情報化核酸含有木質材料及びその製造方法
【課題】取り除くことができない個別認証情報を備え、この情報を解読することによって、その出所・経歴などを特定することができる情報化核酸含有木質材料と、このような情報化核酸を含有する木質材料の製造方法を提供する。
【解決手段】ＤＮＡに代表される核酸の配列を個別認証情報として利用し、任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えた情報化核酸を望ましくは木質素材１００ｇに対して０．５〜５００μｇの範囲で含有させる。
【解決手段】ＤＮＡに代表される核酸の配列を個別認証情報として利用し、任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えた情報化核酸を望ましくは木質素材１００ｇに対して０．５〜５００μｇの範囲で含有させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質材料に係わり、さらに詳しくは、出所・経歴情報などの個別認証に利用できる情報化核酸を含有する情報化核酸含有木質材料と、このような情報化核酸含有木質材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでの個別認証には、ナンバープレート、紙幣などの透かし印刷、ＩＣチップ、クレジットカードの写真などが利用されている。
しかし、これらの個別認証手段は、剥離、切断、消去などによって製品から除去することができるという欠点があった。このため、製品から取り除くことができず、消失しない認証情報の開発が期待されている。
【０００３】
一方、ＤＮＡは、元来全ての生物が保有し、それぞれの生物において全ての遺伝情報を含む情報生体分子であり、その多くは多数の蛋白質のアミノ酸配列に対応するものである。即ち、ＤＮＡは、デオキシアデノシン（ｄＡ）、デオキシグアノシン（ｄＧ）、デオキシシトシン（ｄＣ）、及びデオキシチミン（ｄＴ）がリン酸エステル結合を介して一定の方向性をもって結合しており、その塩基数をｎ個とすると、その長さのＤＮＡは４ｎ種類存在することになる。従って、例えばわずか１６種類の塩基数でもそれぞれ区別可能な約４３億種類のＤＮＡが存在し得ることになる。
現在では、数十の塩基配列を有するＤＮＡであれば、どのような配列のものでも任意に合成することができ、しかも、ある程度以上の量があれば、自動配列読み取り装置（シーケンサー）を用いて自動的にその配列を決定することができる。
【０００４】
このようなＤＮＡの適用技術としては、水不溶性媒体にＤＮＡを含ませた偽造防止ラベルを製品に用いることによって、該ＤＮＡの存在・不存在を手掛りにして、その製品の真偽を明らかにすることが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５９５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の技術は、基本的にはＤＮＡと水不溶性媒体の混合方法に係るものであり、当該特許文献１には、製品の真偽確認方法として、ＰＣＲ法によるリボ核酸の増幅の有無を確認することによってリボ核酸入りの対象製品を同定することが示唆されているに過ぎない。
また、ＤＮＡの存在・不存在を検定指標とする真偽確認データはもとより、ＤＮＡの配列を検定指標とし、同種製品における個々の製品ごとの認証を可能にする個別認証に関するデータについては全く開示されていない。
【０００６】
一方、家具や運動用具などの木工製品に、その出所・履歴に係わる情報をその全体に広範囲に盛り込んでおき、必要に応じてそれを認証できるようにする技術の確立が要望されており、これが実現できれば、これらの出所・履歴を個別認証することができるようになり、盗難時の持ち主の特定、ブランド商品や芸術的作品の真贋判定、作製時期の特定などに広く利用することができる。
【０００７】
本発明は、従来技術におけるこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、取り除くことができない個別認証情報を備え、この情報を解読することによって、その出所・経歴などを特定することができる情報化核酸含有木質材料と、このような情報化核酸を含有する木質材料の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ＤＮＡに代表される核酸の配列を個別認証情報として利用するという発想に基づき、当該核酸を木質材料中に含有させておき、必要に応じてその塩基配列を解読することによって、上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
すなわち、本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の情報化核酸含有木質材料は、任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えた情報化核酸を当該木質材料中に含んでいることを特徴とし、本発明の情報化核酸含有木質材料の製造方法においては、情報化核酸を含有する溶液、例えば情報化核酸を含有する水溶液や溶媒、防腐剤、接着剤などを木質素材に浸透させるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、木質材料中に情報化核酸を含ませたことから、調査対象の木質製品から情報化核酸を取り出し、その塩基配列を決定することによって、塩基配列を検出指標とする製品情報、例えば出所・経歴データの個別認証が可能になり、調査対象の出所・経歴などの情報を得ることができるという極めて優れた効果がもたらされる。また、このような情報化核酸は、視認することができず、しかも木質材料の全体に亘って広範囲に分布させることができることから、除去することは実質的に不可能であり、優れた個別認証手段となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の情報化核酸含有木質材料と、その製造方法についてさらに詳細に説明する。なお、本明細書において「％」は、特別な記載がない限り質量百分率を示すものとする。
【００１２】
本発明の情報化核酸含有木質材料は、任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えた情報化核酸を含有するものであるが、本発明において、「木質材料」とは、杉、桧、楢、松、チーク、マホガニーなどの天然木材の他に、これらの天然木材から成る合板（ベニヤ）、積層材（ＬＶＬ）、集成材、木質原料の小片を接着剤で固めたパーティクルボード（ファインボード、フレークボードなども含む）などの集合材、さらには、寸法安定性や割れ防止、強度向上などを目的として、高分子材料を木材に注入したＰＥＧ（ポリエチレングリコール）処理材やパラフィン注入木材などに代表される木材プラスチック複合体（ＷＰＣ：Ｗｏｏｄ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）をも意味する。
【００１３】
ここで、情報化核酸とは、任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えたものであって、上記したように、塩基配列の異なる情報化核酸を製品にあらかじめ仕込んでおくことによって、塩基配列を検出指標とする種々の製品情報、例えば出所・経歴データなどの個別認証が可能となり、しかも製品から除去することが実質的に不可能な個別認証手段となるものである。
そして、この情報化核酸とは、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）、ＲＮＡ（リボ核酸）及びこれらの誘導体を言い、天然型でも人工型でもよいが、使用環境が厳しい製品中に添加することを考慮すると、構造的に安定な人工型を使用することが好ましい。人工型においては天然型には存在しない結合様式の（例えば、ヌクレオシド同士の結合がリン酸エステル結合だけでなく、チオリン酸エステル結合のような非天然型を含むなどの）配列を形成することができる。
【００１４】
なお、当該情報化核酸において、塩基配列部位が任意であるとは、検出可能な塩基配列である限り無作為に選択され得るものであることを意味し、塩基配列部位が既知であるとは、個別認証に用いられる塩基配列が予め把握されているものであることを意味する。
【００１５】
上記情報化核酸の大きさとしては、当該核酸全体における塩基数が２００以下であることが好ましい。すなわち、塩基数が２００を超えると合成の段階でごく僅かずつ未反応部位が生成し、塩基がかけたものの含有量が増大し易い。なお、１００塩基程度であることがより好ましい。
また、チミンがダイマー化するのを抑制する観点から、上記塩基配列においてチミン同士が隣接しないことが好ましい。
【００１６】
さらに、上記情報化核酸としては、ＯＨ基と反応する化合物と併用する場合や、厳しい環境下で使用される場合の安定性を向上させる観点から、保護基により誘導化されていることが好ましく、具体的には、５´位、３´位のいずれか一方又は双方にある水酸基をリン酸エステル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ベンジル基、置換ベンジル基、アリル基などを用いて誘導化することができる。
図１（Ａ）に天然型ＤＮＡ、図１（Ｂ）に５´位を誘導化したＤＮＡを示す。
【００１７】
また、単離や精製の利便性を高める観点から、５´位の水酸基をビオチン又は蛍光分子により誘導化することが好ましい。具体的には、ビチオンを用いるとアビジンという蛋白質を結合したカラムに選択的に吸着され易くなる。一方、フルオレセインなどの蛍光分子を用いると核酸自体が蛍光をもつようになるため、感度よく検出でき、精製等が容易になる。このように、単離や精製の利便性を高めることにより、個別認証が極めて容易なものとなる。
【００１８】
さらに、例えば５´位を硫黄に置換した場合には、水で抽出したものをさらに金（Ａｕ）をコーティングした担体のカラムに通すことによって容易に分離することができる。
なお、情報化核酸としてＲＮＡを用いるときは、安定性を向上させる観点から２´位の水酸基を上記保護基により誘導化することもできる。
【００１９】
また、情報化核酸を抽出して個別認証をするに際して、少ない含有量でも効率良く検出されるようにする観点から、上記塩基配列部位が該情報化核酸の増幅に用いられる部位であることが好ましい。このような情報化核酸の増幅方法としては、相乗的に増幅させることのできるポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を適宜採用することができる。
【００２０】
上記ＰＣＲ法では、情報化核酸が極微量であっても極度に増幅することができ、例えば、ＤＮＡの末端数十塩基と相補的な塩基（プライマー）の存在下に温度制御を行いつつ、耐熱性のＤＮＡポリメラーゼを作用させると、元のＤＮＡを倍増させることができる。例えば、これを３０回繰り返せば、数億倍に増幅させることができる。
このような増幅によって微量のサンプルからでもその配列を決定するのに十分な量のＤＮＡを得ることができるようになり、延いては配列に対応する情報からそれが含まれていた製品の「身元」が判明することになる。
【００２１】
また、このとき、上記増幅に用いられる部位として、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）に必要なプライマー対応部位を両端に有することが好ましい。すなわち、情報化核酸としては、プライマーを備えていないものを使用することもできるが、プライマーを備えることによってより短時間で識別できるようになることによる。
このようなプライマー対応部位について、塩基数の下限値は５であることが好ましい。より好ましくは１０以上であることが良い。塩基数が５未満では、区別できる核酸の数が減少し、多くの製品の識別に時間がかかるようになる。一方、塩基数の上限値としては、１００であることが好ましい。これは、塩基数が１００を超えると、いずれかの位置の塩基を欠いた副生成物の比率が高くなり、精製に手間が掛かり、場合によっては困難となる傾向があることによる。
なお、情報化核酸としてＲＮＡを用いるときは、逆転写酵素を用いて配列の相補的なＤＮＡを得、このＤＮＡを用いてＰＣＲ法を行うことができる。
【００２２】
また、上記情報化核酸としては、上記塩基配列部位の他に更に認証情報部位を有することが好ましく、これによって、より詳細な情報設定により個別認証を実行することができる。
例えば、図２に示すように、両端にプライマー対応部位を備えた情報化ＤＮＡであれば、中央にｍ個の塩基数の配列を置き（Ｂ１〜Ｂｍ）、この部分の配列情報を認証情報に対応させる。その両端には、それぞれｌ（エル）個、ｎ個のプライマーに相補的な配列（Ｘ１〜Ｘｌ，Ｐ１〜Ｐｎ）を連結する。この部分が存在することにより初めてＰＣＲ法の採用が可能となる。
【００２３】
情報化ＤＮＡはこの１本鎖のもの又はそれと相補的な配列のＤＮＡと複合体を形成した２本鎖のものを情報素子として用いることができる。このプライマー対応部位の配列は、できるだけ相補的配列の結合が安定になり且つＰＣＲ法による増幅が円滑に進行するように工夫することができる。
なお、図２において、Ｘ１〜Ｘｌ、Ｂ１〜Ｂｍ、Ｐ１〜Ｐｎ のそれぞれは、デオキシアデノシン（ｄＡ）、デオキシグアノシン（ｄＧ）、デオキシシトシン（ｄＣ）及びデオキシチミン（ｄＴ）のいずれかより構成される。
【００２４】
そして、情報化核酸の塩基配列を検出指標とする製品の個別認証において、ＰＣＲ法によって情報化核酸を増幅させるに際しては、抽出された情報化核酸の溶液、ＰＣＲ緩衝液、滅菌蒸留水、少なくとも１種のプライマー、２，３−ジデオキシヌクレオシド三リン酸（ｄＮＴＰ）及びポリメラーザを混合し、
（１）９２〜９５℃で２〜５分間加熱し、次いで
（２）ａ：９２〜９５℃で３０〜６０秒間、
ｂ：２０〜５０℃で３０〜６０秒間、
ｃ：７０〜８０℃で３０〜１２０秒間
の加熱サイクルを２０〜５０回繰返し、しかる後
（３）７０〜８０℃で１〜１０分間加熱処理することが好ましい。
なお、このとき、情報化核酸の塩基性配列の任意性を高めるという観点からは、２種のプライマーを用いることが望ましい。
【００２５】
ここで、（１）の条件範囲については、９２℃×２分よりも低温度短時間ではＤＮＡの２本鎖への分離が困難になり、９５℃×５分よりも高温度長時間では酵素が失活することによるが、９４℃で５分間加熱することが特に好ましい。なお、木質材料に含まれる情報化核酸が１本鎖である場合には、この（１）工程は不要である。
また、（２）−ａにおける条件範囲は、９２℃×３０秒よりも低温度短時間では増幅率が低下し、９５℃×６０秒よりも高温度長時間では酵素が失活することによるが、９４℃で３０秒間加熱することが特に好ましい。
さらに、（２）−ｂの条件範囲については、２０℃×３０秒よりも低温度短時間ではプライマーとＤＮＡの結合が困難になり、５０℃×６０秒よりも高温度長時間では酵素が失活することによるが、４０℃で３０秒間加熱することが特に好ましい。
また、（２）−ｃの条件範囲は、７０℃×３０秒よりも低温度短時間では伸長が不十分となり、８０℃×１２０秒よりも高温度長時間では酵素が失活することによるが、７２℃で３０秒間加熱することが特に好ましい。。
【００２６】
そして、（３）においては、７２℃で７分間加熱することが特に好ましい。すなわち、７０℃×１分よりも低温度短時間では伸長が不十分となり、８０℃×１０分よりも高温度長時間では時間の無駄となることによる。
さらに、上記（２）におけるａ〜ｃの加熱サイクルの繰返し数については、２０回よりも少ないと増幅率が低下し、５０回より多いと時間の無駄となるからであるが、３０回が特に好ましい。
【００２７】
図３は、上記した情報化核酸による製品の個別認証手順の一実施形態を示す工程図であって、図に示すように、先ずＳ１において、製品、すなわち木質材料や木質製品から情報化ＤＮＡを抽出する。
次いで、Ｓ２において、凍結乾燥によって抽出溶液を濃縮したのち、Ｓ３において、２種類のプライマーとポリメラーゼを加える。
【００２８】
次に、Ｓ４において、ＰＣＲを繰り返すことによってＤＮＡを増幅し、Ｓ５において、残った余分なプライマーを一本鎖ＤＮＡ開裂酵素による分解する。
そして、Ｓ６において、二本鎖である情報化ＤＮＡをゲル濾過によって精製し、さらにＳ７において、シーケンサーによって情報化ＤＮＡの配列を決定する。
【００２９】
上記Ｓ１においては、木質材料を粉末にして、少量の水と混ぜればよいが、情報化ＤＮＡを微粒子に担持させる際に、化学的結合させた場合には、例えば加水分解することによって効率良く抽出することができるようになる。また、Ｓ２においては、例えば遠心エバポレーターを用いて濃縮しても良い。さらに、Ｓ５においては、一本鎖ＤＮＡ切断酵素として、例えばＴａｑ ＤＮＡポリメラーゼ、Ｔｔｈ ＤＮＡポリメラーゼ、Ｔｆ１ ＤＮＡポリメラーゼ、Ｖｅｎｔポリメラーゼ、Ｐｆｕポリメラーゼ、Ｂｃａ ＢＥＳＴポリメラーゼ、ＫＯＤ ＤＮＡポリメラーゼなどを使用することができる。また、Ｓ６とＳ７との間に、さらにＳ３及び４と同様の操作を繰り返して、目的のＤＮＡを増幅させることもできる。また、Ｓ７においては、質量分析装置によって配列決定を行なってもよく、シーケンサーによる配裂決定と組み合わせても良い。
【００３０】
また、塩基配列の決定にあたり、製品から抽出される情報化核酸のデータと、少なくとも上記情報化核酸のデータを含む情報化核酸データベースとを比較することが望ましい。あらかじめ把握された情報化核酸のデータベースと比較することによって、製品認証にかかる時間を大幅に減らすことが可能になる。
このようなデータベースに蓄えられるデータとしては、例えば電気泳動時間やゲル濾過した際の移動距離（これは、情報化核酸自体をコントロールレーンに流すだけでも良い）などを挙げることができる。
【００３１】
本発明の情報化核酸含有木質材料における上記情報化核酸の含有量としては、木質素材１００ｇに対して０．５〜５００μｇであることが好ましく、さらには５０〜１００μｇの範囲とすることがより好ましい。
情報化核酸含有量が０．５μｇより少ない場合には、検査対象となる木質材料から情報化核酸を検出してその塩基配列を識別できない可能性があり、５００μｇを超えた場合には、識別の精度や方法の容易さに影響を与えず、コストだけが高くなって無駄が生じる。
【００３２】
なお、上記情報化核酸は、そのまま単独の状態で木質材料中に含有されているよりも、シリカや酸化亜鉛、酸化チタンや酸化モリブデン、酸化タングステン、チタン酸バリウムなどの微粒子に担持された状態で添加されていることが好ましく、これによって当該情報化核酸を木質材料中に確実、安定に添加し、高度に分散させることができるようになると共に、当該木質材料中に長期間安定に保持することができるようになり、このような情報化核酸の塩基配列を検出指標とする製品の出所・経歴などの個別認証が長期にわたって可能なものとなる。
ここで、「担持」とは、情報化核酸が上記微粒子の表面に乗せられた状態で微粒子と共に移動できる程度に密着していることを意味し、情報化核酸が上記微粒子の表面に強固に固着していても、微粒子表面やその凹部内に使用に耐える程度の強度で付着していてもよい。
【００３３】
上記のような微粒子に、情報化核酸を担持するに際しては、上記微粒子を滅菌蒸留水中に分散させて懸濁液となし、この懸濁液に上記情報化核酸をそのまま、あるいは当該情報化核酸を滅菌蒸留水に溶解させた情報化核酸水溶液を加え、乾燥することによって製造することができる。このとき、情報化核酸については、一部を水溶液とすることなくそのままの状態で加え、残部を水溶液の状態で加えるようにしても何ら差し支えない。
【００３４】
また、このとき、上記懸濁液には、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノールなど）、エステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピルなど）、ケトン（例えば、アセトン、ジメチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなど）及び芳香族溶剤（トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、キシレンなど）の溶媒をさらに添加することも望ましく、これによって上記微粒子の懸濁液中における分散性が向上すると共に、情報化核酸が添加された後の水分及び溶剤分の揮発が促進されることになる。
なお、これら溶媒は１種のみに限定されず、２種以上の溶媒を併用することも可能である。また、これら溶媒は、情報化核酸と同時、あるいは情報化核酸を加えた後に添加しても、特に差し支えはない。
【００３５】
上記溶媒の添加量としては、アルコールの場合には、滅菌蒸留水／アルコールの容量比を１〜９９の範囲とすることが好ましく、アルコール以外の溶媒の場合、即ちエステル、ケトン、芳香族溶剤の場合には、滅菌蒸留水／溶媒の容量比を１〜７５の範囲とすることが好ましい。
これは、溶媒の添加量が少な過ぎると、溶媒添加による上記効果が十分に得られず、逆に多過ぎても、水との相溶性低下によって水が揮発せずに残り易くなり、上記効果が十分に得られないようになる傾向があることによる。
【００３６】
また、上記微粒子のサイズとしては、平均粒径が０．０１〜５μｍの範囲、好ましくは０．０２〜１μｍの範囲のものとすることが望ましい。これは、微粒子の平均粒径が０．０１μｍよりも小さいと情報化核酸の識別精度が低下し、５μｍより大きくなると木質材料への浸透量が少なくなって、識別ができなくなる傾向があることによる。
【００３７】
上記微粒子における情報化核酸の担持量としては、微粒子１００ｇに対して、０．５〜１０，０００μｇ、より好ましくは１．０〜１０００μｇの範囲とすることが望ましい。上記情報化核酸の担持量が微粒子１００ｇ当たり０．５μｇに満たない場合は、情報化核酸を製品中に安定に添加することができなくなって検出精度が低下する一方、１０,０００μｇを超えた場合には、情報化核酸を微粒子に安定に担持することができなくなって、フリーの情報化核酸が生じ、分散しにくくなる傾向があることによる。
【００３８】
本発明の情報化核酸含有木質材料において、上記微粒子の添加量としては、木質素材１００ｇに対して、０．５〜８０ｇ、さらには０．５〜５ｇの範囲とすることが望ましい。微粒子添加量が木質１００ｇ当たり０．５ｇに満たないと、サンプリングされた木質材料中の微粒子の量が少なくなって、情報化核酸の識別精度が低下し、８０ｇを超えると、情報化核酸の浸透量が少なくなって、識別が困難となる可能性がある。
【００３９】
木質材料に上記のような情報化核酸を含有させるに際して、木質材料が天然木材の場合には、情報化核酸、望ましくは微粒子に担持させた状態の情報化核酸を含む溶液（水あるいは溶媒）中に木質素材を浸漬したり、情報化核酸を含む溶液を木質素材に塗布することによって溶液を木質素材中に浸透させ、その後乾燥することによって行なうことができる。
また、木質素材を染色したり、塗装したり、防腐処理したりする場合には、染色剤や塗料、防腐処理剤中に情報化核酸を添加しておくことによって、情報化核酸含有溶液を素材中に浸透させることもでき、これによって情報化核酸の添加をこれらの処理と同時に行なうことができる。
なお、上記のような方法によって、木質素材中に情報化核酸を含有させたのち、その上から塗装を施すことによって、当該情報化核酸の脱落や、水による流失を防止するようになすことも必要に応じて望ましい。
【００４０】
木質材料が合板やパーティクルボードなどの集合材の場合には、木材の単板や小片同士を接合するための接着剤中にあらかじめ情報化核酸を添加しておくことによって、木質材料に情報化核酸を含有させることがができる。
【００４１】
さらに、木質材料がＰＥＧ処理材やパラフィン注入木材などの木材プラスチック複合体（ＷＰＣ）の場合には、木質素材中に注入する樹脂材料、例えばポリエチレングリコール、スチレン、メタクリル酸メチル、フェノール樹脂、ユリア樹脂などにあらかじめ情報化核酸を添加しておくことによって、木質材料中に情報化核酸を含有させることがができる。
【実施例】
【００４２】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
〔１〕情報化核酸担持微粒子の作製
〔１−１〕情報化ＤＮＡの合成
ホスホアミダイト法にてヌクレオシドを逐次結合させることによって、ＧＧＧＡＴＴＡＡＴＴＧＧＡＧＧの配列を有する認証情報部位の両端に、ＴＧＣＡＣＧＣＡＣＣＧＴＧＴＡＣＴＣ及びＡＧＴＧＧＡＣＡＣＧＴＴＧＧＴＣＧＧの配列を有するプライマー対応部位をそれぞれ結合し、情報化核酸としての情報化ＤＮＡ（５´‐ＴＧＣＡＣＧＣＡＣＣＧＴＧＴＡＣＴＣ‐ＧＧＧＡＴＴＡＡＴＴＧＧＡＧＧ‐ＡＧＴＧＧＡＣＡＣＧＴＴＧＧＴＣＧＧ‐３´）を合成した。
【００４４】
〔１−２〕懸濁液の調整
担体用の微粒子として、シリカコートを施した平均粒径０．０２μｍの酸化亜鉛（昭和電工（株）製ＺＳ−０３２）、平均粒径５μｍ（（株）マイクロン製ＡＸ１０−３２）及び平均粒径２０μｍ（（株）マイクロン製ＡＸ１１６）の２種の酸化アルミニウムを使用し、これら酸化物４ｇに、それぞれ容量比で３０％のエタノールを含有する滅菌蒸留水１５ｍＬを加えて撹拌し、各酸化物の懸濁液を得た。
【００４５】
〔１−３〕情報化ＤＮＡの添加
上記〔１−１〕により得られた情報化ＤＮＡ１０ｎｍｏｌ（１６４μｇ）を滅菌蒸留水１５ｍＬに溶解し、得られた情報化ＤＮＡ水溶液を上記各懸濁液に加えて良く撹拌し、さらに４ｍＬのエタノールを加えて撹拌した。
【００４６】
〔１−４〕自然乾燥
情報化ＤＮＡを加えた上記懸濁液をそれぞれプラスチック製の円形皿に注ぎ、その上部を通気性の良い紙あるいは布で覆った状態で、２日間自然乾燥した。
【００４７】
〔１−５〕減圧乾燥
上記〔１−４〕によってほぼ乾燥したものをデシケータに入れ、４０℃の加熱下で減圧乾燥し、十分に乾燥させた。
【００４８】
〔１−６〕粉砕
上記〔１−５〕により、十分に乾燥され、塊状の微粉末をそれぞれ乳鉢に入れて砕き、もとの微粉末状として、情報化核酸担持微粒子を得た。
【００４９】
〔２〕情報化ＤＮＡ含有下塗り塗料の調整
上記のように作製した粒径及び情報化ＤＮＡ担持量の異なる各種の情報化核酸担持微粒子をカシュー下地２号（大橋塗料製）１００ｇに撹拌しながら１．０ｇ添加し、それぞれ１時間撹拌した。
【００５０】
〔３〕情報化ＤＮＡ添加木質材料の作製
〔３−１〕下塗り塗料の浸透
図４に示すように、厚さ５ｍｍの大きさを有する杉木材１（１０００ｇ）の表面に、上記のように調整した下塗り塗料をスプレーにて吹き付けた後、８０℃雰囲気で２０分間乾燥することによって、表１の実施例１に示す木質材料を得た。実施例２〜２２についても、表１に対応して情報化ＤＮＡ添加量、微粒子の径及び添加量を変化させた以外は実施例１と同様の方法を用いて、表１のそれぞれの表面に、情報化ＤＮＡ含有量、微粒子添加量、添加微粒子径が異なるＤＮＡ浸透層１ａを備えた２２種類の木材を作製した（表１参照）。
〔３−２〕積層塗膜の形成
各杉木材１のＤＮＡ浸透層１ａの上に、それぞれカシュープライマー塗料（大橋塗料製カシューサーフェーサーねずみ）を２０％に希釈して刷毛で塗布し、２４時間後に、さらに同様に塗布し、２４時間放置した。
さらに、上記カシュープライマー塗料を３０μｍの厚さになるように塗布して第１中塗り層２を形成すると共に、１０分のセッティングタイム経過後に、カシューカラーベース塗料（大橋塗料製カシューＮｏ．８５濃緑）を同じく３０μｍの厚さになるように塗布して第２中塗り層３を形成し、それぞれ８０℃の温度で３０分間焼付けた。
その後、カシューエナメル（大橋塗料製カシューＮｏ．６５ねずみ色）を塗布し、上塗り層４をそれぞれ形成した。
【００５１】
〔４〕ＤＮＡの検出
〔４−１〕木材の裁断
上記のように塗装された各実施例の木材１をカッターによってそれぞれ細かく裁断した。
【００５２】
〔４−２〕ＤＮＡ抽出
得られた各木材細片に滅菌蒸留水５ｍＬをそれぞれ加え、マグネチックスターラーによって撹拌し、これらに含まれる情報化ＤＮＡをそれぞれ水層に抽出した。
【００５３】
〔４−３〕水溶液濃縮
遠心分離機を用いて、各木材細片と水層を分離し、水層を遠心エバポレータを用いてそれぞれ濃縮した。
【００５４】
〔４−４〕処理液調整
溶出回収した各ＤＮＡ溶液（５μＬ）に、それぞれＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ（５μＬ）、Ｔａｑ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ（０．２５μＬ）、滅菌蒸留水（２４．７５μＬ）、５μＭの第１プライマー（５´−ＴＧＣＡＣＧＣＡＣＣＧＴＧＴＡＣＴＣ−３´：５μＬ）、５μＭの第２プライマー（５´−ＣＣＧＡＣＣＡＡＣＧＴＧＴＣＣＡＣＴ−３´：５μＬ）、及び２ｍＭの２，３−ジデオキシヌクレオシド三リン酸（５μＬ）を混合した。
【００５５】
〔４−５〕熱サイクル
上記各混合液を９４℃で５分間加熱後、９４℃で３０秒加熱→４０℃で３０秒加熱→７２℃で３０秒加熱のサイクルをそれぞれ３０回繰り返した。
【００５６】
〔４−６〕保存
上記加熱サイクルを加えた各混合液に、それぞれ７２℃で７分間の加熱処理を施した後、４℃で保存した。
【００５７】
〔４−７〕精製
１本鎖ＤＮＡ開裂酵素Ｓ１ヌクレアーゼ（一本鎖ＤＮＡに特異的に反応）を用いて、余分なプライマーを分解し、目的の２本鎖情報化ＤＮＡをゲル濾過によって精製した。
【００５８】
〔４−８〕プライマー及びｄＮＴＰ添加
精製した情報化ＤＮＡに一種類のプライマー５´−ＴＧＣＡＣＧＣＡＣＣＧＴＧＴＡＣＴＣ−３´及び蛍光標識した２，３−ジデオキシヌクレオシド三リン酸（ｄＮＴＰ）を混合した。
【００５９】
〔４−９〕熱サイクル
上記工程〔４−５〕と同様の操作を行った。
【００６０】
〔４−１０〕配列決定
ゲル濾過精製後、自動シーケンサーに供し、配列決定を行った。
【００６１】
〔４−１１〕検出結果
上記工程による情報化ＤＮＡの識別結果を表１に併せて示す。なお、表中「○」は上記した方法によって木質材料中に含まれる情報化ＤＮＡの配列が容易に識別できたもの、「△」は上記ＰＣＲによる増幅回数を増やすことが必要であるものの、情報化ＤＮＡの配列の識別が可能であったものを示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１に示した結果から明らかなように、本発明の情報化核酸含有木質材料においては、情報化核酸の識別が可能であることがわかる。また、実施例１〜１２の情報化核酸含有木質材料は、実施例１３〜２２の情報化核酸含有木質材料と比較して、より少ないＰＣＲ増幅回数で情報化核酸の識別が可能となることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ＤＮＡの一例として、天然型ＤＮＡ（Ａ）及び５´位を誘導化したＤＮＡ（Ｂ）を示す構造式である。
【図２】本発明に用いる情報化核酸の一例として、認証情報部位の両端にプライマー対応部位を備えたＤＮＡの構造を示す概略図である。
【図３】本発明の木質材料に含まれる情報化核酸の検出手順の一例を示す流れ概略図である。
【図４】本発明の情報化核酸含有木質材料の一実施形態として情報化ＤＮＡ浸透層を備えた木材の積層塗膜構造を示す断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質材料に係わり、さらに詳しくは、出所・経歴情報などの個別認証に利用できる情報化核酸を含有する情報化核酸含有木質材料と、このような情報化核酸含有木質材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでの個別認証には、ナンバープレート、紙幣などの透かし印刷、ＩＣチップ、クレジットカードの写真などが利用されている。
しかし、これらの個別認証手段は、剥離、切断、消去などによって製品から除去することができるという欠点があった。このため、製品から取り除くことができず、消失しない認証情報の開発が期待されている。
【０００３】
一方、ＤＮＡは、元来全ての生物が保有し、それぞれの生物において全ての遺伝情報を含む情報生体分子であり、その多くは多数の蛋白質のアミノ酸配列に対応するものである。即ち、ＤＮＡは、デオキシアデノシン（ｄＡ）、デオキシグアノシン（ｄＧ）、デオキシシトシン（ｄＣ）、及びデオキシチミン（ｄＴ）がリン酸エステル結合を介して一定の方向性をもって結合しており、その塩基数をｎ個とすると、その長さのＤＮＡは４ｎ種類存在することになる。従って、例えばわずか１６種類の塩基数でもそれぞれ区別可能な約４３億種類のＤＮＡが存在し得ることになる。
現在では、数十の塩基配列を有するＤＮＡであれば、どのような配列のものでも任意に合成することができ、しかも、ある程度以上の量があれば、自動配列読み取り装置（シーケンサー）を用いて自動的にその配列を決定することができる。
【０００４】
このようなＤＮＡの適用技術としては、水不溶性媒体にＤＮＡを含ませた偽造防止ラベルを製品に用いることによって、該ＤＮＡの存在・不存在を手掛りにして、その製品の真偽を明らかにすることが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５９５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の技術は、基本的にはＤＮＡと水不溶性媒体の混合方法に係るものであり、当該特許文献１には、製品の真偽確認方法として、ＰＣＲ法によるリボ核酸の増幅の有無を確認することによってリボ核酸入りの対象製品を同定することが示唆されているに過ぎない。
また、ＤＮＡの存在・不存在を検定指標とする真偽確認データはもとより、ＤＮＡの配列を検定指標とし、同種製品における個々の製品ごとの認証を可能にする個別認証に関するデータについては全く開示されていない。
【０００６】
一方、家具や運動用具などの木工製品に、その出所・履歴に係わる情報をその全体に広範囲に盛り込んでおき、必要に応じてそれを認証できるようにする技術の確立が要望されており、これが実現できれば、これらの出所・履歴を個別認証することができるようになり、盗難時の持ち主の特定、ブランド商品や芸術的作品の真贋判定、作製時期の特定などに広く利用することができる。
【０００７】
本発明は、従来技術におけるこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、取り除くことができない個別認証情報を備え、この情報を解読することによって、その出所・経歴などを特定することができる情報化核酸含有木質材料と、このような情報化核酸を含有する木質材料の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ＤＮＡに代表される核酸の配列を個別認証情報として利用するという発想に基づき、当該核酸を木質材料中に含有させておき、必要に応じてその塩基配列を解読することによって、上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
すなわち、本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の情報化核酸含有木質材料は、任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えた情報化核酸を当該木質材料中に含んでいることを特徴とし、本発明の情報化核酸含有木質材料の製造方法においては、情報化核酸を含有する溶液、例えば情報化核酸を含有する水溶液や溶媒、防腐剤、接着剤などを木質素材に浸透させるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、木質材料中に情報化核酸を含ませたことから、調査対象の木質製品から情報化核酸を取り出し、その塩基配列を決定することによって、塩基配列を検出指標とする製品情報、例えば出所・経歴データの個別認証が可能になり、調査対象の出所・経歴などの情報を得ることができるという極めて優れた効果がもたらされる。また、このような情報化核酸は、視認することができず、しかも木質材料の全体に亘って広範囲に分布させることができることから、除去することは実質的に不可能であり、優れた個別認証手段となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の情報化核酸含有木質材料と、その製造方法についてさらに詳細に説明する。なお、本明細書において「％」は、特別な記載がない限り質量百分率を示すものとする。
【００１２】
本発明の情報化核酸含有木質材料は、任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えた情報化核酸を含有するものであるが、本発明において、「木質材料」とは、杉、桧、楢、松、チーク、マホガニーなどの天然木材の他に、これらの天然木材から成る合板（ベニヤ）、積層材（ＬＶＬ）、集成材、木質原料の小片を接着剤で固めたパーティクルボード（ファインボード、フレークボードなども含む）などの集合材、さらには、寸法安定性や割れ防止、強度向上などを目的として、高分子材料を木材に注入したＰＥＧ（ポリエチレングリコール）処理材やパラフィン注入木材などに代表される木材プラスチック複合体（ＷＰＣ：Ｗｏｏｄ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）をも意味する。
【００１３】
ここで、情報化核酸とは、任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えたものであって、上記したように、塩基配列の異なる情報化核酸を製品にあらかじめ仕込んでおくことによって、塩基配列を検出指標とする種々の製品情報、例えば出所・経歴データなどの個別認証が可能となり、しかも製品から除去することが実質的に不可能な個別認証手段となるものである。
そして、この情報化核酸とは、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）、ＲＮＡ（リボ核酸）及びこれらの誘導体を言い、天然型でも人工型でもよいが、使用環境が厳しい製品中に添加することを考慮すると、構造的に安定な人工型を使用することが好ましい。人工型においては天然型には存在しない結合様式の（例えば、ヌクレオシド同士の結合がリン酸エステル結合だけでなく、チオリン酸エステル結合のような非天然型を含むなどの）配列を形成することができる。
【００１４】
なお、当該情報化核酸において、塩基配列部位が任意であるとは、検出可能な塩基配列である限り無作為に選択され得るものであることを意味し、塩基配列部位が既知であるとは、個別認証に用いられる塩基配列が予め把握されているものであることを意味する。
【００１５】
上記情報化核酸の大きさとしては、当該核酸全体における塩基数が２００以下であることが好ましい。すなわち、塩基数が２００を超えると合成の段階でごく僅かずつ未反応部位が生成し、塩基がかけたものの含有量が増大し易い。なお、１００塩基程度であることがより好ましい。
また、チミンがダイマー化するのを抑制する観点から、上記塩基配列においてチミン同士が隣接しないことが好ましい。
【００１６】
さらに、上記情報化核酸としては、ＯＨ基と反応する化合物と併用する場合や、厳しい環境下で使用される場合の安定性を向上させる観点から、保護基により誘導化されていることが好ましく、具体的には、５´位、３´位のいずれか一方又は双方にある水酸基をリン酸エステル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ベンジル基、置換ベンジル基、アリル基などを用いて誘導化することができる。
図１（Ａ）に天然型ＤＮＡ、図１（Ｂ）に５´位を誘導化したＤＮＡを示す。
【００１７】
また、単離や精製の利便性を高める観点から、５´位の水酸基をビオチン又は蛍光分子により誘導化することが好ましい。具体的には、ビチオンを用いるとアビジンという蛋白質を結合したカラムに選択的に吸着され易くなる。一方、フルオレセインなどの蛍光分子を用いると核酸自体が蛍光をもつようになるため、感度よく検出でき、精製等が容易になる。このように、単離や精製の利便性を高めることにより、個別認証が極めて容易なものとなる。
【００１８】
さらに、例えば５´位を硫黄に置換した場合には、水で抽出したものをさらに金（Ａｕ）をコーティングした担体のカラムに通すことによって容易に分離することができる。
なお、情報化核酸としてＲＮＡを用いるときは、安定性を向上させる観点から２´位の水酸基を上記保護基により誘導化することもできる。
【００１９】
また、情報化核酸を抽出して個別認証をするに際して、少ない含有量でも効率良く検出されるようにする観点から、上記塩基配列部位が該情報化核酸の増幅に用いられる部位であることが好ましい。このような情報化核酸の増幅方法としては、相乗的に増幅させることのできるポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を適宜採用することができる。
【００２０】
上記ＰＣＲ法では、情報化核酸が極微量であっても極度に増幅することができ、例えば、ＤＮＡの末端数十塩基と相補的な塩基（プライマー）の存在下に温度制御を行いつつ、耐熱性のＤＮＡポリメラーゼを作用させると、元のＤＮＡを倍増させることができる。例えば、これを３０回繰り返せば、数億倍に増幅させることができる。
このような増幅によって微量のサンプルからでもその配列を決定するのに十分な量のＤＮＡを得ることができるようになり、延いては配列に対応する情報からそれが含まれていた製品の「身元」が判明することになる。
【００２１】
また、このとき、上記増幅に用いられる部位として、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）に必要なプライマー対応部位を両端に有することが好ましい。すなわち、情報化核酸としては、プライマーを備えていないものを使用することもできるが、プライマーを備えることによってより短時間で識別できるようになることによる。
このようなプライマー対応部位について、塩基数の下限値は５であることが好ましい。より好ましくは１０以上であることが良い。塩基数が５未満では、区別できる核酸の数が減少し、多くの製品の識別に時間がかかるようになる。一方、塩基数の上限値としては、１００であることが好ましい。これは、塩基数が１００を超えると、いずれかの位置の塩基を欠いた副生成物の比率が高くなり、精製に手間が掛かり、場合によっては困難となる傾向があることによる。
なお、情報化核酸としてＲＮＡを用いるときは、逆転写酵素を用いて配列の相補的なＤＮＡを得、このＤＮＡを用いてＰＣＲ法を行うことができる。
【００２２】
また、上記情報化核酸としては、上記塩基配列部位の他に更に認証情報部位を有することが好ましく、これによって、より詳細な情報設定により個別認証を実行することができる。
例えば、図２に示すように、両端にプライマー対応部位を備えた情報化ＤＮＡであれば、中央にｍ個の塩基数の配列を置き（Ｂ１〜Ｂｍ）、この部分の配列情報を認証情報に対応させる。その両端には、それぞれｌ（エル）個、ｎ個のプライマーに相補的な配列（Ｘ１〜Ｘｌ，Ｐ１〜Ｐｎ）を連結する。この部分が存在することにより初めてＰＣＲ法の採用が可能となる。
【００２３】
情報化ＤＮＡはこの１本鎖のもの又はそれと相補的な配列のＤＮＡと複合体を形成した２本鎖のものを情報素子として用いることができる。このプライマー対応部位の配列は、できるだけ相補的配列の結合が安定になり且つＰＣＲ法による増幅が円滑に進行するように工夫することができる。
なお、図２において、Ｘ１〜Ｘｌ、Ｂ１〜Ｂｍ、Ｐ１〜Ｐｎ のそれぞれは、デオキシアデノシン（ｄＡ）、デオキシグアノシン（ｄＧ）、デオキシシトシン（ｄＣ）及びデオキシチミン（ｄＴ）のいずれかより構成される。
【００２４】
そして、情報化核酸の塩基配列を検出指標とする製品の個別認証において、ＰＣＲ法によって情報化核酸を増幅させるに際しては、抽出された情報化核酸の溶液、ＰＣＲ緩衝液、滅菌蒸留水、少なくとも１種のプライマー、２，３−ジデオキシヌクレオシド三リン酸（ｄＮＴＰ）及びポリメラーザを混合し、
（１）９２〜９５℃で２〜５分間加熱し、次いで
（２）ａ：９２〜９５℃で３０〜６０秒間、
ｂ：２０〜５０℃で３０〜６０秒間、
ｃ：７０〜８０℃で３０〜１２０秒間
の加熱サイクルを２０〜５０回繰返し、しかる後
（３）７０〜８０℃で１〜１０分間加熱処理することが好ましい。
なお、このとき、情報化核酸の塩基性配列の任意性を高めるという観点からは、２種のプライマーを用いることが望ましい。
【００２５】
ここで、（１）の条件範囲については、９２℃×２分よりも低温度短時間ではＤＮＡの２本鎖への分離が困難になり、９５℃×５分よりも高温度長時間では酵素が失活することによるが、９４℃で５分間加熱することが特に好ましい。なお、木質材料に含まれる情報化核酸が１本鎖である場合には、この（１）工程は不要である。
また、（２）−ａにおける条件範囲は、９２℃×３０秒よりも低温度短時間では増幅率が低下し、９５℃×６０秒よりも高温度長時間では酵素が失活することによるが、９４℃で３０秒間加熱することが特に好ましい。
さらに、（２）−ｂの条件範囲については、２０℃×３０秒よりも低温度短時間ではプライマーとＤＮＡの結合が困難になり、５０℃×６０秒よりも高温度長時間では酵素が失活することによるが、４０℃で３０秒間加熱することが特に好ましい。
また、（２）−ｃの条件範囲は、７０℃×３０秒よりも低温度短時間では伸長が不十分となり、８０℃×１２０秒よりも高温度長時間では酵素が失活することによるが、７２℃で３０秒間加熱することが特に好ましい。。
【００２６】
そして、（３）においては、７２℃で７分間加熱することが特に好ましい。すなわち、７０℃×１分よりも低温度短時間では伸長が不十分となり、８０℃×１０分よりも高温度長時間では時間の無駄となることによる。
さらに、上記（２）におけるａ〜ｃの加熱サイクルの繰返し数については、２０回よりも少ないと増幅率が低下し、５０回より多いと時間の無駄となるからであるが、３０回が特に好ましい。
【００２７】
図３は、上記した情報化核酸による製品の個別認証手順の一実施形態を示す工程図であって、図に示すように、先ずＳ１において、製品、すなわち木質材料や木質製品から情報化ＤＮＡを抽出する。
次いで、Ｓ２において、凍結乾燥によって抽出溶液を濃縮したのち、Ｓ３において、２種類のプライマーとポリメラーゼを加える。
【００２８】
次に、Ｓ４において、ＰＣＲを繰り返すことによってＤＮＡを増幅し、Ｓ５において、残った余分なプライマーを一本鎖ＤＮＡ開裂酵素による分解する。
そして、Ｓ６において、二本鎖である情報化ＤＮＡをゲル濾過によって精製し、さらにＳ７において、シーケンサーによって情報化ＤＮＡの配列を決定する。
【００２９】
上記Ｓ１においては、木質材料を粉末にして、少量の水と混ぜればよいが、情報化ＤＮＡを微粒子に担持させる際に、化学的結合させた場合には、例えば加水分解することによって効率良く抽出することができるようになる。また、Ｓ２においては、例えば遠心エバポレーターを用いて濃縮しても良い。さらに、Ｓ５においては、一本鎖ＤＮＡ切断酵素として、例えばＴａｑ ＤＮＡポリメラーゼ、Ｔｔｈ ＤＮＡポリメラーゼ、Ｔｆ１ ＤＮＡポリメラーゼ、Ｖｅｎｔポリメラーゼ、Ｐｆｕポリメラーゼ、Ｂｃａ ＢＥＳＴポリメラーゼ、ＫＯＤ ＤＮＡポリメラーゼなどを使用することができる。また、Ｓ６とＳ７との間に、さらにＳ３及び４と同様の操作を繰り返して、目的のＤＮＡを増幅させることもできる。また、Ｓ７においては、質量分析装置によって配列決定を行なってもよく、シーケンサーによる配裂決定と組み合わせても良い。
【００３０】
また、塩基配列の決定にあたり、製品から抽出される情報化核酸のデータと、少なくとも上記情報化核酸のデータを含む情報化核酸データベースとを比較することが望ましい。あらかじめ把握された情報化核酸のデータベースと比較することによって、製品認証にかかる時間を大幅に減らすことが可能になる。
このようなデータベースに蓄えられるデータとしては、例えば電気泳動時間やゲル濾過した際の移動距離（これは、情報化核酸自体をコントロールレーンに流すだけでも良い）などを挙げることができる。
【００３１】
本発明の情報化核酸含有木質材料における上記情報化核酸の含有量としては、木質素材１００ｇに対して０．５〜５００μｇであることが好ましく、さらには５０〜１００μｇの範囲とすることがより好ましい。
情報化核酸含有量が０．５μｇより少ない場合には、検査対象となる木質材料から情報化核酸を検出してその塩基配列を識別できない可能性があり、５００μｇを超えた場合には、識別の精度や方法の容易さに影響を与えず、コストだけが高くなって無駄が生じる。
【００３２】
なお、上記情報化核酸は、そのまま単独の状態で木質材料中に含有されているよりも、シリカや酸化亜鉛、酸化チタンや酸化モリブデン、酸化タングステン、チタン酸バリウムなどの微粒子に担持された状態で添加されていることが好ましく、これによって当該情報化核酸を木質材料中に確実、安定に添加し、高度に分散させることができるようになると共に、当該木質材料中に長期間安定に保持することができるようになり、このような情報化核酸の塩基配列を検出指標とする製品の出所・経歴などの個別認証が長期にわたって可能なものとなる。
ここで、「担持」とは、情報化核酸が上記微粒子の表面に乗せられた状態で微粒子と共に移動できる程度に密着していることを意味し、情報化核酸が上記微粒子の表面に強固に固着していても、微粒子表面やその凹部内に使用に耐える程度の強度で付着していてもよい。
【００３３】
上記のような微粒子に、情報化核酸を担持するに際しては、上記微粒子を滅菌蒸留水中に分散させて懸濁液となし、この懸濁液に上記情報化核酸をそのまま、あるいは当該情報化核酸を滅菌蒸留水に溶解させた情報化核酸水溶液を加え、乾燥することによって製造することができる。このとき、情報化核酸については、一部を水溶液とすることなくそのままの状態で加え、残部を水溶液の状態で加えるようにしても何ら差し支えない。
【００３４】
また、このとき、上記懸濁液には、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノールなど）、エステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピルなど）、ケトン（例えば、アセトン、ジメチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなど）及び芳香族溶剤（トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、キシレンなど）の溶媒をさらに添加することも望ましく、これによって上記微粒子の懸濁液中における分散性が向上すると共に、情報化核酸が添加された後の水分及び溶剤分の揮発が促進されることになる。
なお、これら溶媒は１種のみに限定されず、２種以上の溶媒を併用することも可能である。また、これら溶媒は、情報化核酸と同時、あるいは情報化核酸を加えた後に添加しても、特に差し支えはない。
【００３５】
上記溶媒の添加量としては、アルコールの場合には、滅菌蒸留水／アルコールの容量比を１〜９９の範囲とすることが好ましく、アルコール以外の溶媒の場合、即ちエステル、ケトン、芳香族溶剤の場合には、滅菌蒸留水／溶媒の容量比を１〜７５の範囲とすることが好ましい。
これは、溶媒の添加量が少な過ぎると、溶媒添加による上記効果が十分に得られず、逆に多過ぎても、水との相溶性低下によって水が揮発せずに残り易くなり、上記効果が十分に得られないようになる傾向があることによる。
【００３６】
また、上記微粒子のサイズとしては、平均粒径が０．０１〜５μｍの範囲、好ましくは０．０２〜１μｍの範囲のものとすることが望ましい。これは、微粒子の平均粒径が０．０１μｍよりも小さいと情報化核酸の識別精度が低下し、５μｍより大きくなると木質材料への浸透量が少なくなって、識別ができなくなる傾向があることによる。
【００３７】
上記微粒子における情報化核酸の担持量としては、微粒子１００ｇに対して、０．５〜１０，０００μｇ、より好ましくは１．０〜１０００μｇの範囲とすることが望ましい。上記情報化核酸の担持量が微粒子１００ｇ当たり０．５μｇに満たない場合は、情報化核酸を製品中に安定に添加することができなくなって検出精度が低下する一方、１０,０００μｇを超えた場合には、情報化核酸を微粒子に安定に担持することができなくなって、フリーの情報化核酸が生じ、分散しにくくなる傾向があることによる。
【００３８】
本発明の情報化核酸含有木質材料において、上記微粒子の添加量としては、木質素材１００ｇに対して、０．５〜８０ｇ、さらには０．５〜５ｇの範囲とすることが望ましい。微粒子添加量が木質１００ｇ当たり０．５ｇに満たないと、サンプリングされた木質材料中の微粒子の量が少なくなって、情報化核酸の識別精度が低下し、８０ｇを超えると、情報化核酸の浸透量が少なくなって、識別が困難となる可能性がある。
【００３９】
木質材料に上記のような情報化核酸を含有させるに際して、木質材料が天然木材の場合には、情報化核酸、望ましくは微粒子に担持させた状態の情報化核酸を含む溶液（水あるいは溶媒）中に木質素材を浸漬したり、情報化核酸を含む溶液を木質素材に塗布することによって溶液を木質素材中に浸透させ、その後乾燥することによって行なうことができる。
また、木質素材を染色したり、塗装したり、防腐処理したりする場合には、染色剤や塗料、防腐処理剤中に情報化核酸を添加しておくことによって、情報化核酸含有溶液を素材中に浸透させることもでき、これによって情報化核酸の添加をこれらの処理と同時に行なうことができる。
なお、上記のような方法によって、木質素材中に情報化核酸を含有させたのち、その上から塗装を施すことによって、当該情報化核酸の脱落や、水による流失を防止するようになすことも必要に応じて望ましい。
【００４０】
木質材料が合板やパーティクルボードなどの集合材の場合には、木材の単板や小片同士を接合するための接着剤中にあらかじめ情報化核酸を添加しておくことによって、木質材料に情報化核酸を含有させることがができる。
【００４１】
さらに、木質材料がＰＥＧ処理材やパラフィン注入木材などの木材プラスチック複合体（ＷＰＣ）の場合には、木質素材中に注入する樹脂材料、例えばポリエチレングリコール、スチレン、メタクリル酸メチル、フェノール樹脂、ユリア樹脂などにあらかじめ情報化核酸を添加しておくことによって、木質材料中に情報化核酸を含有させることがができる。
【実施例】
【００４２】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
〔１〕情報化核酸担持微粒子の作製
〔１−１〕情報化ＤＮＡの合成
ホスホアミダイト法にてヌクレオシドを逐次結合させることによって、ＧＧＧＡＴＴＡＡＴＴＧＧＡＧＧの配列を有する認証情報部位の両端に、ＴＧＣＡＣＧＣＡＣＣＧＴＧＴＡＣＴＣ及びＡＧＴＧＧＡＣＡＣＧＴＴＧＧＴＣＧＧの配列を有するプライマー対応部位をそれぞれ結合し、情報化核酸としての情報化ＤＮＡ（５´‐ＴＧＣＡＣＧＣＡＣＣＧＴＧＴＡＣＴＣ‐ＧＧＧＡＴＴＡＡＴＴＧＧＡＧＧ‐ＡＧＴＧＧＡＣＡＣＧＴＴＧＧＴＣＧＧ‐３´）を合成した。
【００４４】
〔１−２〕懸濁液の調整
担体用の微粒子として、シリカコートを施した平均粒径０．０２μｍの酸化亜鉛（昭和電工（株）製ＺＳ−０３２）、平均粒径５μｍ（（株）マイクロン製ＡＸ１０−３２）及び平均粒径２０μｍ（（株）マイクロン製ＡＸ１１６）の２種の酸化アルミニウムを使用し、これら酸化物４ｇに、それぞれ容量比で３０％のエタノールを含有する滅菌蒸留水１５ｍＬを加えて撹拌し、各酸化物の懸濁液を得た。
【００４５】
〔１−３〕情報化ＤＮＡの添加
上記〔１−１〕により得られた情報化ＤＮＡ１０ｎｍｏｌ（１６４μｇ）を滅菌蒸留水１５ｍＬに溶解し、得られた情報化ＤＮＡ水溶液を上記各懸濁液に加えて良く撹拌し、さらに４ｍＬのエタノールを加えて撹拌した。
【００４６】
〔１−４〕自然乾燥
情報化ＤＮＡを加えた上記懸濁液をそれぞれプラスチック製の円形皿に注ぎ、その上部を通気性の良い紙あるいは布で覆った状態で、２日間自然乾燥した。
【００４７】
〔１−５〕減圧乾燥
上記〔１−４〕によってほぼ乾燥したものをデシケータに入れ、４０℃の加熱下で減圧乾燥し、十分に乾燥させた。
【００４８】
〔１−６〕粉砕
上記〔１−５〕により、十分に乾燥され、塊状の微粉末をそれぞれ乳鉢に入れて砕き、もとの微粉末状として、情報化核酸担持微粒子を得た。
【００４９】
〔２〕情報化ＤＮＡ含有下塗り塗料の調整
上記のように作製した粒径及び情報化ＤＮＡ担持量の異なる各種の情報化核酸担持微粒子をカシュー下地２号（大橋塗料製）１００ｇに撹拌しながら１．０ｇ添加し、それぞれ１時間撹拌した。
【００５０】
〔３〕情報化ＤＮＡ添加木質材料の作製
〔３−１〕下塗り塗料の浸透
図４に示すように、厚さ５ｍｍの大きさを有する杉木材１（１０００ｇ）の表面に、上記のように調整した下塗り塗料をスプレーにて吹き付けた後、８０℃雰囲気で２０分間乾燥することによって、表１の実施例１に示す木質材料を得た。実施例２〜２２についても、表１に対応して情報化ＤＮＡ添加量、微粒子の径及び添加量を変化させた以外は実施例１と同様の方法を用いて、表１のそれぞれの表面に、情報化ＤＮＡ含有量、微粒子添加量、添加微粒子径が異なるＤＮＡ浸透層１ａを備えた２２種類の木材を作製した（表１参照）。
〔３−２〕積層塗膜の形成
各杉木材１のＤＮＡ浸透層１ａの上に、それぞれカシュープライマー塗料（大橋塗料製カシューサーフェーサーねずみ）を２０％に希釈して刷毛で塗布し、２４時間後に、さらに同様に塗布し、２４時間放置した。
さらに、上記カシュープライマー塗料を３０μｍの厚さになるように塗布して第１中塗り層２を形成すると共に、１０分のセッティングタイム経過後に、カシューカラーベース塗料（大橋塗料製カシューＮｏ．８５濃緑）を同じく３０μｍの厚さになるように塗布して第２中塗り層３を形成し、それぞれ８０℃の温度で３０分間焼付けた。
その後、カシューエナメル（大橋塗料製カシューＮｏ．６５ねずみ色）を塗布し、上塗り層４をそれぞれ形成した。
【００５１】
〔４〕ＤＮＡの検出
〔４−１〕木材の裁断
上記のように塗装された各実施例の木材１をカッターによってそれぞれ細かく裁断した。
【００５２】
〔４−２〕ＤＮＡ抽出
得られた各木材細片に滅菌蒸留水５ｍＬをそれぞれ加え、マグネチックスターラーによって撹拌し、これらに含まれる情報化ＤＮＡをそれぞれ水層に抽出した。
【００５３】
〔４−３〕水溶液濃縮
遠心分離機を用いて、各木材細片と水層を分離し、水層を遠心エバポレータを用いてそれぞれ濃縮した。
【００５４】
〔４−４〕処理液調整
溶出回収した各ＤＮＡ溶液（５μＬ）に、それぞれＰＣＲ ｂｕｆｆｅｒ（５μＬ）、Ｔａｑ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ（０．２５μＬ）、滅菌蒸留水（２４．７５μＬ）、５μＭの第１プライマー（５´−ＴＧＣＡＣＧＣＡＣＣＧＴＧＴＡＣＴＣ−３´：５μＬ）、５μＭの第２プライマー（５´−ＣＣＧＡＣＣＡＡＣＧＴＧＴＣＣＡＣＴ−３´：５μＬ）、及び２ｍＭの２，３−ジデオキシヌクレオシド三リン酸（５μＬ）を混合した。
【００５５】
〔４−５〕熱サイクル
上記各混合液を９４℃で５分間加熱後、９４℃で３０秒加熱→４０℃で３０秒加熱→７２℃で３０秒加熱のサイクルをそれぞれ３０回繰り返した。
【００５６】
〔４−６〕保存
上記加熱サイクルを加えた各混合液に、それぞれ７２℃で７分間の加熱処理を施した後、４℃で保存した。
【００５７】
〔４−７〕精製
１本鎖ＤＮＡ開裂酵素Ｓ１ヌクレアーゼ（一本鎖ＤＮＡに特異的に反応）を用いて、余分なプライマーを分解し、目的の２本鎖情報化ＤＮＡをゲル濾過によって精製した。
【００５８】
〔４−８〕プライマー及びｄＮＴＰ添加
精製した情報化ＤＮＡに一種類のプライマー５´−ＴＧＣＡＣＧＣＡＣＣＧＴＧＴＡＣＴＣ−３´及び蛍光標識した２，３−ジデオキシヌクレオシド三リン酸（ｄＮＴＰ）を混合した。
【００５９】
〔４−９〕熱サイクル
上記工程〔４−５〕と同様の操作を行った。
【００６０】
〔４−１０〕配列決定
ゲル濾過精製後、自動シーケンサーに供し、配列決定を行った。
【００６１】
〔４−１１〕検出結果
上記工程による情報化ＤＮＡの識別結果を表１に併せて示す。なお、表中「○」は上記した方法によって木質材料中に含まれる情報化ＤＮＡの配列が容易に識別できたもの、「△」は上記ＰＣＲによる増幅回数を増やすことが必要であるものの、情報化ＤＮＡの配列の識別が可能であったものを示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１に示した結果から明らかなように、本発明の情報化核酸含有木質材料においては、情報化核酸の識別が可能であることがわかる。また、実施例１〜１２の情報化核酸含有木質材料は、実施例１３〜２２の情報化核酸含有木質材料と比較して、より少ないＰＣＲ増幅回数で情報化核酸の識別が可能となることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ＤＮＡの一例として、天然型ＤＮＡ（Ａ）及び５´位を誘導化したＤＮＡ（Ｂ）を示す構造式である。
【図２】本発明に用いる情報化核酸の一例として、認証情報部位の両端にプライマー対応部位を備えたＤＮＡの構造を示す概略図である。
【図３】本発明の木質材料に含まれる情報化核酸の検出手順の一例を示す流れ概略図である。
【図４】本発明の情報化核酸含有木質材料の一実施形態として情報化ＤＮＡ浸透層を備えた木材の積層塗膜構造を示す断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えた情報化核酸を含んでいることを特徴とする情報化核酸含有木質材料。
【請求項２】
上記情報化核酸の含有量が木質素材１００ｇに対して、０．５〜５００μｇであることを特徴とする請求項１に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項３】
上記情報化核酸が微粒子に担持された状態で添加されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項４】
上記微粒子の平均粒径が０．０１〜５μｍであることを特徴とする請求項３に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項５】
上記微粒子の添加量が木質素材１００ｇに対して、０．５〜８０ｇであることを特徴とする請求項３又は４に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項６】
上記情報化核酸を含有する溶液を木質素材に浸透させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項７】
上記情報化核酸を含有する溶液が塗料であることを特徴とする請求項６に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項８】
上記情報化核酸を含有する溶液が防腐剤であることを特徴とする請求項６に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項９】
上記情報化核酸を含有する溶液が接着剤であることを特徴とする請求項６に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項１０】
上記情報化核酸を含有する溶液が樹脂溶液であることを特徴とする請求項６に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項１１】
木質材料が合板、積層材、パーティクルボードなどの集合材であって、接着剤中に上記情報化核酸が含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項１２】
木質材料が木質素材と樹脂から成る木材プラスチック複合体であって、上記樹脂中に上記情報化核酸が含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項１】
任意且つ既知の塩基配列を有する部位を備えた情報化核酸を含んでいることを特徴とする情報化核酸含有木質材料。
【請求項２】
上記情報化核酸の含有量が木質素材１００ｇに対して、０．５〜５００μｇであることを特徴とする請求項１に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項３】
上記情報化核酸が微粒子に担持された状態で添加されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項４】
上記微粒子の平均粒径が０．０１〜５μｍであることを特徴とする請求項３に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項５】
上記微粒子の添加量が木質素材１００ｇに対して、０．５〜８０ｇであることを特徴とする請求項３又は４に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項６】
上記情報化核酸を含有する溶液を木質素材に浸透させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項７】
上記情報化核酸を含有する溶液が塗料であることを特徴とする請求項６に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項８】
上記情報化核酸を含有する溶液が防腐剤であることを特徴とする請求項６に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項９】
上記情報化核酸を含有する溶液が接着剤であることを特徴とする請求項６に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項１０】
上記情報化核酸を含有する溶液が樹脂溶液であることを特徴とする請求項６に記載の情報化核酸含有木質材料の製造方法。
【請求項１１】
木質材料が合板、積層材、パーティクルボードなどの集合材であって、接着剤中に上記情報化核酸が含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の情報化核酸含有木質材料。
【請求項１２】
木質材料が木質素材と樹脂から成る木材プラスチック複合体であって、上記樹脂中に上記情報化核酸が含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の情報化核酸含有木質材料。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１６８０８５（Ｐ２００６−１６８０８５Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６２１６９（Ｐ２００４−３６２１６９）
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（５０４３６７６６７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（５０４３６７６６７）
【Ｆターム（参考）】
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