(57)【要約】再生セルロース、第一活性物質、第二活性物質およびリンカーを含む複合材を開示する。イオン液体の使用を伴う該複合材の作製方法も開示する。該開示複合材から作製される物品をさらに開示する。本発明は特に、再生セルロースマトリックス、該再生セルロースのマトリックス内に実質的に均一に分布している第一活性物質、リンカーおよび第二活性物質を含み、該リンカーが、該第一および第二活性物質に結合している、セルロース／活性物質複合材を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生セルロースマトリックス、該再生セルロースのマトリックス内に実質的に均一に分布している第一活性物質、リンカーおよび第二活性物質を含み、該リンカーが、該第一および第二活性物質に結合している、セルロース／活性物質複合材。
【請求項２】
前記再生セルロースが、該再生セルロースを調製する出発セルロースと実質的に同じ分子量を有し、該再生セルロースには、該出発セルロースと比較して置換基の増加量が実質的になく、そして該再生セルロースには、捕捉されたイオン液体分解産物が実質的にない、請求項１に記載の複合材。
【請求項３】
前記再生セルロースの前記第一活性物質に対する重量比が、約１０００：１から約１：２である、請求項１〜２のいずれかに記載の複合材。
【請求項４】
前記リンカーに結合される前の前記第一活性物質が、求核性官能基を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の複合材。
【請求項５】
前記リンカーに結合される前の前記第一活性物質が、高分子アミンを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の複合材。
【請求項６】
前記高分子アミンが、タンパク質またはペプチドを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の複合材。
【請求項７】
前記高分子アミンが、ウシ血清アルブミンを含む、請求項１〜６のいずれかに記載の複合材。
【請求項８】
前記高分子アミンが、ポリリシン、ポリアミンまたはポリアルキレンイミンを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の複合材。
【請求項９】
前記高分子アミンが、ポリエーテルアミンを含む、請求項１〜８のいずれかに記載の複合材。
【請求項１０】
前記リンカーに結合される前の前記第一活性物質が、求電子性官能基を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の複合材。
【請求項１１】
前記第一および第二活性物質に結合される前の前記リンカーが、少なくとも２つの求電子性官能基を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の複合材。
【請求項１２】
前記第一および第二活性物質に結合される前の前記リンカーが、ジエステルを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の複合材。
【請求項１３】
前記第一および第二活性物質に結合される前の前記リンカーが、ジアルデヒドを含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の複合材。
【請求項１４】
前記第一および第二活性物質に結合される前の前記リンカーが、グルタルアルデヒドを含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の複合材。
【請求項１５】
前記第一および第二活性物質に結合される前の前記リンカーが、少なくとも１つの求核性官能基および少なくとも１つの求電子性官能基を含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の複合材。
【請求項１６】
前記リンカーが、少なくとも２つの求核性官能基を含む、請求項１〜１５のいずれかに記載の複合材。
【請求項１７】
前記再生セルロースの前記第二活性物質に対する重量比が、約１０００：１から約１：２である、請求項１〜１６のいずれかに記載の複合材。
【請求項１８】
前記第二活性物質が、求核性官能基を含む、請求項１〜１７のいずれかに記載の複合材。
【請求項１９】
前記第二活性物質が、求電子性官能基を含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の複合材。
【請求項２０】
前記第二活性物質が、微生物細胞、除草薬、殺虫剤、殺真菌剤、微生物細胞、動物もしくは昆虫の駆除剤、植物成長調節剤、肥料、芳香もしくは臭気組成物、触媒、光活性物質、指示薬、染料、ＵＶ吸収剤、またはこれらの混合物を含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の複合材。
【請求項２１】
前記第二活性物質が、抗菌剤を含む、請求項１〜２０のいずれかに記載の複合材。
【請求項２２】
前記第二活性物質が、抗ウイルス薬を含む、請求項１〜２１のいずれかに記載の複合材。
【請求項２３】
前記第二活性物質が、生体分子を含む、請求項１〜２２のいずれかに記載の複合材。
【請求項２４】
前記第二活性物質が、ペプチド、タンパク質、酵素または抗体を含む、請求項１〜２３のいずれかに記載の複合材。
【請求項２５】
前記第二活性物質が、核酸、アプタマーまたはリボザイムを含む、請求項１〜２４のいずれかに記載の複合材。
【請求項２６】
ａ．再生セルロースマトリックスと第一活性物質とを含み、該第一活性物質が該再生セルロースマトリックス内に実質的に均一に分布している組成物を提供すること；
ｂ．該第一活性物質をリンカーと接触させて、該リンカーを該第一活性物質に結合させること；および
ｃ．第二活性物質を該リンカーと接触させて、該リンカーを該第二活性物質に結合させること、
を含み、それによってセルロース／活性物質複合材を提供する、セルロース／活性物質複合材の作製方法。
【請求項２７】
前記リンカーに前記第二活性物質を接触させる前に該リンカーを前記第一活性物質に接触させる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記再生セルロース組成物を生じさせる前に前記リンカーを前記第一活性物質に接触させる、請求項２６〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記リンカーに前記第一活性物質を接触させる前に該リンカーを前記第二活性物質に接触させる、請求項２６〜２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記再生セルロース組成物を生じさせる前に、前記リンカーを前記第一活性物質と接触させ、その後、前記第二活性物質に接触させる、請求項２６〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
再生セルロースマトリックスと第一活性物質とを含む組成物を提供する、請求項２６〜３０のいずれかに記載の方法であって、該方法は、
ａ．出発セルロースと該第一活性物質と親水性イオン液体とを含む組成物を提供する段階であって、ここで、該出発セルロースは、該イオン液体中に溶解され、該イオン液体は、水、有機溶媒および窒素含有塩基を実質的に含まない、段階；ならびに
ｂ．段階（ａ）の組成物を、セルロースに対する液体非溶媒と混合する段階であって、ここで、該非溶媒は、該イオン液体と混和性であり、該第一活性物質は、該非溶媒に実質的に不溶性である、段階
を含み、再生セルロースマトリックスおよびイオン液体相を含む組成物が提供される、方法。
【請求項３２】
前記再生セルロースが、該再生セルロースを調製する出発セルロースと実質的に同じ分子量を有し、該再生セルロースには、該出発セルロースと比較して置換基の増加量が実質的になく、そして該再生セルロースには、捕捉されたイオン液体分解産物が実質的にない、請求項２６〜３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記混合段階が、段階（ａ）組成物をダイを通して前記非溶媒に押出すことにより行われる、請求項２６〜３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
前記再生セルロースマトリックスを回収することをさらに含む、請求項２６〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
前記出発セルロースが、繊維状セルロース、木材パルプ、リンター、綿または紙を含む、請求項２６〜３４のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
前記イオン液体が、約１５０℃未満の温度で溶融される、請求項２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
前記イオン液体が、約−４４℃から約１２０℃の温度で溶融される、請求項２６〜３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
前記イオン液体が、１つ以上のカチオンおよび１つ以上のアニオンを含み、該１つ以上のカチオンが、式：
【化１】
2009500016.tif 000014
（式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基またはＣ１〜Ｃ６アルコキシアルキル基であり、ならびにＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は、独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシアルキル基またはＣ１〜Ｃ６アルコキシ基である）
を有する１つ以上の化合物を含み、該１つ以上のアニオンが、ハロゲン、パークロレート、擬ハロゲン、またはＣ１〜Ｃ６カルボキシレートのうちの１つ以上を含む、請求項２６〜３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
前記イオン液体が、１つ以上のカチオンおよび１つ以上のアニオンを含み、該１つ以上のカチオンが、式：
【化２】
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（式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基またはＣ１〜Ｃ６アルコキシアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は、独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシアルキル基またはＣ１〜Ｃ６アルコキシ基である）
を有する１つ以上の化合物を含み、該１つ以上のアニオンが、ハロゲンまたは擬ハロゲンのうちの１つ以上を含む、請求項２６〜３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
前記１つ以上のカチオンが、式：
【化３】
2009500016.tif 000016
（式中、Ｒ１およびＲ２は、Ｃ１〜６アルキルである）
を有するイミダゾリウムイオンを含む、請求項２６〜３９のいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
Ｒ１またはＲ２が、メチルである、請求項２６〜４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
Ｒ１が、Ｃ１〜Ｃ４−アルキルであり、Ｒ２が、メチルである、請求項２６〜４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４３】
Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の各々が、Ｈである、請求項２６〜４２のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
イオン液体が、１つ以上のカチオンおよび１つ以上のアニオンを含み、該１つ以上のアニオンが、ハロゲン、パークロレート、擬ハロゲン、またはＣ１〜Ｃ６カルボキシレートのうちの１つ以上を含む、請求項２６〜４３のいずれかに記載の方法。
【請求項４５】
前記１つ以上のアニオンが、塩化物である、請求項２６〜４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
前記非溶媒が、水と混和性である、請求項２６〜４５のいずれかに記載の方法。
【請求項４７】
前記非溶媒が、水、アルコールまたはケトンである、請求項２６〜４６のいずれかに記載の方法。
【請求項４８】
前記非溶媒が、水である、請求項２６〜４７のいずれかに記載の方法。
【請求項４９】
前記出発セルロースが、最初、段階（ａ）の組成物中に該段階（ａ）の組成物の約１０から約２５重量パーセントの量で存在する、請求項２６〜４８のいずれかに記載の方法。
【請求項５０】
前記第一活性物質が、求核性官能基を含む、請求項２６〜４９のいずれかに記載の方法。
【請求項５１】
前記第一活性物質が、高分子アミンを含む、請求項２６〜５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５２】
前記高分子アミンが、タンパク質またはペプチドを含む、請求項２６〜５１のいずれかに記載の方法。
【請求項５３】
前記高分子アミンが、ウシ血清アルブミンを含む、請求項２６〜５２のいずれかに記載の方法。
【請求項５４】
前記高分子アミンが、ポリリシン、ポリアミンまたはポリアルキレンイミンを含む、請求項２６〜５３のいずれかに記載の方法。
【請求項５５】
前記高分子アミンが、ポリエーテルアミンを含む、請求項２６〜５４のいずれかに記載の方法。
【請求項５６】
前記第一活性物質が、求電子性官能基を含む、請求項２６〜５５のいずれかに記載の方法。
【請求項５７】
前記リンカーが、少なくとも２つの求電子性官能基を含む、請求項２６〜５６のいずれかに記載の方法。
【請求項５８】
前記リンカーが、ジエステルを含む、請求項２６〜５７のいずれかに記載の方法。
【請求項５９】
前記リンカーが、ジアルデヒドを含む、請求項２６〜５８のいずれかに記載の方法。
【請求項６０】
前記リンカーが、グルタルアルデヒドを含む、請求項２６〜５９のいずれかに記載の方法。
【請求項６１】
前記リンカーが、少なくとも２つの求核性官能基を含む、請求項２６〜６０のいずれかに記載の方法。
【請求項６２】
前記リンカーが、少なくとも１つの求核性官能基および少なくとも１つの求電子性官能基を含む、請求項２６〜６１のいずれかに記載の方法。
【請求項６３】
前記第二活性物質が、求核性官能基を含む、請求項２６〜６２のいずれかに記載の方法。
【請求項６４】
前記第二活性物質が、求電子性官能基を含む、請求項２６〜６３のいずれかに記載の方法。
【請求項６５】
前記第二活性物質が、微生物細胞、除草薬、殺虫剤、殺真菌剤、微生物細胞、動物もしくは昆虫の駆除剤、植物成長調節剤、肥料、芳香もしくは臭気組成物、触媒、光活性物質、指示薬、染料、ＵＶ吸収剤、またはこれらの混合物を含む、請求項２６〜６４のいずれかに記載の方法。
【請求項６６】
前記第二活性物質が、抗菌剤を含む、請求項２６〜６５のいずれかに記載の方法。
【請求項６７】
前記第二活性物質が、抗ウイルス薬を含む、請求項２６〜６６のいずれかに記載の方法。
【請求項６８】
前記第二活性物質が、生体分子を含む、請求項２６〜６７のいずれかに記載の方法。
【請求項６９】
前記第二活性物質が、ペプチド、タンパク質、酵素または抗体を含む、請求項２６〜６８のいずれかに記載の方法。
【請求項７０】
前記第二活性物質が、核酸、アプタマーまたはリボザイムを含む、請求項２６〜６９のいずれかに記載の方法。
【請求項７１】
前記第一活性物質が、前記親水性イオン液体に溶解または分散される前に疎水性イオン液体で被覆され、該疎水性イオン液体が、前記非溶媒と混和性でない、請求項２６〜７０のいずれかに記載の方法。
【請求項７２】
請求項２６〜７１に記載の方法によって作製される、セルロース／活性物質複合材。
【請求項７３】
請求項１〜２５および７２のいずれかに記載の複合材を含む、物品。
【請求項７４】
紙を含む、請求項７３に記載の物品。
【請求項７５】
布を含む、請求項７３〜７４のいずれかに記載の物品。
【請求項７６】
防護衣を含む、請求項７３〜７５のいずれかに記載の物品。
【請求項７７】
前記衣類が、手術衣、手袋、マスクまたは包帯を含む、請求項７３〜７６のいずれかに記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００５年６月２９日に出願された、米国仮特許出願第６０／６９４，９０２号の優先権を主張する。米国仮特許出願第６０／６９４，９０２号は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
本明細書に開示する主題は、一般に、セルロース複合材に、およびイオン液体を使用して該複合材を作製する方法に関する。本明細書中で説明するセルロース組成物の使用方法も開示する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
捕捉材料は、ある環境内で自由に移動する（例えば、解離する、溶解するまたは拡散する）能力に何らかの制限がある物質である。捕捉材料の幾つかの例には、マイクロカプセルに封入された生物活性剤、支持体上にコーティングされた活性剤、ビーズに共有結合している酵素、またはゲルもしくは繊維マトリックスに絡まっている高分子がある。制御放出システム、構造修飾剤およびセンサーまたは反応性材料などの幅広い多数の用途を有する捕捉材料およびそれらの作製方法は、重要な研究分野である。
【０００４】
一般に、捕捉材料は、膜、コーティングまたはカプセルとして調合される。こうした材料を形成するための現在法としては、乳化重合、界面重合、溶解、乳化、ゲル化、噴霧乾燥、真空コーティング、および多孔質粒子への吸着が挙げられる。これらの方法において使用される一般的な材料としては、ポリマー、親水コロイド、糖、ワックス、脂肪、金属および金属酸化物が挙げられる。
【０００５】
捕捉液体材料の制御放出のための膜、コーティング、カプセルなどの使用は、周知である。例えば、制御放出材料は、グラフィックアート材料、医薬、食品および農薬調合物の作製に使用されている。農業において、制御放出技術は、除草薬、殺虫剤、殺真菌剤、殺菌剤および肥料の有効性を向上させた。農業以外の用途としては、カプセル封入された染料、インク、医薬品、着香剤および芳香剤が挙げられる。
【０００６】
制御放出材料の最も一般的な形態は、コーティングされた液滴またはマイクロカプセル、コーティングされた固体（多孔質粒子と非多孔質粒子を両方を含む）、およびコーティングされた固体粒子凝集体である。幾つかの事例では、カプセルが水と接触した状態に置かれたとき封入材料を放出する、水溶性封入用フィルムが望まれる。他のコーティングは、カプセルが外力により破裂させられたまたは小塊に砕かれたとき封入材料を放出するように設計される。尚、さらなるコーティングは、実際多孔性であり、それらの気孔を通して拡散することにより遅い速度で捕捉材料を周囲の媒質に放出する。
【０００７】
他の材料は、界面活性剤と混合された有機溶媒にその材料を溶解することにより乳化性濃縮物として調合されるか、油性薬剤として調合されている。固体形態の場合、殺虫剤は、水和剤（殺虫剤を微粉鉱物もしくは珪藻土に吸着させる）として、粉剤として、または顆粒として調合されている。
【０００８】
酵素およびタンパク質が、捕捉のための人気材料となってきた。例えば、固体支持体上への酵素の捕捉は、タンパク質安定化ならびに反応系からの触媒の分離および回収の簡単な手段として、広範に研究されている（非特許文献１；非特許文献２）。固体支持体上への酵素の捕捉は、ｐＨおよび温度に対する安定性を向上させることができ、ならびに反応混合物からの酵素の分離を助長することができ、センサー用途向けの酵素電極の形成も助長することができる。
【０００９】
酵素および他のタンパク質を固定するために利用できる主な方法は４つである：吸着、共有結合、捕捉、および膜への閉じ込め。これらのために使用される代表的な材料としては、シリカ、ポリアニリン、アクリル樹脂、キチン、およびセルロースが挙げられる（非特許文献１；非特許文献３）。ゲルまたは繊維内への酵素の捕捉は、低分子量基質および生成物を伴うプロセスにおいて一般に用いられる。微生物、動物および植物細胞の固定化のためにアルギン酸カルシウムへの捕捉も用いられる。
【００１０】
タンパク質および他の生体分子を捕捉するために、親水性であり湿潤性であるセルロースの使用は、相溶性環境を作るのに役立つため、疎水性材料と比較して望ましい場合がある（非特許文献４；非特許文献５）。加えて、セルロースは、頑丈であり、且つ、生理条件下で化学的に不活性であり、且つ、非毒性であり、これらのすべてが、タンパク質の生き残り重要であり、工業的加工に有利である。１つの酵素固定化法は、多糖類活性化を用い、この方法では、セルロースビーズをアルカリ条件下で臭化シアンと反応させる。その後、その生成された中間体を可溶性酵素と共有結合させる。ジクロロメタン中の酵素と酢酸セルロースのエマルジョンの調合、その後の繊維の押出しにより、酢酸セルロース繊維内に酵素を捕捉することもできる。
【００１１】
他の例では、セルロースを溶解し、再構成することによって、材料を捕捉することができる。しかし、銅アンモニアおよびザンテートプロセスをはじめとする伝統的なセルロース溶解プロセスは、多くの場合、複雑で非能率的であるか費用がかかり、一般に高いイオン強度を有する普通でない溶媒の使用を必要とし、比較的苛酷な条件下で使用される（非特許文献６）。こうした溶媒としては、二硫化炭素、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＮＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドと塩化リチウムの混合物（ＤＭＡＣ／ＬｉＣｌ）、ジメチルイミダゾロン／ＬｉＣｌ、濃無機塩水溶液（例えば、ＺｎＣｌ／Ｈ２Ｏ、Ｃａ（ＳＣＮ）２／Ｈ２Ｏ）、濃無機酸（例えば、Ｈ２ＳＯ４／Ｈ３ＰＯ４）、または溶融塩水和物（例えば、ＬｉＣｌＯ４・３Ｈ２Ｏ、ＮａＳＣＮ／ＫＳＣＮ／ＬｉＳＣＮ／Ｈ２Ｏ）が挙げられる。これらのセルロース溶解プロセスは、セルロースポリマー骨格を破壊し、その結果、１分子当たり約１５００以上のグルコース単位という天然の、より大きな数ではなく、１分子当たり平均で約５００から約６００のグルコース単位を含有する再生産物を生じさせる。加えて、レーヨンの形成に使用されるものなどのプロセスは、ザンテート中間体経由で進み、ならびにザンテート基含有セルロースの場合のように、残存する誘導体化した（置換基が結合した）グルコース残基を多少残す傾向がある。
【００１２】
特許文献１には、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）を含有する再生セルロースを作製するためのセルロースのＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＮＯ）溶液の使用が開示されている。この特許には、溶解前に酵素セルラーゼでの前処理を用いてセルロースの分子量を減らすべきであると開示されている。加えて、溶解に用いられる温度でＮＭＭＮＯが分解して、分解産物としてＮ−メチルモルホリンを生じさせ、それを蒸気蒸留によりセルロース溶液から除去することができたと開示されている。ＰＥＩの存在は、ＮＭＭＮＯの分解を減らすと言われている。
【００１３】
可溶化セルロースを生じさせることができる他のプロセス、セルロースに結合されたままであるように意図された置換基を形成することによって、例えば、酢酸および酪酸エステルのようなセルロースエステルを作製する、またはカルボキシメチル、メチル、エチル、Ｃ２〜Ｃ３  ２−ヒドロキシアルキル（ヒドロキシエチルもしくはヒドロキシプロピル）などの基をセルロースポリマーに付加させることによって、そうする。こうした誘導体（置換基）形成は、通常、セルロース重合度の減少ももたらし、そのため、結果として生じる生成物が含有する１分子当たりのグルコース単位は、それを作製したセルロースより少ない。
【００１４】
この背景に対して、捕捉材料の多くの調合物が、エマルジョンに使用される有機溶媒に起因する環境汚染、水和剤に由来する微粉に起因する環境汚染、および望ましくない副生成物の除去に付随する費用など、様々な問題を提起している。また、こうした組成物におけるセルロースの使用は、一般に、多数の欠点を伴い、最も顕著なところでは、その表面に生体分子を取り付けるために必要な広範な化学的活性化および官能化の必要を伴う（非特許文献７；非特許文献８；非特許文献９）。セルロースの可溶化を伴う方法は、セルロース骨格の破壊、珍しい溶媒および追加の段階の必要、ならびにセルロースの望ましくない誘導体化を被る。さらに、長期残効性を有するこれらの調合物には、通常の施用の際に用いられるよりはるかに多い量の捕捉材料が必要とされることがあり、この増加量は、環境に影響を及ぼすまたは安全性の問題を生じさせることがある。
【００１５】
こうした捕捉材料の作製は、技術的に難しく、環境的に有害であるため、捕捉プロセスを減らすまたは単純にすることができる方法論が、強く求められている。乳剤、界面重合粉末または水和剤に有効に取って代わることができ、且つ、より安全に使用できる、優れた調合物も必要とされている。また、セルロース系材料の利用に対処するプロセスおよび調合物の要求は、長期間にわたって高い有効度を維持する調合物には非常に妥当である。これらおよび他の必要を満たす組成物および方法を、本明細書に開示する。
【特許文献１】米国特許第５，７９２，３９９号明細書
【非特許文献１】Ｇｅｍｅｉｎｅｒ，Ｉｎ  Ｅｎｚｙｍｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｅｍｅｉｎｅｒ，Ｅｄ．，Ｅｌｌｉｓ  Ｈｏｒｗｏｏｄ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｉｎ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｅｌｌｉｓ  Ｈｏｒｗｏｏｄ  Ｌｉｍｉｔｅｄ：Ｗｅｓｔ  Ｓｕｓｓｅｘ，Ｅｎｇｌａｎｄ，  １９９２，ｐｐ１５８−１７９
【非特許文献２】Ｍｕｌｄｅｒ，Ｂａｓｉｃ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ：Ｄｏｒｄｒｅｃｈｔ，１９９１
【非特許文献３】Ｋｒａｊｅｗｓｋａ，Ｅｎｚ  Ｍｉｃｒｏｂ  Ｔｅｃｈｎｏｌ  ２００４，３５：１２６−１３９
【非特許文献４】Ｔｉｌｌｅｒら，Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  Ａｐｐｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  １９９９，３０：１５５−１６２
【非特許文献５】Ｓａｋａｉ，Ｊ  Ｍｅｍｂｒ  Ｓｃｉ  １９９４，９６：９１−１３０
【非特許文献６】Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ，Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  １９９３，Ｖｏｌ．５，ｐ．４７６−５６３
【非特許文献７】Ｋｌｅｍｍら，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｗｉｌｅｙ  ＶＣＨ：Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ，１９９８；Ｖｏｌ．２．
【非特許文献８】Ｃｈｅｓｎｅｙら，Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍ  ２０００，２：５７−６２
【非特許文献９】Ｓｔｏｅｌｌｎｅｒら，Ａｎａｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  ２００１，３０４：１５７−１６５
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（概要）
本明細書において具体的に表しおおまかに説明する開示材料、化合物、組成物、物品、装置および方法の目的に従って開示する主題は、１つの態様において、化合物および組成物ならびにそうした化合物および組成物の作製および使用方法に関する。さらなる態様において、開示する主題は、セルロース／活性物質複合材に関する。イオン液体の使用を伴う該開示複合材の製造方法も開示する。尚、さらなる態様において開示する主題は、該開示複合材から作製される物品に関する。
【００１７】
さらなる利点は、あとに続く説明の中で一部は述べ、一部はその説明から明らかとなり、または下で説明する態様の実施により知ることができる。下で説明する利点は、添付の特許請求の範囲において特に指摘する要素および組み合わせによって、実現および達成されるであろう。上述の一般的な説明と後続の詳細な説明は、両方とも、例示的なものであり、説明のためのものでしかなく、限定ではないと、解釈しなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（詳細な説明）
本明細書において説明する材料、化合物、組成物、物品、装置および方法は、開示する主題の特定の態様およびその中に含まれる実施例についての後続の詳細な説明ならびに図を参照することによって、より容易に理解することができる。
【００１９】
本材料、化合物、組成物、物品、装置および方法を開示し、説明する前に、下で説明する態様が、特定の合成方法または特定の試薬に限定されず、それ自体、勿論、変わることがあることを理解しなければならない。本明細書において用いる専門用語が、特定の態様を説明するためだけのものであり、限定するためのものではないことも、理解しなければならない。
【００２０】
また、本明細書全体を通して、様々な出版物に言及している。本開示物が属する技術分野の状態をより詳細に説明するために、これらの出版物の開示は、それら全体が参照により本出願に取り入れられている。開示する参照文献は、その参照に依存する文の中で論じている、それらに含まれている材料についても、参照により本明細書に個々におよび特別に取り入れられている。
【００２１】
一般定義
本明細書および後続の特許請求の範囲において多数の用語に言及することになるが、それらは、以下の意味を有すると定義することにする。
【００２２】
本明細書の説明および特許請求の範囲全体を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という語およびこの語の他の形、例えば、その現在進行形「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」および三人称単数形「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」は、限定ではなく包含を意味し、例えば、他の添加剤、成分、整数または段階を除外するためのものではない。
【００２３】
本説明および添付の特許請求の範囲において用いる場合、単数形「ａ」、［ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、その文脈に明確に別の指示が無い限り、複数の指示対象を包含する。従って、例えば、「１つの組成物（ａ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）」への言及は、２つ以上の組成物の混合物を包含し、「１つの薬剤（ａｎ  ａｇｅｎｔ）」への言及は、２つ以上のそうした薬剤の混合物を包含し、「その成分（ｔｈｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」への言及は、２つ以上のそうした成分の混合物を包含する、等々。
【００２４】
「任意の」または「場合によっては」は、後に記載されている事象または状況が、発生することもあり、しないこともあること、ならびにその記載が、その事象または状況が発生する事例およびしない事例を含むことを意味する。例えば、「Ｌは、任意のリンカーである」という文言は、Ｌが、その複合材中に存在することもあり、しないこともあること、ならびにＬが存在する（例えば、第一活性物質を第二活性物質に連結させる）場合の複合材とＬが存在しない場合の複合材（この場合、第一および第二活性物質は、互いに直接結合している）の両方を含むことを意味する。
【００２５】
本明細書において、範囲を、「約」ある特定の値から、および／または「約」別の値までと、表示することがある。こうした範囲が表示されているとき、別の態様は、ある特定の値から、および／または他の特定の値までを含む。同様に、値が、先行する「約」の使用によって近似値として表示されているとき、その特定の値が別の態様を構成すると解釈されよう。さらに、複数の範囲の各々の終点は、他の終点に関して有意でもあり、他の終点とは無関係に有意でもあると解釈されよう。また、本明細書には多数の値が開示されていると解釈し、各値は、その値自体に加えて、「約」その特定の値としても本明細書に開示されていると解釈する。例えば、値「１０」が、開示されている場合には、「約１０」も開示されている。また、ある値が開示されているときには、当業者が適切に解釈して、その値「より小さいまたは（その値）である」、「その値より大きいか、その値である」およびそれら値の間の可能な範囲も開示されていると解釈する。例えば、値「１０」が開示されている場合には、「１０より小さいか、１０である」ならびに「１０より大きいか、１０である」も開示されている。また、本出願全体にわたって、データは、多数の異なる形式で提供されていると解釈し、このデータは、終点および出発点、ならびにそれらのデータ点のあらゆる組み合わせの範囲を表すと解釈する。例えば、特定のデータ点「１０」および特定のデータ点「１５」が開示されている場合、１０と１５の間はもちろん、１０および１５より大きい、１０および１５より大きいか１０および１５である、１０および１５より小さい、１０および１５より小さいか１０および１５である、ならびに１０および１５であると開示されていると解釈する。また、２つの特定の単位の間の各々の単位も開示されていると解釈する。例えば、１０および１５が開示されている場合には、１１、１２、１３および１４も開示されている。
【００２６】
本明細書および締めくくりの特許請求の範囲における組成物中の特定の元素または成分の重量部への言及は、重量部が表示されている組成物または製品中の元素または成分といずれかの他の元素または成分との重量関係を示す。従って、２重量部の成分Ｘおよび５重量部の成分Ｙを含有する化合物において、ＸおよびＹは、２：５の重量比で存在し、追加の成分がその化合物に含まれているかどうかにかかわらず前述の比で存在する。
【００２７】
成分の重量パーセント（重量％）は、相反する指定が特になければ、その成分が含まれる調合物または組成物の総重量に基づく。
【００２８】
「捕捉された（ｅｎｔｒａｐｐｅｄ）」またはこの語の他の形、例えば現在形「ｅｎｔｒａｐ」または名詞形「ｅｎｔｒａｐｍｅｎｔ」は、分子の自由運動に関する永久的または一時的制限を意味する。これらの用語は、特定の移動制限様式または方法を包含する意味を有さず、例えば、捕捉分子は、ビーズに化学的に結合されているもしくはつなぎ留められていることがあり、マトリックス内に物理的に包み込まれているもしくは絡み付いていることがあり、粒子にイオン的にもしくは静電的に付けられていることがあり、水素結合により捕捉されていることがあり、またはその自由運動範囲が磁気的に制約されていることがある。また、これらの用語は、特定の移動制限度を包含する意味を有さない。例えば、捕捉化合物は、その移動範囲または拡散能がわずかにしか制限されていないことがあり、またはその運動能が実質的に制約されていることがある。本明細書で用いる場合、捕捉されたは、封入された、付けられた、結合された、接着された、吸着された、吸収された、固定化された、閉じ込められた、〜内に分布した、埋め込まれた、および絡み付いたと同義である。
【００２９】
化学的定義
本明細書で用いる用語「置換されている」は、有機化合物のすべての許される置換基を包含すると考えられる。広い態様において、許される置換基としては、有機化合物の非環式、環式、分枝状および非分枝状、炭素環式および複素環式、ならびに芳香族および非芳香族置換基が挙げられる。実例となる置換基としては、例えば、下で説明するものが挙げられる。許される置換基は、適切な有機化合物について、１つ以上あることがあり、同じまたは異なることがある。本開示のために、窒素などのヘテロ原子は、そのヘテロ原子の原子価を満たす、水素置換基および／または本明細書に記載する有機化合物の任意の許される置換基を有することがある。本開示は、それらの有機化合物の許される置換基による如何なる様式での制限も受けないと解釈する。また、用語「置換」または「で置換されている」は、そうした置換が、その置換原子および置換基について許される原子価に従う、ならびにその置換が、結果として、安定な化合物、例えば転位、環化、脱離などによる変換を自然には受けない化合物、を生じさせるという、暗黙の条件を含む。
【００３０】
「Ａ１」、「Ａ２」、「Ａ３」および「Ａ４」は、本明細書では、様々な特定の置換基を表す総称記号として用いる。これらの記号は、本明細書に開示するものに限定されない任意の置換基であり得、ならびに１つの事例において一定の置換基であると定義されているときに、別の事例では、なんらかの他の置換基と定義されていることがある。
【００３１】
本明細書で用いる用語「アルキル」は、炭素原子数１から２４の分枝状または非分枝状飽和炭化水素基、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、エイコシル、テトラコシルなどである。アルキル基は、置換されていることもあり、非置換であることもある。このアルキル基は、下で説明するようなアルキル、ハロゲン化アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アルデヒド、アミノ、カルボン酸、エステル、エーテル、ハロゲン化物、ヒドロキシ、ケトン、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、スルホニル、スルホン、スルホキシドまたはチオールをはじめとする（しかし、これらに限定されない）１つ以上の基で置換されていることがある。
【００３２】
本明細書全体を通して、「アルキル」は、一般に、非置換アルキル基と置換アルキル基の両方を指すために用いられるが、本明細書では、そのアルキル基上の特定の置換基（単数または複数）を特定することにより、置換アルキル基に具体的に言及もする。例えば、用語「ハロゲン化アルキル」は、１つ以上のハロゲン化物、例えばフッ素、塩素、臭素またはヨウ素、で置換されているアルキル基を特に指す。用語「アルコキシアルキル」は、下で説明するような１つ以上のアルコキシ基で置換されているアルキル基を特に指す。用語「アルキルアミノ」は、下で説明するような１つ以上のアミノ基などで置換されているアルキル基を特に指す。「アルキル」が、１つの事例において用いられており、「アルキルアルコール」などの特定用語が別の事例において用いられているとき、これは、その用語「アルキル」が、「アルキルアルコール」などのような特定用語も指すものではないということを含意する意味はない。
【００３３】
この慣例は、本明細書において説明する他の基についても用いられる。すなわち、「シクロアルキル」などの用語は、非置換シクロアルキル部分と置換シクロアルキル部分の両方を指すが、加えて、該置換部分は、本明細書において特別に定義されていることがあり、例えば、特定の置換シクロアルキルが、例えば「アルキルシクロアルキル」と呼ばれることもある。同様に、置換アルコキシは、例えば「ハロゲン化アルコキシ」と特別に呼ばれることがあり、特定の置換アルケニル基は、例えば「アルケニルアルコール」などであることもある。再び、「シクロアルキル」などの総称用語および「アルキルシクロアルキル」などの特定用語を用いる慣例は、その総称用語が、その特定用語も含むものではないということを含意する意味はない。
【００３４】
本明細書で用いる用語「アルコキシ」は、単一の末端エーテル連結基によって結合されたアルキル基を指し、すなわち、「アルコキシ」基は、−ＯＡ１と定義することができ、この場合のＡ１は、上で定義したようなアルキルである。
【００３５】
本明細書で用いる用語アルコキシアルキルは、アルコキシ置換基を含有するアルキル基であり、−Ａ１−Ｏ−Ａ２と定義することができ、この場合のＡ１およびＡ２は、アルキル基である。
【００３６】
本明細書で用いる用語「アルケニル」は、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含有する構造式を有する、炭素原子数２から２４の炭化水素基である。（Ａ１Ａ２）Ｃ＝Ｃ（Ａ３Ａ４）などの不斉構造は、Ｅ異性体とＺ異性体の両方を含むと解釈する。これは、不斉アルケンが存在する、またはそれを結合記号Ｃ＝Ｃによって明確に示すことができるこの場合の構造式で、推定することができる。このアルケニル基は、下で説明するようなアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アルデヒド、アミノ、カルボン酸、エステル、エーテル、ハロゲン化物、ヒドロキシ、ケトン、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、スルホニル、スルホン、スルホキシドまたはチオールをはじめとする（しかし、これらに限定されない）１つ以上の基で置換されていることがある。
【００３７】
本明細書で用いる用語「アルキニル」は、少なくとも１つの炭素−炭素三重結合を含有する構造式を有する、炭素原子数２から２４の炭化水素基である。このアルキニル基は、下で説明するようなアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール、ヘテロアリール、アルデヒド、アミノ、カルボン酸、エステル、エーテル、ハロゲン化物、ヒドロキシ、ケトン、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、スルホニル、スルホン、スルホキシドまたはチオールをはじめとする（しかし、これらに限定されない）１つ以上の基で置換されていることがある。
【００３８】
本明細書で用いる用語「アリール」は、ベンゼン、ナフタレン、フェニル、ビフェニル、フェノキシベンゼンなどをはじめとする（しかし、これらに限定されない）任意の炭素系芳香族基を含有する基である。芳香族基を含有する基であって、その芳香族基がその環内に組み込まれた少なくとも１個のヘテロ原子を有する基と定義される「ヘテロアリール」も用語「アリール」に包含される。ヘテロ原子の例としては、窒素、酸素、硫黄およびリンが挙げられるが、これらに限定されない。同様に、用語「非ヘテロアリール」も用語「アリール」に包含され、これは、ヘテロ原子を含有しない芳香族基を含有する基と定義される。このアリール基は、置換されていることもあり、非置換であることもある。このアリール基は、本明細書において説明するようなアルキル、ハロゲン化アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アルデヒド、アミノ、カルボン酸、エステル、エーテル、ハロゲン化物、ヒドロキシ、ケトン、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、スルホニル、スルホン、スルホキシドまたはチオールをはじめとする（しかし、これらに限定されない）１つ以上の基で置換されていることがある。用語「ビアリール」は、アリール基の１つの特定のタイプであり、アリールの定義に包含される。ビアリールは、ナフタレンの場合のように縮合環構造によって互いに結合している、またはビフェニルのように１つ以上の炭素−炭素結合によって付いている、２つのアリール基を指す。
【００３９】
本明細書で用いる用語「シクロアルキル」は、少なくとも３個の炭素原子から成る非芳香族炭素系の環である。シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられるが、これらに限定されない。用語「ヘテロシクロアルキル」は、その環の炭素原子のうちの少なくとも１個が、ヘテロ原子、例えば窒素、酸素、硫黄またはリン（しかし、これらに限定されない）で置換されている、上で定義したようなシクロアルキル基である。このシクロアルキル基およびヘテロシクロアルキル基は、置換されていることもあり、非置換であることもある。このシクロアルキル基およびヘテロシクロアルキル基は、本明細書において説明するようなアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アルデヒド、アミノ、カルボン酸、エステル、エーテル、ハロゲン化物、ヒドロキシ、ケトン、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、スルホニル、スルホン、スルホキシドまたはチオールをはじめとする（しかし、これらに限定されない）１つ以上の基で置換されていることがある。
【００４０】
本明細書で用いる用語「シクロアルケニル」は、少なくとも３個の炭素原子から成り、少なくとも１つの二重結合、すなわちＣ＝Ｃを含有する、非芳香族の炭素系の環である。シクロアルケニル基の例としては、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキセニル、シクロヘキサジエニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。用語「ヘテロシクロアルケニル」は、上で定義したようなシクロアルケニル基の１つのタイプであり、用語「シクロアルケニル」の意味の中に包含されるが、この場合、その環の炭素原子のうちの少なくとも１個は、ヘテロ原子、例えば窒素、酸素、硫黄、またはリン（しかし、これらに限定されない）で置換されている。このシクロアルケニル基およびヘテロシクロアルケニル基は、置換されていることもあり、非置換であることもある。このシクロアルケニル基およびヘテロシクロアルケニル基は、本明細書において説明するようなアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アルデヒド、アミノ、カルボン酸、エステル、エーテル、ハロゲン化物、ヒドロキシ、ケトン、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、スルホニル、スルホン、スルホキシドまたはチオールをはじめとする（しかし、これらに限定されない）１つ以上の基で置換されていることがある。
【００４１】
用語「環式の基」は、アリール基、非アリール基（すなわち、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニルおよびヘテロシクロアルケニル基）、または両方を指すために、本明細書では用いる。環式の基は、置換されていることもあり、非置換であることもある、１つ以上の環構造を有する。環式の基は、１つ以上のアリール基、１つ以上の非アリール基、または１つ以上のアリール基、および１つ以上の非アリール基を含有することがある。
【００４２】
本明細書で用いる用語「アルデヒド」は、式−Ｃ（Ｏ）Ｈによって表される。本明細書全体を通して、「Ｃ（Ｏ）」は、Ｃ＝Ｏの速記表記である。
【００４３】
本明細書で用いる用語「アミン」または「アミノ」は、式ＮＡ１Ａ２Ａ３によって表され、この場合のＡ１、Ａ２およびＡ３は、独立して、水素、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキル、またはヘテロシクロアルケニル基であり得る。
【００４４】
本明細書で用いる用語「カルボン酸」は、式−Ｃ（Ｏ）ＯＨによって表される。本明細書で用いる「カルボキシレート」は、式−Ｃ（Ｏ）Ｏ−によって表される。
【００４５】
本明細書で用いる用語「エステル」は、式−ＯＣ（Ｏ）Ａ１または−Ｃ（Ｏ）ＯＡ１によって表され、この場合のＡ１は、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニル基であり得る。
【００４６】
本明細書で用いる用語「エーテル」は、式Ａ１ＯＡ２によって表され、この場合のＡ１およびＡ２は、独立して、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニル基であり得る。
【００４７】
本明細書で用いる用語「ケトン」は、式Ａ１Ｃ（Ｏ）Ａ２によって表され、この場合のＡ１およびＡ２は、独立して、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニル基であり得る。
【００４８】
本明細書で用いる用語「ハロゲン化物」は、ハロゲン  フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を指す。
【００４９】
本明細書で用いる用語「ヒドロキシル」は、式−ＯＨによって表される。
【００５０】
本明細書で用いる用語「ニトロ」は、式−ＮＯ２によって表される。
【００５１】
本明細書で用いる用語「シリル」は、式−ＳｉＡ１Ａ２Ａ３によって表され、この場合のＡ１、Ａ２およびＡ３は、独立して、水素、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニル基であり得る。
【００５２】
本明細書で用いる用語「スルホ−オキソ」は式−Ｓ（Ｏ）Ａ１、−Ｓ（Ｏ）２Ａ１、−ＯＳ（Ｏ）２Ａ１、またはＯＳ（Ｏ）２ＯＡ１によって表され、この場合のＡ１は、水素、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニル基であり得る。本明細書全体を通して、「Ｓ（Ｏ）」は、Ｓ＝Ｏの速記標記である。
【００５３】
本明細書で用いる用語「スルホニル」は、式−Ｓ（Ｏ）２Ａ１によって表されるスルホ−オキソ基を指し、この場合のＡ１は、水素、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニル基であり得る。
【００５４】
本明細書で用いる用語「スルホニルアミノ」または「スルホンアミド」は、式−Ｓ（Ｏ）２ＮＨ−によって表される。
【００５５】
本明細書で用いる用語「スルホン」は、式Ａ１Ｓ（Ｏ）２Ａ２によって表され、この場合のＡ１およびＡ２は、独立して、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニルであり得る。
【００５６】
本明細書で用いる用語「スルホキシド」は、式Ａ１Ｓ（Ｏ）Ａ２によって表され、この場合のＡ１およびＡ２は、独立して、上で説明したアルキル、ハロゲン化アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロシクロアルケニルであり得る。
【００５７】
本明細書で用いる用語「チオール」は、式−ＳＨによって表される。
【００５８】
本明細書で用いる「Ｒ１」、「Ｒ２」、「Ｒ３」、「Ｒｎ」（この場合のｎは、整数である）は、独立して、上に列挙した基の１つ以上を有することがある。例えば、Ｒ１が、直鎖アルキル基である場合、そのアルキル基の水素原子のうちの１個は、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルキル基、ハロゲン化物などで場合によっては置換されていることがある。選択される基に依存して、第一の基が、第二の基の中に組み込まれていることがあり、または代替的に、第一の基が、第二の基のペンダントになっている（すなわち、付いている）ことがある。例えば、「アミノ基を含むアルキル基」というフレーズに関して言えば、そのアミノ基は、そのアルキル基の骨格内に組み込まれていることがある。あるいは、そのアミノ基は、そのアルキル基の骨格に付いていることがある。選択される基（単数または複数）の性質によって、第一の基が、第二の基に埋め込まれているのか、付いているのかが決まるであろう。
【００５９】
相反する指定がなければ、くさび形としてではなく、破線としてではなく、唯一実線として示されている化学結合を有する式は、可能性のある各異性体、例えば各エナンチオマーおよびジアステレオマー、ならびに異性体の混合物、例えばラセミまたはスケールミック（ｓｃａｌｅｍｉｃ）混合物を考慮している。
【００６０】
ここで、開示する材料、化合物、組成物、物品および方法の特定の態様に詳細に言及することにする。これらの例は、添付の実施例および図面において例証する。
【００６１】
材料および組成物
本明細書において開示する一定の材料、化合物、組成物および成分は、購入することができ、または当業者に一般に知られている技法を用いて容易に合成することができる。例えば、開示する化合物および組成物を作製する際に使用される出発原料および試薬は、市場の供給業者、例えば、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（ウィスコンシン州、ミルウォーキー）、Ａｃｒｏｓ  Ｏｒｇａｎｉｃｓ（ニュージャージー州、モリス・プレーンズ）、Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（ペンシルバニア州、ピッツバーグ）もしくはＳｉｇｍａ（ミズーリ州、セントルイス）から入手することができ、またはＦｉｅｓｅｒ  ａｎｄ  Ｆｉｅｓｅｒ’ｓ  Ｒｅａｇｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｖｏｌｕｍｅｓ  １−１７（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，１９９１）；Ｒｏｄｄ’ｓ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，Ｖｏｌｕｍｅｓ  １−５  ａｎｄ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌｓ（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９８９）；Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌｕｍｅｓ  １−４０（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，１９９１）；Ｍａｒｃｈ’ｓ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ）；およびＬａｒｏｃｋ’ｓ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ（ＶＣＨ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ  Ｉｎｃ．，１９８９）などの参照文献に記載されている手順に従って、当業者には公知の方法により作製される。
【００６２】
また、開示する方法および組成物、のために使用することができる、と併用することができる、についての作製の際に使用することができる、または、の生成物である、材料、化合物、組成物および成分を本明細書において開示する。これらおよび他の材料を本明細書において開示する。これらの材料の組み合わせ、部分集合、相互作用、基などが開示されているとき、これらの化合物の各々の様々な個々のおよび集合的な組み合わせおよび並べ替えが、明確に開示されていないこともあるが、各々が、本明細書において具体的に考えられており、開示されていると解釈する。例えば、組成物が開示されており、その組成物の多数の成分に対して行うことができる多数の修飾が論じられている場合、相反する指示が特になければ、可能である各々のおよびすべての組み合わせおよび並べ替えが、具体的に考えられる。従って、ある類の成分Ａ、ＢおよびＣならびにある類の成分Ｄ、ＥおよびＦと、組成Ａ−Ｄの例が開示されている場合には、各々が個々に挙げられていなかったとしても、各々が、個々におよび集合的に考えられる。従って、この例では、Ａ、ＢおよびＣ；Ｄ、ＥおよびＦ；ならびに組み合わせ例Ａ−Ｄの開示から、組み合わせＡ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−ＥおよびＣ−Ｆの各々が具体的に考えられ、開示されていると見なさなければならない。同様に、いずれのサブセットまたは組み合わせもまた具体的に考えられ、開示される。従って、例えばＡ、ＢおよびＣ；Ｄ、ＥおよびＦ；ならびに組み合わせ例Ａ−Ｄの開示から、例えば、Ａ−Ｅ、Ｂ−ＦおよびＣ−Ｅのサブグループが具体的に考えられ、開示されていると見なさなければならない。この概念は、開示する組成物の製造および使用方法における段階を含む（しかし、これらに限定されない）本開示のすべての態様にあてはまる。従って、行うことができる様々な追加の段階がある場合、これらの追加の段階の各々を、開示する方法のいずれの特定の態様または態様の組み合わせを用いて行うこともでき、ならびにそうした組み合わせ各々が具体的に考えられ、開示されていると見なさなければならないことは理解される。
【００６３】
１つの態様において、再生セルロースマトリックスと、その再生セルロースマトリックス内に実質的に均一に分布している第一活性物質と、リンカーと、第二活性物質とを含むセルロース／活性物質複合材を本明細書において開示する。本開示複合材において、リンカーは、第一および第二活性物質に結合し、従って、それらを互いに連結させることができる。このようにして、第二活性物質は、再生セルロースに付けるまたは再生セルロースと会合させることができる。こうした複合材は、本明細書において開示するような多種多様な用途を有することができる。例えば、個々の活性物質に依存して、本開示複合材は、防護衣、包帯、紙、および官能化セルロースが必要または所望される任意の他の用途において使用することができる。
【００６４】
再生セルロース
本開示複合材の再生セルロース成分は、下で説明する方法によって作製することができる。一般に、再生セルロースは、出発セルロースをイオン液体に溶解し、その後、その溶液に液体非溶媒（すなわち、出発セルロースを実質的に溶解しないが、イオン液体と混和する液体）に添加することによって作製することができる。この出発セルロースは、いずれのセルロース系材料であってもよい。適する出発セルロースの例としては、繊維状セルロース、木材パルプ、紙、リンター、綿など（これらの混合物を含む）が挙げられるが、それらに限定されない。これにより再生セルロースが生成され、この再生セルロースは、多くの場合、それを作製した出発セルロースと実質的に同じ分子量を有する。「実質的に同じ分子量」とは、出発セルロースと再生セルロースとの分子量の差が、出発セルロースの分子量の約２５％、２０％、１５％、１０％、５％、１％または０％未満であることを意味する。さらに、この再生セルロースには、出発セルロースを基準として置換基の増加量が実質的にない場合がある。「置換基の増加量が実質的にない」とは、一般に置換度または「Ｄ．Ｓ．」と呼ばれる、再生セルロース上の置換基数（例えば、エステル化またはアルキル化による、セルロース上に存在するヒドロキシル基の官能化）が、その出発セルロースのものより小さいか、その出発セルロースのものと同等であるか、その出発セルロースのものより０．１、０．５、１、５、１０、１５、２０、２５、３０または３５％大きいことを意味する。また、本開示複合材の再生セルロース成分には、捕捉されたイオン液体分解産物が実質的にない場合がある。「捕捉されたイオン液体分解産物が実質的にない」とは、再生セルロースが、その再生セルロースの約２５重量％未満、約２０重量％未満、約１５重量％未満、約１０重量％未満、約５重量％未満、約３重量％未満、約２重量％未満、約１重量％未満、約０．５重量％未満、または約０％の捕捉されたイオン液体分解産物を含有することがあることを意味する。
【００６５】
第一活性物質
本開示セルロース／活性物質複合材の第一活性成分は、その再生セルロースのマトリックス内に実質的に均一に分布させることができる。「実質的に均一に」とは、少なくとも１平方インチの再生セルロースの体積にわたって平均していることを意味し；微視的規模では、その再生セルロースの中に第一活性物質が分布している体積と第一活性物質を有さない他の体積とが存在し得る。再生セルロースのマトリックス内に実質的に均一に第一活性物質を分布させるまたは捕捉するために適する方法を本明細書に記載する。本明細書に記載する第一活性物質の一種類より多くを、本開示複合材および方法において使用できることも考えられる。
【００６６】
一般に、第一活性物質は、再生セルロースのマトリックス内に分布させることができる、およびリンカーにカップリングさせる（例えば、結合させるまたは付ける）ことができる、任意の物質であり得、その例を本明細書に記載する。リンカーへの第一活性物質のカップリングは、その第一活性物質とそのリンカーとの結合を形成することができる、任意の反応によって達成することができる。例えば、第一活性物質は、リンカー上の１つ以上の求核性官能基と反応して結合を形成することができる、１つ以上の求電子性官能基を有することがある。あるいは、第一活性物質は、リンカー上の１つ以上の求電子性官能基と反応して結合を形成することができる、１つ以上の求核性官能基を有することがある。「求核性官能基」とは、電子リッチな原子を含有するまたは含有するようにすることができる任意の部分を意味し、求核性官能基の例は、本明細書の中で開示する。「求電子性官能基」とは、電子不足の原子を含有するまたは含有するようにすることができる任意の部分を意味し、求電子性官能基の例も本明細書の中で開示する。第一活性物質、第二活性物質およびリンカーならびにそれらを互いにカップリングさせる方法の具体例は、本明細書の中で開示する。
【００６７】
求核性官能基
特定の例では、第一活性物質は、リンカー上の求電子性の基と反応して結合を形成することができる１つ以上の求核性官能基を含む高分子化合物であり得る。求核性官能基を求電子性官能基と反応させると、その求核性官能基は、もはや求核性ではなくなることがあることは理解される。この意味で、本開示複合材は、一部の例において、第一活性物質上に求核性官能基を有さないことがある。すなわち、求核性官能基は、リンカー上の求電子性官能基とカップリングしており、もはや求核性でないか、以前どおり求核性である。しかし、本開示のために、様々な官能基は、結合形成前のそれらに注目して特定される。例えば、本明細書において開示する複合材の場合、その開示複合材における第一活性物質のアミン官能基が、リンカーのアルデヒド官能基と結合を形成してイミンを生じさせたため、存在しない場合であっても、第一活性物質は、アミンを有すると言われることがあり、リンカーは、アルデヒドを有すると言われることがある。この慣例は、活性物質およびリンカーに言及するときにあまねく用いられる。
【００６８】
第一活性物質上に存在することができる求核性官能基の例としては、アミン、アミドおよびヒドロキシル基が挙げられるが、これらに限定されない。一部の態様では、１つ以上の異なる求核性官能基が、第一活性物質上に存在することがある。
【００６９】
高分子アミン
１つの具体例において、第一活性物質は、高分子アミン（すなわち、１つ以上のアミン基を含むポリマー）であり得る。この事例では、該アミンは、リンカー上の求電子性部分と反応する（例えば、アルデヒドまたはエステルと反応して、それぞれ、イミンまたはアミド結合を形成する）ことができる求核性官能基として作用する。
【００７０】
もう１つの例において、前記高分子アミンは、アミノ酸系ポリマーであり得る。本明細書で用いる「アミノ酸」は、ポリペプチドを構成する、一般に出会う２０のアミノ酸を意味する。加えて、これは、ホルミルメチオニンおよびセレノシステインなどの（しかし、これらに限定されない）両方とも天然であるあまり一般的でない構成要素、一般に見出されるアミノ酸の天然類似体、およびアミノ酸またはアミノ酸官能基の模倣体をさらに含む。これらおよび他の分子の非限定的な例は、本明細書中で論じる。
【００７１】
適するアミノ酸系ポリマーは、「ペプチド」であり、これは、互いに化学結合しているアミノ酸から成る化合物の一類である。一般に、アミノ酸は、アミド結合（ＣＯＮＨ）によって互いに化学結合しているが、アミノ酸は、当該技術分野では公知の他の化学結合によって互いに結合していることもある。例えば、アミノ酸は、アミンの連結によって結合していることがある。本明細書で用いる「ペプチド」は、アミノ酸のオリゴマーならびに小さなおよび大きなペプチド（例えば、タンパク質）を包含する。
【００７２】
第一活性物質としての使用に適する非常にたくさんのアミノ酸系ポリマーがあることは理解される。例えば、一般に出会うアミノ酸とは異なる官能性置換基を有する、非常に多数のＤアミノ酸またはＬ−アミノ酸がある。天然ペプチドの反対の立体異性体も適し、ならびにペプチド類似体の立体異性体も適する。加えて、第一活性物質は、ペプチドに似ているように製造することができるが、これは、天然のペプチドの連結によって接続されていない。例えば、アミノ酸またはアミノ酸類似体についての連結としては、−ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−（シスおよびトランス）、−ＣＯＣＨ２−、−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−および−ＣＨ２ＳＯ−を挙げることができる。これらおよび他のものは、Ｓｐａｔｏｌａ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ａｍｉｎｏ  Ａｃｉｄｓ，Ｐｅｐｔｉｄｅｓ，ａｎｄ  Ｐｒｏｔｅｉｎｓ，Ｂ．Ｗｅｉｎｓｔｅｉｎ，ｅｄｓ．，Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，ＮＹ，ｐ．２６７，１９８３；Ｓｐａｔｏｌａ，Ｖｅｇａ  Ｄａｔａ，Ｐｅｐｔｉｄｅ  Ｂａｃｋｂｏｎｅ  Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｖｏｌ．１，Ｉｓｓｕｅ  ３，１９８３（一般概説）；Ｍｏｒｌｅｙ，Ｔｒｅｎｄｓ  Ｐｈａｒｍ  Ｓｃｉ  １９８０，４６３−６８，；Ｈｕｄｓｏｎら，Ｉｎｔ  Ｊ  Ｐｅｐｔ  Ｐｒｏｔ  Ｒｅｓ  １９７９，１４：１７７−１８５（−ＣＨ２ＮＨ−、−ＣＨ２ＣＨ２−）；Ｓｐａｔｏｌａら，Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉ  １９８６，３８：１２４３−１２４９（−ＣＨ２Ｓ−）；Ｈａｎｎ，Ｊ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ  Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ  Ｉ  １９８２，３０７−３１４（−ＣＨ＝ＣＨ−、シスおよびトランス）；Ａｌｍｑｕｉｓｔら，Ｊ  Ｍｅｄ  Ｃｈｅｍ  １９８０，２３：１３９２−１３９８（−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２−）；Ｊｅｎｎｉｎｇｓ−Ｗｈｉｔｅら，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ  １９８２，２３：２５３３（−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２−）；Ｓｚｅｌｋｅら，欧州特許出願番号ＥＰ  ４５６６５  ＣＡ（−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−）；Ｈｏｌｌａｄａｙら，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ  １９８３，２４：４４０１−４４０４（−Ｃ（ＯＨ）ＣＨ２−）；およびＨｒｕｂｙ，Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉ  １９８２，３１：１８９−１９９（−ＣＨ２Ｓ−）において見出すことができる。これら各々は、少なくともそれらのアミノ酸類似体についての教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている。ペプチド類似体が、結合しているアミンと酸官能基（例えば、ベータ−アラニン、ガンマ−アミノ酪酸など）の間に１個より多くの原子を有することがあることは理解される。こうした類似体は、用語高分子アミンおよびペプチドの意味の範囲内と考えられる。
【００７３】
加えて、本開示第一活性物質は、ペプチドの誘導体または変異体であり得る。ペプチド変異体および誘導体は、当業者によく理解されており、アミノ酸配列修飾を伴うことがある。例えば、アミノ酸配列修飾は、一般に、次の３つの類のうちの１つ以上に分類される：置換変異体、挿入変異体および欠失変異体。挿入としては、アミノおよび／またはカルボキシル末端融合、ならびに単数または多数のアミノ酸残基の配列内挿入が挙げられる。欠失は、タンパク質配列からの１つ以上のアミノ酸残基の除去を特徴とする。置換、欠失、挿入、またはこれらの任意の組み合わせを併用して、最終構築物に到達することもある。
【００７４】
また、適する第一活性物質は、一定の後修飾誘導体化を有するペプチドであり得る。例えば、Ｎ末端アミンのアセチル化またはＣ末端カルボキシルのアミド化。他の分子に連結した（例えば、コンジュゲートした）ペプチドおよびタンパク質の使用も可能である。例えば、炭水化物（例えば、糖タンパク）をタンパク質またはペプチドに連結させることがある。ペプチドおよびタンパク質のこうした誘導体、変異体および類似体は、本明細書では、用語高分子アミン、アミノ酸系ポリマー、およびペプチドの意味の範囲内と考えられ、すべて、第一活性物質としての使用に適する。
【００７５】
第一活性物質としての使用に適するアミノ酸系ポリマーの一部の具体例としては、ポリリシン、タンパク質（例えば、酵素）およびペプチド（これらの混合物を含む）が挙げられるが、それらに限定されない。一部の特定の例としては、ラクターゼ、ハロアミン、アミラーゼ、プロポリス、乳清タンパク質、ジオキシクロル、ラクトフェリンおよびコウスイハッカ（Ｍｅｌｉｓｓａ  ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７６】
こうしたアミノ酸系ポリマー、ペプチドおよびタンパク質の製造方法は、周知である。１つの方法は、タンパク質化学技法により２つ以上のペプチドまたはポリペプチドを互いに連結させる方法である。例えば、ペプチドまたはポリペプチドは、Ｆｍｏｃ（９−フルオレニルメチルオキシカルボニル）またはＢｏｃ（ｔ−ブチルオキシカルボニル）化学を用い、現在利用可能な実験装置を使用して、化学合成することができる。（カルフォルニア州、フォスター・シティーのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）。当業者は、本開示第一活性物質に対応するペプチドまたはポリペプチドを標準的な化学反応によって合成できることを容易に理解することができる。例えば、ペプチドまたはポリペプチドを合成し、その合成樹脂から切断しないことがあるのに対し、ペプチドまたはタンパク質の別のフラグメントを合成し、その後、その樹脂から切断し、それによって、その別のフラグメント上の、官能基によりブロックされている末端基を、露出させることもある。ペプチド縮合反応により、これら２つのフラグメントをそれらのカルボキシ末端およびアミノ末端それぞれでペプチド結合により共有結合させて、抗体またはそのフラグメントを形成することができる。（Ｇｒａｎｔ，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｐｅｐｔｉｄｅｓ：Ａ  Ｕｓｅｒ  Ｇｕｉｄｅ．Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ  ａｎｄ  Ｃｏ．，ＮＹ，１９９２；Ｂｏｄａｎｓｋｙ  ａｎｄ  Ｔｒｏｓｔ，Ｅｄ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｐｅｐｔｉｄｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ  Ｉｎｃ．，ＮＹ，１９９３。これらは、少なくとも、ペプチド合成に関する材料について、参照により取り入れられている）。あるいは、ペプチドまたはポリペプチド第一活性物質を、インビボで、独立して合成することができる。
【００７７】
単離したら、独立したペプチドまたはポリペプチドを、所望される場合には、類似のペプチド縮合反応により連結させて、ペプチドまたはそのフラグメントを形成することができる。例えば、クローン化または合成ペプチドセグメントの酵素的ライゲーションにより、比較的短いペプチドフラグメントを連結させて、より大きなペプチドフラグメント、ポリペプチドまたは全タンパク質ドメインを生じさせることができる（Ａｂｒａｈｍｓｅｎら，Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  １９９１，３０：４１５１。これは、少なくとも、ペプチドおよびタンパク質合成のその教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている）。あるいは、合成ペプチドの天然の化学的ライゲーションを利用して、より短いペプチドフラグメントから大きなペプチドまたはポリペプチドを合成構築することができる（例えば、Ｄａｗｓｏｎら，Ｓｃｉｅｎｃｅ  １９９４，２６６：７７６−９；Ｂａｇｇｉｏｌｉｎｉら，ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔ  １９９２，３０７：９７−１０１；Ｃｌａｒｋ−Ｌｅｗｉｓら，Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  １９９４，２６９：１６０７５；Ｃｌａｒｋ−Ｌｅｗｉｓら，Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  １９９１，３０：３１２８；Ｒａｊａｒａｔｈｎａｍら，Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  １９９４，３３：６６２３−６６３０参照。これらは、すべて、少なくともペプチドおよびタンパク質合成についてのそれらの教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている）。あるいは、非保護ペプチドセグメントを化学的に連結することができ、この場合、その化学的ライゲーションの結果としてそれらペプチド間に形成される結合は、非天然（非ペプチド）結合である（Ｓｃｈｎｏｌｚｅｒら，Ｓｃｉｅｎｃｅ  １９９２，２５６：２２１。これは、少なくともペプチドおよびタンパク質合成についてのその教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている）。この技法は、タンパク質ドメインの類似体、ならびに完全な生物活性を有する大量の比較的純粋なタンパク質を合成するために用いられている（ｄｅＬｉｓｌｅ  Ｍｉｌｔｏｎら，Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｉｎ  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ＩＶ．Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，ＮＹ，ｐｐ．２５７−６７，１９９２。これは、少なくともペプチドおよびタンパク質合成についてのその教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている）。市販のアミノ酸系ポリマー、ペプチドおよびタンパク質も、本明細書に開示する複合材における第一活性物質としての使用に適する。さらに、様々な系および被験者から単離されたアミノ酸系ポリマーも、使用することができる。
【００７８】
高分子アミンの他の適する例は、１つ以上のアミン官能基を含有するオレフィン系ポリマーである。多くのこうしたポリアミンは、購入することができ、または当該技術分野では公知の方法によって作製することができる。本開示セルロース／活性物質複合材において第一活性物質として使用することができるポリアミンの適する例としては、ポリビニルアミンおよびポリアルキレンイミン、例えばポリエチレンイミン、が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７９】
高分子アミンの尚、さらなる例は、二酸またはジエステルモノマーとジアミンモノマーとの縮合によって作製されるポリアミドである。こうしたポリアミドは、当該技術分野において周知であり、購入することができる。あるいは、ポリアミドは、アミンおよび酸もしくエステル官能基を含有するモノマーの自己縮合により、またはカプロラクタムなどの環状アミド（すなわち、ラクタム）の開環反応により、作製することができる。ナイロンは、こうしたポリアミドの一般的な例である。
【００８０】
適する高分子アミンのさらにもう１つの例は、ポリエーテルアミンである。ポリエーテルアミンは、ポリエーテル骨格の末端に付いている第一アミノ基を含有する。ポリエーテル骨格は、一般に、プロピレンオキシド（ＰＯ）、エチレンオキシド（ＥＯ）または混合ＥＯ／ＰＯのいずれかに基づく。１つの態様において、ポリエーテルアミンは、ポリオキシアルキレンアミンであり得る。こうしたポリエーテルアミンは、ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）の名でＨｕｎｔｓｍａｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（ユタ州、ソルトレークシティー）から購入することができる。ＪＥＦＦＡＭＩＮＥは、モノアミン、ジアミンおよびトリアミンを有することがあり、５，０００以下の範囲の様々な分子量で入手することができる。
【００８１】
他の求核性官能基含有ポリマー
求核性官能基を含む第一活性物質のさらにもう１つの適する例において、第一活性物質は、高分子アルコール（すなわち、１つ以上のヒドロキシル基を含むポリマー）であり得る。こうしたヒドロキシ基をリンカー上の求電子性の基と反応させて（例えば、ハロゲン、アルデヒドまたはエステルと反応させて）結合を形成することができる。適する高分子アルコールは、ポリビニルアルコールであり、これは、市販されており、またはポリ酢酸ビニルの加水分解によって作製することができる。
【００８２】
求電子性官能基
本開示セルロース／活性物質複合材のもう１つの態様において、第一活性物質は、リンカー上の求核性の基と反応して結合を形成することができる１つ以上の求電子性官能基を含む高分子化合物であり得る。使用可能な適する求電子性官能基の例としては、エステル、アルデヒド、無水物およびハロゲン基が挙げられるが、これらに限定されない。１つ以上の異なる求電子性の基が、第一活性物質上に存在することもあることが考えられる。
【００８３】
求電子性官能基を含む第一活性物質の一例において、第一活性物質は、ポリエステルまたはポリ酸（すなわち、それぞれ、１つ以上のエステルまたは酸基を含むポリマー）であり得る。ポリエステルおよびポリ酸は、周知であり、購入することができ、または当該技術分野において公知の方法により得ることができる。ポリエステルの適する例としては、ポリアルキレンテレフタレートが挙げられるが、これに限定されない。高分子酸の適する例としては、ポリ（メタ）アクリレートおよびポリマレイン酸（これらの混合物およびコポリマーを含む）が挙げられるが、それらに限定されない。
【００８４】
第二活性物質
本開示セルロース／活性物質複合材は、第二活性物質も含む。第二活性物質は、リンカーによって第一活性物質に連結させることができる。あるいは、第二活性物質を第一活性物質に直接連結させることができる。このようにして、本開示複合材は、再生セルロース内に分布している第一活性物質によりその再生セルロースマトリックスと会合しているまたはその再生セルロースマトリックスに付いている第二活性物質を有する。
【００８５】
第一活性物質について上で説明したように、第二活性物質は、本明細書中で説明する、リンカーにカップリングさせる（例えば、結合させるまたは付ける）ことができる任意の化合物であり得る。リンカーへの第二活性物質のカップリングは、その第二活性物質とリンカーとの結合を形成することができる任意の反応によって達成することができる。例えば、第二活性物質は、リンカー上の１つ以上の求核性官能基と反応して結合を形成することができる１つ以上の求電子性官能基を有することがある。あるいは、第二活性物質は、リンカー上の１つ以上の求電子性官能基と反応して結合を形成することができる、１つ以上の求核性官能基を有することがある。第一活性物質（および第二活性物質）およびリンカーならびにそれらを互いにカップリングさせる方法の具体例は、本明細書の中で開示する。
【００８６】
求核性官能基を有する第二活性物質は、第一活性物質について上で説明したいずれの化合物であってもよい。例えば、第二活性物質は、高分子アミン、アミノ酸系ポリマー、ペプチド、タンパク質、ポリアミド、高分子アルコールなど（これらの混合物を含む）であり得る。こうした分子は、リンカー上の求電子性の基と反応することができる求核性アミンまたはアルコール基を含有する。あるいは、第二活性物質は、第一活性物質について上で説明したような求電子性の基を含むことがある。例えば、第二活性物質は、リンカー上の求核性の基と反応することができるエステルまたはアルデヒドまたはハロゲンを含有することがある。従って、本明細書において開示する第一活性物質のいずれもが、第二活性物質として適する。また、一部の事例において、第二活性物質は、第一活性物質と同じ化合物である。他の事例において、第二活性物質と第一活性物質は、異なる化合物である。
【００８７】
さらに、第二活性物質は、その特定の特徴または特性に、本複合材への会合（すなわち、第一活性物質およびリンカーを介する）が望まれる任意の物質であり得る。すべてはないにせよ多くの場合、第二活性物質は、一定の望ましい生物学的または化学的特性を有し、これは、再生セルロースマトリックス内に捕捉された第一活性物質に第二活性物質が連結されている本開示組成物において明らかであり得る。理論による拘束を望まないが、第二活性物質は、リンカーを介して第一活性物質に付いているため、再生セルロースマトリックスからある程度離れている。これにより、第二活性物質はより自由に動くことができ、従って、さらなる物質との相互作用能力が助長される。
【００８８】
ある特定の例において、セルロース／活性物質複合材に抗菌特性を有することが望まれる場合には、抗菌性である第二活性物質を使用することができる。もう１つの例において、セルロース／活性物質複合材に抗ウイルス特性を有することが望まれる場合には、抗菌性である第二活性物質を使用することができる。本開示複合材に様々な特性を付与するために種々のタイプ（例えば、２つ以上の種類）の第二活性物質を使用することもできる。この一例は、抗菌性および抗ウイルス性第二活性物質が、本開示複合材中に存在する場合である。また、第一活性物質が、第二活性物質を補足する望ましい特性（例えば、生物学的または化学的特性）を有する場合もあることが考えられる。
【００８９】
適する第二活性物質の一部の例としては、抗菌剤、抗ウイルス薬、除草薬、殺虫剤、殺真菌剤、微生物細胞、動物もしくは昆虫の駆除剤、植物成長調節剤、肥料、芳香もしくは臭気組成物、触媒、光活性物質、指示薬、染料およびＵＶ吸収剤、またはこれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。
【００９０】
１つの特定の例において、第二活性物質は、抗菌剤である。抗菌剤の適する例としては、アセダプソン；アセトスルホンナトリウム；アラメシン；アレキシジン；アムジノシリン；アムジノシリンピボキシル；アミサイクリン；アミフロキサシン；アミフロキサシンメシレート；アミカシン；硫酸アミカシン；アミノサリチル酸；アミノサリチル酸ナトリウム；アモキシリン；アンホマイシン；アンピシリン；アンピシリンナトリウム；アパルシリンナトリウム；アプラマイシン；アスパルトシン；硫酸アストロマイシン；アビラマイシン；アボパルシン；アジスロマイシン；アゾロシリン；アゾロシリンナトリウム；塩酸バカンピリシン；バシトラシン；バシトラシンメチレンジサリチル酸塩；バシトラシン亜鉛；バンベルマイシン；ベンゾイルパスカルシウム；ベリスロマイシン；硫酸ベタマイシン；ビアペネム；ビニラマイシン；塩酸ビフェナミン；ビスピリチオンマグスルフェクス；ブチカシン；硫酸ブチロシン；硫酸カプレオマイシン；カルバドックス；カルベニシリン二ナトリウム；カルベニシリンインダニルナトリウム；カルベニシリンフェニルナトリウム；カルベニシリンカリウム；カルモナムナトリウム；セファクロール；セファドロキシル；セファマンドール；セファマンドールナファート；セファマンドールナトリウム；セファパロール；セファトリジン；セファザフルールナトリウム；セファゾリン；セファゾリンナトリウム；セフブペラゾン；セフジニル；セフェピム；塩酸セフェピム；セフェテコール；セフィキシム；塩酸セフメノキシム；セフメタゾール；セフメタゾールナトリウム；セフォニシド一ナトリウム；セフォニシドナトリウム；セフォペラゾンナトリウム；セフォラニド；セフォタキシムナトリウム；セフォテタン；セフォテタン二ナトリウム；塩酸セフォチアム；セフォキシチン；セフォキシチンナトリウム；セフピミゾール；セフピミゾールナトリウム；セフピラミド；セフピラミドナトリウム；硫酸セフピローム；セフポドキシムプロキセチル；セフプロジル；セフロキサジン；セフスロジンナトリウム；セフタジジム；セフチブテン；セフチゾキシムナトリウム；セフトリアキソンナトリウム；セフロキシム；セフロキシムアクセチル；セフロキシムピボキセチル；セフロキシムナトリウム；セファセトリルナトリウム；セファレキシン；塩酸セファレキシン；セファログリシン；セファロリジン；セファロチンナトリウム；セファピリンナトリウム；セフラジン；塩酸セトサイクリン；セトフェニコール；クロラムフェニコール；パルミチン酸クロラムフェニコール；クロラムフェニコール・パントテン酸塩複合体；コハク酸クロラムフェニコールナトリウム；ホスファニル酸クロルヘキシジン；クロロキシレノール；二硫酸クロルテトラサイクリン；塩酸クロルテトラサイクリン；シノキサシン；シプロフロキサシン；塩酸シプロフロキサシン；シロレマイシン；クラリスロマイシン；塩酸クリナフロキサシン；クリンダマイシン；塩酸クリンダマイシン；塩酸パルミチン酸クリンダマイシン；リン酸クリンダマイシン；クロファジミン；クロキサシリンベンザチン；クロキサシリンナトリウム；クロキシキン；コリメスチンメタナトリウム；硫酸コリスチン；クメルマイシン；クメルマイシンナトリウム；シクラシリン；シクロセリン；ダルホプリスチン；ダプソン；ダプトマイシン；デメクロサイクリン；塩酸デメクロサイクリン；デメサイクリン；デノフンギン；ジアベリジン；ジクロキサシリン；ジクロキサシリンナトリウム；硫酸ジヒドロストレプトマイシン；ジピリチオン；ジリスロマイシン；ドキシサイクリン；ドキシサイクリンカルシウム；ドキシサイクリンホスファテックス；ドキシサイクリンハイクレート；ドロキサシンナトリウム；エノキサシン；エピシリン；塩酸エピテトラサイクリン；エリスロマイシン；エリスロマイシンアシストレート；エリスロマイシンエストレート；エチルコハク酸エリスロマイシン；グルセプト酸エリスロマイシン；ラクトビオン酸エリスロマイシン；プロピオン酸エリスロマイシン；ステアリン酸エリスロマイシン；塩酸エタンブトール；エチオナミド；フレロキサシン；フロキサシリン；フルダラニン；フルメキン；ホスホマイシン；ホスホマイシントロメタミン；フモキシシリン；塩化フラゾリウム；酒石酸フラゾリウム；フシジン酸ナトリウム；フシジン酸；硫酸ゲンタマイシン；グロキシモナム；グラミシジン；ハロプロジン；ヘタシリン；ヘタシリンカリウム；ヘキセジン；イバフロキサシン；イミペネム；イソコナゾール；イセパミシン；イソニアジド；ジョサマイシン；硫酸カナマイシン；キタサマイシン；レボフラルタドン；レボプロピルシリンカリウム；レキシスロマイシン；リンコマイシン；塩酸リンコマイシン；ロメフロキサシン；塩酸ロメフロキサシン；ロメフロキサシンメシレート；ロラカルベフ；マフェナイド；メクロサイクリン；スルホサリチル酸メクロサイクリン；リン酸メガロマイシンカリウム；メキドクス；メロペネム；メタサイクリン；塩酸メタサイクリン；メテナミン；馬尿酸メテナミン；マンデル酸メテナミン；メチシリンナトリウム；メチオプリム；塩酸メトロニダゾール；リン酸メトロニダゾール；メズロシリン；メズロシリンナトリウム；ミノサイクリン；塩酸ミノサイクリン；塩酸ミリンカマイシン；モネンシン；モネンシンナトリウム；ナフシリンナトリウム；ナリジクス酸ナトリウム；ナリジクス酸；ナタマイシン；ネブラマイシン；パルミチン酸ネオマイシン；硫酸ネオマイシン；ウンデシレン酸ネオマイシン；硫酸ネチルマイシン；ニュートラマイシン；ニフイラデン；ニフラルデゾン；ニフラテル；ニフラトロン；ニフルダジル；ニフリミド；ニフィウピリノール；ニフルキナゾール；ニフルチアゾール；ニトロサイクリン；ニトロフラントイン；ニトロミド；ノルフロキサシン；ノボビオシンナトリウム；オフロキサシン；オネトプリム；オキサシリンナトリウム；オキシモナム；オキシモナムナトリウム；オキソリン酸；オキシテトラサイクリン；オキシテトラサイクリンカルシウム；塩酸オキシテトラサイクリン；パルジマイシン；パラクロロフェノール；パウロマイシン；ペフロキサシン；ペフロキサシンメシレート；ペナメシリン；ペニシリンＧベンザチン；ペニシリンＧカリウム；ペニシリンＧプロカイン；ペニシリンＧナトリウム；ペニシリンＶ；ペニシリンＶベンザチン；ペニシリンＶヒドラバミン；ペニシリンＶカリウム；ペンチジドンナトリウム；アミノサリチル酸フェニル；ピペラシリンナトリウム；ピルベニシリンナトリウム；ピリジシリンナトリウム；塩酸ピルリマイシン；塩酸ピバンピシリン；パモ酸ピバンピシリン；ピバンピシリンプロベネート；硫酸ポリミキシンＢ；ポルフィロマイシン；プロピカシン；ピラジンアミド；ピリチオン亜鉛；酢酸キンデカミン；キヌプリスチン；ラセフェニコール；ラモプラニン；ラニマイシン；レロマイシン；レプロマイシン；リファブチン；リファメタン；リファメキシル；リファミド；リファンピン；リファペンチン；リファキシミン；ロリテトラサイクリン；硝酸ロリテトラサイクリン；ロサラマイシン；酪酸ロサラマイシン；プロピオン酸ロサラマイシン；リン酸ロサラマイシンナトリウム；ステアリン酸ロサラマイシン；ロソキサシン；ロキサルソン；ロキシスロマイシン；サンサイクリン；サンフェトリネンナトリウム；サルモキシシリン；サルピシリン；スコパフンギン；シソマイシン；硫酸シソマイシン；スパルフロキサシン；塩酸スペクチノマイシン；スピラマイシン；塩酸スタリマイシン；ステフィマイシン；硫酸ストレプトマイシン；ストレプトニコジド；スルファベンズ；スルファベンザミド；スルファセトアミド；スルファセトアミドナトリウム；スルファシチン；スルファジアジン；スルファジアジンナトリウム；スルファドキシン；スルファレン；スルファメラジン；スルファメータ；スルファメタジン；スルファメチゾール；スルファメトキサゾール；スルファモノメトキシン；スルファモキソール；スルファニル酸亜鉛；スルファニトラン；スルファサラジン；スルファソミゾール；スルファチアゾール；スルファザメト；スルフィソキサゾール；スルフィソキサゾールアセチル；スルフィソキサゾールジオラミン；スルホミキシン；スロペネム；スルタミシリン；サンシリンナトリウム；塩酸タランピシリン；テイコプラニン；塩酸テマフロキサシン；テモシリン；テトラサイクリン；塩酸テトラサイクリン；テトラサイクリン・リン酸塩複合体；テトロキソプリム；チアンフェニコール；チフェンシリンカリウム；チカルシリンクレシルナトリウム；チカルシリン二ナトリウム；チカルシリン一ナトリウム；チクラトン；塩化チドニウム；トブラマイシン；硫酸トブラマイシン；トスフロキサシン；トリメトプリム；硫酸トリメトプリム；トリスルファピリミジン；トロレアンドマイシン；硫酸トロスペクトマイシン；チロスリシン；バンコマイシン；塩酸バンコマイシン；バージニアマイシン；ゾルバマイシンが挙げられるが、これらに限定されない。
【００９１】
もう１つの特定の例において、第二活性物質は、抗ウイルス薬であり得る。抗ウイルス薬の適する例としては、アセマンナン；アシクロビル；アシクロビルナトリウム；アデフォビル；アロブジン；アルビルセプトスドトックス；塩酸アマンタジン；アラノチン；アリルドン；アテビルジンメシレート；アブリジン；シドフォビル；シパムフィリン；塩酸シタラビン；デラビルジンメシレート；デスシクロビル；ジダノシン；ジソキサリル；エドクスジン；エンビラデン；エンビロキシム；ファムシクロビル；塩酸ファモチン；フィアシタビン；フィアルリジン；フォサリレート；フォスカルネットナトリウム；ホスホネットナトリウム；ガンシクロビル；ガンシクロビルナトリウム；イドクスウリジン；ケトキサール；ラミブジン；ロブカビル；塩酸メモチン；メチサゾン；ネビラピン；ペンシクロビル；ピロダビル；リバビリン；塩酸リマンタジン；サキナルビルメシレート；塩酸ソマンタジン；ソリブジン；スタトロン；スタブジン；塩酸チロロン；トリフルリジン；塩酸バラシクロビル；ビダラビン；リン酸ビダラビン；ビダラビン・リン酸ナトリウム；ビロキシム；ザルシタビン；ジドブジン；およびジンビロキシムが挙げられるが、これらに限定されない。
【００９２】
さらに他の特定の実施形態において、第二活性物質は、化学的にまたは生物学的に特殊な中和剤であり得る。例えば、神経ガスまたはスーパーオキシドラジカルなどの化学薬品と相互作用することができる、該化学薬品を除去することおよび／または中和することができる薬剤が、適している。こうした中和剤の例は、ポリオキソメタレート、スーパーオキシドジスムターゼ、アスコルビン酸、およびグルタチオンである。生物学的薬剤（例えば、炭疽菌）を不活性化することができる薬剤も使用することができる。
【００９３】
さらなる例において、第二活性物質は、生体分子であり得る。生体分子の例としては、小分子（例えば、リガンド、薬物、脂質、炭水化物、ステロイド、ホルモン、ビタミンなど）、核酸（例えば、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、プライマー、プローブ、リボザイムなど）、ペプチド、タンパク質、酵素（例えば、キナーゼ、ホスファターゼ、メチル化剤、プロテアーゼ、トランスクリプターゼ、エンドヌクレアーゼ、リガーゼなど）、または抗体および／もしくはそのフラグメントが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書で用いる「小分子」は、約５ｋＤ未満、例えば約４ｋＤ未満、の分子量を有する組成物を指すものとする。小分子は、核酸（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ）、ペプチド、ポリペプチド、ペプチド模倣体、炭水化物、脂質、因子、補因子、ホルモン、ビタミン、ステロイド、微量元素、医薬、または他の有機（炭素含有）もしくは無機分子であり得る。
【００９４】
第二活性物質が抗体であるセルロース／活性物質複合材は、例えば、特定の抗原を単離するためのフィルターとして使用することができる。従って、１つの事例において、第二活性物質は、抗体またはそのフラグメントを含むことがある。用語「抗体」は、本明細書では広義で用い、ポリクローナル抗体とモノクローナル抗体の両方を包含する。無傷免疫グロブリン分子に加えて、免疫グロブリン分子のフラグメントおよび免疫グロブリン分子のマルチマー（例えば、当該技術分野において公知であるような、二量体抗体、三量体抗体、二重特異性抗体および三重特異的抗体；例えば、Ｈｕｄｓｏｎ  ａｎｄ  Ｋｏｒｔｔ，Ｊ  Ｉｍｍｕｎｏｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  １９９９，２３１：１７７−１８９参照）、標準的な分子生物学技術を用いて生産される、抗体または抗体フラグメントを含有する融合タンパク質、１本鎖抗体、ならびに免疫グロブリンまたはそのフラグメントのヒトまたはヒト化バージョンも用語「抗体」に包含される。
【００９５】
本開示複合材において有用な抗体は、市場の供給業者、例えばＣｈｅｍｉｃｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（カリフォルニア州、テメキュラ）から購入することができる。抗体は、周知の方法（Ｈａｒｌｏｗ  ａｎｄ  Ｌａｎｅ．Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ，Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８８参照）を用いて産生させることもできる。完全長抗原またはそれらのフラグメントのいずれかを使用して、本開示複合材での使用に適する抗体を産生させることができることは、当業者には理解されよう。適する抗体を産生させるために使用されるポリペプチドは、天然源から部分的にもしくは完全に精製することができ、または組換ＤＮＡ法を用いて生産することができる。例えば、ペプチドまたはポリペプチドである抗原については、抗原をコードしているｃＤＮＡまたはそのフラグメントを原核細胞（例えば、細菌）または真核細胞（例えば、酵母、昆虫もしくは哺乳動物細胞）において発現させることができ、その後、その組換タンパク質を精製し、使用して、ターゲット抗体に特異的に結合するモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体製剤を生じさせることができる。
【００９６】
適切な抗原に特異的に結合するモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体を産生させるための抗原性ペプチドの選択方法は、当業者には公知であろう。開示するコンジュゲートおよび方法の抗体を産生させる際に用いるための抗原ペプチドは、親水性であるタンパク質の非らせん領域から選択される。開示するコンジュゲートおよび方法の抗体を産生させるための抗原性ペプチドを選択には、Ｔｈｅ  ＰｒｅｄｉｃｔＰｒｏｔｅｉｎ  Ｓｅｒｖｅｒ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｍｂｌ−ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ．ｄｅ／ｐｒｅｄｉｃｔｐｒｏｔｅｉｎ／ｓｕｂｕｎｉｔｄｅｆ．ｈｔｍｌ）または類似のプログラムを使用することができる。一例では、アミノ酸数約１５のペプチドを選択することができ、ペプチド−抗体パッケージは、ＡｎａＳｐｅｃ，Ｉｎｃ．（カリフォルニア州、サンノゼ）などの市場の供給業者から入手することができる。２つ以上の異なるセットのモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体の産生が、その所期の用途に求められる特異性および親和性を有する抗体を得る尤度を最大にすることは、当業者には公知であろう。それらの抗体を公知の方法（例えば、ＥＬＩＳＡおよび／または免疫細胞化学（しかし、これらに限定されない））によって所望される活性について試験することができる。抗体の産生および試験に関する追加のガイダンスについては、例えば、Ｈａｒｌｏｗ  ａｎｄ  Ｌａｎｅ，Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ，１９８８参照。これは、少なくとも抗体の作製方法に関して、参照により本明細書に取り入れられている。
【００９７】
他の態様において、第二活性物質は、核酸系化合物であり得る。従って、本明細書で用いる「核酸」は、例えば、ヌクレオチド、ヌクレオチド類似体または代用ヌクレオチドから成る分子を意味する。これらおよび他の分子の非限定的な例は、本明細書の中で論じる。核酸は、２本鎖であることもあり、１本鎖であることもある。核酸は、オリゴヌクレオチドも包含するものとする。リンカーに結合することができ、従って、第一活性物質および再生セルロースに結合することができる、任意の核酸分子をここで使用することができる。
【００９８】
用語「ヌクレオチド」は、塩基部分と糖部部分とリン酸部分とを含有する分子を意味する。ヌクレオチドは、それらのリン酸部分および糖部分によって互いに連結してヌクレオシド間結合を作ることができる。ヌクレオチドの塩基部分は、アデニン−９−イル（Ａ）、シトシン−１−イル（Ｃ）、グアニン−９−イル（Ｇ）、ウラシル−１−イル（Ｕ）、およびチミン−１−イル（Ｔ）であり得る。ヌクレオチドの糖部分は、リボースまたはデオキシリボースである。ヌクレオチドのリン酸部分は、５価のリン酸塩である。ヌクレオチドの非限定的な例は、３’−ＡＭＰ（３’−アデノシン一リン酸）または５’−ＧＭＰ（５’−グアノシン一リン酸）であろう。本明細書で用いる「ヌクレオチド類似体」は、塩基部分、糖部分またはリン酸部分のいずれかに対する何らかのタイプの修飾を含むヌクレオチドである。ヌクレオチドに対する修飾は、当該技術分野では周知であり、それらとしては、例えば、５−メチルシトシン（５−ｍｅ−Ｃ）、５−ヒドロキシメチルシトシン、キサンチン、ヒポキサンチン、および２−アミノアデニン、ならびに糖部分またはリン酸部分での修飾が挙げられる。本明細書で用いる「代用ヌクレオチド」は、ヌクレオチドと同様の機能的特性を有するが、リン酸部分を含有しない分子、例えば、ペプチド核酸（ＰＮＡ）である。代用ヌクレオチドは、ワトソン・クリックまたはフーグスティーン様式で核酸を認識するであろうが、リン酸部分以外の部分によって互いに連結している分子である。代用ヌクレオチドは、適切なターゲット核酸と相互作用すると二重らせん型構造になることができる。
【００９９】
他のタイプの分子をヌクレオチドまたはヌクレオチド類似体に連結させて、コンジュゲートを作ることもできる。コンジュゲートは、ヌクレオチドまたはヌクレオチド類似体に化学的に連結していることがある。こうしたコンジュゲートとしては、コレステロール部分などの脂質部分が挙げられるが、これらに限定されない（Ｌｅｔｓｉｎｇｅｒら．，Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  １９８９，８６：６５５３−６。これは、少なくとも核酸コンジュゲートについてのその教示に関して、参照として本明細書に取り入れられている）。本明細書で用いる用語核酸は、核酸のこうしたコンジュゲート、類似体および変異体を包含する。
【０１００】
本明細書において説明するものなどの核酸は、標準的な化学合成法を用いて作製することができ、または酵素的方法もしくは任意の他の公知の方法を用いて生産することができる。こうした方法は、標準的な酵素的消化、その後のヌクレオチドフラグメントの単離（例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋら，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，３ｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，Ｎ．Ｙ．，２００１，  Ｃｈａｐｔｅｒｓ  ５，６参照）から、例えば、ＭｉｌｌｉｇｅｎまたはＢｅｃｋｍａｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  １Ｐｌｕｓ  ＤＮＡ合成装置（例えば、マサチューセッツ州、バーリントンのＭｉｌｌｉｇｅｎ−ＢｉｏｓｅａｒｃｈのＭｏｄｅｌ  ８７００自動合成装置、またはＡＢＩ  Ｍｏｄｅｌ  ３８０Ｂ）を使用するシアノエチルホスホロアミダイド法による純粋合成法にまで及び得る。オリゴヌクレオチドの作製に有用な合成方法も、Ｉｋｕｔａら，Ａｎｎ  Ｒｅｖ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  １９８４，５３：３２３−５６（ホスホトリエステル法およびホスファイト−トリエステル法）、およびＮａｒａｎｇら，Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  １９８０，６５：６１０−２０（ホスホトリエステル法）に記載されている。タンパク質核酸分子は、Ｎｉｅｌｓｅｎら，Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ  Ｃｈｅｍ  １９９４，５：３−７により記載されたものなどの公知の方法を用いて作製することができる。（これらの各参照文献は、少なくとも核酸合成についてのそれらの教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている）。
【０１０１】
「アプタマー」は、ターゲット分子と相互作用することができる核酸分子である。これらも第二活性物質としての使用に適する。代表的なアプタマーは、折り重なって幹−ループまたはＧ−カルテットなどの被定義二次および三次構造になる、塩基数１５〜５０にわたる長さの小さな核酸である。アプタマーは、小さな分子、例えばＡＴＰ（米国特許第５，６３１，１４６号）およびテオフィリン（米国特許第５，５８０，７３７号）、ならびに大きな分子、例えば逆転写酵素（米国特許第５，７８６，４６２号）およびトロンビン（米国特許第５，５４３，２９３号）に結合することができる。様々な異なるターゲット分子に結合させるためのアプタマーの製造および使用方法の代表例は、次の非限定的な米国特許リストの中で見つけることができる；５，４７６，７６６、５，５０３，９７８、５，６３１，１４６、５，７３１，４２４、５，７８０，２２８、５，７９２，６１３、５，７９５，７２１、５，８４６，７１３、５，８５８，６６０、５，８６１，２５４、５，８６４，０２６、５，８６９，６４１、５，９５８，６９１、６，００１，９８８、６，０１１，０２０、６，０１３，４４３、６，０２０，１３０、６，０２８，１８６、６，０３０，７７６、および６，０５１，６９８（これらは、少なくともアプタマーについてのそれらの教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている）。
【０１０２】
さらなる核酸分子としては、分子内的にまたは分子間的に化学反応を触媒することができる核酸分子である「リボザイム」が挙げられる。従って、リボザイムは、触媒的核酸である。ハンマーヘッドリボザイム（例えば、次の米国特許：５，３３４，７１１、５，４３６，３３０、５，６１６，４６６、５，６３３，１３３、５，６４６，０２０、５，６５２，０９４、５，７１２，３８４、５，７７０，７１５、５，８５６，４６３、５，８６１，２８８、５，８９１，６８３、５，８９１，６８４、５，９８５，６２１、５，９８９，９０８、５，９９８，１９３、５，９９８，２０３、ＬｕｄｗｉｇおよびＳｐｒｏａｔによるＷＯ  ９８５８０５８、ＬｕｄｗｉｇおよびＳｐｒｏａｔによるＷＯ  ９８５８０５７およびＬｕｄｗｉｇおよびＳｐｒｏａｔによるＷＯ  ９７１８３１２（しかし、これらに限定されない））、ヘアピンリボザイム（例えば、次の米国特許：５，６３１，１１５、５，６４６，０３１、５，６８３，９０２、５，７１２，３８４、５，８５６，１８８、５，８６６，７０１、５，８６９，３３９、および６，０２２，９６２（しかし、これらに限定されない））、およびテトラヒメナリボザイム（例えば、次の米国特許：５，５９５，８７３および５，６５２，１０７（しかし、これらに限定されない））などの天然の系において見出されるリボザイムに基づく、ヌクレアーゼまたは核酸ポリメラーゼタイプの反応を触媒する多数の異なるタイプのリボザイムがある。天然の系では見いだされないが、新たに特定の反応を触媒するように工学処理されたリボザイムも多数ある（例えば、次の米国特許：５，５８０，９６７、５，６８８，６７０、５，８０７，７１８、および５，９１０，４０８（しかし、これらに限定されない））。一般に、リボザイムは、ターゲット基質を認識し、それに結合し、その後、それを切断することにより、核酸基質を切断する。この認識は、主としてカノニカルまたは非カノニカル塩基対相互作用に基づくことが多い。この特性は、リボザイムを、ターゲット特異的核酸切断の特に優良な候補にする。ターゲット基質認識はターゲット基質配列に基づくからである。様々な異なる反応を触媒するためのリボザイムの作製および使用方法の代表例は、次の非限定的米国特許リストの中で見つけることができる：５，６４６，０４２、５，６９３，５３５、５，７３１，２９５、５，８１１，３００、５，８３７，８５５、５，８６９，２５３、５，８７７，０２１、５，８７７，０２２、５，９７２，６９９、５，９７２，７０４、５，９８９，９０６、および６，０１７，７５６。これらの特許は、すべて、少なくともリボザイムについてのそれらの教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている。
【０１０３】
リンカー
本開示セルロース／活性物質複合材のリンカー成分は、第一および第二活性物質への結合を形成し、それらを互いに連結させることができる、任意の化合物であり得る。従って、リンカーは、一般に、少なくとも２つの官能基、例えば、第一活性物質との結合を形成するために使用することができる１つの官能基、および第二活性物質との結合を形成するために使用することができるもう１つの官能基を含有する。一般に、必須ではないが、第一活性物質との結合を形成するために使用されるリンカー上の官能基は、そのリンカーの少なくとも一方の末端にあり、および第二活性物質との結合を形成するために使用される官能基は、そのリンカーの他方の末端にある。
【０１０４】
一部の態様において、リンカーは、第一および第二活性物質上の求電子性官能基と反応して結合を形成することができる、求核性官能基を含むことがある。あるいは、リンカーは、第一および第二活性物質上の求核性官能基と反応して結合を形成することができる、求電子性官能基を含むことがある。尚、さらに、リンカーは、第一および第二活性物質上の求電子性および求核性官能基と反応して結合を形成することができる、求核性および求電子性官能基を含むことがある。様々な組み合わせ方を下の表に示す。
【０１０５】
【化４】
2009500016.tif 000003
本開示第一および第二活性物質を互いに直接付けることはできる一方で、本明細書において説明するようなリンカーの使用は、第二活性物質と再生セルロースに埋め込まれた第一活性物質との間により多くの距離（従って、より大きな移動の自由）をもたらすことができる。この取り付けは、当該技術分野において公知の反応方法による、共有結合によるものであり得る。第一活性物質と第二活性物質を、リンカーを介して付ける場合、第一活性物質を最初にリンカーにカップリングさせ、その後、それを第二活性物質に付ける。あるいは、リンカーを最初に第二活性物質にカップリングさせ、その後、第一活性物質に付ける。
【０１０６】
リンカーは、様々な長さ、例えば、原子数１から２０の長さのものであり得る。例えば、リンカーは、原子数１から２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０の長さのものであり得、これらの指定値のいずれかが、適宜、上の終点および／または下の終点になり得る。述べたように、第二活性物質のほうが、長いリンカー、大きな移動の自由を有することができる。さらに、リンカーは、置換されていることもあり、非置換であることもある。置換されている場合、リンカーは、そのリンカーの骨格に付いている置換基を含有することもあり、またはそのリンカーの骨格に埋め込まれた置換基を含有することもある。例えば、アミン置換リンカーは、そのリンカーの骨格に付いているアミン基を含有することもあり、またはそのリンカーの骨格内に窒素を含有することもある。リンカーに適する部分としては、置換または非置換、分枝状または非分枝状、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基、エーテル、エステル、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアルキレン、ポリアミン、ヘテロ原子置換アルキル、アルケニルまたはアルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロシクロアルケニル基など、およびこれらの誘導体が挙げられるが、それらに限定されない。
【０１０７】
１つの態様において、リンカーは、Ｃ１〜Ｃ６分枝鎖または直鎖アルキル、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチルまたはヘキシルを含むことがある。特定の例において、リンカーは、−（ＣＨ２）ｎ−を含むことがあり、この場合のｎは、１から５である。もう１つの態様において、リンカーは、Ｃ１〜Ｃ６分枝鎖または直鎖アルコキシ、例えば、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｓ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、ｎ−ペントキシ、イソペントキシ、ネオペントキシまたはヘキソキシを含むことがある。
【０１０８】
さらにもう１つの態様において、リンカーは、炭素原子のうちの１個以上が酸素で置換されている（例えば、エーテル）またはアミノ基で置換されている、Ｃ２〜Ｃ６分枝鎖または直鎖アルキルを含むことがある。例えば、適するリンカーとしては、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、メトキシブチル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、プロポキシメチル、プロポキシエチル、メチルアミノメチル、メチルアミノエチル、メチルアミノプロピル、メチルアミノブチル、エチルアミノメチル、エチルアミノエチル、エチルアミノプロピル、プロピルアミノメチル、プロピルアミノエチル、メトキシメトキシメチル、エトキシメトキシメチル、メトキシエトキシメチル、メトキシメトキシエチルなどおよびこれらの誘導体を挙げることができるが、それらに限定されない。１つの特定の例において、リンカーは、メトキシメチル（すなわち、−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−）を含むことがある。
【０１０９】
リンカー部分と第一および第二活性物質との反応は、再生セルロースマトリックス内に埋め込まれているその第一活性物質にその第二活性物質を連結させる化学結合を、結果として生じさせる。前に述べたように、こうした反応は、リンカーと第一および／または第二活性物質との直接求核または求電子相互作用の結果として発生し得る。例えば、求核性官能基を含むリンカーは、第一および／または第二活性物質上の求電子性置換基と直接反応し、そのリンカーをその活性物質に連結させる結合を形成することができる。あるいは、リンカー上の求電子性置換基は、第一および／または第二活性物質上の求核性官能基と直接反応し、そのリンカーをその活性物質に連結させる結合を形成することができる。また、第一および／または第二活性物質は、直接相互作用によってそのリンカーに共有結合させることができ、この場合、試薬が、そのリンカーとその活性物質との反応を開始、媒介または助長する。例えば、リンカーと第一および／または第二活性物質との結合形成反応は、カップリング剤（例えば、カルボジイミド。これは、カルボジイミド媒介カップリングに使用される）または酵素（例えば、グルタミントランスフェラーゼ）の使用によって助長することができる。
【０１１０】
適するリンカーは、容易に購入することができ、および／または通常の当業者はそれらを合成することができる。そして、通常の当業者は、費用、便宜、入手可能性、様々な反応条件との適合性、リンカーと相互作用することができる第一および／または第二活性物質のタイプなどのような要因に基づき、本開示複合材において使用することができる特定のリンカーを選択することができる。
【０１１１】
求電子性リンカーおよび求核性活性物質
活性物質を、その活性物質上の求核性置換基と直接または間接的に反応し、化学結合を形成するリンカーに、カップリングさせることができる。求電子性リンカーと反応し、求電子性リンカーへの結合を形成することができるこうした求核性置換基の例としては、求核性もしくは潜在的求核性アミン、カルボキシレートもしくはカルボン酸、アルコールまたはチオール官能基を伴うアミノ酸残基（例えば、システイン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルタミン、アルギニン、ヒスチジンおよびリシン）を有する、タンパク質、ペプチドまたは受容体が挙げられるが、これらに限定されない。求核性置換基の他の例としては、求核性もしくは潜在的求核性アミン、カルボキシレート、アルコールまたはチオール官能基を有する、炭水化物、多糖類、脂質、飽和および不飽和脂肪酸、スフィンゴ脂質またはコレステロールが挙げられるが、これらに限定されない。これらおよび他の例は、本明細書の中で開示する。
【０１１２】
さらに、１つより多くのタイプの求核性置換基が、活性物質上に存在する場合があることが考えられ、従って、それらをリンカーと選択的に反応させることができる。例えば、求核性アミンおよびカルボキシレート官能基の両方を有するペプチド活性物質をアルキル化剤で処理してアミン官能基をブロックし、リンカーとの反応に利用できるカルボキシレート基を放置することができる。逆に、反応条件（例えば、温度および濃度）を制御することにより、反応性の大きなアミン基をリンカー部分と選択的に反応させ、反応性の小さなカルボキシレート基をほぼ未反応で残すことができる。
【０１１３】
リンカーに付ける活性物質が、上に挙げたものなどの求核性置換基を含む場合、そのリンカーは、求電子性または潜在的求電子性官能基を含むことがある。リンカー上のこうした求電子性官能基の例としては、アルデヒド、アシル誘導体（例えば、アシルアジド、アシルニトリル）、エステルおよび活性化エステル（例えば、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジルエステル）、無水物および混合無水物、誘導体化カルボン酸およびカルボキシレート、イミン、イソシアネート、イソチオシアネート、塩化スルホニル、有機ハロゲン化物、ならびにマレイミドが挙げられるが、これらに限定されない。これらの部分は、有機化学の技術分野では周知である。
【０１１４】
適する求電子性リンカーの一部の特定の例としては、ジアルデヒドおよびジエステルが挙げられる。適するジアルデヒドの例としては、グルタルアルデヒド、グリオキサール、メチルグリオキサール、ジメチル−グリオキサール、マロン酸ジアルデヒド、コハク酸ジアルデヒド、アジピン酸ジアルデヒド、２−ヒドロキシアジピン酸ジアルデヒド、ピメリン酸ジアルデヒド、スベリン酸ジアルデヒド、アゼライン酸ジアルデヒド、セバシン酸ジアルデヒド、マレイン酸アルデヒド、フマル酸アルデヒド、１，３−ベンゼンジアルデヒド、フタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、１，４−ジホルミルシクロヘキサンなどが挙げられるが、これらに限定されない。ジアルデヒドの代わりに使用することができるジアラルデヒドの等価物としては、２，５−ジアルコキシテトラヒドロフラン、１，４−ジアルデヒドモノアセタール、１，４−ジアルデヒドジアセタールが挙げられる。ジエステルの例としては、ジアルキルオキシ酸エステル、ジアルキルフマル酸エステル、ジアルキルマロン酸エステル、ジアルキルコハク酸エステル、ジアルキルアジピン酸エステル、ジアルキルアゼライン酸エステル、ジアルキルスベリン酸エステル、ジアルキルセバシン酸エステル、ジアルキルテレフタル酸エステル、ジアルキルイソフタル酸エステル、ジアルキルフタル酸エステルが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１１５】
また、リンカーが、一般には反応性でない場合、それを、より大きな反応性のリンカーに変換することができる。例えば、カルボキシレートまたはカルボン酸基を含有するリンカーは、その条件に依存して、活性物質上の求核性置換基との反応が遅いことがある。しかし、これらのリンカーは、適するアルコール、例えば、４−スルホ−２，３，５，６−トリフルオロフェノール、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドまたはＮ−ヒドロキシスルホスクシンイミドとのカルボジイミドカップリングによって、活性がより大きな活性化エステルに変換することができる。これは、結果として、より反応性が大きい水溶性活性化エステル連結部分を生じさせる。このカップリング反応に使用することができる様々な他の活性化試薬としては、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−カルボジイミド（ＤＩＰ）、ヘキサフルオロリン酸ベンゾトリアゾール−１−イル−オキシ−トリス−（ジメチルアミノ）ホスホニウム（ＢＯＰ）、ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）、およびＮ−メチルモルホリン（ＮＭＭ）（これらの混合物を含む）が挙げられるが、それらに限定されない。
【０１１６】
活性物質が、アミン官能基（例えば、本明細書に開示するような高分子アミン）を含有する場合、それは、求電子性官能基を有するリンカーに対して特に反応性であり得る。こうしたアミン含有活性物質は、リンカーと反応し、例えば、そのリンカーの官能基に依存して、アミン、アミド、カルボキサミド、スルホンアミド、尿素またはチオ尿素結合を形成することができる。活性物質上の求核性官能基が、カルボキシレートを含有する場合、それらは、リンカーと反応し、例えば、そのリンカーの官能基に依存して、エステル、チオエステル、カーボネートまたは混合無水物を形成することができる。活性物質上の求核性官能基が、アルコールまたはチオールを含有する場合、それらは、リンカーの官能基と反応し、例えば、エステル、チオエステル、エーテル、スルフィド、ジスルフィド、カーボネートまたはウレタンを形成することができる。
【０１１７】
こうした反応の動態は、リンカーと第一および第二活性物質上の求核性官能基の両方の反応性および濃度に依存する。また、アミン官能基を有する活性物質の反応性に影響を及ぼす有意な要因は、そのアミンの類および塩基性である。例えば、多くのタンパク質は、リシン残基を有し、殆どがＮ末端に遊離アミンを有する。リシンのアミノ基などの脂肪族アミンは、中等度に塩基性であり、殆どの求電子性リンカーと反応性である。しかし、ｐＨ８未満である遊離塩基形の脂肪族アミンの濃度は低く、従って、活性物質上の脂肪族アミンと、例えば、イソチオシアネートまたはスクシンイミジルエステルリンカー部分との反応の動態は、強くｐＨ依存性である。８．５から９．５のｐＨは、求電子性の基を有するリンカーをリシン残基を含有する活性物質に付けるために最も有効であるが、ｐＨ７からｐＨ８でも多少反応性はあるだろう。対照的に、タンパク質様活性物質のＮ末端のアミノ基は、通常、約７のｐＫａを有し、そのため、時として、ほぼ中性ｐＨでの反応により、それを選択的に修飾することができる。
【０１１８】
上で述べたように、活性物質上の求核性置換基は、求電子性リンカーと直接または間接的に反応し得る。例えば、求核性置換基は、イソシアネートリンカーと反応することができる。イソシアネートリンカーは、シアルアジドリンカーから容易に誘導することができ、それらは、アミン官能基を含有する活性物質と反応して尿素を形成し、アルコールを含有する活性物質と反応してウレタンを形成し、またチオールを含有する活性物質と反応してチオウレタンを形成する。
【０１１９】
イソチオシアネートリンカーは、イソチアネートの代替物であり、中等度に活性であるが、水中で相当安定している。イソチオシアネートリンカーは、アミン、アルコールまたはチオール含有細胞表面置換基と反応して、チオ尿素およびチオウレタンを形成するであろう。
【０１２０】
スクシンイミジルエステルリンカーも、アミン、カルボキシレート、アルコールまたはチオール官能基を含有する活性物質と反応することができる。スクシンイミジルエステルリンカーは、形成される結果としてのアミド結合がペプチドと同じくらい安定である場合、アミンに対して特に反応性である。しかし、一部のスクシンイミジルエステルリンカーは、水溶液に相当不溶性であり得るため、特定の用途には適合することできない。この限界を克服するために、スクシンイミジルエステルリンカーより高い水溶性を一般に有するスルホスクシンイミジルエステルリンカーを使用することができる。一般に、スルホスクシンイミジルエステルリンカーは、Ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドおよび１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドを含有する無アミン緩衝液にそのリンカーを溶解することにより、単純なカルボン酸含有リンカーからインサイチューで作製することができる。また、スルホスクシンイミジルエステルリンカーと同じ方法で、４−スルホ−２，３，５，６−テトラフルオロフェノールから４−スルホ−２，３，５，６−テトラフルオロフェノール（ＳＴＰ）エステルリンカーを作製することができる。
【０１２１】
上で述べたように、カルボン酸含有リンカーは、より高い反応性のリンカーに変換することができる。例えば、カルボン酸含有リンカーを活性化エステルまたは混合無水物に変化し、それを使用して、より反応性の低い芳香族アミンおよびアルコール含有活性物質を修飾することができる。
【０１２２】
塩化スルホニル含有リンカーは、非常に反応性であるが、これらの試薬は、水中で、特に、一部の芳香族アミンとの反応に必要なより高いｐＨでは、不安定であり得る。従って、低温で、塩化スルホニル基を有するリンカーを活性物質上の求核性官能基に付けることが最良である。活性物質の求核性官能基がアミンである場合、形成されるスルホアミド結合は、極めて安定である。さらに、塩化スルホニル含有リンカーは、フェノール（チロシンを含む）、脂肪族アルコール（多糖類を含む）、チオール（例えば、システイン）およびイミダゾール（例えば、ヒスチジン）とも反応することができる。
【０１２３】
アルデヒド含有リンカーは、アミンを含有する求核性置換基と反応してシッフ塩基を形成することができる。
【０１２４】
有機ハロゲン化物含有リンカーは、ハロゲン化物（例えば、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）に結合した炭素原子を含有する。これらの部分は、アミン、カルボキシレート、アルコールまたはチオール官能基を含有する活性物質と反応して、例えばアミン、エステル、エーテルまたはスルフィド結合を形成することができる。
【０１２５】
求核性リンカーおよび求電子性活性物質
もう１つの例において、第一および／または第二活性物質を、その活性物質上の求電子性官能基と反応し、化学結合を形成することができるリンカーと、カップリングさせることができる。リンカーと反応し、リンカーへの結合を形成することができるこうした求電子性官能基の例としては、求電子性または潜在的求電子性原子（例えば、エステルおよび活性化エステル（例えば、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジルエステル）、アルデヒド、アシル誘導体（例えば、アシルアジド、アシルニトリル）、無水物および混合無水物もしくカルボキシレートの中に見出されるものなどのカルボニル炭素原子、またはイミン、イソシアネートもしくはイソチオシアネート中の炭素原子、またはハロゲン化炭素原子）を有する、タンパク質、ペプチドまたは受容体が挙げられるが、これらに限定されない。求電子性置換基の他の例としては、上で述べたものなどの求電子性または潜在的求電子性炭素原子を有する、炭水化物、多糖類、脂質、飽和および不飽和脂肪酸またはコレステロールが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２６】
また、求電子性官能基が一般には反応性でない場合、それらをより反応性の高い求電子性化学種に変換することができる。例えば、カルボキシレートまたはカルボン酸基を含有する活性物質は、条件に依存して、求核性の基を含むリンカーに対してあまり反応性でないことがある。しかし、これらの求電子性置換基は、適するアルコール、例えば４−スルホ−２，３，５，６−テトラフルオロフェノールまたはＮ−ヒドロキシスルホスクシンイミド、とのカルボジイミドカプリングによって、より反応性の高い活性化エステルに変換することができる。この結果、活性物質上のより反応性の高い求電子性活性化エステル官能基が得られる。
【０１２７】
上で論じたものなどの求電子性官能基を有する活性物質にリンカーを付けることができる場合、そのリンカーは、一般には求核性または潜在的求核性である。適する求核性リンカーの例としては、ヒドラジン、アミン、アルコール、カルボキシレートまたはチオールが挙げられるが、これらに限定されない。これらの化合物は、一般に、有機化学の技術分野では周知である。
【０１２８】
求核性リンカーがアミン官能基を含有する場合、それは、求電子性官能基を含む活性物質に対して特に反応性である。こうしたアミン含有リンカーは、活性物質と反応し、例えば、その活性物質上の求電子性官能基に依存して、アミド、カルボキサミド、スルホンアミド、尿素またはチオ尿素結合を形成することができる。求核性リンカーがカルボキシレートを含有する場合、それらは、活性物質の求電子性官能基と反応し、例えば、エステル、チオエステル、カーボネートまたは混合無水物を形成することができる。求核性リンカーがアルコールまたはチオールを含有する場合、それらは、活性物質の求電子性官能基と反応し、例えば、その置換基に依存して、エステル、チオエステル、エーテル、スルフィド、ジスルフィド、カーボネートまたはウレタンを形成することができる。
【０１２９】
上で論じた求核性活性物質と求電子性リンカーの相互作用と同じように、活性物質上の求電子性官能基と求核性リンカーの反応の動態は、そのリンカーとその活性物質、両方の反応性および濃度に依存する。活性物質上の求電子性の基と直接または間接的に反応することができる求核性官能基を有する、適するリンカーとしては、ジアミン、ジオール、ジチオール、Ｈ２Ｎ−（ＣＨ２）ｎ−ＮＨ２（この式中、ｎは、何らかの整数、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２である）、２−ピリジンジスルフィド、アミノアルコール、アミノチオール、ならびにアルコールおよびチオールを含有する化合物などが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３０】
カルボジイミド媒介カップリング
さらにもう１つの例では、カルボジイミド媒介カップリングを用いて、リンカーと第一および／または第二活性物質との結合を形成することができる。例えば、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドなどの水溶性カルボジイミドを使用して、ヒドラジンまたはアミン基を有するリンカーを、カルボキシレートまたはカルボン酸官能基を有する活性物質とカップリングさせることができる。カルボキシレートまたはカルボン酸含有活性物質へのカルボジイミド媒介カップリングが可能な適するリンカーは、市販されている。こうしたリンカーの特定の例としては、水溶性カルボジイミド、例えば、塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミドおよびメト−ｐ−トルエンスルホン酸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、アルコールおよび水に可溶性のＮ−エトキシカルボニル−２−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリン、ならびに有機溶媒に可溶性のＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３１】
カルボジイミド媒介カップリングを伴う代替態様では、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミドなどの水溶性カルボジイミドを使用して、カルボキシレートまたはカルボン酸基を有するリンカーを、アミン官能基を有する第一および／または第二活性物質にカップリングさせることができる。アミン含有第一および／または第二活性物質へのカルボジイミド媒介カップリングが可能な適するリンカーは、市販されている。
【０１３２】
例示的組み合わせ
本開示複合材の１つの例において、リンカーと結合させる前の第一活性物質は、求核性官能基を有することがあり、第一および第二活性物質と結合させる前のリンカーは、少なくとも２つの求電子性官能基を有することがあり、ならびにリンカーと結合させる前の第二活性物質は、求核性官能基を有することがある。本開示複合材のもう１つの例において、リンカーと結合させる前の第一活性物質は、求核性官能基を有することがあり、第一および第二活性物質と結合させる前のリンカーは、求電子性および求核性官能基を有することがあり、ならびにリンカーと結合させる前の第二活性物質は、求電子性官能基を有することがある。本開示複合材のさらにもう１つの例において、リンカーと結合させる前の第一活性物質は、求電子性官能基を有することがあり、第一および第二活性物質と結合させる前のリンカーは、求核性および求電子性官能基を有することがあり、ならびにリンカーと結合させる前の第二活性物質は、求核性官能基を有することがある。本開示複合材の尚、さらにもう１つの例において、リンカーと結合させる前の第一活性物質は、求電子性官能基を有することがあり、第一および第二活性物質と結合させる前のリンカーは、少なくとも２つの求核性官能基を有することがあり、ならびにリンカーと結合させる前の第二活性物質は、求電子性官能基を有することがある。
【０１３３】
本開示複合材の１つの例において、リンカーと結合させる前の第一活性物質は、高分子アミンであり得、第一および第二活性物質と結合させる前のリンカーは、ジアルデヒドまたはジエステルであり得、ならびにリンカーと結合させる前の第二活性物質も高分子アミンであり得る。本開示組成物のもう１つの例において、リンカーと結合させる前の第一活性物質は、ポリアミド、タンパク質またはポリアルキレンイミンであり得、第一および第二活性物質と結合させる前のリンカーは、ジアルデヒドまたはジエステルであり得、ならびにリンカーと結合させる前の第二活性物質は、タンパク質、核酸、抗菌、抗ウイルスまたは中和剤であり得る。本開示複合材のさらにもう１つの例において、リンカーと結合させる前の第一活性物質は、高分子アミン、ポリアルキレンイミン、多価アルコールまたはタンパク質であり得、第一および第二活性物質と結合させる前のリンカーは、アミノアルデヒド、アミノエステル、ヒドロキシアルデヒドまたはヒドロキシエステルであり得、ならびにリンカーと結合させる前の第二活性物質は、タンパク質、抗菌、抗ウイルスまたは中和剤であり得る。本開示複合材のもう１つの例において、リンカーと結合させる前の第一活性物質は、ポリエステルまたはタンパク質であり得、第一および第二活性物質と結合させる前のリンカーは、ジアミン、ジオール、ジチオール、アミノアルコールまたはアミノチオールであり得、ならびにリンカーと結合させる前の第二物質は、ポリエステル、タンパク質、核酸、抗菌、抗ウイルスまたは中和剤であり得る。
【０１３４】
方法
イオン液体（ＩＬ）／セルロース組成物の溶解および再生を含むセルロースマトリックスへの材料の捕捉法を、本明細書において開示する。その中に実質的に均一に分布している第一活性物質を含有することができる前記再生セルロースは、１つ以上の他の第二活性物質で直接官能化することができ、またはリンカーで誘導体化し、その後、他の第二活性物質（単数もしくは複数）で官能化することができる。本開示方法の利点は、第一および／または第二活性物質の連結を、セルロースおよび活性物質（例えば、タンパク質）を可溶化することができるイオン液体中で行うことができることである。他の溶媒系は、それらの活性物質を不活性にすることがある。これらの方法は、紙および衣類のようなセルロース製品への活性（例えば、生物学的または化学的活性）の組み込みに対処することができる。さらに、本開示方法および組成物が、物質をその上にまたは中に捕捉する様々な形態の複合材、例えば、フィルム、ビーズ、粒子、フレーク、繊維、基板、コーティング、カプセル、ゲルなどに適用できることは、当業者には明らかであろう。
【０１３５】
１つの態様において、再生セルロースマトリクスと第一活性物質とを含む組成物を生じさせること（この場合、該第一活性物質は、該再生セルロースマトリックス内に実質的に均一に分布している）；前記第一活性物質をリンカーと接触させること（この場合、該リンカーは、前記第一活性物質に結合する）；および第二活性物質を前記リンカーと接触させること（この場合、該リンカーは、第二活性物質に結合する）、これらによって、セルロース−活性物質複合材を生じさせることを含む、セルロース／活性物質の作製方法を、本明細書において開示する。
【０１３６】
一部の例において、リンカーは、第二活性物質をそのリンカーと接触させる前に、第一活性物質と接触させることができる。あるいは、リンカーは、第一活性物質をそのリンカーと接触させる前に、第二活性物質と接触させることができる。尚、さらに、リンカーは、再生セルロースマトリックスと第一活性物質とを含む組成物を生じさせる前に、第一活性物質と接触させることができる。また、１つの例において、リンカーは、第一および第二活性物質と同時に接触させることができる。
【０１３７】
本開示方法は、広範な材料（すなわち、「活性物質」）の捕捉を可能にし、その結果、活性物質（単数または複数）が再生セルロースマトリックス全体にわたって実質的に均一に分布している複合材が得られる。再生セルロースマトリックスへの物質の組み込みまたは捕捉に関する１つの方法は、米国特許第６，８０８，５５７号に開示されており、これは、その全体が、ならびに再生セルロースおよび再生セルロースへの物質の捕捉についてのその教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている。
【０１３８】
本開示方法では、１つ以上の第一活性物質を再生セルロースマトリックス内に捕捉することができる。例えば、可溶化セルロースを含有する親水性イオン液体への分散または溶解により、１つ以上の第一活性物質をカプセル封入または捕捉することができる。イオン液体には、水、有機溶媒および窒素含有塩基が実質的にない場合もある。固体マトリックスとしてのセルロースのその後の再構成により、再生セルロースマトリックス内に分散している第一活性物質を得ることができる。結果として生じる材料は、再生セルロースマトリックス全体にわたって実質的に均一に分散された第一活性物質を含有し得る。
【０１３９】
上に開示した第一活性物質と反応することができるリンカーを、次に、その材料に付加させ、その後、そのリンカーに付けることができる（例えば、そのリンカーとの結合を形成することができる）第二活性物質を付加させることができる。あるいは、再生セルロースマトリックス内に捕捉された第一活性物質と結合を形成することができる第二活性物質を、リンカーを必要とすることなく、そのマトリックスに直接付加させることができる。さらにもう１つの態様では、リンカーを第二活性物質に結合させることができ、結果として生じたリンカー−第二活性物質コンジュゲートを、再生セルロースマトリックス中に分布している第一活性物質に付加させることができる。
【０１４０】
さらなる例において、本開示方法は、セルロースマトリックス内に分子材料、ナノスケール材料および巨視的材料が組み込まれているセルロース／活性物質複合材の作製を含む。例えば、セルロースと活性物質の両方が不溶性であるか、溶解困難（すなわち、実質的に不溶性）である再生用溶液中の固体第一活性物質を含有する親水性イオン液体溶液からセルロースマトリックスを再生させることにより、こうした第一活性物質を封入する方法を開示する。
【０１４１】
もう１つの例において、本開示方法は、親水性イオン液体に溶解または分散されたセルロースと第一活性物質とを含む複合体の作製を含み、この場合、前記イオン液体溶液には、実質的に水、非イオン性有機溶媒および窒素含有塩基がない。その組成物を、セルロースと第一活性物質の両方が実質的に不溶性である液体非溶媒希釈液と接触させて、液相と、第一活性物質を封入するマトリックスとしての再生固体セルロース相とを形成し、それによって、セルロース封入第一活性物質を含む材料を形成することができる。その後、残留親水性イオン液体を除去することができる。
【０１４２】
ＩＬ／セルロース複合体
本開示方法および組成物において使用することができるイオン性液体は、イオン化した化学種（すなわち、カチオンおよびアニオン）を含有し、通常は約１５０℃未満の融点を有する。一部の場合、イオン液体は、典型的にはアンモニウム、イミダゾリニウムまたはピリジニウムイオンである１つ以上のカチオンを含有する有機塩であるが、多くの他のタイプが公知であり、本明細書において開示する。
【０１４３】
イオン液体は、セルロースの溶解に使用することができる（米国特許第６，８２４，５５９号およびＳｗａｔｌｏｓｋｉら，Ｊ  Ａｍ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ  ２００２，１２４：４９７４−４９７５参照）。米国特許第１，９４３，１７６号において、Ｇｒａｅｎａｃｈｅｒは、液体Ｎ−アルキルピリジニウムまたはＮ−アリールピリジニウム塩化物塩中、特にピリジンなどの窒素含有塩基の存在下でセルロースを加熱することによる、セルロース溶液の作製プロセスを、初めて開示した。しかし、この発見は、その溶融塩系が、同時に多少弾性であったため、実用価値が殆どない新規性として扱われてきたようである。この独創的な研究は、イオン液体が本質的に知られておらず、溶媒の一類としてのイオン液体の用途および価値が理解されていなかった時点では手付かずであった。今では、イオン液体は、十分に確立された類の液体であり、化学的、生物学的および分離プロセスにおいて従来の有機溶媒に代わるものとして用いられている。
【０１４４】
Ｌｉｎｋｏおよび共同研究者は、塩化Ｎ−エチルピリミジニウム（ＮＥＰＣ）とジメチルホルムアミドの混合物に比較的低分子量のセルロース（ＤＰ＝８８０）を溶解し、続いて３０℃に冷却し、様々な微生物細胞をその溶液に組み込み、その後、水との混合によりそのセルロースを固体形に再生させたことを報告した（Ｌｉｎｋｏら，Ｅｎｚｙｍｅ  Ｍｉｃｒｏｂ  Ｔｅｃｈｎｏｌ  １９７９，１：２６−３０）。この研究グループは、ＮＥＰＣとジメチルスルホキシドの混合物に溶解した１パーセントセルロース溶液への酵母細胞の捕捉、ならびに幾つかの有機溶媒に溶解した７．５から１５パーセントの二または三酢酸セルロースを使用する捕捉も報告した。（Ｗｅｃｋｓｔｒｏｍら，ｉｎ  Ｆｏｏｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｉｎ  Ｆｏｏｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ．２，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ  Ｌｔｄ．，１９７９，ｐｐ．１４８−１５１）。
【０１４５】
ここで使用する親水性イオン液体溶液には、水、水もしくはアルコール混和性有機溶媒、または窒素含有塩基が実質的になく、可溶性セルロースを含有する。溶体がない考えられる有機溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、水溶性アルコール、ケトンまたはアルデヒド、例えばエタノール、メタノール、１−もしくは２−プロパノール、ｔ−ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、エチレングリコール、プロピレングリコール、Ｃ１〜Ｃ４アルキルおよびアルコキシエチレングリコールならびにプロピレングリコール、例えば２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、ジエチレングリコールなどのような溶媒が挙げられる。
【０１４６】
親水性イオン液体のカチオンは、環状であり、構造の点では下に示す式に対応する：
【０１４７】
【化５】
2009500016.tif 000004
これらの式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基またはＣ１〜Ｃ６アルコキシアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９（Ｒ３〜Ｒ９）は、存在するとき、独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシアルキル基、またはＣ１〜Ｃ６アルコキシ基である。他の例において、Ｒ１およびＲ２基は、両方とも、Ｃ１〜Ｃ４アルキルであるが、一方はメチルであり、ならびにＲ３〜Ｒ９は、存在するとき、Ｈである。例示的Ｃ１〜Ｃ６アルキル基およびＣ１〜Ｃ４アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｓ−ブチル、イソブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、２−エチルブチル、２−メチルペンチルなどが挙げられる。対応するＣ１〜Ｃ６アルコキシ基は、カチオン環にも結合している酸素原子に結合した上記Ｃ１〜Ｃ６アルキル基を含有する。アルコキシアルキル基は、アルキル基に結合したエーテル基を含有し、この場合、合計で６個以下の炭素原子を含有する。２つの異性体１，２，３−トリアゾールがあることに注意なければならない。一部の例では、カチオン形成に必要とされないすべてのＲ基がＨであることもある。
【０１４８】
「存在するとき」というフレーズは、すべてのカチオンがすべての上記番号付きＲ基を含有するとは限らないため、置換基Ｒ基に関して本明細書で用いられることが多い。すべての考えられるカチオンは、少なくとも４つのＲ基（これは、Ｈである場合もある）を含有するが、すべてのカチオンにＲ２が存在する必要はない。
【０１４９】
「実質的に不在」および「実質的にない」というフレーズは、例えば、約５重量パーセント未満の水が存在するという意味と同義で用いられる。一部の例では、約１パーセント未満の水が組成物中に存在する。窒素含有塩基の存在に関しても同じ意味に解釈する。
【０１５０】
考えられるイオン液体カチオンに対するアニオンは、ハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）アニオン、過塩素酸アニオン、擬ハロゲンアニオン、例えばチオシアン酸アニオンおよびシアン酸アニオン、またはＣ１〜Ｃ６カルボン酸アニオンである。擬ハロゲン化物は、一価であり、ならびにハロゲン化物のものと同様の特性を有する（Ｓｃｈｒｉｖｅｒら，Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ  ＆  Ｃｏ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９９０，４０６−４０７）。擬ハロゲン化物としては、シアン化物アニオン（ＣＮ−）、チオシアン酸アニオン（ＳＣＮ−）、シアン酸アニオン（ＯＣＮ−）、雷酸アニオン（ＣＮＯ−）およびアジ化物アニオン（Ｎ３−）が挙げられる。１〜６個の炭素原子を含有するカルボン酸アニオン（Ｃ１〜Ｃ６カルボン酸アニオン）は、ギ酸アニオン、酢酸アニオン、プロピオン酸アニオン、酪酸アニオン、ヘキサン酸アニオン、マレイン酸アニオン、フマル酸アニオン、シュウ酸アニオン、乳酸アニオン、ピルビン酸アニオンなどによって示される。本開示組成物中に存在することができるアニオンのさらに他の例としては、硫酸アニオン、亜硫酸アニオン、リン酸アニオン、亜リン酸アニオン、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、次亜塩素酸アニオン、亜塩素酸アニオン、過塩素酸アニオン、重炭酸アニオンなど（これらの混合物を含む）が挙げられるが、それらに限定されない。
【０１５１】
ここで使用される考えられるイオン液体は、親水性であり、従って、米国特許第５，８２７，６０２号に記載されている疎水性イオン液体、またはトリフルオロメタンスルホン酸アニオンもしくはトリフルオロ酢酸アニオンの場合のように炭素原子に共有結合した１つ以上のフッ素原子を含有する米国特許第５，６８３，８３２号のものとは異なる。
【０１５２】
イオン液体の一部の追加例としては、次の第四アンモニウム塩が挙げられるが、これらに限定されない：Ｂｕ４ＮＯＨ、Ｂｕ４Ｎ（Ｈ２ＰＯ４）、Ｍｅ４ＮＯＨ、Ｍｅ４ＮＣｌ、Ｅｔ４ＮＰＦ６、およびＥｔ４ＮＣｌ。
【０１５３】
考えられる溶媒は、２つ以上の考えられるイオン液体の混合物も包含し得る。
【０１５４】
１つの例において、カチオン形成に必要とされないすべてのＲ基、すなわち、上に示したイミダゾリウム、ピラゾリウムおよびトリアゾリウムカチオン以外の化合物についてのＲ１およびＲ２以外のものは、Ｈである。従って、上に示したカチオンは、下に示す構造（これらの構造において、Ｒ１およびＲ２は、前に説明したとおりである）に対応する構造を有することがある。
【０１５５】
【化６】
2009500016.tif 000005
他の環構造との縮合がない単一の５員環を含有するカチオンが、ここでの使用に適する。これらのカチオンから成るイオン液体を使用するセルロース溶解法も考えられる。この方法は、実質的に水が不在の状態でこれらの５員環カチオンおよびアニオンから成る親水性イオン液体とセルロースを混合して、混合物を形成することを含む。溶解が達成されるまで、この混合物を攪拌する。例示的カチオンを下に示す（この場合、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３〜Ｒ５（存在するとき）は、前に定義したとおりである）。
【０１５６】
【化７】
2009500016.tif 000006
他の環構造との縮合がない単一の５員環を含有するカチオンのうち、構造の点で式Ａに対応するイミダゾリウムカチオンも適する（この式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３〜Ｒ５は、前に定義したとおりである）。
【０１５７】
【化８】
2009500016.tif 000007
さらなる例では、Ｎ，Ｎ−１，３−ジ−（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）置換イミダゾリウムイオン、すなわち、式ＡのＲ３〜Ｒ５が、各々Ｈであり、Ｒ１およびＲ２が、独立して、各々、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基またはＣ１〜Ｃ６アルコキシアルキル基であるイミダゾリウムカチオン、を使用することができる。さらに他の例では、１−（Ｃ１〜Ｃ６−アルキル）−３−（メチル）イミダゾリウム［Ｃｎ−ｍｉｍ（この場合、ｎ＝１〜６）］カチオンおよびハロゲンアニオンを使用することができる。さらにもう１つの例では、構造の点で下の式Ｂに対応する化合物によって示されるカチオン（この場合、式ＡのＲ３〜Ｒ５は、各々、ヒドリドであり、Ｒ１は、Ｃ１〜Ｃ６−アルキル基またはＣ１〜Ｃ６アルコキシアルキル基である）。
【０１５８】
【化９】
2009500016.tif 000008
開示するイオン液体は、約１５０℃の温度またはそれ未満で、例えば約１００℃の温度またはそれ未満で、且つ、マイナス１００℃の温度またはそれより上で、液体であり得る。例えば、Ｎ−アルキルイソキノリニウムおよびＮ−アルキルキノリニウムハロゲン化物塩は、約１５０℃未満の融点を有する。塩化Ｎ−メチルイソキノリニウムの融点は、１８３℃であり、ヨウ化Ｎ−エチルキノリニウムは、１５８℃の融点を有する。他の例において、考えられるイオン液体は、約１２０℃の温度またはそれ未満で、且つ、約マイナス４４℃の温度より上で液体である（溶融している）。一部の例において、適するイオン液体は、約マイナス１０℃から約１００℃の温度で液体である（溶融している）ことができる。
【０１５９】
超音波浴において約１００℃に加熱することにより（例えば、約８０℃まで加熱する）、最も有効には、家庭用電子レンジを使用するサンプルのマイクロ波加熱を用いることにより、誘導体化を伴わずイオン液体に高濃度でセルロースを溶解することができる。マイクロ波加熱装置を使用して、親水性イオン液体とセルロースの混合物を約１００℃から約１５０℃の温度に加熱することができる。
【０１６０】
本明細書において開示するイオン液体は、極めて低い蒸気圧を有することができ、一般に、沸騰前に分解する。Ｒ１およびＲ２のうちの一方がメチルである、実例となるＮ，Ｎ−１，３−ジ−Ｃ１〜Ｃ６−アルキルイミダゾリウムイオン含有イオン液体についての、例示的液化温度（すなわち、融点（ＭＰ）およびガラス転移温度（Ｔｇ））および分解温度を下の表１に示す。
【０１６１】
【化１０】
2009500016.tif 000009
【０１６２】
【化１１】
2009500016.tif 000010
実例となる１−アルキル−３−メチル−イミダゾリウムイオン液体［Ｃｎ−ｎｉｍ］Ｘ（この場合、ｎ＝４および６、Ｘ＝Ｃｌ−、Ｂｒ−、ＳＣＮ−、（ＰＦ６）−、（ＢＦ４）−）を調製した。周囲条件下、約１００℃への加熱で、超音波でおよびマイクロ波加熱でのこれらの実例となるイオン液体へのセルロース（ウィスコンシン州、ミルウォーキーのＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．からの繊維状セルロース）の溶解を試験した。マイクロ波加熱を用いることにより、溶解を増進させた。セルロース溶液は、非常に短時間で調製することができ、これは、エネルギー効率がよく、付随する経済的恩恵を提供する。
【０１６３】
イオン液体中のセルロースの１つの考えられる溶液は、その溶液の約５から約３５重量％、約５から約２５重量％、約５から約２０重量％、約５から約１５重量％、約１０から約３５重量％、約１０から約２５重量％、約１５から約３５重量％、または約１５から約２５重量％の量のセルロースを含有することができる。他の例において、イオン液体は、その溶液の約５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４または３５重量％の量のセルロースを含有することができ、これらの指定値のいずれかが、適宜、上の終点または下の終点になり得る。さらに、イオン液体中のセルロースの１つの考えられる溶液は、その溶液の約５から約３５重量部、約５から約２５重量部、約５から約２０重量部、約５から約１５重量部、約１０から約３５重量部、約１０から約２５重量部、約１５から約３５重量部、または約１５から約２５重量部の量のセルロースを含有することができる。他の例において、イオン液体は、その溶液の５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４または３５重量部の量のセルロースを含有することができ、これらの指定値のいずれかが、適宜、上の終点または下の終点になり得る。また、セルロースは、本開示イオン液体への高い溶解度を示す。粘稠な複屈折液晶溶液が、例えば約１０から約２５重量％または約１０から約２５重量部の、高濃度で得られる。
【０１６４】
活性物質が封入された再生セルロースマトリックスの作製には、水または窒素含有塩基が実質的にない溶融イオン液体溶媒中のセルロースから成る溶液が考えられる。従って、そうした液体または溶液は、約１パーセント以下の水または窒素含有塩基を含有する。それ故、溶液を調製するとき、水または窒素含有塩基が不在の状態でイオン液体とセルロースを混合して混合物を作ることによりそれを調製する。
【０１６５】
上で述べたように、イオン液体は、カチオンおよびアニオンから成る。１つの例において、前記溶液は、親水性液体に溶解したセルロースから成るものであり得、この親水性液体のカチオンは、前に論じたように、他の環構造との縮合がない単一の５員環を含有する。この溶液は、セルロース上でさらなる反応、例えばアシル化、を行って酢酸もしくは酪酸セルロースを形成するため、または再生のために、そのまま使用することができる。
【０１６６】
さらに、非誘導体化セルロースの溶解および再生のための溶媒としての、塩化１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム（［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌ）などのイオン液体の使用は、記載されている（ＰＣＴ公開第ＷＯ０３／０２９３２９  Ａ２；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，Ｊ  Ａｍ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ  ２００２，１２４：４９７４−４９７５；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，「Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ」，Ｉｎ  Ｍｏｌｔｅｎ  Ｓａｌｔｓ  ＸＩＩＩ：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｔｒｕｌｏｖｅら，Ｅｄｓ．，Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ，２００２，Ｖｏｌ．２００２−１９，ｐｐ．１５５−１６４。これらは、少なくともＩＬ／セルロースの溶解および再生方法についてのそれらの教示に関して、参照により本明細書に取り入れられている）。
【０１６７】
また、Ｗｕら（Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ２００４，５：２６６−２６８）は、塩化１−アルキル−３−アリルイミダゾリウムＩＬを如何にしてセルロースの均一誘導体化のための溶媒として使用することができるかを開示しており、ならびにＨｅｉｎｚｅら（Ｌｉｅｂｅｒｔ  ａｎｄ  Ｈｅｉｎｚｅ，Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ２００５，６：３３３−３４０）は、セルロースの同様の誘導体化のためのフッ化アルキルアンモニウム／ジメチルスルホキシド溶媒系の使用を記載している。対照的に、本明細書に開示する方法は、ＩＬの溶解特性をセルロースに用いて、再生セルロースフィルムへのＲｈｕｓ  ｖｅｒｎｉｆｉｃｅｒａラッカーゼ（Ｅ．Ｃ．＃１．１０．３．２）などの高分子の物理的封入を可能にし、ならびに本開示方法は、酵素などの生体分子のＩＬ−セルロース環境と適合性（Ｔｕｒｎｅｒら，Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ２００４，５：１３７９−１３８４；米国特許第６，８０８，５５７号）を実証する。酵素活性膜を作製したが、捕捉されたラッカーゼの活性について、水性環境でのその酵素と比較して有意な喪失が観察された。
【０１６８】
再生
本開示方法において、セルロースは、第一活性物質の存在下でイオン液体から再生される。適する第一活性物質の例は、本明細書の中で開示している。また、本開示方法は、水不溶性金属抽出剤、水不溶性染料および約５マイクロメートルの直径（ほぼ球形でない場合には、最も長い寸法）の磁性粒子を含む、活性物質に特に有用であり、これらは、懸濁液もしくはコロイドを作るために物理的に、またはＩＬ溶媒にそれらの成分を溶解し、その後、複合材料を再生させることにより、ＩＬ溶液に分散させることができる。
【０１６９】
再生時、第一活性物質の分布は、再生セルロースのマトリックス内に実質的に均一であり得る。多くの事例において、再生される固体セルロースは、それを作製する元のセルロースとほぼ同じ分子量を有することができ、ならびに一般に、約１２００以上の重合度数（ＤＰ）を有することができる。また、再生セルロースには、出発セルロースおよび捕捉イオン液体分解産物を基準として置換基の増加量が実質的にない場合もある。
【０１７０】
少量のセルロース加水分解が、溶解および再生中に発生することがある。しかし、再生後のセルロースの重量平均分子量は、溶解および再生前のセルロースの約９０％であり得る。例えば、セルロースの分子量パーセントは、約９０％から約１００％、約９２％から約９８％、約９４％から約９６％、約９０％から約９５％、約９５％から約１００％であり得る。他の例において、セルロースの分子量パーセントは、溶解または再生前のそのセルロースの約９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９または１００％であり得、これらの指定値のいずれかが、適宜、上または下の終点になり得る。この結果は、出発セルロースをＮＭＭＮＯの存在下、セルラーゼで処理して溶解を行う米国特許第５，７９２，３９９号のものとは相容れない。
【０１７１】
再生セルロースには実質的にない置換基は、ＩＬに溶解させたセルロース中に存在しなかったものである。従って、例えば、天然セルロースのヒドロキシル基は酸化されてオキソ（Ｃ＝Ｏ結合を有する置換基）官能基、例えば、ケトン、アルデヒドまたはカルボン酸を形成することがあり、天然セルロースは、一定量のこうした官能基を含有することがある。１つの態様において、ここで用いる溶解／再生プロセスは、元々存在したものと比べて数パーセントより多くの基の形成を生じない。Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｏｘｉｄｉｚｅｄ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｕ．Ｓ．Ｐ．（ＲＯＣ）の場合のような高レベルのオキソ官能基を含有する酸化セルロースを出発原料として使用する場合もまた、再生セルロースは、溶解および再生後、それらの段階を行う前の存在したものとほぼ同じ量の官能基（例えば、ＲＯＣについての約１８から約２４パーセントのカルボキシル基）を含有する。
【０１７２】
再生セルロースには実質的にないことがある置換基の別の群は、セルロースを溶解するために他のプロセスで使用される置換基、例えば、ザンテート基、Ｃ２〜Ｃ３  ２−ヒドロキシアルキル（例えば、２−ヒドロキシエチルおよび２−ヒドロキシプロプル）基、ならびにカルボキシル基、例えばアセチルおよびブチリルである。
【０１７３】
溶融組成物中のセルロースの第一活性物質に対する重量比は、相当多様であり得る。これは、活性物質のタイプ、所望される活性物質捕捉量などのような要因に依存しうる。例えば、重量で約１０００：１から約１：２のセルロース対活性物質の範囲が考えられる。考えられるさらに通常の重量比は、約１００：１から約１：１、約７５：１から約５：１、約５０：１から約１０：１、約７５：１から約２５：１、約１００：１から約５０：１、約５０：１から約１：２、および約１０：１から約１：２である。一部の例において、セルロースの活性物質に対する比は、１：２、１：１、２：１、３：１、４：１、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、１１：１、１２：１、１３：１、１４：１、１５：１、１６：１、１７：１、１８：１、１９：１、２０：１、２１：１、２２：１、２３：１、２４：１、２５：１、２６：１、２７：１、２８：１、２９：１、３０：１、３１：１、３２：１、３３：１、３４：１、３５：１、３６：１、３７：１、３８：１、３９：１、４０：１、４１：１、４２：１、４３：１、４４：１、４５：１、４６：１、４７：１、４８：１、４９：１、５０：１、５１：１、５２：１、５３：１、５４：１、５５：１、５６：１、５７：１、５８：１、５９：１、６０：１、６１：１、６２：１、６３：１、６４：１、６５：１、６６：１、６７：１、６８：１、６９：１、７０：１、７１：１、７２：１、７３：１、７４：１、７５：１、７６：１、７７：１、７８：１、７９：１、８０：１、８１：１、８２：１、８３：１、８４：１、８５：１、８６：１、８７：１、８８：１、８９：１、９０：１、９１：１、９２：１、９３：１、９４：１、９５：１、９６：１、９７：１、９８：１、９９：１、または１００：１であり得、これらの範囲のいずれかが、適宜、上または下の終点になり得る。これらの重量比は、再生セルロース製品にも反映される。また、複合材中の再生セルロースの第二活性物質に対する比は、これらの指定値のいずれかであってもよい。
【０１７４】
塩化物アニオンを含有するイオン液体は、第一活性物質がその中に分布している再生セルロースの作製に最も有効であるように見える。しかし、イオン液体がチオシアン酸アニオン、過塩素酸アニオンおよび臭化物アニオンを含有したときにも妥当な溶解性が観察されたため、塩化物アニオンは、必須ではない。テトラフルオロホウ酸アニオンおよびヘキサフルオロリン酸アニオンを含有するイオン液体については溶解性が観察されなかった。
【０１７５】
通常の実施では、セルロースをＩＬに溶解して、均一なまたは液晶性異方性溶液を形成する。その後、第一活性物質をそのＩＬ溶液に導入し、媒質（例えば、ナノ粒子または巨視的ビーズ）に溶解または分散させる。その後、そのＩＬ溶液と非溶媒希釈液の接触による再生によってセルロースマトリックスを形成し、結果として、添加剤を同伴する再生セルロース材料（加工に依存して、例えば、フロック、フィルム、膜、繊維またはモノリス）を形成する。
【０１７６】
ＩＬ溶媒にそれらの成分を添加する順序は、この再生および封入プロセスにとって重要ではなく、加工条件下での個々の成分の安定性などの非本質的理由に依存する。セルロースを最初に溶解してＩＬ中の溶液を形成し、続いて第一活性物質を分散させ、再生してもよい。または、第一活性物質をＩＬに分散させ、続いてセルロースを溶解し、その後、セルロースを再生してもよい。
【０１７７】
再生用流体または非溶媒希釈剤は、活性物質およびセルロースにとって非溶媒である。すなわち、再生用流体は、大量のセルロースおよび第一活性物質を溶解せず、そのため、両方の成分がその再生用流体に実質的に不溶性である。従って、第一活性物質およびセルロースは、独立して、その再生用流体に、約５重量％未満（例えば、１％未満）の程度まで可溶である。イオン液体は、再生用流体と混和性であり、再生用流体とＩＬ相の接触は、活性物質を封入するマトリックスである固体セルロースポリマーの再生を誘導する。
セルロースおよび添加剤のイオン液体溶液のダイを通しての押出しが考えられる場合、その押出しは、周知である多数の様式で達成することができる。例えば、一部の態様において、その溶液が押出される１つ以上のオリフィスを有するダイの表面は、その再生用流体の表面より下にある。他の態様において、その溶液は、再生用流体と接触する前に、ダイオリフィスから空気または別のガス、例えば窒素もしくはアルゴンの中を通って進む。
【０１７８】
液体非溶媒が、水と混和性である場合もある。例示的液体非溶媒としては、水、アルコール、例えばメタノールまたはエタノール、アセトニトリル、エーテル、例えばフランまたはジオキサン、およびケトン、例えばアセトンが挙げられる。水の利点は、そのプロセスが揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の使用を回避する点である。再生は、揮発性有機溶媒の使用を必要としない。イオン液体は、再生後、乾燥させるか、別様に液体非溶媒を除き、再使用することができる。
【０１７９】
本明細書で説明する概念は、添加されるＩＬ可溶性化学物質の付加、続いて、セルロースと第一活性物質の両方が全くまたはあまり可溶性でない非溶媒希釈剤を使用する再生を可能ならしめる。粘稠ＩＬ媒質内に最初に分散されるセルロースマトリックスへのナノ粒子、および巨視的粒子の組み込みにより、再生セルロースマトリックス内への実質的に均一な分散が生じて、ナノ分散複合材が形成される。その後、そのナノ粒子第一活性物質を、適するリンカーを介して第二活性物質に連結させることができる。
【０１８０】
開示するこれらの方法は、再生セルロースマトリックス内に封入することが望ましい多数の固体活性物質を含有する複合材の形成に有利であり、特に、水または他の一般的な溶媒に可溶性でない活性物質、例えばナノ粒子または巨視的材料、の組み込みに有利である。
【０１８１】
このプロセスによって形成されるマトリックスは、その外皮を通した周囲媒質への拡散により、水などの液体媒質への膨潤により、セルロースマトリックスのゆっくりとした制御分解により、またはそのマトリックス内からの活性物質のゆっくりとした溶解により、封入材料の遅速放出を行うことができる。
【０１８２】
本開示複合材の形態学的最終形は、その再生プロセスに、およびその材料の所望の用途に依存する。例えば、濾過または分離用途のために高表面積ビーズ、シリンダーまたはフロックを製造することができ、これに対して、膜およびセンサー用に薄膜を作製することができる。
【０１８３】
連結
述べたように、再生セルロースマトリックス内に埋め込まれる第一活性物質は、リンカーおよび第二活性物質にカップリングさせることができる。第一および第二活性物質をリンカーにカップリングさせるための方法を本明細書において開示する。第一および第二活性物質をリンカーにカップリングさせるための他の方法は、当該技術分野において公知の反応である。個々の方法は、その特定の第一活性物質、第二活性物質およびリンカーに依存する。一般に、その中に分布している第一活性物質を含む再生セルロースマトリックスを、その第一活性物質との結合を形成することができるリンカーで処理することができる。あるいは、リンカーおよび第二活性物質を、再生セルロースマトリックス内に捕捉された第一活性物質と接触させる前およびさせた後、カップリングさせることができる。さらなる態様では、第一活性物質をリンカーとカップリングさせ、その後、セルロースＩＬ溶液と接触させることができる。その後、セルロースの再生により、リンカーとカップリングした第一活性物質をその再生セルロース内に実質的に均一に分布させることができる。
【０１８４】
用途
記載するセルロース／活性物質複合材は、多種多様な用途を有し得る。例えば、再生セルロース／ポリアミン複合材フィルムおよびビーズの作製は、その再生セルロースマトリックスの表面への第一アミンの高い負荷をもたらし、それによって第二活性化学種の直接一段階コンジュゲーションが可能となる。ＩＬに基づく再生プロセスの使用により、フィルムおよびビーズ構造を作製し、タンパク質、核酸、生体分子などのための固定化支持体として使用することができる。
【０１８５】
こうしたセルロース／活性物質複合材の有用な用途としては、膜／フィルター、燃料電池、分離装置、電解膜、難燃剤、殺菌フィルター、センサー、金属抽出剤、酵素用支持体、濾過用抽出剤材料、金属イオン、生体分子およびガス分子の分離および抽出、膜／抽出剤処理用の磁性粒子、セルロースコーティング用材料改質剤、生物活性剤（制御放出、検知、分解）、金属錯体（検知、制御放出、抽出剤ならびにフィルター用の結合および分離剤）、セルロース着色用の水不溶性染料、検知および指示薬、フォトレジスト、光学的物質またはＵＶスクリーンとしてのナノ粒子の組み込み、磁気反応性ビーズ用の磁性粒子、濾過および反応床、ナノ粒子触媒、クレーおよび他の難燃材料の分散物、酵素支持体、ポリマー支持電解質、ナノ多孔質材料製造のための空隙形成用ピラー／足場が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１８６】
一部の特定の例において、本開示セルロース／活性物質複合材を使用して、布または紙製品などの物品を形成することができる。１つの例では、活性物質が抗菌剤、抗ウイルス薬および／または中和剤を含むセルロース／活性物質複合材から布を作製することができる。結果として生じる布は、保護衣服、例えば、手術衣、手袋、マスク、包帯などとして使用することができる。これらの布は、ユニフォーム（例えば、ファースト・レスポンダーのユニフォームまたは軍服）に使用することもできる。複合材が抗菌剤、抗ウイルス薬、凝固剤を含む物品は、縫合糸または糸を作製するために使用することができる。
【０１８７】
本開示複合材は、ポリフェノール、芳香族アミンおよびアミノフェノールをはじめとする様々な化合物を検出するための検知物質として、または酵素を触媒とする変換のための固体支持材料として使用することもできる。さらに、本開示複合材は、分離プロセス（例えば、クロマトグラフィー）および／または一定流量型反応装置において使用することができる。
【実施例】
【０１８８】
以下の実施例は、開示する主題による方法および結果を説明するために下に示すものである。これらの実施例は、本明細書において開示する主題のすべての態様を包含ためのものではなく、むしろ、代表的な方法および結果を説明するためのものである。これらの実施例は、当業者には明らかである本発明の等価物および変形を除外するためのものではない。
【０１８９】
数（例えば、量、温度など）に関しては確実に正確であるように努力したが、多少の誤差およびずれは考慮すべきであろう。別の指示がなければ、部は、重量部であり、温度は、℃での温度あるか、周囲温度であり、ならびに圧力は、大気圧またはほぼ大気圧である。反応条件、例えば、成分濃度、温度、圧力ならびに説明するプロセスから得られる製品の純度および収率を最適にするために用いることができる他の反応範囲および条件には、非常に多数の変形および組み合わせがある。こうしたプロセス条件の最適化には、妥当で慣例的な実験しか必要ないであろう。
【０１９０】
使用するすべての化学物質は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（ウィスコンシン州、ミルウォーキー）から購入した分析グレードのものであり、別の注記がなければさらに精製せずに使用した。
【０１９１】
実施例１：官能化ＩＬ再生セルロースフィルムの作製
以前に記載された（ＰＣＴ公開番号ＷＯ０３／０２９３２９  Ａ２；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，Ｊ  Ａｍ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ  ２００２，１２４：４９７４−４９７５；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，「Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ」Ｉｎ  Ｍｏｌｔｅｎ  Ｓａｌｔｓ  ＸＩＩＩ：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｔｒｕｌｏｖｅら，Ｅｄｓ．，Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ，２００２；Ｖｏｌ．２００２−１９，ｐｐ．１５５−１６４）ようにマイクロ波パルス加熱を用いて、非誘導体化微結晶性セルロース（ウィスコンシン州、ミルウォーキーのＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）をＩＬ、塩化１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム（［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌ）に溶解して、５重量パーセント（重量％）溶液を作った。約１２０から１５０℃で完全に溶解して粘稠透明溶液にした後、その混合物を放置して約６０℃に冷却して過冷液体を作った。次に、第二ポリマー（表２参照）をそのセルロース溶液にセルロース成分を基準として約２０重量％の濃度で添加し、その混合物を手で均一化し（完全な相互拡散を確保し）、その後、塗工用ロッド（ニューヨーク州、ウィーバーのＲ＆Ｄ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ）を使用してガラスプレート上でフィルム（１ｍｍ厚）としてキャストした。それらのフィルムを再構成し、脱イオン（ＤＩ）Ｈ２ＯでそれらのフィルムからＩＬ溶媒を浸出させた。完全に再構成した後、フィルムを浴内に配置し、少なくとも２４時間、ＤＩ  Ｈ２Ｏに浸漬して、フィルムから残留［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌを浸出させた。
【０１９２】
実施例２：Ｘ線電子分光法（ＸＰＳ）
官能化セルロースフィルムの化学構造に関する修飾を、Ｋｒａｔｏｓ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  １６５  Ｍｕｌｔｉｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒを使用し、１０−９トル未満のベース圧力で作動させて測定した。Ａｌ  Ｋα放射線の光子源（１４８６．６電子ボルト（ｅＶ））を使用し、固定分析モードで動作する８のチャンネルトロン検出装置を装備した１６５ｍｍ平均半径同心半球型分析装置で放射光電子を分析した。検査スキャンは、１６０ｅＶのパスエネルギーを用いてとったが、高分解能スキャンは、８０ｅＶで収集した。上で説明したようにサンプルを作製し、周囲条件下で空気乾燥させた。
【０１９３】
実施例３：官能化ＩＬ再生セルロースビーズの作製
マイクロ波パルス加熱を用いて、［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌ（５０．０ｇ）中の微結晶性セルロース（４．８ｇ）の約１０重量％溶液を作製した（ＰＣＴ公開番号ＷＯ０３／０２９３２９  Ａ２；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，Ｊ  Ａｍ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ，１２４：４９７４−４９７５，２００２；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，「Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ」Ｉｎ  Ｍｏｌｔｅｎ  Ｓａｌｔｓ  ＸＩＩＩ：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｔｒｕｌｏｖｅら，Ｅｄｓ．，Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ，２００２；Ｖｏｌ．２００２−１９，ｐｐ．１５５−１６４）。その後、その溶液を少し冷却し、１．０ｇのＢＳＡ（ウィスコンシン州、ミルウォーキーのＳｉｇｍａ）を添加し、攪拌棒を使用して均質化して、１：５重量比のＢＳＡ：セルロースを含有する混合物を調製した。オーバーヘッド超高トルク攪拌機（オンタリオ州、ＷｉａｒｔｏｎのＣａｆｒａｍｏ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）を８５０ｒｐｍで使用して、急速攪拌高温（１００℃）プロピレングリコール（ＰＰＧ  ４２５）浴内でその溶液を分散させることにより、ビーズを作製した。そのセルロース／［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌ／ＢＳＡ混合物をその高温ＰＰＧにゆっくりと添加して分散させて、小さなビーズを形成し、３０分間攪拌した。攪拌中、ＰＰＧ浴の温度を約４０℃に降下させて、分散したセルロース／［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌ／ＢＳＡビーズを硬化させ、後の凝集を防止した。攪拌装置から溶液を取り出し、エタノールをゆっくりと添加して、セルロース複合ビーズの再構成を開始した。それらのビーズをエタノールで５回洗浄し、続いてＤＩ  Ｈ２Ｏで５回洗浄し、その後、１セットのメッシュフィルターを使用して濾過した。０．２５〜１．００ｍｍの間の直径を有する主画分を回収し、分画前にＤＩ  Ｈ２Ｏ下で保存した。
【０１９４】
実施例４：官能化セルロース支持体への生体分子の取り付け
再構成されたセルロース複合材料をそれらのＤＩ  Ｈ２Ｏ浴から取り出し、１８ｍＬの２５重量％グルタルアルデヒド（ウィスコンシン州、ミルウォーキーのＳｉｇｍａ）および２３ｍＬの０．１Ｍ  リン酸緩衝液（ｐＨ７．０）の溶液に添加し、１２時間、室温で攪拌した。結果として生じたイミン結合を、２時間、室温で、５０ｍＬのシアノ水素化ホウ素カップリング緩衝液（Ｓｉｇｍａ）、ｐＨ７．５を使用して還元した。最後に、それらの材料を大量のＤＩ  Ｈ２Ｏおよびリン酸緩衝液で洗浄して、酵素取り付けの準備を整えた。表面に取り付けるために、７．５ｍｇのＲｈｕｓ  ｖｅｒｎｉｆｉｃｅｒａラッカーゼ（Ｅ．Ｃ．＃１．１０．３．２）または１００．０ｍｇのリパーゼ（Ｅ．Ｃ．＃３．１．１．３；Ｌ−９５１８）（両方とも、Ｓｉｇｍａから購入）を含有する水溶液に、活性化した支持材料を２時間、室温で入れておいた。その後、材料を０．１％Ｔｗｅｅｎ  ２０、続いてＤＩ  Ｈ２Ｏで洗浄して、静電的に表面に結合した酵素を除去した。使用するまで、材料をＤＩ  Ｈ２Ｏ浴中、４℃で保存した。
【０１９５】
実施例５：ラッカーゼ触媒シリングアルダジン酸化アッセイ
官能化フィルムの表面に結合したラッカーゼの活性を判定するために、ＵＶ／Ｖｉｓ分光法を用いてシリングアルダジンの比色酸化をモニターした。各フィルムのサンプルを円形ディスク（ｄ＝１．６０ｃｍ、Ａ＝２．０１ｃｍ２）に切断し、２．８ｍＬの２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．１３）および０．０５４ｍｇの還元シリングアルダジンを含有する溶液に浸漬した。それらのサンプルを１８０分間、２７℃でインキュベートし、その後、ＤＩ  Ｈ２Ｏで洗浄した。各サンプルを、個々に、ＵＶ／Ｖｉｓ分光測定用の顕微鏡スライドガラス上に、垂直に載せた。サンプルを、Ｖａｒｉａｎ  Ｃａｒｙ  ３Ｃ  ＵＶ−可視分光光度計（カリフォルニア州、パロアルト）で３００〜７００ｎｍ、スキャンした。酸化したシリングアルダジンについての吸光係数（ε＝６５，０００）（Ｈａｒｋｉｎ  ａｎｄ  Ｏｂｓｔ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  １９７３，１８０：２９６−２９８）および１ｍｍの路長（フィルム厚）を用いてラッカーゼの比活性を計算した。すべての反応を三重反復で行った。
【０１９６】
実施例６：ブタノールでの酪酸エチルのリパーゼ触媒エステル交換
０．０６Ｍの酪酸エチル（０．０１６ｍＬ）、０．１２Ｍのｎ−ブタノール（０．０２２ｍＬ）および内標準としての０．０６Ｍの１，３−ジメトキシベンゼン（０．０１６ｍＬ）を２ｍＬのｔ−ブタノールに添加した。１１９ｍｇまたは１６６ｍｇの酵素（それぞれ、ノボザイム４３５（乾燥）およびＢ−固定化リバーゼ（湿潤））をその反応溶液に添加し、４０℃および１５０ｒｐｍで２４時間、反応を進行させた。反応溶液の５０μＬアリコートを１００μＬの６５：３５  ＭｅＯＨ：酢酸緩衝液（ｐＨ４．５）で希釈し、１．０ｍＬ／分の流量で溶離剤として６５：３５  ＭｅＯＨ：酢酸緩衝液を使用するＣ−１８  Ｊｏｒｄｉ  Ｇｅｌカラム、１５０ｍｍ×４．６ｍｍ（イリノイ州、ディアフィールドのＡｌｌｔｅｃｈ）を装着したＳｈｉｍａｄｚｕ  ＨＰＬＣ（メリーランド州、コロンビア）に注入した。Ｓｈｉｍａｄｚｕ  屈折率測定検出装置（ＲＩＤ−１０Ａ）を使用して、反応生成物、酪酸ブチルの形成を検出し、モニターした。すべての反応は、三重反復で行った（Ｌａｕら，Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍ  ２００４，６：４８３−４８７）。
【０１９７】
結果および考察
これらの実施例は、ＩＬ、塩化１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム（［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌ）を利用するセルロースの溶解および再生プロセス（ＰＣＴ公開番号ＷＯ０３／０２９３２９  Ａ２；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，Ｊ  Ａｍ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ  ２００２，１２４：４９７４−４９７５；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，「Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ」Ｉｎ  Ｍｏｌｔｅｎ  Ｓａｌｔｓ  ＸＩＩＩ：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｔｒｕｌｏｖｅら，Ｅｄｓ．，Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ，２００２；Ｖｏｌ．２００２−１９，ｐｐ．１５５−１６４）を用いて、セルロース−ポリアミン複合材を薄膜としておよびビーズとして作製する単純一段階プロセスを助長することができることを明示している（表２）。複合材に組み込まれた、表面の利用可能なアミノ基は、従来のグルタルアルデヒドバイオコンジュゲーション法（Ｉｌｌａｎｅｓら，「Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌａｃｔａｓｅ  ａｎｄ  ｉｎｖｅｒｔａｓｅ  ｏｎ  ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ  ｃｈｉｔｉｎ」．Ｉｎ  Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ  ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ  ｅｎｚｙｍｅｓ  ａｎｄ  ｃｅｌｌｓ，Ｍｏｏ−Ｙｏｕｎｇ，Ｅｄ．，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｌｏｎｄｏｎ，１９９８，ｐｐ．２３３−２４９）によって酵素を取り付けるためのアンカー点として使用することができ、これは、バイオアッセイおよび支持反応手段において用いるための表面固定化酵素を作製する直接的方法となる。
【０１９８】
【化１２】
2009500016.tif 000011
【０１９９】
【化１３】
2009500016.tif 000012
最初に、高ＭＷタンパク質、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を、透明複合フィルムの形成に導く二次ポリマーとして使用した。２８０ｎｍでのＵＶ／Ｖｉｓスペクトルの特徴的吸収サインの観察は、バルクセルロースマトリックス内に捕捉されて残存するタンパク質の存在を示していた。これは、膜の表面に第一アミン含有リシン残基が存在し、利用できる可能性を示唆していた（図１に模式図で示す）。これは、グルタルアルデヒドの活性化およびその後の官能化を可能にし、固定化生体触媒反応における固体支持体としての使用に適する材料の製造につながるであろう。このために、Ｘ線電子分光法（ＸＰＳ）を用いてこれらの複合材の表面を分析して、利用可能な表面アミン官能基の存在を確認および定量した（Ｂｏｒａら，Ｊ  Ｍｅｍｂｒ  Ｓｃｉ  ２００５，２５０：２１５−２２２）。パススキャンを行って、各サンプルの表面原子組成を判定し、「天然」セルロース（非再構成）中の０．０原子％、ＩＬ再構成セルロース中の０．４原子％、およびＢＳＡを含有するＩＬ再構成セルロース複合材中の５．６原子％である窒素の存在を明らかにした。さらに、Ｎ１スペクトルのピークフィット分析（図２）を用いて、両方のＩＬ再構成サンプル上に存在する様々な表面窒素含有基の相対濃度を定量した。ＩＬ再構成セルロースの表面上の０．４原子％の窒素については、ＮＯｘの相対濃度が５８．８％を占め、残りの４２．１％が第一アミン基の相対濃度であった。ここでのＮＯｘの存在は、単に、表面吸着層を構成する残存イミダゾリウム帰するものであり得る。加えて、ＮＨ２の存在は、加熱により形成された不純物として存在することがあったイオン液体のカチオン部分からの分解材料に帰する可能性が高い。ＩＬ再構成セルロース複合材料の相対表面窒素組成（５．６原子％）は、７６．１％ＮＨ２および２３．９％ＮＯｘに帰するものであった。このセルロース複合材上の表面第一アミン基の濃度についての「純粋な」ＩＬ再構成セルロースと比較して顕著な増加は、この材料のさらなるコンジュゲーションの可能性を明示している。
【０２００】
ＢＳＡ中のリシン残基のアンカー部位として使用は、そのポリマーの総重量の約６％しか利用せず、これらの潜在的反応部位の有意な数が、そのマトリックスのバルク内に接近不能に埋まったまま残る。酵素取り付け増加を助長するために、より高濃度の第一アミンを含有する一連の他のポリマーを、セルロースフィルムに配合する添加剤として調査した。試験したポリマー（表２）としては、ポリリシン臭化水素酸塩、一定範囲の分子量およびアミン濃度を有する幾つかのＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）ポリマー（ユタ州、ソルトレークシティーのＨｕｎｔｓｍａｎ）、および２つの可変的ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）ポリマーが挙げられる。その後、上で説明したように、それらの複合材フィルムの、結果として生じたアミン官能基を活性化し、官能化した。生体触媒取り付け後、シリンジアルダジンのラッカーゼ触媒酸化を行って、結合した酵素の活性を判定した（表２）。
【０２０１】
生成した複合フィルムから試験ストリップを作製することにより、生物学的アッセイ用の支持体として使用するためのこれらの材料の適性を、先ず、判定した。作製した材料を、透過式ＵＶ／Ｖｉｓ分光法を用いてスクリーニングした。これは、フィルムが光学的に透明であることを必要とし、従って、不透明である（これは、２つのポリマー成分のバルク不混和性およびポリマーマイクロドメイン（例えば、セルロース／分岐ポリエチレンイミン混合物Ｈ（表２））の形成を表す）と証明された作製サンプルは、この段階で排除した。
【０２０２】
グルタルアルデヒド連結方法論を用いてフィルムにラッカーゼを結合させ、標準的なシリングアルダジン酸化アッセイ（Ｈａｒｋｉｎ  ａｎｄ  Ｏｂｓｔ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  １９７３，１８０：２９６−２９８）を用いてその活性を判定し、それらの結果（表３）を、天然酵素、および以前に報告された封入ラッカーゼを含有するセルロースフィルムからの結果、両方と比較した。全体的に見て、ラッカーゼ活性は、捕捉された酵素のものと等価であるか、それより高かった。各材料に付いているラッカーゼの比活性を計算し、その結果、０．０３０から０．１８９にわたる値を得た。これらの値により、Ｃに付いているラッカーゼの活性のほぼ５０％増加が説明された。活性の増加は、酵素の改善された柔軟性、ならびにグルタルアルデヒドとタンパク質の間の安定な結合の形成（Ａｂｄｕｌｋａｒｅｅｍら，Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  ２００２，３７：１３８７−１３９４）に起因する可能性が高い。シリンジアルダジンアッセイから得られた結果に基づき、複合材料ＢおよびＣは、この用途に最も適する材料であり、これに対して、二次ポリマーとして線状ポリエチレンイミンを含有する材料Ｇの動作が最も不良であるように見える。これらの結果は、二次ポリマーの第一アミン濃度と結果として生じるラッカーゼ活性との間に相関関係がないことを示しており、これは、一部の二次ポリマーの［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌ  ＩＬ／セルロース混合物への不良な溶解性および該混合物中での不良な均一性を反映する可能性が高い。
【０２０３】
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）撮像法を用いて、セルロース複合材料の均一性およびレオロジーを調査した（図３）。図３Ａは、フィルム中いたるところに結晶質物質の異質な領域を示しており、これは、ポリ−リシン臭化水素酸塩の不溶性が、離散した表面反応性「パッチ」を生じさせることを明示している。実際、これらの「パッチ」は、比色ラッカーゼ触媒アッセイ中に顕著になった。ＢＳＡおよびＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）Ｄ−２３０を含有する均一材料、図３Ｂ〜３Ｃは、それぞれ、最高測定酵素活性を有する材料を表す。それらの均一性および高い比活性に基づき、これらの材料は、タンパク質取り付け部位数増加に備える、より高濃度の表面第一アミン基を有するように見える。画像３Ｄ、Ｅ、ＦおよびＨａ〜ｂは、分子量の高いＪＥＦＦＡＭＩＮ（登録商標）およびＰＥＩほど減少する、［Ｃ４ｍｉｍ］Ｃｌ  ＩＬ−セルロース混合物への溶解性に、材料の均一性が対応し得ることを裏付ける。さらに、より低い活性は、フィルム全体にわたるこれらのコポリマーの不均等な分布に帰する、より低い酵素取り付けレベルに関係付けられるように見える。
【０２０４】
【化１４】
2009500016.tif 000013
シリンジアルダジンのラッカーゼ触媒酸化に基づき、複合材ＢおよびＣを固体支持体材料として使用できることは明らかである。実施条件下でのそれらの安定性を市販のビーズ固定化酵素との比較によりアッセイした。本発明者らは、ｎ−ブタノールでの酪酸エチルの単純なエステル交換（Ｌａｕら，Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍ  ２００４，６：４８３−４８７）を選択し、ビーズ形に作製したＢ上に固定されたＣａｎｄｉｄａ  ａｎｔａｒｔｉｃａリパーゼＢ（ＣａＬＢ）と、Ｓｉｇｍａ（ウィスコンシン州、ミルウォーキー）を通して入手できる市販のノボザイム４３５（マクロ孔質アクリル樹脂固定化Ｃａｎｄｉｄａ  ａｎｔａｒｃｔｉｃａリパーゼ）ビーズと比較した。０．２５から１．０ｍｍの範囲の直径を有するセルロース複合ビーズは、超高トルク攪拌機を使用して容易に作製することができ、市販製品に匹敵するサイズおよび形状を有した（図４）。
【０２０５】
エステル交換は、０．０６Ｍの酪酸ブチルと、０．１２Ｍのｎ−ブタノールと、０．０６Ｍの１，３−ジメトキシベンゼン（内標準として）と、１２０から１５０ｍｇの固定化リパーゼとを含有するｔ−ブタノール（５．０ｍＬ）中で行った。その反応混合物を２４時間、４０℃および１５０ｒｐｍでインキュベートし、その後、屈折率検出装置を使用する逆相ＨＰＬＣによる分析のために６５：３５のＭｅＯＨ：酢酸緩衝液（ｐＨ４．５）で希釈した。試験の結果は、市販のノボザイム４３５は、酪酸エチルの１００％相対転化を触媒し、一方、複合材Ｂ−固定化ＣａＬＢは、８７％相対転化の責任を負ったことを示している。これらの材料は、固定化生体内変換に対する材料の適正を判定する手段としてここで比較したが、市販の製品は、完全な特性付けおよび最適化手順後に正確な寸法に加工されたことに留意しなければならない。こうした最適化手順は、本明細書に開示する材料にも用いることができる。
【０２０６】
上の実施例において、セルロースについてのＩＬの溶解特性は、再生セルロースフィルムへのＲｈｕｓ  ｖｅｒｎｉｆｉｃｅｒａラッカーゼ（Ｅ．Ｃ．＃１．１０．３．２）などの高分子の物理的封入を可能にする。これらの方法は、酵素などの生体分子とＩＬ−セルロース環境の適合性（Ｔｕｒｎｅｒら，Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ２００４，５：１３７９−１３８４；米国特許第６，８０８，５５７号）を明示している。さらに、本明細書に開示するとおり酵素活性膜を作製したが、水生環境にある酵素と比較して、捕捉されたラッカーゼの活性の減損が観察された。
【０２０７】
遊離酵素に対するこの活性減損は、支持体マトリックス内に拘束されたときの配座柔軟性低下に帰することもあり、またはセルロースフィルムへのおよびからの基質および生成物の輸送についての拡散限界低減に帰することもある。これらの問題を多少とも解決し、活性を強化するためには、バルク封入ではなく表面固定化が、望ましい固定化アプローチであり得る（Ｉｌｌａｎｅｓ，Ｅｌｅｃ  Ｊ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  １９９９，２：１−９）。支持体材料への触媒の物理的および化学的、両方の取り付けが可能であり、これらは広範に実証されている（Ｇｅｍｅｉｎｅｒ，Ｉｎ  Ｅｎｚｙｍｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｇｅｍｅｉｎｅｒ，Ｅｄ．，Ｅｌｌｉｓ  Ｈｏｒｗｏｏｄ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｉｎ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｅｌｌｉｓ  Ｈｏｒｗｏｏｄ  Ｌｉｍｉｔｅｄ：Ｗｅｓｔ  Ｓｕｓｓｅｘ，Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９２，ｐｐ．１５８−１７９；Ｆｒｏｅｈｎｅｒ  ａｎｄ  Ｅｒｉｋｓｓｏｎ，Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍ  Ｓｃａｎｄ  Ｂ  １９７５，２９：６９１）。物理的取り付けは、酵素と支持体材料の表面との単純な吸着または弱いイオン相互作用によって達成されるが、このタイプの取り付けは、容易に逆行し得、一般に、酵素浸出を随伴する。一方、共有結合による化学的取り付けは、一般に、より安定で非可逆的な結合をもたらし、その安定性増加のため、この用途に好ましいメカニズムである。
【０２０８】
生体分子の親和性および取り付け結合の安定性を増す手段として、支持体材料上の表面活性基が望ましいことがある。１つの態様において、一段階溶解および再生手順（ＰＣＴ公開第ＷＯ０３／０２９３２９  Ａ２；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，Ｊ  Ａｍ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ  １２４：４９７４−４９７５，２００２；Ｓｗａｔｌｏｓｋｉら，「Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ」Ｉｎ  Ｍｏｌｔｅｎ  Ｓａｌｔｓ  ＸＩＩＩ：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｔｒｕｌｏｖｅら，Ｅｄｓ．，Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ：Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ，２００２，Ｖｏｌ．２００２−１９，ｐｐ．１５５−１６４）を用いて、ペンダント第一アミン官能基を含有する透明薄膜とビーズの両方として形成されたセルロース系複合材料を得、それによってバイオコンジュゲーションに必要な反応性表面コーティングを生じさせるプロセスを、本明細書において開示する。固定化材料としてのこうした複合材の使用を、モデル系としてラッカーゼ触媒酸化反応を用いて証明した。
【０２０９】
明白である、および本発明に固有である他の利点は、当業者には明らかであろう。一定の特徴および副次的組み合わせが、他の特徴および副次的組み合わせと関係なく有用であり、利用できることは、理解されるであろう。これは、本特許請求の範囲に包含され、本特許請求の範囲内である。多くの可能な実施形態を、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができるため、本明細書に記載するまたは添付の図面に示すすべてのことを、実例として解釈すべきであり、且つ、限定の意味はないと解釈すべきであることは、理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【０２１０】
本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、下で説明する幾つかの態様の例証となる。
【図１】図１は、突出第一アミンを有するセルロース−ポリアミンフィルムの略図である。
【図２】図２は、Ｂ（上）およびイオン液体（ＩＬ）再構成セルロース（下）のＸＰＳスペクトルからのＮ１ピークのＰｅａｋｆｉｔ分析の１対のグラフである。各パネル中の青色ピークは、ＮＯＸ（またはイミダゾリウム）基を表し、赤色ピークは、ＮＨ３基を表し、緑色ピークは、各フィルムの表面に存在するＮＨ２基を表す。
【図３】図３は、セルロース複合材料のＳＥＭ画像の一群である。パネルＡ：セルロース−ポリ−リシン臭化水素酸塩；Ｂ：セルロース−ＢＳＡ；Ｃ：セルロース−ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）Ｄ−２３０；セルロース−ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）Ｔ−４０３；Ｅ：セルロース−ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）Ｄ−２０００；Ｆ：セルロース−ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ（登録商標）Ｔ−５０００；Ｇ：セルロース−ＰＥＩ（線状）；Ｈａ：セルロース−ＰＥＩ（分枝状）、平滑部分；Ｈｂ：セルロース−ＰＥＩ（分枝状）、織られた部分。
【図４】図４は、市販のノボザイム４３５（左）およびＢ−固定化リパーゼビーズ（右）の一対の顕微鏡画像である。両方の写真におけるスケールは、３００μｍに相当する。
【図５】図５は、突出第一アミンを有するセルロース−ポリアミンおよび捕捉された酵素（ラッカーゼと示す）の略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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