JP7183321B2 - 選択的にウイルスに影響を及ぼすかおよび/またはそれを死滅させるための装置、方法およびシステム - Google Patents
選択的にウイルスに影響を及ぼすかおよび/またはそれを死滅させるための装置、方法およびシステム Download PDFInfo
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Description
本出願は、その開示全体が参照によりその全体において本明細書に援用される、2015年6月3日出願の米国仮出願第62/170,203号に関連し、それからの優先権を主張する。本出願は、それらの開示全体が参照によりそれらの全体において本明細書に援用される、2011年3月7日出願の米国仮出願第61/450,038号、2012年3月7日出願の国際特許出願第PCT/US2012/027963号および、2013年9月9日出願の米国特許出願第14/021,631号にも関連する。
本開示の例示的な実施形態は、選択的にウイルスに影響を及ぼすかおよび/またはそれを死滅させることに関し、より具体的には、ヒト細胞を害することなく選択的にウイルスに影響を及ぼすかおよび/またはそれを死滅させるために紫外放射を用いることができる例示的な装置、方法およびシステムに関する。
例示的なエキシランプは、Institute of High Current Electronics(「IHCE」)において開発されたある例示的な概念を利用できる。(例えば、参考文献11を参照)。本開示の例示的な実施形態とともに利用できるさらなる例示的なエキシランプは、ドイツのHeraeus Nobelightから入手可能であろう。IHCEランプ、かかるランプの例示的な実施形態302を図3の線図に示し、これらのランプを小さくて、頑丈で、費用をおよそ1,000ドルにできて、様々な単一波長のUV放射を生成するように作製することができる。加えて、ランプ302の側面から放出される任意のUV放射をフィルタするために、フィルタ304を用いることができる。上記の考察に基づいて、本開示の例示的な実施形態は、例えば、約207nmのUV放射を生成できるクリプトン-臭素ランプ(例えば、エキシランプ)、または約222nmのUV放射を生成できるクリプトン-塩素臭素ランプ(例えば、図3を参照)を用いることができる。これらのランプの例示的なスペクトルを図4のグラフに示す。同図に示すように、スペクトル分布402をクリプトン-臭素ランプによって生成し、スペクトル分布404をクリプトン-塩素ランプによって生成した。加えて、本開示のさらなる例示的な実施形態によれば、不要な波長、または好ましい波長範囲外にありうる波長を除去するために、ある例示的な特徴(例えば、多層誘電体フィルタまたはケミカルフィルタのようなスペクトル・フィルタリング素子)を含めることができる。例えば、不要な波長をフィルタするために、ランプと照射表面との間に、例えば、バンドパスフィルタ、長波長ブロッキングフィルタなどの吸収および/または反射素子を設けることができる。1つの例示的な実施形態では、ランプが動作していることの指示を提供するために、吸収材料がUV放射を吸収するときに可視光をそれが放出するように吸収材料を蛍光性にすることができる。代わりに、または加えて、不要な波長を抑制するために他の気体をランプに追加することができる。例えば、クリプトン-臭素ランプにアルゴンを加えると228nmのUV放射の発生を抑制できる。
以下に記載するのは、本開示のある例示的な実施形態を実装するある例示的な実験である。例示的な実験は、例えば、例示的なフィルタありのエキシランプからのUV放射が正常ヒト細胞に害を与えない一方で細菌を効果的に死滅させることができるかどうかを調べた。
207nmUV放射のインビボ安全性を判定するために、SKH-1ヘアレスマウスおよびブタをこのUV波長の放射に曝露できて、様々な生物学的損傷エンドポイントを評価できる。陽性対照は、従来型254nm殺菌UVランプと同じ線量の曝露とすることができる。陰性対照は、UV放射の曝露を受けることができない。エンドポイントは、生理学的エンドポイント(例えば、皮膚の浮腫および紅斑)、表皮の免疫組織化学的および分子的エンドポイント、ならびに白内障形成とすることができる。
207nm放射(例えば、光)の効力は、手術中の創傷の連続的な曝露によってSSIを防止するためにそれを用いる目的により評価することができる。例えば、生きているMRSAを含んだ懸濁液をSKH-1ヘアレスマウスおよびブタの背側皮膚に塗布することができて、その後に創傷誘導および縫合が続く。創傷部位の1つのセットを外用抗生物質で処理することができ(例えば、陽性対照)、別のセットを処理しないままとすることができ(例えば、陰性対照)、第3のセットを207nm放射に曝露することができる。感染に関する創傷の段階的な点検を客観的な創傷評価基準を用いて実施できる。
遠UVC光(例えば、約190nm~約230nmの光、または約200nm~約230nmの光)は、従来型殺菌ランプと同じくらい効率的に細菌を死滅させるか、または別様に損傷することができる。(例えば、参考文献94を参照)。加えて、例えば、(例えば、約222nmの)KrClエキシランプ、または(例えば、約222nmの)レーザ光源によって、同じかまたは同様の範囲で放出されたUV放射は、同様に効果的にウイルスを死滅させるかおよび/または損傷することができる。
米国におけるすべてのクリーン手術のうちの約0.5%と約10%との間でSSIを生じる可能性があり、これは、毎年約275,000人の患者に相当する。(例えば、参考文献15~17を参照)。SSIを発症する患者は、SSIのない患者と比較して、ICUで時間を過ごす尤度がさらに約60%高く、再入院する尤度が5倍になりかねず、死亡率が非感染患者の2倍であり、病院滞在が平均してさらに7日長く(例えば、参考文献18を参照)、全医療費は、およそ2倍である。(例えば、参考文献19を参照)。米国においてSSIに原因が帰される年間死亡数は、約8,200と推定され(例えば、参考文献16を参照)、年間患者病院費は、約30億ドルと約100億ドルとの間にある。(例えば、参考文献20を参照)。
米国では、インフルエンザが約300万日の在院日数、および約100億ドルの医療費を生じ-発症する集団は、概して高齢者および非常に若い人々である。(例えば、参考文献29を参照)。インフルエンザは、急速に蔓延する可能性があり、ワクチンの開発を達成するために数カ月を要しうる。H5N1のようなインフルエンザの毒性株のパンデミックな蔓延についても重大な懸念がありうる。従って、インフルエンザの伝播を防止するための有効な方法論が緊急に必要とされうる。小さいエアロゾルを介してのインフルエンザの空気伝播は、唯一のルートではありえそうにないが、研究所(例えば、参照30および31を参照)および疫学的研究に基づいてそれを主要な個人間の伝播経路であると一般に見做すことができる。(例えば、参考文献32および33を参照)。
空中浮遊微生物の伝播が懸念となりえ、本例示的なシステム、方法およびコンピュータアクセス可能媒体を用いて効果的に対処する可能性を有する、多くの他のシナリオがありうる。1つの細菌例は、結核の伝播を最小限に抑えることができて、上部室UV殺菌照射の使用がこの点に関して著しい可能性を有することを示した(例えば、参考文献38を参照)が、先に考察した安全性の警告を伴った。ウイルスについては、定期航空便、病院および他の共同体の環境における本例示的なシステム、方法およびコンピュータアクセス可能媒体の使用がSARSのようなパンデミックを制限するのに役立ちうる。最近の潜在的な用途は、UVへの感受性が知られている、エボラ・ウイルスのような感染源に潜在的に曝露される医療従事者が用いる個人用保護具(「PPE:personal protective equipment」)の除去室における照明でありうる。(例えば、参照文献39を参照)。PPEの除去/脱ぐことが感染源に曝露される医療従事者の系統的保護における弱点となりうることが広く提言されてきた。(例えば、参照文献40を参照)。
エキシマランプ(例えば、エキシランプ)は、効率的なほぼ単一エネルギーのUV放射源(例えば、参考文献11を参照)であり、適切なガス混合物(例えば、例示的なケースではKr+Br)によってほぼ単一エネルギーの207nmのUV放射源を作り出すことができる。図10は、例示的なKrBrエキシランプから放出された測定スペクトルを示す。(例えば、参照文献1を参照)。しかしながら、エキシランプは、かなりのフルエンスのより高波長の光(例えば、図10に示すグラフを参照)を放出できて、これらの高波長は、より侵入しやすく、著しい生物学的損傷を生じる可能性がある。それゆえに、主要な波長放出を除くすべてを除去するために、カスタマイズされたバンドパスフィルタを用いることができる(例えば、図10の挿入グラフを参照)。フィルタありのエキシランプ、およびシャッタをユーザフレンドリーなスタンドをもつポータブルな装置へ組み込むことができる。本明細書に報告するすべての例示的な研究をこれらの例示的なフィルタありのエキシランプを用いて行った。典型的なジオメトリーは、約1mのランプ距離において約580mmの直径の円形フィールド内にパワー密度が約0.1mW/cm2の均一なパワー密度を生成できる。
ヒト皮膚AG1522線維芽細胞、およびMRSA細菌を用いて、インビトロで例示的な実験を行った。線維芽細胞およびMRSAの両方の表面上を遮蔽なしに照射した。従来型殺菌ランプ対例示的なフィルタありの207nmランプでセル生存を比較した。図11Aおよび図11Bのグラフに示すように、207nmUV曝露は、ヒト細胞において従来型殺菌ランプよりはるかに少ない細胞死滅をもたらした(例えば、図11A、曲線1105は、殺菌ランプのMRSA死滅を図示し、曲線1110は、殺菌ランプに対するヒト細胞死滅を図示する)。適切なフルエンスにおいて、207nmのUV放射は、従来型殺菌ランプとほとんど同じぐらい効率的にMRSAを死滅させる(例えば、図11B、曲線1115は、本例示的なシステム、方法およびコンピュータアクセス可能媒体に対するMRSA死滅を図示し、曲線1120は、例示的なシステム、方法およびコンピュータアクセス可能媒体に対するヒト細胞死滅を図示する)。例えば、同じレベルのMRSA死滅に対して、本例示的なシステム、方法およびコンピュータアクセス可能媒体は、従来型殺菌ランプと比較してヒト細胞では約1000分の1のより少ない死滅をもたらす。(例えば、参照文献1を参照)。
ヒト角質層、表皮および真皮を再現する完全な3Dヒト皮膚モデル(例えば、EpiDerm、MatTek Corp)を用いることによって例示的な表面上のインビボ安全性研究を拡張した。標準的な殺菌ランプからのUV放射および約207nmのUV波長を用いて皮膚モデルを上から照射した。UV曝露と関連付けられる一般的な前変異原性皮膚光産物(例えば、シクロブタン型ピリミジンダイマー(「CPD:cyclobutane pyrimidine dimer」)およびピリミジン-ピリミドン6-4光産物(例えば、6-4 PP))について免疫組織学的アッセイを行った。結果を図4のグラフに示す。標準的な殺菌UVランプを用いた結果とは対照的に、207nmのUV放射は、UV-関連皮膚癌と関連付けることができる光産物を何も生成しなかった。
SKH-1ヘアレスマウス角質層の典型的な厚さは、約5μmでありうる。(例えば、参考文献50を参照)。従って、この角質層は、約5~20μmの典型的な範囲の角質層厚を有する、ヒト皮膚に関する有用な保守的モデルでありうる。(例えば、参考文献9を参照)。
MRSAの適切な初期濃度を評価するために設計したブタ実験から予備的な結果が生じた。UV照射を伴わなかった例示的な実験では、MRSAを異なるMRSA濃度(例えば、105~107cfu/ml)で3匹のブタの適切な背側領域上に広げた。各濃度で12個の表面創傷を発生させて、90%の創傷感染率をもたらす最小MRSA濃度を見出すことを目標に動物を7日間観察した。感染源を確認するために7日目にすべての創傷から生検試料も採取して、系列希釈を用いてアッセイした。創傷感染数に基づいて、(例えば、11/12の創傷が感染する)初期MRSA濃度として107cfu/mlを選び、この濃度について、生検試料からの結果は、平均して1.5±1.0×106MRSA cfu/組織試料であった。細菌コロニーは、純粋なMRSAであるように見えた。
標準的なプラークアッセイを最適化して、UV曝露後のH1N1インフルエンザウイルスの生存率を測定するために用いた。ウイルスの表面上を照射した後に、例示的な生存率(「S」)結果を、207nmのUV放射曝露および従来型殺菌ランプ曝露の両方について、標準的な(例えば、参考文献29を参照)指数関数モデルS=exp(-Z)にフィッティングした、ここではUVフルエンスがありえ、Zは、いわゆる「感受性」パラメータとすることができる。従来型殺菌ランプのプラーク形成単位(「PFU:plaque forming unit」)データから、先に用いられた範囲のZ=0.32m2/Jの感受性パラメータ値を導出した。(例えば、参考文献29を参照)。207nmのデータから、H1N1インフルエンザウイルスを不活化するために207nmのUV放射が従来型殺菌ランプよりさらにいっそう効果的でありうることを示唆する、Z=0.42m2/Jの感受性パラメータ値を導出した。
図14中の画像に示す、ベンチトップ・エアロゾル曝露チャンバを設計し、構築した。エアロゾル発生モジュール1405は、飽和/乾燥空気および衝突-ネブライザー入力部を有し、液滴分散用の一連の内部バッフルを有する。エアロゾル発生チャンバ内の状態を温度および湿度計がモニタでき、その後にエアロゾルをUV曝露モジュールを通して流すことができて、UV曝露モジュールは、UV照射器側に300×275mmのシリカ石英窓1410を有し、向こう側にはUVC放射計によってUV放射照度をモニタするための石英ポートを有する。エアロゾルは、流速に依存する時間にわたってUVフィールド中に存在でき、その時間が次にはUV放射線量を決定できて、ランプを窓に近付けるか、または窓から遠ざけることによってその時間を調整することもできる。パーティクルサイザー(particle sizer)がUV照射体積中のエアロゾルのサイズ分布を測定できる。エアロゾルをアウトプット・ポートを通してサンプリング・モジュール1415中の2つのBioSamplerへ引き込むことができる。
図15に提供した例示的な画像に示すように、特別に設計したマウス照射ボックスの60mm(「W」)、125mm(「L」)および80mm(「H」)サイズの区画1510中にマウス1505を個々に配置できて、UV曝露の前(例えば、48時間の順化時間)、間、および後に水およびPurita Laboratory Chow5001の食餌を適宜与えながらマウス1505をそこに収容できる。マウス照射ボックス上の金属メッシュ最上部は、例示的な207nmのKrBrエキシランプから、または254nm殺菌ランプからのUV放射の透過を容易にすることができる。
例示的なブタモデルを、例えば、(i)sham曝露、(ii)50または150mJ/cm2のいずれかにおける207nm KrBrランプおよび、(iii)50または150mJ/cm2のいずれかにおける殺菌UVランプを含みうる、様々な曝露条件に曝露することができる。UV放射曝露時間は、約20分~1時間の範囲内とすることができる。ブタの背側表面領域は、複数の急性曝露条件にとって十分でありえ、複数組織試料を提供できるため、2匹のブタ、1匹は雄および1匹は雌を用いることができて、各動物にすべての曝露条件を送達できる。曝露中に各ブタを麻酔できて、各曝露条件を動物の所定の背側領域へ送達できる。マウス皮膚照射実験と比較するために、急性曝露後に、皮膚特性を記録できて、0、24、48および72時間においてバイオアッセイのために皮膚パンチによって組織試料を収集することができる。
皮膚特性アッセイ
例示的な生存アッセイは、皮膚特性に注目できる。(例えば、参考文献58および59を参照)。放射線療法患者におけるヒト皮膚紅斑を数量化するために現在用いられている例示的なコニカ-ミノルタ(Konica-Minolta)ハンドヘルド比色計(例えば、Chroma Meter CR-410T)を用いて照射前後の皮膚発赤の測定結果を比較することによって、皮膚紅斑を評価できる(例えば、参考文献60を参照)。皮膚経表皮水分喪失もServoMed Evaporimeter EP-2を用いて測定できる。ライブアッセイに用いたすべてのマウスを以下に記載する例示的なマウスの眼の研究のためにさらに9ヶ月間維持できる。
皮膚画像化、免疫組織化学的および分子的エンドポイントのために、屠殺したマウスおよび生きているブタから背側皮膚組織切片を採取した。例示的な皮膚画像化エンドポイントのためには、マウスおよびブタの皮膚パンチから組織切片アッセイを採取した。固定した皮膚の微視的特徴を調べるため、および皮膚層の厚さを測定するために、コロンビア大学のSkin Disease Research CenterのAdvanced Imaging Coreにおいて利用可能な先端的画像解析技術(例えば、Velocity、Metamorph)と併せて共焦点および多光子顕微鏡手法を用いた。1ヶ月の曝露については、曝露直後のマウスから採取した組織切片上で例示的な皮膚画像化エンドポイント・アッセイを適用した。例示的な1日(例えば、8h)の曝露期間については、UVB曝露後に最大水腫(maximal edema)について報告された時点、72時間においてマウスを屠殺した。(例えば、参考文献58を参照)。
眼の紫外照射を眼瞼および結膜異常、角膜病理および白内障を含む様々な眼疾患と関連付けることができる。(例えば、参考文献61~64を参照)。病理の重症度およびタイプは、線量およびUV波長の両方に関係しうる。病理は、UV放射の直接的な作用、例えば、変異原性につながるシクロブタン型ピリミジンダイマー形成(例えば、参考文献5、65および66を参照)から、または間接的にフリーラジアルを介した眼内液および亜細胞成分との光化学的相互作用によって生じうる。(例えば、参考文献67~69を参照)。
マウス研究およびブタ研究に同じかまたは同様の統計的分析を適用できるが、各マウスを1つだけの曝露条件に曝露できるのに対して、ブタ背側皮膚の複数の領域を異なる曝露条件にさらすことができるため、マウスより少ないブタの数を用いることができる。
生きているMRSAを含んだ懸濁液をSKH-1ヘアレスマウスおよびブタの背側皮膚に塗布し、その後に創傷誘導および縫合が続いた。創傷の1つのセットは外用抗生物質で処理し(例えば、陽性対照)、別のセットは処理せず(例えば、陰性対照)、第3のセットは、207nm放射に曝露した。客観的な創傷評価基準を用いて感染に関する創傷の段階的な点検を実施した。
所定のMRSA濃度において感染を予防する207nmUV放射の効力を決定することができる。SKH-1ヘアレスマウスをイソフルランで麻酔し、アルコールおよびポビドン-ヨード溶液による洗浄後に、背側皮膚上で20mm×20mmの領域をマーク付けした。マーク付けした領域に予め決定した濃度のMRSA溶液を塗布して、乾燥させた。マウスのサブセットを207nmランプに50mJ/cm2または150mJ/cm2の総フルエンスまで曝露し、残りのマウスは、陽性対照として役立てた。陰性対照として役立てるために、MRSAを接種しなかったが、ランプで処理したマウスを平行して処理した。各マウスの20mm×20mm領域内で皮膚および表皮を通して10mmの切開を作った。創傷クリップを用いて切開を閉じた。
ブタ皮膚は、皮膚科学および創傷調査の視点から優れたモデルを提供する。(例えば、参考文献56を参照)。ブタ皮膚がモフォロジー、細胞組成および免疫活性においてヒト皮膚と重要な類似性を有することを多数の形態学的、解剖学的、免疫組織化学的、皮膚科学的および薬理学的研究が実証してきた。(例えば、参考文献82および85を参照)。
1)ブタの背側皮膚を剪毛、清浄化および調製するステップと、
2)適切な濃度のMRSA細菌を含んだ溶液の皮膚上への外用と、
3)MRSAを有する皮膚を207nmUV放射、または陽性対照として、標準的な外用抗菌剤に曝露するステップと、
4)麻酔下で、ブタ皮膚上に一連の表面創傷を作り出すステップと、
5)創傷を閉じて、Dermabond液状皮膚接着剤で個々に覆うステップと、
6)観察期間にわたって感染について毎日創傷を視覚的にモニタするステップと
を含み、
7)個々の創傷が感染していると視覚的に判定できれば、Dermabondを除去できて、感染している創傷を培養棒で拭き取り、試料を培養するために標準的なチューブ状培地へ移し、その後、創傷にDermabondを再塗布できて、
8)観察期間の終了のときに、人道的な屠殺後に、細菌濃度を測定するためにすべての創傷を拭き取って生検を行った。
MRSA濃度は、例えば、107cfu/mlであった。207nmのUV放射に曝露する領域を画定するために各ブタを光学的にマスクした。各ブタが1回のみの207nmフルエンスを受けたが、個々の207nmフルエンスをすべてのブタに加え、約50~約150mJ/cm2の範囲に及んだ。陽性対照の創傷は、ポビドンヨード(例えば、ベタジン)、よくキャラクタライズされた殺菌剤(例えば、参考文献86および87を参照)を受け、陰性対照の創傷は、UV放射または外用抗菌剤のいずれも伴わなかった。
ブタごとに長さが60mmで、最短で25mmに隔てられた全部で12個の創傷を用いた。各ブタでは、4つの創傷が207nmUV照射領域内にあり、4つの創傷が外用抗菌剤を受け、4つの創傷が対照としての役割を果たした。創傷を吸収性縫合糸を用いて閉じ、次にDermabondによって個々に覆った。創傷を4-0バイオシンを用いて閉じた。
感染の徴候についてすべての創傷を毎日視覚的にモニタした。個々の創傷が感染していると視覚的に判定されば、Dermabondを除去して、感染している損傷を培養棒で拭き取り、培養のために試料を標準的なチューブ状培地へ移して、その後、創傷にDermabondを再塗布した。7日の観察期間の終了のときに、動物を人道的に屠殺して、細菌濃度を測定するためにすべての創傷の拭き取りおよび生検の両方を行った。
マウスおよびブタの両方の研究について同じ数の創傷(例えば、参考文献72を参照)を計画できるので、検定力の算出が両方に適用する。感染制御確率とUV線量との間の関係をモデリングするためにロジスティック回帰を用いた。(例えば、ゼロUV放射線量を受ける)24個の対照切開、低UV放射線量(例えば、50mJ/cm2)を伴う12個の切開、および高UV放射線量(例えば、150mJ/cm2)を伴う12個があった。80%検定力(例えば、β=0.2)および95%有意(2*α=0.05)の基準を用いると、これらの試料サイズは、ゼロUV線量における約10%の創傷制御確率から高UV線量における約99%の創傷制御確率まで及びうる線量応答を検出するために十分であった。
例示的な研究は、H1N1インフルエンザウイルス(例えば、A/PR/8/34 H1N1;ATCC VR-95,マナッサス,ヴァージニア州)の凍結懸濁物を利用した。ウイルス懸濁物を解凍し、1回使用分量に分割して再凍結し、必要になるまで-80℃で貯蔵した。UV照射前後のウイルス力価を測定するために、最適化したプラークアッセイを用いた。
最適化した、標準的なプラークアッセイ(例えば、参考文献91を参照)によってウイルス感染性を評価した。A型インフルエンザウイルス(例えば、H1N1;A/PR/8/34)のUV放射への曝露直後に、ウイルスの系列希釈液を用いてコンフルエントなMadin-Darbyイヌ腎臓上皮細胞(例えば、MDCK;ATCC CCL-34)を1.5時間インキュベートした。ウイルスを吸引し、細胞を2.0μg/mlの最終濃度までTPCK-トリプシンを含んだ培地(例えば、2xMEM/BSA)中の0.6%のアビセルでオーバーレイした(例えば、参考文献92を参照)。プレートを37℃で少なくとも3日間インキュベートした。ウイルス感染性をプラーク形成単位PFU/mlとして表現した。
インフルエンザ伝播の多くのモードがありうるが、エアロゾルを介してのインフルエンザウイルスの蔓延が主要ルート(例えば、参考文献93を参照)でありえ、呼気エアロゾルの大部分がサブミクロン・サイズの範囲内にある。(例えば、参考文献53を参照)。別の生理的過程が特定のサイズ分布モードをもつエアロゾルの要因でありうるが、直径がおよそ0.8μm未満の1つ以上のモードですべての活性に係る大多数の粒子を生成することができる。(例えば、参考文献54を参照)。
エアロゾル研究をBSL-2キャビネット中で例示的なベンチトップUVエアロゾル曝露チャンバを用いて行った。(例えば、図6を参照)。例示的なエアロゾル・チャンバを用いた例示的な予備的エアロゾル研究では、86.9%が0.3と0.5μmとの間、10.9%が0.5と0.7μmとの間、1.9%が0.7と1.0μmとの間ならびに0.3%が1μm超のサイズであった。これらのサイズ分布は、入力空気/エアロゾル比を変えることによって変化した。
チャンバ内の濃度が安定化したことを確実にするために、サンプリング前にネブライザーを約20分間作動させた。全チャンバ空気流を約15分間にわたってBiosamplerを通過させることによって試料を収集した。(i)207nm KrBrエキシランプがオン、(ii)254nm殺菌ランプがオン(例えば、陽性対照用)、および(iii)UV放射がオフ(例えば、陰性対照用)の試料からなる試料セットを収集した。UVC放射線量(例えば、約150mJ/cm2までの範囲)とRH(例えば、約25%、約50%および約75%)との組み合わせについて3つ組の試料セットを収集した。各サンプリング後に、BioSamplerをチャンバから取り出して、収集液の体積を測定し、感染性アッセイを行う前にウイルス収集液を最長3時間にわたって4℃で貯蔵した。BioSamplerを再使用する前に約10%のブリーチで汚染を除去して、約70%のエタノールで濯いで乾燥させた。
例えば、100μlのフェノールを含まないカルシウムおよびマグネシウム含有のハンクの平衡塩溶液(例えば、「HBSS++」)中のA型インフルエンザウイルス懸濁物(例えば、H1N1;A/PR/8/34)を30mmのペトリ皿上へ広げて、即座に(例えば、約222nmの)KrClランプによって、または254nmの従来型水銀殺菌ランプによって発生したUVC光のいずれかに曝露した。次に900μlのHBSS++を用いて曝露したウイルスの懸濁物を収集し、感染性アッセイのためにそれをコンフルエントなメイディン・ダービー・イヌ腎臓(「MDCK」)細胞上で系列希釈した。細胞をウイルスに約45分間感染させた。次に、細胞を洗浄して一晩インキュベートした。ウイルス感染性を評価するために蛍光フォーカス減少アッセイ(例えば、参考文献95を参照)を行った。蛍光フォーカスを示す細胞(例えば、蛍光フォーカス単位(「FFU:fluorescent focus unit」)の数を希釈係数、および算出した対照に対する試料当たりのFFUの比率に基づいて計算した。図17に示すように、例示的な結果は、A型インフルエンザウイルス(例えば、H1N1;A/PR/8/34)を死滅させるために、約222nmの波長を有する例示的なKrClエキシランプ(例えば、要素1705)が254nmにおける従来型殺菌UVランプ(例えば、要素1710)と同じくらい効果的でありうることを示す。従って、約222nmにおけるKrClエキシランプは、254nmにおける従来型殺菌UVランプと同じくらい効果的でありうる一方で、222nmにおけるKrClエキシランプは、従来型殺菌UVランプのようには周囲の細胞を損傷しない。
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Claims (31)
- 少なくとも1つの放射を発生させるための装置であって、前記装置は、
200nm~230nmの波長範囲の内側の1つ以上の波長を有する前記少なくとも1つの放射を発生させるように構成された放射源の第1の機器であって、エアロゾルを照射するように、さらに、前記エアロゾル中の少なくとも1つのウイルスを選択的に害するかまたは損傷するように構成された放射源の第1の機器と、
前記少なくとも1つの放射が、身体範囲の細胞に有害であり、そして前記波長範囲の外側にある、UVC波長範囲内の任意の波長を有することを防止するように構成された少なくとも1つのフィルタの第2の機器と、
を備える装置。 - 前記少なくとも1つの放射は、前記エアロゾル中の少なくとも1つの細菌に選択的に影響を及ぼすかまたはそれを破壊するようにさらに構成された、請求項1に記載の装置。
- 前記放射源は、エキシランプを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記エキシランプは、クリプトン-臭素ランプまたはクリプトン-塩素ランプのうちの少なくとも1つを含む、請求項3に記載の装置。
- 前記放射源の第1の機器は、単一波長を有する前記少なくとも1つの放射を発生させるようにさらに構成され、前記少なくとも1つの第2の機器は、前記少なくとも1つの放射が前記単一波長以外の前記UVC波長範囲内の任意の波長を有することを防止するようにさらに構成された、請求項1に記載の装置。
- 前記単一波長は、207nmである、請求項5に記載の装置。
- 前記単一波長は、222nmである、請求項5に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの第2の機器は、ケミカルフィルタまたは誘電体のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記1つ以上の波長は、207nm~222nmの範囲を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記1つ以上の波長は、(i)200~204nm、(ii)205~209nm、(iii)210~214nm、(iv)215~218nm、(v)219nm~223nm、または(vi)224~230nmの範囲を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記単一波長は、(i)201nm、(ii)202nm、(iii)203nm、(iv)204nm、(v)205nm、(vi)206nm、(vii)208nm、(viii)209nm、(ix)210nm、(x)211nm、(xi)212nm、(xii)213nm、または(xiii)214nmのうちの少なくとも1つである、請求項5に記載の装置。
- 前記単一波長は、(i)215nm、(ii)216nm、(iii)217nm、(iv)218nm、(v)219nm、(vi)220nm、(vii)221nm、(viii)223nm、(ix)224nm、(x)225nm、(xi)226nm、(xii)227nm、(xiii)228nm、(xiv)229nm、または(xv)230nmのうちの少なくとも1つである、請求項5に記載の装置。
- 前記ウイルスは、Z=0.42m2/Jの感受性パラメータを有する、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つのウイルスを選択的に死滅させるかまたはそれに影響を及ぼすための方法であって、前記方法は、
エアロゾルを照射するように、そして前記エアロゾル中のうちの少なくとも1つにおいて前記少なくとも1つのウイルスを選択的に害するかまたは損傷するように構成された200nm~230nmの波長範囲の内側の1つ以上の波長を有する少なくとも1つの放射を提供するステップと、
前記少なくとも1つの放射が、身体範囲の細胞に有害であり、そして前記波長範囲の外側にある、UVC波長範囲内の任意の波長を有することの実質的な防止をもたらすステップと、
を含む方法。 - 前記少なくとも1つの放射は、前記エアロゾル中の少なくとも1つの細菌に選択的に影響を及ぼすかまたはそれを破壊するようにさらに構成された、請求項14に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの放射は、エキシランプによって向けられる、請求項14に記載の方法。
- 前記エキシランプは、クリプトン-臭素ランプまたはクリプトン-塩素ランプのうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載の方法。
- 単一波長を有する前記少なくとも1つの放射が提供され、前記防止は、前記少なくとも1つの放射が前記単一波長以外の前記UVC波長範囲内の任意の波長を有することを防止する、請求項14に記載の方法。
- 前記単一波長は、207nmである、請求項18に記載の方法。
- 前記単一波長は、222nmである、請求項18に記載の方法。
- 前記もたらす手順は、ケミカルフィルタまたは誘電体のうちの少なくとも1つを利用するステップを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記ウイルスは、Z=0.42m2/Jの感受性パラメータを有する、請求項14に記載の方法。
- 200nm~230nmの波長範囲の内側にある少なくとも1つの波長を有する少なくとも1つの放射を用いて、少なくとも1つの細菌または少なくとも1つのウイルスを有するエアロゾルを照射するステップと、
前記少なくとも1つの放射が前記波長範囲の外側にある、UVC波長範囲内の任意の波長を有することの実質的な防止をもたらすステップと、
を含む方法。 - 単一波長を有する前記少なくとも1つの放射が提供され、前記防止は、前記少なくとも1つの放射が前記単一波長以外の前記UVC波長範囲内の任意の波長を有することを防止する、請求項23に記載の方法。
- 前記単一波長は、207nmである、請求項24に記載の方法。
- 前記単一波長は、222nmである、請求項24に記載の方法。
- 前記エアロゾル中の少なくとも1つの細菌または少なくとも1つのウイルスに選択的に影響を及ぼすか、またはそれを破壊するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 前記照射手順は、エキシランプによって行われる、請求項23に記載の方法。
- 前記エキシランプは、クリプトン-臭素ランプまたはクリプトン-塩素ランプのうちの少なくとも1つを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記もたらす手順は、ケミカルフィルタまたは誘電体のうちの少なくとも1つを利用するステップを含む、請求項23に記載の方法。
- 前記ウイルスは、Z=0.42m2/Jの感受性パラメータを有する、請求項23に記載の方法。
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