JP5097368B2 - ヨウ素含有成型物 - Google Patents
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- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
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本発明は、ヨウ素を安定に保持し、かつヒト由来αアミラーゼの作用により必要に応じてヨウ素を放出することが可能なヨウ素含有成型物及びその用途に関する。
ヨウ素は殺菌、消臭、酸化などの機能を有する物質であり、特に殺菌剤として古くから産業利用されている。しかし、ヨウ素単体では揮散性が高く、その効果を所定の場所において長時間にわたって維持させることが困難であった。またヨウ素の揮散は独特な臭気の発生や着色の原因となり、またその強い酸化力のために容器や設備を腐蝕するという二次的な問題を引き起こす。従ってヨウ素を産業上有効に利用するためには、ヨウ素の揮散を抑制することが不可欠である。このような技術は、主としてうがい薬のように、ヨウ素の殺菌機能を利用するための液状組成物について開発がなされてきた。合成高分子であるポリビニルピロリドンとヨウ素との複合体であるポビドンヨードの水溶液は、液状殺菌剤として広く使われている。さらに特開２００５−６０６５２号公報には、ポビドンヨードの水溶液からのヨウ素の揮発をさらに抑制するために、αシクロデキストリンまたはその誘導体をヨウ素水溶液に添加する技術が開示されている。このようにヨウ素水溶液からのヨウ素の揮発を抑制する技術には大きな進歩が見られ、産業利用が進んでいる。
一方、ガーゼや不織布などの医療用材料などの成型物中において、ヨウ素の機能を有効利用することも期待されている。しかしながら、固形物質や成型物の中にヨウ素を安定に含有させることは非常に困難であり、固形物質や成型物の中にヨウ素を安定に保持し、揮散を防止する技術の開発が期待されている。さらにこれら固形物質や成型物の中に保持されるヨウ素は、必要に応じて放出させることが期待され、人間の体内や環境中に存在する酵素により、速やかに放出されうるものであることが好ましい。
特開２００５−３２５１６５号公報には、ヨウ素水溶液安定化技術を流用したポリビニルピロリドン−ヨウ素複合体を含む医薬粘着シートが記載されている。しかしポリビニルピロリドンは化学合成高分子であり、体内や環境中での分解やヨウ素放出は期待できない。一方重合度７の環状α−１，４−グルカンであるβシクロデキストリンとヨウ素複合体の固体（特許第1340842号明細書）があるが、βシクロデキストリンは低分子化合物であるため、成型物として利用することはできない。またβシクロデキストリンは、多くの動物や微生物由来αアミラーゼ、特にヒト由来α−アミラーゼで分解されないため、体内や環境中での分解は期待できない。
非特許文献１には粉末状態のα−１，４−グルカン粉末にヨウ素蒸気を作用させることにより、ヨウ素含有粉末を得ている。しかしながらα−１，４−グルカン粉末とヨウ素蒸気を用いているため、本粉末中にはヨウ化金属は存在していない。本文献は、本ヨウ素含有粉末からヨウ素は速やかに揮発していることを開示しており、この方法ではヨウ素が安定に保持できないと結論している。
また、特開２００６−１４６０５７号公報には、α−１，４−グルカンと、二色性物質としてのヨウ素を含む偏光層を有するフィルムが開示されている。しかしながら本明細書では、α−１，４−グルカンからなるフィルムを飽和ヨウ素蒸気を用いて染色しており、フィルム中にはヨウ化金属は存在していない。また本発明は優れた偏光フィルムを開発することを目的としており、フィルムからのヨウ素の揮散を考慮しておらず、ましてやヨウ化金属を含有させることにより、ヨウ素の揮散が抑制されることも示唆も開示もしていない。
特開２００５−６０６５２号公報
特開２００５−３２５１６５号公報
特許第１３４０８４２号明細書
特開２００６−１４６０５７号公報
Carbohydrate Research, 233, 161-174 (1992)
ヨウ素が安定に保持されるヨウ素含有成型物を提供する。さらに保持されるヨウ素が、人間の体内や環境中に存在する酵素作用により放出可能なヨウ素含有成型物を提供する。本発明の目的は、ヨウ素単体の揮散性やそれにともなう刺激性や腐食性を制御し、ヨウ素の有する機能を安定して発現可能な成型物を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、α−１，４−グルカン、ヨウ素、ハロゲン化金属を使用することにより、ヨウ素が安定に保持されるヨウ素含有成型物を提供できることを見出し、これに基づいて本発明を完成させた。
本発明によれば、種々の用途に対応した形状を有し、ヨウ素の所望とする機能を有効に利用でき、かつヨウ素を安定して保持することでヨウ素の所望とする機能を持続的かつ効果的に利用可能とするヨウ素含有成型物を提供することができる。更に、本発明の成型物は基材としてα−１，４−グルカン及びその修飾物を利用しており、本発明によれば生体に用いる用途や生分解性であることが有効な用途に好適なヨウ素含有成型物を提供することができる。
用語の定義
用語「α−１，４−グルカン」とは、本明細書中で用いられる場合、Ｄ−グルコースを構成単位とする糖であって、α−１，４−グルコシド結合のみによって連結された糖単位を少なくとも２糖単位以上有する糖をいう。α−１，４−グルカンは、直鎖状の分子である。α−１，４−グルカンは、直鎖状グルカンとも呼ばれる。１分子のα−１，４−グルカンに含まれる糖単位の数を、重合度という。本明細書中で「重合度」という用語は、特に断りのない限り重量平均重合度を指す。α−１，４−グルカンの場合、重量平均重合度は、重量平均分子量を１６２で割ることによって算出される。
用語「α−１，４−グルカン」とは、本明細書中で用いられる場合、Ｄ−グルコースを構成単位とする糖であって、α−１，４−グルコシド結合のみによって連結された糖単位を少なくとも２糖単位以上有する糖をいう。α−１，４−グルカンは、直鎖状の分子である。α−１，４−グルカンは、直鎖状グルカンとも呼ばれる。１分子のα−１，４−グルカンに含まれる糖単位の数を、重合度という。本明細書中で「重合度」という用語は、特に断りのない限り重量平均重合度を指す。α−１，４−グルカンの場合、重量平均重合度は、重量平均分子量を１６２で割ることによって算出される。
用語「分散度Ｍｗ／Ｍｎ」とは、重量平均分子量Ｍｗに対する数平均分子量Ｍｎの比（すなわち、Ｍｗ÷Ｍｎ）である。モノマー単位が重合した構造を有する高分子化合物は、タンパク質のような特別の場合を除き、その由来が天然または非天然のいずれであるかに関わらず、一つの製品に含まれる各分子間でその分子量は単一ではなく、ある程度の幅を持っている。そのため、高分子化合物の分子量の分散程度を示すために、高分子化学の分野では通常、分散度Ｍｗ／Ｍｎが用いられている。この分散度は、高分子化合物の分子量分布の幅広さの指標である。分子量が完全に単一な高分子化合物であればＭｗ／Ｍｎは１であり、分子量分布が広がるにつれてＭｗ／Ｍｎは１よりも大きな値になる。本明細書中で「分子量」という用語は、特に断りのない限り重量平均分子量（Ｍｗ）を指す。
用語「成型物」とは、本明細書中で用いられる場合、不織布、織物、スポンジ、フィルター、シート、ガーゼ、糸、繊維、ビーズ、ゲル、カプセル、フィルム、チューブ、タブレット、顆粒、粉体、皮膜を指す。皮膜とは、α−１，４−グルカンもしくはその修飾物にヨウ素およびハロゲン化金属を含有した流動性物を塗布したものを含む。更に、本発明のヨウ素含有成型物はヨウ素センサーのヨウ素固定部位の形成にも利用可能である。
用語「ヨウ素が安定に保持される」とは、本明細書中で用いられる場合、５０℃に１時間保持してもヨウ素の揮散が確認されないことを指す。
用語「ヨウ素の有する機能(もしくは、ヨウ素の作用)」とは、本明細書中で用いられる場合、殺菌、抗菌、消毒、消臭、酸化、Ｘ線遮蔽能、導電性、トレーサー、化学反応性、動物へのヨウ素補給などの単体ヨウ素特有の化学的、物理的、生物学的機能などを指す。
本発明にかかるヨウ素含有成型物は、ヨウ素の保持力が高く、しかもα−１，４−グルカン中に保持されたヨウ素の作用を効果的に利用できる構造となっている。
本発明において用いられるα−１，４−グルカンは、グルコースがα−１,４結合で連結してポリマー鎖を形成しているもので、アミロースともいう。以下、このα−１，４−グルカンの調製について説明する。
（α−１，４−グルカンの調製）
本発明で用いられるα−１，４−グルカンの製造には、当該分野で公知の方法で、天然澱粉から、あるいは酵素的な手法等で製造することができる。当該分野で公知の方法が利用できる。好ましくは、公知の酵素合成法を利用する。
本発明で用いられるα−１，４−グルカンの製造には、当該分野で公知の方法で、天然澱粉から、あるいは酵素的な手法等で製造することができる。当該分野で公知の方法が利用できる。好ましくは、公知の酵素合成法を利用する。
天然澱粉からα−１，４−グルカンを得る方法としては、たとえば天然澱粉中に存在するアミロペクチンのα−１，６−グルコシド結合のみに、枝切り酵素として既知のイソアミラ−ゼやプルラナ−ゼを選択的に作用させ、アミロペクチンを分解することにより、アミロ−スを得る方法（いわゆる澱粉酵素分解法）がある。別の例として、澱粉糊液からアミロ−ス／ブタノ−ル複合体を沈殿させて分離する方法がある。
また、公知の酵素合成法を用いて、α−１，４−グルカンを調製することもできる。酵素合成法の例としては、スクロースを基質として、アミロスクラーゼ（ａｍｙｌｏｓｕｃｒａｓｅ、ＥＣ ２．４．１．４）を作用させる方法がある。
酵素合成法の別の例としては、グルカンホスホリラーゼ（α−ｇｌｕｃａｎ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｓｅ、ＥＣ ２．４．１．１；通常、ホスホリラーゼといわれる）を用いる方法が挙げられる。ホスホリラーゼは、加リン酸分解反応を触媒する酵素である。
ホスホリラーゼを用いた酵素合成法の一例は、ホスホリラーゼを作用させて、基質であるグルコース−１−リン酸（Ｇ−１−Ｐ）のグルコシル基を、プライマーとして用いられる例えばマルトオリゴ糖に転移する方法（ＧＰ法）である。ＧＰ法は、原料であるＧ−１−Ｐが高価であるため、α−１，４−グルカンを工業的に生産するのにはコストがかかるが、糖単位をα−１，４−グルコシド結合のみで逐次結合させることにより１００％直鎖のα−１，４−グルカンが得られるという顕著な利点がある。ＧＰ法は、当該分野で公知である。
ホスホリラーゼを用いた酵素合成法の別の例は、スクロースを基質とし、例えば、マルトオリゴ糖をプライマーとして用い、これらに無機リン酸の存在下でスクロースホスホリラーゼとグルカンホスホリラーゼとを同時に作用させることによってα−１，４−グルカンを酵素合成する方法（ＳＰ−ＧＰ法）である。ＳＰ−ＧＰ法は、ＧＰ法と同様１００％直鎖のα−１，４−グルカンの分子量を自由に制御して製造できることに加え、安価なスクロースを原料とすることで、製造コストをより低くできるという利点を有する。ＳＰ−ＧＰ法は当該分野で公知である。ＳＰ−ＧＰ法の効率的な生産方法は、例えば、国際公開第（ＷＯ）０２／０９７１０７号パンフレットに記載される。
ホスホリラーゼを用いた酵素合成法の別の例は、セルロース分解物であるセロビオースを基質とし、例えば、マルトオリゴ糖をプライマーとして用い、これらに無機リン酸の存在下でセロビオースホスホリラーゼとグルカンホスホリラーゼとを同時に作用させることによってα−１，４−グルカンを酵素合成する方法（ＣＢＰ−ＧＰ法）である。ＣＢＰ−ＧＰ法は、ＧＰ法と同様１００％直鎖のα−１，４−グルカンの分子量を自由に制御して製造できる。ＣＢＰ−ＧＰ法は当該分野で公知である。ＣＢＰ−ＧＰ法の効率的な生産方法は、例えば、特願２００３−４１５８０８号パンフレットに記載されている。
なお、本発明に用いられるα−１，４−グルカンの重量及び数平均分子量は、酵素反応の原料とプライマーの濃度比を変化させることにより制御可能である。例えばＧＰ法の場合には、基質であるグルコース−１−リン酸とプライマーの濃度比を変化させることにより、合成されるα−１，４−グルカンの平均分子量（Mw）を制御できる。ＳＰ−ＧＰ法では、基質であるスクロースとプライマーの濃度比を変化させることにより、合成されるα−１，４−グルカンの平均分子量（Mw）を制御できる。ＳＰ−ＧＰ法の分子量制御については詳しくは、国際公開第ＷＯ０２／０９７１０７号パンフレットに記載されている。
本発明では、酵素合成α−１，４−グルカンを用いるのが好ましく、グルカンホスホリラーゼを用いて酵素合成されたα−１，４−グルカンを用いるのが特に好ましい。グルカンホスホリラーゼを用いて酵素合成された酵素合成α−１，４−グルカンは次のような特徴を有する：
（１）生物資源である糖質を原料として製造される；
（２）天然澱粉と同様にグルコース残基のみで構成されており、α−１，４−グルカンも、その分解中間体も、そして最終分解物に至るまで環境および生体に対して毒性がない；
（３）分子量分布が狭く（Ｍｗ／Ｍｎが１．１以下）、製造条件を適切に制御することによって任意の重合度（約２０〜約３７０００）を有するものが得られる；
（４）完全に直鎖であり、天然澱粉から分画したアミロースに認められるわずかな分岐構造をも含まない；
（５）皮膜の酸素透過性が低い；
（６）皮膜中の水分量が変動した場合であっても、強度等の物性が変化しにくい；
（７）必要に応じて澱粉と同様の化学修飾が可能である。
（８）動物や微生物由来αアミラーゼ、特にヒト由来αアミラーゼで容易に分解される。
（１）生物資源である糖質を原料として製造される；
（２）天然澱粉と同様にグルコース残基のみで構成されており、α−１，４−グルカンも、その分解中間体も、そして最終分解物に至るまで環境および生体に対して毒性がない；
（３）分子量分布が狭く（Ｍｗ／Ｍｎが１．１以下）、製造条件を適切に制御することによって任意の重合度（約２０〜約３７０００）を有するものが得られる；
（４）完全に直鎖であり、天然澱粉から分画したアミロースに認められるわずかな分岐構造をも含まない；
（５）皮膜の酸素透過性が低い；
（６）皮膜中の水分量が変動した場合であっても、強度等の物性が変化しにくい；
（７）必要に応じて澱粉と同様の化学修飾が可能である。
（８）動物や微生物由来αアミラーゼ、特にヒト由来αアミラーゼで容易に分解される。
上記のα−１，４−グルカンに化学修飾を施したものを用いることもできる。この修飾されたα−１，４−グルカンは、本明細書中において「α−１，４−グルカン修飾物」と記載することもある。化学修飾の例としては、エステル化、エーテル化および架橋などが挙げられる。α−１，４−グルカンを化学修飾する際において、これらの修飾を単独あるいは組み合わせて使用することができる。
エステル化は、例えば、α−１，４−グルカンを各種溶媒中でまたは無溶媒で、エステル化試薬（例えば、酸無水物、有機酸、酸塩化物、ケテンまたは他のエステル化試薬）と反応させることによって行われ得る。このようなエステル化によって、例えば、酢酸エステル、プロピオン酸エステルなどのアシル化エステル修飾物が得られる。
エステル化によって、α−１，４−グルカンを構成するグルコース残基に含まれる水酸基の水素を置換することができるアシル基として、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、ベンゾイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。
エステル化によって、α−１，４−グルカンを構成するグルコース残基に含まれる水酸基の水素を置換することができるアシル基として、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、ベンゾイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。
エーテル化は、例えば、α−１，４−グルカンを、アルカリ存在下でエーテル化剤（例えば、ハロゲン化アルキル、硫酸ジアルキルなど）と反応させることによって行われ得る。このようなエーテル化によって、例えば、カルボキシメチルエーテル、ヒドロキシプロピルエーテル、ヒドロキシエチルエーテル、ヒドロキシメチルエーテル、メチルエーテル、エチルエーテルの修飾物が得られる。
架橋は、例えば、α−１，４−グルカンを、架橋剤（ホルマリン、エピクロロヒドリン、グルタルアルデヒド、各種ジグリシジルエーテル、各種エステルなど）と反応させることによって得られる。
本発明で用いるα−１，４−グルカン類は、修飾を施していないものまたは修飾を施したものをそれぞれ単独で用いてもよく、またはそれらを併用して用いてもよい。また、２種以上の重合度の異なるα−１，４−グルカンおよび／またはその修飾物を併用してもよい。
グルカンホスホリラーゼを用いて酵素合成された酵素合成α−１，４−グルカン類を、使用して得られるヨウ素含有成型物場合には、次のような利点がある：
（Ｉ）枝分かれのない均一な構造であることから、成型物の強度に優れ、透明性も高い。また、気体透過性が低いため、揮散したヨウ素の成型物中の拡散を防止できる。
（II）分子量分布が狭く任意の重合度のものを合成できるため、その成型物に要求される物性を提供できる。
（III）動物や微生物由来αアミラーゼ、特にヒト由来αアミラーゼでα−１，４−グルカン部分が分解される。
（Ｉ）枝分かれのない均一な構造であることから、成型物の強度に優れ、透明性も高い。また、気体透過性が低いため、揮散したヨウ素の成型物中の拡散を防止できる。
（II）分子量分布が狭く任意の重合度のものを合成できるため、その成型物に要求される物性を提供できる。
（III）動物や微生物由来αアミラーゼ、特にヒト由来αアミラーゼでα−１，４−グルカン部分が分解される。
本発明で用いるα−１，４−グルカン類の重量平均分子量は、より良好なヨウ素の結合能力と成型性の両方を得る上で３．５ｋＤａ〜６０００ｋＤａであることが好ましい。
さらに、用いるα−１，４−グルカン類の分子量や、混合する異なる分子量のα−１，４−グルカン類の比率を変化させることによって、柔軟性や延伸性などの成型物の物性を制御することができる。
次に、本発明のヨウ素含有成型物の製造方法について説明する。本発明のヨウ素含有成型物の製造方法としては以下の各態様を挙げることができる。
（１）ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、α−１，４−グルカンおよびその修飾物とハロゲン化金属を含有する成型物に、ヨウ素蒸気を接触させることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。
（２）ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、α−１，４−グルカンおよびその修飾物とヨウ素を含有する成型物に、ハロゲン化金属を含有する液体を接触させることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。
（３）ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、α−１，４−グルカンおよびその修飾物を含有する成型物に、ハロゲン化金属とヨウ素を含有する液体を接触させることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。
（４）ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、α−１，４−グルカンおよびその修飾物、ハロゲン化金属とヨウ素を含有する液体を成型物に塗布、含浸、スプレーすることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。
（１）ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、α−１，４−グルカンおよびその修飾物とハロゲン化金属を含有する成型物に、ヨウ素蒸気を接触させることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。
（２）ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、α−１，４−グルカンおよびその修飾物とヨウ素を含有する成型物に、ハロゲン化金属を含有する液体を接触させることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。
（３）ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、α−１，４−グルカンおよびその修飾物を含有する成型物に、ハロゲン化金属とヨウ素を含有する液体を接触させることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。
（４）ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、α−１，４−グルカンおよびその修飾物、ハロゲン化金属とヨウ素を含有する液体を成型物に塗布、含浸、スプレーすることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。
本発明の成型物の高分子基材としては、α−１，４−グルカン及びその修飾物（α−１，４−グルカン類）の少なくとも１種を用いることができるが、高分子基材として、α−１，４−グルカン類に加えて、他の高分子材料とを混合して、成型物を調製してもよい。用いることができる他の高分子材料の例としては、多糖類としてプルラン、アルギン酸、カラギーナン、グアーガム、寒天、キトサン、セルロースおよびその誘導体、デキストリン、デンプン類およびその誘導体など、またタンパク質、例えばゼラチン、グルテン、卵白、卵黄など、あるいはポリ乳酸やポリ−ε−カプロラクトン等のポリエステル類、ポリエチレングリコール等のポリエーテル類、ポリビニルアルコールやポリエチレン等のポリオレフィン類、ポリアミド類、等の樹脂が挙げられる。
他の高分子材料を併用する場合のα−１，４−グルカンの高分子基材中に占める割合は、成型物中に安定含有させるヨウ素量によって適宜選択することができる。非常に少量のヨウ素添加量でも殺菌作用などのヨウ素の作用を得ることができるので、成型性を確保できる範囲内で、他の高分子材料とα−１，４−グルカンの合計に対するα−１，４−グルカンの割合は、０．０００１重量％〜９９．５重量％と幅広い範囲から選択可能である。
本発明のヨウ素含有成型物は、可塑剤、柔軟化剤、架橋剤、安定化剤等の種々の添加剤を含めてもよい。
可塑剤の例として、例えばグリセリン、モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル等が挙げられる。可塑剤を用いることによって、成形性を高め、成型物の物性を制御できるという利点がある。
柔軟化剤の例として、例えばグリセリン、モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン等のグリセリン誘導体、エチレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のエチレングリコ−ル誘導体、デキストリン、グルコース、フラクトース、スクロース、マルトオリゴ糖等の糖類、ショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル類が挙げられる。柔軟化剤を用いることによって、成型物に柔軟性を与え、物性を向上させることができる。
架橋剤の例として、ホルマリン、エピクロロヒドリン、グルタルアルデヒド、各種ジグリシジルエーテル、各種エステルなどが挙げられる。
成型物中のヨウ素保持における安定性を向上させるために用いるハロゲン化金属を構成するハロゲンとしては、ヨウ素、塩素、臭素などを挙げることができる。ハロゲン化される金属としては、カリウム、ナトリウム、リチウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属などを挙げることができる。ハロゲン化金属は２種以上を組み合わせて用いることもできる。
ヨウ化金属としては、例えばヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ルビジウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化ベリリウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化ストロンチウム、ヨウ化バリウムからなる群から選択される少なくとも１種を好ましく用いることができる。これらの中では、ヨウ化金属が好ましく、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウムが更に好ましい。
本発明のヨウ素含有成型物に含有させるヨウ素とハロゲン化金属との比率（モル基準）は、ヨウ素保持の安定性の向上とヨウ素使用における経済性を考慮した場合、Ｉ2に対してハロゲン化金属を０．１〜３．０倍モル添加することが好ましい。また、α−１，４−グルカン類とヨウ素との配合割合（重量基準）は、α−１，４−グルカン類：ヨウ素が７０：３０〜９９．５：０．５の範囲内にあることが好ましい。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、「％」は特に断らない限り重量基準である。
参考例１
（１）α−１，４−グルカンの調製
スクロース３％、スクロースホスホリラーゼ１２００Ｕ／Ｌ、グルカンホスホリラーゼ１２００Ｕ／Ｌ、無機リン酸３０ｍＭ、林原商事製テトラップＨ（マルトテトラオース７０％含有オリゴ糖シラップ）７５０μＭ、となるように混合した水溶液４Lを、４５℃で８時間酵素反応させた。反応終了後、反応液を１０℃で１４時間冷却し、α−１，４−グルカンを沈殿させた。得られた沈殿を熱風乾燥により乾燥させ、約５０ｇのα−１，４−グルカンを得た。このようにして得られたα−１，４−グルカンは、平均分子量約４０，０００、Ｍｗ／Ｍｎが１．０２であり、Ｂ型の結晶であることを粉末Ｘ線回折により確認した。このα−１，４−グルカンをアミロース４０Bとして以下の処理及び実施例１に用いた。
（１）α−１，４−グルカンの調製
スクロース３％、スクロースホスホリラーゼ１２００Ｕ／Ｌ、グルカンホスホリラーゼ１２００Ｕ／Ｌ、無機リン酸３０ｍＭ、林原商事製テトラップＨ（マルトテトラオース７０％含有オリゴ糖シラップ）７５０μＭ、となるように混合した水溶液４Lを、４５℃で８時間酵素反応させた。反応終了後、反応液を１０℃で１４時間冷却し、α−１，４−グルカンを沈殿させた。得られた沈殿を熱風乾燥により乾燥させ、約５０ｇのα−１，４−グルカンを得た。このようにして得られたα−１，４−グルカンは、平均分子量約４０，０００、Ｍｗ／Ｍｎが１．０２であり、Ｂ型の結晶であることを粉末Ｘ線回折により確認した。このα−１，４−グルカンをアミロース４０Bとして以下の処理及び実施例１に用いた。
上記のアミロース４０B粉末１０ｇに蒸留水２００ｍｌを加え懸濁し、１２５℃にて密封加熱して溶解させた。この溶液が１００℃に下がったところで取り出し、エタノールを２００ｍｌと混合し、液温が室温と同じになるまで静置した。この時に得られた沈殿物を遠心分離にて回収し、凍結乾燥により乾燥させ約９ｇのα−１，４−グルカンを得た。このα−１，４−グルカンをアミロース４０Vとして実施例１に用いた。
スクロース６％、スクロースホスホリラーゼ１８００Ｕ／Ｌ、グルカンホスホリラーゼ１８００Ｕ／Ｌ、無機リン酸３０ｍＭ、林原商事製テトラップH １５μＭ、となるように混合した水溶液４Lを、４５℃で１５時間酵素反応させた。反応終了後、エタノールを２Ｌ加え混合し液温が室温になるまで静置した。得られた沈殿物を回収し、蒸留水４Ｌに再懸濁した後、噴霧乾燥により乾燥させた。最終的に、約２２ｇのα−１，４−グルカンを得た。このようにして得られたα−１，４−グルカンは、平均分子量約８２０，０００、Ｍｗ／Ｍｎが１．０６であり、Ｖ型の結晶であることを粉末Ｘ線回折により確認した。このα−１，４−グルカンをアミロース８００Vとして以下の実施例１に用いた。
比較例１［ヨウ素含有粉末（ヨウ化金属なし）の製造方法（１）］
以下の工程によりヨウ素含有粉末（ヨウ化金属なし）を得た。
以下の工程によりヨウ素含有粉末（ヨウ化金属なし）を得た。
１００ｍｌネジ口瓶にα−１，４−グルカン５ｇをはかりとり、この中にヨウ素１ｇを投入してキャップをし、室温下で、ボールミル回転台上で４８時間回転させてα−１，４−グルカンとヨウ素を混合してヨウ素含有粉末−１および２（ヨウ化金属なし）を得た。
得られたヨウ素含有粉末のヨウ素（Ｉ2）含有量は以下の方法により測定した。
ヨウ素含有粉末１００ｍｇを精秤し、これを１００ｍｌメスフラスコに入れ、標線まで純水を入れて室温で３時間攪拌して懸濁液を得た。この懸濁液５０ｍｌを２００ｍｌコニカルビーカーに採取し、０．０１Ｍチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定し、懸濁液のI2濃度を算出し、懸濁液のI2濃度からヨウ素含有粉末のI2含有量を算出した。
ヨウ素含有粉末１００ｍｇを精秤し、これを１００ｍｌメスフラスコに入れ、標線まで純水を入れて室温で３時間攪拌して懸濁液を得た。この懸濁液５０ｍｌを２００ｍｌコニカルビーカーに採取し、０．０１Ｍチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定し、懸濁液のI2濃度を算出し、懸濁液のI2濃度からヨウ素含有粉末のI2含有量を算出した。
実施例１［ヨウ素含有粉末（ヨウ化金属添加）の製造方法］
以下の工程によりヨウ素含有粉末（ヨウ化カリウム添加）を得た。
以下の工程によりヨウ素含有粉末（ヨウ化カリウム添加）を得た。
ＫＩ（ヨウ化カリウム）２ｇに純水１．４５ｇを加えて溶解し５８％ＫＩ水溶液を調製した。乳鉢にα−１，４−グルカン５ｇをはかりとり、この中に５８％ＫＩ水溶液１．１２４ｇを攪拌しながら少量ずつ滴下して混合してＫＩを含浸させた。このＫＩ含浸α−１，４−グルカン全量を１００ｍｌネジ口瓶に入れ、この中にヨウ素１ｇを投入してキャップをし、ボールミル回転台上で、室温下で４８時間回転させてα−１，４−グルカンとヨウ素を混合してヨウ素含有粉末−３および４（ヨウ化カリウム添加）を得た。
得られたヨウ素含有粉末のヨウ素（Ｉ2）含有量は比較例１と同様の方法で測定し、総ヨウ素（Ｔ−Ｉ）含有量（Ｉ2＋Ｉ-の合計量）は以下の方法により測定した。
ヨウ素含有粉末１００ｍｇを精秤し、これを１００ｍｌメスフラスコに入れ、標線まで純水を入れて室温で3時間攪拌して懸濁液を得た。この懸濁液１０ｍｌを２００ｍｌコニカルビーカーに採取し、純水５０ｍｌを添加した後、臭素・酢酸カリ・酢酸溶液１０ｍｌを添加して１０分間静置した。ギ酸３ｍｌを添加して５分間静置したのち、ヨウ化カリウム０．５ｇを添加して、生成するＩ2成分を０．０１Ｍチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定して懸濁液のＴ−Ｉ濃度を算出した。懸濁液のI2濃度からヨウ素含有粉末のI2含有量を算出した。総ヨウ素（Ｔ−Ｉ）含有量からヨウ素（Ｉ2）含有量を差し引いてヨウ化物イオン（Ｉ-）含有量を算出した。
ヨウ素含有粉末１００ｍｇを精秤し、これを１００ｍｌメスフラスコに入れ、標線まで純水を入れて室温で3時間攪拌して懸濁液を得た。この懸濁液１０ｍｌを２００ｍｌコニカルビーカーに採取し、純水５０ｍｌを添加した後、臭素・酢酸カリ・酢酸溶液１０ｍｌを添加して１０分間静置した。ギ酸３ｍｌを添加して５分間静置したのち、ヨウ化カリウム０．５ｇを添加して、生成するＩ2成分を０．０１Ｍチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定して懸濁液のＴ−Ｉ濃度を算出した。懸濁液のI2濃度からヨウ素含有粉末のI2含有量を算出した。総ヨウ素（Ｔ−Ｉ）含有量からヨウ素（Ｉ2）含有量を差し引いてヨウ化物イオン（Ｉ-）含有量を算出した。
比較例１、実施例１により得られたヨウ素含有粉末のヨウ素結合量を表１にまとめた。
実施例２（ヨウ素安定性試験）
比較例1、実施例1により得られた表1のヨウ素含有粉末各100mgを、それぞれ容器にとり、ヨウ素検出試験紙（ろ紙にアミロース800V水溶液を含浸させたもの）を内面に取り付けた蓋で密封した。
比較例1、実施例1により得られた表1のヨウ素含有粉末各100mgを、それぞれ容器にとり、ヨウ素検出試験紙（ろ紙にアミロース800V水溶液を含浸させたもの）を内面に取り付けた蓋で密封した。
ヨウ素検出試験紙は、ろ紙にアミロースが含浸されているため、ヨウ素蒸気が存在すると青色に着色する。それぞれの密閉容器を25℃で18時間、及び50℃で1時間保持したのち開封し、ヨウ素検出試験紙の色をチェックした。結果を表２に示した。
表２に示すとおり、ヨウ素含有粉末1と２からはヨウ素が放出され、ヨウ素検出試験紙が青色を示した。しかし、ヨウ素含有粉末３と４からはヨウ素が放出されず、安定に保持されていることが分かった。
実施例３（ヨウ素含有不織布の製造）
蒸留水20ｍｌに参考例1で得られたアミロース８００V ０．３ｇとヨウ化カリウム10ｍｇを加え、加熱攪拌して溶解させた。セルロース繊維製の不織布10ｇに、溶解したアミロース液全量を均一にスプレーし、その後温風下で乾燥させ、α−１，４−グルカンとヨウ化金属を含有するセルロース不織布を作成した。この不織布を室温でヨウ素蒸気下に4時間放置し、ヨウ素を結合させ、ヨウ素含有不織布を作成した。
蒸留水20ｍｌに参考例1で得られたアミロース８００V ０．３ｇとヨウ化カリウム10ｍｇを加え、加熱攪拌して溶解させた。セルロース繊維製の不織布10ｇに、溶解したアミロース液全量を均一にスプレーし、その後温風下で乾燥させ、α−１，４−グルカンとヨウ化金属を含有するセルロース不織布を作成した。この不織布を室温でヨウ素蒸気下に4時間放置し、ヨウ素を結合させ、ヨウ素含有不織布を作成した。
実施例４（ヨウ素含有不織布の製造２）
蒸留水100ｍｌに参考例1で得られたアミロース４０V １ｇを添加し、130度で加熱撹拌して溶解させた。このアミロース液に、「1/10Nのヨウ素溶液」（ヨウ化カリウム40ｇとヨウ素13ｇを溶解させた水1Lに溶解させた液）４ｍｌを加え、α−１，４−グルカン、ヨウ素、ヨウ化金属を含有する混合液を作成した。α−１，４−グルカン、ヨウ素、ヨウ化金属混合液に、セルロース繊維製の不織布10ｇを浸漬し、液を除いてから温風下で乾燥させ、ヨウ素含有不織布を作成した。
蒸留水100ｍｌに参考例1で得られたアミロース４０V １ｇを添加し、130度で加熱撹拌して溶解させた。このアミロース液に、「1/10Nのヨウ素溶液」（ヨウ化カリウム40ｇとヨウ素13ｇを溶解させた水1Lに溶解させた液）４ｍｌを加え、α−１，４−グルカン、ヨウ素、ヨウ化金属を含有する混合液を作成した。α−１，４−グルカン、ヨウ素、ヨウ化金属混合液に、セルロース繊維製の不織布10ｇを浸漬し、液を除いてから温風下で乾燥させ、ヨウ素含有不織布を作成した。
実施例５（ヨウ素含有ゲルの製造）
蒸留水20ｍｌに参考例1で得られたアミロース８００V 1ｇを加え、加熱撹拌して溶解させた。このアミロース液を円筒形プラスチックシャーレに注ぎ、4度に24時間放置して、ゲル化させた。このゲルを、「1/10Nのヨウ素溶液」（ヨウ化カリウム40ｇとヨウ素13ｇを溶解させた水1Lに溶解させた液）に室温、一時間浸漬し、ヨウ素含有ゲルを調整した。
蒸留水20ｍｌに参考例1で得られたアミロース８００V 1ｇを加え、加熱撹拌して溶解させた。このアミロース液を円筒形プラスチックシャーレに注ぎ、4度に24時間放置して、ゲル化させた。このゲルを、「1/10Nのヨウ素溶液」（ヨウ化カリウム40ｇとヨウ素13ｇを溶解させた水1Lに溶解させた液）に室温、一時間浸漬し、ヨウ素含有ゲルを調整した。
実施例６（ヨウ素含有スポンジの製造）
蒸留水100ｍｌに参考例1で得られたアミロース８００V ５ｇとヨウ化カリウム０．１ｇを加え、加熱撹拌して溶解させた。このアミロース液を金属性容器に厚さ2ｃｍとなるように流し、そのまま凍結乾燥して、α−１，４−グルカンとヨウ化金属を含有するスポンジ状の成型物を作成した。このスポンジ状の成型物を室温でヨウ素蒸気下に18時間放置し、ヨウ素を結合させ、ヨウ素含有スポンジを作成した。
蒸留水100ｍｌに参考例1で得られたアミロース８００V ５ｇとヨウ化カリウム０．１ｇを加え、加熱撹拌して溶解させた。このアミロース液を金属性容器に厚さ2ｃｍとなるように流し、そのまま凍結乾燥して、α−１，４−グルカンとヨウ化金属を含有するスポンジ状の成型物を作成した。このスポンジ状の成型物を室温でヨウ素蒸気下に18時間放置し、ヨウ素を結合させ、ヨウ素含有スポンジを作成した。
実施例７（ヨウ素含有粉末の殺菌活性試験（ＭＢＣ））
以下の各項目に記載の事項に従って殺菌活性試験を行った。
（１）検体
実施例１のボールミルを用いたヨウ素含有粉末の製造方法により、表３に記載の配合と条件で、ヨウ素含有粉末２種類を調製し、殺菌活性試験用の検体とした。
以下の各項目に記載の事項に従って殺菌活性試験を行った。
（１）検体
実施例１のボールミルを用いたヨウ素含有粉末の製造方法により、表３に記載の配合と条件で、ヨウ素含有粉末２種類を調製し、殺菌活性試験用の検体とした。
（２）供試菌および菌液の調製
供試菌として、Escherichia coli IFO-3806（大腸菌）、Pseudomonas aeruginosa IFO-12689（緑膿菌）、Staphylococcus aureus IFO-12732（黄色ブドウ球菌）の三種類を用いた。
供試菌として、Escherichia coli IFO-3806（大腸菌）、Pseudomonas aeruginosa IFO-12689（緑膿菌）、Staphylococcus aureus IFO-12732（黄色ブドウ球菌）の三種類を用いた。
供試菌をブイヨン寒天傾斜培地にて２４時間培養し、これを精製水中に分散させて、それぞれ、Escherichia coliについては2.4×108(CFU/ml)、Pseudomonas aeruginosaについては3.6×108(CFU/ml)、Staphylococcus aureusについては7.3×108(CFU/ml)の菌懸濁を得て、これを供試菌液とした。
（３）試験方法
精製水に検体を1000ppmの濃度で添加して３時間攪拌して溶解させた。この水溶液を、生理食塩水で希釈して1.0, 3.3, 6.6, 10, 33, 66, 100 (ppm)の希釈系列水溶液を調製した。この中に供試菌液0.05mlを接種して混ぜ合わせた後、室温にて静置した。
（３）試験方法
精製水に検体を1000ppmの濃度で添加して３時間攪拌して溶解させた。この水溶液を、生理食塩水で希釈して1.0, 3.3, 6.6, 10, 33, 66, 100 (ppm)の希釈系列水溶液を調製した。この中に供試菌液0.05mlを接種して混ぜ合わせた後、室温にて静置した。
接種１０分、３０分、６０分後に白金耳を用いて試料溶液を採取し、ブイヨン寒天平板培地上に塗沫し、３７℃の恒温器中にて２日間培養した。培養期間後に生育したコロニーの有無により、生育が認められた濃度を「＋」、殺滅した濃度を「−」とし、例えば、下記のような結果であれば、ＭＢＣ値＝３３−６６ppmとすることで、各菌株に対するＭＢＣ値を求めた。
試験結果を表５に示す。
いずれの検体も、非常に低濃度、短時間で高い殺菌効果が得られ、殺菌剤として有用であることが示された。
Claims (18)
- （ａ）α−１，４−グルカンおよびその修飾物の少なくとも１種、（ｂ）ヨウ素、（ｃ）ハロゲン化金属を含有し、かつヨウ素が安定に保持されるヨウ素含有成型物であって、
前記修飾物が、エステル化、エーテル化および架橋剤を用いた架橋からなる群から選択される１種またはそれ以上の修飾によって修飾されたα−１，４−グルカンである
ことを特徴とするヨウ素含有成型物。 - 前記（ａ）α−１，４−グルカンが酵素合成α−１，４−グルカンである、請求項１記載のヨウ素含有成型物。
- 前記エステル化は、酸無水物、有機酸、酸塩化物またはケテンからなるエステル化剤によるエステル化である請求項１に記載のヨウ素含有成型物。
- 前記エステル化によってα−１，４−グルカンを構成するグルコース残基に含まれる水酸基の水素を置換するアシル基は、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、ベンゾイル基、アクリロイル基またはメタクリロイル基である請求項３に記載のヨウ素含有成型物。
- 前記エーテル化修飾物は、カルボキシメチルエーテル、ヒドロキシプロピルエーテル、ヒドロキシエチルエーテル、ヒドロキシメチルエーテル、メチルエーテルまたはエチルエーテル化された修飾物である請求項１に記載のヨウ素含有成型物。
- 前記架橋剤は、ホルマリン、エピクロロヒドリン、グルタルアルデヒドまたはジグリシジルエーテルである請求項１に記載のヨウ素含有成型物。
- 前記ハロゲン化金属が、ヨウ化金属である請求項１乃至６のいずれか１項に記載のヨウ素含有成型物。
- 前記ヨウ化金属が、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ルビジウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化ベリリウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化ストロンチウム、ヨウ化バリウムからなる群から選択される少なくとも１種である請求項７記載のヨウ素含有成型物。
- ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、
α−１，４−グルカンおよびその修飾物の少なくとも１種とハロゲン化金属を含有する成型物に、ヨウ素蒸気を接触させ、かつ
前記修飾物が、エステル化、エーテル化および架橋剤を用いた架橋からなる群から選択される１種またはそれ以上の修飾によって修飾されたα−１，４−グルカンである
ことを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。 - ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、
α−１，４−グルカンおよびその修飾物の少なくとも１種とヨウ素を含有する成型物に、ハロゲン化金属を含有する液体を接触させ、かつ
前記修飾物が、エステル化、エーテル化および架橋剤を用いた架橋からなる群から選択される１種またはそれ以上の修飾によって修飾されたα−１，４−グルカンである
ことを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。 - ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、
α−１，４−グルカンおよびその修飾物の少なくとも１種を含有する成型物に、ハロゲン化金属とヨウ素を含有する液体を接触させ、かつ
前記修飾物が、エステル化、エーテル化および架橋剤を用いた架橋からなる群から選択される１種またはそれ以上の修飾によって修飾されたα−１，４−グルカンである
ことを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。 - ヨウ素が安定に保持されることを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法であって、
α−１，４−グルカンおよびその修飾物の少なくとも１種、ハロゲン化金属とヨウ素を含有する液体を、成型物に塗布、含浸またはスプレーし、かつ
前記修飾物が、エステル化、エーテル化および架橋剤を用いた架橋からなる群から選択される１種またはそれ以上の修飾によって修飾されたα−１，４−グルカンである
ことを特徴とするヨウ素含有成型物の製造方法。 - 前記エステル化は、酸無水物、有機酸、酸塩化物またはケテンからなるエステル化剤によるエステル化である請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のヨウ素含有成型物の製造方法。
- 前記エステル化によってα−１，４−グルカンを構成するグルコース残基に含まれる水酸基の水素を置換するアシル基は、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、ベンゾイル基、アクリロイル基またはメタクリロイル基である請求項１３に記載のヨウ素含有成型物の製造方法。
- 前記エーテル化修飾物は、カルボキシメチルエーテル、ヒドロキシプロピルエーテル、ヒドロキシエチルエーテル、ヒドロキシメチルエーテル、メチルエーテルまたはエチルエーテル化された修飾物である請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のヨウ素含有成型物の製造方法。
- 前記架橋剤は、ホルマリン、エピクロロヒドリン、グルタルアルデヒドまたはジグリシジルエーテルである請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のヨウ素含有成型物の製造方法。
- 前記ハロゲン化金属が、ヨウ化金属である請求項９〜１６のいずれか１項に記載のヨウ素含有成型物の製造方法。
- 前記ヨウ化金属が、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ルビジウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化ベリリウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化ストロンチウム、ヨウ化バリウムからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１７記載のヨウ素含有成型物の製造方法。
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