(57)【要約】【課題】  タンパク質を断片化させることにより、タンパク質を有する物体の物性や機能を変化させ、細胞や微生物の生体機能を消失させる方法を提供すること。【解決手段】  気体中に浮遊している物体に含まれるタンパク質を断片化することにより、該物体の物性または機能を変化させる方法、また、細胞に放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を一緒に作用させることにより、前記細胞中に含まれるタンパク質を断片化させて、細胞の生体機能を消失させる方法が提供される。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体中に浮遊している物体に含まれるタンパク質を断片化することにより、該物体の物性または機能を変化させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記物体は、粒状の物体、微生物または細胞のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記断片化の際、反応性を有する粒子を前記物体に作用させることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記断片化の際、物体に、放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を一緒に作用させることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の粒子は荷電粒子または励起粒子を含み、放電により生成した粒子を作用させる際、前記物体に、前記荷電粒子を放出するかまたは前記励起粒子を放出するかあるいはこれら両者を放出することを特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記荷電粒子は正イオンと負イオンとを含み、該正イオンはＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）であり、前記負イオンはＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記正イオンおよび負イオンの合計の濃度を１００００個／ｃｍ３〜１００００００個／ｃｍ３の範囲内とすることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記放電により生成した粒子はヒドロキシラジカルを含むことを特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
【請求項９】
細胞に放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を一緒に作用させることにより、前記細胞中に含まれるタンパク質を断片化させて、細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１０】
放電により生成した粒子は荷電粒子または励起粒子を含み、放電により生成した粒子を作用させる際、前記細胞に、前記荷電粒子を放出するかまたは前記励起粒子を放出するかあるいはこれら両者を放出することを特徴とする、請求項９に記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１１】
前記荷電粒子は正イオンと負イオンとを含み、該正イオンはＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）であり、前記負イオンはＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）であることを特徴とする、請求項１０に記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１２】
前記正イオンおよび負イオンの合計の濃度を１００００個／ｃｍ３〜１００００００個／ｃｍ３の範囲内の範囲内とすることを特徴とする、請求項１１に記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１３】
前記放電により生成した粒子はヒドロキシラジカルを含むことを特徴とする、請求項９に記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１４】
前記細胞は微生物の細胞であることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれかに記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１５】
前記作用させる処理は、気体中で行われることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれかに記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンパク質を断片化することにより、物体の物性または機能を変化させる方法および細胞の生体機能を消失させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンパク質を変性、分解する方法として、化学薬品による酸化、還元処理、酵素による分解等がある。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、昇華性抗菌剤α−ＢＣＡの気体分子が拡散によって接触し、微生物の細胞膜破壊やタンパク質変性などを起こすため、空気調和機本体の内壁での微生物の繁殖の防止が記載されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、界面活性剤および凝固活性のある塩以外のカオトロピック物質のいずれかの存在下でプロテアーゼ処理することにより、酵素またはタンパク質断片が得られるように制御または制限された態様で処理を実施することからなる酵素的分解によってタンパク質を切断する方法が記載されている。
【０００５】
また、例えば、下記非特許文献１には、タンパク質分解酵素としてパパインやキモトリプシンが記載されている。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の方法のうち、化学薬品を用いる方法において、現在使用されている化学薬品が、全ての細菌やウィルスに広く完全に殺菌効果を発揮できるものではなく、その殺菌効果の発現にも個々の薬物に特有濃度と暴露時間が必要とされている。
【０００７】
また、酵素による方法では、酵素反応を起こすには、温度、湿度、照度等外部環境の制御が必要である。例えば、一般に温度は体温（３６〜３７度）でしか反応は進まず、一般の生活環境では酵素反応は起こらないなどの問題がある。
【０００８】
一方、タンパク質の変性はある部位を酸化、還元するだけであることから、細胞や微生物などが持っている生体防御作用、例えばカタラーゼのような抗酸化剤を分泌して酸化反応抑制やタンパク質の修復機能等が働き、十分な効果が得られないという問題がある。
【特許文献１】特開昭６３−１５６９５０号公報
【特許文献２】特開平６−９８７９１号公報
【非特許文献１】コーンスタンプ生化学（第５版）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、タンパク質を断片化させることにより、タンパク質を有する物体の物性や機能を変化させ、細胞や微生物の生体機能を消失させる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの局面によれば、気体中に浮遊している物体に含まれるタンパク質を断片化することにより、該物体の物性または機能を変化させることを特徴とする方法が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記物体は、粒状の物体、細菌または細胞のいずれかである。
【００１２】
好ましくは、前記断片化の際、反応性を有する粒子を前記物体に作用させる。
【００１３】
好ましくは、前記断片化の際、物体に、放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を一緒に作用させる。
【００１４】
好ましくは、放電により生成した粒子は荷電粒子または励起粒子を含み、放電により生成した粒子を作用させる際、前記物体に、前記荷電粒子を放出するかまたは前記励起粒子を放出するかあるいはこれら両者を放出する。
【００１５】
好ましくは、前記荷電粒子は正イオンと負イオンとを含み、該正イオンはＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）であり、前記負イオンはＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）である。
【００１６】
好ましくは、前記正イオンおよび負イオンの合計の濃度を１００００個／ｃｍ３〜１００００００個／ｃｍ３の範囲内とする。
【００１７】
好ましくは、前記放電により生成した粒子はヒドロキシラジカルを含む。
【００１８】
本発明の別の局面によれば、細胞に放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を一緒に作用させることにより、前記細胞中に含まれるタンパク質を断片化させて、細胞の生体機能を消失させる方法が提供される。
【００１９】
好ましくは、放電により生成した粒子は荷電粒子または励起粒子を含み、放電により生成した粒子を作用させる際、前記細胞に、前記荷電粒子を放出するかまたは前記励起粒子を放出するかあるいはこれら両者を放出する。
【００２０】
好ましくは、前記荷電粒子は正イオンと負イオンとを含み、該正イオンはＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）であり、前記負イオンはＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）である。
【００２１】
好ましくは、前記正イオンおよび負イオンの合計の濃度を１００００個／ｃｍ３〜１００００００個／ｃｍ３の範囲内とする。
【００２２】
好ましくは、前記放電により生成した粒子はヒドロキシラジカルを含む。
【００２３】
好ましくは、前記細胞は微生物の細胞である。
【００２４】
好ましくは、前記作用させる処理は、気体中で行われる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、タンパク質を断片化することにより、タンパク質を含有する物体の物性または機能を変化させ、また、細胞の生体機能を消失させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、気体中に浮遊している物体に含まれるタンパク質を断片化することにより、該物体の物性または機能を変化させることを特徴とする方法を提供するものである。
【００２７】
特に本発明は、化学薬品や酵素などを用いずに、しかも気体中に浮遊している状態で、タンパク質を断片化することができることに特徴を有し、これにより当該タンパク質を含む物体または粒子の物性または機能を変化することができるものである。このように本発明の方法によれば、化学薬品や酵素を用いたタンパク質の変性や分解に伴う濃度、時間、湿度等の制約もない。さらに、タンパク質の分解を化学薬品等により行う場合、当該薬品等とタンパク質とが接触する必要があり、これらの化学薬品や酵素等は通常標準状態で液体として存在することから、タンパク質を液体に浸漬ないし接触させることが必要であったが、本発明では気体中においてタンパク質を断片化可能であるという優れた利点を有するので、タンパク質を含む物体等を液体に浸漬する必要もない。
【００２８】
ここで、タンパク質を断片化するとは、当該タンパク質を構成する分子骨格の一つまたは複数の結合を切断することをいい、これによりタンパク質が構造的に分離される。タンパク質の断片化には、化学的修飾によってタンパク質を構成する分子骨格の結合を切断する場合も含む。このように、タンパク質を構造的に分離することにより、元のタンパク質の分子量が変化し、とりわけ減少し、当該タンパク質を含有する物体の物性および機能が変化、とりわけ消滅する。
【００２９】
また、気体中に浮遊しているとは、気体中において浮遊している場合は当然のことながら、気体中において物に接着や接触している場合も含む。
【００３０】
本発明において、物体とは、三次元的に空間を占める物質をいう。特に本発明においては、タンパク質を一部または全部に含む物体を対象とする。たとえば、本発明において、物体は粒状であってよく、また、細菌、細胞等を含む。
【００３１】
また、本発明は、細胞に放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を一緒に作用させることにより、前記細胞中に含まれるタンパク質を断片化させて、細胞の生体機能を消失させる方法を提供する。
【００３２】
放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を細胞に作用させることで、細胞の表面膜タンパク質が断片化され、これにより当該表面膜タンパク質に穴があいたり、また膜が破れたりし、細胞が正常な形態を保持できずにその生体機能が消失するものである。
【００３３】
（タンパク質を断片化させる方法）
本発明におけるタンパク質を断片化させる方法は、気体中に浮遊している物体に含有しているタンパク質を断片化させるものである。そのための手段としては、タンパク質を含有する物体を含む空気を、所定の放電が提供される領域に通過させることにより、放電または放電により生成された粒子あるいはこれら両者を一緒に、物体に作用させるものである。また、放電により生成した粒子を対象とする物体に放出することにより作用させることもできる。また、放電により生成した粒子を空気の流れに乗せて、対象とする物体を含む空間に放出することにより作用させることもできる。当該放電は、たとえば後述する装置により提供することができる。
【００３４】
本発明において、上記放電により生成した粒子は、荷電粒子または励起粒子を含み、タンパク質を断片化する方法の手段としては、当該荷電粒子または励起粒子あるいはこれら両者を一緒に気体中に送出して浮遊している物体または粒子に放出する場合も含む。ここで、荷電粒子とは、放電により帯電または電離した粒子のことをいい、励起粒子とは、放電により励起された粒子のことをいう。
【００３５】
（細胞の生体機能を消失させる方法）
本発明はまた、細胞に放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を一緒に作用させることにより、前記細胞中に含まれるタンパク質を断片化させて、細胞の生体機能を消失させる方法を提供する。
【００３６】
一般に、細胞の表面には表面膜タンパク質が存在し、当該表面膜タンパク質を断片化させることにより、表面膜に穴が開いたり、膜が破れたりすることで、細胞は正常な形態を保持できず、よって細胞の生体機能が消失する、特に細胞が死滅することになる。
【００３７】
細胞に放電または放電により生成した粒子を作用させる手法は、細胞を所定の放電が提供される領域に通過させることにより、放電または放電により生成された粒子あるいはこれら両者を一緒に、細胞に作用させる手法や、あるいは、放電により生成した粒子を、気体中に送出して細胞に放出する場合などがある。この場合、放電により生成された粒子は、荷電粒子または励起粒子を含み、当該荷電粒子または励起粒子あるいはこれら両者を一緒に放出することができる。
【００３８】
上記細胞は微生物の細胞を含む。当該微生物に含まれているタンパク質を断片化させることにより、微生物の表面細胞膜タンパク質が断片化され、細胞膜に穴が開き、膜が破れることで、細菌の細胞膜の機能不全を引き起こして死滅させることができる。
【００３９】
（装置）
本発明において、放電装置は、タンパク質を断片化でき得る、放電または放電により生じた粒子を提供するものである。このような放電装置は、その付設箇所は特に限定されないものの、通常は対象とするタンパク質含有物体または細胞に放電作用が付与可能な領域に設置することが好ましい。
【００４０】
これは、放電により生じた粒子は短時間で消失するため、これらの粒子を効率良く空気中に拡散させることができるようにするためである。なお、放電装置の設置個数は、１個であっても、２個以上であっても差し支えない。
【００４１】
このような放電装置としては、従来公知のものを挙げることができ、例えば沿面放電素子、コロナ放電素子、プラズマ放電素子等を挙げることができるがこれらのみに限られるものではない。
【００４２】
本発明において、放電または放電により生成した粒子を発生させることができる装置の一例を図１に示す。図１は、本発明の方法に用いることができる装置の斜視図である。図１において、アルミナ誘電体１０２の表面には放電電極１０１が配置され、前記アルミナ誘電体１０２の中には対向電極１０３が埋め込まれて放電部となる。また放電電極および対向電極には、高圧パルス電源１０４が接続されている。
【００４３】
なお、図１において、前記両電極間隔は約０．２ｍｍとすることができ、放電電極１０１は網目状のパターンを形成しており、放電電極のサイズは約１ｃｍ×３ｃｍの長方形形状とすることが好ましい。
【００４４】
図１において、高圧パルス電源１０４からは、正と負からなる高圧パルス電圧（周波数６０Ｈｚ、尖頭電圧約２ｋＶ）が生成され、前記電圧間に印加されて、放電が生じる。
【００４５】
また、このような放電装置において、たとえば電極の形状を電圧印加側は板状またはメッシュ状とし、接地側電極をメッシュ状とした場合、高電圧を印加すると接地側電極のメッシュ端面部で電界が集中して沿面放電が起こりプラズマ領域が形成される。このプラズマ領域に空気を流し込むと粒子が生成するだけでなくプラズマによる電気的衝撃を与えることができる。
【００４６】
本発明において、通常正負の電圧を交互に印加させて放電を行うものであるが、正負いずれか一方の電圧のみを所定の間印加し、次に逆の電圧を所定の間印加することもできる。
【００４７】
また、放電装置の電極の形状や材質においても、上述のようなもののみに限られるものではなく、針型などを含め、あらゆる形状、材質のものを選択することができる。
【００４８】
また、このような装置は、図示していないが、物体に対して放電または放電により生成した粒子を作用させるために、当該粒子を空気中に送出する機構を有することが好ましい。たとえば、空気調節機構を備えたものとすることができる。ここでいう空気調節機構とは、例えば空気清浄機、空気調和機、除湿機、加湿器、電気ヒータ、石油ストーブ、ガスヒータ、クーラーボックス、及び冷蔵庫等の空気調節装置が備えている通常の空気を調節する機構である。
【００４９】
（荷電粒子）
図１に示すような放電装置において正負の電圧を交互に印加させる放電現象により、正イオンおよび負イオンが発生する。発生した正負両イオンの組成は、正イオンとしてはプラズマ放電により空気中の水分子が電離して水素イオンＨ＋が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスラリングすることによりＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を形成したものである。
【００５０】
水分子がクラスラリングしていることは、図２から明らかとなる。すなわち、図２（ａ）において最小に観測されるピークが分子量１９の位置にあり、後のピークはこの分子量１９に対して水の分子量に相当する１８を順次足した位置に現れることから明らかである。すなわち、この結果は分子量１の水素イオンＨ＋に分子量１８の水分子が一体となって水和していることを示している。
【００５１】
一方、負イオンとしてはプラズマ放電により空気中の酸素分子または水分子が電離して酸素イオンＯ２−が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスラリングすることによりＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）を形成したものである。
【００５２】
水分子がクラスラリングしていることは、図２（ｂ）において最小に観測されるピークが分子量３２の位置にあり、後のピークはこの分子量３２に対して水の分子量に相当する１８を順次足した位置に現れることから明らかである。すなわち、この結果は分子量３２の酸素イオンＯ２−に分子量１８の水分子が一体となって水和していることを示している。
【００５３】
本発明においては、放電によって生成した荷電粒子としては、上記のようなＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎおよびＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｎ，ｍはそれぞれ任意の自然数）を含むものである。
【００５４】
（励起粒子）
本発明において、上記の放電現象により励起粒子が発生する。当該励起粒子の組成は、主としてプラズマ放電により空気中の水分子が解離して生成したヒドロキシラジカル（・ＯＨ）である。また、上述した荷電粒子が空間に送出された際、これらの正負両イオンは空気中に浮遊している物質または粒子を取り囲み、表面で正負両イオンが以下のような化学反応（１）によって活性種であるヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成する。
【００５５】
Ｈ３Ｏ＋＋Ｏ２−→３・ＯＨ  ・・・・（１）
本発明においてはこのような荷電粒子における正負イオンの反応により生成したヒドロキシラジカルも励起粒子に含まれる。
【００５６】
本発明において、放電より生成された励起粒子を同定するために、ＷＳＴ−１（２−（４−ヨードフェニル）−３−（４−ニトロフェニル）−５−（２，４−ジサルフォフェニル）−２Ｈ−テトラゾリウム，モノソリウム  サルト）試薬による反応吸光度分析を行った。結果を図３に示している。
【００５７】
図３において、縦軸は吸光度を示し、横軸は波長を示す。図３から明らかなように、ＷＳＴ−１試薬とスパーオキシド（・Ｏ）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の反応による吸光スペクトルは確認されず、放電ありの場合は、放電しなかった場合と比較して、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）との反応による波長４３０ｎｍ付近に吸光スペクトルが確認された。すなわち、この結果はヒドロキシラジカル（・ＯＨ）のみが生成していること示している。
【００５８】
（イオン濃度）
本発明において、荷電粒子中の正イオンおよび負イオンの合計の濃度を１００００個／ｃｍ３〜１００００００個／ｃｍ３の範囲内として、放出することが好ましい。１００００個／ｃｍ３未満であると、イオンの個数が少ないため、十分な効果を得ることが難しい。たとえば、イオン濃度を８００個／ｃｍ３として放出した場合、モノクロナール抗体との反応性の有為な低下を得ることが難しい。また、１００００００個／ｃｍ３を超えると、放電強度が高くなるため、オゾンや窒素酸化物等の放電副生成物が生成されるおそれがある。これにより、オゾン濃度が産業衛生基準の０．１ｐｐｍを超える可能性があり問題である。より好ましくは、１１５００個／ｃｍ３以上１２０５０個／ｃｍ３以下である。
【００５９】
なお、イオン濃度は、印加電圧の調整や送風によるイオンの付着を抑制し拡散させることにより調整することができる。また、当該イオン濃度は、ゲルディエンコンデンサにより確認することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６１】
＜実施例１＞
タンパク質を含む物体または細胞として付着菌を用い、放電により生成した粒子としての正負イオンを含む空気を当該付着菌に放出することによってタンパク質の変化を調べた。具体的には、エンテロコッカス菌に正負イオンを放出し、放出時間毎に、膜タンパク質を抽出し、ＳＤＳ−Ｐａｇｅ電気泳動によりタンパク質の質量分布の測定を行った。結果を図４に示す。図４において、縦軸はタンパク質の質量であり、横軸は正負イオンの放出時間である。なお、図４において、最左端の棒はマーカーであり、最左端から二番目の棒はコントロールである。
【００６２】
図４からわかるように、イオン放出の時間が経過するにつれて質量９３ｋＤａの蛍光が消えていき、質量３４ｋＤａの部分に蛍光が出現した。さらに、質量９３ｋＤａと３４ｋＤａのタンパク質濃度の経時変化を調査したところ、図５に示すように、質量９３ｋＤａタンパク質が減少、質量３４ｋＤａタンパク質が増加している。これは質量９３ｋＤａのタンパク質が断片化されて、質量３４ｋＤａに切断されたことを示していると考えられる。
【００６３】
以上の結果より、本発明の方法により、タンパク質を含む物体、具体的に細胞中のタンパク質が、放電または放電により生成した粒子により断片化されていることが明らかとなった。
【００６４】
＜実施例２＞
タンパク質を含む物体、具体的に細胞として、寒天培地に付着させたエンテロコッカス菌を用い、当該エンテロコッカス菌に、放電により生成した粒子として正負イオンを３時間放出することによるエンテロコッカス菌中のタンパク質の変化を調べた。
【００６５】
実験方法として、二次元ＳＤＳ−Ｐａｇｅ電気泳動法によって分析した。等電点電気泳動をｐＨ３〜１０のグラジエントをかけて行った。ゲルはコマシーブルー染色液（ＰａｇｅＢｌｕｅ，Ｆｅｒｍｅｎｔａｓ社）で染色し、ゲルを取り込んだ後、密度分布を画像解析した。図６に正負イオン放出した場合とイオン放出しない場合での、上記菌表面上のタンパク質密度分布を示す。
【００６６】
図６において、濃い黒色の影を有する部分が膜タンパク質が存在しており、淡い黒色の部分が膜タンパク質が無くなっていることを示す。この結果より、正負イオン放出で膜タンパクが断片化、細菌表面の膜に穴が開いていることを示している。細菌表面の膜タンパク質が断片化されることで、膜機能不全を引起し死滅させることが明らかとなった。
【００６７】
以上の結果より、本発明の方法により、細胞の膜タンパク質が断片化され、細胞の生体機能が消失する、特に、細胞が死滅することが明らかとなった。
【００６８】
＜実施例３＞
細胞として種々の菌を用い、当該菌をＰＢＳ緩衝溶液（ｐＨ＝７．４）に懸濁させた後、図７で示すトレイ６０２内に形成された寒天培地上に塗布し、所定の処理を行った後、３７度で７２時間培養を行い、コロニー数を計測した。なお、図７は本実施例に用いる装置の模式図である。図７において、トレイ６０２内にはＰＢＳ緩衝液６０３が投入されており、放電装置６０１により発生した粒子を含む空気が矢印６０４の方向で吹き付けられている。また、当該試験は、箱６０５の内部で行われるようになっている。なお、図７において、図の理解を容易にするためにトレイ６０２を大きく記載しており、図中の相対的な大きさは、実際の相対大きさを示すものではない。
【００６９】
本実施例において、付着菌への放電または放電により生じた粒子の殺菌性能を調べるため、まず菌として、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ（ブドウ球菌）、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｃｕｓ（腸球菌）、Ｓａｒｃｈｉｎａ  ｆｌａｖａ、Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｒｏｓｅｕｓを用いて、上述の方法により寒天培地上に菌を塗布し、さらに８時間の培養（３７℃）を行い、菌のコロニーを形成させた。
【００７０】
続いて、図７に示すように、放電または放電により生じた粒子として、放電装置から生成される活性な正負イオンを含む空気を矢印６０４で示すように拡散させ、寒天培地にイオンが行きわたるようにして、活性な空気による暴露を行った。なお、試験の箱６０５のサイズは、２１×１４×１４ｃｍとした。
【００７１】
また、イオン濃度は、寒天培地上で正負イオンが各約１，０００個／ｃｍ３（ただし臨界移動度を１ｃｍ２／Ｖ・ｃｍとして小イオンの濃度を測定。）としており、オゾン濃度は０．０１ｐｐｍ未満であった。なお、試験の箱内部にはファンは設けず、イオンは自然対流と自然拡散により暴露するようにしている。
【００７２】
以上の試験において、引き続いて３７℃で７２時間培養を行い、コロニー数および状態を観測した。
【００７３】
上記試験において、正負イオンを菌に放出すると、放出時間が長くなるにつれて、培養後に得られたコロニー数（ＣＦＵ；Ｃｏｌｏｎｙ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が減少した。結果を図８に示す。図８において、縦軸は菌の残存率を示し、横軸は正負イオンの放出時間を示す。図８の結果より、正負イオンが付着菌を殺菌する効果があることがわかる。
【００７４】
以上の結果は以下のようなメカニズムにより説明される。つまり、寒天培地に塗布した菌は、当初は菌が単体で寒天培地の表面に露出しており、空気中のイオンと接触することにより細胞膜が破壊され、細胞内のタンパク質が外へ流れ出ていることが考えられる。このタンパク質の流出により膜の機能不全が起こることが菌の不活化（殺菌）につながると考えられる。図８では以上の作用の結果が示されているものと考えられる。
【００７５】
同様に、カビへの殺菌性能を調べるため、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｕｍ  ｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｍ、Ｓｔａｃｈｙｂｏｔｒｙｓ  ｃｈａｒｔａｒｕｍ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ（コウジカビ）、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｕｍ  ｃａｍａｍｂｅｒｔｉｉ、Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｈｅｒｂａｒｕｍ（黒カビ）を用いて、上記の実験を行ったところ、図９〜図１３に示すように、カビに対してもイオンを放出すると放出時間が長くなるにつれて、培養後に得られたコロニー数（ＣＦＵ；Ｃｏｌｏｎｙ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が減少することが明らかとなった。
【００７６】
さらに、カビは熱的衝撃や物理的衝撃に耐性がある胞子形成を行う菌であるため、胞子を形成し始めた時に、それがイオンをブロックして本発明による細菌のタンパク質を分解が起こらなくなる懸念があった。そこで、我々の生活環境で非常に多く見られるカビであるＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ（コウジカビ）およびＣｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｈｅｒｂａｒｕｍ（黒かび）については、これら両者の菌をシャーレ上で培養し、胞子を一旦形成させた後、これにイオンの放出を４時間行い、どのような変化が見られるかを調べた。
【００７７】
その結果、図１４に示されるように、イオンの放出により更なる胞子の形成を阻害し、カビのコロニーを消滅させてしまうことが明らかとなった。そこで、クラドスポリウム以外のカビについても同様の試験を行ったところ、表１に示すとおり、同様に胞子形成の阻害、コロニーの消滅が観察される事が分かった。このことから、本発明の方法において、イオンがグラム陽性球菌およびカビの両者の付着菌を殺菌する効果があることがわかる。
【００７８】
【表１】
2006075285.tif 000002
【００７９】
なお、表１において、＋＋＋  効果大は、イオンなしに比べ胞子形成阻止率が８０％以上を意味し、＋＋  効果中は、イオンなしに比べ胞子形成阻止率が８０％未満５０％以上を意味し、＋  効果弱は、イオンなしに比べ胞子形成阻止率が５０％未満を意味する。
【００８０】
＜実施例４＞
本実施例を、図１５を用いて説明する。図１５は本実施例において用いた装置の模式図である。放電装置１０２１が、内径１４０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアクリル製の円筒型密閉容器１０２７の内部に４個取り付け固定され、この容器の一方には抗原性タンパク質を含んだ溶液を噴霧する注入口１０２８、もう一方には抗原性タンパク質を含んだ溶液の回収容器１０２５が取り付けられるとともに、この容器の底部に脱気用の脱気口１０２６が設けられている。
【００８１】
すなわち、図１５に示した装置において、抗原性タンパク質は注入口１０２８から噴霧されて回収容器１０２５まで自然落下する間に、容器の内部に設けられた放電装置１０２１により提供された正イオン１０２２および負イオン１０２３に晒されて、当該両イオンの作用を受けることになる。
【００８２】
ネブライザー１０２４で抗原性タンパク質を噴霧後、イオン発生素子を作動させない未処理の場合と、該素子に電極間のピークトゥーピーク（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）電圧として３．３ｋＶ〜３．７ｋＶの電圧をそれぞれ印加して正負両イオンを送出し、円筒型密閉容器内の正負両イオンの濃度が、該正負両イオンの合計数として１１，５５０個／ｃｍ３〜１２，０５０個／ｃｍ３の範囲内となるように正イオンと負イオンとを放出することとした場合において、スギ花粉より抽出した抗原性タンパク質Ｃｒｙ  ｊ  １およびＣｒｙ  ｊ  ２とそのモノクロ−ナル抗体との反応性の低下を調べた。
【００８３】
具体的には、イライザ用９６穴プレート（ＥＬＩＳＡ用９６−ｗｅｌｌ  ｐｌａｔｅ）に、炭酸水素ナトリウム緩衝溶液（Ｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅ  ｂｕｆｆｅｒ）で０．１μｇ／ｍｌに希釈したイオン処理Ｃｒｙ  ｊ  １およびイオン処理Ｃｒｙ  ｊ  ２ならびに未処理Ｃｒｙ  ｊ  １および未処理Ｃｒｙ  ｊ  ２をウェル（ｗｅｌｌ）に５０μｌ適用した。洗浄用緩衝溶液（Ｗａｓｈｉｎｇ  ｂｕｆｆｅｒ）でプレートを３回洗浄後、ブロッキング用緩衝溶液（Ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｂｕｆｆｅｒ）を３００μｌ適用し、４℃で一晩静置した。
【００８４】
一晩静置後、プレートを３回洗浄し、（３％スキムミルク＋１％ＢＳＡ）／ＰＢＳＴでａｎｔｉ  Ｃｒｙ  ｊ  １およびＣｒｙ  ｊ  ２ウサギ抗体を１０００倍希釈したものをそれぞれ５０μｌずつウェル（ｗｅｌｌ）に加え、１時間静置した。その後、プレートを３回洗浄後、（３％スキムミルク＋１％ＢＳＡ）／ＰＢＳＴでＨＲＰ標識抗ラビットＩｇＥ（ＨＲＰ標識  ａｎｔｉ−ｒａｂｂｉｔ  ＩｇＥ）を１５００倍希釈したものをウェル（ｗｅｌｌ）に５０μｌ適用し１時間静置した。
【００８５】
該静置後、プレートを３回洗浄し、基質溶液（５００μｌのＡＢＴＳ（２０ｍｇ／ｍｌ）、１０μｌの３０％過酸化水素水、１ｍｌの０．１Ｍ  クエン酸（ｐＨ４．２）および８．４９ｍｌの蒸留水からなるもの）をウェル（ｗｅｌｌ）に５０μｌ適用し、遮光の状態で発色するまで静置した。その蛍光強度を分光光度計（ＡＲＶＯ（登録商標）ＳＸ）で測定した。なお、試薬は、特に断りのない限り上記と同じものをそれぞれ用いた。
【００８６】
上記で得られた結果を図１６に示す。図１６は、Ｃｒｙ  ｊ  １およびＣｒｙ  ｊ  ２のそれぞれについてイオン処理を行った場合とイオン処理を行わなかった場合における抗体との反応性を示している。
【００８７】
図１６に示されているように放電装置を作動させない場合（すなわち未処理Ｃｒｙ  ｊ  １、未処理Ｃｒｙ  ｊ  ２）と、正負両イオンの濃度が、該正負両イオンの合計数として１１，５５０個／ｃｍ３〜１２，０５０個／ｃｍ３の範囲内となるように正イオンと負イオンとを放出することとなる雰囲気で作用させた場合（すなわちイオン処理Ｃｒｙ  ｊ  １、イオン処理Ｃｒｙ  ｊ  ２）とを比較すると、イオン処理をした場合において、抗原性タンパク質であるＣｒｙ  ｊ  １およびＣｒｙ  ｊ  ２とそのモノクロ−ナル抗体との反応性（結合性）は有意に低下していることが確認された。すなわち、Ｃｒｙ  ｊ  １とモノクローナル抗体との反応性は、未処理のものとイオン処理のものとの間で、約５分の１に低下しており、Ｃｒｙ  ｊ  ２においても約２分の１に低下していることが分かった。
【００８８】
このように、本発明の方法により、物体、具体的には細胞の物性や機能が変化されたことが明らかとなった。
【００８９】
＜実施例５＞
細菌は自己修復能力があり、殺菌処理が不十分な場合（例えば紫外線放出時間が短かったり、薬剤投与量が少なかったりした場合）、細菌が生き返り、再び増殖が起こる場合が知られている。
【００９０】
そこで、正および負イオン放出による細菌不活化の不化逆性の試験を実施した。菌種はエンテロコッカス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｍａｌｏｄｏｒａｔｕｓ）、スタフィロコッカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｃｈｒｏｍｏｇｅｎｅｓ）、マイクロコッカス（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｒｏｓｅｕｓ）、サルキナ（Ｓａｒｃｉｎａ  ｆｌａｖａ）を用いた。
【００９１】
培地上に菌を付着させ正および負イオンを９０分間放出した。イオン処理後の細菌を４℃で３日間低温保存した。これはコールドディレイ法（ｃｏｌｄ  ｄｅｌａｙ）として知られるもので、細菌に回復時間を与えたこととなる。低温保存した場合と保存しない場合でのイオン放出による残存菌数の経時変化を測定した。図１７〜２０に結果を示す。４種全ての細菌において低温保存有無による経時変化の有意な差は確認されず、低温保存による細菌の回復は見られなかった。
【００９２】
またさらに、培地上に菌を付着させ正および負イオンを９０分間放出した。その後、培養器で３７℃、４８時間培養し、細菌のコロニーを発生させた。さらに、２１日間３７℃で培養し、新たなコロニー発生の有無を調べた。結果、２１日間培養しても新たなコロニーの発生は確認されず。したがって、増殖環境においても、細菌の回復は見られなかった。
【００９３】
イオン放出による培地の劣化影響を調べるため、培地上に菌を付着させ正および負イオンを９０分間放出した。その後、イオンを放出していない培地に細菌を移し、細菌の回復を調べたが、細菌の回復は見られなかった。
【００９４】
以上より、本発明の方法により、細菌表面の細胞膜タンパク質が断片化され、細菌の自己修復能力を無くし、細菌の生体機能を消失する、具体的には、完全に死滅させることができることが明らかとなった。
【００９５】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の方法に用いることができる装置の斜視図である。
【図２】質量数とイオン強度との関係を、グラフを用いて表す図であって、（ａ）は正イオンの場合を示し、（ｂ）は負イオンの場合を示す。
【図３】励起粒子を同定するための、波長と吸光度との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図４】タンパク質の質量変化とイオン放出時間との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図５】３４ｋＤａのタンパク質と９４ｋＤａのタンパク質との相対濃度とイオン放出時間との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図６】正負イオン放出した場合とイオン放出しない場合での、菌表面上のタンパク質密度分布を表す図である。
【図７】実施例に用いる装置の模式図である。
【図８】種々の菌について、イオン放出時間と菌の残存率との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図９】Ｐｅｎｉｃｉｌｌｕｍ  ｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｍについて、イオン放出時間とＣＦＵ数との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図１０】Ｓｔａｃｈｙｂｏｔｒｙｓ  ｃｈａｒｔａｒｕｍについて、イオン放出時間とＣＦＵ数との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図１１】Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒについて、イオン放出時間とＣＦＵ数との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図１２】Ｐｅｎｉｃｉｌｌｕｍ  ｃａｍａｍｂｅｒｔｉｉについて、イオン放出時間とＣＦＵ数との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図１３】Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｈｅｒｂａｒｕｍについて、イオン放出時間とＣＦＵ数との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図１４】Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｈｅｒｂａｒｕｍおよびＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒのそれぞれについて、イオン未放出および放出４時間後の状態を示す図である。
【図１５】本実施例において用いた装置の模式図である。
【図１６】イオン処理および未処理のそれぞれの場合において、Ｃｒｙ  ｊ  １およびＣｒｙ  ｊ  ２についての吸光度を表す図である。
【図１７】Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｒｏｓｅｕｓについて、低温保存を行った場合と行わなかった場合におけるイオン放出時間と残存率との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図１８】Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｍａｌｏｄｏｒａｔｕｓについて、低温保存を行った場合と行わなかった場合におけるイオン放出時間と残存率との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図１９】Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｃｈｒｏｍｏｇｅｎｅｓについて、低温保存を行った場合と行わなかった場合におけるイオン放出時間と残存率との関係を、グラフを用いて表す図である。
【図２０】Ｓａｒｃｉｎａ  ｆｌａｖａについて、低温保存を行った場合と行わなかった場合におけるイオン放出時間と残存率との関係を、グラフを用いて表す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０１  放電電極、１０２  アルミナ誘電体、１０３  対向電極、１０４  高圧パルス電源、６０１，１０２１  放電装置、６０２  トレイ、６０３  ＰＢＳ緩衝液、６０４  矢印、６０５  箱、１０２２  正イオン、１０２３  負イオン、１０２４  ネブライザー、１０２５  回収容器、１０２６  脱気口、１０２７  密閉容器、１０２８  注入口。
【図１】
2006075285.tif 000003
【図２】
2006075285.tif 000004
【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】
2006075285.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006075285.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2006075285.tif 000016
【図１５】
2006075285.tif 000017
【図１６】
2006075285.tif 000018
【図１７】
2006075285.tif 000019
【図１８】
2006075285.tif 000020
【図１９】
2006075285.tif 000021
【図２０】
2006075285.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月8日(2005.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
（荷電粒子）
図１に示すような放電装置において正負の電圧を交互に印加させる放電現象により、正イオンおよび負イオンが発生する。発生した正負両イオンの組成は、正イオンとしてはプラズマ放電により空気中の水分子が電離して水素イオンＨ＋が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングすることによりＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を形成したものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
水分子がクラスタリングしていることは、図２から明らかとなる。すなわち、図２（ａ）において最小に観測されるピークが分子量１９の位置にあり、後のピークはこの分子量１９に対して水の分子量に相当する１８を順次足した位置に現れることから明らかである。すなわち、この結果は分子量１の水素イオンＨ＋に分子量１８の水分子が一体となって水和していることを示している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
一方、負イオンとしてはプラズマ放電により空気中の酸素分子または水分子が電離して酸素イオンＯ２−が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングすることによりＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）を形成したものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
水分子がクラスタリングしていることは、図２（ｂ）において最小に観測されるピークが分子量３２の位置にあり、後のピークはこの分子量３２に対して水の分子量に相当する１８を順次足した位置に現れることから明らかである。すなわち、この結果は分子量３２の酸素イオンＯ２−に分子量１８の水分子が一体となって水和していることを示している。
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月21日(2005.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ領域における気体中に浮遊している物体に含まれるタンパク質を断片化することにより、該物体の物性または機能を変化させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記断片化の際、ヒドロキシラジカルを含む反応性を有する粒子を前記物体に作用させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反応性を有する粒子が、合計の濃度が１００００個／ｃｍ３〜１００００００個／ｃｍ３の範囲内である正イオンおよび負イオンを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記物体は、粒状の物体、微生物または細胞のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記断片化の際、物体に、放電または放電により生成した粒子を作用させるかあるいはこれら両者を一緒に作用させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記粒子は荷電粒子または励起粒子を含み、放電により生成した粒子を作用させる際、前記物体に、前記荷電粒子を放出するかまたは前記励起粒子を放出するかあるいはこれら両者を放出することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記荷電粒子が、正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）を含み、かつ、負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
プラズマ領域における細胞に放電により生成した粒子を作用させることにより、前記細胞中に含まれるタンパク質を断片化させて、細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項９】
前記放電により生成した粒子がヒドロキシラジカルを含む、請求項８に記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１０】
前記放電により生成した粒子が、合計の濃度が１００００個／ｃｍ３〜１００００００個／ｃｍ３の範囲内である正イオンおよび負イオンを含む、請求項８または９に記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１１】
前記プラズマ領域における細胞に、前記放電により生成した粒子と一緒に放電を作用させることを特徴とする、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１２】
前記放電により生成した粒子は荷電粒子または励起粒子を含み、放電により生成した粒子を作用させる際、前記細胞に、前記荷電粒子を放出するかまたは前記励起粒子を放出するかあるいはこれら両者を放出することを特徴とする、請求項８に記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１３】
前記荷電粒子が、正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）を含み、かつ、負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１４】
前記細胞は微生物の細胞であることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれかに記載の細胞の生体機能を消失させる方法。
【請求項１５】
前記作用させる処理は、気体中で行われることを特徴とする、請求項８〜１４のいずれかに記載の細胞の生体機能を消失させる方法。