JP3151665B2 - Biopolymer / polyallylamine complex and method for producing the same - Google Patents

Biopolymer / polyallylamine complex and method for producing the same

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JP3151665B2
JP3151665B2 JP07751099A JP7751099A JP3151665B2 JP 3151665 B2 JP3151665 B2 JP 3151665B2 JP 07751099 A JP07751099 A JP 07751099A JP 7751099 A JP7751099 A JP 7751099A JP 3151665 B2 JP3151665 B2 JP 3151665B2
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孝之 新居
益裕 塚田
理都子 日本
昭二 早坂
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農林水産省蚕糸・昆虫農業技術研究所長
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生体高分子/ポリ
アリルアミン複合体およびその製造方法に関する。この
複合体は、生化学・医学分野において種々の用途に利用
できる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biopolymer / polyallylamine complex and a method for producing the same. This complex can be used for various uses in the biochemical and medical fields.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリアリルアミンは、正の電荷を持ち、
化学反応性の大きな第1級アミノ基を側鎖に含む直鎖の
オレフィン系重合体であり、水によく溶け、水の中では
正に荷電するものであり、さらに結晶構造的には非結晶
性であり、強い吸湿性と吸水性を示すものである。ポリ
アリルアミンは、低pH領域で優れた水溶性となるた
め、ポリビニルアルコールなどのような非イオン性重合
体とも均一に混合できるし、ポリエチレンイミンのよう
なカチオン性の水溶性重合体の水溶液とも混合できる。
一連のポリアリルアミン化合物はアルカリ性pH領域で
水に不溶となってしまうため、溶解性を良くするため通
常は酸性溶液で保存することが多い。
2. Description of the Related Art Polyallylamine has a positive charge,
A linear olefin polymer containing a primary amino group in the side chain containing a highly chemically reactive primary amino group. It is soluble in water and is positively charged in water. It has strong hygroscopicity and water absorbency. Polyallylamine has excellent water solubility in the low pH range, so it can be uniformly mixed with nonionic polymers such as polyvinyl alcohol, and also mixed with aqueous solutions of cationic water-soluble polymers such as polyethyleneimine. it can.
Since a series of polyallylamine compounds become insoluble in water in an alkaline pH range, they are usually stored in an acidic solution to improve solubility.

【0003】かかるポリアリルアミンは細胞の増殖を促
す素材として知られており、例えば特開平2−1816
28号公報には、ポリアリルアミンを各種基質表面に塗
布することで、耐久性に富み、また優れた生体細胞付着
性および細胞培養機能を持つ細胞培養床基材を製造する
方法が開示されている。この場合、ポリアリルアミン分
子側鎖のアミノ基を正に荷電させたものを各種基質表面
に塗布し、所期の目的を達成している。これらの基質の
表面は通常負に帯電しているので、ポリアリルアミンが
静電気的に基質表面にイオン結合するため、両者の間の
結合は強く、ポリアリルアミンは基質表面から剥がれ難
くなるものとされている。
[0003] Such polyallylamine is known as a material for promoting cell proliferation.
No. 28 discloses a method for producing a cell culture bed base material which is rich in durability and has excellent living cell adhesion and cell culture function by applying polyallylamine to various substrate surfaces. . In this case, a positively charged amino group of the side chain of the polyallylamine molecule is applied to the surface of various substrates to achieve the intended purpose. Since the surface of these substrates is usually negatively charged, polyallylamine is electrostatically ionically bonded to the substrate surface, so that the bond between the two is strong and polyallylamine is considered to be difficult to peel off from the substrate surface. I have.

【0004】また、生体高分子は生体細胞を付着させ、
増殖させることができることが知られている。
[0004] In addition, biopolymers attach living cells,
It is known that they can be propagated.

【0005】ポリアリルアミンおよび生体高分子は、そ
れぞれ、優れた生体機能を持つため、医用分野等の先端
領域で付加価値の高い利用が可能であるが、所望の目的
を達成し得るような任意量の生体高分子を含有するポリ
アリルアミン複合体であって、各成分が持つそれぞれの
優れた機能を兼ね備え、またはそれぞれの単独の機能を
相乗的に兼ね備えた素材はいままでに得られていなかっ
た。
Although polyallylamine and biopolymer each have excellent biological functions, they can be used with high added value in advanced fields such as medical fields. A polyallylamine complex containing the biopolymer of (1), which has both excellent functions of each component or a synergistic combination of each function, has not been obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記特開平2−181
628号公報に記載された各種基質としての合成重合
物、ガラス、金属、細孔質濾紙の帯電程度は、基質によ
り異なり、いずれの基質も同程度に十分に負に帯電して
いる訳ではない。そのため、細胞培養床基質の種類によ
っては細胞培養床基材のポリアリルアミンと該基質との
間の相互作用力に強弱の差が生じ、ポリアリルアミンの
被膜が細胞培養溶液と接する過程で細胞培養床基質表面
から剥がれてしまう危険性があり、実用上問題となって
いる。細胞培養床基質表面から剥がれず、所期の目的を
達成することのできる細胞培養床基材の開発が強く望ま
れていた。
Problems to be Solved by the Invention
The degree of charge of the synthetic polymer, glass, metal, and porous filter paper as various substrates described in JP-A-628 is different depending on the substrate, and not all substrates are sufficiently negatively charged to the same extent. . Therefore, depending on the type of the cell culture bed substrate, a difference in the strength of the interaction between the polyallylamine of the cell culture bed substrate and the substrate occurs, and the cell culture bed comes into contact with the cell culture solution when the polyallylamine coating comes into contact with the cell culture solution. There is a risk of peeling off from the substrate surface, which is a practical problem. There has been a strong demand for the development of a cell culture bed base material that does not peel off from the cell culture bed substrate surface and can achieve the intended purpose.

【0007】また、正の電荷を持つポリアリルアミンの
水溶液を蒸発乾固させることで膜状に成形することはで
きるが、この膜状成形物は吸湿性が高いため、大気雰囲
気中に放置すると大気中の水蒸気を吸着して溶解してし
まうので、大気中で安定な膜状成形物を調製することは
できなかった。また、ポリアリルアミン自体は、成形性
が悪く、ポリアリルアミン単独から膜状、塊状等の成形
物を調製することは困難であり、またポリアリルアミン
を水不溶性にするための適当な不溶化処理方法も無いた
め、物理的に均一な水溶性および水不溶性成形物を製造
することは甚だしく困難であった。
Further, it is possible to form a film by evaporating an aqueous solution of a positively charged polyallylamine to dryness. However, since this film-like molded product has high hygroscopicity, it is left in the atmosphere when left in an air atmosphere. Since the water vapor contained therein was absorbed and dissolved, it was not possible to prepare a stable film-like molded product in the atmosphere. In addition, polyallylamine itself has poor moldability, it is difficult to prepare a film-like or lump-shaped molded product from polyallylamine alone, and there is no suitable insolubilization treatment method for making polyallylamine water-insoluble. Therefore, it has been extremely difficult to produce physically uniform water-soluble and water-insoluble moldings.

【0008】本発明は、生体高分子とポリアリルアミン
とを水性溶液もしくは水性分散液状態で均一に混合した
混合水性溶液または水性分散液を基質の上で乾燥乾固す
ることにより、細胞の付着・増殖性に優れ、また強度等
の物性にも優れ、さらに成形性の良い生体高分子/ポリ
アリルアミン複合体(以下、単に「複合体」と略記する
こともある)、およびその複合体を効率的かつ経済的に
製造する方法を提供することを課題とする。
The present invention provides a method for adhering cells by drying and drying a mixed aqueous solution or aqueous dispersion obtained by uniformly mixing a biopolymer and polyallylamine in an aqueous solution or aqueous dispersion state on a substrate. A biopolymer / polyallylamine complex (hereinafter sometimes abbreviated simply as "composite") having excellent growth properties, excellent physical properties such as strength, and good moldability, and an efficient use of the complex. An object of the present invention is to provide a method for economically manufacturing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリアリ
ルアミン自体の成形性や強度等の物性の欠点を改善する
と共に、その機能特性を活かしてこれを細胞培養床基材
に応用しようとの考えから、ポリアリルアミンと分子レ
ベルで均一に混合でき、かつポリアリルアミンとの間に
強い分子相互作用が働くことで、優れた均一な複合体と
なり得る第二物質の開発を行ってきた。ここで、「ポリ
アリルアミンと分子レベルで均一に混合できる」とは、
ポリアリルアミンと第二物質とを水性溶液状態で混合
し、この混合水性溶液をポリエチレン等の基質の上に拡
げて蒸発乾固する過程で、水性溶液の構成成分の分子間
凝集性が密となり、相分離を起こさず、ドメイン構造を
取らない均一な構造を持った複合体となることを意味す
る。
Means for Solving the Problems The present inventors have attempted to improve the defects of physical properties such as moldability and strength of polyallylamine itself, and to apply it to a cell culture bed substrate by utilizing its functional characteristics. Based on this idea, a second substance has been developed which can be uniformly mixed with polyallylamine at the molecular level, and which has a strong molecular interaction with polyallylamine to form an excellent and uniform complex. Here, "can be uniformly mixed with polyallylamine at the molecular level"
In the process of mixing polyallylamine and the second substance in an aqueous solution state, spreading the mixed aqueous solution on a substrate such as polyethylene and evaporating to dryness, the intermolecular cohesion of the components of the aqueous solution becomes dense, This means that a complex having a uniform structure without phase separation and no domain structure is generated.

【0010】本発明者らは、ポリアリルアミンと第二物
質とが持つそれぞれの優れた機能を兼ね備えた、または
それぞれの単独の機能を相乗的に兼ね備えた物性を持つ
複合体を得るための一手段として、第二物質として生体
高分子を用い、両物質の分子間に働く分子相互作用が良
好な基材に関して鋭意検討してきた。その結果、両性電
解質である生体高分子と正の電荷を持つポリアリルアミ
ンとの複合体が、強度等の優れた物性を有し、生体細胞
の付着・増殖を増強する作用のあることを見出し、本発
明を完成させるに至った。
The inventors of the present invention have developed a means for obtaining a composite which has both the excellent functions of polyallylamine and the second substance, or the physical properties of the polyallylamine and the second substance which have each of the independent functions in a synergistic manner. As a second substance, a biopolymer has been used and a substrate having good molecular interaction acting between the molecules of both substances has been intensively studied. As a result, they found that a complex of a biopolymer that is an ampholyte and a polyallylamine having a positive charge has excellent physical properties such as strength, and has an action of enhancing attachment and proliferation of living cells. The present invention has been completed.

【0011】本発明の生体高分子/ポリアリルアミン複
合体は、生体高分子とポリアリルアミンとを水性溶液ま
たは水性分散液状態で混合し、水分を蒸発除去して乾固
せしめることにより、両物質の分子間の相互作用を高
め、分子間凝集状態を向上させて得られる水溶性および
水不溶性複合体である。両性電解質である生体高分子と
正の電荷を持つポリアリルアミン分子とを分子レベルで
相互作用を持たせることにより製造できる。水不溶性複
合体を調製するためには、例えば、水溶性複合体を、水
とアルコールとの混合水溶液に、エポキシ化合物、アル
デヒド、または両者の化合物を混合した水不溶化薬剤水
溶液で処理してもよい。
The biopolymer / polyallylamine complex of the present invention is obtained by mixing a biopolymer and polyallylamine in an aqueous solution or an aqueous dispersion and evaporating and removing water to dryness. A water-soluble and water-insoluble complex obtained by enhancing the intermolecular interaction and improving the intermolecular aggregation state. It can be produced by allowing a biopolymer, which is an amphoteric electrolyte, to interact with a positively charged polyallylamine molecule at the molecular level. To prepare the water-insoluble complex, for example, the water-soluble complex may be treated with a mixed aqueous solution of water and alcohol, an epoxy compound, an aldehyde, or a water-insoluble drug aqueous solution in which both compounds are mixed. .

【0012】本発明の複合体を調製するために利用でき
る生体高分子としては、昆虫由来、例えばカイコ由来の
絹蛋白質繊維から得られる絹蛋白質、羊毛ケラチン、コ
ラーゲン、クモの糸、あるいは海性蛋白質である足糸等
の蛋白質がある。これらの生体高分子は約20種類のア
ミノ酸から構成され、カルボキシル基等の酸性基と、ア
ミノ基等の塩基性基とを分子内に有している両性電解質
であるため、その荷電状態は、等電点を境にして大幅に
変化する。すなわち、グルタミン酸、アスパラギン酸等
の負に荷電可能な酸性アミノ酸残基、およびリジン、ア
ルギニン、ヒスチジン等の正に荷電可能な塩基性アミノ
基を含んだ両性電解質であるため、これらの生体高分子
の環境pHを変えると、負あるいは正に荷電するように
なる。
The biopolymer usable for preparing the complex of the present invention includes a silk protein, wool keratin, collagen, spider silk or marine protein obtained from insect-derived silk protein fibers, for example, silkworm. There is a protein such as a thread. Since these biopolymers are composed of about 20 types of amino acids and are ampholytes having an acidic group such as a carboxyl group and a basic group such as an amino group in the molecule, their charge states are as follows: It changes greatly around the isoelectric point. That is, glutamic acid, a negatively chargeable acidic amino acid residue such as aspartic acid, and lysine, arginine, amphoteric electrolyte containing a positively chargeable basic amino group such as histidine, etc., these biopolymers Changing the environmental pH results in a negative or positive charge.

【0013】本発明で用いるポリアリルアミンは、特に
制限されず、中和処理したものであっても、中和処理し
ないものであってもよく、正の電荷を持ち、化学反応性
の大きな第1級アミノ基を側鎖に含む直鎖のオレフィン
系重合体であり、水によく溶け、水の中では正に荷電す
るものであればよい。ポリアリルアミンの分子側鎖の第
1級アミノ基は、化学反応性が高いので、所望によりこ
の部位を化学修飾することにより多様な機能の置換基を
導入することができる。
The polyallylamine used in the present invention is not particularly limited, and may be neutralized or non-neutralized, and has a positive charge and a high chemical reactivity. It is a straight-chain olefin polymer containing a secondary amino group in the side chain, and may be any polymer that is soluble in water and positively charged in water. No. of molecular side chains of polyallylamine
Since the primary amino group has high chemical reactivity, a substituent having various functions can be introduced by chemically modifying this site as desired.

【0014】本発明の複合体の製造方法によれば、絹蛋
白質等の生体高分子とポリアリルアミンとを水性溶液ま
たは水性分散液状態で混合して、水分を蒸発することで
膜状、ゲル状、粉末状または繊維状の様々な形態の複合
体を製造することができる。該複合体は、細胞の付着・
増殖を強化する機能を持つと共に、この複合体に医薬
品、生理活性物質、抗生物質、酵素、ホルモン、生体細
胞、微生物、抗原、抗菌成分、または抗菌性金属等を包
括固定化できるので、これらの物質を担持する担体とし
ても利用できる。
According to the method for producing a complex of the present invention, a biopolymer such as a silk protein and polyallylamine are mixed in an aqueous solution or aqueous dispersion, and water is evaporated to form a film or gel. Various types of composites can be manufactured in powdered or fibrous form. The complex is responsible for cell attachment and
In addition to having the function of enhancing proliferation, this complex can comprehensively immobilize drugs, bioactive substances, antibiotics, enzymes, hormones, living cells, microorganisms, antigens, antibacterial components, antibacterial metals, etc. It can also be used as a carrier for supporting substances.

【0015】ポリアリルアミン塩酸塩(PAA−HC
l:日東紡績(株)製、商品名)は、これを試験魚(コ
イ)に与えた評価では蓄積性の毒性は認められず、変異
原生もなく、また、マウスによる経口急性毒性(LD5
0)は1600mg/kg、ヒメダカを用いた魚毒性は
48時間のTLmが0.50ppmであるので、毒性は
極めて軽微である(原田亨、高分子加工、33巻、10
号、21(1984))。また、絹蛋白質、羊毛ケラチ
ン等は天然生体高分子であり、いずれの素材も生体組織
には毒性を示さない。そのため、生体高分子/ポリアリ
ルアミン複合体は生体組織に毒性を及ぼさないものと考
えられる。
Polyallylamine hydrochloride (PAA-HC)
l: Nitto Boseki Co., Ltd., trade name) showed no accumulative toxicity, no mutagenicity, and no oral acute toxicity in mice (LD5
0) is 1600 mg / kg, and fish toxicity using medaka is very low since the TLm of 48 hours is 0.50 ppm (Toru Harada, Polymer Processing, Vol. 33, 10
No. 21, 21 (1984)). In addition, silk proteins, wool keratin, and the like are natural biopolymers, and none of these materials show toxicity to living tissues. Therefore, it is considered that the biopolymer / polyallylamine complex has no toxicity to living tissues.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明で用いることのできる生体
高分子としては上記したようなものがある。例えば、絹
蛋白質繊維としては、家蚕(Bombyx mori)幼虫から得
られる家蚕絹糸の他に、野蚕に属する柞蚕、天蚕、エリ
蚕、ムガ蚕、シンジュ蚕の幼虫から得られる野蚕絹糸ま
たはこれらの繊維製品の何れであっても使用できる。ま
た、絹蛋白質としては、カイコが吐糸して作る繭繊維の
外側を膠着するセリシン、または該セリシンを除去して
得られる絹フィブロイン繊維を中性塩水溶液中に溶解し
た後、セルロース製の透析膜を用いて透析して得た水溶
性絹フィブロイン、またはカイコ体内より取り出した絹
糸腺内の水溶性絹セリシンもしくは水溶性絹フィブロイ
ンも使用できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The biopolymers that can be used in the present invention include those described above. For example, as the silk protein fiber, in addition to the silkworm silk obtained from the larva of the silkworm (Bombyx mori), the silkworm silk obtained from the larvae of the tussah silkworm, the heavenly silkworm, the eri silkworm, the helmet silkworm, the shinju silkworm belonging to the wild silkworm, or these fiber products Any of these can be used. Further, as the silk protein, sericin that adheres to the outside of the cocoon fiber formed by silkworm spinning, or silk fibroin fiber obtained by removing the sericin is dissolved in an aqueous solution of neutral salt, and then dialyzed with cellulose. Water-soluble silk fibroin obtained by dialysis using a membrane, or water-soluble silk sericin or water-soluble silk fibroin in a silk gland taken out from a silkworm body can also be used.

【0017】生体高分子の構造、化学特性、物理的特性
を論ずる場合、生体高分子として絹フィブロインを用い
て説明することにより生体高分子の全容が理解し易い。
そこで、本発明においては、具体的な生体高分子として
絹フィブロインを用い、これとポリアリルアミンとを混
合(以下、複合化と呼ぶこともある)することで調製で
きる複合体を例に取り以下詳細に説明する。
When discussing the structure, chemical properties, and physical properties of a biopolymer, it is easy to understand the entirety of the biopolymer by explaining using silk fibroin as the biopolymer.
Therefore, in the present invention, silk fibroin is used as a specific biopolymer, and a complex that can be prepared by mixing this with polyallylamine (hereinafter sometimes referred to as complexing) is taken as an example. Will be described.

【0018】絹フィブロインは絹蛋白質繊維(絹糸)を
溶解させて、以下のようにして調製できる。絹糸を溶解
させるには、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、臭化リ
チウム、チオシアン酸リチウムなど従来既知の中性塩を
用いて行われる。すなわち、濃厚な中性塩水溶液中に絹
糸を入れて加熱し、溶解した水溶液をセルロース透析膜
に入れて、両端を縫糸でくくり、室温の水道水または純
水中に4〜5日間入れて置換し、リチウムイオンを完全
に除くことで純粋な絹フィブロイン水溶液を得る。この
絹フィブロイン水溶液をポリエチレン膜等の基質表面に
拡げ、送風乾燥して、水分を蒸発せしめることにより、
透明な絹フィブロイン膜を調製することができる。乾燥
固化直後の絹フィブロイン膜は水に溶解するが、所望に
より絹フィブロインの貧溶媒であるアルコール等の有機
溶媒中に絹フィブロイン膜を浸漬し、処理すると、絹フ
ィブロイン分子間の凝集性が向上して、絹フィブロイン
膜は容易に水に不溶性になる。
Silk fibroin can be prepared as follows by dissolving a silk protein fiber (silk thread). To dissolve the silk thread, a conventionally known neutral salt such as calcium chloride, calcium nitrate, lithium bromide and lithium thiocyanate is used. That is, a silk thread is put into a concentrated neutral salt aqueous solution and heated, the dissolved aqueous solution is put into a cellulose dialysis membrane, both ends are sewn with sutures, and placed in room temperature tap water or pure water for 4 to 5 days for replacement. Then, a pure silk fibroin aqueous solution is obtained by completely removing lithium ions. By spreading this silk fibroin aqueous solution on the surface of a substrate such as a polyethylene membrane, drying by blowing air, and evaporating the water,
A transparent silk fibroin membrane can be prepared. The silk fibroin membrane immediately after drying and solidification dissolves in water.If desired, the silk fibroin membrane is immersed in an organic solvent such as alcohol, which is a poor solvent for silk fibroin, and if treated, the cohesion between silk fibroin molecules is improved. Thus, the silk fibroin membrane becomes easily insoluble in water.

【0019】中性塩水溶液で絹蛋白質繊維を溶解する
際、中性塩濃度、溶解温度、および溶解時間を制限する
ことにより絹蛋白質の分子量を低下させないように配慮
することができる。中性塩濃度は8.0〜9.8M程度
であればよく、溶解温度は25〜70℃程度であればよ
い。溶解温度は60℃以下が好ましい。溶解温度が高温
になると絹フィブロインの分子量が低下し、絹フィブロ
インの高分子性が失われてしまう危険性があるからであ
る。また、溶解時間は1〜20分程度に設定することが
好ましい。中性塩の中でも絹蛋白質繊維の溶解力に優れ
たリチウム塩が好ましく用いられる。特に臭化リチウム
が好ましい。8M以上、好ましくは8.5M以上の臭化
リチウムであれば、55℃以上で15分程度で絹蛋白質
繊維は溶解する。
When the silk protein fiber is dissolved in the neutral salt aqueous solution, it is possible to take care not to reduce the molecular weight of the silk protein by limiting the neutral salt concentration, the dissolution temperature and the dissolution time. The neutral salt concentration may be about 8.0 to 9.8 M, and the dissolution temperature may be about 25 to 70 ° C. The dissolution temperature is preferably 60 ° C. or lower. If the dissolution temperature is high, the molecular weight of the silk fibroin decreases, and there is a risk that the high molecularity of the silk fibroin is lost. The dissolution time is preferably set to about 1 to 20 minutes. Among the neutral salts, lithium salts excellent in the dissolving power of silk protein fibers are preferably used. Particularly, lithium bromide is preferable. In the case of lithium bromide of 8 M or more, preferably 8.5 M or more, the silk protein fiber dissolves at 55 ° C. or more for about 15 minutes.

【0020】本発明で用いることのできるポリアリルア
ミンは、アリルアミンが重合したものであって、前記し
たような物性を有するものであり、例えば塩酸塩であっ
てもよいし、塩酸を外した遊離形であってもよい。具体
的には、例えば、ジアリルジメチルアンモニウムクロラ
イド−二酸化イオウ共重合物、ジアリルジメチルアンモ
ニウムクロライド共重合物、ジアリルアミン塩酸塩−二
酸化イオウ共重合物、ポリアリルアミン・塩酸塩、ポリ
アリルアミン等がある。これらはいずれも日東紡績
(株)から、例えば、PAA−HCl−3L、PAA−
HCl−3S、PAA−HCl−10L、PAA−HC
l−10S(商品名)等として市販されている。
The polyallylamine which can be used in the present invention is obtained by polymerizing allylamine and has the above-mentioned physical properties. For example, the polyallylamine may be a hydrochloride or a free form without hydrochloric acid. It may be. Specific examples include diallyldimethylammonium chloride-sulfur dioxide copolymer, diallyldimethylammonium chloride copolymer, diallylamine hydrochloride-sulfur dioxide copolymer, polyallylamine hydrochloride, and polyallylamine. These are all available from Nitto Boseki Co., Ltd., for example, PAA-HCl-3L, PAA-
HCl-3S, PAA-HCl-10L, PAA-HC
It is commercially available as 1-10S (trade name) or the like.

【0021】本発明の複合体は、絹フィブロインのよう
な生体高分子とポリアリルアミンとを水性溶液または水
性分散液状態で混ぜ、均一な水性溶液または水性分散液
とした後、この混合液を基質上に拡げ、水分を蒸発させ
ることにより、均一の組成を持つ複合体として製造でき
る。すなわち、絹フィブロインのような生体高分子およ
びポリアリルアミンの各物質の水性溶液もしくは水性分
散液をそれぞれ別個に調製して、その後両者を均一に混
合した混合液を用いて、または、両物質を均一に混合し
たものの水性溶液もしくは水性分散液を用いて、また
は、一方を溶解・分散せしめた液に他方を溶解・分散せ
しめて均一に混合した一つの水性溶液または水性分散液
を用いて、これをポリエチレン膜、ポリスチレン膜等の
基質上に拡げ、水分を蒸発させることによって製造でき
る。
The complex of the present invention is prepared by mixing a biopolymer such as silk fibroin and polyallylamine in an aqueous solution or aqueous dispersion to form a uniform aqueous solution or aqueous dispersion. By spreading it up and evaporating the water, it can be manufactured as a composite having a uniform composition. That is, an aqueous solution or an aqueous dispersion of each substance of a biopolymer such as silk fibroin and polyallylamine is separately prepared, and then a mixture obtained by uniformly mixing the two is used. Using an aqueous solution or an aqueous dispersion of a mixture of the above, or using one aqueous solution or an aqueous dispersion obtained by dissolving and dispersing one in a liquid and dispersing the other and mixing uniformly. It can be produced by spreading on a substrate such as a polyethylene film or a polystyrene film and evaporating water.

【0022】複合体を水不溶化させるには、水、メタノ
ール等の有機溶媒との混合水溶液にエポキシ化合物、ア
ルデヒド等、または両化合物を添加して得た不溶化薬剤
水溶液に水溶性複合体を浸漬処理すればよい。エポキシ
化合物、アルデヒド、その他の試薬は、水、メタノール
の混合水溶液組成に均一に混じる範囲であれば、使用用
途に応じて自由に変えることができる。水、メタノール
の混合液へのアルデヒドの溶解量はエポキシ化合物に比
べて多いのが一般的である。エポキシ化合物を用いる場
合には、水、メタノールの混合液組成で水の含量が多い
と、エポキシ化合物のエポキシ基が水と反応し開環し易
いので、エポキシ化合物を添加する場合には水の量は少
な目にするとよい。
To insolubilize the complex with water, the water-soluble complex is immersed in an aqueous solution of an insolubilizing agent obtained by adding an epoxy compound, an aldehyde, or both compounds to an aqueous solution mixed with an organic solvent such as water or methanol. do it. The epoxy compound, aldehyde, and other reagents can be freely changed according to the intended use as long as they are uniformly mixed in the composition of the mixed aqueous solution of water and methanol. The amount of aldehyde dissolved in a mixture of water and methanol is generally larger than that of an epoxy compound. When an epoxy compound is used, if the content of water is high in a mixed liquid composition of water and methanol, the epoxy group of the epoxy compound reacts with water to easily open the ring. Should be small.

【0023】エポキシ化合物としては、一官能基のエピ
クロロヒドリン、あるいは二官能基のエチレングリコー
ルグリシジルエーテル等のエポキシ化合物を利用でき
る。その他に、一官能性、二官能性もしくは多官能性の
エポキシ化合物であればいずれも利用できる。メタノー
ル等のアルコールと水とからなる混合水溶液にエポキシ
化合物あるいはグルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド
等のアルデヒドの少なくとも1つを含ませた不溶化薬剤
水溶液に複合体を浸漬処理することにより、絹フィブロ
インのような生体高分子とポリアリルアミン相互間に架
橋結合が導入されるので、複合体は水不溶性となる。
As the epoxy compound, an epoxy compound such as monofunctional epichlorohydrin or bifunctional ethylene glycol glycidyl ether can be used. In addition, any monofunctional, difunctional or polyfunctional epoxy compound can be used. The complex is immersed in an aqueous solution of an insolubilizing agent containing at least one of an epoxy compound or an aldehyde such as glutaraldehyde or formaldehyde in a mixed aqueous solution comprising an alcohol such as methanol and water, thereby obtaining a biological solution such as silk fibroin. The conjugate becomes water-insoluble because cross-links are introduced between the molecule and the polyallylamine.

【0024】不溶化の程度は、不溶化薬剤水溶液の化学
組成を変えることにより達成できる。不溶化処理のため
の最も望ましい薬剤は、クロロオキシラン、水、メタノ
ール(5:10:85容量%)からなる不溶化薬剤水溶
液である。メタノール濃度は、一般に20〜85容量%
の範囲で、好ましくは40〜70容量%の範囲で用いら
れる。
The degree of insolubilization can be achieved by changing the chemical composition of the aqueous solution of the insolubilized drug. The most desirable agent for the insolubilization treatment is an aqueous solution of the insolubilized agent consisting of chlorooxirane, water, and methanol (5: 10: 85% by volume). The methanol concentration is generally 20-85% by volume.
And preferably in the range of 40 to 70% by volume.

【0025】分子側鎖が正に荷電する窒素原子を持つ未
中和のポリアリルアミン水溶液に絹フィブロイン水溶液
を混ぜた場合、一定濃度未満の絹フィブロイン水溶液で
あれば両水溶液は均一に混合し、この混合水溶液を蒸発
乾固させると各成分が均一に混ざり合った複合体を調製
することができるが、絹フィブロイン水溶液が一定濃度
以上になると、両水溶液は均一に混合できず、分離・白
濁してしまい、その結果、両物質の混合水溶液を蒸発乾
固させても、各成分が均一に混ざり合った複合体を調製
することができない。これは、絹フィブロインとポリア
リルアミンとの間に静電気的な反発が生じ、絹フィブロ
インとポリアリルアミンとが水溶液状態では分離してし
まい、均一に混合できないからである。その結果、構造
的に均一な絹フィブロイン/ポリアリルアミン複合体を
調製することができない。また、絹フィブロインの等電
点はpH=3.8〜4.0であるため、絹フィブロイン
と酸性pHを示すポリアリルアミンとを水溶液状態で混
合すると、絹フィブロインのpHが等電点以下となり、
絹フィブロインが凝固してしまい、ポリアリルアミンと
の均一な複合体を調製することができない。
When an aqueous solution of silk fibroin is mixed with an unneutralized aqueous solution of polyallylamine having a nitrogen atom whose molecular side chain is positively charged, if the aqueous solution of silk fibroin is less than a certain concentration, both aqueous solutions are uniformly mixed. By evaporating the mixed aqueous solution to dryness, it is possible to prepare a complex in which the components are uniformly mixed.However, when the aqueous solution of silk fibroin exceeds a certain concentration, the two aqueous solutions cannot be mixed uniformly, resulting in separation and cloudiness. As a result, even if the mixed aqueous solution of both substances is evaporated to dryness, it is not possible to prepare a complex in which the respective components are uniformly mixed. This is because electrostatic repulsion occurs between the silk fibroin and the polyallylamine, and the silk fibroin and the polyallylamine are separated in an aqueous solution state and cannot be mixed uniformly. As a result, a structurally uniform silk fibroin / polyallylamine complex cannot be prepared. In addition, since the isoelectric point of silk fibroin is pH = 3.8 to 4.0, when silk fibroin and polyallylamine exhibiting acidic pH are mixed in an aqueous solution, the pH of silk fibroin becomes equal to or lower than the isoelectric point,
Silk fibroin coagulates, making it impossible to prepare a uniform complex with polyallylamine.

【0026】任意量の絹フィブロインを含むポリアリル
アミン複合体を相分離を起こすことなく調製するには、
複合体を製造するに先だって、ポリアリルアミン水溶液
を好ましくは中性付近からアルカリ性領域までのpHを
有するように、さらに好ましくは中性付近のpHを有す
るようにしておけばよく、この場合、ポリアリルアミン
と絹フィブロインとは分子レベルでよく混じり合い、全
pH領域にわたって相分離が起こることはない。ポリア
リルアミンのpHを中性付近に調整することにより絹フ
ィブロインとの相溶性が向上するのは次の理由によるも
のであろうと考えられる。ポリアリルアミンの分子側鎖
には、正に荷電した窒素原子があり、塩酸存在下では、
ポリアリルアミンの窒素原子には、負に荷電する塩素イ
オンが結合して電荷は打ち消されている。そのため、未
中和のポリアリルアミンは、両性電解質の絹フィブロイ
ンとは何の相互作用も起こさないので、ポリアリルアミ
ンと一定量以上の絹フィブロインとを水溶液状態で混合
すると両者は分離してしまい、均一な構造の複合体には
ならない。しかし、ポリアリルアミンをアルカリ薬剤で
中和することで、正に荷電する窒素原子の電荷状態が露
呈し、この部分と、絹フィブロインの分子側鎖のうち負
に荷電するグルタミン酸、アスパラギン酸等のアミノ酸
残基部分との間でイオン結合が起こるか、またはポリア
リルアミンの正に荷電した側鎖部分と絹フィブロインの
ペプチド主鎖もしくは分子側鎖との間で水素結合、疎水
結合が形成されるため、両者は水溶液中で均一に混じる
ようになると考えられる。ポリアリルアミン水溶液を中
和すれば、これと絹フィブロイン水溶液とを混合しても
絹フィブロインのpHが等電点以下とならず、絹フィブ
ロインが凝固することもないので、絹フィブロインとポ
リアリルアミンとを水溶液状態で均一に混合させる上で
有益である。この結果、絹フィブロイン/ポリアリルア
ミン混合水溶液を蒸発乾固することにより成形性に優れ
た均一な複合体が得られる。
To prepare a polyallylamine complex containing an arbitrary amount of silk fibroin without causing phase separation,
Prior to producing the composite, the aqueous solution of polyallylamine preferably has a pH in the range from about neutral to an alkaline region, and more preferably has a pH in the vicinity of neutral. And silk fibroin are well mixed at the molecular level, and no phase separation occurs over the entire pH range. It is believed that adjusting the pH of polyallylamine to near neutrality improves the compatibility with silk fibroin for the following reasons. In the molecular side chain of polyallylamine, there is a positively charged nitrogen atom, and in the presence of hydrochloric acid,
A negatively charged chloride ion is bonded to the nitrogen atom of the polyallylamine to cancel the charge. Therefore, unneutralized polyallylamine does not cause any interaction with the ampholyte silk fibroin, and when polyallylamine and a certain amount or more of silk fibroin are mixed in an aqueous solution state, both are separated and uniform. It does not form a complex with a simple structure. However, by neutralizing polyallylamine with an alkaline agent, the charge state of the positively charged nitrogen atom is exposed, and this portion and the amino acids such as glutamic acid and aspartic acid that are negatively charged in the molecular side chain of silk fibroin. An ionic bond occurs between the residue portion and a hydrogen bond, a hydrophobic bond is formed between the positively charged side chain portion of polyallylamine and the peptide main chain or molecular side chain of silk fibroin, It is believed that both will become homogeneously mixed in the aqueous solution. If the aqueous solution of polyallylamine is neutralized, the pH of the silk fibroin does not become lower than the isoelectric point even when it is mixed with the aqueous solution of silk fibroin, and the silk fibroin does not coagulate. This is useful for uniformly mixing in an aqueous solution state. As a result, a uniform composite having excellent moldability can be obtained by evaporating the silk fibroin / polyallylamine mixed aqueous solution to dryness.

【0027】上記したように、本発明の複合体を調製す
るに先立って、所望により、ポリアリルアミンのpHを
中性付近に調製しておくことにより、このポリアリルア
ミンは任意量の絹フィブロインと混じるようになる。安
定に保存するという便宜上の理由で、ポリアリルアミン
水溶液のpHは通常酸性側になっているため、アルカリ
薬剤を加えて中性処理をすると良い。中性処理に用いる
ことができる薬剤は従来既知のアルカリ薬剤であればい
ずれの薬剤でも利用可能である。アルカリ薬剤として
は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸
カリウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム、酢酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、トリエチ
ルアミン、アンモニア等のような水溶液にしたときアル
カリ性を示すものであればいずれのアルカリ薬剤であっ
ても同様に利用できる。濃厚なアルカリ水溶液の場合
は、水で十分に希釈したものをポリアリルアミンに加え
て中和することが好ましい。
As described above, prior to preparing the complex of the present invention, if necessary, the pH of polyallylamine is adjusted to near neutrality so that this polyallylamine is mixed with an arbitrary amount of silk fibroin. Become like Since the pH of the aqueous solution of polyallylamine is usually on the acidic side for the sake of convenience of stable storage, it is preferable that the aqueous solution of polyallylamine is neutralized by adding an alkali agent. As the chemical that can be used for the neutral treatment, any conventionally known alkaline chemical can be used. Examples of the alkaline agent include those which exhibit alkalinity when formed into an aqueous solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, potassium nitrate, sodium nitrate, sodium carbonate, sodium acetate, sodium hydrogen carbonate, triethylamine, ammonia, and the like. Any alkali chemical can be used similarly. In the case of a concentrated alkaline aqueous solution, it is preferable to neutralize the aqueous solution sufficiently diluted with water by adding it to polyallylamine.

【0028】上記のアルカリ薬剤のうち、アンモニアが
最も好ましい。これは、生体高分子/ポリアリルアミン
の混合水溶液を蒸発乾固せしめる過程で除去でき、かつ
調製後の複合体に残留することがないからである。アン
モニアの希薄水溶液をポリアリルアミン水溶液に少しず
つ滴下して、ポリアリルアミン水溶液のpHをpH試験
紙を用いあるいはpHメーターで7付近に調整するとよ
い。pH7に調整したポリアリルアミン水溶液に絹フィ
ブロイン水溶液を加え、ガラス棒で注意深く静かに攪拌
し、室温で所定の時間、例えば15分程度静置したの
ち、ポリエチレン膜等の基質上に拡げ、送風乾燥し、水
分を蒸発せしめることで複合体が製造できる。こうして
調製される複合体は、2つの成分が均一に混じり、分子
間相互作用の良好なものとなる。なお、水に対する溶解
性は絹フィブロインの含有量の違いによって異なる。水
溶性の複合体は、所望により、次のような不溶化処理を
行って水不溶性に変えることができる。
Of the above alkaline agents, ammonia is most preferred. This is because the mixed aqueous solution of the biopolymer / polyallylamine can be removed in the process of evaporating to dryness, and does not remain in the prepared complex. It is advisable to add a dilute aqueous solution of ammonia dropwise to the aqueous solution of polyallylamine little by little to adjust the pH of the aqueous solution of polyallylamine to around 7 using a pH test paper or a pH meter. An aqueous solution of silk fibroin is added to the aqueous solution of polyallylamine adjusted to pH 7, carefully and gently stirred with a glass rod, allowed to stand at room temperature for a predetermined time, for example, about 15 minutes, spread on a substrate such as a polyethylene film, and blow-dried. A complex can be produced by evaporating water. In the complex thus prepared, the two components are uniformly mixed, and the intermolecular interaction is good. The solubility in water differs depending on the content of silk fibroin. The water-soluble complex can be converted to water-insoluble by performing the following insolubilization treatment, if desired.

【0029】また、前記したように、これら複合体に不
溶化薬剤水溶液からなるゲル化剤、すなわち不溶化薬剤
を適用することによってゲル状の水不溶性複合体を調製
することができるが、その他に既知の凍結乾燥法に従っ
て粉末状の水不溶性複合体を調製することができる。こ
のような簡単な処理で、絹フィブロインの分子凝集状態
が向上し、その結果絹フィブロインが不溶化する。この
不溶化した絹フィブロインのマトリックスにポリアリル
アミンが物理・化学的に捕捉されるので、絹フィブロイ
ン/ポリアリルアミン複合体は、特別な架橋用の化学薬
剤を使わなくとも不溶化することができる。また、不溶
化方法としては、この他に、両物質を静電気的に結合す
る方法もある。すなわち、水溶液中で、正の電荷を持つ
ポリアリルアミンと、正と負の電荷のうち負の電荷を有
するグルタミン酸、アスパラギン酸残基を持つ絹フィブ
ロインとはイオン結合、水素結合、その他の化学結合に
より結合するため両者が結合して不溶化する。不溶化処
理後は、ポリアリルアミンや絹フィブロインが複合体か
ら溶出することはない。
As described above, a gelling water-insoluble complex can be prepared by applying a gelling agent consisting of an aqueous solution of an insolubilizing drug, that is, an insolubilizing drug to the complex, as described above. A powdery water-insoluble complex can be prepared according to a freeze-drying method. By such a simple treatment, the molecular aggregation state of silk fibroin is improved, and as a result, silk fibroin is insolubilized. Since the polyallylamine is physically and chemically trapped in the matrix of the insolubilized silk fibroin, the silk fibroin / polyallylamine complex can be insolubilized without using a special crosslinking chemical. In addition, as another insolubilization method, there is a method of electrostatically bonding both substances. In other words, in an aqueous solution, polyallylamine having a positive charge and silk fibroin having a glutamic acid and an aspartic acid residue having a negative charge among the positive and negative charges are formed by ionic bonds, hydrogen bonds, and other chemical bonds. Because of the binding, they are combined and insolubilized. After the insolubilization treatment, polyallylamine and silk fibroin do not elute from the complex.

【0030】本発明の複合体には、医薬品、生体細胞、
抗菌性金属成分、抗生物質等の有効成分を固定化させる
ことができる。複合体に固定できる有効成分の種類およ
び量は特に制約されるものでなく、目的に合わせて任意
に決めることができる。有効成分としては、水溶解性の
ものが望ましい。有効成分を含んだ複合体を調製するに
は、絹フィブロイン(絹蛋白質)のような生体高分子の
水溶液と中性処理後のポリアリルアミン水溶液との混合
水溶液に有効成分を溶解、または分散させ、混合水溶液
を緩やかに注意深く攪拌した後、ポリスチレン、ポリエ
チレン等の基質膜上に拡げて水分を蒸発すればよい。有
効成分を含んだ混合水溶液を調製する場合、絹蛋白質の
ような生体高分子およびポリアリルアミンの好ましい濃
度はいずれも0.01〜10重量%、更に好ましくは
0.1〜5重量%である。生体高分子濃度が10重量%
を超えると、成形性が低下するため好ましくなく、ま
た、生体高分子濃度が0.01重量%未満だと、濃度が
希薄すぎるので、生体高分子の水溶液の使用量を多くし
なければならず、両水溶液を混合する際の効率が悪くな
る。また、生体高分子の希薄水溶液を用いると、ポリア
リルアミン水溶液との混合水溶液の蒸発乾燥時間が長く
なり、目的物調製上の効率も低下するため好ましくな
い。
The complex of the present invention includes a drug, a living cell,
Active ingredients such as antibacterial metal components and antibiotics can be immobilized. The type and amount of the active ingredient that can be fixed to the complex are not particularly limited, and can be arbitrarily determined according to the purpose. The active ingredient is preferably a water-soluble one. To prepare a complex containing the active ingredient, the active ingredient is dissolved or dispersed in a mixed aqueous solution of an aqueous solution of a biopolymer such as silk fibroin (silk protein) and an aqueous solution of polyallylamine after neutralization, After gently and carefully stirring the mixed aqueous solution, the mixed aqueous solution may be spread on a substrate film of polystyrene, polyethylene or the like to evaporate water. When preparing a mixed aqueous solution containing the active ingredient, the preferred concentrations of the biopolymer such as silk protein and polyallylamine are each 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight. Biopolymer concentration is 10% by weight
If the concentration is more than 0.01%, the moldability is undesirably reduced, and if the concentration of the biopolymer is less than 0.01% by weight, the concentration is too low. In addition, the efficiency of mixing the two aqueous solutions becomes poor. In addition, it is not preferable to use a dilute aqueous solution of a biopolymer because the evaporating and drying time of the mixed aqueous solution with the polyallylamine aqueous solution becomes longer, and the efficiency of preparation of the target product decreases.

【0031】[0031]

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によりさら
に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定される
ものではない。 (1)実施例で使用するポリアリルアミンの種類 表1に以下の実施例で使用するポリアリルアミンの名
称、分子量ならびに特徴を示す。なお、表1に記載した
水溶性カチオン系高分子のポリアリルアミンは日東紡績
(株)から市販されており、化合物の名称はすべて日東
紡績(株)の商品名に従った。これらのポリアリルアミ
ンの詳細は次の通りである。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. (1) Types of polyallylamine used in Examples Table 1 shows the names, molecular weights and characteristics of polyallylamine used in the following Examples. The water-soluble cationic polymer polyallylamine shown in Table 1 is commercially available from Nitto Boseki Co., Ltd., and the names of the compounds were all according to the trade names of Nitto Boseki Co., Ltd. Details of these polyallylamines are as follows.

【0032】PAS−A−120Lはジアリルジメチル
アンモニウムクロライド−二酸化イオウ共重合物であ
り、PAS−H−10Lはジアリルジメチルアンモニウ
ムクロライド共重合物であり、PAS−92はジアリル
アミン塩酸塩−二酸化イオウ共重合物であり、PAA−
HCl−10Lはポリアリルアミン・塩酸塩であり、P
AA−10Cはポリアリルアミンである。
PAS-A-120L is a diallyldimethylammonium chloride-sulfur dioxide copolymer, PAS-H-10L is a diallyldimethylammonium chloride copolymer, and PAS-92 is a diallylamine hydrochloride-sulfur dioxide copolymer. And PAA-
HCl-10L is a polyallylamine hydrochloride,
AA-10C is polyallylamine.

【0033】[0033]

【表1】 (2)実施例で得られた絹フィブロイン/ポリアリルア
ミン複合体の構造特性を調べる目的で次の項目の試験を
行った。
[Table 1] (2) The following items were tested in order to examine the structural characteristics of the silk fibroin / polyallylamine complex obtained in the examples.

【0034】(2−1)機械的特性:複合体膜の機械的
性質(強度および伸度)を測定し、切断時の複合体膜の
試料の強度と伸度を評価した。測定条件は、試料の長さ
15mmおよび幅2mm、膜厚10μm、引張り速度4
mm/min、チャートスピード500mm/min、
チャートスケール200gであり、(株)島津製作所製
引張り試験機(オートグラフ、形式AGS−5D)によ
り測定した。
(2-1) Mechanical properties: The mechanical properties (strength and elongation) of the composite membrane were measured, and the strength and elongation of the sample of the composite membrane at the time of cutting were evaluated. Measurement conditions were as follows: sample length 15 mm and width 2 mm, film thickness 10 μm, tensile speed 4
mm / min, chart speed 500 mm / min,
The chart scale was 200 g, and was measured by a tensile tester (Autograph, type AGS-5D) manufactured by Shimadzu Corporation.

【0035】(2−2)フーリエ変換赤外吸収スペクト
ル パーキンエルマー社製のFT−IR(フーリエ変換赤外
吸収スペクトル)測定装置を用いて複合体の分子形態に
関する吸収スペクトルを観察した。測定波数は、200
0〜400cm-1、測定繰り返し数は20回であった。
(2-2) Fourier Transform Infrared Absorption Spectrum An absorption spectrum relating to the molecular form of the complex was observed using an FT-IR (Fourier transform infrared absorption spectrum) measuring device manufactured by PerkinElmer. The measurement wave number is 200
0 to 400 cm -1 and the number of measurement repetitions was 20 times.

【0036】(2−3)含水率、試料重量流出率 複合体膜を20℃の水に浸漬し、その処理前後で複合体
膜の試料に何%の水が入ったか(含水率)、また、複合
体膜を20℃の水に24時間浸漬処理することで試料重
量の何%が流出したか(試料重量流出率)を次式により
求めた。
(2-3) Moisture Content and Sample Weight Outflow Rate The composite membrane was immersed in water at 20 ° C., and before and after the treatment, what percentage of water had entered the composite membrane sample (water content), and By immersing the composite membrane in water at 20 ° C. for 24 hours, what percentage of the sample weight flowed out (sample weight outflow rate) was determined by the following equation.

【0037】 含水率 = [(Wb−Wc)/Wc] ×100(%) 試料重量流出率 = [(Wa−Wc)/Wa] ×100
(%) 但し、Wa、Wb、Wcはそれぞれ次のことを意味す
る。
Water content = [(Wb−Wc) / Wc] × 100 (%) Sample weight outflow rate = [(Wa−Wc) / Wa] × 100
(%) However, Wa, Wb, and Wc mean the following, respectively.

【0038】Wa:20℃の水中に浸漬する前、85℃
で3時間乾燥した試料重量。
Wa: 85 ° C. before immersion in water at 20 ° C.
Weight of sample dried for 3 hours at

【0039】Wb:20℃の水中に24時間浸漬し、吸
水率が平衡状態にある試料重量。
Wb: Weight of a sample immersed in water at 20 ° C. for 24 hours and having an equilibrium water absorption.

【0040】Wc:吸水後に標準状態で風乾し、15℃
で3時間乾燥した試料重量。
Wc: air-dried under standard conditions after water absorption, 15 ° C.
Weight of sample dried for 3 hours at

【0041】(2−4)熱分解挙動 理学電機(株)製示差熱走査測定装置(DSC−10
A)を用い、複合体膜の試料重量2.2mg、DSCレ
ンジ2.5mcal/s、昇温速度10℃/分で、測定
を200cc/分の窒素気流中で行った。この測定にお
いて180℃以上に現れる吸熱ピーク温度を試料の熱分
解温度とした。 (3)複合体膜の植物病原細菌の増殖に及ぼす阻害効果
による抗菌性評価 植物性病原細菌として、普遍的な植物性病原細菌の代表
であって、耐性菌が出現しやすく、多くの植物を犯す多
犯性の腐敗病菌であり、植物性病原細菌の中でも数少な
いグラム陽性菌としてトマトかいよう病菌(学術名:Co
rynebacteriummichiganese pv. michiganese)を選ん
だ。
(2-4) Thermal decomposition behavior Differential thermal scanning measurement device (DSC-10, manufactured by Rigaku Corporation)
Using A), the measurement was performed in a nitrogen flow of 200 cc / min at a sample weight of the composite membrane of 2.2 mg, a DSC range of 2.5 mcal / s, and a heating rate of 10 ° C./min. In this measurement, the endothermic peak temperature appearing at 180 ° C. or higher was defined as the thermal decomposition temperature of the sample. (3) Evaluation of antibacterial activity by the inhibitory effect of the composite membrane on the growth of phytopathogenic bacteria As a phytopathogenic bacterium, it is a representative of universal phytopathogenic bacteria. It is a multi-rot rot fungus that commits and is one of the few gram-positive bacteria among plant pathogenic bacteria.
rynebacterium michiganese pv. michiganese).

【0042】実施例中の細菌に対する抗菌活性評価は下
記の方法により行った。
The antibacterial activity against bacteria in the examples was evaluated by the following method.

【0043】細菌に対する抗菌活性検定法:加熱溶解後
55℃に保持した半合成脇本培地またはキングB培地2
5mlと、検定菌(濃度109/ml)2mlとを混合
し、この混合物をシャーレに流し込んで平板状に固め
た。この菌液混合平板培地上に約1cm四方の複合体膜
の試料を置き、試料全体を培地に密着させた。これを2
0〜25℃に保ち、所定の経過時間毎に検定試料付近の
培地での菌増殖阻害程度を、試料の周囲に現れる阻止円
の大きさを実測し、mm単位の表示で評価した。 (4)複合体膜の大腸菌の増殖に及ぼす阻害効果による
抗菌性評価 上記トマトかいよう病原細菌の増殖に及ぼす阻害効果の
評価方法と同様の方法で大腸菌の増殖に及ぼす阻害効果
を評価した。大腸菌として、PROMEGA 社製のStrain: JM
109 を使用し、培地として、LB培地、LB寒天培地を
使用した。蒸留水100mL当たりのLB培地組成は次
の通りであった。ポリペプトン 1.0g、酵母エキス
0.5g、塩化ナトリウム 1.0gの組成から構成
された培地であり(LB寒天培地の場合は、さらに、寒
天 1.5g)、滅菌後の培地のpHを7.0−7.4
に調整した。具体的な培養手法は次の通りである。
Assay for antibacterial activity against bacteria: semi-synthetic wakimoto medium or King B medium 2 maintained at 55 ° C. after heat lysis
5 ml and 2 ml of the test bacterium (concentration: 10 9 / ml) were mixed, and the mixture was poured into a petri dish and solidified into a plate. A sample of the composite membrane of about 1 cm square was placed on this bacterial mixture-mixed plate medium, and the whole sample was brought into close contact with the medium. This is 2
The temperature was kept at 0 to 25 ° C., and the degree of inhibition of bacterial growth in the medium near the test sample was measured at predetermined time intervals by measuring the size of an inhibition circle appearing around the sample and evaluating the result in units of mm. (4) Evaluation of antibacterial activity by inhibitory effect of complex membrane on growth of Escherichia coli The inhibitory effect on growth of Escherichia coli was evaluated by the same method as that for evaluating the inhibitory effect on growth of tomato ulcer pathogenic bacteria. As E. coli, Strain: JM manufactured by PROMEGA
LB medium and LB agar medium were used as mediums. The composition of the LB medium per 100 mL of distilled water was as follows. This medium is composed of 1.0 g of polypeptone, 0.5 g of yeast extract, and 1.0 g of sodium chloride (1.5 g of agar in the case of LB agar medium). 0-7.4
Was adjusted. The specific culture method is as follows.

【0044】(i)LB培地で培養温度35℃で振盪し
ながら、一昼夜、大腸菌を増殖させた。
(I) Escherichia coli was grown overnight in a LB medium while shaking at a culture temperature of 35 ° C.

【0045】(ii)約60℃で溶解したLB寒天培地
と、増殖した前記大腸菌の入ったLB培地を等量宛混合
し、滅菌済みの容器に注入した。
(Ii) An equal amount of the LB agar medium dissolved at about 60 ° C. and the LB medium containing the proliferated Escherichia coli were mixed and injected into a sterilized container.

【0046】(iii)培地が固化した後、被検試料を培
地表面に置いた。
(Iii) After the medium was solidified, the test sample was placed on the surface of the medium.

【0047】(iv)一定時間の培養後、阻止円の大きさ
を観察した。 (5)昆虫細胞の付着・増殖実験 カイコの粉末体液(日本農産工業(株)製)5%、牛胎
児血清5%(Gibco社製)を含むGrace培地(Sigma社
製、G8142)、および1%のペニシリン・ストレプトマイ
シンの混合抗生物質を含む培地を用いて柞蚕由来の細胞
Ae細胞、あるいは家蚕由来のBm細胞の培養実験を行
った。細胞の付着状態は培養後1日目、倒立顕微鏡(Ol
ympus 1MT-2型)を用いて同一の培養プレートに付き、
4視野を観察し、視野の下で培養プレートを左右に揺り
動かして、細胞培養床底面に付着した細胞および培養液
に浮遊した細胞を目視で観察した。視野下における細胞
の全体数に対する付着細胞数の割合を目視で3回測定
し、その平均値を細胞付着状態(以下、「細胞付着」と
略記する)として評価した。細胞培養数は2日目に、血
球計算盤で観察した。絹フィブロイン含有量が異なる各
種複合体膜表面での柞蚕(Ae)および家蚕(Bm)昆
虫細胞の付着・増殖状態を観察した。 (6)マウス由来の繊維芽細胞の付着増殖実験 細胞培養基材表面におけるマウス由来の繊維芽細胞(L
929)の付着・増殖を観察した。用いたL929は、
1940年にEarle によって初代培養が開始されたマウ
ス繊維芽細胞のシリーズの1株でSanfordによってクロ
ーニングされたものである。L929のCell N
o.はRCB0091(理化学研究所)である。5%の
牛胎児血清、HEPES 20mM(Sigma 社製)、グ
ルタミンを含んだMEM培地(Gibco社製)を用い、3
7℃における細胞培養、4日目のL929繊維芽細胞の
付着状態を倒立顕微鏡(Olympus社製)で調べた。な
お、培養開始時の細胞数は1.5×105個/mlであ
った。 実施例1 絹フィブロインとポリアリルアミンとの水溶
液状態での相溶性評価 絹フィブロイン水溶液を次の方法で調製した。2.5g
の家蚕絹糸を55℃の8.5M臭化リチウム水溶液20
mL中で完全に溶解させた後、この水溶液をセルロース
製透析膜に入れて、5℃で5日間蒸留水で置換して、不
純物を除去し、純粋な絹フィブロイン水溶液を調製し
た。かくして調製された絹フィブロイン水溶液に蒸留水
を加え、絶乾濃度が6%となるように絹フィブロイン水
溶液の原液を調製した。この絹フィブロイン水溶液原液
に水を加えて3%の絹フィブロイン水溶液を調製した。
調製する複合体の重量基準で、絹フィブロインとポリア
リルアミンとの混合割合が一定となるように3%絹フィ
ブロイン水溶液と6%の各種ポリアリルアミン水溶液と
を所定量混合した。混合した直後の水溶液において2種
類のポリマーが良好に混じり合うか否かを目視により観
察した。得られた結果を表2に示す。
(Iv) After incubation for a certain period of time, the size of the inhibition circle was observed. (5) Attachment / proliferation experiment of insect cells Grace medium (Sigma, G8142) containing 5% of powder body fluid of silkworm (Nippon Agricultural Industry Co., Ltd.), 5% of fetal calf serum (Gibco), and 1 Using a medium containing a mixed antibiotic of 5% penicillin / streptomycin, a culture experiment was performed on Ae cells derived from tussah silkworm or Bm cells derived from silkworm. On the first day after culture, cells were attached to an inverted microscope (Ol
ympus 1MT-2) on the same culture plate,
The four visual fields were observed, the culture plate was swung left and right under the visual fields, and the cells adhered to the bottom surface of the cell culture bed and the cells suspended in the culture solution were visually observed. The ratio of the number of adherent cells to the total number of cells under the visual field was visually measured three times, and the average value was evaluated as the state of cell attachment (hereinafter abbreviated as “cell attachment”). The number of cell cultures was observed on a hemocytometer on the second day. The state of adhesion and proliferation of tussah (Ae) and silkworm (Bm) insect cells on the surfaces of various composite membranes having different silk fibroin contents was observed. (6) Attachment and proliferation test of mouse-derived fibroblasts Mouse-derived fibroblasts (L
929) was observed. L929 used was
It was cloned by Sanford in one of a series of mouse fibroblasts whose primary culture was started by Earle in 1940. L929 Cell N
o. Is RCB0091 (RIKEN). Using MEM medium (Gibco) containing 5% fetal calf serum, HEPES 20 mM (Sigma) and glutamine, 3
Cell culture at 7 ° C., the adhesion state of L929 fibroblasts on the fourth day was examined with an inverted microscope (Olympus). The number of cells at the start of the culture was 1.5 × 10 5 cells / ml. Example 1 Evaluation of Compatibility of Silk Fibroin and Polyallylamine in Aqueous Solution A silk fibroin aqueous solution was prepared by the following method. 2.5g
Silkworm silk from an 8.5 M aqueous solution of lithium bromide at 55 ° C in 20
After complete dissolution in mL, the aqueous solution was put into a dialysis membrane made of cellulose, and replaced with distilled water at 5 ° C. for 5 days to remove impurities to prepare a pure silk fibroin aqueous solution. Distilled water was added to the silk fibroin aqueous solution thus prepared to prepare a stock solution of the silk fibroin aqueous solution so that the absolute dry concentration was 6%. Water was added to this silk fibroin aqueous solution to prepare a 3% silk fibroin aqueous solution.
A predetermined amount of a 3% silk fibroin aqueous solution and 6% of various polyallylamine aqueous solutions were mixed such that the mixing ratio of silk fibroin and polyallylamine was constant based on the weight of the complex to be prepared. It was visually observed whether or not the two types of polymers were properly mixed in the aqueous solution immediately after mixing. Table 2 shows the obtained results.

【0048】なお、相溶性は次の3段階により評価し
た。
The compatibility was evaluated by the following three steps.

【0049】○:透明状態で良く混じり合う。:: well mixed in a transparent state.

【0050】△:混じり合わず溶液が白濁する。Δ: The solution becomes cloudy without mixing.

【0051】×:絹フィブロインとポリアリルアミンと
が水溶液状態で相分離してしまう。 また、表2中の溶
解性は、上記混合水溶液をポリエチレン膜上に拡げ、乾
燥乾固して得た複合体膜を水中に浸漬した時のその溶解
挙動を目視で次の二段階で評価したものである。
X: Silk fibroin and polyallylamine are phase separated in an aqueous solution state. In addition, the solubility in Table 2 was evaluated by visually dissolving the composite film obtained by spreading the mixed aqueous solution on a polyethylene film, drying and drying, and immersing the composite film in water. Things.

【0052】複合体膜の溶解挙動: ○:複合体膜が水によく溶ける。Dissolution behavior of composite membrane: A: The composite membrane is well soluble in water.

【0053】△:複合体膜の一部水に溶ける。Δ: Part of the composite membrane is soluble in water.

【0054】[0054]

【表2】 表2は、一切中和処理をしない各種ポリアリルアミンを
用いた場合の相溶性、溶解性についての結果であり、絹
フィブロインとポリアリルアミンの比率を変えた時に、
各成分が水溶液状態で分離するかしないかを簡易的に事
前評価したものである。この結果から、ポリアリルアミ
ンの種類によっても異なるが、絹フィブロイン含量はお
よそ80〜90重量%以下であると両者は均一に混じ
る。ただし、ポリアリルアミンのpHを中性付近に調整
すると、以下述べるように、任意量の絹フィブロインと
均一に混じるようになる点において表2の結果とは異な
る。 実施例2 複合体膜の調製方法 ポリアリルアミン水溶液に水を加えてpHが3〜5にな
るように調整し、この水溶液を、ポリアリルアミンが2
5重量%含まれるように、3%絹フィブロイン(以下こ
れをSFと略記することもある)水溶液に添加し、混合
した。この混合液を基質(ポリエチレン膜)上に拡げ、
25℃で送風乾燥し、厚さ100μmの複合体膜を調製
した。用いたポリアリルアミンは、表1に示した日東紡
績株式会社製の商品名PAS−A−120L、PAS−
H−10L、PAS−92、PAA−HCl−10L、
PAA−10Cである。
[Table 2] Table 2 shows the results of the compatibility and solubility when various polyallylamines without any neutralization treatment were used. When the ratio of silk fibroin and polyallylamine was changed,
Whether or not each component is separated in an aqueous solution state is simply evaluated in advance. From these results, although different depending on the type of polyallylamine, both are uniformly mixed when the silk fibroin content is about 80 to 90% by weight or less. However, when the pH of the polyallylamine is adjusted to near neutrality, the result differs from the result in Table 2 in that the polyallylamine is uniformly mixed with an arbitrary amount of silk fibroin as described below. Example 2 Preparation method of composite membrane Water was added to a polyallylamine aqueous solution to adjust the pH to 3 to 5, and this aqueous solution was mixed with 2% of polyallylamine.
A 3% silk fibroin (hereinafter sometimes abbreviated as SF) aqueous solution was added so as to contain 5% by weight, and mixed. Spread this mixture on a substrate (polyethylene membrane)
It was blow-dried at 25 ° C. to prepare a composite membrane having a thickness of 100 μm. The polyallylamine used was PAS-A-120L or PAS-trade name manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd. shown in Table 1.
H-10L, PAS-92, PAA-HCl-10L,
PAA-10C.

【0055】PAA−10Cの場合、この水溶液(pH
=11)に絹フィブロイン水溶液を加えると乳白濁し、
30分放置するとオイル状のPAA−10Cがビーカ底
に沈殿した。そこで、SFとPAA−10Cとを複合化
させ透明な複合体膜をつくるため、次のように工夫し
た。3%絹フィブロイン水溶液にpH=11のアンモニ
ア水(和光純薬工業株式会社製)を加え、さらに6%P
AA−10C水溶液をポリアリルアミンが25重量%に
なるように加えた。良好に混合でき、両物質が分離する
ことはなかった。この混合液をポリエチレン膜上に拡
げ、25℃で送風乾燥して透明な複合体膜の試料を作成
した。 実施例3 複合体のFT−IR解析 実施例1と同様の方法で、表1記載のポリアリルアミン
を用い、絹フィブロインとポリアリルアミンとの複合体
を調製した。すなわち、複合体中に絹フィブロインが7
5重量%含まれるように、絹フィブロイン水溶液と未中
和のポリアリルアミン水溶液とを均一に分子レベルで混
合し、ポリエチレン膜上に拡げ、乾燥乾固せしめて複合
体膜を調製した。絹フィブロイン/ポリアリルアミン複
合体の分子構造特性を明らかにするため、この複合体膜
の試料を用いて、フーリエ変換赤外スペクトル(FT−
IR)をパーキンエルマー社製の測定装置で測定した。
測定波数領域は2000〜400cm-1であり、測定繰
り返し数は20回であった。吸収ピーク位置の数を求
め、ピーク強度を、非常に強(VS)、強(S)、中
(M)、弱(W)の4段階で示した。得られた結果を表
3に示す。表3において、例えばSF/PAA−10C
(75/25)とは、別々に調製した濃度が3%の絹フ
ィブロイン水溶液と濃度が6%のポリアリルアミン(P
AA−10C)水溶液とを、絹フィブロインとポリアリ
ルアミンとの重量割合が75%と25%となるように均
一に混合し、更に、この混合液に水を適宜加えて絹フィ
ブロインとポリアリルアミンとを合計した混合水溶液の
濃度が1%となるように混合し、その後この混合水溶液
を基質上に拡げ、蒸発乾固せしめて調製した複合体膜を
意味する。表3中の他の複合体膜も同じように調製され
た膜を意味する。また、以下の表4および6記載の複合
体膜の場合も同じである。
In the case of PAA-10C, this aqueous solution (pH
= 11) When an aqueous solution of silk fibroin was added to the solution, milky turbidity
After standing for 30 minutes, oily PAA-10C precipitated at the bottom of the beaker. Then, in order to compound SF and PAA-10C to form a transparent composite film, the following was devised. Aqueous ammonia (pH = 11, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to a 3% aqueous solution of silk fibroin, and further 6% P
AA-10C aqueous solution was added so that the content of polyallylamine was 25% by weight. Mixing was good and both materials did not separate. This mixed solution was spread on a polyethylene film and blown dry at 25 ° C. to prepare a transparent composite film sample. Example 3 FT-IR analysis of composite A composite of silk fibroin and polyallylamine was prepared in the same manner as in Example 1 using polyallylamine shown in Table 1. That is, silk fibroin is contained in the complex.
An aqueous solution of silk fibroin and an aqueous solution of unneutralized polyallylamine were uniformly mixed at a molecular level so as to contain 5% by weight, spread on a polyethylene membrane, and dried and dried to prepare a composite membrane. In order to clarify the molecular structural characteristics of the silk fibroin / polyallylamine complex, a Fourier transform infrared spectrum (FT-
IR) was measured with a measuring device manufactured by PerkinElmer.
The measurement wave number region was 2000 to 400 cm −1 , and the number of measurement repetitions was 20 times. The number of absorption peak positions was determined, and the peak intensities were shown in four levels: very strong (VS), strong (S), medium (M), and weak (W). Table 3 shows the obtained results. In Table 3, for example, SF / PAA-10C
(75/25) means a silk fibroin aqueous solution having a concentration of 3% and a polyallylamine (P
AA-10C) Aqueous solution is uniformly mixed with silk fibroin and polyallylamine so that the weight ratio of silk fibroin and polyallylamine becomes 75% and 25%, and further, water is appropriately added to the mixed solution to convert silk fibroin and polyallylamine. It means a composite membrane prepared by mixing so that the total concentration of the mixed aqueous solution becomes 1%, then spreading this mixed aqueous solution on a substrate and evaporating to dryness. Other composite membranes in Table 3 refer to membranes prepared in a similar manner. The same applies to the composite membranes described in Tables 4 and 6 below.

【0056】[0056]

【表3】 表3から明らかなように、絹フィブロイン/ポリアリル
アミン複合体のFT−IRスペクトルには、絹蛋白質に
由来する特有な吸収ピークと、ポリアリルアミンに由来
する特有な吸収ピークとが重複して現れていることが分
かる。このことは、複合体は絹フィブロイン分子とポリ
アリルアミン分子とから構成され、両者が複合化した結
果、全く新たな化学結合が形成することのないことを意
味する。 実施例4 DSCによる組成成分間の分子相互作用の推
定 ポリアリルアミン膜、絹フィブロイン(SF)膜、およ
び絹フィブロインの含量が異なる絹フィブロイン/ポリ
アリルアミン複合体膜を次のようにして製造した。表4
に示した5種類のポリアリルアミン(PAA−10C、
PAA−HCl−10L、PAS−H−10L、PAS
−A、PAS−92)を用い、実施例1と同様の方法で
絹フィブロイン/ポリアリルアミン複合体膜を調製し、
またポリアリルアミン単独の膜およびSF単独の膜も同
様にして調製した。
[Table 3] As is clear from Table 3, in the FT-IR spectrum of the silk fibroin / polyallylamine complex, a unique absorption peak derived from the silk protein and a unique absorption peak derived from the polyallylamine appeared in an overlapping manner. You can see that there is. This means that the complex is composed of silk fibroin molecules and polyallylamine molecules, and that no new chemical bond is formed as a result of the combination of the two. Example 4 Estimation of Molecular Interaction Between Composition Components by DSC A polyallylamine film, a silk fibroin (SF) film, and a silk fibroin / polyallylamine composite film having different contents of the silk fibroin were produced as follows. Table 4
5 types of polyallylamine (PAA-10C,
PAA-HCl-10L, PAS-H-10L, PAS
-A, PAS-92) to prepare a silk fibroin / polyallylamine composite membrane in the same manner as in Example 1.
Further, a film of polyallylamine alone and a film of SF alone were prepared in the same manner.

【0057】上記のようにして調製した複合体膜を用い
てDSC測定を行い、これらの熱挙動を調べた。100
℃以上の温度領域に現れる吸熱ピーク温度を調整した。
得られた結果を表4に示す。表4中で表示温度に付され
た英文字は吸熱ピークの形態を意味し、Bは幅広いピー
ク、VBは非常に幅広いピークであることを意味する。
DSC measurement was performed using the composite membrane prepared as described above, and their thermal behavior was examined. 100
The endothermic peak temperature that appears in the temperature range of not less than ° C. was adjusted.
Table 4 shows the obtained results. In Table 4, the letters attached to the indicated temperatures indicate the form of the endothermic peak, B means a wide peak, and VB means a very wide peak.

【0058】[0058]

【表4】 表4から明らかなように、絹フィブロインのDSC吸熱
ピークは280℃に表れるが、絹フィブロイン/ポリア
リルアミン複合体において、絹フィブロインの含量が異
なることにより吸熱ピーク温度位置が若干変化すること
が分かる。このことは、絹フィブロインとポリアリルア
ミンとの間に、水素結合、イオン結合、疎水結合等の、
何らかの分子間の凝集作用を高めるような物理的結合が
生ずることを示唆している。 実施例5 不溶化処理方法の検討 実施例1と同じ方法により表5に示した複合体膜を調製
し、これらの複合体膜について水不溶化程度を次のよう
にして評価した。複合体膜を水不溶化させるため不溶化
薬剤水溶液として、クロロオキシラン(別称:エピクロ
ロヒドリン、関東化学株式会社製)、水、メタノール
(5:10:85容量%)から調製した水溶液を用い
た。表5に示した複合体膜をこの不溶化薬剤水溶液2.
5mL中に浸漬して3分間静置した。その後複合体膜を
取り出して、さらに50%メタノール水溶液で洗浄し、
室温で乾燥させることで水溶解程度の異なる複合体膜を
調製した。こうして調製した複合体膜の水不溶化試料を
水に漬け込み、30分間にわたって試料の溶解状態を目
視により観察した。得られた結果を表5に示す。表5に
おいて、複合体膜の溶解状態は、次の三段階で評価し
た。
[Table 4] As is clear from Table 4, the DSC endothermic peak of silk fibroin appears at 280 ° C., but in the silk fibroin / polyallylamine complex, the endothermic peak temperature position slightly changes due to the difference in the content of silk fibroin. This means that between silk fibroin and polyallylamine, hydrogen bond, ionic bond, hydrophobic bond, etc.
It suggests that some physical binding occurs that enhances the cohesive action between the molecules. Example 5 Examination of Insolubilization Treatment Method The composite membranes shown in Table 5 were prepared in the same manner as in Example 1, and the degree of water insolubilization of these composite membranes was evaluated as follows. An aqueous solution prepared from chlorooxirane (also called epichlorohydrin, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), water, and methanol (5: 10: 85% by volume) was used as an aqueous solution of an insolubilizing agent for insolubilizing the composite membrane with water. The composite membrane shown in Table 5 was applied to this insolubilized drug aqueous solution.
It was immersed in 5 mL and allowed to stand for 3 minutes. After that, the composite membrane is taken out and further washed with a 50% aqueous methanol solution.
By drying at room temperature, composite membranes having different degrees of water solubility were prepared. The water-insoluble sample of the composite membrane thus prepared was immersed in water, and the dissolved state of the sample was visually observed for 30 minutes. Table 5 shows the obtained results. In Table 5, the dissolution state of the composite membrane was evaluated in the following three stages.

【0059】○:水に不溶。:: Insoluble in water.

【0060】△:浸漬直後は水に不溶、次第に水を吸っ
て溶解しはじめる。
△: Immediately after immersion, it is insoluble in water, and gradually begins to dissolve by absorbing water.

【0061】×:水に浸漬直後に溶け出す。×: Dissolves immediately after immersion in water.

【0062】[0062]

【表5】 表5から明らかなように、いずれのポリアリルアミンも
単独では高い吸湿性を示し、水に溶解する性質がある。
しかし、本発明の場合には、ポリアリルアミンが両性電
解質の絹フィブロインの負の電荷をもつアミノ酸側鎖と
イオン結合して、絹フィブロイン含有率が50重量%以
上の範囲でその複合体膜は水不溶性となる。ただし、一
部のポリアリルアミンでは25重量%程度でも不溶化す
る場合がある。 実施例6 複合体膜の機械的特性 乾燥時の機械的特性:3%絹フィブロイン水溶液6mL
と6%ポリアリルアミン水溶液4mLとを混合し、ガラ
ス棒で静かに攪拌し、この混合液をポリエチレン膜表面
に拡げ、室温で水分を蒸発させて絹フィブロインとポリ
アリルアミンとを75重量%と25重量%との比率で含
む複合体膜を調製した。かくして得られた複合体膜の強
度と伸度を測定し、得られた結果を表6に示す。
[Table 5] As is clear from Table 5, any polyallylamine shows high hygroscopicity by itself and has the property of being soluble in water.
However, in the case of the present invention, polyallylamine is ionically bonded to the negatively charged amino acid side chain of silk fibroin of the ampholyte, and when the content of silk fibroin is in the range of 50% by weight or more, the composite membrane becomes water-soluble. Becomes insoluble. However, some polyallylamines may be insoluble even at about 25% by weight. Example 6 Mechanical properties of composite membrane Mechanical properties when dried: 6 mL of 3% silk fibroin aqueous solution
And 4 mL of a 6% aqueous solution of polyallylamine, gently stirred with a glass rod, spread this mixture on the surface of a polyethylene membrane, and evaporated water at room temperature to make 75% by weight and 25% by weight of silk fibroin and polyallylamine. % Of the composite membrane was prepared. The strength and elongation of the composite membrane thus obtained were measured, and the results are shown in Table 6.

【0063】[0063]

【表6】 乾燥時の機械的性質では、絹フィブロイン膜は切断伸度
がわずか0.6%という脆い性質を示すが、ポリアリル
アミンと複合化することで伸び易くなる。
[Table 6] With respect to the mechanical properties during drying, the silk fibroin membrane has a brittle property of a cut elongation of only 0.6%, but becomes easily stretched by being combined with polyallylamine.

【0064】湿潤時の複合体膜の機械的特性:上記と同
様にして得た複合体膜を24時間水中に入れて水分が平
衡状態に達した後、この複合体膜の機械的特性を調べ、
得られた結果を表7に示す。
Mechanical properties of the composite membrane when wet: The composite membrane obtained in the same manner as above was placed in water for 24 hours, and after the water reached an equilibrium state, the mechanical properties of this composite membrane were examined. ,
Table 7 shows the obtained results.

【0065】[0065]

【表7】 表7から明らかなように、吸水した複合体膜は、乾燥状
態の複合体膜と比べ、強度は悪くなるが、伸度は高くな
り、伸びやすくなることが分かる。 実施例7 人工皮膚への応用 実施例1と同様にして得られた複合体膜を実施例5と同
様の不溶化混合水溶液中に15秒間浸漬する簡単な処理
で、98重量%の水分を長時間保持するハイドロゲル状
物質を得た。このゲル状物質をそのまま皮膚に塗布して
乾燥させると、弾性的な被膜が得られた。前記実施例6
からも明らかなように、乾燥状態の絹フィブロイン/ポ
リアリルアミン複合体膜は、切断伸度が微少である絹フ
ィブロイン膜の欠点を補った特性を示し、伸び易く(表
6)、また、水を吸った状態では、複合体膜の伸度は更
に増加して弾性的となった(表7)。
[Table 7] As is clear from Table 7, the water-absorbed composite membrane has lower strength than the dry composite membrane, but has higher elongation and is more easily stretched. Example 7 Application to Artificial Skin A simple treatment in which the composite membrane obtained in the same manner as in Example 1 was immersed in the same insolubilized mixed aqueous solution as in Example 15 for 15 seconds to remove 98% by weight of water for a long time A hydrogel-like substance to be retained was obtained. When this gel-like substance was applied to the skin as it was and dried, an elastic film was obtained. Example 6
As can be seen from the figure, the silk fibroin / polyallylamine composite membrane in the dry state exhibited characteristics that compensated for the disadvantage of the silk fibroin membrane having a small breaking elongation, and was easily stretched (Table 6). In the inhaled state, the elongation of the composite membrane further increased and became elastic (Table 7).

【0066】絹フィブロイン自体は、手術用素材として
生体内に埋め込まれて利用されており、生体組織に悪影
響を及ぼさないものであり、また、ポリアリルアミン
は、生体細胞や組織などの培養支持台への固定化材(特
開平2−181628および2−191629号公報)
として利用されるものであるため、本発明の複合体は創
傷被覆材等の医療用素材として利用できるものといえよ
う。 実施例8 複合体膜表面における昆虫細胞の増殖実験 細胞培養床基材の調製方法:以下述べるように、3%絹
フィブロイン水溶液および6%ポリアリルアミン水溶液
を原液として、絹フィブロインの含量(100、90、
75、50、25、0重量%)が異なる絹フィブロイン
/ポリアリルアミン混合水溶液を調製し、この混合水溶
液1.2mLを細胞培養容器に入れ、培養容器を被覆
し、細胞培養床を調製した。6%ポリアリルアミン水溶
液の原液は、ポリアリルアミン水溶液にアンモニア水溶
液の希薄溶液を少量ずつ添加し、pH試験紙でポリアリ
ルアミン水溶液のpHを7前後に調整して調製した。こ
れを原液に用いて、以下述べるように中和処理した細胞
培養床基材を製造した。
Silk fibroin itself is used by being embedded in a living body as a surgical material and does not adversely affect living tissues. Polyallylamine is transferred to a culture support for living cells and tissues. Immobilizing material (JP-A-2-181628 and 2-191629)
Therefore, it can be said that the composite of the present invention can be used as a medical material such as a wound dressing. Example 8 Experiment of Proliferating Insect Cells on the Surface of the Composite Membrane Method for Preparing Cell Culture Bed Substrate: As described below, using a 3% silk fibroin aqueous solution and a 6% polyallylamine aqueous solution as stock solutions, the content of silk fibroin (100, 90) ,
(75, 50, 25, 0% by weight) were prepared, and 1.2 mL of the mixed aqueous solution was placed in a cell culture vessel, the culture vessel was covered, and a cell culture bed was prepared. A stock solution of a 6% aqueous solution of polyallylamine was prepared by adding a dilute solution of an aqueous ammonia solution to the aqueous solution of polyallylamine little by little and adjusting the pH of the aqueous solution of polyallylamine to about 7 using pH test paper. Using this as a stock solution, a cell culture bed substrate neutralized as described below was produced.

【0067】別々に調製した3%絹フィブロイン水溶液
と6%ポリアリルアミン水溶液とを、絹フィブロインの
重量割合が100、90、75、50、25、0重量%
となるように、均一に混合し、更に、この混合液に水を
適宜加えて絹フィブロインとポリアリルアミンとを混合
した水溶液をその濃度が1%となるように調製した。こ
のようにして調製した混合水溶液1.5mLを細胞培養
容器(24穴、BectonDickinson Company、商品名FALCO
N 3047)に入れ、室温で30分静置した。混合溶液をデ
カンテーション法で完全に除去し、20℃で1日風乾さ
せ、細胞培養容器表面に複合体の薄膜を形成させた。次
いで、この複合体膜を水不溶化させるため、クロロオキ
シラン(別称:エピクロロヒドリン、関東化学株式会社
製)、水、メタノール(5:10:85容量%)からな
る不溶化薬剤水溶液2.5mLをこの複合体膜に適用し
て3分間静置した。次いで、溶液を除去した後、標準状
態で風乾させ、さらに40℃で30分乾燥させた。メタ
ノールを2mL加えて洗浄し、風乾後40℃で15分乾
燥させた。例えば、3%の絹フィブロイン水溶液と6%
のポリアリルアミン水溶液とから絹フィブロインとポリ
アリルアミンとの重量割合が90%と10%である複合
体膜を調製するための各水溶液および水の添加量は次の
通りであった。
A separately prepared 3% aqueous solution of silk fibroin and a 6% aqueous solution of polyallylamine were combined with 100%, 90, 75, 50, 25, 0% by weight of silk fibroin.
, And water was appropriately added to the mixed solution to prepare an aqueous solution in which silk fibroin and polyallylamine were mixed so as to have a concentration of 1%. 1.5 mL of the mixed aqueous solution thus prepared was added to a cell culture vessel (24 wells, Becton Dickinson Company, trade name: FALCO
N 3047) and left at room temperature for 30 minutes. The mixed solution was completely removed by a decantation method, and air-dried at 20 ° C. for 1 day to form a complex thin film on the surface of the cell culture vessel. Next, in order to insolubilize the composite membrane with water, 2.5 mL of an aqueous solution of an insolubilized drug consisting of chlorooxirane (also called epichlorohydrin, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), water, and methanol (5: 10: 85% by volume) was used. It was applied to this composite membrane and allowed to stand for 3 minutes. Next, after the solution was removed, the solution was air-dried in a standard state, and further dried at 40 ° C. for 30 minutes. After washing with 2 mL of methanol, the mixture was air-dried and dried at 40 ° C. for 15 minutes. For example, 3% silk fibroin aqueous solution and 6%
The amounts of each aqueous solution and water for preparing a composite membrane having a weight ratio of silk fibroin and polyallylamine of 90% and 10% from the aqueous solution of polyallylamine were as follows.

【0068】絹フィブロイン ポリアリルアミン 水の添加量 360μl 20μl 820μl 絹フィブロイン/ポリアリルアミン複合体膜の調製条件
を表8に示す。
[0068] The silk fibroin polyallyl amount of amine solution 360μl 20μl 820μl silk fibroin / polyallylamine preparation conditions of the composite film are shown in Table 8.

【0069】[0069]

【表8】 昆虫細胞の培養実験(1):昆虫細胞を用いて細胞の付
着・増殖状態を観察した。ポリアリルアミン水溶液とし
て中和処理しないものを用い、絹フィブロインとポリア
リルアミンとを複合化させて細胞培養床基材を作った。
絹フィブロイン含量が異なる各種複合体膜で被覆された
細胞培養床表面での柞蚕(Ae)および家蚕(Bm)昆
虫細胞の付着状態(以下、Ae、Bm付着と略記)と増
殖状態(以下、Ae、Bm増殖と略記)を観察し、細胞
数を測定した。得られた結果を表9に示す。
[Table 8] Insect cell culture experiment (1): The state of adhesion and proliferation of cells was observed using insect cells. Using a non-neutralized polyallylamine aqueous solution, silk fibroin and polyallylamine were complexed to prepare a cell culture bed substrate.
Attachment state (hereinafter abbreviated as Ae and Bm attachment) and growth state (hereinafter Ae) of tussah (Ae) and silkworm (Bm) insect cells on the cell culture bed surface coated with various complex membranes having different silk fibroin contents. , Bm proliferation), and the number of cells was measured. Table 9 shows the obtained results.

【0070】[0070]

【表9】 昆虫細胞の培養実験(2):昆虫細胞を用いて細胞の付
着・増殖状態を観察した。アルカリ薬剤を加えて中和処
理したポリアリルアミン水溶液を用い、絹フィブロイン
とポリアリルアミンとを複合化させて細胞培養床基材を
作った。絹フィブロイン含量が異なる各種複合体膜で被
覆された細胞培養床表面での柞蚕(Ae)および家蚕
(Bm)昆虫細胞の付着状態(以下、Ae、Bm付着と
略記)と増殖状態(以下、Ae、Bm増殖と略記)を観
察し、細胞数を測定した。得られた結果を表10に示
す。
[Table 9] Insect cell culture experiment (2): The state of cell attachment and proliferation was observed using insect cells. Silk fibroin and polyallylamine were complexed using an aqueous solution of polyallylamine neutralized by adding an alkaline agent to prepare a cell culture bed base material. Attachment state (hereinafter abbreviated as Ae and Bm attachment) and growth state (hereinafter Ae) of tussah (Ae) and silkworm (Bm) insect cells on the cell culture bed surface coated with various complex membranes having different silk fibroin contents. , Bm proliferation), and the number of cells was measured. Table 10 shows the obtained results.

【0071】[0071]

【表10】 なお、表9および10における細胞増殖の数は、血球計
算盤により求めた10 -4ml当たりの細胞数を示すた
め、培養後の細胞数の実測値は、上記の表の値に104
を乗じた数となる。
[Table 10]In addition, the number of cell proliferation in Tables 9 and 10 is
10 found by abacus -FourShows the number of cells per ml
Therefore, the measured value of the number of cells after culturing was 10Four
Multiplied by.

【0072】表9および10から分かるとおり、付着性
細胞に分類される柞蚕細胞(Ae細胞)は、生体高分子
/ポリアリルアミン複合体膜において、絹フィブロイン
含量が75〜25重量%の範囲で増殖状態が良好になっ
た。また、付着状態も良好であった。ポリアリルアミン
としては、未中和状態のPAS−92、中和状態のPA
S−H−10Lが特に良好である。また中和状態のPA
A−HCl−10L表面において絹フィブロインが50
〜25重量%の複合体膜表面ではAe細胞は死亡してお
り、丸形の細胞に果粒細胞が確認された。半浮遊細胞の
家蚕由来のBm細胞は絹フィブロイン含有率が50%付
近において増殖状態が良好になった。ポリアリルアミン
としては、未中和状態のPAA−HCl−10L、中和
状態のPAS−92が特に良好である。また生体高分子
/ポリアリルアミン複合体膜において、中和試料を用い
た方が未中和試料よりも、Ae、Bm細胞の増殖はいず
れも良好であった。
As can be seen from Tables 9 and 10, tussah cells (Ae cells) classified as adherent cells proliferated in the biopolymer / polyallylamine composite membrane at a silk fibroin content of 75 to 25% by weight. The condition has improved. Also, the adhesion state was good. Examples of polyallylamine include unneutralized PAS-92 and neutralized PA
SH-10L is particularly good. PA in neutralized state
50% silk fibroin on A-HCl-10L surface
On the surface of the composite membrane of 2525% by weight, Ae cells died, and granule cells were confirmed in round cells. Bm cells derived from the semi-suspended silkworm, Bombyx mori, showed a good growth state at a silk fibroin content of around 50%. As the polyallylamine, PAA-HCl-10 L in an unneutralized state and PAS-92 in a neutralized state are particularly preferable. In the biopolymer / polyallylamine composite membrane, the proliferation of Ae and Bm cells was better when the neutralized sample was used than when the sample was not neutralized.

【0073】ポリアリルアミンを中和処理をした後、絹
フィブロインを加えることでAeおよびBmの昆虫細胞
の増殖数が増加しかつ付着性が良好であった理由は次の
ように考察できる。ポリアリルアミンは塩酸性pH領域
でポリアリルアミンの塩酸塩となっているが、アンモニ
ア水を少量ずつ添加してpHをアルカリ側に調整すると
塩酸塩が除去されて、分子側鎖がNH2のポリアリルア
ミンとなる。これと両性電解質の絹蛋白質分子とは分子
レベルでよく混じり合い相溶性に優れた複合体が製造で
きるため、生体細胞の付着性と増殖性とが向上したもの
と考えられる。 実施例9 マウス由来の繊維芽細胞による付着・増殖実
験 複合体膜表面でのマウス由来の繊維芽細胞(L929)
の培養4日目の細胞の付着・増殖状態を観察し、細胞数
を測定した。得られた結果を表11に示す。
The reason why the addition of silk fibroin after the neutralization treatment of polyallylamine increased the number of Ae and Bm insect cells and showed good adhesion was considered as follows. Polyallylamine is a hydrochloride of polyallylamine in the hydrochloric acid pH range, but when the pH is adjusted to the alkali side by adding ammonia water little by little, the hydrochloride is removed, and the polyallylamine having a molecular side chain of NH 2 . Becomes It is considered that the complex and the amphoteric silk protein molecule are well mixed at the molecular level to produce a complex having excellent compatibility, and thus the adhesion and proliferation of living cells are improved. Example 9 Attachment / proliferation experiment using mouse-derived fibroblasts Mouse-derived fibroblasts (L929) on the surface of the composite membrane
On the fourth day of culture, the state of cell attachment and proliferation was observed, and the number of cells was measured. Table 11 shows the obtained results.

【0074】なお、表11におけるContとは、市販
培養プレート表面への細胞付着・増殖状態を意味する。
また、細胞増殖の数は、血球計算盤により求めた10-4
ml当たりの細胞数を示すため、培養後の細胞数の実測
値は、上記の表の値に104を乗じた数となる。
The term “Cont” in Table 11 means the state of cell attachment and proliferation on the surface of a commercially available culture plate.
The number of cell proliferation was determined by using a hemocytometer of 10 −4.
In order to indicate the number of cells per ml, the measured value of the number of cells after culturing is a value obtained by multiplying the value in the above table by 10 4 .

【0075】[0075]

【表11】 表11における細胞の付着状態: +++ 細胞が細胞容器表面に非常に強く付着している。[Table 11] Cell adhesion state in Table 11: +++ Cells are very strongly attached to the cell container surface.

【0076】++ 細胞が細胞容器表面に良く付着して
いる。
++ Cells adhere well to cell container surface.

【0077】+ 細胞が細胞容器表面に普通に付着し
ている。
+ Cells are normally attached to the cell container surface.

【0078】− 細胞が細胞容器表面に付着していな
い。
The cells are not attached to the cell container surface;

【0079】表11における細胞の付着・増殖状態の観
察結果: *1 一部の細胞が培地表面に浮上する。凝集塊はな
い。
Observation results of cell attachment / proliferation state in Table 11: * 1 Some cells float on the surface of the medium. There are no agglomerates.

【0080】*2 細胞が培地表面に浮上する。凝集塊
を形成。
* 2 Cells float on the surface of the medium. Form aggregates.

【0081】*3 細胞中に顆粒状物質が見られ、細胞
の内容物が外に流出している。
* 3 Granular substances are found in the cells, and the contents of the cells are flowing out.

【0082】*4 細胞の足糸は伸展し、紡錘形で張り
付く。細胞の付着状態は良好で一部細胞が培地表面に浮
く。
* 4 The cell's byssus extends and sticks in a spindle shape. The adhesion state of the cells is good, and some cells float on the surface of the medium.

【0083】*5 細胞増殖数多い。細胞培養床表面に
良く付着している。
* 5 There are many cell proliferation numbers. It adheres well to the cell culture bed surface.

【0084】*6 細胞が細胞培養基材表面に良く伸展
し、細胞の増殖数も多い。
* 6 The cells spread well on the surface of the cell culture substrate, and the number of proliferating cells is large.

【0085】表11からPAA−HCl−10Lと絹フ
ィブロインとからできる複合体膜表面ではマウス由来の
繊維芽細胞の増殖数は、絹フィブロイン含有率90〜5
0重量%で良好な値となった。PAS−H−10Lと絹
フィブロイン(絹フィブロイン含有率90重量%付近)
との複合体膜表面では繊維芽細胞が強く付着しているこ
とが確認された。 実施例10 複合体への金属イオン吸着(Ag、Co) 3%の絹フィブロイン水溶液3mLと6%のPAA−1
0C水溶液2mLとを混合し、静かに攪拌した後、混合
液をポリエチレン膜上に拡げ、室温で乾燥固化させて絹
フィブロインとPAA−10Cとからなる複合体膜を調
製した。水に対して不溶化させるため、実施例5と同様
の方法で不溶化薬剤水溶液に該複合体膜を30秒間浸漬
し、取り出した後、50容量%メタノール水溶液で洗浄
し、室温で乾燥させて、水不溶化複合体(PAA/SF
と略記する)膜を調製した。
From Table 11, on the surface of the composite membrane formed of PAA-HCl-10L and silk fibroin, the number of proliferation of mouse-derived fibroblasts was 90 to 5 for silk fibroin content.
A good value was obtained at 0% by weight. PAS-H-10L and silk fibroin (silk fibroin content around 90% by weight)
It was confirmed that fibroblasts were strongly adhered to the surface of the composite membrane. Example 10 Metal ion adsorption (Ag, Co) on composite 3% silk fibroin aqueous solution 3% and PAA-1 6%
After mixing with 2 mL of 0C aqueous solution and gently stirring, the mixture was spread on a polyethylene membrane and dried and solidified at room temperature to prepare a composite membrane composed of silk fibroin and PAA-10C. To insolubilize in water, the composite membrane was immersed in an aqueous solution of insolubilizing agent for 30 seconds in the same manner as in Example 5, taken out, washed with a 50% by volume aqueous methanol solution, dried at room temperature, and dried with water. Insoluble complex (PAA / SF
Abbreviated).

【0086】得られた水不溶化複合体膜に金属イオンを
次のようにして吸着させた。まず、4mLの水に33
9.7mgの硝酸銀(和光純薬工業株式会社製)を溶解
させ、0.5mMの硝酸銀水溶液を調製した。この中に
硝酸カリウム(和光純薬工業株式会社製)を505.6
mg加え、1Nのアンモニア水(和光純薬工業株式会社
製)でこの水溶液のpHを11.4に調整し、次いで水
を加えて溶液の全量が60mLとなるようにして金属イ
オン水溶液を調製した。この銀イオンを含む金属イオン
水溶液に上記の複合体膜を入れ、25℃で5時間静置
し、取り出した後、室温で風乾させた。このようにして
銀イオンが吸着・配位された複合体(以下、PAA/S
F−Agと略記する)膜を調製した。
Metal ions were adsorbed to the obtained water-insoluble composite membrane as follows. First, 33 mL of water
9.7 mg of silver nitrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved to prepare a 0.5 mM silver nitrate aqueous solution. In this, potassium nitrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 505.6.
The pH of the aqueous solution was adjusted to 11.4 with 1N aqueous ammonia (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and then water was added to prepare a metal ion aqueous solution such that the total amount of the solution became 60 mL. . The above composite membrane was put in the aqueous metal ion solution containing silver ions, allowed to stand at 25 ° C. for 5 hours, taken out, and air-dried at room temperature. The complex in which silver ions are adsorbed and coordinated in this manner (hereinafter referred to as PAA / S
(Abbreviated as F-Ag).

【0087】硝酸銀の変わりに硝酸コバルト(和光純薬
工業株式会社製)を用いて、上記と同様にしてコバルト
が配位された水不溶化複合体(以下、PAA/SF−C
oと略記する)膜を調製した。また、3%絹フィブロイ
ン水溶液をポリエチレン膜に拡げ、水分を蒸発させて絹
フィブロイン(以下、SFと略記する)膜を調製し、こ
れを銀、またはコバルトの金属イオン水溶液に25℃、
5時間浸漬処理することで銀またはコバルトが吸着・配
位された絹フィブロイン(以下、SF−Ag、SF−C
oと略記する)膜を調製した。
Using cobalt nitrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) instead of silver nitrate, a water-insolubilized complex (hereinafter, PAA / SF-C) coordinated with cobalt in the same manner as described above.
(abbreviated as o) was prepared. Also, a 3% silk fibroin aqueous solution is spread on a polyethylene membrane, and water is evaporated to prepare a silk fibroin (hereinafter abbreviated as SF) membrane, which is added to a silver or cobalt metal ion aqueous solution at 25 ° C.
Silk fibroin (hereinafter, SF-Ag, SF-C) on which silver or cobalt is adsorbed and coordinated by immersion treatment for 5 hours
(abbreviated as o) was prepared.

【0088】トマトかいよう病細菌の増殖に及ぼすこれ
ら金属イオン吸着膜の阻害効果を評価した。黒い布で覆
った暗の区で培養を実施して、抗菌性を評価した。得ら
れた結果を表12に示す。
The inhibitory effect of these metal ion-adsorbing membranes on the growth of tomato canker bacteria was evaluated. Culture was performed in a dark area covered with a black cloth to evaluate antibacterial properties. Table 12 shows the obtained results.

【0089】[0089]

【表12】 表12から明らかなように、絹フィブロインそのものに
金属を配位させるよりも、絹フィブロイン/ポリアリル
アミン複合体に金属を配位させた方が抗菌活性が高まる
ことがわかる。
[Table 12] As is clear from Table 12, the antibacterial activity is higher when the metal is coordinated to the silk fibroin / polyallylamine complex than when the metal is coordinated to the silk fibroin itself.

【0090】次に、トマトかいよう病細菌の代わりに大
腸菌を用い、大腸菌の増殖に及ぼす金属イオン吸着膜の
阻害程度を調べた。得られた結果を表13に示す。
Next, Escherichia coli was used instead of the tomato canker bacterium, and the degree of inhibition of the metal ion-adsorbing membrane on the growth of Escherichia coli was examined. Table 13 shows the obtained results.

【0091】[0091]

【表13】 表13から明らかなように、本発明の金属イオン吸着膜
はいずれも大腸菌の増殖を阻害することがわかる。
[Table 13] As is clear from Table 13, it can be seen that all the metal ion-adsorbed membranes of the present invention inhibit the growth of Escherichia coli.

【0092】また、実施例10と同じ方法で、Ag、C
oの代わりにCuまたはZnを吸着・配位した水不溶化
複合体はトマトかいよう病細菌および大腸菌の増殖を抑
制した。
In the same manner as in Example 10, Ag, C
The water-insoluble complex in which Cu or Zn was adsorbed and coordinated in place of o suppressed the growth of tomato scabs and Escherichia coli.

【0093】かくして、本発明の複合体は各種物質を担
持する担体として有用である。
Thus, the complex of the present invention is useful as a carrier for supporting various substances.

【0094】上記実施例では、生体高分子として、絹フ
ィブロインのような代表的な絹蛋白質について記載した
が、上記した他の生体高分子についても同様な結果が得
られる。
In the above embodiment, a typical silk protein such as silk fibroin has been described as a biopolymer, but similar results can be obtained with other biopolymers described above.

【0095】[0095]

【発明の効果】本発明の生体高分子/ポリアリルアミン
複合体は、絹フィブロイン等の生体高分子とポリアリル
アミンとを所定の条件下で複合化したものであり、両方
の性質を兼ね備えしかも単独の素材には無い機械的性
質、またはそれぞれの素材が持つ生化学特性を相乗的に
兼ね備えている。
The biopolymer / polyallylamine complex of the present invention is obtained by complexing a biopolymer such as silk fibroin and polyallylamine under predetermined conditions. It has mechanical properties not found in materials or biochemical characteristics of each material synergistically.

【0096】本発明の複合体によれば、その表面に昆虫
細胞およびマウス由来の繊維芽細胞等の生体細胞を効率
的に付着させることができ、またそこで該細胞を増殖さ
せることもできる。さらに、該複合体は、絹フィブロイ
ン等の生体高分子の持つ細胞の付着・増殖性に加えて、
ポリアリルアミンの持つ細胞増殖機能をも兼ね備えてい
る。そのため、本発明の複合体は、固定化酵素、医用材
料、生体成分分離用担体、免疫測定法、細胞培養床基材
等に利用できる。
According to the complex of the present invention, living cells such as insect cells and mouse-derived fibroblasts can be efficiently adhered to the surface thereof, and the cells can be grown there. Further, the complex, in addition to the cell attachment and proliferation of biopolymers such as silk fibroin,
It also has the cell growth function of polyallylamine. Therefore, the complex of the present invention can be used for immobilized enzymes, medical materials, carriers for separating biological components, immunoassays, base materials for cell culture beds, and the like.

【0097】本発明の複合体は、側鎖に正の電荷を持つ
ポリアリルアミンと両性電解質の生体高分子とからなる
ため、両分子間でイオン結合が生じ、分子凝集性が強い
素材である。そのため、かかる複合体に有効成分を包括
させることによって、医薬品・生理活性物質等を含むこ
とのできる徐放担体とすることができるので、この複合
体は長時間にわたって医薬品・生理活性物質等を継続し
て徐放することが可能な徐放担体(Drug delivery Devic
e)として利用できる。この複合体は、抗菌性金属を確実
に包括し得るので、耐久性に富んだ抗菌材料として利用
できる。
Since the composite of the present invention is composed of polyallylamine having a positive charge in the side chain and a biopolymer of an ampholyte, an ionic bond is generated between the two molecules and the material has strong molecular cohesion. Therefore, by encapsulating the active ingredient in such a complex, a sustained-release carrier capable of containing a drug, a biologically active substance, or the like can be obtained. (Drug delivery Devic
e) Available as The composite can reliably contain an antimicrobial metal, and can be used as a durable antimicrobial material.

【0098】本発明の複合体はまた、細胞、酵素、ホル
モンなどの生理活性物質を組み込むことができるので、
より生体の機能に近い人工臓器材料として利用すること
が可能である。さらに、本発明の複合体は、人工血管、
コンタクトレンズ、傷創被覆材、皮内注入用素材等の生
医学材料としても活用できる。
Since the complex of the present invention can incorporate a physiologically active substance such as a cell, an enzyme or a hormone,
It can be used as an artificial organ material that is closer to the function of a living body. Further, the composite of the present invention, an artificial blood vessel,
It can also be used as a biomedical material such as a contact lens, a wound dressing, and a material for intradermal injection.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI A61L 27/00 C12Q 1/18 C12N 5/06 C12N 5/00 E C12Q 1/18 A61L 15/01 (72)発明者 早坂 昭二 茨城県つくば市大わし1−2 農林水産 省蚕糸・昆虫農業技術研究所内 (56)参考文献 特開 平2−181628(JP,A) 特開 昭62−83885(JP,A) 特開 昭62−57562(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 39/00 C08K 5/07 C08L 89/00 C12N 11/00 A61L 15/16 A61L 27/00 C12N 5/06 C12Q 1/18 WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI A61L 27/00 C12Q 1/18 C12N 5/06 C12N 5/00 E C12Q 1/18 A61L 15/01 (72) Inventor Shoji Hayasaka 1-2, Owashi, Tsukuba, Ibaraki Pref., Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, Research Institute for Silk and Insect Agriculture (56) References -57562 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 39/00 C08K 5/07 C08L 89/00 C12N 11/00 A61L 15/16 A61L 27/00 C12N 5 / 06 C12Q 1/18 WPI (DIALOG)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 絹蛋白質、羊毛ケラチン、コラーゲン、
クモの糸、または海性蛋白質である生体高分子と、中和
処理後の、または未中和のポリアリルアミンであって、
分子内に正の電荷を持つポリアリルアミンとからなる生
体高分子/ポリアリルアミン複合体。
(1) silk protein, wool keratin, collagen,
A spider silk, or a biopolymer that is a marine protein, and a neutralized or unneutralized polyallylamine,
A biopolymer / polyallylamine complex comprising polyallylamine having a positive charge in the molecule.
【請求項2】 記生体高分子/ポリアリルアミン複合
体が細胞の付着・増殖増強機能を有するものであること
を特徴とする請求項1記載の生体高分子/ポリアリルア
ミン複合体。
2. A pre SL biopolymer / polyallylamine complex biopolymer / polyallylamine complex according to claim 1, characterized in that with the attached-growth enhancing function of cells.
【請求項3】 請求項1または2記載の生体高分子/ポ
リアリルアミン複合体が、水とアルコールとの混合水溶
液に、エポキシ化合物、アルデヒド、または両者の化合
物を混合した水不溶化薬剤水溶液で処理され、該生体高
分子とポリアリルアミン相互間に架橋結合が導入され
ものであることを特徴とする水不溶化生体高分子/ポリ
アリルアミン体
3. The biopolymer / polyallylamine complex according to claim 1 or 2, which is treated with an aqueous solution of a mixed solution of water and an alcohol with an aqueous solution of a water-insolubilizing drug obtained by mixing an epoxy compound, an aldehyde, or both compounds. , The living body height
Water insoluble biopolymer / poly <br/> Ariruami down member, characterized in that cross-linking between molecules and polyallylamine cross is one that was introduced.
【請求項4】 絹蛋白質、羊毛ケラチン、コラーゲン、
クモの糸、または海性蛋白質である生体高分子と、中和
処理後の、もしくは未中和のポリアリルアミンとを水性
溶液または水性分散液状態で混合し、その後蒸発乾固せ
しめて、生体高分子/ポリアリルアミン複合体を得るこ
とを特徴とすると生体高分子/ポリアリルアミン複合体
の製造方法。
4. A silk protein, wool keratin, collagen,
A spider silk or a biopolymer that is a marine protein, and a neutralized or unneutralized polyallylamine are mixed in an aqueous solution or aqueous dispersion, and then evaporated to dryness to obtain a bioactive substance. A method for producing a biopolymer / polyallylamine complex characterized by obtaining a molecule / polyallylamine complex.
【請求項5】 絹タンパク質とポリアリルアミンとから5. A method for preparing a silk protein and a polyallylamine.
なる複合体膜を、水とアルコールとの混合水溶液に、エThe composite membrane is mixed with a mixed aqueous solution of water and alcohol.
ポキシ化合物、アルデヒド、または両者の化合物を混合Poxy compounds, aldehydes, or a mixture of both
した水不溶化薬剤水溶液で処理し、架橋結合を導入してTreated with an aqueous solution of water-insolubilized drug to introduce cross-linking
なる創傷被覆材。Wound dressing.
【請求項6】 絹タンパク質とポリアリルアミンとから6. A method for preparing a silk protein and a polyallylamine.
なる複合体膜を、水とアルコールとの混合水溶液に、エThe composite membrane is mixed with a mixed aqueous solution of water and alcohol.
ポキシ化合物、アルデヒド、または両者の化合物を混合Poxy compounds, aldehydes, or a mixture of both
した水不溶化薬剤水溶液で処理し、架橋結合を導入してTreated with an aqueous solution of water-insolubilized drug to introduce cross-linking
なる、細胞の付着、増殖機能を有する細胞培養床基材。A cell culture bed substrate having cell attachment and proliferation functions.
【請求項7】 絹タンパク質とポリアリルアミンとから7. A method for preparing a silk protein and a polyallylamine.
なる複合体膜が、水とアルコールとの混合水溶液に、エThe composite membrane is mixed with an aqueous solution of water and alcohol.
ポキシ化合物、アルデヒド、または両者の化合物を混合Poxy compounds, aldehydes, or a mixture of both
した水不溶化薬剤水溶液で処理され、架橋結合が導入さTreated with an aqueous solution of water-insolubilized drug to introduce cross-links.
れてなる金属Rusty metal イオン吸着基材。Ion adsorption substrate.
JP07751099A 1999-03-23 1999-03-23 Biopolymer / polyallylamine complex and method for producing the same Expired - Lifetime JP3151665B2 (en)

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