JP2016052799A

JP2016052799A - 生体分子印刷物、及びその製造方法

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Publication number: JP2016052799A
Application number: JP2016009955A
Authority: JP
Inventors: 茉里兵頭; Mari Hyodo; 祐子青山; Yuko Aoyama
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2016-04-14

Abstract

【課題】製造中、輸送中やエンドユーザーでの取り扱いなどにより擦れたり、削れたり、かきとられたりせず、生体分子が残存している生体分子インキ印刷物、及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の生体分子インキ印刷物１０は、基材１１の一方の面に蛍光色素と生体分子を含む紫外線硬化型オフセットインキが硬化した層からなる生体分子印刷層１５及び紫外線硬化型オフセットインキが硬化した層からなり、かつ前記生体分子印刷層の絵柄の全体を覆う保護層１７をこの順に有することを特徴とする。なお、生体分子が脂質で修飾されている態様、生体分子が蛍光色素と結合した態様も含まれる。【選択図】図１

Description

本発明は、生体分子インキ印刷物に関し、さらに詳しくは、製造工程中に擦れたり、郵送中やエンドユーザーでの取り扱いなどにより擦れたり、削れたり、かきとられたりせず、生体分子インキ印刷物に生体分子が残存して容易に生体分子を検出することのできる生体分子インキ印刷物、及びその製造方法に関するものである。

本明細書において、配合を示す「比」、「部」、「％」などは特に断わらない限り質量基準であり、「／」印は一体的に積層されていることを示す。また、「ＵＶ」は「紫外線」の略語、機能的表現、通称、又は業界用語である。

（背景技術）生体分子インキ印刷物は生体分子を含有しているインキを用いて、印刷された印刷物であるが、製造工程中に擦れたり、郵送中やエンドユーザーでの取り扱いなどにより生体分子インキ印刷物の生体分子印刷層であるインキ層が擦れたり、削れたり、かきとられたりする恐れがある、その結果、生体分子が減少又は無くなって、生体分子を検出できず、生体認証などの効果がなくなってしまうというデメリットがあった。

（従来技術）従来、吸着チップであって、該吸着チップは、以下：（ａ）表面を含む基材；（ｂ）該表面に結合された中間層であって、荷電されたポリマー性のリンカーアームを含む中間層；（ｃ）該リンカーアームとの静電相互作用を通じて該中間層に結合された吸着フィルムであって、該吸着フィルムが、該リンカーアームに結合した複数の吸着粒子を含み、該吸着粒子の各々が、結合性官能基を含む、吸着フィルム、を備える、吸着チップ（請求項１）で、前記結合性官能基が生体分子（請求項２９）であるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、特許文献１では、生体分子を検出する吸着チップであるが、印刷物ではなく、該吸着チップの生体分子は擦れや削れに対して極めて弱いという問題点がある。

特表２００５−５２０１６３号公報

従って、生体分子インキ印刷物は、製造工程中に擦れたり、郵送中やエンドユーザーでの取り扱いなどにより擦れたり、削れたり、かきとられたりせず、生体分子が残存して容易に生体分子を検出できることが求められている。そこで、本発明は上記のような問題点を解消するために、本発明者らは鋭意研究を進め、本発明の完成に至ったものである。その目的は、製造工程中に擦れたり、郵送中やエンドユーザーでの取り扱いなどにより擦れたり、削れたり、かきとられたりせず、生体分子が残存しているので、容易に生体分子を検出することのできる生体分子インキ印刷物、及びその製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１の発明に係わる生体分子インキ印刷物は、基材と、該基材の一方の面に蛍光色素と生体分子を含む紫外線硬化型オフセットインキが硬化した層からなる生体分子印刷層及び紫外線硬化型オフセットインキが硬化した層からなり、かつ前記生体分子印刷層の絵柄の全体を覆う保護層をこの順に有することを特徴とする生体分子インキ印刷物である。
請求項２の発明に係わる生体分子インキ印刷物は、前記生体分子が脂質で修飾されていることを特徴とする請求項１記載の生体分子インキ印刷物である。
請求項３の発明に係わる生体分子インキ印刷物は、前記生体分子が前記蛍光色素と結合した蛍光性生体分子にされていることを特徴とする請求項１記載の生体分子インキ印刷物である。
請求項４の発明に係わる生体分子インキ印刷物の製造方法は、基材と、該基材の一方の面に蛍光色素を含む生体分子印刷層及び保護層をこの順に有し、前記生体分子印刷層は生体分子を含む紫外線硬化型インキが硬化した層からなり、前記保護層は紫外線硬化型インキが硬化した層からなり、前記保護層は前記生体分子印刷層を覆って該生体分子印刷層の絵柄より大きく印刷されたものである生体分子インキ印刷物の製造方法であって、（１）前記生体分子を溶媒に溶解し生体分子希釈液とする工程、（２）前記蛍光色素を溶媒に溶解し蛍光色素希釈液とする工程、（３）前記生体分子希釈液と前記蛍光色素希釈液とを紫外線硬化型オフセットインキへ混合し生体分子インキとする工程、（４）前記生体分子インキの蛍光を確認する確認工程、（５）蛍光が確認された前記生体分子インキを用いて、前記基材へ印刷し紫外線で硬化して前記生体分子印刷層とする工程、（６）生体分子印刷層の面へ、保護層用紫外線硬化型オフセットインキを印刷し紫外線で硬化して前記保護層とする工程、を有することを特徴とする生体分子インキ印刷物の製造方法である。

請求項１〜２の本発明によれば、製造工程中に擦れたり、郵送中やエンドユーザーでの取り扱いなどにより擦れたり、削れたり、かきとられたりせず、生体分子印刷層に生体分子が残存しているので、生体分子インキ印刷物から容易に生体分子を検出することができるという効果を奏する。
請求項３の本発明によれば、印刷前に蛍光発色を確認することで、生体分子インキに所望量の生体分子が含まれることを、事前に保証できるという効果を奏する。
請求項４の本発明によれば、製造が容易で、かつ生体分子印刷層に所望量の生体分子が含まれ、郵送中やエンドユーザーでの取り扱いなどでも擦れたり、削れたり、かきとられたりせず、生体分子印刷層に生体分子が残存しているので、生体分子インキ印刷物から容易に生体分子を検出できるという生体分子インキ印刷物の製造方法を提供する。

本願発明の１実施例を示す生体分子インキ印刷物の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。

（生体分子インキ印刷物）請求項１の発明に係わる生体分子インキ印刷物１０は、図１に示すように、基材１１と、該基材１１の一方の面に生体分子印刷層１５及び保護層１７をこの順に有し、前記生体分子印刷層１５は生体分子を含む紫外線硬化型インキを用い、前記保護層１７は紫外線硬化型インキを用い、前記生体分子印刷層１５及び前記保護層１７は印刷法で印刷された後に紫外線で硬化されており、前記保護層１７は前記生体分子印刷層１５を覆って該生体分子印刷層１５の絵柄より大きく印刷されていることを特徴とする生体分子インキ印刷物１０である。請求項２の発明に係わる生体分子インキ印刷物１０は、前記生体分子が脂質で修飾されていることを特徴とする請求項１記載の生体分子インキ印刷物１０である。請求項３の発明に係わる生体分子インキ印刷物１０は、前記生体分子印刷層１５が蛍光色素と結合した生体分子を含むことを特徴とする請求項１記載の生体分子インキ印刷物１０である。

（基材）基材１１としては印刷に耐える機械的強度などがあれば特に限定されるものではなく、例えば、プラスチック、紙、金属、ガラスなどの単独又は複合体でもよい。用途に応じて種々の材料が適用でき、例えば、プラスチックであればポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、セルロース系フィルム、ポリカーボネート系樹脂などが、紙であれば上質紙、コート紙、アート紙、ＮＩＰ紙などが、金属であればアルミニウム、スズなどの、箔、フィルム又はシートのものが適用できる。

基材１１の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１２μｍ〜３ｍｍ程度が適用できるが、５０μｍ〜１ｍｍの範囲内が取扱性の点で好ましい。また、基材１１には必要に応じて、例えば、滑剤、可塑剤、充填剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤等の添加剤を使用してもよい。

（易接着処理）基材１１には、印刷に先立って、コロナ放電処理、プラズマ処理、プライマ（アンカーコート、接着促進剤、易接着剤とも呼ばれる）などの易接着処理を行ってもよい。必要に応じて設けるプライマ層としては、例えば、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体などの酢酸ビニル系樹脂、（メタ）アクリル酸系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱可塑性樹脂及びこれらの混合物等が使用され、また、例えばポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂や、これらの（ジ）（ポリ）イソシアネートの混合物からなる熱硬化性樹脂、反応型樹脂でもよい。

（生体分子印刷層）生体分子印刷層１５は生体分子を含む紫外線硬化型インキを用いて、印刷法で印刷した後に紫外線で硬化すればよい。

（紫外線硬化型インキ）紫外線硬化型インキの組成物（前駆体ともいう）への紫外線の照射によって重合（硬化ともいう）反応する少なくとも１つの、官能基を有する硬化性成分を含有するもので、該硬化性成分としては、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物が適用でき、１官能モノマー、２官能以上の多官能モノマー、官能オリゴマー、官能ポリマーなどがある。また、電離放射線で重合（硬化ともいう）する官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、またはエポキシ基である。具体的には、ＵＶＮＶＲメジューム（Ｔ＆ＫＴＯＫＡ社製、商品名）、ＵＶＢＦＳＧメジューム（ＤＩＣＧ社製、商品名）、ダイキュアアビリオＯＰニス（ＤＩＣＧ社製、商品名）などが例示できる。

（生体分子）生体分子は生体有機分子とも呼称され、生存生物によって作り出される有機分子であり、例えば、細胞、ウィルス、細菌、胞子、微生物、ヌクレオチド、アミノ酸、ポリペプチド、ペプチド、ペプチドフラグメント、レクチン、タンパク質、ステロイド、核酸、デオキシリボ核酸（ディ・エヌ・エー）、糖、脂肪酸、炭水化物、脂質、薬剤、抗原、抗体、酵素、毒素、有機ポリマーなど、及びこれらの組み合わせ分子が例示できる。個人認証の用途に用いる生体分子としては、生物学的供給源である体液、例えば、血液、血清、唾液、尿、精液、精漿、リンパなどに由来するものが好適である。

（絵柄）生体分子印刷層１５の絵柄は、例えば、矩形や丸などの幾何学模様、文字や数字などの文字、イラストや図柄などでもよく、特に限定されるものではない。いずれの場合も、保護層１７は生体分子印刷層１５を覆って生体分子印刷層１５の絵柄より大きく印刷すればよい。また、生体分子印刷層１５及び保護層１７は透明でも着色でもよいが、保護層１７は生体分子印刷層１５を目視で確認できるので、透明が好ましい。

（保護層）保護層１７は紫外線硬化型インキを用いて、印刷法で印刷した後に紫外線で硬化する。保護層１７の紫外線硬化型インキとしては、生体分子印刷層１５に用いる紫外線硬化型インキと同様なものを使用すればよい。

この際に、保護層１７を生体分子印刷層１５を覆って、しかも生体分子印刷層１５の絵柄より大きく印刷することで、生体分子印刷層１５を端部まで覆うことで、製造工程中の擦れ、郵送中やエンドユーザーでの取り扱いなどでも、生体分子インキ印刷物１０の生体分子印刷層１５であるインキ層が擦れたり、削れたり、かきとられたりすることを防止する。その結果、生体分子が減少又は無くなることがなく、生体分子を容易に確実に検出することができる。生体分子インキ印刷物から生体分子を検出することによって、生体分子の元の持ち主である生体を特定することもできる。

（印刷法）生体分子印刷層１５及び保護層１７の印刷法としては、オフセット印刷や、スクリーン印刷などが適用できるが、自由な絵柄が選択でき、安価なオフセット印刷法が好適である。このように、印刷した後に紫外線で硬化すればよい。

（紫外線）紫外線硬化型インキを硬化させる紫外線装置（ＵＶランプともいう）としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ等が使用される。ＵＶの照射量としては、２００〜６００ｎｍの波長の積算エネルギーが０．０１〜１０Ｊ／平方センチメートルとなる程度とすることが好ましい。また、ＵＶの照射雰囲気としては、空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。紫外線硬化型インキの印刷後の照射量は、組成物の材質や量に応じて波長を選択し、ＵＶランプの出力と、加工速度に応じて照射すれば良い。

（生体分子インキ印刷物の製造方法）請求項４の発明に係わる生体分子インキ印刷物１０の製造方法は、基材と、該基材の一方の面に蛍光色素を含む生体分子印刷層及び保護層をこの順に有し、前記生体分子印刷層は生体分子を含む紫外線硬化型インキが硬化した層からなり、前記保護層は紫外線硬化型インキが硬化した層からなり、前記保護層は前記生体分子印刷層を覆って該生体分子印刷層の絵柄より大きく印刷されたものである生体分子インキ印刷物の製造方法であって、（１）前記生体分子を溶媒に溶解し生体分子希釈液とする工程、（２）前記蛍光色素を溶媒に溶解し蛍光色素希釈液とする工程、（３）前記生体分子希釈液と前記蛍光色素希釈液とを紫外線硬化型オフセットインキへ混合し生体分子インキとする工程、（４）前記生体分子インキの蛍光を確認する確認工程、（５）蛍光が確認された前記生体分子インキを用いて、前記基材へ印刷し紫外線で硬化して前記生体分子印刷層とする工程、（６）該生体分子印刷層面へ、保護層用紫外線硬化型オフセットインキを印刷し紫外線で硬化して前記保護層とする工程、を有することを特徴とする生体分子インキ印刷物の製造方法である。

（第一工程）（１）前記生体分子を溶媒に溶解し生体分子希釈液とする工程である。まず、生体分子をアルコール系、石油系、乾性油などの溶媒に溶解させて、生体分子希釈液とする。しかしながら、溶解しにくい場合には、予め生体分子を脂質で修飾しておくことが好ましい。溶媒の具体例としては、ＵＶＤＧレジューサー（Ｔ＆ＫＴＯＫＡ社製）、ＵＶＢＦレジューサー（ＤＩＣＧ社製）などが例示できる。

（第二工程）（２）前記蛍光色素を溶媒に溶解し蛍光色素希釈液とする工程である。蛍光色素をアルコール系、石油系、乾性油などの溶媒に溶解させて、蛍光色素希釈液とする。蛍光色素としては、上記の溶媒に易溶なフルオレセイン系蛍光色素、クマリン系蛍光色素、ローダミン系蛍光色素などが好ましい。

（第三工程）（３）前記生体分子希釈液と前記蛍光色素希釈液とを紫外線硬化型オフセットインキへ混合し生体分子インキ１４とする工程である。前述の第一工程で作成した生体分子希釈液、及び前述の第二工程で作成した蛍光色素希釈液とを、紫外線硬化型オフセットインキへ混合して生体分子インキ１４とする。混合する方法としては特に限定はなく、通常の混練分散機、例えば、三本ロールミル、アトライター、高速インペラー分散機、デスパー、高速ミキサー、タンブラー、ブレンダーなどが適用できる。

なお、蛍光色素は生体分子への混合によって、生体分子へ結合又は吸着されるが、生体分子の安定性のために化学結合が好ましい。生体分子インキ１４については、この蛍光色素にムラがないことで、生体分子が生体分子インキ１４中へ均一に分散又は溶解したことが確認できる。

（第四工程）（４）前記生体分子インキ１４の蛍光を確認する確認工程である。しかしながら、特に着色された紫外線硬化型インキを用いた場合の印刷時には、生体分子の存在が確認が難しいという問題があった。そこで、蛍光色素の蛍光を確認することで、生体分子の存在を担保できる。印刷前に蛍光発色を確認することで、生体分子印刷層に所望量の生体分子が含まれることを、事前に保証でき、製造後の生体分子インキ印刷物からは、確実に生体分子を検出できる。

（第五工程）（５）蛍光が確認された前記生体分子インキ１４を用いて、前記基材１１へ印刷し紫外線で硬化して前記生体分子印刷層１５とする工程である。基材１１へ生体分子インキ１４を用いて、印刷し紫外線で硬化して生体分子印刷層１５とする。

（第六工程）（６）該生体分子印刷層１５面へ、保護層用紫外線硬化型オフセットインキを印刷し紫外線で硬化して前記保護層１７とする工程である。前述で印刷した生体分子印刷層１５面へ、保護層インキを印刷し紫外線で硬化して保護層１７として、生体分子インキ印刷物１０となる。この際には、保護層１７は生体分子印刷層１５を覆って、生体分子印刷層１５の絵柄より大きく印刷することはいうまでもない。なお、生体分子印刷層１５と保護層１７への紫外線の照射は各層で行って硬化したが、生体分子印刷層１５と保護層１７の２層を印刷した後に紫外線を照射して全層を一度に硬化させてもよい。

（検出）生体分子印刷層１５に含まれる生体分子は、電気泳動ゲル、又はｃＤＮＡマイクロアレイなどの生体分子を検出する装置、アレイ、キット及び方法によって検出でき、生体分子のパターンが同定される。検出された生体分子からは、生体分子の元の動植物や個人を特定することができる。

以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、これに限定されるものではない。なお、溶媒を除き、各層の各組成物は固形分換算の質量部である。

（実施例１）基材１１として、日本製紙製の斤量７０ｋｇのＮＰＩフォーム用紙を用い、生体分子として皮膚細胞からとったディ・エヌ・エーを用いた。
まず、（１）生体分子を脂質で修飾し、溶媒のＵＶＳＧレジューサー（ＤＩＣＧ社製）へ溶解し生体分子が１％の生体分子希釈液とした。
（２）生体分子希釈液２０部を紫外線硬化型インキであるＵＶＢＦＳＧメジューム（ＤＩＣＧ社製、商品名）８０部へ混合して、生体分子インキ１４とした。
（３）該生体分子インキ１４を用いて、オフセット印刷で、基材１１へ印刷し紫外線で硬化して生体分子印刷層１５とした。なお、印刷インキ盛量は、０．１５０立方センチメートルの生体分子インキ１４をＲＩテスターの２分割ローラーを使用して展色した。
（４）該生体分子印刷層１５面へ、印刷インキ盛量として０．１２５立方センチメートルの保護層インキをＲＩテスターの２分割ローラーを使用して展色したオフセット印刷で、生体分子印刷層の絵柄より大きい絵柄部で保護層インキを印刷し紫外線で硬化して保護層１７として、実施例１の生体分子インキ印刷物１０を得た。

（実施例２）基材１１、生体分子、インキ盛量は実施例１と同様にした。
まず、（１）生体分子へローダミン系蛍光色素を結合させて蛍光性生体分子とし、該蛍光性生体分子を溶媒のＵＶＳＧレジューサー（ＤＩＣＧ社製）へ溶解し、蛍光性生体分子が１％の蛍光性生体分子希釈液とした。
（２）蛍光性生体分子希釈液２０部を紫外線硬化型インキであるＵＶＢＦＳＧメジューム（ＤＩＣＧ社製、商品名）８０部へ混合して、蛍光性の生体分子インキ１４とした。
（３）該蛍光性の生体分子インキ１４をブラックライトで照射して、蛍光を確認した後に、
（４）該蛍光性の生体分子インキ１４を用いたオフセット印刷で、基材１１へ印刷し紫外線で硬化して生体分子印刷層１５とし、引き続いて、（５）該生体分子印刷層１５面へ、生体分子印刷層の絵柄より大きい絵柄部で保護層インキを印刷し紫外線で硬化して保護層１７として、実施例２の生体分子インキ印刷物１０を得た。

（実施例３）基材１１、生体分子、インキ盛量は実施例１と同様にした。
まず、（１）生体分子を脂質で修飾し、溶媒のＵＶＳＧレジューサー（ＤＩＣＧ社製）へ溶解し生体分子が１％の生体分子希釈液とした。
（２）蛍光色素としてフルオレセイン系蛍光色素を用いて、溶媒のＵＶＢＦレジューサー（ＤＩＣＧ社製）へ溶解し蛍光色素が０．１％の蛍光色素希釈液とした。
（３）生体分子希釈液１０部と蛍光色素希釈液１０部とを紫外線硬化型インキであるＵＶＢＦＳＧメジューム（ＤＩＣＧ社製、商品名）８０部へ混合して、生体分子インキ１４とした。
（４）該生体分子インキ１４をブラックライトで照射して、蛍光を確認した後に、
（５）該生体分子インキ１４を用いたオフセット印刷で、基材１１へ印刷し紫外線で硬化して生体分子印刷層１５とし、引き続いて、（６）該生体分子印刷層１５面へ、生体分子印刷層の絵柄より大きい絵柄部で保護層インキを印刷し紫外線で硬化して保護層１７として、実施例３の生体分子インキ印刷物１０を得た。

（評価方法）実施例１〜３の生体分子インキ印刷物１０を用いて、電気泳動ゲル装置で、生体分子印刷層１５に含まれる生体分子が検出でき、さらに生体分子から元の個人を特定することができた。

（産業上の利用可能性）本発明の生体分子インキ印刷物１０の用途としては、生物医学分析や、環境科学、獣医学、薬学検索、食品及び水の品質管理、個人認証などの分野が考えられる。しかしながら、生体分子インキ印刷物１０を必要とする用途であれば、特に限定されるものではない。

１０：生体分子インキ印刷物
１１：基材
１５：生体分子印刷層
１７：保護層

Claims

基材と、該基材の一方の面に蛍光色素と生体分子を含む紫外線硬化型オフセットインキが硬化した層からなる生体分子印刷層及び紫外線硬化型オフセットインキが硬化した層からなり、かつ前記生体分子印刷層の絵柄の全体を覆う保護層をこの順に有することを特徴とする生体分子インキ印刷物。
前記生体分子が脂質で修飾されていることを特徴とする請求項１記載の生体分子インキ印刷物。
前記生体分子が前記蛍光色素と結合した蛍光性生体分子にされていることを特徴とする請求項１記載の生体分子インキ印刷物。
基材と、該基材の一方の面に蛍光色素を含む生体分子印刷層及び保護層をこの順に有し、
前記生体分子印刷層は生体分子を含む紫外線硬化型インキが硬化した層からなり、
前記保護層は紫外線硬化型インキが硬化した層からなり、
前記保護層は前記生体分子印刷層を覆って該生体分子印刷層の絵柄より大きく印刷されたものである生体分子インキ印刷物の製造方法であって、
（１）前記生体分子を溶媒に溶解し生体分子希釈液とする工程、
（２）前記蛍光色素を溶媒に溶解し蛍光色素希釈液とする工程、
（３）前記生体分子希釈液と前記蛍光色素希釈液とを紫外線硬化型オフセットインキへ混合し生体分子インキとする工程、
（４）前記生体分子インキの蛍光を確認する確認工程、
（５）蛍光が確認された前記生体分子インキを用いて、前記基材へ印刷し紫外線で硬化して前記生体分子印刷層とする工程、
（６）生体分子印刷層の面へ、保護層用紫外線硬化型オフセットインキを印刷し紫外線で硬化して前記保護層とする工程、を有することを特徴とする生体分子インキ印刷物の製造方法。