Development of innovative antiviral materials and investigation of their activity mechanism for the safe and secure society
| Project/Area Number |
20H02432
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中島 章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00302795)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
磯部 敏宏 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20518287)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 抗ウイルス / La / Mo / 複合酸化物 / 新型コロナウイルス / 薄膜 |
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| Outline of Research at the Start |
最近、申請者らはモリブデン酸複合酸化物群が、暗所で長期に亘りTiO2光触媒並みの抗ウイルス活性を発現することを見出した。本研究はこの発見に基づき、この材料の性能を極限まで高めることを目的とする。この目的を達成するため、①これらの材料が抗ウイルス活性を発現する機構を材料科学的に解明し、②これらの材料の抗ウイルス活性に及ぼす構造・組成の影響を明らかにする、そして③得られた知見を基に世界最高性能の抗ウイルス材料を創製する。本研究の成果は、人類の近未来の脅威であるウイルス関連被害への対策技術となるとともに、大規模自然災害の被災地等における衛生環境の確保にも貢献できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
抗菌・抗ウイルス活性が発現することが確認されているLa2Mo2O9(LMO)のMoをCoやMnに置換した試料(LCoO, LMnO)を、錯体重合法、水熱法、沈殿法等により作製し、基本物性(結晶相、比表面積、表面組成等)を評価した。現在までにLCoO, LMnOについては単相粉の合成条件が把握でき、水中でのナフトール分解で活性評価を開始している。またLMOのLaをCeで置換した試料（CMO）を、錯体重合法、水熱法により複数種類作製し、基本物性(結晶相、比表面積、表面組成等)と抗菌・抗ウイルス活性を評価した。その結果、水熱法により合成したCe2Mo3O13で表記されるCMOが、インフルエンザウイルスと同タイプのエンベロープ型ウイルスに対して非常に高い抗ウイルス活性を示し、奈良県立医科大学との共同研究で新型コロナの実ウイルスに対しても非常に高い抗ウイルス活性を示すことが明らかになった。この結果は論文発表を行うとともに、プレスリリースを行った。この発表に関しては、国内外から非常に多くの反響があった。また湿式でのこれまでにない全く新しい方法でLMOの多孔質透明薄膜を作製する手法を開発し、粉と同程度の活性を発現することを確認した（論文作成中）。 さらにLMO粉末とこれに5%Cuを添加した試料を作成し、抗真菌活性（防カビ性）を評価したところ、いずれも高い活性を有することを確認した。さらに、LMOから着想を得て水熱法で作製したCeO2ナノ粒子が、Laを固溶させることで、暗所でも高い抗ウイルス活性を発現することを新たに見出した。さらにCoの酸化物クラスタを担持することで、その活性が増大することも明らかになった（論文作成中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は新型コロナウイルスの感染拡大に伴い、学内外での実験が制約を受けたため、当初の計画通りに進まなかった部分もあったが、一方で新型コロナ実ウイルスでの活性試験や透明薄膜の作製など、次年度以降に予定をしていた内容を前倒しで実施したことから、全体としては概ね順調、若しくはやや前倒しで検討が進んでいる状況である。また、LaドープナノCeO2のような新たな抗ウイルス材料が見出されており、材料の幅も広がりを見せている。
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| Strategy for Future Research Activity |
LMOの活性発現機構の解明を継続する。表面の濡れ性が抗ウイルス活性に及ぼす効果を検討する。既に試料はほぼ作製できている。またLCoO, LMnOの抗ウイルス活性を確認する。併せてLaを他の元素に置き換えたモリブデン酸複合酸化物の作製も開始する。抗ウイルス活性の報告があるCu, Zn, Feについて検討を行う予定である。
今年度は新たにシリカマトリックス中にポリ酸源と希土類源を添加した簡易な構造の抗ウイルス材料の作製にも着手する。抗菌活性は黄色ブドウ球菌と大腸菌に対して、また抗ウイルス活性はバクテリオファージQβとΦ6に対して、ISOに定められたフイルム密着法にて実施する。なお抗菌・抗ウイルス活性の評価は、研究分担者である砂田香矢乃博士が所属する、神奈川県立産業技術総合研究所(KISTEC)にて実施する。
並行して活性発現機構の解明にも着手する。今年度は新たに計算科学的アプローチを開始する。その為の環境整備を既に開始している。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
