JPS6211100A - 無定形・無秩序セルロ−スおよびその製造法 - Google Patents
無定形・無秩序セルロ−スおよびその製造法Info
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- JPS6211100A JPS6211100A JP61074375A JP7437586A JPS6211100A JP S6211100 A JPS6211100 A JP S6211100A JP 61074375 A JP61074375 A JP 61074375A JP 7437586 A JP7437586 A JP 7437586A JP S6211100 A JPS6211100 A JP S6211100A
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- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
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- A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
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- C08B1/00—Preparatory treatment of cellulose for making derivatives thereof, e.g. pre-treatment, pre-soaking, activation
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
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- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般的には無定形セルロースおよび無秩序な
セルロース組成物並びにその製造法に関する。本発明は
更に詳しくは、セルロース産生生物への磁場の作用によ
って改質、したセルロースを製造する方法に関する。
セルロース組成物並びにその製造法に関する。本発明は
更に詳しくは、セルロース産生生物への磁場の作用によ
って改質、したセルロースを製造する方法に関する。
植物界に広く見出されるセルロース、即ち天然多糖類は
多くの目的に用いられる。セルロース製品は、通常樹木
のような植物から、異なった方式の加工を行った後に各
種の形態で取得される。加工の特定の方式は、最終セル
ロース製品の適用される用途によって定まる。
多くの目的に用いられる。セルロース製品は、通常樹木
のような植物から、異なった方式の加工を行った後に各
種の形態で取得される。加工の特定の方式は、最終セル
ロース製品の適用される用途によって定まる。
またセルロースは、セルロース産生微生物から取得する
こともできる。植物から誘導されたセルロースと化学構
造が類似の、かかる微生物によるセルロースは、数多(
の類似の目的に利用し得る。
こともできる。植物から誘導されたセルロースと化学構
造が類似の、かかる微生物によるセルロースは、数多(
の類似の目的に利用し得る。
微生物によるセルロース膜の構造は、プルッ(purz
)等によって研究され〔ファーゼルフォルシ二ング・ラ
ント・テクスティルテヒニーク(Faser−fors
hung und Textiltechnik)第2
8巻、4号、155〜163頁(1977年)および第
27巻、11号、561〜570頁(1976年)〕、
直径50mm乃至100 ttrmのフィブリル状スト
ランドからなる織り合わされ且つ無秩序なメツシュであ
ると確認されている。
)等によって研究され〔ファーゼルフォルシ二ング・ラ
ント・テクスティルテヒニーク(Faser−fors
hung und Textiltechnik)第2
8巻、4号、155〜163頁(1977年)および第
27巻、11号、561〜570頁(1976年)〕、
直径50mm乃至100 ttrmのフィブリル状スト
ランドからなる織り合わされ且つ無秩序なメツシュであ
ると確認されている。
微生物によるセルロースは、螢光増白剤または直接セル
ロース染料の添加による化学的改変によって変化した形
態で生産されて来た。
ロース染料の添加による化学的改変によって変化した形
態で生産されて来た。
磁場は多くの生活系に影響を与えるものとして関係があ
るとされている。例えば、秋蒔き小麦の種子の生育は、
100ガウスの磁場において刺戟され、この刺戟は15
00ガウスまでの磁場によって更に増大することはない
と確認されている。〔生理学者コープ(Cope) :
ケミストリー・アンド・フィツクX (Chem、&
Physics)(1931年)第13巻、567〜5
68頁)〕、ジーシンドフ(Geacintov)等は
、葉緑体右よび全クロレラ細胞に対する磁気配向効果を
示した〔バイオケミストリー・エト・バイオフィジクス
・アクタ(Biochem、et Biophys、A
cta)(1972年)第267巻、65〜79頁〕。
るとされている。例えば、秋蒔き小麦の種子の生育は、
100ガウスの磁場において刺戟され、この刺戟は15
00ガウスまでの磁場によって更に増大することはない
と確認されている。〔生理学者コープ(Cope) :
ケミストリー・アンド・フィツクX (Chem、&
Physics)(1931年)第13巻、567〜5
68頁)〕、ジーシンドフ(Geacintov)等は
、葉緑体右よび全クロレラ細胞に対する磁気配向効果を
示した〔バイオケミストリー・エト・バイオフィジクス
・アクタ(Biochem、et Biophys、A
cta)(1972年)第267巻、65〜79頁〕。
マツケンジー(McKenzie)とピット77 (P
ittman)は、磁気向性の根の生育は植物細胞質を
通じて遺伝する植物の特性であることを実証した〔カナ
ディアン・ジャーナル・オプ・プラント・サイエンス(
Can、J、PIant sCi、)(1980年)第
60巻、87〜90頁〕。磁場勾配に曝したレピディウ
ム(Lepidium−コシヨウソウ)の苗木の生育応
答がオーダス(Audus)によって示され〔ネイチ+
−(Nature) 1960年、第185巻、13
2−134頁〕、また強磁界における花粉管の配向成長
が実証されている〔シュパーバー(Sperber)お
よびトランスフェルト(口ransfeld) 、ナト
ウールグイッセンシャフテン(Naturwissen
schaften)1981年、第68巻、40−41
頁〕。
ittman)は、磁気向性の根の生育は植物細胞質を
通じて遺伝する植物の特性であることを実証した〔カナ
ディアン・ジャーナル・オプ・プラント・サイエンス(
Can、J、PIant sCi、)(1980年)第
60巻、87〜90頁〕。磁場勾配に曝したレピディウ
ム(Lepidium−コシヨウソウ)の苗木の生育応
答がオーダス(Audus)によって示され〔ネイチ+
−(Nature) 1960年、第185巻、13
2−134頁〕、また強磁界における花粉管の配向成長
が実証されている〔シュパーバー(Sperber)お
よびトランスフェルト(口ransfeld) 、ナト
ウールグイッセンシャフテン(Naturwissen
schaften)1981年、第68巻、40−41
頁〕。
エイディ(Adey)は、非イオン化電磁場との組織の
相互作用について一般的考察を示した〔フィジオロジカ
ル・レビx −(Physiolgical revi
ew)(1981体)第61巻、435〜514頁〕。
相互作用について一般的考察を示した〔フィジオロジカ
ル・レビx −(Physiolgical revi
ew)(1981体)第61巻、435〜514頁〕。
この考察においてエイディは、細菌による多糖類である
アガロースは、アガロースのゲル生成過程中に磁場が配
向に影響を与えるという証拠に言及している(同書、4
63頁)。1.0Tの磁場(明らかに約16.667ガ
ウス)においてゲル化したアガロースは、約0.5ガウ
スで形成されたアガロースゲルよりも、電気泳動によっ
て移動する細菌DNAに対して約7%多く浸透可能であ
った。
アガロースは、アガロースのゲル生成過程中に磁場が配
向に影響を与えるという証拠に言及している(同書、4
63頁)。1.0Tの磁場(明らかに約16.667ガ
ウス)においてゲル化したアガロースは、約0.5ガウ
スで形成されたアガロースゲルよりも、電気泳動によっ
て移動する細菌DNAに対して約7%多く浸透可能であ
った。
外部から加えた磁場に関して特殊な配向をする数種の重
合体が示されている。約20キロガウ゛長の磁場おける
コラーゲンの沈澱は、磁場に直角な軸をもった高度に秩
序圧しいフィブリルの配列をなした〔マーシー(Mur
thy)、パイオポリマーズ(Biopolym’er
s) 1984年、第23巻、1261〜1267頁〕
。
合体が示されている。約20キロガウ゛長の磁場おける
コラーゲンの沈澱は、磁場に直角な軸をもった高度に秩
序圧しいフィブリルの配列をなした〔マーシー(Mur
thy)、パイオポリマーズ(Biopolym’er
s) 1984年、第23巻、1261〜1267頁〕
。
磁場を20キロガウスを超えて増加させると、フィブリ
ルの秩序は増大した。また強磁界において好ましい配向
をする骨格の筋肉アクチンも示されている〔トーベット
(Torbet)およびディッケンス(Dickens
) 、エフ・イー・ビ一番ニス拳しターズ(FIEBS
Letts)1984年、第173巻、403頁〕。
ルの秩序は増大した。また強磁界において好ましい配向
をする骨格の筋肉アクチンも示されている〔トーベット
(Torbet)およびディッケンス(Dickens
) 、エフ・イー・ビ一番ニス拳しターズ(FIEBS
Letts)1984年、第173巻、403頁〕。
米国特許第4.020.590号明細書においてディビ
ス(Qavis)は、種子を磁場に曝し、それによって
種子の発芽とそれからの植物生育とを改変するための装
置並びに方法を記載している。米国特許第4、065.
386.号明細書にはリグビー(Rigby)が、水を
磁場に通すという、藻類の生育制御法を記載している。
ス(Qavis)は、種子を磁場に曝し、それによって
種子の発芽とそれからの植物生育とを改変するための装
置並びに方法を記載している。米国特許第4、065.
386.号明細書にはリグビー(Rigby)が、水を
磁場に通すという、藻類の生育制御法を記載している。
米国特許第3.910.233号右よび同第3,991
、714号にふいてアンパーン(Amburn)は、鶏
の精子による受精発生を磁気的に増加させ、且つ受精卵
のより高い卿化率を磁気的に誘発するための方法、並び
に装置を記載している。
、714号にふいてアンパーン(Amburn)は、鶏
の精子による受精発生を磁気的に増加させ、且つ受精卵
のより高い卿化率を磁気的に誘発するための方法、並び
に装置を記載している。
本発明は、生合成時に改変されたセルロースを生成する
方法を含む。真核および原核のセルロース産生生物は共
に、0.5ガウスよりも実質的に大きい磁場に曝した場
合、変化したセルロースを生産する。原核細胞によって
生産された変性セルロースは無定形であり、水に対する
増大した吸水性と、より大なる化学反応性とを有する。
方法を含む。真核および原核のセルロース産生生物は共
に、0.5ガウスよりも実質的に大きい磁場に曝した場
合、変化したセルロースを生産する。原核細胞によって
生産された変性セルロースは無定形であり、水に対する
増大した吸水性と、より大なる化学反応性とを有する。
原核細胞は磁場に曝す場合に細菌の栄養素を含む液媒中
に在ることが好ましい。一方、植物組織(真核細胞)は
、磁場に曝すと変性したセルロースのマイクロフィブリ
ルの組織を生成する。セルロースのマイクロフィブリル
の無秩序な配置は、細胞壁の機械的強度やその他の物理
的特性に影響を与える。
に在ることが好ましい。一方、植物組織(真核細胞)は
、磁場に曝すと変性したセルロースのマイクロフィブリ
ルの組織を生成する。セルロースのマイクロフィブリル
の無秩序な配置は、細胞壁の機械的強度やその他の物理
的特性に影響を与える。
本発明に有用なセルロース産生微生物は、アセトバクタ
ー(Acetobacter) 、リゾビウム(Rh
1zob i−um)、アグロバクテリウム(Agro
bacterium) 、シェードモナス(Pseud
omonas)およびアルカリゲネス(Alcalig
enes)属の群を含む〔ブラウン(Brown)等、
ジャーナル・オブ・アプライド・ポリマー・サイエンス
・アプライド・ポリマー・シンポジウA(J、 App
lied Polymer 5cience Appt
、PolymerSymp、 (1983年)第37巻
、33〜78頁〕。かかるセルロース産生微生物の生育
およびセルロースの合成は、一般にpH約3.5乃至約
1.0の適宜な普通培地中で好気条件下、約20℃乃至
約35℃の温度で培養した場合に行われる。アセトバク
ター・キシリヌム(Acetobacter xyli
num)を使用して、微生物からのセルロースで合成繊
維を被覆することは、ブラウンに付与され且つ本書中に
参考して併合する米国特許第4.378.431号明細
書中に開示されている。セルロース産生微生物、アセト
バクター・キシリヌムには多数の変種が存在し、それら
は例えば湿体のような自然環境中の殆どあらゆる所にあ
る。
ー(Acetobacter) 、リゾビウム(Rh
1zob i−um)、アグロバクテリウム(Agro
bacterium) 、シェードモナス(Pseud
omonas)およびアルカリゲネス(Alcalig
enes)属の群を含む〔ブラウン(Brown)等、
ジャーナル・オブ・アプライド・ポリマー・サイエンス
・アプライド・ポリマー・シンポジウA(J、 App
lied Polymer 5cience Appt
、PolymerSymp、 (1983年)第37巻
、33〜78頁〕。かかるセルロース産生微生物の生育
およびセルロースの合成は、一般にpH約3.5乃至約
1.0の適宜な普通培地中で好気条件下、約20℃乃至
約35℃の温度で培養した場合に行われる。アセトバク
ター・キシリヌム(Acetobacter xyli
num)を使用して、微生物からのセルロースで合成繊
維を被覆することは、ブラウンに付与され且つ本書中に
参考して併合する米国特許第4.378.431号明細
書中に開示されている。セルロース産生微生物、アセト
バクター・キシリヌムには多数の変種が存在し、それら
は例えば湿体のような自然環境中の殆どあらゆる所にあ
る。
バーゲイ(Bergey)のマニュアル・オプ・システ
マティック・バクテリオロジ−(Manual of
Syste−matic Bacteriology)
第1巻[1984年中期、バルチモア市、ウィリアムズ
・アンド・ウイルキンズ(Williams and
Wilkins)発行、エヌ・アール・クリーブ(N、
R,Krieg)編纂、268〜274頁〕によれば
、以前アセトバクター・アセティ(Acetobact
er−aceti) 、キシリヌム亜種として分類され
たセルロース合成アセトバクター菌株は、今はアセトバ
クター・パスッーリアヌス(Acetobacter
pasteuria−nus)およびアセトバクター・
ハンセニアイ(Aceto−tiacter hans
enii)の亜種として分類される。ここに利用される
アセトバクター・キシリヌムの菌株は、アセトバクター
・アセティ、キシリヌム亜種と同義セある。上に引用し
たバーゲイの参考文献はまた、静置培養がセルロース合
成細胞に好適であると同時に、震盪培養はセルロースの
無い突然変異細胞に有利であることを示す研究に言及し
ている。
マティック・バクテリオロジ−(Manual of
Syste−matic Bacteriology)
第1巻[1984年中期、バルチモア市、ウィリアムズ
・アンド・ウイルキンズ(Williams and
Wilkins)発行、エヌ・アール・クリーブ(N、
R,Krieg)編纂、268〜274頁〕によれば
、以前アセトバクター・アセティ(Acetobact
er−aceti) 、キシリヌム亜種として分類され
たセルロース合成アセトバクター菌株は、今はアセトバ
クター・パスッーリアヌス(Acetobacter
pasteuria−nus)およびアセトバクター・
ハンセニアイ(Aceto−tiacter hans
enii)の亜種として分類される。ここに利用される
アセトバクター・キシリヌムの菌株は、アセトバクター
・アセティ、キシリヌム亜種と同義セある。上に引用し
たバーゲイの参考文献はまた、静置培養がセルロース合
成細胞に好適であると同時に、震盪培養はセルロースの
無い突然変異細胞に有利であることを示す研究に言及し
ている。
ここで考慮する植物組織は、特にイネ科のアベナ(Av
ena)−マカラスムギーを包含する。アベナは典型的
維管束植物であり、それ自体でセルロースの細胞壁合成
能を有するもので(1976年二ニーヨーク市、ワース
・パブリッシャーズ(Worth Publi−she
rs)発行、イレブン(Raven) 、エバート(B
vcrt)およびカーティス((urtis)共著、「
バイオロジー・オブ・プラノンJ (”Biology
of Plants”)]以下、「植物」セルロース
という。
ena)−マカラスムギーを包含する。アベナは典型的
維管束植物であり、それ自体でセルロースの細胞壁合成
能を有するもので(1976年二ニーヨーク市、ワース
・パブリッシャーズ(Worth Publi−she
rs)発行、イレブン(Raven) 、エバート(B
vcrt)およびカーティス((urtis)共著、「
バイオロジー・オブ・プラノンJ (”Biology
of Plants”)]以下、「植物」セルロース
という。
本発明は、微生物による植物セルロースを、生物による
その生産時に改変する方法を含む。セルロース産生生物
がセルロースを生産する期間中、地球の磁場(すなわち
約0.5ガウス)よりも大なる磁場に曝されると、それ
らのセルロース生成物の性質は顕著に改変される。かか
るセルロース産生微生物が磁場から除かれると、その場
合に生産されるセルロースは正常の形状のものであって
、磁場へ戻すと改変したセルロースの生産を再開する。
その生産時に改変する方法を含む。セルロース産生生物
がセルロースを生産する期間中、地球の磁場(すなわち
約0.5ガウス)よりも大なる磁場に曝されると、それ
らのセルロース生成物の性質は顕著に改変される。かか
るセルロース産生微生物が磁場から除かれると、その場
合に生産されるセルロースは正常の形状のものであって
、磁場へ戻すと改変したセルロースの生産を再開する。
磁場の影響下に生産した微生物によるセルロースは、微
生物のセルロースに普通に見出されるよりも少ない見掛
けの結晶性を有する。有効な磁場の存在下に形成された
ときは、その結果中じたマイクロフィブリルの癒着を物
理的に分裂させることの容易さ、および明らかに減少し
た密度並びにマイクロフィブリル東形成の欠如によって
判定されるように、個々のグルカン鎮はより弱い力とよ
り少ない秩序とを以って相互に結合している。磁気的影
響を受けたセルロースは、マイクロフィブリルの正常に
してより秩序正しい束またはリボンに較べて、可成り無
定形な形態であると推定される。
生物のセルロースに普通に見出されるよりも少ない見掛
けの結晶性を有する。有効な磁場の存在下に形成された
ときは、その結果中じたマイクロフィブリルの癒着を物
理的に分裂させることの容易さ、および明らかに減少し
た密度並びにマイクロフィブリル東形成の欠如によって
判定されるように、個々のグルカン鎮はより弱い力とよ
り少ない秩序とを以って相互に結合している。磁気的影
響を受けたセルロースは、マイクロフィブリルの正常に
してより秩序正しい束またはリボンに較べて、可成り無
定形な形態であると推定される。
微生物によるセルロースの磁気的に改変した形は、非磁
気的に産生じたものよりも遥かに大きい表面積対容積比
率を有しており、特定の用途に対して望ましい成る性質
を具備する。例えば、磁気変性微生物セルロースは次の
ような性質を有する。
気的に産生じたものよりも遥かに大きい表面積対容積比
率を有しており、特定の用途に対して望ましい成る性質
を具備する。例えば、磁気変性微生物セルロースは次の
ような性質を有する。
A)より大なる吸水能、
B)より大なる化学反応性、
C)より低い密度、
D)より低い引張り強度、
E)より大なる表面積、および
F)より大なるグラフト共重合能。
変性した、すなわち無定形のセルロースグルカン鎮はよ
り不完全な相互結合をなしているから、その炭水化物成
分は概してより大なる化学反応性を示す。かかる性質は
、効果的な吸収剤および構造・風合の変化に富む織物製
品の開発において格別に役立つ。
り不完全な相互結合をなしているから、その炭水化物成
分は概してより大なる化学反応性を示す。かかる性質は
、効果的な吸収剤および構造・風合の変化に富む織物製
品の開発において格別に役立つ。
0.5ガウスよりも顕著に高い磁場に曝した植物は、正
常なセルロースマイクロフィブリルの析出を示さない。
常なセルロースマイクロフィブリルの析出を示さない。
磁場処理した組織中のセルロースマイクロフィブリルは
、可成り乱雑に析出する。植物セルロースの析出の高度
に秩序圧しい性質は、セルロース系植物生成物の物理的
性質を決定する大きい特性の1つである[1974年、
チャツプマン・アンド・ホール(Chapman &
Hall)発行、ブL/ストン(Preston)著、
「ザ・フィジカル・バイオロジー・オブ・プラント・セ
ル・ウオールズ」(“ThePhysical Bio
logy of Plant Ce1l Walls”
)〕。植物内の秩序ある析出の破壊を誘発する磁場は、
異なった性質を有する木や織物製品、例えば、より低い
密度、より低い引張り強度、より大なる弾性度、あるい
は化学的処理若しくは変性に対するより大なる受容性を
有する材料の開発方法を提供する。無作為、且つ乱雑な
マイクロフィブリルまたは組織は、密度と引張強度とが
低下した生物の細胞壁を生ずる。
、可成り乱雑に析出する。植物セルロースの析出の高度
に秩序圧しい性質は、セルロース系植物生成物の物理的
性質を決定する大きい特性の1つである[1974年、
チャツプマン・アンド・ホール(Chapman &
Hall)発行、ブL/ストン(Preston)著、
「ザ・フィジカル・バイオロジー・オブ・プラント・セ
ル・ウオールズ」(“ThePhysical Bio
logy of Plant Ce1l Walls”
)〕。植物内の秩序ある析出の破壊を誘発する磁場は、
異なった性質を有する木や織物製品、例えば、より低い
密度、より低い引張り強度、より大なる弾性度、あるい
は化学的処理若しくは変性に対するより大なる受容性を
有する材料の開発方法を提供する。無作為、且つ乱雑な
マイクロフィブリルまたは組織は、密度と引張強度とが
低下した生物の細胞壁を生ずる。
マイクロフィブリルの組織の磁気的に誘発された乱雑さ
は、未だ完全に明確化していないが、更に他の利点を有
する。これらの他の利点の1例は、室内植物の生産であ
り、その生育と形態との正常な機構は少なくとも500
ガウスの磁場に曝露することによって変えられた。変化
した形態のこれらの植物は、少なくとも装飾的に有用で
あり、また植物生育機構における磁気の影響を研究する
人々 。
は、未だ完全に明確化していないが、更に他の利点を有
する。これらの他の利点の1例は、室内植物の生産であ
り、その生育と形態との正常な機構は少なくとも500
ガウスの磁場に曝露することによって変えられた。変化
した形態のこれらの植物は、少なくとも装飾的に有用で
あり、また植物生育機構における磁気の影響を研究する
人々 。
の興味を唆るであろう。
液体普通培地内および0.5ガウスよりも実質的に大き
い磁場内においてセルロース産生生物の培養を行うと、
収穫可能量の無定形微生物セルロースを生産する。該セ
ルロースは、培養・基表面上に形成された薄皮として、
あるいは当業者に既知の他の手段で、採集することがで
きる。生成したセルロースの特殊な無定形構造は、顕微
鏡的には明らかであるが、未だ完全に明確化されていな
い。
い磁場内においてセルロース産生生物の培養を行うと、
収穫可能量の無定形微生物セルロースを生産する。該セ
ルロースは、培養・基表面上に形成された薄皮として、
あるいは当業者に既知の他の手段で、採集することがで
きる。生成したセルロースの特殊な無定形構造は、顕微
鏡的には明らかであるが、未だ完全に明確化されていな
い。
以下の特定の実施例は本発明を更に充分に説明するため
に提示されるものであって、前記特許請求の範囲に特定
して限定記載した以外の限定を意味するものではない。
に提示されるものであって、前記特許請求の範囲に特定
して限定記載した以外の限定を意味するものではない。
実施例1
〔アセトバクター・キリシヌムの強磁場におけるセルロ
ース生産〕 アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(AT
CC)寄託番号第23769号のアセトバクター・キシ
リヌム種の細菌細胞を単集落から採取して、グルコミス
、10g/lペプトン、5g#;酵母抽出物、5g/β
;無水二塩基性燐酸ソーダ、2.7g/β;およびクエ
ン酸1水和物、1.15g/ lを含有するシュラム・
アンド・ヘストリン(Schramm & He5tr
in)培地〔ジャーナル・オブ・ジェネラル・バイオロ
ジー(J、Greneral Biology)第11
巻、123〜129頁、1954年〕の5m1lに接種
した。培地のpHは6.0に調整したが、塩酸の添加に
よってp)I3.5と約pH7,0との間に調節しても
よい。接種した培地をエルシンマイヤーフラスコ中で静
置状態下に5日間好気培養した。微生物セルロースを含
む薄皮が培地表面近くに形成された。セルロースの薄皮
をフラスコから取出して、グルコースIMを含有するp
H7,0の燐酸塩50mM緩衝液で洗浄した。
ース生産〕 アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(AT
CC)寄託番号第23769号のアセトバクター・キシ
リヌム種の細菌細胞を単集落から採取して、グルコミス
、10g/lペプトン、5g#;酵母抽出物、5g/β
;無水二塩基性燐酸ソーダ、2.7g/β;およびクエ
ン酸1水和物、1.15g/ lを含有するシュラム・
アンド・ヘストリン(Schramm & He5tr
in)培地〔ジャーナル・オブ・ジェネラル・バイオロ
ジー(J、Greneral Biology)第11
巻、123〜129頁、1954年〕の5m1lに接種
した。培地のpHは6.0に調整したが、塩酸の添加に
よってp)I3.5と約pH7,0との間に調節しても
よい。接種した培地をエルシンマイヤーフラスコ中で静
置状態下に5日間好気培養した。微生物セルロースを含
む薄皮が培地表面近くに形成された。セルロースの薄皮
をフラスコから取出して、グルコースIMを含有するp
H7,0の燐酸塩50mM緩衝液で洗浄した。
グルコースIMを含有するpH7,0の燐酸塩緩衝液中
での薄皮の物理的破壊によって、アセトバクター・キシ
リヌム細胞は洗浄薄皮から取除かれた。
での薄皮の物理的破壊によって、アセトバクター・キシ
リヌム細胞は洗浄薄皮から取除かれた。
かくして取除いた細胞を核磁気共鳴試験に用いられる1
0mm0薄壁試料管に入れた。1本の細胞管を対照とし
て31℃で培養し、また他の1本の細胞管はパリアンF
T80A核磁気分光計〔バリアン社(Varian I
nc、)製品〕の1.8テスラ(1,8X10’ガウス
)の磁場内に置いた。その細胞は磁場内31℃で、合計
30分間培養した。
0mm0薄壁試料管に入れた。1本の細胞管を対照とし
て31℃で培養し、また他の1本の細胞管はパリアンF
T80A核磁気分光計〔バリアン社(Varian I
nc、)製品〕の1.8テスラ(1,8X10’ガウス
)の磁場内に置いた。その細胞は磁場内31℃で、合計
30分間培養した。
試料は、磁気および対照培養時間12分および30分の
後に取出した。30分間磁気培養した細胞は磁場から取
去り、人工的磁場の不存在下に約31℃で10分間培養
し、次いで最終的に再度的31℃で10分間の培養をす
るために、磁場内に再び装入した。
後に取出した。30分間磁気培養した細胞は磁場から取
去り、人工的磁場の不存在下に約31℃で10分間培養
し、次いで最終的に再度的31℃で10分間の培養をす
るために、磁場内に再び装入した。
細胞試料は、それぞれこれらの10分間培養の後に取出
された。
された。
取出した試料中のアセトバクター・キシリヌム細胞と付
随する付着微生物セルロースとを、酢酸ウランで逆染色
して、電子顕微鏡検査によって調べた。12分または3
0分の対照培養または磁気培養後に得た細胞に見られる
結果を第1表にまとめた。
随する付着微生物セルロースとを、酢酸ウランで逆染色
して、電子顕微鏡検査によって調べた。12分または3
0分の対照培養または磁気培養後に得た細胞に見られる
結果を第1表にまとめた。
対照試料の電子顕微鏡写真は、人工的磁場を欠如すると
きは、マイ久ロフィブリルの正常にして秩序正しい結束
をもったセルロースリボンを生産する酢酸ウラン染色ア
セトバクター・キシリヌムを示した。電子顕微鏡写真は
、磁場(30分間、31℃で18.000ガウス)の影
響下では、無定形集塊としてのセルロースを生産する酢
酸ウラン染色アセトバクター・キシリヌムを示した。無
定形セルロース集塊は、対照に示された正常の秩序正し
いリボンよりは、寧ろウェブまたはブランケットを形成
するように細胞から分泌される。
きは、マイ久ロフィブリルの正常にして秩序正しい結束
をもったセルロースリボンを生産する酢酸ウラン染色ア
セトバクター・キシリヌムを示した。電子顕微鏡写真は
、磁場(30分間、31℃で18.000ガウス)の影
響下では、無定形集塊としてのセルロースを生産する酢
酸ウラン染色アセトバクター・キシリヌムを示した。無
定形セルロース集塊は、対照に示された正常の秩序正し
いリボンよりは、寧ろウェブまたはブランケットを形成
するように細胞から分泌される。
第1表
正常なセルロースリボンは、アセトバクター細胞によっ
て生合成され分泌されたセルロースマイクロフィブリル
の秩序正しい結束により生成する。
て生合成され分泌されたセルロースマイクロフィブリル
の秩序正しい結束により生成する。
セルロース生合成と分泌とが磁場内で生じたときには、
マイクロフィブリルは秩序ある結束をなさずに、殆ど結
晶構造をとることなく無定形集塊を形成した。
マイクロフィブリルは秩序ある結束をなさずに、殆ど結
晶構造をとることなく無定形集塊を形成した。
アセトバクター細胞が磁場から取去られた時には秩序あ
る結束が再開し、そこで無定形セルロース集塊は、正常
セルロースリボンによって細胞に付着するようになるこ
とが、更に確認された。性状磁場内へ入れると、無定形
セルロースの生産が再開して、その結果セルロース連結
部の鎖、すなわち無定形集塊;セルロースリボン;無定
形集塊という鎮、をもった細胞を生じた。
る結束が再開し、そこで無定形セルロース集塊は、正常
セルロースリボンによって細胞に付着するようになるこ
とが、更に確認された。性状磁場内へ入れると、無定形
セルロースの生産が再開して、その結果セルロース連結
部の鎖、すなわち無定形集塊;セルロースリボン;無定
形集塊という鎮、をもった細胞を生じた。
磁気的に誘発したセルロース生成物の無定形性状は、約
pH4,8とpH7,0との間のアセトバクター培養で
見られる。また、セルロース産生生物を磁場に間歇的に
曝すと、磁場から生じるセルロースマイクロフィブリル
の無秩序または無定形の発生に増加をもたらすことも確
認された。
pH4,8とpH7,0との間のアセトバクター培養で
見られる。また、セルロース産生生物を磁場に間歇的に
曝すと、磁場から生じるセルロースマイクロフィブリル
の無秩序または無定形の発生に増加をもたらすことも確
認された。
11男1
〔無定形アセトバクターセルロースの構造〕次の変更以
外は、実施例1で述べた手順と成分とを利用した。アセ
トバクター・キシリヌム細胞はセルロースの薄皮からp
H7,0の燐酸塩50mM緩衝液中で単離され、すべて
の培養は32℃で行った。
外は、実施例1で述べた手順と成分とを利用した。アセ
トバクター・キシリヌム細胞はセルロースの薄皮からp
H7,0の燐酸塩50mM緩衝液中で単離され、すべて
の培養は32℃で行った。
磁場は、バリアント9 BPR分光計のもので、6.0
00ガウスの一定磁束密度をもつものであった。細胞は
、磁場内で10分間、磁場欠如下で10分間、磁場内で
更に10分間、最後に磁場欠如下で10分間と、相次い
で培養した。それから、細胞試料を、チャンジー(Ch
anzy)等の方法〔エフ・イー・ビー・ニス・レター
ズ(FBBS Letts) 1984年、第172巻
、193〜197頁〕に従って、コロイド状金粒子によ
る処°理、若しくは付着しているコロイド状金粒子と酵
素セロビオヒドロラーゼと、による処理に付した。
00ガウスの一定磁束密度をもつものであった。細胞は
、磁場内で10分間、磁場欠如下で10分間、磁場内で
更に10分間、最後に磁場欠如下で10分間と、相次い
で培養した。それから、細胞試料を、チャンジー(Ch
anzy)等の方法〔エフ・イー・ビー・ニス・レター
ズ(FBBS Letts) 1984年、第172巻
、193〜197頁〕に従って、コロイド状金粒子によ
る処°理、若しくは付着しているコロイド状金粒子と酵
素セロビオヒドロラーゼと、による処理に付した。
電子顕微鏡写真は、金−セロビオヒドロラーゼの無定形
セルロースへの付着を証明した。この付着は、無定形セ
ルロース中にふけるベータ1.4連結したグルカン結合
の完全な形を示す。電子顕微鏡写真はコロイド状金粒子
のみでは無定形セルロースに対して何等特殊な付着もし
ないことを証明した。
セルロースへの付着を証明した。この付着は、無定形セ
ルロース中にふけるベータ1.4連結したグルカン結合
の完全な形を示す。電子顕微鏡写真はコロイド状金粒子
のみでは無定形セルロースに対して何等特殊な付着もし
ないことを証明した。
実施例3
〔500ガウスおよび6.000ガウスにおける無定形
セルロース生成〕 実施例2で概説した機器と手順とを利用して、アセトバ
クター・キシリヌム細胞を、次の改変を加えて磁場に曝
した。成る場合においては、細胞を500ガウスの磁場
に20分間ill露した後、人工的磁気作用なしに10
分間″の「休憩」時間を与えた。
セルロース生成〕 実施例2で概説した機器と手順とを利用して、アセトバ
クター・キシリヌム細胞を、次の改変を加えて磁場に曝
した。成る場合においては、細胞を500ガウスの磁場
に20分間ill露した後、人工的磁気作用なしに10
分間″の「休憩」時間を与えた。
対照細胞は、人工的磁場欠如下に40分間培養した。
種々の細胞の電子顕微鏡写真が得られ、調べられた。こ
の調査から得たデータを第2表に示す。
の調査から得たデータを第2表に示す。
注)すべての細胞は、pH7,0の燐酸塩50mM緩衝
液中で単離し、全処理の間、この緩衝液中、32℃で培
養した。磁場処理の後に10分の「回復期間」を設け、
その間は磁場を適用しなかった。
液中で単離し、全処理の間、この緩衝液中、32℃で培
養した。磁場処理の後に10分の「回復期間」を設け、
その間は磁場を適用しなかった。
第2表に示した如く、無定形セルロース生産の程度は、
500ガウス磁場と6.000ガウス磁場の両方ともに
よって強化される。加うるに、未だ完全には判明してい
ないが、磁場のセルロース生産に対する総合的刺戟効果
がある。
500ガウス磁場と6.000ガウス磁場の両方ともに
よって強化される。加うるに、未だ完全には判明してい
ないが、磁場のセルロース生産に対する総合的刺戟効果
がある。
実施例4
発芽后3日目のマカラスムギ普通ガリ一種(Avena
5atrna CV Garry) (二、−a−
り州シラキニーズ市、アゲウェイ社(^gway、 5
yracuse、 N。
5atrna CV Garry) (二、−a−
り州シラキニーズ市、アゲウェイ社(^gway、 5
yracuse、 N。
Y、)〕の苗を、暗室中25℃で育成し、少量の生育媒
体を入れた10mmの薄壁ガラスNMR管に移した。
体を入れた10mmの薄壁ガラスNMR管に移した。
子葉稍を、パリアンFT80分光計磁石(18,000
ガウス)中の磁場の磁力線に垂直に配向させ、その磁場
に30分間曝露した。対照植物を適用磁場外、31℃で
30分間培養した。30分後、直ちに、子葉鞘をスライ
スして小切片となし、即座に金製保持具に取付けて、液
体窒素で冷却したフレオン中で冷凍した。標本をバルザ
ースB^360型フリーズフラクチャー装置〔リヒテン
シュタイン、バルザース(Balzars)社製〕中で
割断し、レプリカをフィリップス420型透過型電子顕
微鏡(オランダ、アインドーフエン)中で検鏡した。
ガウス)中の磁場の磁力線に垂直に配向させ、その磁場
に30分間曝露した。対照植物を適用磁場外、31℃で
30分間培養した。30分後、直ちに、子葉鞘をスライ
スして小切片となし、即座に金製保持具に取付けて、液
体窒素で冷却したフレオン中で冷凍した。標本をバルザ
ースB^360型フリーズフラクチャー装置〔リヒテン
シュタイン、バルザース(Balzars)社製〕中で
割断し、レプリカをフィリップス420型透過型電子顕
微鏡(オランダ、アインドーフエン)中で検鏡した。
磁場内で合成したマカラスムギのセルロースマイクロフ
ィブリルは、無作為的に組織され、互いに緩く結合して
いた。この乱雑さのために、形質膜における膜内粒子分
布の甚しい分裂が生じた。
ィブリルは、無作為的に組織され、互いに緩く結合して
いた。この乱雑さのために、形質膜における膜内粒子分
布の甚しい分裂が生じた。
対照植物の内壁層は、マカラスムギ子葉鞘に一般に見ら
れる壁組織を示すマイクロフィブリルの高度に秩序ある
、密に結合した配列を示した。マカラスムギにおけるマ
イクロフィブリル析出のパターンの分裂は、5.000
ガウスという低い磁気強度の磁場で生ずることが判明し
た。
れる壁組織を示すマイクロフィブリルの高度に秩序ある
、密に結合した配列を示した。マカラスムギにおけるマ
イクロフィブリル析出のパターンの分裂は、5.000
ガウスという低い磁気強度の磁場で生ずることが判明し
た。
フリーズフラクチャーした対照マカラスムギの子葉鞘形
質膜外側小葉の電子顕微鏡写真は、秩序正しく均一なセ
ルロースマイク”ロフィブリル印象を示した。そのセル
ロスマイクロフィブリルを反映するセルロースマイクロ
フィブリル印象は、不規則で乱雑な組織が、低下した材
料密度と引張強度との原因をなすであろうこと、および
人工磁場の適用によって生ずることを説明している。
質膜外側小葉の電子顕微鏡写真は、秩序正しく均一なセ
ルロースマイク”ロフィブリル印象を示した。そのセル
ロスマイクロフィブリルを反映するセルロースマイクロ
フィブリル印象は、不規則で乱雑な組織が、低下した材
料密度と引張強度との原因をなすであろうこと、および
人工磁場の適用によって生ずることを説明している。
ここに開示した本発明を調べれば、手順・工程の順序や
特別な組成要素の変更を、前記特許請求の範囲に記載し
た本発明の精神と範囲とを逸脱せずに行うことは当業者
にとって明らかであろう。
特別な組成要素の変更を、前記特許請求の範囲に記載し
た本発明の精神と範囲とを逸脱せずに行うことは当業者
にとって明らかであろう。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、グルカン鎖が弱い力と少ない秩序とをもって不完全
に相互結合をしてなる無秩序マイクロフィブリルよりな
り、減少した密度を有し、結晶構造をもったセルロース
束またはリボンを実質的に含まないことを特徴とする無
定形・無秩序セルロース。 2、生物が生合成した正常のセルロースよりも大なる吸
水能を有する特許請求の範囲第1項記載の無定形・無秩
序セルロース。 3、生物が生合成した正常のセルロースよりも低い引張
り強度を有する特許請求の範囲第1項または第2項記載
の無定形・無秩序セルロース。 4、生物が生合成した正常のセルロースよりも大なる化
学反応性を有する前記特許請求の範囲各項の何れかに記
載の無定形・無秩序セルロース。 5、生物が生合成した正常のセルロースよりも著しく大
きい表面積対容量比を有する前記特許請求の範囲各項の
何れかに記載の無定形・無秩序セルロース。 6、セルロースを積極的に生産する生物を、0.5ガウ
スを実質的に超える大きさの磁場の存在下に培養する工
程を含むことを特徴とする無定形・無秩序セルロースの
製造法。 7、セルロース産生生物が原核生物である特許請求の範
囲第6項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法。 8、原核生物が約3.5と約7.0との間のpHを有す
る液体培養基中で培養される特許請求の範囲第7項記載
の無定形・無秩序セルロースの製造法。 9、磁場で生産される無定形セルロースが微生物による
セルロースである特許請求の範囲第6項記載の無定形・
無秩序セルロースの製造法。 10、無定形セルロースが人工的磁場の存在下に生産し
たセルロースよりも大なる吸水能を有する特許請求の範
囲第6項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法。 11、無定形セルロースが人工的磁場の不存在下に生産
したセルロースよりも化学反応性が大である特許請求の
範囲第6項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法。 12、磁場が少なくとも約500ガウスである特許請求
の範囲第6項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法
。 13、磁場が約6,000ガウスである特許請求の範囲
第6項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法。 14、磁場が約18,000ガウスである特許請求の範
囲第6項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法。 15、培養工程が0.5ガウスよりも実質的に大なる間
歇的磁場内で行われる特許請求の範囲第6項記載の無定
形・無秩序セルロースの製造法。 16、原核生物がアセトバクター、リゾビウム、アグロ
バクテリウム、シュードモナスおよびアルカリゲネス属
からなる群より選ばれる微生物である特許請求の範囲第
7項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法。 17、セルロース産生生物が、ATCC寄託番号第25
769号のアセトバクター・キシリヌムである特許請求
の範囲第6項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法
。 18、液体培養基が細菌栄養素を含む特許請求の範囲第
8項記載の無定形・無秩序セルロースの製造法。 19、生物が真核生物である特許請求の範囲第6項記載
の無定形・無秩序セルロースの製造法。 20、生物が植物であり、セルロースがマイクロフィブ
リル状細胞外生成物である特許請求の範囲第6項記載の
無定形・無秩序セルロースの製造法。 21、マイクロフィブリル状細胞外生成物が無作為且つ
乱雑な組織を有する特許請求の範囲第20項記載の無定
形・無秩序セルロースの製造法。 22、無作為且つ乱雑な組織が密度および引張り強度の
低い生体細胞壁をもらたす特許請求の範囲第21項記載
の無定形・無秩序セルロースの製造法。 23、セルロースが、人工的磁場の不存在下に生産した
セルロースよりも少ない密度と小さい引張強度とを有す
る特許請求の範囲第20項記載の無定形・無秩序セルロ
ースの製造法。 24、生物がアペナ属である特許請求の範囲第20項記
載の無定形・無秩序セルロースの製造法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US719505 | 1985-04-03 | ||
| US06/719,505 US4891317A (en) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | Magnetic alternation of cellulose during its biosynthesis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6211100A true JPS6211100A (ja) | 1987-01-20 |
Family
ID=24890332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61074375A Pending JPS6211100A (ja) | 1985-04-03 | 1986-04-02 | 無定形・無秩序セルロ−スおよびその製造法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4891317A (ja) |
| EP (1) | EP0197748B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6211100A (ja) |
| AT (1) | ATE65090T1 (ja) |
| AU (1) | AU593241B2 (ja) |
| BR (1) | BR8601489A (ja) |
| CA (1) | CA1277626C (ja) |
| DE (1) | DE3680136D1 (ja) |
| PH (1) | PH23264A (ja) |
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