JP6884447B1 - コロナウイルス(例えば、SARS−CoV−2)を含む広範な微生物に有用な抗微生物剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の抗微生物剤は、金属イオンと、L−システインと、L−アスコルビン酸と、界面活性剤とを含むものであることを特徴とする。金属イオンとしては、亜鉛イオン(Zn2+)、銅イオン(Cu2+)、コバルトイオン(Co2+)、ニッケルイオン(Ni2+)、三価の鉄イオン(Fe3+)、二価の鉄イオン(Fe2+)および銀イオン(Ag+)が挙げられるが、これらに限定されない。
・(III)価の鉄イオン:約50〜約300ppm、好ましくは約180〜約250ppm
・亜鉛イオン:約20〜約150ppm、好ましくは約60〜120ppm
・ニッケルイオン:約25〜約75ppm、好ましくは約30〜約45ppm
・銅イオン:約15〜約60ppm
・コバルトイオン:約180〜約300ppm
・(II)価の鉄イオン:約110〜約400ppm
・銀イオン:約1〜約3ppm
好ましい実施形態において、本発明の抗微生物剤は、約1:1〜約4:1の(III)価の鉄イオンと前記亜鉛イオンとのppm比を有し、より好ましくは約1.5:1〜約3:1の(III)価の鉄イオンと前記亜鉛イオンとのppm比を有する。(III)価の鉄イオンは微生物の不活化に有効な成分ではあるが、使用時の匂いや着色、金属イオンの配合による析出の問題があり得る。本発明者らは、金属イオンの配合を鋭意研究した結果、鉄イオンによるそのような問題を可能な限り低減しつつ、それでいて優れた微生物の不活化能を有する抗微生物剤の配合を見出し、本発明を完成した。
本発明の抗微生物が不活化できるウイルスとしては、特に限られるものではないが、例えば動物(例えば、ヒト)に対して感染するウイルス(DNAウイルスまたはRNAウイルスを含む。)が挙げられ、ヒトに罹患して風邪様症候群を示すウイルスであるアデノウイルス科のウイルス、ヘルペスウイルス科のウイルス(例えば、単純ヘルペスウイルス、水痘・帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス、EBウイルス)、インフルエンザウイルス(例えば、A型インフルエンザウイルス、B型インフルエンザウイルス)、肝炎ウイルス(C型肝炎ウイルス、B型肝炎ウイルス)、HIV等の免疫不全ウイルス、HCoV−HKU1、HCoV−OC43、SARS−CoV、MERS−CoVおよびSARS−CoV−2等のコロナウイルスが含まれる。
本発明の抗微生物剤は、コロナウイルスなどのウイルスのみならず、細菌(特に、病原性細菌)の不活化にも有効であり得る。本発明の抗微生物剤は、サルモネラ菌(Salmonella spp.)、赤痢菌(Shigella spp.)、腸炎ビブリオ(Vibrio parahaemolyticus)、コレラ菌(Vibrio choreae)、大腸菌O−157(Escherichia coli O−157)、カンピロバクター(Campylobacter jejuni)、偽膜性大腸炎菌(Clostridium difficile)、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)、エルシニア腸炎菌(Yersinia enterocolitica)、ピロリ菌(Helicobacter pylori)、アメーバ赤痢菌(Entemoeba histolytica)、セレウス菌(Bacillusu cereus)、ブドウ球菌(Staphilococcus spp.)、ボツリヌス菌(Clostridium botulinum)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)、肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)、クラミデア肺炎菌(Chlamidia pneumoniae)、レジオネラ肺炎菌(Legionella pneumoniae)、ブランハメラ菌(Branhamella catarrhalis)、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)、マイコプラズマ(Mycoplasma pneumoniae)、A型溶連菌(Storeptcoccus pyogenes)、ジフテリア菌(Corynebacterium diphtheriae)、百日咳菌(Bordetella pertussis)、オーム病菌(Chramidia psittaci)、緑膿菌(Pseudomonas aerginosa)、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(methicillin resistant Staphylococcus aureus,MRSA)、大腸菌(Escherichia coli)、肺炎捍菌(Klebsiella pneumoniae)、エンテロバクター(Enterobacter spp.)、プロテウス(Proteus spp.)、アシネトバクター(Acinetobacter spp.)、腸球菌(Enterococcus faecalis)、ブドウ球菌(Staphylococcus saprophyticus)、B型溶連菌(Storeptcoccus agalactiae)などに有効であり得る。
本発明の抗微生物剤は、処理対象物に接触させることで処理対象物上に存在している微生物を不活化することができる。前記処理対象物としては、環境、器具、人体、動物体、植物体、有機物等が挙げられる。環境としては、寝室、居間、洗面所、トイレ、浴室等の家庭環境、自動車、電車、航空機、船等の輸送機械内の環境、手術室、病室、休憩室、ネコ、ウサギ、イヌ、ニワトリ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、ウシ、ウマ等の家畜を飼育する環境、魚介類の養殖場等が挙げられる。環境には、上記の環境に存在している家具類、道具類、器具類、遊具類、装置類等も含まれる。器具としては、例えば、金属製器具、非金属製器具、これらを複合した器具が挙げられる。人体や動物体としては、日常的に外界と接している皮膚、手指、粘膜をはじめ、創傷部位、疾患・病変部等が挙げられる。前記植物体としては、野菜、果物、観賞用植物等が挙げられる。前記有機物としては、人や動物の血液、体液、喀痰、膿、排泄物等が挙げられる。
以下の成分を有する溶液Aおよび溶液Bをまず用意し、両者を混和した。
塩化第二鉄・六水和物(FeCl3・6H2O) 0.96g
硫酸亜鉛(無水)(ZnSO4) 0.25g
硫酸ニッケル・七水和物(NiSO3/7H2O) 0.18g
上記を精製水200mlに溶解し、溶液Aとした。
L−システイン 1g
L−アスコルビン酸 0.1g
ソルビン酸カリウム 0.05g
ラウリル硫酸ナトリウム 0.1g
3N塩酸 1ml
上記を精製水800mlに溶解し、溶液Bとした。
実施例2の試験は、一般財団法人 日本繊維製品品質技術センターにおいて行った。
(使用材料)
・試験ウイルス:Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2(SARS−CoV−2)、NIID分離株;JPN/TY/WK−521(国立感染症研究所より分与)
・宿主細胞:VeroE6/TMPRSS2 JCRB1819
・ウシ胎児血清:Fetal Bovine Serum(FBS)(シグマアルドリッチ)
・ネガティブコントロール:PBS
・試験サンプル:実施例1において製造した抗微生物剤(液剤(MIONミネラルイオン除菌剤))
・薬剤不活化剤;SCDLPを2%FBS含DMEM(Dulbecco’s modified Eagle’s medium)で10倍希釈した溶液
(試験条件)
ウイルス懸濁液:試験サンプル=1:9
作用温度 25℃
作用時間 15秒および5分(PBSのみ混合直後も測定)
感染価測定法:プラーク測定法
(1)ウイルス懸濁液の調製
宿主細胞にウイルスを感染させ、EMEM(Minimum Essential Medium Eagle)を加えて37℃で所定時間培養後、4℃、1,000×gで15分間遠心分離した上清を試験ウイルス懸濁液とした。
(2−1)まず、細胞毒性を確認した。試験サンプル0.9mlにEMEM0.1mlを加え、十分に攪拌して試験液とした。薬剤不活化剤0.9mlに試験液0.1mlを添加し、十分に攪拌した。2%FBS含DMEMを用いて10倍希釈系列を作製し、プラーク測定法にて各希釈系列の細胞毒性の有無を確認した。この結果、実施例1において製造した抗微生物剤には細胞毒性がないことが確認された。
試験サンプル0.9mlに試験ウイルス懸濁液0.1mlを加え、十分に攪拌し、25℃で15秒および5分間静置した。これを試験液とした。その後、宿主細胞検証試験で不活化が確認された条件で試験液を不活化した。これを反応停止液とした。この反応停止液を100として、2%FBS含DMEMで10倍希釈系列を作製し、反応停止液0.1ml当たりのウイルス感染価をプラーク測定法にて測定し、試験液1ml当たりのウイルス感染価を算出した。試験は三連で行った。結果を以下の表2に示す。
実施例3の試験は一般財団法人北里環境科学センターにおいて行った。
・A型インフルエンザウイルス(A/PR/8/34,ATCC VR−1469)
感染価測定用細胞:イヌ腎臓由来細胞株(MDCK;Madin Darby−Canine Kidney)
・ネコカリシウイルス(F−9,ATCC VR−782)
感染価測定用細胞:ネコ腎臓由来細胞株(CRFK;Crandell−Rees Feline Kidney)
・ヒトアデノウイルス5型(Adenoid75,ATCC VR−5)
感染価測定用細胞:ヒト肺癌由来細胞株(A549)
・ヒトエンテロウイルス71型(H,ATCC VR−1432)
感染価測定用細胞:サル腎臓由来細胞(Vero)
(1)試験ウイルス液の調製
・A型インフルエンザウイルス
ウイルスを孵化鶏卵に接種し、35.5℃で2日間培養後、漿尿液を回収し、限外濾過膜で濃縮した後、ショ糖密度勾配遠心法(遠心条件;108,000×g、4℃、3時間)によりウイルス液を精製し、保存ウイルス液とした。試験には、保存ウイルス液をPBSで10倍に希釈して用いた。
・ネコカリシウイルス
ウイルスをCRFK細胞に感染させ、細胞培養面積の約90%以上が細胞変性効果(CPE)を示したとき、−30℃の冷凍庫に凍結保存した。その後、凍結融解操作を行い、2,380×gで10分間遠心した上清を採取し、限外濾過膜で濃縮したウイルス液をショ糖クッション法(遠心条件;108,000×g、4℃、3時間)でさらに濃縮したウイルス液を保存ウイルス液とした。試験には、保存ウイルス液をPBSで10倍に希釈して用いた。
・ヒトアデノウイルス5型
ウイルスをA549細胞に感染させ、細胞培養面積の約90%以上がCPEを示したとき、−30℃の冷凍庫に凍結保存した。その後、凍結融解操作を行い、2,380×gで10分間遠心した上清を採取し、限外濾過膜で濃縮したウイルス液を保存ウイルス液とした。試験には、保存ウイルス液をPBSで10倍に希釈して用いた。
・エンテロウイルス71型
ウイルスをVero細胞に感染させ、細胞培養面積の約90%以上がCPEを示したとき、−30℃の冷凍庫に凍結保存した。その後、凍結融解操作を行い、2,380×gで10分間遠心した上清を採取し、限外濾過膜で濃縮したウイルス液を保存ウイルス液とした。試験には、保存ウイルス液を原液で用いた。
実施例1で製造した抗微生物剤(殺菌剤)を5ml容量の試験官に0.9ml分取したのち、試験ウイルス液0.1mlを加えて混合し、室温で所定時間作用させた。殺菌剤の作用停止は、作用液から0.1mlを採取し、実施例2と同様の反応停止液9.9mlに添加して殺菌剤を希釈する方法を採用した。これをウイルス感染価測定用試料の原液とした。なお、作用時間0(初期)およびネガティブコントロールにはPBSを用いた。
ウイルス感染価測定用の細胞をあらかじめ96ウェルプレートに播種してCO2インキュベータで4日間培養した。次いで、ウイルス感染価測定用試料の原液をPBSで10倍段階希釈した。培養液を除いた各ウェルに、感染価測定用試料の原液またはPBSで10倍段階希釈した試料25μlを接種し、37℃で1時間、ウイルスを細胞に感染させた。1時間後、接種したウイルス液を除去し、ウイルス培養用の培地を1ウェル当たり0.1ml加え、37℃のCO2インキュベータで培養した。各ウイルスの培養期間は、以下のとおりであった。
・A型インフルエンザウイルス;4日間
・ネコカリシウイルス;4日間
・ヒトアデノウイルス5型;6日間(3日目に培地交換を実施)
・エンテロウイルス71型;6日間
培養後、ウイルスの増殖により生じたCPEを顕微鏡で観察し、Reed−Muench法によりウイルス感染価(TCID50/mL)を求めた。
LRV(感染価対数減少値)=log10(対象の初期感染価÷殺菌剤作用後の感染価)
以下に各ウイルスに対する試験結果を示す。
実施例4の試験は一般財団法人北里環境科学センターにおいて行った。実施例4において用いた細菌の種類は以下のとおりである。
・Escherichia coli NBRC3972(大腸菌)
・Escherichia coli(O157:H7) RIMD0509939(腸管出血性大腸菌 O157)
・Pseudomonas aeruginosa NBRC13275(緑膿菌)
・Salmonella enterica subsp. enterica NBRC3313(サルモネラ)
・Staphylococcus aureus NBRC12732(黄色ブドウ球菌)
・Staphylococcus aureus (MRSA) IID1677(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)
・Vibrio parahaemolyticus NBRC12711(腸炎ビブリオ)
・Campylobacter jejuni subsp. jejuni JCM2013(カンピロバクター)
・Candida albicans NBRC1594(カンジダ)
(1)試験菌液の調製
・大腸菌、O157、緑膿菌、サルモネラ、黄色ぶどう球菌、MRSA
凍結保存された菌株をTSA(トリプトンソイ寒天培地)に接種して、36±2℃で、24時間培養した。さらに同培地に接種して、36±2℃で、18時間培養後、発育した集落をかき取り、滅菌イオン交換水に懸濁して約107CFU/mLに調製し、これを試験菌液とした。
・腸炎ビブリオ
凍結保存された菌株を2.5%塩化ナトリウム加TSAに接種して、36±2℃で、24時間培養した。さらに同培地に接種して、36±2℃で、18時間培養後、発育した集落をかき取り、3%塩化ナトリウム溶液に懸濁して約107CFU/mLに調製し、これを試験菌液とした。
・カンピロバクター
凍結保存された菌株を5%ウマ血清加BA(ブルセラ寒天培地)に接種し、36±2℃で3日間微好気培養した。発育した集落を5%ウマ血清加BB(ブルセラブロス)に接種して36±2℃で2日間微好気条件下で静置培養した。培養後、リン酸緩衝液で約107CFU/mLに調製し、これを試験菌液とした。
・カンジダ
凍結保存された菌株をPDA(ポテトデキストロース寒天培地)に接種し、26±2℃で2日間培養した。発育した集落を滅菌イオン交換水に懸濁して約107CFU/mLに調製し、これを試験菌液とした。
試験品(実施例1で製造した本発明の抗微生物剤)10mLに試験菌液0.1mLを加え、試験管ミキサーで混合して0(初期)、5分間、菌種によっては30分間、25±2℃で作用させた。所定時間作用後、試験品1mLを不活性化剤9mLに添加して、試験菌に対する殺菌作用を停止させ、これを菌数測定用試料液とした。作用時間0(初期)およびネガティブコントロールは、試験品の代わりに滅菌生理食塩液を、腸炎ビブリオには3%塩化ナトリウム溶液を用いた。なお、不活性化剤としては、実施例2と同様にSCDLPを用いたが、腸炎ビブリオについては2.5%塩化ナトリウム加SCDLPを用いた。
・大腸菌、O157、緑膿菌、サルモネラ、黄色ぶどう球菌、MRSA
菌数測定用試料液を原液として、生理食塩液で10倍段階希釈列を作製し、試料原液および希釈液の各1mLをシャーレに移し、TSA約20mLと混合後、固化させて36±2℃で43時間培養した。培養後の発育集落を数えて、試験品1mLあたりの試験菌数を求めた(定量下限値:10CFU)。
・腸炎ビブリオ
菌数測定用試料液を原液として、3%塩化ナトリウム溶液で10倍段階希釈列を作製し、試料原液および希釈液の各1mLをシャーレに移し、2.5%塩化ナトリウム加TSA約20mLと混合後、固化させて36±2℃で48時間培養した。培養後の発育集落を数えて、試験品1mLあたりの試験菌数を求めた(定量下限値:10CFU)。
・カンピロバクター
菌数測定用試料液を原液として、リン酸緩衝液で10倍段階希釈列を作製し、試料原液および希釈液の各0.1mLを5%ウマ血清加BAに塗抹し、36±2℃で3日間微好気条件で培養した。培養後の発育集落を数えて、試験品1mLあたりの試験菌数を求めた(定量下限値:100CFU)。
・カンジダ
菌数測定用試料液を原液として、生理食塩液で10倍段階希釈列を作製し、試料原液および希釈液の各1mLをシャーレに移し、PDA約20mLと混合後、固化させて26±2℃で4日間培養した。培養後の発育集落を数えて、試験品1mLあたりの試験菌数を求めた(定量下限値:10CFU)。
対照の初期菌数と試験品作用後の試験菌数から、下記式を用いて菌数対数減少値(=LRV;log reduction value)を算出した。
LRV(菌数対数減少値)=log10(対照の初期菌数÷試験品作用後の菌数)
(5)結果
試験品に5分間および30分間作用後の菌数は、全菌種において定量下限値未満(<10または<100CFU/mL)、LRVは3.3〜4.8となった。ネガティブコントロールとした生理食塩液または3%塩化ナトリウム溶液の30分間作用後までの菌数は、初期値(2.3〜6.7×105CFU/mL)から変動は無かった。したがって、本発明の抗微生物剤は、試験した9種の細菌に対して不活化能を有した。具体的な結果を以下に示す。
銀イオンを金属イオンとして使用した抗微生物剤と、実施例1で作製した抗微生物剤と、それを3倍希釈した抗微生物剤とで、抗微生物能を比較した。
AgNO3:0.005g(3ppm)
ZnSO4:0.29g
L−システイン:0.2g(200ppm)
L−アスコルビン酸:0.1g
ラウリル硫酸ナトリウム:0.1g
ソルビン酸カリウム:0.05g
希塩酸で pH3.0 に調整。
Claims (8)
- 金属イオンと、L−システインと、L−アスコルビン酸と、界面活性剤とを含む、微生物に対する抗微生物剤であって、前記微生物がコロナウイルスを含む、抗微生物剤であって、前記金属イオンは、
約180〜約250ppmの(III)価の鉄イオン、
約60〜約120ppmの亜鉛イオン、
約30〜約45ppmのニッケルイオン
を含み、約1.5:1〜約3:1の(III)価の鉄イオンと前記亜鉛イオンとのppm比を有する、抗微生物剤。 - 前記コロナウイルスが、HCoV−HKU1、HCoV−OC43、SARS−CoV、MERS−CoV、およびSARS−CoV−2からなる群から選択される、請求項1に記載の抗微生物剤。
- 前記コロナウイルスが、SARS−CoV−2を含む、請求項2に記載の抗微生物剤。
- 前記微生物が、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、ノロウイルス、大腸菌、緑膿菌、サルモネラ、黄色ブドウ球菌、腸炎ビブリオ、カンピロバクターおよびカンジダをさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗微生物剤。
- 約100〜約2000ppmのL−システイン、約10〜約200ppmのL−アスコルビン酸、約10〜約200ppmのラウリル硫酸ナトリウム、および約20〜約100ppmのソルビン酸またはソルビン酸塩を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の抗微生物剤。
- 約2.5〜約4.0のpHを有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の抗微生物剤。
- 前記金属イオンは、約3:1〜約6:1の(III)価の鉄イオンとニッケルイオンとのppm比を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の抗微生物剤。
- 以下の成分を含む微生物に対する抗微生物剤であって、前記微生物がコロナウイルスを含む、抗微生物剤:
・(III)価の鉄イオン:約198ppm
・亜鉛イオン:約101ppm
・ニッケルイオン:約38ppm
・L−システイン:約1000ppm
・L−アスコルビン酸:約100ppm
・ソルビン酸カリウム:約50ppm
・ラウリル硫酸ナトリウム:約100ppm。
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