專利名稱：空氣凈化過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有酶固定在載體表面上的空氣凈化過濾器。詳言之，本發(fā)明涉及一種有酶固定在HEPA過濾器表面上的空氣凈化過濾器，該空氣凈化過濾器是由未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維、具有官能團(tuán)的離子交換纖維或用具有官能團(tuán)的聚合物涂覆的硼硅玻璃纖維所構(gòu)成的。
已知作為用于除去空氣中廢物的裝置有各種空氣凈化裝置(空氣清潔裝置)和空氣洗凈裝置(airwasher)?？諝鈨艋b置(空氣清潔裝置)是一種主要依靠空氣凈化過濾器(airfilter)將空氣中的塵土、塵埃等懸浮微粒；附著有氣體狀污染物、油脂成分、細(xì)菌等微生物的粉塵等雜物過濾并除去的裝置。另一方面，空氣洗凈裝置通常是一種通過水洗空氣而除去空氣中的塵埃和微生物等的裝置。
關(guān)于上述的空氣凈化過濾器按照要去除的對象的種類、去除對象的粒徑、微粒收集率等用途而開發(fā)出各種過濾器。又，按照過濾器的形狀，使用柵網(wǎng)形、楔形、折入形、籠形、袋形、板形、箱形等各種形狀。然而，單獨使用現(xiàn)有的空氣凈化過濾器很難除去在空氣中浮游的霉菌、細(xì)菌、真菌等微生物。而且，由于難以殺滅過濾器上所捕集的微生物以及在過濾器上因微生物的增殖和飛散而會引起二次污染，因此，就空氣的凈化處理來說未必能取得令人滿意的結(jié)果。
因此，本發(fā)明人等企圖使用能殺菌滅菌處理霉菌、細(xì)菌、真菌等微生物的酶類。作為使用有關(guān)酶類的殺菌滅菌手段或抗菌手段有例如下列各種技術(shù)方案。
在特公昭54-21422公報中公布一種加工食品中的微生物(例如，耐熱性細(xì)胞芽孢)的殺菌法，在食品或者其原料中添加選自尿素、巰基乙酸、巰基乙醇中的一種以上的物質(zhì)以及細(xì)菌細(xì)胞壁溶解酶，并保持一定時間后進(jìn)行加熱處理。
在特開昭64-30584號公報中公開一種主要用于食品工業(yè)領(lǐng)域的生物催化劑固定的載體，在該載體表面上將作為生物催化劑而起作用的微生物或酶和溶菌酶一起共存并固定。該公報又分別指出作為微生物的革蘭氏陰性細(xì)菌、革蘭氏陽性細(xì)菌、酵母和絲狀菌等；作為酶的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等的加水分解酶；作為溶菌酵素的溶菌酶、胞內(nèi)-N-乙?；芫?、胞內(nèi)-N-乙酰葡糖胺酶(Indo-N-acetyl-glucosaminidase)、自溶酶、肽鏈內(nèi)切酶(ニンソペプチタ-ゼ)型細(xì)菌細(xì)胞壁溶解酶、酰胺酶型細(xì)菌細(xì)胞壁溶解酶、線狀菌細(xì)胞壁溶解酶和酵母細(xì)胞壁溶解酶。
特開平2-5822公報中公開了用于蔬菜的醇制劑和用于鮮蔬菜的改質(zhì)劑。醇制劑是配入作為天然抗菌劑的蛋白溶菌醇并將其pH調(diào)整到2.0～7.0范圍；改良劑是配入有機(jī)酸和有機(jī)酸鹽類或和磷酸鹽類，將其pH調(diào)整到2.0～7.0范圍，再配入作為抗菌劑的蛋白溶菌酶。
特開平2-23856號公報公開了有效地防止食品的腐敗、變質(zhì)的食品保鮮法，其特征在于，在食品生產(chǎn)過程中，同時使用聚甘油脂肪酸酯、溶菌酶和魚精蛋白。
特開平3-22144號公報中記載有食品的殺菌方法，其特征在于，使溶菌酶、激酶、β-1，6-葡聚糖酶等溶菌酶作用于食品，隨后用超聲波處理。
特開平5-76362號公報描述了一種含溶菌醇的粒子制造方法，該方法包括，在流化床反應(yīng)器的反應(yīng)室中將溶菌酶的水性漿料和水合性物質(zhì)的芯粒子一起噴霧，從而蒸發(fā)殘留水以使在粒子狀芯物質(zhì)上保持被覆的干燥溶菌酶，從而制得含有溶菌酶的顆粒。又，在該專利中表明，這種含有溶菌醇的顆?？捎糜诟鞣N食品、化妝品、送藥及其它的用途。
在特開平-276910公報中，公開了食品保鮮劑，其特征在于，將魚精蛋白與選自溶菌酶、由甘草提取的抗菌性物質(zhì)、維生素β1酯、多磷酸鹽中的至少一種物質(zhì)相組合。
在特開平6-217749公報中公開了兩種食品保鮮劑，其一是將辛酸單甘油酯和/或癸單甘油酯與甘氨酸、乙酸鈉、溶菌酶和有機(jī)酸和/或有機(jī)酸的堿金屬鹽一起使用；其二是將辛酸單甘油酯和/或癸酸單甘油酯和甘氨酸、乙酸鈉、溶菌酶和多磷酸鹽一起使用。又，在該公報中還指出雖然認(rèn)為溶菌酶有溶菌效果，但其效果僅限于某些菌種，它在單獨使用時還不能說是一種實用的抑菌劑。
在特開平6-246157號公報中公開了一種具有如溶菌酶或抗生物素蛋白或胰蛋白酶等蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)固定于水不溶性載體的細(xì)胞吸附劑，由于使用這種吸附劑，能有效地從細(xì)胞含有液中分離或除去細(xì)胞。
特開平7-236479號公報指出將選自紫蘇醛、肉桂醛、水楊醛、茴香醛、苯并醛、香草醛等的植物抗菌性化合物、抗生物質(zhì)、合成的抗菌劑等中的抗菌性化合物與溶菌酶相結(jié)合。認(rèn)為結(jié)合抗菌性化合物的溶菌酶可用于醫(yī)藥品、醫(yī)藥以外的用品、食品等。
還有建議將銀、鋅、銅等抗菌金屬載帶在無機(jī)載體上的各種無機(jī)抗菌材料。實例有將銀、鋅離子等通過離子交換而載帶在沸石的無機(jī)抗菌劑；金屬銀通過吸附而載帶在磷酸鈣上的無機(jī)抗菌劑；銀離子通過離子交換而載帶在磷酸鋯上的無機(jī)抗菌劑；銀的絡(luò)合鹽通過吸留而載帶在非晶質(zhì)氧化硅上的無機(jī)抗菌劑等，這些無機(jī)抗菌劑可用于纖維、塑料、薄膜、涂料等各種制品(《沸石》13冊、第2期(1996)、56～63頁)。
另外，作為上述酶固定所用的各種載體，包括如下所列舉的。
在特開昭49-48825公報中描述了使用基于酚系、脂肪族胺系的離子交換樹脂作為用于固定蛋白溶菌酶的載體。
特開昭59-48080號公報指出使用涂有琥石(Amberlite，離子交換樹脂的商品名)和氨化聚乙烯醇等的鉑作為載體，以用于多個酶的復(fù)合固定。
特開昭60-49795公報公開了，為了將具有殺菌性溶菌酶進(jìn)行固定化處理，使用由天然纖維或化學(xué)纖維或其網(wǎng)狀的混合纖維所構(gòu)成的無紡布作為載體。
特開昭64-30584號公報公開了使用由陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)體所構(gòu)成的柱體、膜狀體、粒狀體、多孔性體作為生物催化劑固定化用的載體，具體地說是由堇青石所構(gòu)成的載體。
特開平1-256388公報提出使用陰離子交換樹脂作為用于載帶菊粉-D-果糖轉(zhuǎn)移酶的載體。
特開平2-39239號公報提出；使用具有伯氨基或叔氨基中至少一種作為交換基的多孔性離子交換樹脂作為酶固定化的載體。
特開平2-41166公報記載了作為酶固定化用的載體可以使用陶瓷、玻璃或有機(jī)聚合物的多孔性膜、纖維、紡絲；以及通過將纖維、紡絲編織成網(wǎng)狀、或其粒狀。
特平開3-269362公報中提出在免疫分析用的試劑中使用膠乳作為載體。
特開平6-91117公報中提出，具有粘液細(xì)菌過濾器和基于抗菌性聚合物的過濾器二種的空氣凈化裝置。在同一公報中描述了，作為在所用的過濾器中，作為用于固定產(chǎn)生溶菌酶和抗菌素的粘液細(xì)菌基材，可使用聚氨基甲酸乙酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺和/或各種光交聯(lián)性、光硬化性的合成聚合物。
如上所述，在食品、醫(yī)藥品、化妝品等領(lǐng)域中，正在開發(fā)一種在溶液中用于殺菌、抗菌、防腐、防霉等目的所使用的酶，例如具有溶菌酶等溶菌作用的酶。
然而，基于通過過濾器與上述具有溶菌作用的酶相組合以提高其微生物的殺菌、滅菌并除去微生物能力的由特定材料構(gòu)成的空氣凈化過濾器的思想的技術(shù)方案迄今無人提出過。
本發(fā)明人為了提高空氣凈化過濾器的微生物殺菌、滅菌和除去微生物能力，通過使用空氣凈化過濾器具有溶菌作用的酶單獨相結(jié)合或者與各種蛋白質(zhì)或肽以及多糖類等共同相組合作了各種研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在用特定材料制成并有特定形狀的載體表面上通過酶固定化處理可使空氣凈化過濾器提高對微生物的殺菌、滅菌能力以及除去微生物的能力，并可長時期保持其對微生物的殺菌、滅菌能力和除去微生物的能力。基于上述見解而完成本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種在載體表面上固定有酶的空氣凈化過濾器。
本發(fā)明還提供一種在無防水處理的硼硅玻璃纖維的表面上、使大量酶通過共價鍵和/或離子鍵固定的空氣凈化過濾器。進(jìn)而，本發(fā)明提供一種基于沒有經(jīng)防水處理的、其纖維直徑低于4μm的極細(xì)硼硅玻璃纖維的HEPA過濾器，使大量酶通過共價鍵和/或離子鍵固定在空氣凈化過濾器上。
本發(fā)明也提供一種在具有官能團(tuán)的離子交換纖維的表面上，通過離子鍵分散和固定大量酶的空氣凈化過濾器。
此外，本發(fā)明提供一種在用具有官能團(tuán)的聚合物涂覆的硼硅玻璃纖維表面上通過離子鍵分散并固定大量酶的空氣凈化過濾器。


圖1表示使用現(xiàn)有技術(shù)的空氣凈化過濾器(比較例1的空氣凈化過濾器-Ax)和本發(fā)明空氣凈化過濾器(實施例1的空氣凈化過濾器-A)，所捕集到的微生物的生存菌數(shù)隨時間的變化曲線。
圖2表示為測試在各試驗例所用空氣凈化過濾器的效果而使用的空氣中浮游菌的測定裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖3表示本發(fā)明空氣凈化過濾器(實施例4的空氣凈化過濾器-D1)所捕集的菌體狀態(tài)的電子顯微鏡照片。
圖4是表示現(xiàn)有技術(shù)的空氣凈化過濾器(比較例7的空氣凈化過濾器-Dx)所捕集的菌體狀態(tài)的電子顯微鏡照片。
本發(fā)明的最佳實施方案用于本發(fā)明空氣凈化過濾器的結(jié)構(gòu)材料只要能完成作為空氣凈化過濾器的功能并無特別限制，可使用例如纖維素纖維、石棉纖維、玻璃纖維、離子交換纖維等的、非玻璃合成纖維的各種有機(jī)纖維和無機(jī)纖維，并可按照其來源分別用于不同用途中。
在玻璃纖維中，硼硅玻璃纖維即使其纖維直徑在4μm或4μm以下仍具有充分的強(qiáng)度，它適用于制備捕集性能優(yōu)越的高性能過濾器。
為了保證大量酶有效地固定在纖維上，優(yōu)選使用未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維。優(yōu)選使用具有官能基團(tuán)的離子交換纖維以及用具有官能團(tuán)的聚合物涂覆的玻璃纖維，其中，最好是硼硅玻璃纖維。對官能基團(tuán)并不受特別限制，但優(yōu)選實例是-NHR(R是H以外的甲基、乙基、以及選自n-丙基和i-丙基中的丙基、選自n-丁基、s-丁基、i-丁基和t-丁基的丁基的任何烷基)、-NH2、-C6H5NH2、-CHO、-COOH、-OH為宜。
空氣凈化過濾器的形狀無特別限制，可以是無紡布形式的棉狀也可以是包括、濾紙狀、蜂窩狀、粒狀和網(wǎng)狀的其它形式。再者，蜂窩單元形狀可以是任意的，可取三角、四角、五角、六角等多角形狀和波狀等形狀。例如如特開昭59-15028公報所記載的陶瓷纖維的集合體(蜂窩載體)。其中，優(yōu)選的蜂窩結(jié)構(gòu)體是選自二氧化硅纖維、氧化鋁纖維、硅鋁酸鹽纖維、氧化鋯纖維等無機(jī)纖維的陶瓷纖維與硅膠相結(jié)合的的片狀集合體、經(jīng)層壓成蜂窩狀而構(gòu)成。
HEPA過濾器是戰(zhàn)后作為原子能技術(shù)開發(fā)的一部分、通過使用用深過濾(depth filtration)原理而開發(fā)的。它基于其纖維直徑低于4μm的極細(xì)玻璃纖維，通過少量配入7％以下的切短的玻璃纖維線以加固，并且通常用7％以下的有機(jī)粘合劑將玻璃纖維粘合在一起，這是一種優(yōu)選的載體材料，在低壓損失特性、高捕集效率和高物理強(qiáng)度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它過濾器。在HEPA過濾器中包括，能捕集0.3μm DOP粒子的至少99.97％的高性能過濾器；能將0.3μm DOP粒子捕集至少95～99％的準(zhǔn)高性能的HEPA過濾器；以及捕集性能提高到超高性能的ULPA過濾器。
本發(fā)明中所用的酶不受特別限制只要是具有溶菌作用的酶都可以，作為較好溶菌作用的酶有溶菌酶，幾丁質(zhì)酶、蛋白酶、葡糖氧化酶、葡聚糖酶、胞內(nèi)-β-N-乙?；被咸敲负桶麅?nèi)溶菌酶，其中一種或多種可單獨使用；也可以與具有殺菌作用的蛋白或肽的非酶蛋白組合使用；也可與多糖類組合使用。作為具有殺菌作用的蛋白和肽的實例有，魚精蛋白、乳鐵蛋白和聚賴氨酸等。
酶，特別是溶菌酶可用多糖類有效地糖基化，并通過化學(xué)的共價鍵結(jié)合而具有顯著的抗菌作用。作為多糖類的實例有葡聚糖，石旋糖酐、甘露聚糖、半乳糖甘露聚糖、昆布多糖、鹿角菜、瓊脂糖，可以使用其中的一種或多種。
作為酶與非酶的蛋白或肽的混合物或化合物的實例有溶菌酶與魚精蛋白的組合；或者，溶菌酶和阿樸乳鐵蛋白(apolactoferrin)的組合。作為酶與多糖類的混合物或化合物的實例有溶菌酶與葡聚糖的組合；或者，溶菌酶與半乳甘露聚糖的組合。
本發(fā)明空氣凈化過濾器可用于需凈化空氣的一般家庭和業(yè)務(wù)部門。特別適用于和半導(dǎo)體、食品、醫(yī)院相關(guān)的設(shè)備等。使用本發(fā)明空氣凈化過濾器可將用現(xiàn)有空氣凈化過濾器不能凈化處理的、在空氣中浮游的細(xì)菌、真菌，特別是在干燥的空氣中長期浮游的枯草桿菌(Bacillus subtilis)、藤黃細(xì)球菌(Micrococcus luteus)、葡萄球菌(Staphylococcus)、鏈霉球菌(Streptococcus)等微生物通過直接溶菌反應(yīng)而將其殺死除去，從而純化空氣，而且，即使被現(xiàn)有空氣凈化過濾器所一旦捕集的微生物，如果它是像長桿菌那樣有小截面積的微生物可能也能通過自身的蠕動而從空氣凈化過濾器鉆出去，而在本發(fā)明空氣凈化過濾器上一旦捕集的微生物由于酶的溶菌作用而被殺滅，從而能防止微生物的逃脫。又，因為現(xiàn)有的空氣凈化過濾器不能將其捕集的微生物滅殺，從而微生物在過濾器上增殖并飛散，有對空氣作二次污染的危險，相反，本發(fā)明空氣凈化過濾器對于在過濾器上捕集而附著的微生物有優(yōu)良的溶菌作用，能有效地將這些微生物進(jìn)行殺滅處理并長時間防止空氣的二次污染。
以下通過實施例、比較例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但是，本發(fā)明并不受這些實施例的任何限制。
實施例1由日本無機(jī)株式會社所制的具有在0.3μm單分散DOP試驗中達(dá)99.97％以上捕集的高捕集效率的HEAP過濾器(商品名阿托莫斯(ATOMOS))在室溫下、于10％的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中浸漬12小時后，用甲苯洗凈，在室溫下風(fēng)干，制得硅烷化的HEPA過濾器。將硅烷化的HEPA過濾器在室溫下、于1％戊二醛水溶液中浸漬處理6小時，在硅烷化的HEPA過濾器表面上導(dǎo)入醛基。隨后，用水洗，通過在含有1％魚精蛋白和1％溶菌酶50毫摩爾的酯酸鹽緩沖溶液中放置24小時，以固定化魚精蛋白和溶菌酶。隨后，將經(jīng)魚精蛋白和溶菌酶固定處理的HEPA過濾器用500微摩爾的NaCl溶液和500微摩爾的醋酸溶液混合調(diào)配的緩沖溶液再洗滌并風(fēng)干，從而將在HEPA過濾器上物理吸附的酶除去，制得只留有通過共價鍵而固定的魚精蛋白和溶菌酶的空氣凈化過濾器。
比較例1將在實施例中所用未經(jīng)處理的HEPA過濾器作為空氣凈化過濾器-Ax。
比較例2將在實施例1中所用的HEPA過濾器按照實施例1同樣地進(jìn)行了硅烷化，并制成在其表面上導(dǎo)入醛基的空氣凈化過濾器-Ay。
實施例2除了使用東洋紡織株式會社所制空調(diào)用樹脂粘結(jié)的無紡布過濾器代替HEPA過濾器作為載體外，其它與實施例1相同，制得只留有通過共價鍵而固定的魚精蛋白和溶菌酶的空氣凈化過濾器-B。
比較例3將實施例2所用的未經(jīng)處理的空調(diào)用樹脂粘結(jié)無紡布設(shè)計為空氣凈化過濾器-Bx。
比較例4將實施例2中所用的空調(diào)用樹脂粘結(jié)無紡布過濾器按實施例2同樣地進(jìn)行硅烷化并在其表面導(dǎo)入醛基，從而制成空氣凈化過濾器-By。
實施例3除了使用蜂窩狀載體外，其它和實施例1相同，該蜂窩狀載體是將陶瓷纖維的片集合體疊壓而構(gòu)成的有600個小孔的尼奇阿斯株式會社制的蜂窩載體，(商品名哈尼克爾(ハニクル))，這樣制得僅留有以共價鍵固定的魚精蛋白和溶菌酶的空氣凈化過濾器。
比較例5將實施例3所用的未經(jīng)處理的蜂窩載體設(shè)為空氣凈化過濾器-Cx。
比較例6將實施例3所用的蜂窩載體按實施例3同樣進(jìn)行硅烷化，并在其表面上導(dǎo)入醛基以制得空氣凈化過濾器-Cy。
試驗例1將試樣空氣凈化過濾器單元(200mm×200mm×150mm)裝入密閉的、容量為100升的用于測試空氣中浮游菌凈化性能試驗裝置內(nèi)，用鼓風(fēng)機(jī)，將在該試驗裝置內(nèi)的含有每100升1×105個空氣中浮游菌的空氣以每分鐘10升流量進(jìn)行循環(huán)。在預(yù)定時間的循環(huán)處理后，將空氣中浮游菌凈化性能試驗裝置內(nèi)的空氣中浮游菌捕集于瓊脂培養(yǎng)基上，在30℃溫度下有氧地培養(yǎng)120小時，以肉眼計算100升被檢空氣樣中的生存菌數(shù)，其結(jié)果示于表1～6。
表1
在表1列出分別使用實施例1、比較例1和2的空氣凈化過濾器-A、-Ax和-Ay經(jīng)24小時循環(huán)處理后的結(jié)果。
表2
表2列出了分別使用實施例1、比較例1和2的空氣凈化過濾器-A、-Ax和Ay經(jīng)2小時循環(huán)處理后的結(jié)果。
從表1和表2清楚看到，沒有經(jīng)酶固定處理的HEPA過濾器也能顯示對菌體的高物理捕集性能，但以共價鍵固定魚精蛋白和溶菌酶的本發(fā)明空氣凈化過濾器因藉助于固定化的溶菌酶而吸附菌體并將菌體的細(xì)胞壁溶解，所以還具有比前者至少大10倍以上的殺菌凈化處理性能。
表3<
表3列出了分別使用實施例2、比較例3和4的空氣凈化過濾器-B、Bx和By，經(jīng)24小時循環(huán)后的結(jié)果。
表4
表4列出了分別使用實施例2、比較例3和4的空氣凈化過濾器-B、Bx和By，經(jīng)2小時循環(huán)處理后的結(jié)果。
從表3和表4清楚看到，在對菌體的捕集性能低的空調(diào)用樹脂粘結(jié)無紡布過濾器上、經(jīng)魚精蛋白和溶菌酶固定化處理的本發(fā)明空氣凈化過濾器與未經(jīng)酶固定化處理的空調(diào)用樹脂粘結(jié)無紡布過濾器相比較，對空氣中的菌體前者具有300倍以上的殺菌凈化處理性能。
表5<
表5列出了分別使用實施例3、比較例5和6的空氣凈化過濾器-C、Cx和Cy，經(jīng)24小時循環(huán)處理后的結(jié)果。
表6
<p>表6列出了分別使用實施例3、比較例5和6的空氣凈化過濾器-C、Cx和Cy經(jīng)2小時循環(huán)處理后的結(jié)果。
從表5和表6可知，在對菌體幾乎無捕集性能的陶瓷纖維片狀集合體疊壓成蜂窩狀而構(gòu)成的載體上，固定魚精蛋白和溶菌酶的本發(fā)明空氣凈化過濾器與沒有酶固定化處理的載體相比較時，對空氣中的菌體前者顯示出100倍以上的殺菌凈化處理性能。
試驗例2將實施例1的空氣凈化過濾器-A和比較例1的空氣凈化過濾器-Ax分別取出200mm×200mm大小的片段，并置于實驗用管道內(nèi)的過濾器支架上，用鼓風(fēng)機(jī)，以每分鐘30升的風(fēng)速，將每30升含有浮游菌210個的空氣送入管道內(nèi)10分鐘后，在室溫下，將空氣凈化器在相對溫度被保持為60％的干燥器內(nèi)保存，定時地從其中取出一部分，用傾注培養(yǎng)法測定空氣凈化過濾器上所捕集的菌體生存數(shù)，其結(jié)果示于圖1。圖1中表示被捕集菌體的生存數(shù)曲線，其中縱軸為生存菌數(shù)(個/cm2)、橫軸為經(jīng)過日數(shù)，從圖1看到，在有酶固定化處理的本發(fā)明實施例1的空氣凈化過濾器-A上所捕集的菌體急劇地減少，一周以后，生存的菌體幾乎檢測不到。另外，沒有酶固定化處理的比較例1的空氣凈化過濾器-Ax即使經(jīng)過一個月也能看出生存的菌體僅減少了一點點。也就證實了有酶固定化處理的本發(fā)明空氣凈化過濾器能對在過濾器上所捕集的菌體進(jìn)行殺滅凈化處理。
實施例4將用于準(zhǔn)-HEPA濾器的由北越制紙株式會社所制的未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維構(gòu)成的一種濾紙狀載體，它在0.3μm單分散DOP試驗中有99％以上的捕集效率，將該紙狀載體在室溫下在10％γ-氨基丙基三乙氧硅烷的甲苯溶液中浸漬12小時后，用甲醇洗凈，在室溫下風(fēng)干，以得到一種硅烷化的濾紙狀載體。將該硅烷化的濾紙狀載體，在室溫下，在2.5％戊二醛水溶液中浸漬處理1小時，從而將醛基導(dǎo)入硅烷化的濾紙狀載體。將導(dǎo)入醛基的濾紙狀載體水洗，再在以500毫摩爾NaCl溶液和500毫摩爾醋酸溶液所混合調(diào)配的、pH7的緩沖液中洗滌后，通過將其浸入含有1％溶菌酶的水溶液(S1)中3小時以進(jìn)行酶的固定化處理。將有酶固定的濾紙狀載體再在以500毫摩爾NaCl溶液和500毫摩爾醋酸溶液所混合配制的、pH7的緩沖液(S2)中洗滌并風(fēng)干。從而除去在濾紙狀載體上酶的物理吸附部分，制得僅留有以共價鍵所固定的酶的空氣凈化過濾器-D1。
實施例5除了使用含有1％魚精蛋白和1％溶菌酶的水溶液作為水溶液(S1)外，其它與實施例4相同，制得僅留有以共價鍵固定的魚精蛋白和溶菌酶的空氣凈化過濾器-D2。
實施例6除了使用含有0.2％葡聚糖和1％溶菌酶的水溶液作為水溶液(S1)外，其它與實施例4相同，制得僅留有以共價鍵固定的葡聚糖和溶菌酶的空氣凈化過濾器-D3。
實施例7除了使用含有1％魚精蛋白、0.2％葡聚糖和1％溶菌酶的水溶液作為水溶液(S1)外，其它與實施例4相同，制得僅留有以共價鍵固定的魚精蛋白、葡聚糖和溶菌酶的空氣凈化過濾器-D4。
比較例7將實施例4中所用的用于準(zhǔn)HEPA過濾器的未經(jīng)防水處理的由硼硅玻璃纖維構(gòu)成的未經(jīng)處理的濾紙狀載體作為空氣凈化過濾器-Dx。
實施例8將北越制紙株式會社制的、未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維所構(gòu)成的通常用于準(zhǔn)HEPA過濾器的濾紙狀載體按實施例4的操作同樣地制得僅留有以共價鍵固定的溶菌酶的空氣凈化過濾器-E1。
實施例9除使用含有1％魚精蛋白和1％溶菌酶的水溶液作為水溶液(S1)外，其它與實施例8相同，制得僅留有以共價鍵固定的魚精蛋白和溶菌酶的空氣凈化過濾器-E2。
實施例10除了使用含有0.2％葡聚糖和和1％溶菌酶的水溶液作為水溶液(S1)外，以下與實施例8操作相同，制得僅留有以共價鍵固定化的葡聚糖和溶菌酶的空氣凈化過濾器-E2。
實施例11除了使用含有1％魚精蛋白、0.2％葡聚糖和1％溶菌酶的水溶液作為水溶液(S1)外，以下與實施例8相同，制得僅留有以共價鍵固定的魚精蛋白、葡聚糖和溶菌酶的空氣凈化過濾器-E4。
比較例8將在實施例8中所用的未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維構(gòu)成的、準(zhǔn)HEPA過濾器用的未處理的濾紙狀載體作為空氣凈化過濾器-Ex。
試驗例3在實施例4、5、6、7中，在固定化處理后所使用的水溶液(S1A)中殘留的魚精蛋白和/或溶菌酶的量以及在將經(jīng)固定化處理的濾紙狀載體洗滌的緩沖溶液(S2A)中所溶出的魚精蛋白和溶菌酶的量，使用Bio-Rad公司(バイオ·ラツド社)制的蛋白質(zhì)測定儀和島津制作所制的分光光度計UV-2100PC，在波長595nm下進(jìn)行測定，計算在所制空氣凈化過濾器上以共價鍵固定的魚精蛋白和/或溶菌酶的固定化率(％)，其結(jié)果示于表7。
試驗例4將每分鐘0.1微升的枯草桿菌(ATCC 6633)的菌體培養(yǎng)液(菌數(shù)1×103個/微升)通過由液化高壓容器提供的以每分鐘20升的流量的高純度二氧化碳?xì)怏w而進(jìn)行噴霧，將該噴霧氣體與通過HEPA過濾器的每分鐘80升流量的清凈空氣相混合，制成試樣氣體。將該試樣氣體以每分鐘100升的流量導(dǎo)入裝有空氣凈化過濾器試樣的空氣浮游菌測定裝置中。設(shè)定導(dǎo)入時間為2小時和24小時，以進(jìn)行測定殺菌性能加速實驗。在各導(dǎo)入時間的最后1小時，在入口側(cè)的捕集溶液和出口側(cè)的捕集液中分別捕集通過試樣空氣凈化過濾器前的試樣氣體中的25％和通過后的試樣氣體中的25％，分別將各自捕集液稀釋600倍并將10微升的稀釋液移植到培養(yǎng)基中，在37℃溫度下、有氧培養(yǎng)48小時，分別計測通過空氣凈化過濾器試樣前的菌落數(shù)(CO)和通過空氣凈化過濾器試樣后菌落數(shù)(CS)，按下式求得在各試驗時間下，在通過空氣凈化過濾器試料后的試樣氣體中菌體的殘存率C(％)。
(CS/CO)×100＝(1％)其結(jié)果示于表7～11。
試驗例5在試驗例4中，導(dǎo)入各試樣氣體終了后，將通過HEPA過濾器的清凈空氣以每分鐘100升的流量導(dǎo)入設(shè)置有空氣凈化過濾器試樣的空氣中浮游菌測定裝置1小時后以替換試樣氣體，此后立即把空氣凈化過濾器試樣從空氣中浮游菌測定裝置卸下，將空氣凈化過濾器試樣的上部、下部、左部、右部和中部5個地方各取1cm2大小的部分，將其每一個直接移入培養(yǎng)基，并在37℃溫度下有氧培養(yǎng)48小時后，計測其菌落數(shù)，將其合計作為空氣凈化過濾器試樣的5cm2的生存菌數(shù)，各試驗時間的結(jié)果示于表7～11。
表7
從表7所示的酶的固定化率可知實施例4～7的空氣凈化過濾器-D1、D2、D3和D4與實施例8～11的空氣凈化過濾器-E1、E2、E3和E4相比，前者通過共價鍵固定酶的量多10倍以上，其中，空氣凈化過濾器-D1、D2、D3和D4是由未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維組成的、準(zhǔn)HEAP過濾器用的濾紙狀載體所構(gòu)成；空氣凈化過濾器-E1、E2、E3和E4是經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維組成的、準(zhǔn)HEPA過濾器用的濾紙載體所構(gòu)成。這可證實，未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維通過共價鍵可大量固定。
在表7還表明，在分別使用實施例4～11以及比較例7和8的空氣凈化過濾器-D1、D2、D3、D4、E1、E2、E3和E4以及Dx和Ex的在試驗例4中所測得的、通過空氣凈化過濾器后的試樣氣體中的菌體殘存率(％)結(jié)果。從表7所示菌體殘存率可知，比較例7和8的空氣凈化過濾器Dx和Ex具有菌體的高捕集性能，該空氣凈化過濾器Dx和Ex是沒有固定酶的、準(zhǔn)HEPA過濾器用的濾紙狀棒體所構(gòu)成，而實施例8～11的本發(fā)明空氣凈化過濾器-E1、E2、E3和E4具有比上述Dx和Ex的大約8倍的菌體的殺菌凈化處理性能，該空氣凈化過濾器-E1～E4是經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維組成的、準(zhǔn)HEPA-過濾器用的濾紙狀載體所構(gòu)成。此外，可證實實施例4～7的本發(fā)明空氣凈化過濾器-D1、D2、D3和D4具有約300倍以上的更大的菌體的殺菌凈化處理性能，該空氣凈化器-D1～D4是未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維組成的、準(zhǔn)HEPA過濾器用的濾紙狀載體所構(gòu)成。
表7也分別表明了實施例4～11以及比較例7和8的空氣凈化過濾器-D1、D2、D3、D4、E1、E2、E3和E4以及Dx和Ex在試驗例5中所測得的、在空氣凈化過濾器上的每5cm2的生存菌數(shù)值。從表7所示導(dǎo)入試料氣體2小時后的空氣凈化過濾器的生存菌數(shù)值可知，未經(jīng)菌固定化處理的、準(zhǔn)HEPA過濾器用的濾紙狀載體所構(gòu)成的比較例7和8的空氣凈化過濾器-Dx和Ex不具備殺菌凈化性能，因此不能將所捕集的菌體殺菌凈化，在空氣凈化過濾器上其中大量的菌體存活。對此，由實施例8～11的經(jīng)酶固定處理的由防水處理硼硅玻璃纖維所構(gòu)成的本發(fā)明空氣凈化過濾器-E1、E2、E3和E4與未經(jīng)酶固定的比較例7和8的空氣凈化過濾器-Dx和Ex相比較，前者具有6倍以上的對空氣凈化過濾器上所捕集菌體的殺菌凈化性能，此外，由未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維組成并經(jīng)酶固定化處理的準(zhǔn)HEPA過濾器用的濾紙狀載體所構(gòu)成的實施例4～7的本發(fā)明空氣凈化過濾器-D1、D2、D3和D4具有100倍以上的對空氣凈化過濾器上所捕集微生物的殺菌凈化性能，在空氣凈化過濾器上所捕集的菌體數(shù)急劇地減少。而且，本發(fā)明空氣凈化過濾器-D1、D2、D3和D4即使在試料氣體導(dǎo)入24小時后，也依然以在空氣凈化過濾器上保持殺菌凈化處理性能，從而證實了空氣凈化過濾器上被捕集的微生物在長時間內(nèi)能有效地進(jìn)行殺菌凈化處理。
從以上試驗例3、4和5的結(jié)果證明有酶固定的本發(fā)明空氣凈化過濾器由于通過共價鍵而固定的溶菌酶將菌體吸附并溶解其細(xì)胞壁，因而保持高的殺菌凈化性能，而且，有效地以共價鍵固定大量的溶菌酶等有利于能在長時間內(nèi)保持更高的殺菌凈化性能。
本發(fā)明實施例4的有酶固定的空氣凈化過濾器-D1上和比較例7的沒有酶固定的現(xiàn)有空氣凈化過濾器Dx上所捕集到的菌體狀態(tài)分別示于圖3和4的電子顯微鏡照片中。電子顯微鏡照片是使用日立制作所制的S-4000型掃描電子顯微鏡在加速電壓5KV下拍攝的。
圖3表明，在按本發(fā)明的已固定有溶菌酶的空氣凈化過濾器上所捕集的枯草桿菌細(xì)胞壁被直接溶解的狀態(tài)。另一方面，附圖4表明，在現(xiàn)有的未固定酶的空氣凈化過濾器上的菌體保持未被殺死的捕集時狀態(tài)。從這些電子顯微鏡照片也可看到被捕集菌體狀態(tài)的差異，這可證實有固定于空氣凈化過濾器上的酶對過濾器上所捕集的菌體有溶菌作用，它能將菌體殺滅而除去。
實施例12將北越制紙株式會社制的、未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維組成的并在0.3μm單分散DOP試驗中具有99％以上捕集效率的用于準(zhǔn)HEPA過濾器的濾紙狀載體在室溫下，于100微摩爾的pH7的磷酸鹽緩沖液中浸漬30分鐘后，取出，并除去多余的附著水分的濾紙狀載體于室溫下在含有1％溶菌酶的水溶良(S3)中放置3小時，從而使溶菌酶按照離子鍵反應(yīng)而固定于濾紙狀載體上。有酶固定的濾紙狀載體再在100微升的pH7的磷酸鹽緩沖溶液(S4)中洗滌，風(fēng)干，從而除去在濾紙狀載體上的物理性吸附的酶，制得僅留有通過離子鍵固定的酶的空氣凈化過濾器。
比較例9將實施例12用的并由未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維所組成的用于準(zhǔn)HEPA過濾器的未處理濾紙狀載體作為空氣凈化過濾器-Fx。
試驗例6在實施例12中以離子鍵反應(yīng)而固定處理所得的用過的水溶液(S3A)中的所殘留的溶菌酶量以及在洗滌固定化處理后的濾紙狀載體的緩沖溶液(S4A)中所溶出的溶菌酶量，使用Bio-Rad公司(バイオ·ラツド社)所制蛋白測定儀以及島津制作所所制的UV-2100PC型的分光光度計，在595nm的波長下進(jìn)行測定，計算在所制空氣凈化過濾器上以共價鍵固定的魚精蛋白和溶菌酶的固定化率(％)，其結(jié)果示于表8。
表8
從表8所示的酶的固定化率(％)值可知使用由未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維所組成的過濾器用濾紙狀載體所構(gòu)成的實施例12的空氣凈化過濾器-F即使通過離子鍵也能有效地固定大量溶菌酶。
表8列出了在分別使用實施例12和比較例9的空氣凈化過濾器-F和Fx的試驗例4中的殺菌性能加速試驗所測得的通過空氣凈化過濾器后的氣體中的菌體殘存率(％)結(jié)果。從表8所示菌殘存率值說明，使用由未經(jīng)防水處理的但通過離子鍵固定溶菌酶的準(zhǔn)HEPA過濾器用的濾紙狀載體所構(gòu)成的本發(fā)明實施例12的空氣凈化過濾器-F與比較例9的空氣凈化過濾器-Fx相比，前者具有約300倍以上的菌體的殺菌凈化性能。
表8還說明了，分別在試驗例5導(dǎo)入試料氣體2小時后在實施例12和比較例9的空氣過濾器-F和Fx上所測定，每5cm2的生存菌數(shù)值。從表8所示生存菌數(shù)值看到，實施例12的未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維組成的、本發(fā)明空氣凈化過濾器-F與比較例9相比，它具有100倍以上的對在空氣凈化器上捕集菌體的殺菌凈化處理性能。這證實了按本發(fā)明通過離子鍵而固定化溶菌酶的空氣凈化過濾器-F上，所捕集的菌體急劇地減少。而且，本發(fā)明空氣凈化過濾器-F即使導(dǎo)入試樣氣體24小時，也能保持在試驗空氣凈化過濾器上的殺菌凈化處理性能，因而對在空氣凈化過濾器上所捕集的菌體在長時間內(nèi)仍顯示殺菌效果。
從以上試驗例4、5和6的結(jié)果證明本發(fā)明空氣凈化過濾器-F與前面用共價鍵同樣，也就是以離子鍵所固定的溶菌酶也能通過吸附菌體并溶解其菌體的細(xì)胞壁，而保持高度殺菌凈化性能，并將大量的溶菌酶有效地通過離子鍵固定，能在長時間內(nèi)保持更高的殺菌凈化性能。
實施例13將由具有-NH2官能團(tuán)的平均直徑30μm的離子交換纖維無紡布制的過濾器在室溫下、于pH7的100毫摩爾的磷酸鹽緩沖液中浸漬30分鐘后取出，除去多余的附著水分，將該離子交換纖維無紡布過濾器在室溫下、在2.5％戊二醛水溶液中，浸漬1小時，以便將醛基導(dǎo)入離子交換纖維無紡布過濾器。再將已導(dǎo)入醛基的離子交換纖維無紡布過濾器在以100毫摩爾的NaCl溶液和100毫摩爾的醋酸溶液混合配制的，pH7緩沖液中洗滌，并在含有1％聚賴氨酸和1％溶菌酶的水溶液(S5)中放置3小時，以固定聚賴氨酸和溶菌酶。將有聚賴氨酸和溶菌酶固定的離子交換纖維無紡布過濾器再在以100毫摩爾的NaCl溶液和100毫摩爾的醋酸溶液混合配制的、pH7緩沖溶液(S6)中洗滌，風(fēng)干，從而在離子交換纖維無紡布過濾器上除去物理吸附的酶，制得僅留有以共價鍵固定的聚賴氨酸和溶菌酶的空氣凈化過濾器G。
比較例10將在實施例13所用具有-NH2官能團(tuán)的、平均直徑30μm的未經(jīng)處理的離子交換纖維無紡布過濾器作為空氣凈化過濾器-Gx。
實施例14將具有-COOH官能團(tuán)的、平均直徑30μm的離子交換纖維無紡布過濾器在室溫下、于pH7的100毫摩爾的磷酸鹽緩沖液中浸漬30分鐘后取出，將多余的附著水分除去，將該離子交換纖維無紡布過濾器在室溫下，于含有1％聚賴氨酸和1％溶菌酶的水溶液(S7)中放置3小時，通過離子鍵反應(yīng)固定聚賴氨酸和溶菌酶。具有聚賴氨酸和溶菌酶固定的離子交換纖維無紡布過濾器再在pH7的100毫摩爾磷酸鹽緩沖溶液(S8)中洗滌，風(fēng)干，并除去在離子交換纖維無紡布過濾器上的物理吸附的酶，制得僅留有離子鍵固定聚賴氨酸和溶菌酶的空氣凈化過濾器-H。
比較例11將在實施例13中的具有-COOH官能團(tuán)的、平均直徑為30μm的未處理的離子交換纖維無紡布過濾器作為空氣凈化過濾器-Hx。
實驗例7在實施例13和14中以共價鍵和離子鍵固定化處理后用過的水溶液(S5A和S7A)中殘存的聚賴氨酸和溶菌酶的量以及在用于洗滌經(jīng)固定化處理的濾紙狀載體的緩沖溶液(S6A和S8A)中溶出的聚賴氨酸和溶菌酶的量，使用Bio-Rad公司制的蛋白質(zhì)測定合和島津制作所制的UV-2100PC型分光光度計，在波長595nm下進(jìn)行測定。計算在所制得的空氣凈化過濾器上以共價鍵和離子鍵固定的聚賴氨酸和溶菌酶的固定化率(％)，其結(jié)果示于表9。
表9
如從表9可知，由具有-NH2官能團(tuán)的離子交換纖維無紡布的過濾器所構(gòu)成的本發(fā)明實施例13的空氣凈化過濾器-G以及由具有-COOH官能團(tuán)的、平均直徑為30μm的離子交換纖維無紡布的過濾器-H上，有大量的聚賴氨酸和溶菌酶有效地結(jié)合并固定。
表9說明，分別使用在實施例13和14以及比較例10和11的空氣凈化過濾器-G和H以及Gx和Hx在試驗例4中按照殺菌性能加速試驗所測量的、通過空氣凈化過濾后的氣體中菌的殘存率(％)。由表9所示菌的殘存率值可知，由具有官能團(tuán)離子交換纖維無紡布并在其上通過共價鍵和離子鍵固定溶菌酶等的本發(fā)明實施例13和14的空氣凈化過濾器G和H排出氣體中的殘存細(xì)菌百分率與由具有官能團(tuán)離子交換纖維無紡布但無酶固定在其上的比較例10和11的空氣凈化過濾器Gx和Hx相比較，具有特別優(yōu)良的菌體殺菌凈化性能。
而且，在表9也說明了對實施例13和14以及比較例10和11的試驗空氣凈化過濾器G和H以及Gx和Hx，在導(dǎo)入試料氣體2小時后、按試驗例5測得的、在空氣凈化過濾器上的每5cm2的存活菌數(shù)的值。由表9所示生存菌數(shù)的值知道由實施例13和14的均勻固定有聚賴氨酸和溶菌酶的離子交換纖維無紡布的過濾器所構(gòu)成的本發(fā)明實施例13和14的空氣凈化過濾器G和H對空氣凈化過濾器上捕集的菌體的殺菌凈化處理性能方面是有優(yōu)越的性能。此外，本發(fā)明空氣凈化過濾器G和H，即使在導(dǎo)入試樣氣體24小時后，也能保持測試空氣凈化過濾器上的殺菌凈化處理性能，因而空氣凈化過濾器上所捕集的菌體在長時間內(nèi)有殺菌效果。
從以上試驗例4、5和7的結(jié)果證實，本發(fā)明空氣凈化過濾器G和H通過以共價鍵和離子鍵固定化的溶菌酶等，吸附菌體并溶解菌體細(xì)胞壁，而能維持高的殺菌凈化性能，而且，將大量溶菌酶等有效地以共價鍵和離子鍵固定這有利于能在長時間內(nèi)保持更高的殺菌凈化性能。
比較例12由北越制紙株式會社制的、未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維所組成并在0.3μm單分散DOP試驗中具有99％以上捕集效率的、用于準(zhǔn)HEPA過濾器的濾紙狀載體在一種將50％磐田化學(xué)株式會社的聚衣康酸的水溶液用水稀釋10倍所制成的水溶液中，在室溫下，浸漬30分鐘后取出，除去多余的吸附水分，將這樣制得的濾紙狀載體在60℃溫度下保溫的干燥器中干燥1小時，制得空氣凈化過濾器-Ix。將所得空氣凈化過濾器-Ix用日本電子社所制電子顯微鏡JSM-5300和日本電子社所制JIR-WINSPEC50型的傅里葉變換分光光度計檢測，結(jié)果確證有-COOH官能團(tuán)聚合物均勻地被覆于其上。
實施例15將在比較例12所制的具有-COOH官能團(tuán)聚合物均勻被覆的空氣凈化過濾器-Ix在室溫下、在pH7的100毫摩爾磷酸鹽緩沖液中浸漬處理30分鐘后取出，除去多余的附著水分，將所得用具有-COOH官能團(tuán)聚合物均勻被覆的空氣凈化過濾器-Ix在室溫下、在含0.5％溶菌酶和0.5％幾丁質(zhì)酶的水溶液(S9)中放置3小時，從而通過離子鍵固定化溶菌酶和幾丁質(zhì)酶。具有溶菌酶和幾丁質(zhì)酶固定的空氣凈化過濾器再在pH7的100毫摩爾的磷酸鹽緩沖溶液(S10)中洗滌，風(fēng)干，從而除去在濾紙狀載體上物理吸附的酶，制得僅留有以離子鍵固定的溶菌酶和幾丁質(zhì)酶的空氣凈化過濾器-I。
比較例13北越制紙株式會社制的、未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維所組成并在0.3μm單分散DOP試驗中具有99％以上捕集效率的用于準(zhǔn)HEPA過濾器的濾紙狀載體在室溫下、在將日東紡紗株式會社所制的50％聚烯丙胺的水溶液用水稀釋10倍所制的水溶液中浸漬30分鐘取出，除去多余的附著水分。將該濾紙狀載體在保溫60℃的干燥器中干燥1小時，制得空氣凈化過濾器-Jx。將所得空氣凈化過濾器-Jx用日本電子社所制電子顯微鏡JSM-5300和日本電子社所制傅里葉轉(zhuǎn)換紅外分光光度計檢測，確認(rèn)具有-NH2官能團(tuán)的聚合物均勻地被覆于其上。
實施例16將在比較例13所制的并均勻被覆有-NH2官能團(tuán)的聚合物的空氣凈化過濾器-Jx在室溫下、于pH7的500毫摩爾磷酸鹽緩沖液中浸漬處理30分鐘后，在室溫下，于2.5％戊二醛水溶液中浸漬處理1小時，從而將醛基導(dǎo)入均勻涂有具有NH2-官能團(tuán)聚合物的空氣凈化過濾器-Jx上。再用由500毫摩爾的NaCl溶液和500毫摩爾的醋酸溶液混合配制的pH7緩沖液洗滌導(dǎo)入醛基并以有NH2官能團(tuán)聚合物均勻被覆的空氣凈化過濾器，在含有0.5％溶菌酶和0.5％幾丁質(zhì)酶的水溶液(S11)中放置3小時，從而在其上固定溶菌酶和幾丁質(zhì)酶。均勻涂有有-NH2官能團(tuán)的聚合物并導(dǎo)入醛基和經(jīng)溶菌酶和幾丁質(zhì)酶固定化處理的空氣凈化過濾器用由500毫摩爾的NaCl溶液和500毫摩爾的醋酸溶液混合調(diào)制的pH7的緩沖溶液(S12)洗滌、風(fēng)干、從而除去在導(dǎo)入醛基的、以有NH2-官能團(tuán)聚合物均勻被覆的空氣凈化過濾器上的物理吸附的酶，制得僅留有以共價鍵固定的溶菌酶和幾丁質(zhì)酶的空氣凈化過濾器-J。
試驗例8在實施例15和16中分別以離子鍵和共價鍵固定化處理后，所得的用過的水溶液(S9A和S11A)中所殘余的溶菌酶和幾丁質(zhì)酶的量以及在用于洗滌固定化處理的濾紙狀載體的緩沖溶液(S10A和S11A)中所溶出的溶菌酶和幾丁質(zhì)酶的量。使用Bio Rad所制蛋白質(zhì)測試合和島津制作所所制UV-2100PC型分光光度計，在波長595nm下進(jìn)行測定。計算在所制空氣凈化過濾器上以離子鍵和共價鍵固定化的溶菌酶和幾丁質(zhì)酶的固定化率(％)，結(jié)果示于表10。
表10
<p>由表10看到，由具有-COOH官能團(tuán)聚合物均勻被覆的濾紙狀載體所構(gòu)成的本發(fā)明實施例15的空氣凈化過濾器-I以及由具有-NH2官能團(tuán)聚合物均勻被覆的濾紙狀載體所構(gòu)成的實施例19的空氣凈化過濾器-J上，具有大量的溶菌酶和幾丁質(zhì)酶通過均勻結(jié)合而固定。
又，在表10中表示，分別使用實施例15和16以及比較例12和13的空氣凈化過濾器-I和J以及Ix和Jx，按照試驗例4、測定殺菌性能的加速試驗所測得的、通過空氣凈化過濾器后的氣體中菌體殘存率(％)的結(jié)果。如從表10所示的菌體殘存率的值可證實，由具有功能團(tuán)的并以離子鍵或共價鍵固定溶菌酶和幾丁質(zhì)酶的本發(fā)明實施例15和16的濾紙狀載體所構(gòu)成的空氣凈化過濾器I和J，與具有官能團(tuán)聚合物均勻被覆的并未經(jīng)固定化處理的比較例12和13的濾紙狀載體所構(gòu)成的空氣凈化過濾器-Ix和Jx相比較，本發(fā)明空氣凈化過濾器-I和J具有優(yōu)越的菌體殺菌凈化性能。
此外，表10還給出了對實施例15和16以及比較例12和13的空氣凈化過濾器-I和J以及Ix和Jx的在導(dǎo)入試料氣體2小時后，按試驗例5中所測的，在空氣凈化過濾器上的每5cm2的生存菌的數(shù)值。由表10所示生存菌數(shù)值可證實，由具有均勻聚合物涂層并在其上均勻固定有的過濾器載體所構(gòu)成的本發(fā)明實施例15和16的空氣凈化過濾器I和J在對空氣凈化過濾器上所捕集的菌體殺菌凈化處理性能上顯示優(yōu)越的性能。而且，本發(fā)明空氣凈化過濾器-I和J即使在導(dǎo)入試樣氣體24個小時以后，也能保持在測試空氣凈化過濾器上的殺菌凈化處理性能，并證明在長時間內(nèi)對在空氣凈化過濾器上所捕集的菌體具有殺菌效果。
從以上試驗例4、5和8的結(jié)果證明，本發(fā)明空氣凈化過濾器-I和J通過以共價鍵和離子鍵固定的溶菌酶等而吸附菌體并溶解菌體的細(xì)胞壁，而保持高的殺菌性能。更且，由于大量的溶菌酶等有效地以共價鍵和離子鍵固定，因而可在長時間內(nèi)保持更高的殺菌凈化性能。
試驗例9在試驗例4和試驗例5中所用枯草桿菌(ATCC 6633)之外，還對藤黃細(xì)球菌(ATCC 9341)、金黃色葡萄球菌(IFO 13276)、大腸桿菌(ATCC 10536)、弧菌屬(Vbrio para haemolyticus)(IFO 12970)以及青霉菌之一的婁地青霉菌(Penicillium roqueforti)(IFO 5459)，對這些菌種也同樣檢測其每2小時，試樣空氣過濾器的每5cm2的生存菌數(shù)，其結(jié)果示于表11。
表11對各種菌體的殺菌試驗
(注)比較例7(Dx)僅過濾器本身實施例4(D1)過濾器上固定有溶菌酶實施例5(D2)過濾器上固定有溶菌酶和魚精蛋白實施例6(D3)過濾器上固定有溶菌酶和葡聚糖實施例7(D4)過濾器上固定有溶菌酶+魚精蛋白+葡聚糖由表11可知，具有魚精蛋白與溶菌酶組合一起固定的實施例5的空氣凈化過濾器-D2，具有葡聚糖與溶菌酶一起組合固定的實施例6的空氣凈化過濾器D3以及具有魚精蛋白和葡聚糖及溶菌酶一起組合固定的實施例7的空氣凈化過濾器-D4與僅有溶菌酶固定處理的實施例4的D1相比時，對于作為革蘭氏陽性的大腸桿菌和弧菌屬以及作為霉菌之一的婁地青霉菌的殺菌效果都有提高。也就是由于組合使用除酶之外的具有殺菌作用的蛋白質(zhì)或肽；或者組合使用多糖類，能使空氣凈化過濾器具有更寬廣的溶菌譜并對微生物的殺菌、滅菌的去除能力得到提高。
由于使用本發(fā)明空氣凈化過濾器可將已有的過濾器所不能凈化處理的、空氣中浮游的細(xì)菌、真菌等微生物有效地吸附，并直接溶解微生物的細(xì)胞壁而殺菌，因此，有高的殺菌凈化性能并在長時間內(nèi)能對空氣進(jìn)行殺菌凈化處理，而且，由于對在過濾器上被捕集的微生物也能殺滅并除去，所以能防止被捕集微生物的增殖；因而也防止了因微生物對載體的損害并由于微生物的飛散所導(dǎo)致的二次污染。為了在食品領(lǐng)域、化妝品領(lǐng)域、精密電子領(lǐng)域以及醫(yī)療領(lǐng)域等中除去微生物不得不使用超高性能和高性能過濾器的ULPA和HEPA過濾器、以除去粉塵微粒子，但這種過濾器送風(fēng)的壓力損耗大、電能的消費量很大。因此，使用本發(fā)明的空氣凈化過濾器，則可實施低幾個檔次的低壓損耗的過濾器，并使電能消費達(dá)到幾分之一的程度，由此，能發(fā)揮作為使環(huán)境負(fù)荷低的過濾器的功能。
權(quán)利要求
1.空氣凈化過濾器，其特征在于，在載體表面上固定有酶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣凈化過濾器，其特征在于，載體是纖維素纖維、石棉纖維、玻璃纖維、離子交換纖維中任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣凈化過濾器，其特征在于，所述玻璃纖維是硼硅玻璃纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述空氣凈化過濾器，其特征在于，所述硼硅玻璃纖維是未經(jīng)防水處理的硼硅玻璃纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述空氣凈化過濾器，其特征在于，所述硼硅玻璃纖維由具有官能團(tuán)的聚合物所涂覆。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述空氣凈化過濾器，其特征在于，所述具有官能團(tuán)的聚合物是具有-NHR(R是除H以外的甲基、乙基、丙基、丁基中任一種的烷基)、-NH2、-C6H5NH2、-CHO、-COOH、-OH中至少一種官能團(tuán)的聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4中之一所述空氣凈化過濾器，其特征在于，所述載體是棉狀、濾紙狀、蜂窩狀、粒狀和網(wǎng)狀中任一種形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～4中之一所述空氣凈化過濾器，其特征在于，酶是以共價鍵固定化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5或6中任一所述空氣凈化過濾器，其特征在于，酶是以離子鍵固定化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中之一所述空氣凈化過濾器，其特征在于，載體是HEPA過濾器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣凈化過濾器，其特征在于，所述酶是1種或2種以上的酶；酶和除酶以外的蛋白質(zhì)或肽的混合物或化合物和/或與多糖類的混合物或化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或11中之一的所述空氣凈化過濾器，其特征在于，酶是選自溶菌酶、幾丁質(zhì)酶、蛋白酶、葡糖酶、葡聚糖酶、β-半乳糖苷酶、胞內(nèi)-β-N-乙?；被咸敲负桶麅?nèi)溶菌酶中的1種或1種以上具有溶菌作用的酶。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述空氣凈化過濾器，其特征在于，除酶以外的蛋白質(zhì)或肽是魚精蛋白、乳鐵蛋白、聚賴氨酸中的一種具有殺菌作用的蛋白質(zhì)或肽。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述空氣凈化過濾器，其特征在于，所述多糖類是葡聚糖、右旋糖酐、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、昆布多糖、鹿角膠等、瓊脂糖中的任一種多糖。
全文摘要
一種在載體表面上有酶固定的空氣凈化過濾器。由于在其載體表面上有酶固定化,能對已有空氣凈化過濾器難以殺滅的空氣中浮游微生物直接殺菌凈化,對在過濾器上捕集的微生物也能殺滅除去。
文檔編號B01D39/20GK1229366SQ97197682
公開日1999年9月22日 申請日期1997年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月25日
發(fā)明者田中渥夫, 磯前和郎, 五個野干子 申請人:日揮通用株式會社