JP2023549290A - 表面を消毒するための共鳴抗菌コーティング - Google Patents

Abstract

表面を消毒するための共鳴抗菌コーティング組成物、及びその調製方法が開示される。特に、この共鳴抗菌コーティング組成物は、酸化銀、酸化銅及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるナノサイズ金属酸化物と、少なくとも１つの紫外光又は蛍光支援光触媒とを含む。この組成物の原子は、少なくとも２４時間、０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数における振動力を有する衝撃に曝露することで、上記周波数であらかじめ定められた時間の間振動するエネルギー励起状態となる。

Description

本発明は、表面を消毒するための抗菌コーティングに関する。特に、この抗菌コーティングは、ある時間の間にエネルギー励起状態となる原子を含む。この抗菌コーティングの組成物及びその調製方法が本明細書に提供される。

新しい抗菌表面処理技術の１つは、微粒子及び有毒ガスをより安全な化合物に変換する共鳴触媒及び光触媒酸化に基づいている。基本的には、光触媒表面処理は、光触媒の使用を含み、この光触媒は、広帯域紫外光と反応して、揮発性有機化合物を酸化させ触媒表面上に吸着した微生物を排除するためのヒドロキシルラジカル及びスーパーオキシドイオンを生成する。

表面処理の消毒剤として一般に使用される光触媒の例としては、酸化チタン、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、及び三酸化タングステンが挙げられる。光触媒にある波長の光を衝突させることによって、材料の価電子帯の電子が伝導帯まで励起する。結果として、電子は自由に動き、それらのエネルギーを用いて、近くの水及び酸素分子をヒドロキシルラジカル及びスーパーオキシドイオンに分裂させることができる。

ヒドロキシルラジカルは、最も強力な酸化剤の１つであり、塩素、オゾン、及び過酸化物よりも強いが、結果としてこれらのラジカルは寿命が非常に短い。これらの酸化剤は、微生物及び揮発性有機分子などの有機物質の結合を、二酸化炭素及び水蒸気のみが残るまでより小さな化合物まで破壊することができる。

さらに、活性化した光触媒は、広範囲のグラム陰性菌及びグラム陽性菌、糸状菌及び単細胞菌、藻類、原生動物、哺乳類ウイルス、並びにバクテリオファージを死滅可能なことが示されている。しかし、休止期、特に細菌内生胞子、菌類胞子、及び原生動物シストは、一般に、栄養型よりも光触媒による死滅に対する抵抗性が高く、これはおそらくは細胞壁の厚さが増加するためである。例えば、アカントアメーバ（Ａｃａｎｔｈａｍｏｅｂａ）のシスト、及びトリコデルマ・アスペレラム（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ａｓｐｅｒｅｌｌｕｍ）のｃｏｎｉｏｄｉｏｓｐｏｒｅｓは、光触媒反応に対して抵抗性であると報告されている。

光触媒消毒技術の改善の１つは、別の元素の添加を含む。元素の幾つかの例は、バナジウム、銅、亜鉛、ロジウム、銀、及びニッケルである。表面を消毒するためのコーティング中にナノ銀及びナノ銅粒子を用いることに対して大きな注目が集まっている。銀及び銅は、天然の抗菌、抗ウイルス、及び抗真菌の利点を得ることができることが確認されている。ナノ銀粒子が細菌又はウイルスと接触すると、これらは、細胞の栄養輸送を抑制し、細胞膜を攻撃し、細胞分裂を妨害して、微生物の生殖を妨げる。他方、ナノ銅粒子は、細菌の細胞膜又は「エンベロープ」を損傷し、微生物のＤＮＡ又はＲＮＡを破壊することができる。ナノ銅粒子は、細菌の細胞に対する酸化ストレスを発生し、細胞を死滅させることができる過酸化水素を生成する。これらは、生体機能を果たすタンパク質にも干渉する。

本発明は、改善された光触媒消毒技術、そのための組成物、及びその組成物の調製方法を提供する。

本発明の主要な目的は、種々の有機汚染物質及び微生物を短時間で除去することによって効率的に表面を消毒するための共鳴抗菌コーティング組成物を提供することである。

本発明の別の目的は、表面を消毒するための共鳴抗菌コーティング組成物であって、表面の消毒を促進し消毒の有効性を改善するために、組成物中の原子が、ある時間の間、十分な振動エネルギーを保持し、表面に塗布することで、その振動エネルギーを周囲の有機汚染物質及び微生物に移動させることができる、組成物を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、表面の消毒に用いるための共鳴抗菌コーティング組成物であって、微生物の細胞膜又は細胞壁が粉砕さればらばらになるまで、表面上の微生物の共鳴周波数での振動を誘発させる、組成物を提供することである。

さらに、本発明の別の目的は、表面の消毒に用いるための共鳴抗菌コーティング組成物であって、組成物の抗菌特性が、微生物の接触死滅及び間接接触死滅によって得られる、組成物を提供することである。

さらに、本発明の別の目的は、表面を消毒するための共鳴抗菌コーティング組成物の製造方法であって、組成物中の原子が、ある時間の間、十分な振動エネルギーを保持し、表面に塗布することで、その振動エネルギーを周囲の有機汚染物質及び微生物に移動させることができる、製造方法を提供することである。

上記目的の少なくとも１つは、本発明によって全体的に又は部分的に達成され、本発明の実施形態には、酸化銀、酸化銅、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるナノサイズ金属酸化物と、少なくとも１つの紫外光又は蛍光支援光触媒とを含む共鳴抗菌コーティング組成物が記載されており、上記組成物の原子は、少なくとも２４時間、０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数における振動力を有する衝撃に曝露することで、上記周波数であらかじめ定められた時間の間振動するエネルギー励起状態となる。

本発明の好ましい一実施形態では、共鳴抗菌コーティング組成物は、酸化チタン、二酸化チタン、酸化タングステン、三酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカ、酸化スズ、酸化金、及びそれらのあらゆる組み合わせからなる群から選択されるナノサイズ金属酸化物をさらに含む。

本発明の好ましい一実施形態では、共鳴抗菌コーティング組成物は、０．０１重量％～５．０重量％のナノサイズ金属酸化物を含む。

本発明の好ましい一実施形態では、ナノサイズ金属酸化物は、５ｎｍ～５０ｎｍの範囲の粒度を有する。

本発明の好ましい一実施形態では、紫外光又は蛍光支援光触媒は、酸化チタン、二酸化チタン、酸化タングステン、三酸化タングステン、酸化亜鉛、又はそれらのあらゆる組み合わせである。

本発明の好ましい一実施形態では、共鳴抗菌コーティング組成物は、０．０１重量％～３０．０重量％の紫外光又は蛍光支援光触媒を含む。

本発明の好ましい一実施形態では、共鳴抗菌コーティング組成物は、バインダー、液体担体、表面添加剤、又はそれらのあらゆる組み合わせをさらに含む。

本発明には、酸化銀、酸化銅、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるナノサイズ金属酸化物と、少なくとも１つの紫外光又は蛍光支援光触媒とを含む共鳴抗菌コーティング組成物の調製方法であって、上記組成物の原子は、少なくとも２４時間、０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数における振動力を有する衝撃に曝露することで、上記周波数であらかじめ定められた時間の間振動するエネルギー励起状態となる、調製方法も記載される。

本発明の理解を容易にするため、添付の図面において、好ましい実施形態が示されており、これらを調査し、以下の説明と関連させて考慮した場合に、本発明、その構成及び操作、並びにその利点の多くが、容易に理解され評価されるであろう。

実施例１に記載の試験試料の逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ－ＰＣＲ）産物のアガロースゲル電気泳動画像である。 実施例２に記載の試験試料の逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ－ＰＣＲ）産物のアガロースゲル電気泳動画像である。 実施例３に記載の試験試料の逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ－ＰＣＲ）産物のアガロースゲル電気泳動画像である。

上記目的が達成され、記載の目標及び利点、並びにそれらに固有のものが実現されるように、本発明が十分に適合されることは、当業者には容易に認識されるであろう。本明細書に記載の実施形態は、本発明の範囲に対する限定として意図されるものではない。

本発明は、限定するものではないが表面の消毒などの消毒を目的とする組成物を開示する。特に、本明細書に開示される組成物は、少なくとも１つのナノサイズ金属酸化物と、少なくとも１つの紫外光又は蛍光支援光触媒とを有する共鳴抗菌コーティング組成物である。好ましくは、組成物の原子は、０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数であらかじめ定められた時間の間振動するエネルギー励起状態にある。有機汚染物質の有効な除去、及び表面上での微生物の増殖の阻害のために、上記組成物をコーティングとして表面に塗布することが好ましい。本明細書に開示される組成物は、微生物の接触死滅及び非接触死滅の両方が可能である。特に、共鳴抗菌コーティング組成物は、家庭、オフィス、ホテル、空港、乗り物などのあらゆる屋内の場所に用いることができる。本明細書に開示される組成物は、ウイルス及び細菌などの広範囲の微生物に対して有効である。さらに、空気からの臭気を酸化させることができる。本明細書に開示される組成物は、塗布から短時間で有効となる。好ましくは、塗布から１分後に組成物が有効となる。

本発明の好ましい実施形態では、共鳴抗菌コーティング組成物は、酸化銀、酸化銅、酸化チタン、二酸化チタン、酸化タングステン、三酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカ、酸化スズ、及び酸化金からなる群から選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む。これらの金属酸化物によって、微生物の増殖の減速又は妨害、及び／又は微生物の不活性化又は死滅が可能となる。好ましくは、これらの金属酸化物はナノサイズ粒子の形態である。当業者は、上記金属酸化物を１種類の金属酸化物に限定すべきではなく、むしろ２つ以上の種類の金属酸化物の混合物であってもよい。高導電性金属が好ましいが、その理由は、より高い電荷を保持することができ、したがって、後に被覆された装置に伝達される振動エネルギーを保持する能力及び容量がより高いからである。より好ましい一実施形態では、共鳴抗菌コーティング組成物は、ナノサイズの酸化銀、酸化銅、又はそれらの組み合わせを少なくとも含む。

銀は直接接触により微生物を効果的に不活性化するので、酸化銀は別の金属酸化物よりも特に好ましい。ナノ銀粒子は、細菌及び真菌に接触すると、それらの細胞呼吸、電子伝達系の基礎代謝、及び微生物細胞膜中の基質輸送を抑制することによって、これらの微生物の細胞代謝に悪影響を与えることができる。結果として、ナノ銀粒子は、感染、臭気、掻痒、及び潰瘍の原因となりうる接触した細菌及び真菌の増殖及び成長を阻害することができる。

同様に、銅は直接接触により微生物を効果的に不活性化することができるので、酸化銅が好ましい。ナノ銅粒子は、細菌及びウイルスなどの微生物を死滅させることができる。ナノ銅粒子は、微生物の細胞膜又はエンベロープを損傷し、微生物のＤＮＡ又はＲＮＡを破壊する。ナノ銅粒子の抗菌活性は、細菌の細胞に対して酸化ストレスを発生させ、微生物を死滅させることができる過酸化水素を発生させるそれらの能力に起因している。さらに、ナノ銅粒子は、微生物細胞中の生命維持に必要な細胞の機能又はプロセスに関与するタンパク質を妨害する。

本発明の好ましい実施形態では、共鳴抗菌コーティング組成物は０．０１重量％～３０．０重量％のナノサイズ金属酸化物を含む。より好ましくは、ナノサイズの酸化銀及び／又は酸化銅は、組成物の０．１重量％～５．０重量％を構成する。共鳴を誘発するために伝達されるエネルギー量は、０．０１重量％未満の金属酸化物では十分とならない場合がある。しかし、３０．０重量％を超えるあらゆる量の金属酸化物では、あらゆる追加の有利な効果は得られない。

組成物中の金属酸化物粒子、特に銀及び／又は銅粒子は、微生物との接触のための表面積、並びに振動エネルギーの捕捉、維持、及び放出が一般的なマイクロサイズの金属酸化物粒子よりも大きくなるようにするため、ナノサイズ範囲であることが重要である。本発明の代表的な一実施形態では、１０ｎｍの酸化銀粒子１グラムで、約１００ｍ^２の接触表面積が得られる。好ましくは、組成物中の金属酸化物粒子は５ｎｍ～１００ｎｍのサイズである。

本発明の好ましい実施形態に従うと、共鳴抗菌コーティング組成物は、酸化チタン、二酸化チタン、酸化タングステン、三酸化タングステン、酸化亜鉛、及びそれらのあらゆる組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの紫外光支援光触媒を含む。紫外光支援光触媒は、紫外光又は蛍光の光源に応答して、ウイルス、細菌、カビ、真菌、臭気、揮発性有機化合物、及び有毒ガスを酸化させる。好ましくは、組成物は０．０１重量％～３０．０重量％の紫外光支援光触媒を含む。

光触媒反応は、組成物中の紫外光支援光触媒が紫外光又は蛍光の光線に曝露するときに開始する。これは光学固体表面又は界面反応として知られている。光触媒が活性化すると、反復する酸化還元（レドックス）反応が紫外光支援光触媒の表面で起こる。酸素及び水蒸気を含む空気がレドックス反応には必要である。

光触媒反応プロセス中、光触媒は、紫外光又は蛍光の光線を吸収して、電子と正に帯電した正孔とを発生させる。電子（ｅ^－）と正に帯電した正孔（ｈ^＋）との発生が多いほど、反応効果が大きくなる。光触媒作用の反応は以下のように示される：
ＴｉＯ_２（光触媒）＋ｈν（紫外線）→ｅ^－＋ｈ^＋

発生した正孔は、強い酸化能力を有し、光触媒の表面上に存在する水分子と反応することによって、ヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を生成することができる。ヒドロキシルラジカルは、以下に示す反応によって生成する：
ｈ^＋＋Ｈ_２Ｏ→・ＯＨ＋Ｈ^＋

生成したヒドロキシルラジカルは、有機汚染物質化合物を酸化させる。酸素の存在下で、有機汚染物質化合物の中間体のラジカルは、ラジカル連鎖反応を誘発し、酸素を消費する。結果として、有機汚染物質化合物は分解し、最終的に二酸化炭素及び水になる。

他方、発生した電子は、光触媒の表面上の酸素との還元反応が生じることによってスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ^－）を生成し、この反応は以下に示される：
ｅ^－＋Ｏ_２→Ｏ_２ ^－

スーパーオキシドアニオンは、酸化反応の中間体に結合することによって酸化物を形成し、又は過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）に変化し、次に水に変化する。遊離の酸素ラジカル（－Ｏ）も空気中に生成し、これは有機物の炭素－炭素結合に直接影響を与える。

通常、有機物は水よりも酸化されやすいので、正に帯電した正孔は、有機化合物を酸化させる可能性が高い。正孔及び電子の両方の担体の再結合速度は、有機物濃度が高くなると低下するであろう。

本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物は、溶剤系又は水性の液体担体をさらに含むことができる。特に、共鳴抗菌コーティング組成物を表面上に容易に塗布し被覆することができるように、金属酸化物の粒子は液体担体中に含まれる。液体担体は、エネルギーをエネルギー源から金属酸化物に、又は金属酸化物から抗菌コーティングの原子に伝達する媒体としても機能する。金属酸化物と反応しないあらゆる種類の液体担体を用いることができる。好ましくは、液体担体は、シリコーン油又はアルコール又は水又はそれらの混合物である。より好ましくは、アルコールは、イソプロパノール、メタノール、又はエタノールから選択することができ、一方、シリコーン油は、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ポリジメチルシロキサン、又はオクタメチルシクロテトラシロキサンから選択することができる。表面に組成物が被覆される場合、シリコーン油の存在によって、滑らかな外観を有する表面、及び固着防止特性も得られ、それによってダスト又はその他の固体不純物が表面に付着しない。好ましくは、組成物は７５重量％～９４重量％の液体担体を含む。

本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物は、バインダーをさらに含むことができる。バインダーは、被覆される表面に対するコーティングの十分な結合を保証するために必要である。好ましくは、バインダーは、シラン又はモノポリマー又はコポリマーである。より好ましくは、シランはアルキルシランである。アルキルシランは、メチルシラン、ジメチジエトキシシラン（ｄｉｍｅｔｈｙｄｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、テトラエトキシシラン、線状ジアルキルシラン、フッ素化アルキルシラン、又は環状アルキルシランから選択することができる。組成物を室温において短い硬化時間で硬化させることができるあらゆるシランバインダーを用いることができる。好ましくは、組成物は０．０１重量％～３０重量％のバインダーを含む。

担体及びバインダーに加えて、本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物は表面添加剤をさらに含むことができる。表面添加剤は、被覆される表面に対するコーティングの結合をさらに向上させるために加えられる。好ましくは、表面添加剤は、組成物のｐＨを低下させるための酸である。組成物が表面上に被覆されると、酸性の組成物は、表面をわずかにエッチングし、組成物と表面との間に結合を形成することができる。加えられる酸の量は、組成物のｐＨが５未満になる、すなわち強酸性になる程度まで多くなるべきではないことに留意すべきである。組成物は、装置のいずれの部分にも腐食を生じさせることなくコーティングの結合を効果的に向上させる５～６の範囲のｐＨを有することが好ましい。好ましくは、酸は硫酸、リン酸、硝酸、又は塩酸から選択することができる。アルカリ性組成物は、コーティングが表面から容易に分離することがあるので、好ましくない。好ましくは、組成物は０．１重量％～８重量％の表面添加剤を含む。より好ましくは、組成物は２重量％未満の表面添加剤を含む。

本発明の好ましい実施形態によると、共鳴抗菌コーティング組成物中の原子は、十分なエネルギーを保持し、それによってこれらはあらかじめ決定された周波数である時間の間振動する。好ましくは、原子は、０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数で振動するエネルギー励起状態となる。特に、原子は、共鳴周波数の衝撃に、その周波数における振動力を用いて少なくとも２４時間曝露されている。任意の表面が共鳴抗菌コーティング組成物で被覆される場合、組成物の原子は、１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲の距離であらゆる方向に振動エネルギーを表面上の微生物に伝達する。したがって、微生物の細胞膜又は細胞壁の同様の周波数での振動が誘発される。特に、微生物の細胞膜又は細胞壁は、共鳴が起こり最終的にそれらが粉砕してばらばらになるそれらの固有振動数で振動する。

微生物の休止期、特に細菌内生胞子、菌類胞子、及び原生動物シスト、一般に、栄養型よりも光触媒による消毒に対する抵抗性が高く、これはおそらくは細胞壁の厚さが増加するためである。にもかかわらず、共鳴抗菌コーティング組成物の原子が励起して０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数で振動して、その振動エネルギーが休止期の微生物に伝達されると、微生物の細胞壁の損傷又は粉砕がより容易により効果的になり、したがってこれらの微生物の光触媒による消毒に対する抵抗性を低下させることができる。

さらに、微生物と光触媒との間の密接な接触によって、酸化的損傷の程度が増加する。表面上、例えば薄層又はフィルムの上に固定された光触媒は、浮遊する光触媒よりも活性が低い。これはおそらくは、光触媒粒子と表面上の微生物細胞との間の接触の減少、及び反応性酸素種（ＲＯＳ）を生成するための表面積の減少が原因である。しかし、光触媒によって生じる酸化的損傷は、光触媒が励起して０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数で振動する場合に改善される。本発明の好ましい実施形態では、共鳴抗菌コーティング組成物を表面に塗布すると、その中に含まれる紫外光支援光触媒は固定される。しかし、組成物中の光触媒粒子が励起して０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数で振動すると、固定された光触媒によって生じる酸化的損傷は、浮遊する光触媒の酸化的損傷と少なくとも同程度になる。

上記説明のいずれかに記載される共鳴抗菌コーティング組成物は、以下の方法で製造することができる。金属酸化物、紫外光若しくは蛍光支援光触媒、バインダー、液体担体、及び表面添加剤などの組成物の成分が１つずつ均一に混合される。混合の順序は、バインダー、表面添加剤、液体担体、金属酸化物、及び紫外光若しくは蛍光支援光触媒であることが好ましい。均一混合物を得るために、シラン又はモノポリマー又はコポリマーの前に金属酸化物を加えるべきではないことに留意すべきである。より好ましくは、組成物は、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの周波数で動作する超音波ミキサーによって少なくとも１時間均質化される。しかし、均一混合物を得るために、２時間を超えて組成物を混合する必要はない。混合物を均質化するあらゆる別の方法を採用することができる。均質化中、ナノ粒子金属酸化物は、振動エネルギーの捕捉、保持、及び放出のために、より広い表面積を有するより小さなサイズまでさらに破壊することができる。

続いて、上記混合物を、０．５ｋＨｚ～５００ＫＨｚの周波数における振動力を有する衝撃に少なくとも２４時間曝露して、ナノ粒子中にエネルギーを貯蔵する。振動力は、あらゆる形態で提供することができる。好ましくは、振動力は、超音波手段によって提供される。組成物の原子、特に金属酸化物及び紫外光又は蛍光支援光触媒の原子が、振動力からのエネルギーをある時間の間捕捉し保持できるようにするため、十分長い衝撃時間が必要となる。エネルギーを有する組成物の原子は励起して、振動力の周波数と同様の周波数である時間の間激しく振動する。

均質化ステップ及び衝撃ステップは、ただ１つの超音波処理が利用される１つの操作であってよい。組成物の混合後、混合物の超音波処理が行われ、ここで均質化及びエネルギー捕捉とが同時に行われる。超音波周波数は好ましくは０．５ｋＨｚ～５００ＫＨｚであり、この処理は好ましくは少なくとも２４時間続けられる。しかし、１つの操作方法を用いて製造される組成物は総分離する傾向にある。相分離は組成物の性能に影響しない場合があるが、組成物の美的外観が使用者に歓迎されないことがある。

或いは、均質化ステップ及び衝撃ステップは、ただ１つの超音波処理が利用されるが、２つの別の操作であってよい。バインダー、表面添加剤、及び液体担体が混合され、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの周波数で超音波ミキサーによって少なくとも１時間、好ましくは２時間以下均質化される。続いて、この均質化した混合物に金属酸化物が加えられる。得られた混合物は、０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数で少なくとも２４時間の超音波処理が行われる。

本発明を詳細に説明し例示してきたが、説明及び例によって同じことが行われ、限定を目的とするものと解釈すべきではないことを理解すべきである。本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定されるべきである。

本発明の種々の態様及び実施形態を説明するために、以下に例が示される。この例は、請求項によってのみ限定される本開示の発明の限定を意図したものでは決してない。

実施例１：
開示される共鳴抗菌コーティング組成物のコロナウイルス０４３（ＣｏＶ－Ｏ４３）に対する抗菌効果の評価
表１による８つの試験試料を３つずつ調製する。試験に用いられる試験ウイルスは、コロナウイルス０４３（ＣｏＶ－Ｏ４３）である。各試料中の試験ウイルスの濃度は１０^４ｐｆｕ／ｍｌである。試料番号１及び２中の共鳴抗菌コーティング組成物の試験ウイルスに対する体積比は３：１である。試験試料は、適切な温度において、表１中に指定される接触時間の間維持される。試料番号１～４は白色／可視光に曝露し、一方、試料番号５～８は指定の接触時間の間あらゆる光への曝露は行わない。指定の接触時間の直後、試験試料中の試験ウイルスの検出のために、試験試料のウイルスヌクレオチドの抽出と、汎コロナウイルス逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ－ＰＣＲ）アッセイとを行う。各試験試料のＰＣＲ産物に対してアガロースゲル電気泳動を行う。アガロースゲル中の２５１ｂｐのＰＣＲ産物の存在は、試験試料中に試験ウイルスが存在することを示している。試験結果を表１及び図１に示す。

表１及び図１を参照すると、試料番号１及び２の両方で２５１ｂｐのＰＣＲ産物は検出されず、これは、これらの試料中の試験ウイルス（コロナウイルス０４３、ＣｏＶ－Ｏ４３）及びそのウイルスＲＮＡが、本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物による接触死滅によって効果的に分解したことを示している。さらに、試験結果は、共鳴抗菌コーティング組成物は、５分の短時間後にＣｏＶ－Ｏ４３に対して有効であることを示している。本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物を用いることによって、迅速な表面消毒効果を実現することができる。

実施例２：
開示される共鳴抗菌コーティング組成物のエンテロウイルスＡ７１（ＥＶ－Ａ７１）に対する抗菌効果の評価
表２による８つの試験試料を３つずつ調製する。試験に用いられる試験ウイルスはエンテロウイルスＡ７１（ＥＶ－Ａ７１）である。各試料中の試験ウイルスの濃度は１０^５ｐｆｕ／ｍｌである。試料番号１及び２中の共鳴抗菌コーティング組成物の試験ウイルスに対する体積比は３：１である。試験試料は、適切な温度において、表２中に指定される接触時間の間維持される。試料番号１～４は白色／可視光に曝露し、一方、試料番号５～８は指定の接触時間の間あらゆる光への曝露は行わない。指定の接触時間の直後、試験試料中の試験ウイルスの検出のために、試験試料のウイルスヌクレオチドの抽出と、汎エンテロウイルス逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ－ＰＣＲ）アッセイとを行う。各試験試料のＰＣＲ産物に対してアガロースゲル電気泳動を行う。アガロースゲル中の１５４ｂｐのＰＣＲ産物の存在は、試験試料中に試験ウイルスが存在することを示している。試験結果を表２及び図２に示す。

表２及び図２を参照すると、試料番号１及び２の両方で１５４ｂｐのＰＣＲ産物は検出されず、これは、これらの試料中の試験ウイルス（エンテロウイルスＡ７１、ＥＶ－Ａ７１）及びそのウイルスＲＮＡが、本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物による接触死滅によって効果的に分解したことを示している。さらに、試験結果は、共鳴抗菌コーティング組成物は、５分の短時間後にＥＶ－Ａ７１に対して有効であることを示している。本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物を用いることによって、迅速な表面消毒効果を実現することができる。

実施例３：
開示される共鳴抗菌コーティング組成物のコクサッキーウイルスＡ６（ＣＶＡ－６）及びコクサッキーウイルスＡ１６（ＣＶＡ－１６）に対する抗菌効果の評価
表３による２組の８つの試験試料を３つずつ調製する。試験試料の第１の組（セットＩ）に用いられる試験ウイルスはコクサッキーウイルスＡ６（ＣＶＡ－６）であり、一方、試験試料の第２の組（セットＩＩ）に用いられる試験ウイルスはコクサッキーウイルスＡ１６（ＣＶＡ－１６）である。各試料中の試験ウイルスの濃度は１０^５ｐｆｕ／ｍｌである。試料番号Ｉ－１、Ｉ－２、ＩＩ－１、及びＩＩ－２中の共鳴抗菌コーティング組成物の試験ウイルスに対する体積比は３：１である。試験試料は、適切な温度において、表３中に指定される接触時間の間維持される。各セットＩ及びＩＩ中、試料番号１～４は白色／可視光に曝露し、一方、試料番号５～８は指定の接触時間の間あらゆる光への曝露は行わない。指定の接触時間の直後、試験試料中の試験ウイルスの検出のために、試験試料のウイルスヌクレオチド抽出と、汎エンテロウイルス逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ－ＰＣＲ）アッセイとを行う。各試験試料のＰＣＲ産物に対してアガロースゲル電気泳動を行う。アガロースゲル中の１５４ｂｐのＰＣＲ産物の存在は、試験試料中に試験ウイルスが存在することを示している。試験結果を表３及び図３に示す。

表３及び図３を参照すると、試料番号Ｉ－１、Ｉ－２、ＩＩ－１、及びＩＩ－２で１５４ｂｐのＰＣＲ産物は検出されず、これは、これらの試料中の試験ウイルス（コクサッキーウイルスＡ６、ＣＶＡ－６及びコクサッキーウイルスＡ１６、ＣＶＡ－１６）及びそれらのウイルスＲＮＡが、本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物による接触死滅によって効果的に分解したことを示している。さらに、試験結果は、共鳴抗菌コーティング組成物が、５分の短時間後にＣＶＡ－６及びＣＶＡ－１６に対して有効であることを示している。本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物を用いることによって、迅速な表面消毒効果を実現することができる。

実施例４：
開示される共鳴抗菌コーティング組成物の大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）及び黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）に対する有効性試験
本明細書に開示される有効成分としてのナノサイズ酸化銅粒子を含む共鳴抗菌コーティング組成物（試験組成物）を用いて、消毒剤有効性試験を行う。米国薬局方（Ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ）５１に準拠した室内方法を用いて試験が行われ、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）ＡＴＣＣ ８７３９及び黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）ＡＴＣＣ ６５３８などの試験微生物が試験組成物に導入される。表４中に示されるように約１０^４の範囲で試験微生物の接種材料をペトリ皿上で調製し、試験組成物をペトリ皿の蓋の内側にコーティングし、１ｃｍ離れた距離で試験微生物上に融合共鳴周波数を放射する。特定の時間後にペトリ皿を分析して、残存する生存微生物数を求める。結果を以下の表４に示す。

表４中に示されるように、本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物は、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）及び黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）などの細菌を非接触死滅によって効果的に死滅させることができる。特に、表面上の少なくとも７５％の細菌が、表面付近に組成物を塗布して５分後に除去される。

実施例５：
コロナウイルス疾患２０１９（ＣＯＶＩＤ－１９）の原因である重症急性呼吸器症候群コロナウイルス２（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２）に対する開示される共鳴抗菌コーティング組成物の有効性試験
細胞及びウイルス
試験ウイルスの重症急性呼吸器症候群コロナウイルス２（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２）は、熱帯感染症研究教育センター（Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ Ｄｉｓｅａｓｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ）（ＴＩＤＲＥＣ）、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍａｌａｙａ、Ｍａｌａｙｓｉａにおいて、Ｖｅｒｏ Ｅ６細胞中で単離、増殖、及び維持が行われた。Ｖｅｒｏ Ｅ６細胞は、１０％ウシ胎仔血清（ＦＢＳ）を補充したダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ）（Ｇｉｂｃｏ、Ｇｒａｎｄ Ｉｓｌａｎｄ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、ＵＳＡ）中で培養された。これらの細胞は、５％の二酸化炭素（ＣＯ_２）を用いて３７℃で維持した。ウイルス力価をＶｅｒｏＥ６細胞を用いた微量滴定によって測定し、組織培養感染量５０％（ＴＣＩＤ_５０／ｍＬ）の単位で表した。細胞変性効果（ＣＰＥ）が顕微鏡下で明らかな場合、上澄みを収集し、遠心分離によって清澄にし、必要時まで－８０℃で保管した。

インビトロ定量懸濁アッセイ
欧州規格ＥＮ１４４７６：２０１３／ＦｐｒＡ１：２０１５プロトコルに準拠して、有効成分として二酸化チタン、銀イオン、及び銅イオンを含む（試験生成物Ａ）共鳴抗菌コーティング組成物と、有効成分として銅イオンを含む共鳴抗菌コーティング組成物（試験生成物Ｂ）との試験ウイルスに対する試験を行った。実験手順を表５中に示す。試験生成物Ａ及び試験生成物Ｂについて、未希釈及び２倍希釈において、２つの異なる条件、すなわち不潔条件（３．０ｇ／ｌのウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）＋３ｍｌ／ｌの赤血球の妨害物質）及び清浄条件（０．３ｇ／ｌのＢＳＡの妨害物質）で、１分、５分、及び１０分の接触時間で試験を行った。試験混合物は、１００μｌの妨害物質、５．４２×１０^５ ＴＣＩＤ_５０／ｍＬの濃度の１００μｌのウイルス懸濁液、及び１００μｌの試験生成物Ａ若しくは８００μｌ試験生成物Ｂで構成された。指定の接触時間（１分、５分、及び１０分）の後、試験混合物にＤＭＥＭ＋２％ＦＢＳを加えることによって、試験生成物の殺ウイルス作用を直ちに抑制し、次に混合物を氷冷培地（ＤＭＥＭ＋２％ＦＢＳ）中で１０倍に希釈した。希釈した試験混合物をＶｅｒｏ Ｅ６細胞に加えて、ＴＣＩＤ_５０／ｍＬを求めた。不潔条件及び清浄条件の両方で、試験生成物の代わりに蒸留水を用いて、ウイルス対照混合物の評価も行った。細胞は、ＣＰＥが現れるまで７２時間インキュベートした。パラホルムアルデヒドとクリスタルバイオレットとの混合物を用いて、感染細胞の固定及び染色を行った。ウイルス力価は、Ｓｐｅａｒｍａｎ－Ｋａｒｂｅｒ法を用いて求め、組織培養感染量５０％（ＴＣＩＤ_５０／ｍＬ）として表した。試験生成物Ａ及び試験生成物Ｂの殺ウイルス作用は、ウイルス対照の対数力価から試験ウイルスの対数力価を引いた差（Δｌｏｇ_１０ ＴＣＩＤ_５０／ｍＬ）によって求めた。試験生成物に要求される殺ウイルス作用のためには４ｌｏｇ_１０のウイルス力価の減少（≧９９．９９％の不活性化に相当）が必要であった。

抑制アッセイ
指定の接触時間における試験生成物の殺ウイルス作用を正確に求めるため、試験生成物Ａ及び試験生成物Ｂの殺ウイルス作用の抑制を行った。殺ウイルス作用は、試験混合物に氷冷したＤＭＥＭ＋２％ＦＢＳを加え、細胞培地で１０倍に連続的に希釈することによって抑制した。１分間の曝露後に、試験生成物の殺ウイルス作用の抑制を評価した。表６中に示されるように、抑制アッセイの結果では、対照と比較して、試験混合物のウイルス力価に差は示されなかった。これは、低温培地の添加及び連続希釈によって、試験生成物の殺ウイルス作用が効果的に抑制され、ウイルス力価が低下しなかったことを示唆している。

試験生成物の殺ウイルス作用
欧州規格ＥＮ１４４７６：２０１３／ＦｐｒＡ１：２０１５プロトコルに準拠して、試験生成物Ａ及びＢの試験ウイルスに対する試験を行った。試験生成物で処理した試料を、対照処理した試料に対して比較することによって、細胞培養中のウイルス細胞変性効果の出現を調べた。清浄条件及び不潔条件下の対象処理試料のウイルス力価は、５．４２×１０^５ ＴＣＩＤ_５０／ｍｌである。試験生成物Ａ及び試験生成物Ｂの両方は、未希釈で試験すると、表７中に示されるように清浄条件及び不潔条件の両方で、１分、５分、及び１０分の曝露の後、ウイルス力価の＞５ｌｏｇ_１０の減少を達成した。

有効成分として二酸化チタン、銀イオン、及び銅イオンを含む共鳴抗菌コーティング組成物（試験生成物Ａ）、及び有効成分として銅イオンを含む共鳴抗菌コーティング組成物（試験生成物Ｂ）は、未希釈で試験すると、清浄条件及び不潔条件の両方で、１分間でＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２（試験ウイルス）ウイルス力価の≧５ｌｏｇ_１０の減少の強力で迅速な殺ウイルス作用を示した。これらの結果は、開示される共鳴抗菌コーティング組成物は、１分間の接触死滅によって９９．９９％のＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２を死滅させることができることを示唆している。

実施例６：
開示される共鳴抗菌コーティング組成物の大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、カンジダ・アルビカン（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎ）、及びアスペルギルス・ブラジリエンシス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ）に対する有効性試験
本明細書に開示される有効成分としてナノサイズ酸化銅粒子を含む共鳴抗菌コーティング組成物（試験組成物）を用いて、消毒剤有効性試験を行う。この試験は、実施例４に記載の米国薬局方（Ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ）５１に準拠した室内方法を用いて行われ、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）ＡＴＣＣ ８７３９、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）ＡＴＣＣ ６５３８、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）ＡＴＣＣ ９０２７、カンジダ・アルビカン（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎ）ＡＴＣＣ １０２３１、及びアスペルギルス・ブラジリエンシス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ）ＡＴＣＣ １６４０４などの試験微生物が試験組成物に導入される。試験パラメーター及び結果を以下の表８中に示す。

表８中に示される結果は、本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物が、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、カンジダ・アルビカン（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎ）、及びアスペルギルス・ブラジリエンシス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ）などの細菌を非接触死滅によって効果的に死滅させることができることを示している。特に、表面上の９９．９９％の細菌が、表面付近に組成物を塗布して１分後に除去される。

実施例７：
開示される共鳴抗菌コーティング組成物のネズミチフス菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ）、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）、及びカンジダ・アルビカン（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎ）に対する有効性試験
有効成分として二酸化チタン、酸化銀、及び硫酸銅を含む共鳴抗菌コーティング組成物（試験組成物１）を用いて消毒剤有効性試験を行い、本明細書に開示される有効成分としてトルマリンを含む共鳴抗菌コーティング組成物（試験組成物２）を用いて消毒剤有効性試験を行う。この試験は、米国薬局方（Ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ）（ＵＳＰ）４１に準拠した室内方法を用いて行われ、ネズミチフス菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ）ＡＴＣＣ １４０２８、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）ＡＴＣＣ ２５９２３、及びカンジダ・アルビカン（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎ）ＡＴＣＣ １０２３１などの試験微生物が試験組成物に導入される。試験組成物１及び試験組成物２の試験パラメーター及び結果をそれぞれ以下の表９及び表１０中に示す。

表９及び１０中に示される結果は、本明細書に開示される共鳴抗菌コーティング組成物が、ネズミチフス菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ）、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）、及び）カンジダ・アルビカン（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎ）などの細菌を５分後に効果的に死滅させることができることを示している。

Claims (8)

1. 共鳴抗菌コーティング組成物であって：
   酸化銀、酸化銅、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるナノサイズ金属酸化物と；
   少なくとも１つの紫外光又は蛍光支援光触媒とを含み；
   前記組成物の原子が、少なくとも２４時間、０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数における振動力を有する衝撃に曝露することで、前記周波数であらかじめ定められた時間の間振動するエネルギー励起状態となる、共鳴抗菌コーティング組成物。
2. 酸化チタン、二酸化チタン、酸化タングステン、三酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカ、酸化スズ、酸化金、及びそれらのあらゆる組み合わせからなる群から選択されるナノサイズ金属酸化物をさらに含む、請求項１に記載の共鳴抗菌コーティング組成物。
3. 前記組成物が０．０１重量％～３０．０重量％の前記ナノサイズ金属酸化物を含む、請求項１又は２に記載の共鳴抗菌コーティング組成物。
4. 前記ナノサイズ金属酸化物が５ｎｍ～５０ｎｍの範囲の粒度を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の共鳴抗菌コーティング組成物。
5. 前記紫外光又は蛍光支援光触媒が、酸化チタン、二酸化チタン、酸化タングステン、三酸化タングステン、酸化亜鉛、及びそれらのあらゆる組み合わせである、請求項１～４のいずれか一項に記載の共鳴抗菌コーティング組成物。
6. 前記組成物が０．０１重量％～３０．０重量％の前記紫外光又は蛍光支援光触媒を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の共鳴抗菌コーティング組成物。
7. バインダー、液体担体、表面添加剤、又はそれらのあらゆる組み合わせをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の共鳴抗菌コーティング組成物。
8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の共鳴抗菌コーティング組成物の調製方法であって、
   酸化銀、酸化銅、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるナノサイズ金属酸化物と；
   少なくとも１つの紫外光又は蛍光支援光触媒とを含み；
   前記組成物の原子が、少なくとも２４時間、０．５ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数における振動力を有する衝撃に曝露することで、前記周波数であらかじめ定められた時間の間振動するエネルギー励起状態となる、方法。

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