物質從液體的分離方法
2023-05-30 00:04:01 1
專利名稱：物質從液體的分離方法
技術領域：
本發明涉及到使用雙螺旋DNA的液體中物質的分離處理用系統，特別是DNA結構在更穩定的條件下有選擇地吸附分離對象物質，從處理對象的液體中分離出分離對象物質的處理系統。本發明還涉及到使用該處理系統的液體的處理方法。
背景技術：
很早就知道DNA形成雙螺旋結構，擔載生物體內的基因信息。DNA雙螺旋可以很容易地有選擇地嵌入具有平面化學結構的芳香族化合物，由於嵌入有時引起DNA自身突變，可以說產生致癌性等。提出了利用該DNA的特異性，使用雙螺旋DNA有選擇地除去致癌性化合物等有害物質的方法(功能材料、Vol.19、1999年)。
為了使用雙螺旋DNA作為環境淨化材料，研究了對雙螺旋DNA進行固定的技術。特開平7-41494公報中公開了作為脫氧核糖核酸的固定方法，通過含有2價金屬化合物使脫氧核糖核酸的鹼金屬鹽與藻酸的鹼金屬鹽凝固。特開2001-81098號公報公開了以DNA作為環境淨化材料，是通過向支持體上的DNA水溶液或DNA液膜、或支持體上的水溶性DNA的薄層照射波長250～270nm範圍的紫外線，使DNA固化，使DNA固定於支持體的內容。特開平10-175994公報公開了固定了DNA的複合體，其中使用無機材料固體的載體。另外，從載體中DNA的有效利用以及提高淨化速度的觀點出發，也在進行多孔的DNA載體產品的開發。另外，已確認藉助中空系透析膜，可以使膜內含有DNA水溶液與含有二噁英類的水溶液接觸，二噁英透過透析膜，被DNA吸附(高分子、52卷、2003年、P134～137)。
另外特開2002-218976公報公開了在將核酸固定在基板上之前，對基板用原子狀氧等離子體進行處理。
發明內容
在上述各文獻中，關於DNA雙螺旋結構保持什麼樣狀態沒有涉及。使DNA與水接觸時，容易引起雙螺旋DNA結構波動，有時雙螺旋分開。特別是在升高溫度會發生這樣的現象。在擔載到無機材料時，也存在著如何使基質(構成載體的基體材料)的機械強度表示方面的課題。
就象上述那樣，正在探求根據DNA的嵌入特性，將DNA材料運用到水的淨化系統時，在廣泛條件下使DNA的功能維持的方法。本發明正是為了解決這樣的技術中的問題，目的在於提供使雙螺旋的吸附能力穩定表現，可以適用於水等淨化的液體的處理系統。
本發明涉及的含有分離對象物質的液體的處理系統，其特徵是具有配置雙螺旋DNA的保持相的處理區域、向該處理區域供給含有分離對象物質的液體供給裝置，以及回收以下的1)、2)中任一個的回收裝置，1)通過與該雙螺旋DNA的保持相接觸，保持或濃縮分離對象物質的DNA的保持相，2)除去分離對象物質或降低該濃度的液體，發生上述雙螺旋DNA與上述分離對象物質的接觸的液相的鹽化合物的濃度在0.02質量％以上。
另外，本發明涉及的由液體分離出分離對象物質的分離處理方法，是使用上述構成的處理系統的由液體進行分離對象物質的分離處理方法，其特徵是具有準備鹽化合物的濃度為0.02質量％以上，含有分離對象物質的液體的工序，將上述液體供給上述處理區域後，使其與雙螺旋DNA的保持相接觸，使該液體中的分離對象物質保持在該雙螺旋DNA的保持相的工序，以及根據與上述雙螺旋DNA的保持相的接觸，回收保持或濃縮分離對象物的DNA的保持相和/或除去了分離對象物質或降低了濃度的液體的回收工序。
通過本發明，在鹽化合物存在下，使用DNA水溶液或DNA分散液、或含有DNA的固相，從處理系統中的液體去除分離對象物質的功能可以穩定表現。在無機DNA載體的情況，可保持機械性質。由此構成在廣泛環境下表現出淨化功能的環境淨化系統是可能的。
具體實施例方式
本發明提供在鹽化合物的存在下，從液相中分離出分離對象物質的系統，分離對象物質有選擇地向含有雙螺旋DNA的相移動，可以在那裡被保持、濃縮。
這裡所謂的分離對象物質指的是通過嵌入或吸附，與雙螺旋DNA相互作用，被雙螺旋DNA保持的物質。例如，通過這樣的相互作用，有時對DNA結構造成不良影響，威脅DNA的遺傳信息的有害物質也被包含在分離對象物質中。關於可相互作用的物質也含有尚不清楚的部分，但可舉出如帶有可嵌入DNA的芳香族官能基團的物質、被DNA有選擇吸附的重金屬離子。作為具體的例子如聚氯二苯並-對-二噁英、聚氯二苯並呋喃以及聚氯二苯(PCB)等二噁英、苯並[a]芘；二氯二苯三氯乙烷(DDT)；溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓；吖啶橙；以及他們的衍生物等。例如，焚燒垃圾等產生二噁英等。其中的一部分產生的有害物質可有選擇地嵌入DNA，成為本發明的分離系統的分離對象物質。另外，在對被PCB等農藥汙染的水進行淨化時，對DNA有影響的有害物質也成為本發明的分離對象物質。還有，對DNA有影響的微量致癌物質也是分離對象物質。
在本發明中，對於要進行處理的液體，在使雙螺旋DNA與保持的即要處理的液體接觸時，使用在雙螺旋DNA不向液體側移動的狀態下可保持雙螺旋DNA的保持相。
作為該保持相，可以利用使雙螺旋DNA溶解或分散於液體中的液相，或使雙螺旋DNA擔載或保持在固體基體上。使用液相時，可以利用配置成通過半透膜等適當的透過膜使液相與要處理的液體接觸的構成。
含有分離對象物質的液體在其鹽化合物濃度在0.02質量％以上的水性介質中與雙螺旋DNA的保持相接觸。當保持相為液相時，在該水性介質中形成液相，可以使他與含有其鹽化合物濃度在0.02質量％以上的鹽化合物濃度的分離對象物質的液體接觸，或向液相介質中添加鹽化合物等，用於調整水性介質中的該鹽化合物濃度達到0.02質量％以上。例如，當含有分離對象物質的液體是分離對象物質的水溶液時，在獲得含有與該水溶液接觸的雙螺旋DNA的水性介質的與鹽化合物濃度相關的平衡狀態階段，調整鹽化合物濃度使得水性介質的鹽化合物濃度在0.02質量％以上。當雙螺旋DNA的保持相為固相時，將與他接觸的液體本身的介質作為水性介質，將其鹽化合物濃度調整到0.02質量％以上。該被處理液體的鹽化合物濃度如果在0.02質量％以上，也可以直接使用。非處理液體的鹽化合物濃度直接通過離子層析分析、原子吸光分析等方法，算出各個離子種類和其量，如果測定也可以。另外，也可以使用通過透析膜，使其與離子交換水或純水充分平衡，將得到的水溶液濃縮後，測定鹽含量的方法。
用於維持或調整分離對象物質和雙螺旋DNA進行接觸的水相的鹽化合物濃度的鹽化合物使用的目的是使DNA的雙螺旋結構穩定，只要是水溶性的、有所期望的穩定效果的，沒有特別限定。作為這樣的鹽化合物的具體例子，如氯化鈉、硝酸鈉、硫酸鈉、磷酸鈉、碳酸鈉、醋酸鈉、醋酸鉀、甲酸鉀、氯化鋰、硝酸鋰、硫酸鋰、磷酸鋰等鹼金屬的鹽類，和氯化鎂、硝酸鎂、氯化鈣、碳酸鈣、硝酸鈣、氯化鋇、硝酸鋇等鹼土類金屬的鹽類，和氯化銨、硝酸銨等。他們可以單獨使用、也可以同時使用2種以上的鹽。特別優選的鹽是氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣，至少含有其中一種的水性介質比較優選。
作為鹽化合物的濃度在0.02(質量)％以上，優選0.1％以上。鹽濃度如果在0.02％以上，DNA雙螺旋結構可以在很寬的條件下被保持、表現出分離功能。作為鹽化合物濃度的上限，在沒有作為排出液排出的循環系統中，沒有特別限定。而在作為排出液排出時，設定在10％以下合適，更優選設定在5％以下。
就象先前敘述的那樣，含有分離對象物質的溶液中的鹽化合物可以直接利用預先存在的鹽化合物，當濃度沒有達到所期望的濃度時，可以向系統中添加鹽化合物進行調整。另外，也採用將需要量的鹽化合物與DNA水溶液或擔載了DNA的固體相做成一體化，融入到系統中，提高到所期望的鹽化合物的濃度的手法。
作為本發明中使用的DNA，只要是具有嵌入功能的雙螺旋DNA就可以用於本使用目的。例如，從哺乳類的精巢或動物的胸腺得到的DNA。從鮭、鯡或鱈的精巢得到的DNA比較好。另外，從哺乳動物或鳥類、例如牛、豬、雞等的胸腺得到的DNA也很好。作為其他的水溶性DNA的例子，如在合成DNA中帶有(dA)-(dT)鹼基對的DNA，特別是例如帶有聚(dA)-聚(dT)型序列的DNA也可以。作為這樣的水溶性形態，可以使用鹼金屬鹽、銨鹽形態。作為DNA的分子量，優選10萬以上，更優選50萬以上。
將DNA水溶液作為保持相使用時，使DNA水溶液和含有分離對象物質的被處理水(例如，被汙染的水)藉助於隔離膜接觸。作為隔離膜，可以使DNA高分子不能透過，只要是分離對象物質能夠通過的膜沒有特別限定。隔離膜的分級分子量在500以上，更優選在1000以上。如果分級分子量在500以上，低分子的有害物質容易通過，阻止DNA分子通過。作為隔離膜的材料如纖維素酯、再生纖維素、聚偏氯乙烯纖維的透析膜、複合纖維素中空過濾膜、聚酯碸中空過濾膜、聚碸中空過濾膜。為了提高吸附速度，也可以使DNA的水溶液、含有分離對象物質的水或其兩側循環或流動。
水溶液中的DNA的濃度(質量基準)優選0.005％～10％，更優選0.1％～5％。DNA的濃度如果在0.005％以上，可以有效地進行淨化。另一方面，DNA的濃度如果在0.02％以下，DNA水溶液的粘度適宜，可形成DNA水溶液的流動。
在本發明中，由於雙螺旋結構被穩定，所以與以往的分離系統相比，即使在更高溫區域也可表現出分離功能。
在使用擔載DNA並不溶的固體相時，可以使固相直接與含有分離對象物質的液體接觸。作為擔載DNA的固相，只要是含有DNA、不使其功能喪失，而且對於處理對象是不溶的，就可以沒有限制地用於本發明。例如，將DNA做成不溶化形式、DNA被保持在無機基質成不溶化形式、以及DNA被保持在有機基質成不溶化形式等。
作為將DNA做成不溶化形式，可以通過使DNA交聯、修飾後得到的形式。可以使用以下幾種方法，但不限定於這些方法。
例如可以使用與DNA的磷酸基團交聯的金屬離子，使DNA不溶化。作為金屬離子的具體例子，如Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+、Al3+、Fe3+、Ti4+、Zr4+等。作為不溶化方法，也可以利用使金屬化合物的水溶液與DNA水溶液適當反應，得到不溶於水的DNA膠體的方法。金屬離子或金屬化合物的添加量按照相對於DNA的氧化物的質量換算，為0.01％～5％，優選0.05～2％。
使用激發射線也可以使DNA不溶化。例如將DNA水溶液塗布於基材，乾燥後，用紫外線、X射線、γ射線或電子射線可以使DNA固化。固化條件沒有特別限定，在部分被不溶化時，用水等提取可溶DNA，使用不溶化DNA。在使用紫外線時，作為紫外線的波長在400nm以下，更優選350nm以下。使用電子射線時，加速電壓在1kV以上，更優選在5kV以上。
另外，也可以使DNA的磷酸基團脂質化而使DNA不溶化。例如使DNA的鹼水溶液與4級銨鹽反應，可以得到不溶於水的DNA。作為使用的4級銨鹽的具體例子，如正十六烷基三甲基銨氯、苄基二甲基十六烷基三甲基銨氯、二月桂基二甲基銨氯等。
在用無機基質(基材)、特別是用氧化物基質使DNA固定時，作為氧化物的原料，可以使用氧化物微粒子、金屬離子的鹽類、以及金屬醇鹽等，優選使用氧化物的膠體和金屬醇鹽。
在使用氧化物膠體時，膠體粒徑優選為5～100nm，更優選10～50nm。如果粒徑大於5nm，沒有細孔尺寸變小的危險，非常適合擔載DNA高分子。另一方面，如果粒徑小於100nm，也不會有細孔數減少的危險。作為氧化物粒子，例如膠體二氧化矽、膠體氧化鋁、膠體氧化鐵、膠體氧化鎵、膠體氧化鑭、膠體氧化鈦、膠體氧化鈰、膠體氧化鋯、膠體氧化錫以及膠體鉿等。這些物質可以單獨或2種以上組合用。從經濟性考慮，以容易獲得的矽膠作為基質的主要成分比較好。作為膠體二氧化矽的具體例子，例如由日產化學工業株式會社提供的スノ-テツクス20、スノ-テツクス30、スノ-テツクスN、スノ-テツクスO、スノ-テツクスC等水系溶膠商品、甲醇系溶膠、IPA-ST、EG-ST、MEK-ST等溶劑系溶膠商品或由催化劑化成工業株式會社提供的OSCAL-1132、OSCAL-1432、OSCAL-1232等溶劑系溶膠商品等。作為膠體氧化鋁的具體例子，如日產化學工業株式會社銷售的氧化鋁溶膠100、氧化鋁溶膠520等商品。
在使用金屬醇鹽作為氧化物基質的原料時，通過用親水性有機溶劑水解，使氧化物基質形成。作為金屬醇鹽化合物，如四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷等矽氧基矽烷，鋁乙醇鹽、鋁異丙醇鹽、鋁-正丁醇鹽、鋁-仲丁醇鹽、鋁-叔丁醇鹽等鋁醇鹽、四甲氧基鈦、四乙氧基鈦、四-正丙氧基鈦等鈦醇鹽，鋯四甲醇鹽、鋯乙醇鹽、鋯四-正丙醇鹽、鋯四異丙醇鹽、鋯四-正丁醇鹽、鋯四-叔丁醇鹽等鋯醇鹽。作為使用的有機溶劑，如甲醇、乙醇、丁醇、乙二醇以及乙二醇-單-正丙醚等醇類，丙酮、丁酮、甲基異丁酮以及環己酮等各種酮類。在製備上述醇鹽化合物的溶液時，根據需要，添加用於控制烷氧基的水解的酸催化劑或穩定化劑、加水後進行水解。作為催化劑，例如硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸以及氨水等。作為穩定劑如乙醯丙酮、乙醯乙酸乙酯等二酮類。
以氧化物基質作為修飾成分，也可以使用含有鹼基官能團的有機矽氧烷。鹼性官能團指的是可與DNA的磷酸基團形成酸鹼結構的含有氮的官能團。含有鹼性官能團的矽氧烷通過使含有該官能團的烷氧矽烷水解得到。作為烷氧矽烷的具體例子如下面的化合物。
各式中，R1為氫或碳數1～8的一價烴基、R3、R4、R5、R6、R9分別為碳數1～8的一價烴基、R7、R8為碳數1～8的2價烴基、R2是具有碳數1～8的二價烴基、或-NH-的二價基團。
作為這些化合物的具體例子，如H2NC3H6Si(OCH3)3、H2NC3H6SiCH3(OCH3)2、H2NC3H6Si(OC2H5)3、H2NC3H6SiCH3(OC2H5)2、(CH3)HNC3H6Si(OCH3)3、(CH3)HNC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)HNC3H6Si(OC2H5)3、(CH3)2HNC3H6SiCH3(OC2H5)2、(CH3)2NC3H6Si(OCH3)3、(CH3)2NC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)2NC3H6Si(OC2H5)3、(CH3)2NC3H6SiCH3(OC2H5)2、(C2H5)2NC3H6Si(OCH3)3、(C2H5)2NC3H6Si(OC2H5)3、H2NC2H4NHC3H6Si(OCH3)3、H2NC2H4NHC3H6SiCH3(OCH3)2、H2NC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3、H2NC2H4NHC3H6SiCH3(OC2H5)2、(CH3)HNC2H4NHC3H6Si(OCH3)3、(CH3)HNC2H4NHC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)HNC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3、CH3HNC2H4NHC3H6SiCH3(OC2H5)2、(CH3)2NC2H4NHC3H6Si(OCH3)3、(CH3)2NC2H4NHC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)2NC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3、(CH3)2NC2H4NHC3H6SiCH3(OC2H5)2、Cl-(CH3)3N+C3H6Si(OCH3)3、Cl-(C4H9)3N+C3H6Si(OCH3)3等。可以使用其中的至少一種。
在鹼性官能團為環狀時，作為具體例子如以下化合物。
作為帶有上述鹼性官能團的烷氧系的水解方法，可以使用直接添加到水之後水解的方法。另外，預先向醇、酮有機分散溶劑加必要的水，可以使其水解。根據需要，水解後，對水進行溶劑置換，得到水系的含有鹼性官能團的矽氧烷溶液。作為對氧化物基質的修飾方法，將由上述氧化物原料形成的基質浸漬於帶有鹼性官能團的有機矽氧烷液，修飾氧化物基質的方法，或由帶有鹼性官能團的矽氧烷和含有上述氧化物成分的分散液直接形成氧化物基質的方法等。
作為將DNA擔載到氧化物基質的方法，沒有特別限定，也可以使用由DNA水溶液將DNA固定在預先形成的基質上的方法，或通過使DNA分散於含有基質成分的分散液中，直接使得到的分散液固定，形成多孔DNA載體的方法。多孔DNA載體中的DNA的含有量(質量基準)為0.01％～15％，優選0.1％～10％。DNA的含量如果在0.01％以上，可以使來自DNA的性質的表現效率更好。另外，如果含量在15％以下，也沒有經濟性的問題，不用擔心多孔DNA載體中的細孔難於形成。因此，水向多孔DNA載體中的移動快，除了表面層的DNA之外，細孔內部的DNA的特性也可以很快表現。
在上述固定化工序中，可以使用對分散溶劑進行加熱、噴霧乾燥、真空乾燥等方法。最好是加熱到不引起得到的多孔DNA載體DNA分解的程度。作為多孔DNA載體的熱處理溫度為200℃以下，優選150℃以下。
作為多孔DNA載體，根據需要，除粉末和塊以外，還可舉如板、管狀體、纖維、織布以及無紡布等對基體表面的被覆膜等。另外，使用被覆上述的多孔DNA載體粉末、多孔DNA載體的板、管狀體、纖維、織布以及無紡布，可以進行集裝。例如，填充多孔DNA載體粉末可以進行柱化。
在用有機聚合物作為基質時，在聚合物中可以固定DNA，只要是可以保持其功能，有機聚合物的種類沒有特別限定。最好是能夠使用通過DNA與金屬離子可以交聯的陰離子聚合物。作為使用的陰離子有機聚合物，如藻酸等天然聚合物、由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸磷酸酯等構成的聚合物、或丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸磷酸酯與其他的乙烯單體的共聚物。這些聚合物根據需要可以使用其中的一種以上。作為聚合的乙烯單體，例如，丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯、核置換苯乙烯類、烷乙烯醚類、烷乙烯酯類、全氟烷乙烯醚類、全氟烷乙烯酯類、馬來酸、馬來酸酐、延胡索酸、甲叉丁二酸、馬來醯亞胺或苯馬來醯亞胺等。這些乙烯單體中，特別適用的是甲基丙烯酸酯類、丙烯腈、苯乙烯類、馬來醯亞胺或苯馬來醯亞胺。
聚合反應通過溶液聚合、紫外線或電子射線照射進行聚合，優選使用溶液聚合的方法。
在進行溶液聚合時，將單體溶解於溶劑中，使用2，2-偶氮二異丁腈、2，2-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、二甲基2，2-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、二甲基2，2-偶氮二異丁酸酯等偶氮系啟動劑、十二烷基過氧化物、苯甲醯過氧化物、過辛酸叔丁酯等過氧化物系引發劑等聚合引發劑進行。
作為乙烯聚合的分散溶劑，基本上只要這些原料是可溶的，就可以使用。可以使用水、甲醇等醇類或丙酮等酮類、乙二醇單甲醚等醚類溶劑。另外也可以使用2種以上的混合溶劑。
作為反應體系的溶劑，以原料成分作為1時，以質量比1.0～20.0左右使用比較好，聚合引發劑以質量比0.005～0.05左右使用比較好。更優選質量比為溶劑在1.5～10、聚合引發劑在0.01左右。溶劑、聚合引發劑的使用量如果不處於上述優選範圍，聚合體凝膠化後，對各種溶劑都不溶，由於出現不能制膜等問題，所以是不優選的。作為聚合條件，一邊對這些混合液進行攪拌，一邊在40℃以上的溫度、優選是在60℃以上溶劑沸點以下的溫度進行聚合。
作為原料的比率，丙烯酸、甲基丙烯酸以及丙烯酸磷酸酯的酸性成分以質量表示在5％以上，優選是在10％以上。如果酸性成分比5％多，將可以與DNA交聯。
作為陰離子性聚合物的交聯方法，向DNA和陰離子性聚合物的混合物中導入金屬離子進行交聯。作為金屬離子種類，可以使用價數在2價以上的金屬離子。作為金屬離子種類，如可舉Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Al3+、Fe3+、Y3+、Co3+、In3+、La3+、Ti4+、Zr4+、Sn4+等。在DNA複合體中，作為金屬離子的量，以氧化物質量換算為0.05％～50％，優選0.1％～30％的範圍。添加量如果在0.05％～50％，在DNA與基質基材的複合體的耐水性被表現的同時，DNA雙螺旋也保持得非常合適。
為了得到均勻的複合體，設置含有酸性成分的聚合物與DNA的混合液的工序。然後，使其與含有金屬離子的溶液接觸，進行交聯。最好是獲得陰離子性聚合物、陰離子聚合物的鹼金屬鹽、或陰離子聚合物的銨鹽的水溶液與DNA鹼金屬鹽的混合水溶液，由水溶性的金屬鹽水溶液進行交聯。
根據DNA複合體的最終形態，向混合水溶液中加金屬鹽的水溶液，得到含有DNA的析出物或DNA的膠體，然後乾燥，得到DNA複合體的集聚體。另外，通過對DNA混合水溶液進行適當的粘度調整，凝膠化為纖維狀，可以得到DNA複合體的纖維。同樣，通過使其凝膠化為膜狀，可以得到DNA複合體的片層。另外，將DNA的混合液塗覆在板、管狀體、纖維、織布以及無紡布等基體表面，預乾燥形成DNA膜，然後與金屬鹽的溶液接觸，由於金屬離子浸透，可以得到含有交聯了的DNA複合被膜的板、纖維、織布以及無紡布。
還有，使用上述的DNA複合體、被覆了DNA複合體的板、管狀體、纖維、織布以及無紡布可以集裝化。例如，可以採取將DNA複合體填充到柱中，提取氣體或液體中的特殊物質的方式。另外，作為牛奶或母乳的過濾材料，也可應用於擔載DNA雜化體中纖維、織布作為膜的集裝化。
固定於上述無機多孔材料或有機聚合物基質的DNA雙螺旋結構在鹽存在下被穩定。特別是，在無機多孔基質中，由於發生DNA雙螺旋結構的運動，無機基質被破壞、載體功能不能維持的擔心消除了。
另外，通過使雙螺旋DNA的保持相與含有分離對象物質的液體接觸後，分離對象物質被保持或濃縮的雙螺旋DNA的保持相、和分離對象物質的濃度降低或分離對象物質被除去的液體中至少一方由系統回收，根據需要可以將他們應用於所定的用途中。
以下利用實施例，對本發明進行更詳細說明。以下中的「％」為質量基準。
(合成例1)將40g的N-2(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基矽烷(259→190)滴到200g的蒸餾水中，於室溫下水解3天。將得到的寡聚物於60℃下用蒸發器進行濃縮。然後加95g的蒸餾水，得到含有約180g的鹼性官能團的矽氧烷溶液N1。固體成分為15.1％。
(合成例2)將40g的下面的有機矽化合物(262.32→193.32)滴到200g的蒸餾水中，於室溫下水解3天。
將得到的寡聚物於60℃下用蒸發器進行濃縮。然後加70g的蒸餾水，得到含有約200g的鹼性官能團的矽氧烷溶液N2。固體成分為14.7％。
(實施例1)將5重量份的由鮭的精液得到的雙鏈DNA(分子量，6×106)於1000重量份的離子交換水中用1天水解溶解，得到DNA的水溶液。向100重量份的30％(重量)的矽溶膠(日產化學工業(株)、スノ-テツクスCM)添加5重量份的鹼性官能團的矽氧烷溶液N1，攪拌30分鐘後，加200重量份的DNA的水溶液。再緩慢地攪拌30分鐘後，用蒸發器於50℃下除去分散溶劑。然後於60℃下乾燥15小時。將得到的塊粉碎，用篩取出1～4mm大小的粒子，得到多孔DNA載體1(DNA的含量約3.2重量％)。
使用得到的多孔DNA載體1，進行溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓(ethidium bromide)吸附實驗。將0.5重量份的多孔DNA載體浸漬於含有100ppm的氯化鈉的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。經過3小時，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓產生的著色降低，多孔DNA載體變紅。當照射366nm的紫外線時，多孔DNA載體顯示出橙色的螢光色，經確認保持著對具有平面結構的有害化合物的嵌入功能。沒有觀察到多孔DNA載體的裂紋。
另外，當用氮吸附法對該多孔DNA載體測定比表面積時，比表面積為121m2/g。
(實施例2)將實施例1的1重量份的多孔DNA載體浸漬於含有200ppm的氯化鉀的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。經過3小時，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓產生的著色降低，多孔DNA載體變紅。當照射366nm的紫外線時，多孔DNA載體顯示出橙色的螢光色，經確認保持著對具有平面結構的有害化合物的嵌入功能。沒有觀察到多孔DNA載體的裂紋。
(實施例3)向100重量份的30％(重量)的矽溶膠(日產化學工業(株)、スノ-テツクスCM)添加4重量份的鹼性官能團的矽氧烷溶液N2(合成例2)，攪拌30分鐘後，加150重量份的DNA的水溶液(實施例1)。再緩慢地攪拌30分鐘後，用蒸發器於50℃下除去分散溶劑。然後於60℃下乾燥15小時。將得到的塊粉碎，用篩取出1～4mm大小的粒子，得到多孔DNA載體2(DNA的含量約2.4重量％)。
使用得到的多孔DNA載體2，進行溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓吸附實驗。將0.5重量份的多孔DNA載體浸漬於含有100ppm的氯化鈉的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。經過3小時，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓產生的著色降低，多孔DNA載體變紅。當照射366nm的紫外線時，多孔DNA載體顯示出橙色的螢光色，經確認保持著對具有平面結構的有害化合物的嵌入功能。沒有觀察到多孔DNA載體的裂紋。
將得到的1重量份的多孔DNA載體浸漬於50重量份的50ppm氯化鈉的水溶液中。即使經過1周時間，多孔DNA載體也沒有出現裂紋等。
(實施例4)向100重量份的30％(重量)的矽溶膠(日產化學工業(株)、スノ-テツクスCM)添加3重量份的鹼性官能團的矽氧烷溶液N2(合成例2)，攪拌30分鐘後，加300重量份的DNA的水溶液(實施例1)。再緩慢地攪拌30分鐘後，用蒸發器於50℃下除去分散溶劑。然後於60℃下乾燥15小時。將得到的塊粉碎，用篩取出1～4mm大小的粒子，得到多孔DNA載體3(DNA的含量約4.7重量％)。
使用得到的多孔DNA載體3，進行溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓吸附實驗。將0.5重量份的多孔DNA載體浸漬於含有100ppm的氯化鈉的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。經過3小時，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓產生的著色降低，多孔DNA載體變紅。當照射366nm的紫外線時，多孔DNA載體顯示出橙色的螢光色，經確認保持著對具有平面結構的有害化合物的嵌入功能。沒有觀察到多孔DNA載體的裂紋。
(實施例5)將1重量份的實施例4多孔DNA載體3浸漬於含有200ppm的氯化鉀的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。經過3小時，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓產生的著色降低，多孔DNA載體變紅。當照射366nm的紫外線時，多孔DNA載體顯示出橙色的螢光色，經確認保持著對具有平面結構的有害化合物的嵌入功能。沒有觀察到多孔DNA載體的裂紋。
(實施例6)將15cc的5wt％NaCl和0.05％DNA水溶液(DNA分子量600萬)裝入直徑約2cm的分級分子量1萬的再生纖維素透析膜管中，將兩端封閉。將DNA液的管浸漬於預先於油浴中加熱到65℃、攪拌中的5wt％NaCl和50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的水溶液中。1天後進行觀察時，DNA管的顏色與周圍的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓液比較要濃得多，當照射366nm紫外線時，看到強的橙螢光色。將管冷卻後，用分光光度計於溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓測定吸光度，可知溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的濃度至少在150ppm以上。
(比較例1)研究實施例4的多孔DNA載體在高純水中的耐久性。將0.1重量份的多孔DNA載體2浸漬於100重量份的蒸餾水中。在由DNA載體的表面發生氣泡的階段，雖然保持著幾乎所有的形狀，但一部分破裂成0.1mm～1mm的粉末。2小時後，沒有看到大的變化。2天後，用分光光度計測定其上清中的DNA濃度。在260nm附近由DNA產生的吸光度為約0.03。多孔DNA載體的DNA幾乎沒有被洗脫出來，但其機械強度變弱了。
(比較例2)將15cc的不含有鹽的0.05％DNA水溶液(DNA分子量600萬)裝入直徑約2cm的分級分子量1萬的再生纖維素透析膜管中，將兩端封閉。將DNA液的管浸漬於預先於油浴中加熱到65℃、攪拌中的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的水溶液中。1天後進行觀察時，DNA管的顏色與周圍的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓液比較幾乎沒有變化，當照射366nm紫外線時，看到橙螢光色，但強度弱。將管冷卻後，用分光光度計測定溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的吸光度，溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的濃度約為60ppm。與鹽存在下的條件比較，吸附性能相當弱。
權利要求
1.含有分離對象物質的液體的處理系統，其特徵是具有配置雙螺旋DNA的保持相的處理區域、向該處理區域供給含有分離對象物質的液體供給裝置，以及回收以下的1)、2)中至少一個的回收裝置，1)通過與所述雙螺旋DNA的保持相接觸，保持或濃縮分離對象物質的DNA的保持相，2)除去分離對象物質或降低該濃度的液體，發生所述雙螺旋DNA與所述分離對象物質接觸的液相的鹽化合物的濃度在0.02質量％以上。
2.權利要求1所述的處理系統，作為所述鹽化合物，含有從氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣以及氯化鎂選擇出來的至少一種。
3.權利要求1或2所述的處理系統，所述鹽化合物的濃度在0.1質量％以上。
4.權利要求1所述的處理系統，所述雙螺旋DNA的保持相是固相，該固相含有無機多孔基材。
5.權利要求4所述的處理系統，所述無機多孔材料是多孔二氧化矽。
6.權利要求5所述的處理系統，所述多孔二氧化矽至少是用膠體二氧化矽和含有鹼基官能團的矽氧烷形成的。
7.權利要求1所述的處理系統，其中所述雙螺旋DNA的保持相是固相，該固相含有有機聚合物基材。
8.權利要求7所述的處理系統，其中所述有機聚合物含具有陰離子官能團的乙烯聚合物。
9.權利要求8所述的處理系統，所述陰離子官能團是磷酸官能團。
10.處理方法，是使用權利要求1～9任一項記載的處理系統的由液體進行分離對象物質的分離處理方法，其特徵是具有準備含有分離對象物質的液體的工序，將所述液體供給所述處理區域後，使其以在0.02質量％以上的鹽化合物的濃度與雙螺旋DNA的保持相接觸，使該液體中的分離對象物質保持在該雙螺旋DNA的保持相的工序，以及通過與所述雙螺旋DNA的保持相的接觸，回收保持或濃縮了分離對象物的DNA的保持相以及除去了分離對象物質或降低了濃度的液體的任一者的回收工序。
全文摘要
含有分離對象物質的液體與雙螺旋DNA的保持相接觸，使分離對象物質保持在雙螺旋DNA的保持相中，由液體分離出分離對象物質時，在鹽濃度為0.02質量％的水性溶劑中使雙螺旋DNA與分離對象物質接觸。
文檔編號B01J20/32GK1654645SQ20051000781
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月2日 優先權日2004年2月2日
發明者張祖依, 榊原悌互, 小谷佳範, 湯淺俊哉, 西則雄 申請人:佳能株式會社