JPH0368435A - separation membrane - Google Patents
separation membraneInfo
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- JPH0368435A JPH0368435A JP20633689A JP20633689A JPH0368435A JP H0368435 A JPH0368435 A JP H0368435A JP 20633689 A JP20633689 A JP 20633689A JP 20633689 A JP20633689 A JP 20633689A JP H0368435 A JPH0368435 A JP H0368435A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、分離膜に関するものであり、例えば、注射
薬、透析液、輸液など生体内に直接穴る液体から、有害
な発熱物質を除去する膜状のパイロジエン吸着体として
利用できる。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a separation membrane, which is used to remove harmful pyrogens from liquids that enter directly into living bodies, such as injection drugs, dialysis fluids, and infusions. It can be used as a film-like pyrodiene adsorbent.
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕吸着剤
および分離膜は、いずれも液体中の物質を分離する目的
に用いられている。産業上京められる分離技術の難易は
、系に含まれる物質の種類、分離到達度、処理量などに
より区々であるが、特に高度の要求のあるものの一例と
してパイロジエンの除去がある。類似した技術分野とし
て、核酸の除去なども挙げられる。[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Adsorbents and separation membranes are both used for the purpose of separating substances in liquids. The difficulty of separation technologies that are used in industry varies depending on the type of substance contained in the system, the degree of separation achieved, the amount of processing, etc., but one example of one with particularly high requirements is the removal of pyrogens. Similar technical fields include the removal of nucleic acids.
パイロジエンを除去する必要のある液体として、注射用
の薬剤液、栄養輸液用薬剤液、血液透析用薬剤液、これ
ら薬剤用の希釈水など消化管を経ないで生体内に直接穴
る液体、これら液体を扱う器具、容器の洗浄用水などが
例示できる。Liquids from which pyrogen must be removed include liquids that enter the living body directly without passing through the gastrointestinal tract, such as drug solutions for injections, drug solutions for nutritional infusions, drug solutions for hemodialysis, and dilution water for these drugs. Examples include equipment that handles liquids and water for cleaning containers.
パイロジエン(発熱物質)は、ごく微量で恒温動物の体
温を異常に上昇させる物質であり、静脈注射液などに混
入して血液中に侵入すると、薬剤の作用とは別個に強い
発熱をひきおこし、過度にこの作用が起こると、悪寒戦
慄をともなう発熱や、時にはショック死に至ると言われ
ている。発熱物質には細菌性物質、炎症性物質、植物多
糖体または血液型物質などが知られているが、これらの
中で最も発熱に関与する物質は、細菌性のものであり、
細菌毒素と称されており、一般に外毒素(Bxotox
in)および内毒素(Endo−toxin )に大別
されている。これらの毒素のうち、ダラム陰性閑の細胞
壁リン脂質多糖体(Li−popolysacchar
ide:LPS)を主とするいわゆる0抗原としての内
毒素が最も発熱性が強力であり、加熱処理によっても失
活させることができず、液体中に一度混入すると除去す
るのが非常に困難である。Pyrogens (pyrogens) are substances that abnormally raise the body temperature of warm-blooded animals in very small amounts, and when mixed with intravenous fluids and enter the bloodstream, they cause a strong fever independent of the drug's effect, resulting in excessive When this effect occurs, it is said to cause fever accompanied by chills and sometimes death from shock. Pyrogenic substances are known to include bacterial substances, inflammatory substances, plant polysaccharides, and blood type substances, but among these substances, the substances most associated with fever are bacterial substances.
It is called a bacterial toxin and is generally known as an exotoxin (Bxotox).
They are broadly classified into two types: in) and endotoxins. Among these toxins, Durham-negative cell wall phospholipid polysaccharide (Li-polysacchar)
Endotoxin, which is a so-called 0 antigen mainly composed of ide: LPS), has the most powerful pyrogenicity, cannot be inactivated by heat treatment, and is extremely difficult to remove once mixed into liquid. be.
これまでにパイロジエンの除去方法として、化学分解法
、膜分離法、ゲル濾過法および吸着法などが知られてい
る。化学分解法は、分解剤に対する被処理物の安定性、
分解剤および分解生成物の混入による問題などから、そ
の適用範囲は限られている。Chemical decomposition methods, membrane separation methods, gel filtration methods, adsorption methods, and the like are known as methods for removing pyrodiene. In chemical decomposition methods, the stability of the treated material against decomposers,
Its applicability is limited due to problems caused by the contamination of decomposers and decomposition products.
膜分離法およびゲル濾過法は、パイロジエンと被処理物
との大きさの相違を利用した分離法であると言えるが、
パイロジエンの大きさについては、その多様性、会合性
や、リピドAの存在をも考慮する必要がある。すなわち
、パイロジエンの中で特に問題になるLPSに限ってみ
ても、発熱作用に関与する部分リピドAの脂肪鎖、それ
に結合している多糖類が、LPSの由来する菌の種類に
応じてそれぞれ特有のものであり、多様である。また、
分子量5000程度のLPSが会合して、分子量数百万
にも達する大きなミセル構造をつくる一方、分子量20
00程度のリビドA自体も発熱物質である。The membrane separation method and gel filtration method can be said to be separation methods that take advantage of the difference in size between pyrodiene and the object to be treated.
Regarding the size of pyrodiene, it is necessary to consider its diversity, association, and the presence of lipid A. In other words, even when looking at LPS, which is particularly problematic among pyrogienes, the fatty chain of partial lipid A involved in exothermic action and the polysaccharide attached to it are unique depending on the type of bacteria from which LPS is derived. and are diverse. Also,
LPS with a molecular weight of about 5,000 associates to form a large micelle structure with a molecular weight of several million, while LPS with a molecular weight of about 20
Libido A itself, which is about 0.00, is also a pyrogenic substance.
膜によるパイロジエン除去法には、限外濾過膜([lF
膜)や逆浸透膜(RO膜〉が用いられる。The membrane-based pyrodiene removal method includes an ultrafiltration membrane ([lF
membrane) and reverse osmosis membrane (RO membrane) are used.
パイロジエン除去技術にとっては低い到達濃度を達成す
るために複数の膜を組み合わせた装置も提案されている
。特開昭57−207517や米国特許4261834
(deWinter)はその−例である。水や低分子
量の薬剤だけを含んだ水溶液ならば、被処理物を透過し
、パイロジエンやパイロジエンを含む菌体を透過しない
分離膜を選ぶことができる。しかし、被処理物の分子量
が大きい場合は、被処理物を良好な回収率をもって透過
し、パイロジエン、特にその中の分子量の小さいものま
でを阻止して、目標とする低濃度(動物が発熱しない濃
度はパイロジエンの種類により異なるが、−船釣には濃
度数10pg (ピコグラム’) /d!以下と考えら
れる。)を達成する分離膜を選ぶことは容易でない。蛋
白質などの高分子物質を含む液体からのパイロジエン除
去となるといっそう困難であり、薬剤の高回収率を維持
しながら、満足すべき低い水準にまでパイロジエンを除
去することはほとんど不可能である。一般に、膜による
濾過法は、同程度の分子量をもつ物質同志を分離するこ
とができないので、パイロジエンのように分子量分布の
広い物質を、複雑な構造の薬剤から除去する目的には適
していない。For pyrogen removal techniques, devices that combine multiple membranes have also been proposed to achieve low ultimate concentrations. JP 57-207517 and U.S. Patent No. 4261834
(deWinter) is an example. If the aqueous solution contains only water or a low-molecular-weight drug, a separation membrane can be selected that passes through the object to be treated but does not pass through pyrodiene or microorganisms containing pyrodiene. However, if the molecular weight of the material to be treated is large, it will permeate through the material with a good recovery rate and block pyrogenes, especially those with small molecular weights, to achieve the target low concentration (animals do not generate heat). Although the concentration varies depending on the type of pyrogen, it is not easy to select a separation membrane that achieves a concentration of several 10 pg (picogram')/d! or less for boat fishing. Removal of pyrogenes from liquids containing polymeric substances such as proteins is even more difficult, and it is almost impossible to remove pyrogenes to satisfactorily low levels while maintaining high drug recovery. In general, membrane filtration methods cannot separate substances with similar molecular weights, so they are not suitable for removing substances with a wide molecular weight distribution, such as pyrodiene, from drugs with complex structures.
活性炭や、イオン交換樹脂がパイロジエンを吸着除去す
るはたらきを持つことは知られている。また多孔体分離
膜の材質、例えばポリオレフィンも疎水結合力によるパ
イロジエン吸着能力を備えている。しかし、これらの物
質は、薬剤を含む液体からパイロジエンを選択的に、か
つ極低濃度まで吸着することはできず、パイロジエンを
十分に除去した薬剤液を得る目的の吸着剤として満足で
きるものではない。It is known that activated carbon and ion exchange resins have the ability to adsorb and remove pyrodiene. Further, the material of the porous separation membrane, such as polyolefin, also has the ability to adsorb pyrodiene due to hydrophobic bonding force. However, these substances cannot selectively adsorb pyrodiene from drug-containing liquids to extremely low concentrations, and are not satisfactory as adsorbents for obtaining drug liquids from which pyrogenes have been sufficiently removed. .
パイロジエン吸着能力のある物質は、その他にも知られ
ている。例えば特開昭59−112888は、アミノ基
含有繊維によるグラム陰性菌および該細胞壁成分の除去
方法を開示する。Other materials are known that are capable of adsorbing pyrodiene. For example, JP-A-59-112888 discloses a method for removing Gram-negative bacteria and their cell wall components using fibers containing amino groups.
この公報に記された実施例の中で最も低い到達パイロジ
エン濃度は、リボ多糖体0.1mg/mlの水溶液を処
理して得た86%除去率の時の0.014mg/−1す
なわち14000ng (ナノグラム) /mlである
と理解される。The lowest pyrodiene concentration achieved among the examples described in this publication is 0.014 mg/-1, or 14000 ng ( nanograms)/ml.
近年、パイロジエンを特異的に吸着し、それゆえ、薬剤
を含む液体に混入しているパイロジエンの除去に有用な
アフィニティ吸着体が市販されるようになった。この種
の吸着体の代表的なものは特開昭57−183712に
開示されている含窒素環式化合物を結合した多糖類ゲル
であり、多種多様で広範囲の分子量を持つパイロジエン
を、蛋白質などの高分子量の薬剤を含む水溶液中から選
択的に吸着除去する性能を備え、高い評価を得ている。In recent years, affinity adsorbents have become commercially available that specifically adsorb pyrodiene and are therefore useful for removing pyrodiene from drug-containing liquids. A typical example of this type of adsorbent is a polysaccharide gel bonded with a nitrogen-containing cyclic compound, which is disclosed in JP-A-57-183712. It has been highly evaluated for its ability to selectively adsorb and remove high molecular weight drugs from aqueous solutions.
この公報に記された到達濃度は0.1ng(ナノグラム
)/rn!!以下に及んでいる。The achieved concentration stated in this publication is 0.1 ng (nanogram)/rn! ! It covers the following.
しかし、この吸着体といえども万能ではない。However, even this adsorbent is not a panacea.
本発明者は、この種の吸着体をパイロジエン除去処理に
用いる場合、耐圧性能に限界があり、通液圧力を増加さ
せた条件で用いると十分な性能を発揮することができな
いことを認めた。従来のパイロジエン吸着体は、吸着サ
イトと溶液との効率的な接触のために、吸着体基材に多
糖類のゲル状担体を使用しており、ゲルの耐える圧力範
囲で使用する必要がある。すなわち、従来の吸着体を用
いた場合、処理速度を向上するには、吸着体の量を増加
して対応するしか方法がなく、コンパクトな装置で大量
の液体を高速で処理するためには、さらに改良された性
能のパイロジエン吸着体の実現が望まれる。The present inventor has recognized that when this type of adsorbent is used for pyrodiene removal treatment, there is a limit to its pressure resistance performance, and sufficient performance cannot be achieved when the adsorbent is used under conditions where the liquid flow pressure is increased. Conventional pyrodiene adsorbents use polysaccharide gel carriers as adsorbent base materials in order to ensure efficient contact between adsorption sites and solutions, and must be used within the pressure range that the gel can withstand. In other words, when using conventional adsorbents, the only way to improve processing speed is to increase the amount of adsorbent, and in order to process large amounts of liquid at high speed with a compact device, It is desired to realize a pyrodiene adsorbent with further improved performance.
本発明の課題は、このような先行技術をふまえ、分子量
の近接した薬剤の分離にも使うことができ、大量処理に
適合し、分離性能の高い分離手段を提供することにある
。このような分離手段の具体的な一例として、パイロジ
エンの選択吸着性能にすぐれ、低いパイロジエン濃度に
到達でき、かつ大量の液体の高速処理に適合した吸着体
が挙げられる。Based on such prior art, an object of the present invention is to provide a separation means that can be used to separate drugs with similar molecular weights, is suitable for large-scale processing, and has high separation performance. A specific example of such a separation means is an adsorbent that has excellent pyrodiene selective adsorption performance, can reach a low pyrodiene concentration, and is suitable for high-speed processing of a large amount of liquid.
上記せる如き本発明の課題は、(1)液を透過させるこ
とのできる多数のポアを有する膜構造を持つ分離手段の
物理的形状、(2)膜を構成する基材に含窒素環式化合
物が結合している分離手段の化学構造、および(3)透
過液中の物質を選択的に分離することができる分離手段
の機能を備えてなることを特徴とする分離膜により解決
される。本発明の分離膜のより具体的に限定した態様を
示せば、下記のものが含まれる。The problems of the present invention as described above are (1) the physical shape of the separation means having a membrane structure with a large number of pores through which liquid can pass, and (2) the base material constituting the membrane containing a nitrogen-containing cyclic compound. The present invention is solved by a separation membrane characterized by: (3) a chemical structure of a separation means in which a substance in the permeate is bound; and (3) a separation means function capable of selectively separating substances in a permeate. More specific embodiments of the separation membrane of the present invention include the following.
(1)含窒素環式化合物がパイ電子系を有するものであ
る上記分離膜
(2)ポアの孔径がln+n〜20μmである上記分離
膜(3)パイロジエン吸着機能を持つ上記分離膜(4)
パイロジエン11000n/m1.を含む水溶液が、透
過速度101/m″・時以上で透過し、半量以上がパイ
ロジエン濃度1 ng/−以下の透過液となるに十分な
パイロジエン除去機能を有する上記分離膜
(物理的形状)
本発明の分離膜の第1の特徴は、分離手段として多数の
ポアを有する膜構造、すなわち多孔性膜の形状をもつア
フィニティ吸着体を用いることである。形状の好適な例
として、多孔性の均質精密濾過膜が挙げられる。この膜
は、その強度を維持し、通過する液と充分接触するに足
る厚さを持ち、目的とする薬剤を含む液体が過大な抵抗
を受けずに膜と接触しつつ通過できる程度の大きさと連
続性を備えたポアを多数持つ。(1) The above separation membrane in which the nitrogen-containing cyclic compound has a pi-electron system (2) The above separation membrane in which the pore diameter is ln+n to 20 μm (3) The above separation membrane having a pyrodiene adsorption function (4)
Pyrodiene 11000n/m1. The above-mentioned separation membrane (physical shape) has sufficient pyrodiene removal function to allow an aqueous solution containing the same to permeate at a permeation rate of 101/m''·hr or more, and more than half of the permeate has a pyrodiene concentration of 1 ng/- or less. The first feature of the separation membrane of the invention is that an affinity adsorbent having a membrane structure having a large number of pores, that is, a porous membrane shape is used as a separation means. Examples include microfiltration membranes that maintain their strength and are thick enough to make sufficient contact with the liquid passing through them, so that the liquid containing the drug of interest can come into contact with the membrane without undue resistance. It has many pores that are large enough and continuous enough to pass through.
他の好適な例として挙げられる異方性の限外濾過膜は、
薄く緻密で細孔の開いたスキン層部分と、より粗峡で大
きいポアを備えた厚みのあるコア部分とよりなる。これ
らの膜の構造は、分離膜の分野で従来から知られている
。1枚の膜の厚さは通常10〜1000μm1特に50
〜300μmであるが、必要に応じ、さらに厚い膜を用
いたり、複数枚を重ねて用いることもできる。ポアサイ
ズは、膜分離の技術分野で通常限外濾過ないし精密濾過
といわれる範囲、例えばl n+nから20μm1好ま
しくは10nmから5μm1特によく用いられるものは
50nmから1μm程度である。Other suitable examples of anisotropic ultrafiltration membranes include:
It consists of a thin, dense skin layer with open pores and a thicker core layer with rougher, larger pores. The structures of these membranes are conventionally known in the field of separation membranes. The thickness of one film is usually 10 to 1000 μm, especially 50 μm.
~300 μm, but if necessary, a thicker film can be used or a plurality of films can be stacked. The pore size is within the range commonly referred to as ultrafiltration or microfiltration in the technical field of membrane separation, for example from ln+n to 20 μm, preferably from 10 nm to 5 μm, and particularly frequently used ones are about 50 nm to 1 μm.
分子量の大きい薬剤、例えば蛋白質や多糖類を含む溶液
からパイロジエンを除去する場合は、薬剤の分子径に応
じ、その透過を阻止しないポアサイズの膜を選定すべき
ことは当然である。When removing pyrodiene from a solution containing a drug with a large molecular weight, such as a protein or polysaccharide, it is a matter of course that a membrane with a pore size that does not block the permeation of the drug should be selected depending on the molecular diameter of the drug.
膜のポアサイズは、例えば膜に吸着されない粒子の大き
さと阻止率の関係から、阻止率90%の粒子径をもって
表わすのが一船的である。The pore size of a membrane is, for example, expressed as the particle diameter at which the rejection rate is 90%, because of the relationship between the size of particles that are not adsorbed to the membrane and the rejection rate.
本発明においては、このような膜を構成する基材に含窒
素環式化合物が結合しており、ポアを通じて膜を透過す
る液体中のパイロジエンは、基材の骨格から適当に離れ
て位置する吸着体すガント(含窒素環式化合物)と接触
できる。異方性膜の場合は、スキン層側を上流として液
体と接触させれば、スキン層を通過する際にリガンドと
接触し、さらにコア部分でも接触できる。In the present invention, a nitrogen-containing cyclic compound is bonded to the base material constituting such a membrane, and the pyrodiene in the liquid that permeates through the membrane through the pores is absorbed into the adsorbent located at an appropriate distance from the skeleton of the base material. It can come into contact with the body (nitrogen-containing cyclic compound). In the case of an anisotropic membrane, if it is brought into contact with the liquid with the skin layer side upstream, it will come into contact with the ligand as it passes through the skin layer, and can also come into contact with the core portion.
スキン層があると、ポアを目づまりさせるような粒子の
膜内部への侵入を防ぎ好適である。もちろん、スキン層
の孔径は目的とする薬剤が通過できるものでなければな
らない。スキン層は、複数存在してもよい。均質膜の場
合は、もちろん、そのポアを液が通過する際にリガンド
と接触し、パイロジエンが吸着される。A skin layer is preferable because it prevents particles that would clog the pores from entering the membrane. Of course, the pore size of the skin layer must be such that the drug of interest can pass through. There may be a plurality of skin layers. In the case of a homogeneous membrane, of course, when the liquid passes through its pores, it comes into contact with the ligand and adsorbs pyrodiene.
このような均質膜、異方性膜の構造をもつパイロジエン
吸着体を得る簡単な方法は、適切な構造とポアサイズと
をもつ市販の分離膜の中から水酸基やアミノ基などを有
する素材からなるものを選び、膜の形状を保持したまま
化学反応により含窒素環式化合物を結合させる加工を行
うことである。A simple method to obtain a pyrodiene adsorbent having a homogeneous membrane or anisotropic membrane structure is to select one made of a material containing hydroxyl groups or amino groups from commercially available separation membranes with an appropriate structure and pore size. The process involves selecting a membrane and bonding it with a nitrogen-containing cyclic compound through a chemical reaction while maintaining the shape of the membrane.
また、支持体を持つ多孔性膜も本発明の吸着体の形状の
一例として挙げることができる。例えば合成繊維不織布
の上に前記のような均質膜または異方性膜を形成させた
ものである。この場合、膜の強度は主として支持体、例
えば多孔性プラスチックスフィルムや繊維製品(織物、
編物、不織布など〉により受は持たれる。不溶性の担体
に含窒素環式化合物が結合している材料からなる膜の本
体部分が多数のポアとある程度の厚さを持ち、液体が過
大な抵抗を受けずに所望の接触を確保しつつ通過できる
ものであることは先の例と同様である。多孔性のプラス
チックフィルムを支持体として、基材物質を含浸させた
膜も使用できる。支持体として、例えばジュラガード(
商標)の名で市販されている空孔率の大きいポリプロピ
レン製多孔膜を使用できる。Further, a porous membrane having a support can also be cited as an example of the shape of the adsorbent of the present invention. For example, a homogeneous film or an anisotropic film as described above is formed on a synthetic fiber nonwoven fabric. In this case, the strength of the membrane depends primarily on the support, e.g. porous plastic films or textiles (textiles,
The uke is held by knitted fabrics, non-woven fabrics, etc. The main body of the membrane, which is made of a material in which a nitrogen-containing cyclic compound is bonded to an insoluble carrier, has many pores and a certain thickness, allowing the liquid to pass through while ensuring the desired contact without experiencing excessive resistance. This is possible as in the previous example. A membrane in which a porous plastic film is used as a support and is impregnated with a base material can also be used. As a support, for example Duragard (
A porous membrane made of polypropylene with a high porosity, which is commercially available under the name (Trademark), can be used.
これらの膜の製法の一例は、高分子物質のドープ状溶液
をノズル、ギーサーなどを用いて中空糸、平膜など所望
の形状に成形し、洗い出しや蒸発により溶媒の抜は出た
あとに形成されるポアを含んだ膜とするものである。膜
を構成する基材に含窒素環式化合物を結合させる工程は
、膜成形の前であっても後であってもよい。An example of a manufacturing method for these membranes is to form a doped solution of a polymeric substance into a desired shape such as a hollow fiber or flat membrane using a nozzle or Giesser, and then remove the solvent by washing or evaporation. This is a membrane containing pores. The step of bonding the nitrogen-containing cyclic compound to the base material constituting the membrane may be performed before or after forming the membrane.
液体の通過性能と吸着体との接触性能とをバランスさせ
た寸法のポアを有する膜状パイロジエン吸着体は、他の
製法によって得ることもできる。例えば、含窒素環式化
合物が結合した極めて微細な(1μm以下)直径の41
1維状の基材を用い、シートを形成させる。製膜法自体
は抄紙と類似しているが、微小な繊維を用いているので
、普通の濾紙と異なり、本発明の場合に必須である液と
の良好な接触性を確保するポアサイズを備えた精密濾過
膜が得られる。膜の厚さは、膜構造の粗密によっても異
なるが、通常は先の例と同様である。A membrane-like pyrodiene adsorbent having pores with a size that balances the liquid passage performance and the contact performance with the adsorbent can also be obtained by other manufacturing methods. For example, a very fine (1 μm or less) diameter 41
A sheet is formed using a fibrous base material. The membrane-forming method itself is similar to papermaking, but because it uses minute fibers, unlike ordinary filter paper, it has a pore size that ensures good contact with the liquid, which is essential in the case of the present invention. A precision filtration membrane is obtained. The thickness of the film varies depending on the density of the film structure, but is usually the same as in the previous example.
本発明の分離膜は、あらかじめ調製された適切な素材と
構造をもつ膜、例えばセルロース質のマイクロフィルタ
ーなどを基材として化学反応により含窒素環式化合物を
結合させることによっても得られる。The separation membrane of the present invention can also be obtained by bonding a nitrogen-containing cyclic compound through a chemical reaction using a previously prepared membrane having an appropriate material and structure, such as a cellulose microfilter, as a base material.
膜の形状は、平膜、中空糸膜、管状膜、その他特に限定
されることはない。これらの膜は、膜モジュールの形で
好適に適用できる。膜モジュールの例としては、スパイ
ラル型、プリーツ型、プレートアンドフレーム型、チュ
ーブラ−型、ホローファイバー型などがある。The shape of the membrane is not particularly limited, such as a flat membrane, hollow fiber membrane, or tubular membrane. These membranes can be suitably applied in the form of membrane modules. Examples of membrane modules include spiral type, pleated type, plate and frame type, tubular type, and hollow fiber type.
(膜を構成する基材)
本発明の分離膜は、膜を構成する基材に含窒素環式化合
物が結合した物質で構成されている。(Substrate constituting the membrane) The separation membrane of the present invention is composed of a substance in which a nitrogen-containing cyclic compound is bonded to a base material constituting the membrane.
基材は一般的には不溶性、すなわち、取り扱われる液体
に溶解しないものである。溶媒は、通常の場合水である
が、特別な場合は、アルコール、アセトン、アセ、トニ
トリル、DMSO,クロロホルムなど非水溶媒、または
それらの水溶液であることを妨げない。含窒素環式化合
物が結合した最終的な吸着体において不溶性になればよ
く、途中の段階での不溶性は問わない。水に不溶性の多
糖類系の基材の多くは、同時に有機溶媒にも不溶性であ
る。The substrate is generally insoluble, ie, does not dissolve in the liquid with which it is handled. The solvent is usually water, but in special cases it may be a nonaqueous solvent such as alcohol, acetone, acetate, tonitrile, DMSO, chloroform, or an aqueous solution thereof. It is sufficient that the nitrogen-containing cyclic compound becomes insoluble in the final adsorbent to which it is bonded, and it does not matter whether it is insoluble at intermediate stages. Many of the polysaccharide base materials that are insoluble in water are also insoluble in organic solvents.
基材は、一般に高分子物質であり、多くは線状の有機高
分子であるが、分子間力により集合している。膜状であ
るから外観的には2次元的な拡がりを主体としているが
、膜の厚さがあるので、本質的には3次元的である。基
材は、直接または間接に含窒素環式化合物を固定できる
構造をもつ。例えば水酸基、アミノ基などの官能基ない
し他の物質と反応できる活性位置(例えば活性水素)を
備えている。The base material is generally a polymeric substance, often a linear organic polymer, which is assembled by intermolecular forces. Since it is membrane-like, it appears to be mainly two-dimensional in appearance, but because of the thickness of the membrane, it is essentially three-dimensional. The base material has a structure that can directly or indirectly fix the nitrogen-containing cyclic compound. For example, it has a functional group such as a hydroxyl group or an amino group, or an active position (eg, active hydrogen) that can react with other substances.
具体的には、多糖類(アミノアルキル化多糖類、カルボ
キシアルキル化多糖類などその誘導体を含む。例:セル
ロースおよびその誘導体、アガロースおよびその誘導体
、架橋デキストランおよびその誘導体、キトサンなど、
特開昭57−183712の例示を参照できる)、合成
有機高分子(例:ポリアクリロニトリル系、ポリスルホ
ン系、ポリアミド系、ポリビニルアルコール系、ポリス
チレン系、ポリアクリル酸系なと、ヒドロキシアルキル
化、アミノアルキル化またはハロゲノアルキル化された
ポリスチレン系樹脂、ポリアクリルアミド樹脂など同じ
時開に例示あり)、無機高分子(例ニジリカゲル、アル
ミナ、ガラス例えばアミノプロピル多孔性ガラス、各種
セラミック)などが挙げられる。Specifically, polysaccharides (including derivatives thereof such as aminoalkylated polysaccharides and carboxyalkylated polysaccharides; examples: cellulose and its derivatives, agarose and its derivatives, crosslinked dextran and its derivatives, chitosan, etc.)
JP-A-57-183712), synthetic organic polymers (e.g., polyacrylonitrile, polysulfone, polyamide, polyvinyl alcohol, polystyrene, polyacrylic acid, hydroxyalkylated, aminoalkyl) Examples include polystyrene resins and polyacrylamide resins which have been halogenated or halogenoalkylated), inorganic polymers (eg, Nisilica gel, alumina, glass, such as aminopropyl porous glass, various ceramics), and the like.
また、特開昭57−183712記載の水不溶性担体の
中から選ぶことができる。これらの基材には、共重合、
メチロール化、還元など種々の方法によりリガンドとの
結合を作るのに役立つ水酸基、アミノ基などの官能基を
導入することができる。Further, it can be selected from among the water-insoluble carriers described in JP-A-57-183712. These base materials include copolymerization,
Functional groups such as hydroxyl groups and amino groups that are useful for forming bonds with ligands can be introduced by various methods such as methylolation and reduction.
このような基材は、3次元的な構造により膜を構成し、
直接またB2スペーサーを介して含窒素環式化合物と結
合する。基材とリガンド、スペーサーにより構成される
分子構造は、更に上位の構造である分子の会合、ポアの
形成と共に液体と吸着剤との接触に重要な影響を及ぼす
。Such a base material constitutes a membrane with a three-dimensional structure,
It is bonded directly or via a B2 spacer to a nitrogen-containing cyclic compound. The molecular structure composed of the base material, ligand, and spacer has an important influence on the higher-order structure, which is the association of molecules and the formation of pores, as well as the contact between the liquid and the adsorbent.
本発明の実施にあたっては、適切な基材の選定は極めて
重要である。In carrying out the present invention, selection of an appropriate substrate is extremely important.
(含窒素環式化合物)
本発明における含窒素環式化合物は、特開昭57−18
3712記載のものと同様のものが適用でき、パイ電子
系を備えたものが好ましい。(Nitrogen-containing cyclic compound) The nitrogen-containing cyclic compound in the present invention is
Those similar to those described in No. 3712 can be applied, and those having a pi-electron system are preferable.
具体的には、イミダゾール骨格、ピラゾール骨格、ピリ
ミジン骨格、ピリダジン骨格、ピラジン骨格、プリン骨
格、アクリジン骨格、トリアゾール骨格、オキサジアゾ
ール骨格、テトラゾール骨格、インダゾール骨格、ベン
ゾトリアゾール骨格、ベンゾピリダジン骨格、ベンゾピ
リミジン骨格、ベンゾピラジン骨格、ナフチリジン骨格
などを有する含窒素環式基Rを含む式R−^−Xで表わ
される化合物が挙げられる。Specifically, imidazole skeleton, pyrazole skeleton, pyrimidine skeleton, pyridazine skeleton, pyrazine skeleton, purine skeleton, acridine skeleton, triazole skeleton, oxadiazole skeleton, tetrazole skeleton, indazole skeleton, benzotriazole skeleton, benzopyridazine skeleton, benzopyrimidine Examples include compounds represented by the formula R-^-X containing a nitrogen-containing cyclic group R having a skeleton, a benzopyrazine skeleton, a naphthyridine skeleton, or the like.
Aは単結合手、アルキレン(エチレン、ブチレン、C1
2等)基、アルケニレン基を表し、Xは水素原子、ア、
ミノ基、水酸基、カルボキシル基などを表し、含窒素環
式基およびアルキレン基には置換基(カルボキシル、オ
キソ、アルキル、ヒドロキシル、アミノ、アルコキシな
ど)を有していてもよい。A is a single bond, alkylene (ethylene, butylene, C1
2 etc.) group, alkenylene group, X is a hydrogen atom, a,
It represents a mino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, etc., and the nitrogen-containing cyclic group and alkylene group may have a substituent (carboxyl, oxo, alkyl, hydroxyl, amino, alkoxy, etc.).
複素環式化合物の具体例を挙げると、ヒスチジン、ヒス
タミン、ウロカニン酸、ウラシル、オロチン酸、シトシ
ン、5−メチルシトシン、2−アミノ−4,6−シメチ
ルピリミジン、2−アミノ−4−ヒドロキシ−6−メチ
ルピリミジン、アデニン、6.9−ジアミノ−2−エト
キシアクリジンがあり、特に好ましい化合物はイミダゾ
ール骨格をもつ化合物、例えばヒスタミンおよびヒスチ
ジンである。Specific examples of heterocyclic compounds include histidine, histamine, urocanic acid, uracil, orotic acid, cytosine, 5-methylcytosine, 2-amino-4,6-dimethylpyrimidine, 2-amino-4-hydroxy- Examples include 6-methylpyrimidine, adenine, and 6,9-diamino-2-ethoxyacridine, and particularly preferred compounds are compounds having an imidazole skeleton, such as histamine and histidine.
〈基材と含窒素環式化合物との結合〉
含窒素環式化合物であるリガンドと膜を構成する基材と
の結合方式には、−船釣には担体結合、架橋、包括(e
ntrapping) (格子型、マイクロカプセル
型)などがあり得るが、普通は担体結合法が選ばれる。<Bonding of the substrate and the nitrogen-containing cyclic compound> The bonding methods of the ligand, which is a nitrogen-containing cyclic compound, and the substrate constituting the membrane include - carrier bonding, cross-linking, and inclusion (e) for boat fishing.
ntrapping (lattice type, microcapsule type), etc., but carrier binding method is usually selected.
架橋法はアフィニティーの発現と十分な流速確保の点に
問題がある。The crosslinking method has problems in expressing affinity and securing a sufficient flow rate.
基材と含窒素環式化合物とは直接結合してもよいし、ス
ペーサーを介して結合してもよい。The base material and the nitrogen-containing cyclic compound may be bonded directly or may be bonded via a spacer.
スペーサーは、特開昭57−183712記載のものと
同様のものが適用できる。代表的な例はNl2([’1
12)l、N)1. 、l100c(CH2)、、CD
DH(または対応する酸無水物) 、NL(CH2)l
、C00II、 N)1.(CH2)、DH(但し、は
1〜12の整数を表わす)である。スペーサーの存在は
、基材により構成される網目構造が、パイロジエンの吸
着サイトへの接近を妨げるほど密である場合に特に有用
である。As the spacer, a spacer similar to that described in JP-A-57-183712 can be used. A typical example is Nl2(['1
12)l, N)1. ,l100c(CH2),,CD
DH (or corresponding acid anhydride), NL(CH2)l
, C00II, N)1. (CH2), DH (wherein represents an integer from 1 to 12). The presence of a spacer is particularly useful when the network constituted by the substrate is so dense as to prevent access of the pyrodiene to the adsorption sites.
膜を構成する基材を担体として、これに直接または間接
にリガンドを結合させる固定化方法としては、共有結合
、イオン結合、疎水結合、配位結合などが挙げられる。Immobilization methods for directly or indirectly binding a ligand to a base material constituting a membrane as a carrier include covalent bonding, ionic bonding, hydrophobic bonding, coordinate bonding, and the like.
これらの中で、望ましいのは含窒素環式化合物の離脱の
おそれの少ない共有結合による固定化である。共有結合
の例としてアミド結合、エステル結合、エーテル結合、
アミノ結合、イミノ結合、スルフィド結合、ジスルフィ
ド結合、スルホン結合などが挙げられる。Among these, preferable is immobilization by covalent bonding, which is less likely to detach the nitrogen-containing cyclic compound. Examples of covalent bonds include amide bonds, ester bonds, ether bonds,
Examples include amino bonds, imino bonds, sulfide bonds, disulfide bonds, and sulfone bonds.
基材にリガンドまたはスペーサーを結合させる方法は、
例えば次のようである。ハロゲン化シアン(例ニブロム
シアン)、エポキシ化合物(例:エピクロルヒドリン、
ビスオキシラン)、ハロゲノ有機酸ハライド(例:クロ
ルアセチルクロリド、トレシルクロライド)、ジアルデ
ヒド(例ニゲルタルアルデヒド〉、ベンゾキノン等を用
いて基材を活性化した後、アミノ基、水酸基、チオール
基、カルボキシル基などを持つ含窒素環式化合物または
スペーサーを結合させる。The method for attaching the ligand or spacer to the substrate is as follows:
For example: Cyanogen halides (e.g. nibromcyan), epoxy compounds (e.g. epichlorohydrin,
After activating the base material using halogenated organic acid halides (e.g. chloroacetyl chloride, tresyl chloride), dialdehyde (e.g. nigertaraldehyde), benzoquinone, etc., amino groups, hydroxyl groups, thiol groups, A nitrogen-containing cyclic compound having a carboxyl group or a spacer is attached.
スペーサー担体を用いる間接的リガンド固定化法の例と
して、エポキシ化法(例:エピクロルヒドリン、ビスオ
キシラン)、脱水縮合法(WSC、BEDO) 、還元
アミノ化法(NaCN+ボラン、ジメチルアミン+ボラ
ン)、チオール活性化法(PySSPy)などがある。Examples of indirect ligand immobilization methods using spacer carriers include epoxidation method (e.g. epichlorohydrin, bisoxirane), dehydration condensation method (WSC, BEDO), reductive amination method (NaCN + borane, dimethylamine + borane), thiol There are activation methods (PySSPy), etc.
これらは、エポキシ、カルボキシル、アミノ、ヒドラジ
ノ、ホルミル、チオールなどの基を持つ担体スペーサー
誘導体を、縮合剤、活性化剤(それぞれの方法の後の括
弧内に例示した)を用い活性中間体となし、アミノ、カ
ルボキシル、アルデヒド、チオールなどの基をもつリガ
ンドと結合させる。These are made by using carrier spacer derivatives with groups such as epoxy, carboxyl, amino, hydrazino, formyl, thiol, etc. as active intermediates using condensing agents and activating agents (examples are given in parentheses after each method). , amino, carboxyl, aldehyde, thiol, etc.
エポキシ法で調製した吸着体は従来最も多く用いられて
いるブロムシアン法に比べ、リガンドが安定に固定して
おり、非特異的吸着性が低い点で優れており、本発明に
おいて好ましい結合法である。The adsorbent prepared by the epoxy method is superior to the bromcyan method, which is the most commonly used method, in that the ligand is stably immobilized and nonspecific adsorption is low, making it the preferred binding method in the present invention. .
共有結合以外の固定化例を挙げると、例えば強酸性基を
表面に結合した担体(陰イオンクロマト用の充填剤とし
て市販されている)に、強塩基性の置換基をもつ含窒素
環式化合物リガンドをイオン結合で固定すること、オク
タデシル、オクチル、フェニルなどにより表面を疎水性
にした基材と長鎖アルキル基やフェニル基を結合させた
リガンドとを疎水結合により保持すること(ダイナミッ
クコーティング法)も可能である。An example of immobilization other than a covalent bond is, for example, a nitrogen-containing cyclic compound having a strong basic substituent on a carrier with a strongly acidic group bonded to the surface (commercially available as a packing material for anion chromatography). Immobilizing a ligand with ionic bonds, or holding a base material whose surface has been made hydrophobic with octadecyl, octyl, phenyl, etc. and a ligand bonded with a long-chain alkyl group or phenyl group through hydrophobic bonds (dynamic coating method) is also possible.
基材、スペーサー、含窒素環式化合物を結合する固定化
方法については前記公報にも詳しく説明されており、本
発明においてもこのような既に開示された技術を応用し
てリガンドの固定化を実施することができる。The immobilization method for bonding the substrate, spacer, and nitrogen-containing cyclic compound is explained in detail in the above publication, and in the present invention, the immobilization of the ligand is carried out by applying such already disclosed technology. can do.
これらリガンドの固定化技術は例1に示すような膜の形
状をもつ素材の加工にも、例3に示すような膜になる前
の素材の加工にも応用できる。These ligand immobilization techniques can be applied to the processing of a material in the shape of a membrane as shown in Example 1, as well as to the processing of a material before it becomes a membrane as shown in Example 3.
(分離機能)
本発明の分離膜がポアを透過する液と接触してパイロジ
エンを吸着分離する機能をもつことは、これまでの説明
から理解される通りである。(Separation Function) As is understood from the above description, the separation membrane of the present invention has a function of adsorbing and separating pyrodiene by contacting the liquid passing through the pores.
膜の厚さは前記のように薄く、従って、従来の吸着剤で
用いらオ、ていたバッチ法は勿論、カラム法に比べても
極めて短い接触時間である。例えば膜の厚さ1100j
J (10−’cm) 、流速504!/m’・時の場
合、カラム法におけるSV (容積速度、みかけ値〉に
相当する値は500(毎時)であるから、接触時間(み
かけ値)は7.2秒(500分の1時間)であり、アフ
ィニティクロマトカラム法におけるSV3、すなわち接
触時間20分程度に比べて100分の1以下である。The thickness of the membrane is thin as described above, and therefore the contact time is extremely short compared to the column method as well as the batch method used with conventional adsorbents. For example, the film thickness is 1100j
J (10-'cm), flow rate 504! /m'・hour, the value corresponding to SV (volumetric velocity, apparent value) in the column method is 500 (per hour), so the contact time (apparent value) is 7.2 seconds (1/500th of an hour). This is less than 1/100 of the SV3 in the affinity chromatography column method, that is, the contact time of about 20 minutes.
それにもかかわらず、適切な基材とリガンドとしての含
窒素環式化合物(および場合によりスペーサー)を選択
し、これらにより構成される3次元的な分子構造および
分子の会合構造、更に大きな立体構造であるポアを存在
させた膜形状をとることにより、液体と吸着剤との満足
できる接触が得られる。本発明の分離膜は薬剤を透過さ
せる大きさのポアをもち、しかも101/m′・時以上
の透過流速において、例えばパイロジエン1000〜1
100n/−を含む水溶液から、パイロジエン1 ng
/−以下、さらには0.01ng/−以下にも達する、
事実上完全にパイロジエンの除去された透過液を得る程
度の選択的分離機能を備える。Nevertheless, by selecting an appropriate substrate and a nitrogen-containing cyclic compound as a ligand (and in some cases a spacer), we can construct three-dimensional molecular structures, molecular association structures, and even larger three-dimensional structures. The membrane configuration with certain pores provides satisfactory contact between the liquid and the adsorbent. The separation membrane of the present invention has pores large enough to allow drugs to permeate, and at a permeation flow rate of 101/m'·hr or more, for example, pyrodiene 1000 to 1
1 ng of pyrodiene from an aqueous solution containing 100 n/-
/- or less, even reaching 0.01 ng/- or less,
A selective separation function is provided to obtain a permeate virtually completely free of pyrogenes.
本発明の分離膜は、より高い濃度のパイロジエンを含む
液からOパイロジエン除去にも使用できる。この場合、
到達濃度では上記のような事実上完全な除去には及ばな
いことがあるが、短い接触時間にもかかわらず、仕込み
液中のパイロジエン除去率の点で、例えば99%という
高い値が得られ、使用目的によっては十分有用である。The separation membrane of the present invention can also be used to remove O pyrodiene from liquids containing higher concentrations of pyrodiene. in this case,
Although the achieved concentration may not reach the above-mentioned virtually complete removal, a high value of, for example, 99%, can be obtained in terms of pyrodiene removal rate from the feed solution, despite the short contact time. It is quite useful depending on the purpose of use.
本発明の分離膜は、物理的形状、化学構造に加えて、こ
のように透過法による液中の物質の選択分離機能、例え
ば透過液からのパイロジエン除去機能を備えていること
を特徴とすることで他の分離手段と区別できる。例えば
、パイロジエン吸着機能を持つ繊維で構成された濾紙は
、カラムに充填して十分な接触時間を与えた場合は吸着
剤として機能するとしても、極めて接触時間の短い透過
法を適用した場合は、十分な除去機能を発揮することが
できない。In addition to its physical shape and chemical structure, the separation membrane of the present invention is characterized by having a function of selectively separating substances in a liquid by a permeation method, for example, a function of removing pyrodiene from a permeate liquid. can be distinguished from other separation methods. For example, a filter paper made of fibers with pyrodiene adsorption function may function as an adsorbent if packed in a column and given sufficient contact time, but if a permeation method with an extremely short contact time is applied, It is not possible to demonstrate sufficient removal function.
本発明の分離膜は、従来技術のゲル構造をもった粒子状
吸着体と対照的に、多孔性構造の膜形状をもつ。それゆ
え、液を分離手段と接触させる装置は、充填カラムでな
く、通常の場合、膜モジュールである。この場合、液を
通過させる際の抵抗は、主として膜抵抗だけとなり、粒
子間の流動により生ずる圧力損失からまぬがれる。膜抵
抗は処理液の性質に応じて使い分けられるポア径、膜の
厚さなどにより異なるが、精密濾過膜、限外濾過膜程度
の領域で使えるので、特別な耐圧装置は必要としない。The separation membrane of the present invention has a membrane shape with a porous structure, in contrast to the gel-structured particulate adsorbent of the prior art. The device for contacting the liquid with the separation means is therefore usually a membrane module rather than a packed column. In this case, the resistance when the liquid passes through is mainly the membrane resistance, and pressure loss caused by the flow between particles is avoided. Membrane resistance varies depending on the pore diameter, membrane thickness, etc., which are used depending on the properties of the processing liquid, but it can be used in the area of microfiltration membranes and ultrafiltration membranes, so no special pressure-resistant equipment is required.
また、RO膜領領域どさらに圧力をかける必要のある膜
を用いる場合も、膜自体には、十分な耐圧性をもたすこ
とができる。Furthermore, even when using a membrane that requires pressure to be applied to the RO membrane region, the membrane itself can have sufficient pressure resistance.
このように、本発明の分離膜は通液抵抗の減少と耐圧性
の増加によりゲル構造をもった粒子状吸着体の問題点を
解消するものであるが、膜構造を取る効果はそれに止ま
るものでない。以下、大量の液を処理するパイロジエン
除去設備が本発明により、いかにコンパクトなスケール
で実現できるかを計算例により説明する。As described above, the separation membrane of the present invention solves the problems of particulate adsorbents with a gel structure by reducing liquid flow resistance and increasing pressure resistance, but the effects of having a membrane structure end there. Not. Hereinafter, a calculation example will be used to explain how pyrogen removal equipment that processes a large amount of liquid can be realized on a compact scale according to the present invention.
ゲル構造をもった粒子状吸着体11を充填したカラムを
用いる場合、圧力的1kg/cnfGとすると、通液量
は、通常3〜1017時程度までである。本発明の吸着
体の場合、容積11のモジュール中には1〜2 m”程
度の面積の膜を備えることができる。従って透過速度を
501/m”・時とした場合、通液量50〜1001/
時と、粒子状吸着体の場合に対し10倍程度の処理量が
、同じ体積の設備で実現できる。さらに運転圧力を上げ
れば、100倍以上の処理量も期待できる。When using a column filled with particulate adsorbent 11 having a gel structure, the amount of liquid passed is usually from about 3 to 1017 hours, assuming a pressure of 1 kg/cnfG. In the case of the adsorbent of the present invention, a membrane with an area of about 1 to 2 m" can be provided in a module with a volume of 11. Therefore, if the permeation rate is 501/m"/hr, the liquid flow rate is 50 to 2 m. 1001/
In addition, a throughput of about 10 times that of a particulate adsorbent can be achieved with equipment of the same volume. If the operating pressure is further increased, the throughput can be expected to increase by more than 100 times.
本発明の分離膜が、体積効率だけでなく、到達濃度、除
去率を含めいずれの点でも極めて優れた分離能力を持っ
ているものであることは、これまでに説明した通りであ
る。本発明の分離膜は、膜形状をもつため膜分離効果も
合わせて働き、吸着剤としての機能を助ける。本発明は
、これらの効果により、蛋白質のような大きな分子量か
ら低分子量にわたる広い範囲の薬剤を含む溶液、さらに
は溶媒自体から、パイロジエンや核酸(DNA、RNA
)を含む含窒素環式化合物とアフィニティーのある物質
を、高い効率で選択的に分離、除去するのに有用である
。As explained above, the separation membrane of the present invention has extremely excellent separation ability not only in terms of volumetric efficiency but also in terms of ultimate concentration and removal rate. Since the separation membrane of the present invention has a membrane shape, it also works as a membrane separation effect and helps function as an adsorbent. Due to these effects, the present invention can remove pyrodiene and nucleic acids (DNA, RNA) from solutions containing a wide range of drugs ranging from large molecular weights such as proteins to low molecular weights, and even from the solvent itself.
) is useful for selectively separating and removing substances that have affinity with nitrogen-containing cyclic compounds with high efficiency.
以下の説明で(Net)は湿重量を表わす。 In the following explanation, (Net) represents wet weight.
例1.ヒスチジン固定化PVA膜の調製ポリビニルアル
コール(PVA )中空糸膜(クラ−5F−401、ポ
アサイズ約0.1μmの均質膜、内径330μm1膜厚
125μm1有効長5.5cm)3本を、ガラス管にエ
ポキシ樹脂で固定したミニモジュールを作成する。以下
このモジュールを用い、下記■〜Oの順番で中空糸膜を
液と接触させて、膜に対しそれを構成する素材の化学反
応を含む処理を施し、本発明の旧sPV^膜吸着体を得
る。膜と液との接触方法としては、液を流速20〜50
m1/分で中空糸膜の内外に循環させる。Example 1. Preparation of histidine-immobilized PVA membrane Three polyvinyl alcohol (PVA) hollow fiber membranes (Cla-5F-401, homogeneous membrane with pore size of approximately 0.1 μm, inner diameter 330 μm, membrane thickness 125 μm, effective length 5.5 cm) were placed in a glass tube using epoxy resin. Create a mini module fixed with resin. Below, using this module, the hollow fiber membrane is brought into contact with the liquid in the order of ① to O below, and the membrane is subjected to a treatment that includes a chemical reaction of the materials that make up the membrane, and the old sPV^ membrane adsorbent of the present invention is obtain. The method of contacting the membrane with the liquid is to apply the liquid at a flow rate of 20 to 50
Circulate in and out of the hollow fiber membrane at m1/min.
温度は、モジュール全体を水浴に浸して調節する。The temperature is regulated by submerging the entire module in a water bath.
■洗浄(I M NaC1,純7k)、■エポキシ化(
60℃、I N NaOH,90mj!、さらにエビク
OJL/ヒドリン1Ordを添加して2時間)、■洗浄
(純水)、■スペーサー結合(0,625%へキサメチ
レンジアミン水溶液40mj!、60℃、2時間)、■
洗浄(純水)、■エポキシ化(■と同様)、■洗浄(純
水)、■ヒスチジン(His)固定化(1mM)1is
40ml! 、 pH13,60℃、2時間〉、■洗
浄(I M NaC1,純水)、■膜自体のパイロジエ
ンフリー化(20%エタノールを溶媒とする0、2N
NaOH)このようにして、本発明の吸着体であるヒス
チジン固定化PVA膜(HisPVA膜〉を得る。■Cleaning (IM NaC1, pure 7k), ■Epoxidation (
60℃, IN NaOH, 90mj! , further adding Ebiku OJL/Hydrin 1Ord for 2 hours), ■ Washing (pure water), ■ Spacer binding (0,625% hexamethylene diamine aqueous solution 40mj!, 60°C, 2 hours), ■
Washing (pure water), ■Epoxidation (same as ■), ■Washing (pure water), ■Histidine (His) immobilization (1mM) 1is
40ml! , pH 13, 60°C, 2 hours>, ■ Washing (I M NaCl, pure water), ■ Making the membrane itself pyrogen-free (0.2N using 20% ethanol as a solvent).
(NaOH) In this way, a histidine-immobilized PVA membrane (HisPVA membrane), which is the adsorbent of the present invention, is obtained.
この旧5PVA膜の元素分析値(%〉を、原料PVA膜
および上記■迄の工程で得た中間処理膜(AH−PVA
膜)の元素分析値と比較して示す。The elemental analysis value (%) of this old 5 PVA membrane was calculated based on the raw material PVA membrane and the intermediate treated membrane (AH-PVA membrane) obtained in the process up to
A comparison is shown with the elemental analysis values of the film).
試料名 炭素 水素 窒素原料PVA膜
55,14 7.92 0.02八H−PV
A膜 54.92 8.0G
O,17H1sPVAM 54.27
7.87 0.40例2.パイロジエン除去
ミニモジュールに組み込まれたl1sPVA膜(例1、
膜面積1,7cnf)に、パイロジエン(B、coli
olll : 84由来)S度1100n/rnlの原
水42rnlを13rd/分の速度で循環し、膜透過速
度を0.2mA!/分(701/m”・時)になるよう
に圧力コックを調整する。供給圧力約0.2 kg/
caf G 0透過液のパイロジエン濃度は、リムルス
BS−テスト、ワコー(商標)を用い、トキシノメータ
ーBT−201(いずれも和光純薬工業製)で測定する
。透過液量22−の場合の濃度は0. O1ng/rn
l、パイロジエン除去率は99.99%である。パイロ
ジエン濃度11000n/−の原水を用いる場合も0.
log/m12以下の濃度にすることができる。Sample name Carbon Hydrogen Nitrogen raw material PVA membrane 55,14 7.92 0.028H-PV
A membrane 54.92 8.0G
O,17H1sPVAM 54.27
7.87 0.40 Example 2. l1sPVA membrane incorporated into pyrodiene removal mini-module (Example 1,
pyrodiene (B, coli
olll: 84 origin) 42rnl of raw water with an S degree of 1100n/rnl was circulated at a rate of 13rd/min, and the membrane permeation rate was 0.2mA! /min (701/m”・hour). Supply pressure is approximately 0.2 kg/min.
The pyrodiene concentration of the caf G 0 permeate is measured using Limulus BS-Test, Wako (trademark), and a toxinometer BT-201 (both manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). When the amount of permeated liquid is 22-, the concentration is 0. O1ng/rn
l, pyrodiene removal rate is 99.99%. Even when raw water with a pyrodiene concentration of 11,000 n/- is used, the concentration is 0.
The concentration can be lower than log/m12.
比較のため、例1で吸着体製造に用いた出発物と同じP
VA中空糸膜ミニモジュールを用いて、同様のテストを
行う。通常の膜分離により得られる透過水のパイロジエ
ン濃度は18ng/d、パイロジエン除去率は82%で
ある。For comparison, the same P as the starting material used for adsorbent production in Example 1
A similar test is performed using a VA hollow fiber membrane mini module. The pyrodiene concentration in permeated water obtained by conventional membrane separation is 18 ng/d, and the pyrodiene removal rate is 82%.
例3.ヒスチジン固定化MFCの調製
木材バルブを原料とし、高圧ホモジナイザーにより直径
約0.4μm程度に微細化されたミクロフィブリル化セ
ルロース4%懸濁液(ダイセル化学工業> 180g
(湿重量)を270−の水に懸濁し、2N水酸化ナトリ
ウム水溶液117rnlおよびエピクロルヒドリン27
−を加えて40℃で2時間攪拌する。反応終了後、混合
物を濾過し、残渣を水で洗浄することによりエポキシ化
MFCを得る。Example 3. Preparation of histidine-immobilized MFC A 4% suspension of microfibrillated cellulose made from wood bulbs and microfibrillated to a diameter of about 0.4 μm using a high-pressure homogenizer (Daicel Chemical Industry Co., Ltd. > 180 g)
(wet weight) was suspended in 270ml of water, 117rnl of 2N aqueous sodium hydroxide solution and 27ml of epichlorohydrin.
- and stirred at 40°C for 2 hours. After the reaction is completed, the mixture is filtered and the residue is washed with water to obtain epoxidized MFC.
このエポキシ化MPC20g (Wet)を0.625
%へキサメチレンジアミン水溶液120mf’に懸濁し
60℃で2時間攪拌する。反応終了後、混合物を濾過し
、残渣を水で洗浄することによりアミノへキシル化MP
(: (C:41.90%、N:0.22%、H:6.
33%、以下AH−NFCと略称する)を得る。AH−
NFCを、再び水酸化ナトリウム水溶液とエピクロルヒ
ドリンによりエポキシ化するとエポキシ化AH−MFC
が得られる。これを1mMヒスチジン(His)溶液6
0−に懸濁させ、IN水酸化ナトリウムでpH13に合
わせて、60℃で2時間攪拌する。反応終了後、混合物
を濾過し、残渣を1M食塩水および水で洗浄することに
よりヒスチジン固定化NFC(HisMFC) (C
:42.19%、N:1.99%、H:6.44%)2
1g (Wet)を得る。0.625 g of this epoxidized MPC (wet)
% hexamethylene diamine aqueous solution (120 mf') and stirred at 60°C for 2 hours. After the reaction is complete, the mixture is filtered and the residue is washed with water to obtain aminohexylated MP.
(: (C: 41.90%, N: 0.22%, H: 6.
33%, hereinafter abbreviated as AH-NFC). AH-
When NFC is epoxidized again with an aqueous sodium hydroxide solution and epichlorohydrin, epoxidized AH-MFC is obtained.
is obtained. Add this to 1mM histidine (His) solution 6
0-, adjusted to pH 13 with IN sodium hydroxide, and stirred at 60° C. for 2 hours. After the reaction is completed, the mixture is filtered and the residue is washed with 1M saline and water to obtain histidine-immobilized NFC (HisMFC) (C
:42.19%, N:1.99%, H:6.44%)2
Obtain 1 g (wet).
例4.平膜の調製 芳香族ポリアミド短繊維(直径20〜24μm。Example 4. Preparation of flat membrane Aromatic polyamide short fibers (diameter 20-24 μm).
長さ3mm)3.8gを純水800 mlと混合してミ
キサーで粉砕し、次いで例3で調製した旧sMPc21
gおよび直径約0.4μmのミクロフィブリル化芳香族
ポリアミドwi維3%水懸濁液44. Ig (Wet
)、熱架橋性ポリアミド樹脂バインダー12g1水30
〇−を加えて攪拌する。混合スラリーを80メツシユ金
網を通して吸引し、得られるシートをプレス後、熱板上
で乾燥し、旧sMFCを含むミクロフィルター(210
X260 Xo、2 mm)を得る。これは、セルロー
スを基材とし、旧Sがスペーサーを介して結合しており
、他のm維と共に成形された平膜状のパイロジエン吸着
体(His含量約1%)である。そのポアの大きさは0
.5μmポリスチレン標準粒子の阻止率20%かられか
るようにミクロンオーダーである。3.8 g of sMPc21 (length 3 mm) was mixed with 800 ml of pure water and ground in a mixer, and then the old sMPc21 prepared in Example 3
3% aqueous suspension of microfibrillated aromatic polyamide wi fibers with g and diameter of about 0.4 μm44. Ig (Wet
), thermally crosslinkable polyamide resin binder 12g 1 water 30
Add 〇- and stir. The mixed slurry was sucked through an 80-mesh wire mesh, the resulting sheet was pressed, dried on a hot plate, and filtered through a microfilter (210 mesh) containing old sMFC.
X260 Xo, 2 mm). This is a flat film-like pyrodiene adsorbent (His content: approximately 1%) that is made of cellulose as a base material, has old S bonded to it via a spacer, and is molded together with other m-fibers. The size of the pore is 0
.. As can be seen from the rejection rate of 20% for 5 μm polystyrene standard particles, it is on the order of microns.
例5.平膜吸着体によるパイロジエン除去例4で調製し
た旧sMFCを含むミクロフィルターを直径13mmに
切取りホルダー内に平膜として固定する。この膜状吸着
体を通して、パイロジエン(例2と同じ) 16000
ng/−の原水を0.12−7分(54R/m”・時)
にて10m1加圧濾過する。Example 5. Pyrodiene Removal Using a Flat Membrane Adsorbent The microfilter containing old sMFC prepared in Example 4 was cut to a diameter of 13 mm and fixed as a flat membrane in a holder. Through this membranous adsorbent, pyrodiene (same as Example 2) 16000
ng/- raw water for 0.12-7 minutes (54R/m”・hour)
Filter under 10 ml of pressure.
得られる透過液のパイロジエン濃度は200ng/ml
、除去率99%である。さらに、はぼ同量の原液を透過
させても透過液のパイロジエン濃度は著しく増加するに
は至らないことが認められる。しかし、透過流速を約1
0倍(45o i 7m”・時)にすると、同程度の液
量を通過させる間に透過液中のパイロジエン濃度が急速
に上昇するのが認め;れる。The pyrodiene concentration of the obtained permeate is 200 ng/ml.
, the removal rate is 99%. Furthermore, it has been observed that even if approximately the same amount of stock solution is permeated, the pyrodiene concentration of the permeate does not significantly increase. However, the permeation flow rate is approximately 1
At 0x (45 o i 7 m''·hr), it is observed that the pyrodiene concentration in the permeate increases rapidly while passing a similar amount of liquid.
HisMFCの代わりにMFCを用いて例4と同様に調
製したものを用いて同様のテストを行うと透過液のパイ
ロジエン濃度1540hg/ !rd!テアF:)、は
とんど除去効果がない。When a similar test was conducted using a product prepared in the same manner as in Example 4 using MFC instead of HisMFC, the pyrodiene concentration of the permeate was 1540hg/! rd! Thea F:) has almost no removal effect.
Claims (1)
構造をもつこと、 膜を構成する基材に含窒素環式化合物が結 合していること、 透過液中の物質を選択的に分離することが できる機能をもつこと、 以上を備えてなることを特徴とする分離膜。 2 パイロジェン吸着機能をもつ請求項1記載の分離膜
。[Scope of Claims] 1. Having a membrane structure with a large number of pores through which a liquid can permeate, A nitrogen-containing cyclic compound is bonded to the base material constituting the membrane, and Substances in the permeated liquid A separation membrane characterized by having a function of selectively separating, and having the above-mentioned features. 2. The separation membrane according to claim 1, which has a pyrogen adsorption function.
Priority Applications (11)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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- 1989-08-09 JP JP20633689A patent/JPH0368435A/en active Pending
-
1990
- 1990-07-26 DD DD90343087A patent/DD296620A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112236217A (en) * | 2018-06-04 | 2021-01-15 | 国立大学法人信州大学 | Semipermeable composite membrane, method for producing the same, and semipermeable composite membrane element |
| JPWO2019235441A1 (en) * | 2018-06-04 | 2021-06-17 | 国立大学法人信州大学 | Semipermeable membrane and its manufacturing method and semipermeable membrane element |
| CN112236217B (en) * | 2018-06-04 | 2023-06-27 | 国立大学法人信州大学 | Semipermeable composite membrane, method for producing same, and semipermeable composite membrane element |
| US12090446B2 (en) | 2018-06-04 | 2024-09-17 | Shinshu University | Semipermeable composite membrane, method of producing same, and semipermeable composite membrane element |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD296620A5 (en) | 1991-12-12 |
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