专利名称：物质从液体的分离方法
技术领域：
本发明涉及到使用双螺旋DNA的液体中物质的分离处理用系统，特别是DNA结构在更稳定的条件下有选择地吸附分离对象物质，从处理对象的液体中分离出分离对象物质的处理系统。本发明还涉及到使用该处理系统的液体的处理方法。
背景技术：
很早就知道DNA形成双螺旋结构，担载生物体内的基因信息。DNA双螺旋可以很容易地有选择地嵌入具有平面化学结构的芳香族化合物，由于嵌入有时引起DNA自身突变，可以说产生致癌性等。提出了利用该DNA的特异性，使用双螺旋DNA有选择地除去致癌性化合物等有害物质的方法(功能材料、Vol.19、1999年)。
为了使用双螺旋DNA作为环境净化材料，研究了对双螺旋DNA进行固定的技术。特开平7-41494公报中公开了作为脱氧核糖核酸的固定方法，通过含有2价金属化合物使脱氧核糖核酸的碱金属盐与藻酸的碱金属盐凝固。特开2001-81098号公报公开了以DNA作为环境净化材料，是通过向支持体上的DNA水溶液或DNA液膜、或支持体上的水溶性DNA的薄层照射波长250～270nm范围的紫外线，使DNA固化，使DNA固定于支持体的内容。特开平10-175994公报公开了固定了DNA的复合体，其中使用无机材料固体的载体。另外，从载体中DNA的有效利用以及提高净化速度的观点出发，也在进行多孔的DNA载体产品的开发。另外，已确认借助中空系透析膜，可以使膜内含有DNA水溶液与含有二噁英类的水溶液接触，二噁英透过透析膜，被DNA吸附(高分子、52卷、2003年、P134～137)。
另外特开2002-218976公报公开了在将核酸固定在基板上之前，对基板用原子状氧等离子体进行处理。
发明内容
在上述各文献中，关于DNA双螺旋结构保持什么样状态没有涉及。使DNA与水接触时，容易引起双螺旋DNA结构波动，有时双螺旋分开。特别是在升高温度会发生这样的现象。在担载到无机材料时，也存在着如何使基质(构成载体的基体材料)的机械强度表示方面的课题。
就象上述那样，正在探求根据DNA的嵌入特性，将DNA材料运用到水的净化系统时，在广泛条件下使DNA的功能维持的方法。本发明正是为了解决这样的技术中的问题，目的在于提供使双螺旋的吸附能力稳定表现，可以适用于水等净化的液体的处理系统。
本发明涉及的含有分离对象物质的液体的处理系统，其特征是具有配置双螺旋DNA的保持相的处理区域、向该处理区域供给含有分离对象物质的液体供给装置，以及回收以下的1)、2)中任一个的回收装置，1)通过与该双螺旋DNA的保持相接触，保持或浓缩分离对象物质的DNA的保持相，2)除去分离对象物质或降低该浓度的液体，发生上述双螺旋DNA与上述分离对象物质的接触的液相的盐化合物的浓度在0.02质量％以上。
另外，本发明涉及的由液体分离出分离对象物质的分离处理方法，是使用上述构成的处理系统的由液体进行分离对象物质的分离处理方法，其特征是具有准备盐化合物的浓度为0.02质量％以上，含有分离对象物质的液体的工序，将上述液体供给上述处理区域后，使其与双螺旋DNA的保持相接触，使该液体中的分离对象物质保持在该双螺旋DNA的保持相的工序，以及根据与上述双螺旋DNA的保持相的接触，回收保持或浓缩分离对象物的DNA的保持相和/或除去了分离对象物质或降低了浓度的液体的回收工序。
通过本发明，在盐化合物存在下，使用DNA水溶液或DNA分散液、或含有DNA的固相，从处理系统中的液体去除分离对象物质的功能可以稳定表现。在无机DNA载体的情况，可保持机械性质。由此构成在广泛环境下表现出净化功能的环境净化系统是可能的。
具体实施例方式
本发明提供在盐化合物的存在下，从液相中分离出分离对象物质的系统，分离对象物质有选择地向含有双螺旋DNA的相移动，可以在那里被保持、浓缩。
这里所谓的分离对象物质指的是通过嵌入或吸附，与双螺旋DNA相互作用，被双螺旋DNA保持的物质。例如，通过这样的相互作用，有时对DNA结构造成不良影响，威胁DNA的遗传信息的有害物质也被包含在分离对象物质中。关于可相互作用的物质也含有尚不清楚的部分，但可举出如带有可嵌入DNA的芳香族官能基团的物质、被DNA有选择吸附的重金属离子。作为具体的例子如聚氯二苯并-对-二噁英、聚氯二苯并呋喃以及聚氯二苯(PCB)等二噁英、苯并[a]芘；二氯二苯三氯乙烷(DDT)；溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓；吖啶橙；以及他们的衍生物等。例如，焚烧垃圾等产生二噁英等。其中的一部分产生的有害物质可有选择地嵌入DNA，成为本发明的分离系统的分离对象物质。另外，在对被PCB等农药污染的水进行净化时，对DNA有影响的有害物质也成为本发明的分离对象物质。还有，对DNA有影响的微量致癌物质也是分离对象物质。
在本发明中，对于要进行处理的液体，在使双螺旋DNA与保持的即要处理的液体接触时，使用在双螺旋DNA不向液体侧移动的状态下可保持双螺旋DNA的保持相。
作为该保持相，可以利用使双螺旋DNA溶解或分散于液体中的液相，或使双螺旋DNA担载或保持在固体基体上。使用液相时，可以利用配置成通过半透膜等适当的透过膜使液相与要处理的液体接触的构成。
含有分离对象物质的液体在其盐化合物浓度在0.02质量％以上的水性介质中与双螺旋DNA的保持相接触。当保持相为液相时，在该水性介质中形成液相，可以使他与含有其盐化合物浓度在0.02质量％以上的盐化合物浓度的分离对象物质的液体接触，或向液相介质中添加盐化合物等，用于调整水性介质中的该盐化合物浓度达到0.02质量％以上。例如，当含有分离对象物质的液体是分离对象物质的水溶液时，在获得含有与该水溶液接触的双螺旋DNA的水性介质的与盐化合物浓度相关的平衡状态阶段，调整盐化合物浓度使得水性介质的盐化合物浓度在0.02质量％以上。当双螺旋DNA的保持相为固相时，将与他接触的液体本身的介质作为水性介质，将其盐化合物浓度调整到0.02质量％以上。该被处理液体的盐化合物浓度如果在0.02质量％以上，也可以直接使用。非处理液体的盐化合物浓度直接通过离子层析分析、原子吸光分析等方法，算出各个离子种类和其量，如果测定也可以。另外，也可以使用通过透析膜，使其与离子交换水或纯水充分平衡，将得到的水溶液浓缩后，测定盐含量的方法。
用于维持或调整分离对象物质和双螺旋DNA进行接触的水相的盐化合物浓度的盐化合物使用的目的是使DNA的双螺旋结构稳定，只要是水溶性的、有所期望的稳定效果的，没有特别限定。作为这样的盐化合物的具体例子，如氯化钠、硝酸钠、硫酸钠、磷酸钠、碳酸钠、醋酸钠、醋酸钾、甲酸钾、氯化锂、硝酸锂、硫酸锂、磷酸锂等碱金属的盐类，和氯化镁、硝酸镁、氯化钙、碳酸钙、硝酸钙、氯化钡、硝酸钡等碱土类金属的盐类，和氯化铵、硝酸铵等。他们可以单独使用、也可以同时使用2种以上的盐。特别优选的盐是氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙，至少含有其中一种的水性介质比较优选。
作为盐化合物的浓度在0.02(质量)％以上，优选0.1％以上。盐浓度如果在0.02％以上，DNA双螺旋结构可以在很宽的条件下被保持、表现出分离功能。作为盐化合物浓度的上限，在没有作为排出液排出的循环系统中，没有特别限定。而在作为排出液排出时，设定在10％以下合适，更优选设定在5％以下。
就象先前叙述的那样，含有分离对象物质的溶液中的盐化合物可以直接利用预先存在的盐化合物，当浓度没有达到所期望的浓度时，可以向系统中添加盐化合物进行调整。另外，也采用将需要量的盐化合物与DNA水溶液或担载了DNA的固体相做成一体化，融入到系统中，提高到所期望的盐化合物的浓度的手法。
作为本发明中使用的DNA，只要是具有嵌入功能的双螺旋DNA就可以用于本使用目的。例如，从哺乳类的精巢或动物的胸腺得到的DNA。从鲑、鲱或鳕的精巢得到的DNA比较好。另外，从哺乳动物或鸟类、例如牛、猪、鸡等的胸腺得到的DNA也很好。作为其他的水溶性DNA的例子，如在合成DNA中带有(dA)-(dT)碱基对的DNA，特别是例如带有聚(dA)-聚(dT)型序列的DNA也可以。作为这样的水溶性形态，可以使用碱金属盐、铵盐形态。作为DNA的分子量，优选10万以上，更优选50万以上。
将DNA水溶液作为保持相使用时，使DNA水溶液和含有分离对象物质的被处理水(例如，被污染的水)借助于隔离膜接触。作为隔离膜，可以使DNA高分子不能透过，只要是分离对象物质能够通过的膜没有特别限定。隔离膜的分级分子量在500以上，更优选在1000以上。如果分级分子量在500以上，低分子的有害物质容易通过，阻止DNA分子通过。作为隔离膜的材料如纤维素酯、再生纤维素、聚偏氯乙烯纤维的透析膜、复合纤维素中空过滤膜、聚酯砜中空过滤膜、聚砜中空过滤膜。为了提高吸附速度，也可以使DNA的水溶液、含有分离对象物质的水或其两侧循环或流动。
水溶液中的DNA的浓度(质量基准)优选0.005％～10％，更优选0.1％～5％。DNA的浓度如果在0.005％以上，可以有效地进行净化。另一方面，DNA的浓度如果在0.02％以下，DNA水溶液的粘度适宜，可形成DNA水溶液的流动。
在本发明中，由于双螺旋结构被稳定，所以与以往的分离系统相比，即使在更高温区域也可表现出分离功能。
在使用担载DNA并不溶的固体相时，可以使固相直接与含有分离对象物质的液体接触。作为担载DNA的固相，只要是含有DNA、不使其功能丧失，而且对于处理对象是不溶的，就可以没有限制地用于本发明。例如，将DNA做成不溶化形式、DNA被保持在无机基质成不溶化形式、以及DNA被保持在有机基质成不溶化形式等。
作为将DNA做成不溶化形式，可以通过使DNA交联、修饰后得到的形式。可以使用以下几种方法，但不限定于这些方法。
例如可以使用与DNA的磷酸基团交联的金属离子，使DNA不溶化。作为金属离子的具体例子，如Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+、Al3+、Fe3+、Ti4+、Zr4+等。作为不溶化方法，也可以利用使金属化合物的水溶液与DNA水溶液适当反应，得到不溶于水的DNA胶体的方法。金属离子或金属化合物的添加量按照相对于DNA的氧化物的质量换算，为0.01％～5％，优选0.05～2％。
使用激发射线也可以使DNA不溶化。例如将DNA水溶液涂布于基材，干燥后，用紫外线、X射线、γ射线或电子射线可以使DNA固化。固化条件没有特别限定，在部分被不溶化时，用水等提取可溶DNA，使用不溶化DNA。在使用紫外线时，作为紫外线的波长在400nm以下，更优选350nm以下。使用电子射线时，加速电压在1kV以上，更优选在5kV以上。
另外，也可以使DNA的磷酸基团脂质化而使DNA不溶化。例如使DNA的碱水溶液与4级铵盐反应，可以得到不溶于水的DNA。作为使用的4级铵盐的具体例子，如正十六烷基三甲基铵氯、苄基二甲基十六烷基三甲基铵氯、二月桂基二甲基铵氯等。
在用无机基质(基材)、特别是用氧化物基质使DNA固定时，作为氧化物的原料，可以使用氧化物微粒子、金属离子的盐类、以及金属醇盐等，优选使用氧化物的胶体和金属醇盐。
在使用氧化物胶体时，胶体粒径优选为5～100nm，更优选10～50nm。如果粒径大于5nm，没有细孔尺寸变小的危险，非常适合担载DNA高分子。另一方面，如果粒径小于100nm，也不会有细孔数减少的危险。作为氧化物粒子，例如胶体二氧化硅、胶体氧化铝、胶体氧化铁、胶体氧化镓、胶体氧化镧、胶体氧化钛、胶体氧化铈、胶体氧化锆、胶体氧化锡以及胶体铪等。这些物质可以单独或2种以上组合用。从经济性考虑，以容易获得的硅胶作为基质的主要成分比较好。作为胶体二氧化硅的具体例子，例如由日产化学工业株式会社提供的スノ-テツクス20、スノ-テツクス30、スノ-テツクスN、スノ-テツクスO、スノ-テツクスC等水系溶胶商品、甲醇系溶胶、IPA-ST、EG-ST、MEK-ST等溶剂系溶胶商品或由催化剂化成工业株式会社提供的OSCAL-1132、OSCAL-1432、OSCAL-1232等溶剂系溶胶商品等。作为胶体氧化铝的具体例子，如日产化学工业株式会社销售的氧化铝溶胶100、氧化铝溶胶520等商品。
在使用金属醇盐作为氧化物基质的原料时，通过用亲水性有机溶剂水解，使氧化物基质形成。作为金属醇盐化合物，如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷等硅氧基硅烷，铝乙醇盐、铝异丙醇盐、铝-正丁醇盐、铝-仲丁醇盐、铝-叔丁醇盐等铝醇盐、四甲氧基钛、四乙氧基钛、四-正丙氧基钛等钛醇盐，锆四甲醇盐、锆乙醇盐、锆四-正丙醇盐、锆四异丙醇盐、锆四-正丁醇盐、锆四-叔丁醇盐等锆醇盐。作为使用的有机溶剂，如甲醇、乙醇、丁醇、乙二醇以及乙二醇-单-正丙醚等醇类，丙酮、丁酮、甲基异丁酮以及环己酮等各种酮类。在制备上述醇盐化合物的溶液时，根据需要，添加用于控制烷氧基的水解的酸催化剂或稳定化剂、加水后进行水解。作为催化剂，例如硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、醋酸以及氨水等。作为稳定剂如乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯等二酮类。
以氧化物基质作为修饰成分，也可以使用含有碱基官能团的有机硅氧烷。碱性官能团指的是可与DNA的磷酸基团形成酸碱结构的含有氮的官能团。含有碱性官能团的硅氧烷通过使含有该官能团的烷氧硅烷水解得到。作为烷氧硅烷的具体例子如下面的化合物。
各式中，R1为氢或碳数1～8的一价烃基、R3、R4、R5、R6、R9分别为碳数1～8的一价烃基、R7、R8为碳数1～8的2价烃基、R2是具有碳数1～8的二价烃基、或-NH-的二价基团。
作为这些化合物的具体例子，如H2NC3H6Si(OCH3)3、H2NC3H6SiCH3(OCH3)2、H2NC3H6Si(OC2H5)3、H2NC3H6SiCH3(OC2H5)2、(CH3)HNC3H6Si(OCH3)3、(CH3)HNC3H6SiCH3(OCH3)2、(CH3)HNC3H6Si(OC2H5)3、(CH3)2HNC3H6SiCH3(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、H2NC2H4NHC3H6SiCH3(OCH3)2、H2NC2H4NHC3H6Si(OC2H5)3、H2NC2H4NHC3H6SiCH3(OC2H5)2、(CH3)HNC2H4NHC3H6Si(OCH3)3、(CH3)HNC2H4NHC3H6SiCH3(OCH3)2、(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等。可以使用其中的至少一种。
在碱性官能团为环状时，作为具体例子如以下化合物。
作为带有上述碱性官能团的烷氧系的水解方法，可以使用直接添加到水之后水解的方法。另外，预先向醇、酮有机分散溶剂加必要的水，可以使其水解。根据需要，水解后，对水进行溶剂置换，得到水系的含有碱性官能团的硅氧烷溶液。作为对氧化物基质的修饰方法，将由上述氧化物原料形成的基质浸渍于带有碱性官能团的有机硅氧烷液，修饰氧化物基质的方法，或由带有碱性官能团的硅氧烷和含有上述氧化物成分的分散液直接形成氧化物基质的方法等。
作为将DNA担载到氧化物基质的方法，没有特别限定，也可以使用由DNA水溶液将DNA固定在预先形成的基质上的方法，或通过使DNA分散于含有基质成分的分散液中，直接使得到的分散液固定，形成多孔DNA载体的方法。多孔DNA载体中的DNA的含有量(质量基准)为0.01％～15％，优选0.1％～10％。DNA的含量如果在0.01％以上，可以使来自DNA的性质的表现效率更好。另外，如果含量在15％以下，也没有经济性的问题，不用担心多孔DNA载体中的细孔难于形成。因此，水向多孔DNA载体中的移动快，除了表面层的DNA之外，细孔内部的DNA的特性也可以很快表现。
在上述固定化工序中，可以使用对分散溶剂进行加热、喷雾干燥、真空干燥等方法。最好是加热到不引起得到的多孔DNA载体DNA分解的程度。作为多孔DNA载体的热处理温度为200℃以下，优选150℃以下。
作为多孔DNA载体，根据需要，除粉末和块以外，还可举如板、管状体、纤维、织布以及无纺布等对基体表面的被覆膜等。另外，使用被覆上述的多孔DNA载体粉末、多孔DNA载体的板、管状体、纤维、织布以及无纺布，可以进行集装。例如，填充多孔DNA载体粉末可以进行柱化。
在用有机聚合物作为基质时，在聚合物中可以固定DNA，只要是可以保持其功能，有机聚合物的种类没有特别限定。最好是能够使用通过DNA与金属离子可以交联的阴离子聚合物。作为使用的阴离子有机聚合物，如藻酸等天然聚合物、由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸磷酸酯等构成的聚合物、或丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸磷酸酯与其他的乙烯单体的共聚物。这些聚合物根据需要可以使用其中的一种以上。作为聚合的乙烯单体，例如，丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯、核置换苯乙烯类、烷乙烯醚类、烷乙烯酯类、全氟烷乙烯醚类、全氟烷乙烯酯类、马来酸、马来酸酐、延胡索酸、甲叉丁二酸、马来酰亚胺或苯马来酰亚胺等。这些乙烯单体中，特别适用的是甲基丙烯酸酯类、丙烯腈、苯乙烯类、马来酰亚胺或苯马来酰亚胺。
聚合反应通过溶液聚合、紫外线或电子射线照射进行聚合，优选使用溶液聚合的方法。
在进行溶液聚合时，将单体溶解于溶剂中，使用2，2-偶氮二异丁腈、2，2-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、二甲基2，2-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、二甲基2，2-偶氮二异丁酸酯等偶氮系启动剂、十二烷基过氧化物、苯甲酰过氧化物、过辛酸叔丁酯等过氧化物系引发剂等聚合引发剂进行。
作为乙烯聚合的分散溶剂，基本上只要这些原料是可溶的，就可以使用。可以使用水、甲醇等醇类或丙酮等酮类、乙二醇单甲醚等醚类溶剂。另外也可以使用2种以上的混合溶剂。
作为反应体系的溶剂，以原料成分作为1时，以质量比1.0～20.0左右使用比较好，聚合引发剂以质量比0.005～0.05左右使用比较好。更优选质量比为溶剂在1.5～10、聚合引发剂在0.01左右。溶剂、聚合引发剂的使用量如果不处于上述优选范围，聚合体凝胶化后，对各种溶剂都不溶，由于出现不能制膜等问题，所以是不优选的。作为聚合条件，一边对这些混合液进行搅拌，一边在40℃以上的温度、优选是在60℃以上溶剂沸点以下的温度进行聚合。
作为原料的比率，丙烯酸、甲基丙烯酸以及丙烯酸磷酸酯的酸性成分以质量表示在5％以上，优选是在10％以上。如果酸性成分比5％多，将可以与DNA交联。
作为阴离子性聚合物的交联方法，向DNA和阴离子性聚合物的混合物中导入金属离子进行交联。作为金属离子种类，可以使用价数在2价以上的金属离子。作为金属离子种类，如可举Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Al3+、Fe3+、Y3+、Co3+、In3+、La3+、Ti4+、Zr4+、Sn4+等。在DNA复合体中，作为金属离子的量，以氧化物质量换算为0.05％～50％，优选0.1％～30％的范围。添加量如果在0.05％～50％，在DNA与基质基材的复合体的耐水性被表现的同时，DNA双螺旋也保持得非常合适。
为了得到均匀的复合体，设置含有酸性成分的聚合物与DNA的混合液的工序。然后，使其与含有金属离子的溶液接触，进行交联。最好是获得阴离子性聚合物、阴离子聚合物的碱金属盐、或阴离子聚合物的铵盐的水溶液与DNA碱金属盐的混合水溶液，由水溶性的金属盐水溶液进行交联。
根据DNA复合体的最终形态，向混合水溶液中加金属盐的水溶液，得到含有DNA的析出物或DNA的胶体，然后干燥，得到DNA复合体的集聚体。另外，通过对DNA混合水溶液进行适当的粘度调整，凝胶化为纤维状，可以得到DNA复合体的纤维。同样，通过使其凝胶化为膜状，可以得到DNA复合体的片层。另外，将DNA的混合液涂覆在板、管状体、纤维、织布以及无纺布等基体表面，预干燥形成DNA膜，然后与金属盐的溶液接触，由于金属离子浸透，可以得到含有交联了的DNA复合被膜的板、纤维、织布以及无纺布。
还有，使用上述的DNA复合体、被覆了DNA复合体的板、管状体、纤维、织布以及无纺布可以集装化。例如，可以采取将DNA复合体填充到柱中，提取气体或液体中的特殊物质的方式。另外，作为牛奶或母乳的过滤材料，也可应用于担载DNA杂化体中纤维、织布作为膜的集装化。
固定于上述无机多孔材料或有机聚合物基质的DNA双螺旋结构在盐存在下被稳定。特别是，在无机多孔基质中，由于发生DNA双螺旋结构的运动，无机基质被破坏、载体功能不能维持的担心消除了。
另外，通过使双螺旋DNA的保持相与含有分离对象物质的液体接触后，分离对象物质被保持或浓缩的双螺旋DNA的保持相、和分离对象物质的浓度降低或分离对象物质被除去的液体中至少一方由系统回收，根据需要可以将他们应用于所定的用途中。
以下利用实施例，对本发明进行更详细说明。以下中的“％”为质量基准。
(合成例1)将40g的N-2(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷(259→190)滴到200g的蒸馏水中，于室温下水解3天。将得到的寡聚物于60℃下用蒸发器进行浓缩。然后加95g的蒸馏水，得到含有约180g的碱性官能团的硅氧烷溶液N1。固体成分为15.1％。
(合成例2)将40g的下面的有机硅化合物(262.32→193.32)滴到200g的蒸馏水中，于室温下水解3天。
将得到的寡聚物于60℃下用蒸发器进行浓缩。然后加70g的蒸馏水，得到含有约200g的碱性官能团的硅氧烷溶液N2。固体成分为14.7％。
(实施例1)将5重量份的由鲑的精液得到的双链DNA(分子量，6×106)于1000重量份的离子交换水中用1天水解溶解，得到DNA的水溶液。向100重量份的30％(重量)的硅溶胶(日产化学工业(株)、スノ-テツクスCM)添加5重量份的碱性官能团的硅氧烷溶液N1，搅拌30分钟后，加200重量份的DNA的水溶液。再缓慢地搅拌30分钟后，用蒸发器于50℃下除去分散溶剂。然后于60℃下干燥15小时。将得到的块粉碎，用筛取出1～4mm大小的粒子，得到多孔DNA载体1(DNA的含量约3.2重量％)。
使用得到的多孔DNA载体1，进行溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓(ethidium bromide)吸附实验。将0.5重量份的多孔DNA载体浸渍于含有100ppm的氯化钠的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。经过3小时，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓产生的着色降低，多孔DNA载体变红。当照射366nm的紫外线时，多孔DNA载体显示出橙色的荧光色，经确认保持着对具有平面结构的有害化合物的嵌入功能。没有观察到多孔DNA载体的裂纹。
另外，当用氮吸附法对该多孔DNA载体测定比表面积时，比表面积为121m2/g。
(实施例2)将实施例1的1重量份的多孔DNA载体浸渍于含有200ppm的氯化钾的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。经过3小时，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓产生的着色降低，多孔DNA载体变红。当照射366nm的紫外线时，多孔DNA载体显示出橙色的荧光色，经确认保持着对具有平面结构的有害化合物的嵌入功能。没有观察到多孔DNA载体的裂纹。
(实施例3)向100重量份的30％(重量)的硅溶胶(日产化学工业(株)、スノ-テツクスCM)添加4重量份的碱性官能团的硅氧烷溶液N2(合成例2)，搅拌30分钟后，加150重量份的DNA的水溶液(实施例1)。再缓慢地搅拌30分钟后，用蒸发器于50℃下除去分散溶剂。然后于60℃下干燥15小时。将得到的块粉碎，用筛取出1～4mm大小的粒子，得到多孔DNA载体2(DNA的含量约2.4重量％)。
使用得到的多孔DNA载体2，进行溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓吸附实验。将0.5重量份的多孔DNA载体浸渍于含有100ppm的氯化钠的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。经过3小时，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓产生的着色降低，多孔DNA载体变红。当照射366nm的紫外线时，多孔DNA载体显示出橙色的荧光色，经确认保持着对具有平面结构的有害化合物的嵌入功能。没有观察到多孔DNA载体的裂纹。
将得到的1重量份的多孔DNA载体浸渍于50重量份的50ppm氯化钠的水溶液中。即使经过1周时间，多孔DNA载体也没有出现裂纹等。
(实施例4)向100重量份的30％(重量)的硅溶胶(日产化学工业(株)、スノ-テツクスCM)添加3重量份的碱性官能团的硅氧烷溶液N2(合成例2)，搅拌30分钟后，加300重量份的DNA的水溶液(实施例1)。再缓慢地搅拌30分钟后，用蒸发器于50℃下除去分散溶剂。然后于60℃下干燥15小时。将得到的块粉碎，用筛取出1～4mm大小的粒子，得到多孔DNA载体3(DNA的含量约4.7重量％)。
使用得到的多孔DNA载体3，进行溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓吸附实验。将0.5重量份的多孔DNA载体浸渍于含有100ppm的氯化钠的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。经过3小时，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓产生的着色降低，多孔DNA载体变红。当照射366nm的紫外线时，多孔DNA载体显示出橙色的荧光色，经确认保持着对具有平面结构的有害化合物的嵌入功能。没有观察到多孔DNA载体的裂纹。
(实施例5)将1重量份的实施例4多孔DNA载体3浸渍于含有200ppm的氯化钾的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓50重量份中。经过3小时，上清中由溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓产生的着色降低，多孔DNA载体变红。当照射366nm的紫外线时，多孔DNA载体显示出橙色的荧光色，经确认保持着对具有平面结构的有害化合物的嵌入功能。没有观察到多孔DNA载体的裂纹。
(实施例6)将15cc的5wt％NaCl和0.05％DNA水溶液(DNA分子量600万)装入直径约2cm的分级分子量1万的再生纤维素透析膜管中，将两端封闭。将DNA液的管浸渍于预先于油浴中加热到65℃、搅拌中的5wt％NaCl和50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的水溶液中。1天后进行观察时，DNA管的颜色与周围的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓液比较要浓得多，当照射366nm紫外线时，看到强的橙荧光色。将管冷却后，用分光光度计于溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓测定吸光度，可知溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的浓度至少在150ppm以上。
(比较例1)研究实施例4的多孔DNA载体在高纯水中的耐久性。将0.1重量份的多孔DNA载体2浸渍于100重量份的蒸馏水中。在由DNA载体的表面发生气泡的阶段，虽然保持着几乎所有的形状，但一部分破裂成0.1mm～1mm的粉末。2小时后，没有看到大的变化。2天后，用分光光度计测定其上清中的DNA浓度。在260nm附近由DNA产生的吸光度为约0.03。多孔DNA载体的DNA几乎没有被洗脱出来，但其机械强度变弱了。
(比较例2)将15cc的不含有盐的0.05％DNA水溶液(DNA分子量600万)装入直径约2cm的分级分子量1万的再生纤维素透析膜管中，将两端封闭。将DNA液的管浸渍于预先于油浴中加热到65℃、搅拌中的50ppm的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的水溶液中。1天后进行观察时，DNA管的颜色与周围的溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓液比较几乎没有变化，当照射366nm紫外线时，看到橙荧光色，但强度弱。将管冷却后，用分光光度计测定溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的吸光度，溴化3，8-二氨基-5-乙基-6苯基菲啶鎓的浓度约为60ppm。与盐存在下的条件比较，吸附性能相当弱。
权利要求
1.含有分离对象物质的液体的处理系统，其特征是具有配置双螺旋DNA的保持相的处理区域、向该处理区域供给含有分离对象物质的液体供给装置，以及回收以下的1)、2)中至少一个的回收装置，1)通过与所述双螺旋DNA的保持相接触，保持或浓缩分离对象物质的DNA的保持相，2)除去分离对象物质或降低该浓度的液体，发生所述双螺旋DNA与所述分离对象物质接触的液相的盐化合物的浓度在0.02质量％以上。
2.权利要求1所述的处理系统，作为所述盐化合物，含有从氯化钠、氯化钾、氯化钙以及氯化镁选择出来的至少一种。
3.权利要求1或2所述的处理系统，所述盐化合物的浓度在0.1质量％以上。
4.权利要求1所述的处理系统，所述双螺旋DNA的保持相是固相，该固相含有无机多孔基材。
5.权利要求4所述的处理系统，所述无机多孔材料是多孔二氧化硅。
6.权利要求5所述的处理系统，所述多孔二氧化硅至少是用胶体二氧化硅和含有碱基官能团的硅氧烷形成的。
7.权利要求1所述的处理系统，其中所述双螺旋DNA的保持相是固相，该固相含有有机聚合物基材。
8.权利要求7所述的处理系统，其中所述有机聚合物含具有阴离子官能团的乙烯聚合物。
9.权利要求8所述的处理系统，所述阴离子官能团是磷酸官能团。
10.处理方法，是使用权利要求1～9任一项记载的处理系统的由液体进行分离对象物质的分离处理方法，其特征是具有准备含有分离对象物质的液体的工序，将所述液体供给所述处理区域后，使其以在0.02质量％以上的盐化合物的浓度与双螺旋DNA的保持相接触，使该液体中的分离对象物质保持在该双螺旋DNA的保持相的工序，以及通过与所述双螺旋DNA的保持相的接触，回收保持或浓缩了分离对象物的DNA的保持相以及除去了分离对象物质或降低了浓度的液体的任一者的回收工序。
全文摘要
含有分离对象物质的液体与双螺旋DNA的保持相接触，使分离对象物质保持在双螺旋DNA的保持相中，由液体分离出分离对象物质时，在盐浓度为0.02质量％的水性溶剂中使双螺旋DNA与分离对象物质接触。
文档编号B01J20/32GK1654645SQ20051000781
公开日2005年8月17日 申请日期2005年2月2日 优先权日2004年2月2日
发明者张祖依, 榊原悌互, 小谷佳范, 汤浅俊哉, 西则雄 申请人:佳能株式会社