JPH10512457A - 腸ラクターゼの評価を意図した組成物および溶液の製造におけるβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの使用および製造法 - Google Patents

腸ラクターゼの評価を意図した組成物および溶液の製造におけるβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの使用および製造法

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JPH10512457A JP9517877A JP51787797A JPH10512457A JP H10512457 A JPH10512457 A JP H10512457A JP 9517877 A JP9517877 A JP 9517877A JP 51787797 A JP51787797 A JP 51787797A JP H10512457 A JPH10512457 A JP H10512457A
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Abstract

(57)【要約】 O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース、特に、2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースおよび3−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの腸ラクターゼの評価を意図した組成物および溶液の製造のためのβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの使用が記載されている。また、D−キシロースの濃度がβ−D−ガラクトピラノシドより2−20倍高く、pH5.0−9.0に緩衝化した水性媒体中で、4−37℃の間の温度で、D−キシロースおよびβ−D−ガラクトピラノシド基質をβ−ガラクトシダーゼ酵素の存在下で反応させる;薄層クロマトグラフィーを基本にしてジサッカライドの最大の形成に到達した時、100℃に加熱してβ−ガラクトシダーゼを不活性化する形成ジサッカライドを、水または水とアルコールの混合物から選択した溶剤により充填カラムで濾過して単離する;工程を含む、O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの製造法も記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】 腸ラクターゼの評価を意図した組成物および溶液の製造における β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの使用および製造法発明の技術的範囲 ラクースの不十分な消化または消化能力を失う原因である、腸ラクターゼの欠 失または低活性は、ヒト成人で一般的な症候群であるが、先天的代謝疾患と見な されることは希である。哺乳類の大部分において、ラクターゼ活性の急激な減少 は、離乳時から起こる。長期間の乳またはラクターゼ含有物の実質的消費に依存 している先祖を有するヒトにおいて、この減少はあまり頻繁ではない。一方、腸 ラクターゼの欠失または低活性は、授乳されている乳児においてかなり頻繁であ る。発明の背景 腸ラクトース活性の測定は、小児科および胃腸科において重要であり、直接的 に粘膜サンプルから、または間接的に、個体に一定量投与した後の血液のグルコ ースレベルからまたは呼気水素から行い得る。 直接測定は、不快であり、個体への危険があることを別にして、特別な装置お よび続く分析に提供すべきサンプルの摘出技術についての特別の人材が必要であ るため、複雑で高価な方法から成るという欠点がある。 間接的測定は、個体が接種した他の食物の消化に由来するグルコースおよび移 動する内因性グルコースの存在により複雑で、間違いの疑いがある血液を分析す る前に、特別の人材による採血を必要とする血液を含むという利点を有する。 腸ラクターゼを測定する他の方法は、ラクターゼへの親和性に基づいてある特 定ジサッカライドが、ラクターゼの基質として働くことが可能で、酵素の作用に より、特異的モノサッカライドに変換し、それが腸で容易に吸収され、尿中に排 出されるという事実に基づく。 従って、スペイン特許ES−P−478590およびES−P−482073 は、3−O−メチル−D−メチルラクラーゼの経口投与および尿中の3−O−メ チル−D−グルコースの測定の手段による“インビボ”評価に基づく。しかしな がら、本方法は、尿中の3−O−メチル−D−グルコースの分析にクロマトグラ フィー方法の使用を必要とし、これは複雑で高価な設備および分析装置を伴う。 一方、スペイン特許ES−P−9001680は、腸ラクターゼ活性の評価の ための式(I) で示される4−O−β−ガラクトピラノシル−D−キシロースの製造を記載して いる。該ジサッカライドを経口で投与し、それは腸ラクターゼの基質として働き 、腸管でキシロースとガラクトースに分解され、キシロースの吸収および尿中へ の排出は、単純色素測定法で直接評価し得る。スペイン特許ES−P−9001 680のジサッカライドは、ラクターゼと非常に類似の構造を有する変わりに、 ラクトースへの増加された親和性を示すという欠点がある。これは、消化4−O −β−ガラクトピラノシル−D−キシロースの一部分のみが、ラクターゼの酵素 活性により分解され、従って、キシロースおよびガラクトースの非分解部分が糞 便として排泄されることを含む。これは、分析尿中のキシロースの低いまたは全 く存在さえしないこともあるという比較的重大な誤差範囲を伴い、そのラクター ゼへの親和性の欠如のために、ラクターゼ活性の欠失または全くないことおよび ジサッカライドの加水分解の欠失の両方に由来し得る。該誤差範囲を除くために 、個体がかなりの量のジサッカライドを消化することが必要であり、それは、次 に個体に下痢のような腸の問題および対応する不快感を引き起こし得る。 スペイン特許ES−P−9001680はまた4−O−β−ガラクトピラノシ ル−D−キシロースの合成法を記載し、それは基本的にベンジル−β−キシロピ ラノシドからの合成を含み、続いて、選択的保護反応、糖付加および脱保護を含 む連続操作を含む。多くの反応段階、糖付加における銀トリフラートのような高 価な反応試薬の使用および中間体および最終生産物の精製におけるクロマトグラ フィーカラムの使用が、値段を上げ、産業規模での該方法の実施を困難にする。 一方、Gorin et al.,“The Synthesis of β−Galacto- and β−Gluco -Pyranosil disaccharides by“Sporobolomyces Singularis””,Can.J .Chem.,42(1964)2307-2319は、多くのジサッカライドの合成を記載し、その 中で、2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースおよび3−O−β −D−ガラクトピラノシル−D−キシロースが純粋に実験的方法の手段で記載さ れている。この刊行物において、結論は、生産物は、主に、一次ヒドロキシル基 よりもむしろ二次ヒドロキシル基の置換に由来する、種々の受容体を使用したガ ラクトシルの転移に由来し、受容体との反応に必要な最小構造は、置換ヒドロキ シル基に隣接したヒドロキシル基であるように思えるということに到達する。し かしながら、この刊行物において、別の合成ジサッカライドの使用は記載されて いない。発明の記載 先に記載の技術の欠点を解決するために、本発明の目的は、血を使用せず、信 頼できる腸ラクターゼの評価に使用するための組成物および溶液の製造における 、β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース、特に、一般式(II) の2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースおよび一般式(III) の3−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの使用である。 一方、本発明の他の目的は、このタイプのジサッカライドの既知の方法と比べ て単純な方法での、その使用法を本明細書で請求しているβ−D−ガラクトピラ ノシル−D−キシロースおよび他のβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロー スの製造を可能にする方法である。 その使用法を請求しているβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース、す なわち、2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースおよび3−O− β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースは、このタイプの評価において慣 用的に使用されるジサッカライトと比べて、実質的に増加したラクターゼへの親 和性を示し、両方の化合物が、4−O−β−ガラクトピラノシル−D−キシロー スのような以前に使用されていた化合物より構造的にラクターゼに似ておらず、 分子内で配糖体的結合にそれぞれ隣接したヒドロキシル基を有することにより構 造的に異なっているという観点から非常に驚くべきことである。 式(II)および(III)のジサッカライドは、別々にまたは組み合わせて、または 式(I)の慣用のジサッカライドの一定量および/または低用量のラクトースと組 み合わせてさえ、それ自体既知の組成物および溶液に含まれ得る。このような組 成物および溶液は、それ自体慣用のその成分の薬学的に許容される量で、安定化 剤、保護剤、調味料、ラクトース、ゲル化剤、溶剤および防腐剤からなる群から 選択される、少なくとも一つの添加剤を含み得る。 3つのジサッカライド(I)、(II)および(III)の混合物を使用する場合でさえ 、排泄尿に存在するキシロースによる腸ラクターゼ活性の評価は、ジサッカライ ド(I)のみを投与した場合に可能性のある評価と比較して実質的に改善されてお り、本発明により付与される驚くべき効果を明らかに証明する。 本発明の方法は、β−D−ガラクトピラノシル−Dキシロースの製造の可能性 を含み、これは、先に示したジサッカライドI、IIおよびIIIを含み、以下の段 階を含む:以下の反応の図説に従って、D−キシロースおよびβ−D−ガラクト ピラノシド基質をβ−ガラクトシダーゼ酵素の存在下で反応させる ここで、D−キシロースの濃度は、β−D−ガラクトピラノシドより2−20倍 高く、pH5.0−9.0に緩衝化した水性媒体中で、4−37℃の間の温度で行 う;薄層クロマトグラフィーまたは活性炭素カラムでジサッカライドの最大の形 成に到達した時(通常、4−8時間後)、100℃に加熱してβ−ガラクトシダー ゼを不活性化し、形成ジサッカライドを、水または水/アルコールで選択した溶 剤により充填カラムで濾過して単離し、このようにしてジサッカライド(I)、(I I)および(III)の混合物を得、これらは3つのジサッカライドの混合物としてま たはジサッカライド(II)または(III)の一つを単離した後のジサッカライド(I) との混合物として、または個々に組成物または溶液に含まれ得る。 本方法に態様において、使用するβ−D−ガラクトピラノシドはO−ニトロフ ェニル β−D−ガラクトピラノシドであり、他の態様において、それはラクト ースである。 一方、β−ガラクトシダーゼは、例えば、スペインの会社、SIGMA-ALDRICH QU 方法は、アセトニトリル、ジメチルホルムアミドまたはジメチルスルフォキ シドのような水と混合し得る共溶媒の存在下で行い得る。 ジサッカライドの単離に使用する濾過カラムは、活性炭素と共に充填されたS ephadex(登録商標)G−10またはBiogel(登録商標)P2であり得る。 ジサッカライドIIおよびIIIはまた、例えば、Gorin et al.,“The Synthes is of β−Garacto And β−Gluco−Pyranosyl disaccharides by Sporobo lomyces Sigilaris”,Can.J.Chem.,42(1964)2307-2319に記載のような 他の慣用法により得られ得る。図面の簡単な説明 唯一の図面は、a)β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース(I)、(II) および(III)のインビボ加水分解の、尿中に排出されたキシロースの割合として のβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース(I)、(II)および(III)のイン ビボ加水分解およびb)実施例に示すように、ラット成育中の腸ラクターゼ活性 (nm/分/タンパク質mg)の評価を図示する。発明の態様 以下の実施例は、本発明の関連する態様を、非限定的に、図説する。 実施例1:4−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース(ジサッカラ イドI)、2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース(ジサッカライ ドII)および3−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロース(ジサッカラ イドIII)の混合物の製造 緩衝液(0.05M KH2PO4、1mM MgCl2、5mMメルカプトエタノ ール、265mL、pH7.0)中のo−ニトロフェニル β−ガラクトピラノシ ド(4g、50mM)およびキシロース(20g、500nM)の溶液に、に、SIGMA のE.coliのβ−ガラクトシダーゼ(1.5mg、560U)を添加し、混合物を2 5℃で5時間45分の間インキュベートした。この時間の後、混合物を、10分 、100℃で加熱し、濃縮して得られた残渣を、活性炭素のカラムに入れ、水− エタノール1:0−−−→85:15の勾配を使用した。最初に、モノサッカラ イドキシロースおよびガラクトースが、次いでジサッカライドI、IIおよびIII の混合物が溶出し、ジサッカライドの混合物2g(最初のo−ニトロフェニル β−ガラクトピラノシドの等量に関して50%)が、I:II:IIIの比8.6:1. 4:1.0で得られる。 ジサッカライドI、IIおよびIIIが含む異なる機能のうち、幾つかを分離し、 それぞれ1種ずつ純粋であり、それらをNMRにより特徴付けるのに使用する。 ジサッカライドIのフラクションのVarian XL-300スペクトロメーターで測定し たH1−NMRスペクトル(300MHz、D2O)は、以前に製造された生産物の ものと同一であった。 ジサッカライドIIおよびIII中で形成されている結合のレジオケミストリー(re gio-chemistry)の明白な特徴付けおよび測定の目的のために、該化合物に富むフ ラクションを、半分取HPLC(通常層カラムSiO2、ヘキサン−酢酸エチル1 :1、屈折率)にりょり単離した。続いて、得られた誘導体のそれぞれ一つづつ のH1−NMRスペクトル(300MHZ、CDL3)を記録した: − 2−O−β−D−ガラクトピラノシル−o−D−キシロピラノースのアセチ ル化誘導体。 − 2−O−β−D−ガラクトピラノシル−β−D−キシロピラノースのアセチ ル化誘導体。 − 3−O−β−D−ガラクトピラノシル−o−D−キシロピラノースのアセチ ル化誘導体。 − 3−O−β−D−ガラクトピラノシル−β−D−キシロピラノースのアセチ ル化誘導体。 クロマトグラフィーカラムで得たジデサッカライドI、IIおよびIIIの比率を 、フレームイオン化検出器および毛細カラムSE−54を備えたクロマトグラフ ィーで、ガスクロマトグラフィーにより測定した(固定相:5%ジフェニルおよ び95%ジメチルポリシロキサン、長さ15m、内部直径0.15mmおよび厚さμ m)。分析において、1mL/分の窒素流を使用した。使用した温度設定は:最初 の温度160℃;最初の時間2分;温度を5℃/分で上昇;最終温度:250℃ であった。サンプルを、以下のプロトコール:アリコート(10μl)を100℃ で10分加熱し、その後、内部対照β−キシロピラノシド(10mM)およびN− トリメチルシリルイミダゾル(25μL)を含むピリジン(25μL)を添加し、加 熱を30分続けることによるトリエメチルシリル化の後分析した。異なるジサッ カライドを同定するピークの保持時間は、下記の通りである: − β−キシロピラノシドベンジル(内部対照):12.04分 − ジサッカライドI:20.35および20.50分 − ジサッカライドII:18.46および19.50分 − ジサッカライドIII:18.30分 実施例2:インビトロ加水分解の動態試験 ジサッカライドI、IIおよびIIIならびにラクトースを、A.Rivera-Sagred mas.,Eur.J.Biochem.,209(1992)415-422の方法に従って、ヒツジ腸ラク ターゼで、pH6.0で行い、ミカエル定数(Km)および最大速度(Vmax)につい て以下の結果を得た: ジサッカライドIIおよびIIIのミカエル定数が、ジサッカライドIのより低く 、ジサッカライドIIIのKmはラクトースのより更に低いことが見られ、これはジ サッカライドIIおよびIIIのラクターゼへの非常な親和性の証拠となる。 実施例3:ジサッカライドI、IIおよびIIIの混合物の経口投与後の尿中へのキ シロースの排泄 実施例1の方法で製造したジサッカライドI、IIおよびIII(比率、8.6:4. 4:1.0)の混合物を使用し、腸ラクターゼの活性を評価した。このために、同 じ飼育箱の17匹の12日令のSpraque-Dawley授乳ラットを、6時間絶食させ 、母親と離した。この時間後、各動物の基底尿を膀胱を腹から押して採集し、す ぐに蒸留水0.3mL中の希釈ジサッカライド混合物18.2mgをそれぞれに胃内 針を使用して投与した。このときから、尿を5時間採集し、その中のキシロース 排泄を、経口反応に基づいた色素分析により測定し、基底尿を標的として使用し た。尿の採集直後、腸粘膜のラクターゼ活性を直接測定する3匹のラットを殺し た。このために、小腸の一部を乾燥させ、洗浄し、粘膜をガラスにスクラップし 、均質化し、均質生産物のラクターゼ活性を分光光度的に測定した。残った動物 を母 親に返し、実験を15、18、21、24および30日後に同じ条件下で繰り返 し、飼育箱を空にした。該実験で得られた平均値を図に示し、それは、ラットの 成育中のジサッカライドI、IIおよびIII混合物のインビボでの加水分解および 腸ラクターゼ活性を示す。これを達成するために、年令(日)に対する排泄キシロ ース(%)[曲線a)]およびラクターゼ活性(nm/分/タンパク質mg)[曲線b)]を 示す。この実験の結果は:1)投与されたジサッカライドの、腸ラクターゼの作 用による加水分解に由来する尿中キシロースの存在が、検出されること;および 2)経口投与に由来する尿中のキシロースの一連の排泄が個体の発育に従い減少 する腸ラクターゼ活性の既知の生理学的変化と平衡に動くことを示す。該実験は 、本方法が、腸ラクターゼ活性の“インビボ”評価に有用であり、本方法は、血 液を用いない方法で、診断目的の、該活性の評価に使用され、特に該酵素の欠失 が疑われる授乳個体への適用性を有する。 実施例4:同じ飼育箱由来であり、15日令のSprague-Dawleyラットを、代謝 箱で30℃で4時間絶食させた。このそれぞれに、蒸留水0.5ml中のジサッカ ライドI18.2gを投与した。尿を動物から、膀胱を腹から押すことにより5 時間採集した。この時間に尿中に排泄されたキシロースをスペクトル分析した。 キシロースの排泄は、15日後に21%であり、すなわち、生産物I、IIおよび IIIの混合物の結果の半分以下であった。 本実施例で得られたデータと実施例3のものを比較して、ジサッカライドIIお よびIIIの“インビボ”親和性は、この3つのサッカライドを、ジサッカライド Iが最も多い混合物で投与した時、ジサッカライドIの最も低い親和性を補う程 高いことが明白である。
【手続補正書】 【提出日】1997年11月11日 【補正内容】 1)明細書1頁末尾から2行の「3−0−メチル−D−メチルラクラーゼ」を「3 −0−メチル−ラクトース」と訂正する。 2)明細書2頁5行の化学式を下記の通りに訂正する。 3)明細書2頁10−11行(化学式を1行と数えて)の「ラクターゼと非常に類 似の構造を有する変わりに、ラクトースへの」を「ラクトースと非常に類似の構造 を有するにもかかわらず、ラクターゼへの」と訂正する。 4)明細書3頁16行の化学式を下記の通りに訂正する。 5)明細書4頁9行の「ラクターゼ」を「ラクトース」と訂正する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AT,AU,AZ,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,DE, DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW, MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,S E,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA ,UG,US,UZ,VN (72)発明者 カナダ・ビシナイ,フランシスコ・ハビエ ル スペイン、エ−28006マドリッド、フア ン・デ・ラ・シエルバ3番コンセホ・スペ リオール・インベスティガシオネス・シエ ンティフィカス、インスティトゥト・キミ カ・オルガニカ・ヘネラル (72)発明者 フェルナンデス−マジョララス・アルバレ ス,アルフォンソ スペイン、エ−28006マドリッド、フア ン・デ・ラ・シエルバ3番コンセホ・スペ リオール・インベスティガシオネス・シエ ンティフィカス、インスティトゥト・キミ カ・オルガニカ・ヘネラル (72)発明者 ロペス・アルバレス,ロサ スペイン、エ−28006マドリッド、フア ン・デ・ラ・シエルバ3番コンセホ・スペ リオール・インベスティガシオネス・シエ ンティフィカス、インスティトゥト・キミ カ・オルガニカ・ヘネラル (72)発明者 マルティン・ロマス,マヌエル スペイン、エ−28006マドリッド、フア ン・デ・ラ・シエルバ3番コンセホ・スペ リオール・インベスティガシオネス・シエ ンティフィカス、インスティトゥト・キミ カ・オルガニカ・ヘネラル (72)発明者 ビジャヌエバ・トレグロサ,ダニエル コロンビア84−166バランキージャ、カレ ラ51番ウニベルシダッド・デ・バランキー ジャ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.分子内に配糖体的結合にそれぞれ隣接した幾つかのヒドロキシル基が存在 するβ−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースであることを特徴とする、腸 ラクターゼの評価を意図した組成物および溶液の製造のためのβ−D−ガラクト ピラノシル−D−キシロースの使用。 2.β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースが、2−O−β−D−ガラ クトピラノシル−D−キシロースおよび3−O−β−D−ガラクトピラノシル− D−キシロースおよびこれらの混合物であることを特徴とする、請求項1記載の 使用。 3.組成物が、薬学的に許容される量の、安定化剤、保護剤、調味料、ラクト ース、ゲル化剤、溶剤および防腐剤からなる群から選択される、少なくとも一つ の添加剤を含むことを特徴とする、請求項1または2記載の方法。 4.溶液が水性であることを特徴とする、請求項1または2記載の使用。 5.溶液が食塩水であることを特徴とする、請求項4記載の使用。 6.溶液が、薬学的に許容される量の、安定化剤、保護剤、調味料、ラクトー ス、ゲル化剤、溶剤および防腐剤からなる群から選択される、少なくとも一つの 添加剤を含むことを特徴とする、請求項1、2、5または5のいずれかに記載の 方法。 7.(a)D−キシロースの濃度がβ−D−ガラクトピラノシドより2−20倍 高く、pH5.0−9.0に緩衝化した水性媒体中で、4−37℃の間の温度で、 D−キシロースおよびβ−D−ガラクトピラノシド基質をβ−ガラクトシダーゼ 酵素の存在下で反応させる; (b)薄層クロマトグラフィーを基本にしてジサッカライドの最大の形成に到達し た時、100℃に加熱してβ−ガラクトシダーゼを不活性化する (c)、形成ジサッカライドを、水または水とアルコールの混合物から選択した溶 剤により充填カラムで濾過して単離する; 工程を含むことを特徴とする、分子内の配糖体的結合にそれぞれ隣接した幾つか のヒドロキシル基が存在する、β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースを 少なくとも一つ含む、β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの製造の酵 素的方法。 8.β−D−ガラクトピラノシド基質がO−ニトロフェニル β−D−ガラク トピラノシドであることを特徴とする、請求項7記載の方法。 9.β−D−ガラクトピラノシドがラクトースであることを特徴とする、請求 項7記載の方法。 10.β−ガラクトシダーゼがE.coliのβ−ガラクトシダーゼであることを 特徴とする、請求項7記載の方法。 11.水と混合し得る少なくとも共溶媒の存在下で行うことを特徴とする、請 求項7記載の方法。 12.共溶媒が、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォ キシドおよびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求 項11記載の方法。 13.充填カラムが、Sephadex(登録商標)G−10またはBiogel(登録商標) P2の一つが充填されていることを特徴とする、請求項7記載の方法。 14.充填カラムが活性炭素と共に充填されていることを特徴とする、請求項 7記載の方法。 15.形成ジサッカライドが2−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシ ロース、3−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースおよび4−O− β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの混合物であることを特徴とする 、請求項7または10記載の方法。 16.形成されたジサッカライドから、2−O−β−D−ガラクトピラノシル −D−キシロース、3−O−β−D−ガラクトピラノシル−D−キシロースの少 なくとも一つを単離することを特徴とする、請求項10記載の方法。
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