JP4963351B2

JP4963351B2 - Ｄｎａ複合体およびその製造方法

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Publication number: JP4963351B2
Application number: JP2005123778A
Authority: JP
Inventors: 佳範小谷; 祖依張; 俊哉湯浅; 信二襟立; 祐子山岸
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Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: JP2006298830A

Description

本発明はＤＮＡ複合体に関し、特にＤＮＡを有機ポリマーに強力に担持し耐水性を発現させ、且つＤＮＡの選択的な認識機能や二重らせんへのインターカレート能力が保持されるＤＮＡ複合体およびその製造方法、さらにＤＮＡを用いた捕集システムに関する。

ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）は生体内で遺伝情報を担う役割を果たしており、生命現象にとって最も重要な物質の一つである。ＤＮＡでは一本鎖のＤＮＡが相補的な一本鎖ＤＮＡに対して塩基対が多数形成されるために、極めて精巧な分子認識能をもつ。ＤＮＡの二重らせんが平面的な化学構造をもつ芳香族系化合物を選択的にインターカレートするため、ＤＮＡの異変を誘発し発ガン性が現れると言われている。そこで、サケなどに多量に含まれているＤＮＡを環境浄化材料とし、空気中または水中の有害物質を除去することが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

環境浄化材料に適用するためには、ＤＮＡを効率的に固定化する技術が必要とされている。その中、金属イオンによる架橋反応を用いたＤＮＡ固定化方法が提案されている。特許文献１には、ＤＮＡのアルカリ金属塩とアルギン酸のアルカリ金属塩との混合水溶液を２価の金属含有化合物で凝固させることによりＤＮＡを固定化する方法が開示されている。特許文献２には、ＤＮＡの固定化担体が無機質固体であることを特徴とするＤＮＡ固定化複合体が開示されている。このＤＮＡ固定化複合体はさらに多糖類またはその誘導体もしくは蛋白質、加えてカルシウム化合物もしくはカルシウムイオンが含まれていることも特徴としている。特許文献３には、ＤＮＡを環境浄化材料とする際に、支持体上の水溶性ＤＮＡの水溶液もしくはその液膜、又は支持体上の水溶性ＤＮＡの薄層又は支持体上の水溶性ＤＮＡ溶液による液膜の濃縮乃至乾涸により得られた薄層に、波長が２５０〜２７０ｎｍの範囲の紫外線を照射することによってＤＮＡを水不溶性架橋重合体とし、支持体にＤＮＡを固定化させる方法が開示されている。これらの方法により、ＤＮＡ同士やアルギン酸などの多糖類あるいは無機質固体とＤＮＡの架橋をもたらし、耐水性を発現させている。
特開平７−４１４９４号公報特開平１０−１７５９９４号公報特開２００１−８１０９８号公報「機能材料」１９９９年Ｖｏｌ．１９

上述したような糖類を用いたＤＮＡ複合体は、膨潤しやすく耐水性が十分に発現されない。そのため、効率的な選択吸収や環境浄化などに適用できるＤＮＡ複合材料としてはＤＮＡの担持強度が十分でない場合が多い。

本発明では、このような従来技術における問題を解消するためになされたものであり、重合度や親水・疎水性などの物性を多様に制御可能な高分子にＤＮＡを効率的に担持し、且つ担持された状態のＤＮＡの機能が効率的に発現するＤＮＡ複合体およびその製造方法、さらにそのＤＮＡ複合体を用いた環境浄化システムを提供することを目的とする。

本発明には、次に記載する各態様が含まれる。
（１）カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡと２価以上の金属イオンとを含み構成されることを特徴とするＤＮＡ複合体。
（２）カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡと２価以上の金属イオンとの反応で得られるものであることを特徴とする（１）記載のＤＮＡ複合体。
（３）前記カルボキシル基を有するビニル重合体が、カルボキシル基を有するビニル単量体の重合体、又はカルボキシル基を有するビニル単量体とカルボキシル基を有しないビニル単量体との共重合体であることを特徴とする（１）又は（２）記載のＤＮＡ複合体。
（４）前記カルボキシル基を有するビニル単量体が、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸及びフマル酸からなる群より選ばれる１種または２種類以上であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか記載のＤＮＡ複合体。
（５）水に対して不溶であることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれか記載のＤＮＡ複合体。
（６）（１）乃至（５）のいずれか記載のＤＮＡ複合体の製造方法であって、カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡとを混合する第１の工程と、得られた混合物に２価以上の金属イオンを供給可能な化合物を添加する第２の工程と、を有することを特徴とするＤＮＡ複合体の製造方法。
（７）（１）乃至（５）のいずれか記載のＤＮＡ複合体に、該ＤＮＡ複合体に含まれるＤＮＡが捕集可能な物質を含む液体および／またはガスを接触させる手段を有することを特徴とするＤＮＡを用いた捕集システム。
（８）（７）記載のＤＮＡを用いた捕集システムを用いたことを特徴とする環境浄化システム。

本発明で用いるカルボキシル基を有するビニル重合体は重合度や親水・疎水性などの物性を多様に制御可能であるため、得られるＤＮＡ複合体はＤＮＡの担持強度が強く、耐水性に優れ且つＤＮＡの選択的な認識機能や二重らせんへのインターカレート能力が効率的に発現される。このようなＤＮＡ複合体を環境浄化材料として用いた環境浄化システムが可能となり従来技術を上回る効果を達成することができる。

本発明のＤＮＡ複合体は、カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡと２価以上の金属イオンとを含み構成されるものである。例えば、カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡと２価以上の金属イオンとの反応で得ることができる。そして、この反応により、ＤＮＡのリン酸基とビニル重合体のカルボキシル基とが２価以上の金属イオンを介して架橋するものと考えられ、得られるＤＮＡ複合体は、ＤＮＡの担持強度が強く、耐水性に優れ且つＤＮＡの選択的な認識機能や二重らせんへのインターカレート能力が効率的に発現すると考えられる。

本発明で用いられるカルボキシル基を有するビニル重合体としては、カルボキシル基を有するビニル単量体の重合体、又はカルボキシル基を有するビニル単量体とカルボキシル基を有しないビニル単量体との共重合体を用いることができる。

カルボキシル基を有するビニル単量体は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ソルビン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、などが挙げられる。これらの中では、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸が好ましい。また、無水マレイン酸や無水イタコン酸を水と反応させて得られたマレイン酸やイタコン酸を用いても良い。カルボキシル基を有するビニル単量体は、１種でも２種以上でも良い。

カルボキシル基を有するビニル単量体と共重合させ得るカルボキシル基を有しないビニル単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、１−ブチレン、ジイソブチレン等のオレフィン系単量体；メチルビニルエーテル等のビニルエーテル系単量体；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル等のアクリル酸アルキルエステル；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−ヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等のメタクリル酸アルキルエステル；アクリル酸グリシジル；メタクリル酸グリシジル；アクリロニトリル；メタクリロニトリル；アクリルアミド；メタクリルアミド；メタクリル酸アミノメチル、メタクリル酸Ｎ−メチルアミノメチル、メタクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル等のメタクリル酸アミノアルキル；アクリル酸アミノメチル、アクリル酸Ｎ−メチルアミノメチル、アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル等のアクリル酸アミノアルキル；ヒドロキシエチルメタクリレートなどのヒドロキシ基を有するメタクリル酸エステル；ヒドロキシエチルアクリレートなどのヒドロキシ基を有するアクリル酸エステル；スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体；酢酸ビニル；などが挙げられる。カルボキシル基を有するビニル単量体と共重合させ得るカルボキシル基を有しないビニル単量体は、１種でも２種以上でも良い。

カルボキシル基を有するビニル重合体として、カルボキシル基を有するビニル単量体とカルボキシル基を有しないビニル単量体との共重合体を用いる場合、カルボキシル基を有するビニル重合体の使用量は、共重合可能なカルボキシル基を有しないビニル単量体との合計量の１０重量％以上８０重量％以下であるのが好ましい。

また、このカルボキシル基を有するビニル重合体には、上記のようなビニル重合体が有するカルボキシル基の一部または全部が塩の状態のものも含むものとする。例えば、モノメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール等のアミン類；苛性カリウム、苛性ソーダ、アンモニア水等の無機塩基性化合物；などから選択された塩基性化合物により、カルボキシル基の一部または全部が中和した状態のものが挙げられる。本発明においては、アンモニウム塩となっているものが好ましい。

カルボキシル基を有するビニル重合体の作製方法は、上記の単量体（モノマー）を、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、塊状重合、紫外線または電子線照射による重合するなどの公知の方法で作製することができる。

溶液重合の場合では、溶媒にモノマーを溶かし、重合開始剤を用いて行う。溶媒はモノマーおよびポリマーを溶解するものであれば特に制限ない。例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール等のアルコール類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類；酢酸エチル、酢酸イソブチル、エチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアルキルアセテート、ジプロピレングリコールモノアルキルアセテート等のエステル類；ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；四塩化炭素、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；などが用いられる。これらの溶媒は単独で使用しても良く、２種以上を混合して使用しても良い。

重合開始剤は通常のラジカル重合開始剤を用いることができる。例えば、ラウロイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ（２−エチルヘキサノエート）、メチルエチルケトンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の過酸化物系開始剤；２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル２，２’−アゾビス−（２−メチルプロピオネート）、ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系開始剤；などが用いられる。これらの重合開始剤は単独で使用しても良く、２種以上を混合して使用しても良い。

例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル等のラジカルを発生する重合開始剤の存在下に、イソプロピルアルコール、エタノール等のアルコール系有機溶剤中で５０〜８０℃の温度で、モノマーを重合させることができる。反応系の溶媒は、原料成分を１とした場合、重量比で０．５〜２０．０程度用いるのが好ましく、重合開始剤は重量比で０．００１〜０．０５程度用いるのが好ましい。より好ましい重量比は溶媒が１〜１０、重合開始剤が０．００５〜０．０３である。溶媒、重合開始剤の使用量が上記の好ましい範囲にないと、重合体がゲル化して様々な溶媒に不溶になり製膜できなくなる等の問題が起こる場合がある。重合条件としてはこれらの混合液を攪拌しながら、５０〜８０℃の温度で重合を行う。

得られたビニル重合体を含有する水性溶液とする場合には、例えば、モノメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール等のアミン類；苛性カリウム、苛性ソーダ、アンモニア水等の無機塩基性化合物；などから選択された塩基性化合物を添加し、ビニル重合体が有するカルボキシル基を部分的にまたは全部中和し、混合攪拌した後に所定量の水を添加することで調製できる。本発明においては、塩基性化合物としてアンモニア水を用いることが好ましい。

また、得られたビニル重合体をアルコール溶液とすることもできる。

また必要に応じて、リン酸基を有するポリマーを加えても良い。中でも好ましいポリマーとして、リン酸基を含有する（メタ）アクリル酸エステル類をビニル重合して得たリン酸基をもつポリマーを使用することができる。

本発明で用いるカルボキシル基を有するビニル重合体は、モノマーの種類や配合比等により、重合度や親水・疎水性などの物性を多様に制御可能である。

本発明で用いられるＤＮＡとしては、特に制限されない。すなわち、１本鎖ＤＮＡ及び２本鎖ＤＮＡいずれであってもよく、ＤＮＡの分子量も限定されるものではなく、オリゴヌクレオチドなどであっても良い。また、アルカリ塩の状態などの水溶性ＤＮＡ、アルコールに可溶なＤＮＡ（例えば脂質交換したＤＮＡ）などであっても良い。例えば魚類、哺乳動物もしくは鳥類の精巣又は胸腺から得られるＤＮＡが挙げられる。具体的にはサケ、ニシン、タラの精巣（白子）から得られるＤＮＡや、ウシ、ブタ、ニワトリ等の胸腺から得られるＤＮＡを使用することができる。他のＤＮＡの例としては、合成ＤＮＡなどがある。これらのうち、２本鎖ＤＮＡはＤＮＡによる特定物質の捕集効果、すなわちインターカレーション機能が高く好ましい。ＤＮＡの分子量（電気泳動法による）としては、好ましくは１０万以上、より好ましくは５０万以上である。

本発明のＤＮＡ複合体におけるＤＮＡの含有量は、０．０１〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは０．１〜２０重量％である。ＤＮＡの含有量が０．０１〜５０重量％であるとＤＮＡに由来する特定物質を捕捉する効果を十分に得ることができ経済効率が良く、ＤＮＡの含有量が０．１〜２０重量％であるとかかる効果をより顕著に得ることができる。

本発明は、２価以上の金属イオンを介して、上記カルボキシル基を有するビニル重合体と上記ＤＮＡとが架橋していることにある。これによりＤＮＡが安定に固定されたＤＮＡ複合体が形成され、ＤＮＡが水に溶け出しにくくなる。用いる２価以上の金属イオンとしては、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺、Ｍｎ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ｚｎ²⁺、Ａｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、Ｙ³⁺、Ｃｏ³⁺、Ｉｎ³⁺、Ｌａ³⁺、Ｔｉ⁴⁺、Ｚｒ⁴⁺、Ｓｎ⁴⁺などを挙げることができる。２価以上の金属イオンは、１種でも２種以上でも良い。

２価以上の金属イオンは、水溶性の金属塩、有機溶媒に分散可能な金属アルコキシドまたはその誘導体等の化合物により供給することができる。

ＤＮＡ複合体中における２価以上の金属イオンの含有量は、上記のような２価以上の金属イオンを供給可能な化合物の添加量として、０．０５〜５０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜３０重量％である。添加量が０．０５〜５０重量％であるとＤＮＡ複合体中の耐水性が発現されるとともに、ＤＮＡは都合よく保持される。

本発明のＤＮＡ複合体は、カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡとを混合する第１の工程と、得られた混合物に２価以上の金属イオンを供給可能な化合物を添加する第２の工程と、を有することを特徴とする製造方法により好適に製造できる。

具体的には、カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡとを混合した後、金属イオンを有する化合物または金属イオンを有する溶液を添加することにより架橋を行い、ＤＮＡ複合体を得ることができる。溶媒は、水、アルコールなどの有機溶媒、及びそれらの混合系の何れかを、用いるビニル重合体、ＤＮＡ、及び２価以上の金属イオンを供給可能な化合物の種類や物性に応じて選ぶことができる。好ましくは、カルボキシル基を有するビニル重合体の水溶液と、ＤＮＡのアルカリ塩を溶解させた水溶液とを混合し、その後２価以上の金属イオンを供給可能な化合物またはその溶液を添加することにより架橋させる。

上記のような方法により、析出物またはゲル体を得て、その後に乾燥してＤＮＡ複合体のバルク体を得ることができる。また、混合溶液の粘度を適宜調整して繊維状にゲル化させることにより、ＤＮＡ複合体の繊維を得ることができる。同様に、フィルム状にゲル化させることにより、ＤＮＡ複合体のシートを得ることができる。更に、カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡとの混合溶液を板、管状体、繊維、織布および不織布などの基体表面へコーティングし、仮乾燥させることでＤＮＡ膜を形成し、後に２価以上の金属イオンを供給可能な化合物の溶液に接触させ、金属イオンの浸透により架橋されたＤＮＡ複合体被膜を有する板、管状体、繊維、織布および不織布を得ることができる。

本発明のＤＮＡ複合体は、水に対して不溶であることが好ましい。

本発明の捕集システムは、本発明のＤＮＡ複合体に、ＤＮＡが捕集可能な物質を含む液体および／またはガスを接触させる手段を有するものである。かかる手段としては、本発明のＤＮＡ複合体の粉末若しくはバルク体、または、板、管状体、繊維、織布および不織布などの基体表面へ塗布して形成した膜をモジュール化したものを挙げることができ、具体的にはこれらを充填したカラムや塗布膜などを形成する基体の材質、形状などを適宜選択した濾過材や吸着材などを挙げることができる。

このような捕集システムとしては、タバコのフィルターや、飲料、牛乳、母乳の濾過材、空気や各種の排水や廃水、河川、湖沼などの水から有害物質を除去するための環境浄化システムに好適に用いることができる。例えば、ＤＮＡ複合体粉末、またはＤＮＡ複合体を被膜した板、管状体、繊維、織布若しくは不織布を充填したカラム中に、有害物質を含む空気や水を通すことにより有害物質を抽出し、空気や水を浄化処理することができる。

ここで有害物質とはインターカレーションや吸着などによってＤＮＡと相互作用し、ＤＮＡ構造やＤＮＡの遺伝情報を脅かすものをいう。相互作用しうる物質に関し未解明の部分があるが、ＤＮＡにインターカレーションする芳香族官能基をもつ有害物質、ＤＮＡに選択的に吸着される重金属イオンを挙げることができる。その具体例としては、ポリクロロジベンゾフランなどのダイオキシン類、ベンヅピレン、臭化エチジウムおよびこれらの誘導体などを挙げることができる。

また本発明の捕集システムは、ＤＮＡが捕集可能な物質の検査システムにも適用することができ、例えば本発明のＤＮＡ複合体モジュールを血管や消化器官内における特定物質の検出に適用することもできる。

つぎに、具体的実施例及び比較例をあげるが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお実施例中の「部」および「％」は、それぞれ「重量部」と「重量％」を示す。

（合成例１）
攪拌機、コンデンサー、温度計及び窒素ガス導入口を備えた重合容器に、窒素置換後、イソプロピルアルコール５００部、重合開始剤パーロイルＩＰＰ［日本油脂（株）商品名］１部を仕込み、窒素ガス雰囲気下に攪拌しながら６０℃に昇温した。次に、アクリル酸１００部を、内温６０℃で上記重合容器中へ攪拌下に４時間を要して均一に追加し、さらに６０℃で２時間反応させて重合を終了した。その後、重合容器を減圧にしてイソプロピルアルコールを２００部抜き出し、２５％アンモニア水８０部とイオン交換水２０部を添加して１時間攪拌した後、３０℃に冷却した。得られたアクリル重合体溶液の濃度は２１％であった。

（合成例２）
攪拌機、コンデンサー、温度計及び窒素ガス導入口を備えた重合容器に、窒素置換後、イソプロピルアルコール５００部、重合開始剤パーロイルＩＰＰ［日本油脂（株）商品名］１部を仕込み、窒素ガス雰囲気下に攪拌しながら６０℃に昇温した。次に、予め調製したメタクリル酸５０部、メタクリル酸メチル２０部、アクリル酸エチル２０部、ヒドロキシエチルメタクリレート１０部の混合液を、内温６０℃で上記重合容器中へ攪拌下に４時間を要して均一に追加し、さらに６０℃で２時間反応させて重合を終了した。その後、重合容器を減圧にしてイソプロピルアルコールを２００部抜き出し、２５％アンモニア水８０部とイオン交換水２０部を添加して１時間攪拌した後、３０℃に冷却した。得られたアクリル重合体溶液の濃度は２２％であった。

（合成例３）
攪拌機、コンデンサー、温度計及び窒素ガス導入口を備えた重合容器に、窒素置換後、イソプロピルアルコール５００部、重合開始剤パーロイルＩＰＰ［日本油脂（株）商品名］１部を仕込み、窒素ガス雰囲気下に攪拌しながら６０℃に昇温した。次に、予め調製したアクリル酸７０部、スチレン３０部の混合液を、内温６０℃で上記重合容器中へ攪拌下に４時間を要して均一に追加し、さらに６０℃で２時間反応させて重合を終了した。その後、重合容器を減圧にしてイソプロピルアルコールを２００部抜き出し、２５％アンモニア水８０部とイオン交換水２０部を添加して１時間攪拌した後、３０℃に冷却した。得られたアクリル重合体溶液の濃度は２２％であった。

（実施例１）
ポリアクリル酸（キシダ化学製）５０％水溶液１０部に、固形分０．５％のＤＮＡ（日本化学飼料製、２本鎖ＤＮＡ、分子量６００万）ナトリウム塩水溶液５０部を添加し攪拌した。こうして得られた透明な液体に塩化アルミニウム０．１部を添加すると、白い析出物が観察された。遠心分離機により沈降させ、析出物を取り出した。イオン交換水でリンスした後、減圧乾燥させ、ＤＮＡ複合体１を得た。仕込み組成より、ＤＮＡ複合体１中のＤＮＡ含有率は約５％であった。

ＤＮＡ複合体１中のＤＮＡの固定化度を評価した。具体的には、５０部のイオン交換水に０．０１部のＤＮＡ複合体１を加え、室温で１昼夜静置した。その上澄み液を分光光度計（日立社製、商品名：Ｕ−３３１０）を用いて、２６０ｎｍにおけるＤＮＡによる吸光度を測定することにより、水中へのＤＮＡ溶出量を算出した。仕込み量に対し、ＤＮＡの溶出量は約４％であった。

５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液５部に０．１部のＤＮＡ複合体１を浸漬したところ、ＤＮＡ複合体１はピンク色になり、溶液の色が薄くなった。紫外線ランプで３６６ｎｍの紫外線を照射したところ、ＤＮＡ複合体１は強い蛍光色を発した。これにより、ＤＮＡ複合体中のＤＮＡはインターカレーション特性を保持していることがわかった。

（実施例２）
合成例１のアクリル重合体溶液３０部に、固形分０．５％のＤＮＡ（分子量６００万）ナトリウム塩水溶液５０部を添加し攪拌した。こうして得られた透明な液体に塩化アルミニウム０．１部を添加すると、白い析出物が観察された。遠心分離機により沈降させ、析出物を取り出した。イオン交換水でリンスした後、減圧乾燥させ、ＤＮＡ複合体２を得た。ＤＮＡ複合体２中のＤＮＡ含有率は約４％であった。

ＤＮＡ複合体２中のＤＮＡの固定化度を評価した。具体的には、５０部のイオン交換水に０．０１部のＤＮＡ複合体２を加え、室温で１昼夜静置した。その上澄み液中のＤＮＡ濃度を分光光度計で測定することにより、水中へのＤＮＡ溶出量を算出した。仕込み量に対し、ＤＮＡの溶出量は約５％であった。

５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液５部に０．１部のＤＮＡ複合体２を浸漬したところ、ＤＮＡ複合体２はピンク色になり、溶液の色が薄くなった。紫外線ランプで３６６ｎｍの紫外線を照射したところ、ＤＮＡ複合体２は強い蛍光色を発した。これにより、ＤＮＡ複合体中のＤＮＡはインターカレーション特性を保持していることがわかった。

（実施例３）
合成例２のアクリル重合体溶液３０部に、固形分０．５％のＤＮＡ（分子量６００万）ナトリウム塩水溶液５０部を添加し攪拌した。こうして得られた透明な液体に炭酸マグネシウム０．１部を添加すると、白い析出物が観察された。遠心分離機により沈降させ、析出物を取り出した。イオン交換水でリンスした後、減圧乾燥させ、ＤＮＡ複合体３を得た。ＤＮＡ複合体３中のＤＮＡ含有率は約４％であった。

ＤＮＡ複合体３中のＤＮＡの固定化度を評価した。具体的には、５０部のイオン交換水に０．０１部のＤＮＡ複合体３を加え、室温で１昼夜静置した。その上澄み液中のＤＮＡ濃度を分光光度計で測定することにより、水中へのＤＮＡ溶出量を算出した。仕込み量に対し、ＤＮＡの溶出量は約５％であった。

５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液５部に０．１部のＤＮＡ複合体３を浸漬したところ、ＤＮＡ複合体３はピンク色になり、溶液の色が薄くなった。紫外線ランプで３６６ｎｍの紫外線を照射したところ、ＤＮＡ複合体３は強い蛍光色を発した。これにより、ＤＮＡ複合体中のＤＮＡはインターカレーション特性を保持していることがわかった。

（実施例４）
合成例３のアクリル重合体溶液３０部に、固形分０．５％のＤＮＡ（分子量６００万）ナトリウム塩水溶液５０部を添加し攪拌した。こうして得られた透明な液体に炭酸カルシウム０．１部を添加すると、白い析出物が観察された。遠心分離機により沈降させ、析出物を取り出した。イオン交換水でリンスした後、減圧乾燥させ、ＤＮＡ複合体４を得た。ＤＮＡ複合体４中のＤＮＡ含有率は約４％であった。

ＤＮＡ複合体４中のＤＮＡの固定化度を評価した。具体的には、５０部のイオン交換水に０．０１部のＤＮＡ複合体４を加え、室温で１昼夜静置した。その上澄み液中のＤＮＡ濃度を分光光度計で測定することにより、水中へのＤＮＡ溶出量を算出した。仕込み量に対し、ＤＮＡの溶出量は約６％であった。

５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液５部に０．１部のＤＮＡ複合体４を浸漬したところ、ＤＮＡ複合体４はピンク色になり、溶液の色が薄くなった。紫外線ランプで３６６ｎｍの紫外線を照射したところ、ＤＮＡ複合体４は強い蛍光色を発した。これにより、ＤＮＡ複合体中のＤＮＡはインターカレーション特性を保持していることがわかった。

（実施例５）
合成例２のアクリル重合体溶液３０部に、固形分０．５％のＤＮＡ（分子量６００万）ナトリウム塩水溶液５０部を添加し攪拌した。こうして得られた透明な液体に厚さが２ｍｍの不織布（日本バイリーン製）を１０分間浸漬した後、６０℃で５時間乾燥した。得られた不織布を５％塩化アルミニウム水溶液に５分間浸漬した後、６０℃で５時間乾燥してから空冷した。得られた不織布をイオン交換水でリンスした後、減圧乾燥させ、ＤＮＡ複合体５をコートした不織布を得た。

ＤＮＡ複合体５をコートした不織布の中心部に５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液を１分間流した。その後イオン交換水で十分洗浄し、５０℃で２０分間乾燥した。紫外線ランプで３６６ｎｍの紫外線を照射したところ、臭化エチジウム溶液が通ったＤＮＡ複合体５は強い蛍光色を発した。これにより、ＤＮＡ複合体中のＤＮＡはインターカレーション特性を保持していることがわかった。

（比較例１）
カルボキシル基を有する多糖類の１つであるアルギン酸ナトリウム５０％水溶液１０部に、固形分０．５％のＤＮＡ（分子量６００万）ナトリウム塩水溶液５０部を添加し攪拌した。こうして得られた液体に塩化アルミニウム０．１部を添加すると、白い析出物が観察された。遠心分離機により沈降させ、析出物を取り出した。イオン交換水でリンスした後、減圧乾燥させ、ＤＮＡ複合体６を得た。ＤＮＡ複合体６中のＤＮＡ含有率は約５％であった。

ＤＮＡ複合体６中のＤＮＡの固定化度を評価した。具体的には、５０部のイオン交換水に０．０１部のＤＮＡ複合体６を加え、室温で１昼夜静置した。その上澄み液中のＤＮＡ濃度を分光光度計で測定することにより、水中へのＤＮＡ溶出量を算出した。仕込み量に対し、ＤＮＡの溶出量は約９％であった。

５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液５部に０．１部のＤＮＡ複合体６を浸漬したところ、ＤＮＡ複合体６は薄いピンク色になり溶液の色が薄くなったが、実施例１〜４でみられたほど薄くならなかった。紫外線ランプで３６６ｎｍの紫外線を照射したところＤＮＡ複合体６は蛍光色を発したが、実施例１〜４のＤＮＡ複合体１〜４に比べ蛍光色は弱かった。

（比較例２）
カルボキシル基をもたないビニル重合体の１つであるポリアクリルアミド５０％水溶液１０部に、固形分０．５％のＤＮＡ（分子量６００万）ナトリウム塩水溶液５０部を添加し攪拌した。こうして得られた液体に炭酸マグネシウム０．１部を添加すると、白い析出物が観察された。遠心分離機により沈降させ、析出物を取り出した。イオン交換水でリンスした後、減圧乾燥させ、ＤＮＡ複合体７を得た。ＤＮＡ複合体７中のＤＮＡ含有率は約５％であった。

ＤＮＡ複合体７中のＤＮＡの固定化度を評価した。具体的には、５０部のイオン交換水に０．０１部のＤＮＡ複合体７を加え、室温で１昼夜静置した。その上澄み液中のＤＮＡ濃度を分光光度計で測定することにより、水中へのＤＮＡ溶出量を算出した。仕込み量に対し、ＤＮＡの溶出量は約１０％であった。

５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液５部に０．１部のＤＮＡ複合体７を浸漬したところ、ＤＮＡ複合体７は薄いピンク色になり溶液の色が薄くなったが、実施例１〜４でみられたほど薄くならなかった。紫外線ランプで３６６ｎｍの紫外線を照射したところＤＮＡ複合体７は蛍光色を発したが、実施例１〜４のＤＮＡ複合体１〜４に比べ蛍光色は弱かった。

Claims

ＤＮＡの選択的な認識または二重らせんへのインターカレートを利用するためのＤＮＡ複合体であって、
該ＤＮＡ複合体は、
カルボキシル基を有するビニル重合体とＤＮＡと２価以上の金属イオンとを含み構成され、
前記カルボキシル基を有するビニル重合体は、カルボキシル基を有するビニル単量体の重合体、又はカルボキシル基を有するビニル単量体とカルボキシル基を有しないビニル単量体との共重合体であり、
前記カルボキシル基を有するビニル単量体が、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸
及びフマル酸からなる群より選ばれる１種または２種類以上であり、
前記ＤＮＡは、二本鎖ＤＮＡである
ことを特徴とするＤＮＡ複合体。
前記カルボキシル基を有するビニル重合体と前記二本鎖ＤＮＡと２価以上の金属イオンとの反応で得られるものである
ことを特徴とする請求項１に記載のＤＮＡ複合体。
前記カルボキシル基を有するビニル重合体が、前記カルボキシル基を有するビニル単量体とカルボキシル基を有しないビニル単量体との共重合体であり、
前記カルボキシル基を有しないビニル単量体は、オレフィン系単量体、ビニルエーテル系単量体、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、メタクリル酸アミノアルキル、アクリル酸アミノアルキル、スチレン系単量体、酢酸ビニルからなる群より選択される、１種または２種類以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＤＮＡ複合体。
前記２価以上の金属イオンとして、３価以上の金属イオンを選択する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＤＮＡ複合体。
水に対して不溶である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＤＮＡ複合体。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＤＮＡ複合体の製造方法であって、
カルボキシル基を有するビニル重合体と二本鎖ＤＮＡとを混合する第１の工程と、
得られた混合物に２価以上の金属イオンを供給可能な化合物を添加する第２の工程と、を有する
ことを特徴とするＤＮＡ複合体の製造方法。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＤＮＡ複合体に、該ＤＮＡ複合体に含まれるＤＮＡが捕集可能な物質を含む液体および／またはガスを接触させる手段を有する
ことを特徴とするＤＮＡを用いた捕集システム。
請求項７に記載のＤＮＡを用いた捕集システムを用いた
ことを特徴とする環境浄化システム。