(57)【要約】  本明細書ではプラズマ活性化水とペルオキシ酢酸の溶液の例示的実施形態を開示する。加えて、溶液を製造するための方法の例示的実施形態も、本明細書に開示する。いくつかの方法は、水をプラズマガスに曝露して水を活性化すること、活性化された水に酢酸を加えること、および酢酸と活性化された水とを混合して溶液を形成させることを含む。さらなる例示的方法は、酢酸を水に加えて溶液を形成させること、酢酸と水の溶液を混和すること、および溶液をプラズマガスに曝露して溶液を活性化することを含む。もう一つの例示的実施形態は、水をプラズマガスに曝露して水を活性化すること、活性化された水にアセチル基供与体を加えること、およびアセチル基供与体と活性化された水とを混合して溶液を形成させることを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性化された流体とペルオキシ酢酸とを含み、前記流体がプラズマガスによって活性化される溶液。
【請求項２】
流体が間接プラズマによって活性化される、請求項１に記載の溶液。
【請求項３】
溶液がさらに過酸化水素および酢酸を含む、請求項１に記載の溶液。
【請求項４】
溶液が約２００ｐｐｍ未満のペルオキシ酢酸を含む、請求項１に記載の溶液。
【請求項５】
溶液が約１６０ｐｐｍ未満のペルオキシ酢酸を含む、請求項１に記載の溶液。
【請求項６】
さらに約３．５未満のｐＨを有する、請求項１に記載の溶液。
【請求項７】
さらに約２．５未満のｐＨを有する、請求項１に記載の溶液。
【請求項８】
さらに界面活性剤を含む、請求項１に記載の溶液。
【請求項９】
水をプラズマガスに曝露することによって前記水を活性化すること、
活性化された水に酢酸を加えること、および
前記酢酸と活性化された水とを混合して溶液を形成させること
を含む、溶液の製造方法。
【請求項１０】
前記水が間接プラズマによって活性化される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記酢酸が希酢酸溶液である、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記酢酸が３５％未満の酢酸溶液を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記酢酸が前記溶液の約８％未満を占める、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記プラズマガスを窒素から生成させる、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
プラズマが発生させる１つ以上の種に水を曝露して前記水を活性化すること、
活性化された水とペルオキシ酢酸の溶液を芽胞、微生物、ウイルス、細菌または真菌に適用することを含む、
芽胞、ウイルス、微生物、細菌または真菌を不活化または殺滅する方法。
【請求項１６】
前記溶液を、約１分未満にわたって、芽胞、微生物、細菌または真菌と接触したままにしておき、殺滅率が約２ｌｏｇ殺滅より大きい、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記溶液を、約３０秒未満にわたって、芽胞、微生物、細菌または真菌と接触したままにしておき、殺滅率が約２ｌｏｇ殺滅より大きい、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記活性化された水に酢酸を加えることをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
酢酸を水に加えて混合物を形成させ、前記混合物をプラズマガスに曝露して前記混合物を活性化することによって、前記プラズマ活性化水とペルオキシ酢酸の溶液を生成させることをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
流体をプラズマまたは間接プラズマに曝露して水を活性化すること、
活性化された水にアセチル基供与体を加えること、および
前記アセチル基供与体と活性化された水とを混合して溶液を形成させること
を含む、溶液の製造方法。
【請求項２１】
前記アセチル基供与体が酢酸である、請求項２０に記載の溶液の製造方法。
【請求項２２】
前記アセチル基供与体がアセチルサリチル酸である、請求項２０に記載の溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、米国非仮特許出願第１３／８４２，５７４号（出願日２０１３年３月１５日、発明の名称「ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ  ＴＯ  ＫＩＬＬ  ＯＲ  ＤＥＡＣＴＩＶＡＴＥ  ＳＰＯＲＥＳ，ＭＩＣＲＯＯＲＧＡＮＩＳＭＳ，ＢＡＣＴＥＲＩＡ  ＡＮＤ  ＦＵＮＧＵＳ」）に基づく優先権およびその利益、ならびに米国仮特許出願第６１／７１０，２６３号（出願日２０１２年１０月５日、発明の名称「ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ  ＴＯ  ＫＩＬＬ  ＯＲ  ＤＥＡＣＴＩＶＡＴＥ  ＳＰＯＲＥＳ，ＭＩＣＲＯＯＲＧＡＮＩＳＭＳ，ＢＡＣＴＥＲＩＡ  ＡＮＤ  ＦＵＮＧＵＳ」）に基づく優先権およびその利益を主張する。これらの出願はどちらも参照によりそのまま本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は概して、芽胞(spore)、微生物、細菌および真菌を殺滅または不活化するために使用することができる溶液に関する。より具体的には、本発明は、プラズマ活性化水とペルオキシ酢酸とを含む溶液に関する。
【背景技術】
【０００３】
ペルオキシ酢酸は、過酢酸またはＰＡＡとも呼ばれ、式ＣＨ3ＣＯ3ＨまたはＣ2Ｈ4Ｏ3を持つ有機化合物である。ペルオキシ酢酸は、硫酸などの触媒の存在下に、溶液中で、酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）と過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）との反応生成物によって形成される。この化学反応を以下に示す。
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【０００４】
ペルオキシ酢酸は強い酸化剤であり、スペクトルの広い抗菌活性も有している。ペルオキシ酢酸混合物は、生鮮果物および生鮮野菜などの食品と接触する表面上の沈着物、においおよびバイオフィルムを抑制することができるので、食品産業において殺菌剤として使用することができる。ペルオキシ酢酸を使用することの利点は、分解過程において形成される生成物である酢酸、過酸化水素、水および酸素が有害ではないことである。
【０００５】
一般に、ペルオキシ酢酸は、硫酸触媒を含有する水性反応媒質に酢酸および過酸化水素を供給することにより、バッチプロセスで生産される。高い生成物収率が達成されるように、最長１０日にわたって、反応を継続させる。加えて、ペルオキシ酢酸は一般に高濃度でエンドユーザーに輸送され、使用前に希釈される。濃ペルオキシ酢酸は危険区分(class)５．２の酸化剤として輸送され、軟質金属および皮膚に対する腐食性が高く、肺への損傷を引き起こしうる。希ペルオキシ酢酸の輸送には法外な費用がかかり、希薄なペルオキシ酢酸は安定性に欠け、分解しやすい。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書ではプラズマ活性化水とペルオキシ酢酸の溶液の例示的実施形態を開示する。
【０００７】
加えて、溶液を製造するための方法の例示的実施形態も、本明細書に開示する。いくつかの方法は、水をプラズマガスに曝露して前記水を活性化すること、活性化された水に酢酸を加えること、および前記酢酸と活性化された水とを混合して溶液を形成させることを含む。さらなる例示的方法は、酢酸を水に加えて溶液を形成させること、酢酸と水の溶液を混和すること、および前記溶液をプラズマガスに曝露して前記溶液を活性化することを含む。もう一つの例示的実施形態は、水をプラズマガスに曝露して前記水を活性化すること、活性化された水にアセチル基供与体を加えること、および前記アセチル基供与体と活性化された水とを混合して溶液を形成させることを含む。
【０００８】
加えて、ペルオキシ酢酸溶液を製造する例示的方法も、本明細書に開示する。この方法は、水をプラズマガスに曝露して前記水を活性化すること、活性化された水に酢酸を加えること、および前記酢酸と活性化された水とを混和することを含む。
【０００９】
芽胞、ウイルス、微生物、細菌または真菌を不活化または殺滅する方法の例示的実施形態も、本明細書に開示する。いくつかの実施形態は、プラズマ活性化水とペルオキシ酢酸の溶液を芽胞、微生物、ウイルス、細菌または真菌に適用することを含む。
【００１０】
加えて、芽胞、ウイルス、微生物、細菌または真菌を殺滅または不活化するための溶液を生成させるための装置の例示的実施形態も本明細書に開示する。この装置は、筐体内に置かれた、プラズマを発生させるためのプラズマ発生器、水を受け取るための注入口、前記プラズマ発生器から発生したプラズマで前記水を活性化するための活性化チャンバー、酢酸を受け取るための注入口、前記水と前記酢酸とを混和して溶液を生成させるための混合チャンバー、および前記溶液を排出するための排出口を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明のこれらの特徴および利点ならびに他の特徴および利点は、以下の説明と添付の図面とを考慮すれば、より良く理解されるであろう。
【００１２】
【図１】芽胞、微生物、細菌および真菌を殺滅または不活化するための溶液を生成させるためのシステムの例示的実施形態を説明する図である。
【００１３】
【図２】芽胞、微生物、細菌および真菌を殺滅または不活化するための溶液を生成させるための例示的方法を説明する図である。
【図３】芽胞、微生物、細菌および真菌を殺滅または不活化するための溶液を生成させるための例示的方法を説明する図である。
【図４】芽胞、微生物、細菌および真菌を殺滅または不活化するための溶液を生成させるための例示的方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態は、水と酢酸をプラズマで処理することによって、ペルオキシ酢酸を生成させる。前記溶液をプラズマで処理すると、ペルオキシ酢酸および他のラジカルを含有する溶液を生成する。いくつかの例では、水をプラズマで処理して水を活性化し、活性化された水に酢酸を加えてペルオキシ酢酸を含有する溶液を生成させる。別の例では、酢酸を水に加え、その溶液をプラズマで処理して水を活性化すると共に、溶液中にペルオキシ酢酸を生成させる。その結果得られる活性化水とペルオキシ酢酸とを含有する溶液は、芽胞、微生物、細菌、ウイルスおよび真菌を現在の方法より効率よく不活化または殺滅するのに有効であることがわかった。
【００１５】
プラズマ、すなわち電離ガスは、原子または分子に束縛されていない１つ以上の遊離電子を有する。非熱プラズマは高濃度の高エネルギーなそして化学的に活性な種を与える。それらは熱力学的平衡からは程遠い状態で作動し、高濃度の活性種を伴うが、実質上室温と同じ温度にとどまることができる。
【００１６】
遊離電子からのエネルギーを別のプラズマ構成成分に与えるとさらなる電離、励起および／または解離を起こしうる。プラズマと接触させた流体は「活性化」された状態になるが、本明細書ではこれをプラズマ活性化流体といい、いくつかの実施形態では、プラズマ活性化流体がプラズマ活性化水である。
【００１７】
いくつかの実施形態において、プラズマはスーパーオキシドアニオン［Ｏ２・−］を含有する場合があり、これは酸性媒質中でＨ＋と反応してヒドロペルオキシラジカルＨＯＯ・を形成する：［Ｏ２・−］＋［Ｈ＋］→［ＨＯＯ・］。他のラジカル種としては、水相での、または空気もしくはガスの存在下での、ＯＨ・およびＮＯ・を挙げることができる。水をプラズマで処理すると、Ｈ2Ｏ2、硝酸塩および亜硝酸塩の１つ以上が濃縮されたプラズマ活性化水がもたらされる。
【００１８】
プラズマ活性化水はＨ2Ｏ2を含有するので、酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）の添加は、ペルオキシ酢酸を含む溶液をもたらす：
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いくつかの実施形態では、水をプラズマで活性化した後に、酢酸を加える。いくつかの実施形態では、酢酸を加えてから、その溶液をプラズマで活性化する。いくつかの実施形態では、プラズマ活性化水と酢酸とを混合することによるペルオキシ酢酸の形成が、触媒の使用を必要としない。
【００１９】
プラズマで水を活性化してプラズマ活性化水を得ることは、同時係属中の米国仮特許出願第６１／６２１０７８号（発明の名称「Ｓａｎｉｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｐｌａｓｍａ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｆｌｕｉｄ」、出願日２０１２年４月６日）、ならびに他のいくつかの特許および特許出願、例えばＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５９０４６（発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ｐｏｔａｂｌｅ  Ｗａｔｅｒ」、出願日２００２年１月２５日）、ＷＯ２００７／０４８８０６（発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｉｏｃｉｄａｌ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｗａｔｅｒ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ」、出願日２００６年１０月２５日）、ＷＯ２０１２／０１８８９１（発明の名称「Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  ｂｙ  Ｎｏｎ−Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｌａｓｍａ」、出願日２０１１年８月３日）、および米国特許第７，２９１，３１４号（発明の名称「Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｗａｔｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、出願日２００年１２月２０日）において示され、説明されている。これらの特許および特許出願のそれぞれは、プラズマの発生および水の活性化に関するその開示について、参照によりそのまま本明細書に組み込まれる。
【００２０】
加えて、ラジカルの濃度を増加または減少させるために、プラズマによる活性化に先立って、流体、例えば水の性質を改変してもよい。例えば、水のｐＨは、酸性または塩基性になるように調節することができる。ある実施形態では、水のｐＨが約２〜３．５であり、別の実施形態では、約２〜３．５であり、さらに別の実施形態では、約２．７である。ｐＨは例えば活性化に先立って水に酸を加えることなどによって調節することができる。ｐＨレベルは活性化過程で下がりうる。ある実施形態では、ｐＨレベルを調節することで、ラジカルの濃度が調節され、よって芽胞、微生物、細菌などを不活化または殺滅するプラズマ活性化水の効力の調節が可能になる。
【００２１】
ある実施形態では、活性化水のｐＨレベルが約２．０〜３．５であり、別の実施形態では、ｐＨが約２．０〜３．５であり、さらに別の実施形態では、約２．７である。さらにもう一つの実施形態では、ｐＨが約３未満であり、別の実施形態では、約２．０未満である。ある実施形態では、ｐＨが約２．０である。
【００２２】
加えて、電離させるガスを変えることにより、活性化過程そのものの間に、活性化水の性質を調節することもできる。例えば電離させるガスは、通常の空気、窒素、Ｎ2、酸素、Ｏ2、Ｈｅまたはそれらの組み合わせにすることができる。
【００２３】
さらに、結果として得られる溶液の効力または安定化を増大させるために、流体を活性化する前または流体を活性化した後に、例えばアルコールなどの添加物を加えてもよい。
【００２４】
図１に、芽胞、細菌、微生物などを不活化または殺滅するための溶液を生成させるためのシステム１００の例示的実施形態を説明する。結果として得られる溶液はペルオキシ酢酸を含む。例示的システム１００は流体源１０１からの液体を受け取る。流体源１０１は、水の供給源であるか、追加の添加物を含む水の供給源であることができる。ある実施形態では、流体が水道水であるが、水は蒸留水、水道水、ろ過水、酸性の性質を持つ水、塩基性の性質を持つ水、または例えばアルコールなどの添加物と混合された水であってもよい。加えて、発生を最適化し、または性能を高め、および／または安定性を増加させるために、他の添加物を使用してもよい。これらの添加物としては、例えば金属分解を低減するためのキレート剤、溶液の浸透を高めて有機物処理負荷の影響を和らげるための界面活性剤、および／またはｐＨを調節するための緩衝剤を挙げることができる。加えて、いくつかの実施形態では、例えば無機硫酸塩、無機リン酸塩などの腐食防止剤を加えてもよい。いくつかの実施形態では、ゼオライト緩衝系を使用してもよい。いくつかの実施形態では、これらの添加物の１つ以上を水の活性化に先立って加える。いくつかの実施形態では、これらの添加物の１つ以上を水の活性化後に加える。
【００２５】
ポンプ１０２はノズル１０４を通して流体を送り出す。ノズル１０４からの排出流体１１４はプラズマガス１１２を通過する。排出流体１１４としては排出流体流れ、排出流体ミスト、排出流体噴霧等が可能である。
【００２６】
システム１００は、誘電体バリア１０８Ａ、１１０Ａをそれぞれ有する一対の電極１０８、１１０を含んでいる。電極１０８は高圧電源１０６に接続されている。この実施形態では、電極を活性化すると、プラズマガス１１２が２つの電極間に形成される。プラズマガス１１２は、周囲の空気から発生させるか、または例えば窒素などのガスもしくはガス混合物から発生させることができる。流体１１４は、流れ、ミストまたは噴霧蒸気の形態でプラズマガス１１２を通過し、活性化される。場合により、プラズマガス１１２は、例えば表面接触、マイクロバブルとしての流体内でのプラズマの形成など、他の手段によって流体と接触してもよい。この例示的実施形態では、流体１１４が活性化され、活性化流体１１６として容器１１５（活性化チャンバーともいう）の底に集まる。活性化流体１１６は、ポンプ１１８により、ライン１１７および１２０を通して、第２容器１２２（混合チャンバーともいう）に送り込まれる。ある実施形態では、ポンプ１１８が定量ポンプであり、これによって比較的正確な量の活性化流体を容器１２２に送り込むことができる。酢酸は容器１２４から、ポンプ１２８により、ライン１２６、１２６Ａを通して送り出される。容器１２４中の酢酸１２３は任意の濃度を有していてよく、ある実施形態では約３５％酢酸である。ある実施形態では、ポンプ１２８が定量ポンプであり、これによって比較的正確な量の酢酸を容器１２２に送り込むことができる。
【００２７】
活性化流体１１７と酢酸１２３の溶液１３０は、モーター１３２によって運転される撹拌機１３４により、容器１２２内で混合される。活性化水中のＨ2Ｏ2は酢酸と反応して、溶液１３０内でペルオキシ酢酸を形成させる。ある実施形態では、溶液１３０が約２５〜２００ｐｐｍのペルオキシ酢酸を含有する。もう一つの実施形態では、溶液１３０が約８０〜１８０ｐｐｍを含有する。さらにもう一つの実施形態では、溶液１３０が約８０〜１２０ｐｐｍのペルオキシ酢酸を含有する。いくつかの実施形態では、溶液１３０が約０．００２５％〜０．０２％のペルオキシ酢酸を含有する。いくつかの実施形態は約０．０２％未満のペルオキシ酢酸を含有し、いくつかの実施形態は約０．０１％のペルオキシ酢酸を含有する。いくつかの実施形態では、溶液１３０が、１．０％より低い濃度のペルオキシ酢酸溶液を有する。
【００２８】
加えて、いくつかの実施形態では、プラズマ水活性化によって発生した溶液１３０に窒素種が追加されていると、細菌、真菌および芽胞の殺滅または不活化を促進するのを助けると考えられる。
【００２９】
溶液１３０は、ポンプ１３８により、容器１２２から、ライン１３６、ヘッダー１４０および噴射ノズル１４２を通して送り出される。ノズル１４２は、例えば噴射ノズル、圧電素子、噴霧ノズル、ミスト化ノズル、ジェットノズルなどであることができる。ノズル１４２は、飛沫、ミスト、霧、噴霧ミスト、蒸気などを供することができる。いくつかの実施形態では、溶液１３０が、芽胞、微生物、細菌、真菌などを殺滅または不活化するために、対象に噴射される。
【００３０】
殺菌性／殺芽胞性の溶液１３０を、水および酢酸などの安全な材料から現場で生成できる例示的システム１００では、濃ペルオキシ酢酸の輸送および取り扱いに伴う危険が排除される。加えて、溶液１３０は、分解過程において、有害ではない酢酸、過酸化水素、水および酸素へと分解する。いくつかの実施形態では、溶液１３０は製造から２４時間以内に、対象に適用される。いくつかの実施形態では、溶液１３０は製造から１時間以内に、対象に適用される。さらにいくつかの実施形態では、溶液１３０は製造から５分以内に、対象に適用される。
【００３１】
ある実施形態において、容器１１５は空気で満たされるか、または空気注入口供給源→空気注入源を有する。ただし、場合によっては、容器１１５を例えばＮ２、Ｏ２またはＨｅなどの他のガスで満たしてもよく、あるいはこれらのガスの１つ以上の組み合わせを使用してもよい。ガスは大気圧下で供給するか、または大気圧より高いまたは低い圧力下で供給することができる。容器１１５へのガス注入通路（図示されていない）を設けることができる。場合によっては、ガスで容器１１５を満たすのではなく、ガスをプラズマ発生の場所に導いてもよい。使用するガスを変えて活性化水を調整し、細菌、芽胞、微生物または真菌いずれをも殺滅する活性化水の効果をより高める、あるいは使用するガスを変えて活性化水を調整し、細菌、芽胞、微生物または真菌の異なる種類ごとに殺滅する活性化水の効果を変えることができる。
【００３２】
溶液１３０の処理対象は、例えば部屋、病院ベッド、器具、手、皮膚、創傷、農産物、肉製品などである。
【００３３】
システム１００の例示的実施形態では、容器１１５の活性化チャンバーが、容器１２２の混合チャンバーの上流に図示されている。いくつかの例示的実施形態では、活性化チャンバーが混合チャンバーの下流に置かれる。
【００３４】
この例示的実施形態では酢酸を使用し、酢酸について説明したが、例えばアセチルサリチル酸などといった他のアセチル基供与体や、過ホウ酸塩などのペルオキシド発生剤も、プラズマによってさらに活性化することができる。加えて、この例示的実施形態ではアセチル基供与体としての液体の使用を説明したが、固形のものなど、他の形態のアセチル基供与体も使用することができる。
【００３５】
図２に、芽胞、真菌および細菌を殺滅するための溶液を生成させるための例示的手順２００を説明する。この例示的手順はブロック２０２においてプラズマ供給源を用意することによって始まる。ブロック２０４において水の供給源を用意し、ブロック２０６では、水を前記プラズマ供給源が生成させるプラズマガスと接触させることによって、水を活性化する。ブロック２０８では活性化水溶液に酢酸を加え、その溶液を混和する。次に、その溶液を、ブロック２１０において、対象に適用する。
【００３６】
活性化水と酢酸の混合物は芽胞を殺滅または不活化することがわかった。活性化水と酢酸の混合物は、クロストリジウム・ディフィシレ（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｄｉｆｆｉｃｉｌｅ）（「Ｃ  ｄｉｆｆ」）を、漂白剤でＣ  ｄｉｆｆを殺滅するのに要する時間（これは少なくとも約５分を要する）より短い時間で殺滅または不活化することもわかった。ある実施形態では、Ｃ  ｄｉｆｆ芽胞が約３０秒で不活化された。
【００３７】
図３に、芽胞、真菌および細菌を殺滅するための溶液を生成させるためのもう一つの例示的手順３００を説明する。この例示的手順は、ブロック３０２においてプラズマ供給源を用意することによって始まる。ブロック３０４では水の供給源を用意する。ブロック３０６において前記水供給源からの水に酢酸を加え、その溶液を混和する。ブロック３０８では、その溶液をプラズマ供給源が発生させるプラズマガスと接触させることによって、溶液を活性化する。次に、その溶液を、ブロック３１０において、対象に適用する。
【００３８】
図４に、芽胞、真菌および細菌を殺滅するための溶液を生成させるためのもう一つの例示的手順４００を説明する。この例示的手順はブロック４０２においてプラズマ供給源を用意することによって始まる。ブロック４０４では水の供給源を用意する。ブロック４０６では、溶液をプラズマ供給源が発生させるプラズマガスと接触させることによって、水を活性化する。ブロック４０８ではアセチル基供与体を活性化水に加える。これにより、ペルオキシ酢酸を含有する溶液が形成される。次に、その溶液を、ブロック４１０において、対象に適用する。
【００３９】
実験の結果、C diff芽胞は約30秒以内に不活化または殺滅できることが実証される。ある実験では、１．５ｍｌの精製水の溶液を、周波数３５００Ｈｚ、パルス幅１０μｓおよび１００％デューティーサイクルで作動する誘電バリア放電プラズマ発生器に曝露した。電極ギャップは、９０秒間、１．５ｍｍ±０．５ｍｍとした。水のｐＨは６から２に低下した。０．２ｍｌの３５％希酢酸溶液を活性化から２０秒以内の活性化水に加えた。その結果得られた溶液は、約８５〜１６０ｐｐｍのペルオキシ酢酸を含有していた。この溶液を５分以内に試験培地（芽胞、細菌など）に対して使用した。この溶液は約３０秒以内にＣ  ｄｉｆｆ芽胞を不活化することがわかった。
【００４０】
追加の実験には同じプラズマ供給源を含め、やはり１．５ｍｌの水を使用した。水の活性化に先立って０．１ｍｌの希酢酸を水に加えたところ、その結果得られた溶液は、３０秒でＣ  ｄｉｆｆの２．３４ｌｏｇ殺滅（ｌｏｇ  ｋｉｌｌ）を、また５分で２．８１ｌｏｇ殺滅を示した。水の活性化後に０．１ｍｌの希酢酸を水に加えたところ、その結果得られた溶液は、３０秒でＣ  ｄｉｆｆの１．０８ｌｏｇ殺滅を、また５分で１．３３ｌｏｇ殺滅を示した。水の活性化に先立って０．２ｍｌの希酢酸を水に加えたところ、その結果得られた溶液は、３０秒でＣ  ｄｉｆｆの２．４１ｌｏｇ殺滅を、また５分で２．８１ｌｏｇ殺滅を示した。水の活性化後に０．２ｍｌの希酢酸を水に加えたところ、その結果得られた溶液は、３０秒でＣ  ｄｉｆｆの２．８１を上回るｌｏｇ殺滅を、また５分で２．８１を上回るｌｏｇ殺滅を示した。
【００４１】
ペルオキシ酢酸を含む溶液を得るために、活性化水にアセチル基供与体を加えることによって、例えば活性化水に酢酸を加えることによって形成させた溶液は、活性化水だけまたはペルオキシ酢酸だけの場合より優れた殺滅率または不活化率を有する。加えて、いくつかの実施形態において、非熱プラズマを使ってペルオキシ酢酸溶液を生成させることの利点は、これらの溶液を加熱する必要がないことである。溶液を加熱すると、多くの場合、化合物の分解速度または分解率が増加する。
【００４２】
プラズマ活性化水と酢酸とを含有する流体で大腸菌（「Ｅ．ｃｏｌｉ」）細菌を処理したところ、プラズマ活性化水だけまたは水と酢酸の溶液だけのどちらの場合よりも優れた殺滅力を有する流体が得られた。
【００４３】
以下の実験は溶液中の大腸菌で行った。プラズマ機構は誘電体バリア放電プラズマシステムであった。この実験では交流電圧パルス電源を使って、プラズマを生成させるためのパルス電圧を発生させた。パルス周波数は３．５ｋＨｚとし、パルス持続時間は１０μｓとした。電圧パルスの振幅は、５Ｖ／ｎｓ立ち上がり時間で２０ｋＶピークツーピークであった。プラズマ発生システムと被処理表面との間のギャップ距離は約１〜２ｍｍとした。この実験ではプラズマ作動ガスとして１気圧（周囲圧）の圧力下で空気を使用した。
【００４４】
Ｅ．ｃｏｌｉ不活化試験には、標準試験法であるＡＳＴＭＥ２３１５を利用した。生理食塩水（８．５ｇ／Ｌ  ＮａＣｌ）に１０8ＣＦＵ／ｍｌのＥ．ｃｏｌｉ懸濁液を調製した。１０μｌのＥ．ｃｏｌｉ細菌溶液を取り出し、９９０μｌのプラズマ活性化水に加えた。３０秒間ボルテックスした後、Ｅ．ｃｏｌｉ溶液とプラズマ活性化水との混合物０．１ｍｌを９．９ｍｌの中和剤に加えた。次に、Ｅ．ｃｏｌｉ細菌を含有する中和剤溶液を希釈してトリプティックソイ寒天にプレーティングした。２４時間のインキュベーションを３７℃で行った後、コロニー形成単位（ＣＦＵ）の評価を行った。
【００４５】
２．０ｍｌの水道水をプラズマで活性化した。９９０μｌのプラズマ活性化水を１０μｌのＥ．ｃｏｌｉ細菌溶液と混合した。次に、上述の試験手法を使って、プラズマ活性化水を使った処理後のＥ．ｃｏｌｉのＣＦＵを得た。その試験結果により、プラズマ活性化水（プラズマに３分間曝露した水）だけでＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理すると、０．７７という、細菌の１ミリリットルあたりのコロニー形成単位「ＣＦＵ／ｍｌ」のｌｏｇ減少（ｌｏｇ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）が得られることが、実証された。プラズマ活性化水（プラズマに５分間曝露した水）だけでＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理すると、細菌の０．８４ｌｏｇ減少（ＣＦＵ／ｍｌ）が得られた。加えて、２．０ｍｌの水道水と０．２ｍｌの３５％酢酸とで構成される流体でＥ．ｃｏｌｉ細菌を処理した。水道水と酢酸でＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理した場合は、Ｅ．ｃｏｌｉ細菌の０．３１ｌｏｇ減少（ＣＦＵ／ｍｌ）しか得られなかった。
【表１】
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【００４６】
２．０ｍｌのプラズマ活性化水と０．２６７ｍｌの３５％酢酸とで構成される流体で処理したＥ．ｃｏｌｉ細菌は、プラズマ活性化水単体、または酢酸単体で構成される流体よりも優れた殺滅率が得られた。プラズマ活性化水（プラズマに３分間曝露した水）と酢酸とから構成される流体でＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理すると、細菌の４．４４*ｌｏｇ減少（ＣＦＵ／ｍｌ）が得られた。加えて、プラズマ活性化水（プラズマに５分間曝露した水）と酢酸とから構成される流体でＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理すると、４．４４*を上回る細菌のｌｏｇ減少（ＣＦＵ／ｍｌ）が得られた。（*４．４４ｌｏｇ減少は使用した試験機器の上限であり、したがってＥ．ｃｏｌｉ細菌の実際のｌｏｇ減少は、おそらく４．４４ｌｏｇ減少をかなり上回っていただろう）。したがってこれらの実験結果は、プラズマ活性化水と酢酸の効力がプラズマ活性化水だけまたは酢酸だけの効力より優れていることを実証している。
【表２】
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【００４７】
活性化流体は、直接プラズマだけでなく、「アフターグロー」とも呼ばれる間接プラズマによって活性化された流体であってもよい。直接プラズマは上述のように発生させる。間接プラズマは、例えば銅メッシュなどの接地フィルターの存在下でプラズマを発生させることによって得られる。ある実施形態では、銅メッシュを、ＤＢＤプラズマ発生器の誘電体バリアの直近に置く。接地された銅メッシュは荷電イオンおよび電子の通過は妨げるが、中性種が通過して流体を活性化することを可能とする。このように、活性化流体または活性化水はプラズマによって活性化してもよいし、間接プラズマによって活性化してもよい。図１〜４を参照して説明する実施形態はいずれも、直接プラズマであって間接プラズマであってもよい。
【００４８】
Ｅ．ｃｏｌｉ細菌を２．０ｍｌの間接プラズマ活性化水で処理した。その試験結果により、間接プラズマ活性化水（間接プラズマに３分間曝露した水）だけでＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理すると、１．０１〜１．４３という、細菌の１ミリリットルあたりのコロニー形成単位（「ＣＦＵ／ｍｌ」）のｌｏｇ減少が得られることが、実証された。プラズマ活性化水（間接プラズマに５分間曝露した水）だけでＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理すると、細菌の１．４３ｌｏｇ減少（ＣＦＵ／ｍｌ）が得られた。
【表３】
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【００４９】
間接プラズマ活性化水（間接プラズマに３分間曝露した水）と酢酸とから構成される流体でＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理すると、細菌の４．２９ｌｏｇ減少（ＣＦＵ／ｍｌ）が得られた。加えて、プラズマ活性化水（間接プラズマに５分間曝露した水）と酢酸とから構成される流体でＥ．ｃｏｌｉを３０秒間処理すると、４．４４*を上回る細菌のｌｏｇ減少（ＣＦＵ／ｍｌ）が得られた。
【表４】
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【００５０】
本発明をその実施形態を説明することによって例示し、またそれらの実施形態をかなり詳しく説明したが、本願のクレームの範囲をそのような詳細に制限し、またはいかなる形でも限定することは、本発明者らの意図するところではない。さらなる利点および変更態様は当業者には明白であるだろう。さらにまた、ある実施形態で説明した要素は、他の実施形態での仕様に容易に適合させることができる。したがって本発明は、その最も広い態様において、ここに示し説明した具体的詳細、代表的装置および／または実例には限定されない。したがって、本出願人の一般的発明概念の本旨または範囲から逸脱することなく、そのような詳細から逸脱することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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