專利名稱：Dna擔(dān)載纖維、dna擔(dān)載纖維片材和它們的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及DNA擔(dān)載纖維，其在經(jīng)由吸附和消除誘變劑以從環(huán)境中消除作用于有機(jī)體的基因并引起變異的誘變劑的環(huán)境凈化中是有用的，并在選擇性地將各種物質(zhì)分離的物質(zhì)分離中也是有用的。本發(fā)明也涉及所述DNA擔(dān)載纖維的制備方法，以及包含所述DNA擔(dān)載纖維的片材。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)生物學(xué)個(gè)體的復(fù)制的研究進(jìn)展，研究的主題已超越了理解生命活動(dòng)并且現(xiàn)在朝向使用在這一活動(dòng)中發(fā)揮主要作用的基因，尤其是顯示各種在體外發(fā)揮作用的基因(下文中簡(jiǎn)稱為DNA(脫氧核糖核酸))。
舉例來(lái)說(shuō)，日本專利申請(qǐng)未審公開(kāi)號(hào)H1 0-175994(專利文件1)公開(kāi)了將DNA固定在各種固定用載體上的技術(shù)。根據(jù)這一公開(kāi)的技術(shù)，固定用載體由無(wú)機(jī)固體材料組成并且可以按粉末、塊體、薄膜、板、管子、纖維，它們的組合，由它們組成的多孔材料等形式成型。如其中所述，固定用載體的組成包括氧化物、復(fù)合氧化物、碳化物、鹵化物、硝酸鹽、磷酸鹽和硫酸鹽。更具體地，各種各樣的形式如磷酸鹽和鈣鹽如羥磷灰石，硅膠和其它的硅酸鹽，玻璃棉，石棉和它們的機(jī)織和非機(jī)織布可能適用于所述固定用載體的組成。以此類形式固定的DNA不限于單獨(dú)使用的DNA并且例子是與多糖、其衍生物或蛋白質(zhì)如膠原一起固定的DNA，和作為與藻酸的配合物固定的DNA。該專利文件1描述了檢驗(yàn)按各種形式構(gòu)成的固定DNA的復(fù)合材料的其中固定的DNA的洗脫速率以及對(duì)固定了DNA的復(fù)合材料在吸附作為誘變劑的溴化乙錠的活性方面的評(píng)價(jià)結(jié)果。
另外，日本專利申請(qǐng)未審公開(kāi)號(hào)2001-081098(專利文件2)公開(kāi)了水不溶性的DNA交聯(lián)產(chǎn)物和使用該水不溶性DNA交聯(lián)產(chǎn)物作為環(huán)境凈化材料的方法。這一水不溶性的DNA交聯(lián)產(chǎn)物已經(jīng)通過(guò)在其中雙束DNA在水中或沒(méi)有溶劑的條件下使用UV輻射使該雙束DNA交聯(lián)而獲得。在水溶性DNA的水溶液或類似物用來(lái)涂覆形成所述溶液的層或薄膜的擔(dān)載體之后，通過(guò)UV輻射使DNA自交聯(lián)和不溶。優(yōu)選用于這一技術(shù)的DNA的例子是衍生自魚(yú)的精巢或動(dòng)物的胸腺的那些并且具體的例子是得自鮭魚(yú)、青魚(yú)和鱈魚(yú)精(精巢)的DNA或具有聚(dA)-聚(dT)型序列的合成DNA。此類擔(dān)載體的形狀和材料包括板、球體(例如，直徑為0.1mm或10mm的球體)或纖維，它們可以具有多孔結(jié)構(gòu)。其中公開(kāi)的它們的其它實(shí)例包括如合成樹(shù)脂、玻璃、陶瓷、金屬或天然纖維(例如，纖維素或紙漿以及它們的化學(xué)加工產(chǎn)物)。此類交聯(lián)產(chǎn)物在應(yīng)用如過(guò)濾介質(zhì)(例如，香煙過(guò)濾器、空氣清潔器的氣體過(guò)濾介質(zhì)，和飲用水、可食用水、飲料和食品的液體過(guò)濾介質(zhì))、用于固定環(huán)境激素和有毒金屬的吸附劑和環(huán)境凈化材料中是有用的。
另一方面，日本專利申請(qǐng)未審公開(kāi)號(hào)2004-003070(專利文件3)公開(kāi)了纖維或纖維片材，所述纖維或纖維片材具有至少一個(gè)包含熱塑性樹(shù)脂的表面并且攜帶固定到所述表面上的固體顆粒，以及所述纖維或纖維片材的制造方法。當(dāng)與常規(guī)的采用粘結(jié)劑等將固體顆粒固定到纖維中的技術(shù)相比，這一文獻(xiàn)中描述的技術(shù)可以提供其中固體顆粒均勻地粘結(jié)到纖維的表面上且它們的表面性質(zhì)得到有效保持的纖維或纖維片材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已經(jīng)建議了固定了DNA的材料作為能夠促進(jìn)各種各樣的應(yīng)用如誘變劑等的吸附和消除和物質(zhì)分離的材料。此類固定了DNA的材料可以通過(guò)一種方法應(yīng)用于過(guò)濾介質(zhì)等，在該方法中，將預(yù)先成型為片狀的纖維或纖維片材用包含DNA的分散溶液直接地涂覆，以致所述DNA與所述纖維或纖維片材粘結(jié)并受到所述纖維或纖維片材擔(dān)載。使用分散溶液的這一方法可能存在問(wèn)題，例如限制在固定了DNA的材料上擔(dān)載的DNA的量和堵塞纖維之間的細(xì)孔。當(dāng)采用其中將DNA材料直接地嵌入熱塑性纖維中的方法時(shí)，在捏合進(jìn)入纖維和熔融紡絲過(guò)程中，所述固定了DNA的材料暴露于高溫下較長(zhǎng)時(shí)間。因此，許多情況下，該方法存在必然使DNA的功能惡化的問(wèn)題。因此，在目前情形下，不存在對(duì)與以下情況有關(guān)的問(wèn)題的有效解決方案，即在用于將DNA與具有由熱塑性樹(shù)脂組成的表面的纖維熔化的技術(shù)中將有低熱穩(wěn)定性的物質(zhì)例如DNA固定。
在此情形下，強(qiáng)烈需要開(kāi)發(fā)適合于纖維介質(zhì)的DNA擔(dān)載纖維，其降低DNA的穩(wěn)定性的惡化并高效地表現(xiàn)DNA的功能。因此，本發(fā)明的目的是提供能夠維持DNA的穩(wěn)定性并且有效地表現(xiàn)DNA的吸附性能的DNA擔(dān)載纖維并且提供在各種使用所述DNA擔(dān)載纖維的應(yīng)用中有用的DNA擔(dān)載片材。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)第一個(gè)發(fā)明的DNA擔(dān)載纖維是具有與固定了DNA的顆粒粘結(jié)的表面的DNA擔(dān)載纖維，其特征在于所述固定了DNA的顆粒是其中DNA固定在多孔基體中的顆粒。
根據(jù)本申請(qǐng)第二個(gè)發(fā)明的DNA擔(dān)載纖維片材的特征在于將根據(jù)第一個(gè)發(fā)明的DNA擔(dān)載纖維成型成作為纖維集合體的片材。
此外，根據(jù)本申請(qǐng)第三個(gè)發(fā)明的DNA擔(dān)載纖維的制備方法是制備具有與固定了DNA的顆粒粘結(jié)的表面的DNA擔(dān)載纖維的方法，其特征在于包括步驟通過(guò)以下方式將其中DNA固定在多孔基體中的固定了DNA的顆粒熱封到包括纖維的熱塑性樹(shù)脂的表面上，即通過(guò)在加熱下將所述固定了DNA的顆粒提供給所述纖維的表面。
根據(jù)本申請(qǐng)的發(fā)明，使用其中DNA固定在多孔基體中的固定了DNA的顆粒顯著地改進(jìn)DNA對(duì)熱的穩(wěn)定性等并且允許容易和牢固地將DNA固定在纖維的表面上而不會(huì)損壞DNA的功能。所獲得的DNA擔(dān)載纖維可以用作織物，非機(jī)織布等的纖維材料。例如，使用這一DNA擔(dān)載纖維的布、纖維束，片材或非機(jī)織布可以用作纖維介質(zhì)、吸附劑等等，它們可以顯著地改進(jìn)與氣體或液體的接觸效率并且可以充分地顯示源自DNA的吸附功能。另外，本發(fā)明有利地用作過(guò)濾器，其當(dāng)用于水中時(shí)可以大大地降低DNA的洗脫并且不太可能經(jīng)歷由微生物等引起的DNA分解，原因在于該DNA被約束在多孔基體中。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)以下描述并結(jié)合其附圖
而變得明顯，其中在整個(gè)描述中類似的參考符號(hào)表示相同或相似的部分。
實(shí)施本發(fā)明實(shí)施方案的最佳方式本發(fā)明提供具有與固定了DNA的顆粒粘結(jié)的表面的DNA擔(dān)載纖維，包含這一DNA擔(dān)載纖維的DNA擔(dān)載纖維片材，由所述DNA擔(dān)載纖維片材組成的DNA擔(dān)載過(guò)濾器，和所述DNA擔(dān)載纖維的制備方法。本發(fā)明中所使用的“固定了DNA的顆?！笔侵钙渲蠨NA固定在多孔基體中的固體顆粒。固定的DNA維持本發(fā)明想要的吸附功能。多孔基體是劃分大量細(xì)孔的壁式部分并且呈現(xiàn)例如包含孔隙的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式，所述孔隙充當(dāng)細(xì)孔和劃分細(xì)孔的細(xì)孔壁。這一多孔基體的結(jié)構(gòu)可以采用FE-SEM觀察。本文所使用的“粘結(jié)的”或“粘結(jié)”是指顆粒緊緊地附著到纖維的表面而不會(huì)由于氣流或水流從該表面脫落。
本發(fā)明人基于與以下有關(guān)的發(fā)明作出了本專利申請(qǐng)由分散溶液獲得的固定的DNA，所述分散溶液包含分散的氧化物膠體和DNA以防止DNA在水中洗脫并且維持其穩(wěn)定性；和使DNA固定的技術(shù)，該技術(shù)使用通過(guò)從包含分散的氧化物膠體、堿性官能團(tuán)硅氧烷和DNA的分散溶液中除去分散介質(zhì)而獲得的固定了DNA的多孔氧化物凝膠(日本專利申請(qǐng)未審公開(kāi)號(hào)2003-152619和2004-207253)。通過(guò)這些技術(shù)獲得的DNA復(fù)合材料具有為氣體和液體的浸潤(rùn)所必要的細(xì)孔并且可以用作優(yōu)異的環(huán)境過(guò)濾介質(zhì)。
所述固定了DNA的顆粒具有其中DNA固定在多孔基體中的結(jié)構(gòu)。DNA在多孔基體中的固定使在將DNA粘結(jié)到纖維上的過(guò)程中由熱所引起的DNA惡化減輕并且降低已經(jīng)粘結(jié)在纖維上的DNA的吸附性能的惡化。此類多孔基體可以適當(dāng)?shù)剡x自金屬、聚合物、金屬鹵化物化合物、氧化物和它們的復(fù)合物。這一基體可以通過(guò)任何方法形成，優(yōu)選選自其中使包含分散的DNA和該基體的組分的分散溶液直接固化的方法，和其中將DNA的分散溶液浸于預(yù)先形成的多孔基體中然后固化的方法。然而，基體必須具有多孔結(jié)構(gòu)，其中DNA固定在大量向固定了DNA的顆粒的外部保持開(kāi)放的細(xì)孔中。優(yōu)選地，出于對(duì)能夠獲得耐熱性并且通過(guò)上述細(xì)孔與外部接觸的考慮，所述多孔基體包含無(wú)機(jī)氧化物。主要由無(wú)機(jī)氧化物組成的多孔基體是更加優(yōu)選的，原因在于源自該無(wú)機(jī)氧化物的耐熱性和DNA固定功能可以有效地實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)使無(wú)機(jī)氧化物從包含分散的無(wú)機(jī)氧化物的膠體和DNA的膠體溶液中膠凝而獲得的多孔無(wú)機(jī)氧化物的固定了DNA的顆粒(下文中稱為“固定了DNA的凝膠顆?！?可以優(yōu)選用作固定了DNA的顆粒，其中多孔基體主要由無(wú)機(jī)氧化物組成。這一膠凝可以通過(guò)例如此種方法進(jìn)行，該方法允許在從膠體溶液中除去分散介質(zhì)的過(guò)程中無(wú)機(jī)氧化物的這一膠體二次絮凝。該二次絮凝也可以通過(guò)添加引起二次絮凝的離子或溶劑來(lái)達(dá)到。最后將所得的凝膠干燥并且可以用作待粘結(jié)到纖維上的固定了DNA的凝膠顆粒。無(wú)機(jī)氧化物的膠體的實(shí)例可以包括膠體二氧化硅、膠體氧化鋁、膠體氧化鐵、膠體氧化鎵、膠體氧化鑭、膠體氧化鈦、膠體氧化鈰、膠體氧化鋯、膠體氧化錫和膠體氧化鉿?？紤]到干凝膠的穩(wěn)定性和價(jià)格性能，優(yōu)選使用至少膠體二氧化硅。
當(dāng)使用包含或主要由膠體二氧化硅組成的無(wú)機(jī)氧化物的膠體的混合物將DNA固定時(shí)，更加優(yōu)選采用通過(guò)用包含三價(jià)或四價(jià)金屬的一種或兩種或更多種金屬氧化物的膠體補(bǔ)充作為主組分的膠體二氧化硅而獲得的制劑，所述金屬氧化物可以選自氧化鋁、氧化鐵、氧化鈦和氧化鋯。添加具有三(三價(jià)金屬)或四(四價(jià)金屬)的價(jià)數(shù)的金屬的膠體會(huì)形成DNA的磷酸鹽官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分和金屬離子之間的鍵接。結(jié)果，在凝膠狀態(tài)下的DNA可以在氧化物凝膠中更加牢固地受到擔(dān)載并且抑制例如在水中從凝膠上脫落。相對(duì)于膠體二氧化硅和三價(jià)或四價(jià)無(wú)機(jī)氧化物的總量，三價(jià)或四價(jià)金屬氧化物的含量以膠體的固體含量計(jì)優(yōu)選為0.1-50wt％。任何這些膠體可以通過(guò)水熱反應(yīng)合成，并且它們中的一些可以按水性膠態(tài)分散體形式商購(gòu)。以固體含量計(jì)，DNA/無(wú)機(jī)氧化物的重量比為0.1/99.9-25/75，更優(yōu)選0.5/99.5-10/90。使這樣獲得的膠體的分散溶液與DNA水溶液共軛。然后通過(guò)方法如熱、噴霧干燥或真空干燥將分散介質(zhì)除去以形成DNA共軛氧化物的凝膠。這樣產(chǎn)生了可在本發(fā)明中獲得的作為二次絨屑(secondary flock)的固定了DNA的凝膠顆粒。為了提高膠凝強(qiáng)度，優(yōu)選應(yīng)該在不致引起DNA分解的程度上對(duì)凝膠實(shí)施熱處理。將不高于200℃，更優(yōu)選不高于150℃的溫度選定為加熱溫度，在該溫度下，提高膠凝強(qiáng)度的效果可以通過(guò)加熱獲得。為了通過(guò)二次絮凝增強(qiáng)無(wú)機(jī)氧化物的膠體之間的結(jié)合和防止DNA和膠體之間的絮凝和膠體在分散溶液中的絮凝，如果有必要的話，可以添加第三組分。這一第三組分可以包括，而不特別地限于，適合的添加劑如酸、堿、水溶性金屬化合物和金屬醇鹽，它們促進(jìn)膠體的絮凝。
此外，具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚合物可以優(yōu)選作為輔助組分用于包含膠體二氧化硅的多孔基體中。在這種情況下，堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分與DNA的磷酸鹽結(jié)構(gòu)部分形成酸堿結(jié)構(gòu)從而允許將DNA牢固地固定在多孔基體中，而其雙螺旋得到保持。優(yōu)選的堿性聚合物是具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷。優(yōu)選地，具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷是任何當(dāng)制備固定了DNA的多孔氧化物時(shí)促進(jìn)制備膠體顆粒和DNA的均勻分散/溶解溶液的那些。此類具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷可以通過(guò)使具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物水解和縮合而獲得。具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物的優(yōu)選的具體實(shí)例可以包括由通式(1)-(5)表示的化合物中的任何一種或兩種或更多種。
化學(xué)通式1 在通式(1)中，R1選自氫或含1-8個(gè)碳原子的一價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分；R3和R4各自獨(dú)立地表示含1-8個(gè)碳原子的一價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分；R2選自含1-8個(gè)碳原子的二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分和具有-NH-的二價(jià)結(jié)構(gòu)部分；n選自0、1和2。
化學(xué)通式2
在通式(2)中，R1、R3、R4和R5各自獨(dú)立地表示含1-8個(gè)碳原子的一價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分；R2選自含1-8個(gè)碳原子的二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分和具有-NH-的二價(jià)結(jié)構(gòu)部分；n選自0、1和2。
化學(xué)通式3 在通式(3)中，R1、R3、R4，R5和R6各自獨(dú)立地表示含1-8個(gè)碳原子的一價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分；R2選自含1-8個(gè)碳原子的二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分和具有-NH-的二價(jià)結(jié)構(gòu)部分；n選自0、1和2；X-表示陰離子。
化學(xué)通式4 在通式(4)中，R3和R4各自獨(dú)立地表示含1-8個(gè)碳原子的一價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分；R7和R8各自獨(dú)立地選自二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分；R2選自含1-8個(gè)碳原子的二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分或具有-NH-的二價(jià)結(jié)構(gòu)部分；n選自0、1和2。
化學(xué)通式5 在通式(5)中，R3、R4和R9各自獨(dú)立地表示含1-8個(gè)碳原子的一價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分；R7和R8各自獨(dú)立地表示二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分；R2選自含1-8個(gè)碳原子的二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分和具有-NH-的二價(jià)結(jié)構(gòu)部分；n選自0、1和2。
由在這些通式(1)-(5)中R1、R3、R4、R5、R6或R9表示的含1-8個(gè)碳原子的一價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分的實(shí)例可以包括含1-8個(gè)碳原子的鏈、支化或環(huán)狀烷基結(jié)構(gòu)部分，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、正戊基、正己基、正庚基和正辛基結(jié)構(gòu)部分和芳族碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分例如苯基結(jié)構(gòu)部分。由通式(1)-(5)中R2表示的含1-8個(gè)碳原子的二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分可以包括含1-8個(gè)碳原子的鏈、支化或環(huán)狀二價(jià)亞烷基結(jié)構(gòu)部分，例如亞甲基、亞乙基、三亞甲基和四亞甲基結(jié)構(gòu)部分和含1-8個(gè)碳原子的二價(jià)芳族碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分，例如鄰亞苯基、間亞苯基和對(duì)亞苯基結(jié)構(gòu)部分。由通式(1)-(5)中R2表示的具有-NH-的二價(jià)結(jié)構(gòu)部分可以具體包括-NH-結(jié)構(gòu)部分和通過(guò)使一個(gè)或兩個(gè)二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分如亞甲基、亞乙基、三亞甲基和四亞甲基結(jié)構(gòu)部分與氮原子鍵接形成的結(jié)構(gòu)部分，它們可以具體地舉例為-C2H4NHC3H6-、-C3H6NHC2H4-、-CH2NHC3H6-、-C2H4NHCH2-、-C2H4NHC2H4-和-C3H6NHC3H6-(這些結(jié)構(gòu)部分的亞烷基結(jié)構(gòu)部分可以是線性或支化的)。由通式(4)-(5)中R7或R8表示的二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分不受碳原子數(shù)目的限制并且可以包括鏈、支化或環(huán)狀二價(jià)亞烷基結(jié)構(gòu)部分，例如亞甲基、亞乙基、三亞甲基和四亞甲基結(jié)構(gòu)部分和二價(jià)芳族碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分例如鄰亞苯基、間亞苯基和對(duì)亞苯基結(jié)構(gòu)部分。更具體地，它可以舉例為亞甲基和亞乙基結(jié)構(gòu)部分。由通式(3)中X-表示的陰離子可以是任何能夠與具有季氨基結(jié)構(gòu)部分的硅氧烷的陽(yáng)離子形成離子對(duì)的那些并且可以包括鹵離子。
由通式(1)-(3)表示的化合物可以具體地包括H2NC3H6Si(OCH3)3、H2NC3H6SiCH3(OCH3)2(CH3)HNC3H6Si(OCH3)3、(CH3)HNC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)HNC3H6Si(OC2H5)3、(CH3)HNC3H6SiCH3(OC2H5)2、(CH3)2NC3H6Si(OCH3)3、(CH3)2NC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)2NC3H6Si(OC2H5)3、(CH3)2NC3H6SiCH3(OC2H5)2、(C2H5)2NC3H6Si(OCH3)3、(C2H5)2NC3H6Si(OC2H5)3、H2NC2H4NHC3H6Si(OCH3)3、(CH3)HNC2H4NHC3H6Si(OCH3)3、H2NC2H4NHC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)HNC2H4NHC3H6SiCH3(OCH3)2、H2NC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3、(CH3)HNC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3、CH3HNC2H4NHC3H6SiCH3(OC2H5)2、(CH3)2NC2H4NHC3H6Si(OCH3)3、(CH3)2NC2H4NHC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)2NC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3、(CH3)2NC2H4NHC3H6SiCH3(OC2H5)2、Cl-(CH3)3N+C3H6Si(OCH3)3、Cl-(C4H9)3N+C3H6Si(OCH3)3(這些化合物的烷基和亞烷基結(jié)構(gòu)部分可以是線性或支化的)。
由通式(4)和(5)表示的化合物可以具體地包括由通式(4)和(5)表示的其中R2、R7和R8各自表示，例如，二價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分例如亞甲基、亞乙基和三亞甲基結(jié)構(gòu)部分并且R3、R4和R9各自表示一價(jià)碳?xì)浠锝Y(jié)構(gòu)部分例如甲基、乙基和丙基結(jié)構(gòu)部分的化合物。它們尤其優(yōu)選的實(shí)例可以包括由通式(6)表示的化合物。
化學(xué)通式6 在這些堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分之中，包含仲、叔和季氨基結(jié)構(gòu)部分的堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分是尤其優(yōu)選的。優(yōu)選應(yīng)用于本發(fā)明第三組分的具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷可以通過(guò)將具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物分散或溶解在水性分散介質(zhì)或溶劑中而作為具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅氧烷化合物的水解縮合物獲得。優(yōu)選用于本發(fā)明的具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物是由通式(1)-(6)表示的具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物中的任何一種或兩種或更多種。這一聚有機(jī)硅氧烷可以任選地是任何在不損害本發(fā)明的目的和效果的范圍內(nèi)包含烷基硅氧烷組分或/和苯基硅氧烷組分的那些。例如，包含此種組分的具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷可以是通過(guò)將例如烷基硅烷化合物或/和苯基硅烷化合物添加到上述具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物中(該具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物依次地經(jīng)受水解和縮聚)而獲得的共聚物。
為了使具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物水解以形成具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷，可以直接地將所述具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物添加到水中然后進(jìn)行水解；或者，可以在用有機(jī)分散介質(zhì)例如醇或酮并隨后用水補(bǔ)充之后，使該具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅烷化合物水解，或可以在添加到有機(jī)分散介質(zhì)例如醇或酮與水的混合分散介質(zhì)中之后使其水解。如果有必要的話，任何包含有機(jī)分散介質(zhì)的那些可以經(jīng)歷通過(guò)水的溶劑替代處理，以獲得具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅氧烷的水性分散溶液。
當(dāng)在多孔基體中使用具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷時(shí)，具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷/形成膠體的無(wú)機(jī)氧化物的重量比優(yōu)選為0.1/99.9-25/75，更優(yōu)選0.5/99.5-10/90。如果具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷/無(wú)機(jī)氧化物的重量比為0.1/99.9或更高，則通過(guò)DNA的磷酸鹽結(jié)構(gòu)部分和所述聚有機(jī)硅氧烷的堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分之間的鍵接將DNA適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ诙嗫谆w中。0.5/99.5或更高的重量比更加顯著地產(chǎn)生這一效果。另一方面，如果具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷/無(wú)機(jī)氧化物的重量比為25/75或更少，則在氧化物的膠體之間有效地形成細(xì)孔。10/90或更少的重量比更加顯著地產(chǎn)生這一效果。DNA/氧化物基體的重量比優(yōu)選為0.1/99.9-25/75，更優(yōu)選0.5/99.5-10/90。
如上所述，多孔基體中形成的細(xì)孔具有將DNA固定于其中的功能以及用作允許DNA與被DNA俘獲的物質(zhì)接觸的部位的功能。能夠形成此類細(xì)孔的無(wú)機(jī)氧化物的膠體具有優(yōu)選5-100nm，更優(yōu)選10-50nm的直徑。如果無(wú)機(jī)氧化物的膠體具有5nm或更大的直徑，則細(xì)孔的尺寸保持較大，DNA與待被DNA俘獲的物質(zhì)充分地接觸。具有10nm或更大的直徑的無(wú)機(jī)氧化物的膠體更加顯著地產(chǎn)生這一效果。另一方面，如果無(wú)機(jī)氧化物的膠體具有100nm或更小的直徑，則可以保證大量細(xì)孔，同時(shí)抑制DNA被洗脫進(jìn)入水溶液中并因此被牢固地固定在多孔基體中。具有50nm或更小的直徑的無(wú)機(jī)氧化物的膠體更加顯著地產(chǎn)生這一效果。
這樣獲得的固定了DNA的凝膠顆粒作為具有不同顆粒尺寸的顆粒而被提供，其中使具有在上述范圍內(nèi)的直徑的膠體絮凝。然而，為了如下所述將顆粒固定在DNA擔(dān)載纖維和DNA擔(dān)載纖維片材中，優(yōu)選顆粒的顆粒尺寸應(yīng)該在固定的范圍內(nèi)保持均勻。為了獲得在固定的范圍內(nèi)保持均勻的顆粒尺寸，可以在上述獲得干燥凝膠的過(guò)程中使用噴霧干燥法。當(dāng)制備了作為塊體產(chǎn)物的干燥凝膠時(shí)，可以在通過(guò)熟知的裝置，例如研磨機(jī)磨碎之后使用該凝膠。本發(fā)明中適合的固定了DNA的凝膠顆粒具有0.1μm-500μm，更優(yōu)選1μm-100μm的顆粒尺寸。
接下來(lái)，將描述將固定了DNA的顆粒粘結(jié)到纖維或纖維片材上的方法。對(duì)粘結(jié)固定了DNA的顆粒的技術(shù)不加以特別限制，只要使用的技術(shù)允許將所述固定了DNA的顆粒固定到纖維的表面上。當(dāng)上述固定了DNA的凝膠顆粒用作固定了DNA的顆粒時(shí)，例如，可以優(yōu)選使用上面專利文件3中描述的技術(shù)。即，基于這一技術(shù)的熔化設(shè)備具有將固定了DNA的凝膠顆粒維持在固定溫度下的預(yù)加熱裝置和將經(jīng)加熱的顆粒粘結(jié)到纖維或纖維片材上的顆粒接觸裝置。將具有至少一部分或全部由熱塑性樹(shù)脂組成的表面的纖維用作纖維材料?？紤]到DNA的熱穩(wěn)定性，本發(fā)明中使用的纖維的表面中的熱塑性樹(shù)脂包括，但不特別限于，允許纖維至少具有熔點(diǎn)為200℃或更低，優(yōu)選170℃或更低，更優(yōu)選150℃或更低的表面的熱塑性樹(shù)脂。如果所述熔點(diǎn)高于200℃，則固定了DNA的凝膠顆粒的溫度和/或引導(dǎo)該顆粒與纖維的表面碰撞的空氣流的溫度必須設(shè)置到高于200℃的溫度。因此，由DNA的惡化所引起的吸附性能的降低更可能發(fā)生。因此，優(yōu)選采用組成該纖維的具有較低溫度的熔點(diǎn)的表面的熱塑性樹(shù)脂，在該較低溫度下，可以將固定了DNA的凝膠顆粒粘結(jié)到該纖維上，和采用如下減輕對(duì)DNA的熱影響的方法，即對(duì)固定了DNA的凝膠顆粒進(jìn)行預(yù)加熱處理然后經(jīng)由在較高溫度下的空氣流將其轉(zhuǎn)移至纖維或纖維片材的表面上。在后一種情況下，對(duì)構(gòu)成纖維的表面的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)的下限不加以特別限制。然而，具有過(guò)低熔點(diǎn)的材料例如石蠟會(huì)缺乏強(qiáng)度，并且取決于使用目的，可能存在問(wèn)題，例如一些固定了DNA的凝膠顆粒從纖維的表面脫落。因此，熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)優(yōu)選為50℃或更高。該塑料的尤其優(yōu)選的實(shí)例包括高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。在本文中，所使用的纖維可以具有此種結(jié)構(gòu)，即其中纖維的部分或全部表面由具有(部分地)較低熔點(diǎn)的熱塑性樹(shù)脂組成。例如，可以優(yōu)選使用復(fù)合纖維，其中將滿足在上述范圍內(nèi)熔點(diǎn)的熱塑性樹(shù)脂置于纖維的表面上，而將具有更高熔點(diǎn)的塑料用作核。
其上粘結(jié)有固定了DNA的顆粒的纖維具有約為0.1μm-3mm，優(yōu)選5μm-500μm的纖維直徑。希望纖維直徑應(yīng)該落入這一范圍內(nèi)并且應(yīng)該是其上粘結(jié)的顆粒的平均顆粒尺寸的1倍或更多倍，更優(yōu)選3倍或更多倍。使用具有此種纖維直徑的纖維允許顆粒穩(wěn)定地附著到纖維的表面上。纖維直徑和顆粒尺寸之間的最佳關(guān)系根據(jù)顆粒粘結(jié)在其上的對(duì)象是否是單一纖維物質(zhì)或纖維片材如機(jī)織或非機(jī)織布而不同，在單一纖維物質(zhì)中，纖維經(jīng)拉伸并逐一排列；在纖維片材中，纖維互相纏繞。尤其是對(duì)于纖維片材來(lái)說(shuō)，最佳顆粒尺寸根據(jù)纖維直徑以及纖維間空腔的尺寸而變化。因此，纖維直徑和顆粒尺寸的最佳組合可以通過(guò)進(jìn)行初步試驗(yàn)適當(dāng)?shù)卮_定。待粘結(jié)的顆粒的顆粒尺寸優(yōu)選為0.1-500μm，更優(yōu)選1-100μm，如與固定了DNA的顆粒的制備方法有關(guān)的討論所述。然而，在被粘結(jié)之前，顆?？梢跃哂谐竭@一范圍的顆粒尺寸或大于纖維直徑的顆粒尺寸，只要在粘結(jié)的過(guò)程中將顆粒成形為細(xì)顆粒，以致所得的顆粒具有落入該范圍的顆粒尺寸或比纖維直徑小。待粘結(jié)的顆粒的選擇根據(jù)其使用(例如，用作過(guò)濾器)的位置，目的等不同。例如，當(dāng)需要吸附能力時(shí)，因?yàn)樵黾涌梢员徽辰Y(jié)的顆粒的重量，優(yōu)選使用大的顆粒。另一方面，當(dāng)需要吸附速率時(shí)，因?yàn)榻档涂梢员徽辰Y(jié)的顆粒的重量但是增加粘結(jié)的顆粒的表面積，優(yōu)選使用小的顆粒。在這一方面，具有小纖維直徑的纖維或纖維片材和具有小顆粒尺寸的固定了DNA的凝膠顆粒的組合增加纖維和顆粒兩者的表面積。這一組合還使吸附速率加速并且在一定程度上增加吸附能力。
用于將固定了DNA的顆粒粘結(jié)到纖維或纖維片材上的所述顆粒的預(yù)加熱溫度取決于形成纖維表面的塑料的熔點(diǎn)和空氣流的溫度。為了維持DNA的雙螺旋，該預(yù)加熱溫度優(yōu)選為150℃或更低，考慮到顆粒對(duì)纖維的粘附，該預(yù)加熱溫度為50℃或更高，更優(yōu)選70℃或更高。此外，考慮到嵌入顆粒中的DNA的穩(wěn)定性，這些顆粒的加熱持續(xù)時(shí)間越短越合乎需要?？紤]到對(duì)纖維表面的粘合強(qiáng)度，加熱持續(xù)時(shí)間可以是1分鐘-30分鐘的一段時(shí)間。任何允許待粘結(jié)的顆粒在所需的溫度下與纖維或纖維片材接觸或碰撞的方法可以用來(lái)將該顆粒提供給纖維的表面。當(dāng)連續(xù)地進(jìn)行這一粘結(jié)程序時(shí)，以恒定的速率連續(xù)地提供纖維或纖維片材，同時(shí)用例如加熱到給定溫度的顆粒以及空氣流一起對(duì)該纖維或纖維片材噴霧以使它們相互碰撞。在纖維束的情況下，優(yōu)選應(yīng)該幾乎均勻地將纖維束擴(kuò)寬到定寬并且應(yīng)該用顆粒噴霧并將其提供給該擴(kuò)寬的表面。類似地，在纖維片材的情況下，優(yōu)選應(yīng)將顆粒噴霧并提供到該片材的表面上。
引導(dǎo)固定了DNA的顆粒與纖維的表面碰撞的空氣流的溫度可以是不低于纖維的表面的熔點(diǎn)的溫度。然而，如果空氣流具有過(guò)高的溫度，則纖維的表面會(huì)劇烈熔融，顆粒會(huì)埋入該纖維中。結(jié)果，預(yù)期的吸附功能可能受到損害，或者其上粘結(jié)有顆粒的纖維可能破裂。從這一角度出發(fā)，優(yōu)選加熱顆粒的溫度應(yīng)該設(shè)置到此種溫度，該溫度不超過(guò)比組成用于粘結(jié)的纖維的表面的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)高大約100℃的溫度范圍。該溫度的上限為250℃或更低，更優(yōu)選200℃或更低。空氣流的流速取決于纖維表面的熱性質(zhì)和顆粒的尺寸和比重。因此，空氣流的任何流速可以根據(jù)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)卮_定。
在這樣獲得的其中粘結(jié)了固定了DNA的顆粒的纖維或纖維片材中，顆粒彼此獨(dú)立地存在于纖維的表面上而沒(méi)有聚集(在某些情形下，顆粒相互接觸)。因此，沒(méi)有損害纖維和纖維片材的觸感和質(zhì)地。因此，可以將纖維和纖維片材加工成各種形狀并且可以呈現(xiàn)可用于所需應(yīng)用的形式。本文所使用的纖維片材是指非機(jī)織或機(jī)織布或網(wǎng)片狀片材，其中組成該纖維片材的纖維的至少部分或全部表面由熱塑性樹(shù)脂構(gòu)成。例如，呈非機(jī)織布形式的纖維片材可以直接地用作過(guò)濾器或通過(guò)將該非機(jī)織布夾在具有良好形狀保持性能的其它非機(jī)織布之間并在其上制造背脊和凹槽以增加過(guò)濾面積而用作過(guò)濾器。可以讓纖維片材圍繞著邊緣上造了孔的圓柱形管子卷繞，也可以將其用在筒式液體過(guò)濾器中。例如，其上已經(jīng)粘結(jié)了固定了DNA的顆粒的纖維可按以下的方式使用可以將纖維加工成非機(jī)織布或織物并用和上述呈非機(jī)織布形式的纖維片材一樣的方法使用；和可以直接地將纖維形成集束，然后將它懸掛著并固定在水中使用。
實(shí)施例參照本申請(qǐng)的實(shí)施例，將在下文中說(shuō)明和描述吸附溴化乙錠(誘變劑中的一種)的能力的評(píng)價(jià)結(jié)果。在這些實(shí)施例中，將通過(guò)引用用于說(shuō)明的形狀、尺寸、數(shù)值條件和其它具體條件描述本發(fā)明以促進(jìn)對(duì)說(shuō)明書(shū)的理解。然而，本發(fā)明不限于這些具體的條件，在本發(fā)明目的的范圍內(nèi)可以對(duì)這些條件作出改變和修改。
固定了DNA的凝膠顆粒的制備實(shí)施例1首先，將5重量份從鮭魚(yú)魚(yú)精獲得的雙束DNA(平均分子量6×106道爾頓)溶于1000重量份離子交換水中經(jīng)1天以產(chǎn)生DNA水溶液。隨后，在攪拌下將20重量份固體含量為20wt％的商購(gòu)氧化鋁溶膠(商品名ALUMINA SOL 520；由Nissan Chemical Industries制造)添加到800重量份固體含量為30wt％的商購(gòu)二氧化硅溶膠(商品名“SNOWTEX CM”由Nissan Chemical Industries制造)中。然后在50℃下將所得的DNA的分散溶液干燥24小時(shí)以產(chǎn)生含大約2wt％DNA的DNA固定了的多孔氧化物凝膠。用球磨機(jī)研磨該干燥凝膠以產(chǎn)生顆粒尺寸大約20μm的根據(jù)制備實(shí)施例1的DNA固定了的多孔顆粒。
固定了DNA的凝膠顆粒的制備實(shí)施例2
首先，將100重量份H2NC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3添加到1000重量份離子交換水中并反應(yīng)5天。通過(guò)采用蒸發(fā)器在60℃下蒸餾，從所得的混合物中除去大約900重量份分散介質(zhì)。然后，將200重量份離子交換水添加到該混合物中以產(chǎn)生大約400重量份具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅氧烷的水溶液。隨后，將5重量份從鮭魚(yú)魚(yú)精獲得的雙束DNA(平均分子量6×106道爾頓)溶于1000重量份離子交換水中經(jīng)1天以產(chǎn)生DNA水溶液。然后，將65重量份具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的硅氧烷的溶液添加到850重量份上述商購(gòu)的二氧化硅溶膠中并攪拌大約15分鐘。將所得的膠體的分散溶液與所述DNA水溶液混合以產(chǎn)生DNA和膠體的分散溶液，其接著經(jīng)歷使用空氣在150℃下的噴霧干燥法處理以產(chǎn)生顆粒尺寸為大約50μm并且含大約1.8wt％DNA的根據(jù)制備實(shí)施例2的固定了DNA的多孔顆粒。
DNA擔(dān)載纖維的制備在這一實(shí)施例中，將纖維直徑為大約20μm的聚乙烯纖維(熔點(diǎn)大約135℃)用作用于擔(dān)載所述固定了DNA的凝膠顆粒的纖維。首先，將在一束中的100根纖維圍繞著輥?zhàn)泳砝@。將這一纖維束從輥?zhàn)由侠@下然后均勻擴(kuò)寬成大約50mm的寬度。將上面專利文件3中介紹的技術(shù)應(yīng)用于這一繞下的纖維束的擴(kuò)寬的表面。即，將上述氧化物顆粒提前加熱至不同的預(yù)加熱溫度并儲(chǔ)存在料斗中。在料斗中的儲(chǔ)存持續(xù)時(shí)間對(duì)于每種溫度統(tǒng)一在3分鐘。
然后按預(yù)定的量通過(guò)裝置如噴射器提供維持在給定溫度下的這些顆粒并通過(guò)統(tǒng)一在160℃的溫度條件下的空氣流使這些顆粒與纖維的表面接觸，以將顆粒粘結(jié)到纖維的表面上。在合理的時(shí)段之后，將其上已經(jīng)粘結(jié)了顆粒的纖維冷卻到室溫左右并卷于輥?zhàn)由?，用氣槍吹掉多余的粉末。將所得的纖維用作評(píng)價(jià)的樣品。
(DNA擔(dān)載纖維片材的制備)在這一實(shí)施例中，將由芯殼型復(fù)合纖維通過(guò)濕法加工中的造紙制備的非機(jī)織布(表面密度大約50g/m2)用作纖維片材，所述復(fù)合纖維由充當(dāng)鞘的纖維直徑為大約10μm的聚乙烯(熔點(diǎn)大約135℃)和充當(dāng)芯的聚丙烯(熔點(diǎn)大約160℃)組成。將與在DNA擔(dān)載纖維中同樣的技術(shù)應(yīng)用于該50mm寬的非機(jī)織布。在不同的預(yù)加熱溫度下將該顆粒加熱并儲(chǔ)存在料斗中。在將顆粒粘結(jié)到非機(jī)織布上之后，從該非機(jī)織布上除去多余的粉末以獲得用于評(píng)價(jià)的樣品。
實(shí)施例1將其上粘結(jié)有根據(jù)上面制備實(shí)施例1的固定了DNA的凝膠顆粒的DNA擔(dān)載纖維(預(yù)加熱溫度100℃)用作根據(jù)實(shí)施例1的用于評(píng)價(jià)的樣品。從上面已經(jīng)粘結(jié)有所述顆粒的纖維上切下10m長(zhǎng)的纖維束。當(dāng)稱重該纖維束時(shí)，其重量從0.35g增加到0.52g。
實(shí)施例2將根據(jù)上面制備實(shí)施例1的固定了DNA的凝膠顆粒(預(yù)加熱溫度70℃)粘結(jié)到用作DNA擔(dān)載纖維片材的基材的非機(jī)織布上以獲得根據(jù)實(shí)施例2的用于評(píng)價(jià)的樣品。與在擔(dān)載所述顆粒之前的非機(jī)織布相比，由于擔(dān)載所述固定了DNA的凝膠顆粒，所獲得的非機(jī)織布樣品帶白色。從所得的DNA擔(dān)載非機(jī)織布上切下40cm2的試片。測(cè)量重量增加，其上擔(dān)載的DNA的量在表中示出。
實(shí)施例3用和實(shí)施例2一樣的方法獲得根據(jù)實(shí)施例3的用于評(píng)價(jià)的樣品，不同之處在于將預(yù)加熱溫度設(shè)置到100℃。所獲得的非機(jī)織布視覺(jué)上與實(shí)施例2的非機(jī)織布相似。從所得的DNA擔(dān)載非機(jī)織布上切下40cm2的試片。測(cè)量重量增加，其上擔(dān)載的DNA的量在表中示出。
實(shí)施例4用和實(shí)施例2一樣的方法獲得根據(jù)實(shí)施例4的用于評(píng)價(jià)的樣品，不同之處在于將預(yù)加熱溫度設(shè)置到150℃。在這一實(shí)施例中獲得的非機(jī)織布比實(shí)施例1和2中的那些變白得更明顯。從所得的DNA擔(dān)載非機(jī)織布上切下40cm2的試片。測(cè)量重量增加，其上擔(dān)載的DNA的量在表中示出。
實(shí)施例5用和實(shí)施例2一樣的方法獲得根據(jù)實(shí)施例5的用于評(píng)價(jià)的樣品，不同之處在于將預(yù)加熱溫度設(shè)置到100℃和將根據(jù)上面制備實(shí)施例2的顆粒用作固定了DNA的凝膠顆粒。所獲得的非機(jī)織布視覺(jué)上與實(shí)施例2的非機(jī)織布相似。從所得的DNA擔(dān)載非機(jī)織布上切下40cm2的試片。測(cè)量重量增加，其上擔(dān)載的DNA的量在表中示出。
實(shí)施例1到5中獲得的用于評(píng)價(jià)的樣品上的顆粒通過(guò)用手觸摸不容易從樣品上脫落。
對(duì)比實(shí)施例將根據(jù)制備實(shí)施例2的固定了DNA的氧化物顆粒的粉末(0.145g)直接用于評(píng)價(jià)。
吸附溴化乙錠的評(píng)價(jià)通過(guò)下述方法評(píng)價(jià)這樣獲得的根據(jù)實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的用于評(píng)價(jià)的每個(gè)樣品吸附溴化乙錠(誘變劑中的一種)的能力。首先，以57ppm將溴化乙錠溶于去離子水中制備試驗(yàn)溶液。在室溫下，在沒(méi)有攪拌下將用于評(píng)價(jià)的每個(gè)樣品浸漬在試驗(yàn)溶液中7天。測(cè)量每個(gè)試驗(yàn)溶液在470nm下的吸光率并評(píng)價(jià)為用于評(píng)價(jià)的每個(gè)樣品中所吸附的溴化乙錠的量。通過(guò)使用在吸附之后測(cè)量的溶液的吸光率I，使用在吸附之前溴化乙錠在一定濃度下的吸光率I0根據(jù)公式IS＝100×(I0-I)/I0計(jì)算溴化乙錠的吸附率IS(下文稱為EB吸附率)。用波長(zhǎng)為366nm的UV燈輻射已經(jīng)吸附了溴化乙錠的DNA擔(dān)載纖維和非機(jī)織布以觀察在暗室的條件下的插入性能。
如上所述，評(píng)價(jià)在實(shí)施例1-5中獲得的用于評(píng)價(jià)的每個(gè)樣品吸附溴化乙錠的能力。評(píng)價(jià)的結(jié)果以及評(píng)價(jià)中使用的各種條件如纖維或非機(jī)織布的重量在表1中示出。在對(duì)比實(shí)施例中，在沒(méi)有攪拌下將溴化乙錠溶液直接添加到0.145g制備實(shí)施例2的粉末中。在7天之后，測(cè)量的EB吸附率為70％。從表1可以看出，可以證實(shí)實(shí)施例1-5的用于評(píng)價(jià)的每個(gè)樣品與對(duì)比實(shí)施例的粉末相比顯示較高的值并且迅速地表現(xiàn)出吸附能力。此外，在用UV燈研究插入性能中，在所有實(shí)施例的樣品中觀察到強(qiáng)熒光。因此，插入DNA的雙螺旋中的功能可以證實(shí)得到維持。當(dāng)用電子顯微鏡觀察每個(gè)實(shí)施例中獲得的非機(jī)織布的表面時(shí)，顆粒破裂成小碎片，其具有比初始顆粒尺寸小且大約為纖維直徑幾分之一的顆粒尺寸。
表1

本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例已表明，當(dāng)通過(guò)本申請(qǐng)所要求的擔(dān)載方法將用作固定了DNA的顆粒的本發(fā)明的固定了DNA的凝膠顆粒擔(dān)載到纖維和纖維片材上時(shí)，對(duì)熱敏感的DNA可以穩(wěn)定地?fù)?dān)載在其上而不會(huì)損害誘變劑的插入功能，同時(shí)多孔氧化物顆粒的細(xì)孔得到維持并且DNA的吸附能力迅速地表現(xiàn)出來(lái)。
本發(fā)明不限于上面的實(shí)施方案并且在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以作出各種改變和修改。因此，為了向公眾告知本發(fā)明的范圍，給出以下權(quán)利要求。
本申請(qǐng)要求于2004年11月26日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)?004-342888的優(yōu)先權(quán)，據(jù)此將該文獻(xiàn)在此引入作為參考。
權(quán)利要求
1.具有與固定了DNA的顆粒結(jié)合的表面的DNA擔(dān)載纖維，其特征在于所述固定了DNA的顆粒是其中DNA固定在多孔基體中的顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的DNA擔(dān)載纖維，其中所述多孔基體包含無(wú)機(jī)氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的DNA擔(dān)載纖維，其中所述無(wú)機(jī)氧化物能夠形成膠體，并且所述顆粒是通過(guò)使無(wú)機(jī)氧化物的膠體從包含所述膠體和待固定的DNA的膠體溶液中膠凝而獲得的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的DNA擔(dān)載纖維，其中所述無(wú)機(jī)氧化物的膠體是二氧化硅膠體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的DNA擔(dān)載纖維，其中所述無(wú)機(jī)氧化物的膠體是二氧化硅膠體和三價(jià)或四價(jià)金屬氧化物的膠體的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)的DNA擔(dān)載纖維，其中所述膠體溶液包含具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的DNA擔(dān)載纖維，其中所述聚合物是具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的DNA擔(dān)載纖維，其中所述纖維的至少部分或全部表面由熱塑性樹(shù)脂組成。
9.包含根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的DNA擔(dān)載纖維的DNA擔(dān)載片材。
10.具有與固定了DNA的顆粒結(jié)合的表面的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其特征在于包括步驟通過(guò)以下方式將其中DNA固定在多孔基體中的固定了DNA的顆粒熱封到包括纖維的熱塑性樹(shù)脂的表面上，即通過(guò)在加熱下將所述固定了DNA的顆粒提供給所述纖維的表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中如下將所述固定了DNA的顆粒熱封到所述纖維的表面上，即在不低于形成所述纖維的表面的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)的溫度下使所述固定了DNA的顆粒與所述纖維的表面接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中采用分散有所述固定了DNA的顆粒的空氣流使所述固定了DNA的顆粒與所述纖維的表面接觸且所述空氣流具有不低于所述熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中所述多孔基體包含無(wú)機(jī)氧化物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中所述無(wú)機(jī)氧化物能夠形成膠體，并且所述顆粒是通過(guò)使無(wú)機(jī)氧化物的膠體從包含所述膠體和待固定的DNA的膠體溶液中膠凝而獲得的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中所述無(wú)機(jī)氧化物的膠體是二氧化硅膠體。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中所述無(wú)機(jī)氧化物的膠體是二氧化硅膠體和三價(jià)或四價(jià)金屬氧化物的膠體的混合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中所述膠體溶液包含具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中所述聚合物是具有堿性官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分的聚有機(jī)硅氧烷。
19.根據(jù)權(quán)利要求10-18中任一項(xiàng)的DNA擔(dān)載纖維的制備方法，其中使所述固定了DNA的顆粒與所述纖維的表面接觸，且在50℃-150℃的預(yù)加熱溫度下將所述固定了DNA的顆粒加熱。
全文摘要
提供了能夠維持DNA的穩(wěn)定性并且有效地表現(xiàn)DNA的吸附性能的DNA擔(dān)載纖維。還提供了在各種應(yīng)用中有用的DNA擔(dān)載片材，即使用所述纖維的片材。所述DNA擔(dān)載纖維如下制備將其中DNA作為吸附劑固定在包含無(wú)機(jī)氧化物的多孔基體中的顆粒熔化并固定到由纖維的熱塑性樹(shù)脂組成的表面上。
文檔編號(hào)D06M11/79GK101087916SQ20058004472
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者張祖依, 湯淺俊哉, 襟立信二, 小谷佳范, 川部雅章, 中村達(dá)郎, 加藤宏一, 戶澤愉之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社