JPH0417631B2 - - Google Patents

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
る微生物にとつ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得る方法が
開示されている。しかしながらこの方法では微生
物の種類によつ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量のアクリルアミド
モノマーが外部に漏洩する等の欠点がある。 （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
る目的で鋭意検討を行つた。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得ることを
見出し本発明を完成させるに至つたものである。 （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
ン酸カルシウム−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重合用
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′−メチ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ベータージメチルアミノプロ
ピオニトリルを含有する水溶液、すなわち通常よ
く用いられるポリアクリルアミド重合系より重合
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。次にこのものを引き上げ、
このものに重合開始剤を添加して重合操作を行
う。添加の方法は重合開始剤水溶液、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つて粒状化を
完了しており、また粒状物内でアクリルアミドが
重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。従つて、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 シユードモナス属菌 Pseudomonas
spOS−Ｋ−29（FERM Ｐ−7846）懸濁液 0.4
ｇcell／ml ２液 １％アルギン酸ナトリウム水溶液 ３液 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′−メチレンビスアクリルアミド ２％ Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラミチレンジアミン
１％ ５液 0.25％過硫酸アンモニア水溶液 １液及び２液各１をよく混合し、これを常法
により３液２中にベリスタポンプ及びシリコン
チユーブ（内径３×外径８mm。）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３〜４
mm）２を網目１mm角ステンレス製網篭により
別して引上げ４液600ml中に浸漬した。時々撹拌
しながら20分後４液から粒状固定化物を前記網篭
によつて別し引上げた。次にこのものを５液
600ml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件により測定した微生物
活性及び機械的強度は表１の通りであつた。 (a) 微生物活性は酸素消費量の測定により生菌体
を100％として示した。 (b) 反応に対する機械的強度は、合成培地
（K₂HPO₄0.05％ｗ／ｖ、（NH₄）₂SO₄0.1％ｗ／
ｖ、MgSO₄0.05％ｗ／ｖ、ラセミ２，３−ジ
クロロ−１プロパノール0.2％ｖ／ｖ及び中和
剤CaCO₃0.1％ｗ／ｖ含有水溶液）20を50
容ジヤフアメンターに入れ、固定化物と共に反
応温度30℃、攪拌回転数300rpm、通気10／
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 シユードモナス属菌 Pseudomonas
spOS−Ｋ−29（FERM Ｐ−7846）懸濁液0.4ｇ
cell／ml 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′−メチ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−クロロホルム（１：1v／ｖ） 混合有機溶媒にＮ，Ｎ，N′，N′−テトラメチ
レンジアミン２％ｗ／ｖを添加混合したもの １液及び６液各１をよく混合した後過硫酸ア
ンモニウム５ｇを加えたものを７液２と共によ
く攪拌させながら重合した。重合終了後得られる
ポリアクリルアミド−微生物固定化物を網目１mm
角ステンレス製金網によつて別し水でよく洗浄
した。このものについて実施例１と同様の試験を
行つた結果を表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２液各１に４液600mlを添加しよく
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
２混合液中に滴下した。しかしながら本菌の場
合はうまく粒状にならなかつた。 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１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３〜４
mm）を網目１mm角ステンレス製網篭により別
し、水でよく洗浄した。このものについて実施例
１と同様の試験を行つた結果を表１に示した。

【表】 （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、その粒状固定化物は
優れた機械的強度を有するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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。