徳島大学の研究特集

近紫外-深紫外発光ダイオード照射による病原ウイルス不活化の最適化シミュレーション技術の開発と応用

研究期間 2020/4/1 - 2023/3/31
研究課題名 近紫外-深紫外発光ダイオード照射による病原ウイルス不活化の最適化シミュレーション技術の開発と応用
カテゴリー 全てのクラスター研究クラスター一覧選定クラスター医学基礎保健工学電気電子光応用バイオ農学
SDGs 3.保健 7.エネルギー 11.都市
クラスター長氏名 馬渡 一諭(大学院医歯薬学研究部、医学域・予防環境栄養学分野、講師)
所属する研究者氏名 榎本 崇宏(大学院社会産業理工学研究部、理工学域、電気電子システム分野、講師)
粟飯原 睦美(大学院社会産業理工学研究部、生物資源産業学域、食料科学分野、助教) 
高橋 章(大学院医歯薬学研究部、医学域、予防環境栄養学分野、教授)
和田 敬宏(日本フネン株式会社、ソリューション本部、研究開発部研究開発課、リーダー)
中屋 隆明(京都府立医科大学、感染病態学教室、教授)
大道寺 智(京都府立医科大学、感染病態学教室、講師)
研究概要

近年、高病原性のウイルスによる新興・再興感染症の世界的な拡大により従来の感染症コントロールが困難になりつつある。さらに、これらのほとんどが人獣共通感染性のウイルスで、SDGsやOne Healthに基づいた感染予防対策が求められている。そこで、本研究では発光ダイオード(LED)の放射特性を利用したウイルス感染制御に着目した。LEDは順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子で、特殊なフィルターを介さずにナローバンド光を放射できる。また、省電力・長寿命かつ小型化が可能で水銀フリーであることから、より安全性が求められる分野への応用が期待される。当研究クラスターは、これまでに紫外線(UV)-LED照射により季節性及び高病原性鳥インフルエンザウイルスの不活化できることを報告した(J Photochem Photobiol. 2018)。しかし、ウイルスは主にタンパク質と核酸から構成される有機体であるにも関わらず、ウイルスの種類によりLED光に対する感受性が異なることがわかった。さらに、一部のウイルスのLED光に対する標的分子を同定したことにより、限られた条件であるがウイルス不活化のシミュレーションが可能となった(未発表データ)。本研究では、ヒトや動物の感染予防への応用を目指し、より多くの病原ウイルスの不活化を最適化できるシミュレーション技術を開発することを目的とする。また、開発した技術を応用し、企業と連携して大学病院、関連医療機関及び自治体との連携、生活環境・医療施設内環境への実証試験、連携企業との製品開発を目指す。

研究概要図


※画像をクリックするとPDFが開きます。

研究者の役割分担 馬渡 一諭:研究クラスター総括、ウイルスの種類によるLED光感受性の比較、LED放射分光スペクトルと不活化効果の比較、ウイルスの状態(エアロゾル等)の比較、LED光感受性の決定するウイルス因子を検索、最適化シミュレーションの検証と評価
榎本 崇宏:LED光感受性を決定するウイルス因子の分類、とその因子のスコア化(数値化)、LED側因子の抽出と省電力化に向けた対応、人工知能(AI)と既存の数値解析ソフトウエアによるウイルス不活化の最適化シミュレーション
粟飯原 睦美:農業・動物飼育環境への実証試験、連携企業との製品開発
高橋章:大学病院、関連医療機関及び自治体との連携、生活環境・医療施設内環境への実証実験、連携企業との製品開発
和田 敬宏:シミュレーションの基づいたエコ照射デバイスの開発、農業・動物飼育環境への実証試験と製品開発
中屋 隆明・大道寺 智:ヒト及び動物への感染様式(宿主間)の比較
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