JP7045013B2 - Method for producing guanine crystals - Google Patents
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Description
本発明は、グアニン結晶の製造方法に関し、特に、グアニン強塩基塩水溶液からpHの制御と添加剤により所望の人工グアニン結晶を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a guanine crystal, and more particularly to a method for producing a desired artificial guanine crystal from a guanine strong base salt aqueous solution by controlling the pH and using an additive.
従来、生物由来のグアニン結晶は、耐光性、耐熱性が優れているために魚鱗箔として化粧品に、また、無毒性であるために天然の食品添加物等として利用されてきた。
近年になって、水圏生物由来の結晶板の層状構造体がフォトニック結晶として注目されるようになり、そのうち、生物由来のグアニン結晶は、高い反射率と透過性を有することから、高い光反射機能を持つ材料であるバイオリフレクターとして、光ディバイスへの応用が期待されている。
しかしながら、生物由来のグアニン結晶は価格が高いため、低コストで安定供給を可能にするべく、グアニン結晶を人工的に得るためのプロセスの開発が行われている。
非特許文献1には、グアニンの再結晶により、平板結晶を作製すること、及び、溶液中に有機、無機化合物を添加し、結晶形態を制御することが記載されているが、生成する結晶は1ミクロン前後と小さく、再結晶したものは凝集している。
非特許文献2には、グアニン結晶を溶解し、溶液のpHを調整して再結晶することが記載されているが、グアニンの溶解度が小さく、結晶化に長時間を要するなどの問題点がある。
特許文献1には、グアニン結晶粉末を強塩基性溶液に溶解させてベース溶液を生成させ、次いで、ナトリウムと塩素とを含むトリガー液を添加後、静置してグアニン結晶を析出させることが記載されている。また、魚類から得た色素胞を添加することにより、様々な方向に対して高い反射率を有する高輝度グアニン結晶を迅速に作製することができることも記載されている。
Conventionally, biologically-derived guanine crystals have been used as fish scale foils in cosmetics because of their excellent light resistance and heat resistance, and as natural food additives because they are non-toxic.
In recent years, the layered structure of crystal plates derived from aquatic organisms has attracted attention as photonic crystals, of which guanine crystals derived from organisms have high reflectance and transparency, and thus have high light reflection. As a bioreflector, which is a material with a function, it is expected to be applied to optical devices.
However, since biological guanine crystals are expensive, processes for artificially obtaining guanine crystals are being developed in order to enable stable supply at low cost.
Non-Patent Document 1 describes that flat crystals are produced by recrystallization of guanine, and that organic and inorganic compounds are added to the solution to control the crystal morphology. It is as small as about 1 micron, and the recrystallized ones are aggregated.
Non-Patent Document 2 describes that guanine crystals are dissolved and recrystallized by adjusting the pH of the solution, but there are problems such as low guanine solubility and long crystallization. ..
Patent Document 1 describes that a guanine crystal powder is dissolved in a strongly basic solution to generate a base solution, then a trigger solution containing sodium and chlorine is added, and then the mixture is allowed to stand to precipitate guanine crystals. Has been done. It is also described that by adding a chromatophore obtained from fish, high-intensity guanine crystals having high reflectance in various directions can be rapidly produced.
従来、人工的にグアニン結晶を得る方法は、グアニン粉末をアルカリ溶液に溶解し、pHを制御することにより再結晶してグアニン結晶を得る方法が通常であった。しかし、グアニンはアルカリ溶液にも溶解度が低く高濃度にできないため、製造効率が悪くなる。また、生成したグアニン結晶は凝集が発生し、針状に結晶が成長するなど魚等から得られるグアニン結晶のように数十ミクロンの板状結晶を得ることはできていない。さらに得られた結晶の光学特性は魚等から得られるグアニン結晶の光学特性を実現できていなかった。
そのため、本発明の課題は、天然グアニン結晶と同等以上の性能と均一な特性を持つ人工結晶を得ることである。
Conventionally, as a method for artificially obtaining guanine crystals, a method in which guanine powder is dissolved in an alkaline solution and recrystallized by controlling the pH to obtain guanine crystals has been usual. However, guanine has low solubility even in an alkaline solution and cannot be made high in concentration, resulting in poor production efficiency. Further, the produced guanine crystals are aggregated, and the crystals grow like needles, so that it is not possible to obtain a plate-like crystal having a size of several tens of microns like a guanine crystal obtained from a fish or the like. Further, the optical characteristics of the obtained crystals could not realize the optical characteristics of the guanine crystals obtained from fish and the like.
Therefore, an object of the present invention is to obtain an artificial crystal having performance and uniform characteristics equal to or higher than those of a natural guanine crystal.
本発明者は、上記課題の解決のために鋭意検討した結果、グアニン粉末を原料として、グアニン強塩基性塩を形成し、その溶液を用いてpHの制御と添加剤の使用等により所望の人工グアニン結晶を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor forms a guanine strong basic salt from guanine powder as a raw material, and uses the solution to control the pH and use an additive to obtain a desired artificial product. They have found that guanine crystals can be obtained, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
(1)グアニン強塩基塩水溶液をpH13~7に調整した水溶液と混合する工程を有することを特徴とする、グアニン結晶の製造方法。
(2)1)グアニン結晶粉末をpH14以上の強塩基溶液に溶解させてグアニン強塩基塩を生成する工程、
2)前記工程において得たグアニン強塩基塩を含有する溶液に、前記強塩基との共通陽イオンを添加することにより、グアニン強塩基塩結晶を析出、沈殿させて単離する工程、及び
3)前記工程で得たグアニン強塩基塩結晶を水に溶解した水溶液とpH13~7に調整した水溶液を混合する工程
を有することを特徴とする、グアニン結晶の製造方法。
(3)グアニン強塩基塩水溶液をpH13~7に調整した水溶液と混合する工程において、混合溶液のpHを所定の値に調整することを特徴とする、(1)又は(2)に記載のグアニン結晶の製造方法。
(4)前記pH13~7に調整した水溶液が、緩衝剤を含有することを特徴とする、(1)~(3)のいずれかに記載のグアニン結晶の製造方法。
(5)前記グアニン強塩基塩水溶液及び/又はpH13~7に調整した水溶液に、無機塩類、有機塩類、蛋白質、糖類、アミノ酸、核酸塩基類、界面活性剤及び分散剤から選ばれる1種又は2種以上の水溶性物質を添加することを特徴とする、(1)~(4)のいずれかに記載のグアニン結晶の製造方法。
(6)前記グアニン強塩基塩水溶液をpH13~7に調整した水溶液と混合する工程において、加温することを特徴とする (1)~(5)のいずれかに記載のグアニン結晶の製造方法。
(7)前記強塩基が、ナトリウムまたはカリウムを含む化合物であることを特徴とする、(1)~(6)のいずれかに記載のグアニン結晶の製造方法。
That is, the present invention relates to the following invention.
(1) A method for producing guanine crystals, which comprises a step of mixing a guanine strong base salt aqueous solution with an aqueous solution adjusted to pH 13-7.
(2) 1) A step of dissolving guanine crystal powder in a strong base solution having a pH of 14 or higher to produce a guanine strong base salt.
2) A step of precipitating, precipitating and isolating guanine strong base salt crystals by adding a common cation with the strong base to the solution containing the guanine strong base salt obtained in the above step, and 3). A method for producing a guanine crystal, which comprises a step of mixing an aqueous solution obtained by dissolving the strong guanine base salt crystal obtained in the above step in water and an aqueous solution adjusted to pH 13-7.
(3) The guanine according to (1) or (2), which comprises adjusting the pH of the mixed solution to a predetermined value in the step of mixing the guanine strong base salt aqueous solution with the aqueous solution adjusted to pH 13-7. Crystal manufacturing method.
(4) The method for producing a guanine crystal according to any one of (1) to (3), wherein the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7 contains a buffer.
(5) One or 2 selected from inorganic salts, organic salts, proteins, saccharides, amino acids, nucleobases, surfactants and dispersants in the guanine strong base salt aqueous solution and / or the aqueous solution adjusted to pH 13-7. The method for producing a guanine crystal according to any one of (1) to (4), which comprises adding a water-soluble substance of seeds or more.
(6) The method for producing a guanine crystal according to any one of (1) to (5), which comprises heating the aqueous guanine strong base salt solution in a step of mixing the aqueous solution with the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7.
(7) The method for producing a guanine crystal according to any one of (1) to (6), wherein the strong base is a compound containing sodium or potassium.
グアニンの水溶性強塩基塩を経由し、pHを制御して結晶を析出させることにより、サブmm~サブμmオーダーの結晶を作製することができる。また、pH、温度の調整、各種添加剤により、結晶の形態、特性を制御することができるので、所望の結晶形の人工グアニン結晶を得ることが可能となった。
また、グアニン結晶化の際の溶液の濃度を高濃度にできるため製造効率が良く、低pH(13~7)でグアニン結晶を製造できることなどの優位点がある。
Crystals on the order of sub mm to sub μm can be produced by precipitating crystals by controlling the pH via a water-soluble strong base salt of guanine. Further, since the morphology and characteristics of the crystal can be controlled by adjusting the pH and temperature and various additives, it has become possible to obtain an artificial guanine crystal having a desired crystal form.
Further, since the concentration of the solution at the time of guanine crystallization can be made high, the production efficiency is good, and there are advantages such as being able to produce guanine crystals at a low pH (13 to 7).
本発明は、グアニン強塩基塩を含有する水溶液をpH13~7に調整した水溶液と混合する工程を有することを特徴とする、グアニン結晶を製造する方法である。本発明の方法により、結晶形状、特性などを制御することができる。
以下に詳細に説明する。
The present invention is a method for producing a guanine crystal, which comprises a step of mixing an aqueous solution containing a strong guanine base salt with an aqueous solution adjusted to pH 13-7. By the method of the present invention, the crystal shape, characteristics and the like can be controlled.
This will be described in detail below.
(1)グアニン強塩基塩及びその水溶液の製造
グアニン強塩基塩及びその水溶液は、具体的には、たとえば、以下の1)~3)の工程を経て得ることができる。
1)グアニン結晶粉末をpH14以上の強塩基溶液に溶解させてグアニン強塩基塩を生成し、
2)前記工程で得たグアニン強塩基塩を含有する溶液に、前記強塩基との共通陽イオンを添加することにより、グアニン強塩基塩結晶を析出、沈殿させて単離し、そして
3)前記工程で得たグアニン強塩基塩結晶を水に溶解する。
(1) Production of guanine strong base salt and its aqueous solution The guanine strong base salt and its aqueous solution can be specifically obtained through the following steps 1) to 3).
1) Dissolve guanine crystal powder in a strong base solution with a pH of 14 or higher to produce a guanine strong base salt.
2) By adding a common cation with the strong base to the solution containing the guanine strong base salt obtained in the above step, guanine strong base salt crystals are precipitated, precipitated and isolated, and 3) the above step. The guanine strong base salt crystals obtained in the above are dissolved in water.
上記1)で得たグアニン強塩基塩を含有する溶液は、より具体的には、グアニン結晶粉末をpH14以上の強塩基溶液に加えた後、撹拌して得られるクリーム状液体に水を加えて溶解することにより製造することができる。
前記「グアニン結晶粉末」は、市販の、例えば、和光純薬工業株式会社製のグアニン結晶粉末を使用することができる。
「pH14以上の強塩基溶液」は、強塩基の水溶液を用いることができる。強塩基としては、LiOH,NaOH,KOH等のアルカリ金属の水酸化物や水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム等の水酸化テトラアルキルアンモニウムが挙げられる。
本発明において使用する水は、上記工程のみならず、すべての工程において、本発明の効果を阻害しない限り、特に制限はなく、水道水、井戸水等の飲料水でもよいが、蒸留水、純水、超純水が好ましい。
「グアニン結晶粉末」と混合する「pH14以上の強塩基溶液」の使用量は、生成したグアニン強塩基塩が溶解し得る範囲の量であればよく、通常、グアニン結晶粉末1モルに対して1モル以上~飽和濃度以下の強塩基を含むpH14以上の強塩基溶液を使用し、10倍モル以上使用するのは効率的ではない。
For the solution containing the guanine strong base salt obtained in 1) above, more specifically, guanine crystal powder is added to a strong base solution having a pH of 14 or higher, and then water is added to the creamy liquid obtained by stirring. It can be manufactured by dissolving.
As the "guanine crystal powder", a commercially available guanine crystal powder manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for example, can be used.
As the "strong base solution having a pH of 14 or higher", an aqueous solution of a strong base can be used. Examples of the strong base include hydroxides of alkali metals such as LiOH, NaOH and KOH, and tetraalkylammonium hydroxide such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide.
The water used in the present invention is not particularly limited in all steps as long as the effect of the present invention is not impaired, and may be drinking water such as tap water and well water, but distilled water and pure water. , Ultrapure water is preferable.
The amount of the "strong base solution having a pH of 14 or higher" to be mixed with the "guanine crystal powder" may be an amount within a range in which the produced guanine strong base salt can be dissolved, and is usually 1 for 1 mol of the guanine crystal powder. It is not efficient to use a strong base solution having a pH of 14 or more and containing a strong base having a molar concentration or more and a saturation concentration of 10 times or more.
グアニン強塩基塩結晶を析出させるためにグアニン強塩基塩を含有する溶液に添加する「強塩基との共通陽イオン」とは、強塩基である化合物の陽イオンと同じ陽イオンを有する化合物を意味する。
たとえば、強塩基がNaOHの場合は、NaOHのほか、Naイオンを有するNaCl、NaBr、Na2SO4等の強酸のナトリウム塩が挙げられる。 強塩基がKOHの場合は、KOHのほか、KCl、KBr、K2SO4等の強酸のカリウム塩が挙げられる。また、強塩基が水酸化テトラアルキルアンモニウムの場合は、水酸化テトラアルキルアンモニウムのほか、NH4Cl、(NH4)2SO4等の強酸のアンモニウム塩が挙げられる。
特に、ナトリウム又はカリウムを含む化合物が好ましい。
グアニン強塩基塩を含有する溶液に添加する「強塩基との共通陽イオン」の使用量は、グアニン強塩基塩結晶が析出し得る範囲の量であればよく、ル・シャトリエの法則に従って添加する「強塩基との共通陽イオン」の溶解度積から予測が可能である。通常、グアニンナトリウム塩の場合、1モルに対して「強塩基との共通陽イオン」を0.1モル~5モル使用する。
The "common cation with a strong base" added to a solution containing a guanine strong base salt to precipitate guanine strong base salt crystals means a compound having the same cation as the cation of the compound which is a strong base. do.
For example, when the strong base is NaOH, in addition to NaOH, sodium salts of strong acids such as NaCl, NaBr, and Na 2 SO 4 having Na ions can be mentioned. When the strong base is KOH, in addition to KOH, potassium salts of strong acids such as KCl, KBr, and K2 SO 4 can be mentioned. When the strong base is tetraalkylammonium hydroxide, examples thereof include ammonium salts of strong acids such as NH 4 Cl and (NH 4 ) 2 SO 4 in addition to tetraalkylammonium hydroxide.
In particular, compounds containing sodium or potassium are preferred.
The amount of the "common cation with the strong base" to be added to the solution containing the guanine strong base salt may be an amount within the range in which the guanine strong base salt crystals can be precipitated, and is added according to Le Chatelier's law. It can be predicted from the solubility product of "common cations with strong bases". Usually, in the case of sodium guanine salt, 0.1 mol to 5 mol of "common cation with a strong base" is used for 1 mol.
「強塩基との共通陽イオン」を添加して析出したグアニン強塩基塩結晶は、単離後、水に溶解される。このとき、pHが14以上となるように水の量を調整する。グアニン強塩基塩結晶1gを水を50ml以下に溶解するとpH14以上となる。
また、グアニン強塩基塩結晶を水に溶解する際に、各種添加剤の1種又は2種以上を水に添加することができる。
The guanine strong base salt crystals precipitated by adding "common cations with strong bases" are dissolved in water after isolation. At this time, the amount of water is adjusted so that the pH becomes 14 or more. When 1 g of guanine strong base salt crystals is dissolved in 50 ml or less of water, the pH becomes 14 or more.
Further, when dissolving guanine strong base salt crystals in water, one or more of various additives can be added to water.
添加剤としては、水溶性の材料であれば、特に制限がなく、無機塩類、有機塩類、水溶性蛋白質、糖類、アミノ酸、核酸塩基類、界面活性剤、分散剤等に属する水溶性の材料が挙げられる。また、魚の皮等のように、蛋白質、糖類、その他の水溶性有機物が皮等に付着している固体材料も使用可能である。
無機塩類、有機塩類、水溶性蛋白質、糖類、アミノ酸、核酸塩基類等は、グアニンの結晶形態を制御することができ、界面活性剤、分散剤等は生成するグアニン結晶の凝集を防ぐことができる。
The additive is not particularly limited as long as it is a water-soluble material, and water-soluble materials belonging to inorganic salts, organic salts, water-soluble proteins, saccharides, amino acids, nucleobases, surfactants, dispersants and the like can be used. Can be mentioned. In addition, solid materials such as fish skins to which proteins, sugars, and other water-soluble organic substances are attached to the skins and the like can also be used.
Inorganic salts, organic salts, water-soluble proteins, saccharides, amino acids, nucleobases and the like can control the crystal morphology of guanine, and surfactants, dispersants and the like can prevent aggregation of the guanine crystals produced. ..
無機塩類としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の塩酸塩、硫酸塩、亜硫酸水素塩、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、ホウ酸塩等が挙げられ、たとえば、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を使用することができる。
有機塩類としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の有機酸塩等が挙げられ、たとえば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、コハク酸マグネシウム、安息香酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、及びアスコルビン酸ナトリウム等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を使用することができる。
水溶性蛋白質としては、カゼイン、ゼラチン、アルブミン、コラーゲンそれらの変性物等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を使用することができる。
糖類としては、デキストリンのような澱粉分解物;乳糖、グルコース、果糖、砂糖、キシロース、トレハロース等の糖類:キシリトール、エリスリトール、ソルビトール、マルチトール、ラクチトール、マンニトール等の糖アルコール類;セロオリゴ糖、マルトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖等のオリゴ糖類等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を使用することができる。
アミノ酸としては、リシン、アルギニン、ヒスチジン等の塩基性アミノ酸;アスパラギン酸、グルタミン酸等の酸性アミノ酸;グルタミン酸モノナトリウム塩、アスパラギン酸モノカリウム塩等のアミノ酸のアルカリ金属塩;2-メチルグルタミン酸、3-ヒドロキシアスパラギン酸、N-メチルタウリン等のアミノ酸誘導体等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を使用することができる。
核酸塩基類としては、ヒポキサンチン、シトシン等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を使用することができる。
Examples of the inorganic salts include hydrochlorides of alkali metals and alkaline earth metals, sulfates, hydrogen sulfites, carbonates, hydrogen carbonates, phosphates, borates and the like, and examples thereof include sodium sulfate and sodium chloride. Examples thereof include potassium chloride, sodium carbonate, calcium chloride, magnesium sulfate and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the organic salts include organic acid salts of alkali metals and alkaline earth metals, and examples thereof include sodium acetate, potassium acetate, magnesium succinate, sodium benzoate, sodium citrate, and sodium ascorbate. These can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the water-soluble protein include casein, gelatin, albumin, and denatured products of collagen. These can be used alone or in combination of two or more.
Examples of saccharides include starch decomposition products such as dextrin; sugars such as lactose, glucose, fructose, sugar, xylose and trehalose: sugar alcohols such as xylitol, erythritol, sorbitol, maltitol, lactitol and mannitol; , Oligosaccharides such as fructo-oligosaccharides and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
As amino acids, basic amino acids such as lysine, arginine and histidine; acidic amino acids such as aspartic acid and glutamic acid; alkali metal salts of amino acids such as glutamic acid monosodium salt and aspartic acid monopotassium salt; 2-methylglutamic acid and 3-hydroxy Examples thereof include amino acid derivatives such as aspartic acid and N-methyltaurine. These can be used alone or in combination of two or more.
Examples of nucleobases include hypoxanthine and cytosine. These can be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤としては、アニオン、カチオン、両性、及びノニオンのいずれも使用することができる。
アニオン界面活性剤としては、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルカルボキシベタイン等が挙げられる。
ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル等が挙げられる。
分散剤としては、ポリアクリル酸とその塩、ポリメタクリル酸とその塩、ポリアクリル酸共重合体とその塩、ポリスチレンスルホン酸とその塩等のカルボン酸系分散剤;アルキルイミダゾリン系化合物などの複素環系分散剤;スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、リグニンスルホン酸、これらの塩などのスルホン酸系分散剤;オルトケイ酸、メタケイ酸、フミン酸、タンニン酸、ドデシル硫酸等が挙げられる。
これらの添加剤は、グアニン強塩基塩を含有する水溶液中に、界面活性剤、分散剤等の場合は、0.01~10重量%となるように添加する。無機塩類、有機塩類、水溶性蛋白質、糖類、アミノ酸、核酸塩基類等の場合は0.01%~飽和濃度までの範囲で添加する。
As the surfactant, any of anion, cation, amphoteric, and nonionic can be used.
Examples of the anionic surfactant include monoalkyl sulfate, alkylpolyoxyethylene sulfate, alkylbenzene sulfonate, monoalkyl phosphate and the like.
Examples of the cationic surfactant include an alkyltrimethylammonium salt, a dialkyldimethylammonium salt, an alkylbenzyldimethylammonium salt and the like.
Examples of the amphoteric tenside agent include alkyldimethylamine oxide and alkylcarboxybetaine.
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, fatty acid sorbitan ester, alkyl polyglucoside, fatty acid diethanolamide, and alkyl monoglyceryl ether.
Dispersants include carboxylic acid dispersants such as polyacrylic acid and its salts, polymethacrylic acid and its salts, polyacrylic acid copolymers and their salts, and polystyrene sulfonic acid and its salts; complex such as alkylimidazoline compounds. Ring-based dispersants; sulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, ligninsulfonic acid, sulfonic acid-based dispersants such as salts thereof; orthosilicic acid, metasilicic acid, fumic acid, tannic acid, dodecylsulfate and the like.
These additives are added to an aqueous solution containing a strong guanine base salt in an amount of 0.01 to 10% by weight in the case of a surfactant, a dispersant or the like . In the case of inorganic salts, organic salts, water-soluble proteins, saccharides, amino acids, nucleobases and the like, it is added in the range of 0.01% to a saturated concentration.
(2)グアニン結晶の製造
前記工程において得たグアニン強塩基塩水溶液を、pH13~7のいずれかに調整した水溶液と混合することにより、グアニン結晶を製造することができる。pHにより結晶粒径や形状を変えることができる。そのため、目的に応じて、pHを13~7のいずれかに設定する。
水溶液をpH13~7に調整するには、酸、アルカリ、それらの塩類等を添加して行うことができる。
混合方法としては、グアニン強塩基塩水溶液をpH13~7に調整した水溶液に滴下する方法、グアニン強塩基塩水溶液を分割してpH13~7に調整した水溶液と混合する方法等がある。
pH13~7に調整した水溶液の使用量は、グアニン強塩基塩水溶液に対して、通常、1~1000倍量である。
また、pH13~7に調整した水溶液には、グアニン強塩基塩結晶を水に溶解する際に使用する添加剤と同様の各種添加剤の1種又は2種以上を添加することができる。
これらの添加剤は、pH13~7に調整した水溶液中に、界面活性剤、分散剤等の場合は、0.01~10重量%となるように添加する。無機塩類、有機塩類、水溶性蛋白質、糖類、アミノ酸、核酸塩基類等の場合は0.01%~飽和濃度までの範囲で添加する
(2) Production of Guanine Crystals Guanine crystals can be produced by mixing the guanine strong base salt aqueous solution obtained in the above step with an aqueous solution adjusted to any of pH 13 to 7. The crystal grain size and shape can be changed depending on the pH. Therefore, the pH is set to any of 13 to 7 according to the purpose.
The pH of the aqueous solution can be adjusted to 13 to 7, by adding an acid, an alkali, salts thereof, or the like.
Examples of the mixing method include a method of dropping a guanine strong base salt aqueous solution into an aqueous solution adjusted to pH 13 to 7, a method of dividing the guanine strong base salt aqueous solution and mixing it with an aqueous solution adjusted to pH 13 to 7.
The amount of the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7 is usually 1 to 1000 times the amount of the guanine strong base salt aqueous solution.
Further, one or more of various additives similar to those used when dissolving guanine strong base salt crystals in water can be added to the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7.
These additives are added to the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7 so as to be 0.01 to 10% by weight in the case of a surfactant, a dispersant and the like. In the case of inorganic salts, organic salts, water-soluble proteins, saccharides, amino acids, nucleobases, etc., add in the range of 0.01% to saturated concentration.
さらに、グアニンの強塩基塩水溶液をpH13~7に調整した水溶液と混合した後、混合溶液のpHを、酸、アルカリ、それらの塩類等により、所定の値にpHを調整することができる。pHの調整により、結晶粒径や形状を変えることができる。
pH13~7に調整した水溶液には、pHを維持するために緩衝剤を適当量添加してもよい。
緩衝剤としては、ホウ酸緩衝剤、リン酸緩衝剤、炭酸緩衝剤、クエン酸緩衝剤、酢酸緩衝剤等があげられる。これらは、1種又は2種以上を添加することができる。
ホウ酸緩衝剤として、ホウ酸またはその塩(ホウ酸ナトリウム、テトラホウ酸カリウム、メタホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウム、ホウ砂等);リン酸緩衝剤として、リン酸またはその塩(リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸一水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム等);炭酸緩衝剤として、炭酸またはその塩(炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素カリウム、炭酸マグネシウム等);クエン酸緩衝剤として、クエン酸またはその塩(クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸カルシウム、クエン酸二水素ナトリウム、クエン酸二ナトリウム等);酢酸緩衝剤として、酢酸またはその塩(酢酸アンモニウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸ナトリウム等)等が挙げられる。
Further, after mixing the strong base salt aqueous solution of guanine with the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7, the pH of the mixed solution can be adjusted to a predetermined value by using an acid, an alkali, salts thereof and the like. The crystal grain size and shape can be changed by adjusting the pH.
An appropriate amount of a buffer may be added to the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7 in order to maintain the pH.
Examples of the buffer include borate buffer, phosphate buffer, carbonic acid buffer, citric acid buffer, acetate buffer and the like. These can be added alone or in combination of two or more.
As a borate buffer, boric acid or a salt thereof (sodium borate, potassium tetraborate, potassium metaborate, ammonium borate, borosand, etc.); as a phosphate buffer, phosphate or a salt thereof (disodium hydrogen phosphate). , Sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, trisodium phosphate, tripotassium phosphate, calcium monohydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, etc.); , Sodium carbonate, ammonium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate, potassium hydrogencarbonate, magnesium carbonate, etc.); Citric acid or a salt thereof (sodium citrate, potassium citrate, calcium citrate, dihydrogen citrate) as a citrate buffer. Sodium, disodium citrate, etc.); Examples of the acetate buffer include acetic acid or a salt thereof (ammonium acetate, potassium acetate, calcium acetate, sodium acetate, etc.).
前記グアニンの強塩基塩水溶液をpH13~7に調整した水溶液と混合する工程においては、加温することができ、約70℃以下で加温することが好ましい。混合する添加剤の種類などにより、温度を適宜設定することができる。温度により、結晶粒径や形状を変えることができる。
目標とする結晶の大きさや形状により、グアニンの強塩基塩水溶液とpH13~7に調整した水溶液と混合する時間、添加剤の選択、温度、最終的なpHを設定することができる。
析出したグアニン結晶は、ろ過などにより溶液から分離後、水等で洗浄して精製することができる。
In the step of mixing the strong base salt aqueous solution of guanine with the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7, heating can be performed, and it is preferable to heat at about 70 ° C. or lower. The temperature can be appropriately set depending on the type of additive to be mixed and the like. The crystal grain size and shape can be changed depending on the temperature.
Depending on the size and shape of the target crystal, the time for mixing the strong base salt aqueous solution of guanine and the aqueous solution adjusted to pH 13 to 7, the selection of additives, the temperature, and the final pH can be set.
The precipitated guanine crystals can be separated from the solution by filtration or the like, and then washed with water or the like for purification.
単離したグアニン結晶はフーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)、X線回折(XRD)等により確認することができる。
グアニン結晶の析出した溶液について、光学顕微鏡による形態観察、磁場を印加した時の結晶の移動状況の観察、及び/又は、光照射による干渉縞と反射の観察をすることができる。
The isolated guanine crystal can be confirmed by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), or the like.
With respect to the solution in which guanine crystals are precipitated, it is possible to observe the morphology with an optical microscope, observe the movement state of the crystals when a magnetic field is applied, and / or observe the interference fringes and reflections due to light irradiation.
以下に本発明の実施例を示すが、本発明の技術的範囲はこれに限定されない。
(実施例1)
苛性ソーダ:2gを10mlに溶解し、市販グアニン3gを加えよく撹拌するとクリーム状の溶液を得た。さらに水を25ml加え、グアニンナトリウム塩の水溶液とする。この水溶液に苛性ソーダを2粒添加しグアニンナトリウム塩の結晶を得た。
120rpmで撹拌した200mlのpH7の超純水中に、グアニンナトリウム塩結晶を0.85g取り、30mlの超純水に溶解した液を15分間で滴下した。この時、1N-HCl溶液を用いpH11以上とならないように調整した。滴下終了後、pH10とし放置した。放置開始直後から沈殿が生じ、1日放置後は上澄みが透明となった。pH8としてさらに1日放置後、ろ過、洗浄を行い、沈殿を得た。得られた沈殿は0.84gであった。白色LEDランプを光源としたテレセントリック系の顕微鏡で観察された結晶の写真を図1(左側の写真)に示す。得られた結晶は米粒状であり、150mT程度の磁石により垂直磁場を印加すると90°回転することが確認出来た(右側の写真)。
Examples of the present invention are shown below, but the technical scope of the present invention is not limited thereto.
(Example 1)
Caustic soda: 2 g was dissolved in 10 ml, 3 g of commercially available guanine was added, and the mixture was stirred well to obtain a creamy solution. Further, 25 ml of water is added to make an aqueous solution of guanine sodium salt. Two grains of caustic soda were added to this aqueous solution to obtain crystals of sodium guanine.
0.85 g of guanine sodium salt crystals were taken in 200 ml of ultrapure water at pH 7 stirred at 120 rpm, and a solution dissolved in 30 ml of ultrapure water was added dropwise over 15 minutes. At this time, a 1N-HCl solution was used to adjust the pH so that the pH did not exceed 11. After the dropping was completed, the pH was set to 10 and the mixture was left to stand. Precipitation occurred immediately after the start of leaving, and the supernatant became transparent after leaving for 1 day. After leaving it at
(実施例2)
実施例1において、グアニンナトリウム塩溶液をpH7の超純水液に滴下する際に以下の条件1)、2)で行い、結晶を析出させた。得られた結晶の白色LEDランプを光源としたテレセントリック系の顕微鏡写真を図2、図3に示す。
1)塩化アンモニウムでpH9に調整した(図2)
得られた結晶は、実施例1に比較してアスペクト比が大きくなっている。
2)45℃に加温した(図3)
得られた結晶は、実施例1に比較して柱状の形態を示している。
(Example 2)
In Example 1, when the guanine sodium salt solution was added dropwise to the ultrapure water solution having a pH of 7, the following conditions 1) and 2) were carried out to precipitate crystals. FIGS. 2 and 3 show micrographs of a telecentric system using the obtained crystal white LED lamp as a light source.
1) Adjusted to pH 9 with ammonium chloride (Fig. 2).
The obtained crystal has a larger aspect ratio than that of Example 1.
2) Heated to 45 ° C (Fig. 3)
The obtained crystals show a columnar morphology as compared with Example 1.
(実施例3)
グアニンナトリウム塩を得る工程は実施例1と同じである。
120rpmで撹拌した苛性ソーダでpH12に調整した200ml超純水液中に、グアニンナトリウム塩結晶を0.35g取り、30mlの超純水に溶解した液を20分間で滴下した。この時、1N-HCl溶液を用いpH12をキープするように調整した。滴下終了後、撹拌を止め、放置した。放置開始後2時間位から沈殿が確認出来た。3日後、pH8とし、さらに1日放置後、ろ過、洗浄し沈殿を得た。得られた沈殿は0.34gであった。得られた結晶の白色LEDランプを光源としたテレセントリック系の顕微鏡による写真を図4に示す。結晶は板状でモアレ状の縞模様が観察出来た。
(Example 3)
The step of obtaining the guanine sodium salt is the same as in Example 1.
0.35 g of guanine sodium salt crystals were taken in a 200 ml ultrapure water solution adjusted to pH 12 with caustic soda stirred at 120 rpm, and a solution dissolved in 30 ml ultrapure water was added dropwise over 20 minutes. At this time, a 1N-HCl solution was used to adjust the pH to 12. After the dropping was completed, stirring was stopped and the mixture was left to stand. Precipitation was confirmed from about 2 hours after the start of leaving. After 3 days, the pH was adjusted to 8, and after being left for another 1 day, the mixture was filtered and washed to obtain a precipitate. The precipitate obtained was 0.34 g. FIG. 4 shows a photograph taken by a telecentric microscope using the obtained crystal white LED lamp as a light source. The crystals were plate-like and moire-like striped patterns could be observed.
(実施例4)
実施例3において、pH12に調整した超純水液に3)~5)の添加物を加えて、結晶を析出させた。得られた結晶の白色LEDランプを光源としたテレセントリック系の顕微鏡写真を図5~7に示す。
3)塩化カルシウム(図5)
添加前の結晶(図4)と比べ結晶径が小さくなったが、モアレ状の縞模様が観察出来た。
4)塩化カルシウム及びグルタミン酸ナトリウム(図6)
粒子が小さく、均一な米粒状の粒子であった。
5)魚の皮及びグルタミン酸ナトリウム(図7)
得られた結晶の斜めから青色LEDランプを照射したテレセントリック系の顕微鏡の暗視野写真を図8に示した。反射強度の大きな結晶が得られている。
(Example 4)
In Example 3, the additives of 3) to 5) were added to the ultrapure water solution adjusted to pH 12, and crystals were precipitated. FIGS. 5 to 7 show micrographs of a telecentric system using the obtained crystal white LED lamp as a light source.
3) Calcium chloride (Fig. 5)
The crystal diameter was smaller than that of the crystal before the addition (Fig. 4), but a moire-like striped pattern could be observed.
4) Calcium chloride and monosodium glutamate (Fig. 6)
The particles were small and uniform rice particles.
5) Fish skin and monosodium glutamate (Fig. 7)
FIG. 8 shows a dark-field photograph of a telecentric microscope irradiated with a blue LED lamp from an oblique angle of the obtained crystal. Crystals with high reflection intensity have been obtained.
(実施例5)
実施例2において、グアニン強塩基塩を作成する際、用いる強塩基として、水酸化カリウムを用いて、グアニン結晶を析出させた。得られた結晶の白色LEDランプを光源としたテレセントリック系の顕微鏡写真を図9に示す。得られた結晶の粒子径の分布は広いが、結晶は板状でモアレ状の縞模様が観察出来た。
(Example 5)
In Example 2, potassium hydroxide was used as a strong base to be used when preparing a strong guanine base salt, and guanine crystals were precipitated. FIG. 9 shows a telecentric micrograph using the obtained crystal white LED lamp as a light source. The distribution of the particle size of the obtained crystals was wide, but the crystals were plate-like and moire-like stripes could be observed.
本発明により、形状が制御された均一なグアニン結晶を量産する見通しが得られた。そのため、バイオリフレクター(水中・磁気による姿勢制御)、光デバイス(モアレによる微小部分の分光等)等の機能デバイスのほか、化粧品等として大量にグアニン結晶を消費する用途にも適用が可能である。
According to the present invention, it is expected to mass-produce uniform guanine crystals having a controlled shape. Therefore, it can be applied not only to functional devices such as bioreflectors (attitude control by water / magnetism) and optical devices (spectroscopy of minute parts by moire), but also to applications that consume a large amount of guanine crystals as cosmetics.
Claims (12)
前記グアニン強塩基塩水溶液をpH13~7に調整した水溶液と混合する工程を有することを特徴とする、グアニン結晶の製造方法。 A step of dissolving guanine strong base salt crystals in water to obtain a guanine strong base salt aqueous solution, and
A method for producing guanine crystals, which comprises a step of mixing the guanine strong base salt aqueous solution with an aqueous solution adjusted to pH 13-7 .
1)グアニン結晶粉末をpH14以上の強塩基溶液に溶解させてグアニン強塩基塩を生成する工程、1) A step of dissolving guanine crystal powder in a strong base solution having a pH of 14 or higher to produce a guanine strong base salt.
2)前記1)の工程において得たグアニン強塩基塩を含有する溶液に、前記強塩基との共通陽イオンを添加することにより、グアニン強塩基塩結晶を析出、沈殿させて単離する工程、及び2) A step of precipitating, precipitating and isolating guanine strong base salt crystals by adding a common cation with the strong base to the solution containing the guanine strong base salt obtained in the step 1). as well as
3)前記2)の工程で得たグアニン強塩基塩結晶を水に溶解する工程。3) A step of dissolving the guanine strong base salt crystals obtained in the step 2) above in water.
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