JPH0550294B2

JPH0550294B2 -

Info

Publication number: JPH0550294B2
Application number: JP60205446A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Matsunaga
Original assignee: Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 1985-09-19
Filing date: 1985-09-19
Publication date: 1993-07-28
Also published as: JPS6266861A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、光滅菌作用のある光半導体微粒子を
基材に固定化し、充填材として装備した滅菌リア
クターに関する。

一般に、細菌類、微細藻類、血球、動植物細胞
等の各種細胞を死滅させる場合は、殺菌剤を利用
したり熱を加えることにより行なわれていた。

しかし、食品や医薬品及び各種動植物において
は、材料の変性や副作用等が問題となりいずれの
方法も不都合が生じる場合が多多あつた。特に飲
料水等の水や食品の滅菌や農作物の成長を阻害す
る藻類の殺藻及び腫瘍細胞の殺細胞等においては
有効な方法が無く、簡易で著効を有する滅菌装置
の開発が強く望まれていた。

本発明者は、先に特願昭59−196903号で光照射
により、導体非担持光半導体に生起した電圧を利
用する各種細胞の殺細胞方法を提案した。これ
は、殺菌剤や熱を一切使用せず従つて材料の変性
や副作用が発生することなく殺細胞することがで
き、また導体非担持光半導体を使用したため、金
属イオンの溶出の恐れも無く、廉価で確実な殺細
胞を可能とするものである。しかし、現在のとこ
ろ、最も活性のある光半導体微粒子の粒径は0.2μ
ｍ以下といわれており、一般に微生物の直径は数
μｍであることを考えると、光半導体微粒子と被
処理液体との分離を容易に達成することが先願発
明を食品、薬品等へ適用するに当り解決されるべ
き実用上重要な技術的課題として提起されてい
た。

上記に鑑み、本発明者らは鋭意研究の結果、光
半導体微粒子を基材に固定することにより、分極
された半導体の一方の極が被覆されるにも拘わら
ず効果的な滅菌及び前記分離が併せ達成されるこ
とを知見し、本発明に到達したものである。

以下、本発明の構成、作用・効果等につき、よ
り詳細に分説する。

滅菌（殺細胞）対象細菌類、放射菌、カビ類、微細藻類、酵母類等
の各種微生物、赤血球、白血球、腫瘍細胞及び培
養動植物細胞等々の各種動植物細胞など、殆ど全
ての微細生物細胞が対象となり得る。従つて、本
明細書において「細胞」とは、動植物細胞だけで
なく、微生物も含む。

光半導体材半導体材は、全てデンバー効果を有するが、光
起電力は電子−正孔移動度比の対数に比例し、こ
れが１のときには光起電力は“零”となる。従つ
て実際の使用においては電子−正孔移動度比の比
較的大きなTiO₂、RuO₂、Cs₃Sb、InAs、InSb及
びGaAs等が適応半導体材として挙げられる。従
つて、本発明の光半導体微粒子とはTiO₂、
RuO₂、Cs₃Sb、InAs、InSb、G₃Asなどの微粒子
である。

基材光半導体微粒子をその表面に保持し得る光透過
性物質、例えばニトロセルロース、ガラス、ポリ
塩化ビニル、プラスチツク、ナイロン、メタクリ
ル樹脂、ポリプロピレン等はすべてこの基材とな
り得る。特に、基材として光透過性を有するもの
を使用した場合は、光利用率が高まりより好まし
いものとなる。

又、この基材の大きさ、形状（フイルム状、ビ
ーズ、ボード、繊維状等）は滅菌装置の使用対象
にあわせて、適宜選択使用し得る。

次に添付図面を参照して本発明滅菌リアクター
の構造等につき説明すれば、下記の通りである。
すなわち第１図は、本発明リアクターの１例を示
す模式断面図であり、図中、ガラス管１内には光
半導体微粒子を担持した基材２が配置され、同部
分には外部からガラス管１を介して光照射される
構成であり、ガラス管１の両端は貯液槽３に連な
り、装置全体として循環系をなす。被処理水はペ
リスタポンプ４によつて管内を循環し、基材２を
通過する際光半導体微粒子により滅菌処理され
る。

図示例は装置本体部分に透明ガラス材を用いた
例であるが、同部分に光非透過性材料、例えば、
プラスチツク材、セメント材、金属材等々を使用
し、装置内に光源を内装するようにしてもよい。
光源としては、キセノンランプ、メタルハライド
ランプ、蛍光灯等が好適に使用され得るが、光フ
アイバーを用いて、太陽光等の外部光源より光線
を装置内に導入することも可能である。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例１ニトロセルロース0.1ｇをアセトンに溶解させ
て作つた半乾燥膜（14cm²）の表面にTiO₂微粒子
粉末（日本アエロジル社Ｐ−25）40mgを付着さ
せ、TiO₂固定膜を調製した。E.Coliの培養液を、
菌濃度2.2×10⁶cells／mlとした菌体懸濁液3.5mlに
このTiO₂固定膜（21mg／７cm²）を挿入、キセノ
ンランプ（1.2×10⁴μE／m²sec）で光照射を行な
つた。その結果、60分で50％、180分で100％の殺
菌が観察された。実験結果は第２図に要約して示
した。図中、縦軸は１ml当りの生菌数、横軸は光
照射時間である。

実施例２〜４及び比較例実施例と同様に調製した固定膜を、スパイラ
ル状に巻いたもの２を管内に挿入し、ガラス管
１、貯液槽３、ペリスタポンプ（アトー社 SJ
−1211）４からなる、第１図に示す滅菌リアクタ
ーを構成した。以下この装置を用いた実施例であ
る。

Ｅ・coliの培養液を菌濃度1.0×10³cells／mlと
した菌体懸濁液50mlを、TiO₂固定膜４枚
（TiO₂160mg）を組み込んだ上記滅菌リアクター
を用い滅菌した。このとき、流速は300ml／ｈと
し、光源はキセノンランプ（光強度1.2×10⁴μE／
m²・sec）を用いた。その結果180分で10％、300
分で30％の殺菌が観察された。結果は第３図に要
約して示し、図中、縦軸は１ml当りの生菌数、横
軸は光照射時間である（実施例２）。

次に、TiO₂固定膜を８枚（TiO₂320mg）に増
量し、流速を150ml／ｈとし、その他同一条件で
実験を行なつた。その結果、殺菌率は60分で70
％、180で90％と向上した（実施例３）。さらに
TiO₂固定膜を12枚（TiO₂480mg）に増量すると、
60分で95％、300分で100％の殺菌が可能であつた
（実施例４）。結果は第４図に要約して示し、図
中、縦軸は１ml当りの生菌数、横軸は光照射時間
である。上記いずれの場合も、TiO₂固定膜を使
用しない対照実験では、生菌数の減少は認められ
なかつた（比較例）。

又、光半導体微粒子の固定膜は、再利用が可能
すなわち、長期使用に耐え得ることが確かめられ
た。

発明の効果以上詳述の通り、本発明は、殺菌剤や熱を一切
必要としない極めて有用な滅菌リアクターを提案
するものであり、光半導体微粒子を固定したこと
により、食品、水等被処理物と微粒子との分離を
極めて容易に達成し得るものであり、さらに半導
体固定膜は再利用が可能なため、装置のランニン
グコスト等の面でも著しく廉価となし得る等、著
効を有するものと言い得る。

【図面の簡単な説明】

添付第１図は、本発明滅菌リアクターの１例を
示す模式断面図であり、同第２乃至４図は、本発
明実験例説明図である。又、第１図において、１……ガラス管、２……光半導体微粒子担持光
透過性基材、３……貯液槽及び、４……ペリスタ
ポンプである。

Claims

【特許請求の範囲】

１光半導体微粒子を基材表面に固定化して成る
光滅菌性充填材を有することを特徴とする滅菌リ
アクター。