(57)【要約】【課題】本発明は、天然由来の高分子化合物で構成されており、有機溶媒を含むオルガノゲルを形成可能な静電複合体と、当該静電複合体から形成されるオルガノゲルを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る静電複合体は、ポリεリジン、およびスルホン酸基を有する陰イオン界面活性剤を含有することを特徴とする。また、本発明に係るオルガノゲルは、当該静電複合体と、有機溶媒を含有することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリεリジン、およびスルホン酸基を有する陰イオン界面活性剤を含有することを特徴とする静電複合体。
【請求項２】
上記陰イオン界面活性剤が硫酸エステル型陰イオン界面活性剤である請求項１に記載の静電複合体。
【請求項３】
上記ポリεリジンに含まれるα−アミノ基に対する上記陰イオン界面活性剤の割合が０．９倍モル以上である請求項１または２に記載の静電複合体。
【請求項４】
上記ポリεリジンを構成するリジンのうちＬ−リジンの占める割合が９０％以上である請求項１〜３のいずれかに記載の静電複合体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の静電複合体、および有機溶媒を含有することを特徴とするオルガノゲル。
【請求項６】
上記有機溶媒がクロロホルムである請求項５に記載のオルガノゲル。
【請求項７】
上記有機溶媒がエタノールおよび／またはイソプロパノールである請求項５に記載のオルガノゲル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶媒を含むオルガノゲルを形成可能な静電複合体と、当該オルガノゲルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゲルとはコロイド分散液が流動性を失ってゼリー状になったものであり、分散媒として水を含むものはハイドロゲルと呼ばれる。ハイドロゲルは、その内部に大量の水を包含できるものがあり、食品などの他、オムツの吸水性材料などとして広く利用されている。
【０００３】
それに対して分散媒として有機溶媒を含むものはオルガノゲルと呼ばれ、有機溶媒を包含することが可能であるため、エネルギー分野、エレクトロニクス分野、環境産業分野などで注目されている。しかし、オルガノゲルの研究例はハイドロゲルに比べて圧倒的に少なく、発展途上の段階にあり、開発例も限られている。
【０００４】
例えば、オムツの吸水性材料は架橋アクリル酸ポリマーであるのに対して、オルガノゲルを構成する分散質は、特許文献１に開示されているような会合性低分子化合物が多い。低分子化合物で構成されたゲルには、強靭性の改善など解決すべき物性上の課題が残っており、ハイドロゲルに使われているような高分子性基材の応用が期待されている。また、天然物質は水溶性のものが多く、脂溶性物質としては石油由来のものや合成化合物が多いこともあるが、オルガノゲルの分散質として天然由来の高分子基材を用いるということは発想の段階にさえ至っていないというのが現状である。
【０００５】
天然由来の高分子化合物としては、例えば、アミノ酸であるリジンを脱水縮合したポリリジンがある。リジンはα−アミノ基とε−アミノ基を有するが、化学的に合成されたポリリジンは、２つのアミノ基の内より反応性の高いα−アミノ基とα−カルボキシ基とが反応したポリαリジンである。例えば、特許文献２〜５にはポリリジンとラウリル硫酸ナトリウムを含む混合物が記載されているが、この混合物はミセル溶液であるため、用いられたポリリジンはポリαリジンである。
【０００６】
一方、ストレプトマイセス属細菌が、リジンのα−カルボキシ基とε−アミノ基が反応して形成されたポリεリジンを産生することが見出されている（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１０４０６２号公報
【特許文献２】特表２００２−５３２５３６号公報
【特許文献３】特表２００３−５２５８９１号公報
【特許文献４】特表２００３−５３３４６９号公報
【特許文献５】特開２０１２−６９３４号公報
【特許文献６】特公昭５９−２０３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、オルガノゲルの研究例は少なく、分散質として高分子化合物や天然由来化合物を含むオルガノゲルの研究例はさらに少ないといえる。
そこで本発明は、天然由来の高分子化合物で構成されており、有機溶媒を含むオルガノゲルを形成可能な静電複合体と、当該静電複合体から形成されるオルガノゲル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】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、天然由来の高分子基材であるポリεリジンと特定の陰イオン界面活性剤との静電複合体からであればオルガノゲルを形成可能であることを見出して、本発明を完成した。
以下、本発明を示す。
【００１０】
［１］  ポリεリジン、およびスルホン酸基を有する陰イオン界面活性剤を含有することを特徴とする静電複合体。
［２］  上記陰イオン界面活性剤が硫酸エステル型陰イオン界面活性剤である上記［１］に記載の静電複合体。
［３］  上記ポリεリジンに含まれるα−アミノ基に対する上記陰イオン界面活性剤の割合が０．９倍モル以上である上記［１］または［２］に記載の静電複合体。
［４］  上記ポリεリジンを構成するリジンのうちＬ−リジンの占める割合が９０％以上である上記［１］〜［３］のいずれかに記載の静電複合体。
［５］  上記［１］〜［４］のいずれかに記載の静電複合体、および有機溶媒を含有することを特徴とするオルガノゲル。
［６］  上記有機溶媒がクロロホルムである上記［５］に記載のオルガノゲル。
［７］  上記有機溶媒がエタノールおよび／またはイソプロパノールである上記［５］に記載のオルガノゲル。
［８］  有機溶媒を吸収するための方法であって、
ポリεリジン、およびスルホン酸基を有する陰イオン界面活性剤を含有する静電複合体を調製する工程、および、
上記静電複合体に上記有機溶媒を添加する工程を含む方法。
［９］  上記陰イオン界面活性剤が硫酸エステル型陰イオン界面活性剤である上記［８］に記載の方法。
［１０］  上記ポリεリジンに含まれるα−アミノ基に対する上記陰イオン界面活性剤の割合が０．９倍モル以上である上記［８］または［９］に記載の方法。
［１１］  上記ポリεリジンを構成するリジンのうちＬ−リジンの占める割合が９０％以上である上記［８］〜［１０］のいずれかに記載の方法。
［１２］  上記静電複合体が上記有機溶媒を吸収してオルガノゲルになる上記［８］〜［１０］のいずれかに記載の方法。
［１３］  上記有機溶媒がクロロホルムである［８］〜［１２］のいずれかに記載の方法。
［１４］  上記有機溶媒がエタノールおよび／またはイソプロパノールである［８］〜［１２］のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る静電複合体は、天然由来の高分子化合物であるポリεリジンを構成成分として含むことから、環境に比較的優しいといえる。また、本発明に係る静電複合体は、有機溶媒を包含してオルガノゲルとなり、さらに脂溶性の有用化合物を包含可能である。かかるオルガノゲルには、例えば、水不溶性のクロロフィルやフェオフィチンを包含してその機能を発揮させたり、また、膜タンパク質をその高次構造を維持したまま包含してその機能を発揮させたりできる可能性がある。よって、本発明に係る静電複合体とオルガノゲルは、従来に無い新素材として、産業上極めて利用価値が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に係るクロロホルム含有オルガノゲルとクロロホルム単独を開放系で放置した場合におけるクロロホルム量の経時的変化を示すグラフである。
【図２】図２は、本発明に係るクロロフィル含有オルガノゲルの外観写真である。（ａ）はオルガノゲル調製直後の外観写真であり、（ｂ）はオルガノゲルを暗所で静置した後の外観写真であり、（ｃ）はオルガノゲルを明所で静置した後の外観写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る静電複合体は、ポリεリジン、およびスルホン酸基を有する陰イオン界面活性剤を含有する。
【００１４】
ポリεリジンは、下記繰り返し単位を有する高分子であり、側鎖にα−アミノ基を有する以外、ナイロン６と同様の化学構造を有する。
【００１５】
【化１】
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【００１６】
ポリεリジンを形成するリジンの絶対構造は特に制限されず、例えば、Ｌ−リジンのみからなるもの、Ｄ−リジンのみからなるもの、両方を含むものがあるが、何れも用いることができる。但し、一方の割合がより多い方が立体規則性に優れ強度なども高くなり得るので、Ｌ−リジンのみからなるポリεリジンおよびＤ−リジンのみからなるポリεリジンが好ましく、Ｌ−リジンのみからなるポリεリジンがより好ましい。さらに、Ｌ−グルタミン酸からなるポリεリジンは生分解性に優れる。具体的には、ポリεリジンを構成するリジンの９０モル％以上がＬ−リジンであることが好ましい。当該割合としては、９５モル％以上がより好ましく、９８モル％以上または９９モル％以上がよりさらに好ましく、実質的に１００モル％が特に好ましい。
【００１７】
使用するポリεリジンの分子サイズも特に制限されないが、例えば、重合度としては１５以上、７００以下とすることができ、数平均分子量としては２０００以上、１００，０００以下とすることができる。重合度が１５以上または数平均分子量が２０００以上であれば、ゲルがより容易に形成され易くなる。一方、重合度が７００以下または数平均分子量が１００，０００以下であれば、水溶性をより確実に確保でき、本発明に係る静電複合体を合成し易くなる。
【００１８】
前述した通り、リジンを化学的に脱水縮合するとポリαリジンが得られる。よって、ポリεリジンとしては、微生物発酵により製造されたものを工程に用いることが好ましい。微生物発酵により製造されたポリεリジンは、化学合成品より安価であり入手が容易である。ポリεリジンを産生する微生物としては、例えば、ストレプトマイセス・アルブラス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ａｌｂｌｕｓ）や、ストレプトマイセス・ヌールセイ（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｎｏｕｒｓｅｉ）に属するポリεリジン産生菌を挙げることができる。ポリεリジンは、一般的に、ポリεリジン産生菌の培地から単離精製することができる。
【００１９】
本発明に係る静電複合体は、スルホン酸基を含む陰イオン界面活性剤を含む。おそらくは、ポリεリジンを構成する各リジンの側鎖α−アミノ基と、陰イオン界面活性剤のスルホン酸基が静電的相互作用により結合し、水に対して不溶化すると考えられる。なお、本発明において「スルホン酸基」とは、いわゆるスルホン酸基（−ＳＯ3Ｈまたは−ＳＯ3-）の他、硫酸基（−ＯＳＯ3Ｈまたは−ＯＳＯ3-）を含む。
【００２０】
スルホン酸基を含む陰イオン界面活性剤としては、例えば、分岐鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＡＢＳ）、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＬＡＳ）、アルファオレフィンスルホン酸塩（ＡＯＳ）、アルキル硫酸塩（ＡＳ）、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム（ＡＥＳ）、ジアルキルスルホコハク酸塩、リグニンスルホン酸塩などを挙げることができる。
分岐鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＡＢＳ）は、疎水性部分である分岐鎖アルキルベンゼンにスルホン酸ナトリウム基などのスルホン酸塩基が置換している界面活性剤であり、例えば、５−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを挙げることができる。
【００２１】
直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＬＡＳ）は、疎水性部分である直鎖アルキルベンゼンにスルホン酸ナトリウム基などのスルホン酸塩基が置換している界面活性剤であり、分岐鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＡＢＳ）による泡公害が問題になったことから、ＡＢＳに代わって大量に消費されているものである。ＬＡＳとしては、１−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを挙げることができる。
【００２２】
アルファオレフィンスルホン酸塩（ＡＯＳ）は、疎水性部分である長鎖アルケニル基にスルホン酸塩基が置換している界面活性剤である。ＡＯＳとしては、１−テトラデセンス
ルホン酸ナトリウム、ヘキサデセンスルホン酸ナトリウム、３−ヒドロキシヘキサデシル−１−スルホン酸ナトリウム、オクタデセン−１−スルホン酸ナトリウム塩、３−ヒドロキシ−１−オクタデカンスルホン酸ナトリウムを挙げることができる。
【００２３】
アルキル硫酸塩（ＡＳ）は、高級アルコールと硫酸とのエステルの塩である。ＡＳはＬＡＳよりもタンパク質変性作用が弱く、また、高級脂肪酸塩（石鹸）に次いで生分解性が高いことから、台所洗剤、シャンプー、歯磨剤などに配合されている。ＡＳとしては、ドデシル硫酸ナトリウムを挙げることができる。
アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム（ＡＥＳ）は、ＡＳのアルキル基と硫酸塩基との間にポリアルキレングリコール鎖が挟まれている構造を有する。
【００２４】
ジアルキルスルホコハク酸塩は、コハク酸のジ長鎖アルキルエステルのコハク酸がスルホン酸基に置換されている界面活性剤であり、例えば、スルホコハク酸ジオクチル（ＤＳＳ）を挙げることができる。
リグニンスルホン酸塩は、リグニン分解物にスルホン酸基が結合した界面活性剤である。リグニンとは、フェノール化合物が互いに結合した高分子化合物であり、リグニン分解物は、リグニンが分解して低分子量化した化合物をいう。
【００２５】
本発明に係る静電複合体としては、ゲル化能のために、ポリεリジンがスルホン酸基含有陰イオン界面活性剤により十分に改質されているものが好適である。より具体的には、静電複合体を構成するスルホン酸基含有陰イオン界面活性剤の割合が、ポリεリジンを構成するリジンの側鎖α−アミノ基に対して０．５０倍モル以上または０．６０倍モル以上であることが好ましく、０．７０倍モル以上または０．８０倍モル以上であることがより好ましく、０．９０モル倍以上または０．９５倍モル以上であることがよりさらに好ましく、０．９８倍モル以上が特に好ましい。ポリεリジンを構成するリジンとスルホン酸基含有陰イオン界面活性剤を等モルまたは略等モル含む静電複合体が好適である。
【００２６】
スルホン酸基含有陰イオン界面活性剤は、一種のみ用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよいが、静電複合体の性質の均一性から一種のみ用いることが好ましい。
【００２７】
本発明の静電複合体は、溶媒中、ポリεＰＧＡとスルホン酸基含有陰イオン界面活性剤を混合するのみで、極めて容易に製造できる。ここで使用する溶媒としては、水が好適である。原料であるポリεＰＧＡとスルホン酸基含有陰イオン界面活性剤を良好に溶解できるからであり、また、目的化合物である静電複合体は水に対して不溶性であることから、反応後における目的物の単離精製に便利だからである。但し、スルホン酸基含有陰イオン界面活性剤の水溶性などによっては、反応液に対するそれらの溶解性を高めるために、メタノールやエタノールなどのアルコール；ＴＨＦなどのエーテル；ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミドなどのアミドなどの水溶性有機溶媒を反応液に添加してもよい。しかし、反応終了後における静電複合体の分離を考慮すれば、溶媒としては水のみを用いることが好ましい。
【００２８】
本発明の静電複合体は水不溶性であることから、水溶媒から容易に分離できるため、反応液における各成分の濃度は特に制限されない。例えば、反応液におけるポリεリジンの濃度を０．１質量％以上、１０質量％以下程度、スルホン酸基含有陰イオン界面活性剤の濃度を０．１質量％以上、１０質量％以下程度とすることができる。上記ポリεリジン濃度としては、０．５質量％以上がより好ましく、また、５質量％以下がより好ましく、２質量％以下がよりさらに好ましい。上記スルホン酸基含有陰イオン界面活性剤の濃度としては、０．５質量％以上がより好ましく、１質量％以上がよりさらに好ましく、また、５質量％以下がより好ましく、２質量％以下がよりさらに好ましい。
【００２９】
反応条件に関しては、反応液を加温してもよいが、常温でも反応は進行する。また、ポリεリジンとスルホン酸基含有陰イオン界面活性剤とを十分に相互作用させるには、反応時間を１０分間以上、１０時間以下程度とすることができ、３０分間以上、５時間以下程度がより好ましい。
【００３０】
本発明の静電複合体は水不溶性であることから、濾過や遠心分離などにより水溶媒から容易に分離することができる。また、分離した静電複合体は、水で洗浄することにより、過剰に用いたポリεリジンまたはスルホン酸基含有陰イオン界面活性剤、その他の副生塩などを除去することも可能である。また、水溶媒は、アセトンなどで洗浄することにより簡便に除去できる。分離された静電複合体は、減圧乾燥や凍結乾燥などの常法により乾燥することが好ましい。静電複合体の乾燥度合いが高いほど、ゲル化能が高くなる。乾燥度合いとしては、例えば、カールフィッシャー法で測定した水分含量として２．０質量％以下が好ましく、１．０質量％以下がより好ましく、０．５質量％以下がよりさらに好ましい。当該水分含量は少ない程良いが、当該水分含量としては０質量％以上とすることができ、０．０１質量％以上とすることができる。
【００３１】
本発明の静電複合体は、少なくともポリεリジンが生分解性を示す上に、有機溶媒に対する親和性を示す。特に、有機溶媒を吸収してゲル化する性質を有する。かかる有機溶媒は、常温常圧下で液状である水以外の溶媒をいい、例えば、非水溶性で脂溶性の高いものを用いることができ、非極性有機溶媒を用いることができる。本発明で用い得る有機溶媒は特に制限されないが、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素溶媒；メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−ブタノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノールなどのアルコール系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒；ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒；クロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素溶媒；ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒；ギ酸、酢酸などの有機酸系溶媒；植物由来のエッセンシャルオイル；トリパルミトイルグリセロールなどのトリアシルグリセロールを挙げることができる。
【００３２】
なお、本発明の静電複合体は、事実上、最大で自重の６０質量倍の有機溶媒を包含してゲル化することができる。但し、オルガノゲルとしての利用や強靭性などの物性を加味すると、３０質量倍程度の有機溶媒を包含させるのが特に好ましい。また、本発明の静電複合体は、保湿性を有しながらも水溶性や過剰な吸水性を示さない。さらに、明確な融点を有し且つ融点と熱分解開始点が十分に離れていることから加熱成形が可能である。よって、生分解性のプラスチック材料として利用することが可能であり、従来の石油由来の材料にとって代わり得るものである。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００３４】
実施例１：  ポリεリジンイオンコンプレックス（ＰＥＬＩＣ）の作製
ポリεリジン（ＪＮＣ株式会社より譲渡）を水に溶解し、２５％ポリεリジン水溶液を調製した。当該水溶液５．０ｍＬを分取し、ポリεリジンのアミノ基と塩化物イオンが等モルとなるように１２Ｎ塩酸８１３．０μＬを添加後、さらに同塩酸４３７．０μＬを添加することで、２０％カチオン化ポリεリジン水溶液を調整した。当該水溶液のカチオン化ポリεリジンの濃度は１．２５ｇ／６．２５ｍＬとなる。当該２０％カチオン化ポリεリジン水溶液１．０ｍＬを分取し、さらに蒸留水１９．０ｍＬを添加して、１％カチオン化ポリεリジン水溶液２０．０ｍＬを調製した。当該水溶液には、カチオン化ポリεリジンが２００．０ｍｇ含まれる。
カチオン化ポリεリジンのアミノ基とラウリル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）が等モルとなるように、ＳＤＳの５０．０ｍｇ／２０．０ｍＬ水溶液と上記カチオン化ポリεリジン水溶液を常温で混和した後、１時間静置した。当該反応混合物を、８，０００ｒｐｍ、２５℃で１０分間遠心後、上清を捨て、沈殿物を１．５ｍＬ容エッペンチューブに１００〜１３０ｍｇずつ詰め、減圧乾燥機を用いて常温で２４時間乾燥させた。以下、得られた乾燥物を「ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣ」という。
乾燥して得られたＳＤＳ型ＰＥＬＩＣの反応効率を算出した。具体的には、ポリεリジ
ンとそのカウンターパートナーであるＳＤＳが完全に反応した場合の理論重量で実際に得られた反応後乾燥重量を除算した。その結果、ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣの反応効率は約９５％であった。反応後の回収損失分を考慮すると、ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣの反応効率は事実上１００％に達するものと推察される。そのため、ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣは、完全修飾タイプのイオンコンプレックスであることが示唆された。
【００３５】
実施例２：  ＰＥＬＩＣのゲル化に与える乾燥程度の影響
ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣのゲル化能が乾燥程度の影響を受けるか否かに関して実験を行った。上記実施例１において、乾燥時間を０時間から２４時間、さらには最長１２０時間とした以外は同様にして、ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣを作製した。各ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣ１０ｍｇを２ｍＬ容バイアル瓶に入れ、各ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣの３０質量倍のクロロホルムを添加した。常温で静置した後、バイアルを逆さにし、混合物が落下しない場合はゲル化していると判断した。
実験の結果、乾燥時間が２時間までは完全なゲルを形成できず、混合物は半ゲル様の流動性を示すことが確認された。乾燥時間が３時間以上１２時間未満ではゲル化するものの、ゲル化に要する時間が１時間を下回ることはなかった。しかし、乾燥時間が１２時間以上の場合では１時間以内でゲル化し、２４時間では１０〜３０分以内でゲル化した。また、乾燥時間が１２０時間の場合も２４時間と同様であった。
以上の結果の通り、十分に乾燥して水分を除去するほどＰＥＬＩＣのゲル化能力を引き出す上で有効であるとともに、１２０時間という過剰乾燥にもかかわらず十分なゲル化能を保持していたことは乾燥に強い強靭な構造を有していると考えられる。
【００３６】
試験例１：  ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣの最大膨潤量
上記実施例２によりＳＤＳ型ＰＥＬＩＣが自重量の３０質量倍程度までクロロホルムを含んでゲル化することは明らかとなっていたが、最大何倍程度までゲル化が可能であるかについて実験を行った。上記実施例２において、乾燥時間が２４時間または１２０時間のＳＤＳ型ＰＥＬＩＣを用い、クロロホルム添加量の下限をＳＤＳ型ＰＥＬＩＣ質量の３０倍、上限を１００倍に設定して、１０倍毎にゲル化時間とゲル形成の有無を確認した。その結果、６０質量倍のクロロホルムを添加した場合であっても、静置時間の１時間でゲルが形成された。しかし７０質量倍以上では、バイアルを逆さまに置くとＰＥＬＩＣが落下した。本実験において、乾燥時間が２４時間であるＰＥＬＩＣと１２０時間のＰＥＬＩＣとの間では、同様の結果が得られたのみであった。
【００３７】
試験例２：  ゲル化の限界反復回数
ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣについて、再ゲル化回数に関する実験を行った。ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣに対して３０質量倍のクロロホルムを添加し、ゲル化した時点でバイアルのキャップを開け、常温で静置した。同様の操作を毎日定刻に行い、その前にクロロホルムが完全に揮発しているか否か確認するために質量を測定した。
実験の結果、繰り返しゲル化させることでゲル化時間が遅延していく傾向にあり、９回目ではゲル化形成を確認できなくなった。但し、本実験において使用したＳＤＳ型ＰＥＬＩＣとしては、１度ゲル化させた後に常温で２週間放置したものを使用している。従って、通常環境下においても、最低８回程度は繰り返しゲル化させられることが示唆された。
【００３８】
試験例３：  クロロホルム保持時間
ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣ１０．０ｍｇを外径１５×高さ４０×口内径７．４（ｍｍ）のコレクションバイアル（ＩＷＡＫＩ社製）に入れ、さらにクロロホルム２００．０μＬ（約３００．０ｍｇ）を添加して混和した後、蓋を閉めないまま常温で放置し、クロロホルムの揮発による質量変化を経時的に記録した。対照区としてクロロホルム単独でも同様に実験を行った。結果を図１に示す。
図１に示す結果の通り、クロロホルム単独の場合、常温条件下では平均約２．１ｍｇ／
ｍｉｎの速度で質量が減少し、２時間後にはすべて揮発した。一方、最大で自重量の約６０倍程度までクロロホルムを含んでゲル化するＳＤＳ型ＰＥＬＩＣの場合、同一条件下において、クロロホルム量が１５倍程度になるまではクロロホルム単独の場合と変わらない程度の速度で質量が減少したが、それ以降は緩やかな減少速度に転じた。最終的にすべてのクロロホルムが揮発するまで１２時間を要したことから、ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣは顕著なクロロホルム保持能力を備えていることが明らかとなった。
【００３９】
比較例１：  ＳＤＳ単独のゲル化能
ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣのゲル化能はポリεリジンとＳＤＳとのイオンコンプレックスに由来するものか否かにつき、確認の実験を行った。上記のＳＤＳ型ＰＥＬＩＣは完全修飾タイプなので、１０．０ｍｇ中にはその質量比から６．９ｍｇのＳＤＳが含まれている。そこでＳＤＳ６．９ｍｇを外径１５×高さ４０×口内径７．４（ｍｍ）のコレクションバイアル（ＩＷＡＫＩ社製）に量り取り、クロロホルム２００．０μＬを添加した上で蓋を閉め、経過を観察した。
その結果、２４時間後も変化はなく、閉鎖系においてクロロホルムが揮発するまで観察したが、終始ゲル化する様子はなかった。ポリεリジンがそもそもクロロホルムと任意の割合で溶けないことから、ＳＤＳ型ＰＥＬＩＣのゲル化能はＳＤＳ型ＰＥＬＩＣ特有の能力であることが明らかになった。
【００４０】
試験例４：  葉緑素を利用した電子授受反応場の形成
クロロフィルａ粉末１．４ｍｇにクロロホルム４．０ｍＬを添加し、０．０３５％のクロロフィルａ溶液を調製した。バイアルにＳＤＳ型ＰＥＬＩＣ１０．０ｍｇを入れ、さらに当該クロロフィルａ溶液２００．０μＬを添加し、暗所にて静置した。３０分経過後、バイアルを逆さまにしてもクロロフィルａ溶液を吸収してゲル化し、混合物が落下しないことを確認した。
ゲル化直後の外観写真を図２（ａ）に示す。ゲル化が確認された後、暗所と明所にそれぞれ静置し、１２時間後、再度写真を撮影した。暗所で静置したゲルの外観写真を図２（ｂ）に、明所で静置したゲルの外観写真を図２（ｃ）に示す。
図２（ｂ）の通り、暗所に本発明ゲルを静置しても色の変化は認められなかったが、図２（ｃ）の通り、明所に本発明ゲルを静置した場合にはクロロフィル特有の深緑色から褐色に変化した。
クロロフィルは葉緑体の膜中に存在し、光エネルギーを効率良く吸収して化学エネルギーに変換し、二酸化炭素と水から炭水化物と酸素を生成する光合成において重要な役割を果たす。しかしクロロフィルはクロロホルムなどの有機溶媒に溶解する一方で水には不溶であるため、水を溶媒とする一般的なバイオ技術への応用には問題があった。それに対して、本実験結果によれば明所でクロロフィルの色変化が確認できたことから、クロロフィルが光を吸収して分解、即ちマグネシウムの脱離が生じていることが示唆された。このように本発明に係るオルガノゲルは、クロロフィルなどの非水溶性化合物や膜タンパク質などの反応場となるため、水不溶性バイオ機能材料の画期的な利用手段になる可能性を有する。
【図１】
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【図２】
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