第91回 反応性シクロデキストリン誘導体を用いたウイルス感染予防手作りマスク作成法
概要
モノクロロトリアジノ化β-シクロデキストリン（MCT-β-CD）は工業生産されている反応性CDであり、綿繊維やポリエステル（PET）繊維への固着法が開発され、消臭などの機能性をもつ繊維の開発に利用できます。さらに私たちはポリアリルアミン（PAA）やポリエチレンイミンなどのアミノ基を有するポリアミンとの架橋反応を利用して、より緩和な温度条件下でMCT-β-CDを繊維に固着できることを見出しています1,2,3)。そこで今回は、MCT-β-CD/PAA加工布の機能性を利用したウイルス感染予防手作りマスク作成法についてご紹介いたします。
洗濯10回後も抗ウイルス活性を保持する銀イオンCD固定化マスクの作成
背景
反応性シクロデキストリン誘導体MCT-CDとは
モノクロロトリアジノ化β-シクロデキストリン（MCT-β-CD）
MCT-β-CDの繊維固定化には加熱加工が必要！
MCT-β-CDとPAAによる室温での繊維固定化
→PAAを用いることでMCT-β-CDを室温で繊維に加工できる！
→PAAは細菌の細胞膜表面にイオン吸着し細胞膜を損傷する抗菌性を有している！（東京農総研研報,6:1-9(2011)）
MCT-β-CD/PAA加工布の大腸菌に対する抗菌性試験
→MCT-β-CD/PAA加工布には市販の銀イオン処理抗菌布と同様の大腸菌に対する抗菌性を有することを確認した。
銀イオン処理加工布との洗濯耐久性の比較
→MCT-β-CD/PAA加工布は黄色ブドウ球菌に対しても抗菌作用を持ち、グラム陰性菌とグラム陽性菌のどちらの菌に対しても抗菌作用がある、市販の銀イオン処理抗菌布に比べ高い洗濯耐久性のあることが判明した。
市販の銀イオン・銀ナノ粒子処理抗菌衣類の洗濯耐久性
スウェーデンケミカルエージェンシー（SCA）による洗濯後の抗菌効果の検証
| Sample | Chemical analysis |
Claim | Number of Washes Staphyloococcus aureaus |
Number of Washes Escherichia coli |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 3 | 10 | 0 | 3 | 10 | |||
| 16 | Silver | Polygiene active odour control |
1.2 | -0.4 | 2.1 | -2.0 | ||
| 17 | Silver | Polygiene permanent odour control |
0.0 | 2.6 | 0.9 | 1.4 | -1.0 | |
| 20 | Silver | Active odour control, Polygien |
4.7 | 1.4 | 4.5 | 0.1 | ||
| 21 | Silver | Active odour control, Polygiene |
3.5 | 4.0 | 3.5 | 1.3 | ||
数値は抗菌活性値；3以上で強い抗菌活性があるという指標
SCA: Antibacterial treatment of clothes - does it really have an effect? (2015)
4種類の市販の銀処理抗菌衣類はすべて10回の洗濯後に大腸菌抗菌活性は消失！（赤太字部分）
MCT-β-CD加工繊維の銀吸着作用
→未加工の布に比べMCT-β-CD加工布でおよそ30倍の銀吸着能を確認
銀吸着MCT-β-CD加工繊維の洗濯耐久性
O. POPESCU, et al., Cellulose Chem. Technol,, 47 (3-4), 247-255 (2013)
Antibacterial activity of cotton fabric treated with silver
| No. sample |
Type of sample | Inhibition zone diameter (mm) | |
|---|---|---|---|
| 黄色ブドウ球菌 | 大腸菌 | ||
| 1 | Ag0 | 0 | 0 |
| 1´ | Ag0（10回洗濯） | 0 | 0 |
| 2 | Ag0/MCT-CD | 10 | 8 |
| 2´ | Ag0/MCT-CD（10回洗濯） | 11 | 9 |
| 3 | Ag+ | 0 | 0 |
| 3´ | Ag+（10回洗濯） | 0 | 0 |
| 4 | Ag+/MCT-CD | 12 | 15 |
| 4´ | Ag+/MCT-CD（10回洗濯） | 13 | 11 |
| M | 未加工 | 0 | 0 |
銀イオンは抗菌活性だけでなく抗ウイルス活性も持つ！
銀イオン・銀ナノ粒子の抗ウイルス活性
銀ナノ粒子の作用が確認されているウイルス（※いずれもエンベロープウイルス！）一覧
- Huan immunodeficiency virus type 1 (HIV-1)
- Herpes Simplex Virus type 1 (HSV-1)
- Hepatitis B Virus (HBV)
- Monkey pox Virus
- Tacaribe virus (TCRV)
- Influenza virus
- Respiratory syncytial virus
まとめ
シクロケムバイオは以下の幾つもの発見を経て、このウイルス感染を予防できるマスクの開発に成功しました。
- MCT-CDとPAAを組み合わせれば繊維にCDを室温で手軽に固定化できる
- CD固定化繊維は10回洗濯してもCDは脱離しない
- MCT-CD/PAA固定繊維はグラム陽性菌とグラム陰性菌の抗菌作用があり、10回洗濯後も抗菌効果は持続する
- MCT-CD/PAA固定繊維は未加工繊維に比べ銀イオンを30倍吸着でき、10回洗濯してもCDに吸着包接化した銀イオンは脱離しない
- 銀イオンは抗菌作用とともに抗ウイルス作用を有する。しかも、インフルエンザや新型コロナウイルスといったエンベロープを持つウイルスに対する抗ウイルス活性を示す
参考文献
1) 秋田知己ら, 第34回シクロデキストリンシンポジウム講演要旨集, 124-125 (2017).
2) 上野千裕ら, 第35回シクロデキストリンシンポジウム講演要旨集, 44-45 (2018).
3) 秋田知己ら, 第35回シクロデキストリンシンポジウム講演要旨集, 158-159 (2018).