(57)【要約】【課題】水に不溶で有機溶媒に可溶なＤＮＡ塩を含む、細菌およびカビの生育を阻止する抗菌組成物を提供する。【解決手段】殺菌作用を有する第４級アンモニウム塩の４級アンモニウムカチオンと、ＤＮＡリン酸アニオンとの塩を含む、細菌およびカビの生育を阻止する抗菌組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌作用を有する第４級アンモニウム塩の４級アンモニウムカチオンと、ＤＮＡリン酸アニオンとの塩を含む、細菌およびカビの生育を阻止する抗菌組成物。
【請求項２】
前記４級アンモニウムカチオンは、式１
【化１】
2007091647.tif 000007
または式２
【化２】
2007091647.tif 000008
〔式中、ＲはＣ８〜Ｃ１８長鎖アルキル基であり、Ｒ’およびＲ’’はＣ１〜Ｃ４アルキル基であり、Ｒ’’’はＲ’およびＲ’’と同じかまたはベンジル基である。〕で表される請求項１の抗菌組成物。
【請求項３】
基材と、これに担持させた請求項１または２の抗菌組成物よりなる衛生材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡをベースとする抗菌組成物およびこの組成物を基材に担持させた衛生材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
長鎖アルキル基を有する４級アンモニウム塩が細菌およびカビに対して殺菌作用を有することは古くから知られており、水溶性の塩化物または臭化物の水溶液の形で消毒に使用されている。このため水溶液としてではなく、殺菌ないしは静菌作用を維持しながら水不溶性の塩の提供が望まれる。
【０００３】
ＤＮＡはそのらせん状２本鎖間に種々の分子をインターカレーションするためのホスト材料とすることができる。未変性ＤＮＡはアニオン性であり、水性媒体にしか溶解しない。そのためＤＮＡアニオンを両親媒性カチオンとの複合体とし、有機溶媒に溶けるホスト材料を得ることが報告されている。岡畑ら、Ｊ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．，ＣＨＥＭ．ＣＯＭＭＵＮ．１９９２，１３３９−１３４１参照。この報文の中で著者は両親媒性カチオンがヘキサデシルトリメチルアンモニウムカチオンであるＤＮＡ複合体は水にも有機溶媒にも溶けなかったと述べている。しかしながらこの複合体の抗菌作用についての言及はない。
【発明の開示】
【０００４】
本発明者らは、殺菌作用を有する第４級アンモニウム塩のカチオンとＤＮＡリン酸アニオンとの塩が細菌およびカビに対して広い抗菌スペクトルを示すことを確かめた。この塩は水には不溶であるが有機溶媒には可溶な固体ないし半固体であるため、水溶液以外の形で適用することができる抗菌組成物として有用である。例えば本発明の組成物のフィルムを布、不織布、プラスチックフィルムなどの衛生材料の基材と貼り合わせるか、または有機溶媒の溶液の形でこれら基材を含浸し、創傷、熱傷、褥瘡などの手当のためのガーゼやパッド、感染病予防のためのマスクなどして有用である。
【０００５】
ＤＮＡは生体適合性であり、かつその４級アンモニウムカチオンとの塩は水不溶性であるため、本発明の組成物は低刺激性であり、その抗菌作用は長期間持続する。またこの組成物の連続膜は酸素および水蒸気に対して選択的に高い透過性を有し、皮膚などの適用部位の呼吸を妨げない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ＤＮＡは、天然および合成ＤＮＡのどちらでも良く、用いるＤＮＡの分子量は１００〜１０００万の範囲であるが、特に限定するものではない。インターカレーションを目的としないので１本鎖ＤＮＡでも良い。４級アンモニウムカチオンとの塩を生成させるため、ナトリウム塩のような水溶性のＤＮＡ塩を使用する。
【０００７】
他方の４級アンモニウムカチオンは、クロライドまたはブロマイドの形で市場において容易に入手することができる。
【０００８】
殺菌剤として市販されているいずれの第４級アンモニウム塩も使用できようが、下記の式１または式２を有する第４級アンモニウム塩が特に好ましい。
【０００９】
【化３】
2007091647.tif 000002
【００１０】
【化４】
2007091647.tif 000003
【００１１】
式中、ＲはＣ８〜Ｃ２０長鎖アルキル基であり、Ｒ’およびＲ’’はＣ１〜Ｃ４アルキル基であり、Ｒ’’’はＲ’およびＲ’’と同じかまたはベンジル基である。具体例のいくつかを下に示す。
【００１２】
Ｃ８〜Ｃ２０アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、
Ｃ８〜Ｃ２０アルキルジメチルエチルアンモニウムクロライド、
Ｃ８〜Ｃ２０アルキルジメチルプロピルアンモニウムクロライド、
Ｃ８〜Ｃ２０アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド（ベンズアルコニウムクロライド）
Ｃ８〜Ｃ２０アルキルピリジニウムクロライド、
およびこれらに対応するブロマイド。
【００１３】
本発明のＤＮＡ塩は、水溶液中において、ナトリウム塩のような水溶性ＤＮＡ塩と、該ＤＮＡに対し少なくとも当量の前記アンモニウム塩またはピリジニウム塩を反応させることによって得られる。この際アンモニウム塩またはピリジニウム塩水溶液中に、攪拌下ＤＮＡ塩水溶液を徐々に滴下するのが好ましい。生成する本発明のＤＮＡ塩は水に不溶なため白色沈澱として析出する。これを吸引濾過して集め、精製水でよく洗った後減圧乾燥することにより目的物が得られる。この塩はＤＮＡ２本鎖構造を保持することができる。
【００１４】
生成したＤＮＡ塩はクロロホルム／エタノール混液のような有機溶媒に可溶なため、ガラス板のような基板にキャストし、乾燥して膜とすることができる。また溶液を布、不織布、多孔質プラスチックフィルムのような基材に塗布または含浸し、乾燥してこれら基材に担持されることができる。
【実施例】
【００１５】
以下の実施例は本発明を例証する目的で与えられ限定を意図しない。なお、すべての実施例においてＤＮＡとしてひも状または粉末サケ精子ＤＮＡナトリウム塩（日本化学飼料社製）を用いた。
【００１６】
実施例１  ＤＮＡ／ＣＴＭＡの合成
２Ｌビーカーに超純水１１００ｍｌを入れ、これに分子量６００万のＤＮＡ−Ｎａ  ４ｇ（４．５７×１０−３ｍｏｌ）を加え、マグネチックスターラーで攪拌して溶解した。別の２Ｌビーカーに超純水１１００ｍｌを入れ、セチルトリメチルアンモニウムクロライド（ＣＴＭＡＣｌ）３．４２ｇ（１．０７×１０−２ｍｏｌ）を加えて溶解した。ＤＮＡ−Ｎａ溶液を滴下ロートに移し、ＣＴＭＡＣｌ溶液中に攪拌下ゆっくり滴下した。滴下するとすぐ白色の沈澱が生成した。滴下終了後３時間攪拌を継続し、反応液を冷蔵庫で１２時間静置した。その後白色沈澱物を吸引濾過し、超純水で２〜３回洗浄し、シャーレに生成物を移し、４０℃で１日減圧乾燥した。収率９４％であった。
【００１７】
実施例２  ＤＮＡ／ＣＴＭＡ膜の製造
実施例１で得たＤＮＡ／ＣＴＭＡ０．３ｇをクロロホルム：エタノール（４：１）２２ｇに溶解し、これをガラス板上にキャストし、４０℃で３０分減圧乾燥し、フィルムを得た。
【００１８】
実施例３  ＤＮＡ／ＤＴＭＡの合成
ＣＴＭＡＣｌ  ３．４２ｇに代えて、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド（ＤＴＭＡＣｌ）２．８ｇ（１．０７×１０−２ｍｏｌ）を用いること以外は実施例１と同様にしてＤＮＡ／ＤＴＭＡを得た。収率は９６％であった。
【００１９】
実施例４  ＤＮＡ／ＤＴＭＡ膜の製造
ＤＮＡ／ＣＴＭＡの代りに実施例３で得たＤＮＡ／ＤＴＭＡを使用する以外は実施例２と同様にしてＤＮＡ／ＤＴＭＡ膜を製造した。
【００２０】
実施例５  ＤＮＡ／ＴＤＴＭＡの合成
ＣＴＭＡＣｌ  ３．４２ｇに代えて、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロライド（ＴＤＴＭＡＣｌ）３．５９ｇ（１．０７×１０−２ｍｏｌ）を用いること以外は実施例１に同様にしてＤＮＡ／ＴＤＴＭＡを得た。収率は９４．５％であった。
【００２１】
実施例６  ＤＮＡ／ＴＤＴＭＡ膜の製造
ＤＮＡ／ＣＴＭＡの代りに実施例５で得たＤＮＡ／ＴＤＴＭＡを使用する以外は実施例２と同様にしてＤＮＡ／ＴＤＴＭＡ膜を製造した。
【００２２】
実施例７  ＤＮＡ／ＳＴＭＡの合成
ＣＴＭＡＣｌ  ３．４２ｇに代えて、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド（ＳＴＭＡＣｌ）３．７０ｇ（１．０７×１０−２ｍｏｌ）を用いること以外は実施例１と同様にしてＤＮＡ／ＳＴＭＡを得た。収率９３％であった。
【００２３】
実施例８  ＤＮＡ／ＳＴＭＡ膜の製造
ＤＮＡ／ＣＴＭＡの代りに実施例７で得たＤＮＡ／ＳＴＭＡを使用する以外は実施例２と同様にしてＤＮＡ／ＳＴＭＡ膜を製造した。
【００２４】
実施例９  ＤＮＡ／ＢＤＭＴＤＡの合成
ＣＴＭＡＣｌ  ３．４２ｇに代えて、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロライド（ＢＤＭＴＤＡＣｌ）３．９３ｇ（１．０７×１０−２ｍｏｌ）を用いる以外は実施例１と同様にしてＤＮＡ／ＢＤＭＴＤＡを得た。収率９６％であった。
【００２５】
実施例１０  ＤＮＡ／ＢＤＭＴＤＡ膜の製造
ＤＮＡ／ＣＴＭＡの代りに実施例９で得たＤＮＡ／ＢＤＭＴＤＡを使用する以外は実施例２と同様にしてＤＮＡ／ＢＤＭＴＤＡ膜を製造した。
【００２６】
実施例１１  ＤＮＡ／ＢＣＤＭＡの合成
ＣＴＭＡＣｌ  ３．４ｇに代えて、ベンジルセチルジメチルアンモニウムクロライド（ＢＣＤＭＡＣｌ）４．２３ｇ（１．０７×１０−２ｍｏｌ）を用いる以外は実施例１と同様にしてＤＮＡ／ＢＣＤＭＡを得た。収率９４％であった。
【００２７】
実施例１２  ＤＮＡ／ＢＣＤＭＡ膜の製造
ＤＮＡ／ＣＴＭＡの代りに実施例１１で得たＤＮＡ／ＢＣＤＭＡを使用する以外は実施例２と同様にしてＤＮＡ／ＢＣＤＭＡ膜を製造した。
【００２８】
実施例１３  ＤＮＡ／ＢＤＭＳＡの合成
ＣＴＭＡＣｌ  ３．４ｇに代えて、ベンジルジメチルステアリルアンモニウムクロライド（ＢＤＭＳＡＣｌ）４．５ｇ（１．０７×１０−２ｍｏｌ）を用いる以外は実施例１と同様にしてＤＮＡ／ＢＤＭＳＡを得た。収率９６．５％であった。
【００２９】
実施例１４  ＤＮＡ／ＢＤＭＳＡの製造
ＤＮＡ／ＣＴＭＡの代りに、実施例１３で得たＤＮＡ／ＢＤＭＳＡを使用する以外は実施例２と同様にしてＤＮＡ／ＢＤＭＳＡ膜を製造した。
【００３０】
実施例１５  ＤＮＡ／ＣＰの合成
ＣＴＭＡＣｌ  ３．４ｇに代えて、セチルピリジニウムクロライド（ＣＰＣｌ）３．６ｇ（１．０７×１０−２ｍｏｌ）を用いる以外は実施例１と同様にしてＤＮＡ／ＣＰを得た。収率は殆んど定量的であった。
【００３１】
実施例１６  ＤＮＡ／ＣＰ膜の製造
ＤＮＡ／ＣＴＭＡの代りに、実施例１５で得たＤＮＡ／ＣＰを使用する以外は実施例２と同様にしてＤＮＡ／ＣＰ膜を製造した。
【００３２】
抗菌・防カビ性試験
1. 目的
上の実施例で製造したＤＮＡフィルム８種の抗菌性または防サビ性をバクテリア３種、カビ４種を用いて調べた。使用したフィルムの記号は以下のとおり。
ＬＰ１６：ひも状ＤＮＡ・セチルピリジニウム塩
ＨＰ１６：粉末ＤＮＡ・セチルピリジニウム塩
ＬＢ１６：ひも状ＤＮＡ・ベンジルセチルジメチルアンモニウム塩
ＨＢ１６：粉末ＤＮＡ・ベンジルセチルジメチルアンモニウム塩
Ｌ１１６：ひも状ＤＮＡ・セチルトリメチルアンモニウム塩
Ｈ１１６：粉末ＤＮＡ・セチルトリメチルアンモニウム塩
Ｌ２１６：ひも状ＤＮＡ・ジセチルジメチルアンモニウム塩（比較用）
Ｈ２１６：粉末ＤＮＡ・ジセチルジメチルアンモニウム塩（比較用）
【００３３】
2． 実験方法
・  使用菌株
本研究ではバクテリア3種（Staphylococcus aureus subsp. aureus、Escherichia coli JM109、Bacillus subtilis168）、カビ4種（Penicillium funiculosum、Trichoderma virens、Chaetomium globosum、Aspergillus oryzae）を用いた。
【００３４】
・  使用培地
Staphylococcus aureus subsp. aureusの培養には黄色ブドウ球菌用培地（1％（w/v）ポリペプトン、0.2％（w/v）乾燥酵母エキス、0.1％（w/v）MgSO4・7H2O）を用いた。Escherichia coli JM109およびBacillus subtilis 168の培養にはLuria-Bertani培地（LB培地、1％（w/v）ポリペプトン、0.5％（w/v）乾燥酵母エキス、0.5％（w/v）NaCl）を用いた。またカビ4種（Penicillium funiculosum、Trichoderma virens、Chaetomium globosum、Aspergillus oryzae）の培養にはLB+1％グルコース培地（1％（w/v）グルコース、1％（w/v）ポリペプトン、0.5％（w/v）乾燥酵母エキス、0.5％（w/v）NaCl）を用いた。また寒天培地作成時にはそれぞれ1％（w/v）寒天を加えた。
【００３５】
・  使用DNAフィルム
DNAフィルム8種（LP16、HP16、LB16、HB16、L116、H116、L216、H216；厚み40〜60μm）を用いた。予備実験において滅菌の必要が無いことが確認されたため、本実験では滅菌を行わずに用いた。実験に用いる際には1 cm×1 cmに調整して用いた。
【００３６】
・  抗菌・防カビ性実験
各菌株の前培養には、それぞれの滅菌済み液体培地を5 ml試験管中に分注し、植菌した。その後バクテリアは37℃、180rpmで24時間振とう培養し、カビは30℃、130 rpmで3日間振とう培養した。
それぞれの寒天培地を滅菌後、前培養した菌液を5 %植菌し、滅菌シャーレに分注した。この上に、各種DNAフィルムを静置、硬化させた。これをバクテリアでは37℃で24時間静置培養し、カビでは30℃で6日間静置培養した。
培養後、これらを観察し、フィルムの周りに阻止帯が形成されている場合はこの最長部を計測した（図 1  矢印部）。
【００３７】
3．結果および考察
それぞれ培養後これらを観察し、フィルムおよび、その周囲における菌体の生育状況を6段階に分けて評価した。評価方法を表1に示す。
【００３８】
【表１】
2007091647.tif 000004
【００３９】
この評価法を用いて観察結果を表示した。この結果を表 2に示す。
【００４０】
【表２】
2007091647.tif 000005
【００４１】
全てのフィルムでStaphylococcus aureussubsp. aureusに対して抗菌性が見られた。それに対してTrichoderma virensに対しては防カビ性が見られなかった。またDNAフィルムL216およびH216ではStaphylococcus aureussubsp. aureusを除く全ての菌株に対して抗菌・防カビ性が確認できなかった。
これらの観察結果を液晶デジタルカメラ（QV−2400UX、カシオ計算機株式会社、東京）を用いて撮影した。結果を図２に示す。
図1に見られるようなDNAフィルムと菌体との間に形成されているような阻止帯の最長部を計測した。3連の平均阻止帯最長部を表 3に示す。
【００４２】
【表３】
2007091647.tif 000006
【００４３】
阻止帯が最大となったのがバクテリアでは、Staphylococcus aureus subsp. aureusであり、なかでもL116のDNAフィルムで最大であった。またカビではAspergillus oryzaeで最大であり、なかでもH116のDNAフィルムで最大であった。全体的に見てもL116およびH116で阻止帯は大きく、抗菌・防カビ性が高いと示唆された。それに対してL216およびH216 のDNAフィルムでは阻止帯がほとんど形成されなかったことからも抗菌・防カビ性が低いと示唆された。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】抗菌・防サビ性実験の略図。
【図２】デジタルカメラで撮影した観察結果の写真。A：Staphylococcus aureussubsp. aureus（H116）  B: Escherichia coli JM109（HP16）C: Bacillus subtilis 168（L116）  D: Penicillium funiculosum（H116）E: Trichoderma virens（L116）  F: Chaetomium globosum（L116）G：Aspergillus oryzae（H116）
【図１】
2007091647.tif 000009
【図２】
2007091647.tif 000010