消毒方法和消毒装置的制作方法

专利名称：消毒方法和消毒装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及消毒(殺菌)方法和消毒装置。
背景技术：
以往在消毒方法的领域中，自古以来就已知涂布药物等消毒剂的方法，即使是现在实用化的方法也较多。此外，特开平7-108056号公报(专利文献1)中提出了通过具有强力的消毒力的臭氧进行手指的消毒的技术，特开昭62-119885号公报(专利文献2)中提出了通过照射远红外线，加热物质本身杀灭附着于表面的细菌的技术。进一步地，通过紫外线照射直接作用于细菌的核酸，由此带来损伤，使细菌失活，阻碍其增殖的方法也被实用化(例如，参照特开平9-225458号公报(专利文献3))。
专利文献1特开平7-108056号公报专利文献2特开昭62-119885号公报专利文献3特开平9-225458号公报发明内容但是，在上述以往的消毒方法中，对于使用消毒剂的方法，现在所使用的消毒药，不能对于全部细菌或病毒广泛、完全地发挥消毒效果，其消毒效果的表现，对于各种药物必需特有的浓度和暴露时间。此外，存在因药物的种类而引起皮肤过敏、或消毒气味导致生理不适等问题(参照专利文献1)。
此外，专利文献1中记载的消毒方法中所使用的臭氧，虽然作为具有强消毒力的物质已知，但是由于其较长的寿命，臭氧不仅留在目的消毒患病部，而且漂浮、蓄积于周围，所以若误吸收高浓度的臭氧则有可能出现毒性，从而成为问题。
此外，利用专利文献3中记载的通过照射紫外线的方法时，已知若对因紫外线失活的微生物照射可见光线或近紫外线，则如所谓的光复活现象那样，损伤部位被光复活酶修复，微生物的机能恢复。因此，为了得到目标的消毒效果，必须照射预见光复活的量的紫外线(参照专利文献3)。此外，紫外线由于直接作用于核酸，由人体核酸的损伤，有可能引起致癌作用。进一步地，如专利文献2所述，即使使用红外线时，虽然对于能够高温加热的物质是有效的，但是由于在人体皮肤等上产生烫伤而不能使用。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供能够对于全部微生物或病毒发挥效果且对于作为消毒对象的生物体安全的新型消毒方法和消毒装置。
本发明的消毒方法，其特征在于，释放对微生物或病毒具有反应性的粒子，在不破坏微生物或病毒所具有的核酸的条件下，使微生物或病毒所具有的蛋白质成为片断。
此外，本发明的消毒方法，其特征在于，在动物的损伤患部或粘膜部释放具有反应性的粒子，在不破坏存在于上述患部或粘膜部的微生物或病毒所具有的核酸的条件下，使微生物或病毒所具有的蛋白质成为片断。
其中，优选在不破坏存在于上述患部或粘膜部的上述动物细胞的核酸的条件下，使蛋白质成为片断。
此外，在上述任意一种本发明的消毒方法中，上述蛋白质的片断化优选使蛋白质发生选自氧化、还原、水解和加成反应中的任意一种反应。
此外，本发明的消毒方法中，优选上述具有反应性的粒子在空气中自然消亡。
上述具有反应性的粒子，优选为选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种。
此外，本发明提供消毒装置，该消毒装置是通过释放包含具有不破坏核酸而使蛋白质成为片断的反应性的粒子的空气，对释放对象中的微生物或病毒进行消毒的装置。
其中，上述释放对象优选为动物的损伤患部或粘膜部，上述动物特别优选为人。
本发明的消毒装置中，优选上述具有反应性的粒子具有使蛋白质发生选自氧化、还原、水解和加成反应中的任意一种反应的性质。
上述具有反应性的粒子优选在空气中自然消亡。
此外，上述具有反应性的粒子优选为选自等离子体、离子和自由基的中至少任意一种。
本发明的消毒装置优选包含具有用于吹送包含具有反应性的粒子的空气的风洞，将具有反应性的粒子释放到释放对象上的释放装置；和利用产生包含上述具有反应性的粒子的空气的所述风洞对上述送风的风速进行控制的控制装置。
此外，优选进一步具有用于往包含上述具有反应性的粒子的空气中添加液体微粒的装置。
优选本发明消毒装置中的上述控制装置根据用检测释放对象区域的传感器检测的信息，对吹送包含具有反应性的粒子的空气的风速进行控制。
本发明消毒装置中的上述风洞优选在其顶端具有弹性部件。
进一步地，本发明消毒装置中的上述控制装置优选具有用于对从风洞吹送包含具有反应性的粒子的空气的时间进行控制的定时器。
通过本发明的消毒方法和装置，可以有效且安全地对微生物或病毒进行消毒。此外，通过本发明的消毒装置，由于可以不损伤核酸而有效且安全地对动物的损伤患部或粘膜部进行消毒，即使适用于人体也无需担心致癌等，不仅可以应用于治疗领域，还可以极大地有助于防止院内感染。


是表示本发明一个优选例子的消毒装置1的示意图。
是简略地表示适用于本发明消毒装置的放电装置31的图。
是表示评价试验中所使用的消毒装置61的示意图。
是表示实验例1的结果的图。
是表示对于实验例2的产黄青霉(Penicillium chrysogenum)的结果的图。
是表示对于实验例2的纸状葡萄穗霉(Stachybotryschartarum)的结果的图。
是表示对于实验例2的杂色曲霉(Asperigillus versicolor)的结果的图。
是表示对于实验例2的沙门氏柏干酪青霉(Penicilliumcamambertii)的结果的图。
是表示对于实验例2的腊叶枝孢(Cladosporium herbarum)的结果的图。
是表示对于实验例3的杂色曲霉和腊叶枝孢的结果的照片。
是表示实验例4的结果的照片。
是表示实验例5的结果的照片。
是表示对于实验例6的病臭肠球菌(Enterococcusmalodoratus)的结果的图。
是表示对于实验例6的产色葡萄球菌(Staphylococcuschromogenes)的结果的图。
是表示对于实验例6的玫瑰色微球菌(Micrococcus roseus)的结果的图。
是表示对于实验例6的黄色八叠球菌(Sarcina flava)的结果的图。
符号说明1消毒装置、2放电装置、3释放装置、4筐体、4a筐体的开口、6电压计、7控制装置、8液体添加装置、9槽、10释放对象、13定时器、22电介体、23放电电极、24对置电极、25电源。
具体实施例方式
本发明消毒方法的特征在于，释放含有对微生物或病毒具有反应性的粒子的空气，在不破坏微生物或病毒所具有的核酸的条件下，使微生物或病毒所具有的蛋白质变成片断。本发明中，“使蛋白质变成片断”是指通过切断蛋白质内的分子键在结构上进行分离、分解，也包括伴随着化学修饰的分解。通过使蛋白质变成片断，原来的蛋白质的分子量变化，失去固有的物性和功能。由此，含有该蛋白质的微生物或病毒有可能减少，氨基酸等有可能产生等。而且，本发明的消毒方法中，上述蛋白质的片断化是在不破坏核酸的条件下进行的。其中，核酸指的是DNA或RNA，包含单链、双链的任意一种。
本发明的消毒方法中，通过破坏细胞膜的蛋白质，引起细胞膜的功能障碍，细胞或霉菌等微生物、病毒的增殖能力丧失或降低。而且，通过同时采用不破坏核酸的条件，无核酸的突变，细菌或霉菌等微生物、病毒的新型毒性的表达；过敏性的表达；或获得对具有消毒作用的物质的耐性等的可能性降低。换而言之，能够使由于产生具有新性质的生物而导致生物危害的危险性的可能性较低。
根据本发明的消毒方法，与以往的使用消毒剂的方法不同，消毒效果不会受消毒药特有的浓度或暴露时间左右，可以对广范围的微生物或病毒稳定地发挥消毒效果，并且不会产生皮肤过敏等不良问题。此外，与以往使用臭氧的方法相比，不会在周围蓄积出现毒性。进一步地，根据本发明的消毒方法，与通过照射紫外线的方法不同，如后所述，未见失活后的微生物的光复活现象，此外，由于对核酸无影响，无需担心对人体的致癌作用。进一步地，与通过照射红外线的方法不同，不会在人体皮肤上产生烫伤。
此外，本发明的消毒方法也可以合适地用于动物的损伤患部或粘膜部的消毒。即，本发明还提供消毒方法，其特征在于，在动物的损伤患部或粘膜部释放具有反应性的粒子，在不破坏存在于上述患部或粘膜部的微生物或病毒所具有的核酸的条件下，使微生物或病毒所具有的蛋白质变成片断。本发明的消毒方法中，作为适用对象的动物，可以为人或人之外的动物。作为适用对象的人之外的动物，可以举出例如，狗、牛、猫、猪、猴、兔、大鼠、鸟等。此外，作为上述消毒对象，可以举出例如，眼、口等的粘膜；手脚、躯干、脸等的损伤部；或上述部位的疾病产生部位等。
本发明的消毒方法，优选在不破坏存在于上述患部或粘膜部的上述动物细胞的核酸的条件下使蛋白质变为片断。如上所述，本发明的消毒方法中，通过选择不破坏微生物或病毒所具有的核酸的条件，存在于释放具有反应性的粒子的区域的动物的核酸很可能不会也同样地受到影响，可以抑制上述动物细胞的突变、或致癌的危险性。
本发明消毒方法中的具有反应性的粒子是指原子或分子形成物理上或化学上的高能量状态的粒子。作为具有该反应性的粒子的产生方法，可以应用通过电场的电子激发、或通过电场等加速的带电粒子等碰撞的方法；提供光激发、运动能量的方法等。上述具有反应性的粒子是指具有下述性质的粒子，所述性质为由于具有能够使外部的有机化学物质发生化学反应的特征，可以对蛋白质直接或间接地施加氧化、还原、水解、加成反应等作用，使蛋白质断裂即分解，表现出改变作为蛋白质的功能的效果。具有反应性的粒子具体可以举出等离子体、离子、自由基、氮氧化物(NO、NOx)、硫氧化物(SOx)、烃类、氢的氧化物(H2O2、HO2)，进一步可以举出，加速的电子、加速的质子、原子态氢、由放射能释放的高能量原子或分子等，其中，优选为含有选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种具有反应性的粒子的空气，特别优选为含有正离子和负离子作为反应性粒子的空气。上述具有反应性的粒子的生成方法中，有可能产生臭氧作为副产物。臭氧虽然由于寿命长，具有残留性，优选其浓度尽可能低，但是若为在周边对人体等无影响的量，则可以含有微量。
上述选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种具有反应性的粒子，例如，可以通过电激发生成，由于是寿命较短的粒子，迅速地使作为释放对象的微生物或病毒中所含有的蛋白质变为片断，进一步地由于在短时间内消亡，给释放对象提供较强的效果的同时，可以使对释放对象之外的影响较小。因此，即使在包含具有反应性的粒子的空气漏出到释放对象的外部等环境下，也无需考虑对外部的影响。
作为正离子和/或负离子，可以举出H3O+(H2O)n(n为0或自然数)和/或O2-(H2O)m(m为0或自然数)，优选以它们为主体构成。这是因为，由于可以由大气中的氧气或水分等产生，环境负荷较低，此外它们两者反应容易产生过氧化氢H2O2、二氧化氢O2H、羟基自由基·OH等活性更强的活性种。
例如，在放电电极表面，通过由蠕缓放电产生的等离子体，空气中的氧(O2)和水(H2O)等分子接受能量，转换为具有反应性的粒子。此外，正负两种离子(正負両イオン)主要是通过离子发生元件的放电现象产生的，通常，通过交替施加正负电压，可以同时产生正负两种离子并将其释放于空气中。但是，本发明的消毒方法中所使用的正负两种离子的产生方法并不限于此，也可以仅施加正负任意一种电压，首先仅产生正负任意一种离子后，接着施加相反的电压，产生具有与已经输出的离子相反的电荷的离子。这些正负两种离子的产生所必需的外加电压虽然因电极的结构不同而不同，但是可以为3.0kV～5.5kV，优选为3.2kV～5.5kV。
以存在于放电元件的表面的氧分子和/或水分子为原料，通过放电现象产生的正负两种离子的组成主要如下所述通过等离子体放电，空气中的水分子电离产生氢离子H+作为正离子，该H+利用溶剂和能量，通过与空气中的水分子成簇形成H3O+(H2O)n(n为0或自然数)。另一方面，通过等离子体放电，空气中的氧分子或水分子电离产生氧离子O2-作为负离子，该氧离子O2-利用溶剂和能量，通过与空气中的水分子成簇形成O2-(H2O)m(m为0或自然数)。
而且，释放到空间的这些正负两种离子包围细菌等，在菌的表面上正负两种离子通过下述化学反应，产生氧化能力较强的羟基自由基·OH。该羟基自由基破坏菌等的细胞膜，使其增殖能力丧失，由此可以有效地进行消毒。
H3O++O2-→·OH+H2O2(1)H3O++O2-→HO2+H2O(2)对于正负两种离子的浓度，在发挥效果的对象区域内，作为该正负两种离子的总数，为50个/m3～500万个/m3，优选为500个/m3～50万个/m3，进一步优选为5000个/m3～5万个/m3。若小于50个/m3时，有可能不能得到充分的消毒效果，相反，超过500万个/m3时，作为副产物的臭氧的浓度增大，进一步有可能超过根据设计条件一般为安全的基准，若考虑到后述的消毒装置的稳定性等，则只要不是特别必要的就适当回避。此处作为离子数的定义，是以小离子为对象计数而得到的，空气中的临界迁移率为1cm2/V·秒。
对于空气是否含有该反应性的粒子，可以通过气体质量分析检查、气体浓度检查、变色检查、臭气检查、发光检查、发音检查等检测气体组成来确认。对于气体质量分析检查，可以利用以往公知的质量分析装置，对于气体浓度检查，可以利用气相色谱或离子计数器进行测定。此外，对于变色检查或臭气检查，除了可以实施目视判定或嗅觉检查等感官性检查之外，还可以利用色差计或气味传感器等。此外，对于发光检查或发音检查，除了可以实施目视判定或听觉检查等感官性试验之外，还可以利用吸光光度计、分光器、光传感器、照度计、扩音器等。
本发明消毒方法中所使用的具有反应性的粒子，其寿命(即，粒子数相对于时间成对数减少，将减少至自然对数分之一的时间定义为寿命)例如为0.1μ秒～3000秒，优选自然消亡。优选为1μ秒～300秒的寿命。这是由于，若具有反应性的粒子的寿命短于0.1μ秒，则送风中粒子骤减，不能使粒子充分到达微生物或病毒中的蛋白质，此外，若寿命超过3000秒，则粒子不消亡而不能抑制浓度增大，有可能不能保持性能的稳定性。其中，上述具有反应性的粒子的寿命，是指产生该粒子后粒子数相对于时间成对数减少，减少至自然对数分之一(自然对数分の1)的时间，例如，在离子计数器与作为离子发生器的后述的放电装置之间配置风洞，进一步通恒定流量的空气测定离子浓度的方法中，可以通过变更为多种风洞长度，比较离子数来测定。
通过使用含有寿命例如为0.1μ秒～3000秒的具有反应性的粒子的空气，与蛋白质的反应快速进行，可以得到规定的稳定效果，此外，不会在空间中蓄积，可以在目的部位释放稳定量的气体。对于选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种反应性粒子，其在空间中的寿命较短，可以在公知的条件下进行适当调整以满足上述范围的寿命。进一步地，选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种具有反应性的粒子，其在空间中的寿命较短，与固体接触时的寿命也较短。因此，与微生物或病毒相接触时，虽然破坏蛋白质，但是不破坏核酸。因此，由于不产生基因的变化，即使适用于动物的损伤患部或粘膜部的微生物或病毒，即使适用于该动物，也无需担心致癌作用等。
图1是表示本发明一个优选例子的消毒装置1的示意图。本发明提供通过释放含有具有不会破坏核酸而使蛋白质变为片断的反应性的粒子的空气，对释放对象中的微生物或病毒进行消毒的装置(消毒装置)1。本发明中，上述释放对象优选为动物的损伤患部或粘膜部，特别优选为人的损伤患部或粘膜部。对于本发明的消毒方法，如上所述，不言而喻地，除人以外的诸如狗、牛、猫、猪、猴、兔、大鼠、鸟等动物的损伤的患部或粘膜部也可以作为适用对象。根据本发明的消毒装置，由于可以不损伤核酸而有效且安全地对动物的损伤患部或粘膜部进行消毒，即使适用于人体也无需担心致癌等，不仅可以应用于治疗领域，还可以极大地有助于防止院内感染。
本发明的消毒装置中，具有反应性的粒子在本发明的消毒方法中如上所述优选具有产生选自氧化、还原、水解和加成反应的任意一种反应的性质。进一步地，如上所述，该反应性的粒子优选具有自然消亡的性质，其寿命更优选为0.1μ秒～3000秒。通过该结构，从人体部漏出的粒子不会蓄积而消亡，不在不必要的部位进行蛋白质的破坏，对人体无不良影响。此外，上述具有反应性的粒子，优选为选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种。本发明的消毒装置优选为，上述选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种到达人体的表面通过化学反应产生羟基自由基，通过该羟基自由基，可以对存在于患部或粘膜部的微生物或病毒进行消毒的消毒装置。
本发明的消毒装置基本上具有产生包含具有反应性的粒子的空气的放电装置2、将由放电装置2产生的具有反应性的粒子释放到释放对象的释放装置3。作为本发明的消毒装置中的放电装置2，为了产生上述包含具有反应性的粒子的空气，可以适当使用迄今广泛使用的放电装置，不特别限定。可以举出例如，利用蠕缓放电元件、电晕放电元件、等离子体放电元件等各种放电元件；或释放紫外线、电子射线的元件的装置。对放电装置中的电极的形状或材质不特别限定，可以选择以往公知的适当的形状或材质。
图2是简略表示适合用于本发明消毒装置1的放电装置2的图。图2中，说明了使用蠕缓放电装置作为放电装置2的例子。图2所示例子的放电装置2，例如，基本上具有截面方形的电介体22、在电介体22的一个表面上形成网眼状的放电电极23、埋入电介体22的对置电极24、电源25。作为电介体22，例如，可以合适地使用由氧化铝形成的大小约为1cm×3cm的电介体。放电装置2中，所形成的放电电极23和对置电极24具有适当的间隔(例如0.2mm)。作为电源25，可以使用高压脉冲电源，其与放电电极23和对置电极24电连接。此外，如图1所示，在放电装置2上电连接电压计6。
使用如图2所示的蠕缓放电元件时，在某瞬间产生正离子或产生负离子是由施加于放电元件的电极的电压是正或负决定的。即，若在电极上施加负电压，则由于电极带负电，存在于空气中的水蒸气带电成为负离子。因此，空气中含有大量的负离子。相反地，若在电极上施加正电压，则存在于空气中的水蒸气带电成为正离子。因此，空气中含有大量的正离子。具体地说，由上述高压脉冲电源产生含有正和负的高压脉冲电压(频率60Hz、峰值电压约2kV)，施加于上述电极之间。此外，通过使施加于电极的电压为交流电压，可以交替产生正离子和负离子。
作为本发明消毒装置中的释放装置3，只要是可以使由上述放电装置2产生的包含具有反应性的粒子的空气流动以能够释放到释放对象10的释放装置，则不特别限定。例如，可以合适地使用如图1所示，含有电动机和安装于该电动机的轴上的风扇，具有通过驱动电动机使风扇旋转进行送风等组件的释放装置。
此外，本发明的消毒装置，在其内部空间容纳有上述放电装置2和释放装置3，具有在一侧开口的筐体4。在筐体4内，释放装置3被配置成与上述筐体4的开口4a对置，能够通过开口4a向筐体4外送出空气。根据具有该结构的本发明的消毒装置1，由释放装置3送出的空气在放电装置2中被加工成包含具有反应性的粒子的空气，以图1中空心箭头所示的方向送出，使空气中所含有的反应性的粒子与配置于筐体4的开口4a一侧的释放对象10碰撞。由此，可以快速地对释放对象10中的微生物或病毒进行消毒；或使上述微生物、病毒的增殖能力丧失。图1中，举出人的手指11的损伤患部作为释放对象10。
本发明的消毒装置1优选具有控制装置7，该控制装置7具有用于吹送通过上述释放装置3产生的包含具有反应性的粒子的空气的风洞，利用该风洞对上述送风的风速进行控制。图1所示的例子中，筐体4的内壁被构成成兼具风洞的作用。对于通过风洞对送风的风速进行控制的结构虽然在图1中未有说明，但是可以使用以往公知的适当的装置实现。通过该结构，根据释放对象10，可以适当地对包含具有反应性的粒子的空气的风速、风量进行调整。控制装置7，例如可以通过中央运算装置(CPU)、微型计算机等实现。
另外，控制装置7优选为根据由检测释放对象区域的传感器(未图示)检测的信息，对包含具有反应性的粒子的空气的送风风速进行控制的控制装置。通过该结构，例如，以人体的损伤患部或粘膜部为释放对象时，可以实施符合其状态的消毒。此外，由于结束对人体的释放后，驱动停止，不会将包含具有反应性的粒子的空气释放到不必要的空间，可以谋求省电。传感器可以使用以往公知的适当的传感器，例如可以使用利用红外线或可见光等的图像传感器、人体传感器、温度传感器、湿度传感器等。
此外，优选进一步具有用于往包含具有反应性的粒子的空气中添加液体微粒的装置(液体添加装置)8。图1所示例子的消毒装置1具有配置于放电装置2和筐体4的开口4a之间、用于往包含具有反应性的粒子的空气中添加液体微粒的液体添加装置8；和配置于筐体4的外部、用于贮存供给到液体添加装置8的液体的槽9。作为液体，可以举出例如，水、自来水、醇、消毒剂或它们的混合物等，其中优选为水。通过用液体添加装置往包含具有反应性的粒子的空气中添加水的微粒，通过放电产生的正负各种离子、H3O(H2O)n(n为0或自然数)、作为负离子的O2(H2O)m(m为0或自然数)以在周围存在水分子的程度成簇，由此溶剂能量降低。因此，离子可以更稳定地存在，可以提高消毒能力。通过本结构，离子的寿命延长，最大约30秒。通过使用该条件，使用本装置，即使是弱风，离子的寿命也较长，可以向较宽的患部释放离子。
本发明消毒装置中的上述风洞优选在其顶端具有弹性部件。图1的例子中，在其内壁兼具风洞作用的筐体4的开口4a的周缘部嵌入弹性部件12。作为形成弹性部件12的材料，可以举出例如，橡胶、海绵、布、包含化学纤维的网，具有弹性的塑料等。通过在风洞的顶端具有该弹性部件12，可以使该弹性部件12与释放对象(特别是人体的损伤患部或粘膜部)相接触，释放包含具有反应性的粒子的空气，由于不会损伤释放对象，能够卸下水洗，可以防止由于微生物或病毒所导致的上述患部或粘膜部的再污染。
进一步地，本发明消毒装置1中的上述控制装置7优选具有用于对由风洞吹送包含具有反应性的粒子的空气的时间进行控制的定时器13。通过采用该结构，操作变得简便，可以不管疾病的程度，以范围较宽的层为对象利用装置。
下文对于本发明的消毒方法和消毒装置，公开由风洞将包含具有反应性的粒子的空气释放到对象物时的试验数据。该试验中，对通过放电产生的来自风洞的包含具有反应性的粒子的空气对于附着菌表现出的消毒性能进行评价试验。
<实验例1>
在下述条件下进行试验。
试验方法利用下述方法使菌悬浮于PBS缓冲溶液(pH＝7.4)后，涂布在形成于托盘33内的琼脂培养基34上，进行规定的处理(释放通过放电装置产生的正离子H3O+(H2O)n(n为0或自然数)和负离子O2-(H2O)m(m为0或自然数)以及使上述离子自然扩散在琼脂培养基上)后，在37℃下培养72小时，计数集落数。作为第一试验，为了调查放电气体对附着菌的消毒性能，使用葡萄球菌(Staphylococcus)、病臭肠球菌(肠球菌)、黄色八叠球菌、玫瑰色微球菌作为菌，通过上述方法将菌涂布于琼脂培养基上，进一步培养8小时(37℃)，形成菌的菌落。
接着，使用如图3所示的在筐体32内具有放电装置2和释放装置(未图示)的装置31，以存在于放电元件的表面的氧分子和/或水分子为原料，通过放电现象产生正负两种离子，将含有通过上述反应产生的过氧化氢H2O2、二氧化氢HO2或羟基自由基·OH作为反应性粒子的空气释放到对象上。筐体32使用21cm×14cm×14cm大小的筐体。在该消毒装置31的筐体32内，依次载置容纳涂布有上述菌的琼脂培养基34的托盘33，如空心箭头所示地释放包含具有反应性的粒子的空气，使离子遍布于琼脂培养基，暴露于包含具有反应性的粒子的空气中。对于离子浓度，在琼脂培养基上正负离子各约3500个/cm3(其中，使临界迁移率为1cm2/V·cm来测定小离子的浓度)，臭氧浓度小于0.01ppm。另外，不在试验的箱内部设置风扇，通过自然对流和自然扩散暴露于离子中。
接着在37℃培养72小时，观察集落数和状态。图4为说明其结果的曲线图。如图4所示，若将含有离子作为具有反应性的粒子的空气释放到菌上，则随着释放时间延长，培养后所得到的集落数(CFU；Colony Forming Unit)减少。由此可知，离子具有对附着菌进行消毒的效果。图4中，说明了因菌种的不同，失活的速度或程度不同。产生这种差异的原因可能在于，根据菌种的不同，细胞的结构(细胞膜的材料、细胞表面和内部的状态、生存的方法等)不同，细胞对于等离子体、离子或自由基等的耐性不同。
其中，以上4种菌的细胞壁的比较结果如表1所示。

表1中，对构成作为菌的主要构成要素的肽聚糖蛋白质、胞壁酸、多糖类等的代表的要素和细胞的特征进行说明。表中，+表示具有显著的该性质，-表示该性质不显著，+/-表示在中间程度。
表1中的项目如下所述。
-荚膜为含有多糖类的膜，例如，病原性强的细菌在肽聚糖层外具有荚膜多糖类。
-五甘氨酸交联结构(5-Gly-cross bridges incell wall)为构成细胞壁的结构之一。
-胞壁酸存在于细胞壁中，为醇和磷酸基团的化合物。
-代谢型为摄取成为原材料的物质、细胞的构成要素的构筑、能量产生、或释放副产物的方法。
-对于氧利用，为菌喜欢怎样的空气环境的项目。
-过氧化氢酶为分解过氧化氢转变为氧气和水的酶，发挥作为抗氧化剂的功能。
-细胞色素为含有具有氧化还原功能的铁血红素的血红素蛋白的一种。
-芽孢形成是细菌处于被壳包围的状态的性质。
-色素生成表示细胞中自我产生色素，蓄积/保持于细胞内的性质。
图4所示的曲线中，在相同的试验条件下，相对于黄色八叠球菌和玫瑰色微球菌需要较长的失活时间，病臭肠球菌和葡萄球菌快速地失活。
图4中若将释放时间为100分钟时作为指标，则从失活较慢的细菌，依次为黄色八叠球菌、玫瑰色微球菌、葡萄球菌、病臭肠球菌。若将该失活的速度的差和表1比较，则可能黄色八叠球菌由于具有明显的过氧化氢酶、芽孢形成、色素生成的特征，进一步具有耐氧性的性质，具有易耐存在于空气中的反应性较高的物质(臭氧、氧、离子等)的性质，是最不易失活的模型。此外，玫瑰色微球菌由于具有明显的过氧化氢酶、细胞色素、芽孢形成、色素生成的特征，表现出仅次于黄色八叠球菌的失活较慢的性质。
另一方面，葡萄球菌由于虽然具有明显的过氧化氢酶、细胞色素，但是不形成芽孢，色素生成较少，且为兼性厌氧菌，与上述黄色八叠球菌、玫瑰色微球菌相比，表现出比上述2种不易耐反应性较高的物质(臭氧、氧、离子等)的性质。
其次，病臭肠球菌由于过氧化氢酶、细胞色素、芽孢形成、色素生成等防御机构较少，且为兼性厌氧菌，预计与其它3种菌相比，其具有不易耐反应性较高的物质(臭氧、氧、离子等)的性质，实际上得到了失活最明显的结果。
上述考察中，预计对于氧利用，嗜氧性对于失活表现出较强的耐性，此外，对于过氧化氢酶、细胞色素、芽孢形成、色素生成，它们对失活表现出较强的耐性，实际上确有该趋势。
另一方面，对于其它项目的荚膜、五甘氨酸交联结构、胞壁酸、代谢类型，虽然本次试验中不能明确作用，但是通过其它的对照试验，可以确认这些项目的作用和作用的程度。
如上所述，通过调查菌中的细胞结构，通过含有离子、等离子体、臭氧、自由基、或进而具有诸如氧化或还原作用等的化学物质等具有反应性的粒子的空气，可以控制细胞的失活。此外，通过用规定的计算式将失活的效果和各细胞的结构的关系制成模型，即使是不实际试验失活的细胞，由数据库等获得由其种类决定的细胞的结构等，也可以预计失活的速度等。
实验例2为了调查对霉菌的消毒性能，对于产黄青霉、纸状葡萄穗霉、杂色曲霉、沙门氏柏干酪青霉、腊叶枝孢(黑曲霉)，进行与实验例1相同的实验。图5是表示产黄青霉的结果的图、图6是表示纸状葡萄穗霉的结果的图、图7是表示杂色曲霉的结果的图、图8是表示沙门氏柏干酪青霉的结果的图、图9是表示腊叶枝孢的结果的图。由实验结果可知，即使对于霉菌，若释放离子则随着释放时间的延长，培养后所得到的集落数(CFUColony Forming Unit)减少。
实验例3由于霉菌是形成对热冲击或物理冲击具有耐性的孢子的菌，开始形成孢子时，其阻断离子有可能不产生基于本发明的细菌的蛋白质的分解。因此，在皿上培养我们的生活环境中经常见到的霉菌杂色曲霉和腊叶枝孢(黑曲霉)，一端形成孢子后，对其实施与实施例1同样地操作释放离子4小时，检查发现怎样的变化。图10是表示实施例3的杂色曲霉和腊叶枝孢的结果的照片。如图10所示，由上述实验结果可知，通过离子的释放进一步抑制孢子的形成，霉菌的集落消亡。
因此，对于上述之外的霉菌进行同样的实验。结果如表2所示。由表2可知，对于其它的霉菌，同样地观察到孢子形成的抑制、集落的消亡。由此可知离子对革兰氏阳性球菌、霉菌和两者的附着菌具有消毒效果。


+++效果强、++效果居中<实施例4>
对因将含有离子作为具有反应性的粒子的空气释放到附着菌上所导致的蛋白质的变化进行调查。作为实验方法，与实施例1同样地操作将离子释放到分别涂布了病臭肠球菌的多个琼脂培养基上，分别提取释放后15分钟、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟、240分钟、480分钟、960分钟时的膜蛋白质，用SDS-PAGE进行二维电泳。图11是表示实施例4的结果的照片。如图11所示，通过释放离子，观察到作为病理现象表现的大量蛋白质的片断。该膜蛋白质的片断化和凝聚，说明与离子的释放时间相对应，离子的释放时间越长则膜蛋白质的损伤越大。
对上述结果通过下述机理进行说明。即，对于涂布于琼脂培养基上的菌，可能最初菌以个体形式暴露于琼脂培养基的表面，通过与空气中的离子相接触细胞膜被破坏，细胞内的蛋白质向外流出。因该蛋白质的流出引起膜的功能障碍，从而引起菌的失活(消毒)。实施例1中所示的图4中，说明了上述作用的结果。
<实施例5>
然后，对上述实验中所使用的离子无DNA的损伤力、无致癌作用进行证明。实施例5中，与实施例1同样地操作将含有离子的空气释放到病臭肠球菌、芽孢杆菌(Bacillus)上，将由未释放、释放后1小时、释放后2小时时的菌分别用常规方法提取的DNA电泳。图12是表示实施例5的结果的照片。图12中，各泳道为如下意思。
-EK病臭肠球菌，离子未释放-E1病臭肠球菌，离子释放1小时-E2病臭肠球菌，离子释放2小时-BK芽孢杆菌，离子未释放-B1芽孢杆菌，离子释放1小时-B2芽孢杆菌，离子释放2小时此外，在图12中央的2个泳道上，作为对照实验，分别对于由病臭肠球菌、芽孢杆菌的DNA提取物，产生标准的阳性反应产生的反应，说明断裂的结果。
结果即使接受离子的释放DNA也表现为单一的带，由此可知没有形成单链。换而言之，即使释放离子，也对DNA无损伤，所以无致癌性的危险性。本试验中，虽然选择主要释放H3O(H2O)n(n为0或自然数)作为正离子，释放O2(H2O)m(m为0或自然数)作为负离子的放电条件，但是通过放电产生的具有反应性的粒子不限于上述物质。含有上述至少2种物质，例如，N2+、O2+、NO2-、CO2-等离子或自由基等，也可以期待同样的效果。
如上所述，对将含有离子的空气释放到菌时，虽然菌的细胞膜被破坏，但是内部的DNA被保存的结果进行如下说明。上述有助于破坏蛋白质的物质是释放到空间中的正离子和负离子，其根据我们的实验，虽然因条件不同而不同，但是空间中的寿命约为5秒～30秒。这是由于，离子是具有反应性的粒子，若与空气中的灰尘或离子相碰撞则进行反应而消亡。因此，若该离子与细胞相接触则与细胞快速反应，另一方面，由于其较短的寿命对内部的DNA无影响。上述效果，只要是粒子的寿命与离子同等程度或比离子短的粒子就可以实现，例如，是空气中的寿命约为1μ秒的OH自由基等也表现出相同的效果。由此，通过使用寿命较短的具有反应性的粒子，可以破坏细胞膜并且保存DNA。
<实施例6>
其次，已知细菌具有自我修复能力，在消毒处理不充分时(例如，紫外线照射时间短，或药物给药量少时)，细菌产生复苏增殖的情况。因此，实施正和负离子导致的细菌失活的不可逆性试验。菌种使用病臭肠球菌、产色葡萄球菌、玫瑰色微球菌、黄色八叠球菌。
使菌附着于琼脂培养基上，与实施例1同样地操作，释放含有正负两种离子的空气90分钟。4℃下将离子处理后的细菌低温保存3天。如此给予细菌恢复时间。测定有低温保存时和无保存时的离子释放所引起的残存菌数的经时变化。图13是表示病臭肠球菌的结果的图，图14是表示产色葡萄球菌的结果的图，图15是表示玫瑰色微球菌的结果的图，图16是表示黄色八叠球菌的结果的图。对于全部4种细菌，未确认有无低温保存导致的经时变化的显著差异，未发现低温保存导致细菌复活。
此外，使菌附着于琼脂培养基上，与实施例1同样地操作，释放含有正负两种离子的空气90分钟。37℃下用培养器培养48小时，产生细菌的集落后，进一步在37℃下培养21天，一并进行检查是否产生新的集落的实验。结果，即使培养21天也未发现新集落的产生。即使在增殖环境下也未见细菌的复活。
进一步地，为了调查离子释放引起培养基变差的影响，使菌附着于琼脂培养基上后，释放含有正负两种离子的空气。然后，将细菌转移至未释放离子的培养基上，检查细菌的复活，结果未发现细菌的复活。
由此可知，释放含有离子的空气使细菌失活的方法是细菌的自我修复能力丧失、完全杀灭的方法。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面是举例性的，是非限制性的。本发明的范围不是上述说明而是被权利要求说明的，意图在于包括与权利要求同等意思和范围内的所有改变。
权利要求
1.一种消毒方法，其特征在于，释放对微生物或病毒具有反应性的粒子，在不破坏微生物或病毒所具有的核酸的条件下，使微生物或病毒所具有的蛋白质变成片断。
2.权利要求1所述的消毒方法，其特征在于，所述使蛋白质的变成片断是使蛋白质发生选自氧化、还原、水解和加成反应中的任意一种反应。
3.权利要求1所述的消毒方法，其特征在于，所述具有反应性的粒子在空气中自然消亡。
4.权利要求1所述的消毒方法，其特征在于，所述具有反应性的粒子是选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种。
5.一种消毒方法，其特征在于，在动物的损伤患部或粘膜部释放具有反应性的粒子，在不破坏存在于所述患部或粘膜部的微生物或病毒所具有的核酸的条件下，使微生物或病毒所具有的蛋白质变成片断。
6.权利要求5所述的消毒方法，其特征在于，在不破坏存在于所述患部或粘膜部的所述动物细胞的核酸的条件下，使蛋白质变成片断。
7.权利要求5所述的消毒方法，其特征在于，所述使蛋白质的变成片断是使蛋白质发生选自氧化、还原、水解和加成反应中的任意一种反应。
8.权利要求5所述的消毒方法，其特征在于，所述具有反应性的粒子在空气中自然消亡。
9.权利要求5所述的消毒方法，其特征在于，所述具有反应性的粒子是选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种。
10.一种消毒装置，其是通过释放包含具有不破坏核酸而使蛋白质变成片断的反应性的粒子的空气，对释放对象中的微生物或病毒进行消毒的装置。
11.权利要求10所述的消毒装置，其中，所述释放对象为动物的损伤患部或粘膜部。
12.权利要求11所述的消毒装置，其中，所述动物为人。
13.权利要求10所述的消毒装置，其特征在于，所述具有反应性的粒子具有使蛋白质，发生选自氧化、还原、水解和加成反应中的任意一种反应的性质。
14.权利要求10所述的消毒装置，其特征在于，所述具有反应性的粒子在空气中自然消亡。
15.权利要求10所述的消毒装置，其特征在于，所述具有反应性的粒子是选自等离子体、离子和自由基中的至少任意一种。
16.权利要求10所述的消毒装置，其包括具有用于吹送包含具有反应性的粒子的空气的风洞、并将具有反应性的粒子释放到释放对象的释放装置；和利用产生含有所述具有反应性的粒子的粒子的该风洞控制所述送风的风速的控制装置。
17.权利要求16所述的消毒装置，其中，其进一步包括用于该含有所述具有反应性的粒子的空气中添加液体微粒的装置。
18.权利要求16所述的消毒装置，其中，所述控制装置是根据用检测释放对象区域的传感器检测的信息，对吹送包含具有反应性的粒子的空气的风速进行控制的装置。
19.权利要求10所述的消毒装置，其中，所述风洞在其顶端具有弹性部件。
20.权利要求10所述的消毒装置，其中，所述控制装置具有用于对从风洞吹送包含具有反应性的粒子的空气的时间进行控制的定时器。
全文摘要
提供以释放对微生物或病毒具有反应性的粒子，在不破坏微生物或病毒所具有的核酸的条件下，将微生物或病毒所具有的蛋白质断裂为特征的消毒方法；以及通过消毒装置(1)能够对于全部微生物或病毒发挥效果且对成为消毒对象的生物体安全的新型消毒方法和消毒装置(1)，所述消毒装置(1)是通过释放含有具有不破坏核酸而将蛋白质断裂的反应性的粒子的空气，对释放对象(10)中的微生物或病毒进行消毒的装置。
文档编号A61L2/14GK101014372SQ20058003021
公开日2007年8月8日 申请日期2005年9月2日 优先权日2004年9月9日
发明者筒井蓝, 西川和男, 八木久晴, 清水善弘 申请人:夏普株式会社