JPH01165558A - アミノ酸化合物の分離方法 - Google Patents

アミノ酸化合物の分離方法

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JPH01165558A
JPH01165558A JP62325768A JP32576887A JPH01165558A JP H01165558 A JPH01165558 A JP H01165558A JP 62325768 A JP62325768 A JP 62325768A JP 32576887 A JP32576887 A JP 32576887A JP H01165558 A JPH01165558 A JP H01165558A
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JP
Japan
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separated
membrane
amino acid
component
separation
Prior art date
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JP62325768A
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English (en)
Inventor
Hisafumi Kimura
尚史 木村
Shinichi Nakao
真一 中尾
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアミノ酸、蛋白質等のアミノ酸化合物を、電
気泳動を利用した膜分離法により分離する方法に関する
ものである。
〔従来の技術〕
近年、微生物起源の有用物質生産への関心は著しく高い
、微生物の生産物を菌体と、あるいは基質等と、迅速か
つ効率的に分離する方法として、膜分離法の有用性が認
められつつある。しかしながら濃度分極現象によるゲル
層形成や、原理的に溶質の大きさの差異によるため、同
程度の粒径(分子量)同士では、分離が困難であること
など、問題点もあげられる(中尾真−・木村尚史:化学
工学、…鼾、545(1986))。
本発明者は前記ゲル層形成を防止する方法として、電気
限外ろ過法につき実用化の可能性を検討しく木村尚史・
野村剛志:膜、ユニσ、245(1982))、また荷
電型限外ろ過法をもちいて、アミノ酸の分離を検討した
(S、Ki@ura and A、Tamano :“
5eparation of Am1noacids 
by Charged Ultra −filtrat
ion Membranas” in“Membran
es andMembrane Processes”
ed、 by E、Drioli andM、Naka
gaki P 191−197. Plenum Pr
ess。
New York、1986L 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら前記電気限外ろ過法はゲル層形成を防止す
る手段として検討されており、アミノ酸、蛋白質等のア
ミノ酸化合物を分離することは予測されていない。
また荷電型限外ろ過法は所定の電荷を有する膜を使用し
てアミノ酸等を分離する方法であり、アミノ酸、蛋白質
等のアミノ酸化合物は、同じ溶液pHでも種類により正
や負に荷電し、あるいは中性になるので、膜荷電によっ
て同程度分子量のものも分離が可能となるが、膜の固定
電荷には限界があるので、分離を有効に行うためには、
溶液濃度をある程度以下にする必要がある。
一方、溶質の電荷を利用する分離法として、古くから電
気泳動法がある。近年、大量分離を目的とする新しい電
気泳動法の開発も進められているが、依然溶液処理量は
少なく1分離膜の制御も完全とは言えないなどの問題点
がある。
この発明は上記問題点を解決するためのもので。
同程度の粒径のもの同士を、高濃度状態において、効率
よく大処理景で分離可能で、分離膜の制御も容易なアミ
ノ酸化合物の分離方法を提案することを目的としている
。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、アミノ酸化合物を含有する被分離液をpH
調節して、分離しようとする成分または他方の成分のい
ずれか一方に荷電を与えるとともに、他方を等電点とす
るかあるいは反対荷電を与え、電極間に配置された分離
膜と一方の電極間に加圧下に供給して、圧力差および電
場による泳動効果により分離することを特徴とするアミ
ノ酸化合物の分離方法である。
本発明において、アミノ酸化合物とは、アミノ酸および
蛋白質などのアミノ酸を構成要素とする化合物である。
本発明における分離の原理は、分子量が同程度の二成分
系を考えると次のようになる。第1図は原理図であり、
アミノ酸化合物を含有する被分離液1のpHを調節する
ことにより、一方に荷電を与えるとともに、他方を等電
点とするか、あるいは反対荷電をもたせ、電極3,4に
より電場を加えた状態で、加圧下に分離膜Mに供給する
と、圧力差および電場による泳動効果で、等電点の成分
および電極3と同符号の荷電を有する成分は分離膜Mを
透過し、電極3と反対符号の荷電を有する成分は阻止さ
れて、分離膜Mの反対側に透過液2が得られ、目的とす
る成分が分離される。
分離膜Mとしては精密ろ過膜、限外ろ過膜、逆浸透膜等
があげられる。
本発明の分離方法に使用される装置としては、多孔質金
属板を電極とする循環型の装置が好ましく、その1例を
第2図の断面図に示す。
第2図において、押え板5と膜支持板6が0リング7を
介して一体結合されており、多孔体の電極3,4がそれ
ぞれ押え板5および膜支持板6に一体に結合されている
。多孔状の電極4には焼結金属からなる多孔質体や網状
体などが利用される。
電極3の形態はとくに限定されない。電極3および4は
それぞれ押え板5および膜支持板6を通して電源8,9
に接続している。分離膜Mは多孔状の電極4に近接して
、好ましくは重ね合せて設けられている。
電極3と分離膜Mの間の空間10に、pH調節されたア
ミノ酸化合物を含む被分離液1が加圧下に供給口11か
ら供給され、排出口12から供給口11に循環供給され
るようになっている。13は透過液取出口である。
上記装置による分離方法は、電極3,4に給電して空間
10に電場を形成し、pH調節した被分離液1を押え板
5に設けられた供給口11がら空間10に加圧下に供給
し、排出口12から循環させ、分離を行う、このとき被
分離液1は矢印A1. A2. A。
の方向に進行し、等電点または電極4と反対符号の電荷
を有するアミノ酸化合物は矢印B1.B2゜B、方向に
分離膜Mおよび多孔状の電極4を透過して分離され、透
過液2として取出口13から取出される。また電極4と
同符号の電荷を有するアミノ酸化合物は分離膜Mの透過
を阻止され、被分離液1中に濃縮される。
第3図は本発明に使用される装置の他の例を示す断面図
で、電極3に近接して別の分離膜M2が設けられ、透過
液2aが取出口14から取出されるようになっており、
分離膜MおよびM2を利用して、矢印B1.B2.B3
および/または矢印C1,C,。
C1の方向にアミノ酸化合物を透過させるものである。
さらに第4図は本発明に使用される別の装置を示す断面
図であり、管状のモジュール20の長手方向に垂直な断
面を示す。この態様では多孔状の管状電極対4および3
に近接して、それぞれ分離膜M、M2が設けられており
、アミノ酸化合物はそれぞれ矢印B1.B2および/ま
たは矢印C,,C。
の方向に透過し、透過液2,2aは取出口13.14か
らそれぞれ取出される。
以上のように本発明で使用できる装置のモジュールは、
第2図および第3図に例示した平面膜型をはじめ、第4
図に例示した管型や、中空系型、スパイラル型等の型式
が例示される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1 電気限外ろ過法におけるアミノ酸の分離について、圧力
、加電圧、溶液pH等の分離に及ぼす影響を調べるため
、平膜用テストセル(有効膜面積57.785d)を用
い、多孔質金属板を電極として、第2図に示す循環型装
置で実験を行った。すなわち下記の三種類のアミノ酸に
ついて、濃度5mM、流量6 Q/win、 p)+6
.5、温度25℃を一定として、電圧と操作圧力を変化
させた。膜は005社のポリスルホン製限外ろ過膜(G
R−61PP、分画分子量20000)を用い5分析は
TOC(住友化学flI)で行った。
三種類のアミノ酸;L−グルタミン酸ナトリウム(Mw
187.13)、グリシン(Mw75.07)、L−リ
ジン塩酸塩(Mw182.65)は、各々等電点をpI
=3.22,5.97゜9.59にもつ。よって、pH
6,5の溶液中で、L−グルタミン酸ナトリウムはマイ
ナスに、グリシンは中性、L−リジン塩酸塩はプラスに
荷電している。
電気限外ろ過法による実験結果のうち、L−グルタミン
酸ナトリウムの結果を第5図および第6図に、グリシン
の結果を第7図および第8図に、L−リジン塩酸塩の結
果を第9図および第10図に示す。
第5〜10図において、ΔPは差圧(kg/ci)、J
νは膜透過液量(cxl/cxt・S)を示す。Rob
sは見かけ阻止率(−)で、次式により求められる。
Cb:被分離液の初期濃度 Cp:透過液の濃度 以上の結果より、中性溶質であるグリシンに対して、電
場の効果はないことが分かる。L−グルタミン酸ナトリ
ウム、L−リジン塩酸塩に対し、見かけの阻止率が変化
しているのは、電場による溶質の泳動効果によるものと
分かる。特に荷電溶質に対して、膜を透過させる方向に
電場をかけると、供給液濃度よりも高い濃度の透過液が
得られている。
実施例2 蛋白質の例として、牛血清アルブミン(B、S、A、)
を用いて、実施例1と同様に実験を行った。
B、S、A、は等電点がpH4,8である。結果を第1
1〜16図に示す。図中、■は電圧(V)を示す。B、
S、A、濃度は1100ppで、第11図および第12
図はPH4,8、第13図および第14図はp09.第
15図および第16図はp)13である。また使用した
分離膜は、富士フィルム製の再生セルロース膜(孔径0
.22μm)からなる精密ろ過膜(FM−22)であり
、ΔP 2 kg/am”、流量0.IQ/win、温
度25℃である。
以上の結果より、蛋白質についても実施例1と同様の結
果が得られることがわかる。
実施例3 実施例1で用いた3種類のアミノ酸を同時に含有する被
分離液(アミノ酸3成分混合系)に対して実施例1と同
様の試験を行った。アミノ酸濃度は各1mM、流ii5
 Q/min、 pH無調整、温度25℃とし、膜はロ
ース・ブーラン社のポリアクリロニトリル系限外濾過膜
(IRIS 3038.分画分子量20000)を用い
た。結果を第17図に示す。
以上の結果より、各成分の相互作用は認められず、荷電
性の異なる2種以上のアミノ酸または蛋白質を含有する
混合系中の各成分の分離において、実施例1のような単
独系と同様の結果が得られることがわかる。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、被分離液をPH調節して
電極間に配置された分離膜に加圧下に供給し、圧力差お
よび電場による泳動効果によりアミノ酸化合物を分離す
るようにしたので、同程度の粒径のもの同士を、高濃度
状態において、効率よく大処理量で分離することができ
、分離膜の制御も容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を示す原理図、第2〜4図はそれ
ぞれ本発明に使用される別の装置を示す断面図、第5〜
17図は実施例の結果を示すグラフである。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、1は被
分離液、2,2aは透過液、3,4は電極、5は押え板
、6は膜支持板、7は0リング、11は供給口、12は
排出口、13.14は取出口、M、M、は分離膜である
。 代理人 弁理士 柳 原   成 第1図 第2図 第3図 7゜ 1/l  60 ε さ ε 50 ど 〉 Q膜面− ・膜面+     10 口を場なし 第11図 手続補正帯 特許庁長官  小 川 邦 夫  殿 1、事件の表示   、62−g2f−’7紹昭和62
年12月23日付特許出願 2、発明の名称 アミノ酸化合物の分離方法 代表者 竹林省吾 4、代理人 〒105電話436−4700住 所  
東京都港区西新橋3丁゛目15番8号6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄1図面、特許出願に係る
発明が特許法第30条第1項に規定する発明であること
を証明する書面および委任状 7、補正の内容 (1)明細書第2頁第13行および第3頁第7行「ろ過
」の後に「膜」を挿入する。 (2)同第5頁第5行「3と同」を「4と反対」に訂正
する。 (3)同第5頁第6行「3と反対」を「4と同」に訂正
する。 (4)同第10頁第7行r2kgJをrO,1kgJに
訂正する。 (5)同第10頁第8行ro、IJを「2」に訂正する
。 (6)図面中、第1図を別紙の通り訂正する。 (7)特許出願に係る発明が特許法第30条第1項に規
定する発明であることを証明する書面を提出する。 (8)委任状を提出する。 8、添付書類の目録 (1)特許出願に係る発明が特許法第30条第1項に規
定する発明であることを証明する書面 1通(2)委任
状  1通 1:謳友分籠シ糺 M、M2:ケ1ffi広

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アミノ酸化合物を含有する被分離液をpH調節し
    て、分離しようとする成分または他方の成分のいずれか
    一方に荷電を与えるとともに、他方を等電点とするかあ
    るいは反対荷電を与え、電極間に配置された分離膜と一
    方の電極間に加圧下に供給して、圧力差および電場によ
    る泳動効果により分離することを特徴とするアミノ酸化
    合物の分離方法。
  2. (2)電極が多孔質金属製のものである特許請求の範囲
    第1項記載の方法。
  3. (3)被分離液が循環供給されるものである特許請求の
    範囲第1項または第2項記載の方法。
JP62325768A 1987-12-23 1987-12-23 アミノ酸化合物の分離方法 Pending JPH01165558A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01228507A (ja) * 1988-03-10 1989-09-12 Ind Res Inst Japan 荷電性浮遊物質のろ過方法
JP2013150978A (ja) * 2005-04-29 2013-08-08 Univ Of Rochester 超薄多孔質ナノスケール膜、その製造方法および使用
CN112827361A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 平湖爱之馨环保科技有限公司 一种两室三电极电解电渗析装置

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