JPWO2007034795A1 - γ-polyglutamic acid cross-linked product and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

膨潤度および保湿性に優れ、生分解性を有するポリ−γ−グルタミン酸ゲルを提供すること。ポリ−γ−グルタミン酸をポリアミンで架橋する際に、水溶性カルボジイミド(例えば、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド 塩酸塩)およびN−ヒドロキシコハク酸イミド(例えば、N−ヒドロキシコハク酸イミド)を縮合剤および縮合補助剤として用いることにより、非常に高い収率でポリ−γ−グルタミン酸ヒドロゲルが得られる。特に分子量百万以上のポリ−γ−グルタミン酸を原料として用いれば、膨潤度に優れ、生分解性を有するポリ−γ−グルタミン酸ヒドロゲルが提供される。To provide a poly-γ-glutamic acid gel having excellent swelling degree and moisture retention and biodegradability. In cross-linking poly-γ-glutamic acid with polyamine, water-soluble carbodiimide (eg, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride) and N-hydroxysuccinimide (eg, N-hydroxy By using succinimide) as a condensing agent and a condensing aid, a poly-γ-glutamic acid hydrogel is obtained in a very high yield. In particular, when poly-γ-glutamic acid having a molecular weight of 1 million or more is used as a raw material, a poly-γ-glutamic acid hydrogel having excellent swelling and biodegradability is provided.

Description

本発明は、ポリアミン架橋ポリ−γ−グルタミン酸ゲルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polyamine-crosslinked poly-γ-glutamic acid gel.

生分解性を有し、かつ保湿性等に優れた化粧品等の材料として、ポリ−γ−グルタミン酸ヒドロゲルが注目されている。以下、本明細書中において、ポリ−γ−グルタミン酸を「PGA」とも記載する。   Poly-γ-glutamic acid hydrogel has attracted attention as a material for cosmetics and the like that is biodegradable and excellent in moisture retention. Hereinafter, in the present specification, poly-γ-glutamic acid is also referred to as “PGA”.

特開2002−233391号公報(特許文献1)は、高分子量のポリ−γ−グルタミン酸を生産するバチルス属菌株を開示する。   Japanese Patent Laid-Open No. 2002-233391 (Patent Document 1) discloses a Bacillus strain that produces high molecular weight poly-γ-glutamic acid.

国際公開WO2004−7593号公報(特許文献2)は、平均分子量が5,000kDa以上のポリ−γ−グルタミン酸を開示する。   International Publication No. WO2004-7593 (Patent Document 2) discloses poly-γ-glutamic acid having an average molecular weight of 5,000 kDa or more.

特開2005−179534号公報(特許文献3)は、ポリグリシジルエーテルを架橋剤として用いてポリ−γ−グルタミン酸ヒドロゲルを得る方法を開示する。   JP-A-2005-179534 (Patent Document 3) discloses a method for obtaining a poly-γ-glutamic acid hydrogel using polyglycidyl ether as a crosslinking agent.

しかし、特許文献3に記載された方法は、触媒なしでグリシジルエーテルの開環反応を行わせるため、比較的高い温度(例えば、55℃)および長時間(例えば、20時間)を必要とし、その高温のためにPGAが分解しやすいという欠点がある。   However, the method described in Patent Document 3 requires a relatively high temperature (for example, 55 ° C.) and a long time (for example, 20 hours) in order to perform a ring-opening reaction of glycidyl ether without a catalyst. There is a disadvantage that PGA is easily decomposed due to high temperature.


また、Kuniokaら(非特許文献1)は、ポリ−γ−グルタミン酸をポリアミンで架橋する方法を開示し、縮合剤として、水溶性カルボジイミド(例えば、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド 塩酸塩)を用いて、ポリ−γ−グルタミン酸ヒドロゲルを得る方法を開示する。なお、本願明細書中では、水溶性カルボジイミドを「WSC」(Water−Soluble Carbodiimideの頭文字)とも記載する。

Kunioka et al. (Non-Patent Document 1) discloses a method of cross-linking poly-γ-glutamic acid with polyamine, and water-soluble carbodiimide (for example, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) as a condensing agent is disclosed. Disclosed is a method for obtaining a poly-γ-glutamic acid hydrogel using -carbodiimide hydrochloride). In the specification of the present application, water-soluble carbodiimide is also referred to as “WSC” (acronym for Water-Soluble Carbideimide).

しかし、この方法は、非常に収率が低いという欠点があった。また、ポリアミン含有量の高いゲルしか得られないという欠点があった。さらに、ゲルの膨潤度が低く、ヒドロゲルとして使用する際の保湿性などに劣るという欠点があった。   However, this method has a drawback that the yield is very low. In addition, there is a drawback that only gels with a high polyamine content can be obtained. Furthermore, the degree of swelling of the gel is low, and there is a disadvantage that it is inferior in moisture retention when used as a hydrogel.

具体的には、非特許文献1は、その1892頁のTable Iに以下の配合および得られたゲルのデータを記載する。   Specifically, Non-Patent Document 1 describes the following formulation and data of the obtained gel in Table I on page 1892.

なお、非特許文献1のTable Iには、配合番号およびPGA(ポリグルタミン酸)の配合量の欄が存在しないが、説明の便宜上、以下の表においては、配合番号およびPGAの量の欄を追加して記載する。表中、PGAとはポリグルタミン酸であり、1,3−PDは、1,3−プロパンジアミンである。   In Table I of Non-Patent Document 1, there are no columns for the blending number and the amount of PGA (polyglutamic acid), but for the convenience of explanation, a column for the blending number and the amount of PGA is added in the following table. And describe. In the table, PGA is polyglutamic acid, and 1,3-PD is 1,3-propanediamine.

Figure 2007034795

注(1):非特許文献1の表I中にはPGAの量は記載されていないが、表の下の脚注に100mgのPGAが使用されたことが記載されている。
(2):非特許文献1の表I中においては「Dry Gel Weight」と記載されている。
(3):非特許文献1の表I中においては「Specific Water Content」と記載されている。
(4):非特許文献1の表I中においては「glu」と記載されている。
(5):非特許文献1の表I中においては「1,3−PD」と記載されている。
(6):上記表中、1,3−PDの配合量は体積で示されている。1,3−PDの比重(0.885g/mL)を用いて重量に換算することが可能である。
Figure 2007034795

Note (1): Although the amount of PGA is not described in Table I of Non-Patent Document 1, it is described that 100 mg of PGA was used in the footnote below the table.
(2): In Table I of Non-Patent Document 1, it is described as “Dry Gel Weight”.
(3): In Table I of Non-Patent Document 1, “Specific Water Content” is described.
(4): In Table I of Non-Patent Document 1, “glu” is described.
(5): In Table I of Non-Patent Document 1, “1,3-PD” is described.
(6): In the above table, the blending amount of 1,3-PD is indicated by volume. It is possible to convert to weight using the specific gravity of 1,3-PD (0.885 g / mL).

上記表1のNo.4およびNo.6〜No.9を比較すると、この方法では、ポリアミンモル分率が少ないゲルを製造することができないことが理解される。   No. in Table 1 above. 4 and no. 6-No. Comparing 9 it is understood that this method cannot produce a gel with a low polyamine mole fraction.

すなわち、No.4およびNo.8〜No.9の配合では、ポリアミンを多量に配合しており、2.5〜6.5mgのゲルが得られているが、ポリアミンの量を減少させたNo.6では、乾燥ゲルの収量が0になってしまっている。つまり、非特許文献1の方法では、ポリアミンの量が少ない場合にはゲルを得ることができないという欠点がある。このため、ゲルを得るためには、多量のジアミンを使用する必要がある。そして、多量のジアミンを使用すると、必然的に、得られるゲル中のジアミン含有量が多くなる。上記表1中のデータによれば、No.7のジアミンモル分率17%が最低である。   That is, no. 4 and no. 8-No. In the blending of No. 9, polyamine was blended in a large amount, and 2.5 to 6.5 mg of gel was obtained. In 6, the yield of the dried gel has become zero. That is, the method of Non-Patent Document 1 has a drawback that a gel cannot be obtained when the amount of polyamine is small. For this reason, in order to obtain a gel, it is necessary to use a large amount of diamine. When a large amount of diamine is used, the diamine content in the gel obtained is inevitably increased. According to the data in Table 1 above, no. The diamine mole fraction of 7 is 17%.

このように、非特許文献1の方法においては、多量のジアミンを配合する必要があり、そして、その結果、得られるゲルとしては、ジアミン含有率の高いゲル(例えば、17モル%以上)しか得ることができなかった。すなわち、非特許文献1の方法では、ポリアミン含有率の低いゲル(例えば、10モル%以下)を得ることができなかった。   As described above, in the method of Non-Patent Document 1, it is necessary to add a large amount of diamine, and as a result, only a gel having a high diamine content (for example, 17 mol% or more) is obtained. I couldn't. That is, according to the method of Non-Patent Document 1, a gel having a low polyamine content (for example, 10 mol% or less) could not be obtained.

そして、ポリアミン含有率が高すぎるゲルは、膨潤度が低いという欠点を有する。具体的には、上記表1では、膨潤度が最大でも834倍(No.7)にしかならない。一般に、ポリ−γ−グルタミン酸ゲルは、良好な保湿性などの性能を発揮するためには、できるだけ高い膨潤度を有するべきであることが知られており、具体的には、例えば、約1000倍以上の膨潤度を有することが好ましいと考えられていた。このため、上記表1に示された膨潤度は、ポリ−γ−グルタミン酸ゲルとして望ましい値とはいえず、より高い膨潤度を有するゲルが望まれていた。   And the gel whose polyamine content rate is too high has the fault that swelling degree is low. Specifically, in Table 1, the degree of swelling is only 834 times (No. 7) at the maximum. In general, it is known that a poly-γ-glutamic acid gel should have as high a degree of swelling as possible in order to exhibit good properties such as moisture retention, and specifically, for example, about 1000 times It was considered preferable to have the above degree of swelling. For this reason, the degree of swelling shown in Table 1 is not a desirable value as a poly-γ-glutamic acid gel, and a gel having a higher degree of swelling has been desired.

また、そもそも、非特許文献1の方法においては、収率が極めて低いという欠点がある。具体的には、上記表1の実験において用いられた、ポリグルタミン酸の重量とポリアミンの重量との和に対する、得られたゲルの乾燥重量の比率を収率として計算すると、表1のNo.5の配合において、約10%の収率が得られるが、No.3、4、7、8、9では、収率はわずかに、約1〜3%程度でしかない。そして、No.1、2、6では、計算するまでもなく、収率は0%である。すなわち、非特許文献1の方法では、その収率は、表1に示されたように各種配合を調整した中の最大でも約10%にしかならないのである。   In the first place, the method of Non-Patent Document 1 has a drawback that the yield is extremely low. Specifically, when the ratio of the dry weight of the obtained gel to the sum of the weight of polyglutamic acid and the weight of polyamine used in the experiment of Table 1 above was calculated as the yield, No. 1 in Table 1 was calculated. In the formulation of No. 5, a yield of about 10% is obtained. For 3, 4, 7, 8, and 9, the yield is only about 1 to 3%. And No. For 1, 2, and 6, it is not necessary to calculate and the yield is 0%. That is, in the method of Non-Patent Document 1, the yield is only about 10% at the maximum among various formulations adjusted as shown in Table 1.

このように、非特許文献1の方法は、極めて収率が低いために、工業的製法として実用化するには程遠いものであった。   Thus, the method of Non-Patent Document 1 is far from being put into practical use as an industrial production method because of its extremely low yield.

また、上述したように、従来からポリアミンを架橋剤に用いることは試みられていたが、ポリマーを架橋剤として用いることは考えられていなかった。特に、カチオン性のポリマーであるポリ(エチレンイミン)(本明細書中で「PEI」と略す)は、アニオン性のポリマーであるPGAとがポリイオンコンプレックスを形成して不溶化しやすいことが知られていたので、PEIをPGAの架橋剤として用いることができるとは、考えられていなかった。
特開2002−233391号公報 国際公開WO2004−7593号公報 特開2005−179534号公報 J.Appl.Polym.Sci.Vol.65,pp.1889−1896,1997,Poly(γ−glutamic acid)Hydrogel Prepared from Microbial Poly(γ−glutamic acid) and Alkanediamine with Water−Soluble Carbodiimide、Kuniokaら
Further, as described above, it has been attempted to use polyamine as a crosslinking agent, but it has not been considered to use a polymer as a crosslinking agent. In particular, it is known that poly (ethyleneimine) which is a cationic polymer (abbreviated as “PEI” in the present specification) is easily insolubilized by forming a polyion complex with PGA which is an anionic polymer. Therefore, it has not been thought that PEI can be used as a crosslinking agent for PGA.
JP 2002-233391 A International Publication No. WO2004-7593 JP 2005-179534 A J. et al. Appl. Polym. Sci. Vol. 65, pp. 1889-1896, 1997, Poly (γ-glutamic acid) Hydrogen Prepared from Microbial Poly (γ-glutamate acid) and Alkadiamine with Water-Solubil Carbodiimid, et al.

本発明は、上記問題点の解決を意図するものであり、PGAが少量のポリアミンで架橋された、高い膨潤度を有するゲルを提供すること、およびそのゲルを高い収率で得る方法を提供することを目的とする。   The present invention is intended to solve the above problems, and provides a gel having a high degree of swelling, in which PGA is crosslinked with a small amount of polyamine, and a method for obtaining the gel in high yield. For the purpose.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特定の縮合補助剤を用いる方法を採用することによって上記課題が解決されることを見出し、これに基づいて本発明を完成させた。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by adopting a method using a specific condensation auxiliary agent, and based on this, the present invention has been completed.

具体的には、本発明によれば、以下の方法およびゲルが提供される。   Specifically, according to the present invention, the following method and gel are provided.

(1) ポリ−γ−グルタミン酸ゲルの製造方法であって、水溶性カルボジイミドおよびN−ヒドロキシイミドの存在下で、ポリ−γ−グルタミン酸またはその塩をポリアミンで架橋する工程を包含する、方法。   (1) A method for producing a poly-γ-glutamic acid gel, comprising a step of crosslinking poly-γ-glutamic acid or a salt thereof with a polyamine in the presence of a water-soluble carbodiimide and N-hydroxyimide.

(2) 前記N−ヒドロキシイミドがN−ヒドロキシコハク酸イミドである、上記項1に記載の方法。   (2) The method according to Item 1, wherein the N-hydroxyimide is N-hydroxysuccinimide.

(3) 前記ポリ−γ−グルタミン酸またはその塩の重量平均分子量が、100万以上である、上記項1に記載の方法。   (3) The method according to Item 1, wherein the poly-γ-glutamic acid or a salt thereof has a weight average molecular weight of 1,000,000 or more.

(4) 前記水溶性カルボジイミドが、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピ
ル)−カルボジイミド 塩酸塩である、上記項1に記載の方法。
(4) The method according to Item 1, wherein the water-soluble carbodiimide is 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride.

(5) 前記ポリアミンが、アルキレンジアミンまたはポリ(エチレンイミン)である、上記項1に記載の方法。   (5) The method according to Item 1, wherein the polyamine is alkylene diamine or poly (ethyleneimine).

(6) 前記ポリアミンが、炭素数2〜8のアルキレンジアミンである、上記項1に記載の方法。   (6) The method according to Item 1, wherein the polyamine is an alkylenediamine having 2 to 8 carbon atoms.

(7) 前記ポリアミンが、重量平均分子量100〜20000のポリ(エチレンイミン)である、上記項1に記載の方法。   (7) The method according to item 1, wherein the polyamine is poly (ethyleneimine) having a weight average molecular weight of 100 to 20,000.

(8) 前記ポリアミンが、1,3−プロパンジアミンである、上記項1に記載の方法。   (8) The method according to Item 1, wherein the polyamine is 1,3-propanediamine.

(9) ポリ−γ−グルタミン酸がポリアミンで架橋されたポリ−γ−グルタミン酸ゲルであって、乾燥ゲル中の、グルタミン酸残基のモル数とポリアミン残基のモル数との和のうちの、ポリアミン残基のモル数の比率が、10モル%以下である、ポリ−γ−グルタミン酸ゲル。   (9) A poly-γ-glutamic acid gel in which poly-γ-glutamic acid is crosslinked with a polyamine, wherein the polyamine is the sum of the number of moles of glutamic acid residues and the number of moles of polyamine residues in the dried gel A poly-γ-glutamic acid gel, wherein the ratio of the number of moles of residues is 10 mol% or less.

(10) 前記乾燥ゲル中の、ポリアミン残基のモル数の比率が、3モル%以下である、上記項9に記載のポリ−γ−グルタミン酸ゲル。   (10) The poly-γ-glutamic acid gel according to Item 9, wherein the ratio of the number of moles of polyamine residues in the dry gel is 3 mol% or less.

(11) ポリ−γ−グルタミン酸がポリ(エチレンイミン)で架橋されたポリ−γ−グルタミン酸ゲル。   (11) A poly-γ-glutamic acid gel in which poly-γ-glutamic acid is crosslinked with poly (ethyleneimine).

本発明によれば、非常に高い収率でPGAをポリアミンで架橋したゲルが提供される。本発明によれば、ポリアミン残基含有量が少なく、架橋密度が低く、膨潤度が高いゲルが提供される。   According to the present invention, a gel in which PGA is crosslinked with polyamine in a very high yield is provided. According to the present invention, a gel having a low polyamine residue content, a low crosslinking density, and a high degree of swelling is provided.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

(PGA)
ポリ−γ−グルタミン酸(PGA)は、D,L−グルタミン酸が重合されて得られる化合物をいう。PGAは、また、その塩として本発明に用いることもできる。例えば、PGAのナトリウム塩が好適に使用可能である。
(PGA)
Poly-γ-glutamic acid (PGA) refers to a compound obtained by polymerizing D, L-glutamic acid. PGA can also be used in the present invention as a salt thereof. For example, a sodium salt of PGA can be suitably used.

PGAの分子量は、特に限定されない。ただし、物性などの点から、重量平均分子量1万以上であることが好ましく、10万以上であることがより好ましい。さらに好ましくは、50万以上であり、いっそう好ましくは100万以上であり、ひときわ好ましくは150万以上であり、特に好ましくは200万以上である。また、合成の困難性などの点で、重量平均分子量1300万以下であることが好ましく、1000万以下であることがより好ましい。   The molecular weight of PGA is not particularly limited. However, in view of physical properties and the like, the weight average molecular weight is preferably 10,000 or more, and more preferably 100,000 or more. More preferably, it is 500,000 or more, more preferably 1 million or more, particularly preferably 1.5 million or more, and particularly preferably 2 million or more. Further, in terms of synthesis difficulty, the weight average molecular weight is preferably 13 million or less, and more preferably 10 million or less.

例えば、上記特許文献1(特開2002−233391号公報)には、重量平均分子量約1300万のPGAが記載されており、このPGAを好適に本発明に使用することができる。   For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-233391) describes PGA having a weight average molecular weight of about 13 million, and this PGA can be suitably used in the present invention.

また、上記特許文献1の従来の技術欄に記載されているように、従来から、分子量10万〜200万のPGAが汎用されており、この分子量範囲のPGAを本発明に用いることも可能である。   In addition, as described in the conventional technical column of Patent Document 1, a PGA having a molecular weight of 100,000 to 2,000,000 has been conventionally used, and a PGA having this molecular weight range can be used in the present invention. is there.

本発明に用いるPGAは、任意の公知の製造方法で製造され得る。例えば、上記特許文献1に記載された方法などが使用可能である。   The PGA used in the present invention can be produced by any known production method. For example, the method described in Patent Document 1 can be used.

(ポリアミン)
本願明細書において、ポリアミンとは、アミノ基を複数有する化合物を言う。アミノ基は1級アミノ基(−NH)であってもよく、2級アミノ基(−NH−)であってもよい。1級アミノ基が好ましい。アミノ基の数は、特に限定されないが、1つの好ましい実施形態では分子内に2つ(すなわち、ジアミン)である。
(Polyamine)
In the present specification, polyamine refers to a compound having a plurality of amino groups. The amino group may be a primary amino group (—NH 2 ) or a secondary amino group (—NH—). Primary amino groups are preferred. The number of amino groups is not particularly limited, but in one preferred embodiment, there are two in the molecule (ie, diamine).

好ましくは、ポリアミンは、アルキレンジアミンまたはポリエチレンイミンである。   Preferably, the polyamine is an alkylene diamine or polyethylene imine.

アルキレンジアミンにおける炭素数は特に限定されない。好ましくは、2以上である。また、好ましくは10以下であり、より好ましくは、8以下であり、さらに好ましくは、6以下である。またアルキレンジアミン中のアルキレン基は、直鎖であってもよく、分岐鎖であってもよい。直鎖であることが好ましい。   The number of carbon atoms in the alkylene diamine is not particularly limited. Preferably, it is 2 or more. Moreover, Preferably it is 10 or less, More preferably, it is 8 or less, More preferably, it is 6 or less. Further, the alkylene group in the alkylene diamine may be linear or branched. A straight chain is preferred.

具体的には、好ましいアルキレンジアミンとしては、1,2−エチレンジアミン、1,3−プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ヘプタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミンなどが挙げられる。   Specifically, preferable alkylene diamines include 1,2-ethylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,4-butanediamine, 1,5-heptanediamine, 1,6-hexanediamine, and the like.

ポリエチレンイミンは、エチレンイミンを重合して得られるポリマーであって、従来公知の任意のポリエチレンイミンが本発明の方法に使用可能である。好ましくは、1級アミン:2級アミン:3級アミンが1:2:1で含まれるポリマーである。   Polyethyleneimine is a polymer obtained by polymerizing ethyleneimine, and any conventionally known polyethyleneimine can be used in the method of the present invention. Preferably, it is a polymer containing 1: 2: 1 primary amine: secondary amine: tertiary amine.

ポリエチレンイミンの重量平均分子量は、特に限定されない。好ましくは、100以上であり、より好ましくは、200以上であり、さらに好ましくは、400以上であり、いっそう好ましくは、500以上であり、最も好ましくは、600以上である。また、好ましくは10万以下であり、より好ましくは、5万以下であり、さらに好ましくは1万以下であり、最も好ましくは5000以下である。   The weight average molecular weight of polyethyleneimine is not particularly limited. Preferably, it is 100 or more, more preferably 200 or more, still more preferably 400 or more, still more preferably 500 or more, and most preferably 600 or more. Moreover, Preferably it is 100,000 or less, More preferably, it is 50,000 or less, More preferably, it is 10,000 or less, Most preferably, it is 5000 or less.

ポリエチレンイミンとしては、市販されているポリマーをそのまま使用することができる。あるいは、公知の方法によりエチレンイミンから重合して得てもよい。   As the polyethyleneimine, a commercially available polymer can be used as it is. Alternatively, it may be obtained by polymerization from ethyleneimine by a known method.

ポリアミンの使用量は、特に限定されないが、PGA中のグルタミン酸残基1モルに対して、用いるポリアミンの1級アミノ基の合計が0.0001モル以上となるように配合されることが好ましく、0.001モル以上がより好ましく、0.003モル以上がさらに好ましく、特に好ましくは0.005モル以上である。また、PGA中のグルタミン酸残基1モルに対して、用いるポリアミンの1級アミノ基の合計が1モル以下となることが好ましく、0.2モル以下がより好ましく、0.1モル以下がさらに好ましく、0.06モル以下がいっそう好ましく、0.04モル以下が特に好ましい。   The amount of polyamine used is not particularly limited, but it is preferably blended so that the total of primary amino groups of the polyamine used is 0.0001 mol or more with respect to 1 mol of glutamic acid residues in PGA. 0.001 mol or more is more preferable, 0.003 mol or more is more preferable, and 0.005 mol or more is particularly preferable. The total of primary amino groups of the polyamine used is preferably 1 mol or less, more preferably 0.2 mol or less, and even more preferably 0.1 mol or less with respect to 1 mol of glutamic acid residue in PGA. 0.06 mol or less is more preferable, and 0.04 mol or less is particularly preferable.

重量基準では、PGA1gに対して、用いるポリアミンの重量が0.00002g以上となるように配合されることが好ましく、0.0002g以上がより好ましく、0.0005g以上がさらに好ましく、特に好ましくは0.001g以上である。また、PGA1gに対して、0.25g以下となることが好ましく、0.05g以下がより好ましく、0.25g以下がさらに好ましく、0.015g以下がいっそう好ましく、0.01g以下が特に好ましい。   On a weight basis, the polyamine used is preferably blended so that the weight of the polyamine used is 0.00002 g or more, more preferably 0.0002 g or more, still more preferably 0.0005 g or more, and particularly preferably 0.001 g or more. 001 g or more. Further, it is preferably 0.25 g or less, more preferably 0.05 g or less, still more preferably 0.25 g or less, even more preferably 0.015 g or less, and particularly preferably 0.01 g or less with respect to 1 g of PGA.

用いるポリアミンの量が多すぎる場合には、架橋密度が高くなりやすく、膨潤度の低いPGAゲルが得られやすい。用いるポリアミンの量が少なすぎる場合には、架橋密度が低くなりやすく、ゲルの状態が得られにくくなる可能性がある。   When the amount of polyamine used is too large, the crosslinking density tends to be high, and a PGA gel having a low degree of swelling is likely to be obtained. If the amount of polyamine used is too small, the crosslinking density tends to be low, and it may be difficult to obtain a gel state.

(水溶性カルボジイミド)
本発明の方法においては、縮合剤として、水溶性カルボジイミドを用いる。本願明細書において、水溶性カルボジイミドとは、分子内にカルボジイミド基(−N=C=N−)を有する化合物であって、水溶性を有する化合物をいう。なお、本願明細書中では、水溶性カルボジイミドをWSCとも記載する。本発明に使用可能なWSCの具体例としては、例えば、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミドまたはその塩、1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリノエチル)カルボジイミド−メト−p−トルエン硫酸またはその塩などが挙げられる。1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)、または1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリノエチル)カルボジイミド−メト−p−トルエン硫酸塩(CMC)が好ましく使用可能である。
(Water-soluble carbodiimide)
In the method of the present invention, water-soluble carbodiimide is used as a condensing agent. In the present specification, the water-soluble carbodiimide is a compound having a carbodiimide group (—N═C═N—) in the molecule and having water solubility. In the present specification, water-soluble carbodiimide is also referred to as WSC. Specific examples of WSC that can be used in the present invention include 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide or a salt thereof, 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide-meth- Examples thereof include p-toluene sulfuric acid or a salt thereof. 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) or 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide-meth-p-toluene sulfate (CMC) can be preferably used. is there.

WSCの使用量は、特に限定されないが、使用されるポリアミン1モルに対して、2モル以上が好ましく、3モル以上がより好ましく、6モル以上がさらに好ましく、12モル以上がいっそう好ましく、24モル以上が特に好ましい。また、使用されるポリアミン1モルに対して、50モル以下が好ましく、40モル以下がより好ましく、30モル以下がさらに好ましい。   The amount of WSC used is not particularly limited, but is preferably 2 moles or more, more preferably 3 moles or more, still more preferably 6 moles or more, even more preferably 12 moles or more, and 24 moles per mole of the polyamine used. The above is particularly preferable. Moreover, 50 mol or less is preferable with respect to 1 mol of polyamines used, 40 mol or less is more preferable, and 30 mol or less is further more preferable.

また、WSCの使用量は、上述したとおり、ポリアミンの量を基準として決定することが好ましいが、PGAの量を基準とした場合の配合量の目安としては、PGA中のグルタミン酸残基1モルに対して、0.001モル以上が好ましく、0.01モル以上がより好ましく、0.03モル以上がさらに好ましく、0.06モル以上が特に好ましい。また、PGA中のグルタミン酸残基1モルに対して、1モル以下が好ましく、0.3モル以下がより好ましく、0.1モル以下がさらに好ましい。   Further, as described above, the amount of WSC used is preferably determined based on the amount of polyamine. However, as a guideline of the blending amount based on the amount of PGA, 1 mol of glutamic acid residue in PGA is used. On the other hand, 0.001 mol or more is preferable, 0.01 mol or more is more preferable, 0.03 mol or more is further preferable, and 0.06 mol or more is particularly preferable. Moreover, 1 mol or less is preferable with respect to 1 mol of glutamic acid residues in PGA, 0.3 mol or less is more preferable, and 0.1 mol or less is more preferable.

(N−ヒドロキシイミド)
本発明の方法に用いるN−ヒドロキシイミドは、分子内にN−ヒドロキシイミド基:
−(C=O)−(N−OH)−(C=O)−
を有する化合物である。すなわち、この化合物は、以下の一般式で表される。
−(C=O)−(N−OH)−(C=O)−R
ここで、RおよびRが結合することにより、環構造が形成されてもよい。RおよびRが結合してRおよびR中の2つの炭素とN−ヒドロキシイミド基とで5員環を形成した化合物が好ましい。また、N−ヒドロキシイミドは、水溶性であることが好ましい。
(N-hydroxyimide)
The N-hydroxyimide used in the method of the present invention has an N-hydroxyimide group in the molecule:
-(C = O)-(N-OH)-(C = O)-
It is a compound which has this. That is, this compound is represented by the following general formula.
R A - (C = O) - (N-OH) - (C = O) -R B
Here, a ring structure may be formed by combining R A and R B. A compound in which R A and R B are combined to form a 5-membered ring with two carbons in R A and R B and an N-hydroxyimide group is preferred. Moreover, it is preferable that N-hydroxyimide is water-soluble.

本発明に使用可能なN−ヒドロキシイミドの具体例としては、以下の化合物が例示される:
N−ヒドロキシコハク酸イミド、
N−ヒドロキシマレイン酸イミド、
N−ヒドロキシヘキサヒドロフタル酸イミド、
N,N′−ジヒドロキシシクロヘキサンテトラカルボン酸イミド、
N−ヒドロキシフタル酸イミド、
N−ヒドロキシテトラブロ モフタル酸イミド、
N−ヒドロキシテトラクロロフタル酸イミド、
N−ヒドロキシヘット酸イミド、
N−ヒドロキシハイミック酸イミド、
N−ヒドロキシトリメリット酸イミド、
N,N′−ジヒドロキシピロメリット酸イミド、
N,N′−ジヒドロキシナフタレンテトラカルボン酸イミド
N−ヒドロキシイミドは、市販の試薬をそのまま使用することが可能であり、また、従来公知の合成方法により合成してもよい。例えば、特開2002−47270号方法に記載の方法で合成してもよい。
Specific examples of N-hydroxyimide that can be used in the present invention include the following compounds:
N-hydroxysuccinimide,
N-hydroxymaleic acid imide,
N-hydroxyhexahydrophthalic imide,
N, N'-dihydroxycyclohexanetetracarboxylic imide,
N-hydroxyphthalic acid imide,
N-hydroxytetrabromophthalimide,
N-hydroxytetrachlorophthalimide,
N-hydroxyhetic acid imide,
N-hydroxyhymic acid imide,
N-hydroxytrimellitic acid imide,
N, N′-dihydroxypyromellitic imide,
N, N′-dihydroxynaphthalenetetracarboxylic imide N-hydroxyimide can be a commercially available reagent as it is, and may be synthesized by a conventionally known synthesis method. For example, you may synthesize | combine by the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-47270.

N−ヒドロキシイミドの中でも、N−ヒドロキシコハク酸イミドが最も好ましい。   Among N-hydroxyimides, N-hydroxysuccinimide is most preferable.

N−ヒドロキシコハク酸イミドとしては、市販されている試薬などをそのまま使用することができる。なお、本明細書中においては、N−ヒドロキシコハク酸イミドをNHSともいう。   As N-hydroxysuccinimide, commercially available reagents and the like can be used as they are. In the present specification, N-hydroxysuccinimide is also referred to as NHS.

N−ヒドロキシイミドの使用量は、特に限定されないが、使用されるポリアミン1モルに対して、2モル以上が好ましく、3モル以上がより好ましく、6モル以上がさらに好ましく、12モル以上がいっそう好ましく、24モル以上が特に好ましい。また、使用されるポリアミン1モルに対して、50モル以下が好ましく、40モル以下がより好ましく、30モル以下がさらに好ましい。   Although the usage-amount of N-hydroxyimide is not specifically limited, 2 mol or more is preferable with respect to 1 mol of polyamines used, 3 mol or more is more preferable, 6 mol or more is further more preferable, and 12 mol or more is still more preferable. 24 mol or more is particularly preferable. Moreover, 50 mol or less is preferable with respect to 1 mol of polyamines used, 40 mol or less is more preferable, and 30 mol or less is further more preferable.

また、N−ヒドロキシイミドの使用量は、使用されるWSCの量と等モルとすることが好ましい。   The amount of N-hydroxyimide used is preferably equimolar to the amount of WSC used.

また、N−ヒドロキシイミドの使用量は、上述したとおり、ポリアミンの量を基準として決定することが好ましいが、PGAの量を基準とした場合の配合量の目安としては、PGA中のグルタミン酸残基1モルに対して、0.001モル以上が好ましく、0.01モル以上がより好ましく、0.03モル以上がより好ましく、0.06モル以上が特に好ましい。また、PGA中のグルタミン酸残基1モルに対して、1モル以下が好ましく、0.3モル以下がより好ましく、0.1モル以下がより好ましい。   Further, the amount of N-hydroxyimide used is preferably determined based on the amount of polyamine as described above. However, as a guideline of the blending amount based on the amount of PGA, a glutamic acid residue in PGA is used. 0.001 mol or more is preferable with respect to 1 mol, 0.01 mol or more is more preferable, 0.03 mol or more is more preferable, and 0.06 mol or more is particularly preferable. Moreover, 1 mol or less is preferable with respect to 1 mol of glutamic acid residues in PGA, 0.3 mol or less is more preferable, and 0.1 mol or less is more preferable.

(溶媒)
本発明の方法においては、溶媒は特に限定されない。好ましくは、水である。
(solvent)
In the method of the present invention, the solvent is not particularly limited. Preferably, it is water.

(その他の成分)
本発明の方法は、好ましくは、上記の各材料のみを用いて溶媒中で行われる。しかし、上記の各材料に加えて、必要に応じて、公知の添加剤等を適当量を配合してもよい。
(Other ingredients)
The method of the present invention is preferably carried out in a solvent using only the above materials. However, in addition to each of the above materials, an appropriate amount of a known additive or the like may be blended as necessary.

具体的には、たとえば、WSCおよびNHS以外の縮合剤、縮合補助剤、触媒、充填材、着色料(顔料または染料)、補強剤(例えば、繊維)、酸化防止剤、離型剤、溶媒、増粘剤などを用途に応じて添加することができる。   Specifically, for example, condensing agents other than WSC and NHS, condensation auxiliary agents, catalysts, fillers, colorants (pigments or dyes), reinforcing agents (for example, fibers), antioxidants, mold release agents, solvents, A thickener or the like can be added depending on the application.

(架橋反応条件)
架橋反応の条件は特に限定されない。室温でもよく、加温してもよい。ただし、温度が低すぎる場合には、硬化反応に極めて長時間を有するので、加熱を行うことが好ましい。架橋反応の際の温度は、具体的には、好ましくは、10℃以上であり、より好ましくは、15℃以上であり、さらに好ましくは、20℃以上である。また、好ましくは、100℃以下であり、より好ましくは、50℃以下である。高すぎる場合には、PGAが分解しやすい。従って室温付近で行うことが好ましい。
(Crosslinking reaction conditions)
The conditions for the crosslinking reaction are not particularly limited. It may be room temperature or may be heated. However, if the temperature is too low, the curing reaction takes a very long time, so it is preferable to perform heating. Specifically, the temperature during the crosslinking reaction is preferably 10 ° C or higher, more preferably 15 ° C or higher, and further preferably 20 ° C or higher. Moreover, Preferably it is 100 degrees C or less, More preferably, it is 50 degrees C or less. If it is too high, the PGA tends to decompose. Therefore, it is preferable to carry out at around room temperature.

架橋反応の際のpHは特に限定されないが、好ましくは6以上であり、より好ましくは
7以上である。また、好ましくは11以下であり、より好ましくは10以下である。
The pH during the crosslinking reaction is not particularly limited, but is preferably 6 or more, more preferably 7 or more. Moreover, Preferably it is 11 or less, More preferably, it is 10 or less.

(手順)
上述した各反応材料(PGA、ポリアミン、WSCおよびN−ヒドロキシイミド)を溶媒中で架橋反応させることにより、PGAが架橋したゲルが得られる。各材料の投入順序は特に限定されず、すべての材料を一度に投入してもよく、各材料を任意の順序で投入してもよいが、好ましくは、WSCの投入を最後に行う。すなわち、PGA、ポリアミンおよびN−ヒドロキシイミドを含む反応溶液を調製した後にWSCを添加することが、収率の点で好ましい。N−ヒドロキシイミドの添加の後、WSCを添加するまでの時間を1分以上とすることが好ましく、より好ましくは、5分以上であり、さらに好ましくは10分以上である。また、好ましくは3時間以下であり、より好ましくは1時間以下であり、さらに好ましくは30分以下である。
(procedure)
A gel in which PGA is crosslinked is obtained by crosslinking reaction of the above-described reaction materials (PGA, polyamine, WSC and N-hydroxyimide) in a solvent. The order in which each material is charged is not particularly limited, and all materials may be charged at once, or each material may be charged in any order, but preferably WSC is charged last. That is, it is preferable in terms of yield to add WSC after preparing a reaction solution containing PGA, polyamine and N-hydroxyimide. It is preferable that the time until the WSC is added after the addition of N-hydroxyimide is 1 minute or longer, more preferably 5 minutes or longer, and further preferably 10 minutes or longer. Moreover, it is preferably 3 hours or less, more preferably 1 hour or less, and even more preferably 30 minutes or less.

反応材料がすべて投入されると、架橋反応がスタートする。架橋反応の際の反応時間は、架橋反応を十分に行うためには、好ましくは、5分間以上であり、より好ましくは、10分間以上であり、さらに好ましくは、20分間以上であり、いっそう好ましくは、30分間以上であり、特に好ましくは、1時間以上である。ただし、プロセス全体の長さを短縮するためには、好ましくは、5日以下であり、より好ましくは、2日以下であり、さらに好ましくは、1日以下である。いっそう好ましくは、12時間以下である。特に好ましくは、6時間以下である。   When all the reaction materials are charged, the crosslinking reaction starts. The reaction time for the crosslinking reaction is preferably 5 minutes or more, more preferably 10 minutes or more, still more preferably 20 minutes or more, and still more preferably in order to sufficiently perform the crosslinking reaction. Is 30 minutes or more, and particularly preferably 1 hour or more. However, in order to shorten the overall length of the process, it is preferably 5 days or less, more preferably 2 days or less, and even more preferably 1 day or less. More preferably, it is 12 hours or less. Particularly preferably, it is 6 hours or less.

架橋反応の際には、必要に応じて、反応溶液を攪拌してもよく、静置しておいてもよい。好ましくは、静置しておく。   In the cross-linking reaction, the reaction solution may be stirred or allowed to stand as necessary. Preferably, it is left still.

架橋反応に充分な時間が経過した後、反応溶液中にゲルが得られる。この反応溶液を水(好ましくは蒸留水)で洗うことにより、反応溶液中のWSCおよびN−ヒドロキシイミドが除去され、PGAがポリアミンで架橋されたゲルが得られる。   After sufficient time for the crosslinking reaction, a gel is obtained in the reaction solution. By washing this reaction solution with water (preferably distilled water), WSC and N-hydroxyimide in the reaction solution are removed, and a gel in which PGA is crosslinked with polyamine is obtained.

(生成物)
上述した方法により得られたゲルは、PGAにポリアミンが架橋した構造を有する。WSCおよびN−ヒドロキシイミドは、最終的に得られるゲル中には実質的に存在しない。得られるゲル中の、ポリアミン残基のモル数は、グルタミン酸残基のモル数とポリアミン残基のモル数との和に対して、15%以下とすることが好ましく、10%以下がより好ましく、5%以下がさらに好ましく、3%以下がいっそう好ましく、1%以下が特に好ましい。また、0.001%以上が好ましく、0.01%以上がより好ましく、0.1%以上がさらに好ましい。
(Product)
The gel obtained by the above-described method has a structure in which polyamine is crosslinked to PGA. WSC and N-hydroxyimide are substantially absent in the final gel. In the obtained gel, the number of moles of polyamine residues is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, based on the sum of the number of moles of glutamic acid residues and the number of moles of polyamine residues. 5% or less is further preferable, 3% or less is more preferable, and 1% or less is particularly preferable. Moreover, 0.001% or more is preferable, 0.01% or more is more preferable, and 0.1% or more is further more preferable.

(ヒドロゲルの製造)
上述した方法により得られたゲルは、水を加えることにより、ヒドロゲルの形態になる。用途に応じて必要量の水を含ませたヒドロゲル製品とすることが可能である。
(Manufacture of hydrogel)
The gel obtained by the above-described method becomes a hydrogel form by adding water. It is possible to obtain a hydrogel product containing a necessary amount of water depending on the application.

(性能)
本発明のゲルは、優れた膨潤度を示す。例えば、室温で2日間、蒸留水中に浸漬させた後のゲル膨潤度が1000倍以上のゲルを得ることが可能であり、配合を適宜調整することにより、2000倍以上、3000倍以上、4000倍以上、5000倍以上、5500倍以上または6000倍以上の膨潤度を有するゲルが製造され得る。膨潤度は高ければ高いほど好ましいが、具体的には、例えば、6500倍程度まで、あるいは7000倍程度までの膨潤度のゲルを得ることが可能である。
(Performance)
The gel of the present invention exhibits an excellent degree of swelling. For example, it is possible to obtain a gel having a degree of gel swelling of 1000 times or more after being immersed in distilled water for 2 days at room temperature. By appropriately adjusting the blending, 2000 times or more, 3000 times or more, 4000 times or more As described above, a gel having a degree of swelling of 5000 times or more, 5500 times or more, or 6000 times or more can be produced. The higher the degree of swelling, the better. However, specifically, for example, it is possible to obtain a gel having a degree of swelling of up to about 6500 times or up to about 7000 times.

(用途)
本発明のヒドロゲルは、幅広い分野における応用が期待される。例えば、化粧品分野では、モイスチャライザーや保湿剤として使用することができる。農業用品や園芸用品の分野では、土壌改質剤、種子被覆剤、植物栽培用の水分保持剤、動物の堆肥用の固定剤、コンポスト添加剤、糞便や尿などに用いる加失剤として使用することができる。土木工事分野においては、水処理スラッジや下水スラッジ、河川下水道スラッジ用の水コンディショニング剤、固化剤、改質剤、凝固剤、あるいは貯水池用の土壌として使用することができる。医療・衛生分野では血液や体液、紙おむつ、タンポン用の吸収剤として、あるいはデオドラントや放出制御薬剤担体として使用することができる。バイオエンジニアリング分野では、微生物、植物細胞、または動物細胞を培養するための培地基材として、あるいはバイオリアクターのための固定材として使用することができる。
(Use)
The hydrogel of the present invention is expected to be applied in a wide range of fields. For example, in the cosmetic field, it can be used as a moisturizer or humectant. In the field of agricultural and horticultural supplies, it is used as a soil modifier, seed coating, water retention agent for plant cultivation, animal compost fixative, compost additive, faint and urine additive be able to. In the civil engineering field, it can be used as water conditioning sludge for water treatment sludge, sewage sludge, river sewer sludge, solidifying agent, modifier, coagulant, or soil for reservoirs. In the medical / hygiene field, it can be used as an absorbent for blood, body fluids, disposable diapers and tampons, or as a deodorant or controlled release drug carrier. In the field of bioengineering, it can be used as a medium substrate for culturing microorganisms, plant cells, or animal cells, or as a fixing material for a bioreactor.

(実施例1〜4:1,3−PDを架橋剤に用いたPGA架橋物の調製)
以下に、1,3−プロピレンジアミンを用いた実施例を説明する。
(Examples 1-4: Preparation of PGA crosslinked product using 1,3-PD as a crosslinking agent)
Examples using 1,3-propylenediamine will be described below.

(実施例1)
水3mLに0.453gのPGAのナトリウム塩(PGANa)および120μLの1,3−PD水溶液[0.1853g/10mL(=0.25mmol/mL)](=2.2236mg相当)を入れ、ゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.88mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。なお、PGA架橋物に含まれる水の全量を5mLとした。
(Example 1)
Put 0.453 g of PGA sodium salt (PGANa) and 120 μL of 1,3-PD aqueous solution [0.1853 g / 10 mL (= 0.25 mmol / mL)] (corresponding to 2.2236 mg) in 3 mL of water, and slowly The mixture was dissolved by stirring for about 30 minutes, and 0.0207 g of NHS dissolved in 1 mL of water was added thereto. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.88 mL of water. The total amount of water contained in the PGA crosslinked product was 5 mL.

架橋反応を十分に進行させた(一日間)後、2Lの蒸留水に浸漬させ、途中で水の交換をしながらゲルを膨潤させた。(一日間)膨潤により架橋剤が除去された状態のゲルを凍結乾燥することで、ゲル膨潤度およびゲル収率を測定したところ、それぞれ780倍および97%であった。また、十分な膨潤を行うために蒸留水中に2日間浸漬させた場合のゲル膨潤度およびゲル収率はそれぞれ6620倍および92%であった。また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は7.8分、定常状態のゲル弾性率G’は130Paであった。圧縮試験の結果からは初期弾性率Eが求まり、1.9kPaであった。The crosslinking reaction was allowed to proceed sufficiently (one day), then immersed in 2 L of distilled water, and the gel was swollen while exchanging water along the way. The gel from which the crosslinking agent was removed by swelling (for one day) was freeze-dried to measure the degree of gel swelling and the gel yield, which were 780 times and 97%, respectively. Moreover, the gel swelling degree and the gel yield when immersed in distilled water for 2 days for sufficient swelling were 6620 times and 92%, respectively. In addition, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time (time until the elastic modulus and the viscosity modulus cross over) obtained from the viscoelasticity measurement is 7.8 minutes, and the gel elastic modulus G in a steady state. 'Was 130 Pa. From the result of the compression test, the initial elastic modulus E 0 was obtained and was 1.9 kPa.

上述したとおり、ほぼ100%に近い収率でゲルが得られたことから、得られたゲルの組成は、当然に、出発原料中のPGAおよび1,3−PDの配合比がほぼそのままゲルの組成になっていると考えられる。すなわち、ゲル中の1,3−PD残基は、約1%であることが理解される。   As described above, since the gel was obtained with a yield of almost 100%, the composition of the obtained gel naturally had a blending ratio of PGA and 1,3-PD in the starting material almost unchanged. It is thought to have a composition. That is, it is understood that the 1,3-PD residue in the gel is about 1%.

すなわち、非特許文献1の技術では得ることが不可能な架橋剤密度の低いゲルが実施例1において得られたことがわかった。   That is, it was found that a gel having a low crosslinker density that could not be obtained by the technique of Non-Patent Document 1 was obtained in Example 1.

(実施例1A)
実施例1における分子量200万のPGAの代わりに重量平均分子量50万のPGAを用いてゲル架橋物を調製した。その結果、ゲル膨潤度およびゲル収率はそれぞれ2440倍および79%であった。
Example 1A
A gel crosslinked product was prepared using PGA having a weight average molecular weight of 500,000 instead of PGA having a molecular weight of 2 million in Example 1. As a result, the degree of gel swelling and the gel yield were 2440 times and 79%, respectively.

(実施例1A’)
実施例1Aにおいて、1,3−PD水溶液の配合量を240μL(=4.4472mg相当)に変更し、それ以外は実施例1Aと同様に実験を行った。その結果、良好なゲル架橋物が得られた。
(Example 1A ')
In Example 1A, the amount of 1,3-PD aqueous solution was changed to 240 μL (= 4.4472 mg equivalent), and the experiment was performed in the same manner as in Example 1A except that. As a result, a good gel cross-linked product was obtained.

上記背景技術の項に説明したとおり、非特許文献1における収率は、数%〜10%程度に過ぎなかったのである。この従来技術と比較すれば、上記実施例1における97%というゲル収率、および実施例1Aにおける79%というゲル収率は、従来技術からとても予想され得ない、極めて高い収率であることが理解される。   As explained in the background section above, the yield in Non-Patent Document 1 was only about several percent to 10%. Compared to this prior art, the gel yield of 97% in Example 1 above and the gel yield of 79% in Example 1A are very high yields that could not be expected from the prior art. Understood.

しかも、そもそも、非特許文献1においては、1,3−PDの添加量が少ない場合には、ゲルを得ることはできなかったのである。具体的には、例えば、PGA100mgに対して、1,3−PDを10μL(約9μg、PGA100重量部に対して約9重量部)添加した場合に、ゲルを得ることはできなかったのである。すなわち、収率は0%である。他方、上記実施例1および実施例1Aにおいては、PGA100重量部に対して1,3−PDをわずか1重量部添加した配合において97%および79%の収率でゲルが得られており、これは驚くべき高収率であると評価する以外にはない。   In the first place, in Non-Patent Document 1, when the amount of 1,3-PD added is small, a gel could not be obtained. Specifically, for example, when 10 μL of 1,3-PD (about 9 μg, about 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PGA) was added to 100 mg of PGA, a gel could not be obtained. That is, the yield is 0%. On the other hand, in the above Example 1 and Example 1A, gels were obtained with a yield of 97% and 79% in a composition in which only 1 part by weight of 1,3-PD was added to 100 parts by weight of PGA. There is nothing but to evaluate that it is a surprisingly high yield.

(実施例1B)
実施例1において、分子量:200万のPGAの代わりに重量平均分子量500万のPGAを用いてゲル架橋物を調製した。その結果、良好なゲル架橋物が得られた。
(Example 1B)
In Example 1, a gel crosslinked product was prepared using PGA having a weight average molecular weight of 5 million instead of PGA having a molecular weight of 2 million. As a result, a good gel cross-linked product was obtained.

(実施例1B’)
実施例1Bにおいて、1,3−PD水溶液の配合量を240μL(=4.4472mg相当)に変更し、それ以外は実施例1Bと同様に実験を行った。その結果、良好なゲル架橋物が得られた。
(Example 1B ′)
In Example 1B, the amount of 1,3-PD aqueous solution was changed to 240 μL (= 4.4472 mg equivalent), and the experiment was performed in the same manner as in Example 1B except that. As a result, a good gel cross-linked product was obtained.

(実施例2)
水3mLに0.453gのPGANa[分子量:200万]および実施例1での120μLの代わりに240μLの1,3−PD水溶液[0.1853g/10mL(=0.25mmol/mL)](=4.4472mg相当)を入れ、室温でゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.76mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。なお、PGA架橋物に含まれる水の全量を5mLとした。架橋反応を十分に進行させた(一日間)後、2Lの蒸留水に浸漬させ、途中で水の交換をしながらゲルを十分に膨潤させた。(2日間)膨潤により架橋剤が除去された状態のゲルを凍結乾燥することで、ゲル膨潤度およびゲル収率を測定したところ、それぞれ2400倍および95%であった。また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は7.7分、定常状態のゲル弾性率G’は590Paであった。圧縮試験の結果からは初期弾性率Eが求まり、2.6kPaであった。
(Example 2)
0.453 g of PGANa [molecular weight: 2 million] in 3 mL of water and 240 μL of 1,3-PD aqueous solution [0.1853 g / 10 mL (= 0.25 mmol / mL)] instead of 120 μL in Example 1 (= 4 .4472 mg) was added, dissolved by slowly stirring at room temperature for about 30 minutes, and 0.0207 g of NHS dissolved in 1 mL of water was added thereto. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.76 mL of water. The total amount of water contained in the PGA crosslinked product was 5 mL. The crosslinking reaction was allowed to proceed sufficiently (one day), then immersed in 2 L of distilled water, and the gel was sufficiently swollen while exchanging water along the way. The gel in a state where the crosslinking agent was removed by swelling (for 2 days) was freeze-dried to measure the degree of gel swelling and the gel yield, which were 2400 times and 95%, respectively. In addition, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time obtained from the viscoelasticity measurement (the time until the elastic modulus and the viscosity modulus cross over) is 7.7 minutes, and the gel elastic modulus G in a steady state. 'Was 590 Pa. From the result of the compression test, the initial elastic modulus E 0 was obtained and was 2.6 kPa.

(実施例3)
水3mLに0.453gのPGANa[分子量:200万]および実施例1での120μLの代わりに60μLの1,3−PD水溶液[0.1853g/10mL(=0.25mmol/mL)](=1.1118mg相当)を入れ、室温でゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.76mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は11分、定常状態のゲル弾性率G’は52Paであった。圧縮試験の結果からは初期弾性率Eが求まり、0.24kPaであった。
(Example 3)
0.453 g of PGANa [molecular weight: 2 million] in 3 mL of water and 60 μL of 1,3-PD aqueous solution [0.1853 g / 10 mL (= 0.25 mmol / mL)] instead of 120 μL in Example 1 (= 1 0.1118 mg equivalent) was added and dissolved by slowly stirring at room temperature for about 30 minutes, and 0.0207 g of NHS dissolved in 1 mL of water was added thereto. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.76 mL of water. In addition, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time (time until the elastic modulus and the viscosity modulus cross over) obtained from the viscoelasticity measurement is 11 minutes, and the gel elastic modulus G ′ in the steady state is It was 52 Pa. From the result of the compression test, the initial elastic modulus E 0 was obtained and was 0.24 kPa.

(実施例4)
水3mLに0.453gのPGANa[分子量:200万]および実施例1での120
μLの代わりに30μLの1,3−PD水溶液[0.1853g/10mL(=0.25mmol/mL)](=0.5559mg相当)を入れ、室温でゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.76mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は16分、定常状態のゲル弾性率G’は20Paであった。
(Example 4)
0.453 g of PGANa [molecular weight: 2 million] in 3 mL of water and 120 in Example 1
Add 30 μL of 1,3-PD aqueous solution [0.1853 g / 10 mL (= 0.25 mmol / mL)] (corresponding to 0.5559 mg) instead of μL, and dissolve it by slowly stirring at room temperature for about 30 minutes. 0.0207 g NHS dissolved in 1 mL water was added thereto. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.76 mL of water. Moreover, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time (time until elastic modulus and viscosity crossover over) obtained from viscoelasticity measurement is 16 minutes, and the gel elastic modulus G ′ in the steady state is It was 20 Pa.

上記実施例1〜4の配合を以下の表に示す。   The formulation of Examples 1-4 above is shown in the table below.

Figure 2007034795

a)0.01853g/mL(=0.25mmol/mL)水溶液を調製の上、添加した。
b),c)水溶液とした上で添加することで、全量が反応に関与するようにした。
d) 溶媒の全量
*) PGANaのモル数はモノマーユニット換算。
Figure 2007034795

a) A 0.01853 g / mL (= 0.25 mmol / mL) aqueous solution was prepared and added.
b), c) The solution was added in the form of an aqueous solution so that the entire amount was involved in the reaction.
d) Total amount of solvent *) The number of moles of PGANa is in terms of monomer units.

PGAの分子量は、重量平均分子量である。   The molecular weight of PGA is a weight average molecular weight.

上述したとおり、特段のpH調節の作業を行わなかったが、ゲルの調製を再現性よく且つ収率良く行うことが可能であった。   As described above, no special pH adjustment work was performed, but it was possible to prepare the gel with good reproducibility and high yield.

以下の表に、上記実施例1、1Aおよび1Bのゲル化時間、弾性率等の測定結果を示す
The following table shows measurement results such as gelation time and elastic modulus of Examples 1, 1A and 1B.

Figure 2007034795

a)架橋反応開始後、十分な時間(1日程度)放置したものをサンプルとして使用。弾性率測定の際に周波数依存がないことを確認の上、1Hzの周波数を用いてレオメーターにより測定した。
Figure 2007034795

a) A sample that was allowed to stand for a sufficient time (about 1 day) after the start of the crosslinking reaction was used as a sample. It was measured with a rheometer using a frequency of 1 Hz after confirming that there was no frequency dependence when measuring the elastic modulus.


(考察)
上記実験結果から、以下のことが理解される。

(Discussion)
The following can be understood from the above experimental results.

架橋剤量により、ゲル化時間の制御が可能である。   The gelation time can be controlled by the amount of the crosslinking agent.

ゲル化時間に対してはPGA分子量よりも架橋剤量の影響が大きい。   The influence of the amount of the crosslinking agent is larger than the molecular weight of PGA on the gelation time.

弾性率測定結果より、架橋剤量およびPGA分子量の増加に伴った架橋物強度の上昇が確認された(すなわち、同じ架橋物強度のためには、高分子量PGAを用いれば架橋剤濃度を低下させることが出来る)。   From the results of elastic modulus measurement, it was confirmed that the cross-linked product strength increased with the increase in the amount of cross-linking agent and the molecular weight of PGA (that is, for the same cross-linked product strength, the concentration of the cross-linking agent was decreased if high molecular weight PGA was used. Can be).

圧縮試験結果より導いた初期弾性率の変化はレオメーターを用いて測定した粘弾性測定結果と高い相同性を示した。   The change in the initial elastic modulus derived from the compression test results showed a high homology with the viscoelasticity measurement results measured using a rheometer.

(比較例1)
NHSを添加しなかった以外は実施例1と同様に実験を行った。しかし、架橋物は得られず、収率は0%であった。
(Comparative Example 1)
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that NHS was not added. However, a crosslinked product was not obtained, and the yield was 0%.

(比較例2)
比較例1において、反応液のpHを6に調整した以外は、比較例1と同様に実験を行った。WSCはpH約6程度で活性が高くなることが知られているため、pHを調節した。その結果、反応溶液の粘度は上昇したが、架橋物は得られず、収率は0%であった。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 1, an experiment was performed in the same manner as Comparative Example 1 except that the pH of the reaction solution was adjusted to 6. Since WSC is known to have high activity at about pH 6, the pH was adjusted. As a result, the viscosity of the reaction solution increased, but no crosslinked product was obtained, and the yield was 0%.

(実施例5〜9:PEIを架橋剤に用いた高分子量PGA架橋物の調製)
以下に、ポリ(エチレンイミン)を用いた実施例を説明する。
(Examples 5 to 9: Preparation of high molecular weight PGA crosslinked product using PEI as a crosslinking agent)
Hereinafter, examples using poly (ethyleneimine) will be described.

(実施例5)
水3mLに0.453gのPGANa(重量平均分子量:200万)および120μLのPEI(重量平均分子量:600、和光純薬工業株式会社製、試薬グレード)水溶液[0.88g/10mL(=0.25mmol/mL)](=2.64mg相当)(PGAモノマーユニット換算に対して0.25mol%のPEI)を入れ、ゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.88mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。なお、PGA架橋物に含まれる水の全量を5mLとした。
(Example 5)
0.453 g of PGANa (weight average molecular weight: 2 million) and 120 μL of PEI (weight average molecular weight: 600, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade) aqueous solution [0.88 g / 10 mL (= 0.25 mmol) in 3 mL of water / ML)] (= 2.64 mg equivalent) (0.25 mol% PEI relative to PGA monomer unit) was added and dissolved by slowly stirring for about 30 minutes, and dissolved in 1 mL of water there. 0.0207 g NHS was added. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.88 mL of water. The total amount of water contained in the PGA crosslinked product was 5 mL.

また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は2.6分、定常状態のゲル弾性率G’は400Paであった。圧縮試験の結果からは初期弾性率Eが求まり、2.3kPaであった。In addition, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time (time until the elastic modulus and the viscosity modulus cross over) obtained from the viscoelasticity measurement is 2.6 minutes, and the gel elastic modulus G in a steady state. 'Was 400 Pa. From the result of the compression test, the initial elastic modulus E 0 was obtained and was 2.3 kPa.

(実施例6)
水3mLに0.453gのPGANa[重量平均分子量:200万]および120μLのPEI(重量平均分子量:1800、和光純薬工業株式会社製、試薬グレード)水溶液[0.88g/10mL(=0.25mmol/mL)](=2.64mg相当)(PGAモノマーユニット換算に対して0.25mol%のPEI)を入れ、ゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.88mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。なお、PGA架橋物に含まれる水の全量を5mLとした。また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は2.3分、定常状態のゲル弾性率G’は200Paであった。
(Example 6)
0.453 g of PGANa [weight average molecular weight: 2 million] and 120 μL of PEI (weight average molecular weight: 1800, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade) aqueous solution [0.88 g / 10 mL (= 0.25 mmol) in 3 mL of water / ML)] (= 2.64 mg equivalent) (0.25 mol% PEI relative to PGA monomer unit) was added and dissolved by slowly stirring for about 30 minutes, and dissolved in 1 mL of water there. 0.0207 g NHS was added. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.88 mL of water. The total amount of water contained in the PGA crosslinked product was 5 mL. In addition, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time obtained from the viscoelasticity measurement (the time until the elastic modulus and the viscosity modulus cross over) is 2.3 minutes, and the gel elastic modulus G in a steady state. 'Was 200 Pa.

(実施例7)
水3mLに0.453gのPGANa[重量平均分子量:200万]および120μLのPEI(重量平均分子量:10000、和光純薬工業株式会社製、試薬グレード)水溶液[0.88g/10mL(=0.25mmol/mL)](=2.64mg相当)(PGAモノマーユニット換算に対して0.25mol%のPEI)を入れ、ゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.88mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。なお、PGA架橋物に含まれる水の全量を5mLとした。また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は11分、定常状態のゲル弾性率G’は39Paであった。
(Example 7)
0.453 g of PGANa [weight average molecular weight: 2 million] and 120 μL of PEI (weight average molecular weight: 10,000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade) in 3 mL of water [0.88 g / 10 mL (= 0.25 mmol) / ML)] (= 2.64 mg equivalent) (0.25 mol% PEI relative to PGA monomer unit) was added and dissolved by slowly stirring for about 30 minutes, and dissolved in 1 mL of water there. 0.0207 g NHS was added. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.88 mL of water. The total amount of water contained in the PGA crosslinked product was 5 mL. In addition, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time (time until the elastic modulus and the viscosity modulus cross over) obtained from the viscoelasticity measurement is 11 minutes, and the gel elastic modulus G ′ in the steady state is It was 39 Pa.

(実施例8)
水3mLに0.453gのPGANa[分子量:200万]および60μLのPEI(重量平均分子量:600)水溶液[0.88g/10mL(=0.25mmol/mL)](=1.32mg相当)(PGAモノマーユニット換算に対して0.125mol%のPEI)を入れ、ゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.88mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。なお、PGA架橋物に含まれる水の全量を5mLとした。また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は4.0分、定常状態のゲル弾性率G’は52Paであった。圧縮試験の結果からは初期弾性率Eが求まり、1.5kPaであった。
(Example 8)
0.453 g of PGANa [molecular weight: 2 million] and 60 μL of PEI (weight average molecular weight: 600) aqueous solution [0.88 g / 10 mL (= 0.25 mmol / mL)] (corresponding to 1.32 mg) in 3 mL of water (PGA 0.125 mol% of PEI) was added to the monomer unit, and the mixture was dissolved by slowly stirring for about 30 minutes, and 0.0207 g of NHS dissolved in 1 mL of water was added thereto. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.88 mL of water. The total amount of water contained in the PGA crosslinked product was 5 mL. Moreover, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time obtained from the viscoelasticity measurement (time until the elastic modulus and the viscous modulus cross over) is 4.0 minutes, and the gel elastic modulus G in a steady state is obtained. 'Was 52 Pa. From the result of the compression test, the initial elastic modulus E 0 was obtained and was 1.5 kPa.

(実施例9)
水3mLに0.453gのPGANa[分子量:200万]および240μLのPEI(重量平均分子量:600)水溶液[0.88g/10mL(=0.25mmol/mL)](=5.28mg相当)(PGAモノマーユニット換算に対して0.5mol%のPEI)を入れ、ゆっくりと30分程度攪拌することで溶解させ、そこへ1mLの水に溶解させた0.0207gのNHSを添加した。15分経過後、0.88mLの水に溶解させた0.0346gのWSCを添加することでPGA架橋物を調製した。なお、PGA架橋物に含まれる水の全量を5mLとした。得られたゲルの膨潤度は2000倍であった。また、得られたゲルの物性評価を行った結果、粘弾性測定より求めたゲル化時間(弾性率と粘性率がクロスオーバーするまでの時間)は1.8分、定常状態のゲル弾性率G’は1100Paであった。圧縮試験の結果からは初期弾性率Eが求まり、6.4kPaであった。
Example 9
0.453 g of PGANa [molecular weight: 2 million] and 240 μL of PEI (weight average molecular weight: 600) aqueous solution [0.88 g / 10 mL (= 0.25 mmol / mL)] (= 5.28 mg equivalent) (PGA) 0.5 mol% of PEI) was added to the monomer unit and dissolved by slowly stirring for about 30 minutes, and 0.0207 g of NHS dissolved in 1 mL of water was added thereto. After 15 minutes, a PGA cross-linked product was prepared by adding 0.0346 g of WSC dissolved in 0.88 mL of water. The total amount of water contained in the PGA crosslinked product was 5 mL. The swelling degree of the obtained gel was 2000 times. In addition, as a result of evaluating the physical properties of the obtained gel, the gelation time (time until the elastic modulus and the viscosity modulus cross over) obtained from the viscoelasticity measurement is 1.8 minutes, and the gel elastic modulus G in a steady state. 'Was 1100 Pa. From the result of the compression test, the initial elastic modulus E 0 was obtained and was 6.4 kPa.

上記実施例5〜9の配合を以下の表に示す。   The formulations of Examples 5-9 are shown in the table below.

Figure 2007034795

調製条件
架橋剤:PEI (重量平均分子量:600,1800,10000)
PGAの重量平均分子量:200万
a) ポリエチレンイミンの1モノマーユニットの分子量は44。ポリエチレンイミン中、一級アミン:二級アミン:三級アミン=1:2:1の比率で含まれている。一級アミンが2個含まれる繰り返し単位をユニットとすると、8個のモノマーユニットからなる1ユニット中に2個の一級アミンが含まれる計算になり、1ユニットの分子量は352となる。この計算方法により、他のジアミン類との比較およびPEIの分子量の影響を検討することが可能となった。
b),c) 水溶液とした上で添加することで、全量が反応に関与するようにした。
d) 溶媒の全量
*) PGANaのモル数はモノマーユニット換算
Figure 2007034795

Preparation conditions Crosslinking agent: PEI (weight average molecular weight: 600, 1800, 10000)
Weight average molecular weight of PGA: 2 million a) The molecular weight of one monomer unit of polyethyleneimine is 44. Polyethyleneimine is contained in a ratio of primary amine: secondary amine: tertiary amine = 1: 2: 1. When a repeating unit including two primary amines is defined as a unit, the calculation includes two primary amines in one unit of eight monomer units, and the molecular weight of one unit is 352. This calculation method makes it possible to compare with other diamines and to study the influence of the molecular weight of PEI.
b) and c) By adding the solution after making it into an aqueous solution, the entire amount was involved in the reaction.
d) Total amount of solvent *) The number of moles of PGANa is in terms of monomer units.

Figure 2007034795

a)レオメーターを用いて貯蔵弾性率(弾性率)G’の値と損失弾性率(粘性率)G’’の値を測定し、液体(G’<G’’)が架橋反応の進行に伴ってG’>G’’(固体)となるまでの時間をゲル化時間とした。(測定不能領域は、各サンプルともおよそ30分程度であった)
b)架橋反応開始後、十分な時間(1日程度)放置したものをサンプルとして使用。弾性率測定の際に周波数依存がないことを確認の上、1Hzの周波数を用いてレオメーターにより測定した。
c)作製したゲルを用いて圧縮試験により測定を行った。
Figure 2007034795

a) Using a rheometer, measure the storage elastic modulus (elastic modulus) G ′ and the loss elastic modulus (viscosity) G ″, and the liquid (G ′ <G ″) Accordingly, the time until G ′> G ″ (solid) was taken as the gelation time. (The non-measurable area was about 30 minutes for each sample)
b) A sample left for a sufficient time (about 1 day) after the start of the crosslinking reaction is used as a sample. It was measured with a rheometer using a frequency of 1 Hz after confirming that there was no frequency dependence when measuring the elastic modulus.
c) Using the prepared gel, measurement was performed by a compression test.

(比較例3)
NHSを添加しなかった以外は実施例5と同様に実験を行った。しかし、架橋物は得られず、収率は0%であった。
(Comparative Example 3)
The experiment was performed in the same manner as in Example 5 except that NHS was not added. However, a crosslinked product was not obtained, and the yield was 0%.

(比較例4)
比較例3において、反応液のpHを6に調整した以外は、比較例3と同様に実験を行った。WSCはpH約6程度で活性が高くなることが知られているため、pHを調節した。その結果、反応溶液の粘度は上昇したが、架橋物は得られず、収率は0%であった。
(Comparative Example 4)
In Comparative Example 3, the experiment was performed in the same manner as Comparative Example 3 except that the pH of the reaction solution was adjusted to 6. Since WSC is known to have high activity at about pH 6, the pH was adjusted. As a result, the viscosity of the reaction solution increased, but no crosslinked product was obtained, and the yield was 0%.

(考察)
架橋活性化剤であるWSCのほかに架橋活性化補助剤であるN−ヒドロキシイミド(上記実施例ではNHS)を用いることにより、迅速にPEIで架橋されたPGAからなるゲルを調製できた。
(Discussion)
By using N-hydroxyimide (NHS in the above examples) as a crosslinking activation aid in addition to WSC as a crosslinking activator, a gel composed of PGA crosslinked rapidly with PEI could be prepared.

架橋剤としてのPEIの分子量が大きい場合には、架橋物強度は低下する傾向にあることが上記結果から理解される。従って、強度の高い架橋物が所望される場合には、低めの分子量のポリアミンを架橋剤として用いることが有利であることが理解される。   It can be understood from the above results that when the molecular weight of PEI as a crosslinking agent is large, the strength of the crosslinked product tends to decrease. Accordingly, it is understood that it is advantageous to use a lower molecular weight polyamine as a crosslinking agent when a high strength crosslinked product is desired.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載および技術常識に基づいて、特許請求の範囲に等価な範囲を理解することができる。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. Those skilled in the art can understand the scope equivalent to the claims based on the description of the specific preferred embodiments of the present invention and the common general technical knowledge. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本発明のゲルは、膨潤度に優れることから、従来公知のヒドロゲルが用いられていた用途に有効に使用することができる。例えば、保湿性に優れることから、化粧品等の分野において応用が期待される。また、吸水率が高いことから、衛生用品等の分野において応用が期待される。   Since the gel of this invention is excellent in swelling degree, it can be used effectively for the use in which the conventionally well-known hydrogel was used. For example, since it is excellent in moisture retention, application is expected in the field of cosmetics and the like. In addition, since the water absorption rate is high, application is expected in the field of sanitary products.

Claims (11)

ポリ−γ−グルタミン酸ゲルの製造方法であって、水溶性カルボジイミドおよびN−ヒドロキシイミドの存在下で、ポリ−γ−グルタミン酸またはその塩をポリアミンで架橋する工程を包含する、方法。 A method for producing a poly-γ-glutamic acid gel, comprising the step of cross-linking poly-γ-glutamic acid or a salt thereof with a polyamine in the presence of a water-soluble carbodiimide and N-hydroxyimide. 前記N−ヒドロキシイミドがN−ヒドロキシコハク酸イミドである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the N-hydroxyimide is N-hydroxysuccinimide. 前記ポリ−γ−グルタミン酸またはその塩の重量平均分子量が、100万以上である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the poly-γ-glutamic acid or a salt thereof has a weight average molecular weight of 1 million or more. 前記水溶性カルボジイミドが、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド 塩酸塩である、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the water-soluble carbodiimide is 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride. 前記ポリアミンが、アルキレンジアミンまたはポリ(エチレンイミン)である、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the polyamine is an alkylene diamine or poly (ethyleneimine). 前記ポリアミンが、炭素数2〜8のアルキレンジアミンである、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the polyamine is an alkylene diamine having 2 to 8 carbon atoms. 前記ポリアミンが、重量平均分子量100〜20000のポリ(エチレンイミン)である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the polyamine is poly (ethyleneimine) having a weight average molecular weight of 100 to 20,000. 前記ポリアミンが、1,3−プロパンジアミンである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the polyamine is 1,3-propanediamine. ポリ−γ−グルタミン酸がポリアミンで架橋されたポリ−γ−グルタミン酸ゲルであって、乾燥ゲル中の、グルタミン酸残基のモル数とポリアミン残基のモル数との和のうちの、ポリアミン残基のモル数の比率が、10モル%以下である、ポリ−γ−グルタミン酸ゲル。 A poly-γ-glutamic acid gel in which poly-γ-glutamic acid is cross-linked with a polyamine, wherein the polyamine residue of the sum of the number of moles of glutamic acid residues and the number of moles of polyamine residues in the dried gel is A poly-γ-glutamic acid gel having a molar ratio of 10 mol% or less. 前記乾燥ゲル中の、ポリアミン残基のモル数の比率が、3モル%以下である、請求項9に記載のポリ−γ−グルタミン酸ゲル。 The poly-γ-glutamic acid gel according to claim 9, wherein a ratio of the number of moles of polyamine residues in the dry gel is 3 mol% or less. ポリ−γ−グルタミン酸がポリ(エチレンイミン)で架橋されたポリ−γ−グルタミン酸ゲル。 A poly-γ-glutamic acid gel in which poly-γ-glutamic acid is crosslinked with poly (ethyleneimine).
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