JP2007527325A - 固液組成物およびその使用 - Google Patents

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Abstract

整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含むナノ構造が開示される。前記コア物質、および、前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。液体および前記ナノ構造を含む液体組成物も開示される。
【選択図】 なし

Description

本発明は固液組成物に関連し、より具体的には、ナノ構造、ならびに、このナノ構造を有し、かつ、多数の特徴的な物理的特性、化学的特性および生物学的特性によって特徴づけられる液体組成物に関連する。
ナノサイエンスは、物質の小さい粒子の科学であり、現代科学における最も重要な先端研究領域の１つである。このような小さい粒子は、材料を構成する粒子がナノスケールになるとき、材料のすべての性質（例えば、その融点ならびにその電気的性質および光学的性質など）が変化するので、基礎的な観点から注目されている。新しい性質とともに、技術的開発および商業的開発のための新しい機会が到来し、ナノ粒子の様々な応用が、ミクロエレクトロニクスおよびナノエレクトロニクス、ナノ流体素子力学、被覆および塗料、ならびに生物工学のように多様な分野で示されているか、または、提案されている。
例えば、産業および学術での多くの試みが現在、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）として一般に知られている、電気的、機械的および／または光学的／電気光学的な構成成分を組み合わせる一体化されたマイクロデバイスまたはシステムの開発に向けられている。ＭＥＭＳは、集積回路バッチ加工技術を使用して加工され、サイズがマイクロメートルからミリメートルにまで及び得る。このようなシステムは、ミクロスケールでの検知、制御および作動が可能であり、また、マクロスケールでの効果を生じさせるために、個々に、またはアレイで機能させることができる。
生物工学の領域では、ナノ粒子は、生物学的分子の実空間での構造および機能をプローブするためのナノメートルスケールの装置においてしばしば使用される。補助的なナノ粒子（例えば、アルギン酸カルシウムのナノ球体など）もまた、遺伝子トランスフェクションプロトコルを改善することを助けるために使用されている。
金属ナノ粒子では、伝導電子の共鳴した集団的振動（これはまた、粒子プラズモンとして知られている）が様々な光学的な場によって励起される。粒子プラズモンの共鳴振動数は、主に、金属の誘電関数、周りの媒体、および、粒子の形状によって決定される、共鳴は、金属粒子の表面および金属粒子の表面の近くにおいて限定された局所的な場の狭い分光的に選択的な吸収および強化を生じさせる。レーザー波長が粒子のプラズモン共鳴振動数に合わせられるとき、ナノ粒子近傍での局所的な電場が数桁ほど強化され得る。
従って、様々なナノ粒子が、例えば、生物学的組織サンプルにおける個々の分子を従来の蛍光標識化と類似する様式で同定するために、電磁放射線を細胞または分子の近傍において吸収または再収束させるために使用される。
ナノ粒子の特別な放射線吸収特性はまた、太陽エネルギー変換の領域でも利用されている。この場合、セレン化ガリウムのナノ粒子が、可視領域において電磁放射線を選択的に吸収し、その一方で、スペクトルの赤方端での電磁放射線を反射し、それにより、変換効率を著しく増大させるために使用されている。
ナノ科学が役割を果たし得るさらなる領域は熱移動に関連する。産業での熱移動要求に集中するかなりの以前の研究開発にもかかわらず、冷却能力における大きな改善は、従来の流体の熱移動特性における基本的な限界のために妨げられている。固体形態における材料は、流体の熱伝導性よりも数桁大きい熱伝導性を有することが広く知られている。従って、懸濁された固体粒子を含有する流体は、従来の熱移動流体と比較して、著しく高まった熱伝導性を示すことが期待される。
低い熱伝導性は、多くの産業的適用において要求されるエネルギー効率的な熱移動流体の開発における大きな制限である。この制限を克服するために、ナノ流体と呼ばれる新しい種類の熱移動流体が開発されている。このようなナノ流体は、典型的には、相当量のナノ粒子が液体（例えば、水、オイルまたはエチレングリコールなど）に懸濁される液体組成物である。得られるナノ流体は、分散されたナノ粒子を含まない液体と比較して、極めて大きい熱伝導性を有する。
粒子を含有する分散物の効果的な熱伝導性の数多くの理論的研究および実験的研究が、マックスウエルの理論的成果が１００年以上前に発表されてからこれまで行われてきている。しかしながら、懸濁物の熱伝導性の以前の研究はすべて、ミリメートルサイズの粒子またはミクロンサイズの粒子を含有する懸濁物に限られている。マックスウエルのモデルは、球状粒子を含有する懸濁物の効果的な熱伝導性が固体粒子の体積割合とともに増大することを示している。懸濁物の熱伝導性が粒子の表面積対体積の比率とともに増大することもまた知られている。表面積対体積の比率は、１０ｎｍの直径を有する粒子については、１０ｍｍの直径を有する粒子の場合よりも１０００倍大きいので、大きい粒子の粒子形状を変化させることによって得ることができるよりもはるかにより大きい、効果的な熱伝導性での劇的な改善が、溶液中の粒子サイズを小さくすることの結果として期待される。
従来、ナノ粒子は、アーク放電、レーザーエバポレーション、熱分解プロセス、プラズマの使用、ゾル・ゲルの使用などを適用することによって分子レベルから合成される。広く使用されているナノ粒子はフラーレンカーボンナノチューブであり、これは、約１μｍ未満の直径を有する物体として広く定義される。そのような用語のより狭い意味では、軸と実質的に平行する炭素の炭素六角形の網状シートを有する物質がカーボンナノチューブと呼ばれ、また、非晶質炭素がカーボンナノチューブを取り囲んでいる物質もまた、カーボンナノチューブのカテゴリーに含まれる。
誘電性コアと、導電性シェル層とを有するナノ粒子であるナノシェルもまたこの分野では知られている。カーボンナノチューブと同様に、ナノシェルもまた、例えば、金属の原子を誘電性基板上に結合することによって、分子レベルから製造される。ナノシェルは、上述の光学場強化現象を利用することが所望される適用において特に有用である。しかしながら、ナノシェルは、近赤外波長の適用の場合にだけ有用であることが知られている。
分子レベルから製造されたナノ粒子は、さらなる処理が製造プロセスにおいて伴わない限り、全体を特徴づける物理的特性を失い易いことが認められている。ナノ粒子が既に要求されている潜在的な適用の上記の非網羅的列挙から理解され得るように、ナノ粒子を製造するときに考慮しなければならない物理的特性は非常に多様である。特に、より大きいミクロサイズの粒子の物理的性質を保持するナノ粒子はこの上なく重要である。
本発明が使用される多様な分野には、分子生物学に基づく研究および診断の分野が含まれる。
この１０年以上にわたって、生物学的研究および遺伝学的研究は、生命の分子的基礎を理解することに大変革をもたらしているので、遺伝子の時間的および空間的な発現が生命プロセスのすべてを担っていることがますます明らかになっている。科学は、１つの遺伝的欠陥が、従来から認識されている遺伝性障害をどのように引き起こしているかを理解することから、多数の遺伝的欠陥の相互作用の重要性をより複雑な障害の環境的要因とともに認識することに進歩している。
この理解は、核酸増幅技術の助けをかりて可能になっている。特に、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）は、遺伝的障害の診断、臨床サンプルにおける病原性生物の核酸配列の検出、法廷サンプルの遺伝子同定、活性化されたガン遺伝子および他の遺伝子における変異の分析などをはじめとする様々な分野で広範囲にわたる適用が見出されている。加えて、ＰＣＲ増幅は、ＤＮＡの分子クローニングおよび分析における様々な課題を行うために使用されている。これらの課題には、クローニングまたはプローブとして使用するための特定のＤＮＡ配列の作製、遺伝子マッピングのためのＤＮＡセグメントの検出、ｃＤＮＡの特定のセグメントを増幅することによる発現配列の検出および分析、少量のｍＲＮＡからのｃＤＮＡライブラリーの作製、配列決定のための多量のＤＮＡの作製、変異の分析、ならびに、染色体クローリングのためであることが含まれる。ＰＣＲは、他の核酸増幅技術と同様に、分子生物学の多くの他の局面でのますます増大する適用が見出されることが予想される。
広く知られているように、ＤＮＡ鎖は、それらの塩基（アデニン、チミン、シトシンおよびグアニン、これらはそれぞれ、Ａ、Ｔ、Ｃ、Ｇとして表される）によって決定されるように、４つの異なるヌクレオチドから構成される。ＤＮＡ鎖のそれぞれは、ＡがＴと対形成し、かつ、ＣがＧと対形成する相同的な鎖と一致する。タンパク質をコードする特定の塩基配列が遺伝子と呼ばれる。ＤＮＡは、多くの場合、タンパク質組成を担う領域（エキソン）と、タンパク質組成に直接には寄与しない領域（イントロン）とにセグメント化されている。
ＰＣＲ（これは米国特許第４６８３１９５号に一般的に記載される）は、既知配列の２つの領域の間に存在する標的ＤＮＡフラグメントのインビトロ増幅を可能にする。二本鎖の標的ＤＮＡは、ＤＮＡ鎖を引き離すために最初に融解され、その後、オリゴヌクレオチドがテンプレートＤＮＡにアニーリングさせられる。プライマーは、相補的であり、従って、所望の標的フラグメントの５’境界および３’境界において所望される、事前に選択された位置に特異的に結合するような方法で選ばれる。
オリゴヌクレオチドは、ＤＮＡポリメラーゼ酵素をプライマー伸張として知られているプロセスにおいて使用して新しい相補的なＤＮＡ鎖を合成するためのプライマーとして役立つ。プライマーの相互に対する向きは、各プライマーからの、５’から３’への伸張生成物が、十分に遠方にまで伸張したとき、もう一方のオリゴヌクレオチドに対して相補的である配列を含有するようにされる。従って、それぞれの新しく合成されたＤＮＡ鎖が、もう一方のオリゴヌクレオチドをそのプライマーとして用いて始まる別のＤＮＡ鎖を合成するためのテンプレートになる。（ｉ）融解、（ｉｉ）オリゴヌクレオチドプライマーのアニーリング、および（ｉｉｉ）プライマー伸張からなるサイクルを多数回繰り返すことができ、これにより、プライマー間の標的フラグメントの指数的増幅がもたらされる。
先行技術のＰＣＲ技術では、反応を、ＤＮＡポリメラーゼの補因子を含有する反応緩衝液において行わなければならない。ＤＮＡポリメラーゼの補因子は、酵素が活性のために依存する非タンパク質性の化合物である。補因子が存在しない場合、酵素は触媒的に不活性である。知られている補因子には、マンガンまたはマグネシウムを、二価カチオンが水溶液中に放出されるような形態で含有する化合物が含まれる。典型的には、これらの補因子はマンガン塩またはマグネシウム塩（例えば、塩化物、硫酸塩、酢酸塩および脂肪酸塩など）の形態である。
低濃度の補因子を伴う緩衝液の使用は、誤ったプライマー化作用および非標的配列の増幅をもたらす。逆に、高すぎる濃度はプライマーのアニーリングを低下させ、非効率的なＤＮＡ増幅をもたらす。加えて、熱に安定なＤＮＡポリメラーゼ（例えば、Ｔｈｅｒｍｕｓ ａｑｕａｔｉｃｕｓ（Ｔａｑ）ＤＮＡポリメラーゼなど）はマグネシウム依存性である。従って、マグネシウムイオンの精密な濃度が、ポリメラーゼの効率および反応の特異性をともに最大にするために必要である。
長年にわたって、多くの試みが、ＰＣＲを、とりわけ、プライマーの長さおよび配列、アニーリング温度、増幅物の長さ、緩衝液の組成、反応補充物などを適正に選択することによって最適化するために行われている。ＰＣＲの効率を決定する変数の数は極めて大きいので、プロセスに関係する成分のすべてについて最適な１組のパラメーターを見つけることは極めて困難である。
下記の節でさらに詳述されるように、核酸増幅技術の効率を、ナノ構造をその中に取り込む液体組成物の助けを借りて著しく改善することができる。
本発明の１つの態様によれば、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含むナノ構造が提供され、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
本発明の別の態様によれば、液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを含む液体組成物が提供され、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にあり、ナノ構造は、液体組成物が最初に表面と接触させられ、その後、所定の洗浄プロトコルによって洗浄されたとき、組成物の電気化学的形跡がその表面に保たれるように設計される。
本発明のさらに別の態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、細菌コロニーの拡大速度の増大を容易にする液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
本発明のなおかつ別の態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、ファージ−細菌またはウイルス−細胞の相互作用の増大を容易にする液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
本発明のさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、液体自体のゼータ電位よりも実質的に大きいゼータ電位によって特徴づけられる液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
本発明のさらにさらなる態様によれば、液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを含む液体組成物が提供され、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にあり、かつ、ナノ構造のそれぞれが、液体の比重よりも小さい比重または液体の比重と等しい比重を有する。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ナノ構造は、液体組成物が、着色された溶液と混合されたとき、着色された溶液の分光的性質が実質的に変化するように設計される。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを含む液体組成物が提供され、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にあり、ナノ構造は、液体組成物が、着色された溶液と混合されたとき、着色された溶液の分光的性質が実質的に変化するように設計される。
本発明のさらにさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、高分子が固相マトリックスに結合することを強化する液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
下記に記載される本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、組成物において、固相マトリックスは親水性である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、固相マトリックスは疎水性である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、固相マトリックスは疎水性領域および親水性領域を含む。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、高分子は抗体である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、抗体はポリクローナル抗体である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、高分子は少なくとも１つの炭水化物親水性領域を含む。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、高分子は少なくとも１つの炭水化物疎水性領域を含む。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、高分子はレクチンである。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、高分子はＤＮＡ分子である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、高分子はＲＮＡ分子である。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、ＤＮＡ分子を少なくとも部分的に解きほぐすことができる液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、生体材料に対する細菌の付着を変化させることができる液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
記載された好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、本発明の組成物は生体材料に対するその付着を低下させる。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、生体材料は、プラスチック、ポリエステルおよびセメントからなる群から選択される。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、生体材料は、手術により対象に埋め込むために好適である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、細菌の付着は表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）の付着である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、表皮ブドウ球菌の付着は、表皮ブドウ球菌ＲＰ６２Ａの付着、表皮ブドウ球菌Ｍ７の付着、および、表皮ブドウ球菌（ＡＰＩ−６７０６１１２）の付着からなる群から選択される。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、酵素活性を安定化させることができる液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
下記に記載される本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、酵素活性は非結合型酵素の活性である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、酵素活性は結合型酵素の活性である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、酵素活性は、アルカリホスファターゼおよびβ−ガラクトシダーゼからなる群から選択される酵素の活性である。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、樹脂に対する核酸の親和性結合を改善することができ、また、ゲル電気泳動分離を改善することができる液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、カラムの容量を増大させることができる液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、核酸増幅プロセスの効率を改善することができる液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
下記に記載される本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、核酸増幅プロセスはポリメラーゼ連鎖反応である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、組成物は、前記ポリメラーゼ連鎖反応のＤＮＡポリメラーゼの触媒活性を高めることができる。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ポリメラーゼ連鎖反応はマグネシウムを含まない。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ポリメラーゼ連鎖反応はマンガンを含まない。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、ポリメラーゼ連鎖反応のためのキットが提供され、このキットは、別個の包装において、（ａ）熱に安定なＤＮＡポリメラーゼ、および（ｂ）液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを含む液体組成物を含み、この場合、前記コア物質、および整列した流体分子の前記エンベロープは定常的な物理的状態にある。
下記に記載される本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、キットはさらに、少なくとも１つのｄＮＴＰを含む。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、キットはさらに、少なくとも１つのコントロールテンプレートＤＮＡを含む。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、キットはさらに、少なくとも１つのコントロールプライマーを含む。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、ＤＮＡ配列を増幅する方法が提供され、この場合、この方法は、（ａ）液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを有し、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープが定常的な物理的状態にある液体組成物を提供すること、および（ｂ）液体組成物の存在下、複数のポリメラーゼ連鎖反応サイクルをＤＮＡ配列に対して実行し、それにより、ＤＮＡ配列を増幅することを含む。
本発明のなおかつさらなる態様によれば、液体と、ナノ構造とを含み、固体支持体の存在下での少なくとも１つの高分子の操作を可能にすることができる液体組成物が提供され、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
記載された好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、高分子はポリヌクレオチドである。
記載された好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、ポリヌクレオチドは、ＤＮＡおよびＲＮＡからなる群から選択される。
記載された好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、固体支持体はガラスビーズを含む。
記載された好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、ガラスビーズは直径が約８０ミクロン〜１５０ミクロンの間である。
記載された好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、操作は化学反応によって達成される。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、化学反応は、増幅反応、連結反応、形質転換反応、転写反応、逆転写反応、制限消化およびトランスフェクション反応からなる群から選択される。
本発明のさらに別の態様によれば、液体と、ビーズと、ナノ構造とを含み、ビーズの存在下での少なくとも１つの高分子の操作を可能にすることができる液体組成物が提供され、それにより、それぞれのナノ構造が、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、この場合、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
下記に記載される本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ナノ構造は少なくとも１つのさらなるナノ構造とクラスター形成することができる。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ナノ構造は、少なくとも１つのさらなるナノ構造との遠距離の相互作用を維持することができる。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、流体分子の少なくとも一部は液体の分子と同一である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造であり、より好ましくは、１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、コア物質は結晶性コア物質である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、液体は水である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ナノ構造は、組成物と固体表面との間での接触角が、液体と固体表面との間での接触角よりも小さいように設計される。
本発明のさらなる態様によれば、液体組成物を固体粉末から製造する方法が提供され、この場合、この方法は、（ａ）固体粉末を加熱し、それにより、加熱された固体粉末を提供すること、（ｂ）加熱された固体粉末を冷液体に浸すこと、および（ｃ）工程（ｂ）と実質的には同時に、冷液体および加熱された固体粉末を電磁放射線によって照射することを含み、電磁放射線が、ナノ構造ナノ構造が固体粉末の粒子から形成されるように選択された振動数によって特徴づけられる。
下記に記載される本発明の好ましい実施形態におけるさらなる特徴によれば、固体粉末はミクロサイズの粒子を含む。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ミクロサイズの粒子は結晶性粒子である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、ナノ構造は結晶性のナノ構造である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、固体粉末は、強誘電性物質および強磁性物質からなる群から選択される。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、固体粉末は、ＢａＴｉＯ３、ＷＯ３およびＢａ２Ｆ９Ｏ１２からなる群から選択される。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、固体粉末は、鉱物、セラミック物質、ガラス、金属および合成ポリマーからなる群から選択される物質を含む。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、電磁放射線は高周波範囲である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、電磁放射線は連続波の電磁放射線である。
記載された好ましい実施形態におけるなおかつさらなる特徴によれば、電磁放射線は変調電磁放射線である。
本発明は、数多くの特徴的な物理的特性、化学的特性および生物学的特性によって特徴づけられるナノ構造、および、そのようなナノ構造を有する液体組成物を提供することによって、現在知られている形態の欠点に対処することに成功している。
別途定義されない限り、本明細書中で使用されるすべての技術的用語および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味する。本明細書中に記載される方法および材料と類似または同等の方法および材料を本発明の実施または試験において使用することができるが、好適な方法および材料が下記に記載される。矛盾する場合には、定義を含めて、本特許明細書が優先する。加えて、材料、方法および実施例は例示にすぎず、限定であることは意図されない。
図面の説明
本明細書では本発明を単に例示し図面を参照して説明する。特に詳細に図面を参照して、示されている詳細が例示として本発明の好ましい実施態様を例示考察することだけを目的としており、本発明の原理や概念の側面の最も有用でかつ容易に理解される説明であると考えられるものを提供するために提示していることを強調するものである。この点について、本発明を基本的に理解するのに必要である以上に詳細に本発明の構造の詳細は示さないが、図面について行う説明によって本発明のいくつもの形態を実施する方法は当業者には明らかになるであろう。
図１は本発明の好ましい実施形態によるナノ構造の概略図である。
図２ａは本発明の好ましい実施形態による、液体組成物を製造する方法の流れ図である。
図２ｂは本発明の好ましい実施形態による、ＤＮＡ配列を増幅する方法の流れ図である。
図３は本発明のナノ構造のＴＥＭ画像である（図３ａ〜図３ｅ）。
図４は本発明の液体組成物に対する色素の影響を示す。
図５ａ〜図５ｂは液体組成物に対する高ｇ遠心分離の影響を示し、図５はチューブの下部部分の記録されたシグナルを示し、図５ｂはチューブの上部部分の記録されたシグナルを示す。
図６は本発明の液体組成物について行われたｐＨ試験の結果を示す（図６ａ〜図６ｃ）。
図７は本発明の液体組成物の吸収スペクトルを示す。
図８は本発明の液体組成物のζ電位測定の結果を示す。
図９は本発明の液体組成物の存在下（左側）およびコントロール媒体の存在下（右側）でのバクテリオファージ反応を示す（図９ａ〜図９ｂ）。
図１０はコントロール液体および本発明の液体組成物の溶菌表面積の比較を示す。
図１１は本発明の液体組成物の存在下（左側）およびコントロール媒体の存在下（右側）での１００の日常的試験希釈でのファージ型決定濃度を示す。
図１２は発明の液体組成物およびコントロール媒体の、時間を関数とする光学的濃度を示す。
図１３はマイクロタイタープレートへのコアグラーゼ陰性ブドウ球菌の付着に対する本発明の液体組成物の影響を調べることに向けられた実験における粘着物産生性の表皮ブドウ球菌の光学的濃度を示す（図１３ａ〜図１３ｃ）。
図１４は異なるマイクロタイタープレートに対する粘着物付着の１５回の反復実験を表すヒストグラムである。
図１５は同じマイクロタイタープレートにおける本発明の液体組成物およびコントロールに対する粘着物付着の違いを示す。
図１６は電気化学的析出実験設定を示す（図１６ａ〜図１６ｃ）。
図１７は本発明の液体組成物（図１７ａ）およびコントロール（図１７ｂ）の電気化学的析出を示す。
図１８は本発明の液体組成物と３０分の期間にわたって接触していたセルにおける逆浸透（ＲＯ）水の電気化学的析出を示す。
図１９は本発明の液体組成物（図１９ａ）およびコントロール媒体（図１９ｂ）についての枯草菌コロニー成長の結果を示す。
図２０は原料粉末を伴う水（図２０ａ）、逆浸透水（図２０ｂ）および本発明の液体組成物（図２０ｃ）についての枯草菌コロニー成長の結果を示す。
図２１は本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２１ａ）、ｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２１ｂ）、ｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２１ｃ）およびｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２１ｄ）に対する標識抗体および非標識抗体の結合を示す。
図２２は本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２２ａ）、ｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２２ｂ）、ｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２２ｃ）およびｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２２ｄ）に対する標識抗体の結合を示す。
図２３は本発明の液体組成物を使用し、また、緩衝液を使用したときの、ｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２３ａ）、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２３ｂ）、ｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２３ｃ）およびｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２３ｄ）に対する、４℃で一晩のインキュベーションの後での標識抗体の結合を示す。
図２４は本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、ｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２４ａ）、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２４ｂ）、ｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２４ｃ）およびｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２４ｄ）に対する、３７℃で２時間のポストインキュベーションでの標識抗体の結合を示す。
図２５は本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２５ａ）、ｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２５ｂ）、ｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２５ｃ）およびｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２５ｄ）に対する、４℃で一晩のインキュベーションの後での標識抗体および非標識抗体の結合を示す。
図２６は本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２６ａ）、ｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２６ｂ）、ｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２６ｃ）およびｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２６ｄ）に対する、室温で一晩のインキュベーションの後での標識抗体および非標識抗体の結合を示す。
図２７ａ〜図２７ｂは、本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液について、リン酸塩洗浄緩衝液を使用したときの、標識抗体および非標識抗体の結合結果（図２７ａ）と、標識抗体のみの結合結果（図２７ｂ）とを示す。図２７ｃ〜図２７ｄは、本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液について、ＰＢＳ洗浄緩衝液を使用したときの、標識抗体および非標識抗体の結合結果（図２７ｃ）と、標識抗体のみの結合結果（図２７ｄ）とを示す。
図２８は本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレートに対する、４℃で一晩のインキュベーションの後での標識抗体および非標識抗体の結合結果（図２８ａ）と、標識抗体のみの結合結果（図２８ｂ）とを示す。
図２９は本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、酢酸塩緩衝液（図２９ａ）、炭酸塩緩衝液（図２９ｂ）およびリン酸塩緩衝液（図２９ｃ）についてのｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレートに対する標識レクチンの結合を示す。
図３０は本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、炭酸塩緩衝液（図３０ａ〜図３０ｂ）、酢酸塩緩衝液（図３０ｃ）およびリン酸塩緩衝液（図３０ｄ）についてのｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレートに対する標識レクチンの結合を示し、図３０ｂに示されるグラフは、図３０ａに示されるグラフの直線部分である。
図３１ａは核酸について本発明の液体組成物の平均結合強化能を示す。
図３１ｂは核酸について本発明の液体組成物の平均結合強化能を示す。
図３２は異なる緩衝液組合せおよび異なる溶出工程について精製前および精製後のＰＣＲ生成物サンプルの画像である。
図３３は異なる緩衝液組合せおよび異なる溶出工程について精製前および精製後のＰＣＲ生成物サンプルの画像である（図３３ａ〜図３３ｂ）。
図３４は異なる緩衝液組合せおよび異なる溶出工程について精製前および精製後のＰＣＲ生成物サンプルの画像である（図３４ａ〜図３４ｂ）。
図３５は異なる緩衝液組合せおよび異なる溶出工程について精製前および精製後のＰＣＲ生成物サンプルの画像である（図３５ａ〜図３５ｂ）。
図３６は異なる量、濃度および溶出工程でカラムを通過したＰＣＲ生成物の画像である
図３７は異なる量、濃度および溶出工程でカラムを通過したＰＣＲ生成物の定量分析である。
図３８は３つの溶出工程で、図３６に示されるカラム５〜１７を通過したＰＣＲ生成物カラムの画像である（図３８ａ〜図３８ｃ）。
図３９ａは、図３８ａ〜図３８ｃの３つの溶出工程のそれぞれについて、負荷体積を関数とするコントロール緩衝液（ＣＯとして表される）および本発明の液体組成物（ＬＣとして表される）の面積を示す。図３９ｂは、図３８ａ〜図３８ｃの３つの溶出工程のそれぞれについて、負荷体積を関数とする比率（ＬＣ／ＣＯ）を示す。
図４０はＲＯ水の存在下（図４０ａ）および本発明の液体組成物の存在下（図４０ｂ）でのゲル電気泳動実験におけるＤＮＡの移動速度を比較するレーン画像である。
図４１はＲＯ水の存在下（図４１ａ）および本発明の液体組成物の存在下（図４１ｂ）でのゲル電気泳動実験におけるＤＮＡの移動速度を比較するレーン画像である。
図４２はＲＯ水の存在下（図４２ａ）および本発明の液体組成物の存在下（図４２ｂ）でのゲル電気泳動実験におけるＤＮＡの移動速度を比較するレーン画像である。
図４３は泳動緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４３ａ〜図４３ｄ）。
図４４は泳動緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４４ａ〜図４４ｄ）。
図４５は泳動緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４５ａ〜図４５ｄ）。
図４６はゲル緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４６ａ〜図４６ｄ）。
図４７はゲル緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４７ａ〜図４７ｄ）。
図４８はゲル緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４８ａ〜図４８ｄ）。
図４９はアルカリホスファターゼの非結合型形態の活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における、希釈を関数とする安定性強化パラメーターＳｅの値を示す。
図５０はアルカリホスファターゼの結合型形態の活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における希釈を関数とする、ＲＯ水および本発明の液体組成物において希釈されたストレプトアビジン結合アルカリホスファターゼの酵素活性を示す。
図５１はβ−ガラクトシダーゼの活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における、２４時間後（図５１ａ）、４８時間後（図５１ｂ）、７２時間後（図５１ｃ）および１２０時間後（図５１ｄ）でのβ−ガラクトシダーゼの安定性を示す。
図５２はβ−ガラクトシダーゼの活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における、２４時間後（図５２ａ）、４８時間後（図５２ｂ）、７２時間後（図５２ｃ）および１２０時間後（図５２ｄ）での安定性強化パラメーターＳｅの値を示す。
図５３ａは乾燥および熱処理の後でのアルカリホスファターゼの残存活性を示す。
図５３ｂは乾燥および熱処理の後でのアルカリホスファターゼの安定性強化パラメーターＳｅの値を示す。
図５４はＰＣＲ反応時においてＤＮＡに影響を及ぼすガラスビーズの能力に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像を示す。
本発明は、ナノ構造、ならびに、このナノ構造物を有し、かつ、多数の特徴的な物理的特性、化学的特性および生物学的特性によって特徴づけられる液体組成物に関連する。本発明の液体組成物は、多くの生物学的適用および化学的適用のために使用することができ、例えば、限定されないが、細菌コロニー成長および電気化学的析出などのために使用することができる。
本発明によるナノ構造および液体組成物の原理は、図面および付随する記載を参照してより良く理解することができる。
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳しく説明する前に、本発明は、その適用において、下記の記載において示されるか、または、図面において例示される構築の細部および構成成分の配置に限定されないことを理解しなければならない。本発明は他の実施形態が可能であり、または、様々な方法で実施することができ、または、様々な方法で実施される。また、本明細書中で用いられる表現法および用語法は記述のためであって、限定するものとして見なすべきでないことを理解しなければならない。
次に図面を参照して、図１は、整列した流体分子のエンベロープ１４によって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質１２を含むナノ構造１０を例示する。コア物質１２およびエンベロープ１４は定常的な物理的状態にある。
本明細書中で使用される表現「定常的な物理的状態」は、物体または分子が、少なくとも局所的な最小値を有する何らかのポテンシャルによって結びついている状況を示す。そのようなポテンシャルについての代表的な例には、限定されないが、ファンデルワールスポテンシャル、湯川ポテンシャルおよびレナード・ジョーンズポテンシャルなどが含まれる。他の形態のポテンシャルもまた意図される。
本明細書中で使用される表現「整列した流体分子」は、流体分子間の相関を有する流体分子の組織化された配置を示す。
本明細書中で使用される用語「約」は±１０％を示す。
本発明の好ましい実施形態によれば、エンベロープ１４の流体分子は液体状態またはガス状状態のいずれかであり得る。下記の実施例の節においてさらに明らかにされるように（実施例３を参照のこと）、エンベロープ１４がガス状物質を含むとき、ナノ構造は、十分なｇ力にさらされたとき、浮遊することができる。
コア物質１２は特定のタイプまたはファミリーの物質に限定されず、ナノ構造が設計される適用に従って選択することができる。代表的な例には、限定されないが、強誘電性物質、強磁性物質および圧電性物質が含まれる。下記の実施例の節において明らかにされるように（実施例１を参照のこと）、コア物質１２はまた、結晶性構造を有することができる。
強誘電性物質は、電場を加えることによって逆転または再配向させることができる永続的な電気的分極をある温度範囲にわたって維持する物質である。強磁性物質は、磁場を加えることによって可逆的である永続的な磁化を維持する物質である。本発明の好ましい実施形態によれば、コア物質１２が強誘電性または強磁性であるとき、ナノ構造１０はその強誘電性または強磁性の性質を保持する。従って、ナノ構造１０は、マクロスケールでの物理的性質がナノスケールの環境に持ち込まれる際立った特徴を有する。
本発明の好ましい実施形態によれば、ナノ構造１０は、少なくとも１つのナノ構造とクラスター形成することができる。より具体的には、ある濃度のナノ構造１０が液体（例えば、水）において混合されたとき、数個のナノ構造の間における引き合う静電気力により、それらの間での付着が、ナノ構造のクラスターを形成するように生じ得る。好ましくは、ナノ構造間の距離がクラスター形成を妨げるときでさえ、ナノ構造１０は、そのような他のナノ構造との長距離の相互作用（約０．５μｍ〜１０μｍ）を維持することができる。液体において存在するナノ構造間の遠距離の相互作用は液体に対して特異な特性を誘導し、そのような特性は、多くの適用において、例えば、限定されないが、生物学的アッセイおよび化学的アッセイにおいて利用することができる。
ナノ構造１０の特異な性質は、例えば、「トップダウン」プロセスを使用してナノ構造１０を製造することによって達成することができる。より具体的には、ナノ構造１０を、ナノメートルサイズの粒子をもたらすために制御された様式で破砕されるミクロサイズの粒子（例えば、直径が約１μｍを超えるか、または約１０μｍを超える）の原料粉末から製造することができる。典型的には、そのようなプロセスは、高温の原料粉末が電磁高周波（ＲＦ）放射線の条件のもとで入れられる冷液体（好ましくは、絶対的ではないが、水）において行われる。
製造プロセスをより詳しく記載する前に、言及されたように好ましい液体である水の物理的性質が下記に概説される。
従って、水は、注目すべき物質の１つであり、そのため、これまで非常によく研究されている。水は、１個の酸素原子に結合した２個の水素原子からなる非常に単純な分子であると考えられるが、複雑な性質を有する。水は、水素結合に起因する特別な性質を数多く有している（例えば、大きい表面張力、大きい粘度、および、六角形、五角形または十二面体の整列した水配列を自身で、または他の物質のまわりで形成することができることなど）。
水の融点は、類似する分子量を有する他の分子を検討したとき、予想されるよりも１００Ｋ以上も高い。水の六角形型の氷相（氷および雪の通常的な形態）において、すべての水分子が４つの水素結合（ドナーとしての２つおよびアクセプターとしての２つ）に関係しており、比較的静的に保持される。液体の水では、一部の水素結合が、分子が動き回ることを可能にするために破壊されるにちがいない。これらの結合を破壊するために要求される大きなエネルギーが融解プロセス時に供給されなければならず、比較的小さい量のエネルギーのみが体積の変化から取り戻されるだけである。自由エネルギーの変化は融点においてゼロでなければならない。温度が上昇すると、液体の水における水素結合の量が減少し、そのエントロピーが増大する。融解は、結合の破壊のために要求されるエネルギーを提供するための十分なエントロピー変化が存在するときに生じるだけである。液体の水の低いエントロピー（大きい組織化）はこの融点を高くさせる。
水の性質のほとんどは、水素の原子が（１つの酸素原子とは対照的に）２つの酸素原子にかなり強い力によって引き寄せられるときに生じる上記の水素結合のためであり、その結果、そのような水素結合は、これら２つの原子の間での束縛として作用していると見なすことができる。
水は大きい密度を有しており、その密度は、３．９８４℃の温度で存在する局所的な最大値にまで温度とともに増大する。この現象は水の密度異常性として知られている。液体の水の大きい密度は主に、水素結合した網目構造の結合性に起因する。これは自由体積を減少させ、比較的大きい密度を確実にし、これにより、水素結合した網目構造の部分的な空所性が補われる。水の異常な温度−密度挙動は、種々の程度の十二面体型のしわ形成を伴う全体的または部分的に形成されたクラスターの内部における様々な環境の範囲を利用して説明することができる。
密度最大値（およびモル体積最小値）が、密度を増大させる構造的崩壊と、密度を低下させる熱膨張との両方を引き起こす、上昇する温度の対抗する作用によってもたらされる。より低い温度では、膨張した構造の濃度がより大きくなり、これに対して、より高い温度では、崩壊した構造およびフラグメントの濃度がより大きくなり、しかし、それらが占める体積が温度ともに大きくなる。温度が上昇するときの、膨張した構造から崩壊した構造への変化には、あまり整列していない構造およびより大きい水素結合屈曲にそれぞれ起因するエントロピーおよびエンタルピーにおいて正の変化が伴う。
一般に、水の水素結合は広範囲にわたる網目構造をもたらし、これにより、無数の六角形型、五角形型または十二面体型の水配列を形成することができる。水素結合した網目構造は大きな程度の秩序を有する。加えて、温度依存的な競合が、水素結合の秩序化作用と、無秩序化する速度論的作用との間に存在する。
知られているように、水分子は、整列した構造および超構造を形成することができる。例えば、整列した水の殻が様々な生体分子（例えば、タンパク質および炭水化物など）の周りに形成される。これらの生体分子の周りにおけるこのような整列した水の環境は、例えば、受容体から細胞核へのシグナル伝達をはじめとする細胞内機能に関して生物学的機能に強く関与している。加えて、このような水構造は安定であり、分子の表面を保護することができる。
液状化した水の整列した構造のほとんどが短距離のスケールである（典型的には約１ｎｍ）。長距離の秩序が、水がその液相で存在するときには原理的に存在し得るが、液体状態における水は絶えず熱運動しているので、そのような長距離の秩序は、自然に生じる確率が極めて低い。水素結合による相互作用および水素結合によらない相互作用のために、水分子は、特定かつ構造化されたクラスター形成を伴う無限の水素結合した網目構造を形成することができる。従って、水分子の小さいクラスターは、他のより小さいクラスターとさらにクラスター形成して、数百の水分子からなる二十面体の水クラスターを形成することができる水の八量体を形成することができる。従って、水分子は様々な整列した構造を形成することができる。
水の他の性質には、高い沸点、高い臨界点、圧力による融点の低下（圧力異常性）、および、温度の上昇とともに低下し、約４６℃で最小値にまで低下する圧縮率などが含まれる。
水のこのような様々な特異な性質が、ナノ構造１０を製造するために本発明の発明者によって利用されている。従って、本発明の別の態様によれば、液体組成物を製造する方法が提供される。
次に図２ａを参照する。図２ａは、本発明の好ましい実施形態による方法の流れ図である。この方法は下記の方法工程を含み、方法において、第１の工程で、固体粉末（例えば、鉱物、セラミック粉末、ガラス粉末、金属粉末、合成ポリマーなど）が、十分に高い温度に、好ましくは、約７００℃を超える温度に加熱される。意図される固体粉末の代表例には、限定されないが、ＢａＴｉＯ３、ＷＯ３およびＢａ２Ｆ９Ｏ１２が含まれる。第２の工程で、加熱された粉末が、その密度異常性温度よりも低い温度（例えば、３℃または２℃）の冷たい液体（好ましくは、水）に浸される。この方法の第３の工程で、この工程は、好ましくは、第２の工程と実質的には同時に実行されるが、冷液体および粉末に、連続波ＲＦ放射線または変調されたＲＦ放射線のいずれかであり得る電磁ＲＦ放射線（好ましくは、５００ＭＨｚを超える電磁ＲＦ放射線）が照射される。
液体におけるナノ構造の形成は下記のように説明することができる。冷液体およびＲＦ放射線（すなわち、非常に振動する電磁場）の組合せは粒子と液体との間の境界に影響を及ぼし、それにより、液体分子および粒子をばらばらにする。ばらばらにされた液体分子はフリーラジカルの形態であり、このフリーラジカルにより、粒子の（ナノサイズの）破片が包まれる。低い温度であるので、フリーラジカルおよび破片は定常的な物理的状態に入る。フリーラジカルがナノ構造に引き寄せられることが、液体分子の相関の長さと比較してナノ構造の比較的小さいサイズから理解され得る。小さいサイズの摂動が、長距離の相互作用により現れる純粋なカシミール効果に寄与し得ることが議論されている［Ｄ．Ｂａｒｔｏｌｏ他、Ｅｕｒｏｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、２０００、４９（６）；７２９〜７３４］。
上記の方法を本発明に従って行うことにより、本発明のナノ構造が問題なく製造される。具体的には、上記の方法は、本明細書中下記でさらに詳述されるようにエンベロープ１４の形成を可能にする。従って、本明細書中の別の態様によれば、液体およびナノ構造１０を有する液体組成物が提供される。液体組成物が上記の方法によって製造されるとき、さらなる工程を用いることなく、ナノ構造１０のエンベロープ１４が、好ましくは、液体の分子と同一である分子から作製される。あるいは、ナノ構造はさらに、異なる液体と（ＲＦ照射とともに、または、ＲＦ照射を伴うことなく）混合することができ、その結果、最終的な組成物において、エンベロープ１４の少なくとも一部が、液体の分子とは異なる分子から作製される。エンベロープ１４が形成されるために、ナノ構造は、好ましくは、液体の比重よりも低い比重、または、液体の比重と等しい比重を有する。
ナノ構造の濃度は限定されない。好ましい濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造であり、より好ましくは、１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である。当業者は、そのような濃度に関して、組成物中のナノ構造間の平均距離がかなり大きく、ミクロン程度であることを理解する。本明細書中下記においてさらに詳述され、また、下記の実施例の節において明らかにされるように、本発明の液体組成物は多くの特異な特性を有する。これらの特性は、例えば、ナノ構造間の遠距離の相互作用によって促進され得る。具体的には、遠距離の相互作用により、上記の比較的低い濃度をそのように用いることが可能になる。
ナノ構造間の相互作用（遠距離の相互作用および近距離の相互作用の両方）は、細菌コロニーの自己組織化と同様に、液体組成物の自己組織化能を容易にする。細菌コロニーが成長するとき、自己組織化は、細菌コロニーが、不都合な外部条件に対処し、かつ、成長速度を改善するためにその環境から「集団的に学習する」ことを可能にする。同様に、遠距離の相互作用、および、従って、液体組成物の遠距離の秩序は、液体組成物が、種々の環境的条件（例えば、限定されないが、異なる温度、電流および放射線など）に順応するように自己組織化を行うことを可能にする。
本発明の液体組成物の遠距離の秩序は、液体組成物が電気化学的析出（ＥＣＤ）実験に供されるときに最もよく認められる（下記の実施例の節における実施例９もまた参照のこと）。
ＥＣＤは、物質が（例えば、２つの電極を使用して）ある電位差に供され、その結果、電気化学的プロセスが開始されるプロセスである。ＥＣＤプロセスの特有の性質の１つが、それによって得られる物質分布である。電気化学的プロセスの期間中、所与の電流において電極間で測定される電位は、その物質における数タイプの過電圧および抵抗降下の和である。抵抗降下の大きさは物質の電気伝導率および電極間の距離に依存する。電極の特定の局所的領域の電流密度は反対側の電極までの距離の関数である。この効果は一次電流分布と呼ばれ、電極の幾何形状および物質の電気伝導率に依存する。
電極間の電位差が、平衡電圧と比較して大きいとき、物質は非平衡状態への転移を受け、結果として、様々な異なる形態学の構造が形成される。非平衡状態における系は特定の形態学を選択し、かつ／または、２つの形態学（密集した枝分かれの形態学および樹枝状の形態学）の間で転移し得ることが見出されている［Ｅ．Ｂｅｎ−Ｊａｃｏｂ、「雪片形成から細菌コロニーの成長まで」、Ｃｏｎｔ．Ｐｈｙｓ．、１９９３、３４（５）］。
本発明の好ましい実施形態によれば、本発明の液体組成物が電気化学的析出セルに置かれたとき、所定の形態学（例えば、密集した枝分かれおよび／または樹枝状）が形成される。好ましくは、本発明の液体組成物は、異なる液体（例えば、水）によって置き換えられたときでさえ、電気化学的形跡をセルの表面に保つことができる。より具体的には、本発明の好ましい実施形態によれば、液体組成物が最初に電気化学的析出セルの表面と接触させられ、次いで、所定の洗浄プロトコルによって洗浄されるとき、組成物の電気化学的形跡がセルの表面に保たれる。
本発明のさらなる特徴は、液体組成物と固体表面との間での小さい接触角である。好ましくは、液体組成物と表面との間での接触角は、液体（ナノ構造を含まない）と表面との間での接触角よりも小さい。当業者は、小さい接触角は、液体組成物がより大きな程度で表面を「濡らす」ことを可能にすることを理解する。本発明のこの特徴は、液体におけるナノ構造の大きな濃度に限定されず、反対に、ナノ構造間の上記の遠距離の相互作用の助けをかりて、低い濃度にも限定されないことを理解しなければならない。
本発明を実施に移しているとき、本発明の液体組成物は、液体組成物を調製するために使用された固体粉末が細菌にとって毒性であるときでさえ、細菌コロニー拡大速度およびファージ−細菌相互作用またはウイルス−細胞相互作用の増大を促進することができることが予想外にも認められている（下記の実施例の節における実施例６、実施例７および実施例１０を参照のこと）。液体組成物が製造されるこの特異なプロセスでは、言及されているように、コア物質１２を取り囲むエンベロープ１４の形成が可能であるので、細菌またはファージに対する液体組成物の何らかの毒性的影響が著しく抑制される。
本発明の液体組成物のさらなる特徴は、いわゆるゼータ（ζ）電位に関連する。ζ電位は、粒子が、その中に存在する電場の影響のもとで液体中を移動することができる電気泳動および誘電泳動と呼ばれる物理的現象に関連する。ζ電位は、異なる挙動を有する液体の２つの領域の間での境界において定義される剪断平面での電気電位である。粒子の電気泳動移動度（電場強度に対する粒子の速度の比率）はζ電位に比例する。
表面に関連づけられる量であるので、ζ電位は、粒子サイズが小さい系では特に重要である。そのような系では、粒子の総表面積が粒子の総体積に対して大きく、その結果、表面に関連づけられる現象により、粒子の挙動が決定されるからである。
本発明の好ましい実施形態によれば、液体組成物は、液体自体のζ電位よりも実質的に大きいζ電位によって特徴づけられる。大きいζ電位は、液体におけるナノ構造の高まった移動度に対応し、従って、例えば、電気化学的析出プロセスにおける特別な形態学の形成に寄与し得る。
液体組成物のζ電位を測定する多くの方法が存在し、これらには、限定されないが、マイクロ電気泳動、光散乱、光回折、音響学、電気音響学などが含まれる。例えば、ζ電位を測定する１つの方法が米国特許第６４４９５６３号に開示される（その内容は参考として本明細書により組み込まれる）。
本明細書中上記において背景の節で言及されたように、本発明はまた、分子生物学研究および診断の分野に関連し、具体的には、核酸増幅技術（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）、鎖置換増幅（ＳＤＡ）および自動継続（ｓｅｌｆ−ｓｕｓｔａｉｎｅｄ）配列複製（ＳＳＳＲ）など、これらに限定されない）に関連する。
本発明の液体組成物は、例えば、ＰＣＲ手法におけるＤＮＡポリメラーゼの触媒活性を高めることにより核酸増幅プロセスの効率を改善できることが本発明の発明者によって見出されている。触媒活性の強化は、好ましくは、さらなる補因子（例えば、マグネシウムまたはマンガンなど、これらに限定されない）の使用を伴うことなく達成される。当業者によって理解されるように、マグネシウム非存在またはマンガン非存在のＰＣＲを用いることができることは非常に好都合である。これは、ＰＣＲ手法の効率が、反応に存在する補因子の濃度に対して非常に敏感であることが知られているからである。熟練した科学者は、多くの場合、補因子の濃度を事前に計算すること、または、所望する増幅効率を達成する前に、補因子の濃度を変えながら多くの試験を行うことが要求される。
従って、本発明の液体組成物の使用は、使用者が、ＰＣＲミックスにおける補因子の濃度を計算するか、または変化させる必要なく、簡便かつ非常に効率的な多サイクルＰＣＲ手法を実行することを可能にする。
加えて、ポリメラーゼ連鎖反応が、何らかのさらなる緩衝液または液体を伴うことなく行われ得ることが本発明者によって見出されている。ＰＣＲを臨床診断に適用することに伴う大きな問題の１つは、持ち越し汚染に対するＰＣＲの感受性である。これらは、以前のＰＣＲにおいて増幅された分子がサンプルに混入することに起因する偽陽性である。本発明の液体組成物が唯一のＰＣＲミックスとして使用されることは、全手順を、何らかのさらなる緩衝液または液体を必要とすることなく行うことができ、従って、汚染の危険性を回避することができるので、持ち越し汚染の可能性を著しく低下させる。
従って、本発明の好ましい実施形態によれば、ポリメラーゼ連鎖反応のためのキットが提供される。本発明のＰＣＲキットは、所望されるならば、本発明のキットの１つまたは複数の単位物を含有することができるパックで提供され得る。パックには、キットを使用するために説明書が伴い得る。パックはまた、研究室補助品の製造、使用または販売を規制する政府当局により定められた形式で容器に関連する通知によって供給され得る。この場合、そのような通知は、組成物の形態の当局による承認を反映する。
キットは、好ましくは、別個の包装で、熱に安定なＤＮＡポリメラーゼ（例えば、Ｔａｑポリメラーゼなど、これに限定されない）と、本発明の液体組成物とを含む。加えて、キットは、少なくとも１つのｄＮＴＰ（例えば、ｄＡＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＴＴＰなど、これらに限定されない）を含むことができる。ｄＩＴＰおよび７−デアザ−ｄＧＴＰなどのアナログもまた意図される。
本発明の好ましい実施形態によれば、キットはさらに、使用者が少なくとも１つのコントロール試験を行って、ＰＣＲ成績を確保することを可能にするために、少なくとも１つのコントロールテンプレートＤＮＡおよび／または少なくとも１つのコントロールプライマーを含むことができる。
本発明のさらなる態様によれば、ＤＮＡ配列を増幅する方法が提供され、この場合、この方法は、図２ｂの流れ図に例示される下記の方法工程を含む。この方法の第１の工程において、本発明の液体組成物が提供され、第２の工程において、多数のＰＣＲサイクルが、液体組成物の存在下、ＤＮＡ配列に対して実行される。
ＰＣＲサイクルを、この分野で知られている任意の方法で行うことができ、例えば、米国特許第４６８３１９５号、同第４６８３２０２号、同第４８００１５９号、同第４９６５１８８号、同第５５１２４６２号、同第６００７２３１号、同第６１５００９４号、同第６２１４５５７号、同第６２３１８１２号、同第６３９１５５９号、同第６７４０５１０号および国際特許出願公開ＷＯ／９９１１８２３に開示されるＰＣＲサイクル（これらに限定されない）を行うことができる。
好ましくは、それぞれのＰＣＲサイクルにおいて、ＤＮＡ配列は最初に、一本鎖の相補的な鎖を形成するために処理される。続いて、ＤＮＡ配列に対して特異的である対になったオリゴヌクレオチドプライマーが液体組成物に加えられる。その後、プライマー対は、一本鎖の相補的な鎖における相補的な配列にアニーリングさせられる。適正な条件のもとで、アニーリングされたプライマーが伸張して、一本鎖のそれぞれに対して相補的である伸張生成物を合成する。
ポリヌクレオチドを固体支持体（例えば、ガラスビーズなど）に固定することは、分子生物学研究および医学の分野ではこの上なく有益であり得る。
本明細書中で使用される「ポリヌクレオチド」は、任意のサイズの鎖を形成するためにつながったＤＮＡ分子またはＲＮＡ分子として定義される。
ポリヌクレオチドは、研究および医学的適用の過程において多くの方法で操作することができ、これには、例えば、増幅、転写、逆転写、連結、制限消化、トランスフェクションおよび形質転換（これらに限定されない）が含まれる。
本明細書中で使用される「連結」は、１つの核酸鎖の３’末端を別の核酸鎖の５’末端とつなぎ、これにより、連続した鎖を形成することとして定義される。「転写」は、ＤＮＡからのメッセンジャーＲＮＡの合成として定義される。「逆転写」は、ＲＮＡからのＤＮＡの合成として定義される。「制限消化」は、ＤＮＡ分子を、制限エンドヌクレアーゼと呼ばれる特別な酵素でより小さい小片に切断するプロセスとして定義される。「形質転換」は、細菌細胞が裸のＤＮＡ分子を取り込むプロセスである。「トランスフェクション」は、細胞がＤＮＡ分子を取り込むプロセスである。
典型的には、ＤＮＡ操作は一連の反応を次々に含む。従って、典型的な一例として、ＤＮＡを最初に制限消化し、増幅し、次いで細菌に形質転換することができる。それぞれの反応が、好ましくは、それ自身の特有の緩衝液を必要とするそれ自身の好適な反応条件のもとで行われる。典型的には、それぞれの反応の間で、ＤＮＡサンプルまたはＲＮＡサンプルを沈殿させ、その後、その新しい適切な緩衝液において再構成しなければならない。繰り返される沈殿化および再構成は時間がかかり、また、より重要なことに、出発物質の喪失をもたらし、このことは、出発物質が希少であるときには最大の関心事であり得る。ポリヌクレオチドを固体支持体に固定することによって、これが回避される。
従って、本発明のさらなる態様によれば、液体およびナノ構造を含む液体組成物が提供され、この場合、液体組成物は、固体支持体の存在下での少なくとも１つの高分子の操作を可能にすることができ、それにより、ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、コア物質、および整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある。
固体支持体は、ＤＮＡおよびＲＮＡと結合することができ、その一方で、他の分子が接近して結合し、また、上記で議論されたように、その後の反応においてそのＤＮＡおよびＲＮＡと相互作用することを可能にする任意の固体支持体であり得る。
本発明の発明者は、ガラスビーズが、ポリヌクレオチドを固定することができる一方で、ポリヌクレオチドが無傷であり続けるために本発明の液体組成物を要求することを見出した。従って、実施例１６において記載されるように、ガラスビーズの存在下でＰＣＲ増幅を受けているＤＮＡは、ＰＣＲ生成物が可視化されるために、本発明の液体組成物の存在を要求する。
核酸増幅のほかに、本発明の液体組成物は、多くの化学的および生物学的なアッセイおよび反応を改善するために、緩衝液として、または既存の緩衝液への追加物として使用することができる。
従って、１つの実施形態において、本発明の液体組成物は、ＤＮＡ分子を少なくとも部分的に解きほぐすために使用することができる。
別の実施形態において、本発明の液体組成物は、ＤＮＡの単離および精製を容易にするために使用することができる。
さらなる実施形態において、本発明の液体組成物は、結合型酵素または非結合型酵素のいずれかであっても、多くの酵素（例えば、アルカリホスファターゼまたはβ−ガラクトシダーゼなど、これらに限定されない）の酵素活性を安定化させるために使用することができる。
さらに別の実施形態において、本発明の液体組成物は、高分子が固相マトリックスに結合することを高めるために使用することができる。下記の実施例の節においてさらに明らかにされるように（実施例１１を参照のこと）、本発明の液体組成物は、親水性物質および疎水性物質の両方に対する結合を高めることができる。加えて、本発明の液体組成物は、疎水性領域および親水性領域を有する物質に対する結合を高めることができる。上記物質に対する多くの高分子の結合を高めることができ、それらには、限定されないが、１つまたは複数の炭水化物親水性領域または炭水化物疎水性領域を有する高分子、抗体、ポリクローナル抗体、レクチン、ＤＮＡ分子およびＲＮＡ分子などが含まれる。
加えて、下記の実施例の節においてさらに明らかにされるように（実施例１２〜実施例１４を参照のこと）、本発明の液体組成物は、カラムの容量（樹脂に対する核酸の結合）を増大させるために、また、ゲル電気泳動分離を改善するために使用できることが本発明者によって見出されている。
本発明の追加の目的、利点及び新規な特徴は、下記実施例を考察すれば、当業技術者には明らかになるであろう。なおこれら実施例は本発明を限定するものではない。さらに、先に詳述されかつ本願の特許請求の範囲の項に特許請求されている本発明の各種実施態様と側面は各々、下記実施例の実験によって支持されている。
上記説明とともに、以下の実施例を参照して本発明を例示する。なおこれら実施例によって本発明は限定されない。
下記の実施例は、本発明のナノ構造および液体組成物を使用して行われている様々な特徴づけ実験に向けられている。下記の実験において使用されたナノ構造および液体組成物は、本明細書中上記でさらに詳述されるように、本発明に従って製造された。より具体的には、ナノ構造および液体組成物を提供するために用いられた製造方法において、下記のプロトコルが使用された：
最初に、ミクロサイズのＢａＴｉＯ３の粉末を８８０℃の温度に加熱した。次いで、９１５ＭＨｚの周波数での連続波ＲＦ放射線の条件のもとで、上記の加熱された粉末を２℃の温度で水に浸した。放射線および突然の冷却により、粉末のミクロサイズの粒子がばらばらにされ、ナノ構造になった。続いて、液体組成物（ナノ構造および水）を室温に加熱した。
下記の実施例では、本発明の好ましい実施形態に従って製造された様々な液体組成物が、ＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４、ＬＣ５、ＬＣ６、ＬＣ７、ＬＣ８およびＬＣ９として示される。
実施例１
固液カップリングおよびナノ構造のクラスター形成
本実施例では、コア物質に対する取り囲んでいる流体分子のカップリングを、構造的流体システムの現代技術の１つである極低温透過電子顕微鏡観察（ｃｒｙｏ−ＴＥＭ）によって調べた。分析は下記の工程を伴い、第１の工程において、本発明の液体組成物（ＬＣ１）を、ガラス質サンプルが得られるように超急速で冷却し、次いで、第２の工程において、ガラス質サンプルを極低温でＴＥＭによって調べた。
図３ａ〜図３ｅは本発明のナノ構造のＴＥＭ画像を示す。図３ａは、４つのナノ構造によって占められる領域（約２００ｎｍの長さおよび約１５０ｎｍの幅）の画像である。図３ａに示されるように、ナノ構造は、流体分子の中間領域を介してクラスターを形成している。１つのそのような領域が黒矢印によって示される。ナノ構造を取り囲む条線（図３ａにおいて白矢印によって示される）はその結晶性構造を示唆している。
図３ｂは１つのナノ構造（約２０ｎｍの直径）の画像である。明るいコロナ（白矢印によって示される）は、フレスネル効果として一般に知られている光学的干渉作用の結果であり得る。より暗いさらなるコロナ（図３ｂにおいて黒矢印によって示される）が、明るいコロナと比較して、ナノ構造の中心からさらに遠い距離で観測された。この暗いコロナは、コアを取り囲む流体分子の整列した構造、その結果、ナノ構造全体が定常的な物理的状態にあることを示している。
図３ｃ〜図３ｅは等しい倍率であり、倍率が、図３ｃに示されるスケールバーにより例示される。図３ｃは、図３ａよりも大きい倍率で、本発明のナノ構造がクラスター形成することができることをさらに明らかにしている。図３ｄは、結晶性の小平面によって特徴づけられる１つのナノ構造を示し、図３ｅは、一方が結晶性の小平面によって特徴づけられ、もう一方が、その結晶性構造にこれもまた起因すると考えられる十分に規定された暗い領域を有する２個のナノ構造からなるクラスターを示す。
実施例２
液体組成物に対する色素の影響
本発明の液体組成物と色素との相互作用を調べた。上記でさらに詳述されるように製造された液体組成物を、エタノールに溶解されたＲｕ系色素（Ｎ３）により着色した。
本発明の液体組成物（ＬＣ１）を含有する１つのキュベットを色素溶液に２４時間さらした。液体組成物を含有する別のキュベットを下記のプロトコルにさらした：（ｉ）撹拌、（ｉｉ）空気流による乾燥、および（ｉｉｉ）乾燥。純水を含有する２つのさらなるキュベットをコントロール群として上記試験に供した。
図４はこれら４つの試験の結果を示す。図４に示されるように、色素の添加は、色が維持された純水の場合（図４における下段の曲線を参照のこと）とは対照的に、色素の色の消失をもたらしている（図４における下段の曲線を参照のこと）。従って、ナノ構造との相互作用は、電子構造を変化させるか、または、色素の酸化のいずれかによって色素のスペクトルに影響を及ぼしている。
色の消失はキュベットの写真で最もよく明らかである。本発明の液体組成物を含有する図４に示されたすべてのサンプルは撹拌された。「乾燥Ｓ−Ｒ」と表されるサンプルは２４時間にわたって乾燥状態で保たれ、湿潤「Ｓ−Ｒ」と表されるサンプルはエタノールとともに維持され、「色素Ｓ−Ｒ」と表されるサンプルは着色され（エタノール中の色素）、「色素Ｓ−乾燥Ｒ」と表されるサンプルは乾燥および再測定された。
実施例３
液体組成物に対する高ｇ遠心分離の影響
本発明の液体組成物を含有するチューブを高ｇ値（約３０ｇ）で遠心分離した。
図５ａ〜図５ｂは遠心分離後の本発明の液体組成物（ＬＣ１）の５回の積分光散乱（ＩＬＳ）測定の結果を示す。図５ａはチューブの下部部分で記録されたシグナルを示す。示されるように、１μｍ未満の構造体からのシグナルは下部部分からは記録されなかった。図５ｂはチューブの上部部分で記録されたシグナルを示す。１μｍ未満の構造体の明確な存在が示される。すべての測定において、ピークの位置は約２００ｎｍ〜３００ｎｍのナノ構造と一致している。
この実験では、ナノ構造が、ホストの液体（水）の比重よりも小さい比重を有することが明らかにされた。
実施例４
ｐＨ試験
本発明の液体組成物を２つのｐＨ試験に供した。最初の試験では、カルミン酸指示薬が、変化するｐＨの目安を提供するように本発明の液体組成物（ＬＣ１）に添加された。
図６ａは滴定期間中におけるカルミン酸指示薬のスペクトル変化を示す。これらのスペクトルが、液体組成物のｐＨを調べるために使用される。図６ｂは、液体組成物のスペクトルがｐＨ７．５における水のスペクトルに近いことを示している。図６ｃは、この処理で使用された最初の水とは異なり、いくつかの液体組成物サンプルがｐＨ７．５のスペクトルを有することを示している。
最初の試験の結果は、液体組成物が、純水のｐＨ値よりも大きい７．５のｐＨを有することを示す。
第２の試験では、ブロモチモールブルー（ＢＴＢ）が本発明の液体組成物（ＬＣ１）に添加された。この指示薬はｐＨ自体に影響を及ぼさず、しかし、目的とするｐＨ範囲において色を変化させる。
サンプルＮｏ．１およびサンプルＮｏ．４についての吸収スペクトルを図７に示す。図７において、「ＨＷ」は液体組成物のスペクトルを表し、「＋」は正の特性結果を表し、「−」は負の特性結果を表す。ＢＴＢの２つの吸収ピークが図７に示される。これらのピークは、より酸性の場合について黄色の色をもたらし、より塩基性のときには緑青色をもたらす。液体組成物に添加されたとき、色と液体組成物の性状との間での相関が見出された。液体組成物の緑色の色（塩基性）は、特性がより大きいことを示す。
実施例５
ゼータ電位測定
ゼータ（ζ）電位測定を本発明の液体組成物に対して行った。図８は６個のサンプルのζ電位を示す（超純水、ｐＨ８に変化させた超純水、ｐＨ１０に変化させた超純水、正の特性を有する液体組成物の２つのサンプル、および、負の特性を有する液体組成物の１つのサンプル）。ζ電位の測定を、Ｚｅｔａ Ｓｉｚｅｒを使用して行った。
示されるように、本発明の液体組成物のζ電位は著しくより大きい。このことは、液体中におけるナノ構造の移動度が大きいことを示している。
実施例６
バクテリオファージ反応
バクテリオファージの型決定に対する本発明の液体組成物（ＬＣ９）の影響を調べた。
材料および方法
１）Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｌｔｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｉｎ Ｃｏｌｉｎｄａｌｅ（英国）（Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）（ＵＲＬ：ｗｗｗ．ｐｈｌｓ．ｃｏ．ｕｋ）から得られる、黄色ブドウ球菌（ＳＡ）のファージ型決定のための標準的な国際キットのバクテリオファージ（Ｎｏ．６およびＮｏ．８３Ａ）を調べた。
２）寒天平板用の培地：Ｎｕｔｒｉｅｎｔ寒天Ｏｘｏｉｄ Ｎｏ．２（カタログ番号ＣＭ６７、Ｏｘｏｉｄ Ｌｔｄ．）＋ＣａＣｌ２。オートクレーブ滅菌後、２０ｍｌのＣａＣｌ２を各１リットルの培地について加えた。
３）液体培養用の培地：Ｎｕｔｒｉｅｎｔ Ｂｒｏｔｈ Ｎｏ２ Ｏｘｏｉｄ：２８ｇｒ／リットル。
４）ファージ型決定のための濃度：各バクテリオファージを１ＲＴＤおよび１０ＲＴＤ（日常的試験希釈度）で試験した。
５）ファージの増殖：各ファージを、コントロール培地、および、本発明の液体組成物に基づく被試験培地において平行して増殖させた。
６）溶菌表面積を表面積測定のためのコンピューター処理「Ｓｋｅｔｃｈ」ソフトウエアを使用して測定した。
７）統計学的分析：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（商標）用のＳＰＳＳ（商標）ソフトウエアを使用して、反復測定による分散分析（ＡＮＯＶＡ）を光学的濃度分析について使用し、２元配置ＡＮＯＶＡを溶解表面積の測定値について使用した。
結果
バクテリオファージ反応の促進
図９ａ〜図９ｂは、下記のように、被試験培地におけるバクテリオファージ反応を例示する。図９ａはコントロール培地（右側）および本発明の液体培地（左側）におけるバクテリオファージＮｏ．６を示し、図９ｂはコントロール培地（右側）および本発明の液体培地（左側）におけるバクテリオファージＮｏ．８３Ａを示す。本発明の液体培地におけるバクテリオファージ反応は、細菌の溶解が促進されたことを明らかにした（液体組成物では１時間以内であり、コントロール培地では３時間以内であった）。
被試験平板における優れた溶解面積が直ちに観測され、２４時間のインキュベーションで、より大きいままであった。コントロール平板と被試験平板との間での鮮明な違いが、ＲＴＤ濃度を測定することによって明らかにされた。
面積測定
図１０は、コントロールおよび液体組成物の溶菌表面積の比較を示すヒストグラムである。統計学的有意性を、ファージ型決定についての２元配置ＡＮＯＶＡを使用して決定した。対応する数字が下記の表１および表２に示される。
ファージ反応面積における著しい増大が液体組成物に関して見出された（ｐ＝０．０１４）。著しい違いが、ファージとの間（ｐ＝０．１１３）および培地相互作用との間（ｐ＝０．３９７）では認められなかった。このことから、本発明の液体組成物は両方の被試験ファージに対して同一の影響傾向を有することが明らかにされる。
ＲＴＤ測定
図１１は、それぞれの増大において１０倍ずつ増大する希釈度を示す。本発明の液体培地におけるファージの増大した濃度が、ウエル１よりも１００倍大きいウエル３において観測された。
溶菌−光学的濃度の読み取り
図１２は、時間を関数とするファージＮｏ．６における光学的濃度（ＯＤ）のグラフである。開始からの平均変化およびファージ反応のＯＤについての対応する数字が表３および表４にそれぞれ示される。反復測定についてのＡＮＯＶＡが表５に示される。
図１２および表３〜表５において明らかにされるように、著しい相関が培地および時間との間に存在する。より具体的には、時間における著しい異なる傾向が、ファージＮｏ．６およびファージＮｏ．８３Ａの両方において、コントロールおよび本発明の液体組成物との間に存在する（ｐ＝０．００１）。本発明の液体組成物におけるファージ反応は、逆方向による著しく異なる傾向を有する。
２２時間で、溶解の増加「反発」が認められた。これは、ファージの増大した能力のためであると考えられる。
コントロールのＯＤのすべて（培地単独、ファージ単独、細菌単独、異なるファージを伴うコントロールおよび組成物において）は、コントロール間で差がないことを明らかにし、また、試験された反応とは著しく異なっていた。
結論
本発明の液体組成物はファージ反応時間を促進し（３倍）、かつ、溶菌表面積を増大させ、また、ＲＴＤを増大させている（１００倍以上）。
本発明の液体組成物におけるバクテリオファージ反応は、ＯＤ測定においてコントロールに匹敵する逆の傾向、および、時間とともに増大する能力を明らかにしている。
考察
ファージ−宿主相互作用の速度論が、液体組成物を含有する培地では高まっている。このことは、反復実験において、また、測定された「成長曲線速度論」において観測された。速度論に影響するパラメーターは、測定された因子（例えば、ｐＨ、温度など）には依存していない。２２時間の反応の後で観測されたように、ファージ濃度だけでなく、その能力もまた増大している。本発明の液体組成物におけるファージが依然として効果的であるとき、コントロール培地におけるファージは効果的でない。加えて、液体組成物により前処理された増殖中の株ははるかにより効果的である。
実施例７
ファージ−細菌相互作用に対する液体組成物の影響
ラムダ（λ）ファージに対する本発明の液体組成物の影響を調べた。λファージは、生物のゲノムＤＮＡを提示するために分子生物学において使用されている。下記の実験は標準的なλファージ相互作用適用に依る。すべての実験において、試験群における材料は、液体組成物を溶媒として用いて調製された。コントロール群における材料は本明細書中下記に記載されるように調製された。コントロール群のｐＨを、７．２〜７．４の間である液体組成物溶液のｐＨに調節した。
材料および方法
１）ＬＢ培地
１０ｇのＢａｃｔｏ Ｔｒｙｐｔｏｎｅ、５ｇの酵母抽出物、１０ｇのＮａＣｌを１０００ｍｌの蒸留水に溶解し、オートクレーブ（１２１℃、１．５ａｔｍ、４５分間）によって滅菌する。
２）ＬＢ平板
１５ｇのＢａｃｔｏ Ａｇａｒを１０００ｍｌのＬＢ培地に加え、混合し、上記のようにオートクレーブ処理した。５０℃に冷却した後、培地を滅菌プラスチックプレートに注いだ。平板を使用前に２日間プレインキュベーションした。
３）上層アガロース、０．７％
１００ｍｌのＬＢ培地を０．７ｇの化学的に純粋な電気泳動規格のアガロース（Ｄｉｆｃｏまたは他の供給者から得られる）と混合し、オートクレーブ（１２１℃、１．５ａｔｍ、４５分間）によって滅菌した。
４）ＭｇＳＯ４−１０ｍＭ
１．２ｇのＭｇＳＯ４を１０００ｍｌの蒸留水に溶解し、オートクレーブによって滅菌した。
５）マルトース、２０％（ｗ／ｖ）
２００ｇのマルトースを１０００ｍｌの蒸留水に溶解し、２０μｍのフィルターによるろ過によって滅菌した。
６）ＭｇＳＯ４−１Ｍ
１２０．３７ｇのＭｇＳＯ４を１０００ｍｌの蒸留水に溶解し、オートクレーブによって滅菌した。
７）１０ｍＭのＭｇＳＯ４および０．２％のマルトースを含むＬＢ
１００μｌのＭｇＳＯ４（１Ｍ）および１００μｌのマルトース（２０％）を９９．８ｍｌのＬＢ培地に加えた。
８）ＳＭ緩衝液（ファージ貯蔵緩衝液）
５．８ｇのＮａＣｌ、２ｇのＭｇＳＯ４、５０ｍＭの１Ｍ ＴｒｉｓＨＣｌ（ｐＨ７．５）、５ｍｌの２％（ｗ／ｖ）ゼラチンを蒸留水に溶解して、１０００ｍｌの最終体積にし、その後、オートクレーブによって滅菌した。
９）細菌株（宿主）
大腸菌ＸＬ１Ｂｌｕｅ ＭＲＡ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）。
１０）ファージ：
λＧＥＭ１１（Ｐｒｏｍｅｇａ）。
１１）ＬＢ平板での細菌培養
ＸＬ１細胞を、細菌接種の一般的な手順に従って微生物学的白金耳によりＬＢ平板上に分散させた。平板を３７℃で１６時間インキュベーションした。
１２）ＬＢ液体培地での細菌培養
単一コロニーのＸＬ１細胞をＬＢ平板から取り、ＬＢ液体培地に接種し、続いて、２００ｒｐｍで振とうしながら３７℃で１６時間（一晩）インキュベーションした。
１３）ファージによる宿主細菌株への感染
ＸＬ１細胞を、１０ｍＭのＭｇＳＯ４および０．２％のマルトースが補充されたＬＢ培地に接種した。２００ｒｐｍで振とうしながら３７℃でのインキュベーションを、６００ｎｍの波長における０．６の濁度が達成されるまで（４時間〜５時間）続けた。成長した培養物を４０００ｒｐｍで５分間遠心分離した。上清を捨て、細菌を、６００ｎｍの波長における０．６の濁度が達成されるまで１０ｍＭのＭｇＳＯ４に再懸濁した。ファージを含有するＳＭ緩衝液の必要量を２００ｍｌの再懸濁された細菌に加えた。３７℃で１５分間インキュベーションした後、２つの代替的手順を行った：
（ｉ）溶解物を調製するために、適量のＬＢ培地を宿主−ファージ混合物に加え、２００ｒｐｍで振とうしながら３７℃で１６時間（一晩）インキュベーションした。
（ｉｉ）固体培地におけるファージ出現（プラーク）のために、溶融した上層アガロース（５０℃）を宿主−ファージ混合物に注ぎ、素早く混合し、事前に暖めたＬＢ平板に広げた。アガロースが固化した後、インキュベーションを３７℃で１６時間（一晩）行った。
１４）ファージＤＮＡの抽出
細菌溶解物を、細菌破片を沈降させるために６０００ｒｐｍで５分間〜１０分間遠心分離した。上清を集め、ファージ粒子を沈降させるために１４０００ｒｐｍで３０分間遠心分離した。上清を捨て、ファージペレットをゼラチン非含有のＳＭ緩衝液に再懸濁した。ヌクレアーゼの混合物（任意の供給者から得られるＲＮａｓｅおよびＤＮａｓｅ）を、１μｌのファージ懸濁物あたり５Ｗｅｉｓｓ単位〜１０Ｗｅｉｓｓ単位の最終的濃度にするために、再懸濁されたファージに加えた。何らかの残留する細菌核酸の完全な消化のために要求されるように３７℃で３０分間インキュベーションした後、ファージのＤＮＡを下記の手順によって抽出した：
（ｉ）フェノール：クロロホルム：ｉｓｏ−アミルアルコール（２５：２４：１、ｖ／ｖ）による抽出；
（ｉｉ）クロロホルムによるフェノール混入物の除去；
（ｉｉｉ）０．３Ｍ酢酸カリウムの最終的な濃度および１体積のイソプロパノールによる沈殿化；
（ｉｖ）７０％エタノールによる洗浄；および
（ｖ）乾燥、および、さらなる分析のための蒸留水での再懸濁。
結果
プラーク形成ユニット（ＰＦＵ）力価実験
ファージ懸濁物を一連の１／１０希釈でＳＭ緩衝液におけるファージストックから調製した：１つを、発明の液体組成物に基づくＳＭ緩衝液で調製し、１つを、ｄｄＨ２Ｏに基づくＳＭ緩衝液で調製した。
１μｌの各希釈物を２００μｌのコンピテント細菌宿主とインキュベーションした（方法の項目１３を参照のこと）。懸濁物を３７℃で１５分間インキュベーションして、バクテリオファージがそのＤＮＡを宿主細菌内に注入することを可能にした。インキュベーション後、熱い（４５℃〜５０℃）上層アガロースを加え、ＬＢ平板上に分散させた。それぞれの希釈物および処理の９個の複製物を調製した。
下記の表６は、一晩のインキュベーションの後で計数されたＰＦＵレベルを示す。
数字を、パラメトリック検定を行うために必要とされるようにデータを正規化するために平方根変換によって修正した。下記の表７には、要因ＡＮＯＶＡによるデータ分析の結果が示される。
ＰＦＵ力価における著しい影響が、濃度間（０．０００１に対して０．００１）、処理間（コントロールに対して試験）、および、相互作用間（処理および濃度の任意の組合せ）で検出された。濃度間の著しい差が実験構造の結果として予想された。しかしながら、本発明の液体組成物の処理により引き起こされるようなＰＦＵ力価における著しい増大は、本明細書中下記において本実施例の考察の節で示される特別な説明を必要とする。
ＬＢにおける大腸菌株ＸＬＩ−Ｂｌｕｅの細菌成長
２μｌの細菌懸濁物を、コントロールと、本発明の液体組成物に基づく培地との両方で２つのＬＢ平板の各１／８領域に接種した（合計で１６個の接種）。３７℃で３日間インキュベーションした後、コロニーの形状およびサイズを観察した。著しい差がコントロールと液体組成物処理との間で観察されなかった。
ＬＢ細菌培養物（溶解物）におけるファージ成長
溶解物を方法（項目１３）に記載されるように調製し、６０００ｒｐｍで５分間〜１０分間遠心分離して、細菌破片を沈降させ、濁度を６００ｎｍで測定した。その後、ＤＮＡを、本明細書中上記において方法（項目１４）で記載されたように溶解物から抽出した。著しい差が、濁度および抽出ＤＮＡ濃度（コントロールにおいて０．７２６μｇ／μｌ；液体組成物において０．７１８μｇ／μｌ）の両方においてコントロールと液体組成物処理との間で観察されなかった。
考察
３つのうちの２つの独立した実験において、本発明の液体組成物がコントロールと比較して使用されたとき、低いファージ希釈度（１０−３および１０−４）でのＰＦＵにおける著しい増大が観測された。
上記観察結果の考えられる説明は、プラーク形成が２つの別個のプロセス（その宿主に感染するファージの能力（感染性）およびファージに対する宿主適合性）に依存するという点にある。
宿主適合性は、ファージが繁殖するために細菌の機構を採用するファージの能力に依存する。宿主適合性に対する本発明の液体組成物との間における相関は何ら見出されなかった。増大した適合性は、コントロールのプラークよりも大きいプラーク（最初の感染部位からより大きい距離）、または、コントロールのファージ粒子の数よりも大きい数のファージ粒子のいずれかが観察されることによって明らかにすることができる。
本発明の液体組成物がＤＮＡファージのレベルに影響しなかったという事実は以前の発見を裏付けている。
感染性は本質的なファージ粒子に依存し、かつ／または、ファージが感染するための細菌細胞の能力に依存する。本発明の液体組成物が使用されたときのＰＦＵにおける著しい増大（コントロールよりも約２倍大きい）は、本発明の液体組成物が感染性に影響を及ぼすことを示している。予備感染処理（方法（項目１３）を参照こと）が、非処理の細菌よりも容易にファージが感染するコンピテント細菌を調製することによって感染の確率を増大させるために要求される。
低いファージ希釈度では、ＰＦＵ形成の制限因子は、ファージが感染するための宿主細胞の能力である。
本発明の液体組成物により処理され、かつ、本発明の液体組成物とともに成長した細菌は、ファージによる感染の増大した能力を有していたようである。従って、液体組成物は細菌の受容体とファージ粒子との間での親和性を増大させていることが推測される。
実施例８
マイクロタイタープレートへのコアグラーゼ陰性ブドウ球菌の付着に対する液体組成物の影響
粘着物多糖の産生はバイオフィルムの生成および維持にとって非常に重要であり、また、細菌における毒性因子として主要な役割を果たしている［Ｇｏｔｚ Ｆ．「ブドウ球菌およびバイオフィルム」、Ｍｏｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、２００２、４３（６）：１３６７〜７８］。粘着物は表面への細菌の付着および細菌の蓄積を容易にして、層状のクラスターを形成する。粘着物はまた、宿主の免疫防御および抗体処理から保護する［Ｋｏｌａｒｉ Ｍ．他、「抄紙機バイオフィルムにおける着色した中程度好熱性細菌」、Ｊ Ｉｎｄ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ（２００３）に出版される予定］。細菌によって産生されるバイオフィルムは産業界においても様々な問題を生じさせ得る。
粘着物を防止するための現在の概念のほとんどは、バイオフィルムにおいて活性である新しい感染防止剤、および、バイオフィルムを絡ませる新しい生体適合性材料についての探索に関連している。
シリコーン表面へのコアグラーゼ陰性ブドウ球菌の付着がＭＩＣ以下の抗菌剤によって変化し得ることが明らかにされている［Ｂｅｓｎｉｅｒ ＪＭ他、「コアグラーゼ陰性ブドウ球菌のシリコーンへの付着および疎水性に対する抗菌剤の亜阻害濃度の影響」、Ｃｌｉｎ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｉｎｆｅｃ、１９９６、１（４）：２４４〜２４８］。この作用は粘着物産生株および粘着物非産生株では異なり、また、このような抗菌剤の阻害作用の機構、または、疎水性の修飾と相関していなかった。このことは、疎水性に関与していない一部の表面成分がインビトロ付着において役割を果たし得ることを示唆している。
抗生物質に対する表皮ブドウ球菌（インプラントに関連した感染症の重大な病原体）の細菌抵抗性が、抗生物質の接近および宿主防御機構による殺傷を損なう糖衣粘膜の産生に関連づけられている［Ｋｏｎｉｇ ＤＰ他、「４つの異なる骨セメントにおける表皮ブドウ球菌ＲＰ６２Ａおよび表皮ブドウ球菌Ｍ７のインビトロ付着および蓄積」、Ｌａｎｇｅｎｂｅｃｋｓ Ａｒｃｈ Ｓｕｒｇ、２００１、３８６（５）：３２８〜３２］。生体材料に関連した感染を防止するために開発された、抗生物質を含有する種々の骨セメントのインビトロ研究では、生体材料付着性細菌の完全な根絶を必ずしも常に明らかにすることができなかった。さらなる努力が、粘着物付着からのより良好な保護を見つけ出すために行われている。
加えて、表面の相互作用は粘着物付着を変えることができる。例えば、Ｆａｒｏｏｑ他［Ｆａｒｏｏｑ Ｍ他、「ゼラチンによりシールされたポリエステルは表皮ブドウ球菌バイオフィルム感染を阻止する」、Ｊ Ｓｕｒｇ Ｒｅｓ、１９９９、８７（１）：５７〜６１］は、ゼラチン含浸ポリエステル移植片が表皮ブドウ球菌バイオフィルム感染を大動脈移植片間置のイヌモデルにおいて阻害することを明らかにした。ゼラチン含浸ポリエステル移植片は、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌バイオフィルム感染に対するインビボ抵抗性を明らかにした。
本実施例における実験の目的は、粘着物を産生する表皮ブドウ球菌（ＡＰＩ−６７０６１１２）のプラスチックへの付着に対する本発明の液体組成物の影響を調べることであった。
方法
使用された細菌は、Ｂｉｏ Ｍｅｒｉｅｕｘ ｓａ Ｍａｒｃｙ ｌ’ Ｅｏｉｌｅ（フランス）（ＡＰＩ）を使用して同定され、表皮ブドウ球菌６７０６１１２について９８．４％の信頼度であった。下記の表８には、使用された３つの細菌株がまとめられる。
粘着物付着を下記のように分光光度計による光学的濃度（ＯＤ）技術によって定量的に調べた。本発明の液体組成物および通常の水を用いたＴＳＢにおける一晩培養物を、対応する培地により１：２．５で希釈し、滅菌のマイクロタイター組織培養プレート（Ｃｅｌｌｓｔａｒ、Ｇｒｅｎｉｎｅｒ ｌｏｂｏｒｔｅｃｈｎｉｋ、ＬＩＤを伴う組織培養プレート（９６Ｗ平底）、滅菌Ｎｏ．６５５１８０）にそれぞれ２５０μｌの総体積で入れ、３７℃でインキュベーションした。プレートを水道水により３回すすぎ、クリスタルバイオレットで染色し、水道水によりさらに３回すすいだ。乾燥後、染色された付着性細菌フィルムのＯＤを、５５０ｎｍの波長を使用することによってＭｉｃｒｏＥｌｉｓａ Ａｕｔｏリーダー（ＭＲ５０００；Ｄｙｎａｔｅｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ａｌｅｘａｎｄｒｉａ、ＶＡ．）により測定した。細菌培養物のＯＤを、４５０ｎｍおよび６３０ｎｍｍの二重フィルターを使用してそれぞれの染色の前に測定した。それぞれの細菌株の試験を四連で行った。
実験を、様々な間隔で粘着物付着を評価するために設計した。速度論的評価のための時間表は、１８時間、２０時間、２２時間、２４時間および４３時間であった。３つの菌株のすべてを同じプレートで評価した。液体組成物を標準的な培地調製のために使用し、液体組成物は標準的なオートクレーブ滅菌を受けた。
付着の値を、同じプレート試験について、反復測定によるＡＮＯＶＡを使用して比較した。グループ化因子はプレートおよび菌株であった。３元配置ＡＮＯＶＡを、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（商標）用のＳＰＳＳ（商標）１１．０を使用して異なるプレート試験について使用した。
結果
図１３ａ〜図１３ｃは粘着物産生の表皮ブドウ球菌（上記の表８を参照のこと）のすべてにおけるＯＤを示す。付着が本発明の液体組成物では著しく異なっていた（ｐ＜０．００１）。
菌株２４および菌株４４の速度論は、増大した粘着物付着を明らかにし（それぞれ図１３ａ〜図１３ｂ）、菌株５４は、低下した付着を明らかにした（図１３ｃ）。時間が、付着を低下させることにおける重要な因子であることが見出され、この場合、最後の１時間で、最も低い付着が観測された。著しい差が菌株間で見出され（ｐ＜０．００１）、それぞれの菌株がそれ自身の付着特性を有していた。著しい相互作用が、異なる菌株および時間との間で見出され（ｐ＜０．００１）、菌株間の差は時間依存的であった。回帰分析により、時間および使用された水のタイプとの間での相互作用は何ら見出されなかった（ｐ＝０．７８７）。液体組成物およびコントロールにおける付着の差はすべての時間で維持され、１８時間目から始まり、４３時間目でピークに達した。
菌株および水との間での著しい相互作用（ｐ＜０．００１）が見出された。液体組成物およびコントロールとの間での違いは菌株依存的であった。それぞれの菌株がそれ自身の付着特性を有していた。菌株、時間および水との間には相互作用は何ら見出されなかった（ｐ＝０．５３９）。
下記の表９には、粘着物付着速度論の結果がまとめられる（３元配置ＡＮＯＶＡ）。
反復粘着物付着実験を同じタイプの異なるプレートでのインキュベーション後２４時間で行った。この場合、それぞれの菌株を別個のマイクロタイタープレートでインキュベーションした。
図１４は、異なるマイクロタイタープレートでの粘着物付着の１５回の反復実験を表すヒストグラムである。示されるように、液体組成物の存在下での付着はコントロールにおける付着よりも大きい。
マイクロタイタープレート間および菌株間での液体組成物およびコントロールにおける付着の著しい違いが見出された（ｐ＜０．００１）。著しい相互作用が、プレート、菌株および使用された水のタイプとの間で見出された。付着の程度は、菌株、プレートおよび使用された水に依存している。
下記の表１０には、別個のマイクロタイタープレートでの粘着物付着の結果がまとめられる（３元配置ＡＮＯＶＡ）。
プレート対プレートの変動の可能性を調べるために、多数回の分析を同じプレートで行った（すべての菌株）。
図１５は、同じマイクロタイタープレートでの本発明の液体組成物とコントロールにおける粘着物付着の違いを示す。下記の表１１〜表１２には、同じマイクロタイタープレートでの粘着物付着の結果がまとめられる（反復測定によるＡＮＯＶＡ）。
表１１〜表１２に示されるように、液体組成物およびコントロールによる粘着物付着の間での著しい差がもう一度認められた。しかしながら、新たな著しい相互作用が、プレートとの間（ｐ＜０．００１）、菌株との間（ｐ＜０．００１）および水との間（ｐ＜０．００１）で存在することもまた見出された。このことから、液体組成物における付着の差が、プレート、菌株、および、それとの相互作用に依存することが確認される。
菌株およびプレートとの間での付着における著しい差はプレート毎の変動の可能性を指摘している。液体組成物によるプレート毎の変動は、液体組成物と相互作用し得る他の因子がプレート表面に存在し得るか、または、プレート調製時に存在し得ることを示している。
考察
その変化した表面付着性により細菌付着を変化させる本発明の液体組成物の能力を調べた。液体組成物による培地は、何らかの有機物またはＰＨ改変を除外して、コントロール培地と比較したとき、同一の緩衝液を含有し、かつ、同一のオートクレーブ滅菌を受けた。液体組成物における疎水性修飾は、粘着物がより付着性になるための、または、粘着物がより付着性にならないための環境的選択を生じさせることができる。表面特性の変化は、ナノ構造によって持ち込まれ、これにより、水の疎水的能力における変化を生じさせる新しい秩序によって説明されるかもしれない。
実施例９
電気化学的析出試験
本発明の液体組成物は擬二次元セルにおいて一連の電気化学的析出試験に供されている。
実験構成
実験構成が図１６ａ〜図１６ｃに示される。擬二次元セル２０は、直径が１２５ｍｍであり、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓのベース部２２およびＰｌｅｘｉｇｌａｓｓのカバー部２４を含んでいた。カバー部２４がベース部２２に置かれれたとき、擬二次元の空洞（高さが約１ｍｍである）が形成された。２つの同心状の電極２６がセル２０に配置され、１２．４Ｖ±０．１Ｖの電源２８に接続された。外側電極がリング（直径が９０ｍｍである）として形状化され、０．５ｍｍの銅ワイヤから作製された。内側電極が、０．１ｍｍの厚さおよび２８ｍｍの直径を有するディスクとして形状化された。外側電極を電源の正極に接続し、内側電極をその負極に接続した。
最初に、この実験構成を使用して、電気化学的析出プロセスを、本発明の液体組成物に対して直接、また、比較のために、逆浸透（ＲＯ）水から構成されるコントロール溶液に対して行った。
次に、この実験構成を使用して、電気化学的析出の形跡を残す液体組成物の能力を下記のように調べた。液体組成物をセル２０に入れた。べース部２２と３０分間にわたって接触させた後、液体組成物をＲＯ水で置き換え、電気化学的析出プロセスをＲＯ水に対して行った。
結果
図１７ａ〜図１７ｂは本発明の液体組成物（図１７ａ）およびコントロール（図１７ｂ）の電気化学的析出を示す。密集した枝分かれ形態と、樹枝状成長との間での移行が液体組成物において観測された。密集した枝分かれ形態は負極の表面から数ミリメートルの距離にわたって広がった。コントロールでは、密集した枝分かれ形態が、負極の近い近傍でのみ観測されただけであり、形態の移行は全く観測されなかった。
図１８は、本発明の液体組成物と３０分間にわたって接触していたセルにおけるＲＯ水の電気化学的析出を示す。図１８および図１７ｂを比較すると、液体組成物はセルの表面に明確な形跡を残しており、従って、セルの表面における枝分かれ形態および樹枝状形態の形成を可能にすることを認めることができる。そのような形成は、ＲＯ水が清浄なセルに置かれた図１７ｂには存在しない。
電気化学的析出の形跡をセル上に保つ液体組成物の能力は、液体組成物とのインキュベーションの後でセル表面によってＲＯ水に誘導される遠距離の秩序として説明することができる。
実施例１０
細菌コロニーの成長
枯草菌のコロニー成長を本発明の液体組成物の存在下で調べた。コントロール群はＲＯ水の存在下での同じ細菌を含んだ。
図１９ａ〜図１９ｂは液体組成物（図１９ａ）およびコントロール（図１９ｂ）について２４時間後の枯草菌のコロニー成長の結果を示す。示されるように、本発明の液体組成物はコロニー成長を著しく促進させている。
本発明の液体組成物の特異な特徴をさらに明らかにするために、さらなる実験を、液体組成物のナノ構造が形成される原料粉末と、ＲＯ水との混合物を、上記でさらに詳述されるような製造プロセスを用いることなく使用して行った。この混合物は以降、原料源粉末（ＳＰ）水として示される。
図２０ａ〜図２０ｃは、ＳＰ水（図２０ａ）、ＲＯ水（図２０ｂ）および液体組成物（図２０ｃ）について枯草菌のコロニー成長の結果を示す。示されるように、ＳＰ水の存在下でのコロニー成長は、ＲＯ水におけるコロニー成長よりも一層遅く、このことは、原料自体が細菌に対して負の影響を有することを示している。他方で、本発明の液体組成物はコロニー成長を著しく促進させている。だが、原理上、液体組成物は同じ物質から構成されている。
実施例１１
固相マトリックスに対する高分子の結合
無数の生物学的な処理および反応が固相マトリックス（例えば、マイクロ滴定プレート、メンブラン、ビーズおよびチップなど）において行われる。固相マトリックスは、例えば、疎水的性質、親水的性質、電気的性質（例えば、荷電、極性）および親和性性質をはじめとする種々の物理的性質および化学的性質を有し得る。
本実施例において記載される実験の目的は、異なる物理的性質および化学的性質を有するマイクロ滴定プレートおよびメンブランへの生物学的物質の結合に対する本発明の液体組成物の影響を調べることであった。
方法
下記のマイクロ滴定プレート（すべてがＮＵＮＣ（商標）によって製造される）を使用した：（ｉ）ＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）（これは親水性／疎水性の混合領域を含有し、ＩｇＧおよび他の分子の大きい結合容量およびそれらに対する大きい結合親和性によって特徴づけられる（ＩｇＧの結合容量は６５０ｎｇ／ｃｍ２に等しい））；（ｉｉ）ＰｏｌｙＳｏｒｐ（商標）（これは疎水性表面を有し、脂質の大きい結合容量および脂質に対する大きい結合親和性によって特徴づけられる）；（ｉｉｉ）ＭｅｄｉｕｍＳｏｒｐ（商標）（これはＰｏｌｙＳｏｒｐ（商標）とＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）との間の表面化学を有し、タンパク質の大きい結合容量およびタンパク質に対する大きい結合親和性によって特徴づけられる）；（ｉｖ）Ｎｏｎ−Ｓｏｒｐ（商標）（これは、生体分子の低い結合容量および生体分子の低い結合親和性によって特徴づけられる非処理のマイクロ滴定プレートである）；および（ｖ）ＭｕｌｔｉＳｏｒ（商標）（これは親水性表面を有し、グリカンの大きい結合容量およびグリカンに対する大きい結合親和性によって特徴づけられる）。
ＣＯＲＮＩＮＧ（商標）（Ｃｏｓｔａｒ）の下記のマイクロ滴定プレートを使用した：（ｉ）中程度の結合性のマイクロ滴定プレート（これは親水性表面を有し、ＩｇＧに対する結合容量が２５０ｎｇ／ｃｍ２である）；（ｉｉ）炭素結合性のマイクロ滴定プレート（これは炭水化物に共有結合的にカップリングする）；（ｉｉｉ）高結合性のマイクロ滴定プレート（これは大きい吸着容量を有する）；および（ｉｖ）高結合性の黒色のマイクロ滴定プレート（これもまた大きい吸着容量を有する）。
上記マイクロ滴定プレートに対する生体分子の結合効率を、イオン強度、緩衝液ｐＨ、温度および時間の４つのカテゴリーにおいて試験した。
結合実験を、蛍光標識された生体分子、または、同じタイプの標識された生体分子および標識されていない生体分子の混合物でマイクロ滴定プレートをコーティングし、非結合分子を洗浄によって除き、プレート上に残留する蛍光シグナルを測定することによって行った。
下記のプロトコルを用いた：
１）蛍光性の標識された生体分子を結合緩衝液で種々の濃度（典型的には０．４μｇ／ｍｌ〜０．０２μｇ／ｍｌ）に予備希釈する。各１組の希釈を２つの結合緩衝液で行った：（ｉ）本発明の液体組成物および（ｉｉ）コントロールのＲＯ水。
２）各濃度からの１００μｌのサンプルをマイクロ滴定プレートに（三連で）分注し、最初の蛍光レベルを測定する。
３）プレートを４℃で一晩または３７℃で２時間インキュベーションする。
４）コーティング溶液を捨てる。
５）１５０μｌの洗浄液を各ウエルに加え、室温で５分間振とうする。この洗浄工程を３回繰り返した。典型的な洗浄液は、１ｘＰＢＳ（ｐＨ７．４）、０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０（商標）、および０．０６Ｍ ＮａＣｌを含む。
６）０．０１ＭのＮａＯＨを含む２００μｌの蛍光読み取り溶液を加え、室温で１８０分または一晩インキュベーションする。
７）４８５ｎｍの励起波長、５３５ｎｍの放射波長および１０フラッシュの最適なゲインを用いて、蛍光底部モードを使用して蛍光を読み取る。
上記プレートへの糖タンパク質（フルオレセインイソチオシアナート（ＦＩＴＸ）により標識されているか、また標識されていない１５００００ＤのＩｇＧ）の結合効率に対する本発明の組成物の影響を調べた。ＩｇＧは、主に親水性分子の混合物から構成されるポリクローナル抗体である。この分子は、共通領域において炭水化物の親水性領域を有し、かつ、可変領域においてわずかに疎水性である。そのようなタイプの分子は、ＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレートに非常に大きい効率（６５０ｎｇ／ｃｍ２）で結合することが知られている。
下記のタイプの本発明の液体組成物を使用した：ＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４、ＬＣ５およびＬＣ６（これらは本明細書中上記においてさらに詳述される通りである）。
下記の表１３には、ＩｇＧについて行われた６回のアッセイがまとめられる。表１３において、標識抗体のみが使用されたアッセイがＡｂ＊として表され、標識抗体および非標識抗体の混合物が使用されたアッセイがＡｂ＊／Ａｂとして表される。
ピーナッツ（Ａｒａｃｈｉｓ ｈｙｐｏｇａｅａ）アグルチニン（ＰＮＡ）の結合効率に対する本発明の液体組成物の影響をＭａｘＳｏｒｐ（商標）プレートおよびＮｏｎ−Ｓｏｒｐ（商標）プレートに関して調べた。ＰＮＡは１１００００ダルトンのレクチンであり、それぞれが約２７０００ダルトンである４つの同一の糖タンパク質サブユニットから構成される。ＰＮＡレクチンは、親水性領域を介して、特定の立体配座の糖残基を有する糖タンパク質および糖脂質と結合する。ＰＮＡはまた、疎水性領域を有する。ＰＮＡ＊として表されるアッセイは３つのコーティング緩衝液の使用を含んでいた：（ｉ）炭酸塩緩衝液（ｐＨ９．６）、（ｉｉ）酢酸塩緩衝液（ｐＨ４．６）、および（ｉｉｉ）リン酸塩緩衝液（ｐＨ７．４）。下記の表１４には、実験がまとめられる。
核酸の結合効率に対する本発明の液体組成物の影響を、ＭａｘＳｏｒｐ（商標）プレート、Ｐｏｌｙｓｏｒｐ（商標）プレートおよびＮｏｎ−Ｓｏｒｐ（商標）プレートに関して調べた。一般に、ＤＮＡ分子はポリスチレンプレートには良好に結合しない。より一層問題的であるのは、数千ダルトンの分子量を有する小さい一本鎖ＤＮＡ分子であるオリゴヌクレオチドの結合である。下記の表１５には、標識されたオリゴヌクレオチドの結合について行われた実験がまとめられる。このアッセイはＯｌｉｇｏ＊として表される。
ＩｇＧの結果および考察
図２１ａ〜図２２ｄは、中程度Ｃｏｓｔａｒ（商標）プレート（ａ）、Ｎｏｎ−Ｓｏｒｐ（商標）プレート（ｂ）、Ｍａｘｉｓｏｒｐ（商標）プレート（ｃ）およびＰｏｌｙｓｏｒｐ（商標）プレート（ｄ）に対するＡｂ＊／Ａｂアッセイの結果（図２１ａ〜図２１ｄ）およびＡｂ＊アッセイの結果（図２２ａ〜図２２ｄ）を示す。本発明の液体組成物を使用して得られた結果が中塗り記号（三角、四角など）により表され、コントロールの結果が白記号により表される。直線は線形回帰近似に対応する。結合効率を直線の勾配によって推定することができ、それにより、より大きい勾配はより良好な結合効率に対応する。
図２１ａ〜図２２ｄに示されるように、本発明の液体組成物を使用して得られた勾配は、コントロール実験で得られた勾配よりも急である。従って、本発明の液体組成物は結合効率を高めることができる。本発明の液体組成物の増強結合能がＳｒとして表され、これは、それぞれの図における２つの勾配の比率として定義され、その結果、Ｓｒ＞１は結合増強に対応し、Ｓｒ＜１は結合抑制に対応する。図２１ａ〜図２１ｄで得られた勾配について計算されたＳｒパラメーターの値はそれぞれ、１．３２、２．３５、１．６２および２．９６であり、図２２ａ〜図２２ｄで得られた勾配について計算されたＳｒパラメーターの値はそれぞれ、１．４２、１．２９、１．１０および１．７１であった。
図２３ａ〜図２４ｄは、ＮｏｎＳｏｒｐ（商標）プレート（ａ）、中程度Ｃｏｓｔａｒ（商標）プレート（ｂ）、ＰｏｌｙＳｏｒｐ（商標）プレート（ｃ）およびＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレート（ｄ）における４℃での一晩のインキュベーションについてのＡｂ＊アッセイの結果（図２３ａ〜図２３ｄ）および３７℃での２時間のインキュベーションについてのＡｂ＊アッセイの結果（図２４ａ〜図２４ｄ）を示す。図２１ａ〜図２２ｄと同様に、本発明の液体組成物およびコントロールを使用して得られた結果が中塗り記号および白記号によりそれぞれ表される。図２３ａ〜図２４ｄに示されるように、２つの発生事例（ＮｏｎＳｏｒｐ（商標）プレートにおける一晩のインキュベーション、および、ＰｏｌｙＳｏｒｐ（商標）プレートにおける２時間のインキュベーション）を除いて、本発明の液体組成物を使用して得られた勾配は、コントロール実験で得られた勾配よりも急である。具体的には、図２３ａ〜図２３ｄについて得られたＳｒパラメーターの計算値はそれぞれ、０．９４、１．１０、１．２０および１．２７であり、一方、図２４ａ〜図２４ｄについて得られたＳｒパラメーターの計算値はそれぞれ、１．１６、１．３５、０．９４および１．１１であった。
図２５ａ〜図２６ｄは、中程度Ｃｏｓｔａｒ（商標）プレート（ａ）、ＰｏｌｙＳｏｒｐ（商標）プレート（ｂ）、ＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレート（ｃ）およびＮｏｎＳｏｒｐ（商標）プレート（ｄ）における４℃での一晩のインキュベーションについてのＡｂ＊／Ａｂアッセイの結果（図２５ａ〜図２５ｄ）および室温での一晩のインキュベーションについてのＡｂ＊／Ａｂアッセイの結果（図２６ａ〜図２６ｄ）を示す。図２５ａ〜図２６ｄに示されるように、１つの発生事例（ｎｏｎ−ｓｏｒｐプレートにおける室温でのインキュベーション）を除いて、本発明の液体組成物を使用して得られた勾配は、コントロール実験で得られた勾配よりも急である。具体的には、図２５ａ〜図２５ｄについて得られたＳｒパラメーターの計算値はそれぞれ、１．１５、１．２５、１．０７および２．１０であり、図２６ａ〜図２６ｄについて得られたＳｒパラメーターの計算値はそれぞれ、１．３０、１．４８、１．３８および０．８４であった。
種々の洗浄プロトコルが、中程度Ｃｏｓｔａｒ（商標）プレートを使用して図２７ａ〜図２７ｄにおいて比較される。図２７ａ〜図２７ｂは、リン酸塩緩衝液が洗浄緩衝液として使用されたときのＡｂ＊／Ａｂアッセイの結果（図２７ａ）およびＡｂ＊アッセイの結果（図２７ｂ）を示し、図２７ｃ〜図２７ｄは、ＰＢＳを使用するＡｂ＊／Ａｂアッセイの結果（図２７ｃ）およびＡｂ＊アッセイの結果（図２７ｄ）を示す。Ａｂ＊／ＡｂアッセイおよびＡｂ＊アッセイについてのＳｒパラメーターの計算値（図２７ａ〜図２７ｄ）はそれぞれ、１．０３、０．９７、１．０４および０．７６であった。
図２８ａ〜図２８ｂは、中程度Ｃｏｓｔａｒ（商標）プレートが４℃での一晩のインキュベーションのために使用された１回の実験の結果を示す（表１３における最初の実験を参照のこと）。この実験で示されるように、Ｓｒパラメーターの計算値は、Ａｂ＊／Ａｂアッセイについては０．３７であり（図２８ａ）、Ａｂ＊アッセイについては０．６７であった（図２８ｂ）。
下記の表１７には、図２１ａ〜図２８ｂの結果が上記プレートのそれぞれについて結合増強（Ｓｒ＞１）および結合抑制（Ｓｒ＜１）に関してまとめられる。
表１７および図２１ａ〜図２８ｂにおいて明らかにされるように、本発明の液体組成物はＩｇＧ結合を高め、ＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレートおよびＰｏｌｙＳｏｒｐ（商標）プレートにおいてより顕著な効果を有する。
レクチンの結果および考察
図２９ａ〜図２９ｃは、酢酸塩緩衝液（図２９ａ）、炭酸塩緩衝液（図２９ｂ）およびリン酸塩緩衝液（図２９ｃ）についてのＮｏｎ−Ｓｏｒｐ（商標）プレートに対するＰＮＡ吸収アッセイの結果を示す。図２９ａ〜図２９ｃにおいて、本発明の液体組成物を使用して得られた結果が白記号により表され、コントロールの結果が中塗り記号により表される。
酢酸塩緩衝液、炭酸塩緩衝液およびリン酸塩緩衝液についてのＳｒパラメーターの計算値はそれぞれ、０．６５、０．７５および０．７８であった。従って、３つの緩衝液のすべてにおいて、本発明の液体組成物はＰＮＡの結合を著しく阻害している。
図３０ａ〜図３０ｄは、炭酸塩コーティング緩衝液（図３０ａ〜図３０ｂ）、酢酸塩コーティング緩衝液（図３０ｃ）およびリン酸塩コーティング緩衝液（図３０ｄ）においてＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレートが使用されたＰＮＡ吸収アッセイの結果を示す。図２９ａ〜図２９ｃの場合と同様な記号が表示のために使用された。図３０ａを参照すると、炭酸塩緩衝液に関して、２相性の曲線が得られ、この場合、影響が観測されなかった低いタンパク質濃度における直線部分と、本発明の液体組成物がＰＮＡの結合を著しく阻害する（約０．７２を超える）高いタンパク質濃度における非直線部分とが存在した。図３０ｂはグラフの直線部分を表し、Ｓｒパラメーターの計算値は炭酸塩緩衝液については１．０１である。酢酸塩緩衝液およびリン酸塩緩衝液についてのＳｒパラメーターの計算値はそれぞれ、０．９１および０．８３であった。このことは、本発明の液体組成物がＰＮＡの結合を阻害する類似した傾向を示している。
ＰＮＡ＊アッセイの結果が、結合増強（Ｓｒ＞１）および結合抑制（Ｓｒ＜１）に関して下記の表１８にまとめられる。
従って、Ｎｏｎ−Ｓｏｒｐ（商標）プレートでは、阻害はこれらの異なる緩衝液（ｐＨ）によって影響されなかった。他方で、ＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレートでは、顕著な影響が、曲線が飽和した炭酸塩緩衝液において観測された。このことは、４つのサブユニットの解離、これにより、競合する分子の数が効果的に増大することによって説明することができる。
２つのタンパク質（ＩｇＧおよびＰＮＡ）がＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレートに関しては逆の様式で挙動することに留意すること。このことは、本発明の液体組成物がタンパク質の分子構造に影響を及ぼしていることを示している。
オリゴヌクレオチドの結果および考察
オリゴヌクレオチドは酢酸塩コーティング緩衝液においてＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレートにだけ結合した。
下記の表１９には、酢酸塩コーティング緩衝液においてＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレートが使用されたアッセイに関して平均された、オリゴヌクレオチドの９つの異なる濃度および４つの異なる実験条件についてＳｒパラメーターの得られた値がまとめられる。
図３１ａ〜図３１ｂは、表１９に示されたＳｒパラメーターの平均値を示し、図３１ａには、それぞれの実験条件についての平均値が示され、図３１ｂには、すべての実験条件について等しい重さによる全平均が示される。
図３１ａ〜図３１ｂに示されるように、Ｓｒパラメーターの平均値は１よりも著しく大きく、より高濃度のオリゴヌクレオチドについては結合効率がより大きかった。従って、本発明の液体組成物は、コーティング緩衝液への塩の添加により、また、コーティング緩衝液に塩を添加することなく、結合効率を高めることができると結論することができる。
酢酸塩緩衝液が、水溶液中のＤＮＡを沈殿させるために使用されることは一般に知られていることである。そのような条件のもとで、ＤＮＡ分子は相互作用して、プレートの底で沈殿する「塊」を形成し、これは高濃度の領域をもたらし、それにより、結合する確率を増大させ、かつ、より大きいシグナルを結合事象あたり生じさせる。分子間相互作用が塊形成機構と競合する。コントロールの水とは対照的に、本発明の液体組成物は、より高濃度については塊形成の強化を抑制することができる。
本発明の液体組成物から構成される酢酸塩緩衝液を使用したときのＭａｘｉＳｏｒｐ（商標）プレートにおけるＤＮＡのより大きい結合効率は、ＤＮＡ分子を少なくとも部分的に解きほぐすことができる本発明の液体組成物の能力を明らかにしている。本発明のこの特徴はまた、下記の実施例１４においてさらに詳述されるように、ＤＮＡ電気泳動実験において観測された。
実施例１２
ＤＮＡの単離および精製
核酸（ＤＮＡおよびＲＮＡ）は、生命科学における研究者によって使用される基本的かつ最も重要な物質である。遺伝子機能、生体分子産生および薬物開発（ファルマコゲノミクス）はすべてが、核酸技術を日常的に応用する分野である。典型的には、ＰＣＲ技術が、ＤＮＡまたはＲＮＡの特定の配列を増大させるために必要とされる。抽出されたＤＮＡまたはＲＮＡは最初に精製される。研究中の特定の領域を増幅した後、配列が、オリゴヌクレオチドプライマー、プライマーダイマー、デオキシヌクレオチド塩基（Ａ、Ｔ、Ｃ、Ｇ）および塩から精製され、続いて確認される。
材料および方法
ＰＣＲ生成物の増幅に対する本発明の液体組成物の影響を、Ｐｒｏｍｅｇａ社のキット「Ｗｉｚａｒｄ−ＰＣＲ ｐｒｅｐｓ ＤＮＡ精製システム」（Ａ７１７０）の再構築によって調べた。
Ｐｒｏｍｅｇａ社のＷｉｚａｒｄ（商標）キットの使用は下記の工程を伴う：
１）精製緩衝液をＰＣＲサンプルと混合して、ＤＮＡを樹脂に結合させるための条件を作る。
２）ＤＮＡを樹脂に結合させるために樹脂懸濁物をＰＣＲ混合物と混合し、樹脂サンプルをシリンジに加え、真空を生じさせる。
３）イソプロパノールを加え、溶液を真空によって吸引し、非結合のＤＮＡを除く。
４）結合したＤＮＡを水により溶出する。
５）ゲル電気泳動を本明細書中下記でさらに詳述されるように行う。
キットの再構成を、キットとともに供給された本来の水（以降、コントロール）を用いて、あるいは、工程１、工程２および工程３について、キットの水溶液をＲＯ水または本発明の液体組成物のいずれかで置き換えることによって行った。工程３では、キットに見出されるのと同一の８０％イソプロパノール溶液をすべての実験において使用した。
下記のプロトコルをゲル電気泳動のために使用した：
（ａ）ゲル溶液：８％ＰＡＧＥ（＋尿素）を下記の表２０に従ってＲＯ水または本発明の液体組成物のいずれかにより調製した。
（ｂ）４０５μｌの１０％ＡＰＳおよび５５μｌのＴＥＭＥＤ（Ｓｉｇｍａ、Ｔ−７０２４）を含有する重合試薬を５０ｍｌのゲル溶液に加える。
（ｃ）ゲル溶液をゲルカセット（Ｒｈｅｎｉｕｍ Ｌｔｄ、Ｎｏｖｅｘ ＮＣ２０１５、０９−０１５０５−Ｃ２）に注ぎ、プラスチックコームを置き、室温で３０分間重合させる。
（ｄ）コームを除き、テープを剥がして、１つのデバイスの２つの向き合う側での２つのゲルの組み立てを可能にする。
（ｅ）内側チャンバーをゲルの上端まで、外側チャンバーをゲルの高さの約１／５まで泳動緩衝液（ＲＯ水または本発明の液体組成物のいずれかでの１ｘＴＢＥ）で満たす。
（ｆ）サンプルを、ＴＢＥ、フィコール、ブロモフェノールブルーおよび尿素を含有するサンプル緩衝液（ＳＢＵ）で希釈することによってサンプルを調製し、ＤＮＡサンプルと１：１で混合する。
（ｇ）ミックスの８μｌ〜１０μｌを各ウエルに負荷する。
（ｈ）電源を１００Ｖに設定し、着色色素（ブロモフェノールブルー）が底部から１ｃｍに達するまでＤＮＡを移動させ続ける。
下記のプロトコルを、ゲル染色、可視化、写真撮影および分析のために使用した：
（ａ）ゲルを、１Ｕ／μｌのＧｅｌＳｔａｒ（商標）を１ｘＴＢＥに含有する染色液に５分間入れる。この間、振とうする。
（ｂ）ゲルを、３０分間、１ｘＴＢＥ緩衝液において脱染色する。
（ｃ）ゲルをＵ．Ｖ．台に置く；ＤＮＡを見るために３６５ｎｍの光を使用する。
（ｄ）ＤＣ１２０（商標）デジタルカメラを使用して、ゲルを写真撮影し、さらなる分析のためにデジタル情報を保存する。
ＰＣＲを、下記のプロトコル（１００回分の反応について）に従って、ＡｐｏＥ遺伝子特異的プライマー（フラグメントサイズ、２６５ｂｐ）を使用してヒトＤＮＡ（Ｐｒｏｍｅｇａ Ｇ３０４１）から調製した：
（ａ）適切なシリアル番号に従って０．２μｌのＰＣＲ用チューブに印を付ける。
（ｂ）２．５μｌの４０μｇ／ｍｌ ヒトＤＮＡ（Ｐｒｏｍｅｇａ、Ｇ３０４１）または水を関連チューブに加える。
（ｃ）１４．５μｌのＤＤＷにより１７μｌに調節する。
（ｄ）３６３０μｌのＰＣＲミックスを表２１（下記参照）に従って調製する。
（ｅ）３３μｌのＰＣＲミックスを各チューブに加える。
（ｆ）サンプルをＰＣＲ装置に入れる。
（ｇ）ＰＣＲプログラムを表２２（下記参照）に従って作動させる。
（ｈ）５μｌの各生成物を８％ＰＡＧＥゲルで分析する。
（ｉ）反応液を−２０℃で保存する。
結果
明確にするために、本実施例および下記の実施例では、コントロールは「ＣＯ」と略記され、逆浸透水は「ＲＯ」と略記され、本発明の液体組成物は「ＬＣ」と略記される。
図３２は、本実施例では実験３として示される実験における５０μｌのＰＣＲ生成物サンプルの画像である。図３２には１１個のレーンがあり、レーン１は精製前のＰＣＲ生成物に対応し、レーン７はラダーマーカーであり、レーン２〜６および８〜１１は、上記の工程１、工程２および工程４の下記の組合せに対応する：ＣＯ／ＣＯ／ＣＯ溶出１（レーン２）、ＲＯ／ＲＯ／ＲＯ溶出１（レーン３）、ＬＣ／ＬＣ／ＬＣ溶出１（レーン４）、ＣＯ／ＣＯ／ＣＯ溶出２（レーン５）、ＲＯ／ＲＯ／ＲＯ溶出２（レーン６）、ＬＣ／ＬＣ／ＬＣ溶出２（レーン８）、ＣＯ／ＣＯ／ＣＯ溶出３（レーン９）、ＲＯ／ＲＯ／ＲＯ溶出３（レーン１０）、およびＬＣ／ＬＣ／ＬＣ溶出３（レーン１１）。
３つのアッセイ系はすべてが、類似する精製特徴を示している。低Ｍ．Ｗ．分子（１００ｂｐ未満）の効率的な除去が明らかにされる。望まれない分子には、プライマーおよびそのダイマー、ならびに、ヌクレオチド塩基が含まれる。
図３３ａ〜図３３ｂは、溶出１（図３３ａ）および溶出２（図３３ｂ）について、本実施例では実験４として示される実験における５０μｌのＰＣＲ生成物サンプルの画像である。図３３ａ〜図３３ｂには１１個のレーンがあり、レーン６はラダーマーカーであり、レーン１〜５および７〜１３は下記の組合せに対応する：ＣＯ／ＣＯ／ＣＯ（レーン１）、ＲＯ／ＲＯ／ＲＯ（レーン２）、ＬＣ／ＬＣ／ＬＣ（レーン３）、ＣＯ／ＬＣ／ＬＣ（レーン４）、ＣＯ／ＲＯ／ＲＯ（レーン５）、ＣＯ／ＣＯ／ＬＣ（レーン７）、ＣＯ／ＣＯ／ＲＯ（レーン８）、ＣＯ／ＬＣ／ＣＯ（レーン９）、ＣＯ／ＲＯ／ＣＯ（レーン１０）、ＬＣ／ＬＣ／ＣＯ（レーン１１）、ＲＯ／ＲＯ／ＣＯ（レーン１２）、ＬＣ／ＬＣ／ＬＣ（レーン１３）、この場合、レーン１３では、異なる濃度が本発明の液体組成物について使用された。
図３４ａ〜図３４ｂは、溶出１（図３４ａ）および溶出２（図３４ｂ）について、本実施例では実験５として示される実験における５０μｌのＰＣＲ生成物サンプルの画像である。図３４ａ〜図３４ｂにおいて、レーン４はラダーマーカーであり、レーン１〜３および５〜１３は下記の組合せに対応する：ＣＯ／ＣＯ／ＣＯ（レーン１）、ＲＯ／ＲＯ／ＲＯ（レーン２）、ＬＣ／ＬＣ／ＬＣ（レーン３）、ＣＯ／ＬＣ／ＬＣ（レーン５）、ＣＯ／ＲＯ／ＲＯ（レーン６）、ＣＯ／ＣＯ／ＬＣ（レーン７）、ＣＯ／ＣＯ／ＲＯ（レーン８）、ＣＯ／ＬＣ／ＣＯ（レーン９）、ＣＯ／ＲＯ／ＣＯ（レーン１０）、ＬＣ／ＬＣ／ＣＯ（レーン１１）、ＲＯ／ＲＯ／ＣＯ（レーン１２）、およびＬＣ／ＣＯ／ＣＯ（レーン１３）。図３４ａにおけるレーン１４はＲＯ／ＣＯ／ＣＯの組合せに対応する。
図３５ａ〜図３５ｂは、溶出１（図３５ａ）および溶出２（図３５ｂ）について、本実施例では実験６として示される実験における５０μｌのＰＣＲ生成物サンプルの画像である。図３５ａ〜図３５ｂにおいて、レーン１〜１３は、図３４ａの場合と同じ組合せに対応し、レーン１５は精製前のＰＣＲ生成物に対応する。
実施例１３
カラム容量
本実施例では、カラム容量に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた。１００個のＰＣＲ反応液（それぞれが実施例１２のプロトコルに従って調製された）を調製し、一緒にして、５ｍｌのストック溶液を作製した。実験（本実施例では実験７として示される）は２つの工程を含んでいた：予備的な工程（以降、工程Ａ）が、結合および溶出のときにカラムに加えられる体積の影響を調べることに向けられ、最初の工程（以降、工程Ｂ）が、カラム容量に対する本発明の液体組成物の影響を調べることに向けられた。
工程Ａにおいて、４個のカラム（カラム１〜４）に、５０μｌ、１５０μｌ、３００μｌまたは６００μｌのストックＰＣＲ生成物溶液が加えられ、また、１３個のカラム（５〜１７）に、３００μｌのストックＰＣＲ溶液が加えられた。すべてのカラムを５０μｌの水により溶出した。溶出された溶液を下記の順でレーン７〜１０に負荷した：レーン７（ＰＣＲ原液、濃度係数、ｘ１）、レーン８（原液、ｘ３）、レーン９（ｘ６）およびレーン１０（ｘ１２）。カラム５〜１７（ｘ６）からのすべての溶出液の「ミックス」をレーン１１に負荷した。レーン１〜５には、カラム１〜４からの溶出液、および、カラムの５〜１７の「ミックス」が、元の濃度（ｘ１）に事前に希釈されて負荷された。レーン６はラダーマーカーであった。
下記のプロトコルを工程Ａでは用いた：
１）各サンプルについてＷｉｚａｒ（商標）ミニカラムおよびシリンジに印を付け、真空マニホールドに入れる。
２）１００μｌのそれぞれの直接のＰＣＲ精製緩衝液溶液をミクロチューブに分注する。
３）軽くボルテックス撹拌する。
４）１ｍｌのそれぞれの樹脂溶液を加え、１分間、３回軽くボルテックス撹拌する。
５）樹脂／ＤＮＡミックスをシリンジに加え、真空を加える。
６）２ｍｌの８０％イソプロパノール溶液を各シリンジに加え、真空を加えることによって洗浄する。
５）真空を３０秒間維持することによって樹脂を乾燥する。
６）ミニカラムを１．５ｍｌの微量遠心分離チューブに移す。
７）１００００ｇで２分間遠心分離する。
８）ミニカラムを清浄な１．５ｍｌチューブに移す。
９）５０μｌの関連する水（ヌクレアーゼ非含有または本発明の液体組成物）を加える。
１０）１００００ｇで２０秒間遠心分離する。
１１）５０μｌの保存用ミクロチューブに移し、−２０℃で保存する。
１２）工程９〜１１を第２の溶出サイクルについて繰り返す。
可視化工程：
１３）６μｌの各サンプルを６μｌの負荷用緩衝液と混合する。
１４）１０μｌの各ミックスをアクリルアミド尿素ゲル（ＡＡＵ）に負荷し、ゲルを７０Ｖ、１０ｍＡｍｐで泳動する。
１５）ゲルをＧｅｌＳｔａｒ（商標）溶液（５０ｍｌのＴＢＥにおける１００００ｕ溶液の５μｌ）により染色し、室温で１５分間振とうする。
１６）室温で３０分間にわたってＴＢＥ中で振とうして、ゲルを脱染色する。
１７）ゲルを写真撮影する。
工程Ｂでは、工程Ａの「混合された」溶出液を「濃縮されたＰＣＲ溶液」として使用し、１２個のカラムに加えた。カラム１〜５に、キットの試薬を使用して、８．３μｌ、２５μｌ、５０μｌ、７５μｌおよび１００μｌをそれぞれ加えた。カラムを５０μｌのキットの水によって溶出し、各溶出液の５μｌをゲル上の対応するレーンに加えた。カラム７〜１１を、本発明の液体組成物を結合緩衝液および溶出緩衝液として用いたことを除いて、カラム１〜５のように処理した。サンプルを対応するゲルレーンに加えた。カラム１３は、工程Ａのカラム５〜１７の「ミックス」を伴うコントロールとして役立った。
下記のプロトコルを工程Ｂでは用いた：
１）各サンプルのために使用されるＷｉｚａｒ（商標）ミニカラムおよびシリンジに印を付け、真空マニホールドに入れる。
２）１００μｌのそれぞれの直接のＰＣＲ精製緩衝液溶液をミクロチューブに分注する。
３）軽くボルテックス撹拌する。
４）１ｍｌのそれぞれの樹脂溶液を加え、１分間、３回軽くボルテックス撹拌する。
５）樹脂／ＤＮＡミックスをシリンジに加え、真空を加える。
６）２ｍｌの８０％イソプロパノール溶液を各シリンジに加え、真空を加えることによって洗浄する。
５）真空を３０秒間加え続けることによって樹脂を乾燥する。
６）ミニカラムを１．５ｍｌの微量遠心分離チューブに移す。
７）１００００ｇで２分間遠心分離する。
８）ミニカラムを清浄な１．５ｍｌチューブに移す。
９）５０μｌのヌクレアーゼ非含有または本発明の液体組成物を加える。
１０）１００００ｇで２０秒間遠心分離する。
１１）５０μｌの保存用ミクロチューブに移し、−２０℃で保存する。
１２）工程９〜１１を第２の溶出サイクルについて繰り返す。
可視化工程は工程Ａの場合と同じであった。
結果：
図３６〜図３７は、工程Ａのレーン１〜１１の画像（図３６）およびＳｉｏｎＩｍａｇｅ（商標）ソフトウエアを使用する定量分析（図３７）を示す。図３６ａに示されるように、レーン８〜１１は過負荷である。レーン３およびレーン４は、カラム３およびカラム４が過負荷であり、その結果として、より少ないＤＮＡが溶出サンプルの希釈後に回収されたので、より少ないＤＮＡを含有する。図３７に示されるように、ＤＮＡ負荷体積がより大きいとき、ＤＮＡ損失が大きくなっている。
図３８ａ〜図３８ｃは、溶出１（図３８ａ）、溶出２（図３８ｂ）および溶出３（図３８ｃ）について工程Ｂのレーン１〜１２の画像を示す。最初の溶出図は、カラムが同じように過負荷であったことを示している。結合容量の違いが第２の溶出において明確に認められる。バンド強度が、レーンの番号と一致して増大している。
対応するレーン１〜５およびレーン７〜１１の強度を比較することにより、本発明の液体組成物はキットの試薬よりも多くのＤＮＡと結合できることが示される。
図３９ａ〜図３９ｂは、ＳｉｏｎＩｍａｇｅ（商標）ソフトウエアを使用する定量分析を示し、図３９ａには、コントロール（図３９ａ〜図３９ｂにおいてＣＯとして表される）および本発明の液体組成物（図３９ａ〜図３９ｂにおいてＬＣとして表される）の面積が、３回の溶出のそれぞれについて負荷体積を関数として表され、図３９ｂには、ＬＣ／ＣＯの比率が示される。溶出３において図３９ａ〜図３９ｂに示されるように、面積は、本発明の液体組成物についてはより大きい。
実施例１４
ゲル電気泳動によるＤＮＡの単離
ゲル電気泳動は、サイズおよび形状に基づくＤＮＡ分子の決定および単離のための日常的に使用されている方法である。ＤＮＡサンプルが、ＤＮＡ分子を取り囲む泳動緩衝液として役立つゲルの上部部分に加えられる。ゲルは正に荷電しており、電流が加えられたとき、負に荷電したＤＮＡフラグメントをゲルの下流側に移動させる。移動速度は、より小さい分子およびコイル状または折り畳まれた分子についてはより速く、大きい分子および解きほぐされた分子についてはより遅い。移動が完了すると、ＤＮＡは蛍光性標識によって標識することができ、ＵＶ照明下で可視化される。ＤＮＡはまた、メンブランに転写し、酵素による着色によって高感度で可視化することができる。ＤＮＡはゲル上のその位置およびバンド強度に従って評価される。
下記は、ゲル電気泳動によるＤＮＡ移動に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験の記載である。
材料および方法：
２つのタイプのＤＮＡを使用した：（ｉ）ＰＣＲ生成物（２８０塩基対）および（ｉｉ）下記のサイズを有する１１個のＤＮＡフラグメントから構成されるラダーＤＮＡ（８０ｂｐ、１００ｂｐ、２００ｂｐ、３００ｂｐ、４００ｂｐ、５００ｂｐ、６００ｂｐ、７００ｂｐ、８００ｂｐ、９００および１０３０ｂｐ）。ゲルを実施例１２のプロトコルに従って調製した。
３つの実験を行った。実験１では、ＰＣＲバッチ番号１８１１０３をレーン２〜１０に負荷し、ラダーＤＮＡがレーン１においてであった。実験２では、ＰＣＲバッチ番号３１２０３をレーン２〜１１に負荷し、ラダーＤＮＡをレーン１においてであった。実験３では、ＰＣＲバッチ番号３１２０３をレーン１〜５およびレーン７〜１１に負荷し、ラダーＤＮＡをレーン６おいてであった。
結果：
図４０ａ〜図４２ｂは、実験１、実験２および実験３についてそれぞれ、ＲＯ水の存在下（図４０ａ、図４１ａおよび図４２ａ）および本発明の液体組成物の存在下（図４０ｂ、図４１ｂおよび図４２ｂ）における移動速度を比較するＤＮＡ画像である。図４０ａ〜図４２ｂの画像において、泳動緩衝液およびゲル緩衝液はともに、同じタイプの液体から構成された。すなわち、図４０ａ、図４１ａおよび図４２ａでは、泳動緩衝液およびゲル緩衝液はともにＲＯ水から構成され、一方、図４０ｂ、図４１ｂおよび図４２ｂでは、泳動緩衝液およびゲル緩衝液はともに本発明の液体組成物から構成された。
図４０ａ〜図４２ｂに示されるように、両タイプのＤＮＡ（ＰＣＲ生成物およびラダーＤＮＡ）は、本発明の液体組成物との比較で、ＲＯ水において著しく速く移動した。
ゲル含有量に対する本発明の液体組成物の影響、および、泳動緩衝液に対するその影響を分ける試みにおいて、上記の実験を、泳動緩衝液およびゲル緩衝液のすべての可能な組合せで繰り返した。
従って、図４３ａ〜図４５ｄは、泳動緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられる実験１（図４３ａ〜図４３ｄ）、実験２（図４４ａ〜図４４ｄ）および実験３（図４５ａ〜図４５ｄ）の画像である。各対の図（すなわち、ａ〜ｂおよびｃ〜ｄの対）において、ゲルが同じ液体から構成され、泳動緩衝液が異なる。実施例１２で導入された略号を使用して、ゲル緩衝液／泳動緩衝液の下記の組合せが図４３ａ〜図４５ｄに示される：図４３ａ〜図４３ｂはそれぞれＲＯ／ＲＯおよびＲＯ／ＬＣの画像であり、図４３ｃ〜図４３ｄはそれぞれＬＣ／ＬＣおよびＬＣ／ＲＯの画像であり、図４４ａ〜図４４ｂはそれぞれＲＯ／ＲＯおよびＲＯ／ＬＣの画像であり、図４４ｃ〜図４４ｄはそれぞれＬＣ／ＲＯおよびＬＣ／ＬＣの画像であり、図４５ａ〜図４５ｂはそれぞれＲＯ／ＬＣおよびＲＯ／ＲＯの画像であり、図４５ｃ〜図４５ｄはそれぞれＬＣ／ＬＣおよびＬＣ／ＲＯの画像である。
図４６ａ〜図４８ｄは、ゲル緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられる実験１（図４６ａ〜図４６ｄ）、実験２（図４７ａ〜図４７ｄ）および実験３（図４８ａ〜図４８ｄ）の画像である。各対の図（ａ〜ｂおよびｃ〜ｄ）において、泳動緩衝液が同じ液体から構成され、しかし、ゲル緩衝液が異なる。具体的には、図４６ａ〜図４６ｂはそれぞれＲＯ／ＲＯおよびＬＣ／ＲＯの画像であり、図４６ｃ〜図４６ｄはそれぞれＬＣ／ＬＣおよびＲＯ／ＬＣの画像であり、図４７ａ〜図４７ｂはそれぞれＲＯ／ＲＯおよびＬＣ／ＲＯの画像であり、図４７ｃ〜図４７ｄはそれぞれＲＯ／ＬＣおよびＬＣ／ＬＣの画像であり、図４８ａ〜図４８ｂはそれぞれＲＯ／ＲＯおよびＬＣ／ＲＯの画像であり、図４８ｃ〜図４８ｄはそれぞれＲＯ／ＬＣおよびＬＣ／ＬＣの画像である。
図４３ａ〜図４８ｄに示されるように、本発明の液体組成物は、ＲＯ水と比較したとき、ＤＮＡ移動の遅れを引き起こしている。電場における著しい変化は観測されなかったことに留意すること。ゲル緩衝液が本発明の液体組成物から構成され、泳動緩衝液がＲＯ水から構成されるとき、この影響はより顕著である。
従って、上記の実験は、本発明の液体組成物の影響のもとでは、ＤＮＡの形態が、ＤＮＡの折り畳みが低下する（解きほぐされる）様式で変化することを明らかにしている。ＤＮＡが本発明の液体組成物において解きほぐされることは、ＲＯ水との比較で、より強い水素結合した相互作用がＤＮＡ分子と本発明の液体組成物との間に存在することを示しているかもしれない。
実施例１５
酵素活性および安定性
酵素活性および安定性の両方を増大させることは、酵素を利用する任意のプロセスの効率を高め、かつ、そのコストを低下させるために重要である。長期間にわたる貯蔵の間、働きが長期にわたる間、そしてまた、過度に希釈されたとき、酵素は典型的には、安定性の喪失、従って、最終的には、活性の喪失の一因になり得るストレスにさらされる。
本実施例では、酵素の活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が明らかにされる。この研究は、生物工学業界における２つの一般に使用されている酵素（アルカリホスファターゼ（ＡＰ）およびβ−ガラクトシダーゼ）に関連する。２つの形態のＡＰを使用した：非結合型形態、および、ＡＰがストレプトアビジンに結合した結合型形態（ＳＴ−ＡＰ）。
下記は、希釈された酵素に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験の記載である。希釈を、添加剤を伴うことなく、また、中性ｐＨ（７．４）において、ＲＯ水または本発明の液体組成物のいずれかで行った。
非結合型形態のアルカリホスファターゼ
材料および方法：
アルカリホスファターゼ（Ｊａｃｋｓｏｎ ＩＮＣ）をＲＯ水または本発明の液体組成物のいずれかで連続希釈した。希釈されたサンプル（１：１０００および１：１００００）を室温でチューブにおいてインキュベーションした。
種々の時間間隔で、酵素活性を、１０μｌの酵素を９０μｌのｐＮＰＰ溶液（ＡＰ特異的な比色測定用基質）と混合することによって求めた。アッセイをマイクロ滴定プレートにおいて行った（それぞれの試験点について少なくとも４回の繰り返し）。色の強度を４０５ｎｍの波長でＥＬＩＳＡ読み取り装置によって求めた。
酵素活性を、本明細書中下記でさらに詳述されるように、ＲＯ水と、３つの異なる濃度の本発明の液体組成物（ＬＣ３、ＬＣ７およびＬＣ８）との両方で、各希釈について時間ｔ＝０において求めた。安定性を、ｔ＝０における活性によって除される２２時間後（ｔ＝２２）の活性および４８時間後（ｔ＝４８）の活性として求めた。
結果＆考察：
下記の表２３〜表２５には、ｔ＝０（表２３）、ｔ＝２２（表２４）およびｔ＝４８（表２５）について、１〜６と番号が付けられた６つの実験の平均活性値がまとめられる。実験１〜５のすべてが室温で行われた。
表２３〜表２５に示されるように、ＬＣ７、ＬＣ８およびＬＣ３の存在下での活性は、ＲＯ水の存在下での活性を一貫して上回っている。安定性に対する本発明の液体組成物の影響を定量化するために、安定性強化パラメーターＳｅを、ＲＯ水における安定性によって除された本発明の液体組成物の存在下での安定性として定義した。
図４９は、２２時間（中塗り三角）および４８時間（中塗り四角）についてＳｅの値を希釈の関数として示す。ＬＣ７、ＬＣ８およびＬＣ３についてのＳｅの値が、図４９において、青色、赤色および緑色でそれぞれ示される。図４９に示されるように、測定された安定化作用は、１：１００００の酵素希釈については約２〜３．６の範囲であり、１：１０００の希釈については約１．５〜３の範囲である。同じ現象が、少しより小さい程度ではあったが、低い温度で観測された。
結合型形態のアルカリホスファターゼ
酵素を別の分子に結合することにより、典型的には、その安定性が増大する。酵素は、典型的には、高濃度で貯蔵され、所望の希釈度に使用前に希釈されるだけである。下記の実験は、酵素が長期間にわたって高濃度で貯蔵される本発明の液体組成物の安定化作用を調べることに向けられている。
材料および方法：
ストレプトアビジン−アルカリホスファターゼ（Ｓｉｇｍａ）をＲＯ水および上記の本発明の液体組成物（ＬＣ７、ＬＣ７およびＬＣ３）において１：１０および１：１００００で希釈した。希釈されたサンプルを室温で５日間チューブにおいてインキュベーションした。
すべのサンプルを１：１００００の最終酵素濃度に希釈し、活性を本明細書中上記でさらに詳述されるように求めた。酵素活性を時間ｔ＝０および５日後において測定した。
結果および考察：
図５０は、ＲＯ水および本発明の液体組成物について、１：１０の希釈（青色）および１：１００００の希釈（赤色）における５日間の貯蔵の後でのコンジュゲート化酵素の活性を示す図である。ＲＯ水において、酵素活性は両方の希釈について約０．１５０のＯＤである。対照的に、本発明の液体組成物の存在下では、活性は、１：１０の希釈では、１：１００００の希釈の場合よりも約３．５倍高い。しかしながら、両方の希釈について、酵素は、本発明の液体組成物において、ＲＯ水の場合よりも実質的に大きい活性である。
β−ガラクトシダーゼ
材料および方法：
β−ガラクトシダーゼを用いた実験を、酵素タイプ、濃度およびインキュベーション時間を除いて、上記のアルカリホスファターゼ実験のために使用された同じプロトコルに従って行った。β−ガラクトシダーゼ（Ｓｉｇｍａ）をＲＯ水および本発明の液体組成物で連続希釈した。サンプルを１：３３０および１：１０００に希釈し、室温でインキュベーションした。
酵素活性を、１０μｌの酵素を１００μｌのＯＮＰＧ溶液（β−Ｇａｌ特異的な比色測定用基質）と３７℃で１５分間混合し、５０μｌの停止溶液（１Ｍの Ｎａ２ＣＯ３）を加えることによって、０、２４時間、４８時間、７２時間および１２０時間の時間間隔で求めた。アッセイをマイクロ滴定プレートで行った（各試験点から８回の反復）。４０５ｎｍの波長でのＥＬＩＳＡ読み取り装置を使用して、色の強度を求めた。
酵素活性を、ＲＯ水について、また、本発明の上記液体組成物（ＬＣ７、ＬＣ８およびＬＣ３）について、各希釈について時間ｔ＝０において求めた。５つの実験を同一条件のもとで行った。酵素安定性および安定性強化パラメーターＳｅを本明細書中上記でさらに詳述されるように計算した。
結果および考察：
図５１ａ〜図５１ｄは、ｔ＝２４時間（図５１ａ）、ｔ＝４８時間（図５１ｂ）、ｔ＝７２時間（図５１ｃ）およびｔ＝１２０時間（図５１ｄ）における安定性（ｔ＝０における活性によって除されるｔ≠０での活性）を示す。ＲＯ、ＬＣ７、ＬＣ８、ＬＣ３およびＬＣ４の液体が、図５１ａ〜図５１ｄにおいて、青色、赤色、緑色および紫色でそれぞれ示され、安定性の平均値が丸として示される。図５１ａ〜図５１ｄに示されるように、ＬＣ７、ＬＣ８およびＬＣ３の存在下での活性は、ＲＯ水の存在下での活性を一貫して上回っている。
図５２ａ〜図５２ｄは、ｔ＝２４時間（図５２ａ）、ｔ＝４８時間（図５２ｂ）、ｔ＝７２時間（図５２ｃ）およびｔ＝１２０時間（図５２ｄ）における安定性強化パラメーターＳｅを、図５１ａ〜図５１ｄの場合と同じような色表記法を用いて示す。図５２ａ〜図５２ｄに示されるように、測定された安定化作用は、１：１０００の酵素希釈については約１．３〜２．２１の範囲であり、１：３３０の希釈については約０．８３〜１．３の範囲である。
従って、β−ガラクトシダーゼに対する本発明の液体組成物の安定化作用は、ＡＰについて見出された安定化作用と類似している。安定化の程度は少し低くなっている。これは、高いタンパク質濃度をアッセイにおいて有する比較的低い比活性（４６４ｕ／ｍｇ）、これにより、弱化した活性が時間の経過により失われることによって説明することができる。
乾燥アルカリホスファターゼの活性および安定性
多くの酵素は貯蔵前に乾燥される。乾燥プロセス、および、長期間にわたる乾燥状態でのその後の貯蔵は、酵素活性をもたらすことが知られている。下記の実験は、乾燥アルカリホスファターゼの活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響を調べることに向けられている。
材料および方法：
アルカリホスファターゼ（Ｊａｃｋｓｏｎ ＩＮＣ）を、本明細書中上記でさらに詳述されるように、ＲＯ水および本発明の上記液体組成物（ＬＣ７、ＬＣ８およびＬＣ３）において１：５０００で希釈した。
９枚のマイクロ滴定プレートを５μｌの溶液のアリコートで満たした。１枚のプレートを、本明細書中上記でさらに詳述されるように時間ｔ＝０における酵素活性について試験し、残る８枚のプレートを３７℃で一晩乾燥した。乾燥プロセスを、乾燥した環境において１６時間行った。
２枚のプレートを、最初、室温に冷却し、続いて、１００μｌのｐＮＰＰ溶液を室温で加えることによって酵素活性について試験した。色の強度を４０５ｎｍの波長でＥＬＩＳＡ読み取り装置によって求め、安定性を本明細書中上記でさらに詳述されるように計算した。６枚のプレートを６０℃に３０分間移し、その後、酵素活性を求めた。
結果：
図５３ａは乾燥後の酵素の活性（２つの反復物）および６０℃での３０分間の熱処理の後での酵素の活性（６つの反復物）を示す。平均値が「＋」記号によって図５３ａに示される。両方の処理は酵素を実質的に傷つけ、それらの作用は付加的であった。
図５３ｂは安定性強化パラメーターＳｅを示す。比較的小さいデータベース、および、酵素がさらされた極端な条件にもかかわらず、本発明の液体組成物は酵素の活性を明らかに安定化させている。例えば、ＬＣ７については、安定性強化パラメーターの平均値が１．１６から１．２２に増大した。
実施例１６
ＤＮＡの固定
本実施例では、ＤＮＡを本発明の液体組成物の存在下または非存在下でガラスビーズに固定することの影響が調べられた。ポリヌクレオチドを固体支持体（例えば、ガラスビーズなど）に固定することは、分子生物学研究および医学の分野ではこの上なく有益であり得る。典型的には、ＤＮＡ操作は、ＰＣＲ、連結、制限および形質転換をはじめとする一連の反応を次々に含む。それぞれの反応が、好ましくは、それ自身の特有の緩衝液を必要とするそれ自身の好適な反応条件のもとで行われる。典型的には、それぞれの反応の間で、ＤＮＡサンプルまたはＲＮＡサンプルを沈殿させ、その後、その新しい適切な緩衝液において再構成しなければならない。繰り返される沈殿化および再構成は時間がかかり、そして、より重要なことに、出発物質の喪失をもたらし、このことは、出発物質が希少であるときには最大の関心事であり得る。一例として、本発明者らは、本発明の液体組成物がＰＣＲ反応時におけるガラスビーズの存在下でＤＮＡに対してどのような影響を有するかを調べることを選んでいる。
材料および方法：
ＰＣＲを、得られるフラグメントサイズが７５０ｂｐであるようにＴ７フォワードプライマー（ＴＡＡＴＡＣＧＡＣＴＣＡＣＴＡＴＡＧＧＧ）およびＭ１３リバースプライマー（ＧＧＡＡＡＣＡＧＣＴＡＴＧＡＣＣＡＴＧＡ）を使用して、７５０塩基対の遺伝子がクローン化されているｐＢＳプラスミドから調製した。これらのプライマーを２００μＭ（２００ｐｍｏｌ／μｌ）の濃度でＰＣＲ規格の水において構成した。これらは続いて、組み合わされたミックスを作製するためにそれぞれ１０μＭの作業用濃度にＮｅｏｗａｔｅｒ（商標）において１：２０で希釈された。例えば、１μｌの各プライマー（２００μＭのストックから）を一緒にし、１８μｌのＮｅｏｗａｔｅｒ（商標）により希釈し、混合し、遠心器により集めた。高濃度のＤＮＡをＮｅｏｗａｔｅｒ（商標）により１：５００で希釈して２ｐｇ／μｌの作業用濃度にした。ＰＣＲをＢｉｏｍｅｔｒａ Ｔ−Ｇｒａｄｉｅｎｔ ＰＣＲ装置において行った。使用された酵素は、緩衝液ＹにおけるＳＡＷＡＤＹ Ｔａｑ ＤＮＡポリメラーゼ（ＰｅｑＬａｂ０１−１０２０）であった。
ＰＣＲミックスを下記のように調製した：
サンプルを、ボルテックス撹拌することなく混合した。サンプルをＰＣＲ装置に入れ、正確に１分間９４℃で置き、その後、取り出した。その後、４．５μｌのＰＣＲミックスを清浄なチューブに分注し、これに０．５μｌのプライマーミックスおよび５μｌの希釈ＤＮＡをその順番で加えた。ボルテックス撹拌することなく混合し、または遠心分離した後、サンプルをＰＣＲ装置に入れ、下記のＰＣＲプログラムを使用した：
ＰＣＲ反応の生成物を、本明細書中上記に記載されるように分析のために８％ＰＡＧＥゲルで泳動した。
ゲルに負荷されたＰＣＲ生成物は下記の通りであった：
レーン１：Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）で希釈されたＤＮＡ、Ｈ２Ｏで希釈されたプライマー（ミックス）、（ガラスビーズを含む）Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）により所定の体積（１０μｌに）。
レーン２：Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）で希釈されたＤＮＡ、Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）で希釈されたプライマー（ミックス）、（ガラスビーズを含む）Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）により所定の体積（１０μｌに）。
レーン３：すべてＨ２Ｏで（陽性コントロール）（ガラスビーズあり）。
レーン４：陰性コントロール。ＤＮＡなし、Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）におけるプライマーを（ガラスビーズを含む）Ｈ２Ｏにより（１０μｌに）。
レーン５：Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）で希釈されたＤＮＡ、Ｈ２Ｏで希釈されたプライマー（ミックス）、（ガラスビーズを含まない）Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）により所定の体積（１０μｌに）。
レーン６：Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）で希釈されたＤＮＡ、Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）で希釈されたプライマー（ミックス）、（ガラスビーズを含まない）Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）により所定の体積（１０μｌに）。
レーン７：すべてＨ２Ｏで（陽性コントロール）（ガラスビーズなし）。
レーン８：陰性コントロール。ＤＮＡなし、Ｎｅｏｗａｔｅｒ（商標）におけるプライマーを（ガラスビーズを含まない）Ｈ２Ｏにより（１０μｌに）。
結果および結論
図５４はＤＮＡ画像である。認められ得るように、ＰＣＲがガラスビーズの存在下で行われるとき、ｎｅｏｗａｔｅｒが、反応が生じるために要求される。ｎｅｏｗａｔｅｒが反応に含まれないとき、ＰＣＲ生成物が観測されない（レーン３を参照のこと）。
まとめると、本発明の液体組成物は、ガラスビーズの存在下でのＰＣＲ時において要求される。
明確にするため別個の実施態様で説明されている本発明の特定の特徴は単一の実施態様に組み合わせて提供することもできることは分かるであろう。逆に、簡潔にするため単一の実施態様で説明されている本発明の各種の特徴は別個にまたは適切なサブコンビネーションで提供することもできる。
本発明はその特定の実施態様によって説明してきたが、多くの別法、変更及び変形があることは当業者には明らかであることは明白である。従って、本発明は、本願の請求項の精神と広い範囲の中に入るこのような別法、変更及び変形すべてを包含するものである。本願で挙げた刊行物、特許及び特許願はすべて、個々の刊行物、特許及び特許願が各々あたかも具体的にかつ個々に引用提示されているのと同程度に、全体を本明細書に援用するものである。さらに、本願で引用又は確認したことは本発明の先行技術として利用できるという自白とみなすべきではない。
本発明の好ましい実施形態によるナノ構造の概略図である。 図２ａは本発明の好ましい実施形態による、液体組成物を製造する方法の流れ図である。図２ｂは本発明の好ましい実施形態による、ＤＮＡ配列を増幅する方法の流れ図である。 本発明のナノ構造のＴＥＭ画像である（図３ａ〜図３ｅ）。 本発明の液体組成物に対する色素の影響を示す。 図５ａ〜図５ｂは液体組成物に対する高ｇ遠心分離の影響を示し、図５はチューブの下部部分の記録されたシグナルを示し、図５ｂはチューブの上部部分の記録されたシグナルを示す。 本発明の液体組成物について行われたｐＨ試験の結果を示す（図６ａ〜図６ｃ）。 本発明の液体組成物の吸収スペクトルを示す。 本発明の液体組成物のζ電位測定の結果を示す。 本発明の液体組成物の存在下（左側）およびコントロール媒体の存在下（右側）でのバクテリオファージ反応を示す（図９ａ〜図９ｂ）。 コントロール液体および本発明の液体組成物の溶菌表面積の比較を示す。 本発明の液体組成物の存在下（左側）およびコントロール媒体の存在下（右側）での１００の日常的試験希釈でのファージ型決定濃度を示す。 発明の液体組成物およびコントロール媒体の、時間を関数とする光学的濃度を示す。 マイクロタイタープレートへのコアグラーゼ陰性ブドウ球菌の付着に対する本発明の液体組成物の影響を調べることに向けられた実験における粘着物産生性の表皮ブドウ球菌の光学的濃度を示す（図１３ａ〜図１３ｃ）。 異なるマイクロタイタープレートに対する粘着物付着の１５回の反復実験を表すヒストグラムである。 同じマイクロタイタープレートにおける本発明の液体組成物およびコントロールに対する粘着物付着の違いを示す。 電気化学的析出実験設定を示す（図１６ａ〜図１６ｃ）。 本発明の液体組成物（図１７ａ）およびコントロール（図１７ｂ）の電気化学的析出を示す。 本発明の液体組成物と３０分の期間にわたって接触していたセルにおける逆浸透（ＲＯ）水の電気化学的析出を示す。 本発明の液体組成物（図１９ａ）およびコントロール媒体（図１９ｂ）についての枯草菌コロニー成長の結果を示す。 原料粉末を伴う水（図２０ａ）、逆浸透水（図２０ｂ）および本発明の液体組成物（図２０ｃ）についての枯草菌コロニー成長の結果を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２１ａ）およびｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２１ｂ）に対する標識抗体および非標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、ｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２１ｃ）およびｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２１ｄ）に対する標識抗体および非標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２２ａ）およびｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２２ｂ）に対する標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、ｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２２ｃ）およびｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２２ｄ）に対する標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物を使用し、また、緩衝液を使用したときの、ｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２３ａ）および中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２３ｂ）に対する、４℃で一晩のインキュベーションの後での標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物を使用し、また、緩衝液を使用したときの、ｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２３ｃ）およびｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２３ｄ）に対する、４℃で一晩のインキュベーションの後での標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、ｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２４ａ）および中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２４ｂ）に対する、３７℃で２時間のポストインキュベーションでの標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、ｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２４ｃ）およびｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２４ｄ）に対する、３７℃で２時間のポストインキュベーションでの標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２５ａ）およびｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２５ｂ）に対する、４℃で一晩のインキュベーションの後での標識抗体および非標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、ｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２５ｃ）およびｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２５ｄ）に対する、４℃で一晩のインキュベーションの後での標識抗体および非標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレート（図２６ａ）およびｐｏｌｙｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２６ｂ）に対する、室温で一晩のインキュベーションの後での標識抗体および非標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、ｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２６ｃ）およびｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレート（図２６ｄ）に対する、室温で一晩のインキュベーションの後での標識抗体および非標識抗体の結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液について、リン酸塩洗浄緩衝液を使用したときの、標識抗体および非標識抗体の結合結果（図２７ａ）と、標識抗体のみの結合結果（図２７ｂ）とを示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液について、ＰＢＳ洗浄緩衝液を使用したときの、標識抗体および非標識抗体の結合結果（図２７ｃ）と、標識抗体のみの結合結果（図２７ｄ）とを示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、中程度のｃｏｓｔａｒマイクロ滴定プレートに対する、４℃で一晩のインキュベーションの後での標識抗体および非標識抗体の結合結果（図２８ａ）と、標識抗体のみの結合結果（図２８ｂ）とを示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、酢酸塩緩衝液（図２９ａ）および炭酸塩緩衝液（図２９ｂ）についてのｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレートに対する標識レクチンの結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、リン酸塩緩衝液（図２９ｃ）についてのｎｏｎ−ｓｏｒｐマイクロ滴定プレートに対する標識レクチンの結合を示す。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、炭酸塩緩衝液（図３０ａ〜図３０ｂ）についてのｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレートに対する標識レクチンの結合を示し、図３０ｂに示されるグラフは、図３０ａに示されるグラフの直線部分である。 本発明の液体組成物またはコントロール緩衝液を使用したときの、酢酸塩緩衝液（図３０ｃ）およびリン酸塩緩衝液（図３０ｄ）についてのｍａｘｉｓｏｒｐマイクロ滴定プレートに対する標識レクチンの結合を示す。 核酸について本発明の液体組成物の平均結合強化能を示す。 核酸について本発明の液体組成物の平均結合強化能を示す。 異なる緩衝液組合せおよび異なる溶出工程について精製前および精製後のＰＣＲ生成物サンプルの画像である。 異なる緩衝液組合せおよび異なる溶出工程について精製前および精製後のＰＣＲ生成物サンプルの画像である（図３３ａ〜図３３ｂ）。 異なる緩衝液組合せおよび異なる溶出工程について精製前および精製後のＰＣＲ生成物サンプルの画像である（図３４ａ〜図３４ｂ）。 異なる緩衝液組合せおよび異なる溶出工程について精製前および精製後のＰＣＲ生成物サンプルの画像である（図３５ａ〜図３５ｂ）。 異なる量、濃度および溶出工程でカラムを通過したＰＣＲ生成物の画像である 異なる量、濃度および溶出工程でカラムを通過したＰＣＲ生成物の定量分析である。 ３つの溶出工程で、図３６に示されるカラム５〜１７を通過したＰＣＲ生成物カラムの画像である（図３８ａ〜図３８ｃ）。 図３９ａは、図３８ａ〜図３８ｃの３つの溶出工程のそれぞれについて、負荷体積を関数とするコントロール緩衝液（ＣＯとして表される）および本発明の液体組成物（ＬＣとして表される）の面積を示す。図３９ｂは、図３８ａ〜図３８ｃの３つの溶出工程のそれぞれについて、負荷体積を関数とする比率（ＬＣ／ＣＯ）を示す。 ＲＯ水の存在下（図４０ａ）および本発明の液体組成物の存在下（図４０ｂ）でのゲル電気泳動実験におけるＤＮＡの移動速度を比較するレーン画像である。 ＲＯ水の存在下（図４１ａ）および本発明の液体組成物の存在下（図４１ｂ）でのゲル電気泳動実験におけるＤＮＡの移動速度を比較するレーン画像である。 ＲＯ水の存在下（図４２ａ）および本発明の液体組成物の存在下（図４２ｂ）でのゲル電気泳動実験におけるＤＮＡの移動速度を比較するレーン画像である。 泳動緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４３ａ〜図４３ｄ）。 泳動緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４４ａ〜図４４ｄ）。 泳動緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４５ａ〜図４５ｄ）。 ゲル緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４６ａ〜図４６ｄ）。 ゲル緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４７ａ〜図４７ｄ）。 ゲル緩衝液に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像である（図４８ａ〜図４８ｄ）。 アルカリホスファターゼの非結合型形態の活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における、希釈を関数とする安定性強化パラメーターＳｅの値を示す。 アルカリホスファターゼの結合型形態の活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における希釈を関数とする、ＲＯ水および本発明の液体組成物において希釈されたストレプトアビジン結合アルカリホスファターゼの酵素活性を示す。 β−ガラクトシダーゼの活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における、２４時間後（図５１ａ）および４８時間後（図５１ｂ）でのβ−ガラクトシダーゼの安定性を示す。 β−ガラクトシダーゼの活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における、７２時間後（図５１ｃ）および１２０時間後（図５１ｄ）でのβ−ガラクトシダーゼの安定性を示す。 β−ガラクトシダーゼの活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における、２４時間後（図５２ａ）および４８時間後（図５２ｂ）での安定性強化パラメーターＳｅの値を示す。 β−ガラクトシダーゼの活性および安定性に対する本発明の液体組成物の影響が調べられた実験における、７２時間後（図５２ｃ）および１２０時間後（図５２ｄ）での安定性強化パラメーターＳｅの値を示す。 乾燥および熱処理の後でのアルカリホスファターゼの残存活性を示す。 乾燥および熱処理の後でのアルカリホスファターゼの安定性強化パラメーターＳｅの値を示す。 ＰＣＲ反応時においてＤＮＡに影響を及ぼすガラスビーズの能力に対する本発明の液体組成物の影響が調べられたゲル電気泳動実験で得られたレーン画像を示す。
配列番号１〜４は一本鎖ＤＮＡオリゴヌクレオチドである。

Claims (261)

  1. 整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含むナノ構造であって、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にあるナノ構造。
  2. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項１に記載のナノ構造。
  3. 少なくとも１つのさらなるナノ構造とクラスター形成することができる請求項１に記載のナノ構造。
  4. 少なくとも１つのさらなるナノ構造との遠距離の相互作用を維持することができる請求項１に記載のナノ構造。
  5. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項１に記載のナノ構造。
  6. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項１に記載のナノ構造。
  7. 液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを含む液体組成物であって、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にあり、前記ナノ構造は、液体組成物が最初に表面と接触させられ、その後、所定の洗浄プロトコルによって洗浄されたとき、組成物の電気化学的形跡が前記表面に保たれるように設計される液体組成物。
  8. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項７に記載の組成物。
  9. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項７に記載の組成物。
  10. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項７に記載の組成物。
  11. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項７に記載の組成物。
  12. 前記ナノ構造は前記ナノ構造とクラスター形成することができる請求項７に記載の組成物。
  13. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項７に記載の組成物。
  14. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項７に記載の組成物。
  15. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項７に記載の組成物。
  16. 前記液体は水である請求項７に記載の組成物。
  17. 前記ナノ構造は、組成物と固体表面との間での接触角が、前記液体と前記固体表面との間での接触角よりも小さいように設計される請求項７に記載の組成物。
  18. 細菌コロニーの拡大速度の増大を容易にすることができる請求項７に記載の組成物。
  19. ファージ−細菌またはウイルス−細胞の相互作用の増大を容易にすることができる請求項７に記載の組成物。
  20. 前記液体自体のゼータ電位よりも実質的に大きいゼータ電位によって特徴付けられる請求項７に記載の組成物。
  21. 前記ナノ構造のそれぞれが前記液体の比重よりも小さい比重または前記液体の比重と等しい比重を有する請求項７に記載の組成物。
  22. 前記ナノ構造は、液体組成物が着色された溶液と混合されたとき、前記着色された溶液の分光的性質が実質的に変化するように設計される請求項７に記載の組成物。
  23. 液体と、ナノ構造とを含み、細菌コロニーの拡大速度の増大を容易にする液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  24. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項２３に記載の組成物。
  25. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項２３に記載の組成物。
  26. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項２３に記載の組成物。
  27. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項２３に記載の組成物。
  28. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項２３に記載の組成物。
  29. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項２３に記載の組成物。
  30. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項２３に記載の組成物。
  31. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項２３に記載の組成物。
  32. 前記液体は水である請求項２３に記載の組成物。
  33. 前記ナノ構造は、組成物と固体表面との間での接触角が、前記液体と前記固体表面との間での接触角よりも小さいように設計される請求項２３に記載の組成物。
  34. ファージ−細菌またはウイルス−細胞の相互作用の増大を容易にすることができる請求項２３に記載の組成物。
  35. 前記液体自体のゼータ電位よりも実質的に大きいゼータ電位によって特徴付けられる請求項２３に記載の組成物。
  36. 前記ナノ構造のそれぞれが前記液体の比重よりも小さい比重または前記液体の比重と等しい比重を有する請求項２３に記載の組成物。
  37. 前記ナノ構造は、液体組成物が着色された溶液と混合されたとき、前記着色された溶液の分光的性質が実質的に変化するように設計される請求項２３に記載の組成物。
  38. 前記ナノ構造は、液体組成物が最初に表面と接触させられ、その後、所定の洗浄プロトコルによって洗浄されたとき、組成物の電気化学的形跡が前記表面に保たれるように設計される請求項２３に記載の組成物。
  39. 液体と、ナノ構造とを含み、ファージ−細菌またはウイルス−細胞の相互作用の増大を容易にする液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  40. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項３９に記載の組成物。
  41. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項３９に記載の組成物。
  42. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項３９に記載の組成物。
  43. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項３９に記載の組成物。
  44. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項３９に記載の組成物。
  45. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項３９に記載の組成物。
  46. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項３９に記載の組成物。
  47. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項３９に記載の組成物。
  48. 前記液体は水である請求項３９に記載の組成物。
  49. 前記ナノ構造は、組成物と固体表面との間での接触角が、前記液体と前記固体表面との間での接触角よりも小さいように設計される請求項３９に記載の組成物。
  50. 細菌コロニーの拡大速度の増大を容易にすることができる請求項３９に記載の組成物。
  51. 前記液体自体のゼータ電位よりも実質的に大きいゼータ電位によって特徴付けられる請求項３９に記載の組成物。
  52. 前記ナノ構造のそれぞれが前記液体の比重よりも小さい比重または前記液体の比重と等しい比重を有する請求項３９に記載の組成物。
  53. 前記ナノ構造は、液体組成物が着色された溶液と混合されたとき、前記着色された溶液の分光的性質が実質的に変化するように設計される請求項３９に記載の組成物。
  54. 前記ナノ構造は、液体組成物が最初に表面と接触させられ、その後、所定の洗浄プロトコルによって洗浄されたとき、組成物の電気化学的形跡が前記表面に保たれるように設計される請求項３９に記載の組成物。
  55. 液体と、ナノ構造とを含み、前記液体自体のゼータ電位よりも実質的に大きいゼータ電位によって特徴づけられる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  56. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項５５に記載の組成物。
  57. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項５５に記載の組成物。
  58. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項５５に記載の組成物。
  59. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項５５に記載の組成物。
  60. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項５５に記載の組成物。
  61. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項５５に記載の組成物。
  62. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項５５に記載の組成物。
  63. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項５５に記載の組成物。
  64. 前記液体は水である請求項５５に記載の組成物。
  65. 前記ナノ構造は、組成物と固体表面との間での接触角が、前記液体と前記固体表面との間での接触角よりも小さいように設計される請求項５５に記載の組成物。
  66. 細菌コロニーの拡大速度の増大を容易にすることができる請求項５５に記載の組成物。
  67. ファージ−細菌またはウイルス−細胞の相互作用の増大を容易にすることができる請求項５５に記載の組成物。
  68. 前記ナノ構造のそれぞれが前記液体の比重よりも小さい比重または前記液体の比重と等しい比重を有する請求項５５に記載の組成物。
  69. 前記ナノ構造は、液体組成物が着色された溶液と混合されたとき、前記着色された溶液の分光的性質が実質的に変化するように設計される請求項５５に記載の組成物。
  70. 前記ナノ構造は、液体組成物が最初に表面と接触させられ、その後、所定の洗浄プロトコルによって洗浄されたとき、組成物の電気化学的形跡が前記表面に保たれるように設計される請求項５５に記載の組成物。
  71. 液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを含む液体組成物であって、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にあり、かつ、前記ナノ構造のそれぞれが前記液体の比重よりも小さい比重または前記液体の比重と等しい比重を有する液体組成物。
  72. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項７１に記載の組成物。
  73. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項７１に記載の組成物。
  74. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項７１に記載の組成物。
  75. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項７１に記載の組成物。
  76. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項７１に記載の組成物。
  77. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項７１に記載の組成物。
  78. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項７１に記載の組成物。
  79. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項７１に記載の組成物。
  80. 前記液体は水である請求項７１に記載の組成物。
  81. 前記ナノ構造は、組成物と固体表面との間での接触角が、前記液体と前記固体表面との間での接触角よりも小さいように設計される請求項７１に記載の組成物。
  82. 細菌コロニーの拡大速度の増大を容易にすることができる請求項７１に記載の組成物。
  83. ファージ−細菌またはウイルス−細胞の相互作用の増大を容易にすることができる請求項７１に記載の組成物。
  84. 前記液体自体のゼータ電位よりも実質的に大きいゼータ電位によって特徴付けられる請求項７１に記載の組成物。
  85. 前記ナノ構造は、液体組成物が着色された溶液と混合されたとき、前記着色された溶液の分光的性質が実質的に変化するように設計される請求項７１に記載の組成物。
  86. 前記ナノ構造は、液体組成物が最初に表面と接触させられ、その後、所定の洗浄プロトコルによって洗浄されたとき、組成物の電気化学的形跡が前記表面に保たれるように設計される請求項７１に記載の組成物。
  87. 液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを含む液体組成物であって、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にあり、前記ナノ構造は、液体組成物が、着色された溶液と混合されたとき、前記着色された溶液の分光的性質が実質的に変化するように設計される液体組成物。
  88. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項８７に記載の組成物。
  89. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項８７に記載の組成物。
  90. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項８７に記載の組成物。
  91. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項８７に記載の組成物。
  92. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項８７に記載の組成物。
  93. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項８７に記載の組成物。
  94. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項８７に記載の組成物。
  95. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項８７に記載の組成物。
  96. 前記液体は水である請求項８７に記載の組成物。
  97. 前記ナノ構造は、組成物と固体表面との間での接触角が、前記液体と前記固体表面との間での接触角よりも小さいように設計される請求項８７に記載の組成物。
  98. 細菌コロニーの拡大速度の増大を容易にすることができる請求項８７に記載の組成物。
  99. ファージ−細菌またはウイルス−細胞の相互作用の増大を容易にすることができる請求項８７に記載の組成物。
  100. 前記液体自体のゼータ電位よりも実質的に大きいゼータ電位によって特徴付けられる請求項８７に記載の組成物。
  101. 前記ナノ構造のそれぞれが前記液体の比重よりも小さい比重または前記液体の比重と等しい比重を有する請求項８７に記載の組成物。
  102. 前記ナノ構造は、液体組成物が最初に表面と接触させられ、その後、所定の洗浄プロトコルによって洗浄されたとき、組成物の電気化学的形跡が前記表面に保たれるように設計される請求項８７に記載の組成物。
  103. 液体組成物を固体粉末から製造する方法であって、以下のことを含む方法：
    （ａ）固体粉末を加熱し、それにより、加熱された固体粉末を提供すること、
    （ｂ）前記加熱された固体粉末を冷液体に浸すこと、および
    （ｃ）前記工程（ｂ）と実質的には同時に、前記冷液体および前記加熱された固体粉末を、ナノ構造が固体粉末の粒子から形成されるように選択された振動数によって特徴づけられる電磁放射線によって照射すること。
  104. 前記固体粉末はミクロサイズの粒子を含む請求項１０３に記載の方法。
  105. 前記ミクロサイズの粒子は結晶性粒子である請求項１０４に記載の方法。
  106. 前記ナノ構造は結晶性のナノ構造である請求項１０５に記載の方法。
  107. 前記液体は水を含む請求項１０３に記載の方法。
  108. 前記固体粉末は、強誘電性物質および強磁性物質からなる群から選択される請求項１０３に記載の方法。
  109. 前記固体粉末は、ＢａＴｉＯ３、ＷＯ３およびＢａ２Ｆ９Ｏ１２からなる群から選択される請求項１０３に記載の方法。
  110. 前記固体粉末は、鉱物、セラミック物質、ガラス、金属および合成ポリマーからなる群から選択される物質を含む請求項１０３に記載の方法。
  111. 前記電磁放射線は高周波範囲である請求項１０３に記載の方法。
  112. 前記電磁放射線は連続波の電磁放射線である請求項１１１に記載の方法。
  113. 前記電磁放射線は変調電磁放射線である請求項１１１に記載の方法。
  114. 液体と、ナノ構造とを含み、高分子が固相マトリックスに結合することを強化する液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  115. 前記固相マトリックスは親水性である請求項１１４に記載の組成物。
  116. 前記固相マトリックスは疎水性である請求項１１４に記載の組成物。
  117. 前記固相マトリックスは疎水性領域および親水性領域を含む請求項１１４に記載の組成物。
  118. 前記高分子は抗体である請求項１１４に記載の組成物。
  119. 前記抗体はポリクローナル抗体である請求項１１８に記載の組成物。
  120. 前記高分子は少なくとも１つの炭水化物親水性領域を含む請求項１１４に記載の組成物。
  121. 前記高分子は少なくとも１つの炭水化物疎水性領域を含む請求項１１４に記載の組成物。
  122. 前記高分子はレクチンである請求項１１４に記載の組成物。
  123. 前記高分子はＤＮＡ分子である請求項１１４に記載の組成物。
  124. 前記高分子はＲＮＡ分子である請求項１１４に記載の組成物。
  125. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項１１４に記載の組成物。
  126. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項１１４に記載の組成物。
  127. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項１１４に記載の組成物。
  128. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項１１４に記載の組成物。
  129. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項１１４に記載の組成物。
  130. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項１１４に記載の組成物。
  131. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項１１４に記載の組成物。
  132. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項１１４に記載の組成物。
  133. 前記液体は水である請求項１１４に記載の組成物。
  134. 液体と、ナノ構造とを含み、ＤＮＡ分子を少なくとも部分的に解きほぐすことができる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  135. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項１３４に記載の組成物。
  136. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項１３４に記載の組成物。
  137. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項１３４に記載の組成物。
  138. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項１３４に記載の組成物。
  139. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項１３４に記載の組成物。
  140. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項１３４に記載の組成物。
  141. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項１３４に記載の組成物。
  142. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項１３４に記載の組成物。
  143. 前記液体は水である請求項１３４に記載の組成物。
  144. 液体と、ナノ構造とを含み、酵素活性を安定化させることができる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  145. 前記酵素活性は非結合型酵素の活性である請求項１４４に記載の組成物。
  146. 前記酵素活性は結合型酵素の活性である請求項１４４に記載の組成物。
  147. 前記酵素活性は、アルカリホスファターゼおよびβ−ガラクトシダーゼからなる群から選択される酵素の活性である請求項１４４に記載の組成物。
  148. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項１４４に記載の組成物。
  149. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項１４４に記載の組成物。
  150. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項１４４に記載の組成物。
  151. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項１４４に記載の組成物。
  152. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項１４４に記載の組成物。
  153. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項１４４に記載の組成物。
  154. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項１４４に記載の組成物。
  155. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項１４４に記載の組成物。
  156. 前記液体は水である請求項１４４に記載の組成物。
  157. 液体と、ナノ構造とを含み、生体材料に対する細菌の付着を変化させることができる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  158. 前記生体材料に対する細菌の付着を変化させることは前記付着を低下させることを含む請求項１５７に記載の組成物。
  159. 前記生体材料は、プラスチック、ポリエステルおよびセメントからなる群から選択される請求項１５７に記載の組成物。
  160. 前記生体材料は、対象に埋め込むことができる請求項１５７に記載の組成物。
  161. 前記細菌の付着は表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）の付着である請求項１５７に記載の組成物。
  162. 前記表皮ブドウ球菌の付着は、表皮ブドウ球菌ＲＰ６２Ａの付着、表皮ブドウ球菌Ｍ７の付着、および、表皮ブドウ球菌（ＡＰＩ−６７０６１１２）の付着からなる群から選択される請求項１６１に記載の組成物。
  163. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項１５７に記載の組成物。
  164. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項１５７に記載の組成物。
  165. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項１５７に記載の組成物。
  166. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項１５７に記載の組成物。
  167. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項１５７に記載の組成物。
  168. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項１５７に記載の組成物。
  169. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項１５７に記載の組成物。
  170. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項１５７に記載の組成物。
  171. 前記液体は水である請求項１５７に記載の組成物。
  172. 液体と、ナノ構造とを含み、樹脂に対する核酸の親和性結合を改善することができ、また、ゲル電気泳動分離を改善することができる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  173. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項１７２に記載の組成物。
  174. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項１７２に記載の組成物。
  175. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項１７２に記載の組成物。
  176. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項１７２に記載の組成物。
  177. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項１７２に記載の組成物。
  178. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項１７２に記載の組成物。
  179. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項１７２に記載の組成物。
  180. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項１７２に記載の組成物。
  181. 前記液体は水である請求項１７２に記載の組成物。
  182. 液体と、ナノ構造とを含み、カラムの容量を増大させることができる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  183. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項１８２に記載の組成物。
  184. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項１８２に記載の組成物。
  185. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項１８２に記載の組成物。
  186. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項１８２に記載の組成物。
  187. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項１８２に記載の組成物。
  188. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項１８２に記載の組成物。
  189. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項１８２に記載の組成物。
  190. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項１８２に記載の組成物。
  191. 前記液体は水である請求項１８２に記載の組成物。
  192. 液体と、ナノ構造とを含み、核酸増幅プロセスの効率を改善することができる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  193. 前記核酸増幅プロセスはポリメラーゼ連鎖反応である請求項１９２に記載の組成物。
  194. 前記ポリメラーゼ連鎖反応のＤＮＡポリメラーゼの触媒活性を高めることができる請求項１９３に記載の組成物。
  195. 前記ポリメラーゼ連鎖反応はマグネシウムを含まない請求項１９３に記載の組成物。
  196. 前記ポリメラーゼ連鎖反応はマンガンを含まない請求項１９３に記載の組成物。
  197. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項１９２に記載の組成物。
  198. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項１９２に記載の組成物。
  199. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項１９２に記載の組成物。
  200. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項１９２に記載の組成物。
  201. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項１９２に記載の組成物。
  202. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項１９２に記載の組成物。
  203. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項１９２に記載の組成物。
  204. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項１９２に記載の組成物。
  205. 前記液体は水である請求項１９２に記載の組成物。
  206. ポリメラーゼ連鎖反応のためのキットであって、別個の包装において、（ａ）熱に安定なＤＮＡポリメラーゼ、および（ｂ）液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを含む液体組成物を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にあるキット。
  207. 少なくとも１つのｄＮＴＰをさらに含む請求項２０６に記載のキット。
  208. 少なくとも１つのコントロールテンプレートＤＮＡをさらに含む請求項２０６に記載のキット。
  209. 少なくとも１つのコントロールプライマーをさらに含む請求項２０６に記載のキット。
  210. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項２０６に記載のキット。
  211. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項２０６に記載のキット。
  212. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項２０６に記載のキット。
  213. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項２０６に記載のキット。
  214. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項２０６に記載のキット。
  215. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項２０６に記載のキット。
  216. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項２０６に記載のキット。
  217. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項２０６に記載のキット。
  218. 前記液体は水である請求項２０６に記載のキット。
  219. ＤＮＡ配列を増幅する方法であって、以下のことを含む方法：
    （ａ）液体と、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質をそれぞれが含むナノ構造とを有し、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープが定常的な物理的状態にある液体組成物を提供すること、および
    （ｂ）前記液体組成物の存在下、複数のポリメラーゼ連鎖反応サイクルをＤＮＡ配列に対して実行し、それにより、ＤＮＡ配列を増幅すること。
  220. 前記ポリメラーゼ連鎖反応のサイクルはマグネシウムを含まない請求項２１９に記載の方法。
  221. 前記ポリメラーゼ連鎖反応のサイクルはマンガンを含まない請求項２１９に記載の方法。
  222. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項２１９に記載の方法。
  223. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項２１９に記載の方法。
  224. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項２１９に記載の方法。
  225. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項２１９に記載の方法。
  226. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項２１９に記載の方法。
  227. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項２１９に記載の方法。
  228. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項２１９に記載の方法。
  229. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項２１９に記載の方法。
  230. 前記液体は水である請求項２１９に記載の方法。
  231. 液体と、ナノ構造とを含み、固体支持体の存在下での少なくとも１つの高分子の操作を可能にすることができる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  232. 前記少なくとも一つの高分子はポリヌクレオチドである請求項２３１に記載の組成物。
  233. 前記ポリヌクレオチドは、ＤＮＡおよびＲＮＡからなる群から選択される請求項２３２に記載の組成物。
  234. 前記固体支持体はガラスビーズを含む請求項２３１に記載の組成物。
  235. 前記ガラスビーズは直径が約８０ミクロン〜１５０ミクロンの間である請求項２３４に記載の組成物。
  236. 前記操作は化学反応によって達成される請求項２３１に記載の組成物。
  237. 前記化学反応は、増幅反応、連結反応、形質転換反応、転写反応、逆転写反応、制限消化およびトランスフェクション反応からなる群から選択される請求項２３６に記載の組成物。
  238. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項２３１に記載の組成物。
  239. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項２３１に記載の組成物。
  240. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項２３１に記載の組成物。
  241. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項２３１に記載の組成物。
  242. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項２３１に記載の組成物。
  243. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項２３１に記載の組成物。
  244. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項２３１に記載の組成物。
  245. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項２３１に記載の組成物。
  246. 前記液体は水である請求項２３１に記載の組成物。
  247. 液体と、ビーズと、ナノ構造とを含み、前記ビーズの存在下での少なくとも１つの高分子の操作を可能にすることができる液体組成物であって、前記ナノ構造のそれぞれが、整列した流体分子のエンベロープによって取り囲まれるナノメートルサイズのコア物質を含み、前記コア物質、および前記整列した流体分子のエンベロープは定常的な物理的状態にある液体組成物。
  248. 前記少なくとも一つの高分子はポリヌクレオチドである請求項２４７に記載の組成物。
  249. 前記ポリヌクレオチドは、ＤＮＡおよびＲＮＡからなる群から選択される請求項２４８に記載の組成物。
  250. 前記ガラスビーズは直径が約８０ミクロン〜１５０ミクロンの間である請求項２４７に記載の組成物。
  251. 前記操作は化学反応によって達成される請求項２４７に記載の組成物。
  252. 前記化学反応は、増幅反応、連結反応、形質転換反応、転写反応、逆転写反応、制限消化およびトランスフェクション反応からなる群から選択される請求項２５１に記載の組成物。
  253. 前記流体分子の少なくとも一部は前記液体の分子と同一である請求項２４７に記載の組成物。
  254. 前記流体分子の少なくとも一部はガス状状態にある請求項２４７に記載の組成物。
  255. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０２０個未満のナノ構造である請求項２４７に記載の組成物。
  256. 前記ナノ構造の濃度は１リットルあたり１０１５個未満のナノ構造である請求項２４７に記載の組成物。
  257. 前記ナノ構造は前記ナノ構造のクラスターを形成することができる請求項２４７に記載の組成物。
  258. 前記ナノ構造はその間での遠距離の相互作用を維持することができる請求項２４７に記載の組成物。
  259. 前記コア物質は、強誘電性コア物質、強磁性コア物質および圧電性コア物質からなる群から選択される請求項２４７に記載の組成物。
  260. 前記コア物質は結晶性コア物質である請求項２４７に記載の組成物。
  261. 前記液体は水である請求項２４７に記載の組成物。
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