(57)【要約】  有機化合物、ウイルス、微生物等を効果的に処理する処理材及び処理方法を提供する。本発明に係る処理材は、加水分解され得る有機化合物を分解するための処理材又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を不活化するための処理材であって、セルロースの単結晶繊維を有する。
2012029433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加水分解され得る有機化合物を分解するための処理材であって、
セルロースの単結晶繊維を有する
ことを特徴とする処理材。
【請求項２】
前記有機化合物は、エステル化合物、アミド化合物及びウレタン化合物からなる群より選択される１種以上である
ことを特徴とする請求項１に記載された処理材。
【請求項３】
前記有機化合物は、ペプチド、タンパク質、脂質、糖質、ＤＮＡ及びＲＮＡからなる群より選択される１種以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載された処理材。
【請求項４】
前記有機化合物は、ウイルス又は微生物の表面に存在する有機化合物である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載された処理材。
【請求項５】
ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を不活化するための処理材であって、
セルロースの単結晶繊維を有する
ことを特徴とする処理材。
【請求項６】
その表面に前記セルロースの単結晶繊維を有する成形体である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載された処理材。
【請求項７】
前記セルロースの単結晶繊維を含有する水溶液である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載された処理材。
【請求項８】
加水分解され得る有機化合物である処理対象と、セルロースの単結晶繊維と、を接触させることにより、前記有機化合物を分解する
ことを特徴とする処理方法。
【請求項９】
前記有機化合物は、エステル化合物、アミド化合物及びウレタン化合物からなる群より選択される１種以上である
ことを特徴とする請求項８に記載された処理方法。
【請求項１０】
前記有機化合物は、ペプチド、タンパク質、脂質、糖質、ＤＮＡ及びＲＮＡからなる群より選択される１種以上である
ことを特徴とする請求項８又は９に記載された処理方法。
【請求項１１】
前記有機化合物は、ウイルス又は微生物の表面に存在する有機化合物である
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載された処理方法。
【請求項１２】
ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上である処理対象と、セルロースの単結晶繊維と、を接触させることにより、前記処理対象を不活化する
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１３】
前記処理対象と、その表面に前記セルロースの単結晶繊維を有する成形体と、を接触させることにより、前記処理対象と前記セルロースの単結晶繊維とを接触させる
ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載された処理方法。
【請求項１４】
前記処理対象と、前記セルロースの単結晶繊維を含有する水溶液と、を混合することにより、前記処理対象と前記セルロースの単結晶繊維とを接触させる
ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載された処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理材及び処理方法に関し、特に、セルロースの単結晶繊維を使用した有機化合物、ウイルス、微生物等の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セルロースは様々な用途に使用されてきた。例えば、特許文献１においては、水処理装置が備える濾過膜として、酢酸セルロース製の中空糸を使用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来、濾過膜に使用されていた酢酸セルロース等のセルロース系材料は、天然由来のセルロースに化学的な処理を施すことにより得られたものであり、それ自身が水処理機能を有する材料ではなかった。【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、有機化合物、ウイルス、微生物等を効果的に処理する処理材及び処理方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る処理材は、加水分解され得る有機化合物を分解するための処理材であって、セルロースの単結晶繊維を有することを特徴とする。本発明によれば、有機化合物を効果的に分解する処理材を提供することができる。【０００７】
また、前記有機化合物は、エステル化合物、アミド化合物及びウレタン化合物からなる群より選択される１種以上であることとしてもよい。また、前記有機化合物は、ペプチド、タンパク質、脂質、糖質、ＤＮＡ及びＲＮＡからなる群より選択される１種以上であることとしてもよい。また、前記有機化合物は、ウイルス又は微生物の表面に存在する有機化合物であることとしてもよい。【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る処理材は、ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を不活化するための処理材であって、セルロースの単結晶繊維を有することを特徴とする。本発明によれば、ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を効果的に不活化する処理材を提供することができる。【０００９】
また、前記処理材は、その表面に前記セルロースの単結晶繊維を有する成形体であることとしてもよい。また、前記処理材は、前記セルロースの単結晶繊維を含有する水溶液であることとしてもよい。【００１０】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る処理方法は、加水分解され得る有機化合物である処理対象と、セルロースの単結晶繊維と、を接触させることにより、前記有機化合物を分解することを特徴とする。本発明によれば、有機化合物を効果的に分解する処理方法を提供することができる。【００１１】
また、前記有機化合物は、エステル化合物、アミド化合物及びウレタン化合物からなる群より選択される１種以上であることとしてもよい。また、前記処理方法において、前記有機化合物は、ペプチド、タンパク質、脂質、糖質、ＤＮＡ及びＲＮＡからなる群より選択される１種以上であることとしてもよい。また、前記処理方法において、前記有機化合物は、ウイルス又は微生物の表面に存在する有機化合物であることとしてもよい。【００１２】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る処理方法は、ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上である処理対象と、セルロースの単結晶繊維と、を接触させることにより、前記処理対象を不活化することを特徴とする。本発明によれば、ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を効果的に不活化する処理方法を提供することができる。【００１３】
また、前記処理方法においては、前記処理対象と、その表面に前記セルロースの単結晶繊維を有する成形体と、を接触させることにより、前記処理対象と前記セルロースの単結晶繊維とを接触させることとしてもよい。また、前記処理方法においては、前記処理対象と、前記セルロースの単結晶繊維を含有する水溶液と、を混合することにより、前記処理対象と前記セルロースの単結晶繊維とを接触させることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、有機化合物、ウイルス、微生物等の処理対象を効果的に処理する処理材及び処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る実施例においてカルボン酸エステル化合物の分解を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る実施例においてリン酸エステル化合物の分解を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る実施例においてアミド化合物の分解を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る実施例においてカルボン酸エステル化合物の分解を評価した結果の他の例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る実施例においてタンパク質の不活化を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る実施例においてタンパク質の分解を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る実施例においてウイルスの不活化を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る実施例においてウイルスのタンパク質の分解を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る実施例においてウイルスのタンパク質の分解を評価した結果の他の例を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る実施例においてウイルスのタンパク質の分解を評価した結果のさらに他の例を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る実施例において微生物の不活化を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る実施例において微生物の不活化を評価した結果の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
【００１７】
本発明の発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、加水分解され得る有機化合物を含有する水溶液と、セルロースの単結晶繊維と、を接触させることにより、当該有機化合物が効率よく分解されることや、ウイルス、微生物、タンパク質、その他の有機化合物等の処理対象と、セルロースの単結晶繊維と、を接触させることにより、当該処理対象が効率よく不活化されることを独自に見出した。
【００１８】
本発明は、このような独自に得られた知見に基づき為されたものである。すなわち、本発明は、セルロースの単結晶繊維を、有機化合物の分解を効果的に促進し、及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチド等の処理対象を効果的に不活化する機能性材料として利用するものである。
【００１９】
本発明に係るセルロースの単結晶繊維が、有機化合物の加水分解を促進する活性（加水分解活性）を発現する機構及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチド等の処理対象を不活化する機構は未だ十分に解明されていないが、例えば、当該セルロースの結晶繊維においては、当該加水分解活性及び／又は不活化機能を示す結晶面が露出していることが考えられる。この加水分解活性及び／又は不活化機能を示す結晶面は、本発明に係るセルロースの単結晶繊維の製造工程において、個々の単結晶繊維を分散させる処理を行うことにより露出される。
【００２０】
なお、従来、酢酸セルロース等のセルロース系材料から製造された中空糸等の濾過膜が水処理等の目的で使用されてきた。しかしながら、このような従来のセルロース系材料は、天然由来のセルロースに化学的な処理を施すことにより、その加工性を向上させたものであり、その結晶性は顕著に低減され、もはや実質的に単結晶繊維を含まない材料であった。また、従来、ある程度の結晶性を有するセルロース繊維を含むパルプから濾紙を製造することはあったが、その製造工程においては、セルロース繊維を十分にほぐす処理は行われていなかった。このため、従来の濾紙を構成するセルロース繊維は、加水分解活性及び／又は不活化機能を示す結晶面が露出したものではなかった。
【００２１】
本実施形態に係る処理方法（以下、「本方法」という。）は、例えば、加水分解され得る有機化合物である処理対象と、セルロースの単結晶繊維と、を接触させる（例えば、当該有機化合物を含有する水溶液と、当該セルロースの単結晶繊維と、を接触させる）ことにより、当該有機化合物を分解する方法である。すなわち、この場合、本方法は、セルロースの単結晶繊維を使用して、有機化合物（例えば、水溶液に含有される有機化合物）を分解する方法である。
【００２２】
また、本方法は、例えば、ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上である処理対象と、セルロースの単結晶繊維と、を接触させる（例えば、当該ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を含有する水溶液と、当該セルロースの単結晶繊維と、を接触させる）ことにより、当該処理対象を不活化する方法である。すなわち、この場合、本方法は、セルロースの単結晶繊維を使用して、ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上（例えば、水溶液に含有されるウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上）を不活化する方法である。
【００２３】
セルロースの単結晶繊維は、例えば、加水分解され得る有機化合物である処理対象と接触させることにより当該有機化合物を分解する単結晶繊維及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上である処理対象と接触させることにより当該処理対象を不活化する単結晶繊維であれば特に限られない。
【００２４】
すなわち、セルロースの単結晶繊維は、例えば、セルロースＩ型の単結晶繊維、セルロースＩＩ型の単結晶繊維、セルロースＩＩＩ型の単結晶繊維及びセルロースＩＶ型の単結晶繊維からなる群より選択される１種以上である。
【００２５】
セルロースＩ型は、例えば、セルロースＩα型又はセルロースＩβ型である。セルロースＩＩＩ型は、例えば、セルロースＩＩＩＩ型又はセルロースＩＩＩＩＩ型である。セルロースＩＶ型は、例えば、セルロースＩＶＩ型又はセルロースＩＶＩＩ型である。
【００２６】
セルロースは、例えば、セルロースＩ型又は当該セルロースＩ型に由来する結晶型のセルロースであってもよい。この場合、セルロースは、セルロースＩα型、セルロースＩβ型、セルロースＩＩＩＩ型及びセルロースＩＶＩ型からなる群より選択される１種以上であり、好ましくはセルロースＩα型、セルロースＩβ型及びセルロースＩＩＩＩ型からなる群より選択される１種以上である。
【００２７】
セルロースの単結晶繊維は、例えば、天然由来のセルロースの単結晶繊維（すなわち、天然原料から得られたセルロースの単結晶繊維）であってもよい。この場合、天然由来のセルロースは、例えば、天然由来のセルロースＩα型、セルロースＩβ型、セルロースＩＩＩＩ型及びセルロースＩＶＩ型からなる群より選択される１種以上であり、好ましくは天然由来のセルロースＩα型、セルロースＩβ型及びセルロースＩＩＩＩ型からなる群より選択される１種以上である。
【００２８】
なお、天然由来のセルロースの単結晶繊維には、その原料及び／又は精製処理に由来する、セルロース以外の微量成分（例えば、金属）が含有され得る。したがって、推測ではあるが、この微量成分が、セルロースの単結晶繊維による有機化合物の分解に寄与している可能性もある。
【００２９】
セルロースの単結晶繊維の結晶化度は、単結晶繊維が構成される範囲であれば特に限られず、例えば、６０％以上であり、好ましくは８０％以上である。セルロースの単結晶繊維の径は、特に限られず、例えば、３〜１００ｎｍであり、好ましくは１０〜３０ｎｍである。セルロースの単結晶繊維の長さは、特に限られず、例えば、１〜１００μｍであり、好ましくは１０〜３０μｍである。
【００３０】
本方法において、分解の対象となる有機化合物は、加水分解され得る有機化合物であれば特に限られない。すなわち、有機化合物は、例えば、エステル化合物、アミド化合物及びウレタン化合物からなる群より選択される１種以上である。
【００３１】
エステル化合物は、エステル結合を有する有機化合物であれば特に限られない。すなわち、エステル化合物は、例えば、カルボン酸エステル化合物（カルボン酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、リン酸エステル化合物（リン酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、チオエステル化合物（カルボン酸とチオールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、ホウ酸エステル化合物（ホウ酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、硫酸エステル化合物（硫酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、硝酸エステル化合物（硝酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、炭酸エステル化合物（炭酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）及びスルホン酸エステル化合物（スルホン酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）からなる群より選択される１種以上である。
【００３２】
カルボン酸エステル化合物は、例えば、ギ酸エステル化合物、酢酸エステル化合物、プロピオン酸エステル化合物、酪酸エステル化合物、吉草酸エステル化合物、カプロン酸エステル化合物、エナント酸エステル化合物、カプリル酸エステル化合物、ペラルゴン酸エステル化合物、カプリン酸エステル化合物、ラウリン酸エステル化合物、ミリスチン酸エステル化合物、パルミチン酸エステル化合物、マルガリン酸エステル化合物、ステアリン酸エステル化合物、オレイン酸エステル化合物、リノール酸エステル化合物、リノレン酸エステル化合物、アラキドン酸エステル化合物、ドコサヘキサエン酸エステル化合物及びエイコサペンタエン酸エステル化合物からなる群より選択される１種以上である。
【００３３】
リン酸エステル化合物は、例えば、リン酸モノエステル化合物、リン酸ジエステル化合物及びリン酸トリエステル化合物からなる群より選択される１種又は２種以上である。より具体的に、リン酸エステル化合物は、例えば、リン酸化ペプチド、リン酸化タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ及びリン脂質からなる群より選択される１種以上である。
【００３４】
アミド化合物は、アミド結合を有する有機化合物であれば特に限られない。アミド結合は、例えば、ペプチド結合であってもよい。すなわち、アミド化合物は、例えば、ペプチド、タンパク質、脂質及び糖質からなる群より選択される１種以上である。
【００３５】
ウレタン化合物は、ウレタン結合を有する有機化合物であれば特に限られない。ウレタン化合物は、例えば、カルバミン酸、カルバミン酸エチル、Ｎ−メチルカルバミン酸−２−（１−メチルプロピル）フェニル及びポリウレタンからなる群より選択される１種以上である。
【００３６】
有機化合物の分子量は、当該有機化合物がセルロースの単結晶繊維との接触により分解される範囲であれば特に限られず、例えば、１００〜１０００００Ｄａであり、２００〜２０００Ｄａであってもよい。また、有機化合物は、水溶液中に単体で存在するものに限られない。すなわち、有機化合物は、例えば、ウイルスや微生物の表面に存在する有機化合物であってもよい。
【００３７】
また、本方法において不活化される処理対象は、ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上であれば特に限られない。
【００３８】
不活化されるべきウイルスは、例えば、ＤＮＡウイルス及び／又はＲＮＡウイルスである。また、ウイルスは、例えば、動物細胞、植物細胞及び／又は微生物に感染し得るウイルスである。また、ウイルスは、例えば、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その生命を脅かし又は健康を損なう可能性のあるウイルス（例えば、感染により病原性を示し得るウイルス）である。
【００３９】
不活化されるべき微生物は、例えば、細菌（例えば、大腸菌、ブドウ球菌、緑膿菌、土壌菌及び連鎖球菌からなる群より選択される１種以上）、藻類、菌類（例えば、カビ、酵母及びキノコからなる群より選択される１種以上）及び原生動物からなる群より選択される１種以上である。また、微生物は、例えば、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その生命を脅かし又は健康を損なう可能性のある微生物（例えば、動物細胞、植物細胞及び／又は他の微生物に対して病原性を示し得る微生物（病原性微生物））である。
【００４０】
不活化されるべきタンパク質は、例えば、他の物質に作用し得る活性を有するタンパク質である。すなわち、タンパク質は、例えば、酵素、毒素及び抗原からなる群より選択される１種以上である。また、タンパク質は、例えば、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その生命を脅かし又は健康を損なう可能性のあるタンパク質（例えば、ベロ毒素、コレラトシキン、ボツリヌス毒素、破傷風毒素、ジフテリア毒素、ブドウ球菌エンテロトキシン、ウェルシュ菌α毒素、ブドウ球菌α毒素、志賀赤痢菌毒素、腸炎ビブリオ毒素、百日咳毒素、デンドロトキシン及びホスホリパーゼＡ２からなる群より選択される１種以上）である。タンパク質の分子量は、特に限られず、例えば、１０ｋＤａ以上、１０００ｋＤａ以下である。
【００４１】
不活化されるべきペプチドは、例えば、他の物質に作用し得る活性を有するペプチドである。すなわち、ペプチドは、例えば、テイテイウストキシン、メリチン、アパミン、MCD-ペプチド、シアノトキシン、アマニチン、コノトキシン、オクラトキシンＡ、α-ブンガロトキシン、エラブトキシン及びコブロトキシンからなる群より選択される１種以上である。また、ペプチドは、例えば、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その生命を脅かし又は健康を損なう可能性のあるペプチド（例えば、毒素ペプチド）である。ペプチドの分子量は、特に限られず、例えば、０．２ｋＤａ以上、１０ｋＤａ未満である。
【００４２】
本方法において処理の対象となる水溶液（以下、「処理対象溶液」という。）は、加水分解され得る有機化合物及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を含有する水溶液であれば特に限られない。すなわち、処理対象溶液は、例えば、上水（例えば、水道水）、井戸水、雨水、河川水、海水、湖水、池水、下水、又は廃水である。
【００４３】
また、処理対象溶液は、本方法以外の方法で既に精製された水溶液であってもよい。すなわち、処理対象溶液は、例えば、予め所定の方法で精製された水溶液（例えば、いわゆる精製水）であって、当該精製にもかかわらず分解されるべき有機化合物及び／又は不活化されるべきウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上が残存している水溶液であってもよい。
【００４４】
なお、処理対象溶液に含有される溶媒は、水のみであってもよいが、これに限られず、当該処理対象溶液中で有機化合物が分解され及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上が不活化される範囲であれば、水と他の溶媒（例えば、アルコール等の有機溶媒）とを含有してもよい。また、処理対象溶液は、例えば、加水分解され得る有機化合物として、分解されるべき有機化合物のみを含有する水溶液であってもよい。また、処理対象溶液は、例えば、不活化されるべきウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上のみを含有する水溶液であってもよい。
【００４５】
また、本方法において処理の対象となる気体（以下、「処理対象気体」という。）は、加水分解され得る有機化合物及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を含有する気体であれば特に限られない。すなわち、処理対象気体は、例えば、上述の処理対象を含有する空気である。
【００４６】
本方法において、セルロースの単結晶繊維と処理対象（例えば、加水分解されるべき有機化合物及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上）とを接触させる態様は、当該セルロースの単結晶繊維との接触によって処理対象溶液中及び／又は処理対象気体中で当該処理対象の処理（例えば、当該有機化合物の分解及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上の不活化）が促進されれば特に限られない。すなわち、本方法においては、例えば、本実施形態に係る処理材（以下、「本処理材」という。）を使用する。
【００４７】
本処理材は、例えば、加水分解され得る有機化合物を分解するための処理材（有機化合物分解材）であって、セルロースの単結晶繊維を有する。また、本処理材は、例えば、ウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を不活化するための処理材（不活化材）であって、セルロースの単結晶繊維を有する。
【００４８】
すなわち、本処理材は、有機化合物を分解する機能及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上を不活化する機能を有する成分としてセルロースの単結晶繊維を有する。したがって、本処理材は、処理対象溶液中及び／又は処理対象気体中において処理対象と接触し得るようにセルロースの単結晶繊維を有するものであれば特に限られない。
【００４９】
本処理材は、例えば、その表面にセルロースの単結晶繊維を有する成形体である。すなわち、本処理材は、処理対象溶液中及び／又は処理対象気体中で処理対象と接触し得る表面にセルロースの単結晶繊維を有し、所定の形状を有する構造体である。
【００５０】
本処理材は、例えば、濾過材である。濾過材は、例えば、フィルターである。フィルターは、例えば、処理対象溶液及び／又は処理対象気体が通過する多数の孔が形成された成形体である。具体的に、フィルターは、例えば、膜状のフィルター又は中空糸である。フィルターは、例えば、マスクであることとしてもよい。また、濾過材は、例えば、粒状体である。この場合、濾過材は、例えば、その隙間を処理対象溶液が通過するように集合した多数の粒状体である。
【００５１】
成形体である本処理材は、セルロースの単結晶繊維、又はセルロースの単結晶繊維と他の材料とを含有する混合材料から構成される。すなわち、本処理材は、例えば、セルロースの単結晶繊維と、成形体の形成に適した材料（例えば、パルプ、再生セルロース、セルロース誘導体、ビニルポリマー等の高分子材料）と、を含有する混合材料を調製し、当該混合材料を所定の形状（例えば、膜状、中空糸状、粒状）に成形することにより製造される。この場合、混合材料に含有されるセルロースの単結晶繊維の少なくとも一部は、本処理材の表面に露出し、処理対象の処理（例えば、有機化合物の分解及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上の不活化）に寄与する。
【００５２】
また、本処理材は、例えば、成形体の形成に適した材料を所定の形状に成形し、得られた成形体の表面にセルロースの単結晶繊維を化学的に結合させることにより製造される。この場合、本処理材の表面の少なくとも一部はセルロースの単結晶繊維で被覆され、当該セルロースの単結晶繊維が処理対象の処理（例えば、有機化合物の分解及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上の不活化）に寄与する。
【００５３】
そして、本処理材が成形体である場合、本方法においては、処理対象溶液及び／又は処理対象気体と、本処理材と、を接触させることにより、当該処理対象溶液及び／又は処理対象気体に含有される処理対象を処理する。すなわち、例えば、本処理材が濾過材である場合、処理対象溶液及び／又は処理対象気体を本処理材で濾過する。このとき、本処理材の表面に存在するセルロースの単結晶繊維と、本処理材によって濾過される処理対象溶液中及び／又は処理対象気体中の処理対象と、が接触することにより、当該処理対象の処理（例えば、有機化合物の分解及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上の不活化）が効率よく進行する。
【００５４】
本処理材により処理対象溶液及び／又は処理対象気体を濾過する条件は、当該処理対象溶液中の処理対象が効率よく処理されるよう適宜調整すればよい。すなわち、例えば、本処理材による処理対象溶液及び／又は処理対象気体の濾過は、繰り返し行ってもよい。また、例えば、本処理材が有するセルロースの単結晶繊維と、処理対象溶液中及び／又は処理対象気体中の処理対象と、が十分に接触するよう、本処理材で濾過する当該処理対象溶液及び／又は処理対象気体の流量を調整してもよい。
【００５５】
また、本処理材は、例えば、セルロースの単結晶繊維を含有する水溶液である。すなわち、本処理材は、セルロースの単結晶繊維が分散された水溶液である。この場合、本処理材に含有されるセルロースの単結晶繊維の濃度は、本処理材が処理対象溶液と混合された場合に処理対象の処理が促進される範囲であれば特に限られず、例えば、０．００１〜５ｗｔ％であることとしてもよく、０．０１〜５ｗｔ％であることとしてもよく、０．０５〜１ｗｔ％であることとしてもよく、０．１〜１ｗｔ％であることとしてもよい。
【００５６】
そして、本処理材が水溶液である場合、本方法においては、処理対象溶液と、本処理材と、を混合することにより、当該処理対象溶液に含有される処理対象を処理する。すなわち、例えば、本処理材と処理対象溶液とを混合し、得られた混合溶液を所定温度で所定時間保持する。このとき、混合溶液中では、セルロースの単結晶繊維と処理対象とが接触し、当該処理対象の処理（例えば、有機化合物の分解及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上の不活化）が効率よく進行する。
【００５７】
本方法において、処理対象とセルロースの単結晶繊維とを接触させる条件（例えば、温度、時間）は、当該処理対象の処理が当該セルロースの単結晶繊維を使用しない場合に比べて促進される範囲であれば特に限られない。
【００５８】
すなわち、例えば、処理対象溶液中の処理対象の含有量が所定の閾値以下になるまで、当該処理対象溶液とセルロースの単結晶繊維とを接触させる。また、例えば、処理対象溶液がウイルス及び／又は微生物を含有する場合には、当該ウイルス及び／又は微生物の病原性が十分に低減され又は消失するまで、当該処理対象溶液とセルロースの単結晶繊維とを接触させる。なお、処理対象とセルロースの単結晶繊維とを接触させる温度は、例えば、０〜１００℃であり、１０〜４０℃であってもよい。
【００５９】
本方法においては、セルロースの単結晶繊維の使用により有機化合物の含有量及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上の活性が低減された水溶液（以下、「処理後溶液」という。）を回収する。すなわち、成形体である本処理材を使用する場合、処理後溶液を本処理材と分離して回収する。
【００６０】
具体的に、本処理材が濾過材である場合には、処理対象溶液を本処理材で濾過して得られた濾液を処理後溶液として回収する。また、水溶液である本処理材を使用する場合、セルロースの単結晶繊維が除去された水溶液を処理後溶液として回収する。セルロースの単結晶繊維の除去は、例えば、当該単結晶繊維を通過させない径の孔を有するフィルターによる濾過、又は遠心分離により行うことができる。
【００６１】
このように、本方法及び／又は本処理材によれば、処理対象溶液に含有される処理対象を効果的に処理することができる。例えば、処理対象溶液に含有される加水分解され得る有機化合物及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチドからなる群より選択される１種以上である処理対象が、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その生命を脅かし又は健康を損なう可能性のあるもの（例えば、毒素（毒素ペプチド等）、ウイルス及び／又は病原性微生物の表面に存在し感染や病原性の発現に関与する有機化合物、生体への蓄積性のある有機化合物、ウイルス、病原性微生物）である場合には、本方法及び／又は本処理材によって、当該処理対象を分解し及び／又は不活化し、当該処理対象による毒性、感染性、病原性、蓄積性が十分に低減され又は消失した水溶液を効率よく製造することができる。したがって、本方法及び／本処理材によれば、例えば、安全で無害な飲用水や医療用水を効率よく製造することができる。
【００６２】
次に、本実施例形態に係る具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００６３】
［セルロースＩα型及びセルロースＩβ型の調製］
公知の技術文献（Vanderhart, D. L.; Atalla, R. H. Macromolecules 1984, 17, 1465-1472.）に従い、シオグサ（Ｃｌａｄｏｐｈｏｒａ）由来のセルロースＩα型の単結晶繊維、及びマボヤ（Ｈａｌｏｃｙｎｙｈｉａ）由来のセルロースＩβ型の単結晶繊維を調製した。【００６４】
まず、シオグサ又はマボヤからなる試料を１ＭのＮａＯＨ水溶液に室温で一晩以上漬け置きした後、水道水で十分に洗浄した。次いで、洗浄後の試料を、０．１Ｍの酢酸緩衝液でｐＨを４．５に調整した０．３％ＮａＣｌＯ２溶液に８０℃で２時間漬け置きした後、水道水で十分に洗浄した。以上の操作を試料の色が白くなるまで２回又は３回繰り返した。【００６５】
さらに、ホモジナイザー（Ｐｈｙｓｃｏｔｒｏｎ、Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈ社製）を用い、試料を十分に細かい断片になるまで粉砕した後、１００００ｒｐｍで５分間遠心し、沈殿物を回収した。【００６６】
回収された沈殿物を、適当量（例えば、ホモジナイズ後の回収量が１００ｇの場合、３００ｍＬ）の４ＭのＨＣｌに懸濁した。次いで、得られた溶液を８０℃で８時間攪拌（５００ｒｐｍ）して加水分解した後、当該溶液と同量の蒸留水を加えて反応を停止した。反応後の溶液を１００００ｒｐｍで５分間遠心し、上清を除去した。沈殿物に蒸留水を加え、再分散させた。この操作を上清が完全に中和されるまで３〜５回繰り返した。【００６７】
沈殿物に蒸留水を加えて２０００ｒｐｍで５分間遠心した。上清が白濁し固体が浮遊していることを確認し、当該上清を回収した。この上清を、硫酸で洗浄したガラスフィルターを用いて吸引濾過し、濾液を回収した。こうして、シオグサ由来のセルロースＩα型の単結晶繊維を含有する水溶液（以下、「セルロースＩα水溶液」という。）及びマボヤ由来のセルロースＩβ型の単結晶繊維を含有する水溶液（以下、「セルロースＩβ水溶液」という。）を得た。これらの水溶液は４℃で保存した。【００６８】
なお、セルロースＩα水溶液中のセルロースＩα型の濃度及びセルロースＩβ水溶液中のセルロースＩβ型の濃度は、１ｍＬの当該水溶液を５ｍＬのサンプル管に採取し、１０５℃で２４時間乾燥させ、乾燥後の固形分の重量を測定することにより決定した。【００６９】
［セルロースＩＩＩＩ型の調製］
公知の技術文献（Wada, M.; Nishiyama, Y.; Langan, P. Macromolecules 2006, 39, 2947-2952.）に従い、シオグサ由来のセルロースＩＩＩＩ型の単結晶繊維を調製した。【００７０】
まず、シオグサからなる試料を１ＭのＮａＯＨ水溶液に室温で一晩以上漬け置きした後、水道水で十分に洗浄した。次いで、洗浄後の試料を、０．１Ｍの酢酸緩衝液でｐＨを４．５に調整した０．３％ＮａＣｌＯ２溶液に８０℃で２時間漬け置きした後、水道水で十分に洗浄した。以上の操作を試料の色が白くなるまで２回又は３回繰返した。【００７１】
さらに、ホモジナイザー（Ｐｈｙｓｃｏｔｒｏｎ、Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈ社製）を用い、試料を十分に細かい断片になるまで粉砕した後、１００００ｒｐｍで５分間遠心し、沈殿物を回収した。回収された沈殿物を液体窒素で凍結し、一晩かけて湿り気がなくなるまで凍結乾燥した後、さらに１０５℃で３時間以上加熱して絶乾させた。【００７２】
こうして得られた約１ｇの試料を耐圧容器に入れて−１３℃に冷却し、当該耐圧容器内にアンモニアガスを３０分かけて充填した。この耐圧容器をオイルバスで１４０℃に加熱して超臨界流体を生成し（臨界点：１３２．４℃、１１．２８ＭＰａ）、当該耐圧容器内の圧力を１５〜１８ＭＰａに維持して１時間反応させた。アンモニアを除去した後、得られた固体を濾過装置にセットし、アンモニア臭が消えるまで３００〜５００ｍＬのメタノールで洗浄し、さらに約２００ｍＬのアセトンで洗浄した。洗浄後の固体をビーカーに移し、一晩かけてアセトンが蒸発するまで放置した。【００７３】
得られた固体を、適当量（例えば、ホモジナイズ後の回収量が１００ｇの場合、３００ｍＬ）の４ＭのＨＣｌに懸濁した。次いで、得られた溶液を８０℃で８時間撹拌（５００ｒｐｍ）して加水分解した後、当該溶液と同量の蒸留水を加えて反応を停止した。反応後の容器を１００００ｒｐｍで５分間遠心し、上清を除去した。沈殿物に蒸留水を加えて再分散し、再度１００００ｒｐｍで５分間遠心し上清を除去した。この操作を上清が完全に中和されるまで３〜５回繰返した。【００７４】
沈殿物に蒸留水を加えて２０００ｒｐｍで５分間遠心した。上清が白濁し固体が浮遊していることを確認し、上清を回収した。この上清を、硫酸で洗浄したガラスフィルターを用いて吸引濾過し、濾液を回収した。こうして、シオグサ由来のセルロースＩＩＩＩ型の単結晶繊維を含有する水溶液（以下、「セルロースＩＩＩＩ水溶液」という。）を得た。このセルロースＩＩＩＩ水溶液は４℃で保存した。なお、セルロースＩＩＩＩ型の単結晶繊維は、特開２００８−１６１１２５号公報に記載の方法で調製することもできる。【００７５】
セルロースＩＩＩＩ水溶液中のセルロースＩＩＩＩ型の濃度は、１ｍＬの当該水溶液を５ｍＬのサンプル管に採取し、１０５℃で２４時間乾燥させ、乾燥後の固形分の重量を測定することにより決定した。
【実施例２】
【００７６】
［セルロースＩα型によるカルボン酸エステル化合物の分解促進］
セルロースの単結晶繊維として、セルロースＩα型の単結晶繊維を使用した。すなわち、上述の実施例１で調製したセルロースＩα水溶液を所定量、１．７ｍＬチューブに採取して遠心し、セルロースＩα型を沈殿させた。そして、セルロースＩα型の濃度が０．５ｗｔ％になるように０．１ＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）１ｍＬを加え、セルロースＩα型を当該緩衝液中に分散させた。こうして、０．５ｗｔ％の濃度でセルロースＩα型を含有するセルロースＩα水溶液を調製した。【００７７】
一方、分解されるべき基質であるカルボン酸エステル化合物として、酢酸エステルである４−ニトロフェニル酢酸を使用した。すなわち、４−ニトロフェニル酢酸をジメチルスルホキシドに溶解し、１０ｍＭの４−ニトロフェニル酢酸を含有する基質溶液を調製した。【００７８】
次いで、セルロース／基質溶液を調製した。すなわち、１ｍＬのセルロースＩα水溶液と１０μＬの基質溶液とを１．７ｍＬチューブ内で混合し、０．５ｗｔ％のセルロースＩα型と１００μＭの基質とを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなるセルロース／基質溶液を調製した。【００７９】
さらに、セルロース／基質溶液のインキュベーションを行った。すなわち、セルロース／基質溶液をチューブ内のセルロースＩα型が均一に分散されるようローテーターで回転させながら３０℃で所定時間インキュベートした。インキュベーション時間は、１．５時間、３時間、４．５時間、６時間及び７．５時間とした。【００８０】
そして、セルロース／基質溶液から、分解した基質を含有する上清を回収した。すなわち、インキュベーション後、遠心機を用いてセルロース／基質溶液を３０℃にて１５０００ｒｐｍで１分間遠心した。セルロース／基質溶液の上清（以下、「上清サンプル」という）を２００μＬ採取し、新たな１．７ｍＬチューブに移した。一方、インキュベーション後のセルロース／基質溶液を遠心して得られたセルロースＩα型を含有する沈殿物を回収した。【００８１】
次に、採取された上清サンプルに１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）を４００μＬ加えて希釈し、紫外可視分光光度計を用いて４００ｎｍの吸収強度を測定した。各上清サンプルにつき測定は独立に３回行った。【００８２】
また、比較のために、セルロースＩα型を含有せず１００μＭの基質を含有する１００ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなる対照溶液を調製した。そして、この対照溶液についても、上述のセルロース／基質溶液と同様に、インキュベーションを行い紫外可視分光光度計により４００ｎｍの吸収強度を測定した。【００８３】
図１には、測定結果を示す。図１において、横軸はインキュベーション時間（時間）を示し、縦軸は４００ｎｍにおける吸収強度（−）を示す。図１において、黒丸印は、インキュベーション後のセルロース／基質溶液から採取された上清サンプルの測定結果を示し、白丸印は、インキュベーション後の対照溶液の測定結果を示す。【００８４】
図１に示すように、セルロース／基質溶液においては、４−ニトロフェニル酢酸の分解が、対照溶液に比べて顕著に大きな速度で進行したことが確認された。【００８５】
次に、セルロース／基質溶液の上清サンプルの測定結果に基づき、インキュベーション時間（すなわち、反応時間）に対して、ｌｎ（［Ａ］／［Ａｍａｘ］）（ここで、［Ａ］及び［Ａｍａｘ］は、それぞれ各反応時間における生成物の濃度及び反応終了後の生成物の濃度を表す。）をプロットして直線近似し、近似直線の傾きから反応速度定数ｋ１＝０．２０ｈ−１を得た。一方、対照溶液の測定結果に基づき、同様にして、反応速度定数ｋｓｐｏｎｔ＝０．０２７ｈ−１を得た。すなわち、セルロースＩα型の単結晶繊維と接触させた４−ニトロフェニル酢酸の分解反応について算出された反応速度定数は、自発的な４−ニトロフェニル酢酸の分解反応について算出された反応速度定数の７倍以上であった。【００８６】
また、反応終了後に回収されたセルロースＩα型をＨＥＰＥＳ緩衝液で洗浄し、上述の場合と同様にセルロース／基質溶液を調製してインキュベーションを行い、４００ｎｍの吸収強度を測定した。その結果、上述の場合とほぼ同等の反応速度定数が得られた。すなわち、セルロースＩα型の単結晶繊維を再利用することで、カルボン酸エステル化合物の分解を何度も繰り返し行うことができた。【００８７】
また、予備的な実験において、セルロースの単結晶繊維によってエーテル化合物である４−ニトロフェニルガラクトシドは分解されなかった。したがって、セルロースの単結晶繊維による有機化合物の分解は、加水分解であり、当該セルロースの水酸基（ＯＨ基）による求核反応であると推測された。
【実施例３】
【００８８】
［セルロースＩα型及びセルロースＩβ型によるリン酸エステル化合物及びアミド化合物の分解促進］
セルロースの単結晶繊維として、セルロースＩα型の単結晶繊維及びセルロースＩβ型の単結晶繊維を使用した。すなわち、上述の実施例２と同様にして、０．５ｗｔ％の濃度でセルロースＩα型を含有するセルロースＩα水溶液及び０．５ｗｔ％の濃度でセルロースＩβ型を含有するセルロースＩβ水溶液を調製した。【００８９】
一方、分解されるべき基質であるリン酸エステル化合物として、リン酸モノエステル化合物である４−ニトロフェニルリン酸を使用した。また、分解されるべき基質であるアミド化合物として、４−ニトロアセトアニリドを使用した。すなわち、上述の実施例２と同様にして、１０ｍＭの４−ニトロフェニルリン酸を含有する基質溶液及び１０ｍＭの４−ニトロアセトアニリドを含有する基質溶液をそれぞれ調製した。【００９０】
さらに、セルロース／基質溶液の調製及びインキュベーションを行った。すなわち、上述の実施例２と同様にして、０．５ｗｔ％のセルロースＩα型と１００μＭの４−ニトロフェニルリン酸とを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなるセルロース／基質溶液、及び０．５ｗｔ％のセルロースＩβ型と１００μＭの４−ニトロアセトアニリドとを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなるセルロース／基質溶液を調製するとともに、当該溶液を３０℃で１０日間インキュベートした。【００９１】
そして、上述の実施例２と同様にして、インキュベーション後のセルロース／基質溶液から採取された上清サンプルに１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）を４００μＬ加えて希釈し、紫外可視分光光度計を用いて４００ｎｍの吸収強度を測定した。また、上述の実施例２と同様にして、対照溶液を調製し、インキュベーション及び吸収強度の測定を行った。【００９２】
図２には、基質として４−ニトロフェニルリン酸を使用した場合の４００ｎｍにおける吸収強度（−）を示す。図３には、基質として４−ニトロアセトアニリドを使用した場合の４００ｎｍにおける吸収強度（−）を示す。図２及び図３において、「セルロースＩα」は、セルロースＩα型を含有するセルロース／基質溶液を使用した場合の結果を示し、「セルロースＩβ」は、セルロースＩβ型を含有するセルロース／基質溶液を使用した場合の結果を示し、「対照」は、対照溶液を使用した場合の結果を示す。【００９３】
図２及び図３に示すように、セルロース／基質溶液中においては、ニトロフェニル基で活性化されたリン酸モノエステル化合物及びアミド化合物の分解が、対照溶液に比べて顕著に大きな速度で進行したことが確認された。【００９４】
また、上述の実施例２と同様にして求められた反応速度定数によれば、分解反応速度は、基質がカルボン酸エステル化合物である場合が最も大きく、次いでリン酸モノエステル化合物の場合が大きく、アミド化合物の場合が最も小さかった。
【実施例４】
【００９５】
［セルロースＩβ型及びセルロースＩＩＩＩ型によるカルボン酸エステル化合物の分解促進］
セルロースの単結晶繊維として、セルロースＩβ型の単結晶繊維及びセルロースＩＩＩＩ型の単結晶繊維を使用した。すなわち、上述の実施例１で調製したセルロースＩβ水溶液又はセルロースＩＩＩＩ水溶液を所定量、１．７ｍＬチューブに採取して遠心し、セルロースＩβ型又はセルロースＩＩＩＩ型を沈殿させた。そして、セルロースＩβ型又はセルロースＩＩＩＩ型の濃度が０．５ｗｔ％になるように０．１ＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）３００μＬを加え、セルロースＩβ型又はセルロースＩＩＩＩ型を当該緩衝液中に分散させた。こうして、０．５ｗｔ％の濃度でセルロースＩβ型を含有するセルロースＩβ型水溶液及び０．５ｗｔ％の濃度でセルロースＩＩＩＩ型を含有するセルロースＩＩＩＩ水溶液を調製した。【００９６】
一方、分解されるべき基質であるカルボン酸エステル化合物として、酢酸エステルである４−ニトロフェニル酢酸を使用した。すなわち、４−ニトロフェニル酢酸をジメチルスルホキシドに溶解し、１０ｍＭの４−ニトロフェニル酢酸を含有する基質溶液を調製した。【００９７】
次いで、セルロース／基質溶液を調製した。すなわち、３００μＬのセルロースＩβ型水溶液又はセルロースＩＩＩＩ水溶液と３μＬの基質溶液とを１．７ｍＬチューブ内で混合し、０．５ｗｔ％のセルロースＩβ型と１００μＭの基質とを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなるセルロース／基質溶液及び０．５ｗｔ％のセルロースＩＩＩＩ型と１００μＭの基質とを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなるセルロース／基質溶液を調製した。【００９８】
さらに、セルロース／基質溶液のインキュベーションを行った。すなわち、セルロース／基質溶液をチューブ内のセルロースＩβ型及びセルロースＩＩＩＩ型が均一に分散されるようローテーターで回転させながら３０℃で７．５時間インキュベートした。【００９９】
そして、上述の実施例２と同様にして、インキュベーション後のセルロース／基質溶液から上清サンプルを採取し、４００ｎｍの吸収強度を測定した。【０１００】
図４には、測定結果を示す。図４において、「セルロースＩβ」は、セルロースＩβ型を含有するセルロース／基質溶液を使用した場合の結果を示し、「セルロースＩＩＩＩ」は、セルロースＩＩＩＩ型を含有するセルロース／基質溶液を使用した場合の結果を示し、「対照」は、対照溶液を使用した場合の結果を示す。【０１０１】
図４に示すように、セルロース／基質溶液中においては、カルボン酸エステル化合物の分解が、対照溶液に比べて顕著に大きな速度で進行したことが確認された。
【実施例５】
【０１０２】
［セルロースＩβ型によるタンパク質の不活化］
セルロースの単結晶繊維として、セルロースＩβ型の単結晶繊維を使用した。すなわち、上述の例と同様にして、セルロースＩβ型の濃度が１ｗｔ％になるように１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）を加え、セルロースＩβ型を当該緩衝液中に分散させた。こうして、１ｗｔ％の濃度でセルロースＩβ型を含有するセルロースＩβ水溶液を調製した。【０１０３】
一方、処理対象であるタンパク質として、酵素であるβ−ガラクトシダーゼを使用した。すなわち、β−ガラクトシダーゼをＨＥＰＥＳ緩衝液に溶解し、４ｎＭのβ−ガラクトシダーゼを含有する溶液を調製した。【０１０４】
また、β−ガラクトシダーゼの基質であるｐ−ニトロフェノール−β−Ｄ−ガラクトピラノシド（以下、「ＰＮＰＧ」という。）を８６ｍＭのリン酸ナトリウム、１１６ｍＭの２−メルカプトエタノール、１ｍＭの塩化マグネシウムを含むリン酸緩衝液（ｐＨ７．３）に溶解し、ＰＮＰＧ溶液を調製した。【０１０５】
次いで、セルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液を調製した。すなわち、１００μＬのセルロースＩβ水溶液と１００μＬのβ−ガラクトシダーゼ溶液とを混合し、０．５ｗｔ％のセルロースＩβ型と２ｎＭのβ−ガラクトシダーゼとを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液からなるセルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液２００μＬを調製した。【０１０６】
さらに、セルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液のインキュベーションを行った。すなわち、セルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液を静置して３０℃で２時間インキュベートした。【０１０７】
そして、セルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液から、処理されたβ−ガラクトシダーゼ及び／又はβ−ガラクトシダーゼの分解物を含有する上清を回収した。すなわち、インキュベート後、遠心機を用いてセルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液を３０℃にて１５０００ｒｐｍで１分間遠心した。セルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液の上清（以下、「上清サンプル」という）を５０μＬ採取し、９６穴マイクロプレートに移した。【０１０８】
次に、採取された５０μＬの上清サンプルに５０μＬのＰＮＰＧ溶液を加えて、プレートリーダーを用いて４０５ｎｍ（β−ガラクトシダーゼによるＰＮＰＧの酵素分解反応生成物に特異的な吸収波長）の吸収強度を経時的に測定した。【０１０９】
また、比較のために、セルロースＩβ型を含有せず２ｎＭのβ−ガラクトシダーゼを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなる対照溶液を調製した。そして、この対照溶液についても、上述のセルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液と同様に、インキュベーションを行い、上清を回収し、当該上清にＰＮＰＧ溶液を加えて、プレートリーダーにより４０５ｎｍの吸収強度を経時的に測定した。【０１１０】
図５には、測定結果を示す。図５において、横軸は酵素反応時間（すなわち、インキュベーション後の上清にＰＮＰＧ溶液を添加してから経過した時間）（分）を示し、縦軸は４０５ｎｍにおける吸収強度（−）を示す。図５において、黒丸印は、インキュベーション後のセルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液から採取された上清サンプルの酵素反応時間０、２．５、５、７．５、１０、２０、３０、４０、９０及び１２０分における測定結果を示し、白丸印は、インキュベーション後の対照溶液の酵素反応時間０、２．５、５、７．５、１０、２０、３０、４０及び６０分における測定結果を示す。【０１１１】
図５に示すように、セルロースＩβ型を含まない対照溶液の上清（白丸印）においては、β−ガラクトシダーゼによるＰＮＰＧの酵素分解反応が進行して分解物の生成量が経時的に増加したのに対し、セルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液のインキュベーション後に回収された上清（黒丸印）においては、ＰＮＰＧの酵素分解反応生成物が実質的に検出されなかった。この結果は、セルロースＩβ型との接触によってβ−ガラクトシダーゼが不活化されたためと考えられた。【０１１２】
［セルロースＩβ型によるタンパク質の分解］
また、上述の場合と同様にして、０．５ｗｔ％のセルロースＩβ型と、１ｎＭ、５ｎＭ又は２０ｎＭのβ−ガラクトシダーゼとを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液からなる３種類のセルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液を調製し、各セルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液のインキュベーションを行い、上清サンプルを回収した。【０１１３】
次いで、１ｍＬの上清サンプルを、遠心エバポレーターにより１００μＬに濃縮した（以下、「濃縮上清サンプル」という。）。さらに、１０μＬの濃縮上清サンプルと、８μＬの１Ｍのジチオトレイトールと、８０μＬのローディングバッファー（１０％ドデシル硫酸ナトリウム、０．０５％のブロモフェノールブルー、５０％のグリセロールを含む２００ｍＭＴｒｉｓ緩衝液（ｐＨ６．８））とを混合し、得られた混合液を１０５℃で５分間インキュベートした。【０１１４】
そして、インキュベーション後の混合液について、４％アクリルアミドゲルを用いて１５０ｍＶで６０分間の電気泳動を行った。同時に泳動した分子量マーカーを指標に、β−ガラクトシダーゼを同定した。【０１１５】
また、比較のために、セルロースＩβ型を含有せず、１ｎＭ、５ｎＭ又は２０ｎＭのβ−ガラクトシダーゼを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液からなる３種類の対照溶液を調製し、各対照溶液の上清についても、同様に電気泳動を行った。【０１１６】
図６には、電気泳動後のゲルの写真を示す。図６には、分子量マーカー（図６の「マーカー」）、１ｎＭ、５ｎＭ又は２０ｎＭのβ−ガラクトシダーゼを含有するセルロース／β−ガラクトシダーゼ溶液を使用した場合（図６の「セルロース処理」の「１」、「５」及び「２０」）、及び１ｎＭ、５ｎＭ又は２０ｎＭのβ−ガラクトシダーゼを含有する対照溶液を使用した場合（図６の「無処理」の「１」、「５」及び「２０」）の結果を示す。【０１１７】
β−ガラクトシダーゼは、１１６ｋＤａ付近にバンドを示す。この点、図６に示されるように、全てのβ−ガラクトシダーゼの濃度において、β−ガラクトシダーゼをセルロースＩβ型で処理した場合（図６の「セルロース処理」）のβ−ガラクトシダーゼのバンドは、β−ガラクトシダーゼをセルロースＩβ型で処理しなかった場合（図６の「無処理」）のそれに比べて顕著に薄かった。【０１１８】
さらに、図６に示すように、１ｎＭのβ−ガラクトシダーゼをセルロースＩβ型で処理した場合（図６の「セルロース処理」の「１」）には、セルロースＩβ型による処理を行わない場合（図６の「無処理」の「１」）には見られない、２９ｋＤａ以下の新たなブロードなバンドが検出された。また、５ｎＭ又は２０ｎＭのβ−ガラクトシダーゼをセルロースＩβ型で処理した場合（図６の「セルロース処理」の「５」及び「２０」）には、セルロースＩβ型による処理を行わない場合（図６の「無処理」の「５」及び「２０」）には見られない、４４．３ｋＤａ以下の新たなブロードなバンドが検出された。【０１１９】
すなわち、β−ガラクトシダーゼをセルロースＩβ型と接触させることにより、当該β−ガラクトシダーゼの量が顕著に減少するとともに、より分子量の小さい物質が生成されることが確認された。この結果は、セルロースＩβ型との接触によってβ−ガラクトシダーゼが分解され、より分子量の小さい分解物が生成されたことを示すものと考えられた。
【実施例６】
【０１２０】
［セルロースＩβ型によるウイルスの不活化］
セルロースの単結晶繊維として、セルロースＩβ型の単結晶繊維を使用した。すなわち、上述の例と同様にして、セルロースＩβ型の濃度が０．１ｗｔ％になるように１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）を加え、セルロースＩβ型を当該緩衝液中に分散させた。こうして、０．１ｗｔ％の濃度でセルロースＩβ型を含有するセルロースＩβ水溶液を調製した。【０１２１】
一方、処理対象であるウイルスとして、繊維状ウイルス（以下、「ファージ」という。）を使用した。すなわち、ファージを２．０×１０１０ｐｆｕになるように１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）に分散し、ファージ溶液を調製した。【０１２２】
次いで、セルロース／ファージ溶液を調製した。すなわち、１５０μＬのセルロースＩβ水溶液と１５０μＬのファージ溶液とを混合し、０．０５ｗｔ％のセルロースと１．０×１０１０ｐｆｕのファージとを含有する１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液からなるセルロース／ファージ溶液を調製した。【０１２３】
さらに、セルロース／ファージ溶液のインキュベーションを行った。すなわち、セルロース／ファージ溶液を静置して２０℃で１０分、２時間又は２４時間インキュベートした。【０１２４】
そして、セルロース／ファージ溶液から、処理されたファージを含有する上清を回収した。すなわち、インキュベート後、遠心機を用いてセルロース／ファージ溶液を２０℃にて１５０００ｒｐｍで１分間遠心した。セルロース／ファージ溶液の上清（以下、「上清サンプル」という。）を２００μＬ採取し、１５０ｍＭのＮａＣｌおよび０．１％ゼラチンを含む５０ｍＭのＴｒｉｓ緩衝液（ｐＨ７．５）を用いて系列希釈した。【０１２５】
次いで、系列希釈した１０μＬのファージ溶液と、６６０ｎｍの吸収強度が０．５になるまで培養した２００μＬの大腸菌ＥＲ２７３８培養液と、を混合して５分インキュベートし、さらに当該混合溶液を３ｍＬの加熱溶解したＬＢ寒天培地と混合した。【０１２６】
さらに、得られた混合物の全量を、イソプロピルβ−チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）及び５−ブロモ−４−クロロ−３−インドリル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド（Ｘ−ｇａｌ）を含有する寒天培地に重層して固化させ、３７℃で一晩培養した。その後、寒天培地上に形成された、ファージによるプラーク数をカウントすることにより、上清サンプルに含まれる残存ファージを定量した。各上清サンプルについてプラーク数の測定は独立に３回行った。【０１２７】
図７には、測定結果を示す。図７において、横軸はセルロース／ファージ溶液のインキュベーション時間（時間）を示し、縦軸は残存ファージ量（ｐｆｕ）を示す。【０１２８】
図７に示すように、セルロース／ファージ溶液のインキュベーション時間が長くなるにつれて、当該セルロース／ファージ溶液の上清に含まれるプラーク形成可能なファージの数が減少することが確認された。この結果は、セルロースＩβ型との接触によってファージが不活化されたためと考えられた。【０１２９】
［セルロースＩβ型によるウイルスのタンパク質の分解］
また、上述の場合と同様にして、２０℃で１０分又は１２０分インキュベートしたセルロース／ファージ溶液の上清サンプルを回収した。次いで、１０μＬの上清サンプルと、８μＬの１Ｍのジチオトレイトールと、８０μＬのローディングバッファー（１０％ドデシル硫酸ナトリウム、０．０５％のブロモフェノールブルー、５０％のグリセロールを含む２００ｍＭＴｒｉｓ緩衝液（ｐＨ６．８））とを混合し、得られた混合液を１０５℃で５分間インキュベートした。【０１３０】
そして、インキュベーション後の混合液について、バイオラッド社製ミニプロティアンＴＧＸゲルＡｎｙｋＤを用いて２００ｍＶで３０分間の電気泳動を行った。同時に泳動した分子量マーカーを指標に、主要外殻タンパク質及び感染に直接関連する非主要外殻タンパク質を同定し、定量した。【０１３１】
図８には、電気泳動後のゲルの写真を示す。図８には、分子量マーカー（図８の「マーカー」）、インキュベーションを行わなかった場合（図８の「０」）、１０分のインキュベーションを行った場合（図８の「１０」）、１２０分のインキュベーションを行った場合（図８の「１２０」）の結果を示す。【０１３２】
図８に示すように、ファージをセルロースＩβ型で１０分又は１２０分処理した場合（図８の「１０」又は「１２０」）の主要外殻タンパク質のバンドは、セルロースＩβ型による処理を行わない場合（図８の「０」）のそれに比べて、顕著に薄くなった。【０１３３】
さらに、図８に示すように、ファージをセルロースＩβ型で１０分又は１２０分処理した場合（図８の「１０」又は「１２０」）には、セルロースＩβ型による処理を行わない場合（図８の「０」）には見られない、分子量が６５００Ｄａ以下の新たなバンド（図８の「フラグメント」）が検出された。【０１３４】
すなわち、ファージをセルロースＩβ型と接触させることにより、当該ファージの主要外殻タンパク質の量が顕著に減少するとともに、より分子量の小さい物質が生成されることが確認された。この結果は、セルロースＩβ型との接触によってファージの主要外殻タンパク質が分解され、より分子量の小さい分解物が生成されたことを示すものと考えられた。【０１３５】
また、図９にはセルロースＩβ型とファージとを１０分又は１２０分間インキュベーションした後に残存していたタンパク質の量を定量した結果を示す。図９において、横軸はインキュベーション時間（分）を示し、縦軸は残存タンパク質の割合（％）を示す。図９において、白丸印は、ファージの主要外殻タンパク質の残存率を示し、黒丸印は、ファージの非主要外殻タンパク質の残存率を示している。【０１３６】
図９に示すようにインキュベーション時間が増加するにつれて、ファージの主要外殻タンパク質及び非主要外殻タンパク質のいずれについても、残存タンパク質の割合が減少することが確認された。すなわち、ファージをセルロースＩβ型と接触させることにより、当該ファージの主要外殻タンパク質及び非主要外殻タンパク質の量が経時的に減少することが確認された。【０１３７】
また、図１０には、ファージをセルロースＩβ型とともにインキュベーションしなかった場合（図８の「０」）には全く存在しなかった、１０分又は１２０分のインキュベーション後に新たに現れた分子量６５００以下の断片化したタンパク質のバンド（図８の「１０」及び「１２０」の「フラグメント」）を定量した結果を示す。図１０において、横軸はインキュベーション時間（分）を示し、縦軸は断片化したタンパク質の量（ａ．ｕ．）を示す。【０１３８】
図１０に示すように、インキュベーション前（インキュベーション時間が「０」）には全く検出されなかったタンパク質のフラグメントの量は、インキュベーション時間中に経時的に増加した。この結果は、セルロースＩβ型とのインキュベーションによってファージの外殻タンパク質が分解され、フラグメント化したことを示すものと考えられた。
【実施例７】
【０１３９】
［セルロースＩβ型による微生物の不活化］
セルロースの単結晶繊維として、セルロースＩβ型の単結晶繊維を使用した。すなわち、セルロースＩβ型を、その濃度が０．５ｗｔ％になるように超純水中に分散させた。こうして、０．５ｗｔ％の濃度でセルロースＩβ型を含有するセルロースＩβ水溶液を調製した。【０１４０】
一方、処理対象である微生物として、３種類の大腸菌（ＥＲ２７３８株、ＸＬ１−Ｂｌｕｅ株及びＲｏｓｅｔｔａ株）を使用した。すなわち、各株を、６６０ｎｍの吸収強度が０．５になるまでＬＢ培地中で培養して大腸菌溶液を調製した。その後、大腸菌溶液を４℃、３５００ｒｐｍで遠心して大腸菌を沈殿させ、培地を除去した。そして、６６０ｎｍの吸収強度が０．４５又は０．００４５になるよう１５０ｍＭのＮａＣｌを含む１０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．４）を加えて、沈殿した大腸菌を再び分散させ、大腸菌の濃度が異なる２種類の大腸菌溶液を調製した。【０１４１】
次いで、セルロース／大腸菌溶液を調製した。すなわち、３００μＬのセルロースＩβ水溶液を遠心し、その上清を除去した。そして、３００μＬの大腸菌溶液（２種類の大腸菌溶液のいずれか）を混合し、セルロースＩβ型を再び分散させて、０．５ｗｔ％のセルロースと大腸菌とを含有する１０ｍＭのリン酸緩衝液からなるセルロース／大腸菌溶液を調製した。【０１４２】
さらに、セルロース／大腸菌溶液のインキュベーションを行った。すなわち、セルロース／大腸菌溶液を静置して２０℃で７日間インキュベートした。【０１４３】
そして、セルロース／大腸菌溶液をリン酸緩衝液で系列希釈し、寒天培地に重層して固化させ、３７℃で一晩培養した。その後、寒天培地上に形成された、大腸菌によるコロニー数をカウントすることにより、セルロース／大腸菌溶液に含まれる残存大腸菌を定量した。各サンプルについてコロニー数の測定は独立に３回行った。【０１４４】
また、比較のためにセルロースＩβ型を含有せず大腸菌を含有する１０ｍＭのリン酸緩衝液からなる対照溶液を調製した。そして、この対照溶液についても、上述のセルロース／大腸菌溶液と同様に、インキュベーションを行い、寒天培地上での培養を行い、コロニー数をカウントして残存大腸菌を定量した。【０１４５】
図１１及び図１２には、測定結果を示す。図１１には、６６０ｎｍの吸収強度が０．４５になる濃度で大腸菌を分散した大腸菌溶液を使用した場合の結果を示し、図１２には、６６０ｎｍの吸収強度が０．００４５になる濃度で大腸菌を分散した大腸菌溶液を使用した場合の結果を示す。図１１及び図１２において、横軸は大腸菌の株の種類を示し、縦軸は残存大腸菌量（ｃｆｕ）を示す。図１１及び図１２において、白抜きの棒はインキュベーションを行わなかった大腸菌の結果を示し、ハッチングが施された棒は対照溶液中で７日間インキュベーションした後の大腸菌の結果を示し、黒塗りの棒はセルロース／大腸菌溶液中で７日間インキュベーションした後の大腸菌の結果を示す。【０１４６】
図１１及び図１２に示すように、３種類の株のいずれについても、セルロースＩβ型と接触させない場合（図１１及び図１２におけるハッチングが施された棒）に比べて、セルロースＩβ型と接触させた場合（図１１及び図１２における黒塗りの棒）の大腸菌のコロニー形成能は、顕著に低下することが確認された。この結果は、セルロースＩβ型との接触によって大腸菌が不活化されたためと考えられた。【０１４７】
また、図１１及び図１２に示すように、６６０ｎｍの吸収強度が０．００４５になる濃度の大腸菌をセルロースＩβ型と接触させた場合（図１２）の残存大腸菌量は、当該吸収強度が０．４５になる濃度の大腸菌をセルロースＩβ型と接触させた場合（図１１）のそれに比べて、顕著に減少した。【０１４８】
ここで、仮に、大腸菌が単にセルロースＩβ型に吸着することにより不活化されたのであれば、大腸菌の濃度が高い方が、より効率よく吸着が起こり、その結果、大腸菌はより効果的に不活化されるはずである。しかしながら、上述のとおり、大腸菌の濃度が低い場合（図１２）において、大腸菌の濃度が高い場合（図１１）に比べて、大腸菌がより効果的に不活化された。したがって、セルロースＩβ型との接触による大腸菌の不活化は、単純な吸着現象によるものではなく、上述したタンパク質及びウイルスの場合と同様、分解反応によるものであると考えられた。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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