(57)【要約】【課題】活性酸素除去用フイルターおよび活性酸素除去方法を提供すること。【解決手段】この発明の活性酸素除去用フイルターは、フィルター基材が酸素ラジカル除去剤として水溶性キトサンマンガン錯体を含む構成である。この発明の活性酸素除去用フイルターは、活性化酸素除去用フィルターパイプとして使用する場合には、そのの水溶性キトサンマンガン錯体を含有するフィルター含有区画へ喫煙直前に所定量の水分を供給することによって酸素ラジカルを除去することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター基材が酸素ラジカル除去剤として水溶性キトサンマンガン錯体を含むことを特徴とする活性化酸素除去用フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の活性化酸素除去用フィルターにおいて、所定量の水分が更に含まれていることを特徴とする活性化酸素除去用フィルター。
【請求項３】
請求項１または２に記載の活性化酸素除去用フィルターにおいて、前記所定量の水分が０．３〜１．０ｍｌ／フィルターの割合であることを特徴とする活性化酸素除去用フィルター。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の活性化酸素除去用フィルターにおいて、前記水溶性キトサンマンガン錯体が０．１μｇ〜１ｍｇ／ｃｍ３の割合で含有されていることを特徴とする活性化酸素除去用フィルター。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の活性化酸素除去用フィルターから構成されていることを特徴とする活性化酸素除去用フィルターパイプ。
【請求項６】
請求項５に記載の活性化酸素除去用フィルターパイプにおいて、前記パイプが前記活性化酸素除去用フィルターを含有するフィルター含有区画と、前記水分を含有する水分含有区画とから構成されていることを特徴とする活性化酸素除去用フィルターパイプ。
【請求項７】
請求項５または６に記載の活性化酸素除去用フィルターパイプにおいて、喫煙直前に前記水分含有区画から前記フィルター含有区画へ所定量の水分が供給できるように構成されていることを特徴とする活性化酸素除去用フィルターパイプ。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の活性化酸素除去用フィルターまたは請求項５ないし７のいずれか１項に記載の活性化酸素除去用フィルターパイプの水溶性キトサンマンガン錯体を含有するフィルター含有区画へ喫煙直前に所定量の水分を供給することによって酸素ラジカルを除去することを特徴とする活性化酸素除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、活性酸素除去用フィルターおよび活性酸素除去方法に関するものである。更に詳細には、この発明は、特にタバコフィルターとして有用である活性酸素除去用フィルターおよび活性酸素除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  タバコ煙中には、タールやニコチンを始め、ベンツピレン、アミン類などの様々な有害物質が含まれていることは周知の事実である。加えて、タバコの喫煙時に発生する酸素ラジカルは、細胞の構成成分である蛋白質や膜成分、さらには遺伝子を構成するＤＮＡに対してまで種々の損傷を引き起こして、発癌または血管の老化に伴う心疾患や脳血管疾患をはじめとする動脈硬化、ボケなどを引き起こす主要因子の１つと考えられている。
タバコの喫煙に際しては、吸引１回当たり１０１４個の酸素ラジカルが含まれると推定されている。喫煙による咽頭癌、食道癌、肺癌などの癌は、タバコの煙中に含まれる上記した様々な有害物質、特に量的に多く発生する酸素ラジカルによって引き起こされる場合が多いことが判明してきている。【０００３】  従来、タバコ煙中の種々の有害物質を除去するため、種々の構成物よりなるフィルターが提供されてきた。これらの多くは物理的にタールなどの有害物質を吸着して除去することを目的としていて、主要因子の１つと考えられている酸素ラジカルを除去するには充分な機能を持っていないといえる。例えば、活性炭の能力を高めた様々なパイプが市販されているが、これらはいずれもタールや有害物質を吸着して除去する能力を有していると共に、ある程度の分解能力を有しているものと期待されている。しかしながら、これまでの従来型のフィルターは酸素ラジカルを除去することはできない（例えば、特許文献１、２、３）。また、使い捨て型の水パイプが発売されているが、かかる水パイプは酸素ラジカル除去能力は殆ど有していない。さらに、酵素やビタミンを含んだパイプも知られているが、これらのパイプに含有される酵素やビタミンにも酸素ラジカルを除去する能力を有していない。なお、ただし、酸素ラジカルを除去する能力を有している酵素として、スーパーオキシドジスムターゼ（ＳＯＤ）やカタラーゼ（ＣＡＴ）などが知られているが、これらの酵素は不安定で、活性化酸素除去用フィルターとして使用した場合、安定性に大きな問題があり、実用化は困難であると言わざるを得ない。【０００４】  また、タバコ煙中の様々な有害物質を減少させるためのフィルター材料が種々提案されているが（例えば、特許文献４）。これらのフィルター材料はいずれも酸素ラジカルを除去するには充分な性能を持っていないと言わざるを得ない。【０００５】  したがって、特に有害な酸素ラジカルをタバコ煙中より除去することができる活性酸素除去用フィルターの開発が要請されている。
【特許文献１】特開平５−２３１５８
【特許文献２】特開平６−３４３４４８
【特許文献３】特開平７−３９３６１
【特許文献４】特開２０００−２３６８６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  上記課題を解決するため、本発明者は、酸素ラジカルの細胞に与える影響と、有害な酸素ラジカルを有効に排除することができるフィルター材料について鋭意研究し、さらにタバコのフィルターに使用した場合の安定性と喫煙時での酸素ラジカル消去能について検討した結果、水溶性キトサンマンガン錯体を含むフィルター材料がかかる酸素ラジカルを有効にかつ効率的に除去できることを見出して、この発明を完成するに到った。【０００７】  この発明は、有害な酸素ラジカルを、特にタバコ煙中より除去して、タバコの発癌性を低くし、血管の老化を防止し、心疾患や脳血管疾患をはじめとする動脈硬化、ボケなどの疾患を防止すると共に、喫煙者および喫煙者周囲の人達の健康に対して安心を提供することができる活性酸素除去用フィルターおよび活性酸素除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために、この発明は、フィルター基材が酸素ラジカル除去剤として水溶性キトサンマンガン錯体を含むことからなる活性化酸素除去用フィルターを提供する。【０００９】  この発明は、その１つの形態の好ましい態様として、水溶性キトサンマンガン錯体に対して、所定量の水分、より好ましくは、約０．３〜１．０ｍｌ／フイルターの割合の水分が更に含まれていることからなる活性化酸素除去用フィルターを提供する。また、別の好ましい態様として、水溶性キトサンマンガン錯体を０．１μｇ〜１ｍｇ／フイルター体積（ｃｍ３）の割合で含有していることからなる活性化酸素除去用フィルターを提供する。【００１０】  この発明は、その別の形態として、上記活性化酸素除去用フィルターを含む活性化酸素除去用フィルター含有区画と、水分含有区画と、からなる活性化酸素除去用フィルターパイプを提供する。【００１１】  この発明は、更に別の形態として、活性化酸素除去用フィルター部分の水溶性キトサンマンガン錯体部分に対して、喫煙直前に、所定量の水分を供給することによって酸素ラジカルを除去することからなる活性化酸素除去方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  この発明に係る活性化酸素除去用フィルターは、フィルター基材が酸素ラジカル除去剤として水溶性キトサンマンガン錯体を含んでいることを特徴とする。更に、この発明の活性化酸素除去用フィルターには、所定量の水分が更に提供されることを特徴とする。【００１３】  この発明の活性化酸素除去用フィルターに使用することができるフィルター基材としては、一般的に、フィルター基材として使用されている基材であればいずれも使用することができ、例えば、セルロース、ポリプロピレン、ポリアミド、アセテート、ポリスチレン、ポリビニルアルコールなどの種々の天然または合成繊維を用いることができる。望ましい基材としては保水性にすぐれているものがよい。【００１４】  この発明の活性化酸素除去用フィルターに使用することができる水溶性キトサンマンガン錯体は、例えば、キトサンの構成糖であるグルコサミンが２個以上からなるキトサンオリゴ糖からなる高分子量のポリマーであって、グルコサミン１個当たり１個のマンガンが結合して錯体を形成するものがよい。構成糖キトサンの個数は、一般的には２〜６個、好ましくは３〜５個、更に好ましくは４個であるキトサンオリゴ糖であるのがよい。
水溶性キトサンマンガン錯体は、技術分野で既知の方法によって製造することができる。例えば、キトサンを水に懸濁し、これに酢酸マンガン水溶液を攪拌下添加し、所定時間攪拌反応させて得られた沈澱をろ取し、蒸留水で充分に洗浄し、飽和食塩水で洗浄した後、再度蒸留水で充分に洗浄することによって製造することができる。得られた沈澱は、蒸留水に懸濁し、酢酸、塩酸、硫酸あるいは脂肪酸で中和することによって水溶性となるので、エタノールを加えて沈澱させるかまたは凍結乾燥することによって保存することができる。【００１５】  この発明に使用する水溶性キトサンマンガン錯体の量は、０．１μｇ〜１ｍｇ／フィルター体積（ｃｍ３）、好ましくは１μｇ〜２０μｇ／フィルター体積（ｃｍ３）がよい。【００１６】  この発明のフィルターは、使用時までは、固相状態で保存し、使用に際して水相に変換することによって反応の至適化を計ることが望ましいが、共存させることも可能である。また水溶性キトサンマンガン錯体は、４０℃で３年間以上安定で、使用時には充分に保存酸素ラジカルの殆どを除くことができる。さらに、この発明のフィルターを使用すれば、他の有害物質であるタール、ニコチン、ベンツピレン、アミン類などもまた水相に溶解され除去することができる。その上、このフィルターにはタール類を除くための化合物、例えば活性炭を含有させることもできる。【００１７】  この発明に係るフィルターは、喫煙直前に、水分を含むフィルター部分より水溶性キトサンマンガン錯体を含む部分へ水分を供給し、これによって酸素ラジカルの除去を行うのが好ましい。これによって、水溶性キトサンマンガン錯体が水に溶解し、効率的に酸素ラジカルを消去することができる。【００１８】  したがって、この発明のフィルターをパイプなどの喫煙具などに適用する場合には、水分を含む部分から水溶性キトサンマンガン錯体を含む部分へ水分が喫煙直前に供給されるように構成するのがよい。また、このフィルターは、タバコのパイプに取り付けても、またタバコに直接取り付けても、使用前に水分を供給して使用することも可能である。このように、この発明のフィルターは、タバコのフィルターに取り付ける活性酸素除去フィルターパイプとして使用することができる。この発明のフィルターは、例えば、添付図面に示す態様の活性酸素除去フィルターパイプとして使用することができる。【００１９】  この発明のフィルターはまたマスクなどに取り付けることができ、それによって受動的喫煙者のタバコ煙による害をなくしたり、少なくするためにも用いることもできる。さらに、このフィルターは、例えば、空気洗浄器、電気掃除機、エアコンなどのフィルターなどに取り付けて、各種煙中に含まれる酸素ラジカルを除去するのに使用することも可能である。
【実施例】
【００２０】  以下に、実験例および実施例を示して、この発明について更に詳細に説明するが、本実施例はこの発明についていかなる限定を加えるものではない。
（実験材料と実験方法）
酸素ラジカル消去化合物としては、水溶性キトサンマンガン錯体であって、キトサンはその構成糖であるグルコサミンが２個以上のオリゴ糖からなるマンガン錯体を使用した。この水溶性キトサンマンガン錯体は、例えば、下記実施例に記載する方法によって製造することができる。
酸素ラジカルの測定は、中山ら（Ｃａｒｃｉｎｏｇｅｎｅｓｉｓ，４，７６５−７６９，１９８３）の方法に基づいて行った。即ち、タバコ煙をアスピレーターで引き、酸素ラジカルを６ｍｌのジメチルスルフオキサイド溶液中に捕捉した。これに５０μＭニトロブルーテトラゾリウム（ＮＢＴ），１０μＭ  ＥＤＴＡおよび０．０６％トライトンＸ−１００を含む３ｍｌの１００ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７，４）を加えた。よく混合した後、５６０ｎｍの吸収を測定し、検量線より酸素ラジカルの量を算出した。なお、対照としてＮＢＴを加えない溶液を用いた。【００２１】（実験１）
タバコ煙より発生する酸素ラジカルを効率よく消去するために発明された図１に示す構造を持つフィルターに水溶性キトサンマンガン錯体を固定化し、水相に一定の水分を含むフィルターを取り付けたパイプ（１）と、水分を含まないフィルターを取り付けたパイプ（２）とを比較した。
図１において、水溶性キトサンマンガン錯体１ｍｇを含むフィルター区画の（ア）はパイプ（１）とパイプ（２）とでそれぞれ共通とした。なお、（ア）部には、それぞれ５０ｍｇの活性炭を含ませてタールの除去を行った。煙中の酸素ラジカルの測定は、中山ら（Ｇａｎｎ，７５，９５−９８，１９８４）の方法に従って行なった。即ち、タバコ煙をアスピレーターで吸引後、水溶液中に溶解した酸素ラジカルの量を測定した。その結果、表１に示したように、パイプ（１）での酸素ラジカルの除去率は９５％以上とほぼ完全であったのに対し、パイプ（２）では僅かに５〜１５％であった。このように水溶性キトサンマンガン錯体をフィルターに固定化して、喫煙直前に水分を含ませることによって高い酸素ラジカル除去効果が確認された。【００２２】
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【００２３】（実験２）
タバコの煙には、ベンツピレンなどの発癌物質が多種含まれていて、慢性的炎症刺激を与えると、肺癌などのリスクが増加することは周知である。なかでも多量に発生する酸素ラジカルは、細胞癌化の直接の要因であることも知られている。タバコの煙によって発生する酸素ラジカルは、細胞中のＤＮＡ類の切断を引き起こし（Ｎａｔｕｒｅ３１４，４６２−４６４：１９８５）、細胞よりＤＮＡをアルカリ溶出法で分離した後、ＤＮＡ切断頻度を計ることができる。そこで、この発明によるフィルターの酸素ラジカル消去能力を細胞のＤＮＡ切断に対する防御率を測定して調べた。その結果、この発明に係るフィルター中に水溶性キトサンマンガン錯体を含有させた場合は、図２に示したように、これを含まないフィルターに比べてＤＮＡの切断は、その大部分が防御されることが判明した。なお、陽性物質としてＳＯＤおよびカタラーゼ（ＣＡＴ）を、陰性物質として水溶性キトサンおよび加熱処理ＳＯＤを用いた。
【実施例１】
【００２４】  蟹甲羅由来キトサン１．７９ｇを水２００ｍｌに懸濁し、これに酢酸マンガン０．６１３ｇを含水溶液を攪拌下加えて、更に６０分攪拌して反応させた。反応は反応液上清中のマンガン量を測定（ＩＣＰ発光分光分析装置（ＳＰＳ７０００Ａ、セイコー電子工業、千葉））して、終点を決定した。不溶部分をろ取し、充分に水洗した。この不溶物を飽和食塩水で懸濁したところ、その上清にはマンガンが存在していなかった。このことから、この不溶物がキトサンマンガン錯体であることを確認した。収量２２７ｇ。
このようにして得られたキトサンマンガン錯体を水１００ｍｌに懸濁し、酢酸０．６５ｇを加えると完全に溶解した。この溶液を凍結乾燥して水溶性キトサンマンガン錯体を調製した。収量２．３０ｇ、マンガン含量３．２％。【００２５】  酸素ラジカル消去能は、キサンチン−キサンチンキシダーゼ法による酸素ラジカル発生系におけるチトクローｃ還元法〔ＭｃＣｏｒｄ，ＪＭ  ａｎｄ  Ｆｒｉｄｖｉｃｈ，Ｉ（１９６９）Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ．，２４４：６０４９−６０５５）〕で定量した。即ち、リン酸塩緩衝液（３００ｍＭ，ｐＨ７．８）５００μｌ、キサンチン水溶液（０．３ｍＭ）５００μｌ、水１０００μｌ、チトクロームｃ（６０μＭ）５００μｌ、検体３００μｌの混合液に１０−８Ｍキサンチンオキシダーゼ２００μｌを加えて、５５０ｎｍにおける吸光度の時間変化を測定した。この吸光度変化を５０％阻害する検体の終濃度（ＩＣ５０）を検体の濃度で示し、酸素ラジカルの消去能とした。この方法による結果（ＩＣ５０）は表２に示す通りである。【００２６】
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【実施例２】
【００２７】  図３に示すように、本実施例のフィルターは、その本体１が、水分を含むフィルター区画３と、該フィルター区画３に隣接した水溶性キトサンマンガン錯体１ｍｇ／ｃｍ３を含む水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画２よりなる吸引部５からの吸引または該フィルター区画３の端４からの吹き出しによって該フィルター区画３から水分が該フィルター区画２に移行して煙流入部から入ってくる煙中の酸素ラジカルが該フィルター区画２で消去されるとともに、該フィルター区画３と該フィルター区画２との両者の水相に煙中の他の有害物質等が溶解除去される形式のフィルターである。
【実施例３】
【００２８】  図４に示すように、本実施例のフィルターは、筒状のパイプ本体９が、巻きタバコ１９をはめ合わせるタバコ取り付け部１２と、該タバコ取り付け部１２に隣接した水分含有フィルター区画２１と、該タバコ取り付け部１２と反対側に設けた水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画２０とから構成されている。該水分含有フィルター区画２１と該水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画２０との間には隔壁部２２が設けられ、該隔壁部２２の反対側には吸引部３４を設けてている。このフィルターでは、使用に際して、吸引端１３より口で吸引またはタバコ取り付け部１２から吹き出すことにより、該水分含有フィルター区画２１の水分が隔壁部２２の穴１６を通って該水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画２０に移動し、タバコ取り付け部１２にはめ込んだ巻きタバコを喫煙者が吸引端より吸引すると、タバコの煙中の酸素ラジカルは消去され、さらにタバコ煙中の他の有害物質であるタール、ニコチン、ベンツピレン、アミン類は、該フィルター区画２１の水分と該フィルター区画２０のフィルター部材によって除去される構成になっている。
【実施例４】
【００２９】  図５に示すように、本実施例のフィルターは、タバコフィルター本体３が、タバコ葉部とタバコ葉部に隣接して水分含有フィルター区画２８と、該フィルター区画２８のタバコ葉部と隣接する部位と反対側に隣接する水溶性キトサンマンガン錯体含有フイルター区画２７と、そのフィルター端２９とからなる形式であって、タバコに火をつけて吸引すると最初に該水分含有フィルター区画２８から水分が該水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画２７に移動して流入してくるタバコの煙中から酸素ラジカルを消去するように構成されている。
【実施例５】
【００３０】  本実施例のフィルターは、タバコフィルター本体が、タバコ葉部とタバコ葉部に隣接して水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画ならびにフィルター端よりなり、タバコを吸引前に微量の水分をフィルター端より滴下して、タバコに火をつけてフィルター端より吸引すると、タバコの煙中から酸素ラジカルが消去するように構成されている。
【発明の効果】
【００３１】  この発明の水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルターは、これまで殆ど除去することができなかったタバコ煙中の酸素ラジカルを殆ど完全に除去することが可能であり、喫煙者なわびに周辺者をタバコの煙の害から防御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実験１で用いたフィルターを示す横断面図。
【図２】酸素ラジカルによるＤＮＡ鎖の切断に対するこの発明のフィルターの防御効果を示すグラフ。なお、（１）は何も含まない場合、（２）はＳＯＤ１０μｇ／ｃｍ３を含む場合、（３）はＣＡＴ１０μｇ／ｃｍ３をそれぞれ含む場合、（４）は水溶性キトサンマンガン錯体１ｍｇ／ｃｍ３を含む場合、（５）は加熱処理ＳＯＤを含む場合、（６）は水溶性キトサン１ｍｇ／ｃｍ３を含む場合をそれぞれ示す。
【図３】実験１で用いたフィルターを示す縦断面図。
【図４】実施例３で用いたフィルターを示す縦断面図。
【図５】実施例４で用いたフィルターを示す縦断面図。
【符号の説明】
【００３３】（ア）水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画
（イ）水分含有フィルター区画
（ウ）タバコ
１  フィルター本体
２  水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画
３  水分含有フィルター区画
５  吸引部
９  筒状のパイプ本体
１１  水分含有フィルター部材
１２  タバコ取り付け部
１３  吸引端
１５  隔壁デスク
１６  穴
１７  隔壁
１８  隔壁中央部の穴
１９  巻きタバコ
２０  水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画
２１  水分含有フィルター区画
２２  隔壁部
２７  水溶性キトサンマンガン錯体含有フィルター区画
２８  水分含有フィルター区画
２９  フィルター部
３０  タバコ葉部
３４  吸引部
３５  筒
３６  タバコフィルター本体
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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