JP2003062420A - 気体中の活性酸素の捕獲方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タバコの煙、車等の燃焼排気あるいは大気な
どの気体中に存在する活性酸素の除去に関連する方法、
除去剤、それを含むフィルターおよびそのフィルターを
備えたタバコ、マスク、空気調節機あるいは空気清浄機
を提供すること。 【解決手段】 活性酸素を含有する気体を、ＯＨ型四級
アミンを有する強塩基性樹脂またはそれとハイドロジェ
ンドナーとの反応生成物樹脂と接触せしめることを基本
とする一連の発明。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は気体中の活性酸素の
除去に関連する方法、用途、フィルターおよびフィルタ
ーを備えた特定の物質に関する。さらに詳しくは、タバ
コの煙、車等の燃焼排気あるいは大気などの気体中に存
在する活性酸素の除去に関連する方法、除去剤、それを
含むフィルターおよびそのフィルターを備えたタバコ、
マスク、空気調節機あるいは空気清浄機に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸素は生体の生命維持にとって必要不可
欠な分子（Ｏ₂）で、多くの生物はＯ₂から水分子（Ｈ₂
Ｏ）への四電子還元を利用してエネルギーを得ている。
この酸素の還元によるエネルギー獲得過程において生じ
る反応性に富む中間体を活性酸素（Ｘ）と呼んでいる。
近年、活性酸素やフリーラジカルが老化を促進し、生体
に障害を与え、種々の疾病原因となることが指摘されて
いる。化学反応性や物理化学的諸性質の解明および生体
への障害、生体内活性酸素防御機構の解明は、広い分野
から注目されている。

【０００３】発癌は、イニシエーション、プロモーショ
ン過程を経て生じるが、Ｏ₂が一電子還元されたスーパ
ーオキシドアニオン（Ｏ₂・-）を抑制することにより、
このプロモーション過程を阻害できると言われている。
またＯ₂が二電子還元された過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）など
の過酸化物に癌のプロモーション効果があることも報告
されており、発癌への活性酸素の関与が明らかにされつ
つある。他方で、活性酸素あるいはフリーラジカルを癌
の治療に利用している場合も少なくない。このように、
生理作用に両面性を有している活性酸素は、好気性生物
の生体内ではバランスよく利用、消去されており、その
バランスが崩れた場合に疾病が生じると考えられてい
る。

【０００４】狭義の活性酸素とは、上述のＯ₂・-、Ｈ₂Ｏ
₂に、ヒドロキシルラジカル（ＨＯ・）および一重項酸
素（¹Ｏ₂）を加えた４種を一般には指している。

【０００５】Ｏ₂・-は分子状酸素の一電子還元によって
生じるが、生体内ではマクロファージや白血球、細胞内
顆粒、酵素などの系において広範囲にわたって発生する
ことが知られている。しかし、Ｏ₂・-は比較的反応性が
低く、毒性を示さないことが分かってきている。生体内
では、さらにスーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯ
Ｄ）などの働きによりＯ₂・-の不均化がおこり、さらに
一電子還元されてＨ₂Ｏ₂が生成される。Ｈ₂Ｏ₂もそれほ
ど高い反応性を示さないが、細胞膜を迅速に通過するこ
と、遷移金属と反応し、反応性に富むＨＯ・を産生する
ことから、細胞内外での障害を引き起こす。

【０００６】ラジカル連鎖反応によって生じた脂質過酸
化物は、遷移金属の触媒反応によって、アルコキシラジ
カル（ＲＯ・）やアルキルペルオキシラジカル（ＲＯＯ
・）が生じることから、脂質過酸化の過程で生じるＲＯ
・及びＲＯＯ・が生体に影響を及ぼすとする説が唱えら
れるようになってきた。

【０００７】これらの過酸化物を分解するカタラーゼ、
グルタチオンペルオキシダーゼ、ペルオキシダーゼなど
の酵素群、金属イオンを不活性化するトランスフェリ
ン、フェリチン、ラクトフェリン、セルロプラスミンな
どの金属安定化に寄与するタンパク質群、Ｏ₂・-を不均
化するＳＯＤなどは、生体内フリーラジカルの発生を未
然に防ぐ抗酸化物質として働いていると考えられてい
る。またアスコルビン酸や尿酸、アルブミン結合型ピリ
ルビンなどの水溶性物質とトコフェロール、ユビキノー
ルおよび女性ホルモンのエストロゲン類などの脂溶性物
質が生体内でフリーラジカルの捕捉を行っていると考え
られている。また、天然抗酸化物質の検索も盛んに行わ
れるようになり、トコフェロール類、フェノール化合物
（フラボノイド、タンニンなど）、カロチノイド、ペプ
チド類、メラノイジン、β−ジケトンなど、主に植物由
来の抗酸化成分が見出されている。

【０００８】上述のような状況下において、本発明者
は、活性酸素（以下Ｘということがある）、ハイドロジ
ェンドナー（以下Ｙということがある）およびメディエ
ーター（以下Ｚということがある）の三者が揃うと発光
が生じてＸが消去されるＸＹＺ系活性酸素消去発光を発
見し、月刊ジャパンフードサイエンス：日本食品出版
（株）に連載中である。この発光は、活性酸素が消去さ
れる際のエネルギーが光に変換されたものであるとの認
識に至り、ＸＹＺ系活性酸素消去発光の現象は、生体内
外で生じる普遍的な現象であることを明らかにしてきて
いる。しかも生体内外に存在するＸが単独であることは
稀で、発生ＸはＹかＺに吸着しＸＹかＸＺとして存在し
ている。従って、ＸＹによりＺの検索と定量、ＸＺによ
りＹの検索と定量が可能であり、発光を利用した分析と
分布解析が期待できる。さらにＹによるＸＺの検出とそ
のＸの消去、ＺによるＸＹの検出とそのＸの消去も可能
である。

【０００９】さらに、本発明者は、ＸＹＺ系活性酸素消
去発光は、酸素環境下における基本的現象であること、
メディエーターとしてのＺは全く新規な概念であるこ
と、Ｘも加熱等で容易に発生し、ＸＹとＸＺとして比較
的安定な状態で存在すること、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ＸＹおよび
ＸＺが必ずしも水に溶けている必要のないことを特徴と
する、全く新規な発光現象であることを明らかにしてき
た。さらに、炭水化物、タンパク質、四級アミン化合物
などから選択された素材を水酸化アルカリ水溶液に浸漬
し、ついで水洗・中和することによって得られる活性酸
素捕捉剤、水不溶性ポリフェノールを主成分とする活性
酸素捕捉剤、さらにそれらを使用した活性酸素の除去方
法を明らかにしてきた。しかし、これら個々の捕捉剤あ
るいは組み合わせ捕捉剤でもタバコ等の煙、車等の燃焼
排気および大気の活性酸素の捕獲は困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、気体
中の活性酸素の捕獲方法を提供することにある。本発明
の他の目的は、タバコ等の煙、車等の燃焼排気および炎
天下の大気などの気体中に発生し、存在する活性酸素を
捕獲する方法に関する。本発明のさらに他の目的は、閉
じられた空間内の雰囲気中に発生した活性酸素を捕獲し
て該空間内の雰囲気を清浄にする方法を提供することに
ある。本発明のさらに他の目的は、気体中の活性酸素の
存在量を測定して気体の活性酸素による汚染状態を評価
する方法を提供することにある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、気体中の活性
酸素捕獲用フィルターを提供することにある。本発明の
さらに他の目的は、本発明の上記フィルターを備えたマ
スクを提供することにある。本発明のさらに他の目的
は、本発明の上記フィルターを備えた空気調節機および
空気清浄機を提供することにある。本発明のさらに他の
目的は、本発明の上記フィルターを備えたタバコを提供
することにある。本発明のさらに他の目的および利点
は、以下の説明から明らかになろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、第１に、活性酸素を含有する
気体を、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂または
それとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂と接触
せしめることを特徴とする気体中の活性酸素の捕獲方法
によって達成される。

【００１３】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、第２に、閉じられた空間内の活性酸素を含有す
る気体を、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂また
はそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂と接
触せしめて閉じられた空間内の気体から活性酸素を除去
することを特徴とする気体の清浄化方法によって達成さ
れる。

【００１４】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、第３に、活性酸素の存在する恐れのある気体
を、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂またはそれ
とハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂と接触せし
め、そして該樹脂に捕捉された活性酸素の量を求めるこ
とを特徴とする、気体の活性酸素による汚染状態を評価
する方法によって達成される。

【００１５】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、第４に、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹
脂またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹
脂からなることを特徴とする、気体中の活性酸素除去剤
によって達成される。本発明によれば、本発明の上記目
的および利点は、第５に、ＯＨ型四級アミンを有する強
塩基性樹脂またはそれとハイドロジェンドナーとの反応
生成物樹脂の、気体中の活性酸素を除去するための使用
によって達成される。

【００１６】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、第６に、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹
脂またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹
脂を含有することを特徴とする、気体中の活性酸素を除
去するためのフィルターによって達成される。本発明に
よれば、本発明の上記目的および利点は、第７に、ＯＨ
型四級アミンを有する強塩基性樹脂またはそれとハイド
ロジェンドナーとの反応生成物樹脂を含有するフィルタ
ーを備えたマスクによって達成される。

【００１７】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、第８に、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹
脂またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹
脂を含有するフィルターを備えた空気調節機によって達
成される。

【００１８】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、第９に、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹
脂またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹
脂を含有するフィルターを備えた空気清浄機によって達
成される。本発明によれば、本発明の上記目的および利
点は、第１０に、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹
脂またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹
脂を含有するフィルターを備えたタバコによって達成さ
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本明細書中、活性酸素（Ｘ）とは
Ｏ₂・-、Ｈ₂Ｏ₂、ＨＯ・、ＨＯＯ・、ＲＯＯＨ、ＲＯ・
及びＲＯＯ・を指す。これらの活性酸素は、食品、生
体、煙等中ではＸＹ、ＸＺとして発生し、存在してい
る。ハイドロジェンドナー（Ｙ）はハイドロジェン（Ｈ
・）、プロトン（Ｈ⁺）、エレクトロン（ｅ^-）供与体で
あり、その例としてはカテキン類、タンニン類、メラノ
イジン、没食子酸、フラボノイド、アントシアニン等が
拳げられる。また、メディエーター（Ｚ）としては、例
えばアセトアルデヒド、炭酸塩、ヘム・ノンヘムタンパ
ク質、四級アミン等の他、生体の皮膚、消化器、呼吸
器、心臓、血管、眼、脳、骨髄、生殖器、血清などを挙
げることができる。これらの単独、組み合わせによる相
乗効果、ミネラル等による増幅効果があることも既に明
らかにしてある。

【００２０】本発明の気体中の活性酸素の捕獲方法にお
いて、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂はいわゆ
る強塩基性アニオン交換樹脂として知られる樹脂の四級
アミンが水酸基（ＯＨ）型となっている樹脂のことであ
る。強塩基性アニオン交換樹脂は、四級アミンとして、
例えば下記式

【００２１】

【化１】 ここで、Ｒは樹脂骨格を構成する有機基であり、例えば
スチレンポリマーあるいはスチレン／ジビニルベンゼン
コポリマーからなる骨格を表している、で表される基を
有している。ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂
は、上記Ｃｌ型四級アミンを有する強塩基性アニオン交
換樹脂を、水酸化アルカリ水溶液例えば１Ｎ苛性ソーダ
水溶液で処理し、中性になるまで水洗することにより調
製することができる。

【００２２】強塩基性アニオン交換樹脂は、例えばアン
バーライト（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ）ＩＲＡ；ダイアノン
（Ｄｉａｎｏｎ）ＳＡ；ダウエックス（Ｄｏｗｘ）Ｉ；
デュオライト（Ｄｕｏｌｉｔｅ）Ａ；ＡＧ１、ＡＧ Ｍ
Ｐ−１およびＡＧ２（バイオ−ラド ラボラトリーズ
社）の商品名で市販品として入手できる。これらは通常
粉末ないし粒状物として入手できる。

【００２３】ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂と
ハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂は、ＯＨ型四
級アミンを有する強塩基性樹脂とハイドロジェンドナー
例えば没食子酸とを水中で攪拌下に接触させることによ
り容易に調製することができる。反応生成物樹脂は四級
アミンの水酸基（ＯＨ^-）がハイドロジェンドナーのア
ニオン例えば没食子酸アニオンで置換された構造を持つ
ものと信じられる。

【００２４】タバコの煙が拡散した空気中には活性酸素
Ｘが存在する。タバコの煙が拡散した空気は活性酸素を
含有する気体である。タバコの煙が活性酸素を含有する
ことは、ジャパンフードサイエンス ３９（２）１３−
２０（２００１）で明らかにされている。すなわち、紙
巻きタバコの煙を注射器で捕集して１ｍｌの１０Ｎギ酸
溶液にバブリングし、その２５μｌをＰｈｏｔｏｎ−Ｈ
ＰＬＣで分解した結果、タバコ１本当り過酸化水素（Ｈ
ＯＯＨ）換算で２８．６μｇ〜３３５．２μｇに相当す
る活性酸素Ｘを含み、これらを水に捕獲してその消去発
光を調べた結果ＸＹおよびＸＺとして存在していること
が明らかにされている。

【００２５】ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂が
前記ＸＹＺ系活性酸素消去発光において、各試薬とどの
ように作用するかを次のようにして調べた。発光の測定
は、ＣＣＤカメラＮｏ．１により１０分間の発光を累積
して行った（感度８．５）。

【００２６】Ｘ試薬として、２％過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）
水溶液、Ｙ試薬として、１０％のアセトアルデヒド（Ｍ
ｅＣＨＯ）水溶液に没食子酸（ＧＡ）を飽和溶解させた
もの、Ｚ試薬として、１０％ＭｅＣＨＯ水溶液にＫＨＣ
Ｏ₃を飽和溶解させたものを使用した。

【００２７】喫煙後のタバコのフィルターを薄く輪切り
にし、マルチプレートのウエルに入れ、上記Ｘ試薬、Ｘ
試薬とＹ試薬（以下ＸＹ試薬という）またはＸ試薬とＺ
試薬（以下ＸＺ試薬という）を各Ｘ、ＹおよびＺ試薬１
ｍｌずつ加え、発光の測定を行った。その結果、ＯＨ型
四級アミンを有する強塩基性樹脂はＺ（ＸＹ試薬により
検出）として８０００輝度（ｃｄ／ｍ²）、Ｙ（ＸＺ試
薬により検出）およびＹＺ（Ｘ試薬により測定）として
６０輝度を示した。すなわち、ＸはＹかＺに吸着するこ
とから、この樹脂は相当量のＸおよびＸＹを捕獲でき、
さらにある程度のＸＺも捕獲できることがわかる。

【００２８】また、同様にして、ＯＨ型四級アミンを有
する強塩基性樹脂とハイドロジェンドナーとの反応生成
物樹脂のＸＹＺ系活性酸素消去発光についても調べた。
反応生成物樹脂として没食子酸をハイドロジェンドナー
とした樹脂の場合、ＣＣＤカメラＮｏ．１による１０分
間の発光検出（感度８．０）で、Ｙ（ＸＺ試薬で検出）
として８０００輝度（ｃｄ／ｍ²）を示した。ＸはＺと
同様にＹにも吸着することから、この樹脂も活性酸素Ｘ
を捕獲できることがわかる。

【００２９】以上より、ＯＨ型四級アミンを有する強塩
基性樹脂はＺとして活性酸素ＸＹを捕獲するＸ捕獲剤で
あり、他方該樹脂とハイドロジェンドナーとの反応生成
物樹脂はＹとして活性酸素ＸＺを捕獲するＸ捕獲剤であ
ることがわかる。

【００３０】活性酸素を含有する気体中の活性酸素を上
記樹脂で捕獲するには、活性酸素を含有する気体を上記
樹脂と接触させればよい。具体的には、該樹脂を充填し
た筒に該気体を通じることにより活性酸素を捕獲するこ
とができる。活性酸素を含有する気体を生じる活性酸素
の発生源としては、上記の如く、タバコの煙、車の燃焼
排気、ゴミの燃焼ガスあるいは加熱された大気等が挙げ
られる。

【００３１】本発明の活性酸素の捕獲方法を、閉じられ
た空間内の気体に対し適用するとき、閉じられた空間内
から活性酸素を除去することができ、閉じられた空気内
の気体を清浄にすることができる。

【００３２】さらに、本発明の活性酸素の捕獲方法を、
活性酸素の存在する恐れのある気体に適用して、樹脂に
捕捉された活性酸素の量を求めると、該気体の活性酸素
による汚染状態を評価することができる。樹脂に捕捉さ
れた活性酸素の量は、ＸＹＺ系活性酸素消去発光等によ
り求めることができる。

【００３３】本発明において用いられる上記ＯＨ型四級
アミンを有する強塩基性樹脂および上記反応生成物樹脂
は、上記の如く、気体中の活性酸素除去のために使用で
き、活性酸素除去剤として作用する。従ってこれらの樹
脂を含有するフィルターは気体中の活性酸素を除去する
ためのフィルターとして使用することができる。

【００３４】このようなフィルターは、例えば粉粒状の
上記樹脂を繊維状フィルター素材に担持させたり（例え
ば活性炭入りタバコフィルターのように）あるいは面状
フィルター片の間に担持させたり（例えば活性炭入り防
毒マスクのように）あるいは上記樹脂自体を繊維状に成
形し、フィルターとしたり、あるいは上記樹脂自体を不
織布に成形し、フィルターとすることにより調製するこ
とができる。

【００３５】このようなフィルターは、生体に種々の障
害を与えることが知られている活性酸素を、大気中から
取り込むのを防止するため、マスクとして使用すること
ができ、空気清浄機や空気調節機（いわゆるエアコン）
に取り付けることにより、循環する空気中に存在する活
性酸素を除去して室内の空気を清浄に保つことができ
る。また、このようなフィルターを取り付けたタバコ
は、喫煙時、活性酸素の発生源であるタバコの煙から直
接活性酸素を除去することを可能とするため、喫煙者が
直接活性酸素を生体中に取り入れるのを防止するだけで
なく、喫煙者がタバコの煙から呼気として大量の活性酸
素を大気中に放出するのを防止することも可能となる。

【００３６】

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明
する。 （１）装着フィルターによるタバコの煙Ｘ捕獲と消去発
光：ピンセットで市販紙巻きタバコから装着フィルター
を抜き取り、皮膚用ハサミで細切りにし、ＸＹＺ系活性
酸素消去発光を調べてみた。輝度の測定にはＣＣＤカメ
ラＮｏ．１により感度８．０で１０分間発光を検出して
行った。また、Ｘ試薬として２％過酸化水素水溶液、Ｙ
試薬として１０％ＭｅＣＨＯ水溶液にＧＡを飽和溶解さ
せたもの、Ｚ試薬として１０％ＭｅＣＨＯおよびＢｕＯ
Ｈ水溶液に、ＫＨＣＯ₃を飽和溶解させたものを用い
た。その結果、ＸＺ試薬でＹとして１５輝度の消去発光
がみられ、ＸＹおよびＸ試薬によるＺおよびＹＺとして
の発光も僅かに（いずれも３輝度）観察された。従っ
て、この装着フィルターによる煙Ｘのある程度の捕獲が
期待される。

【００３７】装着フィルターには活性炭が含まれている
ものもあることから、通常の装着フィルターと活性炭含
有装着フィルターのタバコを喫煙してみると、喫煙後の
フィルターにはタール系と思われる色素が吸着し、黄褐
色に変色していた。これらのフィルターを細切りにして
Ｘの消去発光を調べてみた結果、両フィルターともＺ試
薬によるＸＹ発光として１２０輝度、Ｙ試薬によるＸＺ
発光として７０輝度、水によるＹＸＺ発光として３０輝
度が観察された。活性炭による差異はみられなかった
が、明らかにタバコ煙のＸは装着フィルターで捕獲され
ていることがわかった。しかし、捕獲の程度は明らかで
ない。なお、この場合の輝度の測定はＣＣＤカメラＮ
ｏ．１により感度１０で２０分間発光を検出して行っ
た。試薬としては上記試薬と同じものを用いた。

【００３８】（２）ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性
樹脂（ＡＧ１×８）：タバコ煙等のＸ捕獲からその消去
機構を探るため、そのＯＨフォームのＸＹＺ系活性酸素
消去発光を再度調べてみた。その結果、予想通りＸＹ試
薬でＺとして８０００輝度もの発光が観察され、ＸＺお
よびＸ試薬によるＹおよびＹＺとして６０輝度の発光も
観察された。すなわちＸはＹかＺに吸着することから、
この樹脂は相当量のＸ、ＸＹを、ある程度のＸＺも捕獲
できることを意味している。なお、この場合の輝度の測
定は、ＣＣＤカメラＮｏ．１により感度８．５で１０分
間発光を検出して行った。試薬としては上記試薬と同じ
ものを用いた。

【００３９】（３）ＯＨ型ＡＧ１×８樹脂フィルターに
よるタバコの煙Ｘの捕獲とその消去発光：市販紙巻きタ
バコからピンセットで装着フィルターを抜き取り、その
１／４を輪切りして再度紙巻きタバコに装着し、その上
にＯＨ型ＡＧ１×８樹脂を充填した。さらにフィルター
１／４を蓋のように装着して新規フィルターを作成し
た。このタバコを喫煙した後、新規フィルターを細切り
にして混和し、捕獲Ｘの消去発光を観察した。その結
果、Ｚ試薬によるＸＹとして４００輝度、水によるＹＸ
Ｚとして３３０輝度、Ｙ試薬によるＸＺとして２５０輝
度の発光が観察された。その合計９８０輝度に相当する
Ｘを新規フィルターが捕獲したことを意味し、３０輝度
が１ｍＭＨＯＯＨに相当することから、約３３ｍＭＨＯ
ＯＨに相当するＸを捕獲したことになる。驚異的捕獲量
である。

【００４０】ＺはＯＨフォーム樹脂そのものであるか
ら、Ｙ試薬でＸＺとして発光するＸは遊離Ｘに由来す
る。その吸着量は２５０輝度で全吸着量の約２５％に相
当する。このように遊離Ｘが意外に多いことは注目に値
する。なお、この場合の輝度の測定および試薬は、
（１）の場合と同じである。

【００４１】次に、タバコ１本の煙Ｘ量と新規フィルタ
ーの捕獲量を概算するために、タバコ部位を４／４、３
／４、２／４、１／４にして前述同様に捕獲し、その消
去発光を試みた。その結果、タバコ部位４／４、３／
４、２／４ではＸＹとして５００輝度、ＹＸＺとして２
５０輝度、ＸＺとして１２０輝度とほぼ同じであった
が、タバコ部位１／４ではいずれもほぼ半分の発光であ
った。この結果から、新規フィルターの捕獲限界量は８
７０輝度であり、タバコ１本の煙Ｘ量、または燃焼Ｘ発
生量は８７０×２輝度と概算できる。なお、この場合の
輝度の測定および試薬は、（１）の場合と同じである。

【００４２】（４）Ｙ・Ｘ・Ｚとしての捕獲と消去機
構：新規フィルターはタバコの燃焼発生Ｘを［Ｙ・Ｘ・
Ｚ］として捕獲していることがわかった。そこで、次に
水、１０％アセトアルデヒド、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノールによるその消去発光を次
のようにして試みた。喫煙後の新規フィルターを細切り
してマルチプレートの各ウエル底に敷き、各溶媒を１ｍ
ｌずつ加え、消去発光を観察した。その結果、水からエ
タノールまでは２５０（水）、５００（１０％アセトア
ルデヒド）、６６０（メタノール）、７５０（エタノー
ル）輝度と発光が強くなり、プロパノール、ブタノール
ではそれぞれ６６０、５５０輝度と弱くなった。すなわ
ち、エタノールで最も効率よいＸの消去発光が達成され
ることがわかった。この発光は［Ｙ・Ｏ−Ｏ・Ｚ］のＯ
−Ｏ解裂に起因するものと考えられる。その光エネルギ
ーへの変換が注目される。従って、酸素からＸの発生を
経て、その消去発光は図１のようにまとめることができ
る。酸素が還元されて遊離Ｘが発生して、ＹかＺに吸着
し、ＹかＺでサンドイッチ化［Ｙ・Ｘ・Ｚ］した後、
水、アルコールで消去発光すると考えられる。

【００４３】（５）捕獲器と車の排気Ｘの捕獲：新規フ
ィルターにより発生Ｘの捕獲が可能となったことから、
図２に示す簡易捕獲器を作成した。乾電池式コンパクト
クリーナー（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ ＢＨ−６６５）の吸
引口を伸ばし、そこに底を切り取ったゴムスポイトを図
に示すように被せ、ビニールテープで固定した。そのス
ポイトの先に新規フィルターを取り付け、吸引すること
により簡便にＸを捕獲することができる。

【００４４】早速、ガソリン車のエンジンをスタート
し、その排気口で、簡易Ｘ捕獲器で数分間捕獲し、その
消去発光を試みた。その結果、水とＺ試薬ではほとんど
発光がみられなかったが、Ｙ試薬ではＸＺとして少なく
とも６０輝度以上、５００輝度の発光を観察することが
できた。しかし、Ｙ試薬を加えた時に気泡と褐変反応が
生じることからタバコの煙等の捕獲には適しているが、
発生遊離Ｘの捕獲には改良が必要であるものと思われ
る。なお、この場合の輝度の測定および試薬は、（１）
の場合と同じである。

【００４５】（６）ＧＡフォームＡＧ１×８樹脂のＸＹ
Ｚ系活性酸素消去発光：ＯＨ型のＡＧ１×８樹脂は感度
８．５で８０００ｃｄ／ｍ²／１０ｍｉｎ（輝度、以後
このように表現す）の見事なＺで、Ｘの吸着効率は抜群
であることがわかった（上記（２）参照）。このＯＨ型
のＡＧ１×８樹脂は選択的にＹ成分を吸着することも既
に報告した（ジャパンフードサイエンス ３９（１２）
１７−２４（２０００）。この選択的吸着に着目して、
没食子酸（ＧＡ）を吸着させたＧＡ型ＡＧ１×８樹脂を
作成した。そのＸＹＺ系活性酸素消去発光を調べた結
果、予想通りＸＺ試薬でＹとして８０００ｃｄ／ｍ²／
１０ｍｉｎ（感度８．０）もの発光が観察された。Ｘは
Ｚ同様にＹにも吸着することから、この樹脂も発生Ｘ捕
獲素材として用いられる。ＯＨ型ＡＧ１×８樹脂はＺと
してのＸ捕獲素材であり、ＧＡ型ＡＧ１×８樹脂はＹと
してのＸ捕獲素材である。なお、この場合の試薬は
（１）の場合と同じである。

【００４６】（７）ＧＡ型ＡＧ１×８樹脂による車の排
気Ｘの捕獲：ＯＨ型ＡＧ１×８樹脂同様にＧＡ型ＡＧ１
×８樹脂でフィルターを作成し、簡易Ｘ捕獲器に付け、
ガソリン車（ＰＩＣＯ ６５０ｃｃ）の燃焼排出Ｘの捕
獲を試みた。アイドリング中の排出口から１５、３０、
４５秒間、フル回転の排出口から１５秒間捕獲した。捕
獲したＸの消去発光を調べた結果、１５秒間の捕獲Ｘは
Ｚ試薬でＸＹとして７０ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎ（感度
１０）と明らかな消去発光が観察された。捕獲時間が３
０、４５秒と長くなるにつれ発光も強くなり、フル回転
１５秒間では１２０ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎ（感度１
０）もの発光がみられた。しかし、水、Ｙ試薬では発光
がみられないことから遊離Ｘを捕獲していることは明ら
かである。なお、この場合の試薬は（１）と同じであ
る。

【００４７】（８）周囲のＸの捕獲とその消去発光：手
始めに周囲のＸの捕獲とその消去発光をガソリン車同様
に調べてみた。その結果、ブランクに相当するフィルタ
ーそのもののＺ試薬によるＸＹとしての３０ｃｄ／ｍ²
／２０ｍｉｎ（感度１０）であったが、オイルライター
の炎上１５秒間で３５ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎ、実験台
１５分間で６０ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎ、湯沸器上数分
間で７０ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎ、ガスコンロ上１５分
間で８０ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎと明らかな消去発光が
観察された。周囲の大気中に遊離Ｘが発生し、存在して
いることは予想外のことで、環境との関係で注目に値
し、強いインパクトを与えることになる。さらに捕獲場
所を変えて同様に調べた結果、スナック中で１５分間、
バス操車場での１５分と３０分間の捕獲で６０ｃｄ／ｍ
²／２０ｍｉｎもの明らかな消去発光が観察された。遊
離Ｘはどのようにして発生し、空中でどのようにして存
在しているのか興味の引かれることである。なお、この
場合の試薬は（１）と同じである。

【００４８】（９）異なる場所でのＸの捕獲とその消去
発光：異なる場所でのＸの捕獲（１時間）とその消去発
光を（８）と同様に調べてみた。その結果、空調設備が
整ったホテル宴会場と発明者の教授室ではブランク並の
３０、４０ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎ（感度１０）であっ
たが、千歳空港、木材チップ発酵浴槽（５８℃）、小樽
車道脇駐車場では１２０、１４０、２４０ｃｄ／ｍ²／
２０ｍｉｎと明らかに高い捕獲Ｘ消去発光が観察され
た。発生源は、加熱と排気ガスと思われる。なお、この
場合使用したＺ試薬は（１）の場合と同じである。

【００４９】（１０）東北大学農学部構内でのＸの捕獲
とその消去発光：温度の異なる東北大学農学部構内での
Ｘの捕獲（１時間）とその消去発光を前述同様に調べて
みた。その結果、空調なしの教授室では７０ｃｄ／ｍ²
／２０ｍｉｎ（感度１０）であり、樹木の下１、２で
は、８０ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎであったが、炎天下の
コンクリート脇ではその倍である１４０ｃｄ／ｍ²／２
０ｍｉｎであった。Ｘの発生と温度は微妙な関係にある
ことが示唆される。この場合に用いたＺ試薬は（１）と
同じである。

【００５０】（１１）加熱オーブン排気口からのＸの捕
獲とその消去発光：Ｘの発生と温度には微妙な関係があ
りそうなことから、加熱オーブン内を空にし、その排気
口からのＸの捕獲（１５分間）とその消去発光を試み
た。その結果、ブランクではＺ試薬によるＸＹとしての
３０ｃｄ／ｍ²／２０ｍｉｎ（感度１０）であったが、
オーブンの温度を５０、１００、１５０、２００℃と上
げるに従い、４０、７０、９０、１２０ｃｄ／ｍ²／２
０ｍｉｎと直線的に強くなる消去発光が観察された。こ
のことは予想外のことで、空中酸素が加熱によってＸ化
していることを意味している。

【００５１】これまでの結果から、ＸＹＺ系活性酸素消
去発光におけるＹの作用機構を図３にまとめた。図から
も明らかなようにＹは活性酸素の発生と消去の２面性を
有している。ＧＡ型ＡＧ１×８樹脂はバナナ、茶類同様
に強力なＹであり、Ｘの発生・吸着剤でもあり、Ｚとの
共存では消去剤でもある。従って、ＧＡ型ＡＧ１×８樹
脂フィルターは発生Ｘを捕獲すると同時に酸素をＸ化し
吸着している可能性も否定することはできない。従っ
て、Ｘの捕獲に関してはさらなるデータの集積が必要で
ある。

【００５２】Ｘの発生と存在様式を整理して図４に示し
た。遊離Ｘはガソリン車、都市ガス、ライター、燃焼等
で発生し、お茶類、バナナ、植物素材では主にＸＹとし
て、疾病患者の血清ではＸＺとして、加熱食品、コーヒ
ーではＸＹとＸＺとして、煙、特にタバコの煙では発生
Ｘ、ＸＹおよびＸＺとしてそれぞれ存在している。酸素
は空気の主要成分（２０．８体積％）で、化合物として
は水、土砂、岩石などの成分として存在し、その量は地
殻、大洋および大気の全量の５０％に達する。存在量は
地球上第一位である。一般的には酸化時に発熱を伴うた
め、酸化がますます速まる。大気中の酸素は燃料の燃焼
には不可欠である。この途中の活性酸素Ｘを捕獲し、定
量化することは環境の修復、健全な生活を営む上で最も
重要で、基本的なことのように思われる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、以上のとおり、タバコ
の煙等中の活性酸素をＯＨ型四級アミンを有する強塩基
性樹脂あるいはそれとハイドロジェンドナーとの反応生
成物樹脂で有利に捕獲することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＸＹＺ機構を説明する図である。

【図２】簡易Ｘ捕獲器の説明図である。

【図３】Ｙの作用機構を説明する図である。

【図４】Ｘの発生と存在様式をまとめた図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉城 由美子 宮城県仙台市青葉区花京院２−２−38− 702 Ｆターム(参考） 4B045 AA45 AB16 BB01 BC12 4C080 AA07 BB02 CC02 HH05 JJ03 KK08 LL10 MM28 QQ11 4D019 AA10 BA11 BB03 BB13 BC05 CB04 4D020 AA02 BA16 BA19 BB07 CA02 CC21 CD02 4G066 AC33B AD06B AD20B AE10B AE10C CA37 DA02 DA03

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性酸素を含有する気体を、ＯＨ型四級
   アミンを有する強塩基性樹脂またはそれとハイドロジェ
   ンドナーとの反応生成物樹脂と接触せしめることを特徴
   とする気体中の活性酸素の捕獲方法。
2. 【請求項２】 閉じられた空間内の活性酸素を含有する
   気体を、ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂または
   それとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂と接触
   せしめて閉じられた空間内の気体から活性酸素を除去す
   ることを特徴とする気体の清浄化方法。
3. 【請求項３】 活性酸素の存在する恐れのある気体を、
   ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂またはそれとハ
   イドロジェンドナーとの反応生成物樹脂と接触せしめ、
   そして該樹脂に捕捉された活性酸素の量を求めることを
   特徴とする、気体の活性酸素による汚染状態を評価する
   方法。
4. 【請求項４】 ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂
   またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂
   からなることを特徴とする、気体中の活性酸素除去剤。
5. 【請求項５】 ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂
   またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂
   の、気体中の活性酸素を除去するための使用。
6. 【請求項６】 ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂
   またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂
   を含有することを特徴とする、気体中の活性酸素を除去
   するためのフィルター。
7. 【請求項７】 ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂
   またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂
   を含有するフィルターを備えたマスク。
8. 【請求項８】 ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂
   またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂
   を含有するフィルターを備えた空気調節機。
9. 【請求項９】 ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹脂
   またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹脂
   を含有するフィルターを備えた空気清浄機。
10. 【請求項１０】 ＯＨ型四級アミンを有する強塩基性樹
    脂またはそれとハイドロジェンドナーとの反応生成物樹
    脂を含有するフィルターを備えたタバコ。