巻頭 オピニオン・インタビュー5
78- 2021
五十嵐 龍志
事業統括本部インキュベーションセンターCare222プロジェクト
IGARASHI Tatsushi
事業統括本部インキュベーションセンターCare222プロジェクト
KOI Toru
「人体に悪影響を及ぼさない222nm紫外線の除菌技術」
米コロンビア大Brenner 博士の
論文と出会う
──紫外線の特徴は、可視光よりも波長
が短く、光子のエネルギーが高いことです。
国際照明委員会は紫外線を波長で、UV-A
（315 nm～380 nm）、UV-B（280 nm～
315nm）、UV-C（200nm～280nm）の3つに
分類していますが〔図1〕、ウシオの着眼はど
1964年に創業したウシオ電機（以下、ウシオ）は、「光」を「あかり」としてだけではなく、紫外線を「光化学
エネルギー」、赤外線を「熱エネルギー」とする“光”市場の創造を掲げてきた。事業分野としてインダストリ
アルプロセス、ビジュアルイメージング、ライフサイエンスに取り組んでいるが、このライフサイエンス分野
で人体に悪影響を及ぼさない抗ウイルス・除菌用紫外線技術「Care222Ⓡ」の研究開発に取り組むインキュベ
ーションセンター Care222プロジェクトの五十嵐 龍志氏と厚井 融氏に同技術について聞いた。有人環境で
も使用できる抗ウイルス・除菌が可能となる技術提案である。（構成：吉井 勇・本誌編集部、図データ提供：ウシオ電機）
五十嵐紫外線の用途の一つとして殺菌が
あります。この発見は古く、1887年に表面
の細菌が殺菌されたことの確認から始まり、
1903年には波長約250nm（ナノメートル：
10億分の1メートル）で殺菌効率が高くなる
という発見があったので、今日まで約 250nm
近辺の波長が使われてきました。一方、同じ
紫外線でも、例えば液晶パネル製造工程の光
洗浄に利用される172nmや、医療分野で白
斑などの治療に使う308 nm、そして222 nm
の紫外線光源である「エキシマランプ」を、ウ
シオは世界で最も早く開発、実用化してきまし
た。このエキシマランプから出る波長222nm
が強い殺菌性を発揮するのですが、開発当
時は利用分野がない「お荷物」扱いでした。
──それはなぜですか。
五十嵐すでに殺菌力で実用化されていた
自信を持って提案
88 - 2021
スは自分のコピーが作れない状態＝不活化
されてしまうのです。
──アルコール消毒とは根本から違う殺菌
厚井はい、アルコールの殺菌メカニズム
は細胞の外側から膜を破ってダメージを与
えるのですが、紫外線は細胞の元になる
DNA・RNAに直接働きかけ、構造を変える
のです。このため、膜構造をもたないノロ
ウイスに対しても、紫外性は高い不活化効
果を持つのです。
人体に有害な波長域を
カットするフィルター
──紫外線のUV-C（200nm～280nm）
にある波長 254nmは広くモノの殺菌に使わ
れていますが、人体に影響するのに対し、波
長 222 nmが人体に悪影響を及ぼさないのは
なぜですか。
五十嵐それは人体に対する侵入深度に違
いがあるからです。人体を形成するタンパ
ク質は紫外線の波長によって吸収係数に違
いがあるのです。222nmと254nmを比較
すると、吸収係数で10倍以上の差がありま
す。〔図3〕のように、皮膚では222nmの角
質層の透過率は0.01%で、皮膚内部まで紫
外線が浸透しないのです。一方、254nm
は表皮から真皮の基底層まで届くので障害
をもたらし、がんの発生要因となる危険性
があります。眼の場合も同様で、222nmは
角膜の表面で吸収されるので角膜炎を起こ
さず、254nmは細胞を何層も破壊してしま
うので角膜炎の原因となってしまうのです。
──222 nmと254nmの殺菌力に違いは
ありますか。
五十嵐不活化の仕組みは同じなので、殺
菌能力はほぼ同じだと考えて間違いはありま
せんが、一部の病原体によっては効果を発
揮する照射量に違いがあります。例えば、
バクテリアの一つで土壌など自然界にもあ
りふれたセレウス菌を1/1000まで殺菌する
場合、222nmは44 mJ/cm2（UV光量の単
位）ですが、254nmは90mJ/cm2です。新
型コロナウイルス（SARS-CoV2）の場合、
222nmは3mJ/cm2という少ない照射量で
効果を発揮しています。
──人 体に悪 影 響を及ぼさない波 長
222 nmは〔 図1〕からもわかるのですが、
超短波長での選別になります。そのための
技術を開発されたのですか。
五十嵐従来の紫外線ランプから人体に有害
な波長域をカットするフィルター技術を独自開
発しました。カット開始波長である230nmは
透過する222nmと波長が近いので、苦労した
ところです。シャープなカット特性を備えた透
過性のある光学薄膜の形成〔図4〕で、しかも
入射角が広いランプ光に対応する必要がありま
す。また、使用する人々の安全のため、何枚作
っても性能が変わらず、経時変化もなく、リー
ズナブルなコストにするという課題もありました。
米・英・日の大学などで安全性を検証
五十嵐技術開発を説明してきましたが、「人
体への安全性」の検証が一番重要です。この
ために米コロンビア大学をはじめ、日本やシ
ンガポール、英国の大学、医療機関に協力を
得て行いました。その検証を経てウシオの抗
ウイルス・除菌用紫外線技術「Care222 Ⓡ」
波長254nmに比べ、製造コストが高いこと、
同時に、紫外線はおしなべて人に照射する
と皮膚がんや角膜炎を発症させる危険があ
ると考えられていたからです。
ですが、2012年に米コロンビア大学放射
線研究センター長David Brenner博士のチ
ームが「190nm～230 nm 紫外線は人の組織
を損傷せず、選択的にバクテリアを殺菌、ウ
イルスを不活化させる」という論文を発表した
のです。これをウシオアメリカの社員が見つ
けてくれました。出会った時、「これだ！」と
体に電撃が走り、すぐに訪問し、2015年から
Brenner博士と共同研究を開始しました。
その後、ウシオはコロンビア大で特許化され
ていた技術の全世界における独占販売実施
権を取得したのです。
──米コロンビア大学の放射線研究セン
ターには由緒を感じます。
五十嵐その通りで、放射線研究のキュリ
ー夫人に学んだ研究者が米国で最初に作っ
た放射線研究機関で、訪問した当時は100人
以上のスタッフが研究に従事していました。
ウイルスのDNA・RNAに
直接働きかける
──紫外線に殺菌力があるというメカニズ
ムを教えてください。
厚井〔図2〕を見てください。紫外線は細
胞で遺伝情報を担う物質であるDNA、RNA
（核酸）に吸収されて化学反応を起こし、
「二量体」が生まれます。これにより機能を
持っていた核酸の構造が破壊され、遺伝情
報の利用や複製が阻害されて増殖が止まっ
てしまいます。つまり、バクテリアやウイル
Absorbance of DNA
10-1410-1210-1010-810-610-410-21021041
GammaraysXraysUVraysInfraredraysRadarFMTVShortwaveAM
Wavelength(Meters)
Visible Light
Ultra Violet Light
BlueGreenYellowRed400nm500nm600nm700nm
100nm200nm300nm400nmUV-AUV-BUV-CVUV
【図1】 紫外線の種類【図2】 殺菌・不活性化メカニズム
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を搭載した製品の販売に至ったのです。
──具体的に教えてください。
五十嵐具体的には皮膚と眼の分野で取り
組みました。皮膚では、米コロンビア大でマ
ウスの正常皮膚、弘前大感染防御学 中根教
授グループとハーバード大が共同でマウスの
正常・角質欠損皮膚への照射を行い、DNA
損傷がないことを確認。人体では神戸大整
形外科 黒田教授グループで正常皮膚の臨床
試験、また英国NHS Taysideでは1日当たり
の規定照射量22 mJ/cm2をはるかに超える
1,500mJ/cm2を人体正常皮膚に照射し、い
ずれも紅斑が確認されませんでした。さらに、
神戸大皮膚科学 錦織教授グループではマウ
スの皮膚に繰り返し照射しても発がんしな
いことを検証していただいています。乾皮症
の皮膚がん、UV-B による発がんの権威であ
る錦織教授から「皮膚の基底層に届いてい
ないので、発がんの心配はない」というコメ
ントをいただき、実際にマウスに6ヵ月間繰
り返し照射して慢性障害が発生しないこと
が確認されています。米コロンビア大でもマ
ウスに60週間毎日500ｍJ/cm2を照射し、
発がんしなかったと聞いています。
眼も同様で、島根大眼科学 谷戸教授グ
ループの角膜炎確認テストでは、ラットの眼
で 222 nmは 600 mJ/cm2、254 nmは
150mJ/cm2を照射し検証、さらにマウス、
うさぎ、ブタでも眼の急性障害テストを行
い、角膜炎が発症しないことを確認しまし
た。また、谷戸教授グループでは、5人の
眼科医がいる診察室の天井に照射器を配置
して照射試験を行い、1年間、先生方の目や
皮膚に異常がないことを確認するテストを
行っており、現在10カ月が経過しています。
これらの研究のほとんどが論文化されてお
り、10報以上となっています。
──こうした実験成果は、1世紀近く人体に
影響すると危険視されてきた紫外線の中で、
222 nmの安全性を示したのではありませ
五十嵐紫外線の権威である国際紫外線協
会が今年5月に発表したホワイトペーパー
「Far UV-C Radiation：Current State-of 
Knowledge」に、「Far UV-C (200-230nm
の遠紫外線)が有人環境下で、COVID-19の
空気伝播を遮断する有効な技術」として掲
載されました。有人環境下で使用可能な紫
外線として大きな一歩です。また、表面に付
着しているコロナウイルス、さらに最近重要
性が増してきている、エアロゾル感染の原因
となるエアロゾル中のコロナウイルスは、空
気中に滞留しているので不活化できるという
シミュレーション結果が出ています。
──ウシオのCare222Ⓡ 搭載製品をど
ういった場所に設置すればいいのですか。
五十嵐まずは病院や医院の待合室、診察
室、病室、トイレなど。また学校や幼稚園、
保育園、介護施設、空港、駅等の公共施設、
飲食店、一般の会社の事務室など、用途は
広いと思います。1日当たりの照射量ですが、
アメリカ産業衛生専門官会議（ACGIH）が
1972年に222nmの許容限界値として1日当
たり8時間以内で22mJ/cm2以下と出してい
ます。この値は半世紀にわたり変わっていま
せんが、2022年1月より皮膚は450mJ/cm2、
眼は150mJ/cm2に変更するという予告が出
ています。異論がなければ変更されます。
ポストコロナでの応用提案
──人体に悪影響を及ぼさない紫外線除
菌技術ですから、もっと広めたいのではありま
五 十 嵐 提 案として 考えているのは、
SARSやMERSなど他のコロナウイルスに
対しても同様の感度で効果があるので、こ
れからベーシックな照明器具などに組み込
むことです。いかなる感染症の発生にも対
応できる環境づくりになると考えています。
2021年1月より国内大手の照明器具会社
からウシオのCare222Ⓡ技術を搭載した製
品が販売開始されており、近々、米大手の
照明器具会社からも発売される予定です。
──新型コロナウイルスが落ち着いた後、
医療分野での活用はありますか。
厚井バクテリアによる手術の感染対策が
あります。米国の調査では、年間で約30万
人が外科手術によって感染し、その3％近い
8,000人が亡くなっています。抗生物質が効
かない薬剤耐性菌が増えており、紫外線で
対処することへの期待が高まっています。
──紫外線の殺菌能力に19世紀の終わり
に気づいた人類は1世紀を経て、人体に悪
影響を及ぼさない紫外線波長222 nmの実
用化をウシオが切り拓いた成果に驚きました。
五十嵐1964年の会社設立からウシオが一貫
して信じてきたのは、光の無限の可能性でした。
この成果を人類の財産にできるようCare222Ⓡ
搭載製品のさらなる開発に進んでいきます。
──今日はウイルス対策に前向きになれ
る科学の自信を得ました。さらなる期待をし
【図3】 波長222nmと254 nmの安全性比較【図4】 222 nmを生かす光学フィルターのイメージ