(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ポリマー、界面活性剤、またはその両方を含む安定化剤溶液の水溶液と、サッカリン酸塩を含むアニオン供与溶液と、可溶性銀塩溶液とを、任意の順序で添加し、第３級アミンまたは第３級ジアミンを含む還元溶液を添加することにより、所定の溶液を作成するステップと、
ｂ）エラストマー表面を、前記所定の溶液に、有効量の銀ナノ粒子が前記表面に接着するために十分な時間にわたって接触させて、前記表面に前記銀ナノ粒子を形成するステップと、
ｃ）前記表面をすすぎ流すステップとを含み、
前記ポリマーが、アクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、メタクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、側鎖にウレタンセグメントもしくは第３級アミン基を有するポリマー、または極性コモノマーから誘導される部分を有するポリマーを含む、合成もしくは天然由来のホモポリマーまたは合成もしくは天然由来のコポリマーであり、前記コモノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその塩（ナトリウム塩、カリウム塩もしくはアンモニウム塩）、２−ビニルピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、酢酸ビニル、または無水マレイン酸であり、
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤であり、
前記可溶性銀塩が、硝酸銀である、エラストマー表面を電気伝導性にする方法。
【請求項２】
前記作成するステップは、前記所定の溶液を加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記形成するステップとすすぎ流すステップとを複数回繰り返し、前記表面に接着する前記銀ナノ粒子の数を増やす、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
接触対象となる前記表面が、シリコーンまたはポリウレタンまたは合成もしくは天然ゴムを含む合成または天然ポリマー、ポリイミドの可撓性ポリマー、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスルホン、ＰＢＴ、ＰＢＯ、エチレン系およびプロピレン系ポリマー、アセテートポリマー、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＥＮ、あるいはこれらの混合物、あるいはコポリマーの誘導体である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ｄ）十分な時間、前記銀ナノ粒子が接着した前記表面を過酸化水素水溶液に接触させるステップと、
ｅ）前記過酸化水素溶液を前記表面からすすぎ流すステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
接触対象となる前記表面が、シリコーンまたはポリウレタンまたは合成もしくは天然ゴムを含む合成または天然ポリマー、ポリイミドの可撓性ポリマー、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスルホン、ＰＢＴ、ＰＢＯ、エチレン系およびプロピレン系ポリマー、アセテートポリマー、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＥＮ、あるいはこれらの混合物、あるいはコポリマー誘導体である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ａ）ポリマー、界面活性剤、またはその両方を含む安定化剤溶液の水溶液と、サッカリン酸塩を含むアニオン供与溶液と、可溶性銀塩溶液とを、任意の順序で添加し、第３級アミンまたは第３級ジアミンを含む還元溶液を添加することにより、所定の溶液を作成するステップと、
ｂ）エラストマー表面を、前記所定の溶液に、有効量の銀ナノ粒子が前記表面に接着するために十分な時間にわたって接触させて、前記表面に前記銀ナノ粒子を形成するステップと、
ｃ）前記表面をすすぎ流すステップとを含む、前記表面を電気伝導性にする方法によって作製される物品であって、
前記ポリマーが、アクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、メタクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、側鎖にウレタンセグメントもしくは第３級アミン基を有するポリマー、または極性コモノマーから誘導される部分を有するポリマーを含む、合成もしくは天然由来のホモポリマーまたは合成もしくは天然由来のコポリマーであり、前記コモノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその塩（ナトリウム塩、カリウム塩もしくはアンモニウム塩）、２−ビニルピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、酢酸ビニル、または無水マレイン酸であり、
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤であり、
前記可溶性銀塩が、硝酸銀である、物品。
【請求項８】
可撓性の鏡、ストレッチ性の弾性導電ポリマー、ならびに、電磁妨害を抑え、装置および回路を静電放電から遮蔽し、航空機または他の乗り物にレーダー不可視性を与えるために用いられる物品を含む、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
流体と接触する物品または表面を生物膜形成に対して耐性にする方法であって、
ａ）ポリマー、界面活性剤、またはその両方を含む安定化剤溶液の水溶液と、サッカリン酸塩を含むアニオン供与溶液と、可溶性銀塩溶液とを、任意の順序で添加し、第３級アミンまたは第３級ジアミンを含む還元溶液を添加することにより、所定の溶液を作成するステップと、
ｂ）前記物品または表面を、前記所定の溶液に、有効量の銀ナノ粒子が前記物品または表面に接着するために十分な時間にわたって接触させて、前記物品または表面に前記銀ナノ粒子を形成するステップと、
ｃ）前記物品または表面をすすぎ流すステップとを含み、
前記ポリマーが、アクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、メタクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、側鎖にウレタンセグメントもしくは第３級アミン基を有するポリマー、または極性コモノマーから誘導される部分を有するポリマーを含む、合成もしくは天然由来のホモポリマーまたは合成もしくは天然由来のコポリマーであり、前記コモノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその塩（ナトリウム塩、カリウム塩もしくはアンモニウム塩）、２−ビニルピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、酢酸ビニル、または無水マレイン酸であり、
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤であり、
前記可溶性銀塩が、硝酸銀である、方法。
【請求項１０】
ｄ）前記所定の溶液を加熱するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記形成するステップと前記すすぎ流すステップとを複数回繰り返し、前記物品または表面に接着する前記銀ナノ粒子の数を増やす、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記銀ナノ粒子による接触対象となる前記物品または表面が、鋼、ステンレス鋼、ガラス、チタン、銅、金、または、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスルホン、もしくはシリコーンを含む合成もしくは天然ポリマー、あるいはこれらの混合物、あるいはコポリマー誘導体から作製される、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
ｄ）前記銀ナノ粒子が接着した前記物品または表面を過酸化水素水溶液に十分な時間接触させるステップと、
ｅ）前記過酸化水素溶液を前記物品または表面からすすぎ流すステップとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記銀ナノ粒子による接触対象となる前記物品または表面が、鋼、ステンレス鋼、ガラス、チタン、銅、金、または、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスルホン、もしくはシリコーンを含む合成もしくは天然ポリマー、あるいはこれらの混合物、あるいはコポリマー誘導体から作製される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
流体と接触する物品または表面を生物膜形成に対して耐性にする方法により作製される物品であって、前記方法が、
ａ）ポリマー、界面活性剤、またはその両方を含む安定化剤溶液の水溶液と、サッカリン酸塩を含むアニオン供与溶液と、可溶性銀塩溶液とを、任意の順序で添加し、第３級アミンまたは第３級ジアミンを含む還元溶液を添加することにより、所定の溶液を作成するステップと、
ｂ）前記物品または表面を、前記所定の溶液に、有効量の銀ナノ粒子が前記物品または表面に接着するために十分な時間にわたって、接触させて、前記物品または表面に前記銀ナノ粒子を形成するステップと、
ｃ）前記物品または表面をすすぎ流すステップとを含み、
前記ポリマーが、アクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、メタクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、側鎖にウレタンセグメントもしくは第３級アミン基を有するポリマー、または極性コモノマーから誘導される部分を有するポリマーを含む、合成もしくは天然由来のホモポリマーまたは合成もしくは天然由来のコポリマーであり、前記コモノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその塩（ナトリウム塩、カリウム塩もしくはアンモニウム塩）、２−ビニルピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、酢酸ビニル、または無水マレイン酸であり、
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤であり、
前記可溶性銀塩が、硝酸銀である、方法によって作製される、物品。
【請求項１６】
食品保管装置および調理装置、実験設備、海上船舶または水上船舶、船殻、プロペラ、錨、バラストタンク、モータ、杭、液体濾過設備、管材、ロープ、鎖、魚飼育用水槽、液体容器、水入れ、冷却塔、貯水槽、水筒、燃料タンク、または収納用の箱を含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項１７】
ａ）ポリマー、界面活性剤、またはその両方を含む安定化剤溶液の水溶液と、サッカリン酸塩を含むアニオン供与溶液と、可溶性銀塩溶液とを、任意の順序で添加するステップと、
ｂ）前記可溶性銀塩溶液が添加された溶液に、還元溶液を添加するとともに、物品の表面を、有効量の銀ナノ粒子が前記表面に接着するために十分な時間にわたって接触させて、前記物品の前記表面に前記銀ナノ粒子を形成するステップであって、前記還元溶液が第３級アミンまたは第３級ジアミンを含むステップとを含み、
前記ポリマーが、アクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、メタクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、側鎖にウレタンセグメントもしくは第３級アミン基を有するポリマー、または極性コモノマーから誘導される部分を有するポリマーを含む、合成もしくは天然由来のホモポリマーまたは合成もしくは天然由来のコポリマーであり、前記コモノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその塩（ナトリウム塩、カリウム塩もしくはアンモニウム塩）、２−ビニルピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、酢酸ビニル、または無水マレイン酸であり、
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤であり、
前記可溶性銀塩が、硝酸銀である、銀ナノ粒子の作製方法。
【請求項１８】
ステップｂ）において前記還元溶液が添加された溶液を加熱するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ナノ粒子を非水溶液に抽出するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記サッカリン酸塩の前記可溶性銀塩に対するモル比は、１乃至５である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記サッカリン酸塩の前記可溶性銀塩に対するモル比は、１乃至５である、請求項７に記載の物品。
【請求項２２】
前記サッカリン酸塩の前記可溶性銀塩に対するモル比は、１乃至５である、請求項１５に記載の物品。
【請求項２３】
前記サッカリン酸塩の前記可溶性銀塩に対するモル比は、１乃至５である、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２００６年２月８日に出願された米国仮特許出願第６０／７７１，３０６号および２００６年２月８日に出願された同第６０／７７１，５０４号の優先権の利益を主張するものであり、また、各々が２００４年８月１日に出願された米国仮特許出願第６０／５９２，６８７号の優先権の利益を主張する、２００５年８月１日に出願された米国特許出願第１１／１９４，９５１号および国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／２７２６１号の一部継続出願である。各々その全体を本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、金属ナノ粒子を含む組成物、その調製、表面への当該組成物の適用および調製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
銀は宝飾品によく利用されるが、抗菌性があることでも知られており、生物学的な用途や医療の用途で幅広く応用されている。抗菌銀を用いた多数の市販医療品が、創傷の手当や他の医療の用途に用いられている。銀は電気伝導度が高く（２０℃で６３．０１×１０６Ｓ／ｍ）、熱伝導率も高い（４２９Ｗ／ｍ．Ｋ）ため、電気分野、エレクトロニクス分野、熱移動の分野にも応用されている。加えて、銀は反射率が極めて高い上に放射率が低く、光学ミラーや反射体などの品物の作製や補償光学においても用途がある。
【０００４】
銀は、導電エラストマーの製造にも利用されてきた。このようなエラストマーはシートまたはガスケットとして見いだされ、最大６０％の微粉末銀で充填されており、このような構造物は伝導度が高い。これらのエラストマーは一般に、３００％延伸された後も自らの伝導度を保つことができる。このような製品の用途の一例に、航空機などの大きな物体の表面に適用される銀粉末充填エラストマーのシートフォームがある。銀粉末充填シートは無線周波を吸収するため、表面をレーダー探知できないものにする。このような銀粉末エラストマーで覆われた物体には、軍事用途において役立つ可能性がある。表面をこれらの材料で覆うと、コーティングの重量の６０パーセントが銀または他の導電金属であるため、物体がかなり重くなる。
【０００５】
より軽量の導電エラストマーを製造するための手法のひとつは、金属層を表面だけに適用することである。この層またはコーティングは、無電界めっきまたは蒸着などの従来の方法で適用される。通常、金属は下にあるエラストマー基材に十分に付着しないため、被覆繊維は丈夫ではなく、小さなひずみがあるだけでも落ちてしまうことが多い。銀などの金属のコーティングまたは層は、表面を抗菌性にしたり、あるいは生物の成長を抑えたり、あるいは高反射性の表面を得るために、多くのタイプの繊維または他の表面で用いられている。これらのコーティングまたは層は化学力または機械力がゆえに金属を放出することが多いため、環境に対して健康に有害な量の金属を与えてしまうか、表面が使用目的に対応することができなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
必要とされているものは、金属が表面に保持され、表面が長期間にわたって意図した用途に対応することができるように銀などの金属で表面を処理するための方法および組成物である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、金属ナノ粒子と、流体環境に形成される安定した銀ナノ粒子などのナノ粒子を含有する組成物を含み、これらの組成物を製造および使用する方法を含む。本発明のナノ粒子および金属ナノ粒子の組成物は主に、０．１から１００ｎｍのサイズ範囲にあり、ナノ粒子のサイズ分布で最も多い割合が約５０ｎｍの金属含有ナノ粒子を含む。
【０００８】
本発明の組成物は、水性溶媒または非水性溶媒を用いて製造可能なものである。本発明の組成物は保管寿命が長く、表面に金属ナノ粒子のコーティングを施す際に利用可能である。非水性組成物は、沸点の範囲が室温から熱移動流体によっては３００℃を超える溶媒をベースとするものであってもよい。非水性金属ナノ粒子組成物は、ナノ粒子を水性組成物から非水性相に抽出することによって製造することもできる。本明細書で使用する場合、非水性は、当業者によって広く一般に理解されているように、通常は広い組成範囲にわたって水と混和しない有機媒質を意味する。ナノ粒子組成物における、銀、亜鉛、銅、金、パラジウム、ロジウムまたはイリジウムなどの金属の含有量については、初期組成物を調製するときに所望の量の金属を選択することで調整可能である。
【０００９】
たとえば、所望の金属保持量が達成されるまで処理対象となる物体または表面を均一なナノ粒子組成物中で連続的に多段処理または連続浸漬することによって、（付着されるナノ粒子の量による）表面の金属保持量を変えることが可能である。通常、組成物は粘性ではなく、事前に成形された多くの物品に均一に被覆するときに、これを金属処理した状態にしやすくなっている。長さ対孔径比が小さい物体の内側に銀などの金属を均一に堆積させるためには、固有の濃度勾配がゆえに熱蒸着またはプラズマ蒸着法などの技法では適さないことが多い。本発明の組成物は、ひとつにはナノ粒子組成物の粘度が低く表面張力が小さいため、均一な表面および不均一な表面だけでなく、このような表面を容易に被覆または処理する。
【００１０】
本明細書の方法および組成物を用いて金属処理することができる材料としては、カテーテル（静脈、尿、フォーリーまたは疼痛処理用、またはこれらの変形）、ステント、腹部プラグ（ａｂｄｏｍｉｎａｌ  ｐｌｕｇｓ）、栄養管、綿ガーゼ、繊維状創傷被覆材（アルギン酸塩、ＣＭＣまたはこれらの混合物、架橋セルロースまたは非架橋セルロースで作られたシートおよびロープ）、発泡材料、コラーゲンまたはタンパク質マトリクス、止血材、接着フィルム、コンタクトレンズ、レンズケース、包帯、縫合糸、ヘルニアメッシュ、メッシュを利用した創傷用被覆材、造瘻および他の創傷用製品、ヒドロゲル、クリーム、ローション、ゲル（水性または油性）、エマルション、リポソーム、ミクロスフェア、軟膏、接着剤、チタニアおよび米国特許第４，９０６，４６６号明細書に記載されているものなどの多孔性無機支持材、キトサンまたはキチン粉末、整形外科用の金属系インプラント、金属ネジおよびプレート、合成布帛、ナイロン繊維、布帛またはその混合物ならびに、絹、レーヨン、羊毛、ポリエステル、アクリル、アセテートなどの布帛繊維および織物材料および不織材料があげられるが、これに限定されるものではなく、シリコーン、ポリウレタン、ポリアミド、アクリレート、セラミック、熱可塑性材料およびエラストマー材料で作られた、歯科用および獣医用製品および非医療装置を含む他の表面を本発明のナノ粒子組成物で処理してもよい。本発明のナノ粒子組成物は、表面にナノ粒子を堆積させるため、本発明で処理または被覆可能な表面は本明細書に列挙したものに限定されない。
【００１１】
液体組成物から調製可能な異なるポリマー表面または金属表面用のナノ粒子組成物も本発明の対象となる。このようなコーティング組成物は、溶媒損失による硬化あるいは熱または放射線への曝露による硬化が可能である。本発明の別の態様は、その全体を参照によって援用する米国特許第５，０４９，１３９号明細書および同第６，２４８，３４２号明細書に開示されたものと同様のガラスおよびゼオライトなどの、他の活性剤および抗菌剤との併用で、本明細書にて教示されるナノ粒子組成物を含む組成物を含む。
【００１２】
本発明のナノ粒子組成物で表面を処理するための異なる方法が教示される。一方法では、ナノ粒子を含むナノ粒子組成物を作製し、ナノ粒子組成物と１つまたは複数の表面とを、十分な時間をかけて接触させるステップと、すすぎ流して過剰なナノ粒子組成物の表面をすすぎ流すステップと、ナノ粒子が接着した状態で表面を乾燥させるステップとを含む。本発明の範囲を逸脱することなく、開示の方法に対するさまざまな改変が可能である。また、表面を非水性金属ナノ粒子組成物で処理してもよい。
【００１３】
銀または他の金属ナノ粒子を表面でｉｎ  ｓｉｔｕ形成してもよい。たとえば、一方法では、銀または金属化合物の微細分散させた粒子を含む懸濁液を提供するステップを含み、表面を懸濁液に浸漬または接触させた後、指定された時間または銀または金属化合物がナノ粒子（主に単分散）に還元されるまで還元剤を添加して、ナノ粒子が表面に付着または接着する。
【００１４】
本発明のナノ粒子組成物を、抗菌環境または防汚環境が望ましいか、あるいは微生物増殖の低減または臭気の低減が有用である他の組成物に利用することが可能である。たとえば、銀ナノ粒子組成物を、創傷被覆材上の塗料、化粧料に加え、創傷浸出液からの臭気、歯科用組成物、腸または血管の外科手術に用いられる製品における臭気、口腔衛生製品、浴室用製品、織物製品、コーティング、天然または合成ポリマー接着剤、塗料製品、ポリマーフィルム、紙、皮革、ゴムおよびプラスチック物品の臭気を制御するようにしてもよい。糸または一反の布などの仕上げ加工済み物品または仕上げ加工の施されていない物品を抗菌性にすることもできる。
【００１５】
企図される本発明の銀ナノ粒子組成物の他の用途として、オレフィンの酸化の触媒作用で、過酸化水素の触媒還元で、研磨用スラリーとして、表面からの静電荷の散逸、液体の熱伝導率の増加、電気伝導度の増加、無線周波数または同様の放射線シールドの準備、表面増強ラマン分光法用の分析化学での用途があげられる。
【００１６】
本発明のナノ粒子組成物は、どちらかといえば直接的な方法で生成され、水または溶媒をベースとし、保管寿命が長く（ほぼ１年間）、大量に製造が可能であるため、製造工程の拡張性がある。組成物の成分は比較的無害であり、処理後の表面から洗い流してナノ粒子を残すことが可能である。このナノ粒子組成物は、光学的に透明で非粘性であってもよく、長い期間にわたって室温で保管可能で、特別な保管条件を必要とせず、光に曝露された際に変色しにくく、熱的に安定し、酸および塩基に対してかなり安定し、熱サイクルおよび従来の遠心分離に耐えることができる。
【００１７】
本発明の組成物は、銀または他の金属ナノ粒子を含むものであってもよい。本発明のナノ粒子の原料となる銀または金属化合物は、無機アニオンまたは有機アニオンを含むいずれのタイプのアニオンを含むものであってもよい。このようなアニオンは、有機物であってもよく、イミド（ｉｍｉｄｉｃ）有機アニオン、サッカリンおよびサッカリン酸塩などの、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０５／２７２６０号パンフレットおよび同第ＰＣＴ／ＵＳ０５／２７２６１号パンフレットに教示されているものがあげられるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
本発明のナノ粒子は、水であっても水と既知の混和性有機溶媒との混合物であってもよい溶媒（通常は３５％ｖ／ｖ未満のアルコール）と、ポリマーおよび／または界面活性剤であってもよい安定剤と、銀化合物と、還元剤とを組み合わせることで作製される。界面活性剤は、アニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤または両性界面活性剤などの、粒子の凝集を防止することができる。既知の水混和性有機溶媒としては、低級の直鎖状（Ｃ１〜Ｃ６）または分枝状アルコール、アセトン、テトラヒドロフラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミドおよび他の同様の溶媒があげられる。還元剤は、溶液中でナノ粒子形成を誘発すると考えられており、トリエタノールアミンおよびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）を含むがこれに限定されるものではない、置換または非置換の窒素原子を有する１種または複数種の電子供与基を含むモノマーまたはポリマーの有機化学化合物があげられる。
【００１９】
この水性銀ナノ粒子組成物をポリマーで安定させてもよい。ポリマーは、ホモポリマーまたはコポリマーであってもよく、合成物または天然物であってもよく、通常は水溶性である。ポリマーの非限定的な例として、主鎖または側鎖に、アミドまたは置換アミド、第１級、第２級または第３級窒素ならびにウレタン部分を含むポリマーがあげられる。
【００２０】
処理済みの表面は、堆積されるナノ粒子が多くなるにつれて濃くなる着色性を呈する。本発明の一態様では、ナノ粒子処理表面に過酸化水素溶液を塗布し、この溶液を洗い流し、表面を乾燥させることによって、処理済み表面の表面的な見た目をさらに白くするための方法を含む。
【００２１】
抗菌銀組成物には、医療装置に抗菌性を持たせる上で実用性があるだけでなく、パンティストッキング、靴下、下着等のメリヤス製品、水着製品、ハンターおよび山歩き用の装身具、スキーウェア製品、様々なスポーツのための運動着製品を含むが、これに限定されるものではない品物における臭気源となる細菌を抑えることも可能であり、消毒用途では、浴室用または台所用の製品、加湿器用フィルタ、シャワーカーテン、まな板、流し台用スポンジ、浴槽用スポンジ、軽石などの家庭用品または消耗品に使用することが可能である。また、本発明の組成物を使用して、水を消毒する目的で非飲料水に添加可能な発泡性マトリクスまたは多孔性マトリクスを処理してもよい。建築業界では、家屋のかびや白かびを制御するために、建築中の木造構造物に本発明の抗菌銀組成物を噴霧してもよい。導電性エラストマー材料または反射性エラストマー材料の製造を、このようなエラストマー材料に本発明のナノ粒子を接着させて実施する。
【００２２】
本発明は、放射性金属（たとえば１１０ｍＡｇ＋）組成物およびその調製方法ならびに、たとえばトレーサとして使用することができる物品におけるそれらの使用も対象とするものである。本発明のナノ粒子組成物は、材料科学および冶金分野における多くの用途に適した乾燥ナノ粒子粉末を製造するための開始材料にもなり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、金属ナノ粒子と、金属ナノ粒子を含む組成物と、このような組成物を製造および使用するための方法とを含む。ナノ粒子を含む組成物は、水溶液または非水溶液を含むものであってもよい。組成物のナノ粒子は、全体的にサイズが均一であり、全体的に球形であって、ｉｎ  ｓｉｔｕにて予備成形または製造が可能なものである。この組成物を使用するための方法としては、表面、組成物および材料に抗菌特性を持たせる、組成物および材料の臭気を制御する、銀被覆または金属被覆表面の下処理、可撓性またはエラストマー性表面の金属コーティング、表面用金属ナノ粒子の防汚コーティング、金属ナノ粒子被覆されたウルトラスムース表面、金属ナノ粒子が含まれるがゆえに反射性および／または導電性の表面または物品の下処理、さらには製造および他の用途で用いられるものがあげられるが、これに限定されるものではない。本発明の一態様は、長期間にわたって抗菌性の医療装置を提供し、医療装置および材料を被覆または処理してこれらを抗菌性にするための方法を提供し、かつ、表面に対する銀の量の範囲を提供することにある。本発明の金属ナノ粒子の例示的な金属銀の使用は、本明細書にて教示および権利請求される金属ナノ粒子に限定することを意図したものではなく、銀、銅、亜鉛、金、白金、ロジウム、イリジウムおよびパラジウムなどであるがこれに限定されるものではない、他の金属を使用して、平均粒径５０ｎｍ以下の全体的に球形のナノ粒子を形成することも可能である。
【００２４】
本発明のナノ粒子組成物は、比較的無害な化学物質から作製される。本発明の金属ナノ粒子組成物は、水をベースとし湿式法で調製することができる。乾燥銀ナノ粉末が得られる熱蒸着および他の真空を利用した工程とは異なり、湿式法では、粉塵害の危険があり得る乾燥粉末とは違って溶液中に保たれる銀ナノ粒子が得られる。本明細書にて教示されるように、ナノ粒子は金属で作製することができるものであり、参照しやすいように、これらの金属ナノ粒子は銀ナノ粒子と呼ばれることが多い。この参照は、本明細書にて教示されるナノ粒子を何ら限定するものではなく、本明細書にて教示される方法でナノ粒子を作製するよう機能するすべての金属が本発明の対象となる。
【００２５】
本発明のナノ粒子組成物は、銀、銅、亜鉛、金、白金、ロジウム、イリジウムおよびパラジウムナノ粒子を含むがこれに限定されるものではない、平均粒径５０ｎｍ以下で全体的に球形の粒度分布が比較的狭い金属を含む。ほとんどの粒子は球形であるが、他のタイプの形状をなして本発明の組成物中に存在させることが可能である。
【００２６】
ナノ粒子を形成すると、金属ナノ粒子は、処理対象となる表面または物品を特徴的な色にすることがある。たとえば、銀ナノ粒子は、存在するナノ粒子の濃度に応じて特徴的な黄色ないしは黄琥珀色を付与する。ＵＶ−ＶＩＳ分光法で検査をすると、銀ナノ粒子組成物によって、最大波長が４２０〜４２５ｎｍ付近にある特徴的なスペクトル（図１）が生成される。ナノ粒子の物理によれば、色は、サイズが５から１０ｎｍの球形銀ナノ粒子に関連したプラズモン共鳴帯によるものである。銀の開始濃度を高めた後も、４２０〜４２５ｎｍのピーク値は変化しない。このことから、組成物において得られる平均粒度が、銀ナノ粒子の開始濃度と比較的無関係であると考えられる。ナノ粒子のサイズが大きくなると、吸収ピークはさらに高い波長にレッドシフトする傾向がある。使用する安定化剤のタイプも、最大波長や平均粒度、分布に影響することがある。ポリアクリルアミドで安定させた組成物の場合、４４５ｎｍの最大波長のため、ナノ粒子の平均サイズがポリソルベート２０で安定させた組成物より幾分大きいと考えられる。本発明のナノ粒子組成物は、ＵＶ−ＶＩＳ分光法では単一ピークのみを全体的に示す。
【００２７】
以下の式を使用して、本発明による銀ナノ粒子の一例の利用可能な表面積を単位質量に対して計算することが可能である。
表面積＝６／［密度×粒径］
直径１５ｎｍの粒子に対する単位グラム当たりの利用可能な表面積は、ｃｍ２／ｇｍあたり３．８１ｅ５である。本発明の他のナノ粒子での表面積も容易に求めることが可能である。
【００２８】
非水性組成物も本発明の対象となる。非水性は、ナノ粒子組成物の溶媒成分が、有機溶媒すなわち、塩化アルカン、カルボン酸のエステル（酢酸エチル、酢酸ブチル）、エチレングリコールのエステル、プロピレングリコール、トルエン、キシレン、低級アルケンなどの水と混和しない溶媒の場合のように非水性であることを意味するが、この一覧は網羅的なものではない。概して、非水性溶媒は本質的に非極性であるが、少量の水が存在してもよい。溶媒が水と混和しない場合であっても、水に対して限られた若干の溶解性を持ち、同様に、水も有機溶媒に対して限られた溶解性を持つことになる。概して、有機溶媒中の溶存水は５％ｖ／ｖ未満である。非水性溶媒は純であってもよいし、二成分混合物または多成分混合物であってもよい。たとえば、溶媒が純粋なクロロホルムであってもよいし、クロロホルムと酢酸エチルとの混合物（二成分混合物）であってもよいし、クロロホルムと酢酸エチルとトルエンの混合物（三成分または多成分混合物）であってもよい。さらに、溶媒は極性（非プロトン性またはプロトン性）であってもよいし、非極性であってもよい。それらは、水性銀組成物を使用できない用途に有用である。非水性組成物は、沸点の範囲が室温から熱移動流体によっては３００℃を超える溶媒をベースとするものであってもよい。
【００２９】
非水性組成物の一例に、溶媒としてクロロホルムを含むものがある。最大ピークが約４３０〜４３５ｎｍにある当該組成物のＵＶ−ＶＩＳスペクトルを図２に示す。水性組成物に比してスペクトルにわずかなレッドシフトが生じる。他のすべての点において、このスペクトルは水性組成物のスペクトルと同じである。吸収ピークの小さいレッドシフト（＜５ｎｍ）が出版された文献にすでに報告されている（ワン（Ｗａｎｇ）ら、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、第１４巻、第６０２ページ（１９９８年））。しかしながら、それは銀ナノ粒子の平均サイズの増加によるものではなく、プラズモン共鳴帯を右側にシフトすることができる溶媒の極性の変化に起因する可能性が高い。さらに、単に銀ナノ粒子を水性相から非水性相に引き込む抽出処理の結果として粒度の自然な変化が起こる可能性もない。
【００３０】
銀ナノ粒子のＴＥＭ顕微鏡写真を図３に示す。本発明の組成物における銀ナノ粒子の大半は、全体的に球形に近いが、いくつかの平坦な面が出ることもある。図示の銀ナノ粒子は、ポリソルベート２０、サッカリン酸銀およびＴＥＭＥＤを用いて水性媒質中にて調製したものである。ＴＥＭ画像で少なくとも１００個の粒子の直径を測定することによって、銀ナノ粒子のサイズ分布の推定値を得た。水性媒質中における銀ナノ粒子の対応する粒度分布を図４に示すが、その平均サイズは約１５ｎｍである。非水性組成物から得た銀ナノ粒子のＴＥＭ画像を図５に示す。まず、ナノ粒子を水性媒質中で調製した後、非水性溶媒であるクロロホルムに抽出した。銀ナノ粒子を含むクロロホルム溶液を数滴を、標準的な銅格子上で乾燥させた。本発明の組成物における銀ナノ粒子の大半は、全体的に球形に近い。平均サイズ約１１〜１２ｎｍで、すべての粒子が２５ｎｍ未満である、非水性媒質中の銀ナノ粒子のサイズ分布を図６に示す。非水性組成物中の銀ナノ粒子の平均サイズは、水性媒質中での平均サイズに極めて近い。この事実は、非水性媒質中の銀ナノ粒子を水溶液から抽出したことに注意すれば驚くべきものではない。
【００３１】
商業的に実現可能であるように、本発明の抗菌組成物は、適度な保管寿命を示すものでなければならない。図７は、新たに生成された水性組成物と、この組成物を周囲温度（２５℃）で約１年間熟成させた後とのＵＶ−ＶＩＳスペクトルを比較した図である。２つのスペクトルにはほとんど違いがないことから、粒子のサイズまたは粒度分布にも変化がないと考えられる。これらのデータは、本発明の水性組成物が優れた保管寿命を有することを明らかに示すものである。
【００３２】
長期の保管寿命は、本発明の水性組成物のみに限定されるものではなく、非水性組成物にも広げられる。非水性組成物をクロロホルム中にてＵＶ−ＶＩＳ分光法により３ヶ月以上にわたって試験したところ、スペクトルの形状またはピーク波長には何ら変化は見られなかった。
【００３３】
医療用物品および非医療用物品に抗菌性を持たせる際の使用に加え、水性および非水性の両方の銀ナノ粒子組成物を使用して、流体ベースの組成物に抗菌性を付与することができる。流体組成物の非限定的な例としては、接着剤、家庭用スプレー、米国特許第４，９１５，９５５号明細書に開示され、その全体が参照によって本明細書に援用されるような消毒液または組成物、屋内および屋外木製品用コーティング組成物、パーソナルルブリカント（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｌｕｂｒｉｃａｎｔ）があげられる。
【００３４】
本発明のナノ粒子組成物は、広範囲にわたる量の銀または他の金属を含むことができ、これを銀または金属の保持量と呼ぶ。製造時に所望の量の銀化合物を使用するだけで、異なる量の銀を組成物に含有させることが可能である。たとえば、未処理の物品または表面を、銀ナノ粒子数の多いナノ粒子組成物で処理すれば、それだけ多くの銀ナノ粒子が蒸着されることになり、逆もまた真なりと考えると論理的である。あるいは、銀の量が少なめの銀組成物を用いた二次処理によって、銀処理表面での銀保持量を増加することが可能である。特定量の銀を有するナノ粒子組成物を使用して、物品または表面に対する噴霧または浸漬を繰り返し、物品に対する銀保持量を高めることが可能である。連続的な浸漬または噴霧を行うたびに、所望のレベルが達成されるまで銀の保持量が追加的に増加する。本発明のナノ粒子組成物は、全体的に非粘性または低粘性であり、表面、特にミクロンサイズの形状を有する表面への均一なコーティングまたは接触を可能にし、それらに抗菌性または他の目的での機能性を持たせる。
【００３５】
ナノ粒子組成物の銀または金属含有量については、さまざまな方法で調節可能である。まずは、所望の量の金属化合物を選択するか、または含まれる金属ナノ粒子の量が分かっているナノ粒子組成物を希釈することができる。添加する希釈剤は、水を含むものであってもよく、界面活性剤または他の混和性溶媒などの他の成分を含むものであっても含まないものであってもよい。当業者間で既知の方法で溶媒を除去することによって、ナノ粒子組成物を濃縮し、金属含有量を高めるようにしてもよい。ナノ粒子組成物から溶媒の大半を除去し、これを再度希釈して、ナノ粒子を凝集させることなく異なる容積または元の容積にナノ粒子組成物を復元することが可能である。
【００３６】
本発明の金属ナノ粒子は、無機および有機の両方の多種多様なアニオンで形成された弱水溶性の銀化合物から形成される。しかしながら、本発明を実施するにあたっては高水溶性の化合物も利用することができる。イミド有機アニオンを含む金属化合物が有用であり、サッカリン酸銀を用いた多くの例が示されているが、本発明は、本明細書に開示される方法でナノ粒子を形成する任意の金属化合物を含む。イミド有機アニオンを有する金属化合物は、その全体を本明細書に援用する国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／２７２６０号パンフレットの主題であり、そこに教示されるすべての化合物が本発明に含まれる。サッカリンの誘導体を有する金属化合物を好適に用いることが可能である。可溶性金属塩と、アセチルアセトネートなどの活性メチレン基を有する化合物および誘導体との反応によって生成される他の金属化合物を使用することもできる。
【００３７】
本発明の一実施形態において、抗菌化合物は、以下の式で表される銀の化合物を含む。
Ｍ＋Ｘ（ｎ）（式中、Ｍは、銀、亜鉛、銅、白金、ロジウム、イリジウムまたはパラジウムなどの金属であり、ｎは１以上であり、Ｘは、Ａ、ＢまたはＣから選択され、Ｒ１およびＲ２は−Ｐまたは−ＷＰであり、
Ｗは、１〜２７個の炭素原子の分枝鎖アルキル鎖、１〜２７個の炭素原子の直鎖アルキル鎖、２〜２０個の炭素原子を含むモノエーテル、２〜２０個の炭素原子を含むポリエーテルのリンカーであり、
Ｐは、水素、ハロゲン原子、ハロアルキル、アミド、硫酸塩、リン酸塩、四級アンモニウム、ヒドロキシル、ヒドロキシメチル、ホスホネート、アミノ、カルボキシル、カルボキシメチル、カルボニル、アセチル、スクシンイミジルエステル、イソチオシアネート、イソシアネート、ヨードアセトアミド、マレイミド、ハロゲン化スルホニル、ホスホラミダイト（ｐｈｏｓｐｈｏｒａｍｉｄｉｔｅ）、アルキルイミデート、アリールイミデート、ハロゲン化アシド、置換ヒドラジン、置換ヒドロキシルアミン、カルボジイミド、シアノ、ニトロ、フルオルメチル、ニトロフェニル、スルホンアミド、アルケニルまたはアルキニルであり、
Ｒ３およびＲ４は、水素、任意にアリールまたは置換アリール基で終端する炭素原子数Ｃ１〜Ｃ８の直鎖アルキル、炭素原子数Ｃ１〜Ｃ８の分枝鎖アルキル、フェニル、置換フェニル、ベンジル、置換ベンジルおよびフルオロメチルであり、
Ａは、
【化１】
0005630959.tif 000002
のうちの１つであり、
Ｂは、
【化２】
0005630959.tif 000003
のうちの１つであり、
ここで、Ｒ１およびＲ２は上述したような−Ｐおよび−ＷＰであり、
Ｗは上述のリンカーであり、Ｒ３およびＲ４は上述のとおりであり、
Ｃ＝ベヘネートまたはビス（２−エチルヘキシル）スルホスクシネートである）。
【００３８】
本発明の別の実施形態は、以下の銀錯体を含む。
Ｍ＋［Ｙ−］ｎ
（式中、Ｍは、銀、亜鉛、銅、白金、ロジウム、イリジウムまたはパラジウムなどの金属であり、ｎは１以上であり、Ｙは、
【化３】
0005630959.tif 000004
であり、
ここで、Ｒ１およびＲ２は−Ｐおよび−ＷＰからなる群から選択され、上述のとおりであり、Ｗは上述したようなリンカーである。Ｒ３およびＲ４は上述のとおりであり、ＺはＣ６またはＣ８アルキルである）。
【００３９】
本発明の別の実施形態は、以下を含む。
Ｍ＋［Ｙ’−］ｎ
（式中、Ｍは、銀、亜鉛、銅、白金、ロジウム、イリジウムまたはパラジウムなどの金属であり、Ｎは１以上であり、Ｙ’−は、
【化４】
0005630959.tif 000005
であり、
ここで、Ｒ１およびＲ２は−Ｐおよび−ＷＰからなる群から選択され、上述のとおりであり、Ｗは上述したようなリンカーである。Ｒ３およびＲ４は上述のとおりであり、Ｚは、アミノ、アルキルアミノ、クロロまたはＨＮＸであり、ＨＮＸにおけるＸは、アリール、ヒドロキシル、アミノ、ＮＨＣ６Ｈ５またはＮＨＣＯＮＨ２である）。
【００４０】
本発明の銀化合物を形成する他のリガンドは、表１に示される以下のものを含む。
【００４１】
【表１】
0005630959.tif 000006
【００４２】
ナノ粒子は、単一の銀化合物または銀化合物の混合物から製造することができる。たとえば、混合物が、高水溶性および低水溶性の銀化合物を含むものであってもよい。さらに、二成分混合物に、０から１００％の範囲の弱水溶性銀化合物を含んでもよい。たとえば、銀ナノ粒子を調製する際に、硝酸銀と反応させるために必要とされる量に対して８０％のみのサッカリン酸ナトリウムを添加し、続いてＴＥＭＥＤ等を添加してもよい。したがって、混合物には、硝酸銀（可溶塩）と銀サッカリン酸塩（弱可溶塩）が一緒に存在する。同様に、硝酸銀およびプロピオン酸銀の粉末形態を任意の所望の割合（硝酸銀が０％から１００％）で秤量することが可能である。
【００４３】
化合物がＸ＋Ｙ−（式中、Ｘは、銀、亜鉛、銅、白金、ロジウム、イリジウムまたはパラジウムなどの金属であり、Ｙはアセスルファムまたはその誘導体である）である、本発明の組成物または装置で用いられる金属化合物。
【化５】
0005630959.tif 000007
Ｒ１およびＲ２は、水素原子、任意に１から２０個または最大で１０個の炭素原子を有する分枝鎖アルキル基、最大で１０個の炭素原子を有する芳香族炭化水素ラジカルまたは２から４個の炭素原子を有する脂肪族アシルラジカルであり、Ｒ２は任意に、最大で２０個の炭素原子または最大で１０個の炭素原子を有する分枝鎖アルキル基であるか、最大で１０個の炭素原子を有する芳香族炭化水素ラジカルであり、Ｒ１およびＲ２が結合して、別の炭化水素ラジカルで任意に置換されていてもよい同素環を形成してもよい。また、この式の化合物の塩も含まれる。別の化合物を表２にあげておく。
【００４４】
【表２】
0005630959.tif 000008
【００４５】
本発明は、金属と式（Ｉ）のサッカリンカルボン酸またはサッカリンカルボン酸エステルとを含む金属化合物を含む。
【化６】
0005630959.tif 000009
式中、置換基は以下の意味を持つ。ＬおよびＭは、水素、アルキル、アルコキシ、シアノ、アルキルスルホニル、ニトロ、トリフルオロメチルおよび塩素であり、Ｒは、Ｈまたは１〜６個の炭素原子を有するアルキルである。本発明はさらに、以下の式で表されるサッカリンの誘導体に関する。
【化７】
0005630959.tif 000010
式中、ＬおよびＭは独立に、水素、アルキル、アルコキシ、シアノ、アルキルスルホニル、ニトロ、トリフルオロメチルおよび塩素から選択される。
【００４６】
本発明は、金属と以下の式で表されるサッカリンの誘導体とを含む金属化合物を含む。
【化８】
0005630959.tif 000011
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は独立に、水素、アルキル、アルコキシ、シアノ、アルキルスルホニル、ニトロ、トリフルオロメチルおよび塩素から選択される。
【００４７】
本発明の組成物は溶媒を含み、溶媒は、水であってもよいし、水と既知の混和性有機溶媒、ポリマーであってもよい安定化剤および／または界面活性剤、銀化合物などの金属化合物および還元剤との混合物であってもよい。溶媒は水であっても混合物であってもよい。溶媒が、水分含有量が５５％ｖ／ｖから９５％ｖ／ｖの範囲であってもよい混合物の場合は、この混合物は、低級直鎖（Ｃ１〜Ｃ６）または分枝鎖アルコール、アセトン、テトラヒドロフラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミドおよび他の同様の溶媒を含むがこれに限定されるものではない、任意の水混和性有機溶媒であってもよい。使用する安定化剤が界面活性剤である場合は、ポリソルベートまたはＴｗｅｅｎｓを含むがこれに限定されるものではない界面活性剤が有用である。任意の好適な界面活性剤を使用してもよい。溶液中で銀ナノ粒子の形成を誘発すると考えられる作用剤である還元剤としては、第３級、第２級および第１級アミン、第３級、第２級および第１級ジアミンならびに、第１級アミン、第２級アミンおよび第３級アミン部分を有するホモポリマーまたはコポリマーがあげられるが、これに限定されるものではない。アミン化合物は、脂肪族であっても芳香族であってもよい。同様に、脂肪族および芳香族の第１級および置換アミドおよびポリマーアミド類似体を使用することも可能である。ＤＥＥＴとして知られるジエチルトルアミドなどの芳香族アミドを使用することも可能である。他の還元剤には、トリエタノールアミンおよびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）がある。ペンダント鎖または主鎖にＴＥＭＥＤ部分または他のアミンを有するポリマー化合物を還元剤として使用することもできる。
【００４８】
安定化剤はポリマーであってもよく、ポリマーに加えて、界面活性剤を使用してもよいし使用しなくてもよい。ポリマーは、ホモポリマーまたはコポリマーであってもよく、合成または天然由来のものが可能である。組成物において安定剤として使用するために適したポリマーまたはコポリマーの非限定的な例としては、アクリルアミドおよびその誘導体から形成されたポリマー、メタクリルアミドおよびその誘導体、ポリアミド、ポリウレタン、特定の骨格を持たないが側鎖にウレタンセグメントまたは第３級アミン基を有するポリマー、本質的には主に極性である他のポリマーあるいは、極性コモノマーから誘導される部分を有するコポリマーがあげられる。例としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、置換アクリルアミド（すなわち、−ＣＯＮＨ２がＣＯＮ（Ｒ１）２で置換されている）、置換メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその塩（ナトリウム、カリウム、アンモニウム）、２−ビニルピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、酢酸ビニル、無水マレイン酸などがあげられるが、これに限定されるものではない。特定の考えに拘泥されるものではないが、安定性は、粒子の凝集および成長が抑制されるようなポリマー鎖の存在による立体障害によって達成されると思われる。
【００４９】
本発明のナノ粒子組成物は、低ｐＨならびに高ｐＨでかなり安定している。抗菌銀組成物に添加することができる酸は、ポリアクリル酸、酢酸、クエン酸および同様の酸などのポリマー類似体を含む有機酸であるが、１０％を上回る量の硝酸を添加すると、銀ナノ粒子を溶解させて組成物を破壊することになる。１０％未満の濃度の硝酸も経時的に組成物を破壊することになる。１０％ｖ／ｖのアンモニア溶液を添加しても、銀ナノ粒子組成物に影響はない（すなわち、色の変化が見られない）。
【００５０】
まずはナノ粒子の製造にあたって銀化合物の開始量を選択するか、ナノ粒子の製造後に組成物を希釈することによって、組成物のナノ粒子としての銀の含有量を調節することが可能である。低濃度の銀塩を使用して得られた銀ナノ粒子組成物の光学密度は、２．０に達することができない。しかしながら、高濃度の銀塩溶液を用いて製造された組成物の光学密度は極めて高く、２未満の吸光度測定に対しては極めて高い希釈率（１００倍を上回る）が必要になることもある。硝酸が溶解により銀ナノ粒子組成物を破壊し得るように、特定の水混和性溶媒を添加すると、ナノ粒子が凝集し、沈殿してしまう。当業者に既知の手段によって溶媒を除去すれば、組成物を濃縮して銀含有量を増やすことが可能である。実際、組成物から溶媒の大半を除去して再希釈することで、有意な銀ナノ粒子の凝集を引き起こすことなく、組成物を最初の状態に復元することが可能である。
【００５１】
本発明の組成物は、銀ナノ粒子を含み、かつ、弱可溶性銀化合物を含むこともできる。ナノ粒子の調製の過程で、反応期間中に銀ナノ粒子に変換することができない銀塩をｉｎ  ｓｉｔｕで形成することができる。銀が塩の未反応の微量として存在していても存在していなくてもよい銀組成物も、本発明に包含される。
【００５２】
本発明の抗菌銀組成物の別の実施形態は、非水性抗菌銀組成物である。非水性媒質中で安定な銀ナノ粒子を作製することが困難であることは、当業者であれば認識している（ゼイリ（Ｚｅｉｒｉ）およびエフリマ（Ｅｆｒｉｍａ）、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．、第９６巻、第５９０８〜５９１７ページ（１９９２年））。ナノ粒子を水性組成物から非水性相へ抽出することによって、本発明の非水性銀ナノ粒子組成物を調製することができる。銀を含有する非水溶液が製造されているが、それらの抗菌効果が研究で示されてはいない。非水性を、水と不混和性溶媒との大きな比で全体的に水と混和しない有機媒質の意味で用いている。本発明の組成物の調製に使用される非水性溶媒は、塩化メチレン、クロロホルムおよび他の脂肪族および芳香族塩素化溶媒、シクロヘキサン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、およびこれらの混合物である。水性組成物の調製における銀の適切な量を選択した上で水性組成物を抽出し、必要に応じてさらに適切な希釈を行うことで、非水性組成物中の銀含有量を調節することが可能である。
【００５３】
本発明の一実施形態は、界面活性剤と、好ましくは塩である銀化合物（溶液中で銀カチオンとアニオンとにイオン化することができる）と、ＴＥＭＥＤと、水との混合物を含む組成物である。これらの組成物は、本発明のナノ粒子組成物に対する前駆組成物である。この前駆組成物に特定の処理を施して、本発明のナノ粒子組成物に変換する。たとえば、金属化合物が銀を含む前駆組成物を加熱して、黄色で示される銀ナノ粒子形成を開始させることが可能である。加熱は、電気加熱素子との直接または間接的な接触によって、ＩＲランプによって、マイクロ波エネルギによって、音響エネルギによって、あるいは他の電磁放射線を使用して達成することができるものである。強い光エネルギ（ＵＶランプ、ストロボ、水銀蒸気ランプ、ハロゲンランプ、レーザ光線など）に曝露することによって、前駆組成物をナノ粒子組成物に変換することもできる。前駆組成物を利用して、ナノ粒子が異なる形状および形態をとることができる銀ナノ粒子組成物を形成することができる。また、ガラスビーズ上の銀被覆反射性コーティングの作製における無電解メッキ用途、夜間の標識の光反射性を向上させるためのプラスチック面および他の用途にも前駆組成物を使用することができる。本質的に水性である前駆組成物を生成し、周囲温度未満で保管した後に、何ら性能を低下させることなく使用することができる。
【００５４】
ナノ粒子組成物の調製方法
異なる方法を利用して、本発明のナノ粒子組成物を調製することが可能である。銀ナノ粒子調製方法の一例は、以下のステップ、すなわち、
（ｉ）界面活性剤（および／またはポリマー）と、サッカリン酸ナトリウム（または好適なアニオン）と、可溶性銀塩溶液との水溶液を調製するステップと、
（ｉｉ）ナトリウム塩溶液を撹拌下で界面活性剤溶液に添加するステップと、
（ｉｉｉ）可溶性銀塩溶液をさらに添加して、弱可溶性銀塩を沈殿させるステップと、
（ｉｖ）第３級ジアミン（ＴＥＭＥＤ）を添加するステップと、
（ｖ）得られた溶液の温度を上昇させ、特定の時間にわたってこの上昇を維持するステップと
を含む。
【００５５】
別の実施形態では、ステップ（ｖ）での特定の時間にわたる温度上昇後に、溶液の温度を室温に戻す。必要に応じて、溶液の温度を室温以外の温度まで下げてもよい。温度を室温より高くすることも低くすることも可能である。弱可溶性銀塩は、すぐに透明な沈殿を形成することができないが、これは、本発明の実施を限定するものとみなされるべきものではない。上述した方法の変形には、ナトリウム塩溶液と可溶性銀塩溶液の添加の順序を逆にすることを含む。さらに別の変形には、ステップ（ｉ）における界面活性剤の代わりに水溶性ポリマー溶液を使用し、他のステップは同じにするか、ナトリウム塩溶液と銀塩溶液とを逆にすることを含む。ナトリウム塩溶液および銀塩溶液については、順不同で添加可能である。
【００５６】
本発明の一組成物でポリアクリルアミドを安定剤として使用する一実施形態において、調製は、以下のとおりである。
（ａ）所望の濃度のポリマー溶液を調製し、
（ｂ）サッカリン酸塩などの適切なアニオンのアルカリ金属溶液と、可溶性銀塩溶液と、還元剤とを適量で混合しながら連続的に添加し、
（ｃ）温度を上昇させ、特定の時間にわたって温度上昇を維持してナノ粒子を形成する。
【００５７】
任意に、溶液を加熱せずに室温で周辺光下で２４時間から７日間の期間にわたって放置して、銀ナノ粒子の形成を完了させてもよい。当業者に既知の方法によって温度を上昇させることが可能である。あるいは、光エネルギ源を用いて銀ナノ粒子を形成してもよい。
【００５８】
本発明の非水性銀組成物の調製において、本方法は、
（ａ）本明細書に記載したように、所望の銀含有量の水性銀ナノ粒子組成物を調製するステップと、
（ｂ）その体積を減少させて水性組成物を濃縮するステップと、
（ｃ）前記濃縮物を非水性溶媒または溶媒混合物で抽出するステップと、
（ｄ）抽出された銀ナノ粒子を含む非水性溶媒または溶媒混合物を回収するステップと
を含む。
【００５９】
上記のステップ（ｂ）は、特に水性組成物の銀含有量が有意に高い場合は任意である。同様に、ステップ（ｃ）を複数回実施して、その都度新しい非水性媒質を使用してもよい。本発明のこの方法を実施する際の温度は室温であってもよい。
【００６０】
本発明の非水性銀組成物の調製において、その分子構造に少なくとも１つの二重結合を有する液体であっても固体であってもよい化合物を任意に非水性溶媒に添加することが可能である。たとえば、抽出助剤などの化合物を非水性溶媒の２５％以下の量で添加して、抽出効率を向上させることができる。
【００６１】
非水性銀組成物を生成するための実施形態において、二重結合含有化合物は、水性銀組成物の調製の際に安定化剤として機能することもできる。界面活性剤の代わりにオレイン酸塩またはソルビン酸塩などの二重結合含有化合物を添加してもよい。第２の場合では、（界面活性剤の存在下で）ソルビン酸銀を形成した後、ＴＥＭＥＤを使用して塩をナノ粒子に変換することができる。ソルビン酸アニオンは２つの二重結合を有するが、その論拠は、この有機アニオンが速やかに非水性相まで移行することができることである。このような化合物は、たとえば、オレイン酸塩、ソルビン酸塩、フマル酸塩またはケイ皮酸塩であってもよい。列挙した化合物は、決して限定的なものと解釈されるべきものではない。得られる水性銀組成物は、銀ナノ粒子を非水性媒質に極めて効率的に移行させる非水性溶媒を用いると速やかに抽出され、非水性環境の安定性維持に役立つ。
【００６２】
非水性銀組成物の調製方法の改変例のひとつに、水性銀組成物から銀ナノ粒子を非水溶液に抽出した後、二重結合化合物を添加して、組成物の安定性を高めることがある。この化合物の非水性溶媒を２５重量％を超えない量で添加することができる。二重結合化合物の非限定的な例に、オレイン酸、ソルビン酸、ケイ皮酸およびこれらの誘導体がある。非水性媒質を抽出する際に、ある程度の可溶性を有するポリアセチレン、ポリビニレンおよびこれらの誘導体などのポリマー化合物を使用することも可能である。
【００６３】
組成物に他の化合物を添加してもよい。たとえば、非水性組成物のいくつかの用途において、長アルキル鎖を有するチオールを添加して、シリコンおよび同様の半導電性表面の金属ナノ粒子層の形成を補助することができる。
【００６４】
プロセス条件の影響
異なるアニオンを有する銀化合物などの組成物の特性および性能ならびに、銀塩、安定化剤および還元剤の濃度効果に、さまざまなパラメータが影響することがある。さまざまな基材にナノ粒子を堆積させるために、銀ナノ粒子を作製するための有効な方法を用いることが可能である。
【００６５】
異なるアニオンを有する銀塩
本発明の抗菌銀組成物は、調製しやすい。これらの組成物は、対応するナトリウム塩からｉｎ  ｓｉｔｕで形成されたさまざまな銀塩から開始して適宜調製されたものである。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく利用可能であれば、銀塩を乾燥形態でそのまま使用することも可能である。使用する塩は、有機アニオンまたは無機アニオンを含むものであってもよい。続いて、得られた混合物をマイクロ波で短時間加熱することによって、界面活性剤、ポリソルベート２０およびＴＥＭＥＤの存在下で、塩を銀ナノ粒子に還元した。ポリソルベート２０（約７６ｇｍ／Ｌ）、硝酸銀（０．１Ｍ）およびナトリウム塩（０．１２５Ｍ）の原液を調製し、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０、ナトリウム塩溶液、硝酸銀溶液およびＴＥＭＥＤに対して体積比１．２／４．０／３．０／１．２の割合で使用した。経路長１ｃｍのキュベットで組成物を水で希釈することにより（２５μｌに対して水３ｍＬ）、銀ナノ粒子組成物のＵＶ／ＶＩＳスペクトルをベックマン（Ｂｅｃｋｍａｎｎ）ＤＵ−２０分光光度計で測定した。脱イオン水を基準として使用した。
【００６６】
表３に、対応する銀塩のｉｎ  ｓｉｔｕでの調製に使用したナトリウム塩が列挙してある。試験した１５の塩のうち、透明で安定した黄褐色の銀ナノ粒子溶液を形成することができなかったものは約半分のみであった（図８）。（塩化ナトリウムからの）塩化銀では、赤または肌色の沈殿物が管底にすぐに沈降した。加えて、ホウ酸塩、酒石酸塩、炭酸塩、クエン酸塩、リン酸塩およびラウリル硫酸塩のアニオンを有する銀塩では、安定したナノ粒子溶液が生成されなかったが、それらのスペクトルは約４２０ｎｍにピークを示したことから、サイズが約１０ｎｍの銀ナノ粒子が形成されたと思われる（図９）。安定性が劣る銀塩生成溶液のうち、半分は有機アニオンで、もう半分は無機アニオンであったことから、安定したナノ粒子溶液を形成することができないことと有機または無機の性質とは無関係であると思われる。ホウ酸塩、酒石酸塩、炭酸塩、クエン酸塩、リン酸塩およびラウリル硫酸塩のアニオンの銀塩を使用することは最適ではないこともあるが、抗菌組成物の調製にそれらを使用することも本発明に包含される。
【００６７】
【表３】
0005630959.tif 000012
【００６８】
別の所見に、銀ナノ粒子を速やかに形成するｉｎ  ｓｉｔｕ形成された塩では、沈殿物やデブリ（ｄｅｂｒｉｓ）の形成が認められなかった点がある。沈殿物またはデブリが形成されなかった実施形態は、以下のステップ、すなわち、
（ｉ）界面活性剤と、サッカリン酸ナトリウム（または好適なアニオン）と、銀塩溶液との水溶液を調製するステップと、
（ｉｉ）ナトリウム塩溶液および第３級ジアミン（ＴＥＭＥＤ）を撹拌下で界面活性剤溶液に添加するステップと、
（ｉｉｉ）可溶性銀塩溶液をさらに添加するステップと、
（ｉｖ）得られた溶液の温度を短時間で上昇させた後、温度を室温に戻すステップと
を含む方法を含む。
【００６９】
したがって、溶液中の最後の成分としての硝酸銀を前の成分に添加する方法は、本発明の一実施形態である。Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０、ナトリウム塩溶液、硝酸銀溶液およびＴＥＭＥＤに対する開始試薬のそれぞれの体積比１．２／４．０／３．０／１．２は、ナノ粒子組成物を作製するための実施形態の要素である。
【００７０】
視覚的には、オレイン酸ナトリウムを使用して調製したナノ粒子溶液が最も優れていた。管壁にデブリまたは金属銀の堆積はなかった。公開された文献に、銀ナノ粒子に対するオレイン酸塩の有益な効果について報告されているため（ワン（Ｗａｎｇ）ら、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、第１４巻、第６０２ページ（１９９８年））、このことはある程度予測されていた。オレイン酸塩で安定化されたナノ粒子溶液は、極めて安定する傾向がある。オレイン酸塩の安定化効果は、オレイン酸塩二重結合のπ電子にともなう銀の相互作用によるものであるとされてきた。
【００７１】
さまざまな有機アニオンおよび無機アニオンの吸光度（ＯＤ＝１に正規化）と波長のプロットを図８および図９に示す。無機アニオンのλｍａｘは４１５ｎｍ（図８）であり、それらの半値幅（ＦＷＨＭ：ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｍ）は同様の大きさを有するが、硫酸塩のアニオンではスペクトルがさらに緻密である。興味深いことに、ホウ酸塩および炭酸塩のアニオンは、硫酸塩と類似のスペクトルを示すが、ナノ粒子溶液はそれほど安定していない。これは、それらの条件下で、これらの２種類のアニオンとともに約１０ｎｍとサイズが小さく狭い分布のナノ粒子が形成されるが、それらの溶液におけるイオン環境では粒子の凝集を防止することができないことを示している。
【００７２】
対照的に、さまざまな有機アニオンから調製される銀ナノ粒子溶液は、多かれ少なかれより高い安定性を呈し、特徴的な黄褐色がナノ粒子の存在を示す。それらの間には、最大スペクトルにわずかな差が観察されるだけであるが、スペクトルのばらつきの幅は大きい（図９）。たとえば、ＥＤＴＡアニオンを含む溶液は、３９０ｎｍにピークＯＤがあり、比較的鋭いスペクトルを示す。一方、酒石酸塩をベースにした溶液は、４１５ｎｍにピークがある実質的に平坦なスペクトルである。このようなスペクトルは、銀粒子の分布が非常に広いことを示している。
【００７３】
ピークＯＤが観察された波長、図示の溶液のスペクトルデータから導いたＦＷＨＭ値を列挙して表４に示す。無機アニオンの場合と同様に、有機アニオンでも４１５〜４２５ｎｍ付近にλｍａｘが認められる。非常に多くの異なるアニオンで同じλｍａｘが観察されたことから、銀ナノ粒子の形成機構は存在するアニオンのタイプにほとんど関係ないと考えられる。しかしながら、凝集挙動は、形成される銀ナノ粒子の安定性がアニオンのタイプに極めて大きく左右されることを示唆している。いずれの理論にも拘泥されることなく、本発明者らは、アニオンと銀ナノ粒子との相互作用が熱力学的に好ましければ、安定した溶液が得られるのではないかという仮説を立てている。
【００７４】
同じ表に、スペクトルごとにＦＷＨＭを列挙してある。数字は、スペクトル幅の測定値である。ＦＷＨＭの数値が小さければ小さいほど、スペクトルが鋭くなる。ＥＤＴＡアニオンの５３ｎｍでのＦＷＨＭ値は、公開されている文献を含めて、これまで見られたなかで最も小さい。
【００７５】
【表４】
0005630959.tif 000013
オレイン酸塩の９１ｎｍのＦＷＨＭ値は、硝酸銀から調製したオレイン酸塩含有銀ナノ粒子溶液について広範囲にわたって検討した公開論文に報告されている８８ｎｍの値にかなり近い。しかしながら、本明細書のＦＷＨＭ値は、過去に試験された溶液よりも１０から１００倍の高濃度で銀塩から生成した溶液に対するものであるという点で、本研究は公開されているものと異なる。同様のＦＷＨＭが観察されたという事実は、銀濃度を高くしても溶液中でナノ粒子の凝集が実質的に生じないことを意味する。
【００７６】
プロセスパラメータ
安定剤の量、反応物質の割合、還元剤の濃度、試薬の添加順序を変えることによって、ナノ粒子溶液の品質にどのような影響が及ぶかについて検討した。
【００７７】
サッカリン酸ナトリウムと、硝酸銀と、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０またはポリソルベート２０との適切な原液を脱イオン水で調製した。還元剤については入手した状態のまま使用した。銀ナノ粒子の調製には２つの方法を採用した。方法Ａでは、まずは硝酸銀とサッカリン酸ナトリウムとを反応させることによって、界面活性剤の存在下でサッカリン酸銀懸濁液を形成した。この懸濁液に、ＴＥＭＥＤを添加し、得られた混濁状混合物を電子レンジで短時間加熱して、ナノ粒子形成を完了させた。方法Ｂでは、界面活性剤であるＴｗｅｅｎ  ２０とサッカリン酸ナトリウムとＴＥＭＥＤとを栓をしたバイアルで混合して、透明な溶液を形成する。最後に硝酸銀溶液を添加し、バイアルの内容物を電子レンジで加熱して、ナノ粒子を作製した。いずれの実験においても、マイクロ波加熱時間は、中程度の設定で１０秒間とした（オーブンメイク（Ｏｖｅｎ  Ｍａｋｅ）：クエーサーインスタントマティククッキング（Ｑｕａｓａｒ  Ｉｎｓｔａｎｔ  Ｍａｔｉｃ  Ｃｏｏｋｉｎｇ）、１５００Ｗ）。
【００７８】
ベックマン（Ｂｅｃｋｍａｎ）ＤＵ−２０分光光度計で、主に４００から５００ｎｍの範囲でＵＶ−ＶＩＳスペクトルを記録することによって、ナノ粒子溶液の特徴付けを行った。スペクトル走査については、ナノ粒子溶液を水で希釈し（２５μｌに対して水３ｍＬ）、経路長１ｃｍのプラスチック製キュベットに移した。脱イオン水を基準として使用した。ＵＶ／ＶＩＳスペクトルの記録は、銀ナノ粒子の形成を証明するために速やかで、かつ便利で容易な方法である。それは、可視領域（３９０から５００ｎｍ）における銀ナノ粒子（サイズ５０ｎｍ未満）による強い吸収を利用したものである。強い吸収は、ナノメートルサイズの銀粒子のプラズモン共鳴帯によるものである。このようなスペクトルが認められても、それは銀ナノ粒子に対する間接的な証拠である。
【００７９】
方法Ａを利用して、Ｔｗｅｅｎ  ２０の濃度、サッカリン酸ナトリウムに対する硝酸銀のモル比、硝酸銀の濃度、およびＴＥＭＥＤの濃度がナノ粒子の形成にどのように影響するかについて調査した。表５から表８に、実験の詳細を示す。界面活性剤、サッカリン酸ナトリウム、硝酸銀溶液およびＴＥＭＥＤの体積は、特に明記しない限り１０：１０：１０：１の割合であった。表５に関連する測定値については図１０を参照のこと。表６に関連する測定値については図１１を参照のこと。表７に関連する測定値については図１２を参照のこと。表８に関連する測定値については図１３を参照のこと。
【００８０】
【表５】
0005630959.tif 000014
【００８１】
【表６】
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【００８２】
【表７】
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【００８３】
【表８】
0005630959.tif 000017
【００８４】
Ｔｗｅｅｎ  ２０の濃度による影響
Ｔｗｅｅｎ  ２０の濃度を約５．５ｇｍ／Ｌから１６．５ｇｍ／Ｌまで変化させても、色はほとんど変化せず、ナノ粒子溶液も一定していることが観察された。いずれも特徴的な黄褐色を示した。溶液中で観察された白色の沈殿物は、溶解しなかったサッカリン酸銀であった。通常は黒色であるナノ粒子凝集体によるデブリは認められなかった。
【００８５】
異なる量のＴｗｅｅｎ  ２０を用いたナノ粒子溶液の正規化されたＵＶ−ＶＩＳスペクトルを図１０に示す。Ｔｗｅｅｎ  ２０を含まない溶液のスペクトルは測定しなかった。いずれのスペクトルもほぼ同一であったことから、３種類のナノ粒子溶液がいずれも実質的に同一であることが分かる。スペクトル最大波長は、４１５ｎｍ付近にある。（対称性を維持する３５０〜４００ｎｍの曲線を外挿することによって）約９０という値の半値幅（ＦＷＨＭ）を推定することができるが、これは公開された文献と一致する。公開された報告書で用いられた濃度の１０から１００倍高い銀塩濃度にしても、ナノ粒子の凝集は観察されなかった。それまでの研究者らは、界面活性剤を用いた後で、銀濃度が０．０１Ｍを上回ると安定したナノ粒子溶液を得られないと報告していたため、これは予想外でもあった。
【００８６】
Ｔｗｅｅｎ  ２０の濃度が約０．２％ｗ／ｖと低い場合であっても、銀濃度０．１Ｍの安定した銀ナノ粒子溶液を得られることは明らかである。これらのデータは、この調製方法の有効性を強調するものである。しかしながら、溶液中にＴｗｅｅｎ  ２０が含まれていないと、ナノ粒子が凝集して灰緑色の沈殿物が形成される。これは、最初の銀濃度とは関係なく当てはまるものであった。Ｔｗｅｅｎ  ２０を含まない溶液はいずれも、特徴的な黄褐色の着色性を示すことがなかった。
【００８７】
また、Ｔｗｅｅｎ  ２０の濃度を高める方向すなわち、３３ｇｍ／Ｌ、４９．５ｇｍ／Ｌおよび６６ｇｍ／Ｌと変化させ、それに合わせてＴＥＭＥＤ濃度も高めた。溶液の色によるナノ粒子形成の確認と、反応混合物から沈殿するデブリの観察を継続している間、Ｔｗｅｅｎ  ２０の濃度が上昇しても溶液のスペクトル特性は本質的に同様であり（データ図示せず）、プロセスの有効性が再確認された。これらのデータは、界面活性剤の含有量を１６．５ｇｍ／Ｌの見かけの値より増やしたとしても、プロセスの観点での利点はないことを示唆するものであった。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、より高濃度の界面活性剤Ｔｗｅｅｎ  ２０または他の安定化剤を使用することが可能である。
【００８８】
サッカリン酸ナトリウム濃度による影響
硝酸銀濃度を０．１Ｍに保ち、硝酸塩に対するサッカリン酸塩の比率を０．０２５Ｍから１．２５の間に維持するようにサッカリン酸ナトリウムの濃度を変化させて、サッカリン酸塩の濃度を変えることによる影響を試験した（表６）。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、サッカリン酸塩または他のアニオンの塩をこれよりも高い非限定的な比率にすることができる。本明細書に記載した以外の比率を用いてもよい。いずれの場合も、比率が１より大きいか１未満であるかを問わず、主に未溶解のサッカリン酸銀からなるデブリを含む黄褐色の銀ナノ粒子溶液が得られた。スペクトルは実質的に同一（図１１参照）であり、ナノ粒子のサイズと分布が平均サイズ５〜１０ｎｍでのものであることを示していた。
【００８９】
硝酸銀濃度による影響
硝酸塩に対するサッカリン酸塩のモル比を含む他のすべての条件を保持すると、硝酸銀の濃度だけを変えても、銀ナノ粒子のスペクトルには影響しなかった（図１２）。繰り返すが、これらのデータは、ナノ粒子のサイズとサイズ分布が本質的に変わらないことを示していた。溶液の外観も同じままであり、すなわち、デブリをほとんど含まないか全く含まない黄褐色の溶液であった（表７）。これらの結果から、製品の仕様に応じて液体組成物中の最終的な銀ナノ粒子の数を変える上で硝酸銀濃度を用いることの根拠が得られた。
【００９０】
ＴＥＭＥＤ濃度による影響
上記の実験で、硝酸銀溶液に対するＴＥＭＥＤの体積比は１：１０であった。ここでは、その比を２：１０〜４：１０の間で変化させ、形成されるナノ粒子溶液の変化を観察した（表８）。視覚的には、溶液は同様のままであったが、本発明者らがＴＥＭＥＤ濃度を高くすると、バイアルの壁が紫がかることが観察された。
【００９１】
スペクトルが同一であるため、銀ナノ粒子の特徴（サイズおよび分布）も変化しなかった（図１３）。
【００９２】
試薬の添加順序による影響
上記のいずれの実験においても、サッカリン酸銀を最初に形成させる方法Ａを用いた。方法Ｂでは、最後に量を変えながら硝酸銀を添加した。得られたナノ粒子溶液はいずれも、デブリがほとんどないか全くなく、凝集がないことを示していた。未溶解のサッカリン酸塩による沈殿物も認められなかった。試験管壁にも金属銀の堆積がなかったことから、形成されたナノ粒子が溶液中にとどまっていることが分かった。実施した４回の試験のうち、硝酸塩とサッカリン酸塩溶液を３：４（図１４では０．７５ｍｌ）の割合で使用した試験で品質的に最も優れた溶液が得られた。
【００９３】
逆の順序で添加して調製された４種類の溶液のスペクトルを図１４に示す。それぞれの場合で、最大波長は４１５ｎｍであり、４００から５００ｎｍの範囲のスペクトルの形は一致していた。溶液ごとに４００ｎｍ未満から３５０ｎｍまでのＯＤを測定して、最大値付近にスペクトル対称が存在するかどうかを観察した。グラフは、スペクトルが対称的であることを示している。
【００９４】
既知の銀ナノ粒子含有組成物と比較して、本発明のナノ粒子組成物は、ＵＶ−ＶＩＳ分光光度計で測定したＯＤ値を基準にしてほぼ４から１５倍、場合によってはさらに高い濃度で銀ナノ粒子を含む。このような高めの銀濃度にすることで、組成物と接触する表面の銀保持量をさらに高める能力について、本発明の組成物でさらに利点が得られる。
【００９５】
プロセスパラメータ試験中に、実施した多くの試験で、反応容器に、ときには処理済みの装置上に沈殿物またはデブリが存在していた。しかしながら、これは本発明を制限するものと解釈されるべきものではない。組成物中の沈殿物の存在は完全に、形成される銀塩の可溶性が低いことに起因する。可溶性銀塩の開始濃度を調節するか、適宜希釈することによって、沈殿物として残り得る弱可溶性塩の量を減らすかなくすことができる。
【００９６】
銀ナノ粒子溶液の安定性
プロセスの観点で別の重要なパラメータに、時間の関数としての銀ナノ粒子溶液の安定性がある。少なくとも数週間の安定性を証明することが極めて重要である。安定性を示す１つの間接的な指標に、経時的な監視が容易なＵＶ−ＶＩＳスペクトルに変化がないことがあげられる。図７に、生成直後のサッカリン酸塩ベースの水性銀ナノ粒子組成物と、１１ヶ月経過後の同じ組成物のうちの１つとのＵＶ／ＶＩＳスペクトルを示す。この期間中、試料バイアルを周囲温度（２２℃〜２５℃）で保存した。調製したばかりの溶液と、約１年も経過した後の保存溶液とでスペクトルの違いは認められなかった。このデータは、銀ナノ粒子溶液が優れた室温安定性を有するという知見を裏づけている。同様に、スペクトルにわずかな見かけ上の変化が存在するとはいえ、４℃で３ヶ月間おいたクロロホルムベースの非水性銀ナノ粒子組成物で良好な安定性であって（図１５）。曲線の全体としての形状はさほど変化しておらず、粒度と分布が変化していないことが分かる。
【００９７】
組成範囲
硝酸銀などの可溶性金属塩と所望のアニオンを有するナトリウム塩とを混合する場合、水溶液中におけるアニオン交換によりｉｎ  ｓｉｔｕで形成される金属化合物からナノ粒子組成物を誘導することができる。たとえば、バルビツール酸銀を形成するためには、硝酸銀とバルビツール酸ナトリウムとの間で交換が行われることになる。銀化合物をｉｎ  ｓｉｔｕで形成してもよいし、最終的な銀化合物として提供してもよい。本発明のナノ粒子組成物を調製するにあたり、ｉｎ  ｓｉｔｕ形成された銀化合物の代わりに、粉末または結晶として商業的に入手可能な銀化合物を使用することができる。本発明を実施する際、単一化合物または混合物としての銀化合物としては、アセスルファム、炭酸アルキル、アセチルアセトネート、酢酸塩、アスコルビン酸塩、バルビツール酸塩、安息香酸塩、酒石酸水素塩、ビス（２エチルヘキシル）スルホサクシネートホウ酸塩、臭化物、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、葉酸塩、フマル酸塩、グルコン酸塩、ハロゲン化物、ヒダントイン、置換ヒダントイン、ヨウ素酸塩、ヨウ化物、乳酸塩、ラウリル酸塩、シュウ酸塩、酸化物、パルミチン酸塩、過ホウ酸塩、フェノスルホン酸塩、リン酸塩、プロピオン酸塩、サッカリンおよび誘導体、サリチル酸塩、ソルビン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、スルファジアジン、硫酸塩、硫化物、スルホン酸塩および酒石酸塩があげられるが、これに限定されるものではない。本発明の組成物の調製方法の別の特徴に、可溶性銀塩が、ｉｎ  ｓｉｔｕでより溶解度の低い銀塩に変換されることがある。本発明の調製方法で溶解度のさらに低いサッカリン酸銀を形成する際、過剰のアルカリ金属アルカリ土類金属サッカリン酸塩が維持される。サッカリン酸塩のモル過剰範囲は１から５の間の比率、１．０５から２の間の比率、１．１から１．５の間の比率である。アニオン交換金属塩は、銀より電気陰性度が高いカチオンを有するものでなければならない。利用可能な金属カチオンの非限定的な例として、ナトリウム、カリウム、カルシウム、リチウムがあげられる。可溶性銀塩の非限定的な例は、硝酸銀、クエン酸銀、酢酸銀である。任意の可溶性銀塩を用いることができる。
【００９８】
本発明のナノ粒子組成物の重要な特徴のひとつに、濃度が広範囲にわたる組成物を、相溶性または配合上の問題に遭遇することなく生成することができることがある。ナノ粒子組成物の銀含有量は、０．０００１％から１０％、０．１％から２％、０．１から５％の範囲のいずれかで可変である。５％を上回るなどの銀含有量のナノ粒子組成物を調製する場合は、十分な量の界面活性剤または安定剤を維持しないと、銀がフレークとして（凝集体状態で）沈殿することがある。この沈殿物については濾過により除去可能である。
【００９９】
安定化剤は、本発明のナノ粒子組成物を維持する上で有用であり、界面活性剤またはポリマーでありうる。界面活性剤は、アニオン、カチオン、非イオンまたは両性のうちいずれのタイプの界面活性剤であっても構わない。多種多様な界面活性剤が商業的に入手可能である。抗菌銀組成物に使用される安定剤の非限定的な例は、アニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤および両性界面活性剤である。それぞれのタイプの界面活性剤について、異なる種類の化合物が市販されている。ポリマーでは、ポリアクリルアミドおよび誘導体（アクリルアミド部分を有するホモおよびコポリマー、窒素原子に１つまたは２つの置換基を有するアクリルアミド）、メタクリルアミドポリマーおよび誘導体（メタクリルアミド部分を有するホモおよびコポリマー、窒素原子に１つまたは２つの置換基を有するメタクリルアミド）、ポリアミドおよび誘導体、ポリウレタンおよび誘導体、ポリアミンおよび誘導体を使用することが可能である。安定化剤として使用される界面活性剤は、ポリソルベートまたはＮＮが、２０、４０、６０および８０に等しい整数であるＴｗｅｅｎ  ＮＮとして知られる非イオン性界面活性剤である。
【０１００】
銀含有量に対する組成物中の界面活性剤または安定剤の濃度は、重量比で０．１から５００の間であればよいが、安定剤の総濃度が組成物重量の４０％を超えないようにする。ポリソルベートタイプの界面活性剤の濃度値の割合は、全体的に組成物中で５％ｗ／ｖ未満である。しかしながら、ポリマー安定剤を用いる場合では、この値が５％ｗ／ｖより大きくてもよい。安定剤の量を増やせば銀保持量を増やした銀組成物でも速やかに安定化される。
【０１０１】
銀ナノ粒子を含む組成物の調製に関する、公表されたほとんどの研究において、還元剤の必要性が認識されている。今までは無機還元剤が用いられてきたが、還元力が強いがゆえに銀ナノ粒子の形成が制御的には進行しないため、サイズの大きな粒子が生成され、サイズ分布が広くなることも多い。還元剤として用いた場合に、すべての有機塩基が小さく均一なサイズの銀ナノ粒子を生成するとは限らない。本発明の抗菌銀組成物の調製に用いられる非限定的な還元剤の一例として、第３級アミン、第２級アミンおよび第１級アミン、第３級ジアミン、第２級ジアミンおよび第１級ジアミン、第１級アミン、第２級アミンおよび第３級アミン部分を有するホモポリマーまたはコポリマーがあげられる。アミン化合物は、脂肪族であっても芳香族であってもよい。ＤＥＥＴとして広く知られているジエチルトルアミドなどの芳香族アミドを使用することも可能である。有用な還元剤は、第３級アミンまたはジアミンであり、トリエタノールアミンおよびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）があげられる。ペンダント鎖または主鎖にＴＥＭＥＤ部分を有するポリマー化合物を還元剤として用いることも可能である。銀に対する組成物における還元剤の量は、重量比で０．１から５００の間、２から５０の間、４から２０の間で異なることが可能である。還元剤については、そのまま添加してもよいし希釈して添加してもよい。これらの変形は両方とも本発明に包含される。
【０１０２】
抗菌銀組成物用の溶媒ベースの非限定的な例としては、水あるいは、水が少なくとも主な成分である水ベースの溶液があげられる。低級アルコール（Ｃ６以下）、低級ジオール（Ｃ６以下）、ＴＨＦ、ＤＭＳＯおよびＤＭＦ等の他の混和性溶媒を単体または水との多成分混合物として使用することが可能である。非水性溶媒またはそれらの混合物の非限定的な例として、クロロホルム、塩化メチレン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、ジエチルエーテル、低級アルコール（Ｃ４以下）、低級ジオール（Ｃ４以下）、ＴＨＦ、ＤＭＳＯおよびＤＭＦがあげられる。１９９０年の大気汚染防止法に基づいて規定されているＨＡＰＳを含まないさまざまな溶媒を、本発明の非水性銀組成物の調製に利用することが可能である。
【０１０３】
抗菌医療装置および非医療装置
本発明の一実施形態は、装置の表面をナノ粒子組成物と接触させることを含む方法を用いて抗菌性にされる医療装置を含む。医療装置としては、限定することなく、カテーテル（静脈、尿、フォーリーまたは疼痛処理用、またはこれらの変形）、ステント、腹部プラグ、綿ガーゼ、繊維状創傷被覆材（アルギン酸塩、ＣＭＣまたはこれらの混合物、架橋セルロースまたは非架橋セルロースで作られたシートおよびロープ）、コラーゲンまたはタンパク質マトリクス、止血材、接着フィルム、コンタクトレンズ、レンズケース、包帯、縫合糸、ヘルニアメッシュ、メッシュを利用した創傷用被覆材、造瘻および他の創傷用製品、胸部インプラント、ヒドロゲル、クリーム、ローション、ゲル（水性または油性）、エマルション、リポソーム、軟膏、接着剤、チタニアならびに、全体を本願明細書に参照によって援用する米国特許第４，９０６，４６６号明細書に記載されているものなどの多孔性無機支持材、キトサンまたはキチン粉末、整形外科用の金属系インプラント、金属ネジおよびプレートなどがあげられる。合成布帛、すなわち銀ナノ粒子が含浸されたナイロンまたはナイロンと他の布帛製造材料（絹、レーヨン、羊毛、竹、ポリエステル、アクリル、アセテート）との混合物をベースとしたものが、本発明の対象となる。シリコーン、ポリウレタン、ポリアミド、アクリレート、セラミックなど、さらには医療装置業界で用いられる他の熱塑性材料で製造され、本発明の液体組成物を使用して銀ナノ粒子が含浸された、歯科用および獣医用製品を含む医療装置ならびに非医療装置も本発明に包含される。液体組成物から調製可能な異なるポリマー表面または金属表面に対するさまざまなコーティング組成物も本発明に包含される。このようなコーティング組成物は、溶媒損失による硬化あるいは熱または放射線への曝露による硬化が可能なものである。本発明の別の態様は、本発明の抗菌液体組成物と、その全体を参照によって援用する米国特許第６，２４８，３４２号明細書および同第５，０４９，１３９号明細書に開示されたものと同様のガラスおよびゼオライトなどの他の抗菌剤との混合物である。
【０１０４】
異なる方法を用いて本発明の抗菌銀組成物で装置を処理することによって、本発明の抗菌医療装置および非医療装置を製造することが可能である。本発明の開示された一方法は、前記組成物を液体状で製造するステップと、ナノ粒子を蓄積させるために十分な時間にわたって前記組成物と装置表面とを接触させた後、余分な前記組成物をすすぎ流すステップと、装置を乾燥させるステップとを含む。開示された方法の改変例では、最初に材料の表面を乾燥させた上で、表面をすすぎ流して余分なものを除去するステップを含み得る。接触の方法は、装置を前記組成物に浸漬するか、組成物を装置に噴霧するか、ポリマー溶液と前記組成物との混合物をコーティングするものであればよい。開示された方法の変形例を用いて、異なる保持量の銀を管材表面に堆積させることが可能である。たとえば、最初に、あるレベルの銀保持量で管材の長さ方向全体に対して塗布することが可能である。次いで、必要に応じて、管材の長さの２／３に対して２回目の塗布を行い、最後に管材の１／３の部分だけを処理して、銀保持量が３段階の管材を得ることができる。この手法を用いて、銀保持量についてはどのような特定の堆積パターンでも達成可能である。平らな材料に対して同様の手法を実施し、全領域に対して異なる銀保持量のパターンを形成することが可能である。銀保持量が３段階の本発明の一実施形態は、シャワーカーテンなどの浴室製品であってもよい。このような製品では、下側の部分を最も高いレベルの保持量とし、中間部は中程度のレベル、上の部分は銀のレベルを低くすることができる。このような銀をベースにしたカーテンでは、カーテンにかびや白かびが生えなくなるものである。
【０１０５】
上記にて開示した方法のさらに別の改変例では、表面に対する銀ナノ粒子の接着性を向上させるか、表面に下塗りすることで表面に吸着する銀塩アミン錯体を還元して銀ナノ粒子の形成に触媒作用を及ぼす作用剤で、装置表面を前処理するステップを含む。たとえば、極性化合物など、ｇ−アミノプロピルトリエトキシシランまたは同様のタイプの接着性向上剤を使用することが可能である。別の状況では、塩化スズの水溶液で処理して表面を下塗りし、水ですすぎ流し、乾燥させた後に水性銀ナノ粒子組成物で処理し、洗浄し、乾燥させて、表面での銀の堆積を完了することが可能である。塩化スズの代わりに、金、白金、パラジウム、銅化合物などの他の作用剤を使用することができる。
【０１０６】
上記にて開示した本発明の方法の重要な特徴のひとつに、非常に低レベルの銀保持物（を表面に均一に堆積させることがある。この表面は、平らな領域を含むものであってもよいし、球、円筒（中実または中空）に属すものであってもよく、ナノメートルサイズの形状またはミクロンサイズの形状を有することができる。本発明の対象となる表面での銀保持レベルは、意図した用途に対応すべく可変であり、概して０．１ｕｇ／ｃｍ２から１００ｕｇ／ｃｍ２、０．５ｕｇ／ｃｍ２から５０ｕｇ／ｃｍ２、５ｕｇ／ｃｍ２から３０ｕｇ／ｃｍ２の範囲であってよい。
【０１０７】
親水性発泡体、シート状被覆材、布帛、ガーゼなどの抗菌医療装置を作製する方法は、以下のステップを含む。被覆材を抗菌水性組成物に浸漬するステップと、余分な液体を排出するか吸い取るステップと、続いてエタノール、イソプロパノールまたはＴＨＦなどの第２の非水性液体に、銀ナノ粒子を不安定化させるために十分に効果的な時間にわたって再度浸漬するステップ、それによって銀ナノ粒子を基材に永久的に堆積させるステップと、余分な液体を吸い取るステップと、最後に基材装置を乾燥させるステップ。本方法の改変例には、抗菌銀ナノ粒子組成物を成分の開始混合物に添加して、装置（ポリウレタン系発泡体など）を作製することを含むことができる。
【０１０８】
本方法には、予め混合された組成物（まだ温度上昇されていない組成物）の液層またはフィルムを所望の表面に形成し、続いて既知の手段で液体のフィルムまたは層の温度を短時間で上昇させ、ナノ粒子が不可逆的に接着して抗菌表面を形成する表面付近で銀ナノ粒子の形成を開始させることを含むことができる。温度を短時間で上昇させる手段は、音響放射線、マイクロ波放射線およびＩＲ放射線あるいは他の電磁放射線を含むことができる。オーブンのような環境で熱エネルギを供給することも可能である。
【０１０９】
医療装置、特に（寸法保全性を失うことなく）高めの温度に耐えうる医療装置を抗菌性にするための、ここに開示のさらに別の方法は、予混合組成物を調製するステップと、医療装置を均一の温度まで加熱するステップと、予混合組成物を装置に噴霧またはそれに装置を浸漬して、液体膜における銀化合物の迅速な還元を開始させるステップと、不可逆的に接着する銀ナノ粒子を装置表面に付着させるステップとを含む。装置を浸漬する場合は、装置を浴から取り出して、液体フィルムを乾燥させ、装置表面を水または他の溶媒ですすぎ流すことが可能である。温かい装置に噴霧すると、その表面から液体が蒸発除去されることになる。表面を水または同様の溶媒ですすぎ流すことが可能である。すすぎ液は、ただの水であってもよいし、界面活性剤、酸または錯化剤などの添加剤を含むものであってもよい。
【０１１０】
特定の疎水性ポリマーに抗菌性を与える目的で本発明の方法の改変例が必要とされることもある。たとえば、シリコーンポリマー表面を水性銀組成物に浸漬しても速やかに抗菌性にならないことがある。開示された一実施形態は、シリコーンポリマーを（水との混和性も有する）膨張性溶媒に浸漬して、孔に膨張性溶媒を効果的に満たすステップと、膨張したシリコーンポリマー基材をすぐに移動させるステップと、これを本発明の水性銀組成物に特定の時間をかけて浸漬して、孔内で溶媒の交換を発生させるステップとを含む方法を含む。結果として、水性組成物からの銀ナノ粒子が孔に引き込まれ、シリコーンポリマー表面が抗菌性になる。
【０１１１】
本発明の医療装置または非医療装置を非水性銀組成物で処理することも可能である。アルギン酸塩またはＣＭＣを繊維または発泡繊維として含む装置は、水分の多い組成物と接触させてしまうと使用することができなくなるため、水性組成物を用いる処理に適さないことが多い。その代わりに、ディッピング法または組成物を基材に噴霧することでこのような装置を非水性銀組成物で好都合に処理することが可能である。通常の条件下または真空による蒸発によって溶媒を除去した後、装置の表面に銀ナノ粒子を含浸させ、抗菌性にする。非水性溶媒が該当するポリマーにとって非溶媒であるか、装置内に拡散して膨張を引き起こすものでない場合は、他のポリマーで製造された医療装置の処理に非水性組成物を使用することも可能である。膨張が有害にならない状況でも非水性銀ナノ粒子組成物を使用することができる。たとえば、ＰＴＦＥフィルムを銀ナノ粒子のクロロホルム溶液に短時間浸漬することによって、これを抗菌性にすることが可能である。このような溶液を噴霧して、黄白色のＰＴＦＥを作製することも可能である。
【０１１２】
本発明のさらに別の際だった特徴に、医療装置の表面に銀ナノ粒子をｉｎ  ｓｉｔｕで形成する方法がある。たとえば、開示された一実施形態は、銀化合物の微細分散粒子を含む表面コーティングを施すステップと、特定の時間にわたって、あるいは銀化合物全体が、サイズの点で主に単分散された銀ナノ粒子に還元されるまで、被覆表面を還元剤で処理するステップとを含む抗菌表面の形成方法を含む。このような方法に使用することができる銀化合物の一例にサッカリン酸銀がある。還元剤のひとつがＴＥＭＥＤであり、室温で還元を行う際に利用することができる。限定するものではないが、この方法には室温が好ましいとはいえ、本発明から逸脱することなく室温よりも高い温度にすることが可能である。特にＴＥＭＥＤまたは同様に列挙したアミン化合物で還元することによって、微粉砕した銀化合物およびサッカリン酸塩を含む、ポリマーコーティングあるいは、セラミック、粘土、ゼオライト、アルミナ、シリカ、ケイ酸塩などの多孔性マトリックスで、銀ナノ粒子組成物をｉｎ  ｓｉｔｕで形成することが可能である。
【０１１３】
装置表面を抗菌性にする本発明の調製方法を用いると、処理条件に応じて銀の保持量を変えることが可能である。しかしながら、商業的なプロセスでは、銀保持量が仕様を満たす必要がある。銀保持量が仕様での上限値を上回る場合には、その製品バッチは不合格となり、大幅なコスト増となり得る。そのような場合には、その製品バッチを再処理して、銀保持量を仕様の範囲内におさめることが望ましい。余分な銀ナノ粒子が含浸された装置表面を再処理するための本発明による開示された一方法は、
（ａ）０．５％から１５％の硝酸溶液を調製するステップと、
（ｂ）表面を溶液に浸漬することによって、特定の時間にわたって前記硝酸溶液で装置表面を処理するステップと、
（ｃ）装置表面を脱イオン水で十分にすすぎ流し、乾燥させるステップと
を含む。
【０１１４】
この方法は、含浸された銀を少量に分けて選択的に除去することが可能であり、装置表面から銀を完全に落とすまたは製造設備を洗浄する目的で利用可能なものである。この方法を用いて、処理済みの表面から銀を落として、銀ナノ粒子のあるパターン化表面を形成することも可能である。
【０１１５】
本発明の別の実施形態は、銀が堆積した抗菌性の医療装置および非医療装置の琥珀色または黄褐色を変化させて、それらの美観を向上させるための方法を開示するものである。本発明の方法のさらに別の特徴は、銀を減らさずに銀ナノ粒子担持表面の琥珀色の均一な退色を引き起こし得ることである。過酸化物溶液はほとんどの表面に速やかに浸透して濡らすことができるため、予備成形されたミクロンサイズの物体に特有の非常に到達しにくい表面であっても速やかに処理することが可能である。本発明の方法は、以下のステップ、すなわち、
（ｉ）適切な濃度で過酸化水素の水溶液を調製するステップと、
（ｉｉ）銀ナノ粒子を含む琥珀色の表面を特定の時間にわたって処理するステップと、
（ｉｉｉ）処理溶液を脱イオン水で十分にすすぎ流し、表面を乾燥させるステップと
を含む。
【０１１６】
処理溶液中の過酸化水素濃度は、３重量％という低い値から３０重量％まで可変である。表面を処理用液に接触させる時間は、溶液中の過酸化物濃度によって決まることになる。たとえば、琥珀色の退色速度は、過酸化物濃度が低いと遅くなり、高いと速くなる。また、接触持続時間も製品の仕様に左右される。製品が、銀含有製品として銀を含有しない製品と区別することができる必要がある場合は、表面にかすかな黄色を残すよう過酸化物での処理を終了させるほうがよいこともある。過酸化物溶液用の溶媒としての水に加えて、水と混和する少量の溶媒（ただし過酸化物と反応しない溶媒）を添加してもよい。
【０１１７】
本発明の範囲を逸脱することなく、窒素などの不活性キャリアを含む蒸気または含まない蒸気として過酸化水素を提供し、処理対象となる表面と接触させることができる。銀ナノ粒子を含む表面の過酸化物処理にあたって、室温より高い温度および低い温度を用いることも本発明に包含される。過酸化物処理による退色を促進する目的で超音波エネルギを使用するといった他の方法を採用することも可能である。適切にマスキングして過酸化水素蒸気または水溶液を用いることで、銀ナノ粒子を担持する表面をパターン化することも本発明に包含される。
【０１１８】
銀ナノ粒子などのナノ粒子を用いて、非飲料水に添加するだけでこれを消毒することができるナノ粒子被覆発泡体または多孔性マトリクスを作製することができる。微量の銀を含む水は味がないため、このような製品は、キャンプをする人々にとって現在のヨウ素系製品よりも魅力的なことがある。建築業界では、家の中でのかびや白かびの制御のために、建築中の木造構造物に本発明の抗菌銀組成物を噴霧することができる。
【０１１９】
また、本発明は、抗菌放射性銀（１１０ｍＡｇ）組成物およびその調製方法も対象とする。これらの組成物の使用に際して、抗菌性は付随的な特性の可能性がある。これらの組成物を使用して、１１０ｍＡｇナノ粒子を含む放射性トレーサを調製することが可能である。これらの組成物の１つの用途として考えられるものが、少量の１１０ｍＡｇナノ粒子が付着したラベルを作製することである。インクジェット印刷法により溶液の小さな液滴をラベル表面に吐出することによって、このようなラベルを速やかに作製することが可能である。そして、製品の保管寿命が１１０ｍＡｇの半減期と等しい場合に、このようなラベルを使用することが可能である。放射性１１０ｍＡｇの量は非常に少ないため、消費者または製品に害となる危険性は実質的にない。また、このラベルを認証の際のトレーサなどのセキュリティ用途に用いることもできる。
【０１２０】
一実施形態は、
（ｉ）安定剤溶液を調製するステップと、
（ｉｉ）この溶液に、ナトリウムまたは好適な金属サッカリン酸塩溶液と、１１０ｍＡｇ硝酸塩溶液と、還元剤溶液とを、順次添加するステップと、
（ｉｉｉ）温度を上昇させ、ｉｎ−ｓｉｔｕ形成された弱可溶性サッカリン酸銀の還元を開始させて銀ナノ粒子を形成するステップと
を含む抗菌放射性１１０ｍＡｇナノ粒子組成物の調製方法を含む。
【０１２１】
任意に、温度上昇は、短時間であってもよいし、特定の時間維持されてもよい。
【０１２２】
固体表面からの銀放出の機構
ナノ粒子組成物の一態様は、表面に強く接着するナノ粒子の形で表面に金属を効率的に堆積させる能力である。ナノ粒子が堆積されるだけでなく、単純な操作でも表面からナノ粒子が分離することはない。これらの粒子は、超音波処理によってすら速やかには除去することができないため、ナノ粒子は表面に対して実質的に不可逆的に結合していると考えられる。しかしながら、ナノ粒子は、化学的に処理されると崩壊または溶解され得る。
【０１２３】
表面に元素としての銀が存在することで、概してその表面が少なくとも静菌性になるが、殺菌性になるとは限らない。殺菌性にしたとしても、そのような作用を保つことは極めて困難である。銀保持量を増やせば持続的な放出を増加することがが、最終用途での細胞毒性の危険性も高くなる。本発明のナノ粒子またはナノ粒子組成物は、表面に抗菌特性を与える能力を備え、哺乳動物の細胞に対して細胞毒性を与えることなく長時間にわたって活性を維持することが可能である。前記抗菌銀組成物で処理したナイロン表面から毎日（イオンとして）放出される銀の量を図１６に示す。組成物で処理した後に表面に生じる唯一の変化は銀ナノ粒子による含浸であるため、長期間にわたって持続的な抗菌活性が保たれる。活性は銀イオンによるものであるため、唯一の銀イオン源が銀ナノ粒子であることは明らかである。これらの結果から、有効量の銀イオンが、長時間にわたって継続的に放出されることが分かる。これらの結果は、放射性銀ナノ粒子が含浸されたナイロン管材を使用する試験でも確認された。同様の銀保持量での放射性銀の放出特性（図１６）は、先に観察されたものに匹敵する。
【０１２４】
抗菌作用をもたらすのは銀イオン（Ａｇ＋）であって、Ａｇ０でないことは十分に証明されているため、抗菌銀イオン源は、表面に存在する銀ナノ粒子であると考えられる。本結果は、本明細書にて教示される方法で作製したナノ粒子からイオン化銀が持続的に放出されることを示している。理論的推定値では、表面からの銀の観測放出速度で銀を完全に消費するためには１５０日以上かかり、これは驚きべきことであることが分かる。
【０１２５】
他の用途
本発明の抗菌銀組成物は、材料科学および冶金用途に適した乾燥銀ナノ粉末を製造するための開始材料にもなり得る。水性または非水性の当該組成物を高温環境で霧状にして、乾燥銀ナノ粉末を製造することが可能である。本発明の組成物を大規模に製造することが可能であり、これが比較的安価な化学物質から調製されるため、商業的プロセスも極めて実用性があり、銀ナノ粉末を得るための他の乾燥プロセスと競合し得る。乾燥銀ナノ粉末を製造する上での本発明の組成物の別の利点に、約１０ｎｍというナノ粒子の平均サイズは小さく、サイズ分布が比較的緻密であることがあるが、これは乾燥プロセスで製造されるサイズ分布の広い銀ナノ粉末に対して競争上の優位性をもたらし得る２つの要因である。
【０１２６】
本発明の組成物を含む銀ナノ粒子の他の用途には、オレフィン酸化の触媒、オレフィン化合物の分離、研磨用スラリー、表面からの静電気の消散、液体の熱伝導率の向上、電気伝導度の向上、無線周波または同様の放射線シールドの作製、表面増強ラマン分光法の分析化学における用途がある。
【０１２７】
一態様において、本発明は、エラストマー物品（シリコーン製のものなど）に銀ナノ粒子を堆積させ、任意に、このエラストマーを導電性にする方法と、これを用いて製造される銀ナノ粒子被覆エラストマー物品とを提供する。本明細書で使用する場合の「導電性」という用語は、約０．１ジーメンス／ｍ以上程度の伝導度を示す。導電物品には、半導性の物品および金属のような伝導度を有する物品を含む。
【０１２８】
貴金属の中でも、銀の抗菌性には生物学的用途および医療用途で広範囲にわたる活用法があり、銀の電気伝導度と熱伝導率の高さが、電気分野、エレクトロニクス分野、熱移動の分野に応用されているため、銀は極めて万能である。
【０１２９】
銀の高い電気伝導度を利用したひとつの用途に、導電エラストマーの製造における用途がある。「エラストマー」という用語は、１％から１０００％といった大きなひずみにも耐える材料を包含することを意味する。このようなエラストマー（エラストマーシートまたはガスケットなど）には、高い伝導度を得る目的で微粉末状の最大約６０％の銀を含み得る。これらのエラストマーは通常、３００％延伸された後も自らの伝導度を保つことができる。シート状では、これらのエラストマーを表面に適用して無線周波を吸収させ、たとえば、表面をレーダー検出できないものにすることで、軍事用途において役立つ可能性のあるものとすることができる。しかしながら、シートエラストマーの重量の６０％が銀であるため、このシートエラストマーを利用すると航空機がかなり重くなる。よって、レーダーに対する不可視性を与えるとともに、航空機の基体重量をそれほど増加することのない銀ベースの導電エラストマーに需要がある。また、伝導度を損なうことなく、この導電エラストマーをたとえば３００％など有意に延伸することもできる。
【０１３０】
一実施形態では、本発明は、銀イオンを銀ナノ粒子に還元するために適した条件下でエラストマー物品を銀組成物と接触させることで、エラストマー物品の少なくとも１つの表面または表面の一部に銀ナノ粒子コーティングを施すことを含む、エラストマー物品に銀ナノ粒子を堆積するための方法を提供する。この銀組成物は、銀塩と、溶媒と、還元剤と、安定化剤とを含み得る。別の実施形態では、銀組成物は、本発明の方法で生成される銀ナノ粒子を含み得る。たとえば、銀イオンを銀ナノ粒子に還元し、銀ナノ粒子を物品に堆積させるために適した条件で、シリコーンベースのエラストマー物品を銀ナノ粒子溶液に浸漬することができる。銀堆積ステップの完了の際に、物品を脱イオン水で十分にすすぎ流し、ゆるく接着した銀ナノ粒子を取り除くために超音波処理し、オーブンで乾燥させて水分を除去する。堆積プロセスを繰り返すことで、所望の銀保持量すなわち、所望の量の銀ナノ粒子が存在する導電エラストマー物品を得ることができる。また、本発明の導電エラストマー物品を、トレンス試薬またはその改良品などの組成物で処理し、その物理的特性または機能的特性を変更、修正または改善するようにしてもよい。
【０１３１】
本発明は、全体的な意味では、導電エラストマー物品の作製方法を含む。本発明はまた、前記方法で用いられる銀を含む組成物、前記方法を用いて作製される物品、さまざまな用途に前記物品を用いる方法も包含する。
【０１３２】
可撓性導電エラストマーを調製する方法の一実施形態は、（ｉ）未使用エラストマー表面を清掃するステップと、（ｉｉ）可撓性エラストマー表面に銀ナノ粒子を堆積させるステップと、（ｉｉｉ）処理済み表面をすすぎ流すステップと、（ｉｖ）乾燥させて水分または溶媒を除去するステップとを含む。任意に、乾燥させた銀堆積表面を得た後、これをアニールして堆積された銀コーティングの強度を高めるようにしてもよい。表面に対する銀の接着性を改善するために、任意に、上記の清掃ステップより後で銀堆積ステップより前に、湿式または乾式の化学処理ステップを含むようにしてもよい。
【０１３３】
未使用表面を清掃する目的は、ベースラインの清潔な表面を確実にすることである。しかしながら、このステップについては、本発明の範囲から逸脱せずに省略することが可能である。清掃ステップは、高純度の脱イオン水、イソプロパノール、エタノール、グリコール、アセトン、トルエン、ナフサ画分、フッ素化溶媒、アセテートベースの溶媒およびこれらの混合物などの既知の溶媒を用いることで実現可能である。水溶液は任意に、界面活性剤、石鹸、酸および洗剤を含むものであってもよく、有機溶媒と混合してもよい。清掃用溶媒または溶液は、表面を膨脹させたり表面に亀裂を発生させたりしてエラストマーを破損することのないように選択されることは理解することができよう。清掃ステップは、１回のすすぎで行ってもよいし、複数回のすすぎでもよく、異なるタイプの溶媒または溶液を用いる１回のすすぎであってもよい。有機溶媒（後続の溶媒と混和する）ですすいだ後に別の適当な溶媒（水性または非水性）ですすぎ流してもよい。清潔な表面を実現する全体としての目的との、さまざまな溶媒の組み合わせが可能である。上記に列挙した清掃用溶媒および溶媒のタイプは例示のために示したものであり、何ら限定的なものとは解釈されるべきものではない。
【０１３４】
上記にて開示した湿式の清掃ステップに加えて、乾式工程を利用して作業を完了するようにしてもよい。たとえば、プラズマを利用した清掃工程（酸素または気体混合物）を用いて表面を清掃してもよい。プラズマ清掃の別の利益に、表面に、特にシリコーンなどの疎水性ポリマーベースのエラストマーに極性基を導入することがある。プラズマ処理は、実際には２つの機能を発揮し得るものである。この処理では、表面を清掃するとともに、表面へのナノ銀の付着を改善することになる表面の極性を高めることができる。あるいは、Ｄ−アミノプロピルトリエトキシシランの適当な溶液あるいは、チオグリセロールまたはドデカンチオールなどの硫黄化合物を用いての湿式の化学処理を実施して、可撓性表面への銀ナノ粒子の付着性を改善してもよい。当業者間で既知の結合層を用いて接着性を改善することも本発明の対象となる。
【０１３５】
表面を銀含有溶液に浸漬することで、エラストマー表面に銀ナノ粒子を堆積させる。銀含有溶液は水性であっても非水性であってもよい。一実施形態では、銀含有溶液を生成した後、エラストマー試料を浸漬し、所定の温度および時間で処理する。別の変形では、エラストマー試料を浴中または容器の中に事前に配置した上で、銀含有溶液を試料の上に注ぎ、任意の時間、所望の温度で維持する。被覆対象となる表面は、平坦であってもよいし垂直であってもよい。いずれの構成も本発明に包含される。別の実施形態では、スラブまたはシートの片側だけに銀を堆積させると望ましいことがある。さらに別の実施形態では、マスクしていない領域にだけ銀を堆積させて、微量を形成すると望ましいことがある。さらに別の実施形態では、チャネルを有する可撓性または非可撓性基材上で導電レベルまで銀を堆積させ、非チャネル領域から銀を選択的に除去して、導電チャネルを形成することが可能である。このような変形はいずれも本発明に包含される。
【０１３６】
銀堆積ステップについては、室温で実施してもよいし、任意に、室温未満または室温より高い温度で実施してもよい。本発明の方法によって、可撓性表面での異なるレベルの銀コーティングを実現することができる。組成物を処理する際の銀の開始濃度を変えることで、あるいは高めの温度または長めの時間で処理を実施する任意の濃度で、堆積層における銀保持量のレベルを変えることができる。エラストマー基材を複数回処理し、銀保持量をさらに増やすことが可能である。ただし、概して銀処理は５回未満である。銀処理をどのように実施できるかについてのいくつかの実施形態がある。たとえば、本発明の銀ナノ粒子組成物を一ステップのみまたは連続した複数回のステップで用いて銀コーティングの塗布を選択してもよい。
【０１３７】
別の実施形態では、銀ナノ粒子組成物を用いる１回の処理と、トレンス試薬またはその改良品を用いるなどの第２の銀処理とを利用することができる。さらに別の実施形態では、銀ナノ粒子組成物を用いる１回または複数回の銀処理の後に、トレンス試薬または同様の組成物を用いる１回の銀処理を利用することができる。任意に、トレンス試薬での処理の前に感光液での処理を含むようにしてもよいことは、当業者であれば理解できよう。よって、本発明の方法を用いると、金属様の導電性エラストマーを得るために少量の銀（半導性表面の場合）から極めて高いレベルの銀まで保持量の柔軟性が極めて高くなることが、当業者であれば明らかであろう。本発明の導電エラストマーの伝導度の値は０．１Ｓ／ｍ以上であってもよいが、本発明の範囲から逸脱することなく、値が０．１Ｓ／ｍ未満の導電性エラストマーを調製可能である。あるいは、表面に堆積または被覆された金属の量で導電エラストマーを特徴付けることができる。単位面積あたりで少なめまたは多めの量の銀を、低めまたは高めのレベルの電気伝導度と相関させることは論理的である。本発明の導電エラストマーの電気伝導性層における金属量の範囲は、０．０３ｍｇ／ｃｍ２〜５０ｍｇ／ｃｍ２、０．１〜２０ｍｇ／ｃｍ２または０．５〜５ｍｇ／ｃｍ２であればよい。
【０１３８】
可撓性表面に銀を堆積させるために用いられる組成物は、硬質表面に銀ナノ粒子を堆積させるために用いられるものよりも違いが少ない。銀ナノ粒子を作製するための多数の組成物が、全体を本明細書に参照によって援用する国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２７２６１号パンフレットに開示されている。銀の堆積にあたっては、上記の出願に開示されたいずれの組成物を利用してもよい。一組成物では、Ｔｗｅｅｎ  ２０、硝酸銀およびサッカリン酸ナトリウムの溶液を同じ容量ずつ攪拌下で混合した後、ＴＥＭＥＤとしてのＴｗｅｅｎ  ２０溶液の体積の１／１０を混合し、厚さ０．１インチで、３インチ×１インチの形状で可撓性シリコーン基材の処理に利用した。銀の保持量を高めるための複数回の処理の間、最初の処理ではアニオンとしてサッカリン酸塩をベースにした組成物を使用し、以後の処理ではアセテートをベースにした組成物を１回または２回以上用いてもよいことは、当業者であれば明らかであろう。アニオンの混合物を使用する前提の組成物も銀堆積ステップで利用する対象となる。最初の段階処理が銀ナノ粒子溶液によってなされた後に、十分に既知のトレンス試薬またはその改良品を利用してもよい。本発明の一実施形態では、銀含有組成物での複数回の処理後であるがトレンス試薬を用いての銀堆積の前に、表面を塩化スズ溶液で処理した。塩化スズは、表面に「播種」してトレンス試薬での処理の間に銀の堆積を加速する目的で用いる。スズの代わりにパラジウムや銅などの他の貴金属の塩を利用してもよいことは、当業者であれば分かるであろう。
【０１３９】
ＴＥＭＥＤおよびトリエタノールアミンを含む組成物を用いるが、係属中の出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２７２６１号パンフレットに列挙された好適な開始剤を含む組成物については、エラストマー基材に銀を堆積させるために利用することができる。同様に、ナノ粒子を堆積させるための組成物を調製するにあたって、ポリソルベートなどのさまざまな界面活性剤を利用することができる。
【０１４０】
銀堆積の完了後、表面をすすぎ流して余分な銀溶液を除去するとともに、遊離している銀粒子を洗浄する。すすぎには、従来のすすぎ方法を利用するこおｔができる。銀被覆部品に、水であってもよいすすぎ用の溶媒を噴霧することができる。単に浴に出し入れすることで部品をすすぎ流してもよい。脱イオン水を利用してもよいが、地方自治体の水源からの水を使ってコストを抑えることもできる。このような場合、最後のすすぎを脱イオン水で行えばよい。水混和性アルコールでの別のすすぎを実施して、表面を脱水および乾燥させてもよい。高エネルギの水流または超音波処理浴を利用して、残っている遊離粒子をさらに除去してもよい。
【０１４１】
銀被覆表面の乾燥は、これを周囲条件下で乾燥させるか、部品に高温の空気を吹き付けて実施することができるものである。被覆表面積が比較的小さいのであれば、ＩＲランプまたは音響エネルギを利用してもよい。
【０１４２】
任意に、アニーリングステップを実施して、金属ナノ粒子コーティングを融合させ、その強度を高めるようにしてもよい。アニーリングステップの場合、下にある基材がこれによって損傷することはない。アニーリングステップについては、既知の手段で熱エネルギを銀コーティングに与えて、その温度を少なくとも１００℃から金属の融点の間にするような形で実施することができる。適切なアニーリングをもたらす厳密な温度は、アニール対象となる銀層の厚さ、使用する基材のタイプ、物品の厚さなどによって決まる。
【０１４３】
たとえば、銀被覆表面を直火に曝露してアニーリングを行うことができる。制御可能となり得る直火は、プロパン、ブタン、アセチレンまたは同様の気体を用いて生成することができるものである。火炎でのアニーリングの間、ホットスポットが生じないように表面を移動し続けられることが重要である。このとき、直火上で被覆表面を速やかに移動させる固定具で銀被覆基材を保持するようにしてもよい。この固定具は、難しさを最小限に抑えてすべての表面のアニーリングを可能にするために十分な可撓性を有する。
【０１４４】
あるいは、所望のアニーリング温度に維持したオーブンまたは炉に銀被覆基材を入れてアニーリングを行うようにしてもよい。別の実施形態では、アニール対象となる部品を、制御された温度環境の中を移動するコンベヤベルトに載せてもよい。さらに別の改変例では、基材をワッフル焼き器タイプの装置に保持し、表面を両面から同時にアニールすることができる。さらに別の改変例では、銀ナノ粒子を有する基材をスチームに曝露してアニーリングを実施することができる。スチームは低圧であっても高圧であってもよく、乾燥していても湿っていてもよい。あるいは、銀被覆基材を高温のローラの間で圧搾し、銀コーティングのアニーリングを行うようにしてもよい。ＩＲ、高エネルギｅ−光線、ｘ線、核放射線、レーザなどの電磁放射をアニーリングステップに用いることも、本発明で対象とする。たとえば、高出力のレーザ光線を銀被覆エラストマー支持体で行き来させ、電気伝導性性トレースの既知のパターンを作製することが可能である。
【０１４５】
本発明の方法を利用して、さまざまなエラストマー基材に銀を堆積させることができる。非限定的な例ではあるが、いくつかの選択例として、シリコーン、ポリウレタン、合成および天然ゴムがあげられる。さらに言えば、合成ポリマーであっても天然ポリマーであってもよく、低ひずみまたは高ひずみに耐える能力を持ち得る、下にあるポリマーも本発明に包含される。可撓性基材は、合成および天然の既知の膜形成ポリマーを含むものであってもよい。ポリマーの非限定的な例としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスルホン、ＰＢＴ、ＰＢＯ、エチレンおよびプロピレン系ポリマー、アセテートポリマー、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＥＮ、またはこれらの混合物、またはコポリマー誘導体があげられる。列挙されたポリマーを含む基材については可撓性とすることができるが、低レベルの可逆性のひずみしか呈さないようにすることができる。これらの基材も本発明に包含される。
【０１４６】
導電性エラストマー物品のさまざまな実施形態を本発明の方法で作製可能である。最も単純かつおそらくは最も有用な形態で、上記に開示した本発明の方法またはその改良でエラストマーシートまたは細片を処理して銀コーティングを堆積させることが可能である。銀または上述した他の金属の複数の層を有する可撓性導電細片の実施形態を以下のようにして作製することが可能である。シリコーンなどの可撓性基材の細片を処理して、大きめの表面で銀コーティングを両面に堆積させ、任意にアニールして導電銀コーティングを得る。次に、この細片をγ−アミノプロピルトリエトキシシランまたはこれを含む混合物の溶液で処理し、シランの薄層を堆積する。シラン層を硬化させた後、シルガード（Ｓｙｌｇａｒｄ）１８４などのシリコーンプレポリマーの粘性コーティングを細片の両面に塗布して、銀層を２つ有する可撓性導電エラストマー物品を得る。この実施形態の変形では、上記同様両面に銀を被覆することが可能である。その後、濃硝酸などの銀溶解溶液を利用して、細片の片面のコーティングを除去する。こうすると、別の金属の層を細片表面に堆積させることが可能である。任意に、アニーリング後、異なる種類の金属層を有する導電エラストマー細片が得られる。繰り返すが、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのバインダー層のある状態またはない状態で、金属層の上にシリコーンコーティングを塗布することで、２つの異なる金属層を有するサンドイッチ状のエラストマー物品が得られる。上述した方法で、３層以上の金属層を有する導電エラストマーを作製することも可能である。
【０１４７】
伝導度の測定
エラストマー基材の表面が銀または金属の堆積後に十分な伝導度を持つか否かを評価するために、単純なマルチメータを用いる測定を実施した。しかしながら、当業者には馴染みがある、半導体産業で伝導度の値の測定に一般的に利用されている４点プローブ法などのさらに洗練された技法もある。伝導度を表す単位はジーメンス／ｍｍまたはジーメンス／ｃｍであり、これはオーム−ｃｍまたはオーム−ｍで表される電気抵抗の逆数である。一組の単位を別の組の単位に変換したり、逆方向に変換したりすることは容易である。導電コーティングを表す他の一般的な単位に、以下の式で求められるバルク抵抗率に関連するオーム／平方がある。
Ｒ＝ｒ・Ｌ／（ｔ．Ｗ）
式中、Ｒは長さＬおよび幅Ｗの場合の薄膜コーティングの抵抗であり、ｒはオーム−メートルまたはオーム−ｃｍで表したバルク抵抗率であり、ｔは厚さである。正方形の抵抗器の場合、Ｌ＝Ｗであり、よってＲ＝ｒ／ｔである。このため、コーティングの厚さが既知であれば、バルク抵抗率ｒを求めることが可能であり、伝導度を算出することも可能である。
【０１４８】
本出願で開示した例の場合、マルチメータを利用して抵抗値を測定し、報告した。測定可能な抵抗読み値がマルチメータで認められる場合、これはエラストマー基材で金属コーティングによる電気的導通が成立していることを示す良好な指標となる旨が、当該技術分野において十分に理解されている。本出願で開示したさまざまな試作品では、大きな軸ひずみ、曲げひずみまたはねじれひずみの印加後もマルチメータによる抵抗が測定可能な読み値を示すことから電気的導通が保たれている。
【０１４９】
本明細書に開示の銀または他の金属を含むエラストマー導電物品の作製方法を用いると、高ひずみ条件下で伝導度を示す物品が得られる。特定の理論に拘泥することなく、ナノ粒子をエラストマー基材に堆積させ、表面の空隙を密に埋めて電気伝導性層を得る旨が理論化される。さらに、この層をアニーリングすることで、高ひずみ下であっても破損なくこの層の延伸を速やかにする強度係数が大きくなる。結果として、電気的導通が保たれる。
【０１５０】
本発明はさらに、限定することなく、耐火性を提供する、電磁妨害を抑え、装置および回路を静電放電から遮蔽し、軍用航空機または他の乗り物にレーダー不可視性を与えるなど、導電銀エラストマー物品の使用方法を提供する。耐火性を提供するために、エラストマーが電気伝導性であることは本質的ではない。
【０１５１】
一態様において、本発明は、物品に防汚コーティングを形成するための方法および組成物ならびに、これによって生成される防汚コーティングを含むものである。淡水または海水に長時間浸漬される材料は一般に、顕微鏡でしか見えない生物や肉眼で見える生物が増殖することで汚れてしまう。これらの生物体が蓄積されると見苦しく、多くの場合は機能も損なわれる。蓄積増殖の自然な過程は表面の汚染と呼ばれることが多い。この増殖を抑える目的で表面に適用することができる多数の作用剤がある。これらの作用剤は防汚剤としての当該技術分野において既知である。これらの作用剤は極めて効果的であるが、物品の表面から滲み出て地域の環境に蓄積されることの多い極めて有毒な作用剤を含むという根本的な制約がある。スズ、銅および亜鉛が、使用時にこのような問題を引き起こして地域の生物相を殺してしまう作用剤の例である。銀は、周囲領域の生物相にとって十分に許容することができるものでありながら、処理表面の汚染をなくすための効果的な方法であることが証明されている。一実施形態では、本発明は、銀イオンを銀ナノ粒子に還元するために適した条件下で物品を銀組成物と接触させるステップと、これによって物品の少なくとも１つの表面に防汚コーティングを施すステップを含む方法であって、銀組成物が、銀塩、溶媒、還元剤および安定化剤を含む方法で、物品に対する防汚コーティングを形成できる表面機能化プロセスを提供する。たとえば、穏やかに加熱すると銀ナノ粒子を形成する安定剤（Ｔｗｅｅｎなど）および還元剤（ＴＥＭＥＤなど）を含む水の中でサッカリン酸塩の銀塩を形成するための表面機能化プロセスが本明細書にて教示される。表面機能化プロセスを用いて異なるタイプの表面を処理することが可能であり、このような処理および表面は、鋼、ステンレス鋼、ガラス、チタン、銅、金ならびに、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスルホンおよび多数のシリコーン（ＨＴＶおよびＲＴＶを含む）などのさまざまなポリマーを含む本発明の方法の対象である。いくつかの実施形態では、このように形成される銀ナノ粒子はしっかりと材料に結合し、超音波処理ですら取り除くことができないほどにしっかりと結合しているものもある。
【０１５２】
自然界の淡水および海水に曝露される表面の汚染は、生物膜の形成によるものと思われ、本発明の銀ナノ粒子コーティングを有する物品の生物膜形成に対する抵抗性を試験した。実験データから、このようなナノ粒子を被覆した物品は生物膜形成に抗することが分かる。たとえば、本発明の実施形態による方法を利用して、ステンレス鋼およびプラスチック（ポリカーボネートおよびポリプロピレンなど）の表面を、銀または他の金属ナノ粒子と接触させることができる。このような材料は、使用中に生物膜が形成されやすい食品加工または保管設備で広く利用することができるものである。本発明によって処理した表面は、生物膜の形成を防止または低減し、よって、食品の腐敗および病気を引き起こし得る微生物の感染尤度を最小限に抑えるかまたは低減する。流体と接触し、生物膜の付着または増殖の可能性のある物品または表面を、本明細書にて教示される方法および組成物で処理することが可能である。このような物品または表面の例として、食品保管および調理装置、実験設備、海上船舶または水上船舶、船殻、プロペラ、錨、バラストタンク、モータ、杭、液体濾過設備、管材、ロープ、鎖、魚飼育用水槽、液体容器、水入れ、冷却塔、貯水槽、水筒、燃料タンクおよび収納の箱があげられるが、これに限定されるものではない。
【０１５３】
本発明の抗菌銀コーティングなどの抗菌表面コーティングは、人間および／または動物間の疾患の感染を防止することができる。ヒトまたは動物が触れる表面を本明細書にて教示される方法および組成物で処理すればよく、これで微生物の感染に対して耐性となる。このようにすることで、環境の微生物による感染の危険性が低くなる。たとえば、ゴルフのプレーヤーはゴルフボールの表面を舐めるか唾液で湿らせて頻繁に綺麗にする。このため、ゴルフボールの表面からプレーヤーの口腔に生物が移動する機会が豊富にある。ゴルフボールの表面に存在する多くの生物が、人々の健康を深刻な危険にさらしかねない。一実施形態では、本発明では、銀イオンを銀ナノ粒子に還元するために適した条件下で、ゴルフボールを銀組成物と接触させ、これによってゴルフボールに抗菌コーティングを施すステップを含む、ゴルフボールに抗菌コーティングを形成するための方法であって、銀組成物が、銀塩、溶媒、還元剤および安定化剤を含む方法を提供する。ヒトまたは動物が触れる可能性のある表面を有する一般的な物品であれば何でも、本明細書にて教示される方法を用いて処理して物品に抗菌コーティングを施すことが可能である。
【０１５４】
本発明はさらに、エレクトロニクスおよび医療を含むがこれに限定されるものではない広範囲にわたる分野での応用に向けたウルトラスムース表面を作製するための方法を提供するものである。一実施形態では、この方法は、銀イオンを銀ナノ粒子に還元するために適した条件下で、物品を本明細書にて教示される銀組成物と接触させるステップと、物品の少なくとも１つの表面に銀ナノ粒子を順に結合させるステップとを含み、銀組成物は、銀塩、溶媒、還元剤および安定化剤を含む。このような条件下で、形成される銀ナノ粒子は、表面に付着されることになる。粒子の場所の電子顕微鏡画像から、表面が極めて平滑である場合に粒子が表面に均一に分布することができることが分かる。表面が不規則であったり、穴、溝、くぼみおよび／または突起を含むなど粗面であったりすると、粒子はまずこのようなくぼみの低いところに堆積する。粒子が堆積されるにつれて、くぼみ（溝や穴）が最初に埋まる傾向がある。その後、粒子がより一層均一に分布して表面の残りの部分が被覆される。この工程では、極めて平滑な表面コーティングすなわち、被覆された表面の上の新たな表面を形成することができる。銀ナノ粒子の場合、効果はウルトラスムースで反射性が高い表面が形成されることである。
【０１５５】
本発明の二つ以上の実施形態で、直径約０．５から約１００ナノメートルの範囲の銀ナノ粒子を表面に付着させることができる。表面との融合は、粒子間で独立したものとなり得るため、ある粒子と隣接する粒子とは比較的独立したものとなり得る。このような銀ナノ粒子を適用することで、風船および合成ポリマーまたは天然ポリマーなどであるが限定されるものではない可撓性材料の処理に、有益な効果が得られることがある。銀ナノ粒子でこのように処理した表面を、反射性かつ導電性になるために十分な密度にまで処理していたとしても、適用された銀ナノ粒子が表面から落ちるまたは剥がれ落ちることなく、複数回曲げ、延伸および／または緩めることができる。このような特徴は、本発明の方法を、たとえば可撓性の鏡やストレッチ性の弾性導電ポリマーの製造に有用なものとする。
【０１５６】
微生物試験
抗菌銀組成物を用いて製造した装置試作品の抗菌活性を、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）ＡＴＣＣ  ６５３８を用いる標準的な抑制域微生物アッセイによって検証した。サイズ約５〜７ｍｍの円板を試料から切り出し、細菌を接種して３７℃で一晩培養したミュラーヒントン寒天（ＭＨＡ）プレートに配置した。銀イオンが放出された円板では、その周りに透明な領域が認められた。未処理試料およびシルバソルブ（Ｓｉｌｖａｓｏｒｂ）はそれぞれ、負および正の対照として機能した。抑制域アッセイの結果を表９および表１０に示す。この装置試作品は、銀ナノ粒子を含み、銀塩を含まないため、抗菌活性のための最も好適なスクリーニングアッセイがＺＯＩアッセイとは限らない。したがって、何度も細菌負荷試験を用いて殺菌活性および持続放出特性を評価した。８時間の細菌負荷アッセイで、カテーテル試料片を試験管内の培養液に浸漬し、細菌を接種した。この試験管を３７℃で８時間培養した後、培養液のアリコートを希釈し、ＭＨＡプレートに広げ、２４時間後の増殖細菌コロニーの数をカウントして、殺菌率を求めた。
【０１５７】
組成がわずかに異なる液体組成物（実施例参照）を極めて速やかに調製し、それらを使用して、綿ガーゼ、ナイロン繊維、コンタクトレンズおよびヒドロゲルシートを含むさまざまな基材に銀ナノ粒子を含浸させた。非晶質タルク粉末を含むすべての試作品が、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）に対する抑制域および持続放出的な抗菌活性を示した（表９参照）。
【０１５８】
【表９】
0005630959.tif 000018
【０１５９】
銀ナノ粒子含有物品では、表１０の結果から明らかなように、抗菌活性も４日間持続された。繊維、カテーテルおよびレンズなどのいくつかの基材の場合は、細菌負荷試験で抗菌活性を試験した。このような試験では、基材を媒体に２４時間浸漬しながら既知の細菌数で負荷をかける。次に、媒体を適宜希釈してＭＨＡプレートに配置し、生存する細菌数を推定した。基材から有効量の銀がなくなるまで継続的に負荷をかけた。細菌負荷試験の結果（表１１）から、１１負荷すなわち１１日間にわたって、基材表面に埋め込まれたナノ粒子から銀イオンが放出されたことが分かる。これとは対照的に、同様の商品（バルデックス・アンド・リュブリシル（Ｂａｒｄｅｘ  ＆  Ｌｕｂｒｉｓｉｌ）  Ｉ．Ｃ．カテーテル）は、わずか３日間しか持たなかった。
【０１６０】
【表１０】
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【０１６１】
医療装置の組織との生体適合性は重要である。アガロースオーバーレイアッセイを利用して、装置に存在する細胞毒性の固有レベルを定量化する。アガロースオーバーレイ試験の結果から、銀ナノ粒子を含有する基材が無細胞毒性であり、刺激性がないことが確認された。銀処理ナイロン繊維の超音波処理は、抗菌活性に影響せず、ガーゼを繰り返し洗浄しても活性が失われることはなかった。ここに要約した結果から、銀ナノ粒子を含有する液体組成物は、安定しており、非常に容易かつ安価に製造でき、多くの装置表面を抗菌性にするために使用することができることが明らかに分かる。
【０１６２】
概して、本発明は、ナノ粒子を含む組成物を含む。ナノ粒子組成物は、溶媒、銀ナノ粒子および安定化剤を含む。ナノ粒子の形成後に、余分なまたは未反応の還元剤が組成物中に残ることがある。多数のナノ粒子が組成物に生じることが理解される。溶液は水性であっても非水性であってもよい。水性溶媒は水を含み、非水性溶媒は、塩化メチレン、クロロホルム、他の脂肪族および芳香族塩素化溶媒、シクロヘキサン、ジエチルエーテル、酢酸エチルおよびそれらの混合物を含み、安定化剤、安定剤または他の同様の用語は互換性を有して用いられ、ポリマー、界面活性剤またはその両方を含む。ポリマーは、合成または天然由来のホモポリマーコポリマー、アクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、メタクリルアミドおよびその誘導体、ポリアミド、ポリウレタン、特定の骨格を持たないが、ウレタンセグメントまたは第３級アミン基を側鎖に有するポリマー、本質的には主に極性の他のポリマーまたは極性コモノマー由来の部分を有するコポリマー、メタアクリルアミド、置換アクリルアミド、置換メタアクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその塩（ナトリウム、カリウム、アンモニウム）、２−ビニルピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、酢酸ビニル、無水マレイン酸を含む。界面活性剤は、アニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤または両性界面活性剤であってもよい。
【０１６３】
銀ナノ粒子の製造方法は、ａ）安定化剤溶液の水溶液と、アニオン供与溶液と、可溶性銀塩溶液と、を任意の順序で添加するステップと、ｂ）第３級ジアミン溶液を添加ステップと、さらに、ｃ）最終溶液を加熱して反応を促進するステップとを含む。この方法は、物品の表面にナノ粒子をｉｎ  ｓｉｔｕで形成するステップをさらに含む。物品は、織布であっても不織繊維物品であってもよい。物品は、医療装置、ポリマー、繊維、金属、ガラス、セラミック、布帛またはこれらの組み合わせであってもよい。
【０１６４】
ナノ粒子については、非水溶液に抽出することができる。本発明は、ａ）有効量のナノ粒子が表面に結合するために十分な時間にわたって、銀ナノ粒子を含む溶液に表面を接触させるステップと、ｂ）溶液を表面からすすぎ流すステップとを含む、表面を銀ナノ粒子で処理する方法も含む。接触とすすぎ流しのステップを複数回繰り返して、表面に接着するナノ粒子の数を増やすことができる。接触対象となる表面は、医療装置または本明細書にて教示される他の物品または表面のいずれであってもよい。この方法は、ナノ粒子が接着した表面を十分な時間にわたって過酸化水素水溶液に接触させるステップと、表面から過酸化水素溶液をすすぎ流すステップとを含み、接触対象となる表面は、医療装置、ポリマー、繊維、金属、ガラス、セラミック、布帛またはこれらの組み合わせであってもよい。
【０１６５】
本発明は、ａ）エラストマー表面を、金属ナノ粒子を含む溶液に、有効量のナノ粒子が表面に接着するために十分な時間にわたって、接触させるステップと、ｂ）表面をすすぎ流すステップとを含む、エラストマー表面を電気伝導性にする方法を含む。このようなエラストマー表面は、任意に反射性であってもよい。このようなエラストマー表面は、反射性であって電気伝導性でなくてもよい。このような方法で利用する金属ナノ粒子は、ａ）安定化剤溶液の水溶液と、アニオン供与溶液と、可溶性金属塩溶液と、を任意の順序で添加するステップと、ｂ）還元溶液を添加するステップとを含む方法によって作製することができるものである。金属ナノ粒子は、銀、金、白金、イリジウム、ロジウム、パラジウム、銅または亜鉛を含むものであってもよい。金属ナノ粒子を作製するための方法はさらに、最終溶液を加熱するステップを含む。接触とすすぎ流しのステップを複数回繰り返して、表面に接着するナノ粒子の数を増やすことができる。接触対象となる表面は、シリコーン、ポリウレタン、合成または天然ゴム、合成または天然ポリマー、ポリイミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスルホン、ＰＢＴ、ＰＢＯ、エチレンおよびプロピレン系ポリマーの可撓性ポリマー、アセテートポリマー、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＥＮ、またはこれらの混合物、またはコポリマー誘導体であってもよい。また、ｃ）ナノ粒子が接着したエラストマー表面を十分な時間にわたって過酸化水素水溶液に接触させるステップと、ｄ）表面から過酸化水素溶液をすすぎ流すステップとによって、エラストマー表面または可撓性表面をさらに処理してもよい。
【０１６６】
本発明は、このような方法で作られるエラストマー表面および物品を含み、エラストマー表面を電気伝導性にする方法によって物品が生成されるか、任意に、この方法は、ａ）エラストマー表面を、金属ナノ粒子を含む溶液に、有効量のナノ粒子が表面に接着するために十分な時間にわたって、接触させるステップと、ｂ）表面をすすぎ流すステップとを含む。このような物品または表面は、可撓性の鏡、ストレッチ性の弾性導電ポリマーならびに、電磁妨害を抑え、装置および回路を静電放電から遮蔽し、航空機または他の乗り物にレーダー不可視性を与えるといった目的で用いられる物品を含むものであってもよい。
【０１６７】
本発明は、ａ）有効量のナノ粒子が表面に接着するために十分な時間にわたって、金属ナノ粒子を含む溶液に物品または表面を接触させるステップと、ｂ）表面をすすぎ流すステップとを含む、流体と接触している物品または表面を生物膜形成に対して耐性にする方法を含む。このような方法で利用する金属ナノ粒子は、ａ）安定化剤溶液の水溶液と、アニオン供与溶液と、可溶性金属塩溶液と、を任意の順序で添加するステップと、ｂ）還元溶液を添加するステップとを含む方法によって作製されるものであってもよい。このような方法で利用する金属ナノ粒子は、ａ）安定化剤溶液の水溶液と、アニオン供与溶液と、可溶性金属塩溶液と、を任意の順序で添加するステップと、ｂ）還元溶液を添加するステップとを含む方法によって作製されるものであってもよい。金属ナノ粒子は、銀、金、白金、イリジウム、ロジウム、パラジウム、銅または亜鉛を含むものであってもよい。金属ナノ粒子を作製するための方法は、最終溶液を加熱するステップをさらに含むものであってもよい。接触とすすぎ流しのステップを複数回繰り返して、表面に接着するナノ粒子の数を増やすことができる。ナノ粒子を接触させる対象となる、流体に接触している物品または表面は、鋼、ステンレス鋼、ガラス、チタン、銅、金、合成および天然ポリマー、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスルホン、シリコーン、ＨＴＶ、ＲＴＶ、混合物、またはコポリマー誘導体からなるものであってもよい。ｃ）ナノ粒子が接着した、流体に接触している物品または表面を十分な時間にわたって過酸化水素水溶液と接触させるステップと、ｄ）表面から過酸化水素溶液をすすぎ流すステップとによって、生物膜形成に対して耐性にする対象となる流体に接触している物品または表面をさらに処理してもよい。本発明はまた、流体と接触している物品または表面を生物膜形成に対して耐性にすることで生成される物品を含み、この方法は、ａ）流体と接触している物品または表面を、金属ナノ粒子を含む溶液に、有効量のナノ粒子が物品または表面に接着するために十分な時間にわたって、接触させるステップと、ｂ）物品または表面をすすぎ流すステップとを含む。このような物品としては、食品保管および調理装置、実験設備、海上船舶または水上船舶、船殻、プロペラ、錨、バラストタンク、モータ、杭、液体濾過設備、管材、ロープ、鎖、魚飼育用水槽、液体容器、水入れ、冷却塔、貯水槽、水筒、燃料タンクおよび収納の箱があげられるが、これに限定されるものではない。
【０１６８】
本発明は、ａ）安定化剤溶液の水溶液と、アニオン供与溶液と、可溶性金属塩溶液と、を任意の順序で添加するステップと、ｂ）還元溶液を添加するステップとを含む、金属ナノ粒子を作製する方法を含む。安定化剤溶液は、界面活性剤、ポリマーまたはその両方を含む。ポリマーは、合成または天然由来のホモポリマーコポリマー、アクリルアミドおよびその誘導体のポリマー、メタクリルアミドおよびその誘導体、ポリアミド、ポリウレタン、特定の骨格を持たないが側鎖にウレタンセグメントまたは第３級アミン基を有するポリマー、本質的には主に極性である他のポリマーあるいは、極性コモノマーから誘導される部分を有するコポリマー、メタクリルアミド、置換アクリルアミド、置換メタアクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびその塩（ナトリウム、カリウム、アンモニウム）、２−ビニルピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、酢酸ビニル、無水マレイン酸である。金属ナノ粒子は、表面または物品の表面にｉｎ  ｓｉｔｕで形成することができるものである。このナノ粒子を非水溶液に抽出することもできる。本発明はまた、このような方法で作製される金属ナノ粒子も含む。
【０１６９】
本明細書および添付の特許請求の範囲で用いる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈から特に明らかではない限り、複数形の対象も含むことに注意されたい。
【０１７０】
本明細書に含まれるすべての特許、特許出願および参考文献については、全体を参照によって具体的に援用する。
【０１７１】
もちろん、上記の内容は、本発明の例示的な実施形態のみに関するものであり、本開示に記載される本発明の主旨および範囲を逸脱することなく、多くの修正または変更を加え得る旨を理解されたい。
【０１７２】
本明細書では本発明の例示的な実施形態を示すが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。当業者に示唆し得る多くの修正または変更が存在する。
【０１７３】
本明細書に含まれる、理解を助ける目的で記載した例によって、本発明をさらに例示する。例示的な実施形態は、いかなる場合も、その範囲を限定するものと見なされるべきではない。対照的に、本明細書の記載内容を読んだ後、本発明の主旨および／または添付の特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者に示唆し得るさまざまな他の実施形態、修正およびその等価物を採用することができることが明確に理解される。
【実施例】
【０１７４】
抗菌装置の実施例１〜３７
実施例１  綿ガーゼ
ジメチルホルムアルデヒド（５ｍｌ）を撹拌下にてビーカー中で約６０℃まで加熱した。撹拌棒を取り除いた後に、２インチ×２インチの綿ガーゼ（キュリティ（Ｃｕｒｉｔｙ）ブランド、ザ・ケンダル社（Ｔｈｅ  Ｋｅｎｄａｌｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、マサチューセッツ州マンスフィールド（Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ，ＭＡ））をＤＭＦに配置して、溶媒をすべて吸収させた。硝酸銀溶液（０．３ｍｌ、０．１Ｍ）をピペットでガーゼに滴下した。１分間以内に、ガーゼが黄色に変わった。５分後、ビーカーをホットプレートから取り出し、室温まで冷却した。黄白色に着色されたガーゼを脱イオン水で十分にすすぎ流し、脱液し、４０℃のオーブンで乾燥させた。
【０１７５】
【表１１】
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【０１７６】
生物膜抑制試験
尿路カテーテルまたは静脈カテーテルなどの留置医療装置では、抗菌表面特性を有することが感染を最小限にする上で極めて有益である。しかしながら、さらに重要なのは、このような装置が生物膜の形成を防止することができることである。細菌は、生物膜を形成すると、それをシールドとして使うため、細菌の除去が困難になる。抗生剤または他の薬剤には効果がない。本発明の抗菌装置が他とは異なる１つの重要な特徴として、生物膜の形成を抑制する能力があげられる。抗菌ナイロン管材の生物膜抑制特性を調べるために、以下の原理に基づく方法を採用した。
【０１７７】
負荷生物体を接種済みの試験媒質に試験品を浸漬することによって、生物膜の形成を評価することが可能である。適宜インキュベーションした後に、装置の表面に結合した炭水化物特異染料の量を測定することによって、生物膜の形成を評価する。生物膜形成の度合いと表面に残る炭水化物との間には量的な関係がある。これについては、まず好適な溶媒で染料を抽出した上で、分光光度計を使ってＯＤを測定することで定量化可能である。
【０１７８】
（ナノ粒子の形態の）銀保持量が（管材重量に対して）約６００ｐｐｍのナイロン管材試料に対する生物膜試験の結果を図１７にまとめておく。銀処理試料は、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、緑膿菌（ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）およびカンジダアルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓ）に対する生物膜の形成を強力に抑制する。対照的に、未処理の装置試料は抑制を示さない（ＯＤ値が高い）。これらの結果は、生物膜形成に対する本発明の装置の抵抗性を明確に示している。
【０１７９】
実施例２  綿ガーゼ
硝酸銀溶液の濃度を１．０Ｍとしたこと以外は、実施例１と全く同じにしてガーゼを処理した。
【０１８０】
実施例３  コンタクトレンズ
コンタクトレンズ（ＳＥＥ３、チバビジョン社（ＣｉｂａＶｉｓｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ジョージア州ダルース（Ｄｕｌｕｔｈ，ＧＡ））をすすぎ流して防腐剤溶液を落とし、実施例１のようにして高温のＤＭＦ溶液に浸漬した。静かに撹拌しながら、硝酸銀（０．３ｍｌ、１．０Ｍ）を高温のＤＭＦに滴下し添加した。５〜７分後、ビーカーの内容物を冷却し、レンズを取り出し、脱イオン水で十分にすすぎ流し、ティッシュペーパーでふき取り、４０℃のオーブンで乾燥させた。レンズは黄白色になった。
【０１８１】
実施例４  カテーテルセグメント
ＤＭＦ溶媒（１０ｍｌ）を撹拌下にてビーカー中で約１００℃まで加熱した。硝酸銀溶液（０．２５ｍｌ、０．０２Ｍ）を高温の溶媒に添加して、（プラズモン共鳴帯により）黄色を呈する銀ナノ粒子を生成した。予め洗浄した約１インチ長のシリコーンカテーテル（１４Ｆｒ、デガニア・シリコーン社（Ｄｅｇａｎｉａ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｌｔｄ）、イスラエル）セグメントを黄色の溶液に１５分間浸漬した。カテーテルセグメントを取り出し、脱イオン水ですすぎ流し、乾燥させた。カテーテルセグメントのわずかな脱色が見られた。
【０１８２】
実施例５  ヒドロゲルシート−方法１
カップに入れた脱イオン水（１３．３ｍｌ）に、アクリルアミド（１．４８２ｇ）と、ビスアクリルアミド（０．０１８ｇ）と、グリセロール（１．５ｇ）とを撹拌下で添加した。それとは別に、高温（約６０℃）の脱イオン水（１０ｍｌ）にイソプロパノールおよびグアーガム（０．１６５ｇ）を溶解させ、溶液を放置して室温まで冷却した。グアーガムとアクリルアミドモノマー溶液を混合した。この混合物に、硝酸銀（１ｍｌ、０．１Ｍ）およびサッカリン酸ナトリウム（１ｍｌ、０．１２５Ｍ）を添加した。スパチュラを利用して、粘性の塊を混合した。サッカリン酸銀が沈殿すると、粘性の塊が乳白色になった。
【０１８３】
銀塩を含有する塊に、過硫酸アンモニウム（水１ｍｌに０．０５ｇを溶解させたもの）を添加した後、ＴＥＭＥＤ（水１ｍｌに０．０６３ｍｌ）を添加した。ＴＥＭＥＤ添加後に、塊は、すぐに重合するのではなく徐々に褐色に変化し始めた。８日後、粘性の塊は褐色のヒドロゲルシートになった。
【０１８４】
実施例６  コンタクトレンズ
コンタクトレンズ（ＳＥＥ３ブランド、チバビジョン社（ＣｉｂａＶｉｓｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ジョージア州ダルース（Ｄｕｌｕｔｈ，ＧＡ））を脱イオン水ですすぎ流して防腐剤溶液を落とした後、硝酸銀溶液（０．１５ｍｌ、０．１Ｍ）に１０分間浸した。余分な溶液を排出し、サッカリン酸ナトリウム（０．１５ｍｌ、０．１２５Ｍ）を添加して、レンズを再度浸漬した。レンズは、サッカリン酸銀のｉｎ  ｓｉｔｕ形成がゆえに不透明になった。余分な液体と任意の遊離固体をピペットで吸い取り、レンズを再び脱イオン水ですすいだ。水（０．２ｍｌ）と混合したＴＥＭＥＤ（０．１ｍｌ）を添加してレンズを浸し、還元を開始した。５分後、液体が黄白色になった。その時点で、すべての液体を廃棄し、レンズを水で数回すすぎ流して、周囲条件で一晩乾燥させた。
【０１８５】
実施例７  ナイロン繊維
ナイロン（ポリアミド）製の繊維（直径約１ｍｍ）数本を、実施例Ｂ６で生成した銀ナノ粒子組成物（液体総量１０ｍｌ）に室温にて７２時間浸漬した。浸漬した繊維を７０％の水性ＩＰＡおよび水で十分にすすいだ。また、ＩＰＡに浸したティッシュで繊維を静かに拭き、４５℃で１５分間乾燥させた。繊維の浸した部分は、淡黄色から褐色になった。
【０１８６】
実施例８  シリコーンカテーテルセグメント
長さ４インチの１４Ｆｒシリコーンカテーテルセグメント（デガニア社（Ｄｅｇａｎｉａ  Ｌｔｄ）、イスラエル）をＩＰＡで清掃し、乾燥させた。このセグメントを５ｍｌのサッカリン（０．５ｇｍ）のＴＨＦ溶液に１時間浸漬した。シャフトを取り出し、アセトンで１回速やかにすすぎ流し、硝酸銀溶液（硝酸銀０．５ｇ、９０％アセトン／水５ｍｌ）に０．５時間浸漬した。シャフトセグメントを取り出し、水で十分にすすぎ流して、最後に３０％ＴＥＭＥＤのＩＰＡ溶液に浸漬した。この溶液を加温して還元を誘発し、一晩放置した。セグメントが黄色に変化したことから、還元反応が進行していたことが分かる。シャフトを水ですすぎ流し、１２５℃のオーブンで乾燥させて、ＴＥＭＥＤの形跡をすべて除去した。
【０１８７】
実施例９  親水性ポリマーコーティングを有するカテーテル
親水性ポリマーコーティング（２．７％ＧＲＡＦＴ−ＣＯＡＴ、ＳＴＳ  バイオポリマーズ（ＳＴＳ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）、ニューヨーク州ヘンリエッタ（Ｈｅｎｒｉｅｔｔａ，ＮＹ））を有する長さ約３インチの小さなカテーテルセグメントを、実施例Ｂ４のようにして調製した銀ナノ粒子溶液に２時間浸漬した。このセグメントを取り出し、水で洗浄し、４５℃で乾燥させた。最初はほとんど色が見られなかったが、数日後にコーティングが均一な褐色になった。
【０１８８】
実施例１０  コンタクトレンズ
単一のレンズ（ＳＥＥ３、チバビジョン社（ＣｉｂａＶｉｓｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ））を、実施例Ｂ７で調製した７ｍｌの原液に室温にて１２〜１６時間浸した。レンズを水ですすぎ流し、室温で乾燥させた。レンズを均一の光沢のある透明の銀コーティングで被覆した。
【０１８９】
実施例１１  綿ガーゼ
サイズが約３インチ×３インチの綿ガーゼ（キュリティ（Ｃｕｒｉｔｙ）ブランド、ザ・ケンダル社（Ｔｈｅ  Ｋｅｎｄａｌｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、マサチューセッツ州マンスフィールド（Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ，ＭＡ））を硝酸銀（０．１Ｍ）およびサッカリン酸ナトリウム（０．１２５Ｍ）に順次浸し、それぞれ浸した後に脱液し、１１０℃で１０分間乾燥させた。銀塩を含む乾燥ガーゼを３０％ＴＥＭＥＤのＩＰＡ溶液に７２時間再度浸し、水で十分にすすぎ流し、水に２４時間浸して溶媒の形跡を除去し、乾燥させた。ＴＥＭＥＤに約３時間浸した後に、ガーゼは黄色になった。すすぎ流しと水浸のステップの間、色が溶滲み出ることはなかった。
【０１９０】
実施例１２  綿ガーゼ
実施例１５の綿ガーゼと同一の綿ガーゼを、実施例４０の方法で調製したＰＡＡ−銀ナノ粒子溶液（５ｍｌ）に７２時間浸した。ガーゼを水ですすぎ流し、２４時間水に浸し、乾燥させた。ガーゼは、橙黄色の色合いを呈し、すすぎ流しと水浸のステップの間、色が滲み出ることはなかった。
【０１９１】
実施例１３  コンタクトレンズ
銀ナノ粒子が埋め込まれた透明コンタクトレンズを以下のようにして作製した。Ｔｗｅｅｎ  ２０を水（１ｍｌ）に溶解させた後、サッカリン酸ナトリウム（１ｍｌ、０．１２５Ｍ）と、硝酸銀（１ｍｌ、０．１Ｍ）と、ＴＥＭＥＤ（０．１ｍｌ）とを添加して、銀ナノ粒子含有組成物を調製した。１週間熟成させた後の溶液（０．５ｍｌ）を水で２ｍｌまで希釈し、前洗浄したコンタクトレンズをその溶液に一晩浸漬した。レンズを水で洗浄し、静かにふき取り、７５℃のオーブンで０．５時間乾燥させた。
【０１９２】
実施例１４  シリコーンカテーテル
１６Ｆｒシリコーンカテーテルセグメント（長さ約６インチ）をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で洗浄し、乾燥させた。それをＴＨＦに１時間浸して、その壁を膨張させ、さらに以下のようにして調製した１週間を経た銀ナノ粒子溶液に一晩浸漬した。Ｔｗｅｅｎ  ２０（０．０２５ｇ）をサッカリン酸ナトリウム溶液（５ｍｌ、０．１２５Ｍ）に溶解し、硝酸銀（５ｍｌ、０．１Ｍ）および０．５ｍｌのＴＥＭＥＤをそれに添加した。得られた液体を電子レンジで短時間（１０秒間）加熱したところ、溶液が黄褐色になった。一晩浸した後に、水、ＩＰＡおよび再度水でカテーテルをすすぎ流し、オーブンで乾燥させた。
【０１９３】
実施例１５  ナイロンカテーテル−方法１
直径約１ｍｍで長さ１５インチのナイロンカテーテル片（アイフロー社（ＩＦＬＯＷ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、カリフォルニア州レーク・フォレスト（Ｌａｋｅ  Ｆｏｒｅｓｔ，ＣＡ））をＩＰＡで清掃し、拭いて乾燥させた。実施例４４の手順に従って調製した銀ナノ粒子原液（９０ｍｌ）にカテーテルを一晩浸し、水およびＩＰＡで洗浄し、拭いて乾燥させ、４５℃のオーブンでさらに乾燥させた。処理後、カテーテルは黄色の色合いを呈した。
【０１９４】
実施例１６  ナイロンカテーテル−方法２
長さ約４インチで、それ以外は実施例１５と同様のナイロンカテーテルセグメントをγ−アミノプロピルトリエトキシシラン（シラン０．１ｍｌ／ＴＨＦ５ｍｌ）に短時間（１分間）浸漬し、取り出し、空気中で数分間乾燥させた。シラン被覆試料を調製直後の銀ナノ粒子原液（実施例４４）に一晩浸した。カテーテルセグメントを水およびＩＰＡで洗浄し、拭いて乾燥させた。試料は、実施例１５の試料より均一で濃い黄色を呈した。
【０１９５】
実施例１７  シリコーンカテーテル−バード
長さ約３インチのカテーテルセグメント（リュブリシル（Ｌｕｂｒｉｓｉｌ）ブランド、バード社（ＢＡＲＤ  Ｉｎｃ．）、ジョージア州コヴィントン（Ｃｏｖｉｎｇｔｏｎ，ＧＡ））をＩＰＡで拭き、実施例１４の方法で調製した銀ナノ粒子原液に一晩浸した。そのセグメントを水およびＩＰＡですすぎ流し、４５℃のオーブンで乾燥させた。それは、薄い黄褐色を呈した。
【０１９６】
実施例１８  シリコーン胸部インプラント膜
シリコーン製の胸部インプラント膜（厚さ約０．５〜１ｍｍ）の３つの片（約１インチ×１インチ）に、まずは実施例１４のステップに従って膨張させ、実施例４４の方法で生成した銀ナノ粒子溶液に一晩浸すことによって銀ナノ粒子を含浸させた。この片を水およびＩＰＡで洗浄し、７５℃のオーブンで数時間かけて乾燥させた。処理後の片は、黄白色の色合いを呈した。
【０１９７】
実施例１９  ナイロン繊維ストランドの細胞毒性
０．２ｇｍのＴｗｅｅｎ  ２０を水４ｍｌに混ぜ入れ、４ｍｌのサッカリン酸ナトリウム（０．１２５Ｍ）、次いで４ｍｌの硝酸銀（０．１Ｍ）を加え、さらに０．４ｍｌのＴＥＭＥＤを添加し、電子レンジ（出力１５００Ｗ）で１０秒間加熱して、室温まで冷却することによって、まずは銀ナノ粒子溶液を調製した。４本のナイロン繊維ストランド（直径約１ｍｍ、長さ９インチ）を溶液に一晩浸漬した。これらのストランドを水で数回すすぎ流し、空気中で乾燥させた。銀ナノ粒子含浸後に、繊維表面は黄褐色を呈した。
【０１９８】
アガロースオーバーレイを使用したところ、Ｌ９２９線維芽細胞に対する細胞毒性は認められなかった。繊維の銀含有量は、約８００ｐｐｍであった。
【０１９９】
実施例２０  実施例１４のシリコーンカテーテルの細胞毒性
アガロースオーバーレイを使用したところ、銀処理カテーテルによるＬ９２９線維芽細胞に対する細胞毒性は認められなかった。カテーテルの銀含有量は、８００ｐｐｍより大きいと推定された。
【０２００】
実施例２１：銀ナノ粒子を有する基材に対する滅菌法の影響
実施例１４のシリコーンカテーテルおよび実施例１９のナイロン繊維ストランドにエチレンオキシド（ＥＴＯ）滅菌を施した。試料には、医療用の管材およびキットなどの大容量製品に典型的なＥＴＯ用量を適用した。滅菌後、目視検出可能な小さな変化が滅菌後に生じていた。両方の試料とも本来の色合いよりわずかに濃くなっていた。
【０２０１】
実施例２２  銀ナノ粒子を含む銀ガーゼの黄色を「漂白する」試み
数枚（３インチ×３インチ）のキュリティ（Ｃｕｒｉｔｙ）（ケンダル（Ｋｅｎｄａｌｌ））綿ガーゼを、以下の方法で調製した、銀ナノ粒子を含む溶液２ｍｌずつでドリップした。Ｔｗｅｅｎ  ２０（濃度：５０ｇｍ／Ｌ）とサッカリン酸ナトリウム（０．１２５Ｍ）と硝酸銀（０．１Ｍ）の原液を１０ｍｌずつ、ボルテックスミキサで混合し、ＴＥＭＥＤ（１ｍＬ）を添加した。得られた溶液を電子レンジで３０秒間加熱して黄褐色の溶液を生成し、これを室温まで冷却した。
【０２０２】
ガーゼ片を脱液し、４５℃のオーブンで一晩乾燥させた。乾燥させると、色が淡褐色に変化したガーゼがあった。ガーゼを１０％過酸化水素溶液（２５ｍＬ）に浸した。最初の数分間では色の変化は認められなかったが、１時間を過ぎると、褐色がはるかに薄くなった。２４時間浸した後、ガーゼ片が白色になった。それらを脱液し、４５℃のオーブンで１時間乾燥させ、実験灯下に放置して、３６時間連続的に露光した。数箇所にわずかな脱色があった以外は、ガーゼに変化はないように見えたことから、銀抗菌ガーゼ材料を作製するもう１つの方法が得られた。
【０２０３】
実施例２３  非水性銀ナノ粒子組成物を用いた処理によるシリコーンカテーテルの含浸
実施例５０の水性組成物と同様の水性組成物を生成し、栓をしたバイアルで１週間静置した。この組成物を２５ｍＬの脱イオン水で希釈し、約１５ｍＬのクロロホルムで抽出した。銀ナノ粒子の一部をクロロホルム層に抽出した。シリコーン製の清潔なカテーテルステム（１４Ｆｒ、デガニア社（Ｄｅｇａｎｉａ  Ｌｔｄ）、イスラエル）をクロロホルム層に０．５時間浸漬した。カテーテルの浸漬部は、溶液を吸収して膨張した。次に、カテーテルを取り出し、すすがずに４５℃のオーブンで１５〜２０分間乾燥させた。処理後に、カテーテルは、かすかな黄色を呈し、２４時間後に橙赤色になった。色の変化は、カテーテル壁に銀ナノ粒子が存在していることを示していた。２４時間の細菌負荷試験で抗菌性を有することが明らかになった。
【０２０４】
実施例２４  銀処理ＰＴＦＥ
Ｔｗｅｅｎ  ２０（濃度：１６．７ｇｍ／Ｌ）とサッカリン酸ナトリウム（０．１２５Ｍ）と硝酸銀（０．１Ｍ）の原液を１０ｍｌずつ、ボルテックスミキサで混合し、ＴＥＭＥＤ（１ｍＬ）を添加した。得られた溶液を電子レンジで６０秒間加熱して、黄褐色の溶液を生成した。長さ４インチのＰＴＦＥスレッドシールテープを試験管に巻きつけ、この試験管を大きい試験管内に配置し、銀ナノ粒子溶液を両方の試験管に注ぎ入れて、テープを２４時間沈めて、５５℃に保った。テープを水で数回十分にすすぎ流し、５５℃で０．５時間乾燥させた。銀ナノ粒子含浸後に、テープは黄白色を呈した。２４時間の細菌負荷試験で抗菌性を有することが明らかになった。
【０２０５】
実施例２５  銀処理ＰＰ
Ｔｗｅｅｎ  ２０（濃度：１６．７ｇｍ／Ｌ）とサッカリン酸ナトリウム（０．１２５Ｍ）と硝酸銀（０．１Ｍ）の原液を１０ｍｌずつ、ボルテックスミキサで混合し、ＴＥＭＥＤ（１ｍＬ）を添加した。得られた溶液を電子レンジで６０秒間加熱して、黄褐色の溶液を生成した。
【０２０６】
以下のようにしてＰＰ細片を表面処理し、水濡れ性を向上させた。４つのポリプロピレン細片（３インチ×１／４インチ）を８０ｍＬの９Ｍ硫酸に撹拌下で４０時間浸した。その後、それらの細片を水で数回すすぎ流し、紙に押しつけて乾燥させた後、空気乾燥させた。次に、シラン（０．２ｍＬ）、０．１ｍＬの水および０．１ｍＬの三フッ化ホウ素エーテラートを１０ｍＬのＴＨＦに添加することによって生成したｇ−アミノプロピルトリエトキシシランのＴＨＦ溶液に、これらの細片を入れた。５分間浸した後に、細片を取り出し、短時間空気乾燥させ、５５℃で０．５時間乾燥させた。
【０２０７】
続いて、上述したようにして生成した銀ナノ粒子溶液にシラン処理細片を４時間浸漬し、すすぎ流し、紙にふき取り、空気乾燥させた。各細片は、銀ナノ粒子の含浸を示す黄白色を呈した。
【０２０８】
実施例２６  ナイロン繊維へのＡｇの堆積に対して１未満のＳａｃ／Ａｇ比が及ぼす影響
Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（３ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（３ｍＬ、０．０２５Ｍ）および硝酸銀（３ｍＬ、０．１Ｍ）を一緒にしてボルテックスした。ＴＥＭＥＤ（０．１ｍＬ）を添加し、再度ボルテックスした。ＴＥＭＥＤを添加すると、混合物が黄白色になった。溶液をマイクロ波で約５５℃まで短時間加熱し、４本の清潔なナイロン繊維ストランドを高温の溶液に４時間浸漬した。繊維の浸漬部は、濃藍色になった。繊維を十分に清掃し、乾燥させた。それらの繊維は、ＺＯＩアッセイで抗菌性を有することが明らかになった。
【０２０９】
実施例２７  銀処理ポリスルホン
Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（２ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（２ｍＬ、０．１２５Ｍ）および硝酸銀（２ｍＬ、０．１Ｍ）を一緒にしてボルテックスした。ＴＥＭＥＤ（０．２ｍＬ）を添加し、再度ボルテックスした。溶液をマイクロ波で約７０〜７５℃まで短時間加熱し、５５℃まで冷却し、６インチの中空ポリスルホン管（直径０．５ｍｍ未満）７本を高温の溶液に４時間浸漬した。それらの管を水ですすぎ流し、管を水に浸漬した状態で遠心処理して、内側から清掃した。白色のポリスルホン管が黄色になり、ＺＯＩアッセイでは抗菌性を有することが明らかになった。
【０２１０】
実施例２８  実施例Ｂ３３のフマル酸塩をベースとした組成物および酢酸で処理することによって布帛に銀を堆積させる方法
数枚の綿ガーゼ片（ＢｕｌｋｅｅＩＩガーゼロールから切り出した２インチ×２インチ）を実施例７０で生成した銀ナノ粒子組成物に数分間浸して処理した後に、脱液し、希酢酸（水１００ｍＬに対して氷酢酸５ｍｌ）に数分間にわたって再度浸して、フマル酸塩で安定化された銀ナノ粒子を析出させる。紙で脱液し、５５℃のオーブンで０．５時間乾燥させた後に、銀を含むガーゼを淡黄色の材料として得る。このガーゼは、抗菌性を有するものと想定される。
【０２１１】
実施例２９  ペベックス（ＰＥＢＥＸ）（登録商標）ナイロン管材ストックで作製したカテーテルに対するアンモニアの影響
銀ナノ粒子含浸カテーテル管材片（ペベックス（ＰＥＢＥＸ）（登録商標）グレードのポリアミドポリマーの管材ストックから作製した、長さ２インチ、外径１ｍｍ、内径０．６ｍｍの２本の管）を試験管内の希アンモニア溶液（水８ｍＬに対して２ｍＬの２８％アンモニア）に浸して、銀ナノ粒子が溶解可能かどうかを調べた。１６時間後も色の変化が認められなかったことから、表面に含浸された銀ナノ粒子に対する約７％のアンモニアの影響はないことが分かった。
【０２１２】
実施例３０  銀処理ＰＶＣ配水管
Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（１６０ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（１６０ｍＬ、０．１２５Ｍ）および硝酸銀（１６０ｍＬ、０．１Ｍ）を順次混合し、一緒に１５分間撹拌して調製した銀ナノ粒子溶液に、ＯＤが１／４インチで長さ数フィートのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）管材を一晩浸した。ＴＥＭＥＤ（１６ｍＬ）を添加し、撹拌した。この溶液をマイクロ波で約７０〜７５℃まで加熱し、５５℃まで冷却した。管材を取り出し、脱イオン水で急冷し、水を流してすすぎ、空気乾燥させた。処理前は無色だった管材が黄色になり、色は均一であった。細菌負荷試験で抗菌性を有することが明らかになった。
【０２１３】
実施例３１  銀処理ペベックス（ＰＥＢＥＸ）（登録商標）グレードのナイロン管材カテーテル−条件とｐｐｍ
この実施例は、時間、硝酸銀の開始濃度、温度が、ペベックス（ＰＥＢＥＸ）（登録商標）タイプのナイロングレードの小径ナイロン管材料に堆積する銀の量にどのように影響するかを調べる。管材は、カテーテルに使用したタイプの材料を真似たものである。この管材は、ＯＤ約１ｍｍ、ＩＤ０．６ｍｍで、長さ２７インチであった。
【０２１４】
Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（１６０ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）と、サッカリン酸ナトリウム（１６０ｍＬ、０．１２５Ｍ）と、硝酸銀（１６０ｍＬ、０．１Ｍ）を順次混合し、一緒に１５分間撹拌した。ＴＥＭＥＤ（１６ｍＬ）を添加し、撹拌した。この溶液をマイクロ波で約７０〜７５℃まで加熱し、４０〜４５℃まで冷却した。１ダース程度のカテーテル片をパイレックス（登録商標）皿に入れ、（浮かないように）重りをつけた。冷却した銀ナノ粒子溶液を皿内のカテーテルに注ぎ、任意の時点でカテーテルを１本取り出し、十分に清掃し、空気乾燥させた。ナイロン管材は、経時的に濃くなる黄色を呈した。ＡＡＳにより管材試料を分析して、銀含有量を調べた。
【０２１５】
溶液をカテーテルに注ぐ前に、溶液を５５〜６０℃まで冷却することによって、その温度で試験を繰り返した。２とおりの温度における処理時間に応じたカテーテルの銀含有量（上部、中部および底部の３ヶ所の平均）を表１２にまとめておく。
【０２１６】
【表１２】
0005630959.tif 000021
【０２１７】
実施例３２：ナイロン管材料での保持量に対する銀濃度の影響
濃度による影響について研究するために、処理溶液を調製する際の硝酸銀の開始濃度を変化させた。この実験では、ＡＡＳアッセイ技術の代わりに放射性銀を使用し、カウントして銀濃度を求めた。
【０２１８】
簡単に説明すると、Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（１３．３ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）と、サッカリン酸ナトリウム（１．３ｍＬ、０．１２５Ｍ）と、１．３ｍＬ１１０ｍＡｇ硝酸銀（濃度が異なる）と、水（２４ｍＬ）とを順次混合し、一緒に１５分間撹拌した。ＴＥＭＥＤ（０．１３ｍＬ）を添加し、撹拌した。この溶液をマイクロ波で約７０〜７５℃まで加熱し、５２℃まで冷却した。この溶液に、長さ２ｃｍの管材料を３３本加え、短時間遠心処理して気泡を除去し、５２℃で１６時間培養した。カテーテルを十分にすすぎ流し、空気乾燥させた。
【０２１９】
実測カウント値と比活性から、管材に堆積された銀の量を求めた。結果を表１３に示す。
【０２２０】
【表１３】
0005630959.tif 000022
【０２２１】
実施例３３  銀処理ナイロン管材−硝酸の影響
銀保持量約９２０ｐｐｍのペベックス（ＰＥＢＥＸ）製のカテーテルナイロン管材（ＯＤ１ｍｍ）を実施例３１の手順に従って作製した。長さ１インチの琥珀色のカテーテル片を５ｍｌの希硝酸（０．５ｍＬの工業用硝酸と４．５ｍＬの水から調製）に一晩浸漬した。この片を脱イオン水で２回洗浄した後にイソプロパノールで洗浄し、窒素ガスを吹き付けることによって乾燥させた。酸処理後、片を漂白してかすかな黄色とした。ＡＡＳによる銀分析を行ったところ、保持量は３５０ｐｐｍであり、本来の保持量から約６２％少なくなったことが分かった。
【０２２２】
この実施例は、実際の保持量が提案された目標を超える場合に、硝酸で処理することによって、銀ナノ粒子含浸物品の銀保持量を変化させる方法を提供する。試験中、硝酸蒸気への曝露による基材の脱色（銀の減少を示す）も観察された。この結果は、硝酸蒸気、または同様の特性を有する他の酸に銀ナノ粒子を曝露することによって、銀ナノ粒子担持表面をパターン化する方法を提供するものである。
【０２２３】
実施例３４  銀処理ナイロン管材−Ｈ２Ｏ２による影響
実施例３２の放出実験後に１１０ｍＡｇを堆積させたナイロン管材試料は、この実施例では、管材表面から琥珀色をなくすＨ２Ｏ２の効果について研究するためのものであった。試料管材をＨ２Ｏ２に浸す直前に、放射能を測定して銀保持量（ｐｐｍ）を求めた。次に、個別の管材の試料を２ｍＬの３０％Ｈ２Ｏ２溶液に周囲温度で２４時間浸した。酸素による気泡の発生が管材表面に認められ、管材片を何度も浮き上がらせた。翌日、すべての試料の色が琥珀色から無色に変化した。試料の放射能を再び測定し、比活性から、銀保持量を計算した。以下に示す結果（表１４）は、過酸化物処理による銀の損失量が、生理食塩水に２４時間浸している間の損失量と同等であることを示している。銀ナノ粒子を含む琥珀色の表面は、銀（または抗菌活性）を失うことなく無色になる。
【０２２４】
【表１４】
0005630959.tif 000023
【０２２５】
実施例３５：抗菌金属インプラント
Ｔｗｅｅｎ  ２０界面活性剤溶液（１６．７ｇ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（０．１２５Ｍ）および硝酸銀をそれぞれ１０ｍＬと、２０ｍＬの脱イオン水とを、ビーカー中にて撹拌下で混合して、白色粒子を含む懸濁液を生成した。この懸濁液に、ＴＥＭＥＤ（１．５ｍＬ）を添加し、短時間混合した。内容物を電子レンジで１分間加熱し、ガラスペトリ皿に配置した３つの金属インプラント部品に高温の溶液を注いだ。皿を覆い、４時間かけて７０℃まで加熱した。金属部品を溶液から取り出して脱イオン水で数回すすぎ流し、水と一緒にビーカーに入れ、１５分間超音波処理して、遊離粒子を除去した。次に、金属部品を空気中で乾燥させた。表面に銀ナノ粒子を含浸させたインプラントは、シュードモナス菌に対する抗菌活性を３日間保っていることが示された。これとは対照的に、未処理の対照金属部品では、細菌の成長が制御されていないことが示された。
【０２２６】
実施例３６：抗菌ポリウレタンフォーム
Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（５．２ｇ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（０．０１２５Ｍ）および硝酸銀（０．０１Ｍ）をそれぞれ２５．５ｍＬずつ混合した後にＴＥＭＥＤ（０．２５５ｍＬ）を添加し、混合物を４８℃で１６時間加熱することによって抗菌銀ナノ粒子組成物を調製した。フォームの作製には、冷却した溶液を使用した。ミシガン州のリンデル・マニュファクチュアリング（Ｌｉｎｄｅｌｌ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）から入手した１平方インチのスーパーソフト（Ｓｕｐｅｒｓｏｆｔ）  Ｓ００−Ｔフォーム、メイン州のレイネル社（Ｒｙｎｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手した医療（Ｍｅｄｉｃａｌ）グレード（タイプ５６２−６）を銀ナノ粒子組成物に浸し、軽く脱液し、４５℃のオーブンで０．５時間乾燥させた。これらのフォームは、ＺＯＩアッセイで黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）および緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）に対する抗菌性を有することが明らかになった。
【０２２７】
実施例３７  抗菌シリコーンカテーテルステム−異なる滅菌プロセスの影響
イソプロピルアルコールで清掃した数本のシリコーンカテーテルステム（１４Ｆｒ、デガニア・シリコーン社（Ｄｅｇａｎｉａ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｌｔｄ．）、イスラエル）をＴＨＦに１５〜３０分間浸した。それとは別に、同量のＴｗｅｅｎ  ２０（５０ｇ／Ｌ）とサッカリン酸ナトリウム（０．１２５Ｍ）と硝酸銀（０．１Ｍ）を混合した後、ＴＥＭＥＤ（個々の原液量の１０分の１）を添加することによって、抗菌銀ナノ粒子組成物を調製した。得られた混合物を、溶液が黄色になるまで電子レンジで３０〜４５秒の短時間加熱した。この溶液を室温まで冷却した後、ＴＨＦで膨張したカテーテルステムを銀ナノ粒子溶液に一晩入れて、粒子をシリコーンカテーテル表面に堆積させた。ステムを水で十分にすすぎ流し、空気中で乾燥させた。銀含浸後に、色が黄褐色から灰褐色へと変化していった。銀ナノ粒子を含む数本のステムをそれぞれ１２２℃で１５分間の蒸気滅菌、電子ビーム法（約３０ｋＧｙ）、商業規格のＥＴＯ法により滅菌した。銀を有する滅菌済カテーテルステムは、接種用量が約５ｅ３ｃｆｕ／ｍＬで緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）株の７細菌負荷（２４時間）に対して１００％の殺菌率で等しく抗菌性を有することが明らかになった。研究対象とした滅菌法はいずれも、カテーテルの抗菌性に対して悪影響を及ぼさなかった。
【０２２８】
実施例３８  親水性架橋ポリマー
カップに入れた脱イオン水（１３．３ｍｌ）に、アクリルアミド（１．４８２ｇ）とビスアクリルアミド（０．０１８ｇ）とグリセロール（１．５ｇ）とを撹拌下で添加した。この混合物に、硝酸銀（１ｍｌ、０．１Ｍ）およびサッカリン酸ナトリウム（１ｍｌ、０．１２５Ｍ）を添加した。サッカリン酸銀が沈殿すると、得られた液体が乳白色になった。
【０２２９】
銀塩を含有する塊に、過硫酸アンモニウム（１ｍｌの水に０．０５溶解）を添加した後、ＴＥＭＥＤ（１ｍｌの水に対して０．１１３ｍｌ）を添加した。ＴＥＭＥＤ添加後に、塊は徐々に褐色に変化し始め、それを一晩放置して重合させ、赤褐色の脆性固体ポリマーを生成した。
【０２３０】
実施例３９  銅改質親水性架橋ポリマー
実施例３８の固体ポリマーの一部（約０．１ｇ）および塩化第二銅溶液（１ｍｌ、０．１Ｍ）を栓をしたバイアルに入れ、数日間放置した。塩化第二銅溶液による水和とナノ粒子から塩化銀への変換により、ポリマーの褐色が青色に変化した。
【０２３１】
実施例４０  ヒドロゲルシート−方法２
銀ナノ粒子含有ポリマー溶液を以下のようにして調製した。アクリルアミド（０．５ｍｇ）を脱イオン水（５ｍｌ）に溶解させた。この溶液に、混合下で、過硫酸アンモニウム（１６ｍｇ）およびＴＥＭＥＤ（０．０２ｍｌ）を添加して、ポリアクリルアミド（ＰＡＡ）ポリマー溶液を形成した。最初に５ｍｌの水で希釈したＰＡＡ溶液で、サッカリン酸ナトリウム（１ｍｌ、０．１２５Ｍ）および硝酸銀（１ｍｌ、０．１Ｍ）を順次添加して、サッカリン酸銀を沈殿させた。ＴＥＭＥＤ（０．０５ｍｌ）をＰＡＡ溶液に添加することで、還元による銀ナノ粒子形成を開始させた（溶液が赤褐色になることによって示される）。必要に応じて、溶液を加温して、還元反応を開始させた。この溶液を少なくとも１日間放置して、還元を完了させた。
【０２３２】
上記で調製したＰＡＡ−銀ナノ粒子溶液に、アクリルアミド（１．４８２ｇ）と、ビスアクリルアミド（０．０１８ｇ）と、グリセロール（１．５ｇ）とを撹拌下で添加した。それとは別に、高温（約６０℃）の脱イオン水（１０ｍｌ）、イソプロパノールおよびグアーガム（０．１６５ｇ）を添加して溶液を形成し、それを室温まで冷却した。グアーガムとＰＡＡ−銀ナノ粒子モノマー溶液とを混合した。その混合物に過酸化水素溶液（２ｍｌ、１０％）を添加して、溶液を本来の赤褐色から淡い色に変化させた。開始剤である過硫酸アンモニウム（０．０５ｇ）を添加してすぐに、銀ナノ粒子を含むモノマー溶液が赤褐色のゲルを形成した。ゲルをペトリ皿に移し、一晩放置して乾燥させた。
【０２３３】
実施例４１  タルク粉末
銀ナノ粒子含有組成物を以下のようにして調製した。界面活性剤Ｔｗｅｅｎ  ２０（０．０５ｇ）を水（２．５ｍｌ）に溶解させた。この界面活性剤溶液に、サッカリン酸ナトリウム（０．２５ｍｌ、０．１２５Ｍ）、硝酸銀（０．２５ｍｌ、０．１Ｍ）およびＴＥＭＥＤ（０．１ｍｌ）を順次添加した。その混合物を電子レンジで短時間加熱して銀塩の還元を開始させ、次いで室温まで冷却した。
【０２３４】
それとは別に、タルク粉末（０．５ｇ）とＩＰＡ（１ｍｌ）と水（４ｍｌ）をカップの中で混合し、均一な懸濁液を得た。この懸濁液に、上記のように調製した銀ナノ粒子組成物を０．５ｍｌ添加し、ボルテックスミキサで混合した。クリーム色の固体を遠心分離によって回収し、４５℃のオーブンで数時間乾燥させた。
【０２３５】
実施例４２  水性銀ナノ粒子含有組成物
サッカリン酸ナトリウム（０．２５ｍｌ、０．１２５Ｍ）および硝酸銀（０．２５ｍｌ、０．１Ｍ）を試験管内の水（１ｍｌ）に添加した。得られた懸濁液にＴｗｅｅｎ  ２０界面活性剤（０．０５ｇ）を添加した後、ＴＥＭＥＤ（０．０５ｍｌ）を添加し、還元反応を開始させた。数分以内で黄色が表れ、一晩で濃くなった。水による希釈溶液（１：５に希釈）の吸光度を４００ｎｍ〜５５０ｎｍ範囲で測定した。最大ＯＤは約４１５ｎｍで観察された。
【０２３６】
実施例４３  水性銀ナノ粒子含有組成物
サッカリン酸ナトリウム、硝酸銀およびＴＥＭＥＤの量を２倍にしたこと以外は実施例４２と全く同じにして、銀ナノ粒子を含む組成物を調製した。得られた溶液は、約４１５ｎｍでＯＤ最大値を示した。
【０２３７】
実施例４４  水性銀ナノ粒子含有原液
カップの中で、Ｔｗｅｅｎ  ２０（０．５ｇ）を水（１０ｍｌ）に溶解させた。これに、サッカリン酸ナトリウム（１０ｍｌ、０．１２５Ｍ）、硝酸銀（１０ｍｌ、０．１Ｍ）およびＴＥＭＥＤ（１ｍｌ）を順次添加した。液体混合物をＭＥＤＩＵＭ設定の電子レンジ（クエーサー（Ｑｕａｓａｒ）のインスタマチック・クッキング（Ｉｎｓｔａｍａｔｉｃ  Ｃｏｏｋｉｎｇ））で短時間（３０秒間）加熱した。混合物は、銀ナノ粒子の形成により、加熱後に黄色になった。
【０２３８】
実施例４５  ポリマー安定化銀ナノ粒子組成物
アクリルアミド（２．９６ｇ）を２５ｍｌの水に溶解させた。この溶液に、過硫酸アンモニウム（０．１ｇ）およびＴＥＭＥＤ（０．１２５ｍｌ）を添加し、混合して重合を開始させた。１０分後に、サッカリン酸ナトリウム（１．２５ｍｌ、１Ｍ）および硝酸銀（１ｍｌ、１Ｍ）を粘性ポリマー溶液に添加した。数分以内で溶液の色が橙赤色に変化した。この溶液を必要に応じて電子レンジで３０秒間加温して、還元反応を加速させた。ＯＤ値は、波長４４０ｎｍでピークを示した。
【０２３９】
実施例４６  潤滑用ジェル
銀ナノ粒子を含む潤滑用ジェル（バード社（ＢＡＲＤ  Ｉｎｃ．）、ジョージア州コヴィントン（Ｃｏｖｉｎｇｔｏｎ，ＧＡ））を以下のようにして調製した。まず、ナノ粒子溶液を調製し、次いでジェルと混合した。ＣＭＣナトリウム塩（０．０５ｇ、高粘度グレード、シグマ（Ｓｉｇｍａ））を水（１０ｍＬ）に溶解させた。このＣＭＣ溶液（１ｍｌ）に、サッカリン酸ナトリウム（１ｍｌ、０．１２５Ｍ）、硝酸銀（１ｍｌ、０．１Ｍ）およびＴＥＭＥＤ（０．１ｍｌ）を順次添加した。溶液は黄色になり、弱い緑色の蛍光を呈した。カップに入れた潤滑用ジェル（８ｇ）に、上記にて生成したＣＭＣ−ＡｇＮＰ溶液（０．２ｍｌ）を添加し、ガラス棒で均一になるまで混合した。銀ナノ粒子を含むジェルは薄い橙色がかった色であった。
【０２４０】
実施例４７  アルギン酸ビーズ
ＰＡＡ−銀ナノ粒子溶液を実施例４０の方法に従って調製した。この溶液をアルギン酸ナトリウム溶液（１ｇ／水５０ｍｌ）に添加した。得られた溶液を、撹拌した２％塩化カルシウム溶液（４００ｍｌ）に滴下して添加て、銀ナノ粒子が埋め込まれたアルギン酸ビーズを形成した。このビーズを濾取し、脱イオン水で１回洗浄し、濡れた状態で保存した。ビーズは、わずかな緑色蛍光を有する黄色を呈した。
【０２４１】
実施例４８：爪磨き用組成物
爪磨きの用途で用いられるポリマーであるアヴァリュア（Ａｖａｌｕｒｅ）  １２０（１ｍｌ）を、実施例Ａ１９に類似した調製物からの銀ナノ粒子溶液（１ｍｌ）残留物と混合し、清浄なスライドガラスに広げ、４５℃で乾燥させた。ガラス上の乾燥フィルムは、２ヶ月を超えても最初の黄色から色が変化せず、拡散メカニズムによる乾燥フィルムに銀ナノ粒子の凝集が存在しないことを示していた。
【０２４２】
実施例４９  アセスルファムカリウムによる銀ナノ粒子組成物
Ｔｗｅｅｎ  ２０（０．３ｍｌ、６５ｇ／Ｌ）と、アセスルファムカリウム溶液（１ｍｌ、０．１２５Ｍ）と、ＴＥＭＥＤ（０．３ｍＬ）とを混合し、最後に硝酸銀溶液（０．７５ｍＬ、０．１Ｍ）を添加し、各成分を添加した後にボルテックスすることで、銀ナノ粒子を含む組成物をドラムバイアルに調製した。得られた混合物を電子レンジで１０秒間加熱し、冷却し、４００から５００ｎｍでＯＤを測定した。波長最大値は４１５ｎｍであった。
【０２４３】
実施例５０  バルビツール酸による銀ナノ粒子を含む組成物の調製
バルビツール酸（０．３６８ｇ）を秤量し、１０ｍＬの脱イオン水に添加した。炭酸ナトリウム（０．１０５ｇ）を水に添加して、溶液が透明になるように酸をそのナトリウム塩に変換した。
【０２４４】
硝酸銀（１ｍＬ、１Ｍ）溶液を添加して、バルビツール酸銀を微細懸濁液として析出させた。１ｍＬの銀塩懸濁液に０．３ｍＬのＴｗｅｅｎ  ２０（６５ｇ／Ｌ）および０．３ｍＬのＴＥＭＥＤを添加し、混合物を電子レンジで１０秒間加熱した。銀ナノ粒子の形成を示す赤っぽい橙色が表れた。波長最大値が４１５ｎｍで測定された。
【０２４５】
実施例５１  サッカリン酸ナトリウムによる銀ナノ粒子組成物
ビーカーでＴｗｅｅｎ  ２０（１ｇ）を２０ｍＬの脱イオン水に混ぜ入れた後、サッカリン酸ナトリウム溶液（２０ｍｌ、０．１２５ｍＬ）、硝酸銀溶液（２０ｍＬ、０．１Ｍ）、最後にＴＥＭＥＤ（２．０ｍＬ）を添加することによって、銀ナノ粒子を含む組成物を調製した。得られた混合物をホットプレートにて１５分間かけて撹拌下で６０〜７０℃まで加熱した。４５℃付近で、色が黄色に変化し、そのまま濃くなり続けた。ビーカーの底に白色沈殿がいくらか見られた。４００から５００ｎｍに対して測定したＯＤ対１の曲線は、同様に生成してマイクロ波処理を施した溶液の場合と類似していた。波長最大値は、４１５ｎｍであった。加熱方式によってＯＤ曲線が変わることはなかった。
【０２４６】
実施例５２  オレイン酸ナトリウムによる非水性銀ナノ粒子組成物
Ｔｗｅｅｎ  ２０（０．３ｍＬ、６５ｇ／Ｌ）とオレイン酸ナトリウム（１ｍＬ、０．１２５Ｍ）とＴＥＭＥＤ（０．３ｍＬ）を混合し、最後に硝酸銀溶液（０．７５ｍＬ、０．１Ｍ）を添加し、溶液が黄色になるまで電子レンジで短時間加熱することによって、銀ナノ粒子を含む水性組成物を試験管の中で調製した。ＯＤ最大値は４１５ｎｍに観察された。この水性組成物に、トルエン（２から３ｍＬ）を添加し、ボルテックスして内容物を均質化し、それを２〜３週間静置したところ、すべてのトルエンが蒸発した。
【０２４７】
試験管内の水性組成物に、クロロホルム（３ｍＬ）を添加し、振動させて銀ナノ粒子を非水性クロロホルム層に抽出した。クロロホルム層は、多量の銀ナノ粒子を得ると琥珀褐色になった。希釈後のクロロホルム層のＯＤを３００から５５０ｎｍに対して測定した。最大値は４２０ｎｍに見られ、曲線の形状は、水性組成物の曲線と同じであった（図１参照）。依然として銀ナノ粒子が豊富な水性液体を２回目のクロロホルム（３ｍＬ）で再抽出して、さらに多くの銀ナノ粒子を回収した。サテンのように仕上げられたポリプロピレンの１インチ×１インチの織布帛を第２のクロロホルム層に浸漬し、速やかに取り出し、空気中に数分間放置して乾燥させた。布帛の色は、白色からかすかな黄／橙色に変化した。黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）に対するＺＯＩアッセイで抗菌性を有することが明らかになった。
【０２４８】
実施例５３  ヒダントインによる銀ナノ粒子組成物
銀ナノ粒子を含む組成物を以下のようにしてヒダントインから調製した。まず、米国特許出願公開第２００３／０１８６９５５号明細書の実施例２に開示されている方法に従ってヒダントイン酸銀を最初に調製した。次に、ヒダントイン酸銀（０．０５ｇ）と脱イオン水（６．７ｍＬ）とＴｗｅｅｎ  ２０溶液（３ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）とを試験管で混合し、ＴＥＭＥＤ（０．３ｍＬ）を添加し、内容物をボルテックスし、電子レンジで３０秒間加熱して、黄褐色の混合物を得た。４２０ｎｍに混合物のＯＤ最大値が存在したことから、銀ナノ粒子の存在が確認された。
【０２４９】
実施例５４  非水性銀ナノ粒子組成物
銀ナノ粒子を含む非水性組成物を以下のようにして調製した。Ｔｗｅｅｎ  ２０に代えて、オレイン酸ナトリウム（３．３ｍＬ、４ｇ／Ｌ）を安定剤として使用した。これを試験管中でサッカリン酸ナトリウム（０．３ｍＬ、０．１２５Ｍ）と混合した。この混合物に、硝酸銀（０．３ｍＬ、０．１Ｍ）を添加し、次いで水（６ｍＬ）を添加した。最後に、ＴＥＭＥＤ（０．１７ｍＬ）を添加した。得られた混合物を２０秒間マイクロ波処理して加温し、ナノ粒子形成を開始させた。かすかな色が観察されただけであった。ビーカーに入れた内容物をホットプレートで加熱して、水をすべて蒸発させた。ほとんどの水を蒸発させた後に、ビーカーを冷却し、２５ｍＬのクロロホルムを添加して、銀ナノ粒子を抽出した。クロロホルムは黄色を呈し、銀ナノ粒子の存在を示していた。ＯＤ最大値は、約４３０ｎｍに観察された。
【０２５０】
実施例５５  非水性銀ナノ粒子組成物
銀ナノ粒子を含む非水性組成物を以下のようにして調製した。まず、銀ナノ粒子を含む水性組成物を実施例４４と同様の割合で生成し、蒸発させて粘性の褐色塊とした。この塊に、クロロホルム（２〜３ｍＬ）を添加して、銀ナノ粒子を抽出した。すぐにクロロホルム層が黄褐色になった。ＯＤ最大値は４１５ｎｍで、形状においては、ＯＤ対波長曲線は、実施例５２と類似していた。得られたクロロホルム層の数滴をスライドガラスに広げた。乾燥すると、フィルムは光沢のあるターコイズ色を呈した。
【０２５１】
実施例５６  ＣＭＣを安定化剤とする水性銀ナノ粒子組成物
０．０５ｇのポリマーを水（１０ｍＬ）に溶解させることによって、ＣＭＣナトリウム塩溶液を調製した。試験管内で、上記ＣＭＣ溶液（１ｍＬ）とサッカリン酸ナトリウム（１ｍＬ、０．１２５Ｍ）と硝酸銀（１ｍＬ、０．１Ｍ）とを混合した。最後に、ＴＥＭＥＤ（０．１ｍＬ）を添加し、混合物をボルテックスした。ナノ粒子の形成を示す溶液の黄色の変化が数分以内に観察された。溶液の色が経時的に濃くなった。この溶液は、緑色蛍光も呈していた。ＯＤ最大値は、４３８ｎｍに観察された。
【０２５２】
実施例５７：ＣＭＣを安定化剤とする水性銀ナノ粒子組成物
上記の実施例５６で、サッカリン酸ナトリウムの代わりにアセスルファムカリウム塩溶液を使用し、同じように調製した。ここでも、溶液中の銀ナノ粒子による黄褐色が観察された。ＯＤは記録しなかった。サッカリン酸ナトリウムの代わりにアセスルファムカリウム塩を使用して、同じように調製した。得られた溶液は、この場合も、銀ナノ粒子の存在を示す黄褐色を呈した。
【０２５３】
実施例５８  アルギン酸プロピレングリコールを安定化剤とする水性銀ナノ粒子組成物
上記の実施例５６で、ＣＭＣ  Ｎａ塩の代わりにアルギン酸プロピレングリコールを使用し、同じように調製した。ＯＤ最大値は４４０ｎｍであった。この溶液は、緑色蛍光も呈したが、実施例５６ほどの強度ではなかった。
【０２５４】
実施例５９  さまざまな界面活性剤を安定化剤として用いた水性銀ナノ粒子組成物
Ｔｗｅｅｎ  ２０、Ｔｗｅｅｎ  ８０およびステアリン酸ポリオキシエチレンを使用して、約６５ｇ／Ｌで界面活性剤原液を生成した。銀ナノ粒子を含む溶液を調製するために、任意の界面活性剤溶液（０．３ｍＬ）と、アセスルファムカリウム塩溶液（１ｍＬ、０．１２５Ｍ）と、硝酸銀溶液（０．７５ｍＬ、０．１Ｍ）を混合し、ＴＥＭＥＤ（０．３ｍＬ）を添加した。溶液を、黄色になるまで電子レンジで短時間加熱した。ＯＤ対波長データを界面活性剤ごとに記録した（図１８）。最大値にわずかな差が見られたが、すべて４１５〜４２５ｎｍの範囲におさまっており、ナノ粒子のサイズが一定していることを示していた。
【０２５５】
実施例６０  トリエタノールアミンを使用して調製された銀ナノ粒子組成物
硝酸銀溶液とサッカリン酸ナトリウム溶液の等モル混合物からサッカリン酸銀粉末を調製した。サッカリン酸銀粉末（３０〜３５ｍｇ）をＴｗｅｅｎ  ２０溶液（１ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）に添加した後、水（４ｍＬ）を添加した。この混合物に、トリエタノールアミン（０．２２５ｇ）を添加し、内容物が黄色に変わるまでマイクロ波で短時間加熱した。
【０２５６】
上記組成物を使用して、抗菌性のあるさまざまな物品を作製した。５５℃で２時間浸漬し、すすぎ流すことによってナイロン繊維を作製した。上記組成物に１分間浸漬した後、脱液し、エタノール（１０ｍＬ）に５分間浸し、再度脱液し、５５℃で１５分間乾燥させることによって、綿ガーゼおよびサテン布（２インチ×２インチ）を作製した。
【０２５７】
実施例６１  ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を使用して調製された銀ナノ粒子組成物
ＰＶＡ溶液を脱イオン水で調製した（０．０２〜００．０３ｇ／１０ｍＬ）。ＰＶＡ溶液（１ｍＬ）、サッカリン酸ナトリウム（１ｍＬ、０．１２５Ｍ）および硝酸銀（１ｍＬ、０．１Ｍ）を一緒にボルテックスした。ＴＥＭＥＤ（０．１ｍＬ）を添加し、再びボルテックスした。内容物を電子レンジで短時間加熱した。溶液は灰褐色になったが、溶液のＯＤ最大値は４５５ｎｍであった。
【０２５８】
実施例６２  ポリアクリルアミド（ＰＡＡ）を安定剤として用いた銀ナノ粒子組成物
実施例６１と同じ試験を実施したが、ＰＶＡの代わりに、ポリアクリルアミドを使用した。ＰＡＡを濃縮物として生成し、０．０５ｇの濃縮物を１ｍＬの水に添加した。組成物のＯＤ最大値は４５０ｎｍであり、その色は褐色であった。
【０２５９】
実施例６３  ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を安定剤として用いた銀ナノ粒子組成物
実施例６１において、ＰＶＰの代わりにＰＶＰ溶液（０．２５ｇ／水１０ｍＬ）を使用して、同じように試験した。得られた組成物は、加熱後に黄色ではなく緑色になった。ＯＤ最大値は４３５ｎｍに見られ、スペクトルはＴｗｅｅｎ  ２０を使用した場合ほどシャープではなく、粒子分布が広いことを示していた。
【０２６０】
実施例６３  ソルビン酸カリウムを安定剤として用いた銀ナノ粒子組成物
ソルビン酸カリウムの溶液（０．１Ｍ）を調製した。このソルビン酸塩溶液（１ｍＬ）をＴｗｅｅｎ  ２０（１ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）と混合し、硝酸銀（１ｍＬ、０．１Ｍ）を一緒にボルテックスした。ＴＥＭＥＤ（０．０５ｍＬ）をさらに添加し、再びボルテックスした。試験管の内容物を短時間加熱すると、溶液の色が橙黄色に変化した。組成物のＯＤ最大値は４１０ｎｍであった。この実施例は、二重結合含有分子（ソルビン酸銀）を銀源として使用できることを示している。
【０２６１】
実施例６４  Ｔｗｅｅｎ  ２０を使用しないオレイン酸ナトリウムを用いた銀ナノ粒子組成物
オレイン酸ナトリウム（４〜５ｍｇ）を試験管で１ｍｌの水に溶解させた。これに、サッカリン酸ナトリウム（１ｍＬ、０．１０５Ｍ）および硝酸銀（１ｍＬ、０．１Ｍ）を添加して、塊状の白色沈殿を得た。試験管にＴＥＭＥＤ（０．２ｍＬ）を添加し、短時間マイクロ波処理して、内容物を加熱した。加熱すると、色が黄色に変化して、銀ナノ粒子が形成されていることを示していた。最大値のＯＤは記録しなかった。
【０２６２】
実施例６６  銀−ＴＥＭＥＤ錯体を含む銀組成物
Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（１ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）と硝酸銀（１ｍＬ、０．０１Ｍ）を試験管にて混合した。次に、ＴＥＭＥＤ（０．１ｍＬ）を添加して、電子レンジで短時間加熱して、管壁に銀を金属膜として堆積させた。紫色の金属膜で被覆されたガラス表面の領域は、湾曲した界面ではなく平らな水／空気界面によって示されるように、水濡れ性が低下した。
【０２６３】
実施例６７  ソルビン酸塩を含む銀組成物−安定性に対するエタノールの影響
水と水６６％−エタノール３３％の混合物（希釈率１：１００）とで希釈することで、実施例Ｂ２７の銀ナノ粒子組成物の溶液を調製した。生成直後の溶液と５日後の水−エタノール系溶液のＵＶ／ＶＩＳスキャンを記録した。スペクトルの変化は観察されず、銀ナノ粒子のエタノールに対する耐性を示していた。
【０２６４】
実施例６８  還元剤としての異なるアミンの使用
Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（１ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）と、サッカリン酸ナトリウム（１ｍＬ、０．１２５Ｍ）と、硝酸銀（１ｍＬ、０．１Ｍ）とを、一緒にボルテックスした。異なるアミン（０．１ｍＬ）を添加し、再びボルテックスした。必要に応じて、内容物を電子レンジで短時間加熱した。溶液のＯＤ最大値を記録した。
【０２６５】
アミンに続いて、Ｎ，Ｎ，Ｎ’Ｎ’テトラメチルブチレンジアミン、エタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジプロピルアミン、トリエタノールアミンを試験した。これらのうち、ジプロピルアミンおよびトリエタノールアミンを用いると黄色の溶液が良好に得られ、４１５ｎｍに同じ溶液ＯＤを有し、曲線のスペクトル形状が実質的に同じである銀ナノ粒子の存在を示していた。
【０２６６】
実施例６９  粉末形態のサッカリン酸銀を用いた銀組成物
サッカリン酸銀粉末（１５〜２０ｍｇ）をＴｗｅｅｎ  ２０溶液（１ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）に添加し、次いで水（２ｍＬ）を添加した。この混合物に、トリエタノールアミン（０．１ｇ）を添加し、内容物が黄色になるまでマイクロ波で短時間加熱した。溶液のＯＤ最大値は４２０ｎｍであり、ＵＶ−ＶＩＳスペクトルの形はサッカリン酸銀のｉｎ  ｓｉｔｕ形成で生成された組成物と同じであった。
【０２６７】
上記の銀ナノ粒子組成物に５５℃で２時間浸漬し、すすぎ流すことで、ナイロン繊維を作製した。上記の組成物に１分間浸漬した後、脱液し、エタノール（１０ｍＬ）に５分間浸し、再度脱液し、５５℃で１５分間乾燥させることによって、綿ガーゼおよびサテン片（２インチ×２インチ）を作製した。それらの繊維は、抗菌活性を示した。
【０２６８】
実施例７０：フマル酸塩を含む銀組成物
フマル酸ナトリウムを以下のようにして生成した。０．１１６ｇのフマル酸を試験管内の１０ｍｌの水に添加した。さらに、２モル当量の炭酸ナトリウムを添加して、フマル酸ナトリウムを形成した。フマル酸ナトリウムを単離せずに、１ｍｌの上記フマル酸ナトリウム溶液と、Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（１ｍＬ、１６．７ｇ／Ｌ）と、硝酸銀（１ｍＬ、０．１Ｍ）を順次混合し、次いでＴＥＭＥＤ（０．１ｍＬ）を添加した。試験管内容物をマイクロ波で短時間加熱して、ＯＤ最大値が４２０ｎｍの黄色の溶液を得た。Ｔｗｅｅｎ  ２０を使用しなければ、溶液の色は紫色である。
【０２６９】
実施例７１：ゲルを含む銀ナノ粒子
カップの中で、グリセロール（５．０ｇ）を秤量し、カルボキシメチルセルロース（０．５ｇ）を添加し、手で混合して、セルロース粒子にグリセロールを均一に被覆した。温脱イオン水（４０ｍＬ）をカップに添加し、得られた塊を混合して、滑らかなゲルを得た。実施例６０のトリエタノールアミン（０．１ｇ）から生成した銀ナノ粒子組成物を添加し、均一になるまで混合して、黄色のゲルを得た。ゲル（１０ｇ）の一部に、クエン酸と水を１ｇずつ添加して、爪真菌症の治療に使用することが可能な抗菌ゲルを得た。
【０２７０】
実施例７２  シリコーン系導電エラストマー
ドッグボーン形状（両端で長さ４．５インチ、幅  インチ、首部で長さ２．５インチ、幅０．２５インチ）をした１２個のシリコーン試験細片（タイプＢＭＳＩ−７Ｚまたは７２Ｂ、メジット・シリコーン・プロダクツ（Ｍｅｇｇｉｔｔ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）、オレゴン州マックミンヴィル（ＭｃＭｉｎｖｉｌｌｅ，ＯＲ））を、ガラスビーカー中で９９％イソプロパノールに浸漬し、１０分間超音波処理（フィッシャー・サイエンティフィック・ソニケーター（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｓｏｎｉｃａｔｏｒ）モデルＦＳ３０）し、余分な液体をすすぎ流し、４５℃のオーブンで１０〜１５分間乾燥させた。次に、４５０ｍｌの２３％硝酸が入った容器に試験細片を移し、シーソーロッカー（ｓｅｅ  ｓａｗ  ｒｏｃｋｅｒ）にて一晩（または２４時間）２５℃でゆっくりと振動させた。すすぎ水に酸の形跡が認められなくなるまで細片を脱イオン水で十分にすすいだ。別の容器で、Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（１６０ｍｌ、１６．７ｇ／Ｌ）と、サッカリン酸ナトリウム溶液（１６０ｍＬ、０．０２５Ｍ）と、硝酸銀溶液（１６０ｍｌ、０．１Ｍ）とを混合することで、銀ナノ粒子溶液を調製した。各溶液の添加後に混合物を５分間攪拌した。
【０２７１】
溶液を電子レンジで短時間加熱して、溶液の温度が約５５℃に達したら加熱を停止した。浅いパイレックス（登録商標）（Ｐｙｒｅｘ）皿でナイロンスクリーンの上に細片を平らに置き、高温の銀ナノ粒子溶液を細片に注いで細片を完全に浸漬した。細片を５５℃のオーブンで１８時間放置した。銀ナノ粒子での処理を２回繰り返したが、時間を２４時間に延ばした。２回目の銀処理の前に、試験細片をまず２００ｍｌのＴｗｅｅｎ  ２０溶液（４．２ｇ／Ｌ）で洗浄した。２回目の銀処理の後、細片を再度Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（４．２ｇ／Ｌ）で１回すすぎ流し、さらに水道水ですすいだ後、４５℃のオーブンで１５〜２０分間乾燥させた。４つの細片を取り出し、別の実験のために保管しておいた。Ｔｗｅｅｎ２０溶液（１６．７ｇ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム溶液（０．０２５Ｍ）および硝酸銀溶液（０．６５Ｍ）をそれぞれ１００ｍＬずつから生成した銀ナノ粒子溶液を用いて、５５℃で１６時間、残った８つの細片で３回目の銀処理を実施した。
【０２７２】
３回目の銀処理の後、細片を脱イオン水ですすぎ流し、水およびイソプロパノール中でそれぞれ１０分間ずつ超音波処理し、続いてペーパータオルの上に放置して空気乾燥させた。それぞれの細片は、かなり均一に緑がかったターコイズの金属の光沢性を呈した。マルチメータ（エックステック・インストルメンツ（Ｅｘｔｅｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）で探査したところ、いずれの細片でも電気的導通は観察されなかった。各細片をレンク（Ｌｅｎｋ）ブタン火炎バーナー（モデル６５）からのブタン火炎の上に数回通して火炎アニール処理した。下にあるシリコーンが焼けないように注意を払った。その後、細片を室温まで冷却し、ゼロひずみおよび最大約３００％のひずみ下で電気的導通を試験した。細片の長さ方向に探査したところ３から２０オームの範囲の電気抵抗が記録された。３００％までひずむ場合、１から３キロオームの抵抗値が記録された。３００％のひずみでは８つの試料すべてが導通したわけではないが、いずれの試料でもそれぞれに異なるひずみ度までは導通が認められた。複数回のひずみサイクル後ですら試験試料の電気的導通が失われなかったことから、堆積した銀層には頑健性があるものと考えられる。銀層が細片に堆積されているのにもかかわらず、銀処理後の重量の増加量は無視してよい程度であり、極めて薄い銀の層が堆積されていることが分かった。
【０２７３】
実施例７３  シリコーン系導電エラストマー
実施例７２で作製した余分な４つの試験細片を若干違った形で処理した。細片をトレンス試薬で処理し、実施例７２の３回目の処理での速度よりもかなり高速に銀を堆積させた。塩化第一スズ（ＳｎＣｌ２．２Ｈ２Ｏ、２．５ｇｍ）を５０ｍｌの脱イオン水および５ｍｌの濃ＨＣｌに溶解させることで生成した溶液に、試験細片を１０秒間浸漬した後、水ですすぎ流して短時間で空気乾燥させた。次に、硝酸銀（０．１Ｍ、１９６ｍＬ）と、水酸化ナトリウム（１０％、１６ｍＬ）と、水酸化アンモニウム（２５％、１１２ｍＬ）と、グルコース溶液（０．１Ｍ、４８ｍＬ）とを混合して生成した２５℃のトレンス試薬溶液に、細片を６分間浸漬した。細片を取り出し、水ですすぎ流し、空気乾燥させ、実施例Ｃ１と同様にブタン火炎上で火炎アニール処理した。ひずみ下での電気的導通を試験したところ、実施例７２の試料で得られたよりも高い電気抵抗値が記録された。
【０２７４】
実施例７４  銀ベースの可撓性の鏡
本発明者らは、可撓性の鏡も構成した。カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）ポリイミド接着剤テープ（長さ約３インチ、幅０．５インチ）を清潔なスライドガラスに適用した。５５℃で４時間維持したカップで、テープが約１５０ｍＬの銀ナノ粒子溶液に完全に浸漬されるようにして、スライドガラスをフックから吊り下げた。Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（５．６ｇ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（０．０２５Ｍ）、硝酸銀（０．１Ｍ）およびＴＥＭＥＤ（５ｍＬ）を５０ｍＬずつ混合して溶液を調製した。これを電子レンジで５５℃まで加熱した。
【０２７５】
銀処理後、スライドガラスとフィルムを水で十分にすすぎ流し、水中で１０分間超音波処理し、遊離したデブリを除去し、高温の空気銃を用いて乾燥させた。銀の光沢のある反射性の鏡を使用して、ポリイミドを堆積させた。鏡の半分は実施例７２で説明したようにして火炎アニール処理した。アニールした部分は下にあるカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）テープに対して良好な接着性を持つのに対し、非アニール領域をこすり落とすことができた。アニール部分は、銀の鏡が剥がれ落ちることなく曲げることが可能であり、良好な接着性が示された。
【０２７６】
実施例７５  銀コーティング付きカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）フィルム
上記実施例７４と同様であるが、５５℃で１時間処理して、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）細片にナノ銀を被覆した。得られた光沢のある反射性カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）細片をスコッチガード（Ｓｃｏｔｃｈｇａｒｄ）（登録商標）テープでスライドガラスに止め、アニーリング中に平らに保った。銀コーティングを長さ方向に（細片を冷やすための休止をとりながら約１分間）動かしてブタン火炎でアニールした。冷却したフィルムの抵抗を長さ方向（約７〜８ｃｍの距離）測定して、その伝導度を調べた。数ヶ所で１００から３０００オームの範囲の抵抗が観察され、アニーリング後に銀コーティングが導電性になったことが分かる。細片を厚さ２ｍｍのスライドガラスに巻き付けると、前に観察された抵抗値がまだ読み取られた。アニール後の銀コーティングは曲げ抵抗を示した。
【０２７７】
実施例７６  被覆したアクリルシート
幅１ｃｍおよび長さ約８ｃｍの被覆したアクリルポリマー（ローム・アンド・ハース社（Ｒｏｈｍ  ＆  Ｈａａｓ  Ｃｏ．）、ペンシルバニア州フィラデルフィア（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ））細片を、実施例７４と同様の溶液に浸漬した。５５℃で１時間経過後、細片を取り出し、Ｔｗｅｅｎ  ２０溶液（４．３ｇｍ／Ｌ）および脱イオン水ですすいだ。新たに生成した同じ銀含有溶液を用いて２回目に細片を５５℃で１時間処理し、さらに銀を堆積させた。実施例２と同様に試料を火炎アニール処理し、冷却し、電気的導通を試験した。長さ方向に７〜８ｃｍ、銀コーティングは抵抗値３０〜３４キロオームの導電性であった。
【０２７８】
実施例７７  電気伝導性チュール材料
２インチ×２インチ四方のポリアミドポリマー製のチュール材料（地元の布帛店から購入）（合計で１０試料）を、２００ｍＬのＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、２００ｍＬの０．０７５Ｍ酢酸ナトリウムおよび２００ｍＬの硝酸銀（０．１Ｍ）およびＴＥＭＥＤ（２０ｍＬ）から生成した溶液に浸漬した。この溶液を５５℃まで加熱し、２、４、６、９および１２時間経過後に２つの試料をそれぞれ取り出して１０％水酸化アンモニウム溶液ですすぎ流し、さらに脱イオン水ですすぎ流して乾燥させた。６時間以上処理した試料は、紫がかった金属の光沢性を示した。金属銀コーティングはナイロンスレッドで均一で、チュール材料となった。
【０２７９】
試料の対角線の隅でナイロンスレッド上にバナナチップを用いて、試料の電気抵抗を測定した。６時間以上処理した試料はいずれも、５〜１５オームの範囲の抵抗値を呈し、これが電気伝導性であることが明確に示された。巻いた後も、急カーブの周囲の試料片で抵抗の読み値に変化はなかった。水に１０分間浸漬して試料片を超音波処理しても、抵抗値は変わらなかったことから、得られたナノ粒子銀コーティングに並外れた接着性があることが分かった。６時間以上処理した試料では、銀コーティングを電気伝導性にするためにアニーリングが必要だったものはない。
【０２８０】
実施例７８  電気伝導性フルオロシリコーンエラストマー
フルオロシリコーンエラストマーで作られた、幅１インチ、長さ３インチの細片を、オレゴン州マックミンヴィル（ＭｃＭｉｎｎｖｉｌｌｅ，ＯＲ）のメジット・シリコーン・プロダクツ（Ｍｅｇｇｉｔｔ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から入手した。この細片をイソプロパノールで拭き、空気乾燥させた。細片に３ステップでナノ銀を堆積させた。ステップ１では、４０ｍＬのＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、２０ｍＬの０．１２５Ｍナトリウムサッカリン、２０ｍＬの０．１２５Ｍ酢酸ナトリウムおよび４０ｍＬの０．１５Ｍ硝酸銀溶液を混合することで、溶液を調製した。この溶液に、１２ｇｍのトリエタノールアミン（ＴＥＡ）を添加し、透明な溶液を得た。溶液を電子レンジで約５５℃まで加熱後、エラストマー細片をこれに浸漬した。内容物を５５℃で２１時間維持した後、取り出して脱イオン水ですすいだ。次に、ステップ１を繰り返すステップ２を実施した。銀被覆細片をもう一度取り出し、水で分にすすいだ。これを２つの同じ片（１インチ×１．５インチ）に切り出した。片方の片をブタン火炎でアニールし、電気的導通を試験した。マルチメータのディスプレイ（エクステック（Ｅｘｔｅｃｈ）モデルミニテク（ＭｉｎｉＴｅｃ）  ２６（商標））では、測定可能な読み値を得られなかったことから、コーティングが絶縁性であることが分かった。残りの片でステップ３を実施した。Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、０．０２５Ｍナトリウムサッカリンおよび０．２５Ｍ硝酸銀溶液を４０ｍＬずつから生成した溶液に試料を浸漬した。トリエタノールアミン（２ｇｍ）も添加した。溶液の入ったタブと試料（ナイロンのスクリーンのメッシュ片でタブ底から離してある）を５５℃で２４時間保った。処理後、まずはＴｗｅｅｎ  ２０（４．３ｇｍ／Ｌ）、水道水、そして最後に脱イオン水で試料を十分にすすいだ。最初はスカイブルー色だった試料がマット仕上げ状の銀灰色を呈した。取り扱いのとき、銀がわずかに剥がれ落ちた。アニーリング前に、銀被覆フルオロシリコーンエラストマーの抵抗値を記録した。試料の一表面で、対角線上にプローブの先端を用いて測定した値は２から５オーム（タブ底から離れている）であり、底に近い表面ほど値が大きかった（２００から５００オーム）。推測した差異は、頂部と底の表面で銀の堆積速度が異なることによるものであった。試料片をアニーリングしても抵抗値は大きくは変わらなかったが、試料表面は銀灰色になり、金属の光沢性が増した。フルオロシリコーン試料の伝導度は抵抗値で５オーム未満であった。
【０２８１】
実施例７９  ６インチ×６インチのシリコーンエラストマースラブ
６インチ×６インチのシリコーンエラストマースラブ合計５０個に銀を被覆した。コーティング用のスラブを調製するために、それぞれ２ヶ所をスラブの頂部と各側縁から１インチずつあけて丈夫な釣糸と一緒に撚った。このようにすることで、ステリライト（Ｓｔｅｒｉｌｉｔｅ）（登録商標）の１ガロンのポリプロピレンピッチャーの底に触れることなくスラブを吊した。１７個のスラブを２つの別々のピッチャーで処理し、３つ目には１６個のスラブを入れた。ピッチャー内に吊したスラブをＴｗｅｅｎ  ２０溶液（４．３ｇｍ／Ｌ）ですすぎ流し、続いて脱イオン水ですすいだ。余分な液体をピッチャーから排出し、さらに乾燥させずに以下のようにしてスラブを銀溶液で処理した。
【０２８２】
このスラブを、銀保持量が低、中、高の３通りの異なるレベルになるように処理した。各レベルは、異なるレベルの伝導度（または抵抗）を達成するためのものであった。以後のステップは、銀コーティングを有するスラブを生成するものであった。
【０２８３】
ステージ１  ５５℃で２４時間
１容量部のＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）；１容量部の０．０２５Ｍナトリウムサッカリン；１容量部の０．１Ｍ硝酸銀、０．１容量部のＴＥＭＥＤ（テトラメチルエチレンジアミン）から生成した溶液でのスラブの処理。スラブを水道水ですすぎ流し、脱イオン水で１回すすいだ。
【０２８４】
ステージ２  ５５℃で１８時間
１容量部のＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、１容量部の０．０２５Ｍナトリウムサッカリン、１容量部の０．１Ｍ硝酸銀、０．１容量部のＴＥＭＥＤから生成した溶液でのスラブの処理。スラブを水道水ですすぎ流し、脱イオン水で１回すすいだ。
【０２８５】
ステージ３  ５５℃で２４時間
１容量部のＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、１容量部の０．０２５Ｍナトリウムサッカリン、１容量部の０．２５Ｍ硝酸銀、０．１容量部のＴＥＭＥＤから生成した溶液でのスラブの処理。スラブを水道水ですすぎ流し、脱イオン水で１回すすいだ。（低レベルのスラブが生成された場合は空気乾燥）
【０２８６】
ステージ４  ５５℃で４時間
１容量部のＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、１容量部の０．０２５Ｍナトリウムサッカリン、１容量部の０．２５Ｍ硝酸銀、０．１容量部のＴＥＭＥＤから生成した溶液でのスラブの処理。スラブを水道水ですすぎ流し、脱イオン水で１回すすぎ流して、室温で空気乾燥させた。
【０２８７】
ステージ５  ５５℃で１６時間
１容量部のＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、１容量部の０．０２５Ｍナトリウムサッカリン、１容量部の０．２５Ｍ硝酸銀、０．１容量部のＴＥＭＥＤから生成した溶液でのスラブの処理。スラブを水道水ですすぎ流し、脱イオン水で１回すすぎ流して、室温で空気乾燥させた。
【０２８８】
スラブを生成するために、以下の手順に準じた。低レベル−ステージ１から３；中レベル−ステージ１から４；高レベル−ステージ１から３および５。
【０２８９】
最後に、すべてのスラブをプロパンヒーターで両側から約１５秒間火炎アニール処理し、室温まで冷却した。両側の２つの対角線で抵抗値を測定し、以下の表に示した。値は通常、低保持量スラブでメガオーム単位、中保持量でキロオーム台、高保持量で数十オーム台である。抵抗値が徐々に低下したことから、処理の変形によって異なる厚さの銀コーティングを有する所望の目標が実現することができたことが分かる。曲げひずみ下にあるいくつかのスラブ試料で抵抗値を無作為に測定したところ、電気的導通が示され、極めてわずかな増加しか記録されなかった。
【０２９０】
【表１５】
0005630959.tif 000024
【０２９１】
【表１６】
0005630959.tif 000025
【０２９２】
【表１７】
0005630959.tif 000026
【０２９３】
実施例８０  銀被覆フルオロシリコーンエラストマー
ＴＥＭＥＤの代わりにトリエタノールアミンを用いたこと以外は実施例８０の方法に従って、実施例７９で用いたものと同様のフルオロシリコーンの３つの細片（１インチ×３インチ）を、低、中および高レベルの銀で被覆した。これによって、低、中および高銀保持量で１つの細片が得られた。実施例８のようにして細片をアニールし、マルチメータを利用して電気伝導度を調べた。低被覆試料および中被覆試料では測定可能な抵抗値が観察されなかったが、高レベルの試料は読み値が２０〜３０メガオームの範囲であった。
【０２９４】
銀の被覆量を求めるために、被覆片から薄片の銀を切り出し、３０％過酸化水素と濃硝酸との混合物で処理して銀を除去した。この銀が溶解した溶液の銀をＦＡＡＳで分析した。低、中および高保持量の銀の量はそれぞれ、０．３３ｍｇ／ｃｍ２、０．８ｍｇ／ｃｍ２、１．３５ｍｇ／ｃｍ２であることが明らかになった。
【０２９５】
実施例８２  銀被覆シリコーンエラストマー
ドッグボーン形状のシリコーンエラストマー（約３．５インチ×１．０インチ×０．０６３インチで、中央に幅０．２５インチで長さ１．５インチのステムがある）を、２３％硝酸に一晩浸し、脱イオン水ですすぎ流して乾燥させた。これを、同容量のＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ、７０ｍＬ）、サッカリン酸ナトリウム（０．０２５Ｍ）および硝酸銀（０．１Ｍ）を混合することで生成した銀ナノ粒子溶液で処理した後、ＴＥＭＥＤを添加した（７ｍＬ）。この混合物を電子レンジで５５℃まで加温したところ、透明な濃褐色に変化した。ドッグボーンを５５℃で１７時間溶液に浸漬し、水ですすぎ流して乾燥させた。最初の淡灰色の片が、銀処理後に淡灰黒色に変化した。
【０２９６】
これを、５５℃で２４時間かけて同じようにして生成した新しい銀溶液で再処理した。次に、これをすすぎ流し、水中で２５℃にて１０分間超音波処理した。最初の淡灰色の片が、２回目の銀処理後にはさらに銀色が強くなったように見えた。
【０２９７】
０．５ｇのＳｎＣｌ２．２Ｈ２Ｏおよび０．５ｇの濃ＨＣｌを１０ｍＬの脱イオン水に溶解させて、感光液を調製した。この溶液に、イソプロパノール（５ｍＬ）と、濃ＨＣｌ（４ｍＬ）と、脱イオン水（３１ｍＬ）とを添加した。銀被覆ドッグボーンを感光混合物に１０〜１５秒間浸漬して水で十分にすすぎ流し、高温の空気銃を用いて乾燥させた。さらに別の銀含有溶液（トレンス試薬）を以下のようにして調製した。硝酸銀溶液（０．１Ｍ、４８ｍＬ）に、水酸化ナトリウム溶液（１０％ｗ／ｖ、４ｍＬ）を添加して褐色の沈殿物を得た。この沈殿物に、無色透明の溶液を得るためにちょうどよい容量で水酸化アンモニウム（７％ｖ／ｖ）を添加した。この銀−アンモニア錯体溶液に、新たに生成したグルコース溶液（０．１Ｍ、１２ｍＬ）を添加した。調製した溶液の全量の半量を５０ｍＬのポリプロピレン管に移し、これにドッグボーン細片を２５℃で６分間浸漬した。細片を取り出し、水ですすぎ流して空気乾燥させた。このようにして得られた細片をブタン火炎で火炎アニール処理した。ドッグボーン細片は導電性（抵抗５オーム未満）であることが明らかになった。約３００％まで延伸した後、この観察された抵抗値は１０キロオーム未満であった。ひずみ疲労サイクルを繰り返した後ですら、細片は伝導度（Ｒ＜５オーム）を示し続けた。３〜４回ねじった後も、長さ方向に測定した抵抗は５０オーム未満であった。１年経過後も、試料に同じタイプの電気伝導挙動が観察された。ドッグボーンでの銀堆積量を求めたところ、約２．９ｍｇ／ｃｍ２であった。
【０２９８】
実施例８２  ゴルフボール−方法１
ゴルフボールを処理し、その表面に銀を堆積させた。同容量（３０ｍＬ）のＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（０．１Ｍ）および硝酸銀（０．１Ｍ）を混合することで、水性混合物を生成した。この乳状懸濁液に、静かに攪拌しながらＴＥＭＥＤ（３ｍＬ）を添加した。内容物を、ゴルフボールを入れた１２５ｍＬ容量のガラス容器に移した。十分な溶液を注ぎ、ボールを沈んだ状態に保った。容器に蓋をして、５５℃のオーブンに２４時間入れた。この処理を繰り返し、ゴルフボール表面に銀を含浸させた。繰り返し処理後、ボールを脱イオン水で十分にすすぎ流し、放置して空気乾燥させた。ボールは極めて均一な黄褐色であった。
【０２９９】
実施例８３  ゴルフボール−方法２
ゴルフボールを処理し、銀を堆積させた。Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（０．０７５Ｍ）および硝酸銀を約６７ｍＬずつ混合した後、ＴＥＭＥＤ（６．７ｍＬ）を混合することで、銀含有溶液を調製した。この溶液をマイクロ波で約６０℃まで加熱してゴルフボールに注ぎ、これをガラスビーカーに入れてボールが沈んだ状態になるようにした。ビーカーを覆って液体が蒸発しないようにした。このビーカーを６０℃にセットしたオーブンに約２０時間入れた。ボールを取り出して水ですすぎ流し、放置して空気乾燥させた。ボールの色が最初の白から黄色に変化し、その強度が経時的に大きくなった。ゴルフボールのさわり心地は前と何ら違わなかった。処理時、ロゴ画像が消えることはなかった。試験こそしていないが、銀被覆ボールは静菌性であると考えられる。
【０３００】
実施例８４  ポリカーボネートフィルム
ポリカーボネートの約８ｃｍ×１ｃｍ（厚さ約０．１ｍｍ）のフィルム細片をシートから切り出し、キャップ付きのポリスチレン管に移した。これとは別に、Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇｍ／Ｌ）、サッカリン酸ナトリウム（０．０７５Ｍ）および硝酸銀（０．１Ｍ）を２ｍＬずつと、ＴＥＭＥＤ（０．２ｍＬ）とをこの順番で混合することで、ガラス試験管で銀含有混合物を調製した。混合物を電子レンジで約５５℃まで加熱したところ、その色が淡黄色になった。この高温の混合物を、試料細片の入ったＰＳ管に移し、管をオーブンの中で５５℃で１６時間加熱した。処理後、試料を水で洗浄し、空気乾燥させた。細片の溶液に浸漬していた部分は均一に琥珀色に変化した。マゼンタ、青および金属の玉虫色の色合いが細片表面に観察された。琥珀色は表面での銀ナノ粒子の存在を示していた。
【０３０１】
実施例８５：ポリカーボネートフィルム
実施例８５で説明したものと全く同じようにして、細片を作製した。この細片を１０分間超音波処理し、ゆるく接着された粒子を除去した。細片の琥珀色に色づいた部分を、Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ、３ｍＬ）、硝酸銀（１６．７ｇ／Ｌ、３ｍＬ）およびＴＥＭＥＤ（０．３ｍＬ）から生成した混合物で５５℃にて１時間処理した。細片の色は前よりもかなり暗く、その表面はいくぶん光沢があった。琥珀色の色合いが前よりも濃くなったことから、実施例８５の試料よりも細片に含まれる銀が多いのではないかと考えられる。
【０３０２】
実施例８６  ポリスチレン基材
この実施例は、ポリスチレンベースのさまざまな物品への銀の堆積方法について説明する。説明のために管とウェルプレートとを用いたが、ここで説明する方法はあらゆるタイプのポリスチレン物品および表面に適用可能である。ポリスチレン管の内側に銀を均一に被覆した。被覆表面には周囲の実験室光で金属の光沢性があり、被覆層の色は赤みがかった褐色であった。
【０３０３】
実施例８７  ガラス基材−銀鏡の形成
この実施例は、スライドガラスの使用について示すが、この方法は他のガラス製物品にも適用可能である。ペトリ皿に、皿の表面とガラス表面との間のスペーサーとしてナイロンメッシュ片を入れた。Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ、２０ｍＬ）と硝酸銀（０．１Ｍ、２０ｍＬ）とＴＥＭＥＤ（２ｍＬ）とから生成した溶液をスライドガラスに注いだ。ペトリ皿を密封し、５５℃で１〜２時間、オーブンに入れた。この溶液を廃棄し、スライドガラスを脱イオン水で十分に洗浄して、ヒートガンを使って乾燥させた。極めて反射性の高い光沢のある銀鏡が得られた。光があたると、銀鏡は青紫色を呈し、透明であった。この鏡は、スライドガラスの長さ方向に沿った抵抗値が５５〜６５オームの電気伝導性のものであった。
【０３０４】
実施例８８  ポリウレタン管材ストック
この実施例は、ポリウレタンクラスの材料に銀を堆積させる方法について説明する。ここにあげた例では管材ストックを用いているが、この方法はポリウレタン系のあらゆる物品に適用可能である。ポリウレタン管材ストックを長さ３０インチの切片に切り出した。６本の管セグメントをロッドに巻き、ジッパーで留めて結んだ。管セグメントを、同容量のＴｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ、１２０ｍＬ）、サッカリン酸ナトリウム（０．０７５Ｍ）および硝酸銀（０．１Ｍ）から生成した銀溶液の入った管状反応器の中に入れた。内容物を静かに揺らしながら（振動約１０〜１２回／分）５５℃まで加熱した。５５℃に達した後、反応器を短時間で開き、ＴＥＭＥＤ（１２ｍＬ）を導入して反応器の蓋を閉じた。内容物を５５℃で３時間維持した。反応器を開き、消費された銀溶液を外に排出した。続いて、１：４に希釈した水酸化アンモニウム６００ｍＬを注ぎ、反応器を１５分間揺らした。水酸化アンモニウムを排出した後、試料を取り出し、大量の脱イオン水で十分に洗浄し、遠心処理して管内の水分を除去し、清潔な紙の上に一晩放置して空気乾燥させた。銀処理後、カテーテルセグメントは黄褐色を呈した。ＦＡＡＳによる銀分析を行ったところ、保持量は７〜１０μｇ／ｃｍ２の範囲であった。
【０３０５】
実施例８９  ガラスプリズム
１０％硝酸、１０％水酸化ナトリウム溶液、イソプロパノールおよび１：１０に希釈した水酸化アンモニウム中で順にガラスプリズム（横約１．５インチ、高さ約１．０インチ、奥行き約０．５インチ）をソニケータ（フィッシャー・サイエンティフィック（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）モデルＦＳ  ３０）で５分間ずつ洗浄し、Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ、５０ｍＬ）、硝酸銀（０．１５Ｍ、５０ｍＬ）およびＴＥＭＥＤ（５ｍＬ）を混合することで生成した溶液に直接入れて、５５℃で１８時間加熱した。処理の終了後、プリズムを取り出してＴｗｅｅｎ  ２０溶液（１６．７ｇ／Ｌ）で洗浄した後、脱イオン水で十分にすすいだ。銀を施したガラスプリズムの測定反射率は５００ｎｍよりも高い波長で８８〜９０％であった。
【０３０６】
実施例９０  チタンディスク
この実施例は、チタンディスク（直径３２ｍｍ、厚さ２ｍｍ）での銀ナノ粒子の堆積について説明する。この方法は、必要に応じて軽微な変形を含むあらゆる種類のチタン基材に適用可能である。Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ）と、酢酸ナトリウム（０．０７５Ｍ）と、硝酸銀（０．１５Ｍ）とを１．３リットルずつとＴＥＭＥＤ（０．１３リットル）との混合物を加熱して得られた温かい溶液（５５℃）に、２０枚のディスクを入れた。この溶液とディスクを入れたタブに栓をして、５５℃にセットしたオーブン内のシェーカーに１８時間配置した。タブを取り出し、液体を排出し、洗浄溶液（１０％ｖ／ｖ水酸化アンモニウム）５００ｍＬの入った別の容器にディスクを速やかに移して１分間入れておいた後、脱イオン水で洗浄し、ティッシュペーパーを押し付けて乾かし、空気乾燥させた。処理後、目視することができる差は極めてわずかしかなかった。銀保持量を推定したところ、約２０μｇ／ｃｍ２であった。
【０３０７】
実施例９１  金ネジ
この実施例は、金表面への銀ナノ粒子の堆積について説明する。説明のために、歯科医療で一般に用いられている金ネジを利用した。金の表面を有するあるネジ５０本（長さ約０．３５インチ、直径約０．０８インチ、ネジ頭直径０．０７５インチ、ネジ部長０．１５インチ）を銀含有溶液で５５℃にて１６時間処理した。処理溶液については、Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ、１２５ｍＬ）、サッカリン酸ナトリウム（０．１２５Ｍ、７５ｍＬ）、硝酸銀（０．１Ｍ、５０ｍＬ）、脱イオン水（１２５ｍＬ）およびＴＥＭＥＤ（１２．５ｍＬ）から生成した。ネジをナイロンメッシュの袋に入れて密封し、ネジが思いがけず失われるのを防ぐとともに、清掃を促進させた。処理後、ネジの入った袋を、脱イオン水を入れたビーカーに浸漬して十分にすすいだ後、紙の上にネジを放置して空気乾燥させた。金の表面の色が銀白色に変わったことから、金ネジに銀が堆積していることは明らかであった。銀の堆積量をＦＡＡＳで求めたところ、約２４μｇ／ｃｍ２であった。
【０３０８】
実施例９２  銅基材
この実施例は、銅物品への銀ナノ粒子の堆積について示す。説明のために、米国の１セント銅貨を用いた。この方法はあらゆる銅表面に適用可能である。Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ、４ｍＬ）、サッカリン酸ナトリウム（０．０７５Ｍ、４ｍＬ）、硝酸銀（０．１Ｍ、４ｍＬ）およびＴＥＭＥＤ（０．４ｍＬ）を、この順序で混合することで、銀の溶液を調製した。５０ｍＬ容のＰＰ管（ファルコン（Ｆａｌｃｏｎ）ブランド）に入れた溶液を電子レンジで５５℃まで加熱し、室温まで冷却した後、ペトリ皿の中でメッシュに載せた清潔な１セント銅貨（明るい色）に注いだ。この１セント銅貨を液体に一晩沈めておいた。これをすすぎ流し、水中で３分間超音波処理し、静かに拭き取って乾燥させ、銀が被覆されたアッシュグレーの１セント銅貨を得た。
【０３０９】
実施例９３  シリコーン管材ストック
この実施例は、一般に尿路カテーテルで用いられる透明なシリコーン管材ストック（ＯＤ：３．１ｍｍ、ＩＤ：１．５ｍｍ）への銀ナノ粒子の堆積について説明する。例示した支持体は管材であるが、この処理方法はシリコーン系物品に対して容易に適用可能である。Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ）と、酢酸ナトリウム（０．０５Ｍ）と、硝酸銀（０．１５Ｍ）とを２０ｍＬずつ混合し、さらにＴＥＭＥＤ（２ｍＬ）を混合することで、銀含有溶液を調製した。５０ｍＬ容量のポリプロピレン（ＰＰ）管（ＢＤファルコン（Ｆａｌｃｏｎ）ブランド）に、長さ１ｃｍの管材片１０片を入れた後、１０．３３ｍＬの銀溶液をピペットで注いだ。全部で３本のＰＰ管を作製し、５５℃のオーブン内にあるシェーカーに載置した。２時間後に管１本を取り出し、２本目の管は３時間後、３本目の管は４時間後に取り出した。その都度、試料片をＴｗｅｅｎ  ２０溶液（４．２ｇ／Ｌ、５０ｍＬ）に入れ、脱イオン水ですすぎ流し、空気中で一晩放置して乾燥させた。処理時間が長くなるにつれて、透明な管材片が黄褐色から濃褐色へと変化した。２時間、３時間、４時間処理した管材ストックの銀保持量を求めたところ、それぞれ８．４、１１．１および１３．４μｇ／ｃｍ２であった。
【０３１０】
実施例９４  ポリカーボネートおよびシリコーンからなるルアー（Ｌｕｅｒ）活性化装置
この実施例は、ルアー（Ｌｕｅｒ）活性化装置のポリカーボネートおよびシリコーン表面に銀ナノ粒子を堆積させる方法について説明する。この医療装置は、３つの部品からなる。すなわち、ポリカーボネート系のハウジングおよびベースと、シリコーングランドによって、人体に流体を導入するための針を使わない接続が可能になる。処理した装置は説明のために選択したものであるが、この処理はいずれのポリカーボネートまたはシリコーン系物品にも適用可能である。
【０３１１】
ハウジングを以下のようにして処理した。ポリプロピレンライナの内張をしたタンク内のバスケットに２５００個のハウジング片を入れた。Ｔｗｅｅｎ  ２０（１６．７ｇ／Ｌ）と、酢酸ナトリウム（０．０５Ｍ）と、硝酸銀（０．１５Ｍ）とを５リットルずつ用いて、銀含有溶液を生成した。この溶液に、ＴＥＭＥＤ（０．５リットル）を添加した。タンクを５５℃まで加熱し、加熱状態を２４時間維持した。片を取り出し、Ｔｗｅｅｎ  ２０（４．２ｇ／Ｌ）と、１０％水酸化アンモニウムと、脱イオン水とですすぎ流し、放置して空気乾燥させた。処理した片のうち、４００個について、１片あたりの溶液容積を約６ｍｌに維持し、同じ銀溶液を用いて５５℃で１時間、２回目の処理を施した。
【０３１２】
前段で説明したようなハウジングと同様にベースを処理した。処理後に、両片とも光沢のある灰黒色に変わった。同様に、同じ化学処方を用いて５５℃でシリコーングランドを処理したが、ここでの処理は再処理の必要なく９．５時間継続した。流体の容積と部との比を同じに維持した。シリコーン片は、光沢があるが反射性ではない表面を持つ、緑がかった灰色に変化した。
【０３１３】
銀を被覆した構成要素を組み立ててルアー（Ｌｕｅｒ）活性化装置にし、ガンマ線を照射して滅菌した上で、生物膜アッセイに利用した。ハウジングベースおよびグランドでの銀の量をＦＡＡＳで推定したところ、約３６．６、２５．６および９３．０μｇ／ｃｍ２であった。
【０３１４】
実施例９５  生物膜汚染アッセイ
時間をかけて淡水および海水に曝露される表面は、生物膜の形成によって汚れるすなわち、すべりやすい層が形成される。既知である、自由に浮遊しているすなわちプランクトンの微生物は概して、表面に接着することはないが、微生物によっては多糖膜を形成すなわち表面に接着した後に生物膜になって同等のものを形成する機能が発達しているものもある。これらの微生物はこの層でコロニー形成し、膜を作り続けて最終的には表面全体に膜を広げる。表面が汚染されると流体力学に影響し、流れや熱に対する抵抗が増すことがあり、ボートなどでの水上輸送手段の見た目に影響することもある。
【０３１５】
本発明は、銀ナノ粒子などのナノ粒子を表面に堆積させることで、生物膜形成の問題をなくすものである。アッセイを適用して、ルアー（ｌｕｅｒ）活性化装置の銀被覆ポリカーボネートおよびシリコーン表面を評価した。しかしながら、これらの表面に対するその適用は説明のためのものであり、限定とみなされるものではない。それとは反対に、軽微な変形を含むアッセイを適用して、異なるポリマー、金属およびセラミックへのナノ粒子コーティングによる生物膜の抑制を評価することができる。このアッセイの原理は、表面の微生物に生物膜を形成および増殖させ、超音波処理を用いて表面から生物膜を取り除いて（ｓｌｏｕｇｈｉｎｇ  ｏｆｆ）、取り除いた生物膜含有流体をプレートに蒔いて生存細菌数を数えることで、生物膜形成を評価するものである。超音波処理の前に、生物膜が成長した表面を十分にすすぎ流して、プランクトン細菌を除去しておく。すすぎは、自由に浮遊しているプランクトン細菌をすすぎ流すには十分である。
【０３１６】
０日目
１．細菌接種、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）（ＡＴＣＣ：  ６５３８）、（１×１０８ｃｆｕ／ｍｌ）を４ｍｌの生理食塩水に入れて１：１０に希釈し、さらに、約１×１０５ｃｆｕ／ｍｌ（ｔ＝０）でＭ１０３接種を開始するためにＭ１０３培地（Ｍ１０３培地濾過滅菌：１％血清、０．２５％グルコース、０．１％ネオペプトン）に入れて１：１００に希釈した。
２．１０−３、１０−４、１０−５および１０−６希釈で１×１０５ｃｆｕ／ｍｌのＴ＝０接種をＴＳＡプレートに蒔き、プレートを３５℃で一晩培養した。
３．上記のようなルアー（Ｌｕｅｒ）活性化装置６個（処理済み３個と未処理３個）を用いた。２ｍｌの生理食塩水を各装置に注入し、各装置を２５回作動させて実際の使用を模した。
４．Ｍ１０３種菌（１×１０５ｃｆｕ／ｍｌの細菌を含有）２ｍｌを各装置に入れ、同じ処理条件の装置を５０ｍｌの円錐管に入れた。
５．装置を入れた管を３５℃で一晩培養した。
【０３１７】
１日目
１．Ｔ＝０プレートを計数した。
２．１０３希釈細菌を含む滅菌Ｍ１０３培地２ｍｌを各装置に入れた。このステップを６日間続けて行った。各装置を１日あたり２５回作動させて実際の使用を模し、１６８時間の試験で試料を合計で１７５回作動させた。
【０３１８】
７日目
１．付着していない細菌を除去するために、生理食塩水１０ｍｌ＋０．１％Ｔｗｅｅｎ  ８０を各装置に入れた。
２．超音波処理のための純粋な生理食塩水だけが確実に装置に入るように、２ｍｌの生理食塩水を各装置に入れた。
３．控えの装置をすべて１６×１２５ｍｍのガラス試験管に入れた。
４．管をすべてソニケータで室温の水浴に入れる。浴の水は管内の装置の高さを覆うものとした。
５．管を１分間超音波処理し、１分間休み、交互に全部で５回繰り返した。
６．１ｍｌの生理食塩水をすべての装置に通し、２４ウェルのプレートに回収した。
７．装置ごとに回収した貫流から１００μｌをピペットで９６ウェルのマイクロ滴定プレートの最初の行のウェルに移した。０．９％滅菌生理食塩水１８０μｌを各列のウェルに添加する。
８．各希釈ウェルから２０μｌを移して、各行の連続１０倍希釈物（１００〜１０−４）を調製した。
９．１０−１、１０−３および１０−５希釈したウェルの試料１００μｌをＴＳＡプレートに移し、計数用に広げ、最終希釈１０−２、１０−４および１０−６とした。
１０．３５℃で一晩培養し、プレートを計数した。結果は以下のとおりである。
【０３１９】
【表１８】
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【０３２０】
【表１９】
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【０３２１】
【表２０】
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【０３２２】
これらの結果から、ポリカーボネートおよびシリコーン表面を有する銀ナノ粒子で処理したルアー（Ｌｕｅｒ）活性化装置が、７日間で生物膜形成に対して強い抑制を呈したことが分かる。未処理の装置と比較した、定量測定と細菌数のログリダクションは、５ログを上回り、９９．９９９％の低減になる。
【０３２３】
実施例９６  金ナノ粒子の調製
試験管に、オレイン酸ナトリウム溶液（０．１２５Ｍ、１ｍＬ）、水性テトラクロロ金酸三水和物（１％ｗ／ｖ、１ｍＬ）および二ナトリウムＥＤＴＡ溶液（０．１２５Ｍ、０．２ｍＬ）を順次入れた。この試験管を電子レンジに入れ、短時間加熱して溶液の温度を約４５〜５０℃まで上昇させ（濃藍色への色の変化が認められる）、実験室光の下で試験管を放置して室温まで冷却した。４時間後、濃藍色がワインレッドに変化し、色がさらに濃くなった。この溶液は周囲温度で１ヶ月以上赤い色のままであった。ＵＳ／ＶＩＳ吸収ピークは５３０ｎｍ前後であった。
【０３２４】
実施例９７  金ナノ粒子の調製−方法２
試験管に、以下の溶液および化学物質を入れ、実施例９７で説明したようにして管を短時間加熱した。
オレイン酸ナトリウム溶液（０．１２５Ｍ、０．９ｍＬ）
テトラクロロ金酸三水和物（１％ｗ／ｖ、０．１ｍＬ）
脱イオン水（０．９ｍＬ）
二ナトリウムＥＤＴＡ溶液（０．１２５Ｍ、０．１ｍＬ）
【０３２５】
試験管内容物の色が黄白色に変化し、続いてワインレッドに変化した。沈殿は観察されず、最大波長は５３０ｎｍであった。
【０３２６】
実施例９８  金ナノ粒子の調製−方法３
試験管に、オレイン酸ナトリウム溶液（０．１２５Ｍ、１ｍＬ）、テトラクロロ金酸三水和物（１％ｗ／ｖ、１ｍＬ）およびＴＥＭＥＤ（０．１ｍＬ）を順次入れた。ＴＥＭＥＤを加えた後に黄色の溶液の強度が変化した。試験管を電子レンジに入れ、短時間加熱して溶液の温度を約４５〜５０℃まで上昇させ（黄褐色への色の変化が認められた）、続いて試験管を室温まで冷却すると、最終的には色が赤くなった。４時間後、濃藍色がワインレッドに変化し、強度が濃くなった。溶液中の粒子の凝集は認められなかった。ＵＶ／ＶＩＳ吸収ピークは５３０ｎｍ前後であった。
【０３２７】
実施例９９  金ナノ粒子の調製−方法４
この実施例は、安定剤としてのオレイン酸ナトリウムに代えてノヴェク（Ｎｏｖｅｃ）（登録商標）４４３０（３Ｍ社（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なフッ素化界面活性剤）溶液（３２ｇ／Ｌ）を用いたこと以外は、実施例９９と同様にして実施した。透明なバイオレットパープルの溶液が得られ、最大波長は約５８０ｎｍであった。
【０３２８】
これらの実施例は、本発明の方法を用いる金ナノ粒子の調製について説明する。これらの方法では、金、銅、ロジウム、白金またはパラジウムなどの貴金属を利用する場合、アニオン化合物の使用は任意のこともある。また、ホウ酸ナトリウム、水和ヒドラジン、第１級アミン、リチウムアルミニウム水素化物および当業者間で既知の他の物質などの還元剤を利用して、ナノ粒子の合成を開始するようにしてもよい。
【０３２９】
このようなナノ粒子合成に適した安定剤としては、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、トリトン（Ｔｒｉｔｏｎ）Ｘ−１００（登録商標）、Ｔ−ＭＡＺ（登録商標）、スパン（Ｓｐａｎ）  ８０（登録商標）、ノヴェク（Ｎｏｖｅｃ）  ４４３０、ノヴェク（Ｎｏｖｅｃ）  ４４３２、ＰＶＡ、ＰＶＰ、ポリウレタンジオール、ドデシル硫酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチル、アルギン酸プロピレングリコール、酒石酸があげられる。このようなナノ粒子に適した開始剤または還元剤は、ＴＥＭＥＤ、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）およびＴＥＡ−水混合物（０．１から９０％ＴＥＡ）、テトラブチルジアミンおよびその水溶液（０．１から９０％アミン）、テトラジメチルジアミノメタンおよびその水溶液（０．１から９０％有機部分）、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒドなどのアルデヒド、ジプロピルアミンおよびその水性混合物（０．１から９０％アミン）であり得る。好適な金化合物は、テトラクロロ金酸三水和物であり得るが、他の金化合物が利用できるのであれば、本発明の範囲を逸脱することなくこれを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０３３０】
【図１】本発明による水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図２】溶媒がクロロホルムを含む、本発明による非水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図３】本発明による水性銀ナノ粒子組成物の代表的な透過型電子顕微鏡写真を示す。
【図４】本発明による水性銀ナノ粒子組成物の粒度分布を示す。
【図５】溶媒がクロロホルムを含む、本発明による非水性銀ナノ粒子組成物の代表的な透過型電子顕微鏡写真を示す。
【図６】溶媒がクロロホルムを含む、本発明による非水性銀ナノ粒子組成物の粒度分布を示す。
【図７】本発明による水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示し、図示のように、水性銀ナノ粒子組成物を、新たに調製（４時間）または約２５℃で約１１ヶ月間保存後に分析した。
【図８】さまざまなナトリウム塩から調製された、本発明によるさまざまな水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図９】さまざまなナトリウム塩から調製された、表記のアニオンを含む本発明によるさまざまな水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図１０】さまざまなナトリウム塩から調製された、本発明によるさまざまな水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示し、さまざまな水性銀ナノ粒子組成物は、Ｔｗｅｅｎ  ２０（ＣＡＳ  Ｎｏ．９００５−６４−５；Ｃ５８Ｈ１１４Ｏ２６；あるいはモノラウリン酸ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンとして既知）を表示濃度（ｇ／Ｌ）で含む。
【図１１】０．１Ｍの一定濃度の硝酸銀と、表示濃度のサッカリン酸ナトリウムとを含む溶液から調製された、本発明によるさまざまな水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図１２】表示濃度の硝酸銀を含む溶液から調製された、本発明によるさまざまな水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図１３】表記の容積で添加されたＴＥＭＥＤ（ＣＡＳ  Ｎｏ．１１０−１８−９；Ｃ６Ｈ１６Ｏ２；あるいはＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンとして既知）を含む溶液から調製された、本発明による水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図１４】表記の容積で硝酸銀を添加することを含む、溶液の逆添加によって調製された、本発明による水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図１５】本発明による非水性銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示し、溶媒がクロロホルムを含み、図示のように、非水性抗菌銀ナノ粒子組成物を、新たに調製（４時間）または約２５℃で約３ヶ月間保存後に分析した。
【図１６】本発明による抗菌銀ナノ粒子組成物を含むナイロン表面からの非放射性（「通常」）および放射性銀の放出量を測定する代表的な実験を示す。
【図１７】本発明による抗菌銀ナノ粒子組成物を含むナイロン管材試料における相対的生物膜形成の試験について得られた代表的な結果を示す。
【図１８】さまざまな水性抗菌銀ナノ粒子組成物が、表記のさまざまな界面活性剤を含む溶液から調製された、本発明による水性抗菌銀ナノ粒子組成物の紫外可視分光分析によって得られた代表的なスペクトログラムを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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