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特集:バイオフィルター
特集にあたって・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
Frontier of the Systems Biology-Towards the Understanding of Life Systems-
並木秀男
Hideo Namiki 早稲田大学 教育学部 生物学教室 教授
--------------------------------------------------------------------------------
超耐熱性プロテアーゼを用いたアレルゲン不活化フィルターの開発・・・7
Allergen Inactivating Filter Coated with Hyperthermostable Protease
高蔵 晃*1 田中大輔*2 中嶋祐二*3 宮澤賢一*4
粟津尚之*5 浅田起代蔵*6 加藤郁之進*7
*1 Hikaru Takakura タカラバイオ(株) 品開発センター 主幹研究員
*2 Daisuke Tanaka 三菱重工業(株)技術本部 名古屋研究所 材料・化学研究室
*3 Yuji Nakajima 三菱重工業(株)技術本部 先進技術研究センター 化学・反応
プロセスグループ 主任
*4 Ken-ichi Miyazawa 三菱重工業(株)冷熱事業本部 空調輸冷製造部 ルームエアコン
設計グループ 主任
*5 Naoyuki Awazu タカラバイオ(株)製品開発センター 次席研究員
*6 Kiyozo Asada タカラバイオ(株)DNA機能解析センター 常務取締役 DNA機能
解析センター長
*7 Ikunoshin Kato タカラバイオ(株)代表取締役社長 バイオ研究所長
空気中を浮遊するダニや花粉などに含まれるアレルゲンを分解除去する試みはこれまで数多くなさ
れてきたが,有効な分解除去方法はいまだに確立されていなかった。三菱重工業(株)とタカラバイ
オ(株)は,超耐熱性プロテアーゼを特殊繊維フィルターに固定化することにより, アレルゲンを
分解して不活化させる,酵素利用型のアレルゲン不活化フィルターの開発に成功した。本稿では,超
耐熱性プロテアーゼの性状とアレルゲン不活化フィルターの開発研究について紹介する。
～目次～
1.超耐熱性プロテアーゼ
1.1 Pfu Proteae S
1.2 Pfu Proteae Sの性状(安定性,基質特異性)
1.3 Pfu Proteae Sの応用
2.酵素フィルター
2.1 酵素によるアレルゲンの不活化
2.2 フィルター素材の選定
2.3 性能
2.4 ユニット運転制御
2.5 ユニットシステム構成
--------------------------------------------------------------------------------
環境調和型技術 「殺菌用酵素フィルタ」・・・・・・・・・・14
Green Technology "Bactericidal Enzyme Filter"
磯前和郎
Kazuro Isomae 日揮ユニバーサル(株) 環境触媒本部 部長
空気中で酵素反応を利用するという,今までの常識を超えた発想(世界初)で日揮ユニバーサル
(株)が「エアー・フィルタの微生物二次汚染防止を目的に開発した殺菌用・酵素濾材」は,米国を
はじめ多くの国で特許を取得済みである。また,大学,公的研究機関,民間研究機関および多くの企
業の協力を得ながら,1999年に工業化に成功し市場に投入された。本年秋で丸5年を迎え,国内外の
食品・飲料・製薬・病院などのクリーンルームやクリーンブース施設とバイオテロ対策のビル空調分
野並びに家庭用家電分野の空気清浄機などに採用され,各分野で高い評価を得ている。本稿では,「
殺菌用酵素フィルタ」について,ユーザーからの検証比較データを織り交ぜながらここに紹介する。
～目次～
1.はじめに
2.微生物二次汚染とは?
3.二次汚染の実態
3.1 HEPAフィルタ解析による検証
3.2 中性能フィルタ解析による二次汚染の検証
4.酵素フィルタの二次汚染防止効果
5.酵素フィルタ殺菌メカニズムと性能
6.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
アレルゲン不活性化剤 (アレルバスター)・・・・・・・・・・22
Anti-Allergen Agent (Allerbuster)
鈴木太郎*1 寺本師士*2 藤原昭彦*3
*1 Taro Suzuki 積水化学工業(株)高機能プラスチックスカンパニー 開発研究所
開発企画室 主任技術員
*2 Mitsuhito Teramoto 積水化学工業(株)高機能プラスチックスカンパニー 開発研究所
開発企画室 主任技術員
*3 Akihiko Fujiwara 積水化学工業(株)高機能プラスチックスカンパニー 開発研究所
開発企画室副主任技術員
筆者らは,環境中のアレルゲンと接触してアレルゲン性を抑制する(アレルゲン不活性化) 物質を
スクリーニングし,フェノール系ポリマーなど,安全性,着色性,加工性の点で優れた物質を多数見
出した。この物質を,フィルター,絨毯,カーテンなどに応用し,アレルゲン不活性化繊維製品とし
て,初めて実用化に成功した。
～目次～
1.はじめに
2.開発経緯
3.アレルゲン不活性化物質のスクリーニング
4.製品への展開
5.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
二重らせんDNAフィルター・・・・・・・・・・・・・・・・・・・28
dsDNA Filter
松永政司*1 西 則雄*2 井上太一*3 劉 向東*4
*1 Masaji Matsunaga 日生バイオ(株) 代表取締役
*2 Norio Nishi 北海道大学 大学院地球環境科学研究科 教授
*3 Taichi Inoue 日生バイオ(株) 研究開発部 部長
*4 Xiang Dong Liu 日生バイオ(株) 主任研究員
日本の未利用資源である鮭の白子から抽出した二重らせんDNAを素材として,環境中に広く存在する
ダイオキシン類や発がん性の多環式芳香族化合物を集積濃縮する技術について概説する。天然高分子
であるDNAは,そのままでは取り扱いづらく分解しやすいので,種々の加工方法を開発した。また,こ
の技術の応用として,二重らせんDNAをタバコのフィルター中に添加して,たばこ主流煙中の有害物質
を大幅に減らす取り組みについても言及する。
～目次～
1.はじめに
2.二十らせんDNAとインターカレーション
3.ダイオキシン類と多環式芳香族化合物
4.二重らせんDNAフィルター
4.1 DNA不溶性フィルム
4.2 DNA不溶性ガラスビーズ
4.3 DNA含有ゲルビーズ
4.4 透析膜内へのDNA水溶液封じ込め
4.5 DNAエアーフィルター
5.タバコフィルターへの応用
6.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
バイオ抗体フィルター ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・35
-インフルエンザウイルスを1分以内に不活化する空気質フィルターの技術開発-
Bio-Antibody Filter
新井潤一郎
Jun-ichiro Arai (株)ダイキン環境研究所 主任研究員
体中で起こっている免疫反応によるインフルエンザウイルス除去作用を,空調システム用のフィルタ
ー上で起こす「バイオ抗体フィルター」の研究開発を行った。鶏卵抗体の利用とフィルター基材に調湿
性素材を用いることと,産官学の研究者のコラボレーションによって実現することができた。
～目次～
1.はじめに
2.バイオ抗体フィルターのメカニズム
3.小唄家雄空気質フィルターに応用する問題点と解決策
3.1 鶏卵抗体の利用による解決策
3.2 調湿性繊維の利用による解決策
4.バイオ抗体フィルターの性能評価
5.おわりに
News Digest ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・40
Blue Roseの満足度
印刷技術で血管再生
横浜リエゾンポート2004(7月30日パシフィコ横浜)
BIO R&D
光線力学的療法と光増感剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・42
Photodynamic Therapy and Photosensitizer
伊藤利昭*1 岡崎茂俊*2
*1 Toshiaki Ito 浜松ホトニクス(株) 中央研究所 第8研究室 専任部員
*2 Shigetoshi Okazaki 浜松ホトニクス(株) 中央研究所 第8研究室
がん治療に対して,QOLを重視した治療法への関心が高まっている。機能と形態の温存ができる人に
優しい治療法として,光線力学的療法(PDT)が注目を集めている。PDTはレーザー光と光増感剤との
光反応を利用して病巣のみを壊死させる,新しい概念による治療法である。本治療法が今後幅広く応用
展開するためには,どのようなメカニズムで治療が行われるかの理論的解釈が大切である。本稿では,
PDTに重要な役割を示す一重項酸素に着目し,光増感剤の光物理化学特性について検討した。一重項酸
素検出によるPDT光増感剤の評価は,新しい薬剤の開発,治療条件の確立に向けて,重要な情報を与え
るものである。
～目次～
1.はじめに
2.PDTとは
3.PDTのメカニズム
4.光増感剤の開発動向
5.一重項酸素検出によるPDT薬剤の評価
5.1 一重項酸素検出技術
5.2 一重項酸素発生の測定
5.3 ATX-S10・Na(Ⅱ)の至適励起波長の検討
6.今後の展望
--------------------------------------------------------------------------------
疲労定量化および抗疲労食薬の開発・・・・・・・・・・・・・・・・50
Quantitative Evaluation of Fatigue and Development of Anti-fatigue Food and
Medicine.
梶本修身
Osami Kajimoto (株)総合医科学研究所 学術 CSO
疲労度を客観的に評価するスケールは未だ存在しない。疲労を評価するには,精神疲労,身体疲労,
易疲労性などを表すバイオマーカーの開発が急務である。疲労の質的・量的バイオマーカーの開発と
その測定技術の確立は,世界で初めての抗疲労医薬あるいは特定保健用食品の臨床開発を可能とする
だけでなく,過労の防止,産業効率の活性化,医療費抑制にも貢献することが期待される。
～目次～
1.はじめに
2.バイオマーカー開発と評価システムの確立
3.ATMT(Advanced Trail Making Teat)
4.疲労と抗疲労成分
4.1 糖質
4.2 タンパク質・アミノ酸
4.3 ビタミン
4.4 タウリン
5.抗疲労医薬・食品の開発
--------------------------------------------------------------------------------
テアニンと痴呆
-緑茶成分テアニンの興奮性神経細胞死抑制作用の分子機構-・・・58
Possible Involvement of GroupⅠmGluRs in Neuroprotective Effect of Theanine, a
Green Tea Component
長澤一樹
Kazuki Nagasawa 京都薬科大学 衛生化学教室 講師
痴呆などの神経変性疾患罹患率の増加は深刻な社会問題である。緑茶にはカテキンなど神経変性疾患
発症の危険因子を減らす成分が含まれている。テアニンもその1つであり,ある種の神経細胞死を抑制
することは知られていた。本稿では,最近明らかとなったテアニンの神経細胞保護作用機構の一端につ
いて紹介する。
～目次～
1.はじめに
2.方法
2.1 in Vitro 実験
2.2 in Vivo 実験
3.結果
3.1 in Vitro 実験
3.2 in Vivo 実験
4.考察
5.おわりに
連載:宇宙環境を利用したバイオ技術(第5回)
宇宙での植物実験とその装置・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・65
Plant Experiments and Equipment in Space
田山一郎*1 矢野幸子*2
*1 Ichiro Tayama 千代田アドバンスト・ソリューションズ(株)宇宙プロジェクトユニット
S&PAマネジャー
*2 Sachiko Yano 宇宙航空研究開発機構 宇宙環境利用センター 開発部員
現在,宇宙航空研究機構(JAXA)が中心となり推進しているJAXA-GCFプロジェクトでは,継続的・
安定で簡便な宇宙実験機会の提供を目指している。今後,これまでに獲得したノウハウを生かして,
宇宙環境がより有効に利用できるように宇宙実験実施体制を整備していくことが重要である。
～目次～
1.はじめに
2.植物関連実験の概要
2.1 宇宙環境が植物に及ぼす影響に関する実験
2.2 宇宙環境における植物の生育を目的とした実験
3.植物宇宙実験用実験装置
3.1 宇宙環境が植物に及ぼす影響に関する実験関連装置
3.2 植物の生育,再生産に関する実験関連装置
4.おわりに
BIO INFORMATION ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・76
特集にあたって・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
Frontier of the Systems Biology-Towards the Understanding of Life Systems-
並木秀男
Hideo Namiki 早稲田大学 教育学部 生物学教室 教授
--------------------------------------------------------------------------------
超耐熱性プロテアーゼを用いたアレルゲン不活化フィルターの開発・・・7
Allergen Inactivating Filter Coated with Hyperthermostable Protease
高蔵 晃*1 田中大輔*2 中嶋祐二*3 宮澤賢一*4
粟津尚之*5 浅田起代蔵*6 加藤郁之進*7
*1 Hikaru Takakura タカラバイオ(株) 品開発センター 主幹研究員
*2 Daisuke Tanaka 三菱重工業(株)技術本部 名古屋研究所 材料・化学研究室
*3 Yuji Nakajima 三菱重工業(株)技術本部 先進技術研究センター 化学・反応
プロセスグループ 主任
*4 Ken-ichi Miyazawa 三菱重工業(株)冷熱事業本部 空調輸冷製造部 ルームエアコン
設計グループ 主任
*5 Naoyuki Awazu タカラバイオ(株)製品開発センター 次席研究員
*6 Kiyozo Asada タカラバイオ(株)DNA機能解析センター 常務取締役 DNA機能
解析センター長
*7 Ikunoshin Kato タカラバイオ(株)代表取締役社長 バイオ研究所長
空気中を浮遊するダニや花粉などに含まれるアレルゲンを分解除去する試みはこれまで数多くなさ
れてきたが,有効な分解除去方法はいまだに確立されていなかった。三菱重工業(株)とタカラバイ
オ(株)は,超耐熱性プロテアーゼを特殊繊維フィルターに固定化することにより, アレルゲンを
分解して不活化させる,酵素利用型のアレルゲン不活化フィルターの開発に成功した。本稿では,超
耐熱性プロテアーゼの性状とアレルゲン不活化フィルターの開発研究について紹介する。
～目次～
1.超耐熱性プロテアーゼ
1.1 Pfu Proteae S
1.2 Pfu Proteae Sの性状(安定性,基質特異性)
1.3 Pfu Proteae Sの応用
2.酵素フィルター
2.1 酵素によるアレルゲンの不活化
2.2 フィルター素材の選定
2.3 性能
2.4 ユニット運転制御
2.5 ユニットシステム構成
--------------------------------------------------------------------------------
環境調和型技術 「殺菌用酵素フィルタ」・・・・・・・・・・14
Green Technology "Bactericidal Enzyme Filter"
磯前和郎
Kazuro Isomae 日揮ユニバーサル(株) 環境触媒本部 部長
空気中で酵素反応を利用するという,今までの常識を超えた発想(世界初)で日揮ユニバーサル
(株)が「エアー・フィルタの微生物二次汚染防止を目的に開発した殺菌用・酵素濾材」は,米国を
はじめ多くの国で特許を取得済みである。また,大学,公的研究機関,民間研究機関および多くの企
業の協力を得ながら,1999年に工業化に成功し市場に投入された。本年秋で丸5年を迎え,国内外の
食品・飲料・製薬・病院などのクリーンルームやクリーンブース施設とバイオテロ対策のビル空調分
野並びに家庭用家電分野の空気清浄機などに採用され,各分野で高い評価を得ている。本稿では,「
殺菌用酵素フィルタ」について,ユーザーからの検証比較データを織り交ぜながらここに紹介する。
～目次～
1.はじめに
2.微生物二次汚染とは?
3.二次汚染の実態
3.1 HEPAフィルタ解析による検証
3.2 中性能フィルタ解析による二次汚染の検証
4.酵素フィルタの二次汚染防止効果
5.酵素フィルタ殺菌メカニズムと性能
6.おわりに
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アレルゲン不活性化剤 (アレルバスター)・・・・・・・・・・22
Anti-Allergen Agent (Allerbuster)
鈴木太郎*1 寺本師士*2 藤原昭彦*3
*1 Taro Suzuki 積水化学工業(株)高機能プラスチックスカンパニー 開発研究所
開発企画室 主任技術員
*2 Mitsuhito Teramoto 積水化学工業(株)高機能プラスチックスカンパニー 開発研究所
開発企画室 主任技術員
*3 Akihiko Fujiwara 積水化学工業(株)高機能プラスチックスカンパニー 開発研究所
開発企画室副主任技術員
筆者らは,環境中のアレルゲンと接触してアレルゲン性を抑制する(アレルゲン不活性化) 物質を
スクリーニングし,フェノール系ポリマーなど,安全性,着色性,加工性の点で優れた物質を多数見
出した。この物質を,フィルター,絨毯,カーテンなどに応用し,アレルゲン不活性化繊維製品とし
て,初めて実用化に成功した。
～目次～
1.はじめに
2.開発経緯
3.アレルゲン不活性化物質のスクリーニング
4.製品への展開
5.おわりに
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二重らせんDNAフィルター・・・・・・・・・・・・・・・・・・・28
dsDNA Filter
松永政司*1 西 則雄*2 井上太一*3 劉 向東*4
*1 Masaji Matsunaga 日生バイオ(株) 代表取締役
*2 Norio Nishi 北海道大学 大学院地球環境科学研究科 教授
*3 Taichi Inoue 日生バイオ(株) 研究開発部 部長
*4 Xiang Dong Liu 日生バイオ(株) 主任研究員
日本の未利用資源である鮭の白子から抽出した二重らせんDNAを素材として,環境中に広く存在する
ダイオキシン類や発がん性の多環式芳香族化合物を集積濃縮する技術について概説する。天然高分子
であるDNAは,そのままでは取り扱いづらく分解しやすいので,種々の加工方法を開発した。また,こ
の技術の応用として,二重らせんDNAをタバコのフィルター中に添加して,たばこ主流煙中の有害物質
を大幅に減らす取り組みについても言及する。
～目次～
1.はじめに
2.二十らせんDNAとインターカレーション
3.ダイオキシン類と多環式芳香族化合物
4.二重らせんDNAフィルター
4.1 DNA不溶性フィルム
4.2 DNA不溶性ガラスビーズ
4.3 DNA含有ゲルビーズ
4.4 透析膜内へのDNA水溶液封じ込め
4.5 DNAエアーフィルター
5.タバコフィルターへの応用
6.おわりに
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バイオ抗体フィルター ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・35
-インフルエンザウイルスを1分以内に不活化する空気質フィルターの技術開発-
Bio-Antibody Filter
新井潤一郎
Jun-ichiro Arai (株)ダイキン環境研究所 主任研究員
体中で起こっている免疫反応によるインフルエンザウイルス除去作用を,空調システム用のフィルタ
ー上で起こす「バイオ抗体フィルター」の研究開発を行った。鶏卵抗体の利用とフィルター基材に調湿
性素材を用いることと,産官学の研究者のコラボレーションによって実現することができた。
～目次～
1.はじめに
2.バイオ抗体フィルターのメカニズム
3.小唄家雄空気質フィルターに応用する問題点と解決策
3.1 鶏卵抗体の利用による解決策
3.2 調湿性繊維の利用による解決策
4.バイオ抗体フィルターの性能評価
5.おわりに
News Digest ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・40
Blue Roseの満足度
印刷技術で血管再生
横浜リエゾンポート2004(7月30日パシフィコ横浜)
BIO R&D
光線力学的療法と光増感剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・42
Photodynamic Therapy and Photosensitizer
伊藤利昭*1 岡崎茂俊*2
*1 Toshiaki Ito 浜松ホトニクス(株) 中央研究所 第8研究室 専任部員
*2 Shigetoshi Okazaki 浜松ホトニクス(株) 中央研究所 第8研究室
がん治療に対して,QOLを重視した治療法への関心が高まっている。機能と形態の温存ができる人に
優しい治療法として,光線力学的療法(PDT)が注目を集めている。PDTはレーザー光と光増感剤との
光反応を利用して病巣のみを壊死させる,新しい概念による治療法である。本治療法が今後幅広く応用
展開するためには,どのようなメカニズムで治療が行われるかの理論的解釈が大切である。本稿では,
PDTに重要な役割を示す一重項酸素に着目し,光増感剤の光物理化学特性について検討した。一重項酸
素検出によるPDT光増感剤の評価は,新しい薬剤の開発,治療条件の確立に向けて,重要な情報を与え
るものである。
～目次～
1.はじめに
2.PDTとは
3.PDTのメカニズム
4.光増感剤の開発動向
5.一重項酸素検出によるPDT薬剤の評価
5.1 一重項酸素検出技術
5.2 一重項酸素発生の測定
5.3 ATX-S10・Na(Ⅱ)の至適励起波長の検討
6.今後の展望
--------------------------------------------------------------------------------
疲労定量化および抗疲労食薬の開発・・・・・・・・・・・・・・・・50
Quantitative Evaluation of Fatigue and Development of Anti-fatigue Food and
Medicine.
梶本修身
Osami Kajimoto (株)総合医科学研究所 学術 CSO
疲労度を客観的に評価するスケールは未だ存在しない。疲労を評価するには,精神疲労,身体疲労,
易疲労性などを表すバイオマーカーの開発が急務である。疲労の質的・量的バイオマーカーの開発と
その測定技術の確立は,世界で初めての抗疲労医薬あるいは特定保健用食品の臨床開発を可能とする
だけでなく,過労の防止,産業効率の活性化,医療費抑制にも貢献することが期待される。
～目次～
1.はじめに
2.バイオマーカー開発と評価システムの確立
3.ATMT(Advanced Trail Making Teat)
4.疲労と抗疲労成分
4.1 糖質
4.2 タンパク質・アミノ酸
4.3 ビタミン
4.4 タウリン
5.抗疲労医薬・食品の開発
--------------------------------------------------------------------------------
テアニンと痴呆
-緑茶成分テアニンの興奮性神経細胞死抑制作用の分子機構-・・・58
Possible Involvement of GroupⅠmGluRs in Neuroprotective Effect of Theanine, a
Green Tea Component
長澤一樹
Kazuki Nagasawa 京都薬科大学 衛生化学教室 講師
痴呆などの神経変性疾患罹患率の増加は深刻な社会問題である。緑茶にはカテキンなど神経変性疾患
発症の危険因子を減らす成分が含まれている。テアニンもその1つであり,ある種の神経細胞死を抑制
することは知られていた。本稿では,最近明らかとなったテアニンの神経細胞保護作用機構の一端につ
いて紹介する。
～目次～
1.はじめに
2.方法
2.1 in Vitro 実験
2.2 in Vivo 実験
3.結果
3.1 in Vitro 実験
3.2 in Vivo 実験
4.考察
5.おわりに
連載:宇宙環境を利用したバイオ技術(第5回)
宇宙での植物実験とその装置・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・65
Plant Experiments and Equipment in Space
田山一郎*1 矢野幸子*2
*1 Ichiro Tayama 千代田アドバンスト・ソリューションズ(株)宇宙プロジェクトユニット
S&PAマネジャー
*2 Sachiko Yano 宇宙航空研究開発機構 宇宙環境利用センター 開発部員
現在,宇宙航空研究機構(JAXA)が中心となり推進しているJAXA-GCFプロジェクトでは,継続的・
安定で簡便な宇宙実験機会の提供を目指している。今後,これまでに獲得したノウハウを生かして,
宇宙環境がより有効に利用できるように宇宙実験実施体制を整備していくことが重要である。
～目次～
1.はじめに
2.植物関連実験の概要
2.1 宇宙環境が植物に及ぼす影響に関する実験
2.2 宇宙環境における植物の生育を目的とした実験
3.植物宇宙実験用実験装置
3.1 宇宙環境が植物に及ぼす影響に関する実験関連装置
3.2 植物の生育,再生産に関する実験関連装置
4.おわりに
BIO INFORMATION ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・76
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