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。

This year, the development of the mechanism for the prevention of metal intrusion was carried out. In the past year, the material and substance were used in the chemical bridge of polysaccharide, and the immobilization of cotton fabric was tested. The color of metal was detected in the formation of complex, and the capture of metal was achieved. The fabric was immersed in aqueous solution. The chemical bonding formation of the base metal and the immobilization of the functional substance are tested. To confirm the function of secretion, separation, formation and color rendering of acid (LA), metal oxide, dislocation, and color rendering of LA, the structure of LA, the structure of LA, and the combination of LA and fabric. As a result, the metal is immersed in an aqueous solution and the processed fabric is separated. The acid treated fabric (CFLA) has a color rendering function and a detection function. Ni2 + concentration up to 1.50 × 10-4 mol L-1, CFLA is sensitive to color change, the naked eye is sensitive to color change, and it is possible to confirm. The upper limit of Ni2 + capture ability and adsorption capacity can be determined by 1 g of cotton cloth when it is about 1 × 10-5 mol. When the amount of Ni2 + dissolved in CFLA is more than 1000 times that of Ni2 + in metal products, CFLA can capture Ni2 + very well. The process of complex formation is regulated by La and Ni2 +. In addition, CFLA's Co2+·Cr3+·Cu2+·Zn2 + can be used to detect metal ions and other characteristics.

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