2017 Fiscal Year Research-status Report
Study on antibacterial and antiviral activities of metal oxides under visible light irradiation
| Project/Area Number |
17K00633
|
|---|
| Research Institution | Kanagawa Institute of Industrial Sclence and Technology |
|---|
Principal Investigator |
砂田 香矢乃 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 光触媒グループ, 研究員(任期有) (20311433)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 抗ウイルス活性 / 金属酸化物 / 可視光応答型光触媒 / 酸化モリブデン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
細菌やウイルスによる感染症のリスク低減につながる、特に接触感染経路のリスク低減につながる日常空間での持続性のある高い抗菌・抗ウイルス活性をもつ材料の作製を目指して、本年度は、水に溶解しない固体の金属酸化物を中心として、高い抗ウイルス活性をもつ金属化合物材料の探索・作製を行った。抗ウイルス評価は、評価結果が短期間で得られる、ウイルスを高濃度に取得しやすいなどの理由から、エンベロープをもたないウイルスとして、バクテリオファージQβ、エンベロープをもつウイルスとして、バクテリオファージφ6を用いて、JIS R 1756を参考に行った。
まず、金属酸化物として、酸化鉄、二酸化マンガン、酸化セリウム、酸化モリブデン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニッケルの７種の市販試薬を使って、抗ウイルス評価を行った。評価は、暗所と可視光照射下 (白色蛍光灯とN169フィルター(380nm以下の波長をカット)を用いて1000 lxの照度)で行ったところ、7種の中では酸化モリブデンが、バクテリオファージQβ、バクテリオファージφ６のどちらに対しても、高い抗ウイルス活性を示すことが明らかとなった。しかし、暗所下でも可視光照射下でも高い抗ウイルス活性を示すことから、可視光応答性はほとんどないことも判明した。
次に、酸化モリブデンに可視光応答性がなかったことから、酸化モリブデンの高い抗ウイルス活性を活かしながら、可視光応答型光触媒が作製できないかと、酸化亜鉛と酸化チタンをベース材料として酸化モリブデンを担持した材料(Mo/ZnO, Mo/TiO2)を作製した。それらの材料を上記と同様に抗ウイルス活性を評価したところ、酸化モリブデン単独よりは、抗ウイルス活性値が低下したものの可視光応答性が顕著にあらわれ、抗ウイルス活性をもつ新規な可視光応答型光触媒を作製することができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当所の研究計画において、29年度に行う研究は、ひとつは抗ウイルス活性を示す金属イオンの探索であり、もうひとつは、抗ウイルス活性を示す金属化合物の探索であった。ひとつ目の抗ウイルス活性を示す金属イオンの探索は、行ってはいるが、金属イオンが抗ウイルス活性を示しているのか、pHが低いため抗ウイルス活性を示しているかが、まだ明らかにできていない状況である。もうひとつの抗ウイルス活性を示す金属化合物の探索は、金属酸化物を中心に行い、酸化モリブデンが高い抗ウイルス活性をもつことを見出し、順調に進んでいると考えている。また、酸化モリブデンの高い抗ウイルス活性が明らかになったことから、30年度に行う予定であった「抗ウイルス活性が高い可視光応答型光触媒の探索」に着手し、酸化亜鉛と酸化チタンをベース材料として酸化モリブデンを担持した材料(Mo/ZnO, Mo/TiO2)を作製した。これらの材料の抗ウイルス活性を暗所下、可視光照射下で評価したところ、可視光照射下では、初期のウイルス濃度から９９％以上の減少が認められると同時に、可視光応答性も認められた。
以上の29年度の研究成果より、ひとつ目の抗ウイルス活性を示す金属イオンの探索が進んでいない代わりに、30年度の実施予定であった抗ウイルス活性が高い可視光応答型光触媒の探索が進んでいるため、おおむね本研究は順調に推移しているとした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度に発見した酸化モリブデンの高い抗ウイルス活性は、インフルエンザウイルスと似た構造をもつエンベロープをもっているバクテリオファージφ６と、ノロウイルスと似た構造をもつエンベロープを持たないバクテリオファージQβを使って評価を行った。今後は、感染症として一般的に問題となるインフルエンザウイルスそのものと、ノロウイルスの代替であるネコカリシウイルスを使って、抗ウイルス評価を行い、酸化モリブデンの抗ウイルス活性を確認する。
29年度に作製した抗ウイルス活性をもつ可視光応答型光触媒材料である酸化亜鉛に酸化モリブデンを担持した材料、酸化チタンに酸化モリブデンを担持した材料(Mo/ZnO, Mo/TiO2)のキャラクタリゼーションを行う。すなわち、材料の光吸収波長を調べるUV-Visスペクトル、XRDやXPS分析、SEM観察、ICP分析などを行い、どのように可視光応答性を示しているか、また、抗ウイルス活性はどのようなメカニズムで得られているのかについて考察を行う。
29年度に途中となっていた抗ウイルス活性を示す金属イオンの探索について、ｐHであるか、金属イオンそのものであるかを明らかにできるよう、単純な酸やアルカリの場合と金属イオンをふくむ場合などについて、抗ウイルス活性評価を行う。
|
