JP7836557B2 - Antibacterial/allergen-reducing composition, method for inhibiting bacterial growth, and method for reducing allergens. - Google Patents
Antibacterial/allergen-reducing composition, method for inhibiting bacterial growth, and method for reducing allergens.Info
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Description
本発明は、可視光を利用することができ、且つ有機材料への親和性も高い抗菌/アレルゲン低減組成物、並びに、当該抗菌/アレルゲン低減組成物を利用する菌の増殖抑制方法およびアレルゲン低減方法に関するものである。 This invention relates to an antibacterial/allergen-reducing composition that can utilize visible light and has high affinity for organic materials, as well as a method for inhibiting bacterial growth and reducing allergens using the antibacterial/allergen-reducing composition.
近年、抗菌物質として酸化チタンが注目されており、実際に製品化されている。酸化チタン自体は無害であり、白色顔料や食品添加物などとして利用されているが、半導体であり、紫外線が照射されると価電子帯の電子が伝導帯に励起し、価電子帯には正孔が生じる。この電子が酸素を還元してスーパーオキシド(O2 -)を生成し、正孔は水分子を酸化してヒドロキシルラジカル(・OH)を生成する。これら活性酸素が、菌や有害物質を分解すると考えられている(非特許文献1)。 In recent years, titanium dioxide has attracted attention as an antibacterial substance and is actually being commercialized. Titanium dioxide itself is harmless and is used as a white pigment and food additive, but it is a semiconductor, and when irradiated with ultraviolet light, electrons in the valence band are excited to the conduction band, and holes are generated in the valence band. These electrons reduce oxygen to produce superoxide ( O²⁻ ), and the holes oxidize water molecules to produce hydroxyl radicals (•OH). These reactive oxygen species are thought to decompose bacteria and harmful substances (Non-Patent Literature 1).
しかし、太陽光に含まれる紫外線は約5%程度といわれており、室内など太陽光が十分に届かない場所には紫外線はほとんど含まれていないといえ、蛍光灯やLEDから発せられる光にも紫外線はほぼ含まれていないため、酸化チタンの抗菌効果を発揮させるには、わざわざ紫外線を照射しなければならないといえる。また、無機化合物である酸化チタンは、高分子などの有機材料に対する親和性が低く、分散性が悪い。更に、白色顔料として用いられるなど不透明であるために、衣服などに付着させるには美的観点から問題がある。 However, ultraviolet (UV) light is said to make up only about 5% of sunlight, meaning that in places where sunlight doesn't reach sufficiently, such as indoors, there is almost no UV light. Furthermore, light emitted from fluorescent lamps and LEDs also contains almost no UV light. Therefore, to exert the antibacterial effect of titanium dioxide, it is necessary to deliberately expose it to UV light. Additionally, titanium dioxide, being an inorganic compound, has low affinity for organic materials such as polymers and poor dispersibility. Moreover, because it is opaque, often used as a white pigment, it presents aesthetic problems when applied to clothing.
そこで、抗菌性のある有機半導体が検討されている。例えば特許文献1には、電子吸引性基および/または電子供与性基を有する光増感化合物を含む、光照射下で微生物の増殖を抑制するための組成物が開示されている。光増感化合物としては、2位に電子吸引性基を有するアントラセンが例示されている。 Therefore, antibacterial organic semiconductors are being investigated. For example, Patent Document 1 discloses a composition for suppressing microbial growth under light irradiation, comprising a photosensitizing compound having an electron-withdrawing group and/or an electron-donating group. Anthracene having an electron-withdrawing group at the 2-position is given as an example of the photosensitizing compound.
上述したように、抗菌性のある有機半導体が検討されている。しかし、光増感化合物として特許文献1に例示されている化合物のうちアントラセンは、[4+4]環化反応により容易に二量化するため、安定性に問題がある。また、特許文献1に記載の実施例では、紫外線を含む光が用いられている。
そこで本発明は、可視光を利用することができ、且つ有機材料への親和性も高い抗菌/アレルゲン低減組成物、並びに、当該抗菌/アレルゲン低減組成物を利用する菌の増殖抑制方法およびアレルゲン低減方法を提供することを目的とする。
As mentioned above, antibacterial organic semiconductors are being investigated. However, among the compounds exemplified in Patent Document 1 as photosensitizing compounds, anthracene readily dimerizes via a [4+4] cyclization reaction, which presents stability problems. Furthermore, the examples described in Patent Document 1 use light including ultraviolet light.
Therefore, the present invention aims to provide an antibacterial/allergen-reducing composition that can utilize visible light and has high affinity for organic materials, as well as a method for inhibiting bacterial growth and reducing allergens using the antibacterial/allergen-reducing composition.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、電子吸引性基を有する特定の縮合多環式芳香族炭化水素化合物が、抗菌組成物およびアレルゲン低減組成物の有効成分として有用であることを見出して、本発明を完成した。
以下、本発明を示す。
The inventors of this invention conducted extensive research to solve the above problems. As a result, they discovered that certain condensed polycyclic aromatic hydrocarbon compounds having electron-withdrawing groups are useful as active ingredients in antibacterial compositions and allergen-reducing compositions, thus completing the present invention.
The present invention is described below.
[1] 下記式(I)~(III)で表される1以上の化合物を有効成分として含有することを特徴とする抗菌/アレルゲン低減組成物。
R1とR2は、独立して、Hまたは電子吸引性基を示し、但し、R1とR2の少なくとも一方は電子吸引性基を示し、
R3~R5は、独立して、電子吸引性基を示し、
lは、0以上、8以下の整数を示し、
mは、1以上、10以下の整数を示し、
nは、1以上、14以下の整数を示し、
lが2以上の整数である場合、複数のR3は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
mが2以上の整数である場合、複数のR4は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
nが2以上の整数である場合、複数のR5は、互いに同一であっても異なっていてもよい。]
[1] An antibacterial/allergen-reducing composition characterized by containing one or more compounds represented by the following formulas (I) to (III) as active ingredients.
R1 and R2 independently represent H or an electron-withdrawing group, provided that at least one of R1 and R2 represents an electron-withdrawing group.
R3 to R5 independently exhibit electron-withdrawing groups.
l represents an integer between 0 and 8,
m represents an integer between 1 and 10,
n represents an integer between 1 and 14,
If l is an integer greater than or equal to 2, then multiple R3s may be the same or different from one another.
If m is an integer greater than or equal to 2, then multiple R4s may be the same or different from one another.
If n is an integer greater than or equal to 2, multiple R5s may be identical or different from one another.
[2] 上記式(II)および上記式(III)で表される1以上の化合物を含有する上記[1]に記載の抗菌/アレルゲン低減組成物。 [2] The antibacterial/allergen-reducing composition according to [1] above, comprising one or more compounds represented by formula (II) and formula (III) above.
[3] 上記電子吸引性基が、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、C1-6アルキルカルボニル基、C1-6アルコキシカルボニル基、ホルミル基、スルホン酸基、C1-6アルキルスルホニル基、C1-6アルコキシスルホニル基、トリ(C1-6アルキル)アンモニウム基、トリハロゲノメチル基、及びハロゲノ基からなる群より選択される1以上の電子吸引性基である上記[1]または[2]に記載の抗菌/アレルゲン低減組成物。 [3] The antibacterial/allergen-reducing composition according to [1] or [2] above, wherein the electron-withdrawing group is one or more electron-withdrawing groups selected from the group consisting of cyano group, nitro group, carboxyl group, C1-6 alkylcarbonyl group, C1-6 alkoxycarbonyl group, formyl group, sulfonic acid group, C1-6 alkylsulfonyl group, C1-6 alkoxysulfonyl group, tri( C1-6 alkyl)ammonium group, trihalogenomethyl group, and halogeno group.
[4] 上記[1]~[3]のいずれかに記載の抗菌/アレルゲン低減組成物、及び高分子を含有することを特徴とする抗菌/アレルゲン低減高分子材料。 [4] An antibacterial/allergen-reducing polymer material characterized by containing an antibacterial/allergen-reducing composition and a polymer as described in any of [1] to [3] above.
[5] 上記[4]に記載の高分子材料を含有することを特徴とする抗菌/アレルゲン低減繊維。 [5] An antibacterial/allergen-reducing fiber characterized by containing the polymer material described in [4] above.
[6] 上記[1]~[3]のいずれかに記載の抗菌/アレルゲン低減組成物を含有することを特徴とする抗菌/アレルゲン低減塗料。 [6] An antibacterial/allergen-reducing paint characterized by containing the antibacterial/allergen-reducing composition described in any of [1] to [3] above.
[7] 上記[1]~[3]のいずれかに記載の抗菌/アレルゲン低減組成物を含有することを特徴とする抗菌/アレルゲン低減スプレー剤。 [7] An antibacterial/allergen-reducing spray characterized by containing the antibacterial/allergen-reducing composition described in any of [1] to [3] above.
[8] 菌の増殖を抑制またはアレルゲンを低減するための方法であって、
上記菌または上記アレルゲンと、上記式(I)~(III)で表される1以上の化合物とが接触または近接した状態で可視光を照射する工程を含むことを特徴とする方法。
[8] A method for inhibiting bacterial growth or reducing allergens,
A method characterized by comprising the step of irradiating visible light while the above-mentioned bacteria or allergen and one or more compounds represented by the above-mentioned formulas (I) to (III) are in contact or in close proximity.
本発明で有効成分として用いられる特定の縮合多環式芳香族炭化水素化合物は、紫外線よりもエネルギーが低い可視光でも励起して抗菌作用やアレルゲン低減作用を発揮することができる。また、有機化合物であるため、高分子などの有機化合物との親和性も高く、高分子などと安定した混合物を形成することができる。更に、微粒子化により透明にすることも可能であるため、各種素材のコーティングにも用い得る。よって本発明は、従来の抗菌剤やアレルゲン低減剤に取って代わり得るものとして、産業上非常に優れている。 The specific condensed polycyclic aromatic hydrocarbon compound used as the active ingredient in this invention can be excited even by visible light, which has lower energy than ultraviolet light, and exhibit antibacterial and allergen-reducing effects. Furthermore, because it is an organic compound, it has high affinity with other organic compounds such as polymers, and can form stable mixtures with polymers. Moreover, it can be made transparent by micronization, making it usable for coating various materials. Therefore, this invention is industrially superior as a potential replacement for conventional antibacterial and allergen-reducing agents.
本発明に係る抗菌/アレルゲン低減組成物は、上記式(I)~(III)で表される1以上の化合物を有効成分として含有する。抗菌/アレルゲン低減組成物とは、抗菌作用および/またはアレルゲン低減作用を示す組成物をいうものとする。以下、上記式(I)~(III)で表される化合物を、まとめて「本発明化合物(I)~(III)」といい、それぞれ「アントラセン化合物(I)」、「ピレン化合物(II)」、及び「ピセン化合物(III)」という場合がある。 The antibacterial/allergen-reducing composition according to the present invention contains one or more compounds represented by the above formulas (I) to (III) as active ingredients. An antibacterial/allergen-reducing composition refers to a composition exhibiting antibacterial activity and/or allergen-reducing activity. Hereinafter, the compounds represented by the above formulas (I) to (III) are collectively referred to as "the compounds of the present invention (I) to (III)," and may be referred to as "anthracene compound (I)," "pyrene compound (II)," and "picene compound (III)," respectively.
本発明化合物(I)~(III)は、置換基として電子吸引性基を有する。電子吸引性基とは、水素原子と比較して,結合している原子側から電子を引きつけ易い置換基をいう。電子吸引性基としては、例えば、シアノ基(-CN)、ニトロ基(-NO2)、カルボキシ基(-CO2Hまたは-CO2 -)、C1-6アルキルカルボニル基[-C(=O)R]、C1-6アルコキシカルボニル基[-C(=O)OR]、ホルミル基(-CHO)、スルホン酸基[-S(=O)2OHまたは-S(=O)2O-]、C1-6アルキルスルホニル基[-S(=O)2R]、C1-6アルコキシスルホニル基[-S(=O)2OR]、トリ(C1-6アルキル)アンモニウム基(-N+R3)、トリハロゲノメチル基(-CX3)、ジハロゲノメチル基(-CHX2)、ハロゲノメチル基(-CH2X)、及びハロゲノ基(-X)が挙げられる。式中、RはC1-6アルキル基を示し、Xはハロゲノ基を示し、各基中に複数のC1-6アルキル基またはハロゲノ基が存在する場合、複数のC1-6アルキル基またはハロゲノ基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。 Compounds (I) to (III) of the present invention have electron-withdrawing groups as substituents. An electron-withdrawing group is a substituent that attracts electrons more readily from the atom to which it is bonded compared to a hydrogen atom. Examples of electron-withdrawing groups include cyano groups (-CN), nitro groups ( -NO₂ ), carboxyl groups ( -CO₂H or -CO₂- ), C₁ - 6 alkylcarbonyl groups [-C(=O)R], C₁ -6 alkoxycarbonyl groups [-C(=O)OR], formyl groups (-CHO), sulfonic acid groups [-S(=O) ₂OH or -S(=O) ₂O- ], C₁ -6 alkylsulfonyl groups [-S(=O) ₂R ], C₁ -6 alkoxysulfonyl groups [-S(=O) ₂OR ], tri(C₁ -6 alkyl)ammonium groups (-N + R₃ ), trihalogenomethyl groups ( -CX₃ ), dihalogenomethyl groups ( -CHX₂ ), halogenomethyl groups ( -CH₂X ), and halogeno groups (-X). In the formula, R represents a C1-6 alkyl group, and X represents a halogeno group. If there are multiple C1-6 alkyl groups or halogeno groups in each group, the multiple C1-6 alkyl groups or halogeno groups may be the same or different from each other.
「C1-6アルキル基」は、炭素数1以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の一価飽和脂肪族炭化水素基をいう。例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル等である。好ましくはC1-4アルキル基であり、より好ましくはC1-2アルキル基であり、より更に好ましくはメチルである。 " C1-6 alkyl group" refers to a linear or branched monovalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, and n-hexyl. Preferably, it is a C1-4 alkyl group, more preferably a C1-2 alkyl group, and even more preferably methyl.
「C1-6アルコキシ基」とは、炭素数1以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の飽和脂肪族炭化水素オキシ基をいう。例えば、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、イソブトキシ、t-ブトキシ、n-ペントキシ、n-ヘキソキシ等であり、好ましくはC1-4アルコキシ基であり、より好ましくはC1-2アルコキシ基であり、より更に好ましくはメトキシである。 A " C1-6 alkoxy group" refers to a linear or branched saturated aliphatic hydrocarbon oxy group having 1 to 6 carbon atoms. Examples include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, t-butoxy, n-pentoxy, n-hexoxy, etc. Preferably, it is a C1-4 alkoxy group, more preferably a C1-2 alkoxy group, and even more preferably methoxy.
「ハロゲノ基」としては、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨードを例示することができる。トリハロゲノメチル基など、電子吸引性基中の置換基としてのハロゲノ基としては、フルオロが好ましい。また、縮合多環式芳香族炭化水素化合物に結合する電子吸引性基自体であるハロゲノ基としては、クロロ、ブロモまたはヨードが好ましく、クロロまたはブロモがより好ましい。 Examples of "halogeno groups" include fluoro, chloro, bromo, and iodine. Fluoro is preferred as the halogeno group as a substituent in an electron-withdrawing group, such as a trihalogenomethyl group. Furthermore, chloro, bromo, or iodine are preferred as the halogeno group itself that is the electron-withdrawing group bonded to the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon compound, with chloro or bromo being more preferred.
電子吸引性基としては、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、C1-6アルキルカルボニル基、C1-6アルコキシカルボニル基、ホルミル基、スルホン酸基、C1-6アルキルスルホニル基、C1-6アルコキシスルホニル基、トリ(C1-6アルキル)アンモニウム基、トリハロゲノメチル基、及びハロゲノ基が好ましく、縮合多環式芳香族炭化水素化合物への導入がより容易なシアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、ホルミル基、及びハロゲノ基がより好ましく、これらの中でも電子吸引性がより強いシアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、及びホルミル基がより更に好ましい。 Preferred electron-withdrawing groups include cyano groups, nitro groups, carboxyl groups, C1-6 alkylcarbonyl groups, C1-6 alkoxycarbonyl groups, formyl groups, sulfonic acid groups, C1-6 alkylsulfonyl groups, C1-6 alkoxysulfonyl groups, tri( C1-6 alkyl)ammonium groups, trihalogenomethyl groups, and halogeno groups. More preferably, cyano groups, nitro groups, carboxyl groups, formyl groups, and halogeno groups are easier to introduce into condensed polycyclic aromatic hydrocarbon compounds. Among these, cyano groups, nitro groups, carboxyl groups, and formyl groups are even more preferred due to their stronger electron-withdrawing properties.
縮合多環式芳香族炭化水素化合物における電子吸引性基の置換数が2以上である場合は、複数の電子吸引性基は互いに同一であっても異なっていてもよいが、互い同一であることが好ましい。 In condensed polycyclic aromatic hydrocarbon compounds, when the number of electron-withdrawing groups substituted is two or more, the electron-withdrawing groups may be identical or different from each other, but it is preferable that they be identical.
本発明化合物(I)~(III)は、それぞれ置換基として少なくとも1個の電子吸引性基を有する。アントラセン化合物(I)は、9位および/または10位に電子吸引基を必須的に有するが、その他に位置にも電子吸引性基を有していてもよい。9位および10位以外の位置における電子吸引性基の数lとしては、6以下が好ましく、4以下がより好ましく、2以下がより更に好ましく、0であってもよい。9位および/または10位以外の電子吸引性基の置換位置としては、1~3位が挙げられ、1位または2位が好ましい。 Compounds (I) to (III) of the present invention each have at least one electron-withdrawing group as a substituent. Anthracene compound (I) essentially has an electron-withdrawing group at the 9th and/or 10th positions, but may also have electron-withdrawing groups at other positions. The number of electron-withdrawing groups at positions other than 9th and 10th is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, even more preferably 2 or less, and may be 0. Possible substitution positions for electron-withdrawing groups other than 9th and/or 10th positions include positions 1 to 3, with position 1 or 2 being preferred.
ピレン化合物(II)における電子吸引性基の数mとしては、2以上が好ましく、3以上が好ましく、また、8以下が好ましく、6以下が好ましく、5以下がより好ましい。ピレン化合物(II)における電子吸引性基の置換位置としては、1位、3位、6位および8位が好ましい。 The number of electron-withdrawing groups m in pyrene compound (II) is preferably 2 or more, preferably 3 or more, preferably 8 or less, preferably 6 or less, and more preferably 5 or less. The preferred substitution positions for the electron-withdrawing groups in pyrene compound (II) are positions 1, 3, 6, and 8.
ピセン化合物(III)における電子吸引性基の数nとしては、12以下または10以下が好ましく、8以下または6以下がより好ましく、4以下または3以下がより更に好ましい。ピセン化合物(III)における電子吸引性基の置換位置としては、2位、4位、5位、8位、9位および11位が好ましく、5位および8位がより好ましい。 The number of electron-withdrawing groups n in picene compound (III) is preferably 12 or less or 10 or less, more preferably 8 or less or 6 or less, and even more preferably 4 or less or 3 or less. The substitution positions of the electron-withdrawing groups in picene compound (III) are preferably at positions 2, 4, 5, 8, 9, and 11, and more preferably at positions 5 and 8.
アントラセンは、[4+4]環化反応により容易に二量化するため、安定性に問題がある。それに対して本発明に係るアントラセン化合物(I)は、環化反応に関与する中央の環の9位、更には10位にも置換基を有するため、かかる二量化反応が抑制されている。但し、理由は明らかではないが、本発明者らの実験的知見によれば、9位に電子吸引性基を有するアントラセン化合物(I)でも、活性が経時的に低下する場合がある。ピレン化合物(II)およびピセン化合物(III)はかかる二量化反応を起こすことがなくより安定であるため、本発明の有効成分としてはピレン化合物(II)および/またはピセン化合物(III)がより好ましい。 Anthracenes readily dimerize via a [4+4] cyclization reaction, posing a stability problem. In contrast, the anthracene compound (I) according to the present invention has substituents at positions 9 and 10 of the central ring involved in the cyclization reaction, thus suppressing this dimerization reaction. However, although the reason is unclear, experimental findings by the inventors suggest that even anthracene compound (I) with an electron-withdrawing group at position 9 may experience a decrease in activity over time. Pyrene compound (II) and picene compound (III) are more stable and do not undergo such dimerization reactions; therefore, pyrene compound (II) and/or picene compound (III) are more preferred as active ingredients in the present invention.
本発明化合物(I)~(III)は、当業者公知の方法により合成することができる。先ず、アントラセン、ピレン及びピセンは市販されており、当業者であれば、これら縮合多環式芳香族炭化水素化合物へ電子吸引性基を直接導入したり、或いは導入した置換基を電子吸引性基に官能基変換することができる。 The compounds (I) to (III) of the present invention can be synthesized by methods known to those skilled in the art. First, anthracene, pyrene, and picene are commercially available, and those skilled in the art can directly introduce electron-withdrawing groups into these condensed polycyclic aromatic hydrocarbon compounds, or convert the introduced substituents into electron-withdrawing groups.
例えば、濃硝酸と硫酸との混合物を使って縮合多環式芳香族炭化水素化合物へニトロ基を直接導入したり、濃硫酸や発煙硫酸を使ってスルホン酸基を導入したり、金属鉄触媒やハロゲン化鉄触媒とハロゲン単体を用いてハロゲノ基を導入することができる。ハロゲノ基は、シアノ基など様々な電子吸引性基へ変換することが可能である。また、Friedel-Crafts反応によりC1-6アルキルカルボニル基やホルミル基を導入することができ、ホルミル基を酸化してカルボキシ基へ官能基変換することも可能である。なお、置換基の導入位置や導入数を制御できない場合があり得るが、その場合には、所望の数の置換基が所望の位置に導入された化合物を混合物から単離精製すればよい。 For example, nitro groups can be directly introduced into condensed polycyclic aromatic hydrocarbon compounds using a mixture of concentrated nitric acid and sulfuric acid, sulfonic acid groups can be introduced using concentrated sulfuric acid or fuming sulfuric acid, and halogen groups can be introduced using metallic iron catalysts or iron halide catalysts and elemental halogens. Halogen groups can be converted into various electron-withdrawing groups such as cyano groups. Furthermore, C1-6 alkylcarbonyl groups and formyl groups can be introduced via the Friedel-Crafts reaction, and the formyl group can be oxidized to convert it into a carboxyl group. In cases where the position and number of substituents cannot be controlled, the compound with the desired number of substituents introduced in the desired positions can be isolated and purified from the mixture.
本発明に係る組成物は、抗菌作用とアレルゲン低減作用を示す。おそらく、本発明化合物(I)~(III)が可視光により励起して酸素や水分子から活性酸素を生成させ、この活性酸素が近辺の菌やアレルゲンを破壊すると考えられる。抗菌作用とは、少なくとも菌の増殖を抑制し、場合によっては生菌数を低減することをいう。アレルゲン低減作用とは、アレルゲンの量を低減することをいう。なお、抗菌/アレルゲン低減組成物とは、上記の通り抗菌作用とアレルゲン低減作用を示す組成物をいう。 The compositions according to the present invention exhibit antibacterial and allergen-reducing effects. It is likely that compounds (I) to (III) of the present invention are excited by visible light, generating reactive oxygen species from oxygen and water molecules. These reactive oxygen species then destroy nearby bacteria and allergens. Antibacterial action refers to at least inhibiting bacterial growth and, in some cases, reducing the number of viable bacteria. Allergen-reducing action refers to reducing the amount of allergens. An antibacterial/allergen-reducing composition refers to a composition exhibiting antibacterial and allergen-reducing effects as described above.
本発明において「菌」とは、真菌および細菌に加えて、定義によっては生物の範疇に含まれないこともあるが、ウイルスも含むものとする。本発明において「アレルゲン」とは、花粉、ダニの糞や死骸、ペットの毛、フケ、ホコリ等、アレルギーを引き起こす物質の内、特に空気中に飛散し易いものをいう。 In this invention, "fungi" includes not only fungi and bacteria, but also viruses, although depending on the definition, they may not be included in the category of living organisms. In this invention, "allergen" refers to substances that cause allergies, such as pollen, dust mite feces and carcasses, pet hair, dander, and dust, especially those that are easily dispersed into the air.
本発明に係る組成物は、高分子に配合し、高分子材料として利用してもよい。本発明の有効成分である本発明化合物(I)~(III)は、縮合多環式芳香族炭化水素化合物であることから高分子材料との親和性が比較的高く、場合によっては相溶性を示すことがある。また、本発明化合物(I)~(III)は、高分子に結合していてもよい。かかる結合としては、静電結合の他、共有結合であってもよい。 The compositions according to the present invention may be incorporated into polymers and used as polymer materials. The active ingredients of the present invention, compounds (I) to (III), are condensed polycyclic aromatic hydrocarbon compounds and therefore have relatively high affinity with polymer materials, and may even exhibit compatibility in some cases. Furthermore, compounds (I) to (III) may be bonded to the polymer. Such bonding may be electrostatic bonding or covalent bonding.
高分子材料に配合される高分子は、用途などに応じて適宜選択すればよいが、例えば、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル等のアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール等のポリビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂などが挙げられる。 The polymers used in polymer materials should be selected appropriately depending on the application, but examples include polyamide resins such as nylon, polyester resins such as polyethylene terephthalate, acrylic resins such as polyacrylonitrile, polyvinyl resins such as polyvinyl alcohol, polyurethane resins, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, and fluororesins such as polytetrafluoroethylene.
高分子材料は、本発明化合物(I)~(III)と高分子を溶融混合したり反応させたりすること等により調製することができる。また、高分子材料は、種々の形態に成形などすることができ、例えば、繊維の材料とすることができる。 Polymer materials can be prepared by melt-mixing or reacting compounds (I) to (III) of the present invention with polymers. Furthermore, polymer materials can be molded into various forms, for example, they can be used as fiber materials.
高分子材料における本発明化合物(I)~(III)の割合は、抗菌作用および/またはアレルゲン低減作用が有効に発揮される範囲で適宜調整すればよいが、例えば、0.1質量%以上、5質量%以下とすることができる。 The proportion of compounds (I) to (III) of the present invention in the polymer material can be appropriately adjusted within a range in which the antibacterial and/or allergen-reducing effects are effectively exhibited. For example, it can be between 0.1% by mass and 5% by mass.
本発明に係る抗菌/アレルゲン低減組成物の形態としては、抗菌またはアレルゲンを低減すべき部材などの表面を被覆する膜であってもよい。かかる膜は、本発明化合物(I)~(III)の他、高分子を含むものであってもよいし、或いは、本発明化合物(I)~(III)は常温で固体であるので、高分子を含まないものであってもよい。 The antibacterial/allergen-reducing composition according to the present invention may take the form of a film that coats the surface of a component or other object that needs to be antibacterial or allergen-reduced. Such a film may contain polymers in addition to compounds (I) to (III) of the present invention, or, since compounds (I) to (III) are solid at room temperature, it may not contain polymers.
膜の厚さは、特に制限されず、膜の緻密度などに応じて適宜調整すればよい。例えば、10μm以上、500μm以下とすることができる。当該厚さが10μm以上であれば、抗菌作用やアレルゲン低減作用がより確実に発揮され得、当該厚さが500μm以下であれば、深部の本発明化合物(I)~(III)も抗菌作用やアレルゲン低減作用を有効に発揮できると考えられる。当該厚さとしては、20μm以上または50μm以上が好ましく、100μm以上または150μm以上が好ましく、200μm以上がより更に好ましく、また、400μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましい。 The film thickness is not particularly limited and can be adjusted as appropriate depending on the film density, etc. For example, it can be 10 μm or more and 500 μm or less. If the thickness is 10 μm or more, the antibacterial and allergen-reducing effects can be more reliably exerted, and if the thickness is 500 μm or less, the compounds (I) to (III) of the present invention in the deeper layers can also be considered to exert their antibacterial and allergen-reducing effects effectively. Preferably, the thickness is 20 μm or more or 50 μm or more, preferably 100 μm or more or 150 μm or more, more preferably 200 μm or more, and more preferably 400 μm or less, and more preferably 300 μm or less.
上記の高分子材料や膜を形成するためには、本発明化合物(I)~(III)を用いる塗料を用いてもよい。また、用事的に殺菌したりアレルゲンを低減するために、本発明化合物(I)~(III)を含むスプレーを用いてもよい。一般的に、スプレーは膜を形成するためのものと認識はされていないが、実際には噴霧部から溶媒が留去されることにより薄い膜が形成されると考えられ、塗料と実質的に区別できない場合がある。 To form the polymer materials and films described above, paints containing compounds (I) to (III) of the present invention may be used. Furthermore, sprays containing compounds (I) to (III) of the present invention may be used for on-demand sterilization or allergen reduction. While sprays are generally not recognized as being for film formation, in practice, a thin film is formed by the evaporation of the solvent from the spray nozzle, making them substantially indistinguishable from paints in some cases.
塗料やスプレーを構成する溶媒としては、本発明化合物(I)~(III)を適度に分散できたり溶解できるものであれば特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール等のアルコール系溶媒;ジエチエルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;水;およびこれらの混合溶媒が挙げられる。 The solvent constituting the paint or spray is not particularly limited as long as it can adequately disperse or dissolve compounds (I) to (III) of the present invention. Examples include alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, and 2-propanol; ether-based solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran; ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; water; and mixtures thereof.
塗料やスプレー剤における本発明化合物(I)~(III)の濃度は、適宜調整すればよいが、例えば、0.1質量%以上、10質量%以下とすることができる。当該濃度が0.1質量%以上であれば、本発明化合物(I)~(III)の抗菌作用やアレルゲン低減作用がより確実に発揮され得、10質量%以下であれば、本発明化合物(I)~(III)を溶媒中に十分に分散または溶解でき得る。 The concentration of compounds (I) to (III) of the present invention in paints and sprays can be adjusted as appropriate, but for example, it can be between 0.1% by mass and 10% by mass. If the concentration is 0.1% by mass or higher, the antibacterial and allergen-reducing effects of compounds (I) to (III) can be more reliably exhibited, and if it is 10% by mass or lower, compounds (I) to (III) can be sufficiently dispersed or dissolved in the solvent.
その他、抗菌/アレルゲン低減組成物には、必要に応じて、界面活性剤、その他の抗菌剤、消泡剤、帯電防止剤、pH調整剤、増粘剤、香料、含量など、任意の添加成分を配合してもよい。 Furthermore, the antibacterial/allergen-reducing composition may contain, as needed, any additives such as surfactants, other antibacterial agents, defoamers, antistatic agents, pH adjusters, thickeners, fragrances, and their respective content.
本発明に係る菌の増殖を抑制またはアレルゲンを低減するための方法は、菌またはアレルゲンと、上記式(I)~(III)で表される1以上の化合物とが接触または近接した状態で可視光を照射する工程を含む。 The method for inhibiting bacterial growth or reducing allergens according to the present invention includes the step of irradiating visible light onto bacteria or allergens while they are in contact with or in close proximity to one or more compounds represented by the above formulas (I) to (III).
「菌またはアレルゲンと、上記式(I)~(III)で表される1以上の化合物とが接触または近接した状態」とは、菌またはアレルゲンと本発明化合物(I)~(III)が実際に接触または近接している状態の他、実際には接触または近接していないが接触または近接する可能性がある状態をいう。即ち菌またはアレルゲンと本発明化合物(I)~(III)が常に接触または近接している必要はなく、例えば、菌が増殖や拡散により本発明化合物(I)~(III)に接触または近接する可能性があったり、アレルゲンが飛散により本発明化合物(I)~(III)に接触または近接する可能性がある状態に、本発明化合物(I)~(III)があればよい。例えば、本発明化合物(I)~(III)を含む繊維で衣服やマスク等を作製したり、衣服、マスク、テーブル、台所、風呂場、ドアノブなど、菌やアレルゲンが接触または近接する可能性のあるところに本発明化合物(I)~(III)を含むスプレーを噴霧したり又は本発明化合物(I)~(III)でコーティングしたり、水槽など菌の発生を抑制したい場所に、本発明化合物(I)~(III)を含む組成物を設置したりすればよい。 "A state in which bacteria or allergens are in contact with or in close proximity to one or more compounds represented by the above formulas (I) to (III)" refers not only to a state in which bacteria or allergens are actually in contact with or in close proximity to the compounds (I) to (III) of the present invention, but also to a state in which they are not actually in contact with or in close proximity but there is a possibility of contact or proximity. In other words, it is not necessary for bacteria or allergens to be in constant contact with or in close proximity to the compounds (I) to (III). For example, it is sufficient for compounds (I) to (III) of the present invention to be present in a state in which bacteria may come into contact with or come into close proximity to the compounds (I) to (III) due to proliferation or diffusion, or in which allergens may come into contact with or come into close proximity to the compounds (I) to (III) due to dispersion. For example, clothing and masks can be made using fibers containing compounds (I) to (III) of the present invention; a spray containing compounds (I) to (III) can be applied to clothing, masks, tables, kitchens, bathrooms, doorknobs, and other surfaces where bacteria and allergens may come into contact or be in close proximity; or a coating can be applied with compounds (I) to (III); or a composition containing compounds (I) to (III) can be placed in places where bacterial growth is to be suppressed, such as aquariums.
上記「近接」とは、本発明化合物(I)~(III)が菌やアレルゲンを有効に不活性化できれば特に制限されないが、例えば、1μm以下が好ましく、500nm以下または200nm以下がより好ましい。当該距離の下限は特に制限されず、0nm、即ち菌またはアレルゲンと本発明化合物(I)~(III)が接触していることが好ましい。 The term "proximity" above is not particularly limited as long as compounds (I) to (III) of the present invention can effectively inactivate bacteria or allergens. For example, a distance of 1 μm or less is preferred, and 500 nm or less, or more preferably 200 nm or less. The lower limit of this distance is not particularly limited, but 0 nm, i.e., contact between bacteria or allergens and compounds (I) to (III) of the present invention, is preferred.
本発明化合物(I)~(III)は、可視光の照射により励起し、抗菌作用とアレルゲン低減作用を示す。可視光とは、特に制限されないが、360nm以上、830nm以下の波長を有する光をいう。上記波長としては、380nm以上が好ましく、400nm以上がより好ましく、また、800nm以下が好ましく、780nm以下がより好ましく、760nm以下がより更に好ましい。また、ピーク波長が上記範囲に含まれている光を用いてもよく、可視光が含まれていれば可視光以外の光が含まれている光を用いてもよい。 Compounds (I) to (III) of the present invention are excited by irradiation with visible light and exhibit antibacterial and allergen-reducing effects. Visible light is not particularly limited, but refers to light having a wavelength of 360 nm or more and 830 nm or less. Preferably, the wavelength is 380 nm or more, more preferably 400 nm or more, preferably 800 nm or less, more preferably 780 nm or less, and even more preferably 760 nm or less. Furthermore, light with a peak wavelength within the above range may be used, and light containing other types of light, as long as visible light is included, may also be used.
照射光の強度などの条件は、菌やアレルゲンに対する本発明化合物(I)~(III)の効果が有効に発揮されるよう適宜設定すればよい。例えば、太陽光には可視光が約37%含まれているため、太陽光を照射してもよい。主に可視光が含まれる蛍光灯やLEDライトの光を照射してもよい。しかし、本発明化合物(I)~(III)の励起、即ち抗菌作用やアレルゲン低減作用は照射光の強度が高いほど強く、殺菌やアレルゲンの低減に時間がかからないといえるため、比較的強い可視光を本発明化合物(I)~(III)に照射することが好ましい。可視光を照射する光源から本発明化合物(I)~(III)までの最短距離位置における所望の光の強度としては、例えば、0.1mW/cm2以上、100mW/cm2以下が好ましい。当該光強度としては、0.5mW/cm2以上が好ましく、1mW/cm2以上または2mW/cm2以上がより好ましく、5mW/cm2以上がより更に好ましく、また、50mW/cm2以下が好ましく、20mW/cm2以下または10mW/cm2以下がより好ましい。また、光源と本発明化合物(I)~(III)との最短距離としては、1m以下が好ましく、50cm以下がより好ましく、10cm以下または5cm以下がより更に好ましい。当該最短距離の下限は特に制限されないが、0cmであってもよい。 Conditions such as the intensity of the irradiated light should be set appropriately so that the effects of the compounds (I) to (III) of the present invention on bacteria and allergens are effectively exerted. For example, sunlight contains about 37% visible light, so sunlight may be used for irradiation. Light from fluorescent lamps or LED lights, which mainly contain visible light, may also be used for irradiation. However, the excitation of compounds (I) to (III) of the present invention, i.e., the antibacterial effect and allergen reduction effect, is stronger with higher irradiated light intensity, and it can be said that sterilization and allergen reduction do not take long, so it is preferable to irradiate compounds (I) to (III) of the present invention with relatively strong visible light. The desired light intensity at the shortest distance position from the light source irradiating visible light to compounds (I) to (III) of the present invention is preferably, for example, 0.1 mW/ cm² or more and 100 mW/ cm² or less. The light intensity is preferably 0.5 mW/ cm² or more, more preferably 1 mW/ cm² or more or 2 mW/ cm² or more, even more preferably 5 mW/ cm² or more, and also preferably 50 mW/ cm² or less, even more preferably 20 mW/ cm² or less or 10 mW/ cm² or less. The shortest distance between the light source and the compounds (I) to (III) of the present invention is preferably 1 m or less, more preferably 50 cm or less, and even more preferably 10 cm or less or 5 cm or less. The lower limit of this shortest distance is not particularly limited, but may be 0 cm.
本発明化合物(I)~(III)に可視光を照射する際の条件は、菌やアレルゲンに対する本発明化合物(I)~(III)の効果が有効に発揮されるよう適宜設定すればよい。例えば、温度は特に制限されず、常温、即ち1℃以上、35℃以下とすることができる。当該温度としては、5℃以上または10℃以上が好ましく、15℃以上がより好ましく、また、30℃以下が好ましく、25℃以下がより好ましい。可視光の照射時間についても特に制限されず、抗菌作用やアレルゲン低減作用が十分に発揮されるまでとすればよい。例えば太陽光などの自然光や通常の室内光で効果が発揮される場合には、本発明化合物(I)~(III)の抗菌作用やアレルゲン低減作用が継続的に発揮され得るため、可視光照射時間は限定されない。特別に光源を用いて本発明化合物(I)~(III)に比較的強い可視光を照射する場合には、可視光照射時間は、例えば、10分間以上、120時間以下程度に調整することができる。 The conditions for irradiating compounds (I) to (III) of the present invention with visible light should be set appropriately so that the effects of compounds (I) to (III) against bacteria and allergens are effectively exerted. For example, the temperature is not particularly limited and can be room temperature, i.e., 1°C or higher and 35°C or lower. Preferably, the temperature is 5°C or higher or 10°C or higher, more preferably 15°C or higher, and preferably 30°C or lower, and even more preferably 25°C or lower. The visible light irradiation time is also not particularly limited and should be sufficient until the antibacterial and allergen-reducing effects are fully exerted. For example, if the effect is exerted with natural light such as sunlight or normal indoor light, the antibacterial and allergen-reducing effects of compounds (I) to (III) of the present invention can be continuously exerted, so the visible light irradiation time is not limited. When irradiating compounds (I) to (III) of the present invention with relatively strong visible light using a special light source, the visible light irradiation time can be adjusted, for example, to approximately 10 minutes or more and 120 hours or less.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and it is certainly possible to implement it with appropriate modifications within the scope that is consistent with the spirit of the preceding and following descriptions. All such modifications are included within the technical scope of the present invention.
実施例1: 5,8-ジブロモピセンの合成
実施例2: 5,8-ジシアノピセンの合成
実施例3: 1,3,6,8-テトラシアノピレンの合成
実施例4: 薄膜の作製
実施例2で合成した5,8-ジシアノピセンを所定量量り取り、真空蒸着装置(「SVC-700 TURBO TM」サンユー電子社製)を用いて、下記蒸着条件で、透明石英ガラス板(旭製作所社製,40×10×0.5mm)上に蒸着した。
[蒸着条件]
装置内圧力: <10-3Pa
蒸着速度: 0.1nm/s
基板温度: 298K
膜厚: 300nm
また、実施例1で合成した5,8-ジブロモピセン(Br-picene)、市販の9-シアノアントラセン(CN-anthracene)及び9-ニトロアントラセン(NO2-anthracene)、実施例3で合成した1,3,6,8-テトラシアノピレン(CN-pyrene)の薄膜を形成したガラス板も同様に作製した。
Example 4: Thin Film Preparation A predetermined amount of 5,8-dicyanopicene synthesized in Example 2 was weighed out and deposited onto a transparent quartz glass plate (Asahi Seisakusho Co., Ltd., 40 × 10 × 0.5 mm) using a vacuum deposition apparatus ("SVC-700 TURBO TM", manufactured by Sanyu Electronics Co., Ltd.) under the following deposition conditions.
[Vapor deposition conditions]
Internal pressure: < 10⁻³ Pa
Vapor deposition rate: 0.1 nm/s
Substrate temperature: 298K
Film thickness: 300 nm
Glass plates were also prepared in the same manner by forming thin films of 5,8-dibromopicene (Br-picene) synthesized in Example 1, commercially available 9-cyanoanthracene (CN-anthracene) and 9-nitroanthracene ( NO2 -anthracene), and 1,3,6,8-tetracyanopyrene (CN-pyrene) synthesized in Example 3.
実施例5: 抗真菌実験
ビール(350mL)に砂糖(3.5g)と寒天粉末(5.25g)を加え、100℃で2時間加熱することにより、アルコールと炭酸を除去した。その後、プラスチック製のシャーレに分注し、培地が固まるまで室温で放冷し、寒天培地を調製した。
ドライイースト粉末(0.01g)をイオン交換水(100mL)に加え、撹拌した。この菌液をイオン交換水で10倍に希釈し、コンラージ棒を用いて寒天培地に10μL塗布した後、シャーレを裏返しにして37℃で50時間インキュベートした。その後、寒天培地に現れたコロニーの数N0をカウントした。
別途、上記ドライイースト菌液(4mL)を石英製の円柱型反応器に入れ、更に実施例4で作製した光触媒薄膜付ガラス板を入れた。通常の室内光下、500Wキセノンランプの光から、色ガラスフィルター(「UV-42」HOYO社製)を用いて420nm以下の光を除去し、反応器に1時間照射した。次いで、菌液をイオン交換水で10倍に希釈し、寒天培地に10μL塗布した後、シャーレを裏返しにして37℃で50時間インキュベートした。その後、寒天培地に現れたコロニーの数Nをカウントした。
また、比較のために、キセノンランプから可視光を照射せず、又は光触媒薄膜付ガラス板を用いず、又は光触媒薄膜付ガラス板を用いず且つキセノンランプから可視光も照射しなかった以外は同様にして実験を行い、コロニーN0の数をカウントした。
得られた測定値より、下記式に従って抗真菌率を算出した。結果を表1~3に示す。
抗真菌率(%)=(1-N/N0)×100
Example 5: Antifungal experiment 350 mL of beer was mixed with sugar (3.5 g) and agar powder (5.25 g) and heated at 100°C for 2 hours to remove alcohol and carbon dioxide. The mixture was then dispensed into plastic petri dishes and allowed to cool at room temperature until the culture medium solidified to prepare an agar medium.
0.01 g of dry yeast powder was added to 100 mL of deionized water and stirred. This bacterial solution was diluted 10-fold with deionized water, and 10 μL was spread onto an agar plate using a convection rod. The petri dish was then inverted and incubated at 37°C for 50 hours. After that, the number of colonies N0 that appeared on the agar plate was counted.
Separately, the above dry yeast solution (4 mL) was placed in a cylindrical quartz reactor, and a glass plate with a photocatalytic thin film prepared in Example 4 was then placed inside. Under normal room light, the reactor was irradiated for 1 hour using a colored glass filter ("UV-42" manufactured by HOYO) to remove light below 420 nm from a 500 W xenon lamp. Next, the bacterial solution was diluted 10-fold with deionized water, 10 μL was spread onto an agar plate, and the petri dish was inverted and incubated at 37°C for 50 hours. After that, the number of colonies N that appeared on the agar plate was counted.
For comparison, the experiment was conducted in the same manner except that visible light was not irradiated from a xenon lamp, or a glass plate with a photocatalytic thin film was not used, or neither a glass plate with a photocatalytic thin film was used nor visible light was irradiated from a xenon lamp, and the number of colonies N0 was counted.
The antifungal rate was calculated from the obtained measurements according to the following formula. The results are shown in Tables 1 to 3.
Antifungal rate (%) = (1-N/N 0 ) x 100
表1~3に示される結果の通り、光触媒を用いない場合または可視光を照射しない場合には、抗真菌効果は十分ではなかった。なお、光触媒を用いず且つ可視光を照射した場合に抗真菌率が多少高いのは、カットしきれなかった高エネルギーの短波長光の影響であると考えられる。また、光触媒を用いず且つ可視光を照射しない場合でも抗真菌率が0%にならないのは、コロニーの数N0をカウントする場合に比べてコロニー数Nをカウントする場合にはイーストの至適条件ではない条件で1時間余分にインキュベートしていることによると考えられる。
一方、光触媒を用いて且つ可視光を照射した場合には、抗真菌率の大幅な向上が認められた。
As shown in Tables 1-3, the antifungal effect was insufficient when no photocatalyst was used or when visible light was not irradiated. The slightly higher antifungal rate when no photocatalyst was used and visible light was irradiated is thought to be due to the influence of high-energy, short-wavelength light that could not be completely filtered out. Furthermore, the fact that the antifungal rate did not reach 0% even when no photocatalyst was used and visible light was not irradiated is thought to be because, when counting colony count N , the incubation period is one hour longer under conditions that are not optimal for yeast compared to when counting colony count N0.
On the other hand, when a photocatalyst was used and visible light was irradiated, a significant improvement in the antifungal rate was observed.
実施例6: 抗菌実験
三角フラスコにイオン交換水(300mL)と寒天粉末(4.5g)とLB培地粉末(6g)を入れ、121℃で20分間オートクレーブを行なった。2時間空冷した後、クリーンベンチ内でプラスチック製のシャーレに分注し、固まるまで放冷し、LB固体培地とした。白金耳で大腸菌をすくい取り、シャーレの周縁部4点を始点としてジグザグに画線して固体培地に接種し、37℃で一晩培養した。得られた大腸菌のシングルコロニーを白金耳で少量掻き取ってLB液体培地に接種し、37℃で一晩、振とう器で左右に振とうしながら培養した。得られた大腸菌液を、オートクレーブで滅菌処理した生理食塩水を用い、容量で1000倍希釈した。
5.9mL容の石英管反応器に、実施例4で作製したCN-picene薄膜付ガラス板と1000倍希釈した大腸菌液(4mL)を入れ、蛍光灯から6時間光照射した。
光照射開始から1,2,3,6時間後に菌液試料を採取し、生理食塩水で100倍に希釈した後、LB寒天培地に10μL塗布し、37℃で一晩培養し、寒天培地上のコロニー数Nをカウントした。対照として、CN-picene薄膜付ガラス板を用いない以外は同様にして大腸菌を培養し、寒天培地上のコロニー数N0をカウントした。下記式に従って抗菌率を算出した。結果を図1に示す。
抗菌率(%)=(1-N/N0)×100
また、蛍光灯の代わりに500Wキセノンランプを用い、500Wキセノンランプの光から、色ガラスフィルター(「UV-42」HOYO社製)を用いて420nm以下の光を除去し、反応器に照射した以外は同様にして実験を行った。結果を図2に示す。
Example 6: Antimicrobial Experiment Ion-exchanged water (300 mL), agar powder (4.5 g), and LB medium powder (6 g) were placed in an Erlenmeyer flask and autoclaved at 121°C for 20 minutes. After air cooling for 2 hours, the mixture was dispensed into plastic petri dishes in a clean bench and allowed to cool until solid to form LB solid medium. E. coli was scooped up with a platinum loop and streaked in a zigzag pattern starting from four points on the edge of the petri dish before being inoculated onto the solid medium. It was then cultured overnight at 37°C. A small amount of the obtained E. coli single colonies was scraped off with a platinum loop and inoculated into LB liquid medium. It was cultured overnight at 37°C while shaking from side to side with a shaker. The resulting E. coli solution was diluted 1000 times by volume with physiological saline sterilized by autoclaving.
A 5.9 mL quartz tube reactor was placed in a glass plate with a CN-picene thin film prepared in Example 4 and a 1000-fold diluted E. coli solution (4 mL), and the reactor was irradiated with fluorescent light for 6 hours.
Bacterial suspension samples were collected 1, 2, 3, and 6 hours after the start of light irradiation, diluted 100-fold with physiological saline, and spread 10 μL onto LB agar plates. The samples were incubated overnight at 37°C, and the number of colonies N on the agar plates was counted. As a control, E. coli was cultured in the same manner except that a glass plate with a CN-picene film was not used, and the number of colonies N0 on the agar plates was counted. The antimicrobial efficacy was calculated according to the following formula. The results are shown in Figure 1.
Antibacterial rate (%) = (1-N/N 0 ) x 100
Furthermore, the experiment was conducted in the same manner as above, except that a 500W xenon lamp was used instead of a fluorescent lamp, and light below 420 nm was removed from the light of the 500W xenon lamp using a colored glass filter ("UV-42" manufactured by HOYO Corporation) before irradiating the reactor. The results are shown in Figure 2.
図1に示される結果の通り、CN-picene薄膜付ガラス板を用いない場合には、蛍光灯下での大腸菌の死滅速度は非常にゆっくりであるのに対して、CN-picene薄膜付ガラス板を用いた場合には、実験開始から6時間で大腸菌に対する抗菌率が100%に達した。かかる実験結果から、CN-piceneは通常の蛍光灯からの光照射によっても優れた抗菌活性を示すことが示された。
また、図2に示される結果の通り、蛍光灯光よりも強いキセノンランプ光を照射した場合には、大腸菌の死滅速度は更に上がり、実験開始から3時間で大腸菌に対する抗菌率が100%に達した。なお、キセノンランプ光を照射した場合にCN-picene薄膜付ガラス板を用いなくても抗菌率が経時的に上昇し続けるのは、キセノンランプ光からカットしきれなかった紫外線の影響によるものと考えられる。
As shown in Figure 1, when a glass plate coated with a CN-picene film was not used, the rate of E. coli death under fluorescent light was very slow. In contrast, when a glass plate coated with a CN-picene film was used, the antibacterial rate against E. coli reached 100% within 6 hours from the start of the experiment. These experimental results demonstrate that CN-picene exhibits excellent antibacterial activity even under normal light irradiation from fluorescent lamps.
Furthermore, as shown in Figure 2, when irradiated with xenon lamp light, which is stronger than fluorescent light, the rate of E. coli death increased even further, and the antibacterial rate against E. coli reached 100% three hours after the start of the experiment. It is thought that the antibacterial rate continued to increase over time even without using a glass plate with a CN-picene thin film when irradiated with xenon lamp light, due to the effect of ultraviolet rays that could not be completely filtered out by the xenon lamp light.
Claims (8)
[式中、
R1とR2は、独立して、Hまたは電子吸引性基を示し、但し、R1とR2の少なくとも一方は電子吸引性基を示し、
R3 とR5は、独立して、電子吸引性基を示し、
上記電子吸引性基は、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、及びハロゲノ基からなる群より選択される1以上の電子吸引性基であり、
lは、0以上、8以下の整数を示し、
nは、1以上、14以下の整数を示し、
lが2以上の整数である場合、複数のR3は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
nが2以上の整数である場合、複数のR5は、互いに同一であっても異なっていてもよい。] An antimicrobial composition characterized by containing one or more compounds represented by the following formula (I) or formula (III) as an active ingredient.
[In the formula,
R1 and R2 independently represent H or an electron-withdrawing group, provided that at least one of R1 and R2 represents an electron-withdrawing group.
R3 and R5 independently exhibit electron-withdrawing properties.
The above electron-withdrawing group is one or more electron-withdrawing groups selected from the group consisting of cyano groups, nitro groups, carboxyl groups, and halogeno groups.
l represents an integer between 0 and 8 ,
n represents an integer between 1 and 14,
If l is an integer greater than or equal to 2, then multiple R3s may be the same or different from one another .
If n is an integer greater than or equal to 2, multiple R5s may be identical or different from one another.
上記菌と、下記式(I)または下記式(III)で表される1以上の化合物とが接触または近接した状態で可視光を照射する工程を含むことを特徴とする方法。
[式中、
R1とR2は、独立して、Hまたは電子吸引性基を示し、但し、R1とR2の少なくとも一方は電子吸引性基を示し、
R3 とR5は、独立して、電子吸引性基を示し、
上記電子吸引性基は、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、及びハロゲノ基からなる群より選択される1以上の電子吸引性基であり、
lは、0以上、8以下の整数を示し、
nは、1以上、14以下の整数を示し、
lが2以上の整数である場合、複数のR3は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
nが2以上の整数である場合、複数のR5は、互いに同一であっても異なっていてもよい。] A method for suppressing the growth of bacteria,
A method characterized by comprising the step of irradiating visible light with the above-mentioned bacteria and one or more compounds represented by the following formula (I) or formula (III) while they are in contact or in close proximity.
[In the formula,
R1 and R2 independently represent H or an electron-withdrawing group, provided that at least one of R1 and R2 represents an electron-withdrawing group.
R3 and R5 independently exhibit electron-withdrawing properties.
The above electron-withdrawing group is one or more electron-withdrawing groups selected from the group consisting of cyano groups, nitro groups, carboxyl groups, and halogeno groups.
l represents an integer between 0 and 8 ,
n represents an integer between 1 and 14,
If l is an integer greater than or equal to 2, then multiple R3s may be the same or different from one another .
If n is an integer greater than or equal to 2, multiple R5s may be identical or different from one another.
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