專利名稱：微生物的滅活、破壞方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旨在殺菌、殺病毒、消毒或滅菌的微生物滅活、破壞方法。
目前已提出各種方法，可高效地破壞包括綠膿桿菌、大腸桿菌等細菌及真菌或病毒等的微生物，進行殺菌、消毒、滅菌處理。然而，可以認為，這些方法皆未對微生物的特性作充分研究。例如，人們已知其中有電化學殺菌方法，但該方法的使用卻以下述事實為前提，即，使微生物接觸電極表面或電介質(zhì)，阻礙其生化反應而破壞微生物。細菌通常在其表面帶有負電荷，為陽極所吸引，接觸，從而發(fā)生菌體的破壞，這是事實。但是，如菌體量增多，菌體內(nèi)部的原生質(zhì)(蛋白液)會蓄積，而出現(xiàn)蛋白質(zhì)保護了細菌的狀態(tài)，這是由于形成某種電屏蔽狀態(tài)，導致殺菌功能降低，也易產(chǎn)生電極維修保養(yǎng)的問題，這樣，其實用化也被認為有困難。
然而，本發(fā)明者們注意到細菌的破壞狀況，考慮到微生物的特性，就微生物是以何種機制被破壞的作了種種研究。其結果，確認了這一現(xiàn)象即細菌在接觸陽極之前，就在噴出細胞質(zhì)的同時發(fā)生崩潰的。而且，根據(jù)以上的認識，又了解到，作為微生物電容器的菌體，當其在靜電場中接受的電荷超過其靜電容時，則發(fā)生細胞膜的破壞，菌體死亡。本發(fā)明即基于這樣的見解而提出。
與本發(fā)明有關的微生物的滅活、破壞方法，其主要在于，第一，通過具有電能的液體、氣體或固體給微生物以電能；第二，由此，使其電荷量增加(上升)，而超過微生物所具有的細胞內(nèi)外的靜電容的限度，及/或促進微生物細胞內(nèi)外的滲透性；第三，使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜發(fā)生破裂。
本發(fā)明中的具有電能的液體最好使用帶電荷的水，微生物處于該帶電荷的水溶液中給以電能。上述帶電荷的水可以是帶靜電的水(荷電水)，蓄電水、功能水、電解處理水、強氧化電位水、強酸性電解生成的水溶液、電離水、非電離水或帶電水中之任一種。又，具有電能的氣體指帶有電荷的氣體，具有電能的固體指蓄電體。
另外，也可使用電極。此時，微生物的滅活、破壞方法主要在于第一，通過電極對含有微生物的液體通電，對處于與電極非接觸狀態(tài)的微生物給予電能；第二，使所帶電荷上升，超過微生物所具有的細胞內(nèi)外的靜電容限度，及/或促進微生物細胞內(nèi)外的滲透性；第三，使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜發(fā)生破壞。另外，通過電極通電可以是電介性通電，也可以是非電介性通電。
在以上或以下的說明中，“微生物”用作包括真菌的細菌或病毒等的總稱。又，“界面膜”在廣義上，用作對從外界遮蔽細胞的原生質(zhì)的界面膜、外膜、原生質(zhì)膜、細胞壁等的總稱。另外，“破裂”具有廣義，直接意指在細胞膜的彈性很強時，膜發(fā)生強烈收縮，其內(nèi)容物(原生質(zhì))呈輻射狀向多方面散亂噴出的狀態(tài)；或在細胞膜的彈性較小，且細胞的內(nèi)壓很高時，(細胞膜)發(fā)生局部破壞，(內(nèi)容物)發(fā)生平行噴出，周圍無散亂的狀態(tài)；或在細胞膜的彈性較小，而外壓相對較低時，同時發(fā)生平行噴出和周圍散亂的狀態(tài)等；但是，“破裂”并不限于這些，間接地包括脹壓破壞，可廣義地包括作為菌體破壞的一般現(xiàn)象的溶解、脫水、凝固、融解、穿透等的破壞狀態(tài)。
再有，“帶電荷的水”用作荷電水、蓄電水、功能水、電解處理水、強氧化電位水、強酸性電解生成的水溶液、電離水、非電離水或帶電水等的總稱。又，“通電”不限于加了電解質(zhì)(NaCl及其它)那樣的溶液的電介性通電，也包含對于如純水或精制水等一般被認為無導電性的溶液的非電介性通電。而且，在后一場合，本發(fā)明得們確認，使活菌浮游于純水或精制水中通電時，可得到比電介性通電為小的電流。已闡明，這是由于存在于菌體間的一種跳躍傳導作用(非電介性通電的一種)，菌體形成了流向陽極方向的恒定流動。
而且，“滲透”(osmosis)意指由于可透過水、但不能透過溶質(zhì)的分隔，溶液中的水移向濃度高的一側的現(xiàn)象，如滲透壓升高則與界面膜的破壞有關。再有，“不可逆的變化”用于表于阻礙界面膜的物質(zhì)交換的狀態(tài)，及導致界面膜自身的變性、變質(zhì)或原生質(zhì)的變性、變質(zhì)的狀態(tài)的變化的總稱。
發(fā)明實施形式第一實施形式選金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、念珠菌及流感嗜血桿菌作為微生物，使分別浮游于預先以微量加至多個試樣上的0.01ml的精制水或自來水中，然后，以結核菌素注射器逐滴滴下強氧化電位水，組合使用附有微分差干涉裝置的倒置型系統(tǒng)顯微鏡IX-70(奧林巴斯公司制)，配合14英寸監(jiān)控器(附CCD)，使所用裝置最終放大倍數(shù)達4500倍，對微生物作立體層狀的滅活、破壞狀態(tài)的檢查。
強氧化電位水的每一滴為0.01ml，逐滴滴下，作五階段觀察。可以看到，上述微生物中之任一種都在滴下1滴時有70％、2滴時有80％、3滴時有99％的微生物細胞發(fā)生破裂形成碎屑。滴入4滴時碎屑增加，最后滴入5滴時，微生物細胞幾近100％呈現(xiàn)崩潰狀態(tài)。
綠膿桿菌比起其它的微生物來，為較強的細菌，但是，值得注意的是，其微生物細胞與上述其它菌同樣崩潰。然而，在念珠菌的場合，大概由于其本身為不動的真菌，難以看到界面破壞，但幾乎所有的菌體都停止搖動，仍可確認念球菌失活或者破壞。另外，在滴下3滴時，菌體雖未破裂，但有處于不動狀態(tài)的菌體，而非常罕見地，具有微小的浮游性的菌體。第二實施形式準備好多個試樣，分別在其上以微量供給0.01ml的精制水或0.01ml的自來水，分別選用金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、念珠菌及流感嗜血桿菌作為微生物，使其浮游。再分別通過鉑電極，對精制水給予0.2mA-0.3mA12V的電能，對自來水給予0.5mA12V的電能，可看到99％的菌體細胞膜發(fā)生破裂。第三實施形式使用由等離子體放電產(chǎn)生的電離性氣體作為具有電能的氣體。在多個試樣上微量供給0.01ml的精制水，分別選用金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、念珠菌及流感嗜血桿菌作為微生物，使其分別浮游。將放電管置于上述微生物附近，使放電管的外周產(chǎn)生的電離性氣體發(fā)生作用?？梢钥吹?，99％的菌體的細胞膜發(fā)生破裂。由此可確認，對微生物給予電能，既使微生物處于非接觸狀態(tài)，也可對該微生物進行所要求的滅活和破壞。第四實施形式使用帶電的碳粉作為具有電能的固體。在多個試樣上微量供給0.01ml的精制水，選用金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、念珠菌及流感嗜血桿菌作微生物，使其各浮游水中。再對其撒以微量碳粉，可看到，同樣有99％的菌體的細胞膜破裂。另外，同樣使用帶電的聚合物粉末，作為具有電能的固體，取代碳粉，可得到同樣的結果。第五實施形式對可在濕潤后培養(yǎng)的干燥活菌，施加以帶電碳粉，結果，該干燥活菌的培養(yǎng)度極低。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，給予了電能的細胞，因其界面膜破裂，具有殺菌、殺病毒、消毒的效果，且滅菌效果非常高。另外的優(yōu)良效果是，給予微生物的電能，只要是具有電能，液體、氣體或固體都可使用，因此，可按欲滅活、殺死的微生物浮游或存在的部位、局部、場所，適當選用非常廣的范圍的電能給予方法。
權利要求
1.一種微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，通過具有電能的液體、氣體或固體，給微生物以電能，由此使其電荷量增加，而超過微生物所具有的細胞內(nèi)外的靜電容限度，使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜發(fā)生破裂。
2.一種微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，通過具有電能的液體、氣體或固體，給微生物以電能，促進微生物細胞內(nèi)外的滲透性，使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜發(fā)生破裂。
3.一種微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，通過具有電能的液體、氣體或固體，給微生物以電能，由此，使基電荷量增加，而超過微生物所具有的細胞內(nèi)外的靜電容限度，且促進微生物細胞內(nèi)外的滲透性，從而使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜破裂。
4.如權利要求1-3中之任一項所述的微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，具有電能的液體為帶電荷的水，使微生物處于該帶電水溶液中而給予電能。
5.如權利要求4所述的微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，所述帶電荷的水為荷電水、蓄電水、功能水、電解處理水、強氧化電位水、強酸性電解生成的水溶液、電離水、非電離水或帶電水。
6.如權利要求1-3之任一項所述的微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，具有電能的氣體為帶有電荷的氣體。
7.如權利要求1-3之任一項所述的微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，具有電能的固體為蓄電體。
8.一種微生物微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，通過電極對含有微生物的液體通電，對與電極處于非接觸狀態(tài)的微生物給予電能，使其電荷增加，超過微生物所具有的細胞內(nèi)外的靜電容限度，使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜發(fā)生破裂。
9.一種微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，通過電極對含有微生物的液體通電，對處于與電極非接觸狀態(tài)的微生物給予電能，促進微生物細胞內(nèi)外的滲透性，使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜發(fā)生破裂。
10.一種微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，通過電極對含有微生物的液體通電，對處于與電極非接觸狀態(tài)的微生物給予電能，使其電荷量增加，超過該微生物所具有的細胞內(nèi)外的靜電容限度，且促進微生物細胞內(nèi)外的滲透性，使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜破裂。
11.如權利要求8-10之任一項所述的的微生物的滅活、破壞方法，其特征在于，所述通電為電介性通電或非電介性通電。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對微生物的更有效的滅活、破壞方法，本發(fā)明通過具有電能的液體、氣體或固體給微生物以電能，微生物所具電荷增加，而超過微生物的細胞內(nèi)外的靜電容限度，使微生物細胞發(fā)生不可逆的變化，及/或使微生物細胞的界面膜破裂。
文檔編號A61K9/22GK1146489SQ9511909
公開日1997年4月2日 申請日期1995年12月28日 優(yōu)先權日1995年9月28日
發(fā)明者吉田勸持, 住岡輝明, 徐海濤 申請人:重塑21株式會社