(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀クラスターと、前記銀クラスターに結合した配位子と、前記配位子と結合した有機化合物と、を含み、
前記配位子は、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有し、
前記有機化合物は、炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基を含む脂肪族アミンである抗菌剤。
【請求項２】
前記脂肪族アミンは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項１に記載の抗菌剤。
【請求項３】
前記脂肪族アミンは第四級アンモニウム塩である請求項２に記載の抗菌剤。
【請求項４】
前記脂肪族アミンは、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン、3-(N-エチルアミノ)-1-ブタノール、ジフェニルアミン、N-エチルエタンアミン、N-エチル-N-メチルブタン-1-アミン、N,N-ジメチルメタンアミン、テトラオクチルアンモニウムブロミド、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、塩化ベンザルコニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウムおよび塩化デカリニウムからなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項１または２に記載の抗菌剤。
【請求項５】
前記配位子のヘテロ原子を含有する官能基は、チオール基、アミノ基およびカルボキシル基をからなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の抗菌剤。
【請求項６】
前記配位子は、ジヒドロリポ酸、グルタチオン、カプトプリル、メルカプトプロピオン酸、メルカプトヘキサン酸、メルカプトオクタン酸、メルカプトウンデカン酸、システイン、メチオニンおよびグルタチオンからなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項１〜５のいずれか１項記載の抗菌剤。
【請求項７】
銀クラスターと、前記銀クラスターに結合した配位子と、を含む銀クラスター錯体を合成する工程と、
前記配位子と有機化合物とを結合するために、前記銀クラスター錯体と有機化合物とを反応させる工程とを含み、
前記配位子は、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有し、
前記有機化合物は、炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基を含む脂肪族アミンである、抗菌剤の製造方法。
【請求項８】
前記反応させる工程は、前記銀クラスターを含む水溶液と、前記有機化合物を含む有機溶液と５〜１０分撹拌することを含む、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記反応させる工程の後に、反応物を精製する工程をさらに含む請求項７または８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記脂肪族アミンは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項７〜９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記脂肪族アミンは第四級アンモニウム塩である請求項７〜１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記配位子のヘテロ原子を含有する官能基は、チオール基、アミノ基およびカルボキシル基をからなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項７〜１１のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機系抗菌材料と有機系抗菌化合物とを含むハイブリッド型抗菌剤に関し、特に、無機系抗菌材料として銀クラスターを含むハイブリッド型抗菌剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
抗菌剤として、銀などの無機系抗菌剤と、四級アンモニウム化合物、塩化ベンザルコニウム等の有機系抗菌剤が知られている（例えば、特許文献１〜４）。無機系抗菌剤は、有効な菌の種類が多く、耐熱性が高く、長期間にわたって抗菌性を発現できる利点がある。一方、有機系抗菌剤は、即効性があり、少量で抗菌性を発揮する利点がある。
無機系抗菌剤である銀は、銀イオン、銀クラスターおよび銀ナノ粒子など、さまざまな形態で利用することができる（例えば、特許文献２、非特許文献１）。
【０００３】
医療製品および日用品等において、抗菌性を有する樹脂製品（抗菌樹脂製品）が広く利用されている。これらの抗菌樹脂製品は、抗菌剤を添加した樹脂材料を成型することにより、または成型後の樹脂製品の表面に抗菌剤含有コーティング剤を塗布することにより製造されている。抗菌樹脂製品用の抗菌剤は、有機溶媒に溶解して樹脂材料またはコーティング剤に添加する。
【０００４】
近年、抗菌剤は、揮発性有機溶剤に抗菌剤を溶解して衣類等にスプレーすることにより、衣類等の消臭および菌増殖の抑制するもの（いわゆる「消臭抗菌スプレー」）にも利用されている。消臭抗菌スプレー用の抗菌剤には、即時に消臭できる即効性の抗菌と、長期的に抗菌性を維持できる遅効性の抗菌の両方を実現できる抗菌剤が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／７４４８４号
【特許文献２】国際公開第２００１／４１７７４号
【特許文献３】特開２０１５−１２９１４９号公報
【特許文献４】特表２０１３−５３６１５６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Wang X et al, "Fluorescent Ag nanoclusters templated by carboxymethyl-β-cyclodextrin (CM-β-CD) and their in vitro antimicrobial activity", Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. (2013) 33, 656-662
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
銀クラスターは粒径０．５〜２．０ｎｍと非常に小さいため、体積あたりの表面積は大きい。また、銀クラスターは独特な電子構造をもつ活性表面原子を有している。これらの特徴から、銀クラスターは、高い抗菌性を示す抗菌剤として期待されている。例えば非特許文献１では、カルボキシルメチル−β−シクロデキストリン（ＣＭ−β−ＣＤ）を用いて、水溶性の銀クラスターを合成し、非常に高い抗菌性を示すことが開示されている。
【０００８】
しかしながら、水溶性の銀クラスターは有機溶剤には溶解せず、その結果、樹脂材料またはコーティング剤に添加できない。よって、銀クラスターを含有する抗菌剤は、抗菌樹脂製品用の抗菌剤としても、消臭抗菌スプレー用の抗菌剤としても使用できなかった。
また、銀クラスターは遅効性の抗菌剤であるため、消臭抗菌スプレー用の抗菌剤として求められる抗菌性能（即効性の抗菌と遅効性の抗菌が可能）を満足しない。
【０００９】
そこで本発明では、銀クラスターを含み、有機溶剤に溶解可能で、かつ即効性と遅効性の抗菌性能を有する抗菌剤と、その製造方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る抗菌剤は、銀クラスターと、前記銀クラスターに結合した配位子と、前記配位子と結合した有機化合物と、を含み、
前記配位子は、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有し、
前記有機化合物は、炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基を含む脂肪族アミンである。
【００１１】
前記脂肪族アミンは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも１つを含むことができる。具体的な前記脂肪族アミンとしては、例えば、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン、3-(N-エチルアミノ）-1-ブタノール、ジフェニルアミン、N-エチルエタンアミン、N-エチル-N-メチルブタン-1-アミン、N,N-ジメチルメタンアミン、テトラオクチルアンモニウムブロミド、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、塩化ベンザルコニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウムおよび塩化デカリニウムからなる群から選択される少なくとも１つを含むことができる。
前記脂肪族アミンは第四級アンモニウム塩であるのが特に好ましい。
【００１２】
前記配位子のヘテロ原子を含有する官能基は、チオール基、アミノ基およびカルボキシル基をからなる群から選択される少なくとも１つを含むことができる。具体的な前記配位子としては、ジヒドロリポ酸、グルタチオン、カプトプリル、メルカプトプロピオン酸、メルカプトヘキサン酸、メルカプトオクタン酸、メルカプトウンデカン酸、システイン、メチオニンおよびグルタチオンからなる群から選択される少なくとも１つを含むことができる。
【００１３】
本発明に係る抗菌剤の製造方法は、
銀クラスターと、前記銀クラスターに結合した配位子と、を含む銀クラスター錯体を合成する工程と、
前記配位子と有機化合物とを結合するために、前記銀クラスター錯体と有機化合物とを反応させる工程とを含み、
前記配位子は、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有し、
前記有機化合物は、炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基を含む脂肪族アミンである。
【００１４】
前記反応させる工程は、前記銀クラスターを含む水溶液と、前記有機化合物を含む有機溶液と５〜１０分撹拌することを含むのが好ましい。
前記反応させる工程の後に、反応物を精製する工程をさらに含んでもよい。
前記脂肪族アミンは、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも１つを含むことができる。前記脂肪族アミンは第四級アンモニウム塩であるのが特に好ましい。
前記配位子のヘテロ原子を含有する官能基は、チオール基、アミノ基およびカルボキシル基をからなる群から選択される少なくとも１つを含むことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の抗菌剤は、銀クラスターと有機系抗菌化合物とを複合化することにより、銀クラスターを有機溶剤に可溶性にすることができる。さらに、本発明の抗菌剤によれば、即効性および遅効性の両方の抗菌特性を発揮することができる。
本発明の製造方法によれば、上述した抗菌剤を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)のESI-MSのマススペクトルである。
【図２】図２は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の蛍光スペクトルである。
【図３】図３は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のIRスペクトルである。
【図４】図４は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の構造式である。
【図５】図５（ａ）は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のUV-vis吸収スペクトルであり、図５（ｂ）は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14) UV-vis吸収スペクトルである。
【図６】図６（ａ）は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の熱重量測定(TG)曲線であり、図６（ｂ）は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14) TG曲線である。
【図７】図７は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の黄色ブドウ球菌に対する抗菌試験の結果を示す。
【図８】図８は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の肺炎桿菌に対する抗菌試験の結果を示す。
【図９】図９は、有機化合物(TOAB)とハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の抗菌性の比較試験の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分または部材を示す。
【００１８】
＜実施の形態１＞
本発明の抗菌剤は、銀クラスターと、前記銀クラスターに結合（配位結合）した配位子と、前記配位子と結合した有機化合物とを含んだ無機有機ハイブリッド型抗菌剤である（以下、本発明の抗菌剤を「ハイブリッド型抗菌剤」と称することがある）。有機化合物は、炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基を含む脂肪族アミンであり、有機溶剤に可溶である。銀クラスターは、配位子を介してこの有機化合物と結合することにより、有機溶剤に可溶となる。これにより、ハイブリッド型抗菌剤は、樹脂抗菌製品用の抗菌剤として、また消臭抗菌スプレー用の抗菌剤として使用することができる。
【００１９】
本発明で有機化合物として使用する脂肪族アミンは、アミンがプロトン化してカチオンになることにより抗菌性を示す。つまり、本発明で使用する有機化合物は有機系抗菌化合物であり、即効性の抗菌剤として機能する。ハイブリッド型抗菌剤は、銀クラスターが遅効性の抗菌剤として機能し、有機化合物が即効性の抗菌剤として機能するため、即効性および遅効性の両方の抗菌性を発揮する。よって、本発明のハイブリッド型抗菌剤は、消臭抗菌スプレー用の抗菌剤に好適である。
【００２０】
本発明の抗菌剤は、単に銀クラスターと有機化合物が共存するのではなく、銀クラスターと有機化合物が複合化、つまり配位子を介してそれらが結合していることにより、銀クラスターの安定性（特に、光に対する安定性と熱に対する安定性）が向上する。
【００２１】
銀クラスターは、光に対する耐性が低く、可視光〜紫線を照射すると、銀クラスターが分解してしまう。そのため、銀クラスター含有抗菌剤を、可視光〜紫外線が照射される環境で使用する製品（屋外に配置される建築資材、紫外線殺菌する医療器具等）に使用すると、抗菌剤中の銀クラスターが分解して、本来の抗菌性能が発揮し得ないことがあった。
また、銀クラスターは熱に対する耐性も低く、加熱すると銀クラスターが容易に熱分解してしまう。そのため、抗菌樹脂製品を高温（例えば５０℃以上）になる環境で使用すると、抗菌剤中の銀クラスターが分解し得る。そのため、銀クラスター含有抗菌剤を、５０℃以上になる環境で使用する製品（例えば、直射日光が照射される環境におかれる製品（屋外に配置される建築資材、自動車の内装等）、ヒーター等の加熱器具の筺体および加熱器具の近傍で使用される製品、煮沸消毒される医療器具等）に使用すると、抗菌剤中の銀クラスターが分解して、本来の抗菌性能が発揮し得ないことがあった。
【００２２】
しかしながら、銀クラスターが有機化合物と複合化することにより、銀クラスターの耐光性および耐熱性が向上する。そのため、可視光〜紫外線が照射される環境で使用する製品、５０℃以上になる環境で使用する製品等に使用しても、銀クラスターの分解が抑制されて、抗菌樹脂製品において、銀クラスター本来の抗菌性能を発揮することができる。
【００２３】
また、本発明の抗菌剤は、従来の抗菌剤（有機系抗菌剤および無機系抗菌剤）よりも低濃度で十分な抗菌性能を発揮することができる。これにより、使用する抗菌剤の量を減らしつつ、十分な抗菌性を得ることができる。
【００２４】
以下、本発明のハイブリッド型抗菌剤について詳述する。
【００２５】
（銀クラスター）
銀クラスターは無機系抗菌剤であり、その抗菌性は遅効性である。銀クラスターは、細菌、カビ、酵母等の多くの菌に対して抗菌性を示す。
本明細書における「銀クラスター（Ａｇクラスター）」とは、銀原子（Ag(O)）および／または銀イオン（Ag(I)）から構成された集合体であり、銀原子および銀イオンの数が200個以下で、粒径が0.5〜2.0 ｎｍのものをいう。銀クラスターは、銀原子のみから構成されたもの、銀イオンのみから構成されたもの、または銀原子と銀イオンが混在したものが存在する。
【００２６】
銀クラスターは、ＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルにより、他の形態の銀（例えば、銀ナノ粒子および銀イオン）と識別することができる。銀クラスターのＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルでは、300〜800 ｎｍに複数本の吸収ピークが観察される。一方、銀ナノ粒子のＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルは、400〜500 ｎｍに1本のプラズモン吸収ピークのみが観察され、銀イオンでは、プラズモン吸収ピークは観察されない。
なお、多くの銀クラスターでは、紫外線照射により発光（ＰＬ）が観察されるため、多くの場合、ＰＬを観察することによって銀ナノ粒子および銀イオンと識別し得る。
【００２７】
銀クラスターは銀ナノ粒子（3 nm〜100 nm）よりもはるかに小さいため、銀ナノ粒子に比べて銀クラスターは体積あたりの表面積が大きい。また、銀クラスターの表面は、独特な電子構造をもつ活性表面原子が存在する。そのため、銀ナノ粒子よりも高い抗菌性を示すことが期待される。銀クラスターを含む抗菌剤は、銀ナノ粒子を含む抗菌剤よりも多種の細菌に対する抗菌効果を有し、また同じ細菌（例えば、大腸菌(グラム陰性)と黄色ブドウ球菌(グラム陽性)など）に対して、より高い抗菌効果を有する。特に、銀クラスターを含む抗菌剤は、複数の多剤耐性細菌に対する抗菌性を有している。
【００２８】
複数の銀クラスターにおいて、ある銀クラスターの原子数と、別の銀クラスターの原子数とが同じであっても異なっていてもよい。なお、所定の条件下で安定する銀クラスターの原子数はほぼ一定であるため、製造工程において、銀クラスターを安定させる処理を行うと、ほぼ一定の原子数を有する複数の銀クラスターが得られる。
【００２９】
（有機化合物）
ハイブリッド型抗菌剤に使用する有機化合物は、炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基を含む脂肪族アミンである（以下、本発明の有機化合物は単に「脂肪族アミン」と称することがある）。脂肪族アミンは、アミンがプロトン化してカチオンとなることにより抗菌性を示す。
本発明に使用する脂肪族アミンでは、アルキル基の炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基を含む。そのため、疎水性を示し、メタノール、エタノール、トルエン、アセトン、ＴＨＦ、アセトニトリル等の有機溶剤に可溶である。この脂肪族アミンが親水性の銀クラスター錯体に結合することにより、銀クラスター錯体は疎水性となり、有機溶剤に可溶となる。
【００３０】
本明細書における「脂肪族アミン」は、第一級アミン（窒素原子（Ｎ）に１つのアルキル基と２つの水素原子（Ｈ）が結合）、第二級アミン（Ｎに２つのアルキル基と１つのＨが結合）、第三級アミン（Ｎに３つのアルキル基が結合）および第四級アンモニウム塩（Ｎに４つのアルキル基が結合した第四級アンモニウムカチオンと、Ｈ＋等のアニオンとの塩）を含む。
【００３１】
第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩は、複数のアルキル基を含んでいる。本発明の脂肪族アミンでは、複数のアルキル基のうち少なくとも１つが、炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基である。より好ましくは、複数のアルキル基の全てが、炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基である。なお、当該アルキル基は、直鎖状または環状であってもよく、側鎖を有していてもよい。
【００３２】
第一級アミンとしては、例えば、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミンおよびシクロヘキシルアミンが利用できる。
第二級アミンとしては、例えば、3-(N-エチルアミノ)-1-ブタノール、ジフェニルアミンおよびN-エチルエタンアミンが利用できる。
第三級アミンとしては、例えば、N-エチル-N-メチルブタン-1-アミンおよびN,N-ジメチルメタンアミンが利用できる。
第四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラオクチルアンモニウムブロミド(TOAB)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、塩化ベンザルコニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゼトニウムおよび塩化デカリニウムが利用できる。
【００３３】
本発明の脂肪族アミンとしては、第四級アンモニウム塩が特に好ましい。第四級アンモニウム塩は、強電解質なので常に正に帯電している。そのため、配位子と脂肪族アミンとを反応させる際に、配位子の酸性官能基との反応性が高い。そのため、配位子と脂肪族アミンとの反応が促進され、反応時間（撹拌時間）を短縮でき、さらにハイブリッド型抗菌剤の収率が高くすることができる。
【００３４】
銀クラスターに配位する配位子としては、ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有するものを使用する。
本明細書において「ヘテロ原子」とは、炭素と水素を除く原子のことである。「ヘテロ原子を含有する官能基」は、例えば、チオール基(−SH)、アミノ基(−NH2)、およびカルボキシル基(−COOH)を含む。特に、チオール基が好ましい。ヘテロ原子を含有する官能基は、銀クラスターに配位することができる。
【００３５】
本明細書において「酸性官能基」とは、酸性を有する官能基であり、アミンと反応する。酸性官能基は、ハイブリッド型抗菌剤で使用する有機化合物（具体的には脂肪族アミン）と反応してイオン結合を形成することができる。酸性官能基は、例えばカルボキシル基(−COOH)、リン酸基(H2PO4-)および硫酸基(HSO4-)を含む。特に、カルボキシル基が好ましい。
【００３６】
ハイブリッド型抗菌剤で使用する配位子は、銀クラスターと配位する官能基（ヘテロ原子を含有する官能基）と、脂肪族アミンと反応する官能基（酸性官能基）とを含んでいるので、配位子を介して、銀クラスターと脂肪族アミンを結合（複合化）することができる。
【００３７】
「ヘテロ原子を含有する官能基と、酸性官能基とを有する配位子」は、ジヒドロリポ酸(DHLA)、グルタチオン、カプトプリル、メルカプトプロピオン酸(MPA)、メルカプトヘキサン酸(MHA)、メルカプトオクタン酸(MOA)、メルカプトウンデカン酸(MUA)、システイン、メチオニン、グルタチオン、ポリメタクリル酸およびポリアクリル酸を含む。特に、ジヒドロリポ酸（チオール基とカルボキシル基を含有する化合物）が好ましい。
なお、1つの銀クラスターに対して、複数の配位子が配位結合し得る場合には、それら複数の配位子が、１種類の配位子のみを含んでもよく、または複数種類の配位子を含んでもよい。製造の容易さからは、1種類の配位子のみを含む銀クラスター錯体が好ましい。
また、複数の銀クラスター錯体において、ある銀クラスター錯体に含まれる配位子と、別の銀クラスター錯体に含まれる配位子とが全て同じであっても、一部異なっていても、あるいは完全に異なっていてもよい。
【００３８】
次に、ハイブリッド型抗菌剤の製造方法について説明する。
【００３９】
＜工程１．銀クラスター錯体の合成＞
配位子（保護剤）を含む水溶液に、銀イオンを含む銀化合物水溶液を加え、さらに還元剤を添加して1〜10時間撹拌する。撹拌は遮光下で行うのが好ましい。また、撹拌にはマグネットスターラー等のスターラーを利用することができる。水溶液中の銀イオンは還元剤によって還元されて、銀原子を生じる。複数（例えば15個〜40個）の銀原子が凝集して銀クラスターが形成される。水溶液中の配位子が銀クラスターに配位して、銀クラスター錯体が得られる。
【００４０】
具体例として、配位子としてジヒドロリポ酸(DHLA)を用いた銀クラスター錯体の合成を説明する。αリポ酸水溶液に還元剤（例えば、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)水溶液）を添加して10〜60分撹拌し、ジヒドロリポ酸水溶液（「配位子を含む水溶液」に相当）を得る。そこに、硝酸銀(AgNO3)水溶液（「銀イオンを含む銀化合物水溶液」に相当）を添加し、さらに還元剤（例えば、NaBH4水溶液）を添加して、約1〜10時間撹拌する。溶液の色は、撹拌前は不透明な黒色であるが、撹拌完了時には透明なオレンジ色になる。このような色の変化により、銀クラスター錯体が形成されたことを視認することができる。
【００４１】
＜工程２．銀クラスター錯体と有機化合物（脂肪族アミン）との反応＞
炭素数Ｃ４〜Ｃ１８のアルキル基を含む脂肪族アミンを有機溶剤（例えばトルエン）に溶解して、有機溶液を準備する。工程１．で得られた銀クラスター錯体水溶液に、有機溶液を添加して5〜10分撹拌する。これにより、銀クラスター錯体と脂肪族アミンが反応（より正確には、銀クラスター錯体の配位子と脂肪族アミンが反応）して、ハイブリッド型抗菌剤が生成される。撹拌は、密閉容器に封入した状態で、手でしっかり振る、ボルテックスミキサーで撹拌する等により行うことができる。
【００４２】
ここで撹拌が十分ではないと、銀クラスター錯体と脂肪族アミンが十分に反応せず、ハイブリッド型抗菌剤は得られない。そのため、撹拌するときは、十分な時間にわたって、激しく撹拌することが重要である。なお、銀クラスター錯体と脂肪族アミンとを共存させても、親水性の銀クラスター錯体と、疎水性の脂肪族アミンが近づくことは容易ではなく、反応が自然に進行することは殆どない。
通常、銀クラスター錯体はオレンジ色等である。反応が進行して、水層中の銀クラスター錯体が脂肪族アミンと反応してハイブリッド型抗菌剤になって有機層に移動すると、有機層が呈色し、水層の色が薄くなる。このように、水層と有機層の色を視認することにより、反応が進行していることを確認することができる。
【００４３】
撹拌した溶液を静置して、水層（下層）と有機層（上層）に分離させる。ハイブリッド型抗菌剤は有機溶剤に溶解するため、有機層中に存在する。そこで、有機層（上層）を分取して、ハイブリッド型抗菌剤を含有する有機溶液を得る。
【００４４】
＜工程３．未反応の化合物の除去＞
工程３．では、工程２．で得られた有機層に精製工程を行う。なお、工程３．は省略してもよい。
工程２．で得られた有機層は、ハイブリッド型抗菌剤の他に、未反応の化合物を含み得る。例えば、銀クラスター錯体と脂肪族アミンとを反応させたとき、いずれか一方が過剰になり得る。脂肪族アミンに対して銀クラスター錯体が過剰であれば、溶液中には反応しなかった銀クラスター錯体が存在する。銀クラスター錯体に対して脂肪族アミンが過剰であれば、溶液中には反応しなかった脂肪族アミンが存在する。
工程２．で、撹拌した溶液を静置して水層（下層）と有機層（上層）に分離させて、有機層を分取する。上述した通り、ハイブリッド型抗菌剤は有機溶剤に溶解するため、有機層中に存在する。一方、未反応の銀クラスター錯体は水溶性であるので、水層中に存在する。なお、未反応の脂肪族アミンは有機溶剤に溶解するが、撹拌した後に静置すると、未反応の脂肪族アミンの多くは水層に懸濁した状態で存在することがわかった。よって、工程２．で有機層を分取するだけで、有機層から未反応化合物の多くを除去できる。
【００４５】
しかしながら、一部の未反応化合物（特に、有機溶剤に可溶の脂肪族アミン）は、ハイブリッド型抗菌剤と共に有機層に残存し得る。そこで、最終的に得られるハイブリッド型抗菌剤の純度を高くするために、分取した有機層から未反応化合物を除去するための精製操作を行ってもよい。精製操作は、以下の通りに行うことができる。
分取した有機層に純水を加え、1〜10分撹拌する。撹拌は、密閉容器に封入した状態で、手で振る等により行うことができる。これにより、有機層中に残っていた未反応化合物を水層に移動させる。純水の追加、撹拌、静置および有機層の分取という一連の操作（精製操作）を複数回（例えば2〜10回）繰り返すことにより、有機層から未反応化合物を抽出することができる。
【００４６】
純度の高いハイブリッド型抗菌剤を得る観点からは、上述の精製操作は、水層が無色透明になるまで、繰り返し（例えば5〜10回）行うのが望ましい。一方、ハイブリッド型抗菌剤の製造コストの観点からは、未反応化合物が生じないように、又は未反応化合物が少なくなるように、銀クラスター錯体と脂肪族アミンの比率を調整した上で、精製操作を数回（例えば１〜３回）行うのが好ましい。
【００４７】
＜工程４．有機溶剤の除去＞
工程３．で精製操作を行った後の有機層（工程３．を省略する場合には、工程２．で得られた有機層）から、有機溶剤を除去して、ハイブリッド型抗菌剤を得る。有機溶剤の除去には減圧乾燥器（エバポレータ）を用いてもよい。
【００４８】
このようにして得られたハイブリッド型抗菌剤は、高い抗菌性を有し、さらに有機系抗菌剤に特有の即効性と無機系抗菌剤に特有の遅効性の抗菌性を発揮する。また、ハイブリッド型抗菌剤は、銀クラスターを含むにもかかわらず有機溶媒に可溶であるので、抗菌樹脂製品に幅広く利用することができる。さらに、銀クラスターを有機化合物と結合することにより銀クラスターの光安定性が向上するため、光が照射され得る環境に置かれる製品にも抗菌剤として使用することができる。
【実施例１】
【００４９】
（ハイブリッド型抗菌剤の合成）
以下の手順でハイブリッド型抗菌剤（TOA-Ag25(DHLA)14）を合成した。
（１）銀クラスター錯体（Ag25(DHLA)14）の合成
褐色のスクリュー管に、α-リポ酸19 mg(9.2×10-5 mol)を純水13 mLに加えた(試料A)。さらに6.8 mgのNaBH4(1.8×10-4 mol)を純水1 mLに溶解した溶液を試料Aに加え、α-リポ酸をジヒドロリポ酸(DHLA)に還元した(試料B)。試料Bに3.0 mgのAgNO3(1.8×10-5 mol)を700 μLの純水に溶解させた溶液を加えた(試料C)。試料Cに、9.8 mgのNaBH4(2.6×10-4 mol)を2 mLの純水に溶解させ、溶液を加えて数分撹拌した。溶液は、直ぐに無色透明から黒色になり、多分散の銀クラスターが生成した。さらに4時間、試料溶液を撹拌すると溶液は黒色からオレンジ色になり、銀クラスター錯体の水溶液を得た。なお、マススペクトルによる測定により、銀クラスターが25量体、つまり銀原子を25個含むクラスターであることがわかった（以下、実施例に使用する25量体の銀クラスターを単に「Ag25」と表記することがある）。また、マススペクトル測定の結果、銀クラスターに配位しているジヒドロリポ酸(DHLA)は14個であることがわかった（以下、銀クラスター錯体を「Ag25(DHLA)14」と表記することがある）。
【００５０】
（２）銀クラスター錯体（Ag25(DHLA)14）の精製
合成した銀クラスター錯体水溶液16.7 mLを50 mL遠沈管に移し、そこに1-ブタノール16 mL、メタノール 4 mLを加えてよく振り混ぜた。この操作により、1-ブタノールがメタノールに少しずつ溶解し、銀クラスター錯体水溶液が濃縮された。KUBOTAテーブルトップ遠心機4200を用いて回転数6000 rpm、5分間遠心分離を行った。上層が無色透明溶液、下層が銀クラスター錯体を含む褐色溶液となった。上層の無色透明溶液をパスツールで除去し、そこに1-ブタノール12 mLを加えてしっかり振り混ぜ、再び同条件で遠心分離を行った。この操作を褐色の部分が固体になるまで繰り返した。上層の無色透明溶液をパスツールで除去し、メタノール2 mLを加えてSANSYO D-SONIC超音波洗浄機によって溶解させた。これを1 mLずつ1.5 mLのマイクロチューブに移した。遠沈管にメタノールを200 μL入れて遠沈管を洗い、その溶液を先述のマイクロチューブに100 μLずつ加えた。この銀クラスター錯体を含むマイクロチューブをSIGMA マイクロミニ遠心機を用いて回転数14800 rpm、10分間遠心分離を行った。この上澄み溶液を別の1.5 mLのマイクロチューブに移して、IsotempバキュームオーブンModel 280A（ThermoFisher Sientific社製）を用いて常温で減圧乾燥を行い、固体化した。その後、固体試料にエタノールを500 μL加えて超音波分散を行い、分散させてマイクロミニ遠心機により、回転数14800 rpm、5分間遠心分離を行って上澄みを除去した。この操作をもう一度行い、減圧乾燥器を用いて常温で減圧乾燥を行うことで固体のAg25(DHLA)14を得た。この試料を冷凍庫で保管した。上記の1回合成で約4 mgの固体試料が得られた。
【００５１】
（３）ハイブリッド型抗菌剤（TOA-Ag25(DHLA)14）の合成
30 mLのスクリュー管に、4 mgのAg25(DHLA)14を純水10 mLに溶解させた(試料D)。また、別の30 mLのスクリュー管に、1.17 mg、5.45 mgのテトラオクチルアンモニウムブロミド(TOAB)(Ag25(DHLA)14に対するTOABとモル比 M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14) = 3.14に相当する量。ここで、M(TOAB)はTOABのモル数、M(Ag25(DHLA)14)はAg25(DHLA)14のモル数である)をトルエン5 mLに溶解させた。このTOABトルエン溶液を銀クラスター錯体水溶液10 mL(試料D)が入ったスクリュー管に加えて、ボルテックスミキサーで約2分、激しく振り混ぜた。銀クラスター錯体Ag25(DHLA)14がTOABと反応してハイブリッド型抗菌剤（TOA-Ag25(DHLA)14）が形成された。ハイブリッド型抗菌剤は有機溶媒に可溶であるため、トルエン層に溶解した。なお、ハイブリッド型抗菌剤がトルエン層に溶解すると、トルエン層が呈色するため、視認することができる。静置して上層（トルエン層）と下層（水層）に分離したら、トルエン層を分取した。トルエン層中の不純物（例えば未反応化合物）を取り除くために、分取したトルエン層に純水を15 mL加えてしっかりと手で振り混ぜた。静置して上層（トルエン層）と下層（水層）に分離したら、トルエン層を分取した。なお、トルエン層中には水滴が分散しており、エマルションとなっている。トルエン層から水滴を分離するために、分取した上層のトルエン層を1.5 mLのマイクロチューブに1 mLずつ取り分けてマイクロミニ遠心機を用いて回転数14800 rpm、10分間遠心分離を行った。そして上層（トルエン層）を分取することでTOA-Ag25(DHLA)14溶液を得た。
【実施例２】
【００５２】
（銀クラスター錯体のマススペクトル測定）
実施例１で合成した銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)をマススペクトルで測定して、銀クラスターの原子数と、１つの銀クラスターに結合している配位子の数を調べた。
実施例１（２）で得られた銀クラスター錯体の固体試料をメタノールに溶解し、1 mg / mL の銀クラスター錯体のメタノール溶液を調製した。試料をorbitrap型質量分析計Exactive (ThermoFisher Sientific社製)を用いて、ESI負イオンモードで測定した。スプレー電圧は-4〜-5 kV、キャピラリー温度は250℃とした。infusionで試料を導入し、試料導入速度は2.5 μL / minとした。
【００５３】
銀クラスター錯体のESI-MSのマススペクトルを図１に示す。m/z 1896.9、1813.6および1422.4にピークが見られた。1896.9および1813.6は3価、1422.4は4価のイオンで検出された。1896.9がメインピークである。ここで銀クラスターの配位子であるDHLAからHが2つとれたもの(組成式 C8H14O2S2)を「L」とする。3価イオンのピークに対し、ピーク間隔が7.3である。このことから、銀クラスターの質量(m)は7.3(m/z) × 3(z) = 21.9 ≒ 22であることがわかる。これをLがNa置換した複数のピークであると考えた．LをL(H)と示し，LがNa置換したものをL(Na)と示す。L(Na)の個数が1〜13の一連のピークが見られた。m/z 1896.9 は[Ag25L(H)9L(Na)5 - 3H]3-  (Ag25L14 実験値 5583.8、理論値5585.3)と帰属される。同様に、m/z 1813.6はLが1つ減少した[Ag25L(H)10L(Na)3 - 3H]3- (Ag25L13 実験値 5377.7、理論値 5378.9)と帰属される。また、m/z 1422.4は4価のイオンのピークであり、[Ag25L(H)9L(Na)5 - 4H]4- (Ag25L14 実験値 5583.8、理論値5585.3)と帰属される。
以上の結果から、本実験で合成した銀クラスター錯体の組成式は、Ag25L14（つまり、Ag25(DHLA)14）であることがわかった。
【実施例３】
【００５４】
（蛍光測定）
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)において、銀クラスター特有の蛍光スペクトルが見られるか確認した。
実施例１（３）で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液をトルエンにより2倍希釈し、四面型石英セルに2 mL入れた。蛍光分光光度計 (JASCO社製 FP-6200)を用いて、測定条件を励起側バンド幅：10 nm、 蛍光側バンド幅：10 nm、 レスポンス：Fast、 感度：Medium、 データ取込間隔：1 nm、 励起波長：420.0 nm、 走査速度：250 nm / minとして蛍光測定を行った。
【００５５】
図２に、ハイブリッド型抗菌剤の蛍光スペクトルを示す。650 nmに最も強いピークが現れ、700 nmおよび800 nmにもピークが確認された。これらは、銀ナノ粒子とは明らかに異なり、銀クラスター特有の蛍光スペクトルであった。このことから、ハイブリッド型抗菌剤には、銀クラスターが含まれていることが確認された。
【実施例４】
【００５６】
（銀クラスター錯体と有機化合物の反応比）
実施例１で合成した銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)と、有機化合物(TOAB)との反応比を調べた。
実施例１（３）で有機化合物(TOAB) と 銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)を反応させる際に、それらのモル比 M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14)を、1、3、7および14に変えてハイブリッド型抗菌剤を合成した。ハイブリッド型抗菌剤を合成した後の水層とトルエン層の色を観察して、ハイブリッド型抗菌剤の合成の有無および未反応の化合物の有無を確認した。
Ag25(DHLA)14水溶液とTOABをトルエンに溶解させた溶液を1つのスクリュー管に入れて振り混ぜた後、静置してトルエン層（上層）と水層（下層）を分離させた。得られた各サンプルの液色について以下に説明する。
【００５７】
M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14) = 1のサンプルでは、トルエン層は濃い褐色透明であり、水層は薄い褐色透明であった。ここで、銀クラスター錯体（Ag25(DHLA)14）またはハイブリッド型抗菌剤（TOA-Ag25(DHLA)14）が存在すると液体は褐色になる。また、トルエン層にはハイブリッド型抗菌剤、水層には銀クラスター錯体が溶解する。よって、M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14 = 1のサンプルでは、ハイブリッド型抗菌剤が形成されていること、および銀クラスター錯体の一部が未反応のまま水層に残っていることがわかる。
【００５８】
M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14) = 7および14のサンプルでは、トルエン層は濃い褐色透明であり、水層は白濁した。水層をよく観察すると、水層中に油滴が分散してエマルション化していることがわかった。これは、トルエン層に溶解していたTOABが、水層中に分散してエマルションになったものである。よって、M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14 = 7および14の差プルでは、ハイブリッド型抗菌剤が形成されること、および有機化合物が未反応のまま水層に分散していることがわかる。
【００５９】
M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14) = 3のサンプルでは、トルエン層は濃い褐色透明であり、水層はほぼ無色透明であった。よって、M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14 = 3のサンプルでは、ハイブリッド型抗菌剤が形成されていること、および未反応の化合物がほとんど残存しないことがわかる。
よって、銀クラスター錯体に対する有機化合物のモル比 M(TOAB) / M(Ag25(DHLA)14は、約３であると、未反応の化合物がほぼ生じないことがわかった。
この結果は、次式の平衡状態を想定したときの理論値とよく一致した。
【００６０】
【数１】
0006654320.tif 000002
【実施例５】
【００６１】
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)において、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)と有機化合物(TOAB)とが結合していることを確認するために、ATR-IR測定を行った。
実施例１（３）で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA- Ag25(DHLA)14)について、ATR-IR測定を行った。ハイブリッド型抗菌剤はトルエンに溶解した状態であるので、そのトルエン溶液をテフロン容器に入れ、エバポレータにより常温で3時間減圧乾燥し、固体試料を得た。固体試料を少量とり、FT/IR-4200（JASCO社製）を用いてATR-IR測定を行った。
【００６２】
図３にハイブリッド型抗菌剤のIRスペクトルを示す。また、図４に、ハイブリッド型抗菌剤であるTOA-Ag25(DHLA)14の構造式を示す。IRスペクトルにおいて、2924 cm-1、2859 cm-1、1466 cm-1、1380 cm-1および1218 cm-1にピークが見られた。これらはそれぞれ、TOA-Ag25(DHLA)14が有するCH2(伸縮)、CH3(伸縮)、COO-TOA+、COO-TOA+、S-CH2(伸縮)に帰属される。 COO-TOA+に帰属されるピークが存在していることから、銀クラスター錯体の配位子(DHLA)のカルボニル基(-COOH)と有機化合物(TOAB)とが反応して、結合していることがわかる。つまり、実施例１で製造したハイブリッド型抗菌剤では、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)と有機化合物(TOAB)が単に共存しているのではなく、それらが化学的に結合していることが確認された。
【実施例６】
【００６３】
（有機溶剤への溶解性）
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の有機溶剤への溶解性を調べた。
実施例１（３）で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液をエバポレータで乾燥して固体試料を得た。その固体試料を６つの容器に約1mgずつ入れ、各容器にメタノール、エタノール、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)およびアセトニトリルをそれぞれ1 mLずつ加えて撹拌し、各有機溶剤に溶解するか調べた。比較のために、実施例１（２）で得られた銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)の固体試料についても同様の試験を行った。
試験結果を表１に示す。固体試料が全て溶解した場合に「OK」、溶け残った場合は「NG」とした。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)は、全ての有機溶剤に溶解した。一方、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)は、メタノールには溶解したが、それ以外の有機溶剤には溶解しなかった。このことから、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)では、親水性の銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)に有機化合物(TOAB)が結合したことにより、疎水性度が上昇し、各種の有機溶剤に溶解するようになることが示された。
【実施例７】
【００６６】
(光安定性)
UV-vis吸収測定により、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の光安定性について調べた。
実施例１（３）で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液（濃度4 mg / 20 mL）を、四面型石英セルに2 mL入れ、紫外可視分光光度計(JASCO V-670 spectrophotometer)を用いて、測定条件をレスポンスFast、バンド幅2.0 nm、走査速度400 nm / min、開始波長1000 nm、終了波長300 nm、データ取込間隔1.0 nmとして、UV-vis吸収スペクトルを測定した。
そして、石英セルに入れた状態で、ハイブリッド型抗菌剤のトルエン溶液に405 nmのパスル光(〜1ns)を、浜松ホトニクス社製Qauntaru-Tau装置で、連続300分照射した後、再度UV-vis吸収スペクトルを測定した。銀クラスターの分解に起因するスペクトル変化を調べることで、光照射により銀クラスターが受ける影響を検討した。
比較のため、実施例１（２）で得られた銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)の固体試料3 mgを20 mLの純水に溶解した水溶液についても、同様の試験を行った。
【００６７】
図５（ａ）は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のUV-vis吸収スペクトルであり、図５（ｂ）は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14) UV-vis吸収スペクトルである。
光照射前は、ハイブリッド型抗菌剤も銀クラスター錯体も類似のスペクトルであり、約495 nm、約425 nmおよび約330 nmに3本のピークが確認された。これらは、電子エネルギーが離散化した準位間の遷移に伴う吸収ピークであり、量子サイズ効果が見られる銀クラスター特有のピークである。
【００６８】
光照射後については、ハイブリッド型抗菌剤のスペクトルは、光照射前に比べると多少のピーク強度の変動はあるものの、3本のピークが確認できる（図５（ａ））。一方、光照射後の銀クラスター錯体のスペクトルは、3本のピークは消失し、ブロードになった。
銀クラスター錯体では、光が照射されたことにより銀クラスターが分解したことがわかる。言い換えると、銀クラスター錯体は光安定性が低い。
これに対して、ハイブリッド型抗菌剤は、光が照射されても銀クラスターが分解しなかった。つまり、ハイブリッド型抗菌剤は、銀クラスター錯体よりも光安定性が高い。ハイブリッド型抗菌剤では、銀クラスター錯体に有機化合物が結合したことにより、耐光性が改善されたといえる。
【００６９】
（熱安定性)
熱重量(TG)測定により、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の熱安定性について調べた。
実施例１（３）で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のの固体試料4mgを、アルミニウム製の容器に入れ、熱分析装置(Rigaku Thermo plus EVO)を用いて、5℃/minの温度上昇速度で、室温（25℃）〜200℃まで、TG曲線を測定した。
比較のため、実施例１（２）で得られた銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)の固体試料2mgについても、同様の試験を行った。
【００７０】
図６（ａ）は、ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のTG曲線である。図６（ｂ）は、銀クラスター錯体(Ag25(DHLA)14)のTG曲線である。銀クラスター錯体では、50℃付近から熱分解に伴う重量減少が始まり、広い温度範囲（50℃〜140℃）にわたって重量減少が見られた。つまり、銀クラスター錯体は、５０℃程度の低温加熱であっても、分解し得ることがわかる。言い換えると、銀クラスター錯体は熱安定性が低い。
これに対して、ハイブリッド型抗菌剤は、160℃付近までは熱分解による重量減少が見られず、160℃を超えると重量減少が見られた。ハイブリッド型抗菌剤は、160℃程度の耐熱性を有することがわかった。
【００７１】
ハイブリッド型抗菌剤は、銀クラスター錯体に比べて耐熱性が100℃以上も高い。ハイブリッド型抗菌剤では、銀クラスター錯体に有機化合物が結合したことにより、耐熱性が著しく改善されたといえる。
【実施例８】
【００７２】
（抗菌試験）
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)の抗菌性を調べた。
実施例１（３）で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液をテフロン容器に入れ、エバポレータにより常温で3時間減圧乾燥し、固体試料を得た。そして、固体試料をエタノールに溶解して、ハイブリッド型抗菌剤のエタノール溶液（本実施例では「ハイブリッド型抗菌剤溶液」と略称する）を調製した。エタノール溶液は、異なる濃度で5種類調製した（0.001 wt%、0.01 wt%、0.1 wt%、1 wt%および5 wt%）。
5 cm角のガラス板を5枚準備し、メタノールで洗浄した。各ガラス板の上面に、濃度の異なるエタノール溶液をそれぞれ200 μL滴下し、スピンコーター(ACTIVE Spincoater)を用い、回転数400 rpm、45 sの条件で、ガラス板の上面全体に塗布した。エタノール溶液中のエタノールはすぐに蒸発し、ガラス板の上面には、ハイブリッド型抗菌剤の被膜が形成された。このハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板を試験片とした。
【００７３】
5 mLの普通ブイヨン培地(栄研化学(株))で黄色ブドウ球菌(Staphylococus aureus NBRC 12732) 、肺炎桿菌(Klebsiella pneumonie IAM 12015)をそれぞれ27℃で一晩振盪培養後、終濃度で1 / 50濃度の普通ブイヨン培地を含む滅菌水で希釈した。シャーレ内に試験片（ハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板）を配置し、その上に菌懸濁液0.4 mLを置いた。この菌懸濁液をポリエチレンシート(4 cm×4 cm)で覆ったあと、シャーレにふたをして、30℃で放置した。24時間後に、試験片上の菌懸濁液を、4.5 mLの滅菌生理食塩水中に回収し、10倍ずつ4段階希釈を行った。希釈液1 mL中の生菌数を測定した。
【００７４】
図７に黄色ブドウ球菌に対するハイブリッド型抗菌剤の抗菌試験の実験結果を、図８に肺炎桿菌に対するハイブリッド型抗菌剤の抗菌試験の実験結果をそれぞれ示す。図７および図８の棒グラフにおいて、縦軸は、接種時を基準とした生菌数の増加率である。
図７から分かるように、対照の試験片(銀クラスターコート無し)では、24時間後の黄色ブドウ球菌の生菌数は、接種時の約100倍に増加した。0.001 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片においては、接種時の約80倍に増加した。0.005 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液では、接種時の約0.16倍となり、生菌数が激減している。さらに、0.01 wt%、0.1 wt%、1.0 wt%および5.0 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片では、生菌数は検出限界以下(N.D.)であった。つまり、0.01 wt%以上の濃度のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片は、黄色ブドウ球菌に対して殺菌力を有していた。
【００７５】
肺炎桿菌においても、図８から分かるように、対照の試験片(銀クラスターコート無し)では、24時間後の肺炎桿菌の生菌数は、接種時の約27倍に増加した。0.001 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片においては、接種時の約10倍に増加した。0.005 wt%、0.01 wt%、0.1 wt%、1.0 wt%および5.0 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片では、生菌数は検出限界以下(N.D.)であった。つまり、0.005 wt%以上の濃度のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片は、肺炎桿菌に対して殺菌力を有していた。
図６および図７の結果から、0.005 wt%(50 ppm)の極低濃度のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布することで、黄色ブドウ球菌および肺炎桿菌のいずれに対しても、優れた抗菌作用を示すことがわかった。
【００７６】
なお、4級アンモニウム塩であるTOABは、単独でも抗菌性を示す。そこで、TOABとハイブリッド型抗菌剤との抗菌性を比較した。0.005 wt%のTOAB溶液を用いて、ハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板と同様の操作によりTOAB被覆ガラス板を作成して、試料片とした。そして、TOAB被覆ガラス板を用いて、ハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板と同様に黄色ブドウ球菌と肺炎桿菌に対する抗菌性の試験を行った。
図９に、0.005 wt%のTOAB溶液を塗布した試料片と、0.005 wt%のハイブリッド型抗菌剤溶液を塗布した試験片についての実験結果を示す。TOAB溶液を塗布した試験片では、黄色ブドウ球菌の生菌数は接種時の約2.2倍に増加し、肺炎桿菌の生菌数は接種時の約0.88倍に減少した。黄色ブドウ球菌および肺炎桿菌のいずれに対しても、ハイブリッド型抗菌剤は、TOAB溶液よりも極めて高い抗菌作用を示すことがわかった。
【００７７】
なお、従来の銀系抗菌剤は、数百 ppmの濃度で抗菌性を示すとされている。これに対してハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)は、50 ppmの濃度で抗菌性を示す。よって、ハイブリッド型抗菌剤は、極めて高い抗菌能を有することがわかった。
【実施例９】
【００７８】
(銀イオンの溶出)
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)からの銀イオンの溶出量を調べた。
実施例１（３）で得られたハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)のトルエン溶液をテフロン容器に入れ、エバポレータにより常温で3時間減圧乾燥し、固体試料を得た。そして、固体試料をエタノールに溶解して、0.01 wt%のハイブリッド型抗菌剤のエタノール溶液（本実施例では「ハイブリッド型抗菌剤溶液」と略称する）を調製した。
5 cm角のガラス板を6枚準備し、メタノールで洗浄した。各ガラス板の上面に、エタノール溶液を200 μLずつ滴下し、スピンコーター(ACTIVE Spincoater)を用い、回転数400 rpm、45 sの条件で、ガラス板の上面全体に塗布した。エタノール溶液中のエタノールはすぐに蒸発し、ガラス板の上面には、ハイブリッド型抗菌剤の被膜が形成された。このハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板を試験片とした。
【００７９】
シャーレ内に6枚の試験片（ハイブリッド型抗菌剤被覆ガラス板）を置き、ガラス板1枚あたり1 mLの純水を滴下した。純水の上をポリエチレンシート(4 cm×4 cm)で覆ったあと、シャーレにふたをして、室温(23℃)で24時間静置した。静置した後、滴下した純水（6枚分で6 mL）から4.35 mLを回収し、5.65 mLの純水を加えて10 mLとした（2.3倍希釈に相当）。希釈液のICP-MS測定を行った。
2.3倍希釈した水中の銀イオンの溶出結果は8.4 μg / L(8.4 ppb)であった。この値を換算すると、希釈前の水には8.4 × 2.3 = 19.3 ppbの銀イオンが溶出していることがわかった。
【００８０】
銀イオンは、長期的に体内に取り込まれると人体に有害であるとの報告がある。最も基準の厳しい米国において、米国環境保護庁(EPA)の飲料水規定では飲料水中の銀の規定値は100 ppbである。また、100 ppb以上の銀イオンを含有する水は、細胞障害性が見られるとの報告もある。
ハイブリッド型抗菌剤(TOA-Ag25(DHLA)14)では、十分な抗菌性能を発揮できる0.01 wt%のエタノール溶液を用いた試験片であっても、銀イオンの溶出濃度は10 ppb程度と極めて低かった。よって、ハイブリッド型抗菌剤は、抗菌能力を発揮できる濃度（0.005 wt%以上）で使用しつつ、安全衛生上の問題のない銀イオン溶出量に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、例えば、医療用具、ベビー用品、介護用品、浴場用品、台所用品、食器、飲料水配管部品、生活衛生用品、家電製品、衣料品、建築資材、農業用資材、自動車用内装部品、文房具など、様々な製品に抗菌性を付与するために利用することができる。
【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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