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新技術:ブルーレイ殺毒抗菌の研究と応用

2022/3/9 11:12:00 0

紫外線の殺菌作用はよく知られているが、皮膚損傷および発癌を引き起こすリスクがあり、より深刻な欠陥は、紫外線が細菌胞子を殺傷する作用を有しないか、または弱い作用のみを有しないことである。

生物兵器に用いられる細菌製剤は、通常、抗生物質耐性を示す細菌または内生胞子および生物膜を形成することができる細菌から選択され、既存の抗菌治療案に対してより強い耐性を有するようにしてこそ、最大の破壊能力を発揮することができる。これらの理由から、研究者は依然として毒性の強い細菌、真菌、ウイルスを研究し、可能な生物戦を成功させる必要がある。

現在の研究では,可視光中の青色光も435〜450ナノメートルの波長範囲の殺菌効果を有することを示した。紫外線照射に比べて、青色光は抗生物質耐性細菌や細菌胞子を殺傷するだけでなく、哺乳動物細胞への危害もずっと小さいため、可視光による殺菌がより明らかな優位性を持っている。

波長405ナノメートルの青色光は,グラム陰性菌とグラム陽性菌に対して広範な抗菌効果を示した。現在、青色光を代替療法として、メトキシリンとペニシリンに耐性を生じる細菌感染を治療することが提案されている。青色光が抗生物質耐性細菌を殺傷するメカニズムは、細菌が産生したセリウムに吸収され、ラジカルの増加を招き、細胞質膜タンパク質とDNAに影響を及ぼすか、細菌の耐光色素に直接影響を及ぼす可能性がある。

一方、高強度の波長405ナノメートルの青色光もワックス様芽胞菌、巨芽胞菌、枯草菌、困難な梭状芽胞菌を効果的に消滅させることができる。これは酸素依存の過程であり、405ナノブルーライトは細菌内生の光励起発色団、例えば糞セシウムと作用し、さらに芽胞菌や梭状芽胞菌体内に単線状酸素などの細胞に毒性のある活性酸素を産生し、細菌に損傷を与える可能性がある。

しかしながら、青色光は細菌の活力を調節し、生物膜の形成を抑制し、細菌に対する光滅活作用を増強するだけでなく、細菌の毒力因子を増強することもできることに注意しなければならない。

高強度の405ナノ光は,医療,軍事,農業などの分野で炭疽芽胞菌やワックス様芽胞菌などの曝露防止に用いられるほか,空気,接触表面,医療機器などの消毒作業にも用いられる。現在市販されている天然痘除去用のブルーレイ治療器やブルーレイ洗濯機もブルーレイ滅菌の原理に基づいている。