図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2017年1月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題・解決手段

レドックスシグナル伝達ゲルについて開示している。かかるゲルとしては、少なくとも1つの活性酸素種(ROS)とレオロジー変性剤とを有する組成物が挙げられる。本明細書には、水を浄化して超純水を作製する工程と、超純水に塩を混ぜ合わせて塩処理された水を生成させる工程と、電気分解工程が、アノードカソード、及びトランス整流器とを備えるがフィルタコンデンサを備えていないような電源を用いて達成されるように、塩処理された水を4.3〜5.8℃において電気分解する工程と、を含む、ゲルの製造方法も呈示されている。

概要

背景

流体電気分解が有用な生成物をもたらし得ることは以前から知られている。そのため、食塩水を電気分解するための様々な装置及び方法が提案されてきたが、これまでに入手できたスキームにはいずれも欠点が1つ以上存在する。そのうえ、当該産業は、安定化ゲル形態の電気分解流体を作成する方法にも取り組んできた。

例えば、米国特許第8,323,252 B2号(Alimiら)は、糖尿病患者足部潰瘍処置するためのゲルの生成を教示しており、この全体が参照として本明細書に援用される。同様に、米国特許出願公開第2012/0164235 A1号(Northey)は、酸化還元電位水を含むヒドロゲルを教示しており、この全体が参照として本明細書に援用される。

米国特許出願公開第2011/0121110 A1号(Field)は、一般に、ORP水の作製及び排出装置を対象としており、この全体が参照として本明細書に援用される。装置自体は、電極と、制御回路と、ORP水の分配方法と、を備えている。

米国特許第6,333,054 B1号(Rogozinski)は、一般に、電気分解により生成される次亜塩素酸塩溶液から作製されたゲルを対象としており、この全体が参照として本明細書に援用される。使用されるゲルとしてはラポナイトが挙げられる。

米国特許出願公開第2014/0044800 A1号(Robinsonら)は、その全体が参照として本明細書に援用されており、一般に、活性酸素種を含む電解水を対象とする。

例えば、米国特許第7,691,249号(Dalyら)は、円筒形電解セル用の絶縁エンドキャップを備えた、電解水を作製するための方法及び装置を教示しており、この全体が参照として本明細書に援用される。

例えば、米国特許第4,236,992号及び同第4,316,787号(Themy)には、希薄な食塩水を電気分解して例えば、塩素、オゾン及び水酸化物イオンのような有効量の殺菌剤を生成するための電極、方法及び装置が開示されている。これらの参考文献はいずれも、これらの全体が参照として本明細書に援用される。

米国特許第5,674,537号、同第6,117,285号及び同第6,007,686号も同様に、電気分解された流体を教示しており、これらの全体が参照として本明細書に援用される。

米国特許第4,810,344号は、複数の電界素子を備えた、水電気分解装置を教示しており、それぞれ、互いに向かい合ったカソード及びアノードを有する電解槽と、電極間の空間を区切る電界隔膜と、を備えており、前記複数の素子は、当該素子にかかる2つのイオン化された水の排出路のうち一方のみが後続段階において(a the succeeding stage)当該素子への給水路となるように直列に結合されており、この全体が参照として本明細書に援用される。

米国特許第7,691,249号は、この全体が参照として本明細書に援用されており、電解水を作製するための方法及び装置を対象とする。

米国特許第5,334,383号(この全体が参照として本明細書に援用される)に記載されている電界溶液を用いた生理液処理方法は、体内で適切に作製及び投与される電界食塩水であって、侵入する抗原によって引き起こされる様々な感染、特にウィルス感染の処置に有効な、電界食塩水を教示している。

米国特許第5,507,932号は、流体を電気分解するための装置を対象とし、この全体が参照として本明細書に援用される。

前記特許には、一般に、少なくとも1つの安定な活性種及び/又はラジカル種を含む水性配合物が記載されている。

米国特許第8,062,501 B2号は、OH、D2、HD及びHDOを有効成分として含有する中性の電解水の製造方法を対象としており、この全体が参照として本明細書に援用される。

人体外水性媒体には、溶媒触媒も用いずに、安定化される又は含有される超酸化物ヒドロキシルラジカル及び/又はOOH*が必要である。前記特許技術は、極短い時間持続する超酸化物、ヒドロキシルラジカル及び/又はOOH*を教示している。この出願の優先日から更に何年か後にも、特に、超酸化を安定化することは困難でかつ不適当であることが証明された(Hayyanら、Generation and stability of superoxide ion in tris(pentafluoroethyl)trifluorophosphate anion−based ionic liquids、Journal of Fluorine Chemistry.Volume 142,October 2012年,83〜89頁、及びHayyanら、Long term stability of superoxide ion in piperidinium,pyrrolidinium and phosphonium cations−based ionic liquids and its utilization in the destruction of chlorobenzenes、Journal of Fluorine Chemistry、Volume 664,1 January 2012年,26〜32頁)。

優先権証明書提出された時点では、超酸化物の存続期間は非常に短いと知られていた(Kahnら、SPIN TRAPS:IN VITRO TOXICITY AND STABILITY OFRADICAL ADDCTS.Free Radical Biology & Medicine,Vol.34,No.11,1473〜1481頁,2003年、AlNashefら、Electrochemical Generation of Superoxide In Room−Termperature Ionic Liquids、Electrochemical and Solid State Letters,4(11)D16〜D18(2001年)、及びAlNashefら、Superoxide Electrochemistry in an Ionic Liquid、Ind.Eng.Chem.Res.2002年,41,4475〜4478頁、及びBielskiら、Reactivity of HO2/02−Radicals in Aqueous Solution.J.Phys.Chem.Ref.Data,Vol.14,No.4 1985年、並びにKonakaら、IRRADIATION OF TITANIUM DIOXIDE GENERATESBOTH SINGLETOXYGEN AND SUPEROXIDE ANION.Free Radical Biology & Medicine,Vol.27,第3/4号,294〜300頁,1999年)。

電解水の製造方法には、典型的に、膜が必要であると考えられる。(Zhuangら、Homogeneous blend membrane made from poly(ether sulphone)and poly(vinylpyrrolidone)and its application to water electrolysis、Journal of Membrane Science.Volume 300,Issues 1〜2,15 August 2007年,205〜210頁、及びSawadaら、Solid polymer electrolyte water electrolysis systems for hydrogen production based on our newly developed membranes,Part I:Analysis of voltage、Progress in Nuclear Energy,Volume 50,Issues 2〜6,March−August 2008年,443〜448頁、及びOkadaら、Theory for water management in membranes for polymer electrolyte fuel cells:Part 1、The effect of impurity ions at the anode side on the membrane performances、Journal of Electroanalytical Chemistry Volume 465,Issue 1,1999年4月6日,1〜17頁、及びOkadaら、Theory for water management in membranes for polymer electrolyte fuel cells:Part 2、The effect of impurity ions at the anode side on the membrane performances、Journal of Electroanalytical Chemistry Volume 465,Issue 1,1999年4月6日,18〜29頁、及びOkadaら、Ion and water transport characteristics of Nafion membranes as electrolytes、Electrochimica Acta,Volume 43,Issue 24,1998年8月21日,3741〜3747頁、及びZouliasら、A Review on Water Electrolysis last modified 2006年1月20日、15:24,http://www.cres.gr/kape/publications/papers/dimosicyseis/ydrogen/A%20REVIEW%200N%20WATER%20ELECTROLYSIS.pdf、及びXuら、Ion exchange membranes:state of their development and perspective、Journal of Membrane Science 263(2005年)1−29、及びKariduraganavarら、Ion−exchange membranes:preparative methodsfor electrodialysis and fuel cell applications、Desalination 197(2006年)225〜246、並びにAsawaら、Material properties of cation exchange membranes for chloralkali electrolysis,water electrolysis and fuel cells、Journal of Applied Electrochemistry、1989年7月,Volume 19,Issue 4,566〜570頁)。しかしながら、本明細書に記載の本発明の製品及びプロセスは、セパレータも隔膜(separating membrane/diaphragm)も用いずに行われる。

電解水を含む製品、特にゲル製品は、不安定でありかつ長期間保存することができないと知られている。この安定性欠如は、製品の機能及び利益に影響を及ぼす。

概要

レドックスシグナル伝達ゲルについて開示している。かかるゲルとしては、少なくとも1つの活性酸素種(ROS)とレオロジー変性剤とを有する組成物が挙げられる。本明細書には、水を浄化して超純水を作製する工程と、超純水に塩を混ぜ合わせて塩処理された水を生成させる工程と、電気分解工程が、アノード、カソード、及びトランス整流器とを備えるがフィルタコンデンサを備えていないような電源を用いて達成されるように、塩処理された水を4.3〜5.8℃において電気分解する工程と、を含む、ゲルの製造方法も呈示されている。

目的

Carbopol(登録商標ポリマーの増粘を最大限にする1つの方法は、酸性ポリマーを塩に転化することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

a.少なくとも1つの活性酸素種(ROS)を含む組成物と、b.レオロジー変性剤と、を含むゲル製剤であって、前記組成物の製造方法が、水を浄化して超純水を製造する工程と、前記超純水に塩を混合して塩処理された水を作成する工程と、前記塩処理された水を4.3〜5.8℃の温度において電気分解する工程と、を含み、前記電気分解工程が、アノードカソード及び電源を用いて、a)前記電源がトランス整流器とを備えるがフィルタコンデンサを備えておらず、b)前記電気分解工程中に前記アノードと前記カソードとの間で膜を使用しないようにして達成される、ゲル製剤。

請求項2

前記少なくとも1つの活性酸素種(ROS)が超酸化物である、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項3

前記少なくとも1つの活性酸素種(ROS)が次亜塩素酸又はその塩である、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項4

前記少なくとも1つの反応性酸素種(ROS)が、1年後にその元の濃度の少なくとも25%の量で存在する、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項5

前記プロセスが大規模なプロセスである、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項6

前記塩が塩化ナトリウムである、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項7

前記プロセスが、電圧が1秒間に少なくとも30回0となりかつ前記電圧が常に正のままであるような脈動電圧を備える、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項8

前記ゲルのpHが6〜9である、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項9

前記組成物が、a.誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)によって測定されると1000〜1400ppmの濃度で存在するナトリウムと、b.誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)によって測定されると1200〜1600ppmの濃度で存在する塩素、又は35Cl核磁気共鳴法(35ClNMR)によって測定されると0〜1ppmの濃度で存在する塩素と、c.比色分析法によって測定されると16〜24ppmの濃度で存在する次亜塩素酸、又は25Cl核磁気共鳴法(25ClNMR)によって測定されると2300〜2700ppmの濃度で存在する次亜塩素酸と、d.5−(ジイソプロポキシホスホリル)−5−1−ピロリン−N−オキサイド核磁気共鳴法(DIPPMPO−NMR)によって測定されると94μMの濃度で存在する超酸化物ラジカル、又は超酸化物ラジカルが存在しないことと、e.DIPPMPO−NMRによって測定されると241μMの濃度で存在するヒドロキシラジカル、若しくは質量分析(MS)によって測定されると0〜10ppmの濃度で存在するヒドロキシルラジカル、又はヒドロキシラジカルが存在しないことと、を含む、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項10

前記ナトリウム、前記塩化物、前記次亜塩素酸、前記超酸化物ラジカル及び前記ヒドロキシルラジカルが前記組成物の作製後1年未満に測定される、請求項9に記載のゲル製剤。

請求項11

前記ナトリウム、前記塩化物、前記次亜塩素酸、前記超酸化物ラジカル及び前記ヒドロキシルラジカルが前記組成物の作製後1年以内のどの時点でも存在する、請求項9に記載のゲル製剤。

請求項12

前記ナトリウム、前記塩化物、前記次亜塩素酸、前記超酸化物ラジカル及び前記ヒドロキシルラジカルがそれぞれ異なった時間に測定される、請求項9に記載のゲル製剤。

請求項13

前記ナトリウム、前記塩化物、前記次亜塩素酸、前記超酸化物ラジカル及び前記ヒドロキシルラジカルが同時に測定される、請求項9に記載のゲル製剤。

請求項14

前記レオロジー変性剤が、SiO2、MgO,Li2O、及びNa2Oを含む、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項15

前記レオロジー変性剤が、架橋されたアクリル酸ポリマーを含む、請求項1に記載のゲル製剤。

請求項16

前記組成物が、図13に示すような電子常磁性共鳴EPRスペクトルを呈する、請求項1に記載のゲル製剤。

背景技術

0001

流体電気分解が有用な生成物をもたらし得ることは以前から知られている。そのため、食塩水を電気分解するための様々な装置及び方法が提案されてきたが、これまでに入手できたスキームにはいずれも欠点が1つ以上存在する。そのうえ、当該産業は、安定化ゲル形態の電気分解流体を作成する方法にも取り組んできた。

0002

例えば、米国特許第8,323,252 B2号(Alimiら)は、糖尿病患者足部潰瘍処置するためのゲルの生成を教示しており、この全体が参照として本明細書に援用される。同様に、米国特許出願公開第2012/0164235 A1号(Northey)は、酸化還元電位水を含むヒドロゲルを教示しており、この全体が参照として本明細書に援用される。

0003

米国特許出願公開第2011/0121110 A1号(Field)は、一般に、ORP水の作製及び排出装置を対象としており、この全体が参照として本明細書に援用される。装置自体は、電極と、制御回路と、ORP水の分配方法と、を備えている。

0004

米国特許第6,333,054 B1号(Rogozinski)は、一般に、電気分解により生成される次亜塩素酸塩溶液から作製されたゲルを対象としており、この全体が参照として本明細書に援用される。使用されるゲルとしてはラポナイトが挙げられる。

0005

米国特許出願公開第2014/0044800 A1号(Robinsonら)は、その全体が参照として本明細書に援用されており、一般に、活性酸素種を含む電解水を対象とする。

0006

例えば、米国特許第7,691,249号(Dalyら)は、円筒形電解セル用の絶縁エンドキャップを備えた、電解水を作製するための方法及び装置を教示しており、この全体が参照として本明細書に援用される。

0007

例えば、米国特許第4,236,992号及び同第4,316,787号(Themy)には、希薄な食塩水を電気分解して例えば、塩素、オゾン及び水酸化物イオンのような有効量の殺菌剤を生成するための電極、方法及び装置が開示されている。これらの参考文献はいずれも、これらの全体が参照として本明細書に援用される。

0008

米国特許第5,674,537号、同第6,117,285号及び同第6,007,686号も同様に、電気分解された流体を教示しており、これらの全体が参照として本明細書に援用される。

0009

米国特許第4,810,344号は、複数の電界素子を備えた、水電気分解装置を教示しており、それぞれ、互いに向かい合ったカソード及びアノードを有する電解槽と、電極間の空間を区切る電界隔膜と、を備えており、前記複数の素子は、当該素子にかかる2つのイオン化された水の排出路のうち一方のみが後続段階において(a the succeeding stage)当該素子への給水路となるように直列に結合されており、この全体が参照として本明細書に援用される。

0010

米国特許第7,691,249号は、この全体が参照として本明細書に援用されており、電解水を作製するための方法及び装置を対象とする。

0011

米国特許第5,334,383号(この全体が参照として本明細書に援用される)に記載されている電界溶液を用いた生理液処理方法は、体内で適切に作製及び投与される電界食塩水であって、侵入する抗原によって引き起こされる様々な感染、特にウィルス感染の処置に有効な、電界食塩水を教示している。

0012

米国特許第5,507,932号は、流体を電気分解するための装置を対象とし、この全体が参照として本明細書に援用される。

0013

前記特許には、一般に、少なくとも1つの安定な活性種及び/又はラジカル種を含む水性配合物が記載されている。

0014

米国特許第8,062,501 B2号は、OH、D2、HD及びHDOを有効成分として含有する中性の電解水の製造方法を対象としており、この全体が参照として本明細書に援用される。

0015

人体外水性媒体には、溶媒触媒も用いずに、安定化される又は含有される超酸化物ヒドロキシルラジカル及び/又はOOH*が必要である。前記特許技術は、極短い時間持続する超酸化物、ヒドロキシルラジカル及び/又はOOH*を教示している。この出願の優先日から更に何年か後にも、特に、超酸化を安定化することは困難でかつ不適当であることが証明された(Hayyanら、Generation and stability of superoxide ion in tris(pentafluoroethyl)trifluorophosphate anion−based ionic liquids、Journal of Fluorine Chemistry.Volume 142,October 2012年,83〜89頁、及びHayyanら、Long term stability of superoxide ion in piperidinium,pyrrolidinium and phosphonium cations−based ionic liquids and its utilization in the destruction of chlorobenzenes、Journal of Fluorine Chemistry、Volume 664,1 January 2012年,26〜32頁)。

0016

優先権証明書提出された時点では、超酸化物の存続期間は非常に短いと知られていた(Kahnら、SPIN TRAPS:IN VITRO TOXICITY AND STABILITY OFRADICAL ADDCTS.Free Radical Biology & Medicine,Vol.34,No.11,1473〜1481頁,2003年、AlNashefら、Electrochemical Generation of Superoxide In Room−Termperature Ionic Liquids、Electrochemical and Solid State Letters,4(11)D16〜D18(2001年)、及びAlNashefら、Superoxide Electrochemistry in an Ionic Liquid、Ind.Eng.Chem.Res.2002年,41,4475〜4478頁、及びBielskiら、Reactivity of HO2/02−Radicals in Aqueous Solution.J.Phys.Chem.Ref.Data,Vol.14,No.4 1985年、並びにKonakaら、IRRADIATION OF TITANIUM DIOXIDE GENERATESBOTH SINGLETOXYGEN AND SUPEROXIDE ANION.Free Radical Biology & Medicine,Vol.27,第3/4号,294〜300頁,1999年)。

0017

電解水の製造方法には、典型的に、膜が必要であると考えられる。(Zhuangら、Homogeneous blend membrane made from poly(ether sulphone)and poly(vinylpyrrolidone)and its application to water electrolysis、Journal of Membrane Science.Volume 300,Issues 1〜2,15 August 2007年,205〜210頁、及びSawadaら、Solid polymer electrolyte water electrolysis systems for hydrogen production based on our newly developed membranes,Part I:Analysis of voltage、Progress in Nuclear Energy,Volume 50,Issues 2〜6,March−August 2008年,443〜448頁、及びOkadaら、Theory for water management in membranes for polymer electrolyte fuel cells:Part 1、The effect of impurity ions at the anode side on the membrane performances、Journal of Electroanalytical Chemistry Volume 465,Issue 1,1999年4月6日,1〜17頁、及びOkadaら、Theory for water management in membranes for polymer electrolyte fuel cells:Part 2、The effect of impurity ions at the anode side on the membrane performances、Journal of Electroanalytical Chemistry Volume 465,Issue 1,1999年4月6日,18〜29頁、及びOkadaら、Ion and water transport characteristics of Nafion membranes as electrolytes、Electrochimica Acta,Volume 43,Issue 24,1998年8月21日,3741〜3747頁、及びZouliasら、A Review on Water Electrolysis last modified 2006年1月20日、15:24,http://www.cres.gr/kape/publications/papers/dimosicyseis/ydrogen/A%20REVIEW%200N%20WATER%20ELECTROLYSIS.pdf、及びXuら、Ion exchange membranes:state of their development and perspective、Journal of Membrane Science 263(2005年)1−29、及びKariduraganavarら、Ion−exchange membranes:preparative methodsfor electrodialysis and fuel cell applications、Desalination 197(2006年)225〜246、並びにAsawaら、Material properties of cation exchange membranes for chloralkali electrolysis,water electrolysis and fuel cells、Journal of Applied Electrochemistry、1989年7月,Volume 19,Issue 4,566〜570頁)。しかしながら、本明細書に記載の本発明の製品及びプロセスは、セパレータも隔膜(separating membrane/diaphragm)も用いずに行われる。

0018

電解水を含む製品、特にゲル製品は、不安定でありかつ長期間保存することができないと知られている。この安定性欠如は、製品の機能及び利益に影響を及ぼす。

課題を解決するための手段

0019

本発明は、活性酸素種を含むゲルで構成される。本発明の組成物は、長期保存が可能な電解水を用いてゲル製品を製造するという課題に対処して、それを解決するものである。更に、本発明は、その安定性とレドックスシグナル伝達機能性とを保持するゲルの作製方法を教示する。本発明のゲルは、輸送及び貯蔵後でさえも、化粧品及び局所用の製剤としてのその利益を保持する。

0020

活性酸素種(ROS)は、加齢疾病過程及び酸化ストレス還元に結び付く有力な証拠があるため、医学分野において非常に価値がある。更に、活性酸素種(ROS)は、家庭病院及び他の環境において殺菌剤としても用いられる。ROSとしては、超酸化物が挙げられる。当該技術分野では、安全で効果的で経済的な、超酸化物の製造方法及び医療産業におけるその使用方法が必要である。本明細書では、前記及び他のラジカルを含有する製品及び当該製品の作製方法、並びにゲル製剤中での前記ROS及び他のラジカルの使用方法について説明する。

0021

レドックスシグナル伝達は、幾つかの単純な反応性シグナル伝達分子集団であって、大部分は糖の代謝中に細胞内部に存在するミトコンドリアによって産生される分子集団の作用に対処するものである。これらの反応性シグナル伝達分子は、2つの一般的なグループ、すなわち、酸化剤を含有する活性酸素種(ROS)と、還元剤を含有する還元種(RS)と、に分類される。体内にあるこれらの基本的で普遍的なシグナル伝達分子は、単純であるが、極めて重要な反応性シグナル伝達分子であり、細胞内部を満たしている生理食塩水浴(サイトゾル)中で容易に見出される原子(Na、Cl、H、O、N)の組み合わせによって生成される。正常な細胞内部での前記分子の構造はいずれも、生理食塩水浴中に漂っており、かかる反応性シグナル伝達分子の平衡混合物によって取り囲まれている。細胞内部の原子から生成される20個超の反応性分子のいくつかの例は、超酸化物、過酸化水素次亜塩素酸及び一酸化窒素であるが、本明細書ではこれらのうち一部について論じる。

0022

かかる反応性シグナル伝達分子は、細胞内部の極めて重要な位置に配置された特殊な酵素によって化学的に分解される。これらの保護酵素の一部は、グルタチオンペルオキシダーゼなどの抗酸化物質と、ジスムターゼなどの超酸化物と、に分類される。正常な細胞では、これらの反応性シグナル伝達分子混合物は、ミトコンドリアによる産生と同じ速度で、抗酸化物質である酵素によって分解される。この恒常性バランスが維持されている限り、細胞の化学的構造は釣り合いが取れており、問題はない。

0023

細菌若しくはウィルスの侵入、DNA損傷物理的損傷又は毒などの様々な理由で細胞に損傷が生じると、この恒常性バランスが崩れて、細胞内で酸化剤若しくは還元剤の生成が生じる。この状態は酸化ストレスとして既知であり、細胞に対して、何か異常があることの明確なシグナルとして働く。細胞は、酵素の産生によってこのシグナルに応答し、そして損傷の修復試みる必要のある分子を修復し、更には、免疫システムメッセンジャー送り込んで活性化させて、脅威を特定して排除することも可能である。細胞内で酸化ストレスが数時間以上持続すると、細胞修復の試みが目的を達成できないと判断され、細胞が死滅し分解して、正常な隣接細胞の自然細胞分裂で置き換えられる。

0024

細胞レベルでは、本来、正常な組織維持プロセスがあり、損傷した細胞を検出して、正常な細胞で修復されるか又は置き換えられる。この細胞修復及び再生プロセスは、体全体で常に、すなわち毎時数百万回生じている。

0025

一実施形態において、本発明は、
a.少なくとも1つの活性酸素種(ROS)を含む組成物と、
b.レオロジー変性剤と、を含むゲル製剤であって、
前記組成物の作製工程が、水を浄化して超純水を作製する工程と、超純水に塩を混ぜ合わせて塩処理された水を作成する工程と、塩処理された水を4.3〜5.8℃において電気分解する工程と、を含み、電気分解工程が、アノード、カソード及び電源を用いて、a)電源がトランス整流器とを備えるがフィルタコンデンサを備えておらず、b)電界工程中にアノードとカソードとの間で膜を使用しないようにして、達成される、ゲル製剤を対象とする。

0026

別の実施形態において、本発明は、少なくとも1つの活性酸素種(ROS)が超酸化物である、ゲル製剤を対象とする。

0027

別の実施形態において、本発明は、少なくとも1つの活性酸素種(ROS)が次亜塩素酸又はその塩である、ゲル製剤を対象とする。

0028

別の実施形態において、本発明は、少なくとも1つの活性酸素種(ROS)が、1年後にその元の濃度の少なくとも25%の量で存在する、ゲル製剤を対象とする。

0029

更なる実施形態において、本発明は、前記プロセスが大規模なプロセスである、ゲル製剤を対象とする。

0030

更なる実施形態において、本発明は、塩が塩化ナトリウムである、ゲル製剤を対象とする。

0031

なお更なる実施形態において、本発明は、前記プロセスが、電圧が1秒間に少なくとも30回0となりかつ前記電圧が常に正のままであるような脈動電圧を備える、ゲル製剤を対象とする。

0032

なお更なる実施形態において、本発明は、ゲルがpH 6〜9を有する、ゲル製剤を対象とする。

0033

なお更なる実施形態において、本発明は、組成物が、
a.誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)によって測定されると1000〜1400ppmの濃度で存在するナトリウムと、
b.誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)によって測定されると1200〜1600ppmの濃度で存在するか、又は35Cl核磁気共鳴法(35Cl NMR)によって測定されると0〜1ppmの濃度で存在する、塩素と、
c.比色分析法によって測定されると16〜24ppmの濃度で存在するか、又は25Cl核磁気共鳴法(25Cl NMR)によって測定されると2300〜2700ppmの濃度で存在する、次亜塩素酸と、
d.5−(ジイソプロポキシホスホリル)−5−1−ピロリン−N−オキサイド核磁気共鳴法(DIPPMPO−NMR)によって測定されると94μMの濃度で存在する超酸化物ラジカルと、又は超酸化物ラジカルが存在しないことと、
e.DIPPMPO−NMRによって測定されると241μMの濃度で存在するか、若しくは質量分析(MS)によって測定されると0〜0ppmの濃度で存在する、ヒドロキシルラジカルと、又はヒドロキシラジカルが存在しないことと、を含む、ゲル製剤を対象とする。

0034

一実施形態において、本発明は、ナトリウム、塩化物、次亜塩素酸、超酸化物ラジカル及びヒドロキシルラジカルが組成物の作製後1年未満に測定される、ゲル製剤を対象とする。

0035

一実施形態において、本発明は、ナトリウム、塩化物、次亜塩素酸、超酸化物ラジカル及びヒドロキシルラジカルが組成物の作製後1年以内のどの時点でも存在する、ゲル製剤を対象とする。

0036

一実施形態において、本発明は、ナトリウム、塩化物、次亜塩素酸、超酸化物ラジカル及びヒドロキシルラジカルがそれぞれ異なる時間に測定される、ゲル製剤を対象とする。

0037

一実施形態において、本発明は、ナトリウム、塩化物、次亜塩素酸、超酸化物ラジカル及びヒドロキシルラジカルが同時に測定される、ゲル製剤を対象とする。

0038

一実施形態において、本発明は、レオロジー変性剤がSiO2,MgO,Li2O,及びNa2Oを含む、ゲル製剤を対象とする。

0039

一実施形態において、本発明は、レオロジー変性剤が架橋アクリル酸ポリマーを含む、ゲル製剤を対象とする。

0040

一実施形態において、本発明は、組成物が、図13に示すような電子常磁性共鳴EPRスペクトルを呈する、ゲル製剤を対象とする。

図面の簡単な説明

0041

本明細書に記載のプロセスのフローチャートである。
電極における様々な分子の発生を表す図表の一例を表す。電極間に表記された分子は初期反応物を示し、電極の外側に表記された分子は、電極において産生された分子/イオン及びそれらの電極電位を示している。
本明細書による組成物を製造するための方法及びシステムの平面図を表す。
本明細書に記載の組成物中へと更に加工するための水の調製システムの一例を表す。
NaCl、pH 12.48のNaClO溶液及び本明細書に記載の組成物(当該組成物を「ASEA」と標示する)に関するCl35スペクトルを表す。
本開示の組成物の1HNMRスペクトルを表す。
本明細書に記載の組成物と組み合わせたDIPPMPOの31P NMRスペクトルを表す。
264、222及び180(m/z)にピークを有するDIPPMPOに関する親ピーク及びフラグメンテーションパターンを示す陽イオンモード質量スペクトルを表す。
本明細書に記載の組成物(当該組成物を「ASEA」と標示する)における酸素窒素比を、水及びNaClOと比較したものを表す。
本明細書に記載の組成物(当該組成物を「ASEA」と標示する)における塩素/窒素比を、水及びNaClOと比較したものを表す。
本明細書に記載の組成物(当該組成物を「ASEA」と標示する)におけるオゾン/窒素比を、水及びNaClOと比較したものを表す。
本明細書に記載の組成物(当該組成物を「ASEA」と標示する)の二酸化炭素/窒素比を、水及びNaClOと比較したものを表す。
DIPPMOP/ASEA混合物のEPR分裂パターンを表す(特定の実施形態における当該組成物を「ASEA」と標示する)。
本発明を作製するための装置の第1の現在好ましい実施形態の透視図である。
図14に示す電極アセンブリの詳細な上面図である。
図15中の線3−−3に沿った線で切り取られた、図15に示す電極アセンブリの垂直断面図である。
本発明を作製するための装置の第2の現在好ましい実施形態のブロック図である。
図16に示す装置で使用するのに好ましい電極アセンブリの上面図である。
図17中の線6−−6に沿って切り取られた断面図である。
電源のブロック図を表す。
別の電源のブロック図を表す。
様々な組成物に関する相対蛍光グラフである。
一年間にわたる超酸化物の崩壊率を表すグラフである。
混合物を瓶で貯蔵したときと混合物をパウチで貯蔵したときの超酸化物の崩壊率の比較を示すグラフである。
実験結果5f07に関するROSアッセイについてのグラフである。
2種のAAPH濃度を用いた場合のアッセイ内変動を表すグラフである。
37及び55において水クラスター[(H2O)n+H]+ピークを示す、本発明の組成物のJEOL DART低温試料注入TOF質量スペクトルを表す。
陽イオン質量スペクトルが60(m/z)超に集中している、本発明の組成物のJEOL DART低温試料注入TOF質量スペクトルを表す。
35及び37において陰イオンピークを示す、本発明の組成物のJEOL DART低温試料注入TOFマススペクトルを表す。
本明細書に記載の本発明のゲル組成物の作製に使用された成分試料中で試験された遊離ラジカル及び活性酸素種のEPR分析結果である。
本明細書に記載の本発明のゲル組成物の作製に使用された成分試料中で試験された遊離ラジカル及び活性酸素種のEPR分析結果である。

0042

本明細書では、一般に少なくとも1つのレドックスシグナル伝達試薬(RXN)を包含するゲル又はヒドロゲルを含む製剤について述べる。RXNとしては、超酸化物O2*−、HO2*、次亜塩素酸塩OCl−、HOCl、NaOCl、ハイポクロラートHClO2、ClO2、HClO3、HClO4、酸素誘導体O2、O3、O4*−、1O、水素誘導体H2、H−、過酸化水素H2O2、ヒドロキシル遊離ラジカルOH*−、イオン化合物Na+、Cl−、H+、OH−、NaCl、HCl、NaOH、塩素Cl2、水クラスターn*H2O(イオン周囲の誘導双極子層)、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。RXNのうち、一部は電子受容体であり、また、一部は電子供与体である。

0043

ゲル及びヒドロゲルは、水性成分及びレオロジー変性剤を包含する成分で作製され得る。レオロジーは、物質又はニュートン流体などの流体だけでなく、「柔らかな固体」、又は加えられた力に応じて弾性的に変形するのではなく塑性流動に反応する条件下にある固体に関する流れについての研究である(http://en.wikipedia.org/wiki/Rheology Retrieved 17 October 2013年)。レオロジー変性剤は、化粧品の見た目に影響を及ぼすだけでなく、当該化粧品に有利な性質を付与するためにも化粧品産業で使用される。レオロジー変性剤は、エンドユーザ要望通りに使用でき、エンドユーザの期待する特徴及びレドックスシグナル伝達組成物との相溶性に基づいて選択することができる。

0044

レオロジー変性剤は、増粘剤粘度調整剤又はゲル化剤とも称され、アクリル酸系ポリマーであってよく、例えば次の一般構造式で表される、高分子量の架橋アクリル酸系ポリマーが挙げられる。

0045

0046

かかるポリマーは、商品名Carbopol(登録商標)で販売されている。Carbopol(登録商標)ポリマーは、一般に、様々なパーソナルケア製品医薬品及び家庭用クリーナーにおいて増粘剤、懸濁剤及び安定化剤を使用する場合にレオロジー変性剤として供給される。Carbopol(登録商標)ポリマーは、固体の状態(例えば、粉末)でも液体の状態でも使用され得る。

0047

本発明での使用に好適なアクリル酸系ポリマーは、ホモポリマーであってもコポリマーであってもよい。好適なホモポリマーは、好ましくはアリスクロース若しくはアリルペンエリスリトールと架橋されていてよい。好適なアクリル酸コポリマーは、長鎖(C10〜C30)アリルアクリレートで調製することができ、例えばアリルペンタエリスリトールと架橋することも可能である。

0048

Carbopol(登録商標)ポリマーは、好ましくは、最大粘度を達成するように中和される。供給時には、Carbopol(登録商標)ポリマーは、水素結合コイル状構造に保持された、乾燥したきつく巻かれた酸性分子として存在していることがある。かかるポリマーは、水又は他の溶媒に分散させると、水和して部分的に解け始めることがある。Carbopol(登録商標)ポリマーの増粘を最大限にする1つの方法は、酸性ポリマーを塩に転化することである。この方法は、水酸化ナトリウム(NaOH)又はトリエタノールアミン(TEA)などの一般的な塩基を用いて中和して長鎖ポリマーを「ほどいて」有効な増粘形態を展開することにより、容易に達成される。追加の中和剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム水酸化カリウムアルギニンアミノメチルプロパノールテトラヒドロキシプロピルエチレンジアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、PEG−15コカミン、ジイソプロパノールアミン及びトリイソプロパノールアミンが挙げられる。

0049

中和剤の量は、ゲル/ヒドロゲル製品の所望の特性によって決まり、中和剤の種類によっても決まる。例えば、中和剤の量は、中和剤とCarbopol(登録商標)との比(塩基:Carbopol(登録商標))とすることもでき、0.1:1〜10:1の比で表されることもある。好ましくは、中和剤は、Carbopol(登録商標)1部に対して中和剤0.1部、0.2部、0.3部、0.4部、0.5部、0.6部、0.7部、0.8部、0.9部、1部、1.1部、1.2部、1.3部、1.4部、1.5部、1.6部、1.7部、1.8部、1.9部、2部、2.1部、2.2部、2.3部、2.4部、2.5部、2.6部、2.7部、2.8部、2.9部、3部、3.1部、4部、4.1部、4.2部、4.3部、4.4部、4.5部、4.6部、4.7部、4.8部、4.9部、5部、5.1部、5.2部、5.3部、5.4部、5.5部、5.6部、5.7部、5.8部、5.9部、6部、6.1部、6.2部、6.3部、6.4部、6.5部、6.6部、6.7部、6.8部、6.9部、7部、7.1部、7.2部、7.3部、7.4部、7.5部、7.6部、7.7部、7.8部、7.9部、8部、8.1部、8.2部、8.3部、8.4部、8.5部、8.6部、8.7部、8.8部、8.9部、9部、9.1部、9.2部、9.3部、9.4部、9.5部、9.6部、9.7部、9.8部、9.9部、又は10部の量で含まれる。より好ましくは、中和剤はNaOHであり、2.3:1(中和剤:Carbopol(登録商標))の比で含まれる。これらの量は、おおよその値であって、組成物に期待される又は求められる具体的な特性を達成するように変更可能である。

0050

好適な増粘剤は、好ましくは、製剤に期待される粘度だけでなく、外観ずり抵抗イオン抵抗及び熱安定性などの他の特性をも生み出す。例えば、Carbopol(登録商標)934は、3000センチポアズcps)超の粘度を有する(透明ゲルではなく)懸濁液又はエマルションのいずれかである製剤の場合に好ましい。あるいは、Carbopol(登録商標)974Pは、その有益な生体接着性のために使用される場合がある。好ましいCarbopol(登録商標)はCarbopol(登録商標)Ultrez 30である。

0051

他のレオロジー変性剤には、任意の好適な金属ケイ酸塩ゲル化剤も包含し、本発明のヒドロゲル生成に使用され得る。典型的に、金属がアルカリ金属アルカリ土類金属又はこれらの組み合わせである金属ケイ酸塩ゲル化剤を使用する。好適なアルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムマグネシウムカルシウムなどが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい実施形態において、金属ケイ酸塩ゲル化剤はケイ酸ナトリウム/マグネシウム又はその誘導体である。最も好ましい実施形態において、金属ケイ酸塩ゲル化剤はフルオロケイ酸ナトリウム/マグネシウムである。

0052

レオロジー変性剤は、本発明のヒドロゲル製剤に任意の好適な量で含まれ得る。一般に、レオロジー変性剤の量は、製剤の重量に対して約0.1重量%〜約10重量%である。好ましくは、レオロジー変性剤の量は約1.0〜約5重量%である。より好ましくは、レオロジー変性剤の量は、0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、1.7重量%、3.1重量%、4.5重量%、0.4重量%、1.8重量%、3.2重量%、4.6重量%、0.5重量%、1.9重量%、3.3重量%、4.7重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、2重量%、2.1重量%、2.2重量%、2.3重量%、2.4重量%、2.5重量%、2.6重量%、2.7重量%、2.8重量%、2.9重量%、3重量%、3.4重量%、3.5重量%、3.6重量%、3.7重量%、3.8重量%、3.9重量%、4重量%、4.1重量%、4.2重量%、4.3重量%、4.4重量%、4.8重量%、4.9重量%、又は5重量%である。最も好ましくは、レオロジー変性剤の量は、1重量%又は2重量%である。前記重量割合は、おおよその値であって、組成物に期待される又は求められる具体的な特性を達成するように変更可能である。

0053

本発明のヒドロゲル製剤は場合により緩衝剤を含んでいてよい。製剤の期待されるpHを生み出して維持するために任意の好適な緩衝剤を用いてよい。本発明に記載のヒドロゲル製剤に使用するのに好適な緩衝剤としては、酢酸及びその塩、グルタミン酸及びその塩、クエン酸及びその塩、酒石酸及びその塩、安息香酸及びその塩、乳酸及びその塩、ヒスチジン又は他のアミノ酸グルコン酸及びその塩、リン酸及びその塩、マレイン酸及びその塩、コハク酸及びその塩、ギ酸及びその塩、プロピオン酸及びその塩、並びに炭酸及びその塩が挙げられるが、これらに限定されない。その他の緩衝剤は、一般に当該技術分野において既知である(例えば、Handbook of Cosmetic and Personal Care Additives、第2版、Asheら編、(2002年)、及びHandbook of Pharmaceutical Excipients、第4版、Roweら編(2003年))。好適な緩衝剤は液体形状であっても固体形状であってもよい。好ましい実施形態において、緩衝剤は、リン酸塩化合物の酸又は塩である。より好ましい実施形態において、緩衝剤はリン酸ナトリウムである。本明細書で用いられるリン酸ナトリウムは、任意の好適な形態のリン酸ナトリウムであって、例えば、一塩基性リン酸ナトリウム二塩基性リン酸ナトリウムリン酸二ナトリウム又はこれらの組み合わせを挙げることができる。好ましいリン酸塩は、ピロリン酸四ナトリウムであり得る。

0054

存在する場合、本発明の製剤には任意の好適な量の緩衝剤が包含され得る。一般に、本発明のヒドロゲル製剤に含まれる緩衝剤の量は、製剤の重量に対して、約0.01重量%〜約5.0重量%である。好ましくは、緩衝剤は、約0.1重量%〜約1.0重量%の量で含まれる。

0055

更に、ヒドロゲル製剤は、着色剤芳香剤、緩衝剤、生理学的に許容可能なキャリア及び/又は賦形剤などのような追加構成成分を含有してもよい。好適な着色剤の例としては、二酸化チタン酸化鉄カルバゾールバイオレット酸化クロムコバルトアルミニウム、4−ビス[2−ヒドロキシエチルアミノ]−9,10−アントラセンジオンビス(2−プロぺン酸)エステルコポリマーなどが挙げられるが、これらに限定されない。任意の好適な芳香剤が使用できる。

0056

本発明のヒドロゲル製剤のpHは、一般に、約3〜約9である。典型的に、ヒドロゲル製剤のpHは5.0〜7.0である。好ましくは、ヒドロゲル製剤のpHは5.6〜7.0である。

0057

ヒドロゲル製剤の粘度は、製剤が患者局所的に投与できるような任意の好適な粘度であり得る。一実施形態において、ヒドロゲル製剤の粘度は、約1,000〜約100,000センチポアズ(cP)の範囲である。特に、ヒドロゲル製剤の粘度は、1,000cP、2,000cP、3,000cP、4,000cP、5,000cP、10,000cP、15,000cP、20,000cP、25,000cP、30,000cP、35,000cP、40,000cP、45,000cP、50,000cP、55,000cP、60,000cP、65,000cP、70,000cP、75,000cP、80,000cP、85,000cP、90,000cP、又は95,000cPである。好ましくは、ヒドロゲル製剤の粘度は、約1,000cP〜約20,000cPの範囲である。より好ましくは、ヒドロゲル製剤の粘度は、約12,000cP〜約20,000cPの範囲である。前記粘度範囲は、おおよその値であって、組成物に期待される又は求められる具体的な特性を達成するように変更可能である。

0058

ヒドロゲルは組成物から作製される。ゲル又はヒドロゲルは、組成物とレオロジー変性剤とを含む。組成物は、レドックスシグナル伝達組成物であってよく、本明細書に記載のようにして製造され得る。これらの開示された組成物の作製方法は、(1)塩化ナトリウムの超純水溶液の調製工程と、(2)温度制御工程及び一組の不活性触媒電極による流れ調整工程と、(3)かかる安定な分子部分及び錯体、RS及びROSの生成をもたらす変調電界プロセスと、からなる1つ以上の工程を含み得る。一実施形態において、かかる方法はこれら全ての工程を包含する。

0059

かかるレドックスシグナル伝達組成物の作製方法の一般例は、NaCl約2.8g/Lの塩濃度を有する塩処理された水を、約3アンペアの一組の電極を用いて電気分解して組成物を生成する工程を含むと記載され、3分間の電気分解中、前記の塩処理された水は室温以下である。

0060

かかるレドックスシグナル伝達組成物の作製方法の別の一般例は、NaCl約9.1gの塩濃度を有する塩処理された水を、約3アンペアの一組の電極を用いて電気分解して組成物を生成する工程を含むと記載され、3分間の電気分解中、前記の塩処理された水は室温以下である。

0061

本発明のゲル中のレドックスシグナル伝達組成物の重量割合は、50重量%〜99.9重量%であり得る。より好ましくは、レドックスシグナル伝達組成物の重量割合は、90重量%〜99.1重量%又は95%〜99.1%である。より好ましくは、レドックスシグナル伝達組成物の量は、95.1重量%、95.2重量%、95.3重量%、95.4重量%、95.5重量%、95.6重量%、95.7重量%、95.8重量%、95.9重量%、96重量%、96.1重量%、96.2重量%、96.3重量%、96.4重量%、96.5重量%、96.6重量%、96.7重量%、96.8重量%、96.9重量%、97重量%、97.1重量%、97.2重量%、97.3重量%、97.4重量%、97.5重量%、97.6重量%、97.7重量%、95.8重量%、97.9重量%、98重量%、98.1重量%、98.2重量%、98.3重量%、98.4重量%、98.5重量%、98.6重量%、98.7重量%、98.8重量%、98.9重量%、99重量%、99.1重量%、99.2重量%、99.3重量%、99.4重量%、99.5重量%、99.6重量%、99.7重量%、99.8重量%、99.9重量%であり、最も好ましくは、レドックスシグナル伝達組成物の量は、98重量%又は99重量%である。これらの重量割合は、おおよその値であって、組成物に期待される又は求められる具体的な特性を達成するように変更可能である。

0062

水は、様々な供給源から供給され、限定されないが、都市水道水、ろ過水ナノピュア純水(nanopure water)などを挙げることができる。この点を考慮して、図1にはかかるプロセス中の工程が示されており、ここで、任意の逆浸透手順は102と表示されている。

0063

一実施形態において、混入物質は、商業的水源から次の手順により除去することができる。すなわち、水を活性炭フィルターに流して芳香性のある揮発性混入物質を除去した後、逆浸透(ReverseOsmosis(RO))ろ過を行って溶解固形物と大部分の有機及び無機混入物質を除去する。得られたろ過RO水は、約8ppm未満の溶解固形物を含有し得る。残留混入物質の大部分は、蒸留プロセスにより除去することができ、その結果、溶解固形物測定値は1ppm未満となる。混入物質の除去工程に加えて、蒸留もまた、正確な構成及び酸化還元電位(Oxidation Reduction Potential(ORP))を有する水を調整して、後続電極触媒プロセスにおける白金電極上での酸化及び還元反応の生じる可能性を促進するのに役立つ場合がある。

0064

超純水とは、溶解固形物の総数が10ppm未満の水をいう。溶解固形物の総数10ppm未満は逆浸透及び/又は蒸留の成果であり得る。他の既知の浄水プロセスを使用して総溶解固形分量を軽減することも可能である。

0065

逆浸透プロセスは、多様であるが、総溶解固形物量が約10ppm未満、約9ppm未満、約8ppm未満、約7ppm未満、約6ppm未満、約5ppm未満、約4ppm未満、約3ppm未満、約2ppm未満、約1ppm未満などの水を提供し得る。

0066

逆浸透プロセスは、約5℃、約10℃、約15℃、約20℃、約25℃、約30℃、約35℃などの温度で実行可能である。逆浸透工程を必要に応じて繰り返して特定の総溶解固形物量を得ることも可能である任意の逆浸透工程を利用するかどうかに関わらず、任意の蒸留工程104を実行することが可能である。

0067

混入物質を軽減する他の手段としては、例えば、脱イオン化炭素ろ過、再蒸留電気脱イオン化、Milli−Q浄化などによる樹脂ろ過、精密ろ過限外ろ過紫外線酸化電気透析、又はこれらの組み合わせを利用することによるなどの、ろ過及び/又は浄化が挙げられる。

0068

蒸留プロセスは、多様であるが、総溶解固形物量が約5ppm未満、約4ppm未満、約3ppm未満、約2ppm未満、約1ppm未満、約0.9ppm未満、約0.8ppm未満、約0.7ppm未満、約0.6ppm未満、約0.5ppm未満、約0.4ppm未満、約0.3ppm未満、約0.2ppm未満、約0.1ppm未満などの水を提供することが可能である。蒸留プロセスの温度は、約5℃、約10℃、約15℃、約20℃、約25℃、約30℃、約35℃などの温度で実行可能である。

0069

蒸留工程を必要に応じて繰り返して特定の総溶解固形物量を得ることも可能である水を逆浸透若しくは蒸留、又はこれらの両方に供した後、あるいはどちらにも供さなかった場合、水中の総溶解固形物量は、約5ppm未満、約4ppm未満、約3ppm未満、約2ppm未満、約1ppm未満、約0.9ppm未満、約0.8ppm未満、約0.7ppm未満、約0.6ppm未満、約0.5ppm未満、約0.4ppm未満、約0.3ppm未満、約0.2ppm未満、約0.1ppm未満などであり得る。

0070

逆浸透、蒸留、若しくはこれらの両方に先行して、又はこれらをいずれも行わずに、炭素ろ過工程を行うことも可能である。精製水を直接、本明細書に記載のシステム及び方法で使用することも可能である。

0071

水を逆浸透、蒸留、若しくはこれらの両方に供した後、又はどちらにも供さないで、あるいは本明細書に記載の任意の他の浄化工程に供した後、図1加塩工程106において塩を添加する。塩は、未精製、精製、固化、非固化などであってよい。一実施形態において、塩は塩化ナトリウム(NaCl)である。一部の実施形態では、塩は添加物を包含することがある。塩添加物としては、ヨウ化カリウムヨウ化ナトリウムヨウ素酸ナトリウムブドウ糖フッ化ナトリウムフェロシアン化ナトリウムリン酸三カルシウム炭酸カルシウム炭酸マグネシウム脂肪酸酸化マグネシウム二酸化ケイ素ケイ酸カルシウムアルミノケイ酸ナトリウムアルミノケイ酸カルシウムフマル酸第一鉄、鉄、又は葉酸が挙げられるが、これらに限定されない。これらの添加物のいずれかを、この時点で又は前記プロセス中の任意の時点で添加することが可能である。例えば、瓶詰めの直前に上記添加物を添加することが可能である。

0072

前記食塩水は、一般に、有機及び無機のいずれの混入物質も含んではならず、且つ分子レベル至るまで均質でなければならない。特に、金属イオン電気触媒表面反応を妨げる可能性があるため、金属を避けることは有用であり得る。一実施形態において、ブライン溶液を用いて水を加塩する。ブライン溶液は、1L当たり約143gのNaCl(1ガロン当たり540gのNaCl)、例えば1L当たり142.2gのNaCl(1ガロン当たり537.5gのNaCl)のNaCl濃度を有し得る。

0073

別の実施形態において、前記プロセスは任意のイオン性可溶性塩混合物、特に塩化物を含有するものに適用することも可能である。NaClに加えて、他の非限定例としては、LiCl、HCl、CuCl2、CuSO4、KCl、MgCl、CaCl2、硫酸塩及びリン酸塩が挙げられる。例えば、硫酸(H2SO4)などの強酸並びに水酸化カリウム(KOH)及び水酸化ナトリウム(NaOH)などの強塩基はその強い導電性の故に、しばしば電解質として使用される。好ましくは、塩は塩化ナトリウム(NaCl)である。ブライン溶液を用いて水に塩を導入することも可能である。必要なブライン又は塩の量は、当業者には自明であろう。

0074

ブライン溶液の形態で塩を水に添加することも可能である。ブライン溶液を混合するために、物理的な混合装置を使用してもよく、又は循環若しくは再循環を使用してもよい。一実施形態において、準備した蒸留水に純粋な医薬品グレードの塩化ナトリウムを溶解して15重量%の亜飽和ブライン溶液を形成し、塩が完全に溶解して0.1ミクロン超の粒子が全て除去されるまで継続して再循環及びろ過を行う。この工程は数日かかることもある。ろ過した溶解ブライン溶液を、次に、蒸留水を入れた槽に約1:352(塩:水)の割合で投与することで、0.3%の食塩水を生成する。一実施形態において、水1リットルに対し塩2.829g(水1ガロンに対し塩10.75g)の割合を使用して組成物を生成することができる。別の実施形態において、水約3〜4g(例えば、3,787.5g)中、塩10.75gを使用して組成物を生成することができる。このよう溶液を、その後、分子スケール均一性が得られるまで再循環させて拡散させることも可能である。ブライン溶液は、1L当たり約143gのNaCl(1ガロン当たり540gのNaCl)、例えば1L当たり142.2gのNaCl(1ガロン当たり537.5gのNaCl)のNaCl濃度を有し得る。

0075

ブラインをその後、前処理された水又は新たな未処理の水に加えることで、1L当たりNaCl約0.3g(1ガロン当たりNaCl 1g)〜1L当たりNaCl約6.6g(1ガロン当たりNaCl 25g)、1L当たりNaCl約2g(1ガロン当たりNaCl 8g)〜1L当たりNaCl約3.2g(1ガロン当たりNaCl 12g)、又は1L当たりNaCl約1g(1ガロン当たりNaCl 4g)〜1L当たりNaCl約4.2g(1ガロン当たりNaCl 16g)のNaCl濃度を得ることも可能である。好ましい例において、得られたNaCl濃度は水1L当たり2.8gである。別の好ましい例において、得られたNaCl濃度は水1L当たり9.1gである。ブラインを好適な量で水に加えた後、その溶液は十分に混合され得る。混合中の液体の温度は、室温であっても、又は所望の温度若しくは温度範囲まで制御されてもよい。

0076

前記溶液を混合するために、物理的な混合装置を使用してもよく、又は循環若しくは再循環を使用してもよい。塩溶液は、その後、図1の冷却工程108において冷却され得る。

0077

大量の組成物の場合、様々な冷却(chilling and cooling)方法を用いることがある。例えば、液体窒素冷却ラインを用いた極低温冷却が使用され得る。更に、塩溶液をプロピレングリコール熱交換器に通して所望の温度を達成することも可能である。好ましい冷却方法は、冷凍室内で楽に電気分解プロセスを行うことにより実行可能である。冷却時間は、液体の量、開始温度、及び所望の冷却温度に応じて変更可能である。

0078

陽極反応で生じる生成物をカソードへ効率よく輸送することで、カソード表面上に安定な錯体を生成するのに必要な反応物を提供することが可能である。触媒表面間で循環される流体の均質度を高く維持することもまた有用であり得る。大きな槽では標準的なメッシュ電極を2cmの距離離して、毎秒約2〜8mL/cm2の一定流量を使用することができる。この流量は、一部は、電気分解中に電極から放出されたガス対流によって維持される可能性がある。

0079

冷却された又は冷却されていない混合溶液は次いで、図1の電気分解工程110において、少なくとも1つの電極を用いて電気化学的処理に供することも可能である。各電極は、導電性金属製であるか、又は導電性金属を含み得る。金属としては、銅、アルミニウム、チタンロジウム白金、銀、金、鉄、若しくはこれらの組み合わせ、又はスチール若しくは真鍮のような合金が挙げられるが、これらに限定されない。電極は、限定されないが、アルミニウム、金、白金又は銀などの様々な金属でコーティング又はめっきされていてもよい。一実施形態において、各電極は、チタン製でかつ白金めっきされている。電極上の白金表面自体は、必要な反応を触媒作用するのに最適であり得る。粗い、2重層構造白金メッキは、局所「反応中心」(鋭くとがった押出成形品)が活性であることと、反応物が下層の電極チタン基材と接触しないことと、を確実にし得る。

0080

一実施形態において、例えば、アノードとカソードとの間が2.5cm以下、5cm以下、10cm以下、20cm以下、又は50cm以下の、縦型同軸円筒形状の粗い白金メッキメッシュ電極が最適であり得る。各電極間を流れる電流は、約2アンペア〜約15アンペア、約4アンペア〜約14アンペア、少なくとも約2アンペア、少なくとも約4アンペア、少なくとも6アンペア、又はこれらの数値のいずれかを用いて作られる任意の範囲であり得る。一実施形態では、各電極間に7アンペアを使用する。一例では、電極間に1アンペアを流す。一例では、電極間に2アンペアを流す。一例では、電極間に3アンペアを流す。一例では、電極間に4アンペアを流す。一例では、電極間に5アンペアを流す。一例では、電極間に6アンペアを流す。一例では、電極間に7アンペアを流す。好ましい例では、電極間に3アンペアを流す。

0081

前記電流は、食塩水を電気分解するのに十分な時間にわたって電極間に流れていてよい。前記食塩水は、電気化学的プロセスの間中、冷却されてもよい。前記食塩水は、更に、電気化学的プロセスの間中、混合されてもよい。この混合を実行することで、実質上完全な電気分解を確実にすることができる。

0082

電極間の電界によってイオンの移動が生じ得る。陰イオンはアノードに向かって移動し、陽イオンはカソードに向かって移動する。これにより、電極間で反応物と生成物の交換が生じ得る。一部の実施形態では、電極間にバリアを用いなくてもよい。

0083

前記食塩水に電流を十分な時間流した後に、電解溶液が生じる。この電界溶液は、図1の貯蔵/試験工程112において貯蔵され、及び/又は特定の特性について試験され得る。一実施形態において、均質な食塩水は約4.8±0.5℃まで冷却される。電気分解プロセス自体から生じた熱エネルギーが加熱を引き起こす可能性があるので、典型的に、全電極触媒プロセス期間中は温度調節が必須である。一実施形態において、電極でのプロセス温度は、一定に冷却されており、電気分解全体を通して約4.8℃に維持され得る。

0084

電気分解する時点における又は電気分解の間中の溶液温度は10℃未満であり得る。好ましい実施形態において、電気分解する時点における又は電気分解の間中の溶液温度は、10℃、9℃、8℃、7℃、6℃、5℃、4℃、3℃、2℃、1℃、−1℃、−2℃、−3℃、−4℃、−5℃、−6℃、−7℃、−8℃、−9℃、又は−10℃である。この温度は、前記範囲内であってもよく、更には、例えば1〜10℃、3〜7℃、又は4〜6℃までの範囲であってもよい。好ましくは、電気分解の間中の温度は4〜6℃である。最も好ましくは、電気分解の間中の温度は4.5〜5.8℃である。

0085

前記食塩水に電流が十分な時間流した後に、抗真菌特性などの有益な特性を有する電解溶液が生じる。前記溶液のpHは約7.4であり得る。一部の実施形態において、pHは7.3超である。一部の実施形態において、pHは酸性ではない。他の実施形態において、溶液のpHは約7.5未満であり得る。pHは塩基性でない可能性がある。前記電界溶液は、図1の貯蔵/試験工程112において貯蔵され、及び/又は特定の特性について試験され得る。

0086

この電気分解プロセスの最終生成物を食塩水内で反応させることで、多種多様化学物質を生成することが可能である。本明細書に記載の組成物(単数及び複数)は、レドックスシグナル伝達試薬、すなわちRXNとして既知の、これらの化学物質のうち1つ以上を含み得る。

0087

電界溶液の塩素濃度は、約5ppm〜約34ppm、約10ppm〜約34ppm、又は約15ppm〜約34ppmであり得る。一実施形態において、塩素濃度は約32ppmである。

0088

電界溶液中の塩分濃度は、例えば、約0.10w/v%〜約0.20w/v%、約0.11w/v%〜約0.19w/v%、約0.12w/v%〜約0.18w/v%、約0.13w/v%〜約0.17w/v%、又は約0.14w/v%〜約0.16w/v%であり得る。

0089

組成物は、その後、図1の瓶詰め工程114において瓶詰めされ得る。組成物は、約0.12L(約4オンス)、約0.24L(約8オンス)、約0.47L(約16オンス)、約0.95L(約32オンス)、約1.4L(約48オンス)、約1.8L(約64オンス)、約2.4L(約80オンス)、約2.8L(約96オンス)、約3.3L(約112オンス)、約3.8L(約128オンス)、約4.3L(約144オンス)、約4.7L(約160オンス)、又はこれらの値のいずれかを用いて作られる任意の範囲の容量のプラスチック瓶に瓶詰めされ得る。プラスチック瓶はまた、同様の容量の絞り出し可能なプラスチックパウチであってもよい。一実施形態において、絞り出し可能なプラスチックパウチは、例えば運動中に、組成物の漏れを防止するための逆止め弁を有し得る。

0090

瓶詰め中、認可されたバッチからの溶液は、槽、粉塵毛髪などに由来する、バッチに入りこむ可能性のある任意のより大きな粒子を除去するために10ミクロンフィルター(例えば、ポリプロピレン製)に送られてよい。他の実施形態では、このフィルターを用いなくてもよい。次いで、溶液は瓶へ送り込まれ、溢れ出たものはバッチに戻すことができる。

0091

瓶には、一般に、酸又は酸化剤で溶解される可能性のある染料金属片又は化学物質を入れることができない。使用される瓶、蓋、瓶詰め用のフィルター、弁、ライン及びヘッドは酸及び酸化剤用に特別に評価され得る。蓋であって、酸化の影響を受けやすい有機接着剤シール又は他の成分を含むものは、経時的に製品を中和して脆弱化する可能性があるので避ける場合がある。

0092

本明細書で使用される瓶及びパウチは、組成物内に含まれている遊離ラジカル種の崩壊を防止するのに役立つ可能性がある。一実施形態において、前記瓶及びパウチは、崩壊工程を進展させない。言い換えると、使用される瓶及びパウチは、組成物中のラジカル種に対して不活性であり得る。一実施形態において、容器(例えば、瓶及び/又はパウチ)は、組成物中の遊離ラジカルの1カ月当たり約10%未満の崩壊、1カ月当たり約9%未満の崩壊、1カ月当たり約8%未満の崩壊、1カ月当たり約7%未満の崩壊、1カ月当たり約6%未満の崩壊、1カ月当たり約5%未満の崩壊、1カ月当たり約4%未満の崩壊、1カ月当たり約3%未満の崩壊、1カ月当たり約2%未満の崩壊、1カ月当たり約1%未満の崩壊、1カ月当たり約10%〜約1%の崩壊、1カ月当たり約5%〜約1%の崩壊、1カ月当たり約10%の崩壊、1カ月当たり約9%の崩壊、1カ月当たり約8%の崩壊、1カ月当たり約7%の崩壊、1カ月当たり約6%の崩壊、1カ月当たり約5%の崩壊、1カ月当たり約4%の崩壊、1カ月当たり約3%の崩壊、1カ月当たり約2%の崩壊、又は1カ月当たり約1%の崩壊を許容し得る。一実施形態において、瓶は、超酸化物の1カ月当たり約3%の崩壊をもたらすのみであり得る。別の実施形態において、パウチは、超酸化物の1カ月当たり約4%の崩壊をもたらすのみであり得る。

0093

大きなバッチ又は大規模なバッチのゲルを作製することが可能である。レドックスシグナル伝達組成物を包含する、大きなバッチの組成物の製造方法について更に述べる。大きなバッチ又は大規模なバッチのゲルを作製するために、所望の比率の組成物とレオロジー変性剤とが使用され得る。ゲルは、次いで、ゲルと相性の良い容器又はキットに収容され得る。直流(DC)電源を用いて水を電気分解する。

0094

食塩水は、期待される特定の結果に基づいて必要な時間にわたって電気分解され得る。例えば、食塩水は、約1分間〜約5日間電気分解され得る。好ましくは、食塩水は、約20分間〜約2日間電気分解され得る。より好ましくは、食塩水は、1L毎に1〜60分間、1L毎に10〜40分間、又は1L毎に20〜30分間電気分解される。例えば、食塩水は、食塩水1L毎に1分間、2分間、3分間、4分間、5分間、6分間、7分間、8分間、9分間、10分間、11分間、12分間、13分間、14分間、15分間、16分間、17分間、18分間、19分間、20分間、21分間、22分間、23分間、24分間、25分間、26分間、27分間、28分間、29分間、30分間、31分間、32分間、33分間、34分間、35分間、36分間、37分間、38分間、39分間、40分間、41分間、42分間、43分間、44分間、45分間、46分間、47分間、48分間、49分間、50分間、51分間、52分間、53分間、54分間、55分間、56分間、57分間、58分間、59分間又は60分間電気分解され得る。食塩水は、食塩水1L毎に1〜60分の任意の時間にわたって電気分解され得る。例えば、食塩水は、食塩水1L毎に1〜2分間又は2〜3分間などにわたって電気分解され得る。例えば、食塩水は、食塩水1L毎に約1分間、約2分間、約3分間、約4分間、約5分間、約6分間、約7分間、約8分間、約9分間、約10分間、約11分間、約12分間、約13分間、14分間、約15分間、約16分間、約17分間、約18分間、約19分間、約20分間、約21分間、約22分間、約23分間、約24分間、約25分間、約26分間、約27分間、約28分間、約29分間、約30分間、約31分間、約32分間、約33分間、約34分間、約35分間、約36分間、約37分間、約38分間、約39分間、約40分間、約41分間、約42分間、約43分間、約44分間、約45分間、約46分間、約47分間、約48分間、約49分間、約50分間、約51分間、約52分間、約53分間、約54分間、約55分間、約56分間、約57分間、約58分間、約59分間又は約60分間電気分解され得る。最も好ましくは、食塩水は、15〜25分間又はその間の任意の時間にわたって電気分解される。例えば、食塩水は、約15〜約25分間又はその間の任意の時間にわたって電気分解される。

0095

必要とされる電圧、アンペア数周波数、時間及び電流量の変量は、化合物及び/又はイオン自体並びにその各結合強度によって決まる。そのために、電圧、アンペア数、周波数、時間及び電流量の変量は化合物及び/又はイオン依存製であって、制限因子に依存しない。それにもかかわらず、使用される電圧は、40V未満、例えば30V、20V又は10Vあるいはそれらの間の任意の電圧であり得る。電圧は調節可能であって、いかなる時でも1〜40V、10〜30V、又は20〜30Vの範囲内であり得る。一実施形態において、電圧は、1回の電気分解サイクル中に変動し得る。変動は、1〜40V、10〜30V、又は20〜30Vであり得る。前記範囲は、非限定的であって、例として示すものである。

0096

ACリップルを有する波形パルス又はスパイク波形とも称され、任意の正のパルス電流、例えばパルス波パルス列方形波のこぎり波、スパイク波形、パルス幅変調(PWM)、パルス幅変調(PDM)(pulse duration modulation(PDM))、単相半波整流AC、単相全波整流AC、又は三相全波整流が挙げられる。

0097

ブリッジ整流器を使用してもよい。他の種類の整流器、例えば単相整流器全波整流器三相整流器、12パルスブリッジ倍電圧整流器整流器フィルターシリコン整流器SCR整流器、高周波(RF)整流器、インバータ方式デジタルコントローラ整流器、二極真空管、水銀整流器、固体ダイオードシリコン制御整流器なども使用可能である。トランジスタ制御電源ドロッパ方式電源、スイッチング電源などを用いて21のパルス状波形を作製することが可能である。

0098

トランスを使用してもよい。使用可能なトランスの例としては、センタータップトランス、単巻トランスコンデンサ形計器用トランス、配電トランス電力トランス位相角制御トランス、スコットトランス多相トランス、接地変圧器漏洩トランス共振トランス音声周波トランス、出力トランス積層コアトロイダル単巻トランス、可変単巻トランス、誘導電圧調整器漂遊磁界トランス、多相トランス、接地変圧器、漏洩トランス、共振トランス、定電圧トランスフェライトコア平面トランス油冷トランス、モールドトランス絶縁トランス、計器用トランス、変流器電圧変成器パルストランストランス空芯トランスフェライトコアトランス伝送線路型トランス、バランオーディオトランス、ラウドスピーカートランス、出力トランス、小信号トランス、段間結合トランスヘッジホッグ又は可変結合器が挙げられる。

0099

製造装置の電源にパルス状電位を内蔵することも可能である。整流器付き電源にフィルタコンデンサが備わっていないと、電圧が毎秒所定回数ゼロまで低下することがある。例えば、60Hzの電圧は毎秒120回スパイクを発生し、その結果、家庭の送電線において交流電流極性が変わるときに強いスパークが生じる可能性がある。この強いスパイクは、フーリエ変換によって広い周波数帯域幅を発する可能性がある。基本的に、電圧は高電位からゼロまで毎秒120回変化する。他の実施形態において、電圧は、高電圧からゼロまで、毎秒約1,000回、毎秒約500回、毎秒約200回、毎秒約150回、毎秒約120回、毎秒約100回、毎秒約80回、毎秒約50回、毎秒約40回、毎秒約20回、毎秒約200回〜毎秒約20回の間、毎秒約150回〜毎秒約100回の間、少なくとも毎秒約100回、少なくとも毎秒約50回、又は少なくとも毎秒約120回変化し得る。この電力変調は、電極試料においてあらゆる電圧を可能にし、更には、生成する分子自体に共振を生じさせるのに十分な周波数帯域幅をも付与し得る。極低電圧のときは低電界の環境を与える可能性があり、低電界では、同じ電荷のイオンが電極に接近する可能性がある。これらの全因子が全体で、ROS遊離ラジカルを発生しかつ保存し得る安定な錯体を生成する可能性を展開し得る。一実施形態において、パルス状電位は装置及び設備の期待される機能パラメータ及び性能に基づいて変化し、そのため、非常に高電位から低電位まで及び非常に高い周波数から非常に低い周波数まで変化し得る。一実施形態において、電圧−電位は周期的にゼロになる必要がある。電圧は、物理的にできる限り毎秒何回でも0Vとなり得る。一部の実施形態において、電圧は、毎秒100回〜200回0Vである。好ましい実施形態において、電圧は、毎秒120回0Vとなる。

0100

一部の実施形態において、電圧−電位の高さに制限はない。例えば、電圧−電位は、0V〜40Vまでのパルス状であってよい。一部の実施形態において、電圧範囲は、任意の所定の時間内で求められる度に若しくは要望通りわずかに範囲が変更するように変化する又は変更される可能性がある。

0101

このパルス状波形モデルは、多種多様な構成要素から超酸化物、ヒドロキシルラジカル及びOOH*を安定化させるために使用される可能性があり、電圧、アンペア数、周波数、電束電流密度)又は電流などの特定の変数に制限されない。変数は用いられる構成要素に固有のものである。例えば、水とNaCl混ぜ合わせると、溶液中に分子とイオンが生じる可能性がある。60Hzの電流を用いるとは、電圧(V)に毎秒60サイクル/120スパイクが生じること又はVが毎秒120回0となることを意味する。Vが0になると、次にVが増加する以前に、その0Vがイオンを漂流/移動させて再編させると考えられる。理論上、このVでのスパイクの発生は周波数範囲の変更を可能にしかつそれを推進し、このプロセスが生じるように数多くの様々な化合物及び/又はイオンに影響を与える。

0102

一実施形態において、周期的な0ボルトの瞬間が必要である。にもかかわらず、Vが0になると、次にVが増加するよりも前に、0Vがイオンを漂流/移動させて再編させると考えられる。そのため、理論に束縛されるものではないが、このイオンの移動が、図2に示すような第一世代種、第二世代種及び第三世代種の発生を推進すると考えられる。この方法によって、安定化された超酸化物、例えばO2*-が生成される。

0103

別の実施形態において、Vは、常に、0V又は陽電位のいずれかである。

0104

半導体を使用してもよい。Vは、毎秒、周波数が調節されるのと同じ回数0まで低下し得る。周波数が増加すると、Vが低下する回数が増加する。

0105

イオンは、電極で発生する電気の影響を受けると変化する。理論に束縛されるものではないが、電気は一部のイオン/化合物の状態を変更すると考えられる。この変更により、電子が元の軌道及び/又はスピン状態からより高エネルギー状態及び/又は単一スピン状態へと押し出される。この電気分解により、遊離ラジカルを生成するエネルギーがもたらされ、最終的に、電気分解プロセスの間の反応物及び生成物の多世代循環中に遊離ラジカルが生成される。言い換えると、化合物及び/又はイオンが先ず電気分解されると、次いで、生成される生成物自体が他の化合物及び/又はイオン及び/又はガスと反応して、第二世代の反応物及び生成物が生成される。その後、電圧が再度スパイクを生じさせたときに第二世代からの生成物が溶液中で他の化合物及び/又はイオンと反応するように、前記に世代プロセスが再び発生する。

0106

酸化還元電位は約840mVであり得る。

0107

周波数は1Hz〜無限大又は100MHzまでであり得る。好ましくは、周波数は20Hz〜100Hzである。より好ましくは、周波数は40Hz〜80Hzである。最も好ましくは、周波数は60Hzである。

0108

別の実施形態において、周波数は電気分解プロセスの間中変化する。例えば、任意の所定の瞬間の周波数は、20Hz〜100Hzまでの範囲である。別のより好ましい実施形態において、任意の所定の瞬間の周波数は、40Hz〜80Hzまでの範囲である。

0109

再び図2を参照すると、図2は、電極における様々な分子の発生を表す図表の一例を表しており、電極間に表記された分子は初期反応物を示し、電極の外側に表記された分子は、電極において生成された分子/イオン及びそれらの電極電位を示している。この図は、世代別に分かれており、各世代は、その次の世代の生成物に依存している。

0110

この電気分解プロセスの最終生成物を食塩水内で反応させることで、多種多様な化学物質を生成することが可能である。本明細書に記載の組成物は、1種以上の前記化学物質を包含し得る。これらの最終生成物としては、限定されないが、超酸化物O2*−、HO2*、次亜塩素酸塩OCl−、HOCl、NaOCl、ハイポクロラートHClO2、ClO2、HClO3、HClO4、酸素誘導体O2、O3、O4*−、1O−、水素誘導体H2、H−、過酸化水素H2O2、ヒドロキシル遊離ラジカルOH*−、イオン化合物Na+、Cl−、H+、OH−、NaCl、HCl、NaOH、塩素Cl2、及び水クラスターn*H2O(イオン周囲の誘導双極子層)、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。

0111

一実施形態において、組成物は、少なくとも1つの種、例えばO2、H2、Cl2、OCl−、HOCl、NaOCl、HClO2、ClO2、HClO3、HClO4、H2O2、Na+、Cl−、H+、H、OH−、O3、O4*、1O、OH*−、HOCl−O2*−、HOCl−O3、O2*、HO2*、NaCl、HCl、NaOH、水クラスター、又はこれらの組み合わせを包含し得る。

0112

一実施形態において、組成物は、少なくとも1つの種、例えばH2、Cl2、OCl−、HOCl、NaOCl、HClO2、ClO2、HClO3、HClO4、H2O2、O3、O4*、1O2、OH*−、HOCl−O2*−、HOCl−O3、O2*、HO2*、水クラスター、又はこれらの組み合わせを包含し得る。

0113

一実施形態において、組成物は、少なくとも1つの種、例えばHClO3、HClO4、H2O2、O3、O4*、1O2、OH*−、HOCl−O2*−、HOCl−O3、O2*、HO2*、水クラスター、又はこれらの組み合わせを包含し得る。

0114

一実施形態において、組成物は少なくともO2*−及びHOClを包含し得る。

0115

一実施形態において、組成物はO2を包含し得る。一実施形態において、組成物はH2を包含し得る。一実施形態において、組成物はCl2を包含し得る。一実施形態において、組成物はOCl−を包含し得る。一実施形態において、組成物はHOClを包含し得る。一実施形態において、組成物はNaOClを包含し得る。一実施形態において、組成物はHClO2を包含し得る。一実施形態において、組成物はClO2を包含し得る。一実施形態において、組成物はHClO3を包含し得る。一実施形態において、組成物はHClO4を包含し得る。一実施形態において、組成物はH2O2を包含し得る。一実施形態において、組成物はNa+を包含し得る。一実施形態において、組成物はCl−を包含し得る。一実施形態において、組成物はH+を包含し得る。一実施形態において、組成物はHを包含する。一実施形態において、組成物はOH−を包含し得る。一実施形態において、組成物はO3を包含し得る。一実施形態において、組成物はO4*を包含し得る。一実施形態において、組成物は1O2を包含し得る。一実施形態において、組成物はOH*−を包含し得る。一実施形態において、組成物はHOCl−O2*−を包含し得る。一実施形態において、組成物はHOCl−O3を包含し得る。一実施形態において、組成物はO2*−を包含し得る。一実施形態において、組成物はHO2*を包含し得る。一実施形態において、組成物はNaClを包含し得る。一実施形態において、組成物はHClを包含し得る。一実施形態において、組成物はNaOHを包含し得る。一実施形態において、組成物は水クラスターを包含し得る。実施形態は、これらの実施形態の組み合わせも包含し得る。

0116

一部の実施形態において、ヒドロキシルラジカルは、ラジカル錯体の生成によって組成物中で安定化され得る。ラジカル錯体は水素結合によって結び付いている可能性がある。組成物中に存在し得る別のラジカルは、OOH*ラジカルである。更に別のラジカル錯体としては、ニトロキシル過酸化物ラジカル(HNO−HOO*)及び/又は次亜塩素酸塩−過酸化物ラジカル(HOCl−HOO*)が挙げられる。

0117

組成物が安定であるとは、特に、活性剤が、組成物の存続期間を通じて存在しているか、測定可能であるか、又は検出されることを意味する。一実施形態において、活性剤(単数若しくは複数)又は活性成分(単数又は複数)は、超酸化物及び/又はヒドロキシルラジカルである。例えば、本発明は、例えば、2年後に少なくとも95%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれており、3年後に少なくとも90%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれており、4年後に少なくとも85%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれており、5年後に少なくとも80%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれており、6年後に少なくとも75%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれており、7年後に少なくとも70%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれており、8年後に少なくとも65%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれており、9年後に少なくとも60%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれており、10年後に少なくとも55%の活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれている、などのようにある年数が経った後に少なくとも数パーセントの活性成分(単数若しくは複数)が組成物中に含まれている組成物として表される。

0118

安定な酸素ラジカルは、約3ヵ月間、約6ヵ月間、約9ヵ月間、約12ヵ月間、約15ヵ月間、約18ヵ月間、約21ヵ月間、約9ヵ月〜約15ヵ月の間、約12ヶ月〜約18ヶ月の間、少なくとも約9ヶ月間、少なくとも約12ヶ月間、少なくとも約15ヶ月間、少なくとも約18ヶ月間、少なくとも約24ヶ月間、少なくとも約30ヶ月間、少なくとも約50ヶ月間、少なくとも約100ヶ月間、少なくとも約200ヶ月間、少なくとも約300ヶ月間、少なくとも約400ヶ月間、少なくとも約500ヶ月間、少なくとも約1000ヶ月間、少なくとも約2000ヶ月間、又はそれ以上安定な状態を保つ可能性がある。

0119

安定な酸素ラジカルは、実質上安定であり得る。実質上安定とは、安定な酸素ラジカルが、1日目(1日目とは、酸素ラジカルが生成された日又はその当時を意味する)の濃度に比べて、前記所定の期間にわたって約75%超、約80%超、約85%超、約90%超、約95%超、約96%超、約97%超、約98%超、又は約99%超の濃度で残存し得ることを意味し得る。例えば、一実施形態において、安定な酸素は、少なくとも1年間、1日目に比べて約95%超の濃度である。別の実施形態において、少なくとも1つの酸素ラジカルが、少なくとも1年間約98%超の濃度である。

0120

安定とは、安定な酸素ラジカルが、前記所定の期間にわたって、1日目又は生成された日の濃度に比べて約75%超、1日目又は生成された日の濃度に比べて約80%超、1日目又は生成された日の濃度に比べて約85%超、1日目又は生成された日の濃度に比べて約90%超、1日目又は生成された日の濃度に比べて約95%超、1日目又は生成された日の濃度に比べて約96%超、1日目又は生成された日の濃度に比べて約97%超、1日目又は生成された日の濃度に比べて約98%超、又は1日目又は生成された日の濃度に比べて約99%超の濃度で残存し得ることを意味し得る。例えば、一実施形態において、安定な酸素は、少なくとも1年間、1日目に比べて約95%超の濃度である。別の実施形態において、少なくとも1つの酸素ラジカルは、少なくとも1年間約98%超の濃度である。

0121

本明細書において使用するとき、安定性は、更に、基準試料と比較したときの特定種の量を指すこともある。一部の実施形態において、参照試料は、1L容器内において、3アンペア、40°Fで3分間にわたって電気分解された0.9%等張液から作製され得る。別の実施形態において、参照試料は、本明細書の別所に記載のプロセスに従って作製されてもよい。参照基準は、「採取したての」試料として処理ラインから直接瓶詰めすることも可能である。

0122

他の実施形態において、少なくとも1つの酸素ラジカルは、少なくとも4年間約86%超安定であり、少なくとも6年間約79%超安定であり、少なくとも8年間約72%超安定であり、少なくとも10年間約65%超安定であり、又は少なくとも20年間約100%安定である。

0123

更に他の実施形態では、少なくとも1つの酸素ラジカルは、少なくとも2年間、少なくとも3年間、少なくとも4年間、少なくとも5年間、少なくとも6年間、少なくとも7年間、少なくとも8年間、少なくとも9年間、少なくとも10年間、少なくとも15年間、又は少なくとも20年間約95%超安定である。更に他の実施形態では、少なくとも1つの酸素ラジカルは、少なくとも2年間、少なくとも3年間、少なくとも4年間、少なくとも5年間、少なくとも6年間、少なくとも7年間、少なくとも8年間、少なくとも9年間、少なくとも10年間、少なくとも15年間、又は少なくとも20年間約96%超安定である。更に他の実施形態では、少なくとも1つの酸素ラジカルは、少なくとも2年間、少なくとも3年間、少なくとも4年間、少なくとも5年間、少なくとも6年間、少なくとも7年間、少なくとも8年間、少なくとも9年間、少なくとも10年間、少なくとも15年間、又は少なくとも20年間約97%超安定である。更に他の実施形態では、少なくとも1つの酸素ラジカルは、少なくとも2年間、少なくとも3年間、少なくとも4年間、少なくとも5年間、少なくとも6年間、少なくとも7年間、少なくとも8年間、少なくとも9年間、少なくとも10年間、少なくとも15年間、又は少なくとも20年間約98%超安定である。更に他の実施形態では、少なくとも1つの酸素ラジカルは、少なくとも2年間、少なくとも3年間、少なくとも4年間、少なくとも5年間、少なくとも6年間、少なくとも7年間、少なくとも8年間、少なくとも9年間、少なくとも10年間、少なくとも15年間、又は少なくとも20年間約99%超安定である。更に他の実施形態では、少なくとも1つの酸素ラジカルは、少なくとも2年間、少なくとも3年間、少なくとも4年間、少なくとも5年間、少なくとも6年間、少なくとも7年間、少なくとも8年間、少なくとも9年間、少なくとも10年間、少なくとも15年間、又は少なくとも20年間100%安定である。

0124

酸素ラジカルの安定性は、経時的な崩壊率と定めることも可能である。超酸化物の崩壊は、Ong,Ta−Chung,「Detailed Mechanistic and Optimization of the Photochemical Production Method of Superoxide」(2007年)、Honors Theses.Paper 267、http://digitalcommons.colby.edu/honorstheses/267(2013年8月14日検索)に記載されており、その全体が本明細書に援用される。実質上安定とは、崩壊率が、1ヶ月につき1%未満、1ヶ月につき2%未満、1ヶ月につき3%未満、1ヶ月につき4%未満、1ヶ月につき5%未満、1ヶ月につき6%未満、1ヶ月につき10%未満、1年につき3%未満、1年につき4%未満、1年につき5%未満、1年につき6%未満、1年につき7%未満、1年につき8%未満、1年につき9%未満、1年につき10%未満、1年につき15%未満、1年につき20%未満、1年につき25%未満、1ヶ月につき3%未満から1年につき7%未満までの間であることを意味し得る。

0125

他の実施形態において、安定性は、半減期で表すことも可能である。安定な酸素ラジカルの半減期は、約6ヶ月月、約1年。約2年、約3年、約4年、約5年、約10年、約15年、約20年、約24年、約30年、約40年、約50年、約1年超、約2年超、約10年超、約20年超、約24年超、約1年〜約30年の間、約6年〜約24年の間、又は約12年〜約30年の間であり得る。

0126

保存期間強化溶液中の活性種の濃度は、蛍光分光法(fluorescence photo spectroscopy)で検出され、時がたってもそれほど減少しない可能性がある。数学的モデルから、HOCI−−*O2−結合錯体は室温で生じ得ることが分かった。分子錯体は、活性種の揮発成分を維持し得る。例えば、分子錯体の結果としての全血中の活性種の濃度は、活性種の経時的な分解を阻止する可能性がある。

0127

活性種は、更に、「還元種」(RS)と「活性酸素種」(ROS)に分類することができる。活性種は、強制電子供与プロセスにより再構成されたときに水分子と塩化ナトリウムイオンから生成され得る。塩処理された水の中のより低い分子エネルギー構造に由来する電子は、分子エネルギーがより高い、より活性な分子構造を強いられる可能性がある。電子が取り出された種は、「電子の乏しい状態」となり得、RSと称され、最適条件下で容易にH2O2又はO2などの電子受容体(又はプロトン供与体)となり得る。高エネルギー電子を生成する種は、電子供与体であり得、ROSと称され、最適条件下でこれらの電子をエネルギー的に放出する可能性がある。

0128

ROS中のエネルギー電子は、不対の場合、「ラジカル」と称される。ROS及びRSは、再結合すると、触媒酵素によって互いに中性となり得る。3つの要素(1)酵素、(2)電子受容体、及び(3)電子供与体は全て、生じるべき中和反応のために同時に同じ位置に存在する可能性がある。

0129

組成物を生成するのに用いられるパラメータに応じて、様々な構成成分が様々な濃度で存在し得る。一実施形態において、組成物は、約0.1ppt、約0.5ppt、約1ppt、約1.5ppt、約2ppt、約2.5ppt、約3ppt、約3.5ppt、約4ppt、約4.5ppt、約5ppt、約6ppt、約7ppt、約8ppt、約9ppt、約10ppt、約20ppt、約50ppt、約100ppt、約200ppt、約400ppt、約1,000ppt、約0.1ppt〜約1,000ppt、約0.1ppt〜約100ppt、約0.1ppt〜約10ppt、約2ppt〜約4ppt、少なくとも約0.1ppt、少なくとも約2ppt、少なくとも約3ppt、最大で約10ppt、又は最大で約100PPTのOCl−を包含し得る。一部の実施形態において、OCl−は3pptで存在し得る。他の実施形態において、OCl−は1〜100ppm、10〜30ppm、又は16〜24ppmで存在し得る。特定の実施形態において、OCl−は16ppm、17ppm、18ppm、19ppm、20ppm、21ppm、22ppm、23ppm、24ppm、又は25ppmで存在し得る。他の実施形態において、OCl−は、組成物中の主要な塩素含有種であり得る。

0130

電気分解中のこれらのそれぞれの相対濃度及び生成率を求めるために、特定の一般的な化学原理が有用である可能性がある。

0131

1)分子の構築には、特定量ギブス自由エネルギーが必要である。ギブス自由エネルギーは、図2に記す電極電位の差に比例する。幅広いエネルギー要件をもつ反応はさほど生じず、例えば、金属ナトリウムを作製するには(0.00Vでの水素還元と比較して)−2.71Vの電極電位が必要である。

0132

Na++1e-→Na(s)

0133

かかる幅広いエネルギー差要件は、この反応を、より幅の狭いエネルギー要件を有する他の反応に比べて生じにくくさせる。電極由来の電子(単数又は複数)は、より少量のエネルギーを必要とする反応、例えば水素ガスの生成において優先的に使用され得る。

0134

2)電子及び反応物は、電極上で同一の微局所性(micro-locality)となるように求められる。数種の反応物を必要とする反応は生じにくい可能性があり、例えば次の式:
Cl2+6H2O→10e-+2ClO3-+12H+
は、6個の水分子とCl2分子が電極の同じ位置に同時に存在して10個の電子の放出が同時に生じる必要がある。これが発生する可能性は、一般に、同時に発生するために多少濃厚な反応物を必要とする他の反応よりも低いが、かかる反応は未だ生じる可能性がある。

0135

3)先行世代で発生した反応物は、反応物が発生した電極へ輸送又は拡散され得る。例えば、第一世代からアノードで生成された溶解酸素(O2)は、第二世代において超酸化物及び過酸化水素を生成するためにカソードへと輸送され得る。イオンは、更に容易に輸送できるが、その電荷が原因で電界によって平行に引っ張られる可能性がある。塩素酸塩を発生させるために、例えば先ずHClO2を生成してカスケード反応を開始することがあるが、HClO2生成に関する制限が任意の後続の塩素酸塩生成を制限する可能性もある。低温はHClO2生成を阻止できる。

0136

前記生成物の安定性及び濃度は、場合によっては実質上、周囲環境に左右される可能性がある。錯体及び水クラスターの生成は、一部のもの、特に遊離ラジカルの存続時間に影響を及ぼす可能性がある。

0137

中性pHの水溶液(pH約7.0)中、室温において、超酸化物遊離ラジカル(O2*−)の半減期は10ミリ秒であり、溶解オゾン(O3)の半減期は約20分である。過酸化水素(H2O2)は、中性水溶液環境下では比較的長く存続するが、酸化還元電位及び紫外線に左右される可能性がある。他の実体、例えばHCl及びNaOHは、存続し続けるために、酸性又は塩基性環境に依存する。中性pH溶液中のH+イオン及びOH−イオンの濃度は、電極から離れたバルク水溶液中、約1千万分の1部である。H−及び1Oは素早く反応できる。大部分の前記部位の安定性はその微小環境に左右される可能性がある。

0138

超酸化物及びオゾンは、次亜塩素酸塩との安定なファンワールス分子錯体を生成し得る。極性をもった水クラスターの、荷電イオン周囲でのクラスター形成は、次亜塩素酸塩−超酸化物錯体及び次亜塩素酸塩−オゾン錯体を維持する効果も有し得る。かかる錯体は、触媒基質上での分子レベルの電気分解によって形成され得るが、構成成分同士の混合によって自発的に生じない場合がある。次亜塩素酸塩は、溶解塩素ガス(Cl2)と水との反応によっても自発的に生成され得る。そのため、中性食塩水中では、1種以上の安定な分子及び錯体の生成により、油溶性ガスO2、H2、Cl2、次亜塩素酸塩OCl−、HOCl、NaOCl、ハイポクロラートHClO2、ClO2、HClO3、HClO4、過酸化水素H2O2、イオンNa+、Cl−、H+、H−、OH−、オゾンO3、O4*−、一重項酸素1O、ヒドロキシル遊離ラジカルOH*−、超酸化物錯体HOCl−O2*−、及びオゾン錯体HOCl−O3が存在し得る。前記分子のうち1つ以上は、本明細書に記載の組成物(複数及び単数)の内部で見つかる可能性がある。

0139

様々な温度、電極形状、流れ及びイオン輸送機構、並びに電流変調が実質的にこれらの構成成分の相対/絶対濃度を変え得るという事実自体によって製造が複雑であって、結果として別個の組成物が製造される可能性があることから、完全な量子科学理論が有用な可能性もある。そのため、生成パラメータの選択が重要であり得る。変化量を全て実験で調べるためにかかる時間は非常に長い可能性がある。

0140

電界溶液の塩素濃度は、約5ppm、約10ppm、約15ppm、約20ppm、約21ppm、約22ppm、約23ppm、約24ppm、約25ppm、約26ppm、約27ppm、約28ppm、約29ppm、約30ppm、約31ppm、約32ppm、約33ppm、約34ppm、約35ppm、約36ppm、約37ppm、約38ppm、約約38ppm未満、約約35ppm未満、約約32ppm未満、約約28ppm未満、約約24ppm未満、約約20ppm未満、約約16ppm未満、約約12ppm未満、約約5ppm未満、約30ppm〜約34ppmの間、約28ppm〜約36ppmの間、約26ppm〜約38ppmの間、約20ppm〜約38ppmの間、約5ppm〜約34ppmの間、約10ppm〜約34ppmの間、又は約15ppm〜約34ppmの間であり得る。一実施形態において、塩素濃度は約32ppmである。別の実施形態において、塩素濃度は約41ppm未満である。

0141

一部の実施形態において、塩化物種は1400〜1650ppm存在し得る。特定の実施形態において、塩化物種は1400〜1500ppm、1500〜1600ppm、又は1600〜1650ppmで存在し得る。他の実施形態において、塩化物アニオンは、初期溶液に添加されたNaClの量に基づいて予め決められた量で存在し得る。

0142

一部の実施形態において、ナトリウム種は1000〜1400ppm存在し得る。特定の実施形態において、ナトリウム種は1100〜1200ppm、1200〜1300ppm、又は1300〜1400ppmで存在し得る。例えば、ナトリウム種は1200ppmで存在し得る。他の実施形態において、ナトリウムアニオンは、初期溶液に添加されたNaClの量に基づいて予め決められた量で存在し得る。

0143

電界溶液中の塩分濃度は、約0.10w/v%、約0.11w/v%、約0.12w/v%、約0.13w/v%、約0.14w/v%、約0.15w/v%、約0.16w/v%、約0.17w/v%、約0.18w/v%、約0.19w/v%、約0.20w/v%、約0.30w/v%、約0.40w/v%、約0.50w/v%、約0.60w/v%、約0.70w/v%、約0.10w/v%〜約0.20w/v%、約0.11w/v%〜約0.19w/v%、約0.12w/v%〜約0.18w/v%、約0.13w/v%〜約0.17w/v%、又は約0.14w/v%〜約0.16w/v%であり得る。

0144

組成物は、一般に、細胞中及び細胞の周囲に見出される天然塩水化合物のレドックスシグナル伝達分子組成物を模倣した純粋な生理食塩水の電解及び/又は触媒生成物を包含し得る。組成物は、様々な生体媒質分子組成物を模倣する又は中実に映し出すように微調整され得る。組成物は、含まれている塩素以外の活性種を有し得る。上述の通り、本明細書に記載の組成物(複数及び単数)に含まれる種としては、O2、H2、Cl2、OCl−、HOCl、NaOCl、HClO2、ClO2、HClO3、HClO4、H2O2、Na+、Cl−、H+、H−、OH−、O3、O4*−、1O、OH*−、HOCl−O2*−、HOCl−O3、O2*、HO2*、NaCl、HCl、NaOH、及び水クラスターn*H2O(イオン周囲の誘導双極子層)、並びにこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

0145

一部の実施形態において、前記組成物中には実質上有機物質が含まれていない。実質上有機物質を含まないとは、有機物質が合計約0.1ppt未満、約0.01ppt未満、約0.001ppt未満、約0.0001ppt未満であり得る。

0146

組成物は、消費者の元へ出荷するために必要に応じて貯蔵して瓶詰めされ得る。組成物の存続期間は、約5日、約30日、約3ヶ月、約6ヶ月、約9ヶ月、約1年、約1.5年、約2年、約3年、約5年、約10年、少なくとも約5日、少なくとも約30日、少なくとも約3ヶ月、少なくとも約6ヶ月、少なくとも約9ヶ月、少なくとも約1年、少なくとも約1.5年、少なくとも約2年、少なくとも約3年、少なくとも約5年、少なくとも約10年、約5日〜約1年の間、約5日〜約2年の間、約1年〜約5年の間、約90日〜約3年の間、約90日〜約5年の間、又は約1年〜約3年の間であり得る。

0147

品質保証試験は、バッチが瓶付けを承認され得る前にバッチ毎に実施されてもよく、又はビン詰め中若しくはその後で行われてもよい。16オンス試料瓶は、完成したバッチからそれぞれ採取されて分析され得る。混入物質、例えば重金属又は塩素酸塩の存在確認を行うこともある。次いで、蛍光分光法により、活性成分のpH、遊離塩素量及び全塩素量、並びに活性分子濃度を分析し得る。これらの結果は、全ての試料と比べて試験される標準溶液の結果と比較され得る。バッチの結果が標準溶液に対して一定の範囲内にあれば、合格となる。化学的色素分光法によるMS解析無作為標本で行って、生成段階からの混入物質が存在するかどうかを判定することも可能である。

0148

ゲル又はヒドロゲルは、局所に適用され得る。局所製品は、0.01L〜0.6L(0.5オンス〜20オンス)のようにオンス単位で又はユーザの要望通りに適用され得る。局所製品は、投与する場合、1日に1回、2回、3回、4回又はそれ以上で投与され得る。投与はそれぞれ、約0.03L(約1オンス)、約0.06L(約2オンス)、約0.09L(約3オンス)、約0.12L(約4オンス)、0.15L(約5オンス)、約0.18L(約6オンス)、約0.21L(約7オンス)、約0.24L(約8オンス)、約0.27L(約9オンス)、約0.30L(約10オンス)、約0.33L(約11オンス)、約0.35L(約12オンス)、約0.16L(約16オンス)、又は約0.59L(約20オンス)であり得る。一実施形態において、組成物は、約0.12L(約4オンス)を1日に2回の速度で投与され得る。

0149

他の実施形態において、投与は短期間であっても長期間であってもよい。例えば、組成物は1日、1週間、1ヶ月、1年又はそれ以上にわたって投与され得る。他の実施形態において、組成物は、単に必要に応じて適用することも可能である。

0150

(実施例1)
実施例1は、少なくとも1つの還元種(RS)と、少なくとも1つの活性酸素種(ROS)と、を含む組成物の製造方法を実証する。特に、図3は、本明細書によるレドックスシグナル伝達試薬を含むレドックスシグナル伝達組成物を製造するための方法及びシステムの平面図を表す。当業者には、組成物を改変するためにシステムに変更を加えることが可能であることが分かり、これらの変更は本明細書の範疇にある。

0151

流入する水202を約15〜20℃において逆浸透装置204に供することで、全溶解固形分約8ppmを含む純水206が得られる。次に、純水206を約15〜20℃の温度で蒸留器208に送り込んで処理することで、全溶解固形分約0.5ppmを含む蒸留水210が得られる。その後、蒸留水210は槽212に貯蔵され得る。

0152

図4は、治療薬組成物へ更に処理する場合の水の調製システムの一例を表す。システム300は、水供給源302を備えることができ、これは炭素フィルター304に直接送り込むことができる。炭素フィルター304で油、アルコール、及び揮発性化学物質残渣及び粒子状物質を除去した後、水を軟水化装置306内部の樹脂床へ向けて、そこで溶解鉱物を除去することができる。その後、先に説明したように、水を逆浸透装置204及び蒸留器208に通すことができる。

0153

図3を再度参照すると、蒸留水210は槽212から必要に応じてライン216を用いて食塩水貯蔵槽群214へ重力供給することができる。一実施形態において、食塩水貯蔵槽群214には12の槽218を収容することができる。各槽218には、約4921リットル(1,300ガロン)まで蒸留水210を充填することができる。小形計器を用いて蒸留水210の塩分濃度を試験することができる。

0154

食塩水貯蔵槽群214を次にブラインシステム220を用いて加塩する。ブラインシステム220には、2つのブライン槽222を収容することができる。各槽の容量は、約1893リットル(約500ガロン)であり得る。ブライン槽222にライン224を用いて蒸留水210を1798リットル(475ガロン)充填し、次いで、NaClをブライン槽222に液体1L当たり142.2g(液体1ガロン当たり約537.5g)の割合で添加する。この時点で、水をブライン槽222内で毎時約7571L(毎時2,000ガロン)の速度で約4日間循環させる。

0155

槽218にブラインを添加する前に、槽218内の水の塩分濃度を、YSI ECOSENSE(登録商標)ecp300(YSI Inc.(Yellow Springs,OH))などの小形導電率計を用いて試験することもできる。この時点で、塩分濃度測定値に基づいて任意の補正を行うことができる。次に、ブライン溶液228を槽218に加えて塩濃度約2.844g/L(約10.75g/ガロン)とする。加塩処理された水をブライン槽218内で毎時約7571L(毎時2,000ガロン)の速度で約72時間以上にわたり循環させる(230)。この循環は室温で行う。更に、小形プローブを用いて塩分処理された溶液の塩分濃度を試験することも可能である。一実施形態において、塩素濃度は約2.8ppthである。

0156

塩水をブライン貯蔵槽に充填して混合する一つの方法において、槽内に残存する液体の量を測定する。槽内に残存する液体の量は、槽を支えている床からの液面の高さ(センチメートル)を記録して、この高さが表すガロン数を参照することで求められる。このことは、槽が半透明の場合、槽の外部から行うことが可能である。結合された両方の槽内の初期液体高さを測定することも可能である。そこで、排出弁が閉まったことを確認した後、蒸留水をポンプで供給することができる。ポンプで貯蔵槽に供給される蒸留水の量は、液面の上昇を測定し、充填された高さから初期高さを差し引いて、その差に既知の因子を乗ずることにより計算することができる。

0157

槽に加えられた蒸留水3.8リットルに対し塩11グラム(1ガロン毎に塩11グラム)を乗ずることで、槽に添加された塩の量を計算する。塩は、注意深く検量して槽へ投入され得る。

0158

次いで、循環ポンプを作動させてから槽の上部弁及び底部弁を開放することで、槽を撹拌する。液体を槽の底部から上部へポンプで汲み上げる。槽は、処理の準備をする前に3日間撹拌され得る。

0159

槽を6時間超撹拌した後、槽から試料を採取して試験することで塩分濃度計を用いて塩分濃度を調べる。塩又は水を加えて槽内の塩分濃度を調節することも可能である。更に水又は塩を加えた場合は、槽を更に6時間撹拌して再度試験する。約3日間撹拌した後に、槽は、処理の準備にかかる。

0160

塩処理された水232を、次いで、低温食塩水層234へ移動させる。一実施形態において、4つの946リットル(250ガロン)槽を用いる。移動した塩処理された水232の量は約3785リットル(約1,000ガロン)である。冷却装置236、例えば14,515キログラム(16トン)の冷却装置を用いて、熱交換機238を約0〜5℃まで冷却させる。塩処理された水を、当該塩処理された水の温度が約4.5〜5.8℃となるまで、プロピレングリコールを循環させた熱交換機によって循環させる(240)。塩処理された水3785リットル(1,000ガロン)を冷却するのに、一般に、約6〜8時間かかる。

0161

低温の塩処理された水242を、次いで、処理槽244へ移動させる。一実施形態では、8つの槽を用い、各槽の容量は約681リットル(約180ガロン)であってよい。合計3785リットル(1,000ガロン)となるように各処理槽244に約473リットル(約125ガロン)まで充填する。再度、熱交換器246を用いて、処理槽244に添加された低温の塩処理された水242を冷却する。各処理槽には、冷却管円筒部が備わっており、プロピレングリコールを循環させることができる。熱交換機には、3,629〜4,536キログラム(4〜5トン)の冷却装置248を装備することができる。低温の塩処理された水242の温度は、処理中、4.5〜5.8℃に保持することができる。

0162

古い塩水を処理槽へ移動させる前に、古い塩水を約30分間撹拌させて、古い塩水を十分に混合することも可能である。その後、再循環弁を閉じてから、生産槽に付いた適切な入口弁を開放し、塩水が冷却コイルを覆って充填指標に達するように槽に充填する(約473リットル(約125ガロン))。

0163

古い塩水が生成温度に達した後、ポンプは止めるが、冷却装置はそのまま放置する。電気化学処理の全期間にわたって槽を十分に撹拌又は再循環させ、かつその間、温度を一定に保つ必要がある。

0164

各処理槽244は電極250を備える。電極250は、チタン製でかつ白金めっきされた8センチメートル(3インチ)の高層環状構造物であり得る。低温の塩処理された水の電気化学処理は8時間実行し得る。電源252を用いて8つの電極(各処理槽244に1つ)にそれぞれ7アンペア、合計56アンペアの電力を供給する。低温の塩処理された水は、電気化学処理の間、毎時約3785L(毎時約1,000ガロン)の速度で循環させる(254)。

0165

独立した流速計を用いて電流を約7.0アンペアに設定し得る。電圧が12Vを超えずかつ9V未満にならないことを確実にするよう、留意する。通常運転は約10Vであり得る。あるいは、通常運転は、1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V、11V、又は12Vであり得る。

0166

タイマーを所定の時間(約4.5〜5時間)に設定し得る。各生成槽にはそれぞれ固有のタイマー及び/又は電源が装備され得る。タイマーが終了した後に電極のスイッチを切る必要がある。

0167

生成槽は周期的に検査され得る。温度及び/又は電流は実質上一定に維持され得る。開始時には、電極では、目に見え気泡を放出していることが最上部から確認され得る。約3時間後、酸素が飽和すると非溶解酸素の小さな気泡が槽内で生じ始めて、電極の眺めを遮る可能性がある。かすか塩素臭は正常であり得る。

0168

8時間の電気化学処理が完了した後、pH約6.8〜8.2及び塩素量32ppmの存続期間が改善された水256が産生された。組成物256を貯蔵槽258へ移動する。生成物ASEAは、このプロセスで作製され得る。好ましくは、生成物ASEAは実施例1の方法で作製する。

0169

(実施例2)
実施例1に記載の通り生成された溶液の特性
実施例1に記載の通り生成された組成物を、多種多様な特性評価法を用いて分析した。ICP/MS及び35Cl NMRを用いて塩素含量を分析して定量化した。ヘッドスペース質量分析方を用いて、組成物中の吸着ガス含量を分析した。1H NMRを用いて、組成物中の有機物質含量を確認した。スピントラップ分子を利用する31P NMR及びEPR実験を用いて組成物の遊離ラジカルを調査した。

0170

組成物を得て、使用しないときには約4℃で貯蔵した。

0171

塩素NMR
様々なpH値次亜塩素酸ナトリウム溶液を調製した。5%次亜塩素酸ナトリウム溶液のpHは12.48であった。5%次亜塩素酸ナトリウム溶液に濃硝酸を添加して、pH9.99、6.99、5.32及び3.28の溶液を生成した。次に、これらの溶液をNMR分光法で分析した。組成物のpH測定値は8.01であり、そのまま希釈せずにNMRで分析した。

0172

NMR分光実験は、BBOプローブを装備した400MHz Bruker分光計を用いて行った。35Cl NMR実験は、周波数39.2MHzの単一パルス方式で行った。再生待ち時間は10秒とし、1試料当たり129回スキャンした。外部化学シフト基準としてNaCl水溶液を用いた。実験は全ては室温で行う。

0173

NaCl溶液、様々なpH値に調整したNaClO溶液、及び前記組成物に関して35Cl NMRを収集した。図5は、NaCl、pH 12.48のNaClO溶液及び前記組成物のCl35スペクトルを表す。化学シフトスケールは、Ci−ピークを0ppmに設定することで基準とした。pH7超のNaClO溶液は、約5.1ppmにピークを有する同一のスペクトルを示した。pH 7.0未満では、ClO−ピークが消失して、よりブロード識別し難いピークに取って代わった。前記組成物は、約4.7ppmに当該組成物中のClO−からのピークを1つ有することが示された。組成物中のClO−濃度を推定するためにこのピークを積算したところ、組成物中のClO−が2.99ppt又は0.17Mであると判定した。

0174

プロトンNMR
ASEA 550μL及びD20(Cambridge Isotope Laboratories)50μLをNMR試料管に入れて試料を10秒間ボルテックスすることで、ASEA試料を調製した。1H NMR実験は、QNP低温冷却型プローブを装備した700MHz Bruker分光計を用いて行った。実験では、水の共鳴実験において前置飽和した単一パルスを使用した。合計1024回スキャン行った。実験は全ては室温で行った。

0175

前記組成物の1HNMRスペクトルを求めた。これを図6に示す。このスペクトルからは、水に関連するピークのみを識別することができた。このスペクトルからは、本方法を用いると、組成物中の有機物質は、検出されたとしても極微小であることが分かる。

0176

リンNMR及び質量分析
DIPPMPO(5−(ジイソプロポキシホルホリル1)−5−1−ピロリン−N−オキシド)(VWR)試料は、DIPPMPO約5mgを2mLの遠心分離管量り入れて調製した。次に、この遠心分離管に、前記組成物又は水のいずれかを550μL、続いて重水(D2O)を50μL添加した。組成物は含むがDIPPMPOを含まない溶液も調製した。これらの溶液をボルテックスしてNMR試料管に移し替えた。前記組成物600μ中にDIPPMPO約5mgを溶解してボルテックスすることで質量分析用試料を調製し、次いでこの試料100μL及び水900μLをバイアル瓶に加えてボルテックスすることで試料を希釈した。

0177

NMR実験は、QNP極低温冷却用プローブを装備した700MHzのBruker分光計を用いて行った。実験は、31P周波数283.4MHzにおいて30°の単一パルスで行った。再生待ち時間は2.5秒とし、16384回のスキャンを用いた。外部標準としてリン酸を使用した。実験は全ては室温で行った。

0178

質量分析実験は、ASEA/DIPPMPO試料をそのままWaters/Synapt飛行時間型質量分析注入することにより行った。試料を質量分析計にそのまま注入し、LCの側管に通して、陽イオンモード及び陰イオンモードの両方でモニターした。

0179

水中のDIPPMPO、組成物単独、及びDIPPMPOが添加された組成物に関して、31PNMRスペクトルを収集した。化学シフト基準としてリン酸外部基準を使用した。図7は、組成物を混入させたDIPPMPOの31P NMRスペクトルを表す。21.8ppmのピークはDIPPMPOであると判定され、前記組成物を含むDIPPMPOのスペクトル(図7)及び当該組成物を含まないスペクトル(図示せず)の両方で観測された。24.9ppmのピークは、他のDIPPMPO実験で判定されたように、おそらくはDIPPMPO/OH・である。このピークは、前記組成物を含む及び含まないDIPPMPO混合物の両方で観測されるが、当該組成物を含む溶液中での方がより大きな濃度で検出される。前記組成物を含むDIPPMPO混合物には、17.9ppmに別のピークが存在する。このピークは、前記組成物中の別のラジカル種、例えばOOH・又は異なるラジカル錯体である可能性がある。前記組成物/DIPPMPO溶液中のスピントラップ錯体のおおよその濃度は次の通りである。

0180

0181

未確認ラジカル種の組成を判定するために、質量スペクトル解析データを収集した。質量スペクトルからは、図8に示すように、264、222及び180(m/z)にピークを有するDIPPMPOに関する親ピーク及びフラグメンテーションパターンが示されている。図8には、DIPPMPO/Na付加物及び後続のフラグメントに関するピークも286、244及び202(m/z)に示されている。最終的に、図8からは、1種のDIPPMPO/ラジカル錯体が329(m/z)にピークを有することが実証された。陰イオンモード質量スペクトルでも対応するピークが327(m/z)に見つかった。図8に示すように、より低強度の追加ピークも349、367及び302に存在する。これらのピークのうち陽性と確認されたものはなかった。ただし、これらの質量分析スペクトルパターンをもたらす構造は生じ得る。1つの可能性として、329に発生したピークはラジカルとDIPPMPOとの結合によって生成された構造という可能性もある。このラジカル種が生成される可能性としては、大気中の窒素と反応した結果、前記組成物中で形成され得るニトロキシ−過酸化物ラジカル(HNO−HOO・)が挙げられる。349のもう1つのピークは、DIPPMPO/ラジカル混合の結果という可能性がある。すなわち、このラジカルが生成される可能性は、次亜塩素酸塩−過酸化物(HOCl−HOO・)であり得る。また一方で、このピークの強度の弱さ、及び陰イオンモード質量分析スペクトルにおける347の対応するピークの強度の弱さからは、これが極低濃度不純物であって、ASEA組成物中に含まれる化合物ではないことが分かる。

0182

ICP/MS分析
NMRで求めた次亜塩素酸塩濃度を確認するために、試料をAgilent 7500シリーズ誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)で分析した。5%次亜塩素酸ナトリウム貯蔵溶液を用いて、脱イオン化Milli−Q水中、300ppb、150ppb、75ppb、37.5ppb、18.75ppb、9.375ppb、4.6875ppb、2.34375ppb、及び1.171875ppbからなる一連希釈液を調製した。これらの基準を用いて検量線を規定した。

0183

NMR次亜塩素酸濃度データに基づき、164.9835ppb、82.49175ppb、41.245875ppb、20.622937ppb、10.311468ppb、及び5.155734ppbからなる一連の希釈液を調製した。こうして、これらの理論値をICP−MS分析測定値と比較した。装置パラメータは次の通りであった。

0184

0185

ICP−MS分析結果は次の通りである。

0186

0187

グラフから希釈液をICP−MS信号と比較して、一次方程式に当てはめた(R2=0.9522)。ICP−MS信号が線形挙動仮定して、組成物中の次亜塩素酸塩濃度は3.02pptであると査定された。濃度値は、初期組成物希釈濃度を計算して初期組成物の次亜塩素酸濃度を3ppt(35ClNMR分析で得られた値)と推定することで求めた。ICP−MSデータは35ClNMRデータとよく関連しており、次亜塩素酸濃度がおよそ1/3%(3ppt)であると確認された。ここで注目すべきなのは、ICP−MS分析は、溶液中の総塩素元素濃度は測定できるが、特定の塩素種の濃度は測定できないことである。NMRデータからは、組成物中には塩素がClO−として主に存在することが分かった。

0188

気相四重極型質量分析
試料調製
分析用に3つの試料群、すなわち1)Milli−Q脱イオン水、2)組成物、及び3)5%次亜塩素酸ナトリウム標準溶液を3つずつ調製した。使用したバイアル瓶は、マグネチッククリンプキャップ付き20mLヘッドスペースバイアル瓶(GERSTEL)であった。各バイアル瓶(VWR)には、試料10mLと共に小形撹拌子を入れた。バイアル瓶にキャップをしてから、Bransonモデル5510超音波破砕機内に60℃で1時間留置した。

0189

超音波破砕機を脱気モードに設定して、試料から油溶性ガスをヘッドスペースへ放出させた。脱気後、試料を、加熱撹拌機とヘッドスペース注射器とを装備したCTC PALオートサンプラーに設置した。撹拌機は750rpm及び95℃に設定し、注射器は75℃に設定した。各バイアル瓶は、撹拌機内に20分間留置してから装置へ注入した。ヘッドスペース容量2.5mLをバイアル瓶から採取して、装置へ注入した。

0190

装置パラメータ
使用した装置はAgilent 7890AGCシステムであり、電子イオン化用に設けられたAgilent 5975CEI/CIシングル四重極型質量分析計選択的検出器(MSD)に接続されていた。ガスクロマトグラフィーオーブンは全面入口で40℃に設定し、移送ラインはそれぞれ150℃及び155℃に設定した。使用したキャリアガスヘリウムであり、圧力を0.1MPa(15PSI)に設定した。

0191

MSDは、以下の分析物を検出するようにシングルイオンモード(SIM)に設定した。

0192

0193

イオン化源温度は230℃に設定し、四重極温度は150℃に設定した。電子エネルギーは15Vに設定した。

0194

水、組成物及び次亜塩素酸溶液の気相ヘッドスペース分析により、質量分析データが得られた。あらゆる統計的な装置変動を排除するために、質量分析計から得た面積カウント数生データを窒素の面積カウント数に正規化した。窒素がヘッドスペースを占有しかつ水が溶媒である場合、バイアル瓶内には窒素と水が等容積で含まれているので、窒素と水の両方を標準物質として用いた。脱気後の各試料では水と窒素の総容積が同じであると考えられる。この仮定を正しいとするためには、窒素と水の比が各試料において同じである必要がある。相対標準偏差率(% RSD)のカットオフ値は5%とした。9つの試料全体で、% RSD 4.2%が確認された。注目すべきことに、試料NaClO−3は、除去したときに% RSDが3.4%まで低下するので、異常値であると考えられる。

0195

図9図11には、酸素/窒素比、塩素/窒素比、及びオゾン/窒素比を示す。組成物から放出されたガスは水や窒素よりも少なかったものと考えられる。ここで注目すべきなのは、オゾン及び塩素に関する信号はいずれも極めて弱かったことである。そのため、これらの信号は装置ノイズによるものであって標的分析物に関するものではないとされていた可能性がある。

0196

図12は、二酸化炭素と窒素との比を示す。組成物から放出された二酸化炭素は酸素よりも多かった可能性があると考えられる。また一方で、これは、大気からのバックグラウンド汚染によるものであり得る可能性がある。

0197

上述を踏まえると、水や次亜塩素酸塩からは組成物よりも多くの酸素が放出された。

0198

EPR
ERP分析用に2種の異なる組成物試料を調製した。一方の試料は、何も添加しない組成物であった。もう一方の試料は、組成物20mLにDIPPMPO 31mgを添加(5.9mM)し、ボルテックスして、4℃の冷蔵庫に試料を一晩留置することにより調製した。試料はいずれも小形毛細管に入れてから、それを標準5mmの分析用EPRチューブに挿入した。

0199

EPR実験は、BrukerEMX 10/12 EPR分光計で行った。EPR実験は、中心位置3500ガウス及び掃引幅100ガウスを用いて、9.8GHzで行った。変調周波数100kHz及び振幅変調1Gを有するパルスエネルギー20mWを用いた。実験は100回スキャンした。実験は全ては室温で行った。

0200

溶液にDIPPMPOを混入した及びそれを混入しなかった組成物に関してEPR分析を行った。図13は、組成物を混合したDIPPMPOから発生したEPRスペクトルを表す。100回スキャン後、組成物単独にはEPRシグナルが現われなかった(図示せず)。図13は、自由電子のためのEPR分裂パターンを示す。この電子は、3つの異なる核で分裂されているように見える。データは、これが、(DIPPMPOと類似の)DMPOと相互作用するOH・ラジカルの特徴的な分裂パターンであることを示している。このパターンは、ピークを3つの等価なピークに分裂する14Nの分裂と、パターンを2つの等価な三重線に分裂する1Hの3つの結合分裂と、で表すことができる。これらの分割が同一であれば、中央の2つのピークが外側のピークの2倍ある、四重線分裂が生じる。このパターンは図13中で2度、すなわち、一方の四重線では3457及び3471に、そしてもう一方の四重線では3504及び3518に大きなピークが見られる。この場合、14Nの分裂及び1Hの分裂はいずれも、およそ、DMPOに結合しているOH*ラジカルに類似した、14Gである。図13中の2つの二重線パターンは、47Gの追加分裂により生じる。この分裂は31Pとの結合によって生じる可能性が高く、同様のパターンがこれまでにも記録されている。図13のEPRスペクトルからは、DIPPMPO/OH・ラジカル種が溶液中に存在することが分かる。

0201

(実施例3)
本実施例では、本明細書によるレドックスシグナル伝達試薬を含むレドックスシグナル伝達組成物を製造するための方法及びシステムについて説明する。適切な供給電源を使用している限り、様々な容器で電気分解された流体を作製することが可能である。真菌感染症処置用の電界溶液の作製に用いられる装置の一例を、図14〜18に示す。

0202

先ず参照すると、図14は、一般に100で表される本発明の第1の現在好ましい実施形態の透視図であり、電源102と、104で表される流体レセプタクルと、を備えている。流体レセプタクル104には基部114が収容されており、その上に流体容器116が装着されている。基部114は、好ましくは、絶縁プラスチック材料製であり得る。流体容器116は、好ましくは、当該技術分野において入手可能な生物学的過程適合した、不活性な透明プラスチック材料製である。

0203

流体容器116を覆いかつ汚染物質が流体容器116に入るのを防ぐために、蓋118が備わっている。間違って流体容器116へ落ちる可能性のある異物が、流体容器116の底部へ落ちるのを防ぐために、スクリーン120が配置されている。処理対象である食塩水は、流体容器116に入れて蓋118をして、必要な時間を置いてから、電解食塩水を使用するために流体容器116から、例えば注射器へ採取され得る。流体容器116の底部は底124で密封されており、底124は基部114の内部に取り付けられている。

0204

一般に122で表される電極アセンブリは、流体容器中のどの流体もが電極アセンブリ122に暴露されるように底124に取り付けられている。電極アセンブリ122は、端子110及び112並びにケーブル106及び108をそれぞれ介して電源102に電気接続されている電源102は、流体を流体容器116に入れたときに制御された電圧及び電流を電極アセンブリ122へ供給する必要がある。電極アセンブリ122へ適用される電圧及び電流は、流体が電気分解されるに従って変化する。電圧102Aを設定して測定するための制御装置と、電流102Bを設定して測定するための制御装置と、が電源内部に備え付けられている。本発明によれば、直流約30ボルト未満の低電圧を使用する。代表的な電圧値及び電流値、並びに好ましい電圧値及び電流値を使用したときにもたらされる利点について簡単に説明する。

0205

図15は、図14に示す電極アセンブリ122の上面図である。電極アセンブリ122は、円筒形の内部電極128及び円筒形の外部電極126を備えている。内部電極128は、好ましくは中実であるか、又は流体が空洞に入らないように内部電極内のあらゆる空洞が密封されている。円筒形の内部電極128及び外部電極126が好ましく、そうすることで、外部形状が、例えば細長フラットパネル状である電極で得られるよりも高い性能が得られる。

0206

内部電極128の直径Aは、好ましくは約1.3センチメートル(2分の1インチ)であるが、内部電極の直径Aは、電極に対する特定の利用に応じて、本明細書に含まれる情報を用いて当業者が選択してもよい。外部電極126は一般には円筒形であり、好ましくは、内部電極を潜在的な物理的損傷から守ることを確実にする厚さ(図15中、Bで示す)を有するチタン製又はニオブ製である必要がある。分かるように、チタン及びニオブ耐食性という利点を持っており、これにより、電気分解される流体内への有害物質の侵入が更に阻止される。

0207

図15を更に参照すると、内部電極128と外部電極126の間のCで示された空間は最大値を超えない。電極間の距離を更に広げてから更に高圧を利用して所望の電気分解を生じさせる、これまで入手可能であった装置とは対照的に、本発明は、電極間の距離を狭く維持して、他の配置よりも改善された性能をもたらすものである。好ましくは、内部電極128と外部電極126との間の空間は約1.3センチメートル(1/2インチ)以下である。より好ましくは、内部電極128と外部電極126との間の空間は約0.95センチメートル(3/8インチ)以下であり、最も好ましくは、内部電極128と外部電極126との間の空間は約0.64センチメートル(1/4インチ)以下である。

0208

次に図15Aを参照する。図15Aは、図15中の線3−−3に沿って切り取られた電極アセンブリの垂直断面図である。図15Aから分かるように、外部電極126は内部電極128の上方に伸びて改善された電気性能及び物理的防護を提供する。外部電極126は、底124に設けられた穴から伸びたボルト130及び付属ナットによって底124に取り付けられている。ボルトとナットに取り付けられたリード線136によって外部電極126に電気接続が生じる。リード線136は端子110又は112の一方に装着されている。同様に、電気接続は、内部電極の底部から床124に設けられた穴を通じて伸びているねじ付き溶接スタットに装着されたナットによって所定の位置に保持されているリード線134によって内部電極128に生じている。リード線134は端子110又は112の残りの方に装着されている。リード線134及び136は、流体容器116内に入っているどの流体からも隔離されたままである。

0209

好ましくは、流体を電気分解するとき、内部電極128はアノードとして機能し、一方、外部電極はカソードとして機能するが、電源102と端子110及び112はこれを実行できるように適切に配置する必要がある。

0210

当該技術分野では、アノードは電気分解中、破壊力にさらされると考えられる。従来技術では、電極アセンブリのアノードは動作不能なところまで溶解する可能性があり、頻繁に交換する必要があり得る。批判的に言えば、電極アセンブリのアノードは溶解するので、アノードの金属構成成分が流体中に拡散される。流体が、生理液を処理するために使用される食塩水である場合、溶液に拡散された毒物、例えばアノードを含む物質は、処理によって恩恵を受けることを期待している人に対して有害であるか又は危険である可能性がある。

0211

当該技術分野では、アノード製造に有望な全物質の中でも、白金は、アノードとして使用したときに溶解する可能性が最も低いと考えられている。残念なことに、白金のコストが、全て白金からなるアノードの使用を妨げている。そのため、当該技術分野では一般に、電気分解される流体と接触する表面には白金層をめっきして、アノード用基材として別の金属を利用する。

0212

本発明は、有利なことにチタン、なお更に好ましくはニオブ(コロンビウムとしても既知である)からなる基材を備えた内部電極128、すなわちアノードを利用しており、流体がアノードのどこに接触しようとも、その上には白金層が設けられている。重大なことに、ニオブは、チタンの導電性よりも約3倍大きな導電性を有する、比較的良好な導電体である。そのうえ、基材金属を流体にさらした場合、例えばピンホール欠陥が発生した場合にも、ニオブと流体との接触によって毒性産物が生成されない。そのうえ、ニオブ基材が白金層を受け入れたときに生成される酸化物の食塩水中での高い絶縁破壊電圧が、本発明の更なる利点を提供する。

0213

アノードでは、ニオブ基材上に白金層が形成される。白金層は、好ましくは、当該技術分野において筆めっきと称される技法を用いて形成され、当業者は、本明細書に記載の情報を用いてその技法を実行することが可能である。他の技法、例えば槽の(浸漬)電気めっき法蒸着法、及びロール圧接法を用いて白金層を形成してもよいが、筆めっき法は、他の経済的な同等の技法よりも優れた接着性及び生じる気孔が少ないことから好ましい。

0214

白金層の厚さは、好ましくは約0.51μm(0.02mil)超、最も好ましくは約1.5μm(0.06mil)超で、かつ最大約5.1μm(0.20mil)である。電気アセンブリのアノードとしてのニオブの使用と筆めっき法の利用とを組み合わせることで、他の有力な候補よりも白金層を非常に薄くすることができ、更には、経済的で信頼性の高い運転をも提供する。当業者には、本発明により製造されるアノードであっても、使用期間後にはアノード、好ましくは図15Aに表された内部電極128を備えるもの、を交換する必要があり得ることが分かるであろう。本発明の実施形態の構造は、内部電極128及び外部電極126の交換が必要となったときに、当該交換を容易にする。

0215

本発明の第2の現在好ましい実施形態のブロック図を図16に表し、大まかには150で表す。図16中に表される実施形態は、大量の食塩水を処理するのに特に好適である。図16には、電気分解する食塩水を入れる槽152が表されている。電極アセンブリ154は、槽内に備え付けられており、好ましくは溶液に浸漬される。電源158は、適正な電圧で十分な電流を供給することができるものであり、ケーブル160を介して電極アセンブリに接続されている。

0216

図16には、場合により槽152内で溶液を循環させるように機能する循環装置156も表されている。場合により、槽152内での溶液の電気分解の進捗を、例えば溶液のpH測定によって測定するためのセンサ162も備え付けられる。センサは、好ましくは、当該技術分野において入手可能なものから選択され得るイオン選択電極であってよい。他のセンサ、例えば塩素センサオゾンセンサ、及び温度センサも本発明の範疇に含まれ得る。場合により、装置150の運転を最も効率よく行うために電源158、循環装置156及びセンサ162の運転を調整する制御装置164が備え付けられる。

0217

当業者には、本明細書に収容された情報を用いて、電源158、循環装置158、センサ162及び制御装置164などの装置が製造元から容易に入手できかつそれらが本発明の実施形態と共に使用するのに好適であり得ることが分かるであろう。特に、制御装置164は、好ましくは、装置150の運転の精密制御を全て可能にする適切なインターフェースが組み込まれたデジタルマイクロプロセッサ方式の装置である。処理中と、流体が装置へ移されて当該装置から回収されるまでの間とのいずれにおいても、非無菌表面との接触及び浮遊病原菌による処理済みの溶液の汚染を予防するような構造物を備えることもまた、本発明の範疇である。

0218

次に、一般には154で表される電極アセンブリの上面図及び断面図である図17及び図18をそれぞれについて言及するが、これは図16に表す装置で使用するのに好ましいものである。図17から最もよく分かるように、電極アセンブリ154には、同心円状に配置されたアノード及びかソードが複数装備されている。図17に示された円筒形で同心円状の電極は、最も効率のよい運転を提供する。含まれる電極の数は装置の用途に応じて選択可能である。例えば、電極の数は、6であっても、7であっても、8であっても、図17及び図18に表されるように11であっても、それ以上であってもよい。

0219

図17中、電極170、174、178、182、186及び190は好ましくはカソードとして機能し、好ましくは図14図15A中の126で表される外部電極に関する上述の原則に従って製造される。更に、図17中、電極172、176、180、184及び188はアノードとして機能し、好ましくは図14図15A中の128で表される内部電極に関する上述の原則に従って製造される。

0220

図18の垂直断面図中、複数のタブが、円筒形電極170、172、174、176、178、180、182、184、186及び190から、それらとの電気接続の形成を促進するように延びている。以降の次表に、図18に示されたタブと電極との関係を示す。

0221

0222

タブ170A、172A、174A、176A、178A、180A、182A、184A、186A、188A、及び190Aを用いて、当業者は、電極170、172、174、176、178、180、182、184、186及び190との必要な電気接続を形成し、更には多数の構造物を提供することでタブと処理対象の流体との接触を予防することも可能である。図18に示すタブにはそれぞれ開口部、例えば172B、176B及び184Bで表された、配線接続器具を受け取るもの、が備わっている。

0223

本明細書の実施例3に記載の装置は多数の用途を有するが、本明細書に記載の装置の最も好ましい用途は、無菌食塩水の電気分解である。電解食塩水はその後、患者を処置するのに使用され得る。前記食塩水の初期濃度は、好ましくは、約0.25%から約1.0%の範囲のNaClを有しており、これは標準又は等張食塩水溶液の約4分の1である。Taber’s Cyclopedic Medical Dictionary(E.A.Davis,Co、1985年編)によれば、「等張食塩水」は0.16M NaCl溶液又は約0.95%NaCl含有溶液と規定されており、「生理的食塩水」は0.85% NaCl含有無菌溶液であって、体液及び「生理食塩水」と等張であると考えられ、「0.9% NaCl溶液」は、身体と等しい浸透圧をもつと考えられる。したがって、用語「等張」、「生理食塩水」、「平衡塩類溶液」又は「生理液」は約0.85%〜約0.95%の範囲のNaClを含有する食塩水であると考えられる。そのうえ、本発明によれば、食塩水は、約0.15%〜約1.0%の範囲の濃度で電気分解を受ける可能性がある。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ