(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の分離材や抽出剤は目的とする対象物質との相互作用が非選択的であった。また、抽出およぴ洗浄等の条件を詳細に検討する必要が生じ、膨大な時間と費用を要し、対象物質の迅速かつ簡便な分析法としては問題点が多かった。【解決手段】官能基ＡおよびＢを有する対象物質に対して、該官能基ＡおよびＢのそれぞれと相互作用し得る官能基ａおよびｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
官能基ＡおよびＢを有する対象物質に対して、該官能基ＡおよびＢのそれぞれと相互作用し得る官能基ａおよびｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料。
【請求項２】
カチオン性官能基Ａおよびアニオン性官能基Ｂを有する対象物質に対して、アニオン性官能基ａおよびカチオン性官能基ｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料。
【請求項３】
カチオン性官能基Ａおよびカチオン性官能基Ｂを有する対象物質に対して、アニオン性官能基ａおよびアニオン性官能基ｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料。
【請求項４】
対象物質または対象物質の一部分もしくは断片の、化学構造、大きさまたは形状の少なくとも１つが共通または類似する擬似化合物の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから対象物質または擬似化合物を除去して得られた、対象物質または擬似化合物に添加または接触させることにより、対象物質または擬似化合物を捕捉または分離する特性を付与したものである高分子材料において、イオン性官能基を有する対象物質または擬似化合物の錯塩の存在下に、反応性化合物を反応させ、該錯塩を除去することを特徴とする高分子材料。
【請求項５】
イオン性官能基を有する対象物質または擬似化合物が有機溶剤に不溶性である請求項４記載の高分子材料。
【請求項６】
カチオン性官能基Ａおよびアニオン性官能基Ｂを有する対象物質に対して、アニオン性官能基ａおよびカチオン性官能基ｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の錯塩の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子の錯塩を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料。
【請求項７】
反応性化合物として、２以上の反応性基を有する架橋性化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の高分子材料。
【請求項８】
反応性化合物として、イオン性官能基を有する重合性化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載の高分子材料。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか記載の高分子材料を、対象物質を含む対象物に添加または接触させ、対象物質を分離または除去することを特徴とする分離方法。
【請求項１０】
対象物質を含む対象物を接触または濾過させ、対象物質を分離または除去する、請求項１ないし８いずれか記載の高分子材料あるいは該材料を含有または保持してなる担持体である分離材。
【請求項１１】
請求項１ないし８いずれか記載の高分子材料を用いて、水性液体中に存在する対象物質を分離、濃縮または抽出する選択的固相抽出法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、河川水、湖水、産業廃棄物等の環境試料、人体、動物、植物、昆虫等の生物、あるいは塗料、インキ等の工業製品等の対象物中に存在する、性能上または環境衛生上好ましくない対象物質等を高分子材料自体が認識し、高分子材料内に取り込むこにより対象物質を捕捉、分離または除去し、環境、生体等への影響を消滅・低減する効果を有する高分子材料、および、工業製品、生物試料、環境試料等の水性液体中に存在する毒性化合物や外因性内分泌攪乱物質等の対象物質を、モレキュラーインプリンテイング法・鋳型重合法または近似の方法により得られた高分子材料を用いて、分離、濃縮または抽出する選択的固相抽出法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川、湖、沼等の淡水中に、藍藻類（アオコ）が産生する毒性物質が多く存在していることが報告されている。例えば、ミクロシスチン、シリンドロスパーモプシン、アナトキシン、サキシトキシン等の毒性物質であるが、非常に親水性が高く、家畜や人体に被害を引き起こす可能性が高いと考えられる。このような物質による被害または影響を未然に防ぐためには、それぞれの毒性物質についての定量的分析法の確立が必要不可欠となる。
【０００３】
しかしながら、このような環境試料中には多くの夾雑物が含まれており、また、その夾雑物に比べて毒性物質の濃度は極めて希薄であるために、直接定量を行なうことが非常に難しい。
【０００４】
シリンドロスパーモプシンは、Ｃｙｌｉｎｄｒｏｓｐｅｒｍｏｐｓｉｓ  ｒａｃｉｂｏｒｓｋｉｉ  Ｕｍｅｚａｋｉａ
ｎａｔａｎｓ，ａｎｄ  Ａｐｈａｎｉｚｏｍｅｎｏｎ  ｏｖａｌｉｓｐｏｒｕｍ（ＣＹＮ）等が産生する肝臓毒であり、図１に示すような化学構造である。マウスを用いた実験では２４時間の半致死量ＬＤ５０が２．１ｍｇ／Ｋｇであると報告されており、肝臓をメインターゲットとして毒性を示すが、その他に腎臓、胸腺、心臓等にも影響を示すと考えられている。このＣＹＮも定量分析法を確立すべき有毒物質の一つであり、分析に関するいくつかの報告はあるものの、有用な選択的前処理法はまだ見つかっていない。
【０００５】
既存の前処理剤として、固層抽出や液ー液抽出、そして最近では抗原抗体を用いた手法も試みられているが、選択性の低さ、抗体産生の困難の問題で、アオコ毒の濃縮には使用することが難しい。
【０００６】
モレキュラーインプリンテイング法・鋳型重合法は、選択的な捕捉、分離または除去の手段として検討されている。この方法または手段は、バイオセンサー、固層抽出用吸着剤、分離膜、ＨＰＬＣ用キラル固定相等の多くの適用が試みられている。一般的にこの方法または手段は、目的とする物質（対象物質）そのものを、鋳型となる反応性化合物と共にポリマー合成した後、対象物質を除去して鋳型を得ている。しかし、対象物質の除去を確実にまたは完全に行なうことが難しく、対象物質そのもの用いて得られたこの鋳型では、微量にしか存在しない対象物質への適用は容易ではない。
【０００７】
そこで、対象物質そのものを使用しないで鋳型を製造する方法も検討されている。対象物質の一部分や断片の、化学構造、大きさや形状が共通または類似する、対象物質類似体を用いて鋳型を得る方法または手段も知られている（例えば、特許文献１参照）。確かに、この方法または手段は、選択性にも優れ、微量成分に対して有効であるが、非常に親水性の高い対象物質には必ずしも十分な吸着剤、分離膜等とは言い難い場合がある。対象物質類似体であっても、イオン性が高く
、一般的な有機溶剤では可溶化することが出来ないため、高分子材料（鋳型）を作製することができなかった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２１２４５６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の分離材、抽出剤または分離法、抽出法は、目的とする対象物質との相互作用が非選択的であったり、前処理法として試料または対象物中の対象物質を分離または不純物から対象物質を濃縮する際に、抽出する対象物質と不純物との物理化学的特性を考慮し、抽出およぴ洗浄等の条件を詳細に検討する必要が生じ、膨大な時間と費用を要するため、対象物質の迅速かつ簡便な分析法としては問題点が多かった。さらにはシリンドロスパーモプシンのような親水性の高く有機溶剤に不溶性の対象物質に対して、選択性に優れ、かつ微量であっても的確に捕捉、分離または除去できる材料、方法または手段が乏しいのが現状であった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、官能基ＡおよびＢを有する対象物質に対して、該官能基ＡおよびＢのそれぞれと相互作用し得る官能基ａおよびｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料である。
【００１１】
第２の発明は、カチオン性官能基Ａおよびアニオン性官能基Ｂを有する対象物質に対して、アニオン性官能基ａおよびカチオン性官能基ｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料である。
【００１２】
第３の発明は、カチオン性官能基Ａおよびカチオン性官能基Ｂを有する対象物質に対して、アニオン性官能基ａおよびアニオン性官能基ｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料である。
【００１３】
第４の発明は、対象物質または対象物質の一部分もしくは断片の、化学構造、大きさまたは形状の少なくとも１つが共通または類似する擬似化合物の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから対象物質または擬似化合物を除去して得られた、対象物質または擬似化合物に添加または接触させることにより、対象物質または擬似化合物を捕捉または分離する特性を付与したものである高分子材料において、イオン性官能基を有する対象物質または擬似化合物の錯塩の存在下に、反応性化合物を反応させ、該錯塩を除去することを特徴とする高分子材料である。
【００１４】
第５の発明は、イオン性官能基を有する対象物質または擬似化合物が有機溶剤に不溶性である第４の発明記載の高分子材料である。
【００１５】
第６の発明は、カチオン性官能基Ａおよびアニオン性官能基Ｂを有する対象物質に対して、アニオン性官能基ａおよびカチオン性官能基ｂを有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の錯塩の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子の錯塩を除去して得られた、対象物質を含む対象物に添加または接触させることにより、対象物質を捕捉または分離する特性を付与したものであることを特徴とする高分子材料である。
【００１６】
第７の発明は、反応性化合物として、２以上の反応性基を有する架橋性化合物を含むことを特徴とする高分子材料である。
【００１７】
第８の発明は、反応性化合物として、イオン性官能基を有する重合性化合物を含むことを特徴とする高分子材料である。
【００１８】
第９の発明は、上記に記載の高分子材料を、対象物質を含む対象物に添加または接触させ、対象物質を分離または除去することを特徴とする分離方法である。
【００１９】
第１０の発明は、対象物質を含む対象物を接触または濾過させ、対象物質を分離または除去する、上記に記載の高分子材料あるいは該材料を含有または保持してなる担持体である分離材である。
【００２０】
第１１の発明は、上記に記載の高分子材料を用いて、水性液体中に存在する対象物質を分離、濃縮または抽出する選択的固相抽出法である。
【００２１】
なお、先に、選択的に対象物質を捕捉できるモレキュラーインプリンテイング法・鋳型重合法により得られた高分子材料およびその高分子材料を使用した、効率のよい選択的固相抽出法を見出した。さらに、鋭意検討した結果、親水性の高い対象物質に対して、選択的に、かつ微量であっても確実に捕捉、分離、濃縮、抽出または除去できる、モレキュラーインプリンテイング法・鋳型重合法または類似の方法・手段として有効な高分子材料および分離方法、分離材、選択的固相抽出法を見出した。
【００２２】
すなわち、本発明は、毒性物質、有機塩素系化合物等の外因性内分泌攪乱物質等の対象物質、さらには親水性の高い対象物質に対して、該対象物質が有する少なくとも２つの官能基と相互作用（ファンデルワールス結合、水素結合、イオン結合、配位結合等）をし得る官能基を少なくとも２つ有し、しかもその官能基間または官能基の構成原子間の距離が、対象物質の官能基間または官能基の構成原子間の距離と同一または近似している擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから該擬似分子を除去して得られた高分子材料が対象物質の捕捉、分離、分析、濃縮、抽出または除去（以下、総称して「捕捉または分離」とする）に有効であることを見出した。
【００２３】
また、本発明は、対象物質または対象物質の一部分もしくは断片の、化学構造、大きさまたは形状の少なくとも１つが共通または類似する擬似化合物の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから対象物質または擬似化合物を除去して得られた、対象物質または擬似化合物に添加または接触させることにより、対象物質または擬似化合物を捕捉または分離する特性を付与したものである高分子材料において、イオン性官能基を有する対象物質または擬似化合物の錯塩の存在下に、反応性化合物を反応させ、該錯塩を除去することを特徴とする高分子材料である。好ましくは、対象物質が水溶性で、かつ有機溶剤に不溶性であり、高分子材料の製造にはイオン性官能基を有する擬似化合物の錯塩を使用する。従来、水にしか溶けない対象物質や擬似化合物では鋳型の製造が出来なかったため、錯塩を使用することにより製造できるという効果がある。
【００２４】
なお、擬似化合物は、前記擬似分子と同じ化合物であっても、また異なる化合物、つまり、対象物質が有する少なくとも２つの官能基と相互作用をし得る官能基を少なくとも２つ有し、しかもその官能基間または官能基の構成原子間の距離が、対象物質の官能基間または官能基の構成原子間の距離と同一または近似している擬似分子でなくてもよい。
【００２５】
本発明は、対象物質そのものでなくても、２つの官能基およびその官能基もしくは官能基の構成原子間の距離の条件を満たした擬似分子あるいは擬似化合物を使用してモレキュラーインプリンテイングまたは類似の方法で得た高分子材料が、対象物質に対しても選択的に捕捉または分離することを見出したものである。例えば、毒性物質、取扱いが危険な物質等の対象物質であっても、その対象物質を用いることなく、高分子材料が得られる。
【００２６】
本発明は、モレキュラーインプリンテイング法・鋳型重合法または類似の方法により合成した高分子材料を用いる捕捉または分離する方法が、毒性物質や外因性内分泌攪乱物質等の対象物質を選択的に簡便、迅速かつ安価に捕捉または分離するための前処理法となり得ることをも見出した。
【００２７】
なお、本発明の高分子材料により、未知の対象物質を含む対象物に対して使用し、機能性等を検知または予知する検知方法または検知材料としても使用できる。
【００２８】
さらに、本発明はモレキュラーインプリンテイング法または類似の方法により合成した高分子材料を用いる選択的固相抽出法に関するものでもあり、鋳型重合法が膨潤重合法、バルク重合または懸濁重含を用いるものであり、該高分子材料をカラム（カートリッジ）に充填したキットとして用いるものである。
【００２９】
本発明において、「有機溶剤に不溶性」とは、通常使用される炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、エーテル系、ケトン系、エステル系等の有機溶剤には実質的に溶けないことを示す。例えば、シリンドロスパーモプシンの場合、水、メタノールには溶けるが、他の有機溶剤には溶けなず、このようなものを有機溶剤に不溶性と言う。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は、毒性物質や外因性内分泌攪乱物質等の対象物質の化学構造式中に含まれている２つの官能基ＡおよびＢ（ＡおよびＢは同一の官能基でもよい）およびその官能基間もしくは官能基の所定構成原子間の距離に注目し、その官能基ＡおよびＢと相互作用し得る官能基ａおよびｂ（ａおよびｂは同一の官能基でもよい）を有し、官能基ａおよびｂ間または官能基ａの構成原子およびｂの構成原子間の距離が官能基ＡおよびＢ間または官能基Ａの構成原子およびＢの構成原子間の距離と同一または近似した距離を有する擬似分子の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから、該擬似分子を除去または抽出して得られた高分子材料にかかわるものである。
【００３１】
または、対象物質または対象物質の一部分もしくは断片の、化学構造、大きさまたは形状の少なくとも１つが共通または類似する擬似化合物の存在下に、反応性化合物を反応させて得られたものから対象物質または擬似化合物を除去して得られた、対象物質または擬似化合物に添加または接触させることにより、対象物質または擬似化合物を捕捉または分離する特性を付与したものである高分子材料において、イオン性官能基を有する対象物質または擬似化合物の錯塩の存在下に、反応性化合物を反応させ、該錯塩を除去してなる高分子材料である。
【００３２】
なお、擬似化合物としては官能基を１つ有する場合も２つ以上有する場合もあるが、１つ有する擬似化合物を用いた高分子材料では、得られた高分子材料には擬似化合物の型または空間がランダムに配置されるのに対して、擬似分子のごとく２つ有するとき、擬似分子の型または空間が一定に配置される。
【００３３】
官能基としては、一般的な官能基の場合は勿論、化合物の骨格をなす炭素、窒素やイオウ等の原子でその原子が官能基と同じように他の官能基と相互作用する場合も含まれる。官能基の例としては、イオン性官能基が好ましく、カチオン性官能基またはアニオン性官能基である。例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基、４級アンモニウム基、複素環基、水酸基、スルホニル基、イミド基、アシル基、イミダゾール基、シアノ基等である。例えば、複素環基のイオン性を帯びた炭素原子、窒素原子、イオウ原子等であってもよい。また、イオン性官能基以外の官能基であってもよい。
【００３４】
相互作用とは、ファンデルワールス結合、水素結合、イオン結合、配位結合等である。
【００３５】
官能基間または官能基の構成原子間の距離の近似性とは、例えば、対象物質であるシリンドロスパーモプシン（ＣＹＮ）のスルホン酸基のイオウ原子とカルボカチオン（炭素陽イオン）の炭素原子の距離が６．２４２Åであり、擬似分子となり得るトリブチル−（４−カルボキシ−ベンジル）−アンモニウムのカルボキシル基の炭素原子と４級アンモニウム基の窒素原子との距離が６．７０８Åであり、近似性がある。図１にトリブチル−（４−カルボキシ−ベンジル）−アンモニウムおよびＣＹＮの分子模型および化学構造式を示す。分子模型の図にはトリブチル−（４−カルボキシ−ベンジル）−アンモニウムの炭素原子と４級アンモニウム基の窒素原子との距離、ＣＹＮのスルホン酸基のイオウ原子とカルボカチオン（炭素陽イオン）の炭素原子の距離を図示している。
【００３６】
分子の大きさ、形状等により、一律に何％以下での近似とは言えないが、概ね距離の差が２０％以下、好ましくは１５％以下である。
【００３７】
なお、官能基の構成原子間の距離とは、スルホン酸基のイオウ原子、カルボキシル基の炭素原子、４級アンモニウム基に窒素原子、複素環基の窒素原子または炭素原子等の、官能基の主要構成原子またはイオン性を帯びた構成原子等の一つの原子に注目し、その原子と他の官能基の一つの構成原子との距離を示す。また、官能基間の距離では、例えば、イオン半径の中心位置やファンデルワールス半径の中心位置どうしの距離であってもよい。
【００３８】
対象物質の化学構造が明らかであれば、擬似分子を分子設計、計算により選定することができる。なお、対象物質の完全なまたは全ての化学構造が明らかでなくても、すなわち官能基を含む一部の構造が明らかまたは決定できれば、擬似分子の選定は可能である。
【００３９】
対象物質としては、比較的低分子の有機化合物であり、通常、存在しないことが望ましい化合物であり、河川水、湖水、産業廃棄物等の環境試料；生物試料；塗料、インキ等の工業製品等の対象物の中に含まれている可能性がある、あるいは、使用中または使用後に生ずるまたは含まれている物質である。例えば、化学系材料の性能に影響を及ぼす物質、生体に対して悪影響のある物質、環境、衛生性等の問題が示唆されている物質、毒性物質等である。
【００４０】
それらの物質の例としては、ノニルフェノール、ブチルフェノール、ジクロロフェノール、ビスフェノールＡ、スチレン、スチレンダイマー、スチレントリマー、オクタクロロスチレン、フタル酸ブチル、フタル酸プロピル、フタル酸ヘキシル、フタル酸ペンチル、フタル酸ジクロロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジエチルヘキシル、ポリ臭化ビフェニル、アジピン酸ジエチルヘキシル、酢酸ビニル、塩化ビニル等である。また、対象物質としては、有用な化合物であってもよい。
【００４１】
毒性物質としては、河川水、湖水、産業廃棄物等の環境試料、生物試料、工業製品等に含まれる物質であり、例えば、一部の藍藻類が生産する有毒物質として知られているシリンドロスパーモプシン（肝臓毒）、ミクロシスチン（肝臓毒、アオコ毒）、サキストキシン（神経毒）、アナトキシン（神経毒）等の環境毒である。
【００４２】
擬似分子としては、対象物質の２つの官能基ＡおよびＢ（官能基ＡおよびＢは同一の官能基であってもよい）に対して、相互作用し得る官能基ａおよびｂ（官能基ａおよびｂは同一の官能基であってもよい）を有する。しかも、官能基ａおよびｂ間の距離が、対象物質の２つの官能基ＡおよびＢ間の距離と同一または近似している。
【００４３】
本発明では、対象物質が毒性物質、取扱いずらい物質または入手が難しい物質等であっても、その対象物質を使用することなく、比較的安全な化合物、取扱い容易な物質または入手が容易な物質を使用して、本発明に係わる高分子材料を製造することができるという利点を有している。
【００４４】
対象物質、擬似分子または擬似化合物に含まれる官能基としては、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、シアノ基、水酸基、シクロアルキル基、カルボニル基、複素環基等である。
【００４５】
官能基ＡおよびＢと官能基ａおよびｂとの組合せ例としては、（１）スルホン酸基（Ａ）・アミノ基（Ｂ）と４級アンモニウム基（ａ）・カルボキシル基（ｂ）である。
【００４６】
錯塩は、例えばスルホン酸と４級アンモニウムとのイオン結合物または有機ー有機イオン性化合物のように、アニオン性官能基を有する有機化合物と４級カチオン性官能基を有する有機化合物とのイオン結合物または有機ー有機イオン性化合物であり、錯塩にすることにより有機溶剤への溶解性向上や反応系での取扱い容易をはかることができる。
【００４７】
本発明の高分子材料の合成方法としては、擬似分子もしくは擬似化合物および反応性化合物（重合性化合物）を反応させた後、擬似分子もしくは擬似化合物を、溶剤処理等により抽出または除去する方法である。
【００４８】
反応性化合物としては、分子刻印法またはモレキュラーインプリンテイング法の化合物として知られている（メタ）アクリレート類、ビニルベンゼン類、複素環芳香族化合物等の化合物が使用できるが、２以上のビニル基等の重合性基を有する架橋剤、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、アミノ基、シアノ基等の官能基を含む重合性基を有するモノマー、その他の重合性基を有するモノマー、を使用することもできる。好ましくは、２以上のビニル基等の重合性基を有する架橋剤および官能基を含む重合性基を有するモノマー、必要に応じてその他のモノマー、を使用する。
【００４９】
２以上のビニル基等の重合性基を有する架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、テトラメチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート等の二重結合を２つ以上有する化合物である。３ないし４以上の重合性基を有する化合物を使用することも好ましい。
【００５０】
イオン性基である、塩基性基または酸性基等の官能基を含む重合性基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、タクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、グリシジルメタクリレート、酢酸ビニル等の１種または２種以上が使用される。
【００５１】
その他のモノマーとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、スチレン等である対象物質類似体は、官能基を含む重合性基を有するモノマー１モルに対して、例えば、０．０５〜１モル、好ましくは０．１〜０．７モル、より好ましくは０２〜０．５モル程度存在させる。
【００５２】
反応において、その他に、重合開始剤、溶剤、界面活性剤、分散安定剤等が使用される。重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等であり、溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、低級アルコール、クロロホルム、ヘキサン等である。
【００５３】
反応方法としては、懸濁重合、バルク重合、シード重合、分散重合等であり、重合条件としては、例えば４０〜１２０℃で加熱する、または紫外線、電子線等の活性エネルギー線照射を行う。好ましくは、粒径の均一な粒子が得られ易い、シード重合である。
【００５４】
また、本発明材料の利用方法の一つとしての、カラムに詰めた分離材であるような場合には、必要によりフイルターを底に置いた、ロッドに、反応性材料を充填し、反応を行い、さらに擬似分子を抽出または除去することにより、分離のための材をモレキュラーインプリンテイング反応と同時に製造することもできる。
【００５５】
さらに、本発明材料の、カラム等に詰めた分離材により、対象物質の環境測定を行うこともできる。
【００５６】
得られた高分子材料を、擬似分子または擬似化合物を溶解し得る溶剤等で抽出または洗浄して、擬似分子または擬似化合物を高分子材料から除去する。溶剤抽出を行い、さらにソックスレーにて除去することもできる。これ以外の除去方法であってもよい。
【００５７】
必要に応じて、擬似分子または擬似化合物を除去した高分子材料を粉砕し、使用目的に従って、粒度を調整する。例えば、５０〜３００μｍに粒度にすることもできるが得られた高分子化合物の粒度のまま使用することもできる。好ましくは均一な粒度を有する重合方法により得られた高分子材料を使用する。なお、粉砕した後に擬似分子または擬似化合物を高分子材料から除去することもできる。
【００５８】
高分子材料を、低分子量のアルコールや水を含む低分子量のアルコールでコンディショニング処理することによって、捕捉率または吸着率の特性を著しく向上させることもできる。
【００５９】
本発明の高分子材料を、被覆剤等に対しても使用することができ、例えば水性塗料、有機溶剤型塗料、反応硬化型塗料（熱、紫外線、電子線等）、オフセットインキ、グラビアインキ、フレキソインキ、スクリーンインキ、水性接着剤、有機溶剤型接着剤、反応硬化型接着剤、ホットメルト接着剤等であり、別の観点からは、包装材用塗料、包装材用印刷インキ、包装材用接着剤、半導体封止剤等である。これらの化学系材料にレセプター機能を有する高分子材料を添加または混合されるか、接触させることにより、対象物質を捕捉または分離することができる。
【００６０】
本発明では、高分子材料を、対象物質が含まれている可能性がある対象物または未知の対象物に対して、毒性等の機能性の予知または検知方法または予知または検知材料としても使用できる。さらには、潜在的機能性（毒性、衛生性等）を評価したり、機能性を見積もることも可能である。
【００６１】
本発明においては、必要に応じてサイクロデキストリン等の包接化合物、活性炭や、対象物質を捕捉または分離できるその他の材料を、本発明の材料と併用することもできる。
【００６２】
次に、本発明の高分子材料の１例として、トリブチル−（４−カルボキシ−ベンジル）−アンモニウムとパラ−スチレンスルホン酸との錯塩を擬似分子として使用し、２−（ジエチルアミノ）−エチルメタクリレートおよび架橋剤（エチレングリコール  ジメタクリレート）を重合し、洗浄により、トリブチル−（４−カルボキシ−ベンジル）−アンモニウム（？）を除去し、さらにアルキル化して得られた高分子材料によるＣＹＮの吸着および脱着を示す概念図を図２に示す。
【００６３】
【実施例】
次に実施例により、本発明を説明する。実施例は、本発明の１実施態様であり、本発明が実施例のみに制限されるものではない。なお、例中「部」、「％」はそれぞれ重量部、重量％を示す。
〔擬似分子の合成〕
１５部のメチル（４−ブロモメチル）ベンゾエートと１０部の炭酸カリウムを５００部のアセトニトリルに溶解させた。この溶液に１０部のトリブチルアミンを攪拌しながらゆっくりと加えた。次に、この溶液を１００℃まで昇温、窒素雰囲気下で還流しながら２４時間反応を続けた。生成物の確認を薄相クロマトグラフィーで行い、反応が完全に終了した後、得られたトリブチル−（４−メトキシカルボキシベンジル）−アンモニウムクロライドを５００部の１Ｍの塩酸水溶液に溶解させ、窒素雰囲気下、１２０℃で還流しながら２４時間反応を続けた。
薄相クロマトグラフィーにより生成物を確認し、終了後、カラムクロマトグラフィーで精製し、擬似分子であるトリブチル−（４−メトキシカルボキシベンジル）−アンモニウム（Ｔｃｂａ）を得た。
〔ＣＹＮサンプル〕
有毒株（ＣＲＪ−１＝ＡＷＴ２０５）であるＣｙｌｉｎｄｒｏｓｐｅｒｍｏｐｓｉｓ  ｒａｃｉｂｏｒｓｋｉｉを、既定の条件で培養を行い、培養液から遠心分離により培地を取り除き、回収した細胞を凍結乾燥した。
【００６４】
凍結乾燥した有毒細胞を既知の方法により精製した。ＣＹＮの単離はＨＰＬＣを用いた分取によって行った。ＣＹＮの確認は，Ｈ１，  Ｃ１３−ＮＭＲ，  ＧＣ−ＭＳを用いて行い、報告されている結果と一致したため，ＣＹＮであると決定した。
実施例１〔高分子材料（粒子）の合成〕
粒子径均一ポリスチレン種粒子をソープフリー乳化重合法によって作製し、表１に示す反応性化合物を用いて、各高分子材料Ｐ１〜Ｐ５を合成した。合成は、二段階膨潤重合法により行なった。
【００６５】
なお、表１には記載していないが、全ての高分子材料の合成に、架橋剤であるエチレングリコール  ジメタクリレート（ＥＤＭＡ）に対して１％の２，２’−アゾビスー（２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＡＤＶＮ）を開始剤として用い、５０℃で２４時間重合を行なった。また、スチレンスルホン酸と４級アルキルアンモニウムの錯塩は、スチレンスルホン酸を純水に溶解させ、スチレンスルホン酸の１／２等量の４級アルキルアンモニウムが溶解したクロロホルムと混合し、液ー液抽出を行ない、クロロホルム相を回収し、溶媒を取り除くことによって錯塩を得た。他の錯塩も同様にして作製した。
【００６６】
また、表１のＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５については、アルキルアンモニウムを形成させるために、重合、洗浄が終了したポリマー粒子をＤＭＳＯ（ジメチルスルフォキサイド）中に分散し、１０部のヨウ化メチルを加え、７０℃で２４時間反応を行なった。
実施例２（高分子材料（塊状）の合成）
表１に示す組成（ＢＰ１〜ＢＰ３）で塊状ポリマーを調製した。調製したポリマーの略号、組成は表１（ＢＰ１〜ＢＰ３）に示したとおりである。なお，ポリマーに用いた錯塩の調製法，重合条件は，実施例１と同様である。次に、得られたポリマーを粉砕器を用いて粉砕し，メッシュを通して２５μｍ〜４５μｍに分級を行った。
【００６７】
なお、表中の、ＥＤＭＡはエチレングリコールジメタクリレート、ＤＡＥＭＡは２−（ジエチルアミノ）−エチルメタクリレート、Ｔｂａはテトラブチルアンモニウム、Ｅｂａは４−エチル安息香酸、Ｂｔｂａはベンジルトリブチルアンモニウム、Ｔｃｂａはトリブチル−（４−メトキシカルボキシベンジル）−アンモニウム、Ｓｓａはパラースチレンスルホン酸、ＡＮはアセトニトリル、ＥｔＯＨはエタノール、をそれぞれ示す。
【００６８】
【表１】
2004224875.tif 000002
【００６９】
実施例３（ＨＰＬＣ評価）
二段階膨潤重合（実施例１）および塊状重合（実施例２）で得られたそれぞれの高分子材料（ポリマー吸着剤）をスラリー充填法によって、ステンレススチールカラムに充填した。それぞれのカラムを、０．１Ｍ（モル）の塩化ナトリウムおよび１．０Ｍの塩化ナトリウムを含む９０％メタノール水溶液を移動相として評価した。
【００７０】
〔ＨＰＬＣ条件〕
カラム：ＴＳＫ−ｇｅｌ    Ａｍｉｄｅ−８０（１００ｍｍ×２．０ｍｍＩ．Ｄ．）（東ソー）
流速  ：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
温度  ：３０℃
検出器：ＰＤＡ
移動相：９０％メタノール（塩化ナトリウム水溶液）
なお、高分子材料（実施例１）のＨＰＬＣ評価結果では、塩（塩化ナトリウム）の少ない移動相を用いた場合には、いくつかの溶質（対象物質）の保持が大きすぎ、検出が不可能であったため、塩を含む移動を用いて評価を行った。
【００７１】
高分子材料（実施例１）のＨＰＬＣ評価結果を図３に示す。図３は各ポリマー吸着剤（高分子材料）による分離係数αの比較を表す。なお、図３中のＢｔｂａはベンジル  トリブチルアンモニウムを、Ｂｅ−Ｓはベンゼンスルホン酸を示す。ＣＹＮの保持効果については，Ｐ１からＰ３に比べて、Ｐ４、Ｐ５では選択性が高い。これは、二つの相異なる電荷を持つイオン交換基（官能基）が共存しているために、一つの電荷を持つ溶質（対象物質）ＢｔｂａやＢｅ−Ｓについては反発作用が働き、保持を小さくしたものと考えられ、実際にＰ２、Ｐ３においては，上記二つのイオン性溶質についてほとんど保持がというない結果が得られている。それに対して、ＣＹＮは構造内に二つの異なる電荷を持つため、他のイオン性溶質よりも選択的に保持されたことによる。さらに、Ｐ４とＰ５の比較については、Ｐ５においてＣＹＮに対する選択性が高くなっている。この二つのポリマーの違いは、各イオン交換基に対する擬似分子の有無だけであり、イオン交換基付近のサイズがこのような保持の違いを生じたことによる。
【００７２】
また、Ｐ４、Ｐ５における移動相の塩濃度変化に対する分離係数αの比較から、塩濃度が高くなるにつれて、擬似化合物を用いて調製した高分子材料においてＣＹＮに対する選択性が高くなっている傾向が見られる。これは、高塩濃度の条件では、非選択的なイオン相互作用が小さくなり、擬似化合物による識別サイトの効果が大きくなったのではないかと考えられる。
【００７３】
塊状重合により調製した高分子材料のＨＰＬＣ評価結果を図４に示す。合成した擬似分子を用いて調製した高分子材料において、ベンゼンの保持はほとんど変化していないのに対して、ＣＹＮを含むイオン性の溶質（対象物質）の保持が変化していることがわかった。ＢＰ３である擬似分子を用いた高分子材料（ポリマー吸着剤）は、各イオン性官能基が１つしかないＢＰ２では、型または空間がランダムに配置されているのにくらべ、ＢＰ３である擬似分子を用いた高分子材料（ポリマー吸着剤）は、確実に、型または空間が配置されたことにより、より選択性が向上したものと思われる。
【００７４】
つまり、図４に示すように、各イオン性溶質に対する分離係数の比較においては、擬似分子を加えて調製した高分子材料において、ＣＹＮに対する選択性が向上していることが分かる。また、実施例１の高分子材料でも見られたように、塩濃度が高い方が、より選択性が向上している。図１に示すような分子モデリングによる官能基間距離の比較を見ると、擬似分子として用いた物質とＣＹＮの各イオン交換基の距離はかなり類似するものであり、そのために、他のイオン性溶質よりも選択的に保持されたことによる。
実施例４（ＳＰＥ評価）
ＣＹＮの固相抽出を、凍結乾燥した藍藻の抽出液をサンプルとして用いて行った。評価方法を以下の通りである。
・２５  部の凍結乾燥サンプルをメタノールで抽出し、遠心分離を用いて不溶物を取り除き、上澄み液をサンプルとして使用した。
・市販のＯＤＳ、  アニオン交換樹脂（ＡＰ）、カチオン交換樹脂（ＣＰ）０．３  部ずつ  ガラスカートリッジに充填したＰ１、Ｐ４、Ｐ５、ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３を  それぞれメタノール、０．１  Ｍ  ＮａＣｌ水溶液、純水の順で洗浄し、コンディショニ  ングを行った。
・それぞれのカートリッジについて３．０  部のメタノールサンプルを通し、その後、３．０  部のメタノールで洗浄した。次に、３．０  部の０．１  Ｍ  ＮａＣｌ水溶液を用いて洗浄を２回行った。
・各フラクションに含まれるＣＹＮをＨＰＬＣ−ＭＳを用いて定量した。
【００７５】
市販のＯＤＳ、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂カートリッジ、ならびにＰ１、Ｐ４、Ｐ５を用いたＣＹＮの吸着実験結果を図５に示した。この実験結果より、今回使用した市販の固相抽出用カートリッジではＣＹＮはほとんど吸着されておらず、大部分が素通りしていることが確認できる。同様に、イオン性官能基を含まない高分子材料においてもＣＹＮは全く保持されていない。それに対して、本発明に係わる高分子材料であるＰ４、Ｐ５では、ＣＹＮが吸着しており、特に擬似化合物を用いて調製したポリマーであるＰ５においては，素通りフラクションにはＣＹＮが全く含まれていなかった。Ｐ４とＰ５における保持の違いは、ＨＰＬＣで見られた差よりもかなり顕著に現れており、この理由としては、有機溶媒中で高分子材料の重合が行われるために、メタノールを溶媒とした吸着実験の方が、水溶液を用いて評価したＨＰＬＣの場合よりも擬似分子の効果が大きく現れたものである。
【００７６】
さらに、塊状重合で調製したポリマーについての吸着実験の結果を図６に示した。この結果より、イオン性官能基の効果が見られ、さらに、擬似分子の効果が明らかになった。
【００７７】
以上の結果から，今回用いたような非常に親水性の高い物質を選択的に吸着するための、新しい概念の可能性が見出された。なお、実使用を考えた選択的濃縮能については、高分子材料の組成、擬似分子または擬似化合物の選択、モノマーの選択等の最適化ができる。
【００７８】
【発明の効果】
藍藻毒のような非常に親水性の高い物質に対する、選択的濃縮能を有した前処理として、擬似分子または擬似化合物とイオン相互作用を用いた新規吸着剤を見出した。藍藻毒の一つであり、肝臓毒として知られるシリンドロスパーモプシンを１つのモデル化合物として評価した結果、ＨＰＬＣならびにＳＰＥ評価においてシリンドロスパーモプシンに対する選択的吸着能が見られた。したがって、イオン性官能基を含む高親水性物質の選択的濃縮において、それぞれの化合物に応じた最適化を行うことで、選択的濃縮能を有した吸着剤の調製が可能となる。
【００７９】
また、ＣＹＮの単離方法についてはすでにいくつか報告されているが、その全てにＣ１８カラムを用いたステップが含まれており、その分析条件はそれぞれ異なっている。それ故に、それらの分離条件は単なるオクダデシル基による疎水性相互作用が寄与しているわけではなく、残存シラノールがＣＹＮの保持に大きく付与していることが考えられる。実際に完全にエンドキャップを行ったＣ１８カラムを用いて評価すると、ＣＹＮは全く保持されず、ＨＰＬＣ−ＭＳを用いても定性が不可能であった。そこで、これまで行われてきた逆相系による評価ではなく、順相系による手法を提唱した。この手法は、順相系を用いたＣＹＮ分析の初めてであり、これまで報告されてきた方法よりも信頼性が高い定性法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、トリブチル−（４−カルボキシ−ベンジル）−アンモニウムおよびＣＹＮの分子模型および化学構造式を示す。
【図２】は、本発明の高分子材料によるＣＹＮの吸着および脱着を示す概念図を示す。
【図３】は、各高分子材料（Ｐ１〜Ｐ５）による分離係数αの比較を示すグラフである。
【図４】は、各高分子材料（ＢＰ１〜ＢＰ３）による分離係数αの比較を示すグラフである。
【図５】は、各高分子材料（Ｐ１、Ｐ４、Ｐ５）および市販の吸着剤におけるＣＹＮの吸着率の比較を示すグラフである。
【図６】は、各高分子材料（ＢＰ１〜ＢＰ３）におけるＣＹＮの吸着率の比較を示すグラフである。
【図１】
2004224875.tif 000003
【図２】
2004224875.tif 000004
【図３】
2004224875.tif 000005
【図４】
2004224875.tif 000006
【図５】
2004224875.tif 000007
【図６】
2004224875.tif 000008