JP4006002B2 - Dna担持繊維及びdna担持繊維シート並びにこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
繊維の熱可塑性樹脂を含む表面に、多孔質マトリックス中にDNAを固定したDNA固定化粒子を加熱下で供給して熱融着させる工程を有し、
前記多孔質マトリックスが無機酸化物を含み、
前記無機酸化物がコロイドを形成し得るものであり、前記粒子が、該無機酸化物のコロイドと固定すべきDNAを含むコロイド溶液から該コロイドをゲル化して得られたものであり、かつ前記無機酸化物のコロイドが、シリカコロイドと、3価または4価の金属酸化物のコロイドと、の混合物であることを特徴とする。
本出願の第二発明に係るDNA担持繊維の製造方法の他の更なる一態様は、DNA固定化粒子を繊維表面に固着したDNA担持繊維の製造方法であって、
繊維の熱可塑性樹脂を含む表面に、多孔質マトリックス中にDNAを固定したDNA固定化粒子を加熱下で供給して熱融着させる工程を有し、
前記多孔質マトリックスが無機酸化物を含み、
前記無機酸化物がコロイドを形成し得るものであり、前記粒子が、該無機酸化物のコロイドと固定すべきDNAを含むコロイド溶液から該コロイドをゲル化して得られたものであり、かつ前記のコロイド溶液が、シリカコロイドと、塩基性官能基を有するポリマーを含むことを特徴とする。
有する。繊維素材としては、少なくとも表面の一部あるいは全部が熱可塑性樹脂である繊維を用いる。繊維表面の熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないがDNAの熱安定性を考慮して繊維の少なくとも表面が融点200℃以下、好ましくは170℃以下、より好ましくは150℃以下である熱可塑性樹脂からなるものを用いる。融点が200℃より高いと、DNA固定化ゲル粒子の温度及びまたは当該粒子を繊維表面に衝突させるための気流温度を200℃より高い温度に設定する必要があるため、DNAの劣化による吸着能の低下が進行しやくなる場合がある。従って、繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の融点として比較的低い温度で固着可能なものを採用すると共に、DNA固定化ゲル粒子を予備加熱した後、これを繊維表面若しくは繊維シート表面に搬送する際の気流温度を比較的高温とすることにより、DNAに対する熱的な影響を緩和する手段を採ることが好ましい。この際、繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の融点は特に限定されるものではないが、たとえばパラフィンのようにあまり低すぎるとその素材自体の強度が無く、使用目的によってはDNA固定化ゲル粒子の脱落などの問題が生じる場合があるので、50℃以上とするのが好ましい。特に好ましい樹脂として高密度ポリエチレンおよび低密度ポリエチレンがある。また、この際に用いる繊維の構造として、繊維表面の全部あるいは一部が(部分的に)比較的融点の低い熱可塑性樹脂より構成されていれば良く、たとえば、繊維表面に上述した融点を満たす熱可塑性樹脂を配置し、より高融点の樹脂を芯として配置した複合繊維は好適に利用できる。
(DNA固定化ゲル粒子の調製例1)
まず、5重量部のサケの白子から得られた二本鎖DNA(平均分子量6x106ダルトン)を1000重量部のイオン交換水に1日間かけて溶かし、DNAの水溶液を得た。次いで、固形分30重量%の市販シリカゾルである『スノーテックスCM』(日産化学工業(株)製,商品名)800重量部に、固形分20重量%の市販アルミナゾルである『アルミナゾル520』(日産化学工業(株)製,商品名)20重量部を攪拌しながら添加した。その後、得られたDNAの分散液を50℃で24時間乾燥し、DNAの含有量が約2重量%のDNA固定多孔質酸化物ゲルを得た。この乾燥ゲルをボールミルで粉砕して粒径が約20μmの調製例1に係るDNA固定多孔質粒子を得た。
まず、100重量部のH2NC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3を1000重量部のイオン交換水に添加し、5日間反応させた後、エバポレーターを用いて60℃で分散媒を約900重量部留徐した後、200重量部のイオン交換水を添加し、約400重量部の塩基性官能基を有するシロキサン水溶液を得た。次いで、5重量部のサケの白子から得られた二本鎖DNA(平均分子量6x106ダルトン)を1000重量部のイオン交換水に1日間かけて溶かし、DNAの水溶液を得た。続いて、前述した市販シリカゾル850重量部に65重量部の塩基性官能基を有するシロキサン溶液を添加し、約15分間攪拌した。得られたコロイド分散液とDNAの水溶液と混合し、得られたDNA・コロイド分散液を150℃の空気を用いてスプレードライ法で粒径約50μm、DNA含有量が約1.8重量%の調製例2に係るDNA固定多孔質粒子を得た。
この実施例では、繊維径が約20μmのポリエチレン繊維(融点約135℃)をDNA固定化ゲル粒子の担持用繊維として用いた。まず、この繊維100本を束としてロールに巻き、この繊維束をロールから巻きだした後、約50mmの幅で均一に拡げた。この巻出された繊維束の拡幅面に対して、前述した特許文献5に示す技術、即ち、予め上記酸化物粒子を種々に変えた予備加熱温度にまでヒーターで加熱し、ホッパーに貯蔵した。このホッパー内に貯蔵される時間は、各温度で3分間に統一した。次いで、この所定温度に維持された粒子をエジェクターにより定量供給する手段によって、160℃の温度条件に統一した気流で粒子を繊維表面に接触させて、繊維表面への固着を行った。然る後、固着後の繊維を室温近くにまで冷却し、余剰粉体をエアガンにより払い落としながら繊維をロールに巻き取り、評価試料とした。
繊維シートの一例として、この実施例では、繊維径約10μmのポリエチレン(融点約135℃)が鞘、ポリプロピレン(融点約160℃)が芯からなる芯鞘型の複合繊維からなる湿式法により抄紙した不織布(面密度約50g/m2)を用いた。幅50mmの不織布に上述した担持繊維と同一の技術によって、ホッパーに貯蔵する際の粒子の予備加熱温度を種々に変え、粒子の固着を行った後、余剰粉体除去を経て評価試料を得た。
前述したDNA担持繊維を用い、前述した調製例1に係るDNA固定化ゲル粒子を用い、予備加熱温度を100℃として、実施例1に係る評価試料とした。この際、固着後の繊維には、長さが10mの繊維束を切り出し、重量を測定したところ、重量が0.35gから0.52gに増加していた。
(実施例2)
前述した不織布をDNA担持繊維シート用の基材とし、前述した調製例1に係るDNA固定化ゲル粒子を用い、予備加熱温度を70℃として、実施例2に係る評価試料を得た。得られた不織布試料はDNA固定化ゲル粒子の担持により、担持前の不織布よりも白っぽくなっていた。得られたDNA担持不職布を40cm2切り出し、重量増を測定し、その担持量は表中に記載した。
(実施例3)
予備加熱温度を100℃とした以外は実施例2と同様にして、実施例3に係る評価試料を得た。得られた不織布は実施例2同様の外観であった。得られたDNA担持不職布を40cm2切り出し、重量増を測定し、その担持量は表中に記載した。
(実施例4)
予備加熱温度を150℃とした以外は実施例2と同様に行い、実施例4に係る評価試料を得た。本実施例で得られた不織布は実施例1および2に比べて白色がより強くなった。得られたDNA担持不職布を40cm2切り出し、重量増を測定し、その担持量は表中に記載した。
(実施例5)
予備加熱温度を100℃、DNA固定化ゲル粒子として、前述の調製例2に係る粒子を用いたこと以外は、実施例2と同様にして実施例5に係る評価試料を得た。得られた不織布は実施例2と同様な外観を呈していた。得られたDNA担持不職布を40cm2切り出し、重量増を測定し、その担持量は表中に記載した。
(比較例)
0.145gのDNA固定酸化物粒子調整例2の粉末を評価に直接に用いた。
この様にして得られた実施例及び比較例に係る各評価試料を以下の手法により、変異原性物質の一例であるエチジウムブロミドの吸着能により評価した。まず、脱イオン水に57ppmになるようにエチジウムブロミドを溶かした試験液を調製し、上述した評価試料を、攪拌せずに室温で7日浸漬した後、夫々の試験液の470nmにおける吸光度を測定することにより、各評価対象が吸着したエチジウムブロミドの量として評価した。この際、吸着前の濃度でのエチジウムブロミドの吸光度I0を用い、吸着後の溶液の吸光度Iを測定することにより、IS=100×(I0−I)÷I0からエチジウムブロミドの吸着率IS(以下、EB吸着率と称する)を算出した。吸着後の担持加工繊維および不織布に366nmの紫外線ランプを照射し、暗室の条件下でインターカレーション特性を観察した。
Claims (4)
- 繊維の表面にDNA固定化粒子が固着されているDNA担持繊維であって、
該DNA固定化粒子が、多孔質マトリックス中にDNAを固定化した粒子であり、
前記多孔質マトリックスが無機酸化物を含み、
前記無機酸化物がコロイドを形成し得るものであり、前記粒子が、該無機酸化物のコロイドと固定すべきDNAを含むコロイド溶液から該コロイドをゲル化して得られたものであり、かつ前記無機酸化物のコロイドが、シリカコロイドと、3価または4価の金属酸化物のコロイドと、の混合物である
ことを特徴とするDNA担持繊維。 - 繊維の表面にDNA固定化粒子が固着されているDNA担持繊維であって、
該DNA固定化粒子が、多孔質マトリックス中にDNAを固定化した粒子であり、
前記多孔質マトリックスが無機酸化物を含み、
前記無機酸化物がコロイドを形成し得るものであり、前記粒子が、該無機酸化物のコロイドと固定すべきDNAを含むコロイド溶液から該コロイドをゲル化して得られたものであり、かつ前記コロイド溶液が、シリカコロイドと塩基性官能基を有するポリマーを含むことを特徴とするDNA担持繊維。 - DNA固定化粒子を繊維表面に固着したDNA担持繊維の製造方法であって、
繊維の熱可塑性樹脂を含む表面に、多孔質マトリックス中にDNAを固定したDNA固定化粒子を加熱下で供給して熱融着させる工程を有し、
前記多孔質マトリックスが無機酸化物を含み、
前記無機酸化物がコロイドを形成し得るものであり、前記粒子が、該無機酸化物のコロイドと固定すべきDNAを含むコロイド溶液から該コロイドをゲル化して得られたものであり、かつ前記無機酸化物のコロイドが、シリカコロイドと、3価または4価の金属酸化物のコロイドと、の混合物である
ことを特徴とするDNA担持繊維の製造方法。 - DNA固定化粒子を繊維表面に固着したDNA担持繊維の製造方法であって、
繊維の熱可塑性樹脂を含む表面に、多孔質マトリックス中にDNAを固定したDNA固定化粒子を加熱下で供給して熱融着させる工程を有し、
前記多孔質マトリックスが無機酸化物を含み、
前記無機酸化物がコロイドを形成し得るものであり、前記粒子が、該無機酸化物のコロイドと固定すべきDNAを含むコロイド溶液から該コロイドをゲル化して得られたものであり、かつ前記のコロイド溶液が、シリカコロイドと、塩基性官能基を有するポリマーを含むことを特徴とするDNA担持繊維の製造方法。
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