JP6654320B2 - Antimicrobial agent and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、無機系抗菌材料と有機系抗菌化合物とを含むハイブリッド型抗菌剤に関し、特に、無機系抗菌材料として銀クラスターを含むハイブリッド型抗菌剤に関する。   The present invention relates to a hybrid antibacterial agent containing an inorganic antibacterial material and an organic antibacterial compound, and more particularly to a hybrid antibacterial agent containing silver clusters as an inorganic antibacterial material.

抗菌剤として、銀などの無機系抗菌剤と、四級アンモニウム化合物、塩化ベンザルコニウム等の有機系抗菌剤が知られている(例えば、特許文献1〜4)。無機系抗菌剤は、有効な菌の種類が多く、耐熱性が高く、長期間にわたって抗菌性を発現できる利点がある。一方、有機系抗菌剤は、即効性があり、少量で抗菌性を発揮する利点がある。
無機系抗菌剤である銀は、銀イオン、銀クラスターおよび銀ナノ粒子など、さまざまな形態で利用することができる(例えば、特許文献2、非特許文献1)。
As antibacterial agents, inorganic antibacterial agents such as silver and organic antibacterial agents such as quaternary ammonium compounds and benzalkonium chloride are known (for example, Patent Documents 1 to 4). Inorganic antibacterial agents have the advantage that there are many types of effective bacteria, high heat resistance, and the ability to exhibit antibacterial properties over a long period of time. On the other hand, organic antibacterial agents have an immediate effect, and have the advantage of exhibiting antibacterial properties in a small amount.
Silver, which is an inorganic antibacterial agent, can be used in various forms such as silver ions, silver clusters, and silver nanoparticles (for example, Patent Literature 2 and Non-Patent Literature 1).

医療製品および日用品等において、抗菌性を有する樹脂製品(抗菌樹脂製品)が広く利用されている。これらの抗菌樹脂製品は、抗菌剤を添加した樹脂材料を成型することにより、または成型後の樹脂製品の表面に抗菌剤含有コーティング剤を塗布することにより製造されている。抗菌樹脂製品用の抗菌剤は、有機溶媒に溶解して樹脂材料またはコーティング剤に添加する。   BACKGROUND ART In medical products and daily necessities, resin products having antibacterial properties (antibacterial resin products) are widely used. These antibacterial resin products are manufactured by molding a resin material to which an antibacterial agent is added, or by applying a coating agent containing an antibacterial agent to the surface of the molded resin product. An antibacterial agent for an antibacterial resin product is dissolved in an organic solvent and added to a resin material or a coating agent.

近年、抗菌剤は、揮発性有機溶剤に抗菌剤を溶解して衣類等にスプレーすることにより、衣類等の消臭および菌増殖の抑制するもの(いわゆる「消臭抗菌スプレー」)にも利用されている。消臭抗菌スプレー用の抗菌剤には、即時に消臭できる即効性の抗菌と、長期的に抗菌性を維持できる遅効性の抗菌の両方を実現できる抗菌剤が求められる。   In recent years, antibacterial agents are also used for dissolving antibacterial agents in volatile organic solvents and spraying them onto clothing, etc., to deodorize clothing and suppress bacterial growth (so-called "deodorant antibacterial spray"). ing. Antibacterial agents for deodorizing antibacterial sprays are required to have antibacterial agents capable of realizing both an immediate-acting antibacterial that can immediately deodorize and a slow-acting antibacterial that can maintain antibacterial properties in the long term.

国際公開第2007/74484号International Publication No. 2007/74484 国際公開第2001/41774号WO 2001/41774 特開2015−129149号公報JP-A-2005-129149 特表2013−536156号公報JP-T-2013-536156A

Wang X et al, "Fluorescent Ag nanoclusters templated by carboxymethyl-β-cyclodextrin (CM-β-CD) and their in vitro antimicrobial activity", Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. (2013) 33, 656-662Wang X et al, "Fluorescent Ag nanoclusters templated by carboxymethyl-β-cyclodextrin (CM-β-CD) and their in vitro antimicrobial activity", Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. (2013) 33, 656 -662

銀クラスターは粒径0.5〜2.0nmと非常に小さいため、体積あたりの表面積は大きい。また、銀クラスターは独特な電子構造をもつ活性表面原子を有している。これらの特徴から、銀クラスターは、高い抗菌性を示す抗菌剤として期待されている。例えば非特許文献1では、カルボキシルメチル−β−シクロデキストリン(CM−β−CD)を用いて、水溶性の銀クラスターを合成し、非常に高い抗菌性を示すことが開示されている。   Since the silver cluster has a very small particle size of 0.5 to 2.0 nm, the surface area per volume is large. Silver clusters also have active surface atoms with a unique electronic structure. From these characteristics, silver cluster is expected as an antibacterial agent having high antibacterial properties. For example, Non-Patent Document 1 discloses that water-soluble silver clusters are synthesized using carboxymethyl-β-cyclodextrin (CM-β-CD), and exhibit extremely high antibacterial properties.

しかしながら、水溶性の銀クラスターは有機溶剤には溶解せず、その結果、樹脂材料またはコーティング剤に添加できない。よって、銀クラスターを含有する抗菌剤は、抗菌樹脂製品用の抗菌剤としても、消臭抗菌スプレー用の抗菌剤としても使用できなかった。
また、銀クラスターは遅効性の抗菌剤であるため、消臭抗菌スプレー用の抗菌剤として求められる抗菌性能(即効性の抗菌と遅効性の抗菌が可能)を満足しない。
However, water-soluble silver clusters do not dissolve in organic solvents and, as a result, cannot be added to resin materials or coatings. Therefore, antibacterial agents containing silver clusters could not be used as antibacterial agents for antibacterial resin products or antibacterial antibacterial sprays.
Further, since silver cluster is a slow-acting antibacterial agent, it does not satisfy the antibacterial performance required for an antibacterial agent for a deodorant antibacterial spray (capable of quick-acting antibacterial and slow-acting antibacterial).

そこで本発明では、銀クラスターを含み、有機溶剤に溶解可能で、かつ即効性と遅効性の抗菌性能を有する抗菌剤と、その製造方法とを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an antibacterial agent that contains silver clusters, is soluble in an organic solvent, and has an antibacterial effect of immediate action and slow action, and a method for producing the same.

本発明に係る抗菌剤は、銀クラスターと、前記銀クラスターに結合した配位子と、前記配位子と結合した有機化合物と、を含み、
前記配位子は、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有し、
前記有機化合物は、炭素数C〜C18のアルキル基を含む脂肪族アミンである。
The antibacterial agent according to the present invention includes a silver cluster, a ligand bonded to the silver cluster, and an organic compound bonded to the ligand,
The ligand has a functional group containing a hetero atom and an acidic functional group,
The organic compound is an aliphatic amine having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms.

前記脂肪族アミンは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも1つを含むことができる。具体的な前記脂肪族アミンとしては、例えば、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン、3-(N-エチルアミノ)-1-ブタノール、ジフェニルアミン、N-エチルエタンアミン、N-エチル-N-メチルブタン-1-アミン、N,N-ジメチルメタンアミン、テトラオクチルアンモニウムブロミド、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、塩化ベンザルコニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウムおよび塩化デカリニウムからなる群から選択される少なくとも1つを含むことができる。
前記脂肪族アミンは第四級アンモニウム塩であるのが特に好ましい。
The aliphatic amine may include at least one selected from the group consisting of a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, and a quaternary ammonium salt. Specific examples of the aliphatic amine include hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, cyclohexylamine, 3- (N-ethylamino) -1-butanol, diphenylamine, N-ethylethanamine, and N-ethyl. At least one selected from the group consisting of -N-methylbutan-1-amine, N, N-dimethylmethanamine, tetraoctylammonium bromide, cetyltrimethylammonium bromide, benzalkonium chloride, cetylpyridinium chloride, benzethonium chloride and decalinium chloride One can be included.
It is particularly preferred that the aliphatic amine is a quaternary ammonium salt.

前記配位子のヘテロ原子を含有する官能基は、チオール基、アミノ基およびカルボキシル基をからなる群から選択される少なくとも1つを含むことができる。具体的な前記配位子としては、ジヒドロリポ酸、グルタチオン、カプトプリル、メルカプトプロピオン酸、メルカプトヘキサン酸、メルカプトオクタン酸、メルカプトウンデカン酸、システイン、メチオニンおよびグルタチオンからなる群から選択される少なくとも1つを含むことができる。   The functional group containing a hetero atom of the ligand may include at least one selected from the group consisting of a thiol group, an amino group and a carboxyl group. Specific examples of the ligand include at least one selected from the group consisting of dihydrolipoic acid, glutathione, captopril, mercaptopropionic acid, mercaptohexanoic acid, mercaptooctanoic acid, mercaptoundecanoic acid, cysteine, methionine, and glutathione. be able to.

本発明に係る抗菌剤の製造方法は、
銀クラスターと、前記銀クラスターに結合した配位子と、を含む銀クラスター錯体を合成する工程と、
前記配位子と有機化合物とを結合するために、前記銀クラスター錯体と有機化合物とを反応させる工程とを含み、
前記配位子は、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有し、
前記有機化合物は、炭素数C〜C18のアルキル基を含む脂肪族アミンである。
The production method of the antibacterial agent according to the present invention,
Synthesizing a silver cluster complex comprising a silver cluster and a ligand bonded to the silver cluster;
Reacting the silver cluster complex with an organic compound to bind the ligand and the organic compound,
The ligand has a functional group containing a hetero atom and an acidic functional group,
The organic compound is an aliphatic amine having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms.

前記反応させる工程は、前記銀クラスターを含む水溶液と、前記有機化合物を含む有機溶液と5〜10分撹拌することを含むのが好ましい。
前記反応させる工程の後に、反応物を精製する工程をさらに含んでもよい。
前記脂肪族アミンは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも1つを含むことができる。前記脂肪族アミンは第四級アンモニウム塩であるのが特に好ましい。
前記配位子のヘテロ原子を含有する官能基は、チオール基、アミノ基およびカルボキシル基をからなる群から選択される少なくとも1つを含むことができる。
The reacting step preferably includes stirring the aqueous solution containing the silver cluster and the organic solution containing the organic compound for 5 to 10 minutes.
After the reacting step, the method may further include a step of purifying the reactant.
The aliphatic amine may include at least one selected from the group consisting of a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, and a quaternary ammonium salt. It is particularly preferred that the aliphatic amine is a quaternary ammonium salt.
The functional group containing a hetero atom of the ligand may include at least one selected from the group consisting of a thiol group, an amino group and a carboxyl group.

本発明の抗菌剤は、銀クラスターと有機系抗菌化合物とを複合化することにより、銀クラスターを有機溶剤に可溶性にすることができる。さらに、本発明の抗菌剤によれば、即効性および遅効性の両方の抗菌特性を発揮することができる。
本発明の製造方法によれば、上述した抗菌剤を効率よく製造することができる。
The antibacterial agent of the present invention can make the silver cluster soluble in an organic solvent by complexing the silver cluster with an organic antibacterial compound. Further, according to the antibacterial agent of the present invention, it is possible to exhibit both immediate effect and slow effect antibacterial properties.
According to the production method of the present invention, the above-mentioned antibacterial agent can be produced efficiently.

図1は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)のESI-MSのマススペクトルである。FIG. 1 is an ESI-MS mass spectrum of the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ). 図2は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の蛍光スペクトルである。FIG. 2 is a fluorescence spectrum of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ). 図3は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のIRスペクトルである。FIG. 3 is an IR spectrum of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ). 図4は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の構造式である。FIG. 4 is a structural formula of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ). 図5(a)は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のUV-vis吸収スペクトルであり、図5(b)は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14) UV-vis吸収スペクトルである。FIG. 5A shows the UV-vis absorption spectrum of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ), and FIG. 5B shows the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) UV-vis. It is a vis absorption spectrum. 図6(a)は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の熱重量測定(TG)曲線であり、図6(b)は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14) TG曲線である。FIG. 6A is a thermogravimetry (TG) curve of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ), and FIG. 6B is a silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ). It is a TG curve. 図7は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の黄色ブドウ球菌に対する抗菌試験の結果を示す。Figure 7 shows the results of antibacterial test for Staphylococcus aureus hybrid antimicrobial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14). 図8は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の肺炎桿菌に対する抗菌試験の結果を示す。Figure 8 shows the results of antibacterial test for Klebsiella pneumoniae of hybrid antimicrobial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14). 図9は、有機化合物(TOAB)とハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の抗菌性の比較試験の結果を示す。Figure 9 shows the results of antimicrobial comparative tests of the organic compound (TOAB) and hybrid antimicrobial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14).

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分または部材を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a term indicating a specific direction or position (for example, “above”, “below”, “right”, “left”, and another term including those terms) is used as necessary. . The use of these terms is to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of the terms. In addition, the same reference numeral in a plurality of drawings indicates the same part or member.

<実施の形態1>
本発明の抗菌剤は、銀クラスターと、前記銀クラスターに結合(配位結合)した配位子と、前記配位子と結合した有機化合物とを含んだ無機有機ハイブリッド型抗菌剤である(以下、本発明の抗菌剤を「ハイブリッド型抗菌剤」と称することがある)。有機化合物は、炭素数C〜C18のアルキル基を含む脂肪族アミンであり、有機溶剤に可溶である。銀クラスターは、配位子を介してこの有機化合物と結合することにより、有機溶剤に可溶となる。これにより、ハイブリッド型抗菌剤は、樹脂抗菌製品用の抗菌剤として、また消臭抗菌スプレー用の抗菌剤として使用することができる。
<First Embodiment>
The antibacterial agent of the present invention is an inorganic-organic hybrid antibacterial agent containing a silver cluster, a ligand bonded to the silver cluster (coordination bond), and an organic compound bonded to the ligand (hereinafter, referred to as an antibacterial agent). , The antibacterial agent of the present invention may be referred to as a “hybrid antibacterial agent”). The organic compound is an aliphatic amine containing an alkyl group having a carbon number of C 4 -C 18, it is soluble in organic solvents. The silver cluster becomes soluble in an organic solvent by binding to the organic compound via a ligand. Accordingly, the hybrid antibacterial agent can be used as an antibacterial agent for a resin antibacterial product and as an antibacterial agent for a deodorant antibacterial spray.

本発明で有機化合物として使用する脂肪族アミンは、アミンがプロトン化してカチオンになることにより抗菌性を示す。つまり、本発明で使用する有機化合物は有機系抗菌化合物であり、即効性の抗菌剤として機能する。ハイブリッド型抗菌剤は、銀クラスターが遅効性の抗菌剤として機能し、有機化合物が即効性の抗菌剤として機能するため、即効性および遅効性の両方の抗菌性を発揮する。よって、本発明のハイブリッド型抗菌剤は、消臭抗菌スプレー用の抗菌剤に好適である。   The aliphatic amine used as the organic compound in the present invention exhibits antibacterial properties by protonating the amine to form a cation. That is, the organic compound used in the present invention is an organic antibacterial compound and functions as an immediate-acting antibacterial agent. In the hybrid antibacterial agent, the silver cluster functions as a slow-acting antibacterial agent, and the organic compound functions as a fast-acting antibacterial agent. Therefore, the hybrid antibacterial agent of the present invention is suitable as an antibacterial agent for a deodorant antibacterial spray.

本発明の抗菌剤は、単に銀クラスターと有機化合物が共存するのではなく、銀クラスターと有機化合物が複合化、つまり配位子を介してそれらが結合していることにより、銀クラスターの安定性(特に、光に対する安定性と熱に対する安定性)が向上する。   The antibacterial agent of the present invention does not simply coexist with the silver cluster and the organic compound, but forms a composite of the silver cluster and the organic compound, that is, the binding of the silver cluster and the organic compound through a ligand, thereby stabilizing the silver cluster. (In particular, stability to light and stability to heat) are improved.

銀クラスターは、光に対する耐性が低く、可視光〜紫線を照射すると、銀クラスターが分解してしまう。そのため、銀クラスター含有抗菌剤を、可視光〜紫外線が照射される環境で使用する製品(屋外に配置される建築資材、紫外線殺菌する医療器具等)に使用すると、抗菌剤中の銀クラスターが分解して、本来の抗菌性能が発揮し得ないことがあった。
また、銀クラスターは熱に対する耐性も低く、加熱すると銀クラスターが容易に熱分解してしまう。そのため、抗菌樹脂製品を高温(例えば50℃以上)になる環境で使用すると、抗菌剤中の銀クラスターが分解し得る。そのため、銀クラスター含有抗菌剤を、50℃以上になる環境で使用する製品(例えば、直射日光が照射される環境におかれる製品(屋外に配置される建築資材、自動車の内装等)、ヒーター等の加熱器具の筺体および加熱器具の近傍で使用される製品、煮沸消毒される医療器具等)に使用すると、抗菌剤中の銀クラスターが分解して、本来の抗菌性能が発揮し得ないことがあった。
Silver clusters have low resistance to light, and when irradiated with visible light to violet rays, the silver clusters are decomposed. Therefore, when an antibacterial agent containing silver clusters is used in a product that is used in an environment where visible light to ultraviolet light is irradiated (construction materials placed outdoors, medical equipment that sterilizes by ultraviolet light, etc.), silver clusters in the antibacterial agent are decomposed. As a result, the original antibacterial performance could not be exhibited.
Further, the silver cluster has a low resistance to heat, and when heated, the silver cluster is easily thermally decomposed. Therefore, when the antibacterial resin product is used in an environment where the temperature is high (for example, 50 ° C. or higher), silver clusters in the antibacterial agent may be decomposed. Therefore, products using silver cluster-containing antibacterial agents in an environment of 50 ° C. or higher (for example, products placed in an environment where direct sunlight is irradiated (building materials placed outdoors, interiors of automobiles, etc.), heaters, etc.) When used in heating equipment housings and products used in the vicinity of heating equipment, medical equipment that is disinfected by boiling, etc.), silver clusters in the antibacterial agent may be decomposed and the original antibacterial performance may not be exhibited. there were.

しかしながら、銀クラスターが有機化合物と複合化することにより、銀クラスターの耐光性および耐熱性が向上する。そのため、可視光〜紫外線が照射される環境で使用する製品、50℃以上になる環境で使用する製品等に使用しても、銀クラスターの分解が抑制されて、抗菌樹脂製品において、銀クラスター本来の抗菌性能を発揮することができる。   However, when the silver cluster is combined with the organic compound, the light resistance and heat resistance of the silver cluster are improved. Therefore, decomposition of silver clusters is suppressed even when used in a product used in an environment where visible light to ultraviolet light is irradiated, a product used in an environment where the temperature is 50 ° C. or higher, and the antibacterial resin product has an advantage in that the silver cluster is not used. Can exhibit antibacterial performance.

また、本発明の抗菌剤は、従来の抗菌剤(有機系抗菌剤および無機系抗菌剤)よりも低濃度で十分な抗菌性能を発揮することができる。これにより、使用する抗菌剤の量を減らしつつ、十分な抗菌性を得ることができる。   Further, the antibacterial agent of the present invention can exhibit sufficient antibacterial performance at a lower concentration than conventional antibacterial agents (organic antibacterial agents and inorganic antibacterial agents). Thereby, sufficient antibacterial properties can be obtained while reducing the amount of the antibacterial agent to be used.

以下、本発明のハイブリッド型抗菌剤について詳述する。   Hereinafter, the hybrid antibacterial agent of the present invention will be described in detail.

(銀クラスター)
銀クラスターは無機系抗菌剤であり、その抗菌性は遅効性である。銀クラスターは、細菌、カビ、酵母等の多くの菌に対して抗菌性を示す。
本明細書における「銀クラスター(Agクラスター)」とは、銀原子(Ag(O))および/または銀イオン(Ag(I))から構成された集合体であり、銀原子および銀イオンの数が200個以下で、粒径が0.5〜2.0 nmのものをいう。銀クラスターは、銀原子のみから構成されたもの、銀イオンのみから構成されたもの、または銀原子と銀イオンが混在したものが存在する。
(Silver cluster)
Silver clusters are inorganic antibacterial agents, and their antibacterial properties are slow-acting. Silver clusters exhibit antimicrobial properties against many bacteria such as bacteria, molds, and yeasts.
The term “silver cluster (Ag cluster)” as used herein refers to an aggregate composed of silver atoms (Ag (O)) and / or silver ions (Ag (I)), and the number of silver atoms and silver ions Is 200 or less and the particle size is 0.5 to 2.0 nm. The silver cluster includes one composed only of silver atoms, one composed only of silver ions, and one composed of a mixture of silver atoms and silver ions.

銀クラスターは、UV−Vis吸収スペクトルにより、他の形態の銀(例えば、銀ナノ粒子および銀イオン)と識別することができる。銀クラスターのUV−Vis吸収スペクトルでは、300〜800 nmに複数本の吸収ピークが観察される。一方、銀ナノ粒子のUV−Vis吸収スペクトルは、400〜500 nmに1本のプラズモン吸収ピークのみが観察され、銀イオンでは、プラズモン吸収ピークは観察されない。
なお、多くの銀クラスターでは、紫外線照射により発光(PL)が観察されるため、多くの場合、PLを観察することによって銀ナノ粒子および銀イオンと識別し得る。
Silver clusters can be distinguished from other forms of silver (eg, silver nanoparticles and silver ions) by UV-Vis absorption spectra. In the UV-Vis absorption spectrum of the silver cluster, a plurality of absorption peaks are observed at 300 to 800 nm. On the other hand, in the UV-Vis absorption spectrum of silver nanoparticles, only one plasmon absorption peak is observed at 400 to 500 nm, and no plasmon absorption peak is observed for silver ions.
In many silver clusters, light emission (PL) is observed by irradiation with ultraviolet light. In many cases, the PL can be distinguished from silver nanoparticles and silver ions by observing the PL.

銀クラスターは銀ナノ粒子(3 nm〜100 nm)よりもはるかに小さいため、銀ナノ粒子に比べて銀クラスターは体積あたりの表面積が大きい。また、銀クラスターの表面は、独特な電子構造をもつ活性表面原子が存在する。そのため、銀ナノ粒子よりも高い抗菌性を示すことが期待される。銀クラスターを含む抗菌剤は、銀ナノ粒子を含む抗菌剤よりも多種の細菌に対する抗菌効果を有し、また同じ細菌(例えば、大腸菌(グラム陰性)と黄色ブドウ球菌(グラム陽性)など)に対して、より高い抗菌効果を有する。特に、銀クラスターを含む抗菌剤は、複数の多剤耐性細菌に対する抗菌性を有している。   Since silver clusters are much smaller than silver nanoparticles (3-100 nm), silver clusters have a larger surface area per volume than silver nanoparticles. In addition, the surface of the silver cluster has active surface atoms having a unique electronic structure. Therefore, it is expected to exhibit higher antibacterial properties than silver nanoparticles. Antibacterial agents containing silver clusters have an antibacterial effect on more types of bacteria than antibacterial agents containing silver nanoparticles, and against the same bacteria (eg, Escherichia coli (gram negative) and Staphylococcus aureus (gram positive)). And has a higher antibacterial effect. In particular, antibacterial agents containing silver clusters have antibacterial properties against multiple multidrug-resistant bacteria.

複数の銀クラスターにおいて、ある銀クラスターの原子数と、別の銀クラスターの原子数とが同じであっても異なっていてもよい。なお、所定の条件下で安定する銀クラスターの原子数はほぼ一定であるため、製造工程において、銀クラスターを安定させる処理を行うと、ほぼ一定の原子数を有する複数の銀クラスターが得られる。   In a plurality of silver clusters, the number of atoms of one silver cluster and the number of atoms of another silver cluster may be the same or different. Since the number of atoms of a silver cluster stabilized under a predetermined condition is substantially constant, a plurality of silver clusters having a substantially constant number of atoms can be obtained by performing a process of stabilizing the silver cluster in the manufacturing process.

(有機化合物)
ハイブリッド型抗菌剤に使用する有機化合物は、炭素数C〜C18のアルキル基を含む脂肪族アミンである(以下、本発明の有機化合物は単に「脂肪族アミン」と称することがある)。脂肪族アミンは、アミンがプロトン化してカチオンとなることにより抗菌性を示す。
本発明に使用する脂肪族アミンでは、アルキル基の炭素数C〜C18のアルキル基を含む。そのため、疎水性を示し、メタノール、エタノール、トルエン、アセトン、THF、アセトニトリル等の有機溶剤に可溶である。この脂肪族アミンが親水性の銀クラスター錯体に結合することにより、銀クラスター錯体は疎水性となり、有機溶剤に可溶となる。
(Organic compound)
The organic compound used for the hybrid antibacterial agent is an aliphatic amine containing an alkyl group having C 4 to C 18 (hereinafter, the organic compound of the present invention may be simply referred to as “aliphatic amine”). Aliphatic amines exhibit antimicrobial properties by protonating the amine to form a cation.
The aliphatic amine used in the present invention contains an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms in the alkyl group. Therefore, it shows hydrophobicity and is soluble in organic solvents such as methanol, ethanol, toluene, acetone, THF, and acetonitrile. When the aliphatic amine binds to the hydrophilic silver cluster complex, the silver cluster complex becomes hydrophobic and becomes soluble in an organic solvent.

本明細書における「脂肪族アミン」は、第一級アミン(窒素原子(N)に1つのアルキル基と2つの水素原子(H)が結合)、第二級アミン(Nに2つのアルキル基と1つのHが結合)、第三級アミン(Nに3つのアルキル基が結合)および第四級アンモニウム塩(Nに4つのアルキル基が結合した第四級アンモニウムカチオンと、H等のアニオンとの塩)を含む。 As used herein, the term "aliphatic amine" refers to a primary amine (one alkyl group and two hydrogen atoms (H) bonded to a nitrogen atom (N)), a secondary amine (two alkyl groups to N). One H is bonded), a tertiary amine (N has three alkyl groups bonded) and a quaternary ammonium salt (A quaternary ammonium cation having four alkyl groups bonded to N, and an anion such as H + Salt).

第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩は、複数のアルキル基を含んでいる。本発明の脂肪族アミンでは、複数のアルキル基のうち少なくとも1つが、炭素数C〜C18のアルキル基である。より好ましくは、複数のアルキル基の全てが、炭素数C〜C18のアルキル基である。なお、当該アルキル基は、直鎖状または環状であってもよく、側鎖を有していてもよい。 Secondary amines, tertiary amines and quaternary ammonium salts contain multiple alkyl groups. The aliphatic amines of the present invention, at least one of the plurality of alkyl groups, an alkyl group having a carbon number of C 4 -C 18. More preferably, all of the plurality of alkyl groups are alkyl group having a carbon number of C 4 -C 18. In addition, the said alkyl group may be linear or cyclic, and may have a side chain.

第一級アミンとしては、例えば、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミンおよびシクロヘキシルアミンが利用できる。
第二級アミンとしては、例えば、3-(N-エチルアミノ)-1-ブタノール、ジフェニルアミンおよびN-エチルエタンアミンが利用できる。
第三級アミンとしては、例えば、N-エチル-N-メチルブタン-1-アミンおよびN,N-ジメチルメタンアミンが利用できる。
第四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラオクチルアンモニウムブロミド(TOAB)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、塩化ベンザルコニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウムおよび塩化デカリニウムが利用できる。
As primary amines, for example, hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine and cyclohexylamine can be used.
As the secondary amine, for example, 3- (N-ethylamino) -1-butanol, diphenylamine and N-ethylethanamine can be used.
As the tertiary amine, for example, N-ethyl-N-methylbutan-1-amine and N, N-dimethylmethanamine can be used.
As the quaternary ammonium salt, for example, tetraoctylammonium bromide (TOAB), cetyltrimethylammonium bromide, benzalkonium chloride, cetylpyridinium chloride, benzethonium chloride and decalinium chloride can be used.

本発明の脂肪族アミンとしては、第四級アンモニウム塩が特に好ましい。第四級アンモニウム塩は、強電解質なので常に正に帯電している。そのため、配位子と脂肪族アミンとを反応させる際に、配位子の酸性官能基との反応性が高い。そのため、配位子と脂肪族アミンとの反応が促進され、反応時間(撹拌時間)を短縮でき、さらにハイブリッド型抗菌剤の収率が高くすることができる。   As the aliphatic amine of the present invention, a quaternary ammonium salt is particularly preferred. Since the quaternary ammonium salt is a strong electrolyte, it is always positively charged. Therefore, when reacting the ligand with the aliphatic amine, the reactivity with the acidic functional group of the ligand is high. Therefore, the reaction between the ligand and the aliphatic amine is promoted, the reaction time (stirring time) can be shortened, and the yield of the hybrid antibacterial agent can be increased.

銀クラスターに配位する配位子としては、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有するものを使用する。
本明細書において「ヘテロ原子」とは、炭素と水素を除く原子のことである。「ヘテロ原子を含有する官能基」は、例えば、チオール基(−SH)、アミノ基(−NH2)、およびカルボキシル基(−COOH)を含む。特に、チオール基が好ましい。ヘテロ原子を含有する官能基は、銀クラスターに配位することができる。
As the ligand coordinated to the silver cluster, one having a functional group containing a hetero atom and an acidic functional group is used.
As used herein, the term "heteroatom" refers to an atom excluding carbon and hydrogen. The “functional group containing a hetero atom” includes, for example, a thiol group (—SH), an amino group (—NH 2 ), and a carboxyl group (—COOH). Particularly, a thiol group is preferable. Functional groups containing heteroatoms can coordinate to silver clusters.

本明細書において「酸性官能基」とは、酸性を有する官能基であり、アミンと反応する。酸性官能基は、ハイブリッド型抗菌剤で使用する有機化合物(具体的には脂肪族アミン)と反応してイオン結合を形成することができる。酸性官能基は、例えばカルボキシル基(−COOH)、リン酸基(H2PO4 -)および硫酸基(HSO4 -)を含む。特に、カルボキシル基が好ましい。 In the present specification, the “acidic functional group” is a functional group having acidity and reacts with an amine. The acidic functional group can form an ionic bond by reacting with an organic compound (specifically, an aliphatic amine) used in the hybrid antibacterial agent. Acidic functional groups include, for example, carboxyl groups (—COOH), phosphate groups (H 2 PO 4 ), and sulfate groups (HSO 4 ). Particularly, a carboxyl group is preferable.

ハイブリッド型抗菌剤で使用する配位子は、銀クラスターと配位する官能基(ヘテロ原子を含有する官能基)と、脂肪族アミンと反応する官能基(酸性官能基)とを含んでいるので、配位子を介して、銀クラスターと脂肪族アミンを結合(複合化)することができる。   The ligand used in the hybrid antibacterial agent contains a functional group that coordinates with the silver cluster (functional group containing a hetero atom) and a functional group that reacts with the aliphatic amine (acidic functional group). The silver cluster and the aliphatic amine can be bonded (complexed) via a ligand.

「ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有する配位子」は、ジヒドロリポ酸(DHLA)、グルタチオン、カプトプリル、メルカプトプロピオン酸(MPA)、メルカプトヘキサン酸(MHA)、メルカプトオクタン酸(MOA)、メルカプトウンデカン酸(MUA)、システイン、メチオニン、グルタチオン、ポリメタクリル酸およびポリアクリル酸を含む。特に、ジヒドロリポ酸(チオール基とカルボキシル基を含有する化合物)が好ましい。
なお、1つの銀クラスターに対して、複数の配位子が配位結合し得る場合には、それら複数の配位子が、1種類の配位子のみを含んでもよく、または複数種類の配位子を含んでもよい。製造の容易さからは、1種類の配位子のみを含む銀クラスター錯体が好ましい。
また、複数の銀クラスター錯体において、ある銀クラスター錯体に含まれる配位子と、別の銀クラスター錯体に含まれる配位子とが全て同じであっても、一部異なっていても、あるいは完全に異なっていてもよい。
`` Ligand having a heteroatom-containing functional group and an acidic functional group '' is dihydrolipoic acid (DHLA), glutathione, captopril, mercaptopropionic acid (MPA), mercaptohexanoic acid (MHA), mercaptooctanoic acid ( MOA), mercaptoundecanoic acid (MUA), cysteine, methionine, glutathione, polymethacrylic acid and polyacrylic acid. Particularly, dihydrolipoic acid (a compound containing a thiol group and a carboxyl group) is preferable.
When a plurality of ligands can coordinate with one silver cluster, the plurality of ligands may include only one kind of ligand, or may include a plurality of kinds of ligands. It may contain a ligand. From the viewpoint of ease of production, a silver cluster complex containing only one kind of ligand is preferable.
In a plurality of silver cluster complexes, the ligand contained in one silver cluster complex and the ligand contained in another silver cluster complex are all the same, partially different, or completely different. May be different.

次に、ハイブリッド型抗菌剤の製造方法について説明する。   Next, a method for producing a hybrid antibacterial agent will be described.

<工程1.銀クラスター錯体の合成>
配位子(保護剤)を含む水溶液に、銀イオンを含む銀化合物水溶液を加え、さらに還元剤を添加して1〜10時間撹拌する。撹拌は遮光下で行うのが好ましい。また、撹拌にはマグネットスターラー等のスターラーを利用することができる。水溶液中の銀イオンは還元剤によって還元されて、銀原子を生じる。複数(例えば15個〜40個)の銀原子が凝集して銀クラスターが形成される。水溶液中の配位子が銀クラスターに配位して、銀クラスター錯体が得られる。
<Step 1. Synthesis of Silver Cluster Complex>
A silver compound aqueous solution containing silver ions is added to an aqueous solution containing a ligand (protecting agent), and a reducing agent is further added, followed by stirring for 1 to 10 hours. The stirring is preferably performed under light shielding. In addition, a stirrer such as a magnet stirrer can be used for stirring. Silver ions in the aqueous solution are reduced by a reducing agent to generate silver atoms. A plurality (for example, 15 to 40) of silver atoms aggregate to form a silver cluster. The ligand in the aqueous solution coordinates with the silver cluster to obtain a silver cluster complex.

具体例として、配位子としてジヒドロリポ酸(DHLA)を用いた銀クラスター錯体の合成を説明する。αリポ酸水溶液に還元剤(例えば、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)水溶液)を添加して10〜60分撹拌し、ジヒドロリポ酸水溶液(「配位子を含む水溶液」に相当)を得る。そこに、硝酸銀(AgNO3)水溶液(「銀イオンを含む銀化合物水溶液」に相当)を添加し、さらに還元剤(例えば、NaBH4水溶液)を添加して、約1〜10時間撹拌する。溶液の色は、撹拌前は不透明な黒色であるが、撹拌完了時には透明なオレンジ色になる。このような色の変化により、銀クラスター錯体が形成されたことを視認することができる。 As a specific example, the synthesis of a silver cluster complex using dihydrolipoic acid (DHLA) as a ligand will be described. A reducing agent (for example, an aqueous solution of sodium borohydride (NaBH 4 )) is added to the aqueous solution of α-lipoic acid and stirred for 10 to 60 minutes to obtain an aqueous solution of dihydrolipoic acid (corresponding to “an aqueous solution containing a ligand”). An aqueous silver nitrate (AgNO 3 ) solution (corresponding to “aqueous silver compound solution containing silver ions”) is added thereto, and a reducing agent (for example, an aqueous NaBH 4 solution) is further added thereto, followed by stirring for about 1 to 10 hours. The color of the solution is opaque black before stirring, but becomes transparent orange when stirring is completed. Such a change in color makes it possible to visually recognize the formation of the silver cluster complex.

<工程2.銀クラスター錯体と有機化合物(脂肪族アミン)との反応>
炭素数C〜C18のアルキル基を含む脂肪族アミンを有機溶剤(例えばトルエン)に溶解して、有機溶液を準備する。工程1.で得られた銀クラスター錯体水溶液に、有機溶液を添加して5〜10分撹拌する。これにより、銀クラスター錯体と脂肪族アミンが反応(より正確には、銀クラスター錯体の配位子と脂肪族アミンが反応)して、ハイブリッド型抗菌剤が生成される。撹拌は、密閉容器に封入した状態で、手でしっかり振る、ボルテックスミキサーで撹拌する等により行うことができる。
<Step 2. Reaction of silver cluster complex with organic compound (aliphatic amine)>
An organic solution is prepared by dissolving an aliphatic amine containing an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms in an organic solvent (for example, toluene). Step 1. The organic solution is added to the silver cluster complex aqueous solution obtained in the above, and the mixture is stirred for 5 to 10 minutes. As a result, the silver cluster complex reacts with the aliphatic amine (more precisely, the ligand of the silver cluster complex reacts with the aliphatic amine) to produce a hybrid antibacterial agent. Stirring can be performed by shaking firmly by hand or stirring with a vortex mixer in a state of being sealed in a closed container.

ここで撹拌が十分ではないと、銀クラスター錯体と脂肪族アミンが十分に反応せず、ハイブリッド型抗菌剤は得られない。そのため、撹拌するときは、十分な時間にわたって、激しく撹拌することが重要である。なお、銀クラスター錯体と脂肪族アミンとを共存させても、親水性の銀クラスター錯体と、疎水性の脂肪族アミンが近づくことは容易ではなく、反応が自然に進行することは殆どない。
通常、銀クラスター錯体はオレンジ色等である。反応が進行して、水層中の銀クラスター錯体が脂肪族アミンと反応してハイブリッド型抗菌剤になって有機層に移動すると、有機層が呈色し、水層の色が薄くなる。このように、水層と有機層の色を視認することにより、反応が進行していることを確認することができる。
If the stirring is not sufficient, the silver cluster complex and the aliphatic amine do not sufficiently react, and a hybrid antibacterial agent cannot be obtained. Therefore, when stirring, it is important to stir vigorously for a sufficient time. Even when the silver cluster complex and the aliphatic amine coexist, it is not easy for the hydrophilic silver cluster complex and the hydrophobic aliphatic amine to approach each other, and the reaction hardly proceeds spontaneously.
Usually, the silver cluster complex is orange or the like. As the reaction proceeds, the silver cluster complex in the aqueous layer reacts with the aliphatic amine to become a hybrid antibacterial agent and moves to the organic layer, so that the organic layer is colored and the color of the aqueous layer is lightened. Thus, by visually checking the colors of the aqueous layer and the organic layer, it can be confirmed that the reaction is in progress.

撹拌した溶液を静置して、水層(下層)と有機層(上層)に分離させる。ハイブリッド型抗菌剤は有機溶剤に溶解するため、有機層中に存在する。そこで、有機層(上層)を分取して、ハイブリッド型抗菌剤を含有する有機溶液を得る。   The stirred solution is allowed to stand to separate into an aqueous layer (lower layer) and an organic layer (upper layer). Since the hybrid antibacterial agent is dissolved in the organic solvent, it exists in the organic layer. Then, the organic layer (upper layer) is separated to obtain an organic solution containing the hybrid antibacterial agent.

<工程3.未反応の化合物の除去>
工程3.では、工程2.で得られた有機層に精製工程を行う。なお、工程3.は省略してもよい。
工程2.で得られた有機層は、ハイブリッド型抗菌剤の他に、未反応の化合物を含み得る。例えば、銀クラスター錯体と脂肪族アミンとを反応させたとき、いずれか一方が過剰になり得る。脂肪族アミンに対して銀クラスター錯体が過剰であれば、溶液中には反応しなかった銀クラスター錯体が存在する。銀クラスター錯体に対して脂肪族アミンが過剰であれば、溶液中には反応しなかった脂肪族アミンが存在する。
工程2.で、撹拌した溶液を静置して水層(下層)と有機層(上層)に分離させて、有機層を分取する。上述した通り、ハイブリッド型抗菌剤は有機溶剤に溶解するため、有機層中に存在する。一方、未反応の銀クラスター錯体は水溶性であるので、水層中に存在する。なお、未反応の脂肪族アミンは有機溶剤に溶解するが、撹拌した後に静置すると、未反応の脂肪族アミンの多くは水層に懸濁した状態で存在することがわかった。よって、工程2.で有機層を分取するだけで、有機層から未反応化合物の多くを除去できる。
<Step 3. Removal of unreacted compounds>
Step 3. Then, step 2. Is subjected to a purification step. Step 3. May be omitted.
Step 2. The organic layer obtained in may contain an unreacted compound in addition to the hybrid antibacterial agent. For example, when a silver cluster complex is reacted with an aliphatic amine, one of them may become excessive. If the silver cluster complex is excessive with respect to the aliphatic amine, the unreacted silver cluster complex exists in the solution. If there is an excess of the aliphatic amine relative to the silver cluster complex, there will be unreacted aliphatic amine in the solution.
Step 2. Then, the stirred solution is allowed to stand and separated into an aqueous layer (lower layer) and an organic layer (upper layer), and the organic layer is separated. As described above, since the hybrid antibacterial agent is dissolved in the organic solvent, it exists in the organic layer. On the other hand, the unreacted silver cluster complex is water-soluble and therefore exists in the aqueous layer. The unreacted aliphatic amine was dissolved in the organic solvent, but it was found that most of the unreacted aliphatic amine was present in a suspended state in the aqueous layer when left standing after stirring. Therefore, step 2. By simply separating the organic layer by the above, most of the unreacted compounds can be removed from the organic layer.

しかしながら、一部の未反応化合物(特に、有機溶剤に可溶の脂肪族アミン)は、ハイブリッド型抗菌剤と共に有機層に残存し得る。そこで、最終的に得られるハイブリッド型抗菌剤の純度を高くするために、分取した有機層から未反応化合物を除去するための精製操作を行ってもよい。精製操作は、以下の通りに行うことができる。
分取した有機層に純水を加え、1〜10分撹拌する。撹拌は、密閉容器に封入した状態で、手で振る等により行うことができる。これにより、有機層中に残っていた未反応化合物を水層に移動させる。純水の追加、撹拌、静置および有機層の分取という一連の操作(精製操作)を複数回(例えば2〜10回)繰り返すことにより、有機層から未反応化合物を抽出することができる。
However, some unreacted compounds (particularly, aliphatic amines soluble in organic solvents) can remain in the organic layer together with the hybrid antibacterial agent. Therefore, in order to increase the purity of the finally obtained hybrid antibacterial agent, a purification operation for removing unreacted compounds from the separated organic layer may be performed. The purification operation can be performed as follows.
Pure water is added to the separated organic layer, and the mixture is stirred for 1 to 10 minutes. The stirring can be performed by shaking with a hand or the like in a state of being sealed in a closed container. Thereby, the unreacted compounds remaining in the organic layer are moved to the aqueous layer. An unreacted compound can be extracted from the organic layer by repeating a series of operations (purification operation) of addition of pure water, stirring, standing, and separation of the organic layer a plurality of times (for example, 2 to 10 times).

純度の高いハイブリッド型抗菌剤を得る観点からは、上述の精製操作は、水層が無色透明になるまで、繰り返し(例えば5〜10回)行うのが望ましい。一方、ハイブリッド型抗菌剤の製造コストの観点からは、未反応化合物が生じないように、又は未反応化合物が少なくなるように、銀クラスター錯体と脂肪族アミンの比率を調整した上で、精製操作を数回(例えば1〜3回)行うのが好ましい。   From the viewpoint of obtaining a high-purity hybrid antibacterial agent, the above-described purification operation is preferably performed repeatedly (for example, 5 to 10 times) until the aqueous layer becomes colorless and transparent. On the other hand, from the viewpoint of the production cost of the hybrid antibacterial agent, the purification operation is performed after adjusting the ratio of the silver cluster complex and the aliphatic amine so that no unreacted compound is generated or the unreacted compound is reduced. Is preferably performed several times (for example, 1 to 3 times).

<工程4.有機溶剤の除去>
工程3.で精製操作を行った後の有機層(工程3.を省略する場合には、工程2.で得られた有機層)から、有機溶剤を除去して、ハイブリッド型抗菌剤を得る。有機溶剤の除去には減圧乾燥器(エバポレータ)を用いてもよい。
<Step 4. Removal of organic solvent>
Step 3. The organic solvent is removed from the organic layer (in the case where step 3 is omitted, the organic layer obtained in step 2) after the purification operation is performed to obtain a hybrid antibacterial agent. A vacuum dryer (evaporator) may be used for removing the organic solvent.

このようにして得られたハイブリッド型抗菌剤は、高い抗菌性を有し、さらに有機系抗菌剤に特有の即効性と無機系抗菌剤に特有の遅効性の抗菌性を発揮する。また、ハイブリッド型抗菌剤は、銀クラスターを含むにもかかわらず有機溶媒に可溶であるので、抗菌樹脂製品に幅広く利用することができる。さらに、銀クラスターを有機化合物と結合することにより銀クラスターの光安定性が向上するため、光が照射され得る環境に置かれる製品にも抗菌剤として使用することができる。   The hybrid antibacterial agent thus obtained has a high antibacterial property, and also exhibits an immediate antibacterial property peculiar to an organic antibacterial agent and a delayed antibacterial property peculiar to an inorganic antibacterial agent. Further, the hybrid antibacterial agent is soluble in an organic solvent despite containing silver clusters, and thus can be widely used in antibacterial resin products. Further, since the photostability of the silver cluster is improved by combining the silver cluster with the organic compound, the silver cluster can be used as an antibacterial agent in products placed in an environment where light can be irradiated.

(ハイブリッド型抗菌剤の合成)
以下の手順でハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)を合成した。
(1)銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)の合成
褐色のスクリュー管に、α-リポ酸19 mg(9.2×10-5 mol)を純水13 mLに加えた(試料A)。さらに6.8 mgのNaBH4(1.8×10-4 mol)を純水1 mLに溶解した溶液を試料Aに加え、α-リポ酸をジヒドロリポ酸(DHLA)に還元した(試料B)。試料Bに3.0 mgのAgNO3(1.8×10-5 mol)を700 μLの純水に溶解させた溶液を加えた(試料C)。試料Cに、9.8 mgのNaBH4(2.6×10-4 mol)を2 mLの純水に溶解させ、溶液を加えて数分撹拌した。溶液は、直ぐに無色透明から黒色になり、多分散の銀クラスターが生成した。さらに4時間、試料溶液を撹拌すると溶液は黒色からオレンジ色になり、銀クラスター錯体の水溶液を得た。なお、マススペクトルによる測定により、銀クラスターが25量体、つまり銀原子を25個含むクラスターであることがわかった(以下、実施例に使用する25量体の銀クラスターを単に「Ag25」と表記することがある)。また、マススペクトル測定の結果、銀クラスターに配位しているジヒドロリポ酸(DHLA)は14個であることがわかった(以下、銀クラスター錯体を「Ag25(DHLA)14」と表記することがある)。
(Synthesis of hybrid antibacterial agent)
Hybrid antimicrobial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14) was synthesized by the following procedure.
(1) Synthesis of silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) To a brown screw tube, 19 mg (9.2 × 10 −5 mol) of α-lipoic acid was added to 13 mL of pure water (sample A). Further, a solution of 6.8 mg of NaBH 4 (1.8 × 10 −4 mol) dissolved in 1 mL of pure water was added to Sample A, and α-lipoic acid was reduced to dihydrolipoic acid (DHLA) (Sample B). To Sample B, a solution of 3.0 mg of AgNO 3 (1.8 × 10 −5 mol) dissolved in 700 μL of pure water was added (Sample C). In sample C, 9.8 mg of NaBH 4 (2.6 × 10 −4 mol) was dissolved in 2 mL of pure water, the solution was added, and the mixture was stirred for several minutes. The solution immediately turned from colorless and transparent to black and polydisperse silver clusters formed. When the sample solution was further stirred for 4 hours, the solution turned from black to orange, and an aqueous solution of the silver cluster complex was obtained. The mass spectrum measurement revealed that the silver cluster was a 25-mer, that is, a cluster containing 25 silver atoms (hereinafter, the 25-mer silver cluster used in the examples is simply referred to as “Ag 25 ”). May be written). In addition, as a result of mass spectrometry, it was found that 14 dihydrolipoic acids (DHLA) coordinated with the silver cluster (hereinafter, the silver cluster complex is referred to as “Ag 25 (DHLA) 14 ”). is there).

(2)銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)の精製
合成した銀クラスター錯体水溶液16.7 mLを50 mL遠沈管に移し、そこに1-ブタノール16 mL、メタノール 4 mLを加えてよく振り混ぜた。この操作により、1-ブタノールがメタノールに少しずつ溶解し、銀クラスター錯体水溶液が濃縮された。KUBOTAテーブルトップ遠心機4200を用いて回転数6000 rpm、5分間遠心分離を行った。上層が無色透明溶液、下層が銀クラスター錯体を含む褐色溶液となった。上層の無色透明溶液をパスツールで除去し、そこに1-ブタノール12 mLを加えてしっかり振り混ぜ、再び同条件で遠心分離を行った。この操作を褐色の部分が固体になるまで繰り返した。上層の無色透明溶液をパスツールで除去し、メタノール2 mLを加えてSANSYO D-SONIC超音波洗浄機によって溶解させた。これを1 mLずつ1.5 mLのマイクロチューブに移した。遠沈管にメタノールを200 μL入れて遠沈管を洗い、その溶液を先述のマイクロチューブに100 μLずつ加えた。この銀クラスター錯体を含むマイクロチューブをSIGMA マイクロミニ遠心機を用いて回転数14800 rpm、10分間遠心分離を行った。この上澄み溶液を別の1.5 mLのマイクロチューブに移して、IsotempバキュームオーブンModel 280A(ThermoFisher Sientific社製)を用いて常温で減圧乾燥を行い、固体化した。その後、固体試料にエタノールを500 μL加えて超音波分散を行い、分散させてマイクロミニ遠心機により、回転数14800 rpm、5分間遠心分離を行って上澄みを除去した。この操作をもう一度行い、減圧乾燥器を用いて常温で減圧乾燥を行うことで固体のAg25(DHLA)14を得た。この試料を冷凍庫で保管した。上記の1回合成で約4 mgの固体試料が得られた。
(2) Purification of silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) 16.7 mL of the synthesized aqueous solution of silver cluster complex was transferred to a 50 mL centrifuge tube, and 16 mL of 1-butanol and 4 mL of methanol were added thereto and shaken well. . By this operation, 1-butanol was gradually dissolved in methanol, and the aqueous solution of the silver cluster complex was concentrated. Centrifugation was performed at 6,000 rpm for 5 minutes using a KUBOTA table top centrifuge 4200. The upper layer was a colorless and transparent solution, and the lower layer was a brown solution containing a silver cluster complex. The colorless and transparent solution in the upper layer was removed with a pasteur, and 12 mL of 1-butanol was added thereto, shaken thoroughly, and centrifuged again under the same conditions. This operation was repeated until the brown portion became solid. The colorless and transparent solution in the upper layer was removed with a pasteur, and 2 mL of methanol was added and dissolved with a SANSYO D-SONIC ultrasonic cleaner. This was transferred to a 1.5 mL microtube in 1 mL portions. 200 μL of methanol was put into the centrifuge tube to wash the centrifuge tube, and the solution was added to the above-mentioned microtube by 100 μL each. The microtube containing the silver cluster complex was centrifuged at 14800 rpm for 10 minutes using a SIGMA micromini centrifuge. This supernatant solution was transferred to another 1.5 mL microtube, and dried under reduced pressure at normal temperature using an Isotemp vacuum oven Model 280A (manufactured by ThermoFisher Sientific) to solidify. Thereafter, 500 μL of ethanol was added to the solid sample to perform ultrasonic dispersion, and the mixture was dispersed and centrifuged at 14,800 rpm for 5 minutes using a micromini centrifuge to remove the supernatant. This operation was performed once again, and dried under reduced pressure at room temperature using a reduced pressure drier to obtain solid Ag 25 (DHLA) 14 . This sample was stored in the freezer. Approximately 4 mg of solid sample was obtained in the single synthesis described above.

(3)ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の合成
30 mLのスクリュー管に、4 mgのAg25(DHLA)14を純水10 mLに溶解させた(試料D)。また、別の30 mLのスクリュー管に、1.17 mg、5.45 mgのテトラオクチルアンモニウムブロミド(TOAB)(Ag25(DHLA)14に対するTOABとモル比 M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14) = 3.14に相当する量。ここで、M(TOAB)はTOABのモル数、M(Ag25(DHLA)14)はAg25(DHLA)14のモル数である)をトルエン5 mLに溶解させた。このTOABトルエン溶液を銀クラスター錯体水溶液10 mL(試料D)が入ったスクリュー管に加えて、ボルテックスミキサーで約2分、激しく振り混ぜた。銀クラスター錯体Ag25(DHLA)14がTOABと反応してハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)が形成された。ハイブリッド型抗菌剤は有機溶媒に可溶であるため、トルエン層に溶解した。なお、ハイブリッド型抗菌剤がトルエン層に溶解すると、トルエン層が呈色するため、視認することができる。静置して上層(トルエン層)と下層(水層)に分離したら、トルエン層を分取した。トルエン層中の不純物(例えば未反応化合物)を取り除くために、分取したトルエン層に純水を15 mL加えてしっかりと手で振り混ぜた。静置して上層(トルエン層)と下層(水層)に分離したら、トルエン層を分取した。なお、トルエン層中には水滴が分散しており、エマルションとなっている。トルエン層から水滴を分離するために、分取した上層のトルエン層を1.5 mLのマイクロチューブに1 mLずつ取り分けてマイクロミニ遠心機を用いて回転数14800 rpm、10分間遠心分離を行った。そして上層(トルエン層)を分取することでTOA-Ag25(DHLA)14溶液を得た。
(3) Synthesis of hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 )
In a 30 mL screw tube, 4 mg of Ag 25 (DHLA) 14 was dissolved in 10 mL of pure water (sample D). Also, in another 30 mL screw tube, 1.17 mg, 5.45 mg of tetraoctyl ammonium bromide (TOAB) (TOAB to Ag 25 (DHLA) 14 and molar ratio M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 ) = amount. here equivalent to 3.14, M (TOAB) is the number of moles of TOAB, were M a (Ag 25 (DHLA) 14) is the number of moles of Ag 25 (DHLA) 14) was dissolved in 5 mL of toluene . This TOAB toluene solution was added to a screw tube containing 10 mL of the silver cluster complex aqueous solution (sample D), and vigorously shaken with a vortex mixer for about 2 minutes. Silver cluster complex Ag 25 (DHLA) 14 reacted with TOAB to form a hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ). Since the hybrid antibacterial agent was soluble in an organic solvent, it was dissolved in the toluene layer. When the hybrid antibacterial agent dissolves in the toluene layer, the color of the toluene layer becomes visible and can be visually recognized. After standing and separating into an upper layer (toluene layer) and a lower layer (aqueous layer), the toluene layer was separated. To remove impurities (for example, unreacted compounds) in the toluene layer, 15 mL of pure water was added to the separated toluene layer, and the mixture was shaken by hand. After standing and separating into an upper layer (toluene layer) and a lower layer (aqueous layer), the toluene layer was separated. Note that water droplets are dispersed in the toluene layer to form an emulsion. In order to separate water droplets from the toluene layer, the fractionated upper toluene layer was separated into 1.5 mL microtubes, each 1 mL, and centrifuged at 14,800 rpm for 10 minutes using a micromini centrifuge. Then, the TOA-Ag 25 (DHLA) 14 solution was obtained by separating the upper layer (toluene layer).

(銀クラスター錯体のマススペクトル測定)
実施例1で合成した銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)をマススペクトルで測定して、銀クラスターの原子数と、1つの銀クラスターに結合している配位子の数を調べた。
実施例1(2)で得られた銀クラスター錯体の固体試料をメタノールに溶解し、1 mg / mL の銀クラスター錯体のメタノール溶液を調製した。試料をorbitrap型質量分析計Exactive (ThermoFisher Sientific社製)を用いて、ESI負イオンモードで測定した。スプレー電圧は-4〜-5 kV、キャピラリー温度は250℃とした。infusionで試料を導入し、試料導入速度は2.5 μL / minとした。
(Mass spectrum measurement of silver cluster complex)
The silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) synthesized in Example 1 was measured with a mass spectrum to determine the number of atoms of the silver cluster and the number of ligands bonded to one silver cluster.
A solid sample of the silver cluster complex obtained in Example 1 (2) was dissolved in methanol to prepare a 1 mg / mL methanol solution of the silver cluster complex. The sample was measured in an ESI negative ion mode using an orbitrap mass spectrometer Exactive (manufactured by ThermoFisher Sientific). The spray voltage was -4 to -5 kV, and the capillary temperature was 250 ° C. The sample was introduced by infusion, and the sample introduction speed was 2.5 μL / min.

銀クラスター錯体のESI-MSのマススペクトルを図1に示す。m/z 1896.9、1813.6および1422.4にピークが見られた。1896.9および1813.6は3価、1422.4は4価のイオンで検出された。1896.9がメインピークである。ここで銀クラスターの配位子であるDHLAからHが2つとれたもの(組成式 C8H14O2S2)を「L」とする。3価イオンのピークに対し、ピーク間隔が7.3である。このことから、銀クラスターの質量(m)は7.3(m/z) × 3(z) = 21.9 ≒ 22であることがわかる。これをLがNa置換した複数のピークであると考えた.LをL(H)と示し,LがNa置換したものをL(Na)と示す。L(Na)の個数が1〜13の一連のピークが見られた。m/z 1896.9 は[Ag25L(H)9L(Na)5 - 3H]3- (Ag25L14 実験値 5583.8、理論値5585.3)と帰属される。同様に、m/z 1813.6はLが1つ減少した[Ag25L(H)10L(Na)3 - 3H]3- (Ag25L13 実験値 5377.7、理論値 5378.9)と帰属される。また、m/z 1422.4は4価のイオンのピークであり、[Ag25L(H)9L(Na)5 - 4H]4- (Ag25L14 実験値 5583.8、理論値5585.3)と帰属される。
以上の結果から、本実験で合成した銀クラスター錯体の組成式は、Ag25L14(つまり、Ag25(DHLA)14)であることがわかった。
FIG. 1 shows an ESI-MS mass spectrum of the silver cluster complex. Peaks were found at m / z 1896.9, 1813.6 and 1422.4. 1896.9 and 1813.6 were detected as trivalent ions, and 1422.4 was detected as tetravalent ions. 1896.9 is the main peak. Here, DHLA, which is a ligand of a silver cluster, obtained by removing two Hs (composition formula C 8 H 14 O 2 S 2 ) is referred to as “L”. The peak interval is 7.3 with respect to the peak of the trivalent ion. This indicates that the mass (m) of the silver cluster is 7.3 (m / z) × 3 (z) = 21.9 ≒ 22. This was considered to be multiple peaks in which L was replaced with Na. L is represented by L (H), and L-substituted L is represented by L (Na) . A series of peaks in which the number of L (Na) was 1 to 13 was observed. m / z 1,896.9 the [Ag 25 L (H) 9 L (Na) 5 - 3H] attributed with 3- (Ag 25 L 14 experimental values 5583.8, theoretical 5585.3). Similarly, m / z 1813.6 is L is one decreased [Ag 25 L (H) 10 L (Na) 3 - 3H] attributed with 3- (Ag 25 L 13 experimental values 5377.7, theoretical 5378.9). Further, m / z 1422.4 is a peak of a tetravalent ion, and is attributed to [Ag 25 L (H) 9 L (Na) 5-4H] 4- (Ag 25 L 14 experimental value 5583.8, theoretical value 5585.3). You.
From the above results, it was found that the composition formula of the silver cluster complex synthesized in this experiment was Ag 25 L 14 (that is, Ag 25 (DHLA) 14 ).

(蛍光測定)
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)において、銀クラスター特有の蛍光スペクトルが見られるか確認した。
実施例1(3)で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液をトルエンにより2倍希釈し、四面型石英セルに2 mL入れた。蛍光分光光度計 (JASCO社製 FP-6200)を用いて、測定条件を励起側バンド幅:10 nm、 蛍光側バンド幅:10 nm、 レスポンス:Fast、 感度:Medium、 データ取込間隔:1 nm、 励起波長:420.0 nm、 走査速度:250 nm / minとして蛍光測定を行った。
(Fluorescence measurement)
It was confirmed whether the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) shows a fluorescence spectrum unique to silver clusters.
A toluene solution of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) obtained in Example 1 (3) was diluted 2-fold with toluene, and 2 mL was placed in a quadrilateral quartz cell. Using a fluorescence spectrophotometer (FP-6200 manufactured by JASCO), the measurement conditions were set as follows: excitation side bandwidth: 10 nm, fluorescence side bandwidth: 10 nm, response: Fast, sensitivity: Medium, data acquisition interval: 1 nm The fluorescence was measured at an excitation wavelength of 420.0 nm and a scanning speed of 250 nm / min.

図2に、ハイブリッド型抗菌剤の蛍光スペクトルを示す。650 nmに最も強いピークが現れ、700 nmおよび800 nmにもピークが確認された。これらは、銀ナノ粒子とは明らかに異なり、銀クラスター特有の蛍光スペクトルであった。このことから、ハイブリッド型抗菌剤には、銀クラスターが含まれていることが確認された。   FIG. 2 shows a fluorescence spectrum of the hybrid antibacterial agent. The strongest peak appeared at 650 nm, and peaks were also confirmed at 700 nm and 800 nm. These were distinctly different from silver nanoparticles and had a fluorescence spectrum unique to silver clusters. This confirmed that the hybrid antibacterial agent contained silver clusters.

(銀クラスター錯体と有機化合物の反応比)
実施例1で合成した銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)と、有機化合物(TOAB)との反応比を調べた。
実施例1(3)で有機化合物(TOAB) と 銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)を反応させる際に、それらのモル比 M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14)を、1、3、7および14に変えてハイブリッド型抗菌剤を合成した。ハイブリッド型抗菌剤を合成した後の水層とトルエン層の色を観察して、ハイブリッド型抗菌剤の合成の有無および未反応の化合物の有無を確認した。
Ag25(DHLA)14水溶液とTOABをトルエンに溶解させた溶液を1つのスクリュー管に入れて振り混ぜた後、静置してトルエン層(上層)と水層(下層)を分離させた。得られた各サンプルの液色について以下に説明する。
(Reaction ratio between silver cluster complex and organic compound)
The reaction ratio between the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) synthesized in Example 1 and the organic compound (TOAB) was examined.
When reacting the organic compound (TOAB) with the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) in Example 1 (3), their molar ratio M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 ) Hybrid antibacterial agents were synthesized in place of 1, 3, 7, and 14. By observing the colors of the aqueous layer and the toluene layer after the synthesis of the hybrid antibacterial agent, the presence or absence of the synthesis of the hybrid antibacterial agent and the presence of unreacted compounds were confirmed.
An Ag 25 (DHLA) 14 aqueous solution and a solution of TOAB dissolved in toluene were placed in a single screw tube, shaken, and allowed to stand to separate a toluene layer (upper layer) and an aqueous layer (lower layer). The liquid colors of the obtained samples will be described below.

M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14) = 1のサンプルでは、トルエン層は濃い褐色透明であり、水層は薄い褐色透明であった。ここで、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)またはハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)が存在すると液体は褐色になる。また、トルエン層にはハイブリッド型抗菌剤、水層には銀クラスター錯体が溶解する。よって、M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14 = 1のサンプルでは、ハイブリッド型抗菌剤が形成されていること、および銀クラスター錯体の一部が未反応のまま水層に残っていることがわかる。 In the sample where M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 ) = 1, the toluene layer was dark brown and transparent, and the aqueous layer was light brown and transparent. Here, the liquid turns brown when the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) or the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) is present. The hybrid antibacterial agent dissolves in the toluene layer and the silver cluster complex dissolves in the aqueous layer. Therefore, the M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 = 1 sample, the hybrid type antibacterial agents have been formed, and a portion of the silver cluster complex remaining in the left water layer unreacted You can see that.

M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14) = 7および14のサンプルでは、トルエン層は濃い褐色透明であり、水層は白濁した。水層をよく観察すると、水層中に油滴が分散してエマルション化していることがわかった。これは、トルエン層に溶解していたTOABが、水層中に分散してエマルションになったものである。よって、M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14 = 7および14の差プルでは、ハイブリッド型抗菌剤が形成されること、および有機化合物が未反応のまま水層に分散していることがわかる。 In the samples of M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 ) = 7 and 14, the toluene layer was dark brown and transparent, and the aqueous layer became cloudy. Close observation of the aqueous layer showed that the oil droplets were dispersed in the aqueous layer to form an emulsion. This is an emulsion in which TOAB dissolved in the toluene layer was dispersed in the aqueous layer. Therefore, the difference pull of M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 = 7 and 14 indicates that the hybrid antimicrobial agent is formed and that the organic compound is dispersed unreacted in the aqueous layer. I understand.

M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14) = 3のサンプルでは、トルエン層は濃い褐色透明であり、水層はほぼ無色透明であった。よって、M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14 = 3のサンプルでは、ハイブリッド型抗菌剤が形成されていること、および未反応の化合物がほとんど残存しないことがわかる。
よって、銀クラスター錯体に対する有機化合物のモル比 M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14は、約3であると、未反応の化合物がほぼ生じないことがわかった。
この結果は、次式の平衡状態を想定したときの理論値とよく一致した。
In the sample of M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 ) = 3, the toluene layer was dark brown and transparent, and the aqueous layer was almost colorless and transparent. Therefore, in the sample of M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 = 3, it is found that the hybrid antibacterial agent is formed and that the unreacted compound hardly remains.
Therefore, it was found that when the molar ratio M (TOAB) / M (Ag 25 (DHLA) 14 of the organic compound to the silver cluster complex was about 3, almost no unreacted compound was generated.
This result was in good agreement with the theoretical value assuming the equilibrium state of the following equation.

Figure 0006654320
Figure 0006654320

ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)において、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)と有機化合物(TOAB)とが結合していることを確認するために、ATR-IR測定を行った。
実施例1(3)で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA- Ag25(DHLA)14)について、ATR-IR測定を行った。ハイブリッド型抗菌剤はトルエンに溶解した状態であるので、そのトルエン溶液をテフロン容器に入れ、エバポレータにより常温で3時間減圧乾燥し、固体試料を得た。固体試料を少量とり、FT/IR-4200(JASCO社製)を用いてATR-IR測定を行った。
In hybrid antimicrobial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14), a silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14) and an organic compound in order to verify that (TOAB) and are attached, ATR-IR measurements Was done.
For hybrid antimicrobial agent obtained in Example 1 (3) (TOA- Ag 25 (DHLA) 14), it was ATR-IR measurements. Since the hybrid antibacterial agent was in a state of being dissolved in toluene, the toluene solution was placed in a Teflon container and dried under reduced pressure at room temperature for 3 hours by an evaporator to obtain a solid sample. A small amount of a solid sample was taken and ATR-IR measurement was performed using FT / IR-4200 (manufactured by JASCO).

図3にハイブリッド型抗菌剤のIRスペクトルを示す。また、図4に、ハイブリッド型抗菌剤であるTOA-Ag25(DHLA)14の構造式を示す。IRスペクトルにおいて、2924 cm-1、2859 cm-1、1466 cm-1、1380 cm-1および1218 cm-1にピークが見られた。これらはそれぞれ、TOA-Ag25(DHLA)14が有するCH2(伸縮)、CH3(伸縮)、COO-TOA+、COO-TOA+、S-CH2(伸縮)に帰属される。 COO-TOA+に帰属されるピークが存在していることから、銀クラスター錯体の配位子(DHLA)のカルボニル基(-COOH)と有機化合物(TOAB)とが反応して、結合していることがわかる。つまり、実施例1で製造したハイブリッド型抗菌剤では、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)と有機化合物(TOAB)が単に共存しているのではなく、それらが化学的に結合していることが確認された。 FIG. 3 shows an IR spectrum of the hybrid antibacterial agent. FIG. 4 shows the structural formula of TOA-Ag 25 (DHLA) 14 , which is a hybrid antibacterial agent. In the IR spectrum, peaks were observed at 2924 cm −1 , 2859 cm −1 , 1466 cm −1 , 1380 cm −1 and 1218 cm −1 . Each of these, TOA-Ag 25 (DHLA) 14 has CH 2 (stretching), CH 3 (stretching), COO - TOA +, COO - TOA +, attributed to S-CH 2 (stretching). Since the peak attributed to COO - TOA + exists, the carbonyl group (-COOH) of the ligand (DHLA) of the silver cluster complex reacts with the organic compound (TOAB) to form a bond You can see that. That is, in the hybrid antibacterial agent produced in Example 1, the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) and the organic compound (TOAB) do not simply coexist, but they are chemically bonded. It was confirmed that.

(有機溶剤への溶解性)
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の有機溶剤への溶解性を調べた。
実施例1(3)で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液をエバポレータで乾燥して固体試料を得た。その固体試料を6つの容器に約1mgずつ入れ、各容器にメタノール、エタノール、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)およびアセトニトリルをそれぞれ1 mLずつ加えて撹拌し、各有機溶剤に溶解するか調べた。比較のために、実施例1(2)で得られた銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)の固体試料についても同様の試験を行った。
試験結果を表1に示す。固体試料が全て溶解した場合に「OK」、溶け残った場合は「NG」とした。
(Solubility in organic solvents)
The solubility of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) in organic solvents was examined.
To give a solid sample of a toluene solution of a hybrid-type antibacterial agent obtained in Example 1 (3) (TOA-Ag 25 (DHLA) 14) was dried by an evaporator. Approximately 1 mg of the solid sample was placed in each of six containers, and methanol, ethanol, ethyl acetate, acetone, tetrahydrofuran (THF) and acetonitrile were added to each container in an amount of 1 mL each, stirred, and examined for dissolution in each organic solvent. . For comparison, a similar test was performed on a solid sample of the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) obtained in Example 1 (2).
Table 1 shows the test results. "OK" was given when all the solid samples were dissolved, and "NG" was given when the solid samples remained undissolved.

Figure 0006654320
Figure 0006654320

ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)は、全ての有機溶剤に溶解した。一方、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)は、メタノールには溶解したが、それ以外の有機溶剤には溶解しなかった。このことから、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)では、親水性の銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)に有機化合物(TOAB)が結合したことにより、疎水性度が上昇し、各種の有機溶剤に溶解するようになることが示された。 The hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) was dissolved in all organic solvents. On the other hand, the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) was soluble in methanol but not in other organic solvents. Therefore, in the hybrid-type antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14), by an organic compound (TOAB) is bonded to the hydrophilic silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14) , hydrophobicity is It was shown to rise and become soluble in various organic solvents.

(光安定性)
UV-vis吸収測定により、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の光安定性について調べた。
実施例1(3)で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液(濃度4 mg / 20 mL)を、四面型石英セルに2 mL入れ、紫外可視分光光度計(JASCO V-670 spectrophotometer)を用いて、測定条件をレスポンスFast、バンド幅2.0 nm、走査速度400 nm / min、開始波長1000 nm、終了波長300 nm、データ取込間隔1.0 nmとして、UV-vis吸収スペクトルを測定した。
そして、石英セルに入れた状態で、ハイブリッド型抗菌剤のトルエン溶液に405 nmのパスル光(〜1ns)を、浜松ホトニクス社製Qauntaru-Tau装置で、連続300分照射した後、再度UV-vis吸収スペクトルを測定した。銀クラスターの分解に起因するスペクトル変化を調べることで、光照射により銀クラスターが受ける影響を検討した。
比較のため、実施例1(2)で得られた銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)の固体試料3 mgを20 mLの純水に溶解した水溶液についても、同様の試験を行った。
(Light stability)
The photostability of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) was examined by UV-vis absorption measurement.
2 mL of a toluene solution (concentration: 4 mg / 20 mL) of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) obtained in Example 1 (3) was placed in a quadrilateral quartz cell, and the ultraviolet-visible spectrophotometer was used. Using a JASCO V-670 spectrophotometer, the measurement conditions were as follows: response Fast, bandwidth 2.0 nm, scanning speed 400 nm / min, start wavelength 1000 nm, end wavelength 300 nm, data acquisition interval 1.0 nm, and UV- The vis absorption spectrum was measured.
Then, in a quartz cell, a 405 nm pulse light (ト ル エ ン 1 ns) was irradiated to a toluene solution of the hybrid antibacterial agent with a Qauntaru-Tau apparatus manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. for 300 minutes, and then UV-vis again. The absorption spectrum was measured. The effect of light irradiation on the silver clusters was examined by examining the spectral change caused by the decomposition of the silver clusters.
For comparison, a similar test was performed on an aqueous solution in which 3 mg of a solid sample of the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) obtained in Example 1 (2) was dissolved in 20 mL of pure water.

図5(a)は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のUV-vis吸収スペクトルであり、図5(b)は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14) UV-vis吸収スペクトルである。
光照射前は、ハイブリッド型抗菌剤も銀クラスター錯体も類似のスペクトルであり、約495 nm、約425 nmおよび約330 nmに3本のピークが確認された。これらは、電子エネルギーが離散化した準位間の遷移に伴う吸収ピークであり、量子サイズ効果が見られる銀クラスター特有のピークである。
FIG. 5A shows the UV-vis absorption spectrum of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ), and FIG. 5B shows the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) UV-vis. It is a vis absorption spectrum.
Before light irradiation, the hybrid antibacterial agent and the silver cluster complex had similar spectra, and three peaks were confirmed at about 495 nm, about 425 nm, and about 330 nm. These are absorption peaks associated with transitions between levels at which the electron energy is discretized, and are peaks unique to silver clusters where a quantum size effect is observed.

光照射後については、ハイブリッド型抗菌剤のスペクトルは、光照射前に比べると多少のピーク強度の変動はあるものの、3本のピークが確認できる(図5(a))。一方、光照射後の銀クラスター錯体のスペクトルは、3本のピークは消失し、ブロードになった。
銀クラスター錯体では、光が照射されたことにより銀クラスターが分解したことがわかる。言い換えると、銀クラスター錯体は光安定性が低い。
これに対して、ハイブリッド型抗菌剤は、光が照射されても銀クラスターが分解しなかった。つまり、ハイブリッド型抗菌剤は、銀クラスター錯体よりも光安定性が高い。ハイブリッド型抗菌剤では、銀クラスター錯体に有機化合物が結合したことにより、耐光性が改善されたといえる。
After the light irradiation, the spectrum of the hybrid antibacterial agent shows three peaks although the peak intensity slightly fluctuates as compared to that before the light irradiation (FIG. 5 (a)). On the other hand, in the spectrum of the silver cluster complex after light irradiation, the three peaks disappeared and became broad.
In the case of the silver cluster complex, it can be seen that the silver cluster was decomposed by light irradiation. In other words, the silver cluster complex has low photostability.
On the other hand, in the hybrid antibacterial agent, the silver cluster did not decompose even when irradiated with light. That is, the hybrid antibacterial agent has higher light stability than the silver cluster complex. It can be said that in the hybrid antibacterial agent, the light resistance was improved due to the binding of the organic compound to the silver cluster complex.

(熱安定性)
熱重量(TG)測定により、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の熱安定性について調べた。
実施例1(3)で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のの固体試料4mgを、アルミニウム製の容器に入れ、熱分析装置(Rigaku Thermo plus EVO)を用いて、5℃/minの温度上昇速度で、室温(25℃)〜200℃まで、TG曲線を測定した。
比較のため、実施例1(2)で得られた銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)の固体試料2mgについても、同様の試験を行った。
(Thermal stability)
Thermogravimetric (TG) measurement, was examined the thermal stability of hybrids antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14).
A 4 mg solid sample of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) obtained in Example 1 (3) was placed in an aluminum container, and was then subjected to thermal analysis (Rigaku Thermo plus EVO). The TG curve was measured from room temperature (25 ° C.) to 200 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min.
For comparison, a similar test was performed on a 2 mg solid sample of the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ) obtained in Example 1 (2).

図6(a)は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のTG曲線である。図6(b)は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)のTG曲線である。銀クラスター錯体では、50℃付近から熱分解に伴う重量減少が始まり、広い温度範囲(50℃〜140℃)にわたって重量減少が見られた。つまり、銀クラスター錯体は、50℃程度の低温加熱であっても、分解し得ることがわかる。言い換えると、銀クラスター錯体は熱安定性が低い。
これに対して、ハイブリッド型抗菌剤は、160℃付近までは熱分解による重量減少が見られず、160℃を超えると重量減少が見られた。ハイブリッド型抗菌剤は、160℃程度の耐熱性を有することがわかった。
FIG. 6A is a TG curve of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ). FIG. 6B is a TG curve of the silver cluster complex (Ag 25 (DHLA) 14 ). In the case of the silver cluster complex, the weight loss due to thermal decomposition started around 50 ° C, and the weight loss was observed over a wide temperature range (50 ° C to 140 ° C). In other words, it can be seen that the silver cluster complex can be decomposed even at a low temperature of about 50 ° C. In other words, the silver cluster complex has low thermal stability.
On the other hand, the hybrid antibacterial agent showed no weight loss due to thermal decomposition up to around 160 ° C., and showed a weight loss above 160 ° C. The hybrid antibacterial agent was found to have heat resistance of about 160 ° C.

ハイブリッド型抗菌剤は、銀クラスター錯体に比べて耐熱性が100℃以上も高い。ハイブリッド型抗菌剤では、銀クラスター錯体に有機化合物が結合したことにより、耐熱性が著しく改善されたといえる。   The hybrid type antibacterial agent has heat resistance higher than 100 ° C. as compared with the silver cluster complex. It can be said that in the hybrid antibacterial agent, the heat resistance was remarkably improved due to the binding of the organic compound to the silver cluster complex.

(抗菌試験)
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の抗菌性を調べた。
実施例1(3)で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液をテフロン容器に入れ、エバポレータにより常温で3時間減圧乾燥し、固体試料を得た。そして、固体試料をエタノールに溶解して、ハイブリッド型抗菌剤のエタノール溶液(本実施例では「ハイブリッド型抗菌剤溶液」と略称する)を調製した。エタノール溶液は、異なる濃度で5種類調製した(0.001 wt%、0.01 wt%、0.1 wt%、1 wt%および5 wt%)。
5 cm角のガラス板を5枚準備し、メタノールで洗浄した。各ガラス板の上面に、濃度の異なるエタノール溶液をそれぞれ200 μL滴下し、スピンコーター(ACTIVE Spincoater)を用い、回転数400 rpm、45 sの条件で、ガラス板の上面全体に塗布した。エタノール溶液中のエタノールはすぐに蒸発し、ガラス板の上面には、ハイブリッド型抗菌剤の被膜が形成された。このハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板を試験片とした。
(Antibacterial test)
It was investigated antimicrobial hybrid antimicrobial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14).
A toluene solution of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) obtained in Example 1 (3) was placed in a Teflon container, and dried under reduced pressure at room temperature for 3 hours using an evaporator to obtain a solid sample. Then, the solid sample was dissolved in ethanol to prepare an ethanol solution of the hybrid antibacterial agent (abbreviated as “hybrid antibacterial agent solution” in this example). Five ethanol solutions were prepared at different concentrations (0.001 wt%, 0.01 wt%, 0.1 wt%, 1 wt% and 5 wt%).
Five 5 cm square glass plates were prepared and washed with methanol. 200 μL of ethanol solutions having different concentrations were dropped on the upper surface of each glass plate, respectively, and applied to the entire upper surface of the glass plate using a spin coater (ACTIVE Spincoater) at a rotation speed of 400 rpm and 45 s. Ethanol in the ethanol solution evaporated immediately, and a film of the hybrid antibacterial agent was formed on the upper surface of the glass plate. This hybrid antibacterial agent-coated glass plate was used as a test piece.

5 mLの普通ブイヨン培地(栄研化学(株))で黄色ブドウ球菌(Staphylococus aureus NBRC 12732) 、肺炎桿菌(Klebsiella pneumonie IAM 12015)をそれぞれ27℃で一晩振盪培養後、終濃度で1 / 50濃度の普通ブイヨン培地を含む滅菌水で希釈した。シャーレ内に試験片(ハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板)を配置し、その上に菌懸濁液0.4 mLを置いた。この菌懸濁液をポリエチレンシート(4 cm×4 cm)で覆ったあと、シャーレにふたをして、30℃で放置した。24時間後に、試験片上の菌懸濁液を、4.5 mLの滅菌生理食塩水中に回収し、10倍ずつ4段階希釈を行った。希釈液1 mL中の生菌数を測定した。   Staphylococcus aureus (NB Staphylococus aureus NBRC 12732) and Klebsiella pneumonie IAM 12015 in 5 mL of normal bouillon medium (Eiken Chemical Co., Ltd.) were cultured at 27 ° C. overnight at a final concentration of 1/50. Diluted with sterile water containing normal broth medium at a concentration. A test piece (a glass plate coated with a hybrid antibacterial agent) was placed in a Petri dish, and 0.4 mL of the bacterial suspension was placed thereon. After covering this bacterial suspension with a polyethylene sheet (4 cm × 4 cm), the dish was covered and left at 30 ° C. Twenty-four hours later, the bacterial suspension on the test piece was recovered in 4.5 mL of sterile physiological saline, and subjected to four-fold dilutions by 10 times. The number of viable bacteria in 1 mL of the diluted solution was measured.

図7に黄色ブドウ球菌に対するハイブリッド型抗菌剤の抗菌試験の実験結果を、図8に肺炎桿菌に対するハイブリッド型抗菌剤の抗菌試験の実験結果をそれぞれ示す。図7および図8の棒グラフにおいて、縦軸は、接種時を基準とした生菌数の増加率である。
図7から分かるように、対照の試験片(銀クラスターコート無し)では、24時間後の黄色ブドウ球菌の生菌数は、接種時の約100倍に増加した。0.001 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片においては、接種時の約80倍に増加した。0.005 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液では、接種時の約0.16倍となり、生菌数が激減している。さらに、0.01 wt%、0.1 wt%、1.0 wt%および5.0 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片では、生菌数は検出限界以下(N.D.)であった。つまり、0.01 wt%以上の濃度のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片は、黄色ブドウ球菌に対して殺菌力を有していた。
FIG. 7 shows the experimental results of the antibacterial test of the hybrid antibacterial agent against Staphylococcus aureus, and FIG. 8 shows the experimental results of the antibacterial test of the hybrid antibacterial agent against Klebsiella pneumoniae. In the bar graphs of FIGS. 7 and 8, the vertical axis represents the increase rate of the viable cell count based on the time of inoculation.
As can be seen from FIG. 7, in the control test piece (without silver cluster coat), the viable count of Staphylococcus aureus after 24 hours increased about 100 times compared to the time of inoculation. In the test piece coated with the 0.001 wt% hybrid antibacterial agent solution, the increase was about 80 times that at the time of inoculation. The 0.005 wt% hybrid antibacterial agent solution is about 0.16 times that at the time of inoculation, and the number of viable bacteria is drastically reduced. Furthermore, in the test pieces coated with the hybrid antibacterial agent solutions of 0.01 wt%, 0.1 wt%, 1.0 wt% and 5.0 wt%, the viable cell count was below the detection limit (ND). That is, the test piece coated with the hybrid antibacterial agent solution having a concentration of 0.01 wt% or more had bactericidal activity against Staphylococcus aureus.

肺炎桿菌においても、図8から分かるように、対照の試験片(銀クラスターコート無し)では、24時間後の肺炎桿菌の生菌数は、接種時の約27倍に増加した。0.001 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片においては、接種時の約10倍に増加した。0.005 wt%、0.01 wt%、0.1 wt%、1.0 wt%および5.0 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片では、生菌数は検出限界以下(N.D.)であった。つまり、0.005 wt%以上の濃度のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片は、肺炎桿菌に対して殺菌力を有していた。
図6および図7の結果から、0.005 wt%(50 ppm)の極低濃度のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布することで、黄色ブドウ球菌および肺炎桿菌のいずれに対しても、優れた抗菌作用を示すことがわかった。
As can be seen from FIG. 8, in the case of Klebsiella pneumoniae, the viable count of Klebsiella pneumoniae after 24 hours increased about 27 times in the control test piece (without silver cluster coat). In the test piece coated with the 0.001 wt% hybrid antibacterial agent solution, the increase was about 10 times that at the time of inoculation. Test pieces coated with 0.005 wt%, 0.01 wt%, 0.1 wt%, 1.0 wt% and 5.0 wt% of the hybrid antibacterial agent solution showed that the viable cell count was below the detection limit (ND). That is, the test piece coated with the hybrid antibacterial agent solution having a concentration of 0.005 wt% or more had bactericidal activity against Klebsiella pneumoniae.
From the results of FIGS. 6 and 7, by applying the hybrid antibacterial agent solution at a very low concentration of 0.005 wt% (50 ppm), an excellent antibacterial action against both Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae was obtained. It turned out to show.

なお、4級アンモニウム塩であるTOABは、単独でも抗菌性を示す。そこで、TOABとハイブリッド型抗菌剤との抗菌性を比較した。0.005 wt%のTOAB溶液を用いて、ハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板と同様の操作によりTOAB被覆ガラス板を作成して、試料片とした。そして、TOAB被覆ガラス板を用いて、ハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板と同様に黄色ブドウ球菌と肺炎桿菌に対する抗菌性の試験を行った。
図9に、0.005 wt%のTOAB溶液を塗布した試料片と、0.005 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片についての実験結果を示す。TOAB溶液を塗布した試験片では、黄色ブドウ球菌の生菌数は接種時の約2.2倍に増加し、肺炎桿菌の生菌数は接種時の約0.88倍に減少した。黄色ブドウ球菌および肺炎桿菌のいずれに対しても、ハイブリッド型抗菌剤は、TOAB溶液よりも極めて高い抗菌作用を示すことがわかった。
In addition, TOAB which is a quaternary ammonium salt shows antibacterial properties even when used alone. Therefore, the antibacterial properties of TOAB and the hybrid antibacterial agent were compared. Using a 0.005 wt% TOAB solution, a TOAB-coated glass plate was prepared in the same manner as the hybrid antibacterial agent-coated glass plate, and used as a sample piece. Using the TOAB-coated glass plate, an antibacterial test against Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae was performed in the same manner as the hybrid antibacterial agent-coated glass plate.
FIG. 9 shows the experimental results of a test piece coated with a 0.005 wt% TOAB solution and a test piece coated with a 0.005 wt% hybrid antibacterial agent solution. In the test piece to which the TOAB solution was applied, the viable cell count of Staphylococcus aureus increased about 2.2 times that at the time of inoculation and the viable cell count of Klebsiella pneumoniae decreased about 0.88 times at the time of inoculation. The hybrid-type antibacterial agent was found to exhibit an extremely higher antibacterial effect on both Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae than the TOAB solution.

なお、従来の銀系抗菌剤は、数百 ppmの濃度で抗菌性を示すとされている。これに対してハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)は、50 ppmの濃度で抗菌性を示す。よって、ハイブリッド型抗菌剤は、極めて高い抗菌能を有することがわかった。 Conventional silver antibacterial agents are said to exhibit antibacterial properties at a concentration of several hundred ppm. In contrast, the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) exhibits antibacterial properties at a concentration of 50 ppm. Therefore, it was found that the hybrid antibacterial agent had an extremely high antibacterial activity.

(銀イオンの溶出)
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)からの銀イオンの溶出量を調べた。
実施例1(3)で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液をテフロン容器に入れ、エバポレータにより常温で3時間減圧乾燥し、固体試料を得た。そして、固体試料をエタノールに溶解して、0.01 wt%のハイブリッド型抗菌剤のエタノール溶液(本実施例では「ハイブリッド型抗菌剤溶液」と略称する)を調製した。
5 cm角のガラス板を6枚準備し、メタノールで洗浄した。各ガラス板の上面に、エタノール溶液を200 μLずつ滴下し、スピンコーター(ACTIVE Spincoater)を用い、回転数400 rpm、45 sの条件で、ガラス板の上面全体に塗布した。エタノール溶液中のエタノールはすぐに蒸発し、ガラス板の上面には、ハイブリッド型抗菌剤の被膜が形成された。このハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板を試験片とした。
(Elution of silver ions)
The amount of silver ions eluted from the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) was examined.
A toluene solution of the hybrid antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14 ) obtained in Example 1 (3) was placed in a Teflon container, and dried under reduced pressure at room temperature for 3 hours using an evaporator to obtain a solid sample. Then, the solid sample was dissolved in ethanol to prepare a 0.01 wt% ethanol solution of the hybrid antibacterial agent (in this example, abbreviated as “hybrid antibacterial agent solution”).
Six 5 cm square glass plates were prepared and washed with methanol. On the upper surface of each glass plate, 200 μL of an ethanol solution was dropped, and the whole solution was applied to the entire upper surface of the glass plate using a spin coater (ACTIVE Spincoater) at a rotation speed of 400 rpm and 45 s. Ethanol in the ethanol solution evaporated immediately, and a film of the hybrid antibacterial agent was formed on the upper surface of the glass plate. This hybrid antibacterial agent-coated glass plate was used as a test piece.

シャーレ内に6枚の試験片(ハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板)を置き、ガラス板1枚あたり1 mLの純水を滴下した。純水の上をポリエチレンシート(4 cm×4 cm)で覆ったあと、シャーレにふたをして、室温(23℃)で24時間静置した。静置した後、滴下した純水(6枚分で6 mL)から4.35 mLを回収し、5.65 mLの純水を加えて10 mLとした(2.3倍希釈に相当)。希釈液のICP-MS測定を行った。
2.3倍希釈した水中の銀イオンの溶出結果は8.4 μg / L(8.4 ppb)であった。この値を換算すると、希釈前の水には8.4 × 2.3 = 19.3 ppbの銀イオンが溶出していることがわかった。
Six test pieces (glass plates coated with a hybrid antibacterial agent) were placed in a Petri dish, and 1 mL of pure water was dropped per glass plate. After covering the pure water with a polyethylene sheet (4 cm × 4 cm), the dish was covered and left at room temperature (23 ° C.) for 24 hours. After standing, 4.35 mL was collected from the dropped pure water (6 mL for 6 plates), and 5.65 mL of pure water was added to make 10 mL (corresponding to 2.3-fold dilution). The diluted solution was subjected to ICP-MS measurement.
The elution result of silver ion in the water diluted 2.3 times was 8.4 μg / L (8.4 ppb). When this value was converted, it was found that 8.4 × 2.3 = 19.3 ppb of silver ions was eluted in the water before dilution.

銀イオンは、長期的に体内に取り込まれると人体に有害であるとの報告がある。最も基準の厳しい米国において、米国環境保護庁(EPA)の飲料水規定では飲料水中の銀の規定値は100 ppbである。また、100 ppb以上の銀イオンを含有する水は、細胞障害性が見られるとの報告もある。
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)では、十分な抗菌性能を発揮できる0.01 wt%のエタノール溶液を用いた試験片であっても、銀イオンの溶出濃度は10 ppb程度と極めて低かった。よって、ハイブリッド型抗菌剤は、抗菌能力を発揮できる濃度(0.005 wt%以上)で使用しつつ、安全衛生上の問題のない銀イオン溶出量に抑えることができる。
It has been reported that silver ions are harmful to the human body when taken into the body for a long time. In the most stringent United States, the United States Environmental Protection Agency's (EPA) drinking water standard specifies a limit of 100 ppb for silver in drinking water. In addition, there is a report that water containing silver ions of 100 ppb or more has cytotoxicity.
In the hybrid-type antibacterial agent (TOA-Ag 25 (DHLA) 14), even specimens with 0.01 wt% ethanol solution which can exhibit sufficient antibacterial performance, elution concentration of silver ions very about 10 ppb It was low. Therefore, the hybrid antibacterial agent can be used at a concentration capable of exhibiting the antibacterial ability (0.005 wt% or more) and can suppress the elution amount of silver ions without any problem in safety and health.

本発明は、例えば、医療用具、ベビー用品、介護用品、浴場用品、台所用品、食器、飲料水配管部品、生活衛生用品、家電製品、衣料品、建築資材、農業用資材、自動車用内装部品、文房具など、様々な製品に抗菌性を付与するために利用することができる。   The present invention, for example, medical equipment, baby products, nursing care products, bath products, kitchenware, tableware, drinking water plumbing parts, household hygiene products, home appliances, clothing, building materials, agricultural materials, automotive interior parts, It can be used to impart antibacterial properties to various products such as stationery.

Claims (12)

銀クラスターと、前記銀クラスターに結合した配位子と、前記配位子と結合した有機化合物と、を含み、
前記配位子は、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有し、
前記有機化合物は、炭素数C〜C18のアルキル基を含む脂肪族アミンである抗菌剤。
A silver cluster, a ligand bonded to the silver cluster, and an organic compound bonded to the ligand,
The ligand has a functional group containing a hetero atom and an acidic functional group,
The organic compound is an antibacterial agent which is an aliphatic amine containing an alkyl group having a carbon number of C 4 -C 18.
前記脂肪族アミンは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項1に記載の抗菌剤。   The antibacterial agent according to claim 1, wherein the aliphatic amine includes at least one selected from the group consisting of a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, and a quaternary ammonium salt. 前記脂肪族アミンは第四級アンモニウム塩である請求項2に記載の抗菌剤。   The antibacterial agent according to claim 2, wherein the aliphatic amine is a quaternary ammonium salt. 前記脂肪族アミンは、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン、3-(N-エチルアミノ)-1-ブタノール、ジフェニルアミン、N-エチルエタンアミン、N-エチル-N-メチルブタン-1-アミン、N,N-ジメチルメタンアミン、テトラオクチルアンモニウムブロミド、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、塩化ベンザルコニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウムおよび塩化デカリニウムからなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項1または2に記載の抗菌剤。   The aliphatic amine is hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, cyclohexylamine, 3- (N-ethylamino) -1-butanol, diphenylamine, N-ethylethanamine, N-ethyl-N-methylbutane-1 And at least one selected from the group consisting of -amine, N, N-dimethylmethanamine, tetraoctylammonium bromide, cetyltrimethylammonium bromide, benzalkonium chloride, cetylpyridinium chloride, benzethonium chloride and decalinium chloride. Or the antibacterial agent according to 2. 前記配位子のヘテロ原子を含有する官能基は、チオール基、アミノ基およびカルボキシル基をからなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の抗菌剤。   The antimicrobial agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the functional group containing a hetero atom of the ligand includes at least one selected from the group consisting of a thiol group, an amino group, and a carboxyl group. . 前記配位子は、ジヒドロリポ酸、グルタチオン、カプトプリル、メルカプトプロピオン酸、メルカプトヘキサン酸、メルカプトオクタン酸、メルカプトウンデカン酸、システイン、メチオニンおよびグルタチオンからなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項1〜5のいずれか1項記載の抗菌剤。   The ligand comprises at least one selected from the group consisting of dihydrolipoic acid, glutathione, captopril, mercaptopropionic acid, mercaptohexanoic acid, mercaptooctanoic acid, mercaptoundecanoic acid, cysteine, methionine and glutathione. 6. The antibacterial agent according to any one of 5. 銀クラスターと、前記銀クラスターに結合した配位子と、を含む銀クラスター錯体を合成する工程と、
前記配位子と有機化合物とを結合するために、前記銀クラスター錯体と有機化合物とを反応させる工程とを含み、
前記配位子は、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有し、
前記有機化合物は、炭素数C〜C18のアルキル基を含む脂肪族アミンである、抗菌剤の製造方法。
Synthesizing a silver cluster complex comprising a silver cluster and a ligand bonded to the silver cluster;
Reacting the silver cluster complex with an organic compound to bind the ligand and the organic compound,
The ligand has a functional group containing a hetero atom and an acidic functional group,
The organic compound is an aliphatic amine containing an alkyl group having a carbon number of C 4 -C 18, a manufacturing method of the antimicrobial agent.
前記反応させる工程は、前記銀クラスターを含む水溶液と、前記有機化合物を含む有機溶液と5〜10分撹拌することを含む、請求項7に記載の製造方法。   The method according to claim 7, wherein the reacting comprises stirring the aqueous solution containing the silver cluster and the organic solution containing the organic compound for 5 to 10 minutes. 前記反応させる工程の後に、反応物を精製する工程をさらに含む請求項7または8に記載の製造方法。   The method according to claim 7 or 8, further comprising a step of purifying the reactant after the step of reacting. 前記脂肪族アミンは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項7〜9のいずれか1項に記載の製造方法。   The aliphatic amine according to any one of claims 7 to 9, wherein the aliphatic amine comprises at least one selected from the group consisting of a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine and a quaternary ammonium salt. Manufacturing method. 前記脂肪族アミンは第四級アンモニウム塩である請求項7〜10のいずれか1項に記載の製造方法。   The method according to any one of claims 7 to 10, wherein the aliphatic amine is a quaternary ammonium salt. 前記配位子のヘテロ原子を含有する官能基は、チオール基、アミノ基およびカルボキシル基をからなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項7〜11のいずれか1項に記載の製造方法。   The method according to any one of claims 7 to 11, wherein the functional group containing a hetero atom of the ligand includes at least one selected from the group consisting of a thiol group, an amino group, and a carboxyl group. .
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