(57)【要約】  本発明は、アルカリハロゲン化物、例えば普通の塩(NaCl)を用いて無機ヒドロゲルを製造するための方法およびそのようなヒドロゲルを作る方法に関する。本発明は、自己集合によって形成されることができるか、または溶液の1つ以上の特徴の変化によってもたらされることができるヒドロゲルを提供する。変化することができる溶液の特徴は、pH、温度および１種以上の特定のイオンの濃度を包含する。本発明はさらに、無機ヒドロゲルの形成に対して、無機成分のみの使用を開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
穏やかな条件下で、式M(H2O)4(PO43-)（ここで、Mは、相当するアルカリハロゲン化物のためのアルカリ金属から選択される）の無機ヒドロゲルを製造するための方法であって、該方法が、：
i  水中にアルカリハロゲン化物を添加し、30〜35℃の範囲の温度で1〜2分間撹拌する段階；
ii  段階(i)の溶液中にリン酸ナトリウムの溶液を添加する段階；
iii  同時に、段階(i)の溶液中にアルカリ水酸化物の溶液を添加する段階；
iv  段階(iii)で得られた反応混合物を、400〜1000rpmの範囲の速度で15〜20分間撹拌し、温度を40〜80℃の範囲に維持する段階；
v  段階(iv)で得られた溶液を環境条件下で4〜6時間冷却して、無機ヒドロゲルを得る段階；
vi  段階(v)で得られた無機ヒドロゲルを15〜20時間貯蔵して、無機ゲルを結晶形態へと変換する段階
を含む方法。
【請求項２】
段階(i)において、アルカリハロゲン化物のアルカリ金属が、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムまたはそれらの組合せを含む群より選択される請求項１記載の方法。
【請求項３】
段階(i)において、ハロゲン化物が、フッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物またはそれらの組合せを含む群より選択される請求項１記載の方法。
【請求項４】
段階(ii)において、リン酸ナトリウムが、一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)または二塩基性リン酸ナトリウム(Na2HPO4・nH2O) またはそれらの組合せであり、ここでnは0〜7の範囲で変化する請求項１記載の方法。
【請求項５】
段階(ii)において、溶液のpHが9〜12の範囲に維持される請求項１記載の方法。
【請求項６】
段階(iii)において、アルカリ水酸化物が、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムまたはそれらの組合せから選択される請求項１記載の方法。
【請求項７】
段階(v)において、無機ヒドロゲルが、100％の水保持力を有する請求項１記載の方法。
【請求項８】
かくして製造される無機ヒドロゲルが、繊維の網状組織を有する請求項１記載の方法。
【請求項９】
かくして製造される結晶の無機ヒドロゲルが本質的に、凍結可能な結合水を含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
かくして製造される結晶の無機ヒドロゲルにはいかなる有機物も無い請求項１記載の方法。
【請求項１１】
該方法が、いかなる有機物も存在せずに行われる請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、無機ヒドロゲルを製造するための方法に関する。より詳細には、本発明は、アルカリハロゲン化物を用いて無機ヒドロゲルを製造するための方法に関する。さらに、該方法は、普通の塩である、一塩基性リン酸ナトリウム、二塩基性リン酸ナトリウムを用いて、穏やかな反応条件下で、pHを精密に制御して、無機ヒドロゲルを製造することに関する。本発明はまた、天然の組織に類似した特性を有する無機ヒドロゲルの製造に関し、したがって、ヒドロゲルは著しく生体適合性であり、生物医学および製薬の用途において特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
ヒドロゲルは、主にその高い水分含量およびゴムのようなもしくは柔軟な性質のゆえに、多くの用途において有望であることが知られており、この性質は、天然組織を摸することができ、所望の生理学的部位で生物活性物質の放出を容易にすることができる。ヒドロゲルは一般に上記した有益な特性を有するが、ゲルは、閉じ込めた水を放出する時間と共に縮む傾向がある。したがって、ヒドロゲルは、処方物安定性に乏しいだけでなく、そのようなヒドロゲル調製物が皮膚に施与されたとき、閉じ込められた水の蒸発のために刺激反応性の応答を誘発する。無機ゲルは良く知られており、種々の目的のために、例えば気体状の担体からの凝縮できる蒸気の吸着のために、および、触媒それ自体として、またはその成分として、または担体として、触媒の目的のために、長く使用されてきた。
【０００３】
「ジルコニウムシリカヒドロゲル組成物および製造方法(Zirconium Silica Hydrogel Composition and Method of Preparation)」という題のUS 5069816では、ジルコニウム親水性および疎水性シリカヒドロゲルを製造する方法が報告されている。これらのシリカヒドロゲルの製造は、約800〜1200℃の高められた温度を必要とし、また100〜500psiの高められた圧力を必要とする。この与えられた参考文献の主な欠点は、適用される激烈な条件、例えば高温および高圧で親水性および疎水性シリカゲルを形成することにある。
【０００４】
「高い孔体積を有する親水性シリカゲルの製造方法(Method for Preparing Hydrophilic Silica Gels with High Pore Volume)」という題の US 6239243では、親水性シリカヒドロゾル（SiO2）の製造について報告された。プロセス全体で、親水性シリカゲルを作るのに、90〜800℃の高められた温度を必要とする。この与えられた参考文献の欠点は、酸化雰囲気下で達成されるべき高められた温度の使用である。
【０００５】
「無機ヒドロゲルおよびその使用(Inorganic Hydrogels and Uses Thereof) 」という題のUS 4169926では、例えばU.S. Pat. No. 3,887,494に開示されたような良く知られた従来技術を使用して、触媒目的のために酸素含有有機化合物を含む接触剤を用いる、シリカ含有ヒドロゲルの製造について報告されている。この発明においては、無機ヒドロゲルの製造のために四塩化チタンが組み込まれた。この発明の主な欠点は四塩化チタンを使用することであり、これは、非常に毒性が高く、腐食性物質である。偶発的な放出で、それは、沸騰もしくは蒸発し得る液体溜まりを作る。
【０００６】
雑誌「過結晶化により得られる塩化ナトリウムの針状結晶(Needle-Shape Crystal of Sodium Chloride Obtained by percrystallization)」(Journal of American Chemical Society 54, 1932, p 2392)を参照することができ、針様の塩化ナトリウム結晶がコロジオンバッグ中に出現することが報告されている。さらに著者は、この方法が無機拡散性塩を除き、同時に酵素を濃縮する実際的な方法を提供することを推測した。問題点：過結晶化のために強いられた塩化ナトリウムの関与は、他の現象には無く、この方法を成功裏に適用するために十分でない。
【０００７】
US 0018160A1 およびUS 7,347,988を参照することができ、規則正しい結晶構造を有するヒドロゲルが作られている。この発明は特に、主要モノマーとしてN-イソプロピルアクリルアミド、コモノマーとしてヒドロキシルエチルアクリレート、アリルアミン、アクリル酸および他の関連類似体、ならびに溶媒として水を使用することによる結晶ヒドロゲルの製造に関する。問題点：この手順において進行を妨げるものは、結晶ヒドロゲルの形成のために架橋剤を使用することである。製薬用途は、種々の疾病の治療のための活性化合物の制御された配送に関し、活性な閉じ込められた化合物の放出を達成するための、そのような架橋剤の生物分解のための生理学的条件を必要とする。
【０００８】
報告された無機ヒドロゲルに伴う幾つかの制限があることは、従来技術から明らかである。そのような無機ヒドロゲルの製造は、ゲルを形成するのに激烈な条件を必要とする。１つのそのような条件は温度要因であり、従来技術では非常に高い。さらに、これらの無機ヒドロゲルが本質的には結晶でないこと、および報告された結晶ヒドロゲルは有機成分に基づくことは、従来技術から明らかである。本発明において、本発明者らは、環境条件下での無機ヒドロゲルの形成を報告し、これは、非常に容易に、激烈な温度もしくは圧力なしに製造することができる。これらの無機ヒドロゲルはまた、性質が結晶性である非常に特別な特徴を有する。無機ヒドロゲルの形成のための本発明は、塩化ナトリウムを用いることだけに限定されず、ナトリウムからセシウムイオンまでの他のアルカリハロゲン化物を包含する。本発明の幾つかの利点は、この開示および添付の特許請求の範囲を検討すれば、当業者に明らかであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明の目的
本発明の第１の目的は、無機ヒドロゲルの製造方法を提供することである。
本発明のなお別の目的は、アルカリハロゲン化物を用いた無機ヒドロゲルの製造方法を提供することである。
本発明のなお別の目的は、穏やかな条件下で全て無機成分を使用することによって、無機ヒドロゲルを製造するための簡単でかつ効率的な方法を提供することである。
本発明のなお別の目的は、無機リン酸塩を用いて無機ヒドロゲルを製造することである。
本発明のなお別の目的は、性質が結晶性である無機ヒドロゲルの製造である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の概要
したがって、本発明は、穏やかな条件下で、式M(H2O)4(PO43-)（ここで、Mは、相当するアルカリハロゲン化物のためのアルカリ金属から選択される）の無機ヒドロゲルを製造するための方法に関し、該方法は、次の段階を含む：(i)  水中にアルカリハロゲン化物を添加し、30〜35℃の範囲の温度で1〜2分間撹拌する段階；(ii)  段階(i)の溶液中にリン酸ナトリウムの溶液を添加する段階；(iii)  同時に、段階(i)の溶液中にアルカリ水酸化物の溶液を添加する段階；(iv)  段階(iii)で得られた反応混合物を、400〜1000rpmの範囲の速度で15〜20分間撹拌し、温度を40〜80℃の範囲に維持する段階；(v)  段階(iv)で得られた溶液を環境条件下で4〜6時間冷却して、無機ヒドロゲルを得る段階；(vi)  段階(v)で得られた無機ヒドロゲルを15〜20時間貯蔵して、無機ゲルを結晶形態へと変換する段階。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、無機ヒドロゲルについての走査電子顕微鏡(SEM)画像であり、ヒドロゲルの網状組織を示す。
【図２】図２は、結晶ヒドロゲルの走査電子顕微鏡(SEM)画像である。
【図３】図３は、無機ヒドロゲルについての示差走査熱量測定(DSC)曲線である。その形態において、２つのピークを観察することができる：１つの鋭いピーク（ピーク１）は約0℃であり、別の幅広のピーク（ピーク２）は約-20℃であり、それぞれ、ピーク１はヒドロゲル中の遊離の水に相当し、ピーク２は結合水に相当する。
【図４】図４は、びん／容器中の無機ヒドロゲルの水吸収力を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
本発明は種々の変形および代替形態が可能であるが、その特定の態様が、実施例およびグラフによって示されており、以下で詳細に説明される。しかしながら、開示された特定の形態に本発明を限定することは意図されず、逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の意図および範囲内にある全ての変形、等価物および代替物を包含すべきであることが理解されるべきである。
【００１３】
本出願人らは、実施例は、本明細書中の説明の利益を受ける当業者に容易に明らかである詳細な開示をわかりにくくしないように、本発明の態様を理解するのに適切である特定の詳細のみを示すために記載されていることを言及したい。
【００１４】
「含む（comprises、comprising）」という語またはその他の変形は、プロセス、リストされた成分を含む触媒組成物が、それらの成分のみを含むのではなく、明示的にリストされていないか又はそのようなプロセスに固有である、他の成分をも含むように、排他的でない包含をカバーすることを意図する。言い換えると、系もしくはプロセスにおいて、「含む(comprises ... a)」の後に続く１又は２以上の要素は、より大きい束縛なしに、その系もしくはプロセスにおける他の要素または追加的な要素の存在を排除しない。
【００１５】
以下の本発明の態様の詳細な説明において、その一部を形成し、本発明を実施することができる特定の態様の説明として示される添付の図面およびグラフが参照される。その態様は、当業者が本発明を実施することができるように十分詳細に説明され、また他の態様を使用でき、かつ本発明の範囲から離れることなく保護を行うことができることを理解すべきである。したがって、以下の説明は、限定の意味でとらえるべきでなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
【００１６】
したがって、本発明は、穏やかな条件下で、式M(H2O)4(PO43-)（ここで、Mは、相当するアルカリハロゲン化物のためのアルカリ金属から選択される）の無機ヒドロゲルを製造するための方法に関し、該方法は、次の段階を含む：(i)  水中にアルカリハロゲン化物を添加し、30〜35℃の範囲の温度で1〜2分間撹拌する段階；(ii)  段階(i)の溶液中にリン酸ナトリウムの溶液を添加する段階；(iii)  同時に、段階(i)の溶液中にアルカリ水酸化物の溶液を添加する段階；(iv)  段階(iii)で得られた反応混合物を、400〜1000rpmの範囲の速度で15〜20分間撹拌し、温度を40〜80℃の範囲に維持する段階；(v)  段階(iv)で得られた溶液を環境条件下で4〜6時間冷却して、無機ヒドロゲルを得る段階；(vi)  段階(v)で得られた無機ヒドロゲルを15〜20時間貯蔵して、無機ゲルを結晶形態へと変換する段階。
【００１７】
本発明の１つの態様において、アルカリハロゲン化物のアルカリ金属は、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムまたはそれらの組合せを含む群より選択される。
【００１８】
本発明の別の態様において、ハロゲン化物は、フッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物またはそれらの組合せを含む群より選択される。
【００１９】
本発明のなお別の態様において、使用される水は、蒸留水またはmilli-Q 水(milli-Q-water)から選択される。
【００２０】
本発明のなお別の態様において、アルカリ水酸化物は、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムまたはそれらの組合せから選択される。
【００２１】
本発明のなお別の態様において、使用されるリン酸ナトリウムは、二塩基性リン酸ナトリウム(Na2HPO4・nH2O)または一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O) またはそれらの組合せから選択され、ここでnは0〜7の範囲で変化する。
【００２２】
本発明のなお別の態様において、溶液のpHは、好ましくは9〜12の範囲に維持される。
【００２３】
本発明のなお別の態様において、無機ヒドロゲルは、100％水保持力を有する。
【００２４】
本発明のなお別の態様において、無機ヒドロゲルおよびその結晶形態は、走査電子顕微鏡(SEM)によって調べられて、繊維の網状組織を示した。
【００２５】
本発明のなお別の態様において、無機ヒドロゲルおよびその結晶形態は、示差走査熱量測定(DSC)によって調べられて、ヒドロゲルが凍結可能な結合水を本質的に含むことを示した。
【００２６】
本発明のなお別の態様において、かくして製造される結晶の無機ヒドロゲルには、いかなる有機物体も無い。
【００２７】
本発明のなお別の態様において、無機ヒドロゲルの製造は、いかなる有機物体も不在下で行われる。
【００２８】
本発明のなお別の態様において、アルカリハロゲン化物は、0.42〜5.1モル／リットルの濃度範囲にあり得る。
【００２９】
本発明のなお別の態様において、二塩基性リン酸ナトリウム(Na2HPO4・nH2O)、一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)（n=0-7）等を選択することができ、その濃度は、n値と共に変化する。
【００３０】
本発明のなお別の態様において、二塩基性リン酸ナトリウム(Na2HPO4)濃度は、0.70〜1.7モル／リットルの範囲にある。
【００３１】
本発明のなお別の態様において、二塩基性リン酸ナトリウム２水和物(Na2HPO4・2H2O)濃度は、0.56〜1.42モル／リットルの範囲にある。
【００３２】
本発明のなお別の態様において、二塩基性リン酸ナトリウム7水和物(Na2HPO4・7H2O)濃度は、0.37〜0.93モル／リットルの範囲にある。
【００３３】
本発明のなお別の態様において、一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4)の濃度範囲は0.80〜2.0モル／リットルである。
【００３４】
本発明のなお別の態様において、二塩基性リン酸ナトリウム1水和物(Na2HPO4・1H2O)の濃度範囲は、0.72〜1.81モル／リットルである。
【００３５】
本発明のなお別の実施態様において、一塩基性リン酸ナトリウム２水和物(NaH2PO4・2H2O) の濃度範囲は、0.64〜1.60モル／リットルである。
【００３６】
本発明のなお別の実施態様において、アルカリ水酸化物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムは、0.60〜2.5モル／リットルの濃度範囲にある。
【００３７】
したがって、本発明は、非常に穏やかな条件下で、普通の塩(NaCl)および他のアルカリハロゲン化物を使用する、新規な製造が容易な無機ヒドロゲルに関する。このプロセスは、無機ヒドロゲルの製造のために、無機成分のみを含む。本発明の新規性は時が経つにつれての、これらの無機ヒドロゲルの結晶性の性質に関する。本発明はまた、そのような無機ヒドロゲルの形成および水保持力に関して、pHの役割が重要であることに関する。
【００３８】
本発明は、次の段階：(i)  milli-Q 水中に0.42〜5.1モル／リットルの濃度範囲でアルカリハロゲン化物を取り、30〜35℃の範囲の温度で1〜2分間穏やかに撹拌する段階；(ii)  段階(i)の溶液を反応容器に入れる段階；(iii)  段階(ii)の溶液中に、milli-Q 水中の一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)溶液を、n=0について0.70〜1.70モル／リットルの濃度範囲で、段階(ii)に対して4〜6ml／分の範囲で添加する段階；(iv)   同時に、段階(ii)の溶液中に、アルカリ水酸化物溶液を、milli-Q 水中0.60〜2.50モル／リットルの濃度範囲で、段階(ii)に対して2〜3ml／分の範囲の添加速度で添加する段階；(v)  反応媒体を400〜1000rpmの範囲の速度で撹拌する段階；(vi)  反応媒体の温度を40〜80℃の範囲に維持する段階；(vii)  段階(vi)で得られた溶液を25〜35℃の温度範囲で4〜6時間冷却する段階；(viii)  環境条件下での貯蔵中、15〜20時間後に、ゲルが微細な結晶へと変換される段階
を含む、アルカリハロゲン化物を用いた無機ヒドロゲルの製造方法を提供する。
【００３９】
アルカリハロゲン化物を用いて形成される無機ヒドロゲルは、一般式M (H2O)4(PO43-)（ここでMは少なくとも11の原子番号を有し、例えばナトリウム、カリウム、ルビジウムもしくはセシウム）を含む。本発明の無機ヒドロゲルは、一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0-7)を、リチウムハロゲン化物を除くアルカリハロゲン化物と、アルカリ性媒体の存在下で反応させることによって得ることができる。
【００４０】
無機ヒドロゲルの形成のためのアルカリハロゲン化物の量は、0.24〜5.1モル／リットルの範囲、より好ましくは0.85モル／リットルであり得る。しかしながら、ヒドロゲルの形成における安定性は、媒体のアルカリ性によって大きく影響される。
【００４１】
無機ヒドロゲルの形成のための一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)の量は、0.8〜2.0モル／リットルの範囲、より好ましくは1.6モル／リットルであり得る。反応混合物においてより高い濃度の一塩基性リン酸ナトリウムを使用すると、より安定性の良いヒドロゲルを生じた。
【００４２】
本発明における無機ヒドロゲルは、特定の流速を用いて、一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0-7)の透明な溶液を、リチウムハロゲン化物を除くアルカリハロゲン化物に添加することによって得られる。さらに、アルカリ水酸化物を、特定の流速を用いて、約40〜80℃で15〜20分間一定に撹拌しながら、反応混合物に添加する。プロセスにおいて、溶液のpHは好ましくは9〜12の範囲に維持された。このpH範囲を超えると、特に利益もなく、形成されるゲルの品質に有害であり得る。溶液は、室温で冷却されるが、より低い温度はヒドロゲル形成を容易にし、かかる時間がより少ない。
【００４３】
無機ヒドロゲルの本発明において、二塩基性リン酸ナトリウム(Na2HPO4・nH2O)(n=0-7)をまた、リチウムハロゲン化物を除くアルカリハロゲン化物と共に、使用することができる。二塩基性リン酸ナトリウムの濃度範囲は、0.70〜1.70モル／リットル、好ましくは1.40モル／リットルである。反応混合物において、より高い濃度の二塩基性リン酸ナトリウムを使用すると、より安定性の良いヒドロゲルを生じた。二塩基性リン酸ナトリウムを用いた無機ヒドロゲルの形成に対するアルカリハロゲン化物の量は、0.42〜5.10モル／リットルの範囲を有することができ、好ましくは0.85モル／リットルである。しかしながら、ヒドロゲルの形成における安定性は、媒体のアルカリ性によって大きく影響される。
【００４４】
本発明における無機ヒドロゲルは、特定の流速で、二塩基性リン酸ナトリウム(Na2HPO4・nH2O)(n=0-7)の透明な溶液を、リチウムハロゲン化物を除くアルカリハロゲン化物に添加することによって得られる。さらに、同時に、60〜80℃にて高速撹拌条件下で、アルカリ金属水酸化物が特定の流速で、反応混合物に添加される。プロセスにおいて、溶液のpHは好ましくは9〜12の範囲に維持された。このpH範囲を超えると、特に利益もなく、形成されるゲルの品質に有害であり得る。溶液は、3〜4時間内、ゲルの形成のために室温下で冷却された。
【００４５】
アルカリ金属水酸化物は、好ましくは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである。しかしながら、少なくとも11の原子番号の他のアルカリ金属を使用することができる。
【００４６】
アルカリハロゲン化物および二塩基性／一塩基性リン酸ナトリウムを用いる無機ヒドロゲルの形成は、三次元の網状組織のために生じ、これは、非共有水素結合によって網状組織の空隙に水分子を閉じ込める。
【００４７】
本発明の新規性は、非常に穏やかな条件下で、安価な化学物質、例えば塩化ナトリウムおよび二塩基性リン酸ナトリウムを用いて無機ヒドロゲルを製造することにある。製造される無機ヒドロゲルは、時間が経つにつれて結晶性になり、これは、なおその上、多くの用途のために有用であり得る。
【００４８】
本発明において採用される発明段階は以下のものである
(i)  本発明は、穏やかな実験条件下で、アルカリハロゲン化物を用いて無機ヒドロゲルを形成することを含む；
(ii)  新規な無機ヒドロゲルは、時間が経つにつれて結晶性に転換し、これは、多くの用途のために有用であり得る；
(iii)  本発明は、何らの遷移金属を組み込むことなく、非常に安価な化学物質を含んで無機ヒドロゲルを達成した；
(iv)  別の進歩性は、本発明の無機ヒドロゲルにおいて、激烈な温度および圧力を排除したことである；
(v)  無機ヒドロゲルの形成の程度は、そのようなヒドロゲルの形成に対して、含まれる成分の濃度を用いて制御することができる。
【００４９】
［実施例］
以下の実施例は、説明のために与えられ、したがって、本発明の範囲を限定すると解釈すべきでない。
【実施例１】
【００５０】
0.25モルの塩化ナトリウムを25ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.16モルの一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かした。一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)の透明溶液を、6ml／分の流速で、塩化ナトリウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.15モルの水酸化ナトリウム）を、3ml／分の流速で、60℃にて15分間700rpmで一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃に冷却した。4時間後、全ての水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度（劇的な凝集もしくは粒子結合が生じるときの温度をいう）は26℃であり、溶融温度は37.5℃である。形成されたヒドロゲルを、走査電子顕微鏡(SEM)によって調べ（図１）、それは、ヒドロゲルが繊維の網状組織を形成したことを示す。さらに、ヒドロゲルの結晶の性質（図２）をまた、走査電子顕微鏡(SEM)によって観察した。示差走査熱量計は、ヒドロゲルが凍結可能な結合水を含むことを示す（図３）。
【実施例２】
【００５１】
0.50モルの塩化ナトリウムを25ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.16モルの一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かした。一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)の透明溶液を、6ml／分の流速で、塩化ナトリウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.15モルの水酸化ナトリウム）を、3ml／分の流速で、60℃にて15分間800rpmで一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却して、ヒドロゲルを得た。ゲルの水保持力は100％である。3時間後、全ての水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は25℃であり、溶融温度は37.5℃である。形成された無機ヒドロゲルを、走査電子顕微鏡(SEM)によって調べ、それは、ヒドロゲルが繊維の網状組織を形成したことを示す。示差走査熱量計は、ヒドロゲルが凍結可能な結合水を含むことを示す。
【実施例３】
【００５２】
0.25モルの塩化ナトリウムを25ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.16モルの一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かし、一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)の透明溶液を、6ml／分の流速で、塩化ナトリウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.20モル）を、3ml／分の流速で、60℃にて15分間750rpmで一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却した。ゲルの水保持力は100％である。3時間後、全ての水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は26.5℃であり、溶融温度は37.5℃である。形成された無機ヒドロゲルを、走査電子顕微鏡(SEM)によって調べ、それは、ゲルが繊維の網状組織を形成したことを示す。示差走査熱量計は、ヒドロゲルが凍結可能な結合水を含むことを示す。
【実施例４】
【００５３】
0.15モルの塩化セシウムを25.0ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.16モルの一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かし、一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)の透明溶液を、6ml／分の流速で、塩化セシウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.15モル）を、3ml／分の流速で、60℃にて15分間650rpmで一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却した。ゲルの水保持力は100％である。5時間後、全ての水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は27℃であり、溶融温度は37.5℃である。形成された無機ヒドロゲルを、走査電子顕微鏡(SEM)によって調べ、それは、ゲルが繊維の網状組織を形成したことを示す。示差走査熱量計は、ヒドロゲルが凍結可能な結合水を含むことを示す。
【実施例５】
【００５４】
0.33モルの塩化セシウムを25ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.16モルの一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かし、その透明溶液を、6ml／分の流速で、塩化セシウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.15モル）を、3ml／分の流速で、60℃にて15分間一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却した。ゲルの水保持力は100％である。4時間後、全ての水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。全ての水分子が閉じ込められた。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は27.5℃であり、溶融温度は37.5℃である。形成された無機ヒドロゲルを、走査電子顕微鏡(SEM)によって調べ、それは、ゲルが繊維の網状組織を形成したことを示す。示差走査熱量計は、ヒドロゲルが凍結可能な結合水を含むことを示す。
【実施例６】
【００５５】
0.15モルの塩化セシウムを25ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.16モルの一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・nH2O)(n=0)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かし、その透明溶液を、6ml／分の流速で、塩化セシウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.20モル）を、3ml／分の流速で、60℃にて15分間一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却した。ゲルの水保持力は100％である。5時間後、全ての水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は28℃であり、溶融温度は37.5℃である。形成された無機ヒドロゲルを、走査電子顕微鏡(SEM)によって調べ、それは、ゲルが繊維の網状組織を形成したことを示す。示差走査熱量計は、ヒドロゲルが凍結可能な結合水を含むことを示す。
【実施例７】
【００５６】
0.85モルの塩化ナトリウムを25ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.13モルの一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・2H2O)(n=2)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かした。一塩基性リン酸ナトリウムの透明溶液を、5ml／分の流速で、塩化ナトリウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.12モル）を、3ml／分の流速で、70℃にて20分間一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却した。10時間後、水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は28℃であり、溶融温度は37℃である。
【実施例８】
【００５７】
0.14モルの塩化ナトリウムを取り、反応容器中で、25ccのmilli-Q水に溶かした。0.12モルの一塩基性リン酸ナトリウム(NaH2PO4・2H2O)(n=2)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かした。一塩基性リン酸ナトリウムの透明溶液を、5ml／分の流速で、塩化ナトリウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.20モル）を、3ml／分の流速で、65℃にて20分間一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却した。18時間後、全ての水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は27℃であり、溶融温度は36℃である。
【実施例９】
【００５８】
0.12モルの塩化ナトリウムを25ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.16モルの二塩基性リン酸ナトリウム(Na2HPO4)を取り、50ccのmilli-Q水に溶かした。二塩基性リン酸ナトリウムの透明溶液を、5ml／分の流速で、塩化ナトリウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.17モル）を、3ml／分の流速で、65℃にて20分間一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却した。18時間後、全ての水分子が閉じ込められた。20〜30時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は27℃であり、溶融温度は36℃である。示差走査熱量計は、ヒドロゲルが凍結可能な結合水を含むことを示す。
【実施例１０】
【００５９】
0.14モルの塩化ナトリウムを25ccのmilli-Q水に溶かし、反応容器に入れた。0.12モルの二塩基性リン酸ナトリウム７水和物(Na2HPO4・7H2O) を取り、50ccのmilli-Q水に溶かした。二塩基性リン酸ナトリウム７水和物の透明溶液を、3ml／分の流速で、塩化ナトリウム溶液に添加した。同時に、水酸化ナトリウム溶液（25ccのmilli-Q水中0.20モル）を、3ml／分の流速で、60℃にて20分間900rpmで一定に撹拌しながら加えた。透明溶液を25℃で冷却した。20時間後、水分子が閉じ込められた。30〜35時間後に、ヒドロゲルからゲル-結晶への転移が観察された。本発明のヒドロゲルのゲル化温度は27℃であり、溶融温度は36℃である。
【００６０】
ヒドロゲルの水保持力を決定するために、本発明者らは試みを行った：該試みにおいて、このようにして製造された無機ヒドロゲルが、1：10〜1：90の異なる割合の水の範囲に曝露され、全ての実験において、このように製造された無機ヒドロゲルが、100％の水を吸収することができることが観察された。
【００６１】
発明の利点
本発明の主な利点は次のようである
i)  安価な試薬を用いて、非常に穏やかな条件下で、いかなる有機物も不在で、新規な無機ヒドロゲルが達成可能である。
ii)  本発明は、天然の組織としての用途を有する無機ヒドロゲルを生じ、それは著しく生体適合性であり、生物医学および製薬の用途において特に有用である。
iii)  これらの無機ヒドロゲルは、塩に富む酵素もしくはタンパク質の精製プロセス中に有用であり得る。塩に富む媒体中で増殖した海洋性細菌では、酵素製造中、アルカリハロゲン化物塩が酵素もしくはタンパク質中に存在する。
【００６２】
開示された発明の利点は、経済的、実際的および容易なやり方で、このように達成される。好ましい態様および実施例形態が示され、説明されたが、種々のさらなる変更および追加の形態は当業者に明らかであろうことが理解されるべきである。本明細書に開示された特定の実施態様および形態は、好ましい性質および本発明を実施する最良の形式を説明するものであり、本発明の範囲に対する限定として判断されるべきでないことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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