JPH01275601A - セルロース系粒子 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は特定の数平均粒径を有し、粒径分布がせまく、
かつ特定の分配係数ををするセルロース系粒子に関する
。

［従来の技術・発明が解決しようとする課題］セルロー
ス、再生セルロース、セルロース誘導体などのセルロー
ス系の材料は、血球成分や血漿蛋白質の非特異吸着が比
較的少ないなどの特徴を有する。それゆえ、セルロース
系の材料、とくにこれら材料で被覆された数平均粒径６
０Ｇ〜１５００ａ＋程度の活性炭粒子が、血岐中から血
漿蛋白質などを選択的に除去するために用いられている
。ただし、セルロース系粒子自体がこの目的に使用され
たことはかつてなかった。

一方、球状ポリマー粒子の製造方法として分散法とスプ
レー法が知られている。

分散法では、界面活性剤を含む分散媒体中に小滴状に分
散させたポリマーの希薄溶液からその溶剤を発揮させる
ことによって固化させるか（特開昭５８−２４４８０号
公報参照）、この分散液に小滴の凝固剤を徐々に加えて
固化させるかする（特開昭５７−１５９８０１号公報参
照）ことによってポリマー粒子かえられる。この方法で
は広い粒径分布を有する粒子かえられる上、固化した小
滴から溶剤、分散媒体および界面活性剤を除くために水
だけでなく有機溶剤による洗浄が必要である。

スプレー法では、ポリマー溶液を凝固剤中に噴霧するこ
とによってポリマー粒子がえられる。

この粒子も広い粒径分布を持ち、また粒径も比較的大き
い（特開昭５２−１２９７８８号公報参照）。

前記球状ポリマー粒子としてセルロース系粒子を製造し
、セルロース系材料で被覆された活性炭粒子のかわりに
用いようとしたばあい、セルロース系粒子に粒径の小さ
いものが多く含まれると、吸着効率の良好なカラム状の
吸着体として用いたばあいに圧力損失が大きくなり、溶
血などの問題が生ずる、分画分子量がシャープでなくな
るので選択性がわるくなる、などの問題が生ずる。

また、セルロース系粒子に粒径の大きいものが多く含ま
れると、粒子の比表面１ｊ１（粒子の単位体積当りの粒
子総表面積）が小さくなるので吸着速度が低下するとい
う問題が生ずる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前記諸問題の原因であるセルロース系粒子の粒
径分布が広いなどの問題を解消するためになされたもの
であり、数平均粒径が３００〜６００虜の範囲にあり、
９５％以上の粒子が数平均粒径の±１０％以内にあり、
分配係数が分子量１０．０００以下に対して０６３以上
、分子量１００．０００以上に対して０．０５以下であ
るセルロース系粒子に関する。

［実施例］ 本発明のセルロース系粒子は、セルロース、再生セルロ
ース、セルロース誘導体などのセルロース系の材料から
構成されている。それゆえ、該セルロース系粒子を血液
中から血漿蛋白質などを選択的に除去するなどの用途に
用いたばあいには、他の材料からの粒子を用いたばあい
と比較して血球成分や血漿蛋白質の非特異吸着が少なく
なる。また生化学物質のクロマトグラフィーによる分取
などの用途に用いたばあいにも、蛋白質の非特異吸着が
少なくなる。

前記セルロースとは、いわゆる天然セルロースのことで
あり、たとえば木綿繊維、を脱脂したもの、麻類の繊維
、木材からリグニンやヘミセルロースなどを除去してえ
られるパルプ、該バルブをさらに精製してえられる精製
セルロースなどがその代表例としてあげられるが、これ
らに限定されるものではない。

また前記セルロース誘導体とは、たとえばセルロースの
水酸基の一部または全部がエステル化やエーテル化など
されたもの、セルロースの水酸基の一部がエステル化さ
れ、一部がエーテル化されたものなど、セルロースから
誘導されたもののことである。

前記セルロースの水酸基の一部または全部がエステル化
されたものの具体例としては、たとえば酢酸セルロース
、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、ニトロセ
ルロース、硫酸セルロース、リン酸セルロース、酢酸酪
酸セルロース、硝酸セルロース、セルロースのジチオカ
ルボン酸エステル（ビスコースレーヨン）などがあげら
れるが、これに限定されるものではない。

前記セルロースの水酸基の一部または全部がエーテル化
されたものの具体例としては、たとえばメチルセルロー
ス、エチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチル
セルロース、シアンエチルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース、カルボキシエチルセルロース、アミノエ
チルセルロース、オキシエチルセルロースなどがあげら
れるが、これらに限定されるものではない。

さらに前記再生セルロースとは、セルロースを一担成形
しやすいセルロース誘導体にして成形したのち、加水分
解などによりセルロースを再生させたセルロースのこと
である。

前記セルロース系粒子を構成するセルロース系材料のう
ちでは、精製セルロースが不純物が少なく、溶解したと
き未溶解物が少ないなどの点から好ましく、酢酸セルロ
ース、プロピオン酸セルロースなどのセルロースエステ
ルが、多種の溶剤に溶解するため、粒子製造時の種々の
製造条件の選択範囲も広くなり、粒子の分配係数やスキ
ン層の厚さ、内部の網目状組織における孔の大きさなど
の調整が容易となり、所望のセルロース系粒子を製造し
うるなどという点から好ましく、さらに加水分解するこ
とによって容易に再生セルロース粒子にすることもでき
るという点から一層好ましい。

本発明のセルロース系粒子は、球状（はぼ真球のものの
みならず、短径／長径が０．８程度までの楕円状のもの
の回転体などをも含む概念である）の粒子であり、数平
均粒径（楕円状回転体のばあいには体積平均粒径、すな
わち長径の２乗に短径を乗じた値の３乗根として求める
）が３００〜ｅｏｏ　Ｊｌの範囲にあり、９５％以上の
粒子が数平均粒径の±１０％以内にあり、かつ分配係数
が分子ｍ　ｔｏ、ｏｏｏ以下に対して０．３以上、分子
１ｔｏｏ、ｏｏｏ以上に対して０．０５以下である。こ
のようなセルロース系粒子の表面には、通常１０虜以下
の厚さのスキン層が存在し、内部は０．１〜１０−の孔
を有する網目状組織からなっている。

また粒子の空孔率は５０〜９５％程度である。

第１図および第２図は本発明のセルロース系粒子のスキ
ン層（第１図の上端左から約１／３の部分から左端上か
ら約１／２の部分にかけて斜に存在する白っぽい層のう
ちの表面部分）およびその内側の網目状構造を観察した
電子顕微鏡写真（１５，０００倍）の例である。

前記数平均粒径がＢｏｏ　−未満になると、血液中から
血漿蛋白質を選択的に除くための吸着体用のセルロース
系粒子として、とくにアルブミン（分子！５８．０００
）より小さい分子量の血漿蛋白質を直接血液潅流法によ
って吸着除去するための吸着材として使用したばあいの
圧力損失が大きくなり、溶血がおこりやすくなるなどの
問題が生じやすくなる。また６００ｕｍをこえると比表
面積が小さくなり、吸着速度が小さくなるので、血液の
循環量の割に不要物の吸着除去量が少なくなる。

また、数平均粒径の±１０％以内の粒子の割合が９５％
未満しかないばあいには、前記のごとき吸着体用の吸着
材として使用したばあいに圧力損失が大きくなったり、
溶血がおこりやすくなったりしやすくなる。

さらに、分配係数が分子ＱＩ０．０００以下に対して０
．３以上、分子量１００，０００以上に対して０．０５
以下の範囲をはずれるばあいには、前記のごとき吸着体
用の吸着材として使用したばあいの選択性が低下し、ア
ルブミン以上の分子量のものも吸着されやすくなったり
、逆に著しく吸着速度が小さくなり、不要物の吸着除去
が充分行なわれなくなるなどの問題が生じやすくなる。

なおセルロース系粒子内部の網目状組織の網目の大きさ
が０．１ρ未満になると、吸着体用の吸着材として用い
たばあいに血液中の前記不要物の吸着速度が小さくなる
のみならず、これら不要物の吸着除去が充分行なわれな
くなるなどの傾向が生じる。また１０項をこえると機械
的強度が充分でなくなり、カラムへの充填時や輸送時な
どに粒子が変形したり、破砕されたりしやすくなる傾向
が生じ、またこのような変形が発生したばあいには圧力
損失が増大したり、微小な破片が血液中に混入する傾向
が生じる。

つぎに本発明のセルロース系粒子の製法にっいて説明す
る。

本発明のセルロース系粒子は、セルロース、セルロース
誘導体などを溶解させたポリマー溶液を、たとえば特開
昭８２−１９１０Ｈ号公報に記載の装置および方法（振
動法と乾湿式凝固法とを組合わせた方法）を適用するこ
とにより製造されうる。

前記ポリマー溶液を調製する際に用いる溶剤としては、
セルロースの溶剤となる、たとえば銅アンモニア水溶液
、ジメチルスルホキシドとホルムアミドとの混合液、チ
オシアン酸カルシウム水溶液など、また代表的なセルロ
ース誘導体である酢酸セルロースの溶剤となる、たとえ
ばジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセ
トンなどがあげられる。

これらの溶剤には、えられるセルロース系粒子のスキン
層の厚さや内部の網目状組織の孔の大きさを調節して分
配係数などを調節するために、メタノール、エタノール
、エチレングリコ−ル、プロピレングリコール、グリセ
リン、水、無機塩類、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルピロリドンなどを加えてもよい。

このようにして調製されたポリマー溶液は、たとえば特
開昭８２−１９１０３８号公報に記載のごとき装置を用
いて均一な小滴として気相中に噴出せしめられ、はぼ球
形になる飛行距離以上を飛行せしめられたのち凝固剤と
接触せしめられる。

このようにして製造されるセルロース系粒子はほぼ真球
の粒子である。

前記凝固剤はポリマーの非溶剤からなるが、小滴を構成
する溶剤と溶けあい、小滴が自然にぬれるような表面張
力を有するものが好ましい。

このような凝固剤の具体例として、たとえば水、水と前
記良溶剤あるいは非溶剤との混合液、水と界面活性剤と
の混合液などがあげられる。

一般にポリマー溶液中のポリマーの濃度が高く、非溶剤
の割合が少なく、水のように凝固力の強い凝固液を使用
するとスキン層の孔が小さくなる（分配係数が小さくな
る）。

このようにしてえられた本発明のセルロース系粒子は特
定の平均粒径および特定の粒径分布を有し、かつ特定の
分配係数を有するため、クロマトグラフ用充填材、酵素
固定用担体、アフィニティクロマトグラフィー用担体、
直接血液潅流用の吸着体などの用途に使用することがで
き、これらの用途に使用したばあいには圧力損失、選択
性、吸着速度などの点で優れたものとなる。

つぎに本発明のセルロース系粒子を実施例に基づき説明
するが、本発明がこれら実施例に限定されないことは勿
論である。

実施例に 酢酸セルロースを濃度が１２．５％（重量％、以下同様
）となるようにジメチルスルホキシド／プロピレングリ
コールが重量比で４７６の混合液に溶解させた。

ノズルの前方５ｍｍのところに２０１１の間隔を離して
、巾５ａａ、液滴の進行方向の長さ２５備の大きさの平
行平板状の電極を設置し、該電極とノズルとの間に８０
０■の直流電圧を印加した。このノズルに設けた直径２
５０−のオリフィスから、１４５℃に保持した前記溶液
を７．８ｍ／ｓｅｃの線速で３８５０１１ｚの振動を加
えながら吐出させ、該溶液の均一な液滴を形成させ、空
気中を約３１飛行させたのち、２３℃の１０％メタノー
ル水溶液中へ侵入させて凝固させ、二酢酸セルロースの
粒子をえた。

えられた二酢酸セルロース粒子を５０℃、０．８％の力
性ソーダ水溶液に投入して、２時間撹拌したのち回収し
、中和番水洗して、はぼ１００％再生された再生セルロ
ース粒子をえた。

えられた再生セルロース粒子の数平均粒径を下記方法に
より測定したところ、４３０ρで、粒子がすべて数平均
粒径±５％以内にあった。

えられた再生セルロース粒子内の液体をエタノールで置
換してから炭酸ガス臨界点乾燥（■日立製作所要の臨界
点乾燥器ＨＣＰ−２を使用）させ、金を蒸着させたのち
走査型電子顕微鏡で観察したところ、第１図に示すよう
に表面に厚さ約０．２−のスキン層（上端左から約１７
３の部分から左端上から約１／２の部分にかけて斜に存
在する白っぽい層のうちの表面部分）があり、第２図に
示すように内部は孔径が約０．２〜２虜の多孔質網目状
組織であった。

分子ｔｉｔｏ、ｏｏｏ、１１０．０００のデキストラン
に対する該粒子の分配係数を下記方法により測定したと
ころ、それぞれ０．６７および０であった。

前記再生セルロース粒子を内径１４１１％長さ７（至）
のカラムに充填し、ヘパリンを３０ユニット／ｍｌ加え
た牛の新鮮面を３７℃に保温して流し、徐々に流量を大
きくして圧力損失を測定したところ、線速の増加と共に
ほぼ直線的に圧力損失が大きくなったが、ｇｃ＋ｅ／ｍ
１ｎのときでも５０ｍｍ１１ｇで、そのまま１時間連続
運転してもこの値はほとんど変わらず、直接血液潅流可
能であった。

前記再生セルロース粒子をエピクロルヒドリンと反応さ
せ、ついでｎ−ヘキシルアミンと反応させて、ｎ−ヘキ
シルアミン固定化セルロース粒子をえた。この粒子の選
択性を下記方法により測定したところ、リゾチーム、ア
ルブミンに対する吸着率はそれぞれ７３９６および８％
であった。

（数平均粒径および粒径分布） 数百側（約５００〜１０００個）の粒子の光学顕微鏡像
を画像処理装置（■ニレコ製のルーゼツクス■）を使用
して処理して求める。

（分配係数（Ｋａｖ）　） 種々の分子量のデキストランおよびプルランの水溶液を
用いて分配クロマトグラフィーを行ない、溶出曲線を求
めて式： ％式％ （式中、Ｖｏは分子量２，０００．０００のデキストラ
ンの溶出曲線のピーク位置に相当する溶出液量、Ｖｔは
カラム体積、ｖｅは試料の溶出曲線のピーク位置に相当
する溶出液ｔｉ）から求める。

（選択性） １）Ｈ７，４に調整した０、０２５Ｍリン酸緩衝液にリ
ゾチームおよびアルブミンをそれぞれ３　ｔｓｇ／　ｍ
ｌおよび７．３ｍｇ／ｍｌの濃度になるように溶解させ
た各々の液６容量に対し、沈降体積として１容量の割合
になるようにに血漿蛋白質に吸着性を有するリガンドを
固定したセルロース系粒子を加え、３７℃で２時間振温
したのち、上澄液の濃度を測定してそれぞれの吸着率を
求める。

原液濃度−上澄液濃度 吸着率（％）−Ｘ１００ 原液濃度 （直接血液潅流の可能性の判断） ヘパリンを３０ユニツト／　ｍｌ加えた牛の新鮮面を３
７℃に保温して、粒子を充填した長さ７〔、内径１４ｍ
５φのカラムに徐々に流量を増加させながら線速度が８
ｃｍ／ｓｉｎになるまで流して、この間に圧力損失が１
１００ａｉｌ１をこえないものを直接血液潅流が可能で
あると判断した。

比較例１ 数平均粒径が４５０遍で、８９％の粒子が数平均粒径の
±１０％以内にある市販の再生セルロース粒子を用いて
実施例１と同様にして圧力損失を測定したところ、線速
が２ｃｍ／ｓｌｎですでに圧力損失が１１００ａｖｌｒ
をこえ、そののちさらに圧力損失が大きくなったので実
験を中止した。

比較例２ 均一な液滴の形成条件を変更して実施例１と同様にして
数平均粒径が２７０虜で１００％の粒子が数平均粒径の
±５％以内にある再生セルロース粒子をえた。この粒子
を用いて実施例１と同様にして圧力損失を測定したとこ
ろ、線速が５ｃｍ／ｓｉｎのところで１００ａ＋ａ＋Ｈ
ｇをこえた。

比較例３ 分子量ＩＬＱ、ＱＯＱのデキストランに対する分配係数
が０．３の市販の再生セルロース粒子に実施例１のばあ
いと同様にしてｎ−ヘキシルアミンを固定化してリゾチ
ームとアルブミンとの吸着率を測定したところ、それぞ
れ２４％および５８％であった。

［発明の効果］ 本発明のセルロース系粒子は特定の数平均粒径および特
定の粒径分布を有し、かつ特定の分配係数を有するため
、血液中から血漿蛋白質を選択的に除くための吸着体用
のセルロース系粒子、とくにアルブミンより小さい分子
量の血漿蛋白質を直接血液潅流法によって吸着除去する
などの用途に用いたばあいには、圧力損失が小さく、溶
血などの問題が生じにくくなる、選択性も向上し、吸着
量も多くなるなどの効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセルロース系粒子の構造を説明するた
めの写真であり、粒子断面の表面付近（表面のスキン層
およびその内側の網目状構造）を１５０００倍に拡大し
た写真、第２図は実施例１でえられた本発明のセルロー
ス系粒子の内部構造を説明するための写真であり、粒子
断面を１５０００倍に拡大した写真である。 第１　図 手続補正書印釦 ニ 日 特許庁長官　吉田文毅　殿　　　　　　　　　　　　１
１事件の表示 昭和６３年特許願第１０５３４６号 ２発明の名称 セルロース系粒子 ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　大阪市北区中之島三丁目２番４号名　称　　
（０９４）鐘淵化学工業株式会社代表者新納眞人 宗子 ２−こ ε停 名 ５補正の対象 （１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄５補正の内容 （１）明細書２頁１２行の「発揮」を「揮発」と補正す
る。 （２）同６頁１４行の「未溶解物」を「非溶解物」と補
正する。 （３）同８頁８行のｒ５ｇ、０００Ｊをｒ６７．０００
〜６８．０ＯＯＪと補正する。 （４）　　同１０頁１１行の「ホルムアミド」を「パラ
ホルムアルデヒド」と補正する。 （５）同１Ｂ頁５行の「振温」を「振盪」と補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　数平均粒径が３００〜６００μｍの範囲にあり、９
   ５％以上の粒子が数平均粒径の±１０％以内にあり、分
   配係数が分子量１０，０００以下に対して０．３以上、
   分子量１００，０００以上に対して０．０５以下である
   セルロース系粒子。