（8）総説

細菌・ウイルス等微生物に対する次亜塩素酸水の効果とその活用
中村伸吾＊，鑿原征宏＊＊，福田孝一＊，山中望＊＊＊，石原雅之＊
防医大誌（２０１７）
４２（１）：８−１４

要旨：次亜塩素酸ナトリウム水溶液は微生物等の殺菌を目的として医療や食品製造の現場などで使用されている。次亜塩素酸ナトリウム水溶液は，次亜塩素酸イオン，次亜塩素酸，水酸化ナトリウムから構成されている。殺菌等の効力は，主に次亜塩素酸によって示されており，近年では，次亜塩素酸を大量に含む水溶液（微酸性次亜塩素酸水）の活用が注目されている。
微酸性次亜塩素酸水の微生物等に対する殺菌効果や不活化効果は，次亜塩素酸ナトリウム水溶液のそれよりも極めて高い。加えて，微酸性次亜塩素酸水を作り出す既存の方法では塩素発生の危険が伴っていたが，これを回避する安全な方法が近年報告されている。したがって，微酸性次亜塩素酸水は病院の感染症対策などに対する有効なツールになっていくものと期待できる。本総説では，細菌やウイルス等微生物に対する微酸性次亜塩素酸水の効果とその応用について概説する。

水

索引用語：
次亜塩素酸／
微生物殺菌効果／／

次亜塩素酸ナトリウムウイルス不活化

はじめに／

微酸性次亜塩素酸に塩素ガスを混合するもので，以後，次亜塩素次亜塩素酸は好中球が生成する殺菌因子の酸ナトリウム水溶液は殺菌用途で使用され続け１つであり，我々の生体とは馴染みが深い物質ている。例えば，抗生物質の無かった１
９１５年に１）である 。工業的に作り出されたのは１８２０年のは，イ ギ リ ス の 化 学 者 Henry Drysdale Dakin

こ と で，フ ラ ン ス の 化 学 者 Antoine Germainとフランスの外科医 Alexis Carrel が銃創感染

Labarraque に よ っ て ナ ト リ ウ ム 塩 の 水 溶 液の消毒目的（カレル・デーキン法）で使用した３）。

（次亜塩素酸ナトリウム水溶液）として作り出

昭和元年（１９２６年）からは我が国においても製２）された 。この方法は水酸化ナトリウム水溶液

造が開始され，医療現場での殺菌消毒（表１），表１．次亜塩素酸ナトリウム水溶液による医療機器等の消毒
適用
医療器具等の消毒
手術室，病室等の消毒
リネン類等の消毒
室内・便所等の消毒排泄物に対する消毒
血液等の消毒＊濃度００. ２‐００. ５％（２００‐５００ ppm）
００
. ２‐００. ５％（２００‐５００ ppm）
００. ２％（２００ ppm）
００. ２‐００. ５％（２００‐５００ ppm）
０１
. ‐１％ （１０００‐１００００ ppm）
０５
. ‐１％ （５０００〜１００００ ppm）

防衛医科大学校防衛医学研究センター医療工学研究部門
Division of Biomedical Engineering, National Defense Medical
College Research Institute, Tokorozawa, Saitama 359-8513,
Japan＊＊防衛医科大学校病院形成外科
Department of Plastic and Reconstructive Surgery, NationalDefense Medical College Hospital, Tokorozawa, Saitama 3598513, Japan＊＊＊
防衛医科大学校外科学講座
Department of Surgery, National Defense Medical College,
Tokorozawa, Saitama 359-8513, Japan

使用方法
清拭，或いは浸漬（１分間以上）
清拭
浸漬（３０分）清拭清拭清拭

平成２８年７月１２日受付
平成２８年１０月２０日受理

４２巻１号

次亜塩素酸水の効果とその活用（9）

上水道供給施設における水の消毒，塩素系漂白をもたらたす１１-１３）。何故に HOCl が ClO − より剤として汚れの原因となるタンパク質を分解しも強い殺菌効果等を示すことになるのかは不明

たり色素を落としたりする目的等，多岐にわたであり，詳細なメカニズムは研究の途上にあるって使用され続けている。昭和２５年（１９５０年）

ものの，ClO − と HOCl のウイルス等微生物内には食品添加物としての指定を受け，食品製造部への透過性の違いが鍵であるとする次の様な施設における洗浄および殺菌工程などでも使用考え方が提唱されている。これは，微生物等のされ始めた。医薬品グレードや食品添加物としリン脂質二重層を基本構造としている形質膜なて使用されるものについては，製造工程で発生どの生体膜が，疎水性故にイオン等の極性分子する副生成物の塩化ナトリウム等の不純物が除の自然拡散による透過を阻むためにこの様な結４）去されたものが流通している 。

果が生じているとする考え方である１４）。即ち，
ClO − は脂質二重層に阻まれて細胞内部へ侵入

次亜塩素酸イオンと次亜塩素酸できないため細胞表面にのみダメージを与える

次亜塩素酸ナトリウム水溶液は，商標名「ハだけであるが，電荷的に中性である HOCl は脂イター」や「ミルトン」などの製品として市販質二重層を透過して細胞内部から細胞機構を破されている。殺菌効果やウイルス不活化効果に壊できるため，HOCl の方が殺菌効果が強いと

５）

優れ ，芽胞菌の一部においても殺菌効果が確６-８）いうことになる（図１）。

認されている 。また，液性がアルカリ性であ次亜塩素酸ナトリウム水溶液中におけるるが故に皮膚刺激性を有していることや，酸性HOCl の濃度は，水溶液の pH に依存している薬剤との混合で塩素が発生する危険性などが知（図２）。HOCl の pKa は７.５であり，pH ４.０−６.０９, １０）られている。

ではほぼ１００％ が HOCl として存在する。pH ７

次亜塩素酸ナトリウム水溶液中には，次亜塩以上のアルカリ領域では解離によって ClO −の素酸イオン（ClO −），次亜塩素酸（HOCl），水存在比率が増え，pH ４以下の酸性領域では塩素酸化ナトリウム（NaOH）が含まれている。殺分子となって気散してしまう１５）。したがって，菌効果等は塩素の酸化力によってもたらされる

アルカリ性の次亜塩素酸ナトリウム水溶液で−が，仮に，ClO と HOCl の有効塩素濃度が同じは，殺菌の主力因子である HOCl の存在はわずであったとしても HOCl の方が強い殺菌効果等かであり，多くは ClO − として存在している。

図１．HOCl は細胞膜を透過するため殺菌効果が強い（モデル図）
脂質二重層から構成されている細胞膜は，OCl −や低分子量の親水性分子は透過できない。一方，電気的に中性である HOCl は受動拡散で細胞壁と細胞膜を通過しうる。その結果，細胞内の核酸・タンパク質・膜輸送系などを酸化作用で破壊して細胞等を死滅させる。

図２．HOCl の pH 依存性
アルカリ性である次亜塩素酸ナトリウム水溶液などでは，HOCl よりも OCl −の存在比率が高い。pH の低下にともなって HOCl の存在比率が増加し，pH ６から４ではHOCl がほぼ全体を占める（pH ４５. ：９９９. ％）。pH が４以下になると塩素が発生する。

（10）中村伸吾ほか防医大誌・２０１７年３月

そこで近年では，HOCl が多量に含まれた水溶ほとんどが死滅している１１）。次亜塩素酸ナトリ液（微酸性次亜塩素酸水）を pH の調整によっウムや塩化ベンザルコニウムなどの一般的な消て作りだして殺菌等の目的で使用する試みがな

毒剤で効果が弱い枯草菌などの芽胞菌に対するされている。この様に，単純に「次亜塩素酸」

殺菌効果１１） やノロウイルスなどに対する不活と呼ばれることの多い次亜塩素酸ナトリウム水化効果も認められている２０）。また，塩素消毒に溶液は次亜塩素酸イオンをメインとする水溶液

対して強い耐性があるクリプトスポリジウムにであり， HOCl からなる水溶液とは全くの別物対する効果があるとする報告も出されている２１）。

であることを認識する必要がある。

この様な結果から，微酸性次亜塩素酸水の衛生面における活用に期待が寄せられている。

微酸性次亜塩素酸水
HOCl の存在比率が９０％以上である水溶液を

微酸性次亜塩素酸水の製造

次亜塩素酸水と呼ぶ。我が国では，液性の違い

HOCl は，光や熱に弱く，空気との接触面積により強酸性次亜塩素酸水（pH ２.７以下），弱が大きいほど短時間で分解してしまう安定性の酸性次亜塩素酸水（pH ２.７−５.０），微酸性次亜悪い物質である１７）。そのため，微酸性次亜塩素塩素酸水（pH ５.０−６.５）に区別されている１６）。

酸水を利用するには，その都度用事調製する必

このうち，微酸性次亜塩素酸水は中性領域に最要がある。調製方法としては，食塩などを原材も近く，毒性試験及び刺激性に関する試験を実料とする電解技術を用いた製造方法（電気分解１７）

施しても問題となる所見は認められていない 。

法）２２） と次亜塩素酸ナトリウムなどを原材料と殺菌効果は次亜塩素酸ナトリウム水溶液のおよして強酸を用いて溶液の pH を低下させて製造

１８）

そ８０倍とされており ，低濃度でも次亜塩素酸する方法（二液法）２３） が知られている。これらナトリウム水溶液と同等あるいはそれ以上の殺の方法では，人体に有害な塩素ガスの発生事実

１９）菌効果を得ることができる 。

が知られており，閉鎖空間での調製には危険が殺菌等の効果も特徴的である（表２）。例え伴うため換気等に十分配慮する必要がある。こば，培養した大腸菌，黄色ブドウ球菌，MRSA，の様な危険性を回避する方策など，調製技術にサルモネラ，緑膿菌，レンサ球菌，カンジダ，関する研究開発も進められており，例えば，緩黒コウジカビの各種微生物を，微酸性次亜塩素衝法と呼ばれる技術が報告されている２３）。これ

酸 水（pH ５.２，有 効 塩 素 濃 度５７ ppm）に 添 加は，製造工程に pH 緩衝能を持った陽イオン交し，経時的に生菌数を測定して殺菌効果を検討

換樹脂を組み込んだ方法であり，塩素発生の主したところ，低い有効塩素濃度でも１分以内で原因である薬液の pH 低下を防ぐことで塩素表２．消毒剤作用１分後における微生物等の減少率（文献１９を改変）
微酸性次亜塩素酸水（５７ ppm）

次亜塩素酸ナトリウム（２００ ppm）

塩化ベンザルコニウム（５００ ppm）

大腸菌

９９９. ９％９９９. ９％９９９. ９％黄色ブドウ球菌

９９９. ９％９９９. ９％９９９. ９％MRSA

９９９. ９％９９９. ９％９９９. ９％サルモネラ

９９９. ９％９９９. ９％９９９. ９％緑膿菌

９９９. ９％９９９. ９％９９９. ９％レンサ球菌

９９９. ９％９９９. ９％９９９. ９％カンジダ

９９９. ９％９９９. ９％黒コウジカビ９９９. ９％枯草菌（芽胞）９１９. ６％（３分で９９９. ９％）

０％（５分で９９９. ９％）４３. ％（５分後でも２２. ％）９９８. ９％（３分で９９９. ９％）９９８. ７％（５分で９９９. ９％）８７. ％（５分後でも８７. ％）４２巻１号

次亜塩素酸水の効果とその活用（11）

ガスの発生を防止した方法である。今後，このや２６），固体表面上のノロウイルス２７） やインフル様な新たな調製技術も微酸性次亜塩素酸水の製

エンザウイルス２５） の不活化にも有効であるこ造方法として注目を浴びていくものと考えらとが報告されている。スプレーの際に発生するれる。

微酸性次亜塩素酸水の霧化粒子についても動物実験レベルでその安全性が確認されており，ラ

微酸性次亜塩素酸水の活用

ットを用いた９０日間亜慢性吸入毒性試験では特

これまでに概説したように，微酸性次亜塩素段の変化が無いことが報告されている２９）。微酸酸水は次亜塩素酸ナトリウム水溶液とは異なる性次亜塩素酸水は一般的な薬剤耐性菌に対して特徴を有している（表３）。微酸性次亜塩素酸も殺菌効果があることから，微生物等による感水は平成１４年（２００２年）に食品添加物として染を厳格に制御する必要のある動物実験施設にの指定を受け，カット野菜などの消毒で使用さおいて，飼育室内の床や壁の噴霧ならびに清２４）れている 。また，残留性の低さなどの特徴か

拭，ラックやケージの清拭，に実際に使用されら環境に優しく安全性が高い殺菌剤として認識ている２５,３０）。我々は，この事例を応用して，病されつつあり，多くの分野での利用が検討され院施設内等の閉鎖空間における感染症制御や生２５）ている（表４） 。例えば，微酸性次亜塩素酸物剤に対する除染等への応用を企図した検討を水をスプレーしてウイルス等微生物を殺菌・不計画している（図３A，３B）。また，前述の微活化する検討が行われており，濃度を２０ ppm

酸性次亜塩素酸水を作り出す緩衝法の原理を応５以上にして直接噴霧することで１０オーダーの用した簡易型浄水装置の開発を行い，汚染水の大腸菌が２分以内に検出限界以下となること簡易浄化について検討をしている（図３C）。

表３．微酸性次亜塩素酸水と次亜塩素酸ナトリウム水溶液の比較
微酸性次亜塩素酸水

次亜塩素酸ナトリウム水溶液

有効成分

HOCl（分子）OCl −（イオン）pH

pH ５‐６付近

pH ８‐１２付近

５０‐２００ ppm（００.０５‐００. ２％）

２００‐１００, ００ ppm（００. ２‐１％）

有効塩素濃度製法
効果

電気分解法，二液法，緩衝法などによる 主に，水酸化ナトリウム水溶液に塩素ガ用事調製スを混合する工業的手法
次亜塩素酸ナトリウムでは効果の弱いも 一部芽胞菌，ウイルスに弱いのも殺菌・不活化可能

空間噴霧可能

不可

原液使用

可能

不可

残留性低（除菌後水となる）

塩を形成し安定であるため残留し易い

毒性なし

皮膚刺激等

トリハロメタン

生成なし

生成あり

表４．微酸性次亜塩素酸水の使用例（文献２５を改変）
領域

用途

代表的な使用対象

医療洗浄，消毒，治療

手指や口腔，医療施設，医療機器（内視鏡，透析装置）

食品

洗浄，除菌

野菜，製造施設，製造装置

農業

殺菌，洗浄種苗，減農薬野菜

水産

洗浄，除菌

水揚げ後の海産物，販売施設

畜産

洗浄，除菌

畜舎施設，牛の乳房

家庭

洗浄，除菌

手指，食器，風呂，トイレ

（12）中村伸吾ほか

防医大誌・２０１７年３月

図３．微酸性次亜塩素酸水を使用した我々の研究（A）超微粒子を作製して緩やかに噴霧し続けることで閉鎖空間におけるウイルス等微生物を死滅させる（イメージ図）。（B）液体を直接噴霧して除染等のツールとしての使用する（イメージ図）。（C）次亜塩素酸ナトリウムから HOCl を作り出せる吸着緩衝樹脂を内装したラックを市販のペットボトルに挿入することで，ペットボトル内で簡易浄水が行える。

おわりに次亜塩素酸ナトリウム水溶液の有用性は古くから良く知られており，殺菌消毒を目的とした用途には欠かせない薬液である。他方，本論で述べた微酸性次亜塩素酸水については，次亜塩素酸ナトリウム水溶液よりも高い殺菌消毒効果を有することが明らかになってきた。薬液の安定性が悪いために用事調製が必要になるものの，作製方法の簡便化に関する報告も出始めている。今後，HOCl の反応対象となり得る有機物存在下での殺菌効果や至適濃度に関する検討，作製方法の一層の簡便化，殺菌機序に関する詳細な検討などが進むことで，院内感染の制御や防疫業務等に使用出来る利便性の高いツールになって行くものと期待される。

文
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４２巻１号

次亜塩素酸水の効果とその活用（参照２０１６０- ６２- ０）．
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（14）中村伸吾ほか

防医大誌・２０１７年３月

Bactericidal effect of HOCl aqueous solution on microorganisms such asviruses and its application
Shingo NAKAMURA ＊, Masahiro KUWAHARA ＊＊, Koichi FUKUDA ＊,Nozomu YAMANAKA＊＊＊ and Masayuki ISHIHARA ＊J. Natl. Def. Med. Coll.（2017）42（1）：8 −14
Abstract: Sodium hypochlorite aqueous solution is widely used in the field of medical and foodproduction as a germicidal disinfectant. Sodium hypochlorite is dissociated in water intohypochlorous ion (ClO-), sodium hydroxide (NaOH), and a small amount of hypochlorous acid(HOCl). Out of those substances, HOCl is well known to possess anti-bacterial/viral activity andthe aqueous solution of HOCl has recently attracted public attention for its high antibacterial/viral activity. The aqueous solution of HOCl has significant effectiveness of killingspore-forming bacteria while sodium hypochlorite solution hardly kills the bacteria. Although
existing methods of preparing HOCl aqueous solution usually generate chlorine gas, which isharmful to the environment and humans, a new safe method reported recently generates nochlorine gas in the process. HOCl aqueous solution is thus considered to be a convenient andpromising tool for the infection control in hospitals. In this article, the anti-bacterial/viral activityof HOCl aqueous solution and its applications are described.
Key words:solution／

hypochlorous acidanti-bacterial activity／／

sodium hypochlorite
anti-viral activity／

HOCl aqueous