(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材表面に接合された親水性層であって、シリカナノ粒子を含みナノ構造表面を有する親水性層と、前記ナノ構造表面に接合された芽胞とを含む芽胞キャリア。
【請求項２】
前記親水性層は、接触角法で測定された５０度以下の後退接触角を有する、請求項１に記載の芽胞キャリア。
【請求項３】
前記シリカナノ粒子は、酸焼結されている、請求項１又は２のいずれかに記載の芽胞キャリア。
【請求項４】
前記シリカナノ粒子は、２０ｎｍ以下の平均直径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
【請求項５】
前記ナノ構造表面は、１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の二乗平均粗さを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
【請求項６】
前記親水性層は、テトラアルコキシシランバインダーを更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
【請求項７】
前記基材は、ポリマー基材である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、生物学的インジケーターで使用されるような芽胞キャリアに関する。特に、芽胞キャリアは親水性ナノ構造表面に接合される芽胞を含む。そのような芽胞キャリアを内蔵する生物学的インジケーターも説明される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
簡潔には、一態様において本開示は、基材と、前記基材に接合された親水性ナノ構造層と、ナノ構造層に接合された芽胞とを含む芽胞キャリアを提供する。一部の実施形態では、前記ナノ構造層は、接触角法で測定された５０度以下の後退接触角を有する。
【０００３】
一部の実施形態では、前記ナノ構造層は、シリカナノ粒子等のナノ粒子を含む。一部の実施形態では、前記ナノ粒子は、酸焼結される。一部の実施形態では、前記ナノ粒子は、２０ｎｍ以下の平均直径を有する。
【０００４】
一部の実施形態では、前記ナノ構造層は、少なくとも１０ｎｍの二乗平均粗さを有する。一部の実施形態では、前記ナノ構造層は、５００ｎｍ以下の二乗平均粗さを有する。一部の実施形態では、前記ナノ構造層は、マイクロ粒子を更に含む。一部の実施形態では、前記ナノ構造層は、テトラアルコキシシラン等のバインダーを更に含む。
【０００５】
一部の実施形態では、前記基材は、ポリエステル又はポリプロピレン等のポリマー基材である。一部の実施形態では、前記基材は、織布又は不織布ウェブである。一部の実施形態では、前記基材は、フィルムである。
【０００６】
一部の実施形態では、前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス又はバチルス・アトロファエウスのうち少なくとも１つを含む。
【０００７】
別の態様では、本開示は、本開示のいずれかの実施形態に係る芽胞キャリアを含む生物学的インジケーターを提供する。
【０００８】
本開示の上記概要は本発明のそれぞれの実施形態を記載することを目的としない。本発明の１つ以上の実施形態の詳細はまた、以下の説明に記載される。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、その説明から、また「特許請求の範囲」から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一部の実施形態での使用に好適な、例示的な生物学的インジケーターの分解図である。
【図２】本開示の一部の実施形態による例示的な芽胞キャリアを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
一般的に、滅菌は、ウイルス及び芽胞を含む微生物等の生存可能な全ての生物活性の発生源を、完全に破壊する処理として定義される。医療等の様々な分野で、医療機器、器械、その他使い捨て及び非使い捨て物品のような器具を滅菌するために使用される処理は、監視される。例えば、病院は、滅菌処理の滅菌性を検定するための物品のバッチを含む滅菌インジケーターを保有している。生物学的及び化学的滅菌インジケーターの両方が使用されている。
【００１１】
標準的な生物学的滅菌インジケーターは、既知の量の生物活性の発生源としての試験微生物を含む。多くの場合、試験微生物としては、通常の汚染生物よりも数倍、特定の滅菌処理に対して耐性の高いものが選ばれる。例えば、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス（旧バチルス・ステアロサーモフィルス）又はバチルス・アトロファエウス（旧バチルス・サブティリス）芽胞が使用されている。インジケーターを滅菌処理した後、生物活性の発生源（例えば、芽胞）を、栄養培地中でインキュベートすることにより、滅菌処理を生き残った発生源があるか否かを判定することができる。発生源の代謝及び／又は増殖は、その滅菌処理が、滅菌インジケーターにおける生物活性の発生源の全てを破壊するためには不十分であったことを示すものである。したがって、監視中の滅菌処理が無効であることを示すために使用することができる。
【００１２】
一般的に、試験微生物（例えば芽胞）は、基材表面上に存在する。このような芽胞キャリアを、適切な生物学的インジケーターに一体化する。本開示の芽胞キャリアは、公知の多様な生物学的インジケーターのいずれかに一体化してもよい。図１は、非限定的な生物学的インジケーターの一例を示す。
【００１３】
一般的に、生物学的滅菌インジケーター１００は、リザーバ１０３を画定するハウジンング１０２を有し、リザーバ１０３の中に、その他の構成要素が配置される。滅菌処理中に、滅菌剤をリザーバ１０３内に導入可能である。一部の実施形態では、ハウシング１０２は、互いに結合されて内蔵型生物学的滅菌インジケーターを構成する、ベース１０４及びキャップ１０６を含む。一部の実施形態では、一部一体的ハウジンングを利用してもよい。一般的に、ベース１０４及びキャップ１０６は、インジケーターの先述のその他の構成要素を収容することに適したリザーバを形成するような大きさに設計される。一般的に、ハウジングの壁は液体を通さない。その適した材料として、ガラス、金属（例えばホイル）、ポリマー（例えばポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル）、セラミック、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１４】
一部の実施形態では、キャップ１０６は、ハウジング１０２内部と外気との間の流体連通を確立するための１つ以上の開口部１０７を有する。例えば、開口部１０７により、滅菌処理中に芽胞１１５と外気との間に流体連通が確立される。滅菌処理に際して、外気は蒸気、オゾン、過酸化水素、酸化エチレン、及びこれらの組み合わせ等の滅菌に適した構成要素を含み得る。
【００１５】
一部の実施形態では、生物学的滅菌インジケーターは液体１２２を収容する壊れやすい容器１２０を有する。壊れやすい容器１２０は、様々な材料で形成することができ、それらの材料としては、金属（例えばホイル）、ポリマー、ガラス（ガラスアンプル）、及びこれらの組み合わせのうちの１つ以上が挙げられるが、それらに限定されない。一部の実施形態では、容器の一部のみが壊れやすい。
【００１６】
一部の実施形態では、壊れやすい容器１２０は、挿入部１３０により所定の位置に保持される。挿入部１３０は、壊れやすい容器の破壊（破砕）に供され得るものである。一般的に、挿入部１３０は壊れやすい容器１２０を芽胞キャリア１３５から隔離した状態で保持するものである。芽胞キャリア１３５は、基材１４０に接合された芽胞１１５（又はその他生物活性の発生源）を含む。壊れやすい容器１２０が少なくとも部分的に破壊されると、液体１２２がリザーバ１０３と流体連通し、芽胞１１５に接触する。
【００１７】
芽胞と液体とを接触させる処理を、生物学的滅菌インジケーターの「作動」と称することができる。すなわち用語「作動」及びその変形は、生物学的滅菌インジケーターに関して使用される場合、一般的には、１つ以上の生物活性の発生源（例えば、芽胞）を、液体（例えば、対象の芽胞のための栄養培地）と流体連通させることを指すことができる。例えば、液体を収容する、生物学的滅菌インジケーター内部の壊れやすい容器が、少なくとも部分的に破砕、断裂、貫通、粉砕、亀裂等の形で破壊されることで、その液体が生物活性の発生源と流体連通されている場合、この生物学的滅菌インジケーターは、「作動」されているとして説明することができる。
【００１８】
一般的に、液体１２２は、栄養培地を形成するために、栄養素と組み合わせられた、又は組み合わせることができる水（又は別の溶媒）を含み得る。栄養培地は、一般的には、芽胞が生存可能である場合には、芽胞の発芽及び初期増殖を誘導するように選択することができる。栄養培地は、１種以上の糖を含み得、それらの糖としては、グルコース、フルクトース、セロビオース等、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。栄養培地はまた、塩も含み得、それらの塩としては、塩化カリウム、塩化カルシウム等、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。一部の実施形態では、栄養素は、少なくとも１種のアミノ酸を更に含み得、それらのアミノ酸としては、メチオニン、フェニルアラニン、及びトリプトファンのうちの、少なくとも１つが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１９】
一部の実施形態では、液体１２２は、指示薬分子又は指示試薬、例えば、芽胞の発芽又は増殖に応答して変化する光学特性を有する、指示薬分子を含み得る又はそれと結合され得る。好適な指示薬分子又は指示試薬としては、ｐＨ指示薬分子（例えば、実施例に示すようなブロモクレゾールパープル（ＢＣＰ）、ブロモクレゾールグリーン（ＢＣＧ）、クロロフェノールレッド（ＣＰＲ）、ブロモチモールブルー（ＢＴＢ）、ブロモフェノールブルー（ＢＰＢ）、他のスルホンフタレイン染料、メチルレッド、又はこれらの組み合わせ）、酵素基質（例えば、４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄ−グルコシド）、ＤＮＡ結合色素、ＲＮＡ結合色素、他の好適な指示薬分子、又はこれらの組み合わせを挙げることができるが、それらに限定されない。一部の実施形態では、ブロモクレゾールパープルと４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄ−グルコシドとの組み合わせは、共に使用することができる指示試薬のペアの一実施例を表す。この組み合わせを使用して、例えば、炭水化物の酸最終生成物への発酵等の、第１の生物活性、及びα−Ｄ−グルコシダーゼ酵素活性等の、第２の生物活性を検出することができる。これらの活性は、例えば、滅菌処理への生物学的滅菌インジケーターの曝露の後の、生存芽胞の有無を示し得る。ブロモクレゾールパープルは、例えば、水性混合物中、約０．０３ｇ／Ｌの濃度で使用することができる。４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄ−グルコシドは、例えば、水性混合物中、例えば、約０．０５〜約０．５ｇ／Ｌの濃度で使用することができる。
【００２０】
一部の実施形態では、壊れやすい容器１２０内に収容された液体１２２はもとから、生き残った芽胞の発芽を助長する発芽培地及び／又は生き残った芽胞の増殖を支援する増殖媒体等の、芽胞のための１つ以上の栄養培地を含む。一部の実施形態では、壊れやすい容器１２０内に収容された液体１２２はもとから、１つ以上の指示薬分子又は試薬を含む。一部の実施形態では、生き残った芽胞の発芽及び／又は増殖を助長するために必要な栄養素を１つ以上含み得、リザーバ１０３内に、例えば、生物学的滅菌インジケーター１００の、芽胞１１５の近傍の領域内に、乾燥形態（例えば、ビーズ又は他のキャリア内に封入される、粉末形態、錠剤形態、カプレット形態、カプセル形態、フィルム若しくはコーティング、別の好適な形状又は構成、あるいはこれらの組み合わせ）で、提供することができる。同様に、一部の実施形態では、１つ以上の指示薬分子又は試薬は、液体１２２から隔離された状態で、壊れやすい容器１２０外に配置されてもよい。そのような実施形態では、壊れやすい容器１２０が破壊されると、栄養素及び／又は指示薬を内蔵した（例えば、溶解又は分散して）液体１２２が芽胞に接触し、生物学的インジケーターが作動する。
【００２１】
概して、本開示の生物学的滅菌インジケーターは、当該技術分野において既知のその他特徴や特徴の組み合わせを含み得る。例示的特徴として、汚染性異質生物、物体、又は材料が、リザーバ内に侵入することを防ぐために使用される障壁又はフィルターを含む。そのような障壁は、気体透過性、微生物不透過性の材料を含み得る。滅菌剤への曝露の間、滅菌剤は、この障壁を通過して、リザーバに入り、芽胞と接触することができる。使用可能なその他要素としては、所望のタイミング、所望の方法で壊れやすい容器を破壊することに適した１つ以上の装置又は機構が挙げられる。このような装置及び機構は、当該技術分野において周知である。
【００２２】
使用の際、生物学的滅菌インジケーターは概して、液体１２２及び芽胞１１５が、滅菌中に隔離されながらも比較的接近した状態を維持する（例えば、内蔵型の生物学的滅菌インジケーター１００の内部で）ことにより、滅菌処理後に、液体１２２と芽胞１１５とを容易に組み合わせることができる。作動後、液体１２２及び芽胞１１５は、検出処理の前、又はその間に、インキュベートすることができる。例えば、一部の実施形態では、インキュベーション温度は、少なくとも約３７℃であり、一部の実施形態では、インキュベーション温度は、少なくとも約５０℃（例えば、５６℃）であり、一部の実施形態では、少なくとも約６０℃である。
【００２３】
一般的に、例えば特定の芽胞及び／又は選択された指示薬分子又は試薬のようなその他設計的特徴に応じて、芽胞１１５から検出可能な変化を検出するように、任意の既知の検出処理を使用してもよい。すなわち、当業者は、電磁波（例えば紫外、可視光、及び／又は赤外帯域）、蛍光、発光、散乱光、電子的特性（例えば導電率、インピーダンス等、又はこれらの組み合わせ）、濁度、吸光度、ラマン分光光度、偏光度、これらに類するもの、又はこれらの組み合わせ等を含むが、それに限定されない様々な特性を検出するように適合される検出処理を容易に選択することができる。そのような特性の検出は、蛍光計、分光光度計、比色計等のうちの１つ以上、又はこれらの組み合わせによって実施することができる。蛍光、可視光線等を測定する実施形態等の、一部の実施形態では、検出可能な変化は、特定波長で検出することによって測定される。
【００２４】
芽胞１１５及び／又は液体１２２は、芽胞の生存度の標示である生化学反応の結果として、上記の特性のうちの１つ以上を生じさせるように適合させる（例えば、目される）ことができる。結果として、検出可能な変化が存在しない（例えば、ベースライン又はバックグラウンドの読み取り値と比較して）ことは、有効な滅菌処理を意味し得るが、その一方で、検出可能な変化は、無効な滅菌処理を意味し得る。一部の実施形態では、検出可能な変化は、上記の特性のうちの１つ以上が変化する（例えば、蛍光の増大、濁度の減少等）際の速度を含み得る。
【００２５】
一部の実施形態では、芽胞の生存度は、酵素活性を利用することによって、判定することができる。参照により本願に援用する発明の名称が「滅菌サイクルの有効性を判定するための迅速な方法及び迅速な読み出しが可能な生物学的インジケーター（Rapid Method for Determining Efficacy of a Sterilization Cycle and Rapid Read-out Biological Indicator）」であるマトナー（Matner）らによる米国特許第５，０７３，４８８号に述べられるように、特定の種類の芽胞に対して滅菌処理の有効性を判定するために利用することが可能な特に有用な特性を有する酵素を特定することができる。
【００２６】
本開示の芽胞キャリアと好適に使用される生物学的インジケーターの更なる例が、米国特許第３，８４６，２４２、米国特許第４，７１７，６６１、米国特許第５，０７３，４８８、米国特許第５，２２３，４０１、米国特許第５，４１８，１６７、米国特許第５，７３９，００４、米国特許第５，７９５，７３０に記載されている。
【００２７】
本開示の一部の実施形態に従う芽胞キャリア１３５が図２に示される。芽胞キャリア１３５は、基材４０、ナノ構造表面１５５を有する親水性層１５０、ナノ構造表面１５５の少なくとも一部に接合される芽胞１１５を含む。任意選択で、芽胞１１５は、ウェル１６０により画定された領域内の配置に限定されてもよい。
【００２８】
典型的な芽胞キャリア基材は、紙、金属フィルム、ガラスを含んでいる。それぞれの材料がそれぞれ問題を抱えている。例えば、基材は高温や、滅菌剤そのものに曝露されることのような幅広い滅菌条件に対応可能であるべきである。例えば、紙製の芽胞キャリア基材は蒸気の滅菌剤には適しているが、過酸化水素が滅菌剤に選択された場合には不適格である。滅菌サイクル後にもセルロース系材料により残留した過酸化水素が保持されてしまい、不精確な生物学的インジケーター反応となってしまう。そのような基材は本開示の一部の実施形態では好ましい場合もあるが、一部の実施形態ではポリマー基材も使用可能である。例示的なポリマー基材としては、例えばポリプロピレンやポリエチレンのようなポリエステルやポリオレフィンが挙げられる。一部の実施形態では、ポリプロピレン基材が好まれ得る。一部の実施形態では、ポリマー基材の平板シートを使用可能である。一部の実施形態では、例えば不規則に又は工業的に加工された微細構造を有するシートのような、テクスチャシートを使用してもよい。ここで、微細構造の最大断面寸法は、例えば５００ｎｍのように２００ｎｍを超え、例えば２００マイクロメートル未満のように、５００マイクロメートル未満である。一部の実施形態では、織物又は不織物により作成された基材を使用してもよい。
【００２９】
一部の実施形態では、芽胞キャリア１３５は、１つ以上の任意のウェル１６０を更に含むことができる。そのようなウェルは、基材１４０の表面に一体化又は接合される。図２では、ウェル１６０は基材１４０の平面よりも上にあるように記載されているが、一部の実施形態では、ウェルは基材内への窪みであってもよい。一般に、ウェルを構成する材料は特に限定されず、基材を構成する材料と同じ又は別の材料から独立して選択されてもよい。一般に、ウェルの形状及び寸法は特に限定されない。一部の実施形態では、ウェルの壁は基材の縁に等しい又は近い。このようにして得られた芽胞キャリアはほぼ「たらい形状」となる。
【００３０】
ポリマー基材は、紙、金属、ガラス基材よりもいくつかの点で有利であるが、同時にいくつか問題があったため、生物学的インジケーターの芽胞キャリアとして使用されていなかった。第１の問題としては、処理中にポリマー基材から芽胞が落ちてしまう、フレーキングと呼ばれる現象が起こるおそれがある。即ち、基材から芽胞コーティングの一部が剥がれてしまうため、滅菌用にインジケーターを使用できなくなる。第２の問題としては、多くの一般的なポリマーは概して親水性が低いことからも、ポリマー基材上に芽胞溶液をコーティングするのは困難である。したがって、一般的な水性芽胞含有組成物が塗布されると、ビード状になってしまい、不連続で通常使用不能な芽胞コーティングとなってしまう。最後の問題として、連続的コーティングが得られたとしても、複数の芽胞層が形成されてしまう可能性がある。クランピングと呼ばれるこの現象は、得られたインジケーターの信頼性を下げるものである。例えば、一部の滅菌方法では、クランピングが生じた芽胞層の貫通に、完全な効力を発揮しない。したがって、効果的に滅菌が行われたとしても、下層に存在する芽胞が破壊されず、インジケーターは失敗を示してしまうかもしれない。
【００３１】
本発明者らは、コロナ処理や、化学表面変化のような、芽胞コーティングの均一性、密着性を向上する多くの一般的手法が上記した問題の解決に寄与しないことを発見した後、驚くべきことに親水性ナノ構造層により、大きな改善が可能であることを発見した。図２に示すように、基材１４０に親水性ナノ構造層１５０を接合する。一部の実施形態では、ナノ構造層は、基材表面に直接接合されている。一部の実施形態では、ナノ構造層は、例えば下塗層のような中間層を１つ以上介して間接的に基材表面に接合されている。一部の実施形態では、ナノ構造層１５０は、基材１４０全体を被覆してよいし、又は表面の１つ以上の独立した部分に選択的に貼り付けられてもよい。例えば、一部の実施形態では、ナノ構造層はウェル１６０の近傍領域、例えばウェル１６０の縁の内側の配置に限定されてもよい。
【００３２】
通常、親水性ナノ構造層は、例えば無機ナノ粒子のようなナノ粒子を含む。ここで、「ナノ粒子」とは、２００ｎｍ以下の断面寸法を少なくとも１つ有する粒子を指す。一部の実施形態では、ナノ粒子の平均断面寸法は、５０ｎｍ以下、例えば、２０ｎｍ以下、更には１０ｎｍ以下である。一部の実施形態では、微粒子が含まれてもよい。通常、微粒子の断面寸法は、２００ナノメートルよりも大きく、例えば２００ナノメートル〜５０マイクロメートルである。一部の実施形態では、平均断面寸法が少なくとも４００ｎｍ、例えば少なくとも５００ｎｍの微粒子を使用してもよい。一部の実施形態では、１０マイクロメートル以下、例えば１マイクロメートル以下、又は更に５００ｎｍ以下の平均断面寸法の微粒子を使用してもよい。
【００３３】
好ましいナノ粒子としては、シリカ、カルサイト、ジルコニア、チタニア等、及びそれらの組み合わせを含む。一部の実施形態では、シリカナノ粒子が好まれ得る。通常、ナノ粒子は、共有結合表面処理剤（例えばシラン）のような表面処理を必要としない。一方、一部の実施形態では、そのような処理されたナノ粒子を用いてもよい。水性媒質中の無機シリカゾルは、当該技術分野において周知であり、市販されている。水中又は水−アルコール溶液中のシリカゾルは、例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．（デラウェア州Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ）から商品名「ＬＵＤＯＸ」で、Ｎｙａｃｏｌ  Ｃｏ．（マサチューセッツ州Ａｓｈｌａｎｄ）から商品名「ＮＹＡＣＯＬ」で、及びＯｎｄｅａ  Ｎａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（イリノイ州Ｏａｋ  Ｂｒｏｏｋ）から商品名「ＮＡＬＣＯ」で入手可能である。有用なシリカゾルの１つとして、平均粒径が５ｎｍ、ｐＨ  １０．５、及び固形分が１５重量％のシリカゾルとして販売されるＮＡＬＣＯ  ２３２６がある。他の市販のシリカナノ粒子としては、ＮＡＬＣＯ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から市販の「ＮＡＬＣＯ  １１１５」及び「ＮＡＬＣＯ  １１３０」、Ｒｅｍｅｔ  Ｃｏｒｐ．（ニューヨーク州Ｕｔｉｃａ）から市販の「ＲＥＭＡＳＯＬ  ＳＰ３０」、並びに、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．から市販の「ＬＵＤＯＸ  ＳＭ」が挙げられる。
【００３４】
一部の実施形態では、全体的に球形のナノ粒子を用いてもよい。ここで、球形のナノ粒子とは、主寸法の副寸法に対するアスペクト比が１．１以下となるナノ粒子を指す。例えば楕円や棒状の非球形粒子（非円形粒子とも呼ぶ）を使用してもよい。そのような粒子は、アスペクト比が１．１を超え、例えば少なくとも１．５、少なくとも２、更には少なくとも５となる。一部の実施形態では、そのような粒子のアスペクト比は５０以下、例えば２０以下である。一部の実施形態では、球形、非球形粒子を混ぜて使用してもよい。一部の実施形態では、球形粒子対非球形粒子の比は１０：９０〜９０：１０であり、例えば２０：８０〜８０：２０である。
【００３５】
このようにしてできた層は、不規則なナノ構造を有する。このナノ構造は、ナノスケールの表面粗さ、ナノスケールの多孔性を持つ。平均表面粗さは、微粒子を追加する、例えば初期構成において微粒子、ナノ粒子を所定の比で混在させることで調整可能である。ナノ粒子の形状は、規則的又は不規則であってもよい。コーティングの多孔性は、通常、コーティング可能組成物中の規則的及び不規則な形状のナノ粒子の量を変更することによって、かつ／又はコーティング可能組成物中の球状及び非球形のナノ粒子の量を変更することによって変更し得る。一部の実施形態では、その結果としてコーティング平均表面粗さは、少なくとも１０ｎｍ、例えば少なくとも５０ｎｍ、例えば少なくとも１００ｎｍとなる。いくつかの実施形態では、平均表面粗さは、１０マイクロメートル以下、例えば１マイクロメートル以下、又は更には５００ｎｍ以下である。平均表面粗さは、二乗平均粗さ（Ｒｑ）値で表すことができる。当該値は、以下の式による原子間力顕微鏡法画像測定により得られる。
Ｒｑ＝ＳＱＲＴ（Σ  Ｚｉ２／Ｎ）
ここで、Ｚｉは測定点から、試料の平均平面への距離を示し、ｉは測定回数を示す。通常、当業者に理解されるよう、統計的に有意な表明粗さを得るのに必要な回数だけ測定が実施されるべきである。
【００３６】
用語「多孔質」は、ナノ粒子が連続コーティングを形成するとき、球状及び／又は非球状ナノ粒子間に空隙が存在することを示す。一部の実施形態では、ナノ粒子コーティングは、乾燥時、〜６５体積％、一部の実施形態では約１５〜５０体積％の多孔率を有する。一部の実施形態では、多孔率はより高くてもよい。多孔率は、参照することにより本明細書に組み込まれるＷ．Ｌ．Ｂｒａｇｇ、Ａ．Ｂ．Ｐｉｐｐａｒｄ、Ａｃｔａ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ、ｖｏｌｕｍｅ  ６、ページ８６５（１９５３）等に公開されている手順に従ってコーティングの屈折率から算出することができる。一部の実施形態では、ナノシリカ粒子により、ナノ構造層は、１．１５〜１．４０、一部の実施形態では１．２０〜１．３６の屈折率を持つ。
【００３７】
一部の実施形態では、ｐＨを低くとるよう、例えば５、４．５、４、３．５、３あるいは３未満のｐＨとなるようナノ粒子分散液を調整してもよい。このような水性コーティング組成物は、例えば、少なくともシリカナノ粒子を含む分散液と、分散液よりも低いｐＨを有する酸（例えば、３．５未満のｐＫａを有する酸）と、を組み合わせることにより、調製することができる。酸の例としては、シュウ酸、酢酸、クエン酸、塩酸の少なくとも１つが挙げられるが、選択される酸は特に限定されるものではない。
【００３８】
一部の実施形態では、シリカナノ粒子の多孔質網は、水の蒸発し、酸濃度の増加に合わせて、シリカナノ粒子の酸焼により、得られる。このような酸焼結の結果として、シリカ粒子は変形し、隣のシリカ粒子に結合可能となり、実質的に連続した多孔性網が得られる。このようにして得られた層を、酸焼結済みとする。
【００３９】
一部の実施形態では、ナノ粒子分散液は、例えばオルガノシランバインダーのようなバインダーを含む。適切なバインダーとしては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）のようなテトラアルコキシシランを含む。一部の実施形態では、ナノ粒子分散液は、界面活性剤を含んでもよい。
【実施例】
【００４０】
実施例で使用した材料を表１、２に記載する。
【００４１】
【表１】
0006483665.tif 000002
【００４２】
【表２】
0006483665.tif 000003
【００４３】
分散体調製手順  実施例は、上記のコロイド状シリカナノ粒子分散液を（その他指定しない限り）総固形分５重量％となるよう脱イオン水で希釈し、（その他酸が指定されない限り）高濃度硝酸水溶液により約ｐＨ  ２〜３まで調整される。選択例として、最終的に５重量％となるよう、２つ以上の異なるコロイド状シリカナノ粒子分散液を、以下の表に示す比率で混合した。
【００４４】
コーティング手順  規定の基材を、２５マイクロメートル（１ミル）のギャップを有するＭｅｙｅｒバー、及び総固形分５重量％のシリカ分散液を用いてコーティングし、１００〜２００ｎｍの範囲の乾燥コーティング厚さを得た。コーティングされた試料を８０〜１００℃に５分〜１０分にわたって加熱し、乾燥させた。
【００４５】
接触角法  Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（マサチューセッツ州Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ）から入手した濾過システムを通して濾過した、購入したままの脱イオン水を用い、ＡＳＴ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（マサチューセッツ州Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ）製商品番号ＶＣＡ−２５００ＸＥとして入手可能なビデオ接触角分析計により、乾燥コーティングされた試料上で前進、後退及び静的水接触角の測定を行った。報告される値は、液滴の右側及び左側で測定された少なくとも３滴の測定値の平均である。液滴体積は、静的測定の場合１マイクロリットル（符号Ｌ）であった。
【００４６】
コーティングの質評価方法  視覚的に均一なコーティングをもたらした分散物を、「コーティング可」と表記する。ビーズ状になった及び／又は視覚的に不均一なコーティングをもたらしたコーティングを「ビーズ状」と表記した。
【００４７】
コーティングの安定性評価方法  コーティングの安定性は、１ヶ月間分散物を静置させることにより決定した。１ヶ月後も視覚的に分離が見られないものは、安定であるとみなした。
【００４８】
比較例ＣＥ−１、実施例ＥＸ−１〜ＥＸ−４は、ＰＰ１を用いて調製された。このポリプロピレン基材は、コロイド状シリカ分散物でコーティングされる前に１平方センチ当たり２ジュールの正規化コロナエネルギーでコロナ処理された。表３に示すナノ粒子を使用した分散液調製手順に従って、シリカ分散液を調製した。基材は、コーティング手順のこれら分散液を使用して作成された。得られた試料に対して、接触角方法による前進、後退及び静的水接触角（ＣＡ）の測定を行った。結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
0006483665.tif 000004
【００５０】
比較例ＣＥ−２と実施例ＥＸ−５〜ＥＸ−１６は、コロナ処理されたＰＰ１の代わりにＰＥＴ基材を使用した以外、前述のＥＸ−１と同様にして調製された。
【００５１】
【表４】
0006483665.tif 000005
【００５２】
実施例ＥＸ−１７〜ＥＸ−２０、比較例ＣＥ−３〜ＣＥ−５にｐＨコーティングの効果を示す。ＰＥＴ基材は、ＥＸ−１用に説明された手順で、規定のナノ粒子分散液でコーティングされた。コーティングされた試料に対して、コーティングの質と接触角に関する試験が実施された。
【００５３】
【表５】
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【００５４】
ｐＨ  ２〜３となる分散液が、非球形ナノ粒子を使用して調製され、実施例ＥＸ−１と同様にコーティング、乾燥された。上述のように、一部のサンプルは更に、合計５重量％の重量比部として示される量の、テトラオキシシラン（ＴＥＯＳ、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ（マサチューセッツ州Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ）より入手可能）及び／又は球形シリカナノ粒子を含む。
【００５５】
【表６】
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【００５６】
以下の実施例では、ＰＥＴ基材が、実施例ＥＸ−１記載のように作成、コーティング、乾燥された、既定の総固形分５重量％針状シリカ粒子分散液によって、規定のｐＨでコーティングされた。コーティング組成物の液体部分については、イソプロパノール／水の重量比が７９：２１であった。コーティングされた試料を、上述した試験方法を用いて、分散安定性、コーティングの質について試験した。
【００５７】
【表７】
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【００５８】
各種基材材料は、実施例ＥＸ−１記載のように作成、コーティング、乾燥された、既定の総固形分５重量％  ＵＰ針状シリカ粒子組成物によって、既定のｐＨでコーティングされた。コーティングされた試料を、上述した試験方法を用いて、接触角、分散安定性、コーティングの質について試験した。
【００５９】
【表８】
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【００６０】
前述の実施例のように、本開示では多様な芽胞キャリアを作成できる。通常、特定の基材とナノ粒子分液は、当業者であれば本明細書の教示に基づいて選択できる。
【００６１】
生物学的インジケーター（ＢＩ）例  芽胞キャリアとしての使用に適した様々なナノ粒子コーティング基材が、実際の生物学的インジケーターで試験された。３Ｍ  ＡＴＴＥＳＴ  Ｓｕｐｅｒ  Ｒａｐｉｄ  Ｒｅａｄｏｕｔ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌ）から入手可能）に、上述の親水性ナノ構造基材の内の１つを使用した改良版芽胞キャリアを用いたＢＩ組立体とした。図１に示すように、生物学的滅菌インジケーター１００は、ベース１０４とキャップ１０６が互いに結合されて、内蔵型生物学的滅菌インジケーターを形成したものである。キャップ１０６は、滅菌剤導入用にリザーバ１０３と外気との間に流体連通を確立する６つの開口部１０７を有する。汚染障壁としての役割を果たす濾紙材料（図示せず）は、口１０７上の滅菌剤経路内に位置付けられ、感圧性接着剤に支持された紙ラベルで適所に保持される。壊れやすい容器１２０は、挿入部３０によって生物学的滅菌インジケーター１００内の適所に保持されている。挿入部１３０は、容器を所定の位置に保持することと、容器の制御された破壊を促進するよう作用する。破壊は、ＢＩの作動段階に、ＢＩを滅菌処理に曝露した後、キャップ１０６が壊れやすい容器１２０を破壊するよう下方に押されることで生じる。
【００６２】
生物学的滅菌インジケーターはＧ．ステアロサーモフィルス芽胞１１５を更に有する。芽胞は、親水性（シリカナノ粒子）コーティングＰＥＴ基材に設けられ、これにより芽胞キャリア１３５が形成された。芽胞キャリア１３５は、ベース１０４の底部近傍でコーティング、配置された。滅菌後、ＢＩは３Ｍ  ＡＴＴＥＳＴ  ４９０Ｈ  ＡＵＴＯＲＥＡＤＥＲ生物学的インジケーター読取装置（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）内で作動された。
【００６３】
芽胞キャリアフィルムは、２マイクロリットルのゲオバチルス・ステアロサーモフィルス芽胞（ＡＴＣＣ  ７９５３）でコーティングされ、乾燥された。芽胞キャリア基剤は、従来技術を使用して作成された様々なポリマーフィルムであった。それぞれの場合に、芽胞コーティングにフレーキングが生じ、使用不能な生物学的インジケーターが作成された。
【００６４】
比較例ＣＥ−８は、コロナ処理されたポリプロピレンである。比較例ＣＥ−９及びＣＥ−１０は、以下のプロセスに従い、ダイアモンド様ガラス（ＤＬＧ）によりコーティングされた。ダイアモンド様ガラスフィルムが、商用バッチリアクタ（ＰＬＡＳＭＡＴＨＥＲＭモデル３０３２）内に蒸着された。チャンバはドライメカニカルポンプ（ＥｄｗａｒｄｓモデルｉＱＤＰ８０）で補助されたルーツブロワ−（ＥｄｗａｒｄｓモデルＥＨ１２００）で昇圧された。５ｋＷの１３．５６Ｍｈｚソリッドステート発生器（ＲＦＰＰモデルＲＦ３０Ｓ）により、ＲＦ電力をインピーダンスマッチングネットワークを介して送達した。このシステムの公称ベース圧力は０．６６７Ｐａであった。ガス流量は、流量調整装置（ＭＫＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．）によって制御した。蒸着のための基材を、下方電極上に定置した。
【００６５】
その後、試料は以下の通りにプラズマ処理された。試料はバッチプラズマ装置の低電力電極上に配置された。一連の処理工程でプラズマ処理を行った。先ず、酸素ガスを７５０標準状態ｃｍ３／分の流量、１５０ｍＴｏｒｒ（２０パスカル）の圧力、及び３００Ｗのプラズマ出力で３０秒間流すことによって、端を酸素プラズマで処理した。酸素プラズマ処理後、テトラメチルシランを５０標準状態ｃｍ３／分の流量、酸素ガスを７５０標準状態ｃｍ３／分の流量、１５０ｍＴｏｒｒ（２０パスカル）の圧力、及び３００Ｗのプラズマ出力で３０秒間流すことによってダイアモンド様ガラスフィルムを蒸着した。更に酸素プラズマで７５０標準状態ｃｍ３／分の流量、１５０ｍＴｏｒｒ（２０パスカル）の圧力、及び３００Ｗのプラズマ出力で６０秒処理することで、ダイアモンド様ガラスフィルは、表面修飾された。プラズマ蒸着が完了した後、チャンバを大気に通気し、試料を取り出した。
【００６６】
２つの不織基材は、不織の濡れ性を向上させるため、０．１％のＳｉｌｗｅｔ  ７７（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．（コネチカット州Ｄａｎｂｕｒｙ）又は４０％のエタノールのいずれかを含むゲオバチルス・ステアロサーモフィルス芽胞（ＡＴＣＣ  ７９５３）の２マイクロリットル滴によりコーティングされた。コーティングされたキャリアは乾燥された。一滴ごとに、１．０×１０＾６ｃｆｕを超える芽胞が含まれていた。芽胞コーティングキャリアは、約９ｍｍ×４ｍｍに打ち抜かれて、上述のような内蔵型生物学的インジケーター（ＢＩ）ユニットに組立てられた。同様にして作成された、芽胞を有する打ち抜きキャリアの更なる確認用試料は、打ち抜きキャリア片ごとに、１．０×１０＾６ｃｆｕを超える芽胞が含まれていたことが確認された。
【００６７】
ＢＩの過酸化水素への耐性は、Ｊｏｈｎｓｏｎ  ＆  Ｊｏｈｎｓｏｎ傘下のＥｔｈｉｃｏｎ  Ｉｎｃ．（カリフォルニア州Ｉｒｖｉｎｅ）の一部署であるＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製のＳＴＥＲＲＡＤ  ＮＸ滅菌装置内で全過酸化水素滅菌サイクルに曝露することで特定された。ＳＴＥＲＲＡＤ  ＮＸ滅菌装置は、全サイクル中、５９％の過酸化水素１．８ｍｌｓの噴射が２度が行われた。曝露後、生物学的インジケーターは媒体アンプルを押しつぶし、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌ）製のＡＴＴＥＳＴモデル４９０Ｈ  Ａｕｔｏｒｅａｄｅｒ内に配置することで作動された。４９０Ｈ  Ａｕｔｏｒｅａｄｅｒにより、インジケーターは６０℃でインキュベートされ、インキュベート８時時間後に芽胞により発生したαグルコシターゼ酵素の蛍光反応が読み取られた。インジケーターは更に７日間インキュベートされ、増殖媒体内でｐＨ色が紫から黄色に変化することで示される有機物の増殖が観察された。
【００６８】
全サイクル中の蛍光又は陽性増殖が確認されるとＢＩ性能不良と定義される。
【００６９】
【表９】
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【００７０】
芽胞キャリアとしてのＰＥＴフィルムに、様々なコロイド状シリカ組成物（別途特定されない限り総固形分５重量％）がコーティングされた。これら組成物は、上述と同様に作成されたが、コーティング及び乾燥プロセスに、マイクログラビアリバースキスコーティング用のＹＡＳＵＩ  ＳＥＩＫＩ  Ｃｏ．，（ＵＳＡ）製コーターを使用する点が異なる。これには、マイクログラビアロール＃７０、最大１８ｃｍ幅／７．６ｃｍコア／最大２８ｃｍ  ＯＤロールを使用し、ラインスピード：３メートル／分、グラビアロール（面）スピード：４．６〜６．１メートル／分、３メートルラインオーブン庫内温度１３０℃、オンライン湿式膜厚計の目標値を８．０±１．０マイクロメートルに設定した。
【００７１】
シリカコーティングされたＰＥＴ芽胞キャリアフィルムを、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス芽胞（ＡＴＣＣ  ７９５３）の２マイクロリットル滴によりコーティングし乾燥させた。一滴ごとに、１．０×１０＾６ｃｆｕを超える芽胞が含まれていた。芽胞コーティングフィルムキャリアは、約９ｍｍ×４ｍｍに打ち抜かれて、上述のような内蔵型生物学的インジケーター（ＢＩ）ユニットに組立てられた。同様にして作成された、芽胞を有する打ち抜きキャリアの更なる確認用試料は、打ち抜きキャリア片ごとに、１．０×１０＾６ｃｆｕを超える芽胞が含まれていたことが確認された。芽胞の剥離が発生した試料はなく、いずれも芽胞キャリア合格品とされた。
【００７２】
更なるＢＩ試料は、コーティングされていないＰＥＴフィルム（つまり、シリカコーティングのない状態）に直接芽胞を蒸着することによって調製されるが、それ以外は上述と全く同じ手順により調製されるという点が重要である。コーティングされていないＰＥＴフィルムに芽胞を蒸着させる全ての例では、コーティングされていないフィルムは芽胞キャリア材料に適さないと判断される程度に深刻な芽胞の剥離が発生した。以下のシリカコーティングを有する全ての例で芽胞が剥離する問題は発生しておらず、この点で好適な材料である。
【００７３】
ＢＩの過酸化水素への耐性は、Ｊｏｈｎｓｏｎ  ＆  Ｊｏｈｎｓｏｎ傘下のＥｔｈｉｃｏｎ  Ｉｎｃ．（カリフォルニア州Ｉｒｖｉｎｅ）の一部署であるＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製のＳＴＥＲＲＡＤ  ＮＸ滅菌装置内で部分的過酸化水素滅菌サイクルに曝露することで特定された。この滅菌装置は、異なる投入量の５９％過酸化水素を試験できるように、手動で過酸化水素を投入するポートを有していた。投入量は、曝露時間を７分として０．５〜１．４ミリリットルの範囲であった。曝露後、生物学的インジケーターは媒体アンプルを押しつぶし、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌ）製のＡＴＴＥＳＴモデル４９０Ｈ  Ａｕｔｏｒｅａｄｅｒ内に配置することで作動された。４９０Ｈ  Ａｕｔｏｒｅａｄｅｒにより、インジケーターは６０℃でインキュベートされ、インキュベート８時時間後に芽胞により発生したαグルコシターゼ酵素の蛍光反応が読み取られた。インジケーターは更に７日間インキュベートされ、増殖媒体内でｐＨ色が紫から黄色に変化することで示される有機物の増殖が観察された。
【００７４】
シリカ分散液組成物、滅菌条件、各滅菌条件で調製された５又は１０試料に基づく陽性蛍光判定（Ｆｌ＋）及び陽性増殖判定（Ｇｒ＋）について以下に概説する。一般的に、滅菌インジケーターは厳しい滅菌基準を提供することが好ましいとされる。したがって、陽性蛍光判定の数が、陽性増殖判定の数以下とならないことが好ましい。一部の実施形態では、陽性増殖判定の数よりも陽性蛍光判定の数が多いことが望ましい場合もある。これにより、陽性蛍光判定がでないインジケーターが正しく完全滅菌を示すことがより確実になる。
【００７５】
【表１０】
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【００７６】
シリカナノ粒子分散液に多様な添加物を含めた試料が更に作成された。ＤＳ１０はＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ；ウィスコンシン州Ｍｉｌｗａｕｋｅｅから入手可能なドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。Ｆｅ  ＩＩは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、ミズーリ州Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓから入手可能なＦｅＳＯ４−７  Ｈ２Ｏ化合物の水溶液５重量％から添加された金属イオンの重量％を指す。またしても、全ての試料で剥離は確認されなかった。
【００７７】
【表１１】
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【００７８】
更なる芽胞キャリアが、９０／１０ＰＰ／レーヨン繊維不織基材を使用して作成され、平膜基材に対して生物学的インジケーターとして評価された。参照実施例ＥＸ−５１は、ＰＥＴフィルムを使用し、表１２の総固形分５重量％コロイド状シリカ組成物により上述の実施例と同様にして作成された。芽胞キャリア不織布ウェブは、以下の通り、表１２に列挙されたコロイド状シリカ組成物でコーティングされた。実施例ＥＸ−５２の不織Ａ（ＮＷ  Ａ）は、ＰＲＥＶＡＬ（イリノイ州Ｃｏａｌ  Ｃｉｔｙ）のエアロゾル再充填可能なスプレーガンによりスプレーコーティングされた。実施例ＥＸ−５３、ＥＸ−５４の不織ＮＷ  Ｂ、ＮＷ  Ｃはそれぞれ、非エアロゾル吐出スプレーボトルでコーティングされた。比較例ＣＥ−１５の不織ＮＷ  Ｄは、いかなるコロイド状シリカ組成物でもコーティングされなかった。
【００７９】
その後、作成されたＰＥＴ及び芽胞キャリア不織布ウェブ上にゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの２マイクロリットルの滴を垂らし、乾燥された。一滴ごとに、１．０×１０＾６ｃｆｕを超える芽胞が含まれていた。芽胞コーティング基材は、打ち抜かれて、上述のような内蔵型生物学的インジケーター（ＢＩ）ユニットに組立てられた。結果として得られた生物学的インジケーターの耐性は、ＳＴＥＲＲＡＤ  ＮＸ滅菌器内で、部分的過酸化水素水滅菌サイクルに曝露することで上述のものと同様にして評価された。１．０ミリリットルの注入量で、曝露時間は０．５、１．０、１．５、２．０、３．０、４．０分とされた。曝露後、生物学的インジケーターは媒体アンプルを押しつぶし、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌ）製のＡＴＴＥＳＴモデル４９０Ｈ  Ａｕｔｏｒｅａｄｅｒ内に配置することで作動された。４９０Ｈ  Ａｕｔｏｒｅａｄｅｒにより、インジケーターは６０℃でインキュベートされ、インキュベート８時時間後に芽胞により発生したαグルコシターゼ酵素の蛍光反応が読み取られた。インジケーターは更に４日間インキュベートされ、増殖媒体内でｐＨ色が紫から黄色に変化することで示される有機物の増殖が観察された。表１２に、各芽胞キャリアに対する５試料に基づく陽性蛍光（Ｆｌ＋）及び陽性増殖（Ｇｒ＋）の総数をまとめる。
【００８０】
【表１２】
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【００８１】
重要なのは、ＣＥ−１５同様、その他ＢＩ試料は、コーティングされていない不織基材（シリカコーティング無し）上に芽胞を直接蒸着して作成されていることである。コーティングされていない不織物上に芽胞を蒸着させるすべての例では、コーティングされていない不織物、芽胞キャリア材料に適さないと判断されるよう、ビーズが形成され、凝集した。一方、実施例ＥＸ−５１〜ＥＸ−５４のシリカコーティングされた不織物はそれぞれ、芽胞分散液が載せられても、不織物純に芽胞が適切に分散し、芽胞フレーキングの問題とは無縁であったため、芽胞キャリア材料として合格とされた。
【００８２】
様々な基材材料が、表１３の通り、選択されたコーティングにより処理された、又はされなかった。別途記載がない限り、これら試料は上述のように作成、コーティング、乾燥された。これら実施例を、芽胞キャリアとしての適切性について試験した。上述のように、Ｇ．ステアロサーモフィルス芽胞が、コーティングがされた及びされていない様々な芽胞キャリアに蒸着され、乾燥後の芽胞フレーキングについて評価された。乾燥した芽胞コーティング溶液にフレーキングが発生してはならない、芽胞コーティングが均一でなくてはならない（例えば、芽胞は性能の問題となるように凝集してはならない）、そして全体的なシリカコーティングの質が良好でなくてはならない（シリカフレーキング無し）という合格基準が定めれた。３つの基準全てを満たす試料を「良」とし、１つでも満たさない試料は「不可」とされた。選択実施例は、接触角の前進、後退についても試験された。
【００８３】
実施例ＥＸ−５６〜ＥＸ−５８は、ＤＳ１０をシリカナノ粒子全重量に対して約１〜２重量％の量を含む分散液を使用して作成された。これらすべての試料は酸化され、ｐＨは１１であった。実施例ＥＸ−５９は、非水性ナノ粒子分散液から作成された。
【００８４】
【表１３】
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【００８５】
本発明の様々な改良及び変更が本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに実施できることは、当業者には明らかである。本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［１９］に記載する。
［１］
基材と、前記基材に接合された親水性ナノ構造層と、ナノ構造層に接合された芽胞とを含む芽胞キャリア。
［２］
前記ナノ構造層は、接触角法で測定された５０度以下の後退接触角を有する、項目１に記載の芽胞キャリア。
［３］
前記ナノ構造層は、接触角法で測定された２０度以下の後退接触角を有する、項目１に記載の芽胞キャリア。
［４］
前記ナノ構造層は、ナノ粒子を含む、項目１〜３のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［５］
前記ナノ粒子は、シリカナノ粒子を含む、項目４に記載の芽胞キャリア。
［６］
前記シリカナノ粒子は、酸焼結される、項目５に記載の芽胞キャリア。
［７］
前記ナノ粒子は、２０ｎｍ以下の平均直径を有する、項目４〜６のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［８］
前記ナノ構造層は、少なくとも１０ｎｍの二乗平均粗さを有する、項目１〜７のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［９］
前記ナノ構造層は、５００ｎｍ以下の二乗平均粗さを有する、項目８に記載の芽胞キャリア。
［１０］
前記ナノ構造層は、マイクロ粒子を更に含む、項目１〜９のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［１１］
前記ナノ構造層は、バインダーを更に含む、項目１〜１０のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［１２］
前記バインダーは、テトラアルコキシシランを含む、項目１１に記載の芽胞キャリア。
［１３］
前記基材は、ポリマー基材である、項目１〜１２のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［１４］
前記ポリマー基材は、ポリエステルを含む、項目１３に記載の芽胞キャリア。
［１５］
前記ポリマー基材は、ポリプロピレンを含む、項目１４に記載の芽胞キャリア。
［１６］
前記基材は、織布又は不織布ウェブである、項目１〜１５のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［１７］
前記基材は、フィルムである、項目１〜１５のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［１８］
前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス及びバチルス・アトロファエウスのうち少なくとも１つを含む、項目１〜１７のいずれか一項に記載の芽胞キャリア。
［１９］
項目１〜１８のいずれか一項に記載の芽胞キャリアを含む生物学的インジケーター。
【図１】
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【図２】
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