| 研究概要 |
1.緒言 近年、飲料水や各種用水中に従来殺菌消毒の対照とされてきた細菌類以外の有害微生物が存在することが明らかにされ問題視されている。その中で、特に水中ウィルスは塩素殺菌が無効であることから、早急に有効な不活化法の開発が望まれている。本研究は研究代表者および分担者が塩素殺菌の代替殺菌法として共同で開発したイオン交換膜電気透析殺菌法を水中ウィルスの不活化にも適用すべく改良し、殺菌と同時に水中ウィルスの不活化も可能な電気透析殺菌系を確立しようとするものである。
2.実験 1×5×6cmの中空のセルを用いて最も基本的な5室系の透析装置を組み、各室の隔膜として陽極側より陽イオン交換膜(C1,C2)と陰イオン交換膜(A1,A2)を交互に配する。両側の極室には0.1M-NaCl溶液を流速30ml/minで流し、その内側の濃縮室には0.01M-NaCl溶液を固定する。中央の脱塩室には0.1M-NaCl溶液に水中ウィルスの指標とされている大腸菌ファージQβを10^8PFU/mlの濃度で懸濁させた試料水を流速3ml/minで下方から上方へ連続的に通過させ電流密度を種々変えて透析を行なった。不活化効果は、脱塩室から流出する透析処理水中のQβ数をプラーク計数法により測定し生残率を算出して評価した。また同様の実験を大腸菌を10^8CFU/mlの濃度で懸濁させた試料水についても行い比較した。
3.結果 本透析系の限界電流密度である0.81A/dm^2,その1.25,1.5,2.0,3.0倍の電流密度条件で透析を行った場合のQβの不活化率および大腸菌の生菌率を測定したところ、大腸菌は限界電流密度の約1.5倍である1.35A/dm^2の条件で透析を行えば完全に殺菌できるが、Qβは同条件で50%しか不活化できず、さらに2.0,3.0倍の電流密度である1.63,2.45A/dm^2の条件で透析を行っても70%,85%の不活化率であり、電流密度を上げると確かに不活化率も上昇するが、細菌の場合のように一定以上の電流密度条件では対数的に不活化効果が高くなるわけではなく、本法に対するQβの抵抗性は非常に高いことがわかった。これは本法の殺菌機構が限界電流密度以上の高電流密度電気透析時に、細胞内に多量の電解質を持つ細菌細胞が良導電体となり電流が細菌細胞を介して流れるようになることに基づくものであり、この点、核酸とそれを取巻くタンパク質のみの構造を持つQβは導電体となりにくいためと考えられる。現在は水中ウィルスの外郭は蛋白質であることに注目し、透析槽の幅を縮めて膜間距離を小さくし、中性攪乱現象により形成される濃厚なH^+・OH^-イオン層に水中ウィルスを接触させ蛋白質変性により不活化効果を増大させる透析系を開発中である。
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