Finishing Technique of Hapten-Capturing and Indicating Functionalisation on Fibre Materials by Using Biocolourants for Metal Allergy Prevention

利用生物着色剂在纤维材料上捕获半抗原并指示功能化以预防金属过敏的整理技术

• 批准号: 21K02090
• 负责人: 安永 秀計
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K02090/
• 关键词: 金属アレルギー; ハプテン金属イオン; 繊維加工; 金属イオン捕捉機能; 金属イオン検知機能; 綿; ラッカイン酸; ハプテン; バイオベースマテリアル; バイオカララント; 変呈色色素; ハプテン金属捕捉機能; ハプテン金属検知機能; ハプテン捕捉・検知; 繊維機能加工

本年度も、継続して金属アレルギー症状を引き起こすハプテン金属イオンを捕捉して身体に侵入するのを防御するとともに、それと反応して呈色によって検知する機能を繊維に付与する加工法の開発とその作用機構の解明のための研究を行なった。前年度は、ニッケル・コバルトを対象として金属イオン捕捉・検知機能を示す材料物質としてアリザリンを用い、多糖の化学橋かけによる綿布帛への固定化を試み、その変呈色による金属イオンの検知と錯体形成に基づくその捕捉は達成できたが、金属イオン水溶液浸漬中にアリザリンが布帛から幾分か脱離してしまった。そこで、綿繊維への化学結合形成に基づく金属イオン捕捉・検知機能物質の固定化を試みた。ラックカイガラムシが分泌する、アリザリンと同じくアントラキノン構造をもつラッカイン酸（LA）のハプテン金属イオンとの錯体形成と変呈色機能を確認するとともに、カルボキシル基を有するので、LAをセルロースのヒドロキシル基とエステル結合させて綿布帛に固定させた。その結果、金属イオン水溶液浸漬中でも処理加工布帛からLAは脱離しなかった。そして、Ni2+を作用させるとラッカイン酸処理加工布帛（CFLA）は変呈色し、その検知機能を示した。Ni2+濃度が1.50 × 10-4 mol L-1と低い場合でもCFLAは鋭敏に色を変化させ、肉眼による呈色性の確認も可能であった。また、Ni2+の捕捉能力も、吸着量の測定可能な上限において綿布帛1 g当たり約1 × 10-5 molを示した。これは実際に使われている金属製品から実験上設定された条件下で溶出するNi2+量の1000倍以上に当たり、CFLAは十分なNi2+捕捉能を示すことがわかった。そして、LAとNi2+による錯体形成過程を調べた。さらに、CFLAのCo2+・Cr3+・Cu2+・Zn2+などのハプテン金属イオンの検知機能や他の特性を明らかにした。

今年，我们继续开发一种处理方法，该方法可捕获触发金属过敏症状并保护它们进入人体的触发金属离子，并为纤维提供通过颜色反应和检测的能力，并阐明作用机理。 In the previous year, alizarin was used as a material material that exhibits metal ion capture and detection functions for nickel and cobalt, and attempted to immobilize polysaccharides on cotton fabrics by chemically cross-linking, and the detection of metal ions due to its color change and capture based on complex formation was achieved, but alizarin was somewhat desorbed from the fabric during immersion of the metal ion aqueous solution.因此，我们试图根据棉纤维上化学键的形成，将金属离子捕获并检测材料固定。确认了与脚手架虫分泌的蒽醌结构相似的蒽醌结构的复杂形成和色素变化功能，该结构已被确认，并且由于它具有羧基，LA被酯粘合到羟基纤维素中，以将其固定在棉织物上。结果，即使浸入水性金属离子溶液中，LA也不会从加工织物中解脱。当应用Ni2+时，将laccaic Acid处理的织物（CFLA）更改为颜色，表明其检测功能。即使在1.50×10-4 mol L-1时Ni2+浓度较低时，CFLA也会敏感地改变了颜色，从而可以通过肉眼确认色彩。 Ni2+的捕获能力还显示了大约1×10-5 mol的棉布织物，在吸附量的可测量上限。这相当于从实验条件下使用的金属产物洗脱的Ni2+的1000倍以上，发现CFLA具有足够的Ni2+捕获能力。然后研究了LA和Ni2+的复杂形成过程。此外，它已经揭示了CFLA的Hapen金属离子（例如CO2+，CR3+，Cu2+和Zn2+）的检测功能和其他特性。

项目成果

Fibre Treatment Technique by Using Alizarin to Confer Functions of Scavenging and Detecting Hapten Nickel and Cobalt Ions upon Cotton Fabric for the Control of Metal Allergy Symptoms

茜素赋予棉织物清除和检测半抗原镍钴离子功能控制金属过敏症状的纤维处理技术

• DOI: 10.2115/fiberst.2022-0022
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Fiber Science and Technology
• 影响因子: 0.6
• 作者: Maruyama Saki;Segawa Yukiko;Hashimoto Hiroko;Kitamura Saori;Kimura Mariko;Osera Tomoko;Kurihara Nobutaka;Hideyuki Shima; Hidekazu Yasunaga
• 通讯作者: Hideyuki Shima; Hidekazu Yasunaga

Technicka univerzita v Liberci（リベレツ工科大学）(チェコ)

Technicka univerzita v Liberci (捷克共和国)

金属アレルギー疾患予防を目指したハプテン金属イオン捕捉・検知機能を繊維材料に付与するラッカイン酸加工 I. 処理法と特性評価

紫胶酸加工赋予纺织材料半抗原金属离子捕获和检测功能，预防金属过敏性疾病一、加工方法及性能评价

• 发表时间: 2022
• 作者: Maruyama Saki;Segawa Yukiko;Hashimoto Hiroko;Kitamura Saori;Kimura Mariko;Osera Tomoko;Kurihara Nobutaka;Hideyuki Shima; Hidekazu Yasunaga;嶋 秀幸; 安永秀計
• 通讯作者: 嶋 秀幸; 安永秀計

Treatment Technique of Providing Cotton Fabrics with Function to Capture and Detect Metal Haptens for Preventing Metal Allergy and Evaluation of Treated Fabric Characteristics

赋予棉织物捕获和检测金属半抗原功能以防止金属过敏的处理技术及处理织物特性评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村彩郁;藤田裕之;吉田和利;山本勇;木村万里子;吉松杏那，前田 恵，山本 勇 ，笹田歩佳 ，木村万里子，木村吉伸;Hideyuki Shima; Hidekazu Yasunaga
• 通讯作者: Hideyuki Shima; Hidekazu Yasunaga