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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023149708
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】抗菌・抗ウイルス材
(51)【国際特許分類】
A01N 33/12 20060101AFI20231005BHJP
A01P 3/00 20060101ALI20231005BHJP
A01P 1/00 20060101ALI20231005BHJP
A01N 25/30 20060101ALI20231005BHJP
A01N 25/08 20060101ALI20231005BHJP
C01B 37/00 20060101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
A01N33/12 101
A01P3/00
A01P1/00
A01N25/30
A01N25/08
C01B37/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022058437
(22)【出願日】2022-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100160691
【弁理士】
【氏名又は名称】田邊 淳也
(74)【代理人】
【識別番号】100167232
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 みな
(72)【発明者】
【氏名】平尾 理恵
(72)【発明者】
【氏名】重藤 啓輔
(72)【発明者】
【氏名】稲垣 伸二
(72)【発明者】
【氏名】石田 亘広
【テーマコード（参考）】
4G073
4H011
【Ｆターム（参考）】
4G073BA02
4G073BA63
4G073BA75
4G073BA81
4G073BB02
4G073BB03
4G073BB07
4G073BB15
4G073BB48
4G073BC02
4G073BD11
4G073BD15
4G073CA06
4G073FC04
4G073FC13
4G073FC19
4G073UB33
4H011AA02
4H011AA04
4H011BB04
4H011BC18
(57)【要約】
【課題】有効成分と基材との結合不足に起因する抗菌・抗ウイルス材の性能低下を抑え、さらに抗菌・抗ウイルス性能を高める。
【解決手段】抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す抗菌・抗ウイルス材は、メソ孔を有する多孔質シリカと、前記抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤と、を備え、前記界面活性剤は、前記多孔質シリカのメソ孔内において、ミセル状態で前記多孔質シリカに結合されている。
【選択図】図１
【解決手段】抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す抗菌・抗ウイルス材は、メソ孔を有する多孔質シリカと、前記抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤と、を備え、前記界面活性剤は、前記多孔質シリカのメソ孔内において、ミセル状態で前記多孔質シリカに結合されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す抗菌・抗ウイルス材であって、
メソ孔を有する多孔質シリカと、
前記抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤と、
を備え、
前記界面活性剤は、前記多孔質シリカのメソ孔内において、ミセル状態で前記多孔質シリカに結合されている
抗菌・抗ウイルス材。
メソ孔を有する多孔質シリカと、
前記抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤と、
を備え、
前記界面活性剤は、前記多孔質シリカのメソ孔内において、ミセル状態で前記多孔質シリカに結合されている
抗菌・抗ウイルス材。
【請求項2】
請求項１に記載の抗菌・抗ウイルス材であって、
前記界面活性剤は、陽イオン界面活性剤である
抗菌・抗ウイルス材。
前記界面活性剤は、陽イオン界面活性剤である
抗菌・抗ウイルス材。
【請求項3】
請求項２に記載の抗菌・抗ウイルス材であって、
前記界面活性剤は、４級アンモニウム塩である
抗菌・抗ウイルス材。
前記界面活性剤は、４級アンモニウム塩である
抗菌・抗ウイルス材。
【請求項4】
請求項３に記載の抗菌・抗ウイルス材であって、
前記界面活性剤は、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩である
抗菌・抗ウイルス材。
前記界面活性剤は、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩である
抗菌・抗ウイルス材。
【請求項5】
請求項４に記載の抗菌・抗ウイルス材であって、
前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、０．５ｍｍｏｌ以上である
抗菌・抗ウイルス材。
前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、０．５ｍｍｏｌ以上である
抗菌・抗ウイルス材。
【請求項6】
請求項５に記載の抗菌・抗ウイルス材であって、
前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、１．０ｍｍｏｌ以上である
抗菌・抗ウイルス材。
前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、１．０ｍｍｏｌ以上である
抗菌・抗ウイルス材。
【請求項7】
抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す抗菌・抗ウイルス材であって、
メソ孔を有する多孔質シリカと、
前記多孔質シリカのメソ孔内に担持され、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩である界面活性剤と、
を備え、
前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、０．５ｍｍｏｌ以上である
抗菌・抗ウイルス材。
メソ孔を有する多孔質シリカと、
前記多孔質シリカのメソ孔内に担持され、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩である界面活性剤と、
を備え、
前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、０．５ｍｍｏｌ以上である
抗菌・抗ウイルス材。
【請求項8】
請求項７に記載の抗菌・抗ウイルス材であって、
前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、１．０ｍｍｏｌ以上である
抗菌・抗ウイルス材。
前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、１．０ｍｍｏｌ以上である
抗菌・抗ウイルス材。
【請求項9】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の抗菌・抗ウイルス材であって、
前記多孔質シリカは、メソポーラスシリカである
抗菌・抗ウイルス材。
前記多孔質シリカは、メソポーラスシリカである
抗菌・抗ウイルス材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、抗菌・抗ウイルス材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、抗菌性や抗ウイルス性を有する種々の物質が知られており、抗菌・抗ウイルス材として、例えば、抗菌活性や抗ウイルス活性を有する有効成分を担体上に担持したものなど、種々の抗菌・抗ウイルス材が提案されている。例えば、特許文献１には、抗菌性材料である金属錯塩を、シリカゲル等の多孔性粒子担体に担持させる構成が開示されている。また、特許文献２には、第４級アンモニウム超強酸塩と、二酸化珪素（シリカ）などの無機微粉末とを混合して得られる粉末状の抗菌防カビ剤が開示されている。また、特許文献３には、二酸化珪素（シリカ）によって構成されるメソポーラスシリカを、抗ウイルス剤として用いる構成が開示されている。さらに、非特許文献１には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）ナノポーラス膜を作製し、これに消毒剤クロルヘキシジン（ＣＨＸ）を含浸させた抗ウイルスコーティングが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平５－１５５７２５号公報
【特許文献2】特開２００９－１２６８０７号公報
【特許文献3】特開２０１９－１５１５９２号公報
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】国立研究開発法人産業技術総合研究所、“ウイルスを短時間で不活性化できるコーティング技術を開発”［online］、２０２１年３月２２日、［２０２２年３月１日検索］、インターネット＜URL:https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2021/pr20210322/pr20210322.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記した特許文献１に記載のように、抗菌性等を有する有効成分を担体に担持させる構成、特許文献２に記載のように、抗菌性等を有する有効成分を微粒子と混合する構成、あるいは、非特許文献１に記載のように、ナノポーラス膜に有効成分を含浸させる構成では、担体や微粒子やナノポーラス膜等の基材と、抗菌性等を有する有効成分と、の間の結合が不十分になる場合があった。有効成分と基材との結合が不十分であると、有効成分が徐放されること等により、抗菌・抗ウイルス材の性能が低下し易くなるという問題が生じ得た。また、抗菌・抗ウイルス材においては、さらなる性能向上が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本開示の一形態によれば、抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す抗菌・抗ウイルス材が提供される。この抗菌・抗ウイルス材は、メソ孔を有する多孔質シリカと、前記抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤と、を備え、前記界面活性剤は、前記多孔質シリカのメソ孔内において、ミセル状態で前記多孔質シリカに結合されている。
この形態の抗菌・抗ウイルス材によれば、抗菌・抗ウイルス性を示す界面活性剤は、多
孔質シリカのメソ孔内において、ミセル状態でメソポーラスシリカに結合されている。そのため、抗菌・抗ウイルス性を示す界面活性剤と、基材である多孔質シリカと、の間の結合力を高めて結合を安定させ、抗菌・抗ウイルス材における界面活性剤の解離等に起因する性能低下を抑えることができる。また、多孔質シリカにおける界面活性剤との結合量を高めて、より多くの界面活性剤を多孔質シリカに結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス材の性能を向上させることができる。
（２）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤は、陽イオン界面活性剤であることとしてもよい。このような構成とすれば、陽イオン界面活性剤が有する抗菌・抗ウイルス活性を利用した、抗菌・抗ウイルス材とすることができる。
（３）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤は、４級アンモニウム塩であることとしてもよい。このような構成とすれば、４級アンモニウム塩が有する抗菌・抗ウイルス活性を利用した、抗菌・抗ウイルス材とすることができる。
（４）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤は、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩であることとしてもよい。このような構成とすれば、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩が有する抗菌・抗ウイルス活性を利用した、抗菌・抗ウイルス材とすることができる。
（５）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、０．５ｍｍｏｌ以上であることとしてもよい。このような構成とすれば、抗菌・抗ウイルス材の抗菌・抗ウイルス活性を高めることができる。
（６）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、１．０ｍｍｏｌ以上であることとしてもよい。このような構成とすれば、抗菌・抗ウイルス材の抗菌・抗ウイルス活性を、さらに高めることができる。
（７）本開示の他の一形態によれば、抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す抗菌・抗ウイルス材が提供される。この抗菌・抗ウイルス材は、メソ孔を有する多孔質シリカと、前記多孔質シリカのメソ孔内に担持され、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩である界面活性剤と、を備え、前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、０．５ｍｍｏｌ以上である。
この形態の抗菌・抗ウイルス材によれば、多孔質シリカのメソ孔内に、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩である界面活性剤がミセル状態で結合される。そのため、抗菌・抗ウイルス性を示す界面活性剤と、基材である多孔質シリカと、の間の結合を安定させて結合力を高め、抗菌・抗ウイルス材における界面活性剤の解離等に起因する性能低下を抑えることができる。また、多孔質シリカにおける界面活性剤との結合量を高めて、より多くの界面活性剤を多孔質シリカに結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス材の性能を向上させることができる。
（８）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、１．０ｍｍｏｌ以上であることとしてもよい。このような構成とすれば、抗菌・抗ウイルス材の抗菌・抗ウイルス活性を、さらに高めることができる。
（９）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記多孔質シリカは、メソポーラスシリカであることとしてもよい。このような構成とすれば、より多くの界面活性剤を多孔質シリカに結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス材の性能を向上させることができる。
本開示は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、抗菌・抗ウイルス材の製造方法や、細菌やウイルスの不活化方法などの形態で実現することが可能である。
（１）本開示の一形態によれば、抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す抗菌・抗ウイルス材が提供される。この抗菌・抗ウイルス材は、メソ孔を有する多孔質シリカと、前記抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤と、を備え、前記界面活性剤は、前記多孔質シリカのメソ孔内において、ミセル状態で前記多孔質シリカに結合されている。
この形態の抗菌・抗ウイルス材によれば、抗菌・抗ウイルス性を示す界面活性剤は、多
孔質シリカのメソ孔内において、ミセル状態でメソポーラスシリカに結合されている。そのため、抗菌・抗ウイルス性を示す界面活性剤と、基材である多孔質シリカと、の間の結合力を高めて結合を安定させ、抗菌・抗ウイルス材における界面活性剤の解離等に起因する性能低下を抑えることができる。また、多孔質シリカにおける界面活性剤との結合量を高めて、より多くの界面活性剤を多孔質シリカに結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス材の性能を向上させることができる。
（２）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤は、陽イオン界面活性剤であることとしてもよい。このような構成とすれば、陽イオン界面活性剤が有する抗菌・抗ウイルス活性を利用した、抗菌・抗ウイルス材とすることができる。
（３）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤は、４級アンモニウム塩であることとしてもよい。このような構成とすれば、４級アンモニウム塩が有する抗菌・抗ウイルス活性を利用した、抗菌・抗ウイルス材とすることができる。
（４）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤は、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩であることとしてもよい。このような構成とすれば、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩が有する抗菌・抗ウイルス活性を利用した、抗菌・抗ウイルス材とすることができる。
（５）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、０．５ｍｍｏｌ以上であることとしてもよい。このような構成とすれば、抗菌・抗ウイルス材の抗菌・抗ウイルス活性を高めることができる。
（６）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、１．０ｍｍｏｌ以上であることとしてもよい。このような構成とすれば、抗菌・抗ウイルス材の抗菌・抗ウイルス活性を、さらに高めることができる。
（７）本開示の他の一形態によれば、抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す抗菌・抗ウイルス材が提供される。この抗菌・抗ウイルス材は、メソ孔を有する多孔質シリカと、前記多孔質シリカのメソ孔内に担持され、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩である界面活性剤と、を備え、前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、０．５ｍｍｏｌ以上である。
この形態の抗菌・抗ウイルス材によれば、多孔質シリカのメソ孔内に、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩である界面活性剤がミセル状態で結合される。そのため、抗菌・抗ウイルス性を示す界面活性剤と、基材である多孔質シリカと、の間の結合を安定させて結合力を高め、抗菌・抗ウイルス材における界面活性剤の解離等に起因する性能低下を抑えることができる。また、多孔質シリカにおける界面活性剤との結合量を高めて、より多くの界面活性剤を多孔質シリカに結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス材の性能を向上させることができる。
（８）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記界面活性剤の含有量は、前記多孔質シリカ１ｇ当たり、１．０ｍｍｏｌ以上であることとしてもよい。このような構成とすれば、抗菌・抗ウイルス材の抗菌・抗ウイルス活性を、さらに高めることができる。
（９）上記形態の抗菌・抗ウイルス材において、前記多孔質シリカは、メソポーラスシリカであることとしてもよい。このような構成とすれば、より多くの界面活性剤を多孔質シリカに結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス材の性能を向上させることができる。
本開示は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、抗菌・抗ウイルス材の製造方法や、細菌やウイルスの不活化方法などの形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】抗菌・抗ウイルス材の構成を模式的に表す説明図。
【図2】各サンプルについての接触時間ごとの残存ウイルス量を示す説明図。
【図3】各サンプルについての接触時間ごとのウイルス失活量を示す説明図。
【図4】各サンプルについての接触時間ごとの残存ウイルス量を示す説明図。
【図5】各サンプルについての接触時間ごとのウイルス失活量を示す説明図。
【図6】洗浄回数ごとの残存ウイルス量を示す説明図。
【図7】洗浄回数ごとのプラークの写真を示す図。
【図8】界面活性剤の平衡濃度と相対吸着量との関係を示す説明図。
【図9】界面活性剤の名称、アルキル鎖長、およびＣＭＣをまとめて示す図。
【図10】界面活性剤のアルキル鎖長と相対吸着量との関係を示す説明図。
【図11】浸漬時間と界面活性剤担持量との関係を示す説明図。
【図12】浸漬時間と界面活性剤担持量との関係を示す説明図。
【図13】各複合体の測定結果等をまとめて示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
Ａ．抗菌・抗ウイルス材の構成：
図１は、本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０の概略構成を模式的に表す説明図である。本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０は、メソ多孔質体であるメソポーラスシリカ２０と、メソポーラスシリカ２０のメソ孔内に配置される界面活性剤部３０と、を備える。界面活性剤部３０は、ミセル状態の界面活性剤によって構成される。すなわち、本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０は、メソポーラスシリカ２０を基材として、メソポーラスシリカ２０のメソ孔内において、抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤をミセル状態で保持している。
図１は、本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０の概略構成を模式的に表す説明図である。本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０は、メソ多孔質体であるメソポーラスシリカ２０と、メソポーラスシリカ２０のメソ孔内に配置される界面活性剤部３０と、を備える。界面活性剤部３０は、ミセル状態の界面活性剤によって構成される。すなわち、本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０は、メソポーラスシリカ２０を基材として、メソポーラスシリカ２０のメソ孔内において、抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤をミセル状態で保持している。
【0009】
メソポーラスシリカ２０は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２：シリカ）によって構成されており、均一で規則的な細孔（メソ孔）を持つメソ多孔質体である。メソポーラスシリカ２０のメソ孔の細孔直径は、０．５ｎｍ～５０ｎｍである。ここで、「細孔直径」とは、細孔直径分布曲線における最大ピークを示す細孔直径であり、「中心細孔直径」とも呼ぶ。細孔直径分布曲線は、液体窒素を用いて窒素の吸着測定を行って窒素吸着等温曲線を得て、得られた窒素吸着等温曲線から、例えばBarrett-Joyner-Halenda(BJH)法の計算式により、求めることができる。メソポーラスシリカ２０の細孔直径は、後述するように、界面活性剤部３０となる界面活性剤を鋳型としてメソポーラスシリカ２０を形成する場合には、用いる界面活性剤の種類（例えば分子長）を変化させることにより、調節することができる。メソポーラスシリカ２０は、細孔分布および細孔の均一性の観点から、図１に示すように、細孔が六方状に規則配置した、いわゆるヘキサゴナル構造を有することが望ましい。
【0010】
なお、メソポーラスシリカ２０は、界面活性剤との結合性に対する影響が許容範囲であれば、二酸化ケイ素以外の材料を含んでいてもよい。例えば、メソポーラスシリカ２０を構成するシリケート基本骨格において、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、コバルト、ニッケル、ガリウム、ベリリウム、イットリウム、ランタン、ハフニウム、スズ、鉛、バナジウム、ホウ素等の元素がさらに含まれていてもよい。
【0011】
界面活性剤部３０を構成する界面活性剤は、図１に示すように、メソポーラスシリカ２０のメソ孔内において、ミセル状態でメソポーラスシリカ２０に結合されている。界面活性剤部３０を構成する界面活性剤は、抗菌性および抗ウイルス性のうちの少なくとも一方である抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤であって、溶媒中でミセルを形成可能であればよく、陽イオン性、陰イオン性、両性、あるいは非イオン性である各種の界面活性剤を用いることができる。中でも、陽イオン界面活性剤（カチオン界面活性剤）が望ましく、陽イオン界面活性剤の中でも、４級アンモニウム塩である界面活性剤が望ましい。４級アンモニウム塩である界面活性剤は、抗菌性を有することが広く知られている。また、このような４級アンモニウム塩の中でも、例えば、塩化ベンザルコニウムや、ジデシルジメチルアンモニウムクロライドなどのジアルキルジメチルアンモニウムクロライドは、さら
に抗ウイルス性を有することが知られている。また、本願発明者らは、４級アンモニウム塩の１種であるセチルトリメチルアンモニウムクロリド（以下では、ＣＴＡＣとも称する）が、抗菌性に加えて抗ウイルス性も有するという新たな知見を得た。これら４級アンモニウム塩の中でも、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩が特に好ましい。これらの４級アンモニウム塩を用いて界面活性剤部３０を構成することで、抗菌性および抗ウイルス性を有する抗菌・抗ウイルス材１０を得ることができる。
に抗ウイルス性を有することが知られている。また、本願発明者らは、４級アンモニウム塩の１種であるセチルトリメチルアンモニウムクロリド（以下では、ＣＴＡＣとも称する）が、抗菌性に加えて抗ウイルス性も有するという新たな知見を得た。これら４級アンモニウム塩の中でも、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩が特に好ましい。これらの４級アンモニウム塩を用いて界面活性剤部３０を構成することで、抗菌性および抗ウイルス性を有する抗菌・抗ウイルス材１０を得ることができる。
【0012】
抗菌・抗ウイルス材１０の界面活性剤部３０を構成する界面活性剤が、メソポーラスシリカ２０のメソ孔内において、ミセル構造となっているか否かは、例えば、メソポーラスシリカ２０の単位質量当たりの界面活性剤の量により特定することができる。例えば、界面活性剤として、セチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＣＴＡＣ）等の、アルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩を用いる場合には、抗菌・抗ウイルス材１０における界面活性剤の含有量が、メソポーラスシリカ１ｇ当たり０．５ｍｍｏｌ以上であるときに、界面活性剤がミセル状態でメソポーラスシリカ２０のメソ孔内に配置されていると特定することができる。界面活性剤としてアルキル基の炭素数が１０～１８のアルキルトリメチルアンモニウム塩を用いるときの界面活性剤の含有量は、メソポーラスシリカ１ｇ当たり０．７ｍｍｏｌ以上とすることがより望ましく、１．０ｍｍｏｌ以上とすることがさらに望ましい。界面活性剤がミセル構造をとっていないときには、界面活性剤の含有量として、上記のように大きな含有量を実現することができず、上記した界面活性剤の含有量は、メソポーラスシリカ２０のメソ孔においてミセル状態で界面活性剤を充填することにより実現可能となる値である。
【0013】
なお、抗菌・抗ウイルス材１０における界面活性剤の含有量を求めるには、抗菌・抗ウイルス材１０の質量を測定した後に、抗菌・抗ウイルス材１０を、例えば５５０℃以上の温度で焼成することによりメソポーラスシリカ２０に結合されていた界面活性剤を除去して、メソポーラスシリカ２０の質量を測定すればよい。そして、上記抗菌・抗ウイルス材１０の質量とメソポーラスシリカ２０の質量との差分を算出することにより、界面活性剤の含有量を求めることができる。具体的には、例えば、抗菌・抗ウイルス材１０について熱重量分析（ＴＧ）を行ったときの重量減少量を測定することにより求めることができる。
【0014】
Ｂ．抗菌・抗ウイルス材の製造方法：
抗菌・抗ウイルス材１０の製造方法としては、従来知られるメソポーラスシリカの製造工程における中間生成物を、抗菌・抗ウイルス材１０として得る方法が挙げられる。また、抗菌・抗ウイルス材１０の他の製造方法としては、予め用意したメソポーラスシリカ２０に対して、界面活性剤をミセル状態で結合させる方法が挙げられる。従来知られるメソポーラスシリカの製造工程の中間生成物を、抗菌・抗ウイルス材１０として得る場合の、従来知られるメソポーラスシリカの製造方法としては、いわゆる層間架橋製造法と、分子鋳型法と、を挙げることができる。
抗菌・抗ウイルス材１０の製造方法としては、従来知られるメソポーラスシリカの製造工程における中間生成物を、抗菌・抗ウイルス材１０として得る方法が挙げられる。また、抗菌・抗ウイルス材１０の他の製造方法としては、予め用意したメソポーラスシリカ２０に対して、界面活性剤をミセル状態で結合させる方法が挙げられる。従来知られるメソポーラスシリカの製造工程の中間生成物を、抗菌・抗ウイルス材１０として得る場合の、従来知られるメソポーラスシリカの製造方法としては、いわゆる層間架橋製造法と、分子鋳型法と、を挙げることができる。
【0015】
「層間架橋製造法」とは、界面活性剤のミセルと層状シリケートとを材料として用いる方法である。具体的には、界面活性剤のミセルを鋳型としつつ、ミセルの周囲（ミセル間の隙間）に、層状シリケートの層間架橋による三次元シリケート骨格を形成させる工程を含み、その後、上記した界面活性剤のミセルを除去することにより、メソポーラスシリカを製造する方法である。上記した界面活性剤のミセルを除去する前の中間生成物を、本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０とすることができる。
【0016】
層間架橋製造法に使用し得る層状シリケートとしては、カネマイトを用いることが好ましい。カネマイト以外の層状シリケートとしては、例えば、ジケイ酸ナトリウム結晶（α、β、γ、δ－ＮａＳｉＯ５）、マカタイト（Ｎａ２Ｓｉ４Ｏ９・５Ｈ２Ｏ）、アイアラ
イト（Ｎａ２Ｓｉ８Ｏ１７・ｘＨ２Ｏ）、マガディアイト（Ｎａ２Ｓｉ１４Ｏ２９・ｘＨ２Ｏ）、ケニヤイト（Ｎａ２Ｓｉ２０Ｏ４１・ｘＨ２Ｏ）を挙げることができる。また、その他の層状シリケートとして、セピオライト、モンモリオナイト、バーミキュライト、雲母、カオリナイト、スメクタイトのような粘土鉱物を酸性水溶液で処理してシリカ以外の元素を除去したものを用いてもよい。以下では、層間架橋製造法を用いた抗菌・抗ウイルス材１０の製造方法について、さらに詳しく説明する。
イト（Ｎａ２Ｓｉ８Ｏ１７・ｘＨ２Ｏ）、マガディアイト（Ｎａ２Ｓｉ１４Ｏ２９・ｘＨ２Ｏ）、ケニヤイト（Ｎａ２Ｓｉ２０Ｏ４１・ｘＨ２Ｏ）を挙げることができる。また、その他の層状シリケートとして、セピオライト、モンモリオナイト、バーミキュライト、雲母、カオリナイト、スメクタイトのような粘土鉱物を酸性水溶液で処理してシリカ以外の元素を除去したものを用いてもよい。以下では、層間架橋製造法を用いた抗菌・抗ウイルス材１０の製造方法について、さらに詳しく説明する。
【0017】
層間架橋製造法により抗菌・抗ウイルス材１０を製造する際には、層状シリケートと界面活性剤とを溶媒中で混合し、アルカリ条件下で加熱しつつ縮合反応を進行させることで、界面活性剤のミセルを鋳型としつつ、層状シリケート間に架橋構造を形成させる。これにより、層状シリケートの層間架橋による三次元シリケート骨格が形成されて、メソポーラスシリカ２０が得られる。このとき、層状シリケートと界面活性剤との混合液における界面活性剤の濃度は、臨界ミセル濃度（以下、ＣＭＣと称す）以上とすればよい。臨界ミセル濃度とは、溶液中の界面活性剤がミセルを形成するために必要な最低濃度をいう。上記のようにして得られるメソポーラスシリカ２０の細孔内には、鋳型として用いた界面活性剤のミセルが充填されて、界面活性剤部３０を構成している。このようなメソポーラスシリカ２０と界面活性剤との複合材料として、抗菌・抗ウイルス材１０が製造される。
【0018】
層状シリケートと界面活性剤とを混合する際に用いる溶媒は、使用する界面活性剤をミセル化できればよく、例えば、水や、水・アルコール混合溶媒など、種々の溶媒を採用可能である。上記縮合反応は、例えば、層状シリケートと界面活性剤との混合液を、３０～１００℃、好ましくは７０～８０℃の加熱条件下で行うことができ、反応時間は２～２４時間とすることができる。加熱反応中は、上記混合液を攪拌することが好ましい。加熱反応の際の上記混合液のｐＨは、少なくとも反応の初期段階（例えば、反応開始から１～５時間）では、ｐＨ１０以上とすることが好ましく、その後、ｐＨ１０以下として、１時間以上反応させることが好ましい。これにより、細孔内に界面活性剤のミセルが充填されたメソポーラスシリカが得られる。このような方法により得られるメソポーラスシリカは、既述したように、ヘキサゴナル構造であることが望ましい。縮合反応終了後、上記混合液より固形生成物（鋳型として用いられた界面活性剤のミセルが充填された状態のメソポーラスシリカ）を濾過・回収する。このとき、得られた固形生成物を脱イオン水で繰り返し洗浄することが好ましい。洗浄の後、上記固形生成物を乾燥することにより、抗菌・抗ウイルス材１０が得られる。
【0019】
抗菌・抗ウイルス材１０を構成するメソポーラスシリカ２０の細孔直径は、例えば、鋳型として用いる界面活性剤の分子長を変化させることによって調節することができる。例えば、使用する界面活性剤をアルキル鎖の短いものに変更すれば、より小さい径のミセルが形成され、そのようなミセルを鋳型として用いることで、形成されたメソ多孔体の細孔径を、より小さくすることができる。例えば、メソポーラスシリカ２０の細孔直径を０．５ｎｍ～１０ｎｍとする場合には、用いる界面活性剤は、炭素原子数２～１８のものが好ましく、炭素原子数８～１８のものがさらに好ましい。
【0020】
「分子鋳型法」とは、界面活性剤の分子集合体であるミセルを鋳型として、ゾルゲル法によりメソポーラスシリカを合成する方法である。特に、棒状ミセルの集合体であるヘキサゴナル構造を分子鋳型として用いることが好ましい。このような分子鋳型を用いて、シリカの原料であるアルコキシシランの加水分解反応および縮重合反応を進行させることにより、分子鋳型の表面にシリカが形成されて、メソポーラスシリカが得られる。
【0021】
上記方法で用いるシリカの原料としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン等のアルコキシシランや、水ガラスを挙げることができる。これらの１種類あるいは２種類以上を組み合わせて
用いることもできる。分子鋳型法による場合にも、メソポーラスシリカ２０の細孔直径は、鋳型として用いる界面活性剤の分子長を変化させることにより調節可能であり、例えば、メソポーラスシリカ２０の細孔直径を０．５ｎｍ～１０ｎｍとする場合には、用いる界面活性剤は、炭素原子数２～１８のものが好ましく、炭素原子数８～１８のものがさらに好ましい。
用いることもできる。分子鋳型法による場合にも、メソポーラスシリカ２０の細孔直径は、鋳型として用いる界面活性剤の分子長を変化させることにより調節可能であり、例えば、メソポーラスシリカ２０の細孔直径を０．５ｎｍ～１０ｎｍとする場合には、用いる界面活性剤は、炭素原子数２～１８のものが好ましく、炭素原子数８～１８のものがさらに好ましい。
【0022】
分子鋳型法において、上記したアルコキシシランと界面活性剤とを溶媒中で混合する際には、界面活性剤の濃度は、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以上とすればよく、例えば、２０～３０ｗｔ％とすることが好ましい。また、ヘキサゴナル構造を有するメソポーラスシリカを得るためには、反応原料中において、ケイ素に対する界面活性剤のモル比は、１より小さくすることが好ましく、０．１～０．６とすることがより好ましい。
【0023】
縮重合反応時の温度は、０～１００℃の範囲とすればよい。縮重合反応時間は、シリカの原料の種類によって適宜調節すればよく、例えば、１２時間～４８時間、またはそれ以上とすればよい。数時間の攪拌と数時間の静置を繰り返すのが好ましい。縮重合反応後、生成した沈殿あるいはゲル状態の複合体を濾過し、必要であれば洗浄を行った後に乾燥、粉砕、篩い分け等することにより、粒状もしくは紛状の固形生成物が得られる。この固形生成物は、鋳型として用いられた界面活性剤のミセルが充填された状態のメソポーラスシリカである。このようにして、抗菌・抗ウイルス材１０が得られる。
【0024】
上記した層間架橋製造法および分子鋳型法とは異なり、メソポーラスシリカ２０に対して、界面活性剤をミセル状態で結合させる方法においては、まず、メソポーラスシリカ２０を用意する。このようなメソポーラスシリカ２０は、例えば、既述した層間架橋製造法や分子鋳型法によって製造される本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０と同様の物質を中間生成物として用いて、この中間生成物を、例えば５５０℃以上の温度で焼成することにより、中間生成物の細孔内の界面活性剤を除去して得ることができる。層間架橋製造法により作製される従来知られるメソポーラスシリカとしては、例えば、ＦＳＭ－１６が挙げられる（T.Yanagisawaら, Bull.Chem.Soc.Jpn.,63,988(1990)、S.Inagaki ら, J.Chem.Soc., Chem.Commun., 680(1993) ）。また、分子鋳型法により作製される従来知られるメソポーラスシリカとしては、例えば、ＭＣＭ－４１が挙げられる(C.T.Kresge et al., Nature,359,710(1992))。
【0025】
そして、このようなメソポーラスシリカを、臨界ミセル濃度以上の濃度の界面活性剤を含む液中に加えて、メソポーラスシリカに、ミセル状態の界面活性剤を吸着させる。このような方法において、基材であるメソポーラスシリカに吸着する界面活性剤の量、および、メソポーラスシリカと界面活性剤との結合の強さは、メソポーラスシリカの細孔直径と、界面活性剤のミセルの径との関係により調節できる。界面活性剤のミセルの径が、メソポーラスシリカの細孔直径と同等以下であり、界面活性剤のミセルの径と、メソポーラスシリカの細孔直径とが近いほど、メソポーラスシリカに吸着する界面活性剤の量は多くなり、メソポーラスシリカと界面活性剤との結合は強くなる。
【0026】
以上のように構成された本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０によれば、界面活性剤部３０を構成して抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤は、メソポーラスシリカ２０のメソ孔内において、ミセル状態でメソポーラスシリカ２０に結合されている。そのため、抗菌・抗ウイルス活性を示す界面活性剤と、基材であるメソポーラスシリカ２０と、の間の結合力を高めて結合を安定させ、抗菌・抗ウイルス材１０における界面活性剤の解離等に起因する性能低下を抑えることができる。また、メソポーラスシリカ２０と、メソポーラスシリカ２０の細孔内に配置される界面活性剤と、の間の結合力を高めることができることにより、抗菌・抗ウイルス材１０に対して摩耗や洗浄等による外力が加えられる場合であっても、界面活性剤の脱落等に起因する抗菌・抗ウイルス材の性能低下を抑えることが
できる。また、本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０によれば、メソポーラスシリカ２０における界面活性剤との結合力を高めることができるため、より多くの界面活性剤をメソポーラスシリカ２０に結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス材１０の性能を向上させることができる。特に、本実施形態のように基材としてメソポーラスシリカを用いる場合には、後述するように他種の多孔質シリカを基材とする場合に比べて、より多くの界面活性剤を結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス性能を高めることができる。
できる。また、本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０によれば、メソポーラスシリカ２０における界面活性剤との結合力を高めることができるため、より多くの界面活性剤をメソポーラスシリカ２０に結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス材１０の性能を向上させることができる。特に、本実施形態のように基材としてメソポーラスシリカを用いる場合には、後述するように他種の多孔質シリカを基材とする場合に比べて、より多くの界面活性剤を結合させることが可能になり、抗菌・抗ウイルス性能を高めることができる。
【0027】
このような抗菌・抗ウイルス材１０では、抗菌・抗ウイルス活性を有する有効成分として界面活性剤を用いているため、例えば有効成分として光触媒を用いる場合のように光照射などの特別な処理が必要になることがない。また、有効成分として金属を用いる場合のように、経時的に進行する酸化により活性が低下することが起こり難い。
【0028】
さらに、本実施形態の抗菌・抗ウイルス材１０は、メソポーラスシリカを基材とするため、樹脂との加工性が良好であり、樹脂への練り込み加工や、コーティング等の表面加工により、所望の部材の表面に抗菌・抗ウイルス性を付与することができる。特に、樹脂に練り込んで使用する場合には、摩耗に強く、抗菌・抗ウイルス材が剥がれ難い加工とすることができる。
【0029】
Ｃ．他の実施形態：
上記した実施形態では、抗菌・抗ウイルス活性を有する有効成分である界面活性剤を担持させる基材として、多孔質シリカの１種であるメソポーラスシリカを用いたが、異なる構成としてもよい。例えば、シリカゲルなど、メソ孔（ここでは、細孔直径が０．５ｎｍ～５０ｎｍ）を有する他種の多孔質シリカを基材として用いてもよい。多孔質シリカのメソ孔内にミセル状態で界面活性剤を結合させることにより、メソポーラスシリカを用いる場合と同様に、基材と界面活性剤との結合力を高めると共に、界面活性剤の担持量をより多く確保することが可能になる。
上記した実施形態では、抗菌・抗ウイルス活性を有する有効成分である界面活性剤を担持させる基材として、多孔質シリカの１種であるメソポーラスシリカを用いたが、異なる構成としてもよい。例えば、シリカゲルなど、メソ孔（ここでは、細孔直径が０．５ｎｍ～５０ｎｍ）を有する他種の多孔質シリカを基材として用いてもよい。多孔質シリカのメソ孔内にミセル状態で界面活性剤を結合させることにより、メソポーラスシリカを用いる場合と同様に、基材と界面活性剤との結合力を高めると共に、界面活性剤の担持量をより多く確保することが可能になる。
【実施例0030】
以下では、本開示を実施例によりさらに具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例の記載に限定されるものではない。
【0031】
＜各サンプルの作製＞
［サンプルＳ１］
サンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材は、メソポーラスシリカのメソ孔内において、抗菌・抗ウイルス活性を有する界面活性剤であるセチルトリメチルアンモニウムクロリド（Ｃ１６Ｈ３３Ｎ（ＣＨ３）３Ｃｌ：ＣＴＡＣ）を、ミセル状態で保持している。サンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材は、S. Inagaki et al., Bull.Chem.Soc.Jpn.,69,1449-1457(1996)に記載の方法に従い、ＦＳＭ－１６として従来知られるメソポーラスシリカの中間生成物として作製した。このようなサンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材は、既述した層間架橋製造法により作製した。具体的には、４級アンモニウム塩の１種としての界面活性剤であるセチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＣＴＡＣ）の０．１規定水溶液３００ｍＬに、層状シリケートであるカネマイト３ gを加え、ｐＨ１１．５以上でテフロン（登録商標）製のオートクレーブ中において７０℃で３時間容器を振とうしながら加熱した。そして生成物をろ過、水洗した後に乾燥して、カネマイト層間に界面活性剤が導入された層間化合物を得た。次に、塩酸（ＨＣｌ）でｐＨ８．５に合わせた４００ｍＬのイオン交換水に、室温で３時間再懸濁し、ろ過、水洗した後、風乾させた。その後、７０℃で４８時間乾燥させて、サンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材を得た。このような製造方法における製造条件は、上記したS. Inagaki et al., Bull.Chem.Soc.Jpn.,69,1449-1457(1996）に示されているように、メソポーラスシリカを得るための製造条件として確立されたものである
。
［サンプルＳ１］
サンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材は、メソポーラスシリカのメソ孔内において、抗菌・抗ウイルス活性を有する界面活性剤であるセチルトリメチルアンモニウムクロリド（Ｃ１６Ｈ３３Ｎ（ＣＨ３）３Ｃｌ：ＣＴＡＣ）を、ミセル状態で保持している。サンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材は、S. Inagaki et al., Bull.Chem.Soc.Jpn.,69,1449-1457(1996)に記載の方法に従い、ＦＳＭ－１６として従来知られるメソポーラスシリカの中間生成物として作製した。このようなサンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材は、既述した層間架橋製造法により作製した。具体的には、４級アンモニウム塩の１種としての界面活性剤であるセチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＣＴＡＣ）の０．１規定水溶液３００ｍＬに、層状シリケートであるカネマイト３ gを加え、ｐＨ１１．５以上でテフロン（登録商標）製のオートクレーブ中において７０℃で３時間容器を振とうしながら加熱した。そして生成物をろ過、水洗した後に乾燥して、カネマイト層間に界面活性剤が導入された層間化合物を得た。次に、塩酸（ＨＣｌ）でｐＨ８．５に合わせた４００ｍＬのイオン交換水に、室温で３時間再懸濁し、ろ過、水洗した後、風乾させた。その後、７０℃で４８時間乾燥させて、サンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材を得た。このような製造方法における製造条件は、上記したS. Inagaki et al., Bull.Chem.Soc.Jpn.,69,1449-1457(1996）に示されているように、メソポーラスシリカを得るための製造条件として確立されたものである
。
【0032】
［サンプルＳ２］
サンプルＳ２は、比較例のサンプルであり、界面活性剤を含まないメソポーラスシリカによって構成される。サンプルＳ２は、S. Inagaki et al., Bull.Chem.Soc.Jpn.,69,1449-1457(1996)に記載の方法に従い、ＦＳＭ－１６として従来知られるメソポーラスシリカと同様の方法で作製した。すなわち、上記したサンプルＳ１を、５５０℃で６時間焼成して、メソポーラスシリカに結合されたＣＴＡＣを除去することにより作製した。
サンプルＳ２は、比較例のサンプルであり、界面活性剤を含まないメソポーラスシリカによって構成される。サンプルＳ２は、S. Inagaki et al., Bull.Chem.Soc.Jpn.,69,1449-1457(1996)に記載の方法に従い、ＦＳＭ－１６として従来知られるメソポーラスシリカと同様の方法で作製した。すなわち、上記したサンプルＳ１を、５５０℃で６時間焼成して、メソポーラスシリカに結合されたＣＴＡＣを除去することにより作製した。
【0033】
［サンプルＳ３］
サンプルＳ３として、市販の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の粒子（株式会社高純度化学研究所製、平均粒径約４μｍ）を用意した。
サンプルＳ３として、市販の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の粒子（株式会社高純度化学研究所製、平均粒径約４μｍ）を用意した。
【0034】
＜エンベロープウイルスに対する抗ウイルス性の評価＞
エンベロープウイルスに対する抗ウイルス性の評価は、エンベロープウイルスのモデルとしてバクテリオファージΦ６（ＮＢＲＣ１０５８９９）を使用して行った。サンプルＳ１～サンプルＳ３の各々２５ｍｇに対して、１／５００ＮＢ培地（ＮＢ培地を滅菌精製水で５００倍に希釈し、ｐＨを７．０±０．２に調製した培地）にて濃度調整したバクテリオファージΦ６を、サンプル１．０ｍｇあたり１．０×１０５ｐｆｕになるように５００μＬ添加して、サンプルごとに懸濁液を作製した。96well-deep plateに各懸濁液を添加後、２５℃、３００ｒｐｍで振とうして、各サンプルとウイルスとを接触させた。各サンプルとウイルスとの接触時間は、５分、１０分、３５分間の３種類を設定した。なお、上記したいずれのサンプルも含まず、上記ウイルス液のみを３５分間接触させたものを、対照実験とした。
エンベロープウイルスに対する抗ウイルス性の評価は、エンベロープウイルスのモデルとしてバクテリオファージΦ６（ＮＢＲＣ１０５８９９）を使用して行った。サンプルＳ１～サンプルＳ３の各々２５ｍｇに対して、１／５００ＮＢ培地（ＮＢ培地を滅菌精製水で５００倍に希釈し、ｐＨを７．０±０．２に調製した培地）にて濃度調整したバクテリオファージΦ６を、サンプル１．０ｍｇあたり１．０×１０５ｐｆｕになるように５００μＬ添加して、サンプルごとに懸濁液を作製した。96well-deep plateに各懸濁液を添加後、２５℃、３００ｒｐｍで振とうして、各サンプルとウイルスとを接触させた。各サンプルとウイルスとの接触時間は、５分、１０分、３５分間の３種類を設定した。なお、上記したいずれのサンプルも含まず、上記ウイルス液のみを３５分間接触させたものを、対照実験とした。
【0035】
上記したウイルスとの接触のための振とうの操作の後、各液に、ＳＣＤＬＰ培地１，０００μＬを添加してピペッティングし、２５℃、５０００ｒｐｍで３分間遠心分離後、上清を適時希釈し、宿主バクテリアであるシュードモナス・シリンガエ（Pseudomonas syringae：ＮＢＲＣ１４０８４）に添加した。２５℃、５分間の感染処理後、処理した各溶液をトップアガー培養液と混合させ、Ｃａ添加ＬＢ寒天培地に播種した。播種した各プレートを、２５℃にて４０時間、静置条件下で培養し、培養終了後、プレート上に確認されたプラーク数をカウントした。希釈倍率をもとに、各サンプルの単位質量（ｍｇ）あたりのウイルス数（ＰＦＵ）、すなわち、各サンプルと接触させた後の残存ウイルス数を算出し、「残存ウイルス量」とした。
【0036】
試験に用いたＣａ添加ＬＢ培養液は、Ｆｏｒｍｅｄｉｕｍ社より購入したＬＢ培養液に、終濃度２ｍＭになるように塩化カルシウム（富士フィルム和光純薬株式会社製）を添加して作製した。また、Ｃａ添加ＬＢ寒天培地は、Ｃａ添加ＬＢ培養液に、微生物培地用寒天粉末（富士フィルム和光純薬株式会社製）を１．５％（ｗｔ．／ｖｏｌ．）の濃度となるように加えて作製した。ＮＢ培地は日本ベクトン・ディッキンソン株式会社より購入し、ＳＣＤＬＰ培地は日本製薬株式会社より購入した。
【0037】
図２は、各サンプルについての接触時間ごとの残存ウイルス量（ＰＦＵ／ｍｇ）を示す説明図である。図３は、各サンプルについての接触時間ごとのウイルス失活量（％）を示す説明図である。ウイルス失活量（％）は、以下の式（１）に基づいて算出した。
【0038】
ウイルス失活量（％）＝（ （対照実験の残存ウイルス量）－（サンプルとの接触後の残存ウイルス量））÷（対照実験の残存ウイルス量）×１００ …（１）
【0039】
図２および図３に示すように、サンプルＳ１（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）
では、サンプルとウイルスとを５分間接触させた後には、残存ウイルスが検出されず、５分間の接触で９９．９９％以上のウイルス失活量（％）となることが観察された。サンプルＳ２（メソポーラスシリカＦＳＭ－１６）では、サンプルとウイルスとを接触させたときに、５分間、および１０分間の接触で経時的に残存ウイルス量が低下し、３５分間の接触後には残存ウイルスが検出されず、３５分間の接触で９９．９９％以上のウイルス失活量（％）となることが観察された。サンプルＳ３（ＳｉＯ２粒子）では、サンプルとウイルスとの接触時間が５分間、および１０分間では、サンプルを含まない対照実験に比べて残存ウイルス量の低下が認められず、３５分間の接触で、６７．１６％のウイルス失活量（％）となることが観察された。以上の結果より、エンベロープウイルスモデルであるバクテリオファージΦ６に関して、サンプルＳ１およびサンプルＳ２には抗ウイルス効果が認められ、サンプルＳ１は、サンプルＳ２に比べて短時間でウイルスを失活させることができ、高い抗ウイルス性を有することが確認された。
では、サンプルとウイルスとを５分間接触させた後には、残存ウイルスが検出されず、５分間の接触で９９．９９％以上のウイルス失活量（％）となることが観察された。サンプルＳ２（メソポーラスシリカＦＳＭ－１６）では、サンプルとウイルスとを接触させたときに、５分間、および１０分間の接触で経時的に残存ウイルス量が低下し、３５分間の接触後には残存ウイルスが検出されず、３５分間の接触で９９．９９％以上のウイルス失活量（％）となることが観察された。サンプルＳ３（ＳｉＯ２粒子）では、サンプルとウイルスとの接触時間が５分間、および１０分間では、サンプルを含まない対照実験に比べて残存ウイルス量の低下が認められず、３５分間の接触で、６７．１６％のウイルス失活量（％）となることが観察された。以上の結果より、エンベロープウイルスモデルであるバクテリオファージΦ６に関して、サンプルＳ１およびサンプルＳ２には抗ウイルス効果が認められ、サンプルＳ１は、サンプルＳ２に比べて短時間でウイルスを失活させることができ、高い抗ウイルス性を有することが確認された。
【0040】
＜ノンエンベロープウイルスに対する抗ウイルス性の評価＞
ノンエンベロープウイルスに対する抗ウイルス性の評価は、ノンエンベロープウイルスのモデルとしてバクテリオファージＱβ（ＮＢＲＣ２００１２）を使用して行った。サンプルＳ１～サンプルＳ３の各々２５ｍｇに対して、１／５００ＮＢ培地（ＮＢ培地を滅菌精製水で５００倍に希釈し、ｐＨを７．０±０．２に調製した培地）にて濃度調整したバクテリオファージＱβを、サンプル１．０ｍｇあたり１．０×１０５ｐｆｕになるように５００μＬ添加して、サンプルごとに懸濁液を作製した。96well-deep plateに各懸濁液を添加後、２５℃、３００ｒｐｍで振とうして、各サンプルとウイルスとを接触させた。各サンプルとウイルスとの接触時間は、５分、１０分、３５分間の３種類を設定した。なお、上記したいずれのサンプルも含まず、上記ウイルス液のみを３５分間接触させたものを、対照実験とした。
ノンエンベロープウイルスに対する抗ウイルス性の評価は、ノンエンベロープウイルスのモデルとしてバクテリオファージＱβ（ＮＢＲＣ２００１２）を使用して行った。サンプルＳ１～サンプルＳ３の各々２５ｍｇに対して、１／５００ＮＢ培地（ＮＢ培地を滅菌精製水で５００倍に希釈し、ｐＨを７．０±０．２に調製した培地）にて濃度調整したバクテリオファージＱβを、サンプル１．０ｍｇあたり１．０×１０５ｐｆｕになるように５００μＬ添加して、サンプルごとに懸濁液を作製した。96well-deep plateに各懸濁液を添加後、２５℃、３００ｒｐｍで振とうして、各サンプルとウイルスとを接触させた。各サンプルとウイルスとの接触時間は、５分、１０分、３５分間の３種類を設定した。なお、上記したいずれのサンプルも含まず、上記ウイルス液のみを３５分間接触させたものを、対照実験とした。
【0041】
上記したウイルスとの接触のための振とうの操作の後、各液に、ＳＣＤＬＰ培地１，０００μＬを添加してピペッティングし、２５℃、５０００ｒｐｍで３分間遠心分離後、上清を適時希釈し、宿主バクテリアである大腸菌（Escherichia coli：ＮＢＲＣ１０６３７３）に添加した。３７℃、５分間の感染処理後、処理した各溶液をトップアガー培養液と混合させ、Ｃａ添加ＬＢ寒天培地に播種した。播種した各プレートを、３７℃にて１６時間、静置条件下で培養し、培養終了後、プレート上に確認されたプラーク数をカウントした。希釈倍率をもとに、各サンプルの単位質量（ｍｇ）あたりのウイルス数（ＰＦＵ）、すなわち、各サンプルと接触させた後の残存ウイルス数を算出し、「残存ウイルス量」とした。
【0042】
試験に用いたＣａ添加ＬＢ培養液、Ｃａ添加ＬＢ寒天培地、ＮＢ培地、およびＳＣＤＬＰ培地は、既述した＜エンベロープウイルスに対する抗ウイルス性の評価＞における説明と同様にして用意した。
【0043】
図４は、各サンプルについての接触時間ごとの残存ウイルス量（ＰＦＵ／ｍｇ）を示す説明図である。図５は、各サンプルについての接触時間ごとのウイルス失活量（％）を示す説明図である。ウイルス失活量（％）は、既述した式（１）に基づいて算出した。
【0044】
図４および図５に示すように、サンプルＳ１（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）では、サンプルとウイルスとを５分間接触させることで、ウイルス失活量は９９．９９％となり、１０分間の接触で９９．９９％以上のウイルス失活量（％）となることが観察された。サンプルＳ２（メソポーラスシリカＦＳＭ－１６）では、サンプルとウイルスとを接触させたときに、５分間、１０分間、３５分間の接触で経時的に残存ウイルス量が低下し、３５分間の接触で９９．７４％のウイルス失活量（％）となることが観察された。サンプルＳ３（ＳｉＯ２粒子）では、経時的な残存ウイルス量の低下が認められなかった。
以上の結果より、ノンエンベロープウイルスモデルであるバクテリオファージＱβに関して、サンプルＳ１およびサンプルＳ２には抗ウイルス効果が認められ、サンプルＳ１は、サンプルＳ２に比べて短時間でウイルスを失活させることができ、高い抗ウイルス性を有することが確認された。
以上の結果より、ノンエンベロープウイルスモデルであるバクテリオファージＱβに関して、サンプルＳ１およびサンプルＳ２には抗ウイルス効果が認められ、サンプルＳ１は、サンプルＳ２に比べて短時間でウイルスを失活させることができ、高い抗ウイルス性を有することが確認された。
【0045】
＜繰り返し洗浄による抗ウイルス効果の安定性評価＞
サンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材について、繰り返し洗浄を行ったときの抗菌・抗ウイルス材の安定性について調べた方法および結果を以下に示す。サンプルＳ１（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）２５ｍｇに対して、１／５００ＮＢ培地を１，０００μＬ添加して、ボルテックスを用いて攪拌後、２５℃、１０，０００ｒｐｍにて１分間遠心分離した。遠心分離後、上清を廃棄して沈殿を得て、以上の操作を１回の洗浄操作とした。サンプルＳ１を用いて、洗浄回数１回、５回、および１０回のものを作製した。
サンプルＳ１の抗菌・抗ウイルス材について、繰り返し洗浄を行ったときの抗菌・抗ウイルス材の安定性について調べた方法および結果を以下に示す。サンプルＳ１（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）２５ｍｇに対して、１／５００ＮＢ培地を１，０００μＬ添加して、ボルテックスを用いて攪拌後、２５℃、１０，０００ｒｐｍにて１分間遠心分離した。遠心分離後、上清を廃棄して沈殿を得て、以上の操作を１回の洗浄操作とした。サンプルＳ１を用いて、洗浄回数１回、５回、および１０回のものを作製した。
【0046】
上記のように洗浄回数を異ならせたサンプルの各々２５ｍｇに対して、１／５００ＮＢ培地にて濃度調整したバクテリオファージＱβを、サンプル１．０ｍｇあたり１．０×１０５ｐｆｕになるように５００μＬ添加して、サンプルごとに懸濁液を作製した。96well-deep plateに各懸濁液を添加後、２５℃、３００ｒｐｍで５分間振とうして、各サンプルとウイルスとを接触させた。なお、上記したいずれのサンプルも含まず、上記ウイルス液のみを５分間振とうさせたもの（複合体無し）を、対照実験とした。
【0047】
上記したウイルスとの接触のための振とうの操作の後、各液に、ＳＣＤＬＰ培地１，０００μＬを添加してピペッティングし、２５℃、５０００ｒｐｍで３分間遠心分離後、上清を適時希釈し、宿主バクテリアである大腸菌（Escherichia coli：ＮＢＲＣ１０６３７３）に添加した。３７℃、５分間の感染処理後、処理した各溶液をトップアガー培養液と混合させ、Ｃａ添加ＬＢ寒天培地に播種した。播種した各プレートを、３７℃にて１６時間、静置条件下で培養し、培養終了後、プレート上に確認されたプラーク数をカウントした。希釈倍率をもとに、各サンプルの単位質量（ｍｇ）あたりのウイルス数（ＰＦＵ）、すなわち、各サンプルと接触させた後の残存ウイルス数を算出し、「残存ウイルス量」とした。
【0048】
試験に用いたＣａ添加ＬＢ培養液、Ｃａ添加ＬＢ寒天培地、ＮＢ培地、およびＳＣＤＬＰ培地は、既述した＜エンベロープウイルスに対する抗ウイルス性の評価＞における説明と同様にして用意した。
【0049】
図６は、洗浄回数ごとの残存ウイルス量（ＰＦＵ／ｍｇ）を示す説明図である。図７は、洗浄回数ごとのプラークの写真を示す図である。サンプルＳ１（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）では、洗浄回数が０回（未洗浄）、１回、５回、１０回のいずれにもいてもプラークが全く検出されなかった。いずれのサンプルも含まない対照実験では添加したウイルス量が残存していることから、サンプルＳ１は、１０回洗浄を行っても抗ウイルス効果を維持することができ、洗浄の操作に対して高い安定性を有することが確認された。
【0050】
＜メソポーラスシリカに吸着する界面活性剤濃度の影響＞
サンプルＳ１（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）は、サンプルＳ２のようなメソポーラスシリカを製造する製造工程における中間生成物に相当するが、本開示に係る抗菌・抗ウイルス材（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）は、予め用意したメソポーラスシリカに対して、界面活性剤（ＣＴＡＣ）を吸着させることにより製造することもできる。以下では、メソポーラスシリカに対して吸着させる界面活性剤の濃度と吸着量との関係を調べた結果を示す。ここでは、メソポーラスシリカとして、サンプルＳ２（ＦＳＭ－１６）と同様のメソポーラスシリカを用いた。そして、種々の濃度で調整した界面活性剤（
ＣＴＡＣ）の液中において、７０℃で５時間反応させて、メソポーラスシリカに界面活性剤を吸着させた。
サンプルＳ１（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）は、サンプルＳ２のようなメソポーラスシリカを製造する製造工程における中間生成物に相当するが、本開示に係る抗菌・抗ウイルス材（メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体）は、予め用意したメソポーラスシリカに対して、界面活性剤（ＣＴＡＣ）を吸着させることにより製造することもできる。以下では、メソポーラスシリカに対して吸着させる界面活性剤の濃度と吸着量との関係を調べた結果を示す。ここでは、メソポーラスシリカとして、サンプルＳ２（ＦＳＭ－１６）と同様のメソポーラスシリカを用いた。そして、種々の濃度で調整した界面活性剤（
ＣＴＡＣ）の液中において、７０℃で５時間反応させて、メソポーラスシリカに界面活性剤を吸着させた。
【0051】
界面活性剤の吸着量は、上記のように吸着に用いる界面活性剤液の濃度を変更して作製した各メソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体について、熱重量分析（ＴＧ）を行ったときの重量減少量から求めた。熱重量分析には、ＴＧ－ＤＴＡ装置（セイコー電子工業株式会社製）を使用した。熱重量分析を行う際には、１００℃で２５分ホールド後、２０℃／ｍｉｎまたは４０℃／ｍｉｎの昇温速度で９００℃まで昇温させた。空気を３００ｍＬ／ｍｉｎで流通しながら測定した。界面活性剤の吸着量は、基材であるメソポーラスシリカの単位質量（ｇ）当たりの界面活性剤の量（ｍｍｏｌ）として特定した。
【0052】
メソポーラスシリカに界面活性剤を吸着させる際の界面活性剤の平衡濃度は、上記のようにして測定した界面活性剤の吸着量を利用して、界面活性剤の吸着に用いた界面活性剤液の初期濃度から逆算して求めた。
【0053】
図８は、界面活性剤（ＣＴＡＣ）の平衡濃度と相対吸着量との関係を示す説明図である。図８において、横軸は、界面活性剤の平衡濃度を示し、縦軸は、界面活性剤の吸着量の最大値を１００％としたときの相対吸着量（％）を示す。相対吸着量（％）は、下記の式（２）で表すことができる。図８に示すように、界面活性剤の平衡濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ以下で、吸着が飽和に達していた。初濃度０．０１ｍｏｌ／Ｌの溶液を用いて界面活性剤の吸着を行うと、平衡濃度はほぼ０になっていたため、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以下の低濃度で吸着が起こっていたと考えられる。２５℃におけるＣＴＡＣの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）が、０．００１４ｍｏｌ／Ｌであることから、７０℃でのＣＴＡＣのＣＭＣは、０．００１－０．０１ｍｏｌ／Ｌと推定される。したがって、ＣＴＡＣは、ＣＭＣ濃度で吸着量が飽和に達していたと考えられる。以上より、ＣＴＡＣがミセル形成することにより、ＣＴＡＣはメソポーラスシリカに吸着しやすくなって吸着量が増加し、ＣＴＡＣがＣＭＣ濃度未満では、吸着量が、より少なくなると考えられる。そして、上記したＣＴＡＣのＣＭＣを考慮すると、界面活性剤としてＣＴＡＣを用いる場合には、図８より、メソポーラスシリカ１ｇ当たりのＣＴＡＣの吸着量が０．５ｍｍｏｌ以上であるときに、ＣＴＡＣがミセル状態でメソポーラスシリカのメソ孔内に配置されていると特定できると考えられる。
相対吸着量（％）＝（各吸着量）÷（最大吸着量）×１００ …（２）
相対吸着量（％）＝（各吸着量）÷（最大吸着量）×１００ …（２）
【0054】
＜メソポーラスシリカに吸着する界面活性剤の鎖長の影響＞
サンプルＳ１のように、サンプルＳ２のようなメソポーラスシリカの製造工程における中間生成物としてメソポーラスシリカ・界面活性剤複合体を製造する際には、界面活性剤の種類の違い（例えば、アルキル鎖長など）によって界面活性剤のミセルの径が定まり、鋳型となる界面活性剤のミセルの径によって、得られるメソポーラスシリカのメソ孔の細孔直径が定まると考えられる。以下では、予め用意したメソポーラスシリカに対して界面活性剤（アルキルトリメチルアンモニウム）を吸着させることによって、メソポーラスシリカ・界面活性剤複合体を製造する場合に、メソポーラスシリカに吸着させる界面活性剤を構成するアルキル基の炭素数（アルキル鎖長）と吸着量との関係を調べた結果を示す。ここでは、メソポーラスシリカとして、サンプルＳ２（ＦＳＭ－１６）と同様の、ＣＴＡＣを鋳型として作製したメソポーラスシリカを用いた。このようにして作製したメソポーラスシリカにおける細孔直径は、２～５ｎｍである。そして、７０℃で５時間反応させることによって、アルキル鎖長の異なる種々の界面活性剤（アルキルトリメチルアンモニウム塩）を、上記メソポーラスシリカに吸着させて、吸着量を測定した。
サンプルＳ１のように、サンプルＳ２のようなメソポーラスシリカの製造工程における中間生成物としてメソポーラスシリカ・界面活性剤複合体を製造する際には、界面活性剤の種類の違い（例えば、アルキル鎖長など）によって界面活性剤のミセルの径が定まり、鋳型となる界面活性剤のミセルの径によって、得られるメソポーラスシリカのメソ孔の細孔直径が定まると考えられる。以下では、予め用意したメソポーラスシリカに対して界面活性剤（アルキルトリメチルアンモニウム）を吸着させることによって、メソポーラスシリカ・界面活性剤複合体を製造する場合に、メソポーラスシリカに吸着させる界面活性剤を構成するアルキル基の炭素数（アルキル鎖長）と吸着量との関係を調べた結果を示す。ここでは、メソポーラスシリカとして、サンプルＳ２（ＦＳＭ－１６）と同様の、ＣＴＡＣを鋳型として作製したメソポーラスシリカを用いた。このようにして作製したメソポーラスシリカにおける細孔直径は、２～５ｎｍである。そして、７０℃で５時間反応させることによって、アルキル鎖長の異なる種々の界面活性剤（アルキルトリメチルアンモニウム塩）を、上記メソポーラスシリカに吸着させて、吸着量を測定した。
【0055】
図９は、使用した界面活性剤の名称、アルキル基の炭素数（アルキル鎖長）、およびＣＭＣをまとめて示す図である。図１０は、界面活性剤のアルキル鎖長（ｎ）と、界面活性
剤の相対吸着量と、の関係を示す説明図である。図９および図１０においてｎ＝１６として示すセチルトリメチルアンモニウムクロリドは、界面活性剤を吸着させる基材として用いたメソポーラスシリカを製造する際に鋳型として用いた界面活性剤（ＣＴＡＣ）である。図１０において、横軸は、界面活性剤のアルキル鎖長を示し、縦軸は、界面活性剤の吸着量の最大値を１００％としたときの相対吸着量（％）を示す。ここでは、アルキル鎖長の異なる界面活性剤の各々を、種々の濃度でメソポーラスシリカに吸着させて吸着量を測定すると共に平衡濃度を算出し、平衡濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌであったときに得られた複合体に関する結果を示している。図１０に示すように、アルキル基の炭素数ｎが１０～１８の範囲では、ほぼ同じ吸着量を示しており、吸着量は、ほぼ飽和していると考えられる。これに対して、アルキル基の炭素数ｎがより短い場合、すなわち、ｎ＝６およびｎ＝８の場合には、上記の約１／２の吸着量であった。
剤の相対吸着量と、の関係を示す説明図である。図９および図１０においてｎ＝１６として示すセチルトリメチルアンモニウムクロリドは、界面活性剤を吸着させる基材として用いたメソポーラスシリカを製造する際に鋳型として用いた界面活性剤（ＣＴＡＣ）である。図１０において、横軸は、界面活性剤のアルキル鎖長を示し、縦軸は、界面活性剤の吸着量の最大値を１００％としたときの相対吸着量（％）を示す。ここでは、アルキル鎖長の異なる界面活性剤の各々を、種々の濃度でメソポーラスシリカに吸着させて吸着量を測定すると共に平衡濃度を算出し、平衡濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌであったときに得られた複合体に関する結果を示している。図１０に示すように、アルキル基の炭素数ｎが１０～１８の範囲では、ほぼ同じ吸着量を示しており、吸着量は、ほぼ飽和していると考えられる。これに対して、アルキル基の炭素数ｎがより短い場合、すなわち、ｎ＝６およびｎ＝８の場合には、上記の約１／２の吸着量であった。
【0056】
ここで、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）は、一般に、アルキル鎖長が長くなるにしたがって小さくなることが知られている。図９に示すように、ｎ＝８の界面活性剤のＣＭＣは０．１４ｍｏｌ／Ｌであるため、ｎ＝６の場合、およびｎ＝８の場合には、平衡濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌの条件下では、界面活性剤は溶液中でミセルを形成していないと考えられる。これに対して、ｎ＝１０のＣＭＣは０．０６８ｍｏｌ／Ｌであり、炭素数ｎが１０以上のときには、溶液中でミセルが形成されていたと考えられる。したがって、メソポーラスシリカに界面活性剤を吸着させる際には、界面活性剤の濃度をＣＭＣ以上にして、ミセル状態で界面活性剤を吸着させることで、吸着量を高めることができると考えられる。
【0057】
また、図１０に示すように、炭素数ｎが１０より大きいほど、吸着量は次第に大きくなり、ｎ＝１４およびｎ＝１６で吸着量は最大となる傾向が認められた。そのため、メソポーラスシリカを製造する際に鋳型として用いた界面活性剤のアルキル鎖長に近いアルキル鎖長を有する界面活性剤を用いて、メソポーラスシリカへの吸着を行うことで、メソポーラスシリカに対する界面活性剤の吸着量をより向上させることができると考えられる。界面活性剤においては、一般に、アルキル鎖長が小さいほどミセル直径も小さくなる。そのため、メソポーラスシリカの細孔径に近いミセル径、あるいはメソポーラスシリカの細孔径よりも若干小さいミセル径を有する界面活性剤を用いることで、ミセル状態の界面活性剤をメソポーラスシリカのメソ孔内において、いわゆるぴったり収まった状態で、良好に吸着させることができると考えられる。
【0058】
＜シリカ・界面活性剤複合体の安定性比較＞
種々のシリカ・界面活性剤複合体を用いて、純水浸漬後の界面活性剤の吸着量の変動（界面活性剤の溶出量の変動）を調べた。既述したサンプルＳ１のメソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体、すなわち、メソポーラスシリカであるＦＳＭ－１６の中間体に相当する複合体を、以下では、「FSM/Surf」とも呼ぶ。図９および図１０に示したサンプルであって、界面活性剤としてＣＴＡＣ（ｎ＝１６）を用い、ミセル状態のＣＴＡＣをメソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）に吸着させたサンプルを、以下では、「FSM ad」とも呼ぶ。また、図９および図１０に示したサンプルであって、界面活性剤としてドデシルトリメチルアンモニウムブロミド（ＤＤＴＭＡ、ｎ＝１２）を用い、ミセル状態のＤＤＴＭＡをメソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）に吸着させたサンプルを、「FSM ad C12」と呼ぶ。また、図９および図１０に示したサンプルであって、界面活性剤としてオクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド（ＯＤＴＭＡ、ｎ＝１８）を用い、ミセル状態のＯＤＴＭＡをメソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）に吸着させたサンプルを、「FSM ad C18」と呼ぶ。また、メソ孔を有する多孔質シリカであって、メソポーラスシリカとは異なる構造を有する多孔質シリカであるシリカゲルＡＢ（富士シリシア化学株式会社製)を基材として、上記「FSM ad」と同様にしてミセル状態のＣＴＡＣを吸着させたサンプルを、「Silica AB ad」と呼ぶ。また、メソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）に対して、ミセル濃度よりも低い濃度でＣＴＡＣ（ｎ＝１６）を吸着させたサンプルを、「FSM ad ucmc」と呼ぶ。上記した
「FSM ad」、「FSM ad C12」、「FSM ad C18」、および「Silica AB ad」は、界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度以上の０．１ｍｏｌ／Ｌである溶液を用いて、室温で、１時間攪拌することによって界面活性剤を吸着させた。また、「FSM ad ucmc」は、界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度未満である０．００１ｍｏｌ／Ｌである溶液を用いて、室温で、１時間攪拌することによって界面活性剤を吸着させた。より具体的には、上記濃度となるように各々の界面活性剤を溶かした室温の純水４ｍＬを導入したバイアル瓶に、吸着の基材の粉末１００ｍｇを導入し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して、界面活性剤を吸着させた。
種々のシリカ・界面活性剤複合体を用いて、純水浸漬後の界面活性剤の吸着量の変動（界面活性剤の溶出量の変動）を調べた。既述したサンプルＳ１のメソポーラスシリカ・ＣＴＡＣ複合体、すなわち、メソポーラスシリカであるＦＳＭ－１６の中間体に相当する複合体を、以下では、「FSM/Surf」とも呼ぶ。図９および図１０に示したサンプルであって、界面活性剤としてＣＴＡＣ（ｎ＝１６）を用い、ミセル状態のＣＴＡＣをメソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）に吸着させたサンプルを、以下では、「FSM ad」とも呼ぶ。また、図９および図１０に示したサンプルであって、界面活性剤としてドデシルトリメチルアンモニウムブロミド（ＤＤＴＭＡ、ｎ＝１２）を用い、ミセル状態のＤＤＴＭＡをメソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）に吸着させたサンプルを、「FSM ad C12」と呼ぶ。また、図９および図１０に示したサンプルであって、界面活性剤としてオクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド（ＯＤＴＭＡ、ｎ＝１８）を用い、ミセル状態のＯＤＴＭＡをメソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）に吸着させたサンプルを、「FSM ad C18」と呼ぶ。また、メソ孔を有する多孔質シリカであって、メソポーラスシリカとは異なる構造を有する多孔質シリカであるシリカゲルＡＢ（富士シリシア化学株式会社製)を基材として、上記「FSM ad」と同様にしてミセル状態のＣＴＡＣを吸着させたサンプルを、「Silica AB ad」と呼ぶ。また、メソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）に対して、ミセル濃度よりも低い濃度でＣＴＡＣ（ｎ＝１６）を吸着させたサンプルを、「FSM ad ucmc」と呼ぶ。上記した
「FSM ad」、「FSM ad C12」、「FSM ad C18」、および「Silica AB ad」は、界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度以上の０．１ｍｏｌ／Ｌである溶液を用いて、室温で、１時間攪拌することによって界面活性剤を吸着させた。また、「FSM ad ucmc」は、界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度未満である０．００１ｍｏｌ／Ｌである溶液を用いて、室温で、１時間攪拌することによって界面活性剤を吸着させた。より具体的には、上記濃度となるように各々の界面活性剤を溶かした室温の純水４ｍＬを導入したバイアル瓶に、吸着の基材の粉末１００ｍｇを導入し、マグネティックスターラーで１時間攪拌して、界面活性剤を吸着させた。
【0059】
上記した各サンプルの粉末を４０ｍｇずつ採取し、採取した粉末を、純水１ｍＬを入れたマイクロチューブに導入した。粉末を純水に導入した後、約１秒間ボルテックスにて攪拌し、その後マイクロチューブを静置することで、各複合体から界面活性剤を溶出させた。所定の時間、各複合体を純水に浸漬させた後、複合体の粉末と溶出液とを分離し、沈降した粉末を３時間真空凍結乾燥させた。得られた乾燥状態の粉末約４０ｍｇを採取して、熱重量示差熱分析（ＴＧ－ＤＴＡ分析）を行った。
【0060】
熱重量示差熱分析（ＴＧ－ＤＴＡ：thermogravimetry-differential thermal analysis）は、示差熱天秤－光イオン化質量分析測定システム（株式会社リガク製、Thermo Mass photo）を用いて行った。吸着剤（基材）となるメソポーラスシリカあるいはシリカゲルＡＢのそれぞれと界面活性剤との複合体からなる粉末試料５ｍｇを採取し、試料の重量の変化率（ＴＧ％）および熱流（Heat flow (μＶ)）を測定した。ヘリウム（Ｈｅ）雰囲気下にて２０℃ｍｉｎ－１で昇温し、粉末試料に吸着している水分を揮発させるため、１００℃で２５分間保持した後、９００℃まで昇温した。界面活性剤の吸着量は、基材であるメソポーラスシリカあるいはシリカゲルＡＢの単位質量（ｇ）当たりの界面活性剤の量（ｇあるいはｍｍｏｌ）として特定した。
【0061】
図１１は、複合体を純水に浸漬した時間と、複合体における界面活性剤担持量との関係を示す説明図である。図１１において、横軸は、複合体を純水に浸漬した浸漬時間を示す。縦軸は、複合体における界面活性剤担持量、より具体的には、メソポーラスシリカやシリカゲルなどの基材１ｇ当たりの、基材に担持される界面活性剤の量（ｇｓｕｒｆａｃｔａｎｔ／ｇａｄｓｏｒｂｅｎｔ）を示す。
【0062】
図１２は、複合体を純水に浸漬した時間と、複合体における界面活性剤担持量との関係を示す説明図である。ただし、図１１とは異なり、縦軸は、界面活性剤担持量として、純水に浸漬する前の基材が担持する界面活性剤の量（ｇｓｕｒｆａｃｔａｎｔ／ｇａｄｓｏｒｂｅｎｔ）を１とした場合の、相対的な値を示す。
【0063】
図１３は、各複合体の測定結果等をまとめて示す説明図である。図１３では、純水に浸漬する前の界面活性剤担持量を、上記した基材１ｇ当たりの界面活性剤担持量を「ｇ」で表した数値（ｇｓｕｒｆａｃｔａｎｔ／ｇａｄｓｏｒｂｅｎｔと表記）と、上記した基材１ｇ当たりの界面活性剤担持量を「ｍｍｏｌ」で表した数値（ｍｍｏｌｓｕｒｆａｃｔａｎｔ／ｇａｄｓｏｒｂｅｎｔと表記）と、により表している。また、純水に浸漬した後の界面活性剤の担持量を、上記した基材１ｇ当たりの界面活性剤担持量を「ｍｍｏｌ」で表した数値（ｍｍｏｌｓｕｒｆａｃｔａｎｔ／ｇａｄｓｏｒｂｅｎｔと表記）により表している。純水に浸漬した後の界面活性剤の担持量は、対イオン（Ｃｌ－やＢｒ－）が取れた型でメソポーラスシリカに吸着したと仮定したときのモル数として算出した。また、図１３では、純水に浸漬した時間（最大２６０時間）を示すと共に、「界面活性剤保持率（％）」として、浸漬開始前の界面活性剤の担持量に対する、上記純水浸漬時間の経過後における界面活性剤の担持量の比率を示している。
【0064】
図１３に示すように、メソポーラスシリカであるＦＳＭ－１６の中間体に相当する複合体である「FSM/Surf」と、臨界ミセル濃度以上の濃度でメソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）の孔径に最適な「ｎ＝１６」の界面活性剤であるＣＴＡＣを吸着させた「FSM ad」とは、純水浸漬時間２６０時間経過後も、９０％以上の界面活性剤を保持していた。
【0065】
これに対して、臨界ミセル濃度よりも低い濃度で界面活性剤（ＣＴＡＣ）を結合させた「FSM ad ucmc」は、純水浸漬時間５時間経過後には１００％の界面活性剤保持率を示すものの、複合体形成初期の界面活性剤の担持量が低かった。このように、メソポーラスシリカに対して界面活性剤を担持させる際に、界面活性剤がミセル状態ではない場合には、十分な抗菌・抗ウイルス活性を得られる量の界面活性剤を担持させ難いことが確認された。
【0066】
また、メソ孔を有する多孔質シリカであるシリカゲルＡＢを基材として用いた「Silica
AB ad」では、複合体形成初期における多孔質シリカ１ｇ当たりの界面活性剤の担持量は、「FSM/Surf」や「FSM ad」に比べると少ないものの、「FSM ad ucmc」よりも多く、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であった。「Silica AB ad」における純水浸漬時間２６０時間経過後の界面活性剤保持率は、６６％であった。このように、メソポーラスシリカとは異なる多孔質シリカを基材とする場合であっても、多孔質シリカのメソ孔内に界面活性剤をミセル状態で吸着させることにより、十分な量の界面活性剤を担持して、界面活性剤保持率を確保することが可能になることが確認された。
AB ad」では、複合体形成初期における多孔質シリカ１ｇ当たりの界面活性剤の担持量は、「FSM/Surf」や「FSM ad」に比べると少ないものの、「FSM ad ucmc」よりも多く、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であった。「Silica AB ad」における純水浸漬時間２６０時間経過後の界面活性剤保持率は、６６％であった。このように、メソポーラスシリカとは異なる多孔質シリカを基材とする場合であっても、多孔質シリカのメソ孔内に界面活性剤をミセル状態で吸着させることにより、十分な量の界面活性剤を担持して、界面活性剤保持率を確保することが可能になることが確認された。
【0067】
基材として用いたメソポーラスシリカ（ＦＳＭ－１６）の合成時に鋳型として使われたものとは異なるアルキル鎖長の界面活性剤を担持させた「FSM ad C12」および「FSM ad C18」では、複合体形成初期における多孔質シリカ１ｇ当たりの界面活性剤の担持量は、「FSM/Surf」や「FSM ad」に比べると少ないものの、「FSM ad ucmc」や「Silica AB ad」よりも多く、１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上であった。「FSM ad C12」では、純水浸漬時間１０時間経過後の界面活性剤保持率は４８％以下であり、「FSM ad C18」では、純水浸漬時間５時間経過後の界面活性剤保持率は８６％であった。このように、メソポーラスシリカの合成時に鋳型として使用されたものとは異なるアルキル鎖長の界面活性剤をメソポーラスシリカに吸着させる場合であっても、メソポーラスシリカのメソ孔内に界面活性剤をミセル状態で吸着させることにより、十分な量の界面活性剤を担持して、界面活性剤保持率を確保することが可能になることが確認された。
【0068】
本開示は、上述の実施形態等に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【0069】
１０…抗菌・抗ウイルス材
２０…メソポーラスシリカ
３０…界面活性剤部
２０…メソポーラスシリカ
３０…界面活性剤部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】