(57)【要約】  水性アルカリ金属水酸化物溶液中でＣＳ２とポリ（α（１→３）グルカン）を合わせることによって形成される溶液が、ポリ（α（１→３）グルカン）のキサンテート化形を生成することが示されている。そのように形成された溶液は、紡糸された繊維が酸性凝固浴中で凝固される場合に、ポリ（α（１→３）グルカン）の繊維へと溶液紡糸するのに有用であることが示されている。そのように製造された繊維は、望ましい物理的性質を示す。使用されたポリ（α（１→３）グルカン）は、発酵によって合成された。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性アルカリ金属水酸化物０．７５〜２モルおよび固形分５〜２０質量％のキサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）を含む溶液であって；前記キサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）の数平均分子量が少なくとも１０，０００ダルトンであり；かつ前記ポリ（α（１→３）グルカン）のキサンテート化度が０．１〜１の範囲である、溶液。
【請求項２】
キサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）の前記固形分が、７．５〜１５％である、請求項１に記載の溶液。
【請求項３】
前記アルカリ金属水酸化物がＮａＯＨである、請求項１に記載の溶液。
【請求項４】
ＮａＯＨの前記濃度が、１．０〜１．７モルである、請求項３に記載の溶液。
【請求項５】
前記キサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）において、グルコース反復単位間の結合の１００％が、α（１→３）グリコシド結合である、請求項１に記載の溶液。
【請求項６】
前記キサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）の数平均分子量が、４０，０００〜１００，０００ダルトンの範囲である、請求項１に記載の溶液。
【請求項７】
水性アルカリ金属水酸化物０．７５〜２モル中に、ＣＳ２、および得られる溶液の全質量に対して、少なくとも１０，０００ダルトンの数平均分子量を特徴とするポリ（α（１→３）グルカン）を５〜１５質量％溶解することによって溶液を形成する工程と、前記溶液を紡糸口金を通して流し、それによって繊維が形成される工程と、前記繊維を酸性液体凝固剤と接触させる工程と、を含む方法であって、ＣＳ２とポリ（α（１→３）グルカン）の質量比が０．１〜１．０の範囲である、方法。
【請求項８】
ポリ（α（１→３）グルカン）７．５〜１５質量％が前記溶液に溶解される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記アルカリ金属水酸化物がＮａＯＨである、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
ＮａＯＨの前記濃度が１．０〜１．７モルである、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリ（α（１→３）グルカン）において、反復単位の１００％がグルコースであり、かつ反復単位間の結合の１００％がα（１→３）グリコシド結合である、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
紡糸前に、前記溶液を１〜８時間静置しておくことをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリ（α（１→３）グルカン）が、４０，０００〜１００，０００ダルトンの範囲の数平均分子量を特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＣＳ２が最後に添加される、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ金属水酸化物水性中のキサンテート化（ｘａｎｔｈａｔｅｄ）ポリ（α（１→３）グルカン）の溶液を溶液紡糸することによって、ポリ（α（１→３）グルカン）の繊維を形成する方法、およびその溶液自体に関する。用いられるポリ（α（１→３）グルカン）は、酵素作用によって合成された。
【背景技術】
【０００２】
今世紀初頭以来、主にセルロース、β（１→４）グリコシド結合を介した天然プロセスによってグルコースから形成されるポリマーの形での多糖が知られている；例えば、非特許文献１を参照のこと。他の多数の多糖ポリマーもそれに開示されている。
【０００３】
多くの既知の多糖の中でもセルロースのみが、繊維として商業的に卓越している。特に、綿、天然セルロースの高純度形が、繊維用途におけるその有益な特性についてよく知られている。
【０００４】
セルロースは、液晶溶液を形成するのに十分な鎖延長および溶解状態での主鎖剛性を示す；例えばＯ’Ｂｒｉｅｎの特許文献１を参照のこと。当技術分野の教示から、十分な多糖の鎖延長はβ（１→４）結合多糖においてのみ達成することができること、その主鎖形状から著しく逸脱すると、秩序相の形成に必要とされる、分子アスペクト比が低くなるであろうことが示唆されている。
【０００５】
さらに最近では、α（１→３）グリコシド結合を特徴とするグルカンポリマーが、唾液連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）から単離されるＧｔｆＪグルコシルトランスフェラーゼと、ショ糖の水溶液を接触させることによって単離されている（非特許文献２）。α（１→３）−Ｄ−グルカンの高度に結晶質の、高度に配向した低分子量フィルムが、Ｘ線回折分析のために製造されている（非特許文献３）。Ｏｇａｗａの文献において、不溶性グルカンポリマーはアセチル化され、そのアセチル化グルカンをクロロホルム中で５％溶液を形成するように溶解し、その溶液をフィルムに流延する。次いで、そのフィルムを１５０℃にてグリセリン中で延伸にかけ、それによってフィルムが配向し、溶液流延フィルムの元の長さの６．５倍にそれが延伸される。延伸後、フィルムを脱アセチル化し、圧力容器内で１４０℃の過熱水中でアニーリングすることによって結晶化させる。このように熱い水性環境に多糖をさらすと、鎖の切断および分子量の減少と共に、それに付随する機械的性質の低下が起こることは当技術分野でよく知られている。
【０００６】
光合成および代謝プロセスにおけるその卓越した役割から、グルコースをベースとする多糖およびグルコース自体が特に重要である。ポリアンヒドログルコースの分子鎖をどちらもベースとするセルロースおよびデンプンは、地球上で最も豊富なポリマーであり、商業的に極めて重要である。かかるポリマーは、その生活環全体にわたって環境的に優しく、かつ再生可能なエネルギーおよび原料資源から構成される。
【０００７】
「グルカン」という用語は、８通りの可能な方法で連結されているβ−Ｄ−グルコースモノマー単位を含む多糖を意味する当技術分野の用語であり、セルロースはグルカンである。
【０００８】
グルカンポリマー内で、その反復モノマー単位は、鎖でつながったパターンに続いて、様々な配置で結合され得る。鎖でつながったパターンの性質は、アルドヘキソース環が閉じてヘミアセタールを形成する場合に、どのように環が閉じるかに一部依存する。グルコース（アルドヘキソース）の開鎖形態は４つの不斉中心を有する（以下参照）。したがって、２４または１６通りの可能な開鎖形態があり、そのＤおよびＬグルコースの開鎖形態は２つである。環が閉じている場合には、新たな不斉中心がＣ１に形成され、したがって５個の不斉炭素が作られる。グルコースに関して、環がどのように閉じるかに応じて、ポリマーにさらに縮合すると、α（１→４）−結合ポリマー、例えばデンプン、またはβ（１→４）−結合ポリマー、例えばセルロースが形成される。ポリマーにおけるＣ１での配置は、αまたはβ結合ポリマーであるかどうかを決定し、αまたはβに続くカッコ内の数字は、鎖つなぎがそれを介して行われる炭素原子を意味する。
【化１】
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【０００９】
グルカンポリマーによって示される特性は、鎖つなぎパターンによって決定される。例えば、セルロースおよびデンプンの非常に異なる特性は、その鎖つなぎパターンの各性質によって決定される。デンプンまたはアミロースはα（１→４）結合グルコースからなり、特に水によって膨潤または溶解することから、繊維を形成しない。一方、セルロースは、β（１→４）結合グルコースからなり、結晶質および疎水性の両方である優れた構造材料を作り、綿繊維としての繊維用途だけでなく、木材形態の構造に一般に使用される。
【００１０】
他の天然繊維と同様に、綿は制約のもとで発展しており、その多糖構造および物理的性質は繊維用途に最適化されていない。特に、綿繊維は短繊維長さであり、断面積および繊度のバリエーションが限定されている繊維であり、かつ非常に骨の折れる、土地集約的なプロセスで製造される。
【００１１】
Ｏ’Ｂｒｉｅｎの特許文献２には、アセチル化ポリ（α（１→３）グルカン）の液晶溶液から繊維を製造するプロセスが開示されている。次に、このように製造された繊維を脱アセチル化し、その結果、ポリ（α（１→３）グルカン）の繊維が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４，５０１，８８６号明細書
【特許文献２】米国特許第７，０００，０００号明細書
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｆｉｂｒｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆ．Ｈａｐｐｅｙ，Ｅｄ．，Ｃｈａｐｔｅｒ８，Ｅ．Ａｔｋｉｎｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９７９
【非特許文献２】Ｓｉｍｐｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ  １４１，ｐｐ．１４５１−１４６０（１９９５）
【非特許文献３】Ｏｇａｗａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｆｉｂｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄｓ，４７，ｐｐ．３５３−３６２（１９８０）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
その新規な溶液から繊維を溶液紡糸することにより、分子量を犠牲にすることなく、高度な配向および結晶質のポリ（α（１→３）グルカン）繊維を提供する、かなりの利点が、そのプロセスにもたらされる。
【００１５】
一態様において、本発明は、水性アルカリ金属水酸化物０．７５〜２モルおよび固形分５〜２０重量％のキサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）を含む溶液に関し；キサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）の数平均分子量は、少なくとも１０，０００ダルトンであり；キサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）のキサンテート化度は０．１〜１の範囲である。
【００１６】
他の態様において、本発明は、水性アルカリ金属水酸化物０．７５〜２モル中に、ＣＳ２、および得られる溶液の全重量に対して、少なくとも１０，０００ダルトンの数平均分子量を特徴とするポリ（α（１→３）グルカン）を５〜２０重量％溶解することによって溶液を形成する工程と、前記溶液を紡糸口金を通して流し、それによって繊維が形成される工程と、前記繊維を酸性液体凝固剤と接触させる工程とを含む方法であって、ＣＳ２とポリ（α（１→３）グルカン）の重量比が０．１〜１．０の範囲である、方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のＰＡＧＸの水性アルカリ金属水酸化物溶液のエアギャップ紡糸または湿式紡糸に適した装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書に値の範囲が示される場合、特に指定がない限り、その範囲の終点を包含することが意図される。本明細書で使用される数値は、ＡＳＴＭ  Ｅ２９−０８  Ｓｅｃｔｉｏｎ  ６に記載の有効数字に関する化学における標準プロトコルに従って得られる有効桁数の精度を有する。例えば、数字４０は、３５．０〜４４．９の範囲を包含するのに対して、数字４０．０は、３９．５０〜４０．４９の範囲を包含する。
【００１９】
「固形分」という用語は、当技術分野の用語である。それは本明細書において、本発明の水性アルカリ金属水酸化物溶液（ＭＯＨ（水性））中のキサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）（ＰＡＧＸ）の重量パーセンテージを意味するために使用される。それは次式：
【数１】
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（式中、ＳＣは「固形分」を表し、Ｗｔ（ＰＡＧＸ）、Ｗｔ（ＭＯＨ（ａｑ））はそれぞれ、ポリ（α（１→３）グルカン）キサンテート（ＰＡＧＸ）および水性アルカリ金属水酸化物の重量である）から計算される。「固形分」という用語は、溶液の全重量に対するキサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）の濃度（重量による）と同義である。
【００２０】
重量パーセントは、「重量％」という用語で表される。
【００２１】
式「ＭＯＨ」は、本発明の実施に適したアルカリ金属水酸化物を意味するために用いられる。式「ＭＯＨ（ａｑ）」は、本発明の実施に適した水性アルカリ金属水酸化物溶液を意味するために用いられる。「ＭＯＨ（ａｑ）の濃度」という表現は、本発明の水性アルカリ金属水酸化物溶液のモル濃度を意味すると理解すべきである。
【００２２】
グルカン、および特にポリ（α（１→３）グルカン）（ＰＡＧ）などのポリマーは、互いに共有結合された、多数のいわゆる反復単位で構成される。ポリマー鎖における反復単位はジラジカルであり、そのラジカル形態は、反復単位間の化学結合を提供する。本発明の目的では、「グルコース反復単位」という用語は、ポリマー鎖において他のジラジカルに連結されたグルコースのジラジカル形態を意味し、それによって前記ポリマー鎖が形成される。
【００２３】
「グルカン」という用語は、繊維の形成に適していない、オリゴマーおよび低分子量ポリマーなどのポリマーを意味する。本発明の目的では、本発明の実施に適したグルカンポリマーは、少なくとも１０，０００ダルトン、好ましくは少なくとも４０，０００〜１００，０００ダルトンの数平均分子量を特徴とする、「ポリ（α（１→３）グルカン）」またはキサンテート化ポリ（α（１→３）グルカン）である。
【００２４】
適切なＰＡＧＸは、０．１〜１の範囲のキサンテート化度を特徴とする。「キサンテート化」という用語は、以下の反応：
【化２】
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に従って、アルカリ金属水酸化物中でヒドロキシル基をＣＳ２と反応させることを意味する、当技術分野の用語である。
【００２５】
本発明の方法で使用するのに適したＰＡＧの場合には、環状ヘキソース反復単位がそれぞれ、潜在的な反応に３つのヒドロキシルを提供し、上記の反応スキームに従ってキサンテートが形成される。「キサンテート化度」という用語は、キサンテートへの反応を実際に受ける、各反復単位における利用可能なヒドロキシル部位の平均パーセンテージを意味する。適切なＰＡＧポリマー分子が受け得る、理論上の最大キサンテート化度は３であり、つまりポリマーにおける一つ一つのヒドロキシル部位が反応を受ける。
【００２６】
本発明に従って、適切なＰＡＧＸポリマーは、０．１〜１の程度までキサンテート化を受けている。これは、平均で反復単位１０個につき１個のヒドロキシル部位から、反復単位１０個につき１０個のヒドロキシルまでがキサンテート化反応を受けており、理論最大値は反復単位１０個につき３０個のヒドロキシル部位となることを意味する。
【００２７】
一態様において、本発明は、水性アルカリ金属水酸化物０．７５〜２モルおよび固形分５〜２０重量％のＰＡＧＸを含む溶液に関し；ＰＡＧＸの数平均分子量は、少なくとも１０，０００ダルトンであり；ＰＡＧＸのキサンテート化度は０．１〜１の範囲である。
【００２８】
一実施形態において、アルカリ金属水酸化物（ＭＯＨ）は水酸化ナトリウムである。更なる実施形態において、ＮａＯＨの濃度は１．０〜１．７Ｍの範囲である。
【００２９】
一実施形態、固形分の濃度は７．５〜１５％の範囲である。
【００３０】
本発明の方法で使用するのに適したＰＡＧは、少なくとも１０，０００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）を特徴とするグルカンであり、ポリマーにおける反復単位の少なくとも９０モル％がグルコース反復単位であり、グルコース反復単位間の結合の少なくとも５０％がα（１→３）グリコシド結合である。好ましくは、反復単位の少なくとも９５モル％、最も好ましくは１００モル％がグルコース反復単位である。好ましくは、グルコース単位間の結合の少なくとも９０％、最も好ましくは１００％がα（１→３）グリコシド結合である。
【００３１】
様々な多糖の単離および精製が、たとえばＴｈｅ  Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ，Ｇ．Ｏ．Ａｓｐｉｎａｌｌ，Ｖｏｌ．１，Ｃｈａｐ．２，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８３に記述されている。本発明に適したα（１→３）多糖を生成する手段では、満足な収率が得られ、純度９０％が適切である。米国特許第７，０００，０００号明細書に開示される、このような一方法において、ポリ（α（１→３）−Ｄ−グルコース）は、当技術分野で教示される方法に従って、唾液連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）から単離されるｇｔｆＪグルコシルトランスフェラーゼと、ショ糖の水溶液を接触させることによって形成される。かかる代替方法において、ｇｔｆＪは、以下で詳述される遺伝子組換えされた大腸菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ）によって生成される。
【００３２】
本発明での使用に適したＰＡＧはさらに、α（１→４）、α（１→６）、β（１→２）、β（１→３）、β（１→４）またはβ（１→６）、またはそのいずれかの組み合わせを含む、α（１→３）以外のグリコシド結合によって連結された反復単位を含み得る。本発明に従って、ポリマーにおけるグリコシド結合の少なくとも５０％がα（１→３）グリコシド結合である。グルコース単位間の結合の好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは１００％がα（１→３）グリコシド結合である。
【００３３】
本発明の溶液は、二硫化炭素を含有するＭＯＨ（ａｑ）に適切なＰＡＧを添加し、完全な混合を得るために攪拌することによって調製される。ＰＡＧＸは、これらの条件下にてその場で形成される。溶液中のＰＡＧＸの固形分は、溶液の全重量に対して５〜２０重量％の範囲である。ＰＡＧＸの固形分が５％未満である場合には、溶液の繊維形成能力が大幅に低下する。１５重量％を超える固形分を有する溶液は、繊維形成にはますます厄介であり、ますます改良された溶液形成技術が必要とされる。
【００３４】
示されるいずれかの実施形態において、ＰＡＧＸの溶解限度は、ＰＡＧＸの分子量、ＭＯＨ（ａｑ）の濃度、キサンテート化度、混合の継続時間、それが形成される時の溶液の粘度、溶液にかけられる剪断力、および混合を行う温度の関数である。一般に、剪断混合が高く、温度が高いほど、溶解性が高いという関連がある。混合の最高温度は、４６℃、ＣＳ２の沸点に制限される。溶解性および曳糸性（ｓｐｉｎｎａｂｉｌｉｔｙ）の観点から、ＭＯＨ（ａｑ）とＣＳ２の最適濃度は、混合プロセスにおける他のパラメーターに応じて変化し得る。
【００３５】
本発明の実施において、キサンテートを形成するためのＣＳ２とＰＡＧとの反応は、室温にて約１〜３時間以内に定量的に起こることが確認されている。その結果形成されたキサンテートは、化学的に不安定であることも確認され、約３６時間の溶解時間後に、完全に分解して様々な副生成物が形成される。したがって、本発明の実施者には、キサンテートの形成に必要な時間の後であり、著しい分解が起こる前に、繊維紡糸のために本発明の溶液を使用する義務がある。したがって、室温で調製される本発明の溶液については、紡糸は好ましくは、キサンテート形成の反応時間に応じて、溶解時間１〜３時間の間に行われる。「溶解時間」という用語は、溶液の成分を最初に合わせた時から経過した時間を意味する。したがって、本発明の方法の好ましい実施形態において、成分を合わせて、１〜３時間静置し、次いで以下に詳述されるように繊維へと紡糸する。実用的な観点から、より好ましいが、化学的にやや好ましさが低い実施形態では、約１〜５時間の溶解時間も適している。
【００３６】
本発明はさらに、水性アルカリ金属水酸化物０．７５〜２モル中に、ＣＳ２、および得られる溶液の全重量に対して、少なくとも１０，０００ダルトンの数平均分子量を特徴とするＰＡＧを５〜１５重量％溶解することによって溶液を形成する工程と；前記溶液を紡糸口金を通して流し、それによって繊維が形成される工程と、前記繊維を酸性液体凝固剤と接触させる工程とを含む方法であって、ＣＳ２とＰＡＧの重量比が０．１〜１．０の範囲である、方法に関する。
【００３７】
一実施形態、アルカリ金属（Ｍ）はナトリウムである。
【００３８】
本発明の方法の更なる実施形態において、適切なＰＡＧは、反復単位の１００％がグルコースであり、グルコース反復単位間の結合の１００％がα（１→３）グリコシド結合である、ＰＡＧである。
【００３９】
本発明の方法において、安定な繊維形成を達成するために溶液中に必要とされるＰＡＧＸの最低固形分は、ＰＡＧＸの分子量、ならびにキサンテート化度に応じて異なる。本発明の実施において、固形分５％が、安定な繊維形成に必要な濃度の近似の下限であることが判明している。固形分＞１５％、特に固形分２０％を超える量では、過剰量の未溶解ＰＡＧＸが存在し、紡糸性能の低下が起こる。少なくとも７．５％の固形分を有する溶液が好ましい。１．０〜１．７Ｍ  ＮａＯＨ溶液中で範囲約７．５％〜約１５％の固形分がさらに好ましい。４０，０００〜１００，０００ダルトンの範囲の数平均分子量および０．１〜１の範囲のキサンテート化度を特徴とするＰＡＧＸが好ましい。
【００４０】
本発明の溶液からの紡糸は、当技術分野で公知の手段によって、Ｏ’Ｂｒｉｅｎの上記の明細書に記載のように達成することができる。粘性紡糸溶液は、ピストンのプッシュまたはポンプの作用などの手段によって単口または多口紡糸口金または他の形状のダイを通して押し出すことができる。紡糸口金の口は、当技術分野で公知のように、円形、平面、マルチローバル（ｍｕｌｔｉ−ｌｏｂａｌ）等のあらゆる断面形状であることができる。次いで、押出されたストランドを従来の手段によって、ＰＡＧＸをＰＡＧに変換する液体凝固剤を含有する凝固浴に通し、そのポリマーが本発明による繊維へと凝固される。
【００４１】
適切な液体凝固剤としては、限定されないが、氷酢酸、水性酢酸、硫酸、および硫酸と、硫酸ナトリウムと、硫酸亜鉛との組み合わせが挙げられる。一実施形態において、液体凝固剤は、０〜１００℃の範囲、好ましくは１５〜７０℃の範囲の温度で維持される。
【００４２】
一実施形態において、凝固浴は氷酢酸を含む。本発明の実施において、液体凝固剤として過剰量の氷酢酸を使用することによって、満足な結果が得られることが判明している。紡糸過程中、紡糸された繊維が凝固剤浴を通る時に、氷酢酸が水性ＮａＯＨを中和し、ＰＡＧＸからＰＡＧが再生される。
【００４３】
好ましい実施形態において、押出し成形は、凝固浴内に直接行われる。当技術分野で「湿式紡糸」として公知のかかる状況において、紡糸口金は一部、または完全に凝固浴内に浸される。紡糸口金および付随する付属器具は、ステンレス鋼または白金／金などの耐食合金製であるべきである。
【００４４】
一実施形態において、次いで、凝固浴から、残留する酸を中和かつ希釈するために設けられた第２浴内に、このように凝固された繊維を通す。第２浴は好ましくは、Ｈ２Ｏ、メタノール、または５％水性ＮａＨＣＯ３、またはその混合物を含有する。水性ＮａＨＣＯ３が好ましい。一実施形態において、１つまたは複数の中和洗浄浴に、巻き取られた繊維のパッケージを各浴において４時間までの時間浸す。５％水性ＮａＨＣＯ３、メタノール、およびＨ２Ｏをそれぞれ含む一連の浴が満足の行くものであることが判明している。
【００４５】
本発明は、以下のその具体的な実施形態でさらに説明されるが、それによって制限されない。
【実施例】
【００４６】
グルコシルトランスフェラーゼ（ＧｔｆＪ）酵素の製造
材料
透析チューブ材料（Ｓｐｅｃｔｒａｐｏｒ  ２５２２５−２２６，分画分子量１２０００）をＶＷＲ（Ｒａｄｎｏｒ，ＰＡ）から入手した。
デキストランおよびエタノールをＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから入手した。ショ糖をＶＷＲから入手した。
Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ  ７１５３消泡剤をＣｏｇｎｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ）から入手した。
他のすべての化学製品は、通常利用される供給業者から入手された。
【００４７】
種培地
発酵槽のスターター培養物を増殖させるのに使用される種培地は、酵母抽出物（Ａｍｂｅｒｘ６９５、１リットル当たり５．０グラム（ｇ／Ｌ））、Ｋ２ＨＰＯ４（１０．０ｇ／Ｌ）、ＫＨ２ＰＯ４（７．０ｇ／Ｌ）、クエン酸ナトリウム二水和物（１．０ｇ／Ｌ）、（ＮＨ４）２ＳＯ４（４．０ｇ／Ｌ）、ＭｇＳＯ４七水和物（１．０ｇ／Ｌ）およびクエン酸鉄アンモニウム（０．１０ｇ／Ｌ）を含有した。５Ｎ  ＮａＯＨまたはＨ２ＳＯ４のいずれかを使用して、培地のｐＨを６．８に調整し、培地をフラスコ内で滅菌した。滅菌後の添加は、グルコース（５０重量％溶液を２０ｍＬ／Ｌ）およびアンピシリン（２５ｍｇ／ｍＬストック溶液を４ｍＬ／Ｌ）を含んだ。
【００４８】
発酵槽培地
発酵槽において使用される増殖培地は、ＫＨ２ＰＯ４（３．５０ｇ／Ｌ）、ＦｅＳＯ４七水和物（０．０５ｇ／Ｌ）、ＭｇＳＯ４七水和物（２．０ｇ／Ｌ）、クエン酸ナトリウム二水和物（１．９０ｇ／Ｌ）、酵母抽出物（Ａｍｂｒｅｘ６９５、５．０ｇ／Ｌ）、Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ７１５３消泡剤（１リットル当たり０．２５ミリリットル、ｍＬ／Ｌ）、ＮａＣｌ（１．０ｇ／Ｌ）、ＣａＣｌ２二水和物（１０ｇ／Ｌ）、およびＮＩＴ微量元素溶液（１０ｍＬ／Ｌ）を含有した。ＮＩＴ微量元素溶液は、クエン酸一水和物  （１０ｇ／Ｌ）、ＭｎＳＯ４水和物合物（２ｇ／Ｌ）、ＮａＣｌ（２ｇ／Ｌ）、ＦｅＳＯ４七水和物（０．５ｇ／Ｌ）、ＺｎＳＯ４七水和物（０．２ｇ／Ｌ）、ＣｕＳＯ４五水和物（０．０２ｇ／Ｌ）およびＮａＭｏＯ４二水和物（０．０２ｇ／Ｌ）を含有した。滅菌後の添加は、グルコース（５０重量％溶液を１２．５ｇ／Ｌ）およびアンピシリン（２５ｍｇ／ｍＬストック溶液を４ｍＬ／Ｌ）を含んだ。
【００４９】
グルコシルトランスフェラーゼ（ｇｔｆＪ）酵素発現株の作製
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）（ＤＮＡ２．０，Ｍｅｎｌｏ  Ｐａｒｋ  ＣＡ）における発現に対して最適化されたコドンを用いて、唾液連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）（ＡＴＣＣ２５９７５）からの成熟グルコシルトランスフェラーゼ酵素（ＧｔｆＪ；ＥＣ２．４．１．５；ＧＥＮＢＡＮＫ（登録商標）ＡＡＡ２６８９６．１、配列番号３）をコードする遺伝子を合成した。核酸産物（配列番号１）をｐＪｅｘｐｒｅｓｓ４０４（登録商標）（ＤＮＡ２．０，Ｍｅｎｌｏ  Ｐａｒｋ  ＣＡ）にサブクローニングし、ｐＭＰ５２として同定されるプラスミド（配列番号２）を産生した。プラスミドｐＭＰ５２を使用して、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５（ＡＴＣＣ４７０７６）を形質転換し、ＭＧ１６５５／ｐＭＰ５２として同定される株を産生した。
【００５０】
本明細書で使用される組換えＤＮＡおよび分子クローニング標準技術は当技術分野でよく知られており、Ｓａｍｂｒｏｏｋ，Ｊ．ａｎｄ  Ｒｕｓｓｅｌｌ，Ｄ．，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ（２００１）；およびＳｉｌｈａｖｙ，Ｔ．Ｊ．，Ｂｅｎｎａｎ，Ｍ．Ｌ．ａｎｄ  Ｅｎｑｕｉｓｔ，Ｌ．Ｗ．，Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｇｅｎｅ  Ｆｕｓｉｏｎｓ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ（１９８４）；およびＡｕｓｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍ．ｅｔ．ａｌ．，Ｓｈｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，５ｔｈ  Ｅｄ．Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ｎ．Ｙ．，２００２に記述されている。
【００５１】
微生物培養に適した材料および方法は、当技術分野でよく知られている。以下の実施例で使用するのに適した技術は、Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ（Ｐｈｉｌｌｉｐｐ  Ｇｅｒｈａｒｄｔ，Ｒ．Ｇ．Ｅ．Ｍｕｒｒａｙ，Ｒａｌｐｈ  Ｎ．Ｃｏｓｔｉｌｏｗ，Ｅｕｇｅｎｅ  Ｗ．Ｎｅｓｔｅｒ，Ｗｉｌｌｉｓ  Ａ．Ｗｏｏｄ，Ｎｏｅｌ  Ｒ．Ｋｒｉｅｇ  ａｎｄ  Ｇ．Ｂｒｉｇｇｓ  Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，Ｅｄｓ．），Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ：Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．（１９９４））；またはＭａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３ｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｈ．Ｂａｌｔｚ，Ｊｕｌｉａｎ  Ｅ．Ｄａｖｉｅｓ，ａｎｄ  Ａｒｎｏｌｄ  Ｌ．Ｄｅｍａｉｎ  Ｅｄｓ．），ＡＳＭ  Ｐｒｅｓｓ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ，２０１０に記載されている。
【００５２】
発酵
発酵における組換えｇｔｆＪの産生
発酵槽における組換えｇｔｆＪ酵素の産生は、上記に記載のように作製されたｇｔｆＪ酵素を発現することによって開始された。種培地のアリコート１０ｍＬを１２５ｍＬ使い捨てバッフル付きフラスコに添加し、２０％グリセロール中の上記で調製された大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５／ｐＭＰ５２の培養物１．０ｍＬをそれに接種した。毎分回転数３００（ｒｐｍ）にて３時間振盪しながら、この培養物を３７℃で増殖させた。
【００５３】
２Ｌ振とうフラスコに種培地０．５Ｌを装入することによって、発酵槽を開始するための種培物を調製した。プレシード培養物１．０ｍＬを無菌的に、フラスコ内の種培地０．５Ｌに移し、３７℃および３００ｒｐｍにて５時間培養した。上述の発酵槽培地８Ｌを３７℃で含有する１４Ｌ発酵槽（Ｂｒａｕｎ，Ｐｅｒｔｈ  Ａｍｂｏｙ，ＮＪ）に、光学濃度５５０ｎｍ（ＯＤ５５０）＞２にて種培養物を移した。
【００５４】
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５／ｐＭＰ５２の細胞を発酵槽内で増殖させ、培地のグルコース濃度が０．５ｇ／Ｌに下がった時に、グルコースの供給（ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  １重量％を含有する５０重量％グルコース溶液）を開始した。１分当たり供給物０．３６グラム（供給物ｇ／分）にて供給を開始し、各時間で供給物０．４２、０．４９、０．５７、０．６６、０．７７、０．９０、１．０４、１．２１、１．４１、１．６３、１．９２、２．２ｇ／分に連続的にそれぞれ増加した。その後、グルコース濃度が０．１ｇ／Ｌを超えたときにグルコース供給を減らすか、または一時的に停止することによって、その速度を一定に維持した。ＹＳＩグルコース分析器（ＹＳＩ，Ｙｅｌｌｏｗ  Ｓｐｒｉｎｇｓ，Ｏｈｉｏ）を使用して、培地のグルコース濃度をモニターした。
【００５５】
細胞がＯＤ５５０７０に達した時に、０．５Ｍ  ＩＰＴＧ（イソプロピルβ−Ｄ−１−チオガラクト−ピラノシド）９ｍＬを添加して、グルコシルトランスフェラーゼ酵素活性の誘導を開始した。溶存酸素（ＤＯ）濃度を空気飽和度２５％にて制御した。最初にインペラー攪拌速度（４００〜１２００ｒｐｍ）によって、後に通気速度（２〜１０標準リットル／分、ｓｌｐｍ）によって、ＤＯを制御した。ｐＨを６．８で制御した。ＮＨ４ＯＨ（１４．５％（重量／体積、ｗ／ｖ））およびＨ２ＳＯ４（２０％（ｗ／ｖ））をｐＨ制御に使用した。背圧を０．５バールで維持した。様々な間隔（２０、２５および３０時間）にて、Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ７１５３消泡剤５ｍＬを発酵槽内に添加し、泡立ちを抑えた。ＩＰＴＧを添加して８時間後に、遠心分離によって細胞を収集し、−８０℃で細胞ペーストとして保存した。
【００５６】
細胞ペーストからのｇｔｆＪ粗製酵素抽出物の製造
上記で得られた細胞ペーストを５０ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．２）に１５０ｇ／Ｌで懸濁し、スラリーを調製した。そのスラリーを１２，０００ｐｓｉでホモジナイズし（Ｒａｎｎｉｅ型装置、ＡＰＶ−１０００またはＡＰＶ１６．５６）、ホモジネートを４℃に冷却した。適度に力強く攪拌しながら、細胞ホモジネート１リットル当たり、フロック（ｆｌｏｃ）溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ番号４０９１３８、５０ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７．０）中にて５％）５０ｇを添加した。攪拌を弱めて、１５分間軽く攪拌した。次いで、４５００ｒｐｍにて３時間、５〜１０℃で遠心することによって、細胞ホモジネートを清澄化にした。粗製ｇｔｆＪ酵素抽出物を含有する上清を３０キロダルトン（ｋＤａ）カットオフ膜で濃縮した（約５倍）。ｇｆｔＪ酵素溶液中のタンパク質の濃度は、ビシンコニン酸（ＢＣＡ）タンパク質アッセイ（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ）によって４〜８ｇ／Ｌであると決定された。
【００５７】
ポリマーの製造、紡糸溶液、および繊維紡糸装置および手順
図１は、本発明の繊維紡糸プロセスで使用するのに適した装置の概略図である。ウォームギヤドライブ１が、制御速度にて、紡糸セル３内に嵌め込まれたピストン上でラム２を駆動する。紡糸セルは、フィルターアセンブリを含有し得る。適切なフィルターアセンブリは、１００および３２５メッシュのステンレス鋼スクリーンを含む。紡糸パック４は、紡糸口金５と、任意に紡糸口金のプレフィルターとしてステンレス鋼スクリーンを含有する。それから製造された押出しフィラメント６を液体凝固浴７内に誘導する。表１に示すすべての実施例において、フィラメントは紡糸口金から、液体凝固浴に直接押出され、紡糸口金の底部は浴に浸漬された。
【００５８】
押出し物は、必要ではないが、前後に動かして、通常Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）ＰＴＦＥ製のガイド８の間の浴に通すことができる。図１には浴の１回通過のみを示す。凝固浴７を出ると、急冷されたフィラメント９がその周りに巻き取られる、独立して駆動されるロール１０を使用して、急冷されたフィラメント９を任意に、延伸ゾーンに誘導することができる。その急冷されたフィラメントは任意に、延伸浴に誘導され、押出されたフィラメントの更なる溶媒抽出、洗浄または延伸など、さらに処理され得る。このようにして製造されたフィラメントを次いで、トラバース機構１２に誘導し、ボビン上の繊維を均一に分配し、巻取装置１３を使用してプラスチックボビンに回収する。一実施形態において、このプロセスは、独立して駆動する複数のロールを含む。
【００５９】
一実施形態において、駆動ロール１０を繊維経路から取り除くが、それにもかかわらず、繊維は延伸浴に浸漬される。その２つは互いに独立している。以下の実施例のすべてにおいて、駆動ロール１０は、繊維経路から取り除かれた。
【００６０】
一実施形態において、多数のフィラメントが、多口紡糸口金を通して押出され、そのように製造されたフィラメントを集束してヤーンが形成される。更なる実施形態において、そのプロセスはさらに、多数のヤーンを同時に製造することができるように、多数の多口紡糸口金を含む。
【００６１】
各実施形態において、製造された繊維の巻取りボビンを、表１に示す液体のバケツに一晩浸した。次いで、このように浸漬された繊維のボビンを少なくとも２４時間、空気乾燥させた。次いで、ＡＳＴＭ  Ｄ２１０１−８２に準拠して、繊維の引張り特性を決定した。
【００６２】
紡糸セル、ピストン、連結チューブ材料、および紡糸口金はすべてステンレス鋼製であった。
【００６３】
繊維の物理的性質の測定
試験片の長さが１０インチであることを除いては、ＡＳＴＭ標準Ｄ２１０１−８２に準拠する方法および装置を使用して、テナシティ、伸びおよび初期弾性率などの物理的性質を測定した。報告される結果は、３〜５個の個々のフィラメント試験の平均である。
【００６４】
製造されたすべての繊維の物理的性質を決定した。その結果を表１に示す。製造された繊維のデニール、テナシティ（Ｔ）（グラム／デニール）（ｇｐｄ）、破断点伸び（Ｅ，％）、および初期弾性率（Ｍ）（ｇｐｄ）などの物理的性質が含まれる。
【００６５】
【表１】
2015518926.tif 000006
【００６６】
【表２】
2015518926.tif 000007
【００６７】
実施例１
ポリマーＰ１の製造
ショ糖（ＶＷＲ番号ＢＤＨ８０２９）１０００ｇ、デキストランＴ−１０（Ｓｉｇｍａ番号Ｄ９２６０）２０ｇ、およびホウ酸（Ｓｉｇｍａ番号Ｂ６７６８）３７０．９８ｇを水約１８Ｌ中で合わせることによって、水性溶液２０リットルを調製した。４Ｎ  ＮａＯＨ（ＥＭＤ番号ＳＸ０５９０−１）溶液を用いて、ｐＨを７．５に調整した。次いで、さらに水を添加し、総体積を２０Ｌにした。次いで、このように調製された溶液に、上記で製造された酵素抽出物１８０ｍｌを装入し、周囲温度にて４８時間静置した。３２５メッシュスクリーンを使用して、ブフナー漏斗で４０マイクロメーターの濾紙に、得られたポリ（α（１→３）グルカン）固形物を収集した。脱イオン水で濾過ケークを洗浄し、上記のように濾過した。脱イオン水での洗浄をさらに３回繰り返した。最後に、メタノールでさらに２回の洗浄を行い、漏斗上で濾過ケークをプレスし、真空中で室温にて乾燥させた。収量：白色のフレーク状固形物２３７．６８グラム。
【００６８】
移動相として３．０％ＬｉＣｌ（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と共に、Ｊ．Ｔ  Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇ，ＮＪから入手したＤＭＡｃを用いて、Ｚｏｒｂａｘ  ＰＳＭ  Ｂｉｍｏｄａｌシリカカラム２個（Ａｇｉｌｅｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）を備えたＧＰＣＶ／ＬＳ２０００（商標）（Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ）クロマトグラフを使用して、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって分子量を決定した。ＬｉＣｌ５．０％と共にＤＭＡｃに試料を溶解した。数平均および重量平均分子量（ＭｎおよびＭｗ）はそれぞれ、１３９，０００および２７９，０００ダルトンであることが分かった。
【００６９】
実施例１  紡糸溶液
２５０ｍＬ広口ガラス瓶にポリマーＰ１  ２５ｇ、５重量％水酸化ナトリウム２２５ｇを装入した。次いで、ＣＳ２（７．５ｇ）をシリンジで添加した。容器はキャップおよびセプタムを備えており、ポリプロピレン製攪拌棒は、セプタムを通して取り付けられていた。内容物を攪拌棒で手作業で混合し、次いで室温にて一晩静置した。翌日、一部溶解した溶液（透明であるが、少量の目に見える粒子を含有する）を、紡糸セルおよび１００および３２５メッシュステンレス鋼スクリーンをなどのピストン含有スクリーンパックに移した。ピストンは、粘性混合物の上に嵌め込まれた。次いで、１３サイクルを通して、電動式ウォームギヤー駆動ラムを使用して、１／４インチのステンレス鋼管材料製のカップラーを介して第１セルと接近して連結された同様に装備された紡糸セル内に混合物を前後にポンプ注入した。
【００７０】
実施例２〜４：繊維紡糸
実施例１の溶液を調製して約２０時間後に、このように調製された溶液を、図１を参照して上述の紡糸装置に供給した。２０穴の紡糸口金に溶液を供給し、各穴は直径０．００３インチ、長さ０．００６インチの円形断面を特徴とする。表１は、実施例２〜４で製造された繊維に用いられた紡糸条件を示す。上述のように図１に図示される装置は、実施例１〜３におけるフィラメント経路から、駆動ロール１０を除去することによって修正された。示される紡糸延伸は、噴射速度よりも速い巻取りを行うことによって達成された。実施例１の溶液は、１００および３２５メッシュスクリーンからなるフィルターアセンブリを有する紡糸パックを通じて、表１に示す速度にて紡糸口金に計量供給された。Ｈ２ＳＯ４８重量％、Ｎａ２ＳＯ４２３重量％、およびＺｎＳＯ４０．５重量％を含有する水凝固浴内に紡糸口金を浸した。フィラメントを直接、表１に示す温度で垂直に急冷浴内に押出した。長さ６フィートの凝固浴内での更なる滞留時間は、示すように４．１または１１フィーとの総浸漬距離に対して、更なるガイドピン（８）上に繊維を誘導することによって増加した。実施例２および３において、凝固浴から取り出すと、このように凝固されたフィラメントは、表１に示す巻取り速度にて横断ガイド（ｔｒａｖｅｒｓｉｎｇ  ｇｕｉｄｅ）を有する、速度制御された巻取装置に向けられた。実施例４において、表１に示す長さおよび温度のメタノールの第２浴に、凝固フィラメントが誘導された。各実施例において、数百フィートの繊維がボビンに巻き取られた。巻き取りに続いて、実施例２〜４の繊維ボビンを、それぞれ５％ＮａＨＣＯ３、ＭｅＯＨ、およびＨ２Ｏ浴にそれぞれ約４時間の間、逐次浸漬した。物理的測定にかける前に繊維を空気乾燥させ、物理的性質を決定した；その結果を表１に示す。
【００７１】
【表３】
2015518926.tif 000008
【００７２】
【表４】
2015518926.tif 000009
【００７３】
【表５】
2015518926.tif 000010
【００７４】
実施例５〜１１
ポリマーＰ２の製造
ｐＨ調整ショ糖／デキストラン／ホウ酸溶液に、酵素抽出物１８０ｍｌの代わりに酵素抽出物２００ｍｌを添加したことを除いては、実施例１におけるポリマーＰ１の製造に使
用された材料および手順を用いて、ポリ（α（１→３）グルカン）ポリマーを合成し、洗浄し、単離した。収量：白色のフレーク状固形物２４６．０８グラム。
【００７５】
ポリマーＰ１のＭｎおよびＭｗは、それぞれ１２９，０００および２７０，０００であると決定された。
【００７６】
実施例５：紡糸溶液
２５０ｍＬ広口ガラス瓶にポリマーＰ２  １８ｇ、４．５重量％水酸化ナトリウム２２５ｇを装入した。次いで、ＣＳ２（２．７ｇ）をシリンジで添加した。容器はキャップおよびセプタムを備えており、ポリプロピレン製攪拌棒は、セプタムを通して取り付けられていた。内容物を攪拌棒で手作業で混合し、次いで室温にて一晩静置した。７２時間後、一部溶解した溶液を紡糸セルおよび３２５メッシュステンレス鋼スクリーンを含むピストン含有スクリーンパックに移した。ピストンは、粘性混合物の上に嵌め込まれた。次いで、１３サイクルを通して、電動式ウォームギヤー駆動ラムを使用して、１／４インチのステンレス鋼管材料製のカップラーを介して第１セルと接近して連結された同様に装備された紡糸セル内に混合物を前後にポンプ注入した。
【００７７】
実施例６〜１１：紡糸
表１に示す条件下にて、上記の実施例２〜４の繊維の手法で実施例５の紡糸溶液から、実施例６〜１１の繊維を紡糸した。実施例６〜９において、５％Ｈ２ＳＯ４（水溶液）を含有する凝固浴に直接、フィラメントを押出した。実施例１０では、氷酢酸を含有する凝固浴に直接、繊維を押出した。実施例１１では、５０／５０（体積比）酢酸／水内で、総浸漬距離３、４．３、または４．５フィート間で更なるガイドピン（８）上に繊維を誘導することによって、凝固浴内での更なる長さが得られた。実施例６ではなく、実施例７〜１１において、このように凝固されたフィラメントを凝固浴から取り出すと、表１に示す長さおよび温度でメタノールの第２浴（１１）にそれを通した。実施例６の繊維は、巻取り装置に直接誘導された。表１に示す巻取り速度にて、第２浴から、実施例７〜１１の凝固繊維を巻取り装置に誘導した。繊維のボビンを実施例２〜４と同様に浸漬した。
【００７８】
物理的性質を決定した；その結果を表１に示す。
【００７９】
実施例１２〜１５
実施例１２  紡糸溶液
２５０ｍＬ広口ガラス瓶にポリマーＰ２  ２０ｇ、４．５重量％水酸化ナトリウム１８０ｇを装入した。次いで、ＣＳ２（３．０ｇ）をシリンジで添加した。容器はキャップおよびセプタムを備えており、ポリプロピレン製攪拌棒は、セプタムを通して取り付けられていた。内容物をプラスチック製攪拌棒で手作業で混合し、次いで２日間置した。２×１００メッシュ、１×３２５メッシュおよび２×２０メッシュのステンレス鋼を備えた３００ｍＬステンレス鋼シリンダーに、その一部溶解した溶液を移した。ピストンは、粘性混合物の上に嵌め込まれた。次いで、１３サイクルを通して、電動式ウォームギヤー駆動ラムを使用して、１／４インチのステンレス鋼管材料製のカップラーを介して第１セルと接近して連結された同様に装備された紡糸セル内に混合物を前後にポンプ注入した。
【００８０】
実施例１３〜１５：紡糸
表１に示す条件下にて、上記の実施例２〜４の繊維の手法で実施例１２の紡糸溶液から、実施例１３〜１５の繊維を紡糸した。表１に示す温度で５％Ｈ２ＳＯ４（水溶液）に直接、繊維を押出した。凝固浴から取り出すと、このように凝固された繊維を表１に示す巻取り速度で巻取り装置に誘導した。実施例１４および１５の凝固繊維を最初に、表１に示す第２浴に通した。繊維のボビンを実施例２〜４と同様に浸漬し、乾燥させた。
【００８１】
物理的性質を決定した；その結果を表１に示す。
【００８２】
実施例１６
ポリマーＰ３の製造
ｐＨ調整ショ糖／デキストラン／ホウ酸溶液に、抽出物１８０ｍｌの代わりに酵素抽出物２００ｍｌを添加したことを除いては、実施例１におけるポリマーＰ１の製造に使用された材料および手順を用いて、ポリ（α（１→３）グルカン）ポリマーを合成し、洗浄し、単離した。収量：白色のフレーク状固形物２２８．５２グラム。Ｍｎは１３２，０００ダルトンであり；Ｍｗは３０１，０００ダルトンであった。
【００８３】
実施例１６  紡糸溶液
２５０ｍＬ広口ガラス瓶にポリマーＰ３  １８ｇ、４．５重量％水酸化ナトリウム２２５ｇを装入した。容器はキャップおよびセプタムを備えており、ポリプロピレン製攪拌棒がセプタムを通して取り付けられていた。内容物を攪拌棒で手作業で混合し、次いで室温で一晩静置した。翌朝、シリンジで次にＣＳ２（５．４ｇ）を添加した。ＣＳ２を添加した後、一部溶解した溶液をすぐに、３２５メッシュステンレス鋼スクリーンを含むピストン含有スクリーンパックに移した。ピストンは、粘性混合物の上に嵌め込まれた。次いで、１３サイクルを通して、電動式ウォームギヤー駆動ラムを使用して、１／４インチのステンレス鋼管材料製のカップラーを介して第１セルと接近して連結された同様に装備された紡糸セル内に混合物を前後にポンプ注入した。
【００８４】
実施例１７〜２３  繊維紡糸
表１は、実施例１７〜２３で製造された繊維に使用された紡糸条件を示す。上記の図１に詳述される装置は、フィラメント経路から駆動ロール１０を取り除くことによって変更された。紡糸延伸は、噴射速度よりも速い巻取りを行うことによって達成された。このようにして調製された紡糸溶液は、１００および３２５メッシュスクリーンからなるフィルターアセンブリを有する紡糸パックを通じて、表１に示す速度にて、直径０．００３インチ、長さ０．００６インチの穴を有する２０穴紡糸口金に計量供給された。表１に示す凝固浴温度にて、実施例１７〜１９については５％Ｈ２ＳＯ４、実施例２０〜２３については１０％Ｈ２ＳＯ４内に、フィラメントを直接押出した。凝固浴から取り出すと、表１に示す長さおよび温度にて、このように凝固されたフィラメントをメタノールの第２浴（１１）に通し、そこから巻取り装置に誘導した。実施例１７、２０、および２１のフィラメントは直接、巻取り装置に誘導された。実施例２３の場合の第２浴は水で満たされた。繊維紡糸は、二硫化炭素を添加して８時間以内に完了した。
【００８５】
繊維ボビンを５％ＮａＨＣＯ３に１５分間浸漬し、次いで水に一晩浸漬した。次いで、ボビンを取り出し、物理的測定にかける前に空気乾燥させた。
【００８６】
実施例２４
紡糸溶液
２５０ｍＬ広口ガラス瓶にポリマーＰ３  ３２．９ｇ、５重量％水酸化ナトリウム２２０ｇを装入した。容器はキャップおよびセプタムを備えており、ポリプロピレン製攪拌棒がセプタムを通して取り付けられていた。内容物を攪拌棒で手作業で混合し、次いで室温で一晩静置した。翌朝、シリンジで次にＣＳ２（９．９ｇ）を添加した。ＣＳ２を添加した後、一部溶解した溶液をすぐに、３２５メッシュステンレス鋼スクリーンを含むピストン含有スクリーンパックに移した。ピストンは、粘性混合物の上に嵌め込まれた。次いで、１１サイクルを通して、電動式ウォームギヤー駆動ラムを使用して、１／４インチのステンレス鋼管材料製のカップラーを介して第１セルと接近して連結された同様に装備された紡糸セル内に混合物を前後にポンプ注入した。
【００８７】
実施例２５〜３１
繊維紡糸
表１は、実施例２５〜３１で製造された繊維に使用された紡糸条件を示す。上記の図１に詳述される装置は、実施例２５〜２７ではフィラメント経路から駆動ロール１０を取り除くことによって変更された。紡糸延伸は、噴射速度よりも速い巻取りを行うことによって達成された。このようにして調製された紡糸溶液は、１００および３２５メッシュスクリーンからなるフィルターアセンブリを有する紡糸パックを通じて、表１に示す速度にて、直径０．００３インチ、長さ０．００６インチの穴を有する２０穴紡糸口金に計量供給された。表１に示す凝固浴温度にて、実施例２５〜３０については１０％Ｈ２ＳＯ４、実施例３１については氷酢酸内に、フィラメントを直接押出した。凝固浴から取り出すと、表１に示す長さおよび温度にて、このように凝固された実施例２６、２７、および３０のフィラメントを水の第２浴（１１）に通し、そこから巻取り装置に誘導した。実施例２５、２８、２９、および３１のフィラメントは直接、巻取り装置に誘導され、第２浴には通さなかった。繊維紡糸は、紡糸溶液に二硫化炭素を添加して８時間以内に完了した。
【００８８】
繊維ボビンを５％ＮａＨＣＯ３に一晩浸漬し、次いで水にさらに１日浸漬した。次いで、ボビンを取り出し、物理的測定にかける前に空気乾燥させた。
【００８９】
実施例３２〜４４、および比較例Ａ〜Ｗ
３６種類の溶液を調製して、溶解パラメーターを定義し、その結果、繊維紡糸に適した溶液が得られた。実施例３２〜４４および比較例Ａ〜Ｗそれぞれに関して、表２に示す水性アルカリ金属水酸化物を４０ｍｌガラスバイアルに装入した。アルカリ金属水酸化物溶液の濃度（重量％）およびそのアルカリ金属水酸化物の量も表２に示す。次いで、ポリマーＰ１  ２ｇを各バイアルに添加した。表２に示す量で二硫化炭素（ＣＳ２）を添加し、バイアルはセプタムを備えており、ポリプロピレン攪拌棒がそのセプタムを通して取り付けられていた。内容物をプラスチック製スターラーで手作業で混合し、次いで間欠的に混合しながら室温で少なくとも１２時間静置した。目視検査によって、表２に示す溶解性の等級を決定した。透明な溶液は完全に溶解しているとみなされ；一部溶解している溶液は、さらに激しく混合すれば完全に溶解することができると考えられるため、いくつかの小粒子が浮遊している溶液もまた、溶解しているとみなされた。大きな未溶解の粒子を含む混濁した溶液は、溶解していないとみなされた。
【００９０】
【表６】
2015518926.tif 000011
【００９１】
【表７】
2015518926.tif 000012
【００９２】
実施例４５：ＮＭＲ分光法を用いたグルカンキサンテートの形成および分解の決定
水性水酸化ナトリウム（４．５重量％）２５ｍｌにポリ（α（１→３）グルカン）２ｇを溶解した。溶解が完了した後、二硫化炭素０．６ｇを添加し、その結果形成された混合物を次いで、機械的に攪拌し、シリンジおよび針を使用して、Ｎｅｗ  Ｅｒａ  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，Ｉｎｃから販売されている外径４．１ｍｍの特殊な試料チューブにすぐに移した。チューブをキャップし、ＮＭＲロック溶媒（ｌｏｃｋ  ｓｏｌｖｅｎｔ）としてＤ２Ｏ６０μＬを含有する、標準７インチ、５ｍｍ  ＮＭＲチューブ内に下げた。これらの同心円チューブを小さなベンチトップ型遠心機に入れ、数分間回転させて、試料を内管の底に集め、試料からすべての気泡を除去した。ＮＭＲチューブを遠心機から取り出し、ｚ勾配を有する５ｍｍＣＰＤＵＬ凍結探針を備えたＢｒｕｋｅｒ  ５００ＭＨｚ  Ａｖａｎｃｅ  ＩＩ分光計の磁石に置いた。ポリ（α（１→３）グルカン）の形成および分解を調べるために、一連の連続した実験を開始する前に、プローブを調整し、磁石をシム調整した。各実験は、スペクトル幅３３３３３．３Ｈｚ（２６５．０ｐｐｍ）、送信器オフセット１６０ｐｐｍ、取得時間０．４９１６秒間に３２７６８の時間領域ポイントと共に、Ｂｒｕｋｅｒｚｇｉｇパルス系列を使用して獲得された。パルス間で３秒の遅れが使用され、各実験に対して３０００スキャンが獲得され、各実験で合計時間２時間５６分となった。
【００９３】
ベースラインロールを抑え、かつより良いピーク積分を得るために、各実験からのデジタルデータをアナログデータに変換し、その結果、後退線形予測（ｂａｃｋｗａｒｄ  ｌｉｎｅａｒ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）を実施することができた。各データセットの最初の１２ポイントは、最初の１０２４データポイントに基づくＢｒｕｋｅｒ'ｓ線形予測データ処理を用いて、置換された。変換される前に２．０Ｈｚ指数関数を、自由誘導減衰（Ｆｒｅｅ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｄｅｃａｙ）に掛けた。キサンテート置換の程度を決定するために、２３２．５ｐｐｍで中央に位置する、キサンテート炭素の積分領域は、内部較正として使用された９５．６〜１００．９ｐｐｍでのグルカンＣ１アノマー炭素の積分領域（１．００に設定）と比較された。このシリーズの実験のどのポイントにおいても、遊離ＣＳ２の１３Ｃのシグナル（１９３．７ｐｐｍ）が確認されなかったのに対して、トリチオ炭酸ナトリウム（２６９．４ｐｐｍ）と炭酸ナトリウム（１６８．４ｐｐｍ）のシグナルが、時間の経過によるグルカンキサンテート分解の副生成物として存在した。結果を表３に示す。
【００９４】
【表８】
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【図１】
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【国際調査報告】
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