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2018 年度 実施状況報告書

金属化合物の可視光下での抗菌・抗ウイルス活性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K00633
研究機関地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード酸化モリブデン / 抗ウイルス活性 / 可視光応答型光触媒 / 酸化チタン
研究実績の概要

生活環境の中に存在する感染症リスクの低減を目指して、金属酸化物を中心に高い抗ウイルス活性をもつ材料の探索・作製を行っている。昨年度、7種の金属酸化物についてバクテリオファージを対象に抗ウイルス活性評価を行なったところ、モリブデン酸化物であるMoO3が高い抗ウイルス活性をもつことを明らかにした。本年度は、まず、実ウイルスであるインフルエンザウイルスやノロウイルス代替のネコカリシウイルスを対象にMoO3の抗ウイルス活性を調べたところ、バクテリオファージを対象とした時と同様に高い抗ウイルス活性をもつことが明らかとなった。MoO3は、抗菌性をもつことは知られていたが、高い抗ウイルス活性も示すという新たな知見が得られた。
次に、MoO3のもつ高い抗ウイルス活性を活かして、新規な可視光応答型光触媒材料が作製できないかと、酸化チタンとモリブデン酸化物を組み合わせた材料を浸漬法にて作製した。昨年度においても、同様な材料の作製を試みているが、本年度は、ベースの酸化チタンをルチル型に変えるなど作製方法を改良し、酸化チタンとモリブデン酸化物を組み合わせた材料(以下、Mo/TiO2)を作製した。バクテリオファージ、並びにインフルエンザウイルス、ネコカリシウイルスを対象に作製した材料の抗ウイルス活性を調べたところ、暗所下でも低い抗ウイルス活性が認められたが、1000 lxの可視光照射下では、さらにウイルス感染価が低下し、高い抗ウイルス活性が観察された。これらの結果は、Mo/TiO2が可視光応答性をもちながら、抗ウイルス活性を示すことを示唆している。
以上、本年度は、抗菌・抗ウイルス活性を示す化合物の一つとして、酸化モリブデン(MoO3)があることを見出し、その知見を活かして、新規な可視光応答型光触媒材料を作製した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度前半は、昨年度見出した酸化モリブデン(MoO3)の高い抗ウイルス活性を実ウイルスであるインフルエンザウイルスやネコカリシウイルスを対象に確認を行った。また、酸化モリブデンの高い抗ウイルス性を活用した可視光応答型光触媒材料を昨年度の作製方法を改良して再作製した。後半は、再作製した材料の抗ウイルス活性をバクテリオファージや実ウイルスを対象に評価を行うとともに、材料のキャラクタリゼーションを行った。
結果として、酸化モリブデンや再作製した可視光応答型光触媒材料に、高い抗ウイルス活性があることを明らかにでき、その点は、順調に研究が進んでいると言える。特に本年度の研究計画に入っていた抗ウイルス活性を示す新規の可視光応答型光触媒の作製が行えた点は大きな成果である。
しかし一方で、再作製した可視光応答型光触媒材料のキャラクタリゼーションが年度末近くになり、十分な解析が年度内に行えず、可視光応答性のメカニズムについて明らかにすることができなかった。そのため、論文にまとめることができなかった。また、本年度予定をしていた金属イオンの抗ウイルス活性評価についても、抗ウイルス活性をもつ金属イオン種を調べることはできているが、それが、金属イオンのためか、低いpHのためかについては、まだ明らかにできていない。
以上から、順調に進んでいる事項と遅れ気味な事項とがあるため、全体としては、研究は少し遅れ気味であると判断した。

今後の研究の推進方策

高い抗ウイルス活性をもつ酸化モリブデン(MoO3)が、どのような機構で抗ウイルス活性を示すかを明らかにするために、今後は、他のモリブデン化合物(たとえば、MoO2)の抗ウイルス活性と比較することや、抗ウイルス活性はタンパク質変性により得られると考えているので、タンパク質変性の性能を評価することで、明らかにしていきたいと考えている。
次に、モリブデン酸化物と酸化チタンを組み合わせた新規の可視光応答形光触媒材料(Mo/TiO2)は、暗所下よりも白色蛍光灯照射下で、より高い抗ウイルス活性を示したが、この可視光応答性についても、まだ何も明らかとなっていない。本年度末に行った材料のキャラクタリゼーションの解析を進めながら、並びに、モリブデン酸化物と酸化チタンの量比を変化させるなど、種々の材料を作製し、より可視光応答性の高い材料を求めながら、明らかにしていきたいと考えている。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 光触媒反応による消臭・脱臭性能の評価法とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      砂田香矢乃, 石黒斉, 永井武, 落合剛, 青木大輔, 林美緒, 田子祥子, 阿久津康久
    • 雑誌名

      「臭いの評価法と最新消臭・脱臭技術事例集」 (技術情報協会)

      巻: 第6章 第1節 ページ: 163-170

  • [学会発表] 酸化モリブデンと酸化チタンを組み合わせた可視光光触媒抗ウイルス材料2019

    • 著者名/発表者名
      砂田香矢乃
    • 学会等名
      「ナノシート科学:ナノシートの表面・界面科学と機能創発」研究会
  • [学会発表] Preparation of self-hydrophobic La2Mo2O9 ceramics with antibacterial and antiviral properties2018

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, K. Sunada, T. Isobe, S. Matsushita A. Nakajima
    • 学会等名
      Water on Materials Surface
    • 国際学会
  • [学会発表] Virus inactivation on membrane materials coated with visible-light-sensitive photocatalyst in a simulated living space sprayed with virus-containing aerosol2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiozawa, A. Oyakawa, H. Ishiguro, K. Sunada, T. Nagai
    • 学会等名
      12th Asian Pacific Conference on Shell & Spatial Structures
    • 国際学会
  • [学会発表] 抗菌・抗ウイルス性を有する、自己撥水性La2Mo2O9セラミックスの作製2018

    • 著者名/発表者名
      松本拓巳, 砂田香矢乃, 磯部敏宏, 松下祥子, 中島章
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム
  • [学会発表] 金属酸化物と可視光応答型光触媒の抗ウイルス活性について2018

    • 著者名/発表者名
      砂田香矢乃, 畑山靖佳, 永井武, 石黒斉
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会第45回年次大会
  • [学会発表] 可視光下での酸化モリブデン担持酸化チタンの抗ウイルス活性2018

    • 著者名/発表者名
      砂田香矢乃, 畑山靖佳, 永井武, 中島章, 石黒斉
    • 学会等名
      第24回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」
  • [学会発表] 浮遊ウイルス空間における可視光応答型光触媒膜材料の抗ウイルス効果 その1 表面に付着したウイルスの低減効果2018

    • 著者名/発表者名
      親川昭彦, 塩澤優樹, 石黒斉, 砂田香矢乃, 永井武
    • 学会等名
      2018年度日本建築学会大会
  • [学会発表] 浮遊ウイルス空間における可視光応答型光触媒膜材料の抗ウイルス効果 その2 空気中に浮遊するウイルスの低減効果2018

    • 著者名/発表者名
      塩澤優樹, 親川明彦, 石黒斉, 砂田香矢乃, 永井武
    • 学会等名
      2018年度日本建築学会大会
  • [産業財産権] 抗ウイルス剤2019

    • 発明者名
      砂田香矢乃, 畑山靖佳, 石黒斉, 永井武
    • 権利者名
      砂田香矢乃, 畑山靖佳, 石黒斉, 永井武
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-062748
  • [産業財産権] 複合酸化物セラミックス及びその製造方法、並びに物品2018

    • 発明者名
      中島章, 松本拓巳, 松下祥子, 磯部敏宏, 砂田香矢乃
    • 権利者名
      中島章, 松本拓巳, 松下祥子, 磯部敏宏, 砂田香矢乃
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-134810

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公開日: 2019-12-27  

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