JP6840326B2 - プラズマ殺菌水溶液とその製造方法および殺菌方法 - Google Patents

Description

本明細書の技術分野は、プラズマ殺菌水溶液とその製造方法および殺菌方法に関する。

プラズマ技術は、電気、化学、材料の各分野に応用されている。プラズマの内部では、電子やイオン等の荷電粒子の他に、原子や分子等の中性粒子や紫外線が発生する。これらプラズマの内部で発生する生成物のうち、不対電子を有する粒子（原子、分子、イオンを含む）のことをラジカルという。このような紫外線やラジカルには、殺菌効果があることが知られている。

例えば、特許文献１には、プラズマ放電部が放電を行うことにより滅菌する技術が開示されている（特許文献１の請求項１参照）。ストリーマ放電によりＯＨラジカル等の活性種が発生し、これらの活性種が空気中の菌を分解する旨が記載されている（特許文献１の段落［００２６］参照）。このように、プラズマから発生する活性種には、殺菌作用があることが知られている。

特開２０１２−９５７３７号公報

このような活性種は、高い反応性を有する。そのため、このような活性種を用いて生体等を殺菌する場合には、生体等に何らかの影響を及ぼすおそれがある。もちろん、生体等を殺菌する場合には、生体等に損傷を与えることなく、毒性のないもので処理することが好ましい。

本明細書の技術は、前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、生体等に悪影響を及ぼすことなく殺菌することのできるプラズマ殺菌水溶液とその製造方法および殺菌方法を提供することである。

第１の態様におけるプラズマ殺菌水溶液は、真菌または菌類を殺菌するためのものである。このプラズマ殺菌水溶液は、ＹＰＤ培養液に非平衡大気圧プラズマを照射した水溶液である。非平衡大気圧プラズマを照射した後のｐＨが４．７８以上５．４以下である。

このプラズマ殺菌水溶液は、真菌または菌類を殺菌することができる。プラズマ殺菌水溶液は、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射したものである。そのため、このプラズマ殺菌水溶液は、生体親和性を有している。したがって、例えば、人体表面を殺菌するためにプラズマ殺菌水溶液を染み込ませた脱脂綿等を人体表面に接触させる。これにより、人体表面等を殺菌することができる。このプラズマ殺菌水溶液は、人体表面に悪影響を及ぼすことがほとんどない。

第２の態様におけるプラズマ殺菌水溶液は、真菌または菌類を殺菌するためのプラズマ殺菌水溶液である。このプラズマ殺菌水溶液は、ＮＢ培養液に非平衡大気圧プラズマを照射した水溶液である。非平衡大気圧プラズマを照射した後のｐＨが４．８０以上５．５９以下である。

第３の態様におけるプラズマ殺菌水溶液の製造方法は、真菌または菌類を殺菌するためのプラズマ殺菌水溶液の製造方法である。この製造方法は、ＹＰＤ培養液を準備する水溶液準備工程と、ＹＰＤ培養液に非平衡大気圧プラズマを照射するプラズマ照射工程と、を有する。プラズマ照射工程では、ＹＰＤ培養液をプラズマ殺菌水溶液とし、プラズマ殺菌水溶液のｐＨを４．７８以上５．４以下とする。

第４の態様におけるプラズマ殺菌水溶液の製造方法は、真菌または菌類を殺菌するためのプラズマ殺菌水溶液の製造方法である。この製造方法は、ＮＢ培養液を準備する水溶液準備工程と、ＮＢ培養液に非平衡大気圧プラズマを照射するプラズマ照射工程と、を有する。プラズマ照射工程では、ＮＢ培養液をプラズマ殺菌水溶液とし、プラズマ殺菌水溶液のｐＨを４．８０以上５．５９以下とする。

本明細書では、生体等に悪影響を及ぼすことなく殺菌することのできるプラズマ殺菌水溶液とその製造方法および殺菌方法が提供されている。

実施形態のプラズマ発生装置のガス噴出口を走査するロボットアームの構成を説明するための概念図である。 図２．Ａは第１のプラズマ発生装置の構成を示す断面図であり、図２．Ｂは電極の形状を示す図である。 図３．Ａは第２のプラズマ発生装置の構成を示す断面図であり、図３．Ｂはプラズマ領域の長手方向に垂直な断面における部分断面図である。 プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液を用いた場合のミドリカビ胞子の生菌数を示すグラフである。 プラズマを照射したＮＢ培養液を用いた場合のミドリカビ胞子の生菌数を示すグラフである。 プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液を用いた場合の大腸菌の生菌数の時間変化を示すグラフである。 プラズマを照射したＮＢ培養液を用いた場合の大腸菌の生菌数の時間変化を示すグラフである。 ５分間のプラズマの照射を３回繰り返したＮＢ培養液についての大腸菌の生菌数の時間変化を示すグラフである。 プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液を用いた場合の出芽酵母の生菌数の時間変化を示すグラフである。 プラズマを照射したＹＰＤ培養液を用いた場合の出芽酵母の生菌数の時間変化を示すグラフである。 ５分間のプラズマの照射を３回繰り返したＹＰＤ培養液についての出芽酵母の生菌数の時間変化を示すグラフである。 実験結果をまとめた表である。

以下、具体的な実施形態について、プラズマ殺菌水溶液とその製造方法および殺菌方法を例に挙げて図を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。

１．プラズマ殺菌水溶液製造装置
１−１．プラズマ殺菌水溶液製造装置の構成
本実施形態のプラズマ殺菌水溶液製造装置ＰＭは、図１に示すように、プラズマ照射装置Ｐ１と、アームロボットＭ１とを有している。プラズマ照射装置Ｐ１は、プラズマを発生させるとともに、そのプラズマを溶液に向けて照射するためのものである。

アームロボットＭ１は、図１に示すように、プラズマ照射装置Ｐ１の位置をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向のそれぞれの方向に移動させることができるようになっている。なお、説明の便宜上、プラズマを照射する向きを−ｚ軸方向としている。これにより、溶液の液面と、プラズマ照射装置Ｐ１との間の距離を調整することができる。また、このプラズマ殺菌水溶液製造装置ＰＭは、予めプラズマ照射時間を設定することにより、その時間だけプラズマを照射することができるものである。

プラズマ照射装置Ｐ１には、後述するように、２種類の方式（第１のプラズマ発生装置Ｐ１０および第２のプラズマ発生装置Ｐ２０）がある。そして、いずれの方式を用いてもよい。

１−２．第１のプラズマ発生装置
図２．Ａはプラズマ発生装置Ｐ１０の概略構成を示す断面図である。ここで、プラズマ発生装置Ｐ１０は、プラズマを点状に噴出する第１のプラズマ発生装置である。図２．Ｂは、図２．Ａのプラズマ発生装置Ｐ１０の電極２ａ、２ｂの形状の詳細を示す図である。

プラズマ発生装置Ｐ１０は、筐体部１０と、電極２ａ、２ｂと、電圧印加部３と、を有している。筐体部１０は、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を原料とする焼結体から成るものである。そして、筐体部１０の形状は、筒形状である。筐体部１０の内径は２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。筐体部１０の厚みは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。筐体部１０の長さは１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下である。筐体部１０の両端には、ガス導入口１０ｉと、ガス噴出口１０ｏとが形成されている。ガス導入口１０ｉは、プラズマを発生させるためのガスを導入するためのものである。ガス噴出口１０ｏは、プラズマを筐体部１０の外部に照射するための照射部である。なお、ガスの移動する向きは、図中の矢印の向きである。また、これらの数値範囲は、例示である。そのため、上記以外の数値を用いてもよい。

電極２ａ、２ｂは、対向して配置されている対向電極対である。電極２ａ、２ｂの対向面方向の長さは、筐体部１０の内径より小さい。例えば１ｍｍ程度である。電極２ａ、２ｂには、図２．Ｂに示すように、対向面のそれぞれに凹部（ホロー）Ｈが多数形成されている。そのため、電極２ａ、２ｂの対向面は、微細な凹凸形状となっている。なお、この凹部Ｈの深さは、０．５ｍｍ程度である。

電極２ａは、筐体部１０の内部であってガス導入口１０ｉの近傍に配置されている。電極２ｂは、筐体部１０の内部であってガス噴出口１０ｏの近傍に配置されている。そのため、プラズマ発生装置Ｐ１０では、電極２ａの対向面の反対側からガスを導入するとともに、電極２ｂの対向面の反対側にガスを噴出するようになっている。そして、電極２ａ、２ｂ間の距離は、２４ｃｍである。電極２ａ、２ｂ間の距離は、これより小さい距離であってもよい。

電圧印加部３は、電極２ａ、２ｂ間に交流電圧を印加するためのものである。電圧印加部３は、商用交流電圧である、６０Ｈｚ、１００Ｖを用いて９ｋＶに昇圧するとともに、電極２ａ、２ｂ間に電圧を印加する。

ガス導入口１０ｉからアルゴンを導入するとともに、電圧印加部３により、電極２ａ、２ｂ間に電圧を印加すると、筐体部１０の内部にプラズマが発生する。図２．Ａの斜線で示すように、プラズマが発生する領域をプラズマ発生領域Ｐとする。プラズマ発生領域Ｐは、筐体部１０に覆われている。

１−３．第２のプラズマ発生装置
図３．Ａはプラズマ発生装置Ｐ２０の概略構成を示す断面図である。ここで、プラズマ発生装置Ｐ２０は、プラズマを線状に噴出する第２のプラズマ発生装置である。図３．Ｂは、図３．Ａのプラズマ発生装置Ｐ２０のプラズマ領域Ｐの長手方向に垂直な断面における部分断面図である。

プラズマ発生装置Ｐ２０は、筐体部１１と、電極２ａ、２ｂと、電圧印加部３と、を有している。筐体部１１は、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を原料とする焼結体から成るものである。筐体部１１の両端には、ガス導入口１１ｉと、多数のガス噴出口１１ｏとが形成されている。ガス導入口１１ｉは、図３．Ａの左右方向を長手方向とするスリット形状をしている。ガス導入口１１ｉからプラズマ領域Ｐの直上までのスリット幅（図３．Ｂの左右方向の幅）は１ｍｍである。

ガス噴出口１１ｏは、プラズマを筐体部１１の外部に照射するための照射部である。ガス噴出口１１ｏは、円筒形状もしくはスリット形状である。円筒形状の場合のガス噴出口１１ｏは、プラズマ領域の長手方向に沿って一直線状に形成されている。ガス噴出口１１ｏの内径は１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である。また、スリット形状の場合には、ガス噴出口１１ｏのスリット幅を１ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、安定したプラズマが形成される。また、ガス導入口１１ｉは、電極２ａと電極２ｂとを結ぶ線と交差する向きにガスを導入するようになっている。なお、これらの数値範囲は、例示である。そのため、上記以外の数値を用いてもよい。

電極２ａ、２ｂおよび電圧印加部３については、図１に示したプラズマ発生装置Ｐ１０と同じものである。そして、同様に、商用交流電圧を用いて、電極２ａ、２ｂ間に電圧を印加する。これにより、プラズマを一直線状に噴出することができる。

また、この一直線状にプラズマを噴出するプラズマ発生装置Ｐ２０を図３．Ｂの左右方向に列状に並べて配置すれば、プラズマをある長方形の領域にわたって平面的に噴出することができる。

２．プラズマ発生装置により発生されるプラズマ
２−１．第１のプラズマ発生装置および第２のプラズマ発生装置
プラズマ発生装置Ｐ１０、Ｐ２０により発生されるプラズマは、非平衡大気圧プラズマである。ここで、大気圧プラズマとは、０．５気圧以上２．０気圧以下の範囲内の圧力であるプラズマをいう。

本実施の形態では、プラズマ発生ガスとして、主にＡｒガスを用いる。プラズマ発生装置Ｐ１０、Ｐ２０により発生されるプラズマの内部では、もちろん、電子と、Ａｒイオンとが生成されている。そして、Ａｒイオンは、紫外線を発生する。また、このプラズマは大気中に放出されているため、酸素ラジカルや窒素ラジカル等を発生させる。

このプラズマのプラズマ密度は、１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下の範囲内である。なお、誘電体バリア放電により発生されるプラズマにおけるプラズマ密度は、１×１０¹¹ｃｍ^-3以上１×１０¹³ｃｍ^-3以下の程度である。したがって、プラズマ発生装置Ｐ１０、Ｐ２０により発生されるプラズマのプラズマ密度は、誘電体バリア放電により発生されるプラズマのプラズマ密度に比べて、３桁程度大きい。したがって、このプラズマの内部では、より多くのＡｒイオンが生成する。そのため、ラジカルや、紫外線の発生量も多い。なお、このプラズマ密度は、プラズマ内部の電子密度にほぼ等しい。

そして、このプラズマ発生時におけるプラズマ温度は、およそ１０００Ｋ以上２５００Ｋ以下の範囲内である。また、このプラズマにおける電子温度は、ガスの温度に比べて大きい。しかも、電子の密度が１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下の範囲内の程度であるにもかかわらず、ガスの温度はおよそ１０００Ｋ以上２５００Ｋ以下の範囲内である。このプラズマの温度は、プラズマの発生しているプラズマ領域Ｐでの温度である。したがって、プラズマの条件や、ガス噴出口から液面までの距離を異なる条件とすることにより、液面の位置でのプラズマ温度を室温程度とすることができる。

また、三重項酸素原子の密度（ラジカル密度）は、２×１０¹⁴ｃｍ^-3以上１．６×１０¹⁵ｃｍ^-3以下の範囲内である。アルゴンガスに対して混入する酸素ガスの量を調整することにより、この三重項酸素原子の密度を調整することができる。

３．プラズマ殺菌水溶液
本実施形態のプラズマ殺菌水溶液は、真菌または菌類を殺菌するためのものである。このプラズマ殺菌水溶液は、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射した水溶液である。つまり、プラズマ殺菌水溶液は、プラズマ培養液である。そして、その非平衡大気圧プラズマのプラズマ密度は、１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下の範囲内である。このようにプラズマ密度の高い非平衡大気圧プラズマを照射されているため、このプラズマ殺菌水溶液は、十分な殺菌作用を備える。なお、プラズマ照射時間は、３０秒以上である。また、プラズマ照射時間は、３分以上であると好ましい。よって、プラズマ照射時間は、３分以上３０分以下であるとよい。

４．プラズマ殺菌水溶液の製造方法
４−１．水溶液準備工程
まず、水溶液を準備する。ここで、準備する水溶液は、培養液である。培養液として例えば、ＤＭＥＭ培養液、ＹＰＤ培養液、ＮＢ培養液が挙げられる。

４−２．プラズマ照射工程
次に、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射する。その際に、上記のプラズマ殺菌水溶液製造装置ＰＭを用いる。プラズマ密度は、１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下の範囲内である。プラズマガスの流量は、０．１ｓｌｍ以上５ｓｌｍ以下の範囲内である。プラズマ照射時間は、３０秒以上３０分以下である。好ましくは、３分以上３０分以下である。プラズマ照射装置Ｐ１の下面と培養液の表面との間の距離は０ｍｍより大きく３０ｍｍ以下の範囲内である。また、この距離は、１３ｍｍ以下であるとよい。これらの数値範囲は例示であり、これら以外の値を用いてもよい。

５．プラズマ殺菌水溶液を用いた殺菌方法
まず、培養液の非平衡大気圧プラズマを照射したプラズマ殺菌水溶液を準備する。そして、プラズマを照射したプラズマ殺菌水溶液を生体上に処理する。例えば、生体上を殺菌するに際し、このプラズマ殺菌水溶液を脱脂綿等に含ませ、殺菌対象箇所に接触させる。または、殺菌対象箇所をプラズマ殺菌水溶液に浸す。これにより、殺菌対象は殺菌される。

６．本実施形態のまとめ
以上詳細に説明したように、本実施形態のプラズマ殺菌水溶液は、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射したものである。このプラズマ殺菌水溶液は、真菌または菌類を殺菌することができる。また、プラズマ殺菌水溶液は、生体によくなじむ。したがって、生体上の殺菌を好適に実施することができる。

Ａ．プラズマ殺菌水溶液の製造
本実験のためにプラズマ殺菌水溶液を製造した。また、プラズマを照射していない単なる培養液も準備した。プラズマ殺菌水溶液を製造するために、上記のプラズマ殺菌水溶液製造装置ＰＭを用いた。そして、培養液にＡｒプラズマを照射した。プラズマガスの流量は２ｓｌｍであった。照射距離は５ｍｍであった。照射時間は５分であった。照射距離および照射時間については、下記の実験に応じて適宜変更した。また、培養液の種類についても、下記の実験に応じて、ＤＭＥＭ培養液、ＹＰＤ培養液、ＮＢ培養液の３種類を用いた。

Ｂ．ミドリカビ胞子
ミドリカビ胞子は、真菌の一種である。

Ｂ−１．実験手順
Ｂ−１−１．ミドリカビ胞子の懸濁
まず、ミドリカビ胞子が１０ｍｇ／ｍｌ懸濁された懸濁液を培養した。そして、その懸濁液を１０００倍に希釈した。

Ｂ−１−２．プラズマ殺菌水溶液による殺菌処理
希釈した懸濁液５０μｌとプラズマ殺菌水溶液とを混合した。混合した後の体積は１ｍｌであった。そしてこの混合液を転倒混和した。処理時間は、４時間と２４時間とであった。そして、これらのサンプルについて生菌数を測定した。なお、プラズマ殺菌水溶液として、照射距離が５ｍｍのものと１３ｍｍのものとを準備した。また、プラズマ殺菌水溶液の効果を比較するために、プラズマを照射しない単なる培養液について、同様の処理をした。

Ｂ−２．ＤＭＥＭ培養液の実験結果
図４は、ＤＭＥＭ培養液を用いた場合のミドリカビ胞子の生菌数を示すグラフである。図４中の「１」は、プラズマを照射しないＤＭＥＭ培養液で処理した場合を示す。図４中の「２」は、照射距離１３ｍｍでＡｒプラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で処理した場合を示す。図４中の「３」は、照射距離５ｍｍでＡｒプラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で処理した場合を示す。図４中の縦軸は、生菌数（ＣＦＵ／ｍｌ）を示す。つまり、１ｍｌ当たりの生菌数を示す。

図４中に示すように、プラズマを照射しないＤＭＥＭ培養液で４時間処理したものでは、生菌数は１ｍｌ当たり１０万個であった。プラズマを照射しないＤＭＥＭ培養液で２４時間処理したものでは、生菌数は１ｍｌ当たり３万個であった。照射距離１３ｍｍでＡｒプラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で４時間処理したものでは、生菌数は１ｍｌ当たり４万個であった。照射距離１３ｍｍでＡｒプラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で２４時間処理したものでは、生菌数は１ｍｌ当たり３万個であった。照射距離５ｍｍでＡｒプラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で４時間処理したものでは、生菌数は１ｍｌ当たり４万個であった。照射距離５ｍｍでＡｒプラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で２４時間処理したものでは、生菌数は１ｍｌ当たり３万個であった。

このように、プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液でミドリカビ胞子を処理すると、ミドリカビ胞子の生菌数は減少する。つまり、プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液は、真菌に対して殺菌効果を有する。

Ｂ−３．ＹＰＤ培養液の実験結果
プラズマを照射しないＹＰＤ培養液で２４時間処理した場合には、ミドリカビ胞子から発芽して菌糸塊が形成された。プラズマを照射したＹＰＤ培養液で２４時間処理した場合には、菌糸塊は形成されなかった。つまり、プラズマを照射したＹＰＤ培養液は、真菌に対して殺菌効果を有する。

Ｂ−４．ＮＢ培養液の実験結果
図５は、ＮＢ培養液を用いた場合のミドリカビ胞子の生菌数を示すグラフである。図５に示すように、プラズマを照射したＮＢ培養液で４時間処理した場合には、生菌数は処理前の１７％程度であった。つまり、ミドリカビ胞子は８３％程度減少した。プラズマを照射しないＮＢ培養液で４時間処理した場合には、生菌数は処理前の８０％程度であった。このように、プラズマを照射したＮＢ培養液は、真菌に対して殺菌効果を有する。

Ｃ．大腸菌
大腸菌は、細菌類の一種である。

Ｃ−１．実験手順
Ｃ−１−１．大腸菌の培養液の希釈
まず、大腸菌をＮＢ培養液で一晩培養した。そして、その培養液を１０００倍に希釈した。希釈した後の培養液には、１ｍｌ当たり１０００００個の大腸菌が存在すると推定した。

Ｃ−１−２．プラズマ殺菌水溶液による殺菌処理
希釈した大腸菌の培養液を３００μｌとプラズマ殺菌水溶液とを混合した。混合した後の体積は３ｍｌであった。そしてこの混合液で大腸菌を振とう培養した。この培養液を所定の時間（１ｈ、２ｈ、４ｈ、６ｈ、１８ｈ、２４ｈ）経過後にサンプリングした。サンプリングした培養液については、寒天培地に塗布した。そして、大腸菌の数を数えた。

Ｃ−２．ＤＭＥＭ培養液の実験結果
図６は、ＤＭＥＭ培養液を用いた場合の大腸菌の生菌数の時間変化を示すグラフである。図６の横軸は、プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液もしくはプラズマを照射していないＤＭＥＭ培養液での処理時間である。図６の縦軸は、１ｍｌ当たりの生菌数である。

図６に示すように、プラズマを照射していないＤＭＥＭ培養液で処理した場合には、大腸菌の数は処理時間の増加とともに増加している。プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で処理した場合には、大腸菌の数は処理時間の増加とともに減少している。プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液では、照射時間によらず、大腸菌は同程度の割合で減少している。プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液では、大腸菌の数は、６時間の処理で１／１０程度になった。プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液では、大腸菌の数は、１８時間の処理で１／１０００以下になった。

このように、プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液は、細菌に対して殺菌効果を有する。

Ｃ−３．ＮＢ培養液の実験結果
図７は、ＮＢ培養液を用いた場合の大腸菌の生菌数の時間変化を示すグラフである。図７の横軸は、プラズマを照射したＮＢ培養液もしくはプラズマを照射していないＮＢ培養液での処理時間である。図７の縦軸は、１ｍｌ当たりの生菌数である。

図７に示すように、プラズマを照射していないＮＢ培養液で処理した場合には、大腸菌の数は時間の経過とともに増加している。プラズマを照射したＮＢ培養液で処理した場合には、大腸菌の数は処理時間の増加とともに減少している。５分間プラズマを照射した培養液で６時間処理した場合には、大腸菌の数は処理前の１／１０程度になった。

図８は、５分間のプラズマの照射を３回繰り返したＮＢ培養液についての大腸菌の生菌数の時間変化を示すグラフである。図８に示すように、プラズマを繰り返し照射したＮＢ培養液で処理した場合には、大腸菌の数は処理時間の増加とともに急激に減少している。５分間のプラズマ照射を３回繰り返したＮＢ培養液で処理した場合には、大腸菌の数は、１．５時間の処理時間で１／１００００００以下に減少した。

このように、プラズマを照射したＮＢ培養液は、細菌に対して殺菌効果を有する。また、プラズマを照射した時間が長いほど、殺菌効果は強かった。

Ｄ．酵母
酵母は、真核細胞である。

Ｄ−１．実験手順
Ｄ−１−１．酵母の懸濁液
まず、ＹＰＤ培養液で出芽酵母を一晩培養した。そして、出芽酵母を集菌した。集菌した出芽酵母をリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）に懸濁した。

Ｄ−１−２．プラズマ殺菌水溶液による殺菌処理
そして、出芽酵母の懸濁液を３００μｌとプラズマ殺菌水溶液とを混合した。混合した後の体積は３ｍｌであった。そしてこの混合液で出芽酵母を振とう培養した。この培養液を所定の時間（０．５ｈ、１ｈ、１．５ｈ、２ｈ、４ｈ、６ｈ、８ｈ…）経過後にサンプリングした。サンプリングした培養液については、寒天培地に塗布した。そして、出芽酵母の数を数えた。

Ｄ−２．ＤＭＥＭ培養液の実験結果
図９は、ＤＭＥＭ培養液を用いた場合の出芽酵母の生菌数の時間変化を示すグラフである。図９の横軸は、プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液もしくはプラズマを照射していないＤＭＥＭ培養液での処理時間である。図９の縦軸は、１ｍｌ当たりの生菌数である。

図９に示すように、プラズマを照射していないＤＭＥＭ培養液で処理した場合には、出芽酵母の数は、処理時間の増加とともに緩やかに減少している。ＤＭＥＭ培養液は、出芽酵母を培養するのに、それほど適していないためと考えられる。図９に示すように、プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で処理した場合には、出芽酵母の数は、処理時間の増加とともに減少している。図９に示すように、プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液で６時間処理した場合には、出芽酵母の数は１／１０００以下に減少している。

このように、プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液は、真核細胞に対して殺菌効果を有する。

Ｄ−３．ＹＰＤ培養液の実験結果
図１０は、ＹＰＤ培養液を用いた場合の出芽酵母の生菌数の時間変化を示すグラフである。図１０の横軸は、プラズマを照射したＹＰＤ培養液もしくはプラズマを照射していないＹＰＤ培養液での処理時間である。図１０の縦軸は、１ｍｌ当たりの生菌数である。

図１０に示すように、プラズマを照射していないＹＰＤ培養液で処理した場合には、出芽酵母の数は、処理時間の増加とともに緩やかに増加している。図１０に示すように、プラズマを照射したＹＰＤ培養液で処理した場合には、出芽酵母の数は、処理時間の増加とともに減少している。プラズマを５分照射したＹＰＤ培養液では、出芽酵母の数は、８時間の処理によって１／１０程度になった。

図１１は、５分間のプラズマの照射を３回繰り返したＹＰＤ培養液についての出芽酵母の生菌数の時間変化を示すグラフである。図１１に示すように、プラズマを繰り返し照射したＹＰＤ培養液で処理した場合には、出芽酵母の数は処理時間の増加とともに急激に減少している。５分間のプラズマ照射を３回繰り返したＹＰＤ培養液で処理した場合には、出芽酵母の数は、２時間の処理時間で１／１０００以下に減少した。

このように、プラズマを照射したＮＢ培養液は、真核細胞に対して殺菌効果を有する。また、プラズマを照射した時間が長いほど、殺菌効果は強かった。

Ｅ．実験のまとめ
図１２は、以上の実験をまとめた表である。図１２に示すように、プラズマを照射しないＤＭＥＭ培養液、ＹＰＤ培養液、ＮＢ培養液を用いた処理では、真菌または細菌は、増加するかもしくは緩やかに減少した。プラズマを照射したＤＭＥＭ培養液、ＹＰＤ培養液、ＮＢ培養液を用いた処理では、真菌または細菌は、減少した。つまり、プラズマを照射した培養液、すなわち、プラズマ殺菌水溶液は、殺菌効果を示した。

なお、図１２に示すように、プラズマの照射時間の増加とともに、Ｈ₂ Ｏ₂ 、ＮＯ₂ ^- 、ＮＯ₃ ^- の量は増加した。Ｈ₂ Ｏ₂ の濃度は、１．０ｍＭ以上１０．０ｍＭ以下であるとよい。より好ましくは、Ｈ₂ Ｏ₂ の濃度は、１．２ｍＭ以上８．０ｍＭ以下である。ＮＯ₂ ^- の濃度は、１．０ｍＭ以上１０．０ｍＭ以下であるとよい。より好ましくは、ＮＯ₂ ^- の濃度は、１．２ｍＭ以上８．０ｍＭ以下である。ＮＯ₃ ^- の濃度は、０．１ｍＭ以上１．６ｍＭ以下であるとよい。より好ましくは、ＮＯ₃ ^- の濃度は、０．２ｍＭ以上１．２ｍＭ以下である。ここで、各濃度は、化学プローブ法で測定される濃度である。

ＰＭ…プラズマ殺菌水溶液製造装置
Ｐ１…プラズマ照射装置
Ｍ１…ロボットアーム
Ｐ１０、Ｐ２０…プラズマ発生装置
１０、１１…筐体部
１０ｉ、１１ｉ…ガス導入口
１０ｏ、１１ｏ…ガス噴出口
２ａ、２ｂ…電極
Ｐ…プラズマ領域
Ｈ…凹部（ホロー）

Claims (4)

1. 真菌または菌類を殺菌するためのプラズマ殺菌水溶液であって、
   ＹＰＤ培養液に非平衡大気圧プラズマを照射した水溶液であり、
   前記非平衡大気圧プラズマを照射した後のｐＨが４．７８以上５．４以下であること
   を特徴とするプラズマ殺菌水溶液。
2. 真菌または菌類を殺菌するためのプラズマ殺菌水溶液であって、
   ＮＢ培養液に非平衡大気圧プラズマを照射した水溶液であり、
   前記非平衡大気圧プラズマを照射した後のｐＨが４．８０以上５．５９以下であること
   を特徴とするプラズマ殺菌水溶液。
3. 真菌または菌類を殺菌するためのプラズマ殺菌水溶液の製造方法であって、
   ＹＰＤ培養液を準備する水溶液準備工程と、
   前記ＹＰＤ培養液に非平衡大気圧プラズマを照射するプラズマ照射工程と、
   を有し、
   前記プラズマ照射工程では、
   前記ＹＰＤ培養液をプラズマ殺菌水溶液とし、
   前記プラズマ殺菌水溶液のｐＨを４．７８以上５．４以下とすること
   を特徴とするプラズマ殺菌水溶液の製造方法。
4. 真菌または菌類を殺菌するためのプラズマ殺菌水溶液の製造方法であって、
   ＮＢ培養液を準備する水溶液準備工程と、
   前記ＮＢ培養液に非平衡大気圧プラズマを照射するプラズマ照射工程と、
   を有し、
   前記プラズマ照射工程では、
   前記ＮＢ培養液をプラズマ殺菌水溶液とし、
   前記プラズマ殺菌水溶液のｐＨを４．８０以上５．５９以下とすること
   を特徴とするプラズマ殺菌水溶液の製造方法。