(57)【要約】【課題】  ＤＮＡを強固に固定し、ＤＮＡの水への溶出を高度に抑制し、且つ、ＤＮＡが有する選択的、特異的に物質を捕集する機能を十分に発揮させることができるＤＮＡ固定体を得ること。また、これらのＤＮＡ固定体を簡便に製造できる方法や、これを用いた、ＤＮＡが選択的、特異的に捕集可能な空気中や水中に含有される物質を、ＤＮＡの捕集機能を十分に発揮させることによりＤＮＡに捕集させ、かかる特定物質の高精度の検出や、特定物質を効率よく除去して環境浄化などのＤＮＡの捕集システムを提供すること。【解決手段】リン酸塩基を有するポリマーと、２価以上の金属と、ＤＮＡとを含み、前記リン酸塩基を有するポリマーが、特定のリン酸塩基を有し、特定の（メタ）アクリル酸エステル類またはその塩の１または２種以上を単位として含むことが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸基を有するポリマーと、２価以上の金属と、ＤＮＡとを含むことを特徴とするＤＮＡ固定体。
【請求項２】
前記リン酸基を有するポリマーが、式（１）
【化１】
2006028059.tif 000009
に表されるいずれか１または２種以上のリン酸基を有することを特徴とする請求項１記載のＤＮＡ固定体。
【請求項３】
前記リン酸基を有するポリマーが、式（２）
【化２】
2006028059.tif 000010
（式中、Ｒ1は、水素原子、またはメチル基を示し、Ｒ2は、水素原子、ハロゲン原子、または置換基を有していてもよいＣ１〜Ｃ３のアルキル基を示し、ｎは１〜８のいずれかの整数を示す。）で表される（メタ）アクリル酸エステル類またはその塩の１または２種以上を単位として含むことを特徴とする請求項１または２記載のＤＮＡ固定体。
【請求項４】
リン酸基を有するポリマーとＤＮＡとを含む分散・溶解液を調製する第１の工程と、この分散・溶解液に２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を添加し、ＤＮＡ固定液を調製する第２の工程と、このＤＮＡ固定液の分散媒・溶解媒を除去する第３の工程を有することを特徴とするＤＮＡ固定体の製造方法。
【請求項５】
前記リン酸基を有するポリマーがリン酸アルカリ塩基を有するポリマーであり、ＤＮＡがＤＮＡアルカリ塩であることを特徴とする請求項４記載のＤＮＡ固定体の製造方法。
【請求項６】
リン酸基を有するポリマーとＤＮＡとの分散・溶解液を用いて塗布液を調製する工程と、該塗布液を用いて基材上に膜を成形する工程と、該膜に２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を接触させる工程とを有することを特徴とするＤＮＡ固定体の製造方法。
【請求項７】
塗布液を調製する工程におけるリン酸基を有するポリマーがリン酸アルカリ塩基を有するポリマーであり、ＤＮＡがＤＮＡアルカリ塩であることを特徴とする請求項６記載のＤＮＡ固定体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載のＤＮＡ固定体に、ＤＮＡが捕集可能な物質を含む水および／またはガスを接触させる手段を有することを特徴とするＤＮＡを用いた捕集システム。
【請求項９】
環境浄化システムに用いることを特徴とする請求項８記載のＤＮＡを用いた捕集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ固定体に関し、より詳しくは、ＤＮＡが水と接触しても、ＤＮＡが水中に溶出するのを抑制し、且つＤＮＡの選択的な認識機能や二重らせんへの特定物質の取込み機能を十分に発揮することができるＤＮＡ固定体や、かかるＤＮＡ固定体の製造方法や、ＤＮＡを用いた捕集システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）は生体内で遺伝情報を担う役割を果しており、生命現象にとって最も重要な物質の一つである。２本鎖ＤＮＡでは、１本鎖のＤＮＡが相補的な他の１本鎖ＤＮＡに対して塩基対が多数形成されるために、きわめて精巧な分子認識能を持つ。特に、２本鎖ＤＮＡにおいては二重らせん構造が平面的な化学構造をもつ芳香族系化合物を選択的、特異的にインターカレーションする（取り込む）ため、水中や空気中に存在する発ガン性化合物の検出材料や、有害物質を除去する環境浄化材料として有望視されている（例えば、非特許文献１参照）。このようなＤＮＡを検出材料や環境浄化材料に適用するためには、水溶性のＤＮＡを基材に固定化させる必要があり、ＤＮＡを基材に固定する技術の開発が進められている。例えば、支持体の表面をモルホリンやモルホリン誘導体や、その塩などを含有する緩衝液中で、ＤＮＡを担体と接触させる工程を有する方法（例えば、特許文献１参照）、γ-アミノプロピルトリエトキシシランを修飾したポリマーよりＤＮＡを固定化する方法（例えば、非特許文献２参照）、基板を原子状酸素プラズマで処理する核酸固定化方法（例えば、特許文献２参照）、デオキシリボ核酸のアルカリ金属塩とアルギン酸のアルカリ金属塩を２価の金属含有化合物で凝固させることによりデオキシリボ核酸を固定化する方法（例えば、特許文献３参照）、支持体上の水溶性ＤＮＡの水溶液もしくはその液膜、又は支持体上の水溶性ＤＮＡの薄層に、波長が２５０〜２７０ｎｍの範囲の紫外線を照射することによってＤＮＡを硬化させ、支持体にＤＮＡを固定化させる方法（例えば、特許文献４参照）や、ＤＮＡの固定化担体がカルシウム含有物質や、シリカゲルなどの無機質固体であるＤＮＡ固体化複合体（例えば、特許文献５参照）などが報告されている。
【０００３】
これらの方法において、ＤＮＡを基体に固定し、またはＤＮＡ間の架橋をもたらし、ＤＮＡの水への不溶出化を行っている。しかし、これらの方法においては、ＤＮＡの機能が完全に引き出されておらず、また、実用に際して水への不溶出化を図ったＤＮＡを基材などにいかに強固に固定するかという問題が残されている。
【非特許文献１】機能材料、Ｖｏｌ．１９、１９９９年
【非特許文献２】Chem. Rev.、 Vol. 96、１５３３-１５５４、１９９６年  Anal. Chim. Acta、Vol. 365、19-25、１９９８年
【特許文献１】ＷＯ００／３４４５６公報
【特許文献２】特開２００２−２１８９７６号公報
【特許文献３】特開平７−４１４９４号公報
【特許文献４】特開２００１−８１０９８号公報
【特許文献５】特開平１０−１７５９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ＤＮＡが水へ溶出するのを抑制し、且つ、ＤＮＡの選択的、特異的に物質を捕集する機能を十分に発揮させることができるＤＮＡ固定体や、その製造方法を提供することにある。さらに、これを用いることにより、基材などにＤＮＡを強固に固定することができ、空気中や水中に含有されるＤＮＡが選択的、特異的に捕集可能な特定物質をＤＮＡの捕集機能を十分に発揮して捕集することにより、特定物質の高精度の検出や、特定物質を効率よく除去可能な環境浄化などに適用することができるＤＮＡを用いた捕集システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、既に、酸化物コロイドとＤＮＡとを含む分散液から分散媒を除去することにより、ＤＮＡを酸化物のマトリックスに担持させたＤＮＡハイブリッドを開発している。本発明者は、更なる鋭意研究の結果、リン酸基を有するポリマーと２価以上の金属イオンとによりＤＮＡを固定することにより、ＤＮＡが水中に溶出することを高度に抑制することができ、かかるポリマーを用いて塗布液を調製し、これを基材表面になどに塗布することにより、基材上に強固にＤＮＡを固定することができるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、次に記載する各態様が含まれる。
（１）リン酸基を有するポリマーと、２価以上の金属と、ＤＮＡとを含むことを特徴とするＤＮＡ担持体。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のＤＮＡ固定体においては、ＤＮＡを強固に固定し、ＤＮＡの水への溶出を高度に抑制し、且つ、ＤＮＡが有する選択的、特異的に物質を捕集する機能を十分に発揮させることができる。また、本発明のＤＮＡ固定体の製造方法は、このようなＤＮＡ固定体を簡便に製造することができる。さらに、本発明のＤＮＡ固定体を用いた捕集システムは、基材などにＤＮＡを強固に固定することができ、ＤＮＡが選択的、特異的に捕集可能な空気中や水中に含有される物質を、ＤＮＡの捕集機能を十分に発揮させることによりＤＮＡに捕集させ、かかる特定物質の高精度の検出や、特定物質を効率よく除去して環境浄化などに適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のＤＮＡ固定体は、リン酸基を有するポリマーと、２価以上の金属イオンと、ＤＮＡとを含むものであれば、特に制限されるものではない。
【０００９】
本発明のＤＮＡ固定体におけるリン酸基を有するポリマーは、水に不溶であり、リン酸基が２価以上の金属を介してＤＮＡと、その特定物質の捕集機能を保持した状態、特に、２本鎖ＤＮＡの場合は、その２重らせん構造を保持した状態で、強固に結合し、ＤＮＡが水に溶出するのを抑制する機能を有する。かかるリン酸基を有するポリマーにおけるリン酸基としては、２価以上の金属イオンと反応し、リン酸基を有するポリマーの水に対する分散性が減少するものであれば、いずれのものであってもよいが、２価以上の金属イオンと反応しうるリン酸基としては、具体的には、式（１）
【００１０】
【化１】
2006028059.tif 000002
【００１１】
に表されるリン酸基を例示することができ、これらのリン酸基のいずれか１または２種以上を好ましいものとして挙げることができ、これらのうち（ａ）に表すものが、特に、好ましい。
【００１２】
かかるリン酸基を有するポリマーとしては、式（２）
【００１３】
【化２】
2006028059.tif 000003
【００１４】
で表される（メタ）アクリル酸エステル類またはその塩の１または２種以上を単位として含むものが好ましい。式中、Ｒ1は、水素原子、またはメチル基を示し、Ｒ2は、水素原子、ハロゲン原子、または置換基を有していてもよいＣ１〜Ｃ３のアルキル基を示し、ｎは１〜８のいずれかの整数を示す。式（２）におけるＲ2が示すＣ１〜Ｃ３のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基など、直鎖状、分枝状のアルキル基を挙げることができ、これらＣ１〜Ｃ３のアルキル基の置換基としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子などを例示することができる。かかる式（２）で表される（メタ）アクリル酸エステル類としては、具体的に、式（３）
【００１５】
【化３】
2006028059.tif 000004
【００１６】
に表される化合物を挙げることができる。このような（メタ）アクリル酸エステル類を単位とするリン酸基を有するポリマーとしては、市販のものを使用することができ、具体的には、ユニケミカル（株）社製のもの（商品名：ホスマー）などを挙げることができる。
【００１７】
本発明に用いるリン酸基を有するポリマーは、上記リン酸基を有する（メタ）アクリル酸エステル類の他、他のビニル単量体を単位として含むものであってもよく、かかるビニル単量体として、例えば、アクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸、メタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、核置換スチレン類、アルキルビニルエーテル類、アルキルビニルエステル類、パーフルオロ・アルキルビニルエーテル類、パーフルオロ・アルキルビニルエステル類、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイミドまたはフェニルマレイミド等を挙げることができる。これらのビニル単量体のうち、本発明に用いられるリン酸基を有するポリマーに含まれる単位として、メタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、スチレン類、マレイミド、フェニルマレイミドが好ましい。
【００１８】
上記リン酸基を有するポリマーは、リン酸基を有する（メタ）アクリル酸エステル類またはその塩の１または２種以上などのリン酸基を有する単量体をモノマーとし、必要に応じて他のビニル単量体をモノマーとして加え、重合反応により得ることができる。かかる重合反応としては、溶液重合、紫外線や電子線の照射による重合などであってもよいが、溶液重合が好ましい。溶液重合の場合は、溶媒にこれらのモノマーを溶解し、重合開始剤を用いて重合させることができる。使用する溶媒としては、これらの原料が可溶のものであれば、いずれのものであってもよく、水、メタノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類等を挙げることができ、これらの２種以上を混合して用いてもよい。使用する重合開始剤としては、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル２，２−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジメチル２，２−アゾビスイソブチレートなどのアゾ系開始剤、ラウリルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、tert- ブチルパーオクトエートなどの過酸化物系開始剤等を挙げることができる。溶媒の使用量は、原料成分を１とした場合、重量比で１．０〜２０．０程度が好ましく、１．５〜１０であることがより好ましい。重合開始剤の使用量は、原料成分を１とした場合、重量比で０．００５〜０.０５程度が好ましく、０．０１前後であることがより好ましい。溶媒、重合開始剤の使用量が上記の範囲であると、生成物の重合体がゲル化することがなく、これらの重合体を種々の溶媒に溶解して後述する塗布液を容易に調整することができ、取扱い上好ましい。また、リン酸基を有するポリマーの調製にリン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類を使用する場合、リン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類の原料中の重量比率として、５重量％以上であることが好ましく、より好ましくは１０重量％以上である。リン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類の原料中における重量比が５重量％以上であれば、リン酸基によるＤＮＡとの架橋が可能となり、１０重量％以上であれば、２価以上の金属と相俟ってポリマーのＤＮＡとの架橋が多数形成される。重合条件としては、溶液を攪拌しながら、４０℃以上、より好ましくは、６０℃以上で溶剤の沸点以下の温度などとすることができる。
【００１９】
本発明のＤＮＡ固定体に用いられるＤＮＡは、ＤＮＡ固定体において本発明の目的を達成することができるものであれば、その種類、大きさは制限されない。すなわち、１本鎖ＤＮＡ、２本鎖ＤＮＡいずれであってもよく、分子量も限定されるものではなく、ＤＮＡの前駆体のオリゴヌクレオチドなどであってもよい。かかるＤＮＡとしては、例えば、動物の精巣または胸腺から得られるＤＮＡを使用することができ、具体的には、サケ、ニシンまたはタラの精巣（白子）から得られるＤＮＡや、哺乳動物または鳥類、例えばウシ、ブタ、ニワトリ等の胸腺から得られるＤＮＡを使用することができる。また、（ｄＡ）−（ｄＴ）の塩基対を持つＤＮＡ配列、具体的には、ｐｏｌｙ（ｄＡ）−ｐｏｌｙ（ｄＴ）型の配列などを持つ合成ＤＮＡも使用することができる。これらのうち、２本鎖ＤＮＡは、ＤＮＡによる特定物質の捕集効果、すなわちインターカレーション機能が高く好ましい。かかるＤＮＡの分子量としては、好ましくは１０万以上、より好ましく５０万以上を挙げることができる。
【００２０】
本発明のＤＮＡ固定体におけるＤＮＡの含有量は、０.０1〜５０重量％であることが好ましく、より好ましく０.１〜２０重量％である。ＤＮＡの含有量が０.０１〜５０重量％であると、ＤＮＡに由来する特定物質を捕捉する効果を十分に得ることができ、経済効率がよく、ＤＮＡの含有量が０.１〜２０重量％であると、かかる効果をより顕著に得ることができる。
【００２１】
本発明のＤＮＡ固定体に用いる２価以上の金属としては、そのイオンがリン酸基を有するポリマーにおけるリン酸基と、ＤＮＡとの双方に結合し、より安定なリン酸塩結合を形成させるものであれば、いずれのものであってもよい。かかる２価以上の金属のイオンとして、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓr2+、Ｂａ2+、Ｍｎ2+、Ｃｕ2+、Ｚｎ2+、Ａｌ3+、Ｆｅ3+、Ｙ3+、Ｃｏ3+、Ｉｎ3+、Ｌａ3+、Ｔｉ4+、Ｚｒ4+、Ｓｎ4+などを挙げることができる。２価以上の金属のＤＮＡ固定体中の含有量は、例えば、上記金属イオンが金属酸化物として添加された場合におけるＤＮＡ固定体中の金属酸化物の含有量で表示すると、０．０５〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは、０．１〜３０重量％である。金属の含有量が０．０５〜５０重量％であると、ＤＮＡの水への溶出が抑制されると共に、ＤＮＡの特異物質の捕集機能が保持され、０．１〜３０重量％であれば、より顕著な効果が得られる。
【００２２】
本発明のＤＮＡ固定体は、上記リン酸基を有するポリマーや、２価以上の金属のほか、例えば、他のポリマー、無機粉末、界面活性剤など他の成分をＤＮＡの機能を損なわない範囲で含有していてもよい。
【００２３】
本発明のＤＮＡ固定体の製造方法としては、リン酸基を有するポリマーとＤＮＡとを含む分散・溶解液を調製する第１の工程と、この分散・溶解液に２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を添加し、ＤＮＡ固定液を調製する第２の工程と、このＤＮＡ固定液の分散媒・溶媒を除去する第３の工程を有する方法を挙げることができる。
【００２４】
ここで、本発明において、分散・溶解液とは、物質が分散状態で含まれる液、溶解状態で含まれる液、または、分散状態および溶解状態で含まれる液をいう。
【００２５】
リン酸基を有するポリマーとＤＮＡとを含む分散・溶解液を調製する第１の工程において、リン酸基を有するポリマーとＤＮＡとを含む分散・溶解液の調製は、分散媒・溶媒として、水、アルコールなどの有機溶媒、これらの混合溶媒を適宜選択して用い、これらの分散媒・溶媒に、リン酸基を有するポリマーとＤＮＡの各成分を添加する方法によることができる。２価以上の金属イオンとリン酸基を有するポリマーとの間に急激に架橋反応が起こる場合があり、このような場合においては、予めリン酸基を有するポリマーとＤＮＡの分散・溶解液を調製することが好ましい。添加するＤＮＡとしては、水溶性のＤＮＡアルカリ塩または脂質交換されたアルコール可溶なＤＮＡを用いることができる。
【００２６】
更に、水系の分散媒・溶媒を用いる場合、リン酸基を有するポリマーのリン酸基が、一部リン酸アルカリ塩基の形態であることが好ましい。かかるリン酸アルカリ塩基を有するポリマーを含む分散・溶解液の調製は、リン酸基を有するポリマーにアルカリ金属水酸化物の水溶液や、アルカリ金属アルコキシドなどの有機アルカリ金属塩を有機溶媒に溶解した溶液などを添加して、リン酸基を、式（４）
【００２７】
【化４】
2006028059.tif 000005
【００２８】
（式中、Ｍはアルカリ金属を示す。）に示すリン酸アルカリ塩とする方法が好ましい。また、ＤＮＡとしては、水溶性のＤＮＡアルカリ塩、好ましく動物の性巣由来ＤＮＡアルカリ塩が好ましい。これにより、水性分散・溶媒にＤＮＡとリン酸基を有するポリマーが均一に分散・溶解され、優れたＤＮＡ固定体が得られる。
【００２９】
本発明のＤＮＡ固定体の製造方法の第２の工程において用いられる２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液の調製は、溶液中で２価以上の金属イオンを生じる金属の酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸化物などの無機金属化合物や、金属アルコキシドなどの金属の有機酸塩、金属キレート化合物と、水、アルコールなどの有機溶媒や、これらの混合溶媒などを撹拌、混合し、必要に応じて加熱する方法によることができる。このような方法で調製された２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を第１の工程で得られたリン酸基を有するポリマーとＤＮＡとを含む分散・溶解液に添加し、室温、必要に応じて加熱することにより、リン酸基を有するポリマーのリン酸基の水素やリン酸アルカリ金属塩基のアルカリ金属と、ＤＮＡのアルカリ金属塩のアルカリ金属とが、一部２価以上の金属と置換され、リン酸基を有するポリマーとＤＮＡ間に２価以上の金属イオンによる架橋が形成される。これによりＤＮＡが金属イオンを介してリン酸基に固定されたポリマーが分散・溶解されたＤＮＡ固定液を得ることができる。
【００３０】
本発明のＤＮＡ固定体の製造方法におけるＤＮＡ固定液の分散媒・溶解媒を除去第３の工程において、工程２で調製されたＤＮＡ固定液の分散媒・溶解媒の除去は、噴霧、乾燥、加熱などによることができ、分散媒・溶解媒を除去して粉末状や、バルク状や、膜状のＤＮＡ固定体を得ることができる。また、架橋によりＤＮＡを含むゲルが分散媒中に析出される場合は、ＤＮＡを含むゲルをろ過、自然沈降や遠心分離等の方法で取り出し、このＤＮＡゲル体を乾燥させ、ＤＮＡ固定体を得る方法を用いることができる。
【００３１】
また、本発明の他のＤＮＡ固定体の製造方法としては、リン酸基を有するポリマーとＤＮＡとを含む分散・溶解液を用いて塗布液を調製する工程と、該塗布液を用いて基材上に膜を成形する工程と、該膜に２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を接触させる工程とを有する方法であってもよい。この方法における、リン酸基を有するポリマーとＤＮＡとを含む分散・溶解液を用いて塗布液を調製する工程において、塗布液は上述と同様の方法により調製されたリン酸基を有するポリマーとＤＮＡとを含む分散・溶解液を用いて調製することができ、例えば、リン酸アルカリ金属塩基を有するポリマーとＤＮＡアルカリ塩を含む分散・溶解液の濃度を調整したり、界面活性剤などを添加して塗布液を調製することができる。得られた塗布液を用いて基材上に膜を成形する工程においては、基材としては、板、管状体、繊維、織布、または不織布などのいずれのものも使用することができ、このような基材表面に上記塗布液を塗布、浸漬し、仮乾燥し膜を成形することができる。塗布、浸漬の方法としては、ブレードコーティング、スプレーコーティングなどの塗布方法や、浸漬などの方法によってもよい。成形された基材上の膜に２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を接触させる工程においては、上述と同様の方法により調製した２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液に基材上の膜を浸漬したり、２価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を基材上の膜に塗布などの方法により接触させ、２価以上の金属イオンを基材上の膜に浸透させる方法を挙げることができる。これにより、２価以上の金属イオンによるリン酸基を有するポリマーとＤＮＡ間の架橋が形成されＤＮＡの固定と共に、基材と一体化したＤＮＡ固定体を形成することができる。この場合、基材が有機基材の場合は、密着性を強化するために、基材表面にリン酸基を付与して、表面を予め活性化しておくことが好ましい。基材表面にリン酸基を付与する方法として、上記式（２）で表されるリン酸基を有する（メタ）アクリル酸エステル類や、これをビニル重合したオリゴマーなどを塗布する方法や、さらに、これらを塗布した後、紫外線や電子線等を照射する方法を挙げることができる。基材が無機基材の場合は、リン酸基を有するポリマーに（メタ）アクリル系のシランカップリング剤の成分を導入し、基材との親和性を向上させることができる。
【００３２】
本発明のＤＮＡ固定体の形態としては、粉末や、バルクや、板、管状体、繊維、織布及び不織布などの基材表面へ塗布、浸漬して成形した塗布膜などの他、これらをモジュール化したもの、例えば、粉末などを充填したカラムなどを挙げることができる。
【００３３】
本発明のＤＮＡを用いた捕集システムは、本発明のＤＮＡ固定体に、ＤＮＡが捕集可能な物質を含む水および／またはガスを接触させる手段を有するものであれば、特に限定されるものではなく、かかる手段としては、本発明のＤＮＡ固定体としての、粉末や、バルクや、板、管状体、繊維、織布及び不織布などの基体表面へ塗布して形成した膜をモジュール化したものを挙げることができ、具体的には、図１に示すように、繊維状などのＤＮＡ固定体１を、フィルター２間に充填したカラム３や、塗布膜などを形成する基体の材質、形状などを適宜選択した濾過材や、吸着材などを挙げることができる。
【００３４】
このような捕集システムとしては、たばこのフィルターや、飲料、牛乳の濾過材、ヒトを含む哺乳動物の消化管内などの吸着・清浄材、空気や、各種の排水や廃水、河川、湖沼などの水から有害物質を除去するための環境浄化システムなどを挙げることができる。環境浄化システムとしては、例えば、ＤＮＡ固定体の粉末などを充填したカラム中に有害物質を含む空気や、水を通してこれを浄化処理するシステムを例示することができる。
【００３５】
ここで、有害物質とは、インターカレーションや吸着などによって、化合物がＤＮＡと相互作用し、ＤＮＡ構造やＤＮＡの遺伝情報を脅かすものをいう。相互作用しうる物質に関し、未解明の部分があるが、ＤＮＡにインターカレーションされる芳香族官能基を持つ有害物質、ＤＮＡに選択的に吸着される重金属イオンを挙げることができる。その具体例としては、ポリクロロジベンゾ−パラ−ジオキシン、ポリクロロジベンゾフラン及びポリクロロビスフェニル（ＰＣＢ）などのダイオキシン類、ベンツ[a]ピレン、ジクロロジフェニルトリクロロエタン（ＤＤＴ）、ジエチルスチルベストロール(ＤＥＳ)、臭化エチジウム、アクリジンオレンジ及びこれらの誘導体などを挙げることができる。
【００３６】
また、本発明の捕集システムは、本発明のＤＮＡ固定体におけるＤＮＡが捕集可能な物質の検査システムにも適用することができ、例えば、本発明のＤＮＡ固定体モジュールを血管や消化管内において、特定物質の検出に適用することもできる。
［実施例］
【００３７】
[合成例１]
エタノール１０００重量部に下記の化合物１００重量部を溶かした。溶液に微量の窒素ガスを流しながら、オイルバス６０℃で５分間加熱した後、エタノール１０重量部にＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）０.１重量部を溶かした液を添加し、６０℃で６時間反応させた。得られたオリゴマーのエタノール溶液を水への溶媒置換を行った。このオリゴマー液にイオン交換水２０００重量部を加え、６０℃でエバポレーターを用いて脱アルコールを行い、最終的に約オリゴマー水溶液（固形分：２２％）４５０重量部を得た。ｐＨをモニターしながら、このオリゴマー溶液を攪拌しながら、８ＭＫＯＨ水溶液とイオン交換水を加えた。得たオリゴマー溶液（１）のｐＨが６．５で、固形分約５重量％であった。
【００３８】
【化５】
2006028059.tif 000006
【００３９】
[合成例２]
エタノール１０００重量部に下記の化合物１００重量部と３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（２４８.４→１７９．４）２０重量部を溶かした。溶液に微量の窒素ガスを流しながら、オイルバス６０℃で５間加熱した後、エタノール１０重量部にＡＩＢＮ０.１重量部を溶かした液を添加した。６０℃で６時間反応させた。得られたオリゴマーのエタノール溶液を水への溶媒置換を行った。このオリゴマー液にイオン交換水２０００重量部を加え、６０℃でエバポレーターを用いて脱アルコールを行い、最終的にオリゴマー水溶液（固形分：２３％）約４８０重量部を得た。このオリゴマー溶液を攪拌しながら、８ＭＫＯＨ水溶液とイオン交換水を加えた。得たオリゴマー溶液（２）のｐＨが６．３で、固形分約４．５重量％であった。
【００４０】
【化６】
2006028059.tif 000007
【００４１】
[合成例３]
エタノール１０００重量部に下記の化合物１００重量部を溶かした。溶液に微量の窒素ガスを流しながら、オイルバス６０℃で５分間加熱した後、エタノール１０重量部にＡＩＢＮ０.１重量部を溶かした液を添加した。６０℃で６時間反応させた。得られたオリゴマー溶液をエタノールで希釈し、固形分０．５重量％の表面処理液を得た。
【００４２】
【化７】
2006028059.tif 000008
【００４３】
[合成例４]
サケの白子から得られた二本鎖ＤＮＡ（ＤＮＡナトリウム塩、分子量，６×１０6）５重量部をイオン交換水１０００重量部に１日間かけて溶かし、固形分０．５重量％のＤＮＡのナトリウム塩水溶液を得た。[合成例５]
サケの白子から得られた二本鎖ＤＮＡ（ＤＮＡナトリウム塩、分子量，６×１０6）２０重量部をイオン交換水１０００重量部に１日間かけて溶かし、固形分２重量％のＤＮＡのナトリウム塩水溶液を得た。
【実施例１】
【００４４】
合成例４で得たＤＮＡナトリウム塩水溶液１００重量部に、合成例1で得たオリゴマー溶液（１）５０重量部を添加し、攪拌した。得られた透明液に５重量％ＡｌＣｌ3水溶液５重量部を添加した。混合溶液から、白い析出物が観察された。室温で４時間静置した後、析出物を遠心分離機で取りだし、イオン交換水でリンスした後、６０℃に設定した乾燥器で１時間乾燥し、ＤＮＡ固定体1（ＤＮＡ：１６.１５重量％、ポリマー：８０.０７重量％、Ａｌ2Ｏ3：３.０９重量％）約３.０重量部を得た。
【００４５】
ＤＮＡ固定体１中のＤＮＡの固定化度を評価した。５０重量部のイオン交換水に０.０１５重量部のＤＮＡ固定体１を加え、室温で１日間製置した。その上澄中のＤＮＡ濃度を分光光度計で評価した。２６０ｎｍにおける吸光度が０．０５であった。理論的な仕込みＤＮＡに対し、ＤＮＡの溶出量が約５％であった。
【００４６】
ＤＮＡ固定体１中のＤＮＡ２重らせん構造について評価した。１０重量部の５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液に０.５重量部のＤＮＡ複合体１を浸漬したところ、ＤＮＡ固定体１がピンクになり、溶液の色が薄くなった。３６６ｎｍの紫外線ランプで紫外線を当てると、ＤＮＡ固定体１が強いオレンジの蛍光色を示した。ＤＮＡのインターカレション特性が保持されていることがわかった。
【実施例２】
【００４７】
合成例４で得たＤＮＡナトリウム塩水溶液１００重量部に、合成例1で得たオリゴマー溶液（１）５０重量部を添加し、攪拌した。得られた透明液に３重量％ＣａＣｌ2水溶液５重量部を添加した。混合溶液から、白い析出物が観察された。室温で４時間静置した後、析出物を遠心分離機で取りだし、イオン交換水でリンスした後、６０℃に設定した乾燥器で１時間乾燥し、ＤＮＡ固定体２（ＤＮＡ：１７.７重量％、ポリマー：７９.６重量％、ＣａＯ：２.７重量％）約２.９重量部を得た。
【００４８】
ＤＮＡ固定体２中のＤＮＡの固定化度を評価した。５０重量部のイオン交換水に０.０１４重量部のＤＮＡ固定体２を加えた他は、実施例１と同様にして行った。２６０ｎｍにおける吸光度が０．０４５であった。理論的な仕込みＤＮＡに対し、ＤＮＡの溶出量が約４.５％であった。
【００４９】
ＤＮＡ固定体２中のＤＮＡ２重らせん構造について、実施例１と同様にして評価した。ＤＮＡ固定体２が強いオレンジの蛍光色を示し、ＤＮＡのインターカレション特性が保持されていることがわかった。
【実施例３】
【００５０】
合成例４で得たＤＮＡナトリウム塩水溶液１００重量部に、合成例２で得たオリゴマー溶液（２）８０重量部を添加し、攪拌した。得られた透明液に５重量％ＡｌＣｌ3水溶液１０重量部を添加した。混合溶液から、白い析出物が観察された。室温で４時間静置した後、析出物を遠心分離機で取りだし、イオン交換水でリンスした後、６０℃に設定した乾燥器で１時間乾燥し、ＤＮＡ固定体３（ＤＮＡ：１０.７重量％、ポリマー：８５.３重量％、Ａｌ2Ｏ3：４.１重量％）約３.０重量部を得た。
【００５１】
ＤＮＡ固定体３中のＤＮＡの固定化度を評価した。５０重量部のイオン交換水に０.０２３重量部のＤＮＡ固定体３を加えた他は、実施例１と同様にして行った。２６０ｎｍにおける吸光度が０．０３５であった。理論的な仕込みＤＮＡに対し、ＤＮＡの溶出量が約３.５％であった。
【００５２】
ＤＮＡ固定体３中のＤＮＡ２重らせん構造について、実施例１と同様にして評価した。ＤＮＡ固定体３が強いオレンジの蛍光色を示し、ＤＮＡのインターカレション特性が保持されていることがわかった。
【実施例４】
【００５３】
合成例５で得たＤＮＡナトリウム塩水溶液１００重量部に、合成例２で得たオリゴマー溶液（２）１００重量部を添加し、攪拌した。得られた透明コート液に厚さが２ｍｍの不織布を１０分間浸漬した後、６０℃に設定した乾燥器で５時間乾燥した。得られた不織布を５ｗｔ％ＡｌＣｌ3水溶液に５分間浸漬した後、６０℃で５時間乾燥してから、空気中で空冷した。得られた不織布をイオン交換水で十分リンスし、６０℃で４時間乾燥し、ＤＮＡ固定体４をコートした不織布を得た。
【００５４】
ＤＮＡ固定体４中のＤＮＡ２重らせん構造について評価した。ＤＮＡ固定体４をコートした不織布の中心部に５０ｐｐｍの臭化エチジウム水溶液を１分間流した。その後、イオン交換水で十分洗浄し、５０℃で２０分間乾燥した。３６６ｎｍの紫外線ランプで紫外線を当てると、臭化エチジウム水溶液が通ったＤＮＡ固定体４が強いオレンジの蛍光色を示した。ＤＮＡのインターカレション特性が保持されていることがわかった。
【実施例５】
【００５５】
厚さ２ｍｍの不織布を合成例３で得た表面処理液に浸漬し、空気中で乾燥し、不織布の活性化を行った。その後、表面の活性化を行った不織布を透明コート液に３０秒間浸漬した他は、実施例４と同様にしてＤＮＡ固定体５をコートした不織布を得た。
【００５６】
ＤＮＡ固定体５中のＤＮＡ２重らせん構造について、実施例４と同様にして評価した。ＤＮＡ固定体５が強いオレンジの蛍光色を示し、ＤＮＡのインターカレション特性が保持されていることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の捕集システムを示す概略図である。
【図１】
2006028059.tif 000011