組成物の作成方法であって、該方法は：
   シリカ前駆物質化合物、銅前駆物質化合物、及び水を混合する工程；
   ｐＨを約７未満に調整し、それを約１２乃至３６時間保持する工程；
   １以上の銅ナノ粒子及び銅イオンから銅を含むシリカゲルマトリックスを持つ銅／シリカナノ複合物を形成する工程；
   約１２乃至３６時間、酸性ｐＨを持つ間にポリマーを前記混合物と混合する工程であって、該ポリマーは、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デンプン、第四級アンモニウム化合物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、工程；
   ｐＨを約４乃至１０に上昇させる工程；及び
   組成物を形成する工程
   を含むことを特徴とする、方法。
10. 銅前駆物質化合物に対するシリカ前駆物質化合物の重量比は、約０．１：１乃至３：１である、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. ポリマーに対する銅／シリカナノ複合物の比率は約０．１：１乃至３：１である、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 銅ナノ粒子前駆物質化合物は、水酸化銅、塩化第二銅、塩化第一銅、酸化第二銅、酸化第一銅、硫酸銅、硝酸銅、及びそれらの組み合わせから選択される、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
13. シラン前駆物質化合物は、アルキルシラン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸又はケイ酸のような中間物を生成することができるシラン前駆物質、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
14. 前記ポリマーは、ポリ（乳酸−グリコール酸共重合体）（ＰＬＧＡ）である、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
15. 前記ポリマーは、ポリビニルピロリドン又はポリアクリルアミドから成る群から選択される、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
16. 表面に組成物を配置する工程であって、該組成物は、１以上の銅ナノ粒子及び銅イオンから銅を含むシリカゲルマトリックスを持つ銅／シリカナノ複合物、並びに、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デンプン、第四級アンモニウム化合物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されるポリマーを有する、工程；及び
    かなりの割合の微生物の実質的な部分を死滅させるか、又は、構造の表面上にある又は構造の表面に接触する微生物の成長を阻害、或いは実質的に阻害する工程
    を含むことを特徴とする、方法。
17. 前記微生物は細菌である、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記微生物は、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ、Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｓｐ、Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ Ｌｉｂｅｒｉｂａｃｔｅｒ ｓｐｐ、及びＳ． ａｕｒｅｕｓから成る群から選択される、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 前記構造は植物又は木である、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
20. 配置する工程は、組成物の膜を形成することを含む、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
21. 配置する工程は、均一な植物表面被覆率を形成すること含む、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
22. 配置する工程は、実質的に均一な植物表面被覆率を形成することを含む、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
23. 前記ポリマーは、ポリ（乳酸−グリコール酸共重合体）（ＰＬＧＡ）である、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
24. 前記ポリマーは、ポリビニルピロリドン又はポリアクリルアミドから成る群から選択される、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。