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一种杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂制作方法

  • 专利名称
    一种杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂制作方法
  • 发明者
    菅野太郎, 中村圭祐, 猪饲纮代, 河野雅弘, 庭野吉己
  • 公开日
    2013年7月31日
  • 申请日期
    2011年12月1日
  • 优先权日
    2011年1月22日
  • 申请人
    株式会社Az
  • 文档编号
    A01N25/00GK103228138SQ20118003782
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种杀菌方法,其特征在于,使含有儿茶素类的杀菌剂与杀菌对象接触后,对所述杀菌剂照射光2.根据权利要求1所述的杀菌方法,其特征在于,所述儿茶素类含有没食子酸酯基3.根据权利要求1或2所述的杀菌方法,其特征在于,所述杀菌剂由原花青素水溶液组成4.根据权利要求3所述的杀菌方法,其特征在于,所述原花青素水溶液中原花青素浓度为 0.25 4mg/mL5.根据权利要求Γ4中任意一项所述的杀菌方法,其特征在于,所述光的波长为350nm 500nm6.一种杀菌装置,其特征在于,包括 杀菌剂,其由原花青素浓度为0.25^4mg/mL的原花青素水溶液构成; 发光装置,其设置成可以对与杀菌对象接触的所述杀菌剂照射具有350nnT500nm波长的光7.一种利用光的杀菌剂,其特征在于,含有原花青素水溶液8.根据权利要求7所述的利用光的杀菌剂,其特征在于,原花青素浓度为0.25^4mg/Π Τ, η
  • 技术领域
    本发明涉及杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    下面,对本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂进行说明本发明的实施方式的杀菌方法及杀菌装置的杀菌剂,以及本发明实施方式的利用光的杀菌剂,由原花青素水溶液构成,对杀菌剂照射光的发光装置由可以照射波长为405nm的光的半导体激光器构成关于本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂,作为实施例,进行了其特性或效果的调查试验实施例1首先,对以光照射原花青素生成的活性氧簇进行定性定量分析活性氧簇的定性定量分析通过电子自旋共振(ESR)自旋捕捉法实施作为自旋捕捉剂使用了 5,5-二甲基-1-吡咯啉N-氧化物(DMPO ;LAB0TEC公司制)为了调查原花青素浓度对活性氧生成量的影响,在微孔板(96孔)中混合150μ L的原花青素(日本Indina公司生产)水溶液及150 μ L的DMP0,使最终浓度为原花青素(T4mg/mL及DMPO300mM对于孔中的试样,以输出功率为300mW(辐照度940mW/cm2)照射60秒405nm的激光,通过ESR装置(产品名“JES-FA-100”,日本电子株式会社生产)进行ESR测定ESR测定的条件如下扫场(fieldsweep)330.50-340.50mT磁场调制频率(fieldmodulation frequency)IOOkHz磁场调制宽度(fieldmodulation width)0.05mT振幅(amplitude)80扫描时间(sweeptime)2 分钟时间常数(timeconstant)0.03s微波频率(micro wavefrequency)9.420GHz微波功率(microwavepower)4mff将得到的ESR光谱示于图3中另外,以附属在ESR装置的相对于锰标记信号的相对强度,求出各活性氧的生成量将其结果示于图4中并且,为了调查激光照射时间对活性氧生成量的影响,将原花青素的浓度(PA)固定在4mg/mL,将激光照射时间设为(Γ120秒,其他条件不变,进行ESR分析将其结果示于图5中如图3所示,分析得到的ESR光谱的超微细结构常数,进行定性分析,结果可以确认通过对原花青素照射光,生成了 DMP0-0H (羟基自由基的自旋捕捉剂)及DMP0-00H (超氧化物的自旋捕捉剂)如图4所示,可以确认原花青素浓度到lmg/mL为止,DMP0-0H及DMP0-00H的信号强度是增加的,但其以上的浓度,信号强度饱和此外,如图5所示,可以确认激光照射时间对DMP0-0H及DMP0-00H的生成几乎没有影响这被认为是通过由原花青素生成的羟基自由基或超氧化物生成DMP0-0H或DMP0-00H的反应,与通过残余的原花青素消去羟基自由基或超氧化物的反应相平衡的缘故实施例2为了评价原花青素的活性氧消去能,进行了以下实验考察通过添加原花青素可在多大程度上消除由水的超声波分解反应生成的羟基自由基在超声波的照射中使用了频率为1650kHz、输出功率为30W的超声波装置在玻璃试管中混合100 μ L原花青素水溶液及100 μ L DMP0,使最终浓度为原花青素(T64mg/mL及DMPO150mM混合后马上安装在超声波装置中,进行30秒的超声波照射,其后进行ESR测定ESR测定使用与实施例1相同的条件将其测定结果示于图6中此外,还评价了原花青素对超氧化物的消去活性超氧化物通过次黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶反应体系生成依次混合50 μ L次黄嘌呤、30μ L 二甲亚砜、50μ L原花青素水溶液、20 μ L DMPO及50 μ L黄嘌呤氧化酶,使得最终浓度为次黄嘌呤500 μ Μ、原花青素(Tlmg/mL、DMP0300mM及黄嘌呤氧化酶0.lU/mL在添加黄嘌呤氧化酶后,将试样混合10秒钟,然后进行ESR测定对ESR测定使用与实施例1相同的条件将测定结果示于图7中如图6所示,通过30秒钟水的超声波分解,生成了约15 μ M羟基自由基可以确认通过在该反应体系中添加原花青素,因浓度依存性而抑制DMPO-OH的生成,在约60mg/mL的原花青素浓度中,完全未看到生成DMP0-0H此时原花青素相对于生成DMPO-OH的IC50(50%抑制浓度)为1.5mg/mL另外,如图7所示,未添加原花青素的情况下,生成约3.5 μ MDMP0-00H可以确认通过在该反应体系中添加原花青素,因浓度依存性DMP0-00H的生成量减少,在约0.25mg/mL的原花青素浓度中,未看到生成DMP0-00H此时原花青素相对于生成DMP0-00H的IC50为 0.005mg/mL实施例3为了考察本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂的杀菌效果,进行了杀菌试验作为细菌使用金黄色葡萄球菌(Streptococcus aureus)ATCC25923,将其悬浮于生理盐水中,以2X IO7细胞/mL (cells/mL)的浓度用于试验在微孔板中混合150 μ L细菌悬浮液和150 μ L原花青素水溶液,用405nm激光以300mW (辐照度940mW/cm2)照射10分钟使原花青素的最终浓度为4μ g/mL 3.2mg/mL,考察浓度对杀菌效果的影响照射后,混合50 μ L试样和50 μ L5000U/mL的过氧化氢酶,终止来自原花青素的过氧化氢的反应然后,制备10倍系列稀释,接种到脑心浸液(Brain Heart Infusion,BHI)琼脂培养基上,在37°C的有氧条件下培养24小时,并进行杀菌效果的判定此外,作为对照组,还进行了基于单独原花青素(lmg/mL )及单独激光照射的杀菌效果的评价原花青素浓度为lmg/mL时,将有激光照射的情况下和无激光照射的情况下,以及既无原花青素也无激光照射的情况下的试验结果示于图8中此外,将改变原花青素的浓度进行激光照射时的试验结果示于图9中如图8所示,可以确认单独使用原花青素几乎不能杀灭用于试验的金黄色葡萄球菌(S.aureus)ο另外,如图9所示,可以确认仅照射10分钟的激光几乎不能杀灭S.aureus另一方面,可以确认对混合细菌和原花青素的试样照射激光的情况下的杀菌作用尤其可以确认当原花青素浓度为0.25 4mg/mL的情况下,可以获得最闻的杀菌效果,具有99%以上的杀菌效果另外,还可以确认当原花青素浓度比0.25mg/mL低的情况下及比4mg/mL高的情况下,杀菌效果减弱这可认为在通过激光照射原花青素生成的羟基自由基的杀菌效果与基于残余的原花青素的抗氧化作用之间的关系上,只有在该限定的浓度范围内才能获得高杀菌效果即,如果提高原花青素浓度,最初的时候,增加的原花青素中所含的儿茶素将还原溶解氧,产生过氧化氢,通过激光照射,过氧化氢被光解,生成更多的羟基自由基,因此杀菌效果提高但是,如果原花青素浓度增大,儿茶素所还原的溶解氧减少,则剩余的儿茶素会消去已经生成的羟基自由基,因此杀菌效果下降另外,除此之外,还认为具有如下可能性,即在高浓度的原花青素水溶液中,由于反应液的颜色变浓,因此激光被吸收,不能顺利地进行由过氧化氢生成羟基自由基的反应
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  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:一种杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂的制作方法以往,众所周知儿茶素类具有杀菌作用。这是因为儿茶素类通过还原溶解氧产生过氧化氢,该过氧化氢发挥杀菌作用(例如,参见非专利文献I )。此外,已经确认了在儿茶素类中,带有没食子酸酯 基的表没食子儿茶素或表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯对细胞膜的亲和性高且杀菌作用强(例如,参见非专利文献2或3)。现有技术文献非专利文献非专利文献I:H.Arakawa, M.Maeda, S.0kubo 和 T.Shimamura, “过氧化氢在儿茶素的杀菌活性中的作用(Role of Hydrogen Peroxide in Bactericidal Action ofCatechin)” , Biol.Pharm.Bull., 2004, 27, 3, p.277-281非专利文献2:H.1kigai, T.Nakae, Y.Hara, T.Shimamura, “杀菌性儿茶素破坏脂质双层(Bactericidal catechins damage the lipid bilayer)”,生物化学与生物物理学报(Biochimica et BiophysicaActa), 1993,1147, p.132-136非专利文献3:加治屋胜子,熊泽茂则,中山勉,“茶叶儿茶素衍生物对膜的作用及抗菌活性”,日本食品及食品添加物期刊(Foods &Food Ingredients Journal ofJapan) , 2004, 209, p.834-838
本发明要解决的技术问题如非专利文献I至3所述,儿茶素类具有杀菌作用,即使在低浓度下也可发挥杀菌效果。但是,存在一个问题,即为了得到充分的杀菌效果,需要长达12小时以上的作用时间。本发明是为了解决上述技术问题而完成的,其目的是提供一种可在短时间内获得高杀菌效果的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂。解决技术问题的技术手段为了实现上述目的,本发明涉及一种杀菌方法,其特征在于,使含有儿茶素类的杀菌剂与杀菌对象接触,然后对所述杀菌剂照射光。本发明的杀菌方法,可以通过以下原理获得杀菌效果。即,如图1所示,儿茶素类通过还原溶解氧(O2)产生过氧化氢(H2O2),表现出抗菌活性。如果用光照射该过氧化氢,如图2所示,过氧化氢光解生成羟基自由基(.0Η)。此时,通常认为儿茶素类由于具有高抗氧化作用,其酚羟基作为(及矿的供体起作用,另一方面,还作为羟基自由基的消去部位而起作用,得不到杀菌效果。但是,如图2所示,作为供体作用后的酚羟基,最终形成醌结构,因此无法消去羟基自由基。因此,在充分的溶解氧存在下,由于酚羟基作为供体起作用且不消去羟基自由基,从而能够得到基于轻基自由基的杀菌效果。综上所述,本发明人在通常无法预测出能够获得杀菌效果的方法中发现了杀菌效果,从而完成了本发明。本发明的杀菌方法,通过使含有儿茶素类杀菌剂与杀菌对象接触后,对所述杀菌剂照射光,可以使其生成羟基自由基。因此,能够得到基于羟基自由基的杀菌效果,对杀菌对象进行杀菌。此外,通过所生成的羟基自由基,与不进行光照时的基于儿茶素类的杀菌作用相比,可以在短时间内获得更高的杀菌效果。儿茶素类,因其比过氧化氢更稳定且毒性低,因此与直接使用过氧化氢的杀菌方法相比,能够获得稳定的杀菌效果,同时安全性闻。在本发明的杀菌方法中,使杀菌剂与杀菌对象接触的方法,可以是将杀菌剂涂敷或喷射的方法,或将杀菌对象浸溃在杀菌剂溶液中的方法等各种方法。在本发明的杀菌方法中,儿茶素类可以由儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素、儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸酯中的一种构成,也可以由两种以上混合构成,也可以由聚合多个其中一种或两种以上的聚合物 (例如原花青素)构成。但是,尤其优选含有没食子酸酯基的儿茶素类。由于含有没食子酸酯基的儿茶素类对细胞膜的亲和性高,因此对于具有细胞膜的杀菌对象杀菌效果好。此外,与没有没食子酸酯基的情况相比,由于还原溶解氧产生的过氧化氢的量多,因此通过光照生成的羟基自由基的量也增多,可以进一步提高杀菌效果。在本发明的杀菌方法中,所述杀菌剂可以仅由儿茶素类构成,也可以含有其他物质。其他物质可以是水、杀菌剂、糖类、着色剂、香料、调味品、儿茶素类以外的合成或天然杀菌剂,或其他的各种物质。作为儿茶素类以外的杀菌剂可以例举强酸性水、碘剂(例如,碘酒、聚乙烯吡咯烷酮碘等)、氯类(例如,次氯酸钠等)、汞溴红溶液、葡萄糖酸氯己定、利凡诺、醇类(例如,乙醇等)、双氧水等。但其他物质更优选安全性高的物质。含有儿茶素类的杀菌剂优选由含有儿茶素类的溶液构成,尤其优选由原花青素水溶液构成。并且,所述原花青素水溶液,原花青素浓度优选为0.25 4mg/mL。由于原花青素为聚合多个儿茶素而成的物质,因此可以获得特别高的杀菌效果且安全性高。在本发明的杀菌方法中,只要能够使过氧化氢生成羟基自由基,所述光可以是紫外光或红外光等各种波长的光,但优选波长为350nnT500nm的光。这种情况下,可以获得高杀菌效果且安全性高。特别是,通过使用可见光可以进一步提高安全性。照射的光的辐照度优选300mW/cm2以上,越大效果越好。本发明的杀菌装置,其特征在于,包括:杀菌剂,其由原花青素浓度为0.25 4mg/mL的原花青素水溶液组成;以及发光装置,其设置成可以对与杀菌对象接触的所述杀菌剂照射具有350nnT500nm波长的光。本发明的杀菌装置适宜实施本发明的杀菌方法。根据本发明的杀菌装置,通过使杀菌剂与杀菌对象接触后,以发光装置对杀菌剂照射光,可以使其生成羟基自由基。因此,可以获得基于羟基自由基的高杀菌效果,从而对杀菌对象进行杀菌。此外,由于原花青素毒性低,因此安全性高。在本发明的杀菌方法及杀菌装置中,照射光的发光装置可以是例如发热灯、荧光灯、卤素灯、氙气灯、LED (发光二极管)、半导体激光器、利用日光的装置等各种发光装置。此外,照射的光既可以是单一波长的光,也可以是含有多个波长的光,也可以是由规定带宽的波长构成的光。本发明中利用光的杀菌剂,其特征在于,含有原花青素水溶液,特别地,原花青素的浓度为0.25 4mg/mL。本发明中利用光的杀菌剂适宜用作本发明的杀菌方法及杀菌装置的杀菌剂。本发明中利用光的杀菌剂,通过涂敷或喷射到杀菌对象上,使其与杀菌对象接触而使用。然后,通过照射光,可使其生成羟基自由基,从而能够通过该羟基自由基对杀菌对象进行杀菌。此夕卜,由于原花青素毒性低,因此安全性高。本发明的杀菌方法及杀菌装置的杀菌剂以及本发明中利用光的杀菌剂,优选根据杀菌对象进行适当选择。例如,当杀菌对象为由口腔内的牙齿或假牙等组成的情况下,杀菌剂优选由牙粉或漱口剂、牙科治疗用洗涤剂等构成。发明效果根据本发明,可以提供一种能够在短时间内获得高杀菌效果的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂。图1为说明儿茶素类抗菌活性的原理的反应式。图2为表示儿茶素类产生羟基自由基的原理及酚羟基变化的结构式及其反应式。图3涉及本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂,其为对原花青素与DMPO的混合试样照射光时的ESR光谱。 图4涉及本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂,其为表示原花青素浓度对活性氧生成量的影响的图表。图5涉及本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂,其为表示激光照射时间对活性氧生成量的影响的图表。图6涉及本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂,其为表示原花青素的羟基自由基消去活性的图表。图7涉及本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂,其为表示原花青素的超氧化物消去活性的图表。图8为表示本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂的原花青素及激光照射的杀菌效果。图9为表示本发明的实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂的基于原花青素浓度的杀菌效果的变化的图表。

综上所述,根据本发明实施方式的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂,通过对杀菌剂照射光能够生成羟基自由基,从而能够获得基于所生成的羟基自由基的杀菌效果,可对杀菌对象进行杀菌。而且,可得到儿茶素的杀菌作用与羟基自由基的杀菌作用的协同效果。由所生成的羟基自由基,与没有照射光时的基于儿茶素类的杀菌作用相比,可以在短时间内获得更高的杀菌效果。由于含有儿茶素类的原花青素,比过氧化氢更稳定且毒性低,因此与直接使用过氧化氢的杀菌方法相比,能够获得稳定的杀菌效果,同时安全性高。


本发明提供一种能够在短时间内获得高杀菌效果的杀菌方法、杀菌装置及利用光的杀菌剂。使含有儿茶素类的杀菌剂与杀菌对象接触后,对所述杀菌剂照射光。杀菌剂优选由聚合多个具有没食子酸酯基的儿茶素而成的原花青素水溶液构成。原花青素水溶液尤其优选原花青素浓度为0.25~4mg/mL。照射杀菌剂的光优选波长为350nm~500nm。



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