JP5070075B2 - Polymerized catechin nanofiber - Google Patents
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Description
本発明は、重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体を含有させたナノファイバー集合体に関する。 The present invention relates to a nanofiber assembly containing a polymerized catechin and / or a polymerized catechin derivative.
これまでに、ナノメートルサイズのポリマー繊維を電解紡糸法によって製造する技術が知られている(例えば、特許文献1)。この方法を簡単に説明すると、次の通りである。図1に示すように、原材料となる高分子溶液1を貯留した容器2とターゲット電極3とが設けられている。容器2の先端には、高分子溶液1を放出可能なノズル4が設けられている。ここで、ノズル4とターゲット電極3との間に高電圧をかけた状態で、ノズル4から高分子溶液1を放出させると、高分子溶液1がノズル4からターゲット電極3に移動する間に、電気力線に沿って繊維状のファイバーとなり、ターゲット電極3上にナノファイバー5が作製される。
この方法は、10nm−数百nmオーダーのファイバーおよびそのファイバーを集積したシートないしマット(ナノファイバー集合体)を作製できるという特徴を有している。
Until now, the technique which manufactures a nanometer-sized polymer fiber by the electrospinning method is known (for example, patent document 1). This method will be briefly described as follows. As shown in FIG. 1, a container 2 storing a polymer solution 1 as a raw material and a target electrode 3 are provided. A nozzle 4 capable of discharging the polymer solution 1 is provided at the tip of the container 2. Here, when the polymer solution 1 is released from the nozzle 4 with a high voltage applied between the nozzle 4 and the target electrode 3, the polymer solution 1 moves from the nozzle 4 to the target electrode 3. A fibrous fiber is formed along the lines of electric force, and the nanofiber 5 is produced on the target electrode 3.
This method is characterized in that a fiber of the order of 10 nm to several hundred nm and a sheet or mat (nanofiber aggregate) in which the fibers are integrated can be produced.
ナノファイバーの径は細く、その集積体であるシートないしマットは気孔率が大きいため、各種用途への幅広い応用が考えられている。ナノファイバー集合体は内部構造・表面構造が微細であるために、比表面積が大きく、例えば吸着材等としての用途に優れた特性を発揮する。しかし、電界紡糸法で作製されたポリマー質のナノファイバーは表面が平滑であり、表面状態の装飾や機能付加は必ずしも容易ではない。例えば、無機物質の機能を活用する目的で、ポリマー中に無機物質を混入させようとすると、無機物質はナノファイバーのポリマー中に埋め込まれてしまい、無機物質の本来の機能を発揮できなくなることがある。 Since the diameter of the nanofiber is thin and the sheet or mat that is an aggregate of the nanofiber has a large porosity, a wide range of applications for various uses is considered. Since the nanofiber aggregate has a fine internal structure and surface structure, it has a large specific surface area, and exhibits excellent properties for use as, for example, an adsorbent. However, the polymer nanofibers produced by the electrospinning method have a smooth surface, and it is not always easy to decorate the surface and add functions. For example, if an inorganic substance is mixed in a polymer for the purpose of utilizing the function of the inorganic substance, the inorganic substance is embedded in the polymer of the nanofiber, and the original function of the inorganic substance may not be exhibited. is there.
また、上記電界紡糸法を用いて、ポリ乳酸やコラーゲンなどの材料からナノファイバーを製造する研究開発が行われている。このような材料は、生分解性に優れ、生体由来の材料であることから、自動車・家電品への応用、及び医薬・化粧品・食品・衛生品への応用が考慮されている。
更に、ナノファイバーの機能性を向上させるために、ポリ乳酸やコラーゲンから製造されるナノファイバーに機能性素材を組み合わせるという考え方があり得る。しかしながら、実際にそのようなものが製造可能であるか否かに関しては、十分な検討が行われていなかった。
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機能性素材を含有するナノファイバー集合体を提供すること、及びそのようなナノファイバー集合体を製造する方法を提供することである。
Furthermore, in order to improve the functionality of the nanofiber, there may be a concept of combining a functional material with the nanofiber manufactured from polylactic acid or collagen. However, sufficient studies have not been made as to whether such products can actually be manufactured.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a nanofiber assembly containing a functional material and to provide a method for manufacturing such a nanofiber assembly. It is.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の紡糸基材と、機能性物質とを組み合わせて、電界紡糸法を応用することにより、機能性素材含有ナノファイバー集合体を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have applied the electrospinning method by combining a specific spinning base material and a functional substance, and thereby a functional material-containing nanofiber. The present inventors have found that an aggregate can be produced and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、次の通りである。
(1) ポリ乳酸、卵白ペプチド、全卵ペプチド、卵黄ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材と、重合型カテキン、重合型カテキン誘導体からなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質とを含有することを特徴とするナノファイバー集合体。
(2) 前記機能性物質が、重合型カテキンであることを特徴とする前記(1)に記載のナノファイバー集合体。
(3) 前記機能性物質が、カカオポリフェノール、リンゴポリフェノール、ウーロン茶ポリフェノール、ブドウポリフェノール、アムラポリフェノール、柿ポリフェノールの群より選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする前記(1)に記載のナノファイバー集合体。
(4) 前記機能性物質が、柿ポリフェノールであることを特徴とする前記(1)に記載のナノファイバー集合体。
That is, the present invention is as follows.
(1) At least one spinning substrate selected from the group consisting of polylactic acid, egg white peptide, whole egg peptide, egg yolk peptide, zein, gelatin, collagen, chitosan, and a group consisting of polymerized catechin and polymerized catechin derivative A nanofiber assembly comprising at least one functional substance selected.
(2) The nanofiber aggregate according to (1), wherein the functional substance is a polymerized catechin.
(3) The functional substance is one or more selected from the group consisting of cacao polyphenol, apple polyphenol, oolong tea polyphenol, grape polyphenol, amla polyphenol, and persimmon polyphenol. Nanofiber assembly.
(4) The nanofiber aggregate according to (1), wherein the functional substance is cocoon polyphenol.
(5) ポリ乳酸、卵白ペプチド、全卵ペプチド、卵黄ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材を電界紡糸法によりナノファイバーを製造し、このナノファイバーに重合型カテキン、重合型カテキン誘導体からなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質を含有させることを特徴とするナノファイバーの製造方法。
(6) 前記機能性物質が、カカオポリフェノール、リンゴポリフェノール、ウーロン茶ポリフェノール、ブドウポリフェノール、アムラポリフェノール、柿ポリフェノールの群より選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする前記(5)に記載のナノファイバーの製造方法。
(7) 前記機能性物質が、柿ポリフェノールであることを特徴とする前記(5)に記載のナノファイバーの製造方法。
(5) A nanofiber is produced by electrospinning at least one spinning substrate selected from the group consisting of polylactic acid, egg white peptide, whole egg peptide, egg yolk peptide, zein, gelatin, collagen and chitosan. A method for producing nanofibers, which comprises containing at least one functional substance selected from the group consisting of polymerized catechins and polymerized catechin derivatives.
(6) The functional substance is one or more selected from the group consisting of cacao polyphenol, apple polyphenol, oolong tea polyphenol, grape polyphenol, amla polyphenol, and persimmon polyphenol. Nanofiber manufacturing method.
(7) The method for producing nanofibers according to (5), wherein the functional substance is cocoon polyphenol.
(8) ポリ乳酸、卵白ペプチド、全卵ペプチド、卵黄ペプチド、ツェイン、ゼラチン、コラーゲン、キトサンからなる群から選択される少なくとも一つの紡糸基材と、重合型カテキン、重合型カテキン誘導体からなる群から選択される少なくとも一つの機能性物質とを含有する材料から電界紡糸法によりナノファイバーを製造することを特徴とするナノファイバーの製造方法。
(9) 前記機能性物質が、カカオポリフェノール、リンゴポリフェノール、ウーロン茶ポリフェノール、ブドウポリフェノール、アムラポリフェノール、柿ポリフェノールの群より選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする前記(8)に記載のナノファイバーの製造方法。
(10) 前記機能性物質が、柿ポリフェノールであることを特徴とする前記(8)に記載のナノファイバーの製造方法。
(8) From at least one spinning substrate selected from the group consisting of polylactic acid, egg white peptide, whole egg peptide, egg yolk peptide, zein, gelatin, collagen, chitosan, and a group consisting of polymerized catechin and polymerized catechin derivative A method for producing nanofibers, comprising producing nanofibers from a material containing at least one functional substance selected by electrospinning.
(9) The functional substance is one or more selected from the group consisting of cacao polyphenol, apple polyphenol, oolong tea polyphenol, grape polyphenol, amla polyphenol, and persimmon polyphenol. Nanofiber manufacturing method.
(10) The method for producing nanofibers according to (8), wherein the functional substance is cocoon polyphenol.
本発明によれば、機能性物質を含有するナノファイバー集合体を製造することができる。このナノファイバー集合体は、ナノファイバーの機能と機能性物質である重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体の機能とを併せ持っているので、抗酸化作用、抗菌作用、抗ウイルス作用、消臭作用、有害物質吸着作用などを有している。このため、人工皮膚などの医用部材、エアコン・自動車・空気清浄機用などのフィルター、マスク・ガーゼ・パック・シーツ・医用医療などの衛生用品、NDS(ニュートリション・デリバリー・システム:ミネラル、ビタミン等の栄養素材を安全で効率良く生体内に供給することを目的とする新システム)用基材・脱酸素基材・即溶性基材などの食用品、機能性成分の安定化基材・汚れ取り基材などの化粧用品などに応用することができる。 According to the present invention, a nanofiber assembly containing a functional substance can be produced. This nanofiber aggregate has both the functions of nanofibers and the functions of polymerized catechins and / or polymerized catechin derivatives, so it has antioxidant, antibacterial, antiviral, and deodorant effects. Has a harmful substance adsorption action. Therefore, medical parts such as artificial skin, filters for air conditioners, automobiles, air cleaners, hygiene products such as masks, gauze, packs, sheets, medical care, NDS (Nutrition Delivery System: Minerals, Vitamins, etc.) New system aimed at supplying nutritional materials safely and efficiently into the living body) Food materials such as base materials, deoxygenated base materials, and fast-dissolving base materials, functional bases, bases for dirt removal It can be applied to cosmetics such as materials.
次に、本発明の実施形態について、詳細に説明する。本発明の技術的範囲は、下記の実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく、様々に改変して実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail. The technical scope of the present invention is not limited by the following embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the invention. Further, the technical scope of the present invention extends to an equivalent range.
本発明に用いられるポリ乳酸とは、乳酸(CH3CH(OH)COOH)を単位とし、複数の乳酸が連なって高分子量となった生分解性プラスチックの一種である。ポリ乳酸を製造する材料としての乳酸は、植物(例えば、トウモロコシ、キャツサバ、サトウキビ、ビート、サツマイモなど)から生産することができる。ポリ乳酸を製造するには、一般的に乳酸を環化しラクチドとし、これを開環重合してポリ乳酸とするが、本発明においては、ポリ乳酸の製造方法にはよらない。 The polylactic acid used in the present invention is a kind of biodegradable plastic in which lactic acid (CH 3 CH (OH) COOH) is used as a unit and a plurality of lactic acids are linked to have a high molecular weight. Lactic acid as a material for producing polylactic acid can be produced from plants (for example, corn, bonito, sugar cane, beet, sweet potato, etc.). In order to produce polylactic acid, lactic acid is generally cyclized into lactide, which is subjected to ring-opening polymerization to obtain polylactic acid, but in the present invention, it is not dependent on the method for producing polylactic acid.
ポリ乳酸を構成する単体としての乳酸には、L型とD型という二種類の光学異性体が知られている。本発明は、L型及びD型のいずれの乳酸を単位として製造されたポリ乳酸にも(或いは、L型とD型とを任意の比で含むポリ乳酸に対しても)用いることができる。
卵白ペプチドとは、卵白を適当に加水分解して得られるペプチドのことを意味している。卵白とは、全卵(例えば、鶏卵)より卵黄を除去したもののことであり、殻付卵を割卵したもの、凍結卵白を解凍したもの及びこれらを濃縮したもの、卵白粉末を水で戻したもののいずれであっても良く、特に限定されるものではないが、加工性の点から生卵白液または冷凍卵白液が好ましい。卵白を加水分解するには、例えば適当な加水分解酵素で処理することができる。そのような酵素は、植物由来、動物由来または細菌由来のプロテアーゼ(蛋白分解酵素)であれば特に限定されるものではないが、バチルス(Bacillus)属の菌体より抽出されたプロテアーゼを用いることが好ましく、更にBacillus lichenniformis、 Bacillus thermoproteolyticus Rokko、 Bacillus subtillsからなる群より選ばれる1種以上の菌体より抽出されたプロテアーゼを用いることが好ましい。
Two types of optical isomers, L-type and D-type, are known for lactic acid as a simple substance constituting polylactic acid. The present invention can also be used for polylactic acid produced using either L-type or D-type lactic acid as a unit (or for polylactic acid containing L-type and D-type in any ratio).
Egg white peptide means a peptide obtained by appropriately hydrolyzing egg white. Egg whites are those obtained by removing egg yolk from whole eggs (for example, chicken eggs), those obtained by splitting eggs with shells, those obtained by thawing frozen egg whites, those obtained by concentrating them, and egg white powder being returned with water. Any of them may be used, and is not particularly limited, but raw egg white liquid or frozen egg white liquid is preferable from the viewpoint of processability. In order to hydrolyze the egg white, for example, it can be treated with a suitable hydrolase. Such an enzyme is not particularly limited as long as it is a plant-derived, animal-derived, or bacterial-derived protease (proteolytic enzyme), but a protease extracted from cells of the genus Bacillus may be used. It is preferable to use a protease extracted from one or more cells selected from the group consisting of Bacillus licheniformis, Bacillus thermoproteolyticus Roko, and Bacillus subtils.
プロテアーゼ処理の条件は特に限定するものではないが、pH7−10の範囲で加水分解温度が55℃−65℃であることが好ましい。酵素加水分解物の分解度は特に限定するものではないが、好ましくはアミノ基量が原料蛋白質の7倍以上20倍以下になるまで分解されており、かつ酵素加水分解物の平均アミノ酸鎖長が2以上で、遊離アミノ酸含量が20%以下のものが好ましく、更に酵素加水分解物の平均アミノ酸鎖長が2−15のものであることが好ましい。アミノ基量は、蛋白または蛋白加水分解物の末端及びリジン残基のアミノ基量を意味している。アミノ基量、平均アミノ酸鎖長、遊離アミノ酸含量は、ホルモール滴定法、TNBS発色法、またはニンヒドリン発色法等により測定することができる。また、卵白ペプチドとしては、プロフィックス(商標登録:太陽化学株式会社製)を用いることができる。 The conditions for the protease treatment are not particularly limited, but the hydrolysis temperature is preferably 55 ° C. to 65 ° C. within a pH range of 7-10. The degree of degradation of the enzyme hydrolyzate is not particularly limited, but it is preferably degraded until the amino group amount is 7 to 20 times that of the raw protein, and the average amino acid chain length of the enzyme hydrolyzate is 2 or more and a free amino acid content of 20% or less is preferable, and the average amino acid chain length of the enzyme hydrolyzate is preferably 2-15. The amount of amino groups means the amount of amino groups of the end of the protein or protein hydrolyzate and the lysine residue. The amino group amount, average amino acid chain length, and free amino acid content can be measured by a formol titration method, a TNBS coloring method, a ninhydrin coloring method, or the like. Moreover, as an egg white peptide, Profix (trademark registration: Taiyo Kagaku Co., Ltd.) can be used.
ツェインとは、ゼインとも称される。トウモロコシ種子の主要なタンパク質であり、プロラミンに属する。プロラミンとは、単純タンパク質に属し、60%〜90%エタノールに可溶で、90%以上のエタノール、水、中性塩溶液に不溶のタンパク質の総称であり、他にコムギのグリアジン、オオムギのホルデインなどがある。ツェインは、多様な分子種から構成されており、主要な成分として分子量22000と分子量19000のものがある。
ゼラチンとは、高等動物中に含まれるコラーゲンの立体構造が壊れた物質の総称である。ゼラチンは非常に良く水に溶ける。本発明においては、動物種、コラーゲンの種類については問わずに使用できる。
Zein is also called zein. It is a major protein of corn seed and belongs to prolamin. Prolamin is a generic term for proteins belonging to simple proteins, soluble in 60% to 90% ethanol, and insoluble in 90% or more ethanol, water, and neutral salt solutions. In addition, wheat gliadin, barley hordein and so on. Zein is composed of various molecular species, and main components include those having a molecular weight of 22,000 and a molecular weight of 19000.
Gelatin is a general term for substances in which the three-dimensional structure of collagen contained in higher animals is broken. Gelatin is very soluble in water. In the present invention, any animal species and collagen type can be used.
コラーゲンとは、動物の結合組織を構成する主要タンパク質成分を意味している。哺乳類では体の総タンパク質の30%近くを占めている。コラーゲンはI型、II型など10種類以上のタンパク質スーパーファミリーから成り、グリシン、プロリンの含量が高い。本発明においては、いずれの種類のコラーゲン、或いは混合物を問わずに使用できる。
キトサンとは、主としてβ−1,4−ポリグルコサミンのことを意味しており、キチンの脱アセチル化物である。β−1,4−ポリグルコサミン構造が主であるが、キチンを濃アルカリと溶融して製造することから、若干の構造変化物があり得る。
Collagen means the main protein component that constitutes the connective tissue of animals. Mammals account for nearly 30% of the body's total protein. Collagen consists of 10 or more protein super families such as type I and type II, and has a high content of glycine and proline. In the present invention, any type of collagen or mixture can be used.
Chitosan mainly means β-1,4-polyglucosamine and is a deacetylated product of chitin. Although a β-1,4-polyglucosamine structure is main, it is produced by melting chitin with concentrated alkali, so there may be some structural changes.
重合型カテキンとは、柿、茶などの植物に多く含まれる水溶性のカテキン、エピカテキン、ガロカテキン、エピガロカテキン、カテキンガレート、エピカテキンガレート、ガロカテキンガレート、エピガロカテキンガレート等の多価フェノールが2個〜50個程度結合したものを意味する。重合型カテキンは、上記のように複数の種類を含んでいるが、本発明においては、これらのいずれの分子(同種または異種を含む)が結合した重合型カテキン誘導体でも用いることができる。 Polymerized catechins are polyvalent phenols such as water-soluble catechins, epicatechins, gallocatechins, epigallocatechins, catechin gallates, epicatechin gallates, gallocatechin gallates, epigallocatechin gallates, etc. Means a combination of about 2 to 50. As described above, the polymerized catechin includes a plurality of types. In the present invention, any polymerized catechin derivative to which any of these molecules (including the same or different species) is bonded can be used.
柿ポリフェノールとは、渋柿に含まれる「柿渋」と呼ばれる1%−2%程度の可溶性タンニン(カキタンニン)のことを意味し、強烈な渋味を示す。甘柿あるいは渋抜きをした渋柿(樽柿または干し柿)では、これらの柿ポリフェノールが不溶性のものに変化しており、渋味を感じない。柿ポリフェノールはカテキン類のうちエピカテキン、カテキンガレート、エピガロカテキン、ガロカテキンガレートが1:1:2:2の比率で12−30分子縮合した分子量15,000程度に達する高分子化合物でデルフィニジン系プロアントシアニジンポリマー、あるいは縮合型タンニンに分類される。未熟バナナ、キャブロマメと並び、青果三強渋味成分とされる。 Persimmon polyphenol means about 1% -2% soluble tannin (oyster tannin), which is called “persimmon astringent” contained in astringent persimmon, and shows a strong astringency. In sweet persimmon or astringent persimmon (barrel persimmon or dried persimmon), these persimmon polyphenols have changed to insoluble ones and do not feel astringency.柿 Polyphenol is a high molecular compound with a molecular weight of about 15,000 which is a condensate of 12-30 molecules of epicatechin, catechin gallate, epigallocatechin and gallocatechin gallate in a ratio of 1: 1: 2: 2 and is based on delphinidin. It is classified into proanthocyanidin polymer or condensed tannin. Along with immature bananas and cabbage beans, it is considered to be a fruit and vegetables strong astringency component.
ウーロン茶ポリフェノールとは、茶葉を半発酵する過程でカテキン類が重合して生じるウーロン茶特有の成分で、リパーゼ阻害活性を有すると考えられている。ウーロン茶ポリフェノールの代表成分として、エピガロカテキン−3−ガレート (EGCG) 2量体の化学構造が確認されている。 Oolong tea polyphenol is a component unique to oolong tea produced by polymerization of catechins in the process of semi-fermenting tea leaves, and is considered to have lipase inhibitory activity. As a representative component of oolong tea polyphenol, the chemical structure of epigallocatechin-3-gallate (EGCG) dimer has been confirmed.
リンゴポリフェノールとは各種カテキン類、クロロゲン酸等の種々のポリフェノールが含まれており、酸化防止効果等の品質保持機能や虫歯予防等の生理機能があることが発表されている。リンゴポリフェノールは果肉にも含まれているが、皮の方がより多く含まれている。リンゴポリフェノールには、虚血性心疾患などを引き起こすコレステロールを減らす働きや脂肪の吸収を抑制するなどの働きがあるためダイエットに効果的と言われている。また、リンゴポリフェノールは抗酸化作用と痒みの原因とされるヒスタミンの遊離を抑える働きがあるため、アトピー性皮膚炎や花粉症等のアレルギー症状にも効果があると期待されている。リンゴポリフェノールは歯垢の付着・形成を阻害する効果も確認されており、さらにはリンゴポリフェノールの中に含まれる「プロシアニジン」という成分群が、ガン細胞の繁殖や腫瘍の増大を抑制する働きがあると言われている。プロシアニジンとはカテキン類が多数結合した物質で、リンゴではエピカテキンが主要な構成単位となっており、15量体までの存在が確認されている。 Apple polyphenol includes various catechins and various polyphenols such as chlorogenic acid, and has been announced to have quality maintaining functions such as an antioxidant effect and physiological functions such as caries prevention. Apple polyphenols are also found in the pulp, but the skin is more abundant. Apple polyphenols are said to be effective for dieting because they have functions such as reducing cholesterol that causes ischemic heart disease and suppressing fat absorption. In addition, apple polyphenols are expected to be effective against allergic symptoms such as atopic dermatitis and hay fever because they have an antioxidant action and a function of suppressing the release of histamine, which is a cause of itching. Apple polyphenols have been confirmed to inhibit plaque adhesion and formation, and the component group "procyanidins" contained in apple polyphenols has the effect of suppressing cancer cell growth and tumor growth. It is said. Procyanidins are substances in which a large number of catechins are bound. Epicatechin is the main structural unit in apples, and the presence of up to 15-mer has been confirmed.
カカオポリフェノールとは、プロアントシアニジン、より詳細には、カカオ豆から抽出されたプロシアニジンおよびそれらの誘導体をはじめとするポリフェノール生成物を含む。 Cocoa polyphenols include polyphenol products including proanthocyanidins, and more particularly procyanidins extracted from cocoa beans and their derivatives.
ぶどうポリフェノールとは、ぶどうの実や種子や果皮を原料として抽出・精製したポリフェノールであり、プロアントシアニジンを主成分とし、抗酸化力が特に強いことで知られている。 Grape polyphenols are polyphenols extracted and purified from grape berries, seeds and peels, and are known to have proanthocyanidins as the main components and have particularly strong antioxidant power.
アムラポリフェノールとは、アムラの実や種子や果皮を原料として抽出・精製したポリフェノールであり、エラジタンニンを主成分とし、抗酸化力が特に強いことで知られている。 Amla polyphenols are polyphenols extracted and purified from Amla berries, seeds and pericarp, and are known for their strong antioxidant activity, mainly composed of ellagitannins.
本発明のナノファイバーとは、単糸直径が約1nm〜約800nmの繊維を意味しており、その繊維が集合したものをナノファイバー集合体という。ナノファイバー集合体は、1次元に配向した長繊維または紡積糸状に形成することもできるが、電界紡糸法で作製する場合には、不織布として2次元集合体として得られる。不織布として得られたナノファイバー集合体は、人工皮膚、フィルター、マスク、ガーゼ、その他の基材として用いることができる。
本発明のナノファイバー集合体は、ナノファイバーを製造する各種の方法によっても製造することができるが、特に電界紡糸法(エレクトロスピニング法、或いは静電紡糸法ともいう)を用いることが好ましい。この場合に、重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体は、予め紡糸基材と共存させた状態でナノファイバー集合体を製造する方法と、先にナノファイバー集合体を製造しておき、ここに重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体を含有させる方法とがある。
先にナノファイバー集合体を製造しておき、ここに重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体を含有させるには、まず紡糸基材を適当な溶媒(水などの無機溶媒、有機溶媒(プロトン性極性溶媒、非プロトン性極性溶媒を含む)などを含む)に溶解させた後、この溶液により電界紡糸法を実施する。電界紡糸法は、紡糸基材の濃度、溶媒の種類、針の径、射出距離、回転数、電圧、射出速度などの要因によって影響を受け得る。実際にナノファイバー集合体を製造するには、上記要因を適当に組み合わせて実施することができる。
こうして製造されたナノファイバー集合体に、重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体を含有させる。そのような方法としては、例えばナノファイバー集合体を重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体を溶解させた溶液中に浸漬する方法、或いはナノファイバー集合体に重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体を溶解させた溶液を滴下・噴霧する方法などが例示される。
また、上記方法によってナノファイバー集合体を製造する場合には、紡糸基材として、タンパク系の物質(例えば、卵白ペプチド、全卵ペプチド、卵黄ペプチド、ツェイン、ゼラチンなど)を用いることが好ましい。そのような物質からナノファイバー集合体を製造する場合には、重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体がナノファイバーに結合しやすいためである。
The nanofiber of the present invention means a fiber having a single yarn diameter of about 1 nm to about 800 nm, and a collection of the fibers is called a nanofiber aggregate. The nanofiber aggregate can be formed into a one-dimensionally oriented long fiber or spun yarn shape, but when it is produced by electrospinning, it is obtained as a two-dimensional aggregate as a nonwoven fabric. The nanofiber aggregate obtained as a non-woven fabric can be used as an artificial skin, filter, mask, gauze, or other base material.
Although the nanofiber aggregate of the present invention can be produced by various methods for producing nanofibers, it is particularly preferable to use an electrospinning method (also referred to as an electrospinning method or an electrostatic spinning method). In this case, the polymerization type catechin and / or the polymerization type catechin derivative are prepared in advance by a method of producing a nanofiber assembly in the state of coexisting with a spinning substrate, There is a method of containing a polymerization type catechin and / or a polymerization type catechin derivative.
In order to produce a nanofiber aggregate in advance and to contain the polymerized catechin and / or polymerized catechin derivative here, first, the spinning substrate is prepared by using an appropriate solvent (an inorganic solvent such as water, an organic solvent (protic). In a polar solvent and aprotic polar solvent), and the electrospinning method is carried out with this solution. The electrospinning method can be influenced by factors such as the concentration of the spinning substrate, the type of solvent, the diameter of the needle, the injection distance, the rotation speed, the voltage, and the injection speed. In order to actually manufacture a nanofiber assembly, the above factors can be combined appropriately.
The nanofiber aggregate thus produced is allowed to contain a polymerization catechin and / or a polymerization catechin derivative. As such a method, for example, a method of immersing a nanofiber aggregate in a solution in which a polymerized catechin and / or polymerized catechin derivative is dissolved, or a polymerized catechin and / or polymerized catechin derivative in a nanofiber aggregate Examples thereof include a method of dripping and spraying a solution in which is dissolved.
In the case of producing a nanofiber assembly by the above method, it is preferable to use a protein-based substance (for example, egg white peptide, whole egg peptide, egg yolk peptide, zein, gelatin, etc.) as a spinning substrate. This is because when a nanofiber assembly is produced from such a substance, the polymerized catechin and / or polymerized catechin derivative is easily bonded to the nanofiber.
また、予め紡糸基材と共存させた状態でナノファイバー集合体を製造するには、紡糸基材と機能性物質とを適当な溶媒(水などの無機溶媒、有機溶媒(プロトン性極性溶媒、非プロトン性極性溶媒を含む)などを含む)に溶解させる。このとき、(1)紡糸基材のみを適当な溶媒に溶解させる一方、機能性物質を別の溶媒に溶解させておき、後に両溶液を混合する方法、或いは(2)紡糸基材と機能性物質の両者を同じ溶媒に溶解する方法とがある。紡糸基材と機能性物質との組合せに応じて、上記(1)または(2)の適当な方法を選択することができる。こうして、紡糸基材と機能性物質とを含有する材料に電界紡糸法を実施する。電界紡糸法は、紡糸基材の濃度、溶媒の種類、針の径、射出距離、回転数、電圧、射出速度などの要因によって、影響を受け得る。実際にナノファイバー集合体を製造するには、上記要因を適当に組み合わせて実施することができる。 Further, in order to produce a nanofiber aggregate in the state of coexisting with the spinning base material in advance, the spinning base material and the functional material are mixed with an appropriate solvent (inorganic solvent such as water, organic solvent (protic polar solvent, non-polar solvent, etc.). In a protic polar solvent). At this time, (1) a method in which only the spinning substrate is dissolved in an appropriate solvent, while a functional substance is dissolved in another solvent, and both solutions are mixed later, or (2) the spinning substrate and functionality There is a method in which both substances are dissolved in the same solvent. The appropriate method (1) or (2) can be selected depending on the combination of the spinning substrate and the functional substance. Thus, the electrospinning method is performed on the material containing the spinning base material and the functional substance. The electrospinning method can be influenced by factors such as the concentration of the spinning substrate, the type of solvent, the diameter of the needle, the injection distance, the rotation speed, the voltage, and the injection speed. In order to actually manufacture a nanofiber assembly, the above factors can be combined appropriately.
次に、本発明を実施例および試験例により詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例および試験例によって限定されるものではない。
<実施例1> ポリ乳酸と柿ポリフェノールとを含有するナノファイバー集合体の製造
0.297gのポリ乳酸(重量平均分子量(Mw)123,284、数平均分子量(Mn)61,323、Mw/Mn=2.010、商品名レイシア(R) H−900、三井化学(株)製)と、2.703gのヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)をサンプル瓶1に加えた。サンプル瓶1にマグネチックスターラーを入れ、スターラーを用いて常温(20℃−25℃)にて、1晩(約10時間以上)撹拌しながら、ポリ乳酸を完全に溶解させた。
EXAMPLES Next, although an Example and a test example demonstrate this invention in detail, this invention is not limited by these Examples and a test example.
<Example 1> Production of nanofiber assembly containing polylactic acid and cocoon polyphenol 0.297 g of polylactic acid (weight average molecular weight (Mw) 123,284, number average molecular weight (Mn) 61,323, Mw / Mn = 2.010, trade name Lacia (R) H-900, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) and 2.703 g of hexafluoroisopropanol (HFIP) were added to the sample bottle 1. A magnetic stirrer was placed in the sample bottle 1, and the polylactic acid was completely dissolved using the stirrer at room temperature (20 ° C.-25 ° C.) with stirring overnight (about 10 hours or more).
また、別のサンプル瓶2に、1.5gの柿渋(無臭柿渋:(株)大杉型紙工業製)と、1.5gのジメチルホルムアミド(DMF)を加え、ボルテックスミキサーを使って、混ざり合うまで振動撹拌した。
サンプル瓶1のポリ乳酸溶液3.0gと、サンプル瓶2の柿渋溶液3.0gとを、別のサンプル瓶3に混合し、ボルテックスミキサーを使って、混ざり合うまで振動撹拌した。
In another sample bottle 2, add 1.5g of persimmon (odorless persimmon: manufactured by Osugi-type Paper Industry Co., Ltd.) and 1.5g of dimethylformamide (DMF), and use a vortex mixer to vibrate until mixed. Stir.
3.0 g of the polylactic acid solution in the sample bottle 1 and 3.0 g of the persimmon astringent solution in the sample bottle 2 were mixed in another sample bottle 3 and vibrated and stirred using a vortex mixer until they were mixed.
サンプル瓶3のサンプル溶液をシリンジへ注入後、シリンジ内の気泡を追い出した。このシリンジを電界紡糸装置のシリンジポンプにセットし、次の条件で電界紡糸法を実施した。
電界紡糸装置として、株式会社井元製作所のものを使用した。シリンジ針として21G(星盛堂医療機器工業株式会社製)を使用し、射出距離10cm、回転数80rpm、電圧20kv、射出速度2mL/hrとした。
結果を図2及び図3に示した。図に示すように、ポリ乳酸−重合型カテキン系を使用した場合に、電界紡糸法により良好なナノファイバーが製造された。このナノファイバーは、外径が約100nm〜500nmであった。
After injecting the sample solution in the sample bottle 3 into the syringe, the bubbles in the syringe were expelled. This syringe was set in a syringe pump of an electrospinning apparatus, and an electrospinning method was performed under the following conditions.
As an electrospinning apparatus, the apparatus of Imoto Seisakusho Co., Ltd. was used. 21G (made by Hoshiseido Medical Equipment Co., Ltd.) was used as the syringe needle, and the injection distance was 10 cm, the rotation speed was 80 rpm, the voltage was 20 kv, and the injection speed was 2 mL / hr.
The results are shown in FIGS. As shown in the figure, when a polylactic acid-polymerized catechin system was used, good nanofibers were produced by the electrospinning method. This nanofiber had an outer diameter of about 100 nm to 500 nm.
このように本実施例によれば、機能性物質を含有するナノファイバー集合体を製造することができた。このナノファイバー集合体は、ナノファイバーの機能と機能性物質である重合型カテキン及び/又は重合型カテキン誘導体の機能とを併せ持っているので、抗酸化作用、抗菌作用、抗ウイルス作用、消臭作用、有害物質吸着作用などを有している。このため、人工皮膚などの医用部材、エアコン・自動車・空気清浄機用などのフィルター、マスク・ガーゼ・パック・シーツ・医用医療などの衛生用品、NDS(ニュートリション・デリバリー・システム:ミネラル、ビタミン等の栄養素材を安全で効率良く生体内に供給することを目的とする新システム)用基材・脱酸素基材・即溶性基材などの食用品、機能性成分の安定化基材・汚れ取り基材などの化粧用品などに応用することができる。 Thus, according to the present Example, the nanofiber assembly containing a functional substance was able to be manufactured. This nanofiber aggregate has both the functions of nanofibers and the functions of polymerized catechins and / or polymerized catechin derivatives, so it has antioxidant, antibacterial, antiviral, and deodorant effects. Has a harmful substance adsorption action. Therefore, medical parts such as artificial skin, filters for air conditioners, automobiles, air cleaners, hygiene products such as masks, gauze, packs, sheets, medical care, NDS (Nutrition Delivery System: Minerals, Vitamins, etc.) New system aimed at supplying nutritional materials safely and efficiently into the living body) Food materials such as base materials, deoxygenated base materials, and fast-dissolving base materials, functional bases, bases for dirt removal It can be applied to cosmetics such as materials.
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