(57)【要約】【課題】  タンパク質の変性を抑制しつつタンパク質の膜を成膜することのできるタンパク質膜の製造方法を提供することである。【解決手段】  タンパク質膜の製造方法は、水系溶媒にタンパク質を混合してタンパク質水溶液ＰＡＳ１を作製するタンパク質水溶液作製工程と、プラズマ発生装置１００により発生させたプラズマをタンパク質水溶液ＰＡＳ１に照射するプラズマ照射工程と、を有する。プラズマ発生装置１００により発生されるプラズマのプラズマ密度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下の範囲内である。【選択図】図５
2015218245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水系溶媒にタンパク質を混合してタンパク質水溶液を作製するタンパク質水溶液作製工程と、
プラズマ発生装置により発生させたプラズマを前記タンパク質水溶液に照射するプラズマ照射工程と、
を有すること
を特徴とするタンパク質膜の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のタンパク質膜の製造方法において、
前記プラズマ発生装置が発生させるプラズマのプラズマ密度が、
１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下の範囲内であること
を特徴とするタンパク質膜の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタンパク質膜の製造方法において、
前記プラズマ発生装置は、
筒状の第１の電極と、
第２の電極と、
絶縁管と、
を有し、
前記第１の電極の第１の先端部は、
前記絶縁管の内部に配置されており、
前記第２の電極は、
前記絶縁管の外部に配置されており、
前記第１の電極の前記第１の先端部は、
突出部を有し、
前記突出部は、
マイクロホローを有すること
を特徴とするタンパク質膜の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のタンパク質膜の製造方法において、
前記プラズマ発生装置は、
前記絶縁管の外側に配置された第３の電極を有し、
前記第３の電極は、
前記絶縁管からみて前記第２の電極よりも遠い位置に配置されていること
を特徴とするタンパク質膜の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のタンパク質膜の製造方法において、
前記プラズマ発生装置では、
前記第２の電極および前記第３の電極は、
いずれも筒状の電極であり、
前記第２の電極は、
前記第３の電極の筒の内側に配置されていること
を特徴とするタンパク質膜の製造方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載のタンパク質膜の製造方法において、
前記プラズマ発生装置では、
前記第１の電極の第２の先端部の側には、
放電ガスを供給するガス供給部が配置されており、
前記ガス供給部は、
前記第１の電極の筒状の内部と連通していること
を特徴とするタンパク質膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンパク質膜の製造方法に関する。さらに詳細には、タンパク質水溶液からタンパク質膜を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質を合成することにより得られる膜は、工業用材料や食品用材料として応用されてきている。食品用材料として、湯葉用食品等が挙げられる。例えば、特許文献１には、膜状に形成した豆乳などの大豆蛋白質含有物に過熱水蒸気を当てることにより、湯葉様食品を製造する技術が開示されている。
【０００３】
また、工業用材料として、フィルムや繊維等が挙げられる。例えば、特許文献２には、ケラチン含有物質を水性媒体中、蛋白質変成剤の存在下で、還元剤により還元し、不溶物を除去した後、塩析することにより還元ケラチンを製造する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０４３７２号公報
【特許文献２】特開平６−１００６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、タンパク質を合成して得られる膜を医療用材料として用いるためには、タンパク質自体が変性していないことが好ましい。しかし、特許文献１では、加熱処理のためにタンパク質は変性してしまう。また、特許文献２では、化学処理を施すためにタンパク質が変性してしまう。
【０００６】
本発明は、前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、タンパク質の変性を抑制しつつタンパク質の膜を成膜することのできるタンパク質膜の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様におけるタンパク質膜の製造方法は、水系溶媒にタンパク質を混合してタンパク質水溶液を作製するタンパク質水溶液作製工程と、プラズマ発生装置により発生させたプラズマをタンパク質水溶液に照射するプラズマ照射工程と、を有する。
【０００８】
このタンパク質膜の製造方法は、ほぼ室温に近い非平衡大気圧プラズマをタンパク質水溶液に照射する。ここで、放電ガスは、室温である。また、プラズマ発生装置の照射口から照射されるプラズマは、大気と混じり合うとともに大気と反応する。そのため、タンパク質水溶液の液面では、プラズマの温度は室温とほぼ等しい。そのため、加熱によるタンパク質の変性は生じない。
【０００９】
第２の態様におけるタンパク質膜の製造方法は、次に示すプラズマ条件を用いる。つまり、プラズマ発生装置が発生させるプラズマのプラズマ密度が、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下の範囲内である。このように、プラズマ密度が高いため、タンパク質膜を好適に生成することができる。
【００１０】
第３の態様におけるタンパク質膜の製造方法では、次に示すプラズマ発生装置を用いる。つまり、プラズマ発生装置は、筒状の第１の電極と、第２の電極と、絶縁管と、を有する。第１の電極の第１の先端部は、絶縁管の内部に配置されている。第２の電極は、絶縁管の外部に配置されている。第１の電極の第１の先端部は、突出部を有する。突出部は、マイクロホローを有する。
【００１１】
第４の態様におけるタンパク質膜の製造方法では、プラズマ発生装置は、絶縁管の外側に配置された第３の電極を有する。そして、第３の電極は、絶縁管からみて第２の電極よりも遠い位置に配置されている。
【００１２】
第５の態様におけるタンパク質膜の製造方法では、プラズマ発生装置の第２の電極および第３の電極は、いずれも筒状の電極である。そして、第２の電極は、第３の電極の筒の内側に配置されている。
【００１３】
第６の態様におけるタンパク質膜の製造方法では、プラズマ発生装置の第１の電極の第２の先端部の側には、放電ガスを供給するガス供給部が配置されている。ガス供給部は、第１の電極の筒状の内部と連通している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、タンパク質の変性を抑制しつつタンパク質の膜を成膜することのできるタンパク質膜の製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るプラズマ発生装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るプラズマ発生装置の第１の電極を示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るプラズマ発生装置の第１の電極を示す断面図である。
【図４】実施形態に係るプラズマ発生装置の内部電極の変形例を示す断面図である。
【図５】実施形態に係るタンパク質膜の製造方法を説明するための模式図である。
【図６】タンパク質水溶液を示す顕微鏡写真である。
【図７】タンパク質水溶液にヘリウムガスを照射したものを示す顕微鏡写真である。
【図８】タンパク質水溶液にプラズマを３分間照射したものを示す顕微鏡写真である。
【図９】タンパク質水溶液にプラズマを１分間照射したものを示す顕微鏡写真である。
【図１０】卵白アルブミンの濃度が０．５ｍｇ／ｍｌのタンパク質水溶液にプラズマを３０秒間照射したものを示す写真である。
【図１１】卵白アルブミンの濃度が１．０ｍｇ／ｍｌのタンパク質水溶液にプラズマを３０秒間照射したものを示す写真である。
【図１２】卵白アルブミンの濃度が５．０ｍｇ／ｍｌのタンパク質水溶液にプラズマを３０秒間照射したものを示す写真である。
【図１３】プラズマを照射したタンパク質水溶液におけるタンパク質膜を示す写真である。
【図１４】タンパク質水溶液から取り出したタンパク質膜を示す写真である。
【図１５】タンパク質膜を４０００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図１６】タンパク質膜を２００００倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図１７】卵白アルブミン（Ｅｇｇ  Ｗｈｉｔｅ  Ａｌｂｕｍｉｎ）の水溶液にプラズマを照射した場合を示す写真である。
【図１８】ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）水溶液にプラズマを照射した場合を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、具体的な実施形態について、タンパク質膜の製造方法を例に挙げて図を参照しつつ説明する。本実施形態のタンパク質膜の製造方法は、タンパク質を含有する水溶液にプラズマを照射することによりタンパク質の膜状凝固物を製造する方法である。本実施形態のプラズマ発生装置の各構成の大きさは、あくまで目安である。必ずしも、記載の数値範囲に限らない。
【００１７】
１．プラズマ発生装置
１−１．プラズマ発生装置の概略構成
図１は、本実施形態のプラズマ発生装置１００の概略構成を示す図である。プラズマ発生装置１００は、第１の電極１０と、第２の電極２０と、第３の電極３０と、絶縁管４０と、第１の絶縁部材５０と、第２の絶縁部材６０と、第３の絶縁部材７０と、封止部材８０と、第１の電位付与部１１０と、第２の電位付与部１２０と、を有している。
【００１８】
第１の電極１０は、放電電極である。また、第１の電極１０は、放電ガスを供給するためのガス供給管を兼ねている。そのため、第１の電極１０は、円筒形状の円筒電極である。第１の電極１０は、筒状であれば、多角形等その他の形状であってもよい。第１の電極１０の先端部分には、後述するようにマイクロホローＨ１が形成されている。第１の電極１０の一方の先端部分は、絶縁管４０の内部に配置されている。第１の電極１０の他方の先端部分は、絶縁管４０の外部に露出している。第１の電極１０の材質は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）である。もちろん、その他の金属もしくは合金を用いてもよい。第１の電極１０の外径は、例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内である。第１の電極１０の肉厚は、例えば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内である。あくまで例示であり、これら以外の大きさのものを用いてもよい。
【００１９】
第２の電極２０は、円筒形状の電極である。第２の電極２０は、筒状であれば、多角形等その他の形状であってもよい。第２の電極２０は、第１の絶縁部材５０を覆うように形成されている。そのため、第２の電極２０の円筒内部には、絶縁管４０および第１の絶縁部材５０が配置されている。つまり、第２の電極２０は、絶縁管４０の外部に配置されている。しかし、第２の電極２０の円筒内部には、第１の電極１０は、配置されていない。第２の電極２０の円筒を円筒の中心軸方向に延長した場合に、その延長した円筒内部に第１の電極１０が位置することとなる。また、第２の電極２０は、第１の絶縁部材５０と第２の絶縁部材６０との間に挟まれている。そのため、第２の電極２０は、その周囲をすべて絶縁体で覆われている。第２の電極２０の材質は、例えば、アルミニウムである。もちろん、その他の金属（合金を含む）を用いてもよい。第２の電極２０の肉厚は、１ｍｍ程度である。
【００２０】
第３の電極３０は、円筒形状の電極である。第３の電極３０は、筒状であれば、多角形等その他の形状であってもよい。第３の電極３０は、第２の絶縁部材６０を覆うように形成されている。そのため、第３の電極３０の円筒内部には、円筒の中心から絶縁管４０と、第１の絶縁部材５０と、第２の電極２０と、第２の絶縁部材６０と、がこの順序で配置されている。つまり、第３の電極３０は、絶縁管４０の外側に配置されている。そして、第３の電極３０は、絶縁管４０からみて第２の電極２０よりも遠い位置に配置されている。また、第３の電極３０は、第２の絶縁部材６０と第３の絶縁部材７０との間に挟まれている。そのため、第３の電極３０は、その周囲をすべて絶縁体で覆われている。第３の電極３０の材質は、例えば、アルミニウムである。もちろん、その他の金属（合金を含む）を用いてもよい。第３の電極３０の肉厚は、１ｍｍ程度である。
【００２１】
絶縁管４０は、プラズマ発生装置１００の筐体である。絶縁管４０は、第１の電極１０と第２の電極２０との間に配置されている。絶縁管４０の内部には、第１の電極１０が配置されており、絶縁管４０の外部には、第２の電極２０と第３の電極３０とが配置されている。絶縁管４０の材質は、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ムライト、ガラス、その他の材質を用いることができる。絶縁管４０の内径は、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内の程度である。絶縁管４０の肉厚は、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内の程度である。絶縁管４０の長さは、１０ｃｍ以上１５ｃｍ以下の範囲内の程度である。
【００２２】
絶縁管４０の一方の端部は、開口している開口部４１である。そして、図１に示すように、開口部４１は、プラズマを照射するプラズマ照射口である。絶縁管４０における開口部４１の反対側の端部４２には、第１の電極１０が突出している。そして、端部４２では、絶縁管４０と第１の電極１０との間の隙間は、封止部材８０により封止されている。第１の電極１０におけるマイクロホローＨ１の反対側には、ガス供給部（図示せず）が設けられている。ガス供給部は、チューブ等を介して第１の電極１０の円筒の内部と連通している。そのため、プラズマ発生装置１００は、図１の矢印Ｄ１の向きに放電ガスを供給することができる。
【００２３】
第１の絶縁部材５０は、絶縁管４０の絶縁耐性を向上させるためのものである。第１の絶縁部材５０は、絶縁管４０の外周部に沿って形成されている。第１の絶縁部材５０として、ポリイミド、テフロン（登録商標）等を用いることができる。その他の材料も用いることができる。ここで、テープ状のものを用いると、絶縁管４０の外周部に巻きつけることが容易である。
【００２４】
第２の絶縁部材６０は、第２の電極２０と第３の電極３０との間の位置に配置されている。そして、第２の絶縁部材６０の材質は、第１の絶縁部材５０と同様のものを用いてよい。
【００２５】
第３の絶縁部材７０は、第３の電極３０より外側の位置に配置されている。そして、第３の絶縁部材７０の材質は、第１の絶縁部材５０と同様のものを用いてよい。
【００２６】
図１に示すように、第３の電極３０における絶縁管４０の軸方向（図１の上下方向）の長さは、第２の電極２０における絶縁管４０の軸方向の長さより短い。そして、絶縁管４０の軸方向（図１の上下方向）でみると、第３の電極３０の両方の端部は、第２の電極２０の両方の端部よりも内側に位置している。そのため、第１の電極１０からみて最も近い電極は、第３の電極３０ではなく、第２の電極２０である。
【００２７】
１−２．電位付与部
第１の電位付与部１１０は、第１の電極１０に電位を付与するためのものである。そのため、第１の電位付与部１１０は、第１の電極１０と導通している。第１の電位付与部１１０は、商用交流（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）電源１００Ｖを昇圧した高電圧を印加することができる。ここで、インバーター構成により、１０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度の高い周波数の成分を重畳してもよい。このように、第１の電位付与部１１０が第１の電極１０に電位を付与するため、第１の電極１０と第２の電極２０との間に電圧が印加されることとなる。
【００２８】
第２の電位付与部１２０は、第３の電極３０に電位を付与するためのものである。そのため、第２の電位付与部１２０は、第３の電極３０と導通している。第２の電位付与部１２０は、例えば、接地されている。このとき、第３の電極３０には、ゼロ電位が付与される。または、第２の電位付与部１２０は、第３の電極３０にゼロ電位以外の一定の電位を付与してもよいし、周期的に変化する電位を付与してもよい。このように、第２の電位付与部１２０が第３の電極３０に電位を付与するため、絶縁部材６０を介して第２の電極２０に電圧が印加されることとなる。
【００２９】
１−３．第２の電極および第３の電極の構成
絶縁管４０の外部には、第２の電極２０と第３の電極３０とを有する二重電極構造となっている。そして、第２の電極２０と第３の電極３０との間には、第２の絶縁部材６０がある。このように二重電極構造になっているため、第１の電極１０と第２の電極２０との間に配置されている絶縁管４０の厚み方向に加わるパルス的衝撃電界がある程度緩和される。すなわち、絶縁管４０の円筒内部と円筒外部との間に、局所的に大きな電界が形成されることが抑制される。そのため、絶縁管４０は、絶縁破壊しにくい。したがって、小型化されたプラズマ発生装置１００は、安定したプラズマ発生源である。
【００３０】
１−４．第１の電極の形状
図２は、第１の電極１０の先端部１１の周辺を示す斜視図である。図３は、第１の電極１０の円筒の中心およびマイクロホローＨ１を含む断面を示す断面図である。第１の電極１０の先端部１１は、端面Ｓ１と面Ｓ２とを有している。端面Ｓ１は、面Ｓ２より第１の電極１０の軸方向の外側に突出している突出部である。つまり、第１の電極１０の先端部１１は、軸対称ではない。
【００３１】
端面Ｓ１には、マイクロホローＨ１が形成されている。マイクロホローＨ１は、スリット状の溝である。マイクロホローＨ１の深さは、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内である。マイクロホローＨ１の幅は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲内である。これらの数値範囲はあくまで例示であり、その他の数値範囲を用いることもできる。
【００３２】
このような構造になっているため、突出した端面Ｓ１のマイクロホローＨ１の周辺で放電が生じやすい。そのため、プラズマ密度の高いプラズマを安定して生成することが容易である。
【００３３】
第１の電極１０と第２の電極２０との間に形成される電界の電界強度は、これらの間に印加される電圧に比例し、これらの間の距離に反比例する。そのため、第１の電位付与部１１０が付与する電位と、第１の電極１０と第２の電極２０との間の距離とが、重要である。
【００３４】
小型のプラズマ発生装置１００を製造するために、絶縁管４０の外径を小さいものとして設計するとともに、第１の電極１０と第２の電極２０との間の距離を大きいものとして設計する。つまり、第１の電極１０の端面Ｓ１の位置を、第２の電極２０の位置から比較的遠い位置に配置することができる。第１の電極１０の端面Ｓ１の位置と、第２の電極２０における端部４２側の位置との間の距離は、およそ８ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲内であるとよい。
【００３５】
１−５．プラズマ発生装置の変形例
１−５−１．内部電極の形状
本実施形態では、絶縁管４０の内部に配置する内部電極として、図１から図３までに示した第１の電極１０を用いることとした。しかし、内部電極の形状は、第１の電極１０に限らない。例えば、図４に示す内部電極２１０を用いてもよい。内部電極２１０の先端部２１１は、端面Ｓ３と面Ｓ４とを有している。端面Ｓ３は、面Ｓ４より内部電極２１０の軸方向の外側に突出している突出部である。このように、内部電極２１０の先端部２１１は、軸対称ではない。そして、端面Ｓ３には、ホローＨ１２が形成されている。このように、軸方向の外側に最も突出している箇所に、ホローＨ１２が形成されている。
【００３６】
１−５−２．マイクロホローの数
本実施形態では、第１の電極１０の端面Ｓ１に、マイクロホローＨ１を１個形成した。しかし、複数のマイクロホローＨ１を端面Ｓ１に形成してもよい。
【００３７】
１−５−３．外部電極の形状
本実施形態では、第２の電極２０および第３の電極３０を円筒形状の電極とした。しかし、筒形状でなくてもよい。ただし、第１の電極１０と第３の電極との間に、第２の電極が位置していることが必要である。
【００３８】
１−５−４．組み合わせ
上記の変形例を組み合わせてもよい。
【００３９】
２．発生させるプラズマ
プラズマ発生装置１００が発生させるプラズマは、非平衡大気圧プラズマである。放電ガスの流量は、０．５ｓｌｍ以上５ｓｌｍ以下の範囲内であるとよい。発生させるプラズマのプラズマ密度は、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下の程度である。また、後述する実験では、放電ガスとして希ガスを用いている。開口部４１から照射されるプラズマは、大気と混じり合う。このため、酸素や窒素に由来する種々のラジカル等が発生する。
【００４０】
３．タンパク質水溶液
本実施形態では、タンパク質水溶液にプラズマを照射する。そこで、タンパク質を含有するタンパク質水溶液について説明する。このタンパク質水溶液は、超純水にタンパク質を混合した水溶液である。
【００４１】
タンパク質として、精製したアルブミンを用いることができる。例えば、卵白アルブミンと、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）と、フェチュイン（Ｆｅｔｕｉｎ）と、が挙げられる。これらのうち１種類以上を用いるとよい。
【００４２】
４．タンパク質膜の製造方法
ここで、タンパク質膜の製造方法について説明する。本実施形態のタンパク質膜の製造方法は、水系溶媒にタンパク質を混合してタンパク質水溶液を作製するタンパク質水溶液作製工程と、プラズマ発生装置により発生させたプラズマをタンパク質水溶液に照射するプラズマ照射工程と、を有する。
【００４３】
４−１．タンパク質水溶液作製工程（タンパク質水溶液準備工程）
まず、タンパク質水溶液を作製する。そのために、容器に超純水を注ぐ。そして、容器中の超純水にタンパク質を混合する。混合するタンパク質として、精製されたものを用いる。タンパク質が、精製済みでなければ精製処理を行う。これにより、タンパク質水溶液ＰＡＳ１（図５参照）が作製される。
【００４４】
４−２．プラズマ照射工程
次に、図５に示すように、プラズマ発生装置１００を用いて、タンパク質水溶液ＰＡＳ１にプラズマを照射する。ここで、放電ガス（プラズマガス）は、例えば、ヘリウムガスである。これにより、タンパク質水溶液ＰＡＳ１中のタンパク質は、重合してタンパク質膜が成膜される。このようにして形成されたタンパク質膜については、容易に取り出すことができる。
【００４５】
５．製造されたタンパク質膜
照射するプラズマのプラズマ密度は、前述のとおり、１×１０13ｃｍ-3以上１×１０15ｃｍ-3以下の程度である。また、数十秒から数十分程度の照射時間で、タンパク質は凝固する。一方、プラズマ発生装置１００の開口部４１の直径は、数ｍｍ程度である。放電ガスの流量は、０．５ｓｌｍ〜５ｓｌｍ程度である。このため、タンパク質水溶液に照射されるイオンおよびラジカルの数は、アボガドロ定数に比べて、非常に小さい。したがって、変性剤および還元剤を用いて変性させたタンパク質に比べて、本実施形態のタンパク質膜は、ほとんど変性していないと考えられる。
【００４６】
６．変形例
６−１．タンパク質水溶液の原材料
本実施形態では、アルブミン等のタンパク質を含有するタンパク質水溶液を作製した。しかし、それ以外のタンパク質を用いてもよい。例えば、グロブリン、グルテリン、プロラミン等が挙げられる。
【００４７】
６−２．タンパク質の精製
本実施形態では、精製済みのタンパク質からタンパク質水溶液を作製することとした。しかし、精製していない卵白をそのまま用いてもよい。そのため、タンパク質として例えば、卵白アルブミンと、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）と、フェチュイン（Ｆｅｔｕｉｎ）と、精製していない卵白と、を用いることができる。
【００４８】
７．本実施形態のまとめ
本実施形態のタンパク質膜の製造方法は、タンパク質水溶液を作製するタンパク質水溶液作製工程と、タンパク質水溶液にプラズマを照射するプラズマ照射工程と、を有する。ここで、プラズマ密度の高いプラズマを照射することにより、タンパク質膜を好適に成膜することができる。
【００４９】
なお、本実施形態は単なる例示にすぎない。したがって当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、プラズマを発生させる放電ガスとして、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ等の他の希ガスを用いてもよい。また、酸素や窒素、その他の気体を若干量だけ混入してもよい。
【実施例】
【００５０】
１．プラズマ発生装置
本実験で用いたプラズマ発生装置の各サイズは、次のとおりであった。円筒中心軸方向でみて、開口部４１から第２の電極２０の開口部４１側の端部までの距離は、７ｍｍであった。第２の電極２０の円筒中心軸方向の長さは、２０ｍｍであった。円筒中心軸方向でみて、第１の電極１０と第２の電極２０との間の距離は、１０ｍｍであった。開口部４１の直径は、１ｍｍであった。
【００５１】
２．プラズマ条件
放電ガスとして、Ｈｅガスを用いた。放電ガスの流量は、２ｓｌｍであった。その結果、プラズマの照射径が１ｍｍ程度のプラズマ流が、４ｃｍ程度の長さで観測された。
【００５２】
３．タンパク質水溶液
超純水として、Ｍｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水を用いた。タンパク質として、次の３種類のタンパク質を用いて、３種類のタンパク質水溶液を作製した。用いたタンパク質は、卵白アルブミン（Ｏｖａｒｉａｎ  ａｌｂｕｍｉｎ：ＯＶＡ）と、卵白アルブミン（Ｅｇｇ  Ｗｈｉｔｅ：ＥＷ）と、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）である。ここで、卵白アルブミン（ＯＶＡ）と卵白アルブミン（ＥＷ）とでは、精製度が異なっている。これらの卵白アルブミンでは、精製度以外の点については同じである。タンパク質の濃度については、実験に応じて変えた。なお、プラズマを照射したタンパク質水溶液の容積は、０．３ｍｌであった。
【００５３】
４．実験結果
４−１．照射時間
プラズマの照射時間とタンパク質膜の成膜の度合いとの関係について調べるための実験を行った。卵白アルブミン（ＯＶＡ）を５．０ｍｇ／ｍｌの濃度としたタンパク質水溶液を用いた。また、プラズマを照射する際に、プラズマ発生装置１００を振とうしなかった。
【００５４】
図６は、照射前のタンパク質水溶液を示す顕微鏡写真である。図７は、Ｈｅガスをプラズマ化しないで照射した場合のタンパク質水溶液を示す顕微鏡写真である。図８は、プラズマを３分間照射した場合のタンパク質水溶液を示す顕微鏡写真である。図９は、プラズマを１分間照射した場合のタンパク質水溶液を示す顕微鏡写真である。図８および図９に示すように、プラズマを照射した場合に、タンパク質水溶液の内部にタンパク質の膜状凝固物が生成された。
【００５５】
４−２．タンパク質の濃度
次に、タンパク質水溶液におけるタンパク質の濃度とタンパク質膜の成膜の度合いとの関係について調べるための実験を行った。卵白アルブミン（ＯＶＡ）をそれぞれ０．５ｍｇ／ｍｌ、１．０ｍｇ／ｍｌ、５．０ｍｇ／ｍｌの濃度とした３種類のタンパク質水溶液を用いた。プラズマの照射時間は、３０秒であった。また、プラズマを照射する際に、プラズマ発生装置１００を振とうした。
【００５６】
図１０は、卵白アルブミン（ＯＶＡ）を０．５ｍｇ／ｍｌの濃度としたタンパク質水溶液にプラズマを照射した場合のタンパク質水溶液を示す写真である。図１１は、卵白アルブミン（ＯＶＡ）を１．０ｍｇ／ｍｌの濃度としたタンパク質水溶液にプラズマを照射した場合のタンパク質水溶液を示す写真である。図１２は、卵白アルブミン（ＯＶＡ）を５．０ｍｇ／ｍｌの濃度としたタンパク質水溶液にプラズマを照射した場合のタンパク質水溶液を示す写真である。
【００５７】
図１０では、膜状凝固物が形成されていない。図１１では、膜状凝固物が形成されている。図１２では、比較的大きな膜状凝固物が形成されている。このように、卵白アルブミン（ＯＶＡ）の濃度が１．０ｍｇ／ｍｌ以上の場合に、膜状凝固物が形成された。
【００５８】
４−３．顕微鏡観察
図１３は、プラズマを照射した後のタンパク質水溶液中のタンパク質膜を示す写真である。図１４は、タンパク質水溶液から取り出したタンパク質膜を示す写真である。図１５は、タンパク質膜を拡大した電子顕微鏡写真である。図１５における倍率は、４０００倍である。図１６は、タンパク質膜を拡大した電子顕微鏡写真である。図１６における倍率は、２００００倍である。
【００５９】
図１５および図１６に示すように、タンパク質同士は、一定の隙間をもって凝固している。そのため、タンパク質は、ほとんど変性していないと考えられる。なお、タンパク質膜は、ほぼ透明である。
【００６０】
４−４．アルブミンの種類による比較
図１７は、タンパク質として卵白アルブミン（Ｅｇｇ  Ｗｈｉｔｅ  Ａｌｂｕｍｉｎ：ＥＷ）を混合したタンパク質水溶液にプラズマを照射した場合を示す写真である。図１７には、上段および下段に写真が配置されている。上段の写真とそのすぐ下段の写真とは、同じ写真である。ただし、下段の写真には、タンパク質膜を示すために円形もしくは楕円形のマークが付加されている。そして、上段の写真と下段の写真との間には、定規が配置されている。実験用の容器（チャンバースライド）とタンパク質膜の大きさを示すためである。
【００６１】
卵白アルブミン（ＥＷ）の濃度は、２０ｍｇ／ｍｌであった。プラズマの照射距離は、１８ｍｍであった。図１７中、左から１番目の写真では、プラズマの照射時間は３０秒であった。左から２番目の写真では、プラズマの照射時間は３分であった。左から３番目の写真では、プラズマの照射時間は１６分であった。１番右の写真では、プラズマの照射時間は２１分であった。図１７に示すように、プラズマの照射時間が長いほど、タンパク質膜は大きく成長した。
【００６２】
図１８は、タンパク質としてウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を混合したタンパク質水溶液にプラズマを照射した場合を示す写真である。また、図１８では、図１７と同様に、上段および下段に写真が配置されている。
【００６３】
ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）の濃度は、２０ｍｇ／ｍｌであった。プラズマの照射距離は、１８ｍｍであった。図１８中、左から１番目の写真では、プラズマの照射時間は３０秒であった。左から２番目の写真では、プラズマの照射時間は１分であった。左から３番目の写真では、プラズマの照射時間は２分であった。１番右の写真では、プラズマの照射時間は３分であった。図１８に示すように、プラズマの照射時間が長いほど、タンパク質膜は大きく成長した。また、プラズマの照射時間が３０秒程度であっても、わずかにタンパク質膜が成膜された。
【００６４】
４−５．プラズマの照射距離
次に、プラズマの照射距離を変えてタンパク質膜を成膜した。プラズマの照射距離とは、プラズマ発生装置の照射口からタンパク質水溶液の液面までの距離である。プラズマの照射距離として、１３ｍｍと、１８ｍｍと、２３ｍｍと、を採用した。卵白アルブミンの濃度は、２０ｍｇ／ｍｌであった。プラズマの照射距離が１３ｍｍの場合に、タンパク質膜は最も大きかった。また、プラズマの照射距離が２３ｍｍの場合に、タンパク質膜は最も小さかった。このように、プラズマの照射距離が短いほど、タンパク質膜は大きく成長した。プラズマ発生装置の照射口から遠ざかるほど、プラズマ密度およびラジカル密度は低い。つまり、プラズマの照射距離が短いほど、タンパク質水溶液に照射されるイオンやラジカルの数は多い。したがって、タンパク質水溶液に照射されるイオン等の数が多いほど、タンパク質膜は大きく成長する。
【００６５】
以上のように、３種類のタンパク質水溶液のいずれに対しても、プラズマを照射することによりタンパク質膜を成膜することができた。
【００６６】
４−６．結合状態
こうして得られたタンパク質膜についてウエスタンブロッティングをしたところ、ペプチド結合はほとんど見いだせなかった。また、糖リンケージも見いだせなかった。したがって、タンパク質は変性していないと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
このタンパク質膜の製造方法により製造されたタンパク質膜については、例えば、絆創膏として用いることができる。もしくは、アルブミン製剤の製造に応用することもできる。また、その他の工業系材料としても用いることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００…プラズマ発生装置
１０…第１の電極
２０…第２の電極
３０…第３の電極
４０…絶縁管
５０…第１の絶縁部材
６０…第２の絶縁部材
７０…第３の絶縁部材
８０…封止部材
１１０…第１の電位付与部
１２０…第２の電位付与部
Ｈ１、Ｈ１２…マイクロホロー
Ｓ１、Ｓ３…端面
Ｓ２、Ｓ４…面
ＰＡＳ１…タンパク質水溶液
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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