JPH01243988A - 微生物の固定化法 - Google Patents

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】 （利用分野） 本発明はポリアクリルアミドによる粒状微生物菌体の包
括固定化に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 一般にバイオリアクターに用いるために微生物を包括固
定する担体としては寒天、カラギーナン。

アルギン酸カルシウム或いはポリアクリルアミド等が知
られているが、寒天やカラギーナンを担体として用いる
場合にはゲル化させる前に約４０℃以上に保持しなけれ
ばならず、アルギン酸カルシウムの場合はその必要はな
いがリン酸イオンの存在下で溶解する虞れがある。いず
れの場合も天然物であるため分解され易く、機械的強度
も小さい。

ポリアクリルアミドはその機械的強度は大きいが、重合
熱のコントロールが難しいこと、粒状にするために用い
るヘキサン、トルエン、クロロホルム等の疎水性有機溶
媒が時として固定化される微生物にとって甚だ有害な場
合があること等が知られている。

これらの問題点を解決すべく特開昭６１−１２４３８５
号公報には、微生物、アルギン酸ナトリウム及びアクリ
ルアミドモノマー溶液を混合した後、塩化カルシウム水
溶液−重合開始剤混合液中に滴下して粒状ポリアクリル
アミド固定化物を１ｑる方法が開示されている。しかし
ながらこの方法では微生物の種類によっては粒状になら
ないものがあり、或いはアルギン酸カルシウムによる粒
状化とアクリルアミドの重合を同時に進行させるので、
重合が完了する迄の間に可成りの０のアクリルアミドモ
ノマーが外部に漏洩する等の欠点がおる。

（発明の目的） 発明者らは上記の点に鑑み、種々の微生物に適用できる
機械的強度の大きな微生物固定化法を得る目的で鋭意検
問を行った。その結果、まず粒状アルギン酸カルシウム
−微生物固定化物を調製し、次いでポリアクリルアミド
重合系で重合させることにより上記目的を充分に達成し
１ｑることを見出し本発明を完成させるに至ったもので
ある。

（発明の構成） 本発明は、微生物とアルギン酸ナトリウム混合溶液を塩
化カルシウム水溶液中に滴下し、得られた微生物−アル
ギン酸カルシウム固定化物をアクリルアミドモノマー重
合用水溶液に浸漬し、次いで重合開始剤を添加して重合
操作を行うことを特徴とする微生物の固定化法である。

本発明の方法は、まず最初に０．１〜２．０％アルギン
酸ナトリウム水溶液及び包括固定化する微生物をよく混
合し、これを常法どおり０．５〜２：０％塩化カルシウ
ム水溶液中に滴下せしめて粒状のアルギンＭカルシウム
ー微生物固定化物を得る。次いでアクリルアミドモノマ
ー重合用水溶液にこの粒状のアルギン酸カルシウム−微
生物固定化物を浸漬する。

本発明に用いるアクリルアミドモノマー手合用水溶液は
、例えばよく知られているものとして、アクリルアミド
モノマー、架橋剤としてＮ、Ｎ’−メヂレンビスアクリ
ルアミド或いはＮ、Ｎ’−プロピレンビスアクリルアミ
ド及び重合促進剤としてＮ、Ｎ、　Ｎ　：　Ｎ　゛−テ
トラメチルエチレンジアミン或いはべ一タージメヂルア
ミノプロピオニトリルを含有する水溶液、すなわら通常
よく用いられるポリアクリルアミド手合系より重合開始
剤を除いた形の水溶液を挙げることができる。

前記粒状固定化物を浸漬すると、アクリルアミドモノマ
ー重合用水溶液は該粒状アルギン酸カルシウム−微生物
固定化物に浸透し、その中の水と置換され平衡化する。

次にこのしのを引き上げ、このものに重合開始剤を添加
して重合操作を行う。

添加の方法は手合開始剤水溶）葭、例えば過硫酸アンモ
ニウム水溶液をこのものに噴霧するか、或いはこの水溶
液と十分混合する等により行われ、粒状アルギン酸カル
シウム−微生物固定化物内部に浸透したアクリルアミド
を重合させる。

ポリアクリルアミド重合系を含む粒状固定化物は、既に
アルギン酸カルシウムによって粒状化を完了しており、
また粒状物内でアクリルアミドが手合する際発熱はみら
れるが粒子と粒子との間に十分の空間が存在するので重
合熱は容易に発散することができる。従って、微生物に
与える影響は最小限に抑制され、且つポリアクリルアミ
ドを確実に粒状化することができるので機械的強度の大
きいものを得ることができる。

以下更に実施例により詳細に説明する。

実施例 まず下記組成の１〜５液を調製した。

１液　　シュードモナス底筒　ＰＳｅＵｄＯｍＯｎａＳ
　５ｐＯ３−に−２９（ＦＥＲＭ　　Ｐ−７８４６＞懸
濁液　０．４ｇｃｅｌ　Ｉ／ｄ ２液　　１％アルギン酸ナトリウム水溶液３）々　　１
％塩化カルシウム水溶液 ４液　　アクリルアミドモノマー重合用水溶液アクリル
アミドモノマー　　２０％ Ｎ、Ｎ’−メヂレンビスアク リルアミド　　　　　　　　２％ Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラミヂ レンジアミン　　　　　　１％ ５液　　０．２５％過硫酸アンモニア水溶液１液及び２
液各１ｇをよく混合し、これを常法により３液２ｇ中に
ペリスタポンプ及びシリコンデユープ（内径３×外径８
ｍｍ。）を用いて滴下した。滴下終了して約３０分後形
成された粒状アルギン酸カルシウム−微生物固定化物（
直径３〜４ｍｍ）２ｇを網目１ｍｍ角ステンレス製網籠
により炉別して引上げ４液６００成中に浸漬した。時々
攪拌しながら２０分後４液から粒状固定化物を前記綱部
によって炉別し引上げた。次にこのものを５液６００ｄ
中に静かに１分間浸漬した後５液から引上げ約２０分間
放置した。こうして得られた粒状ポリアクリルアミド−
アルギン酸カルシウム−微生物固定化物について下記条
イ′［により測定した微生物活性及び機械的強度は表１
の通りであった。

ａ）微生物活性は酸素消費量の測定により生菌体をｉｏ
ｏ％として示した。

ｂ）反応に対する機械的強度は、合成培地（Ｋ２トｌＰ
Ｏ４０，０５％Ｗ／Ｖ、　　　（ＮＨ４）　　２　５Ｏ
４０，１％ｗ／　ｖ、　Ｍｇ５Ｏｓ　Ｏ，０５％Ｗ／Ｖ
、ラセミ２，３−ジクロロ−１プロパツール０．２％Ｖ
／Ｖ及び中和剤ＣａＣＯ３０，１％Ｗ／Ｖ含有水溶液＞
　２０．１１を５０Ｑ容ジヤフアメンターに入れ、固定
化物と共に反応温度３０℃、撹拌回転数３０Ｏｒｐｍ、
通気１０ＩＪ／分の反応条件で連続反応を行わせ、固定
化物の破損状況を目視観察により判定した。

比較例１ まず下記組成の１〜７液を調製した。

１液　　シュードモナス属菌　ＰＳｅＬＩｄＯｍＯｎａ
Ｓ　５ｐＯ３−に−２９（ＦＥＲＭ　　Ｐ−７８４６）
懸濁液　０．４ｇｃｅｌ　Ｉ／ｄ ６液　　アクリルアミド水溶液 アクリルアミドモノマー　　２０％ Ｎ、Ｎ’−メヂレンビスアク リルアミド　　　　　　　　２％ ７液　　トルエン−クロロホルム液 トルエンークロロホルム （１：１　ｖ／ｖ） 混合有機溶媒にＮ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメヂレンジ
アミン２％Ｗ／Ｖを 添加混合したもの １波及び６液各１ｇをよく混合した後退’ｉＡＭアンモ
ニウム５ｇを加えたものを７液２ｆＪと共によく撹拌さ
せながら重合した。重合終了後ＩＪられるポリアクリル
アミド−微生物固定化物を網目１ｍｍｍｍデステンレス
製金網って炉別し水でよく洗浄した。このものについて
実施例１と同様の試験を行った結果を表１に示した。

比較例２ 実施例１において調製した１〜５液と同一組成の液を調
製した。

１液及び２Ｍ各各店９４液６０（Ｗを添ハロしよく混合
したものを常法により実施例１と同様にして、過硫酸ア
ンモニウム０．２５％Ｗ／ｖを含む３液２ｆｌ混合液中
に滴下した。しかしながら本閑の場合はうまく粒状にな
らなかった。

比較例３ 実施例１において調製した１〜３液と同一組成の液を調
製した。

１液及び２液各１ｆＩをよく混合し、これを常法により
実施例１と同様にして、３液２．ｌ！中に滴下させた。

滴下終了して約３０分後形成された粒状アルギン酸カル
シウム−微生物固定物（直径３〜４ｍｍ）を網目１ｍｍ
角ステンレス製網籠によりン戸別し、水でよく洗浄した
。このものについて実施例１と同様の試験を行った結果
を表１に示した。

表　　　１ （発明の効果） 本発明の方法により粒状アルギン酸カルシウム−微生物
固定化物にポリアクリルアミド重合操作を施して得られ
る粒状ポリアクリルアミド−アルギン酸カルシウム−微
生物固定化物の方法は、確実に且つ固定化される微生物
の活性をかなりよく保持することが容易にでき、ぞの粒
状固定化物は優れた機械的強度を有するものて必る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微生物とアルギン酸ナトリウム混合溶液を塩化カルシウ
   ム水溶液中に滴下し、得られた粒状の微生物−アルギン
   酸カルシウム固定化物をアクリルアミドモノマー重合用
   水溶液に浸漬し、次いで重合開始剤を添加して重合操作
   を行うことを特徴とする微生物の固定化法。