JPH0450332B2

JPH0450332B2 -

Info

Publication number: JPH0450332B2
Application number: JP17090285A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Motozato
Original assignee: KURITA KOGYO KK
Current assignee: KURITA KOGYO KK
Priority date: 1985-08-02
Filing date: 1985-08-02
Publication date: 1992-08-14
Also published as: JPS6232124A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は耐圧性に優れ、かつ排除限界分子量
を広範囲に変え得るプルラン球状粒子の製造方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

分子の大きさにより物質を分別する方法として
ゲル過法が知られている。このゲル過法には
充填剤として親水性ゲル粒子が用いられ、例えば
デキストラン、アガロース、セルロース、ポリビ
ニルアルコール及びポリアクリルアミドなどの球
状粒子が実際に適用されている。

近年プルランを素材とする親水性ゲルが提案さ
れている。これはプルランの水溶液を原料として
(1)これをそのまま架橋するか、(2)ガラスなどに流
延して架橋し、いずれの場合でも、これらを粉砕
するか、あるいはそのまま使用する。(3)トルエン
などの油性媒体中で球状液滴とした後架橋して球
状ゲルを作つているものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ゲル過法の充填剤として重視される性質とし
ては耐水性、即ち強度のある球状粒子であるこ
と、及び排除限界分子量（後述）が広範囲にわた
るものであることが挙げられる。これはカラムに
充填した時、充填剤が変形せず均一な充填状態を
保ち、かつ、広い分子量分布を有する溶液から目
的物をできるだけ純粋に回収する上で不可欠であ
る。

前記した従来の技術で製造される架橋プルラン
のゲル粒子をこの観点から見ると、いずれもプル
ランを溶液状態で架橋しているところから微小な
真球状の粒子が得られ難いだけでなく、強度的に
も劣り、かつ、排除限界分子量も広範囲なものが
得られないという問題があつた。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は前記の従来の技術が有する問題点を
解決すべくなされたものである。

この発明はプルランのエステルを、水性媒質よ
り沸点が低く、かつ水性媒質より沸点が低く、か
つ水性媒質に全く溶解しないか、又はわずかしか
溶解しない溶液媒中に溶解させた後、水性媒質中
に懸濁させて液滴を形成させると共に、又はその
後に液滴中の溶媒を蒸発させてプルランのエステ
ルの球状粒子を得、次に前記球状粒子をけん化し
た後、有機性媒質中で架橋剤と反応させることを
特徴とするプルラン球状粒子の製造方法である。

この発明の原料となるプルランはプルラリア属
の菌株を培養して得られる粘質多糖で、マルトト
リオースがα−１，６結合により反復結合したも
のである。

本発明ではまずプルランをホルムアミド又はジ
メチルホルムアミド等の溶媒に溶かし、触媒とし
てピリジンを用い、加えてプルランのエステルを
作る。エステル化に用いる酸としては酢酸、プロ
ピオン酸、酪酸、硝酸など、任意の有機酸や無機
酸が挙げられる。また、１種だけでなく、複数種
用いて混合エステルを得てもよい。これらの酸の
うち、酢酸が取り扱い性から最適である。

次に前記のエステルを溶媒に溶かすが、溶媒と
しては後記の水性媒質より沸点が低く、かつ水性
媒質に全く溶解しないか、又はわずかしか溶解し
ないものであることが必要である。具体的にはジ
クロロメタン、クロロホルム、１，１，１−トリ
クロロエタン及び１，１−ジクロロエタンなどの
塩素化炭化水素が適当であり、これらを単独又は
混合して用いる。

この溶媒に溶解したプルランのエステルの濃度
は、この溶媒が蒸発除去された後粒子が形状を保
てばよいのであつて、通常0.5〜20重量％、好ま
しくは２〜15重量％とする。

このプルランのエステルの溶液を懸濁し、液滴
を形成すべき水性媒質としては親水性保護コロイ
ド、例えばポリビニルアルコールやカルボキシメ
チルセルロースナトリウム、メチルセルロース、
ゼラチンなどが挙げげられる。これらは0.1〜10
重量％、好ましくは１〜５重量％水溶液として使
用するのがよい。また、水性媒質の使用量として
はプルランのエステルの溶液の２倍以上、好まし
くは10〜50倍容量程である。

水性媒質中にプルランのエステルの溶液を懸濁
させる方法としては、水性媒質中にプルランのエ
ステルの溶液を全量加え、次いで撹拌することに
より分散、懸濁させてもよいし、水性媒質を撹拌
状態とし、これにプルランのエステルの溶液を一
度に又は滴下状に添加してもよい。なお、このと
き、水性媒質の温度を、水性媒質の氷点以上であ
つて、かつ溶媒の沸点以下の範囲に設定すること
により、液適化と同時に溶媒の蒸発が起こる。蒸
発を促進させ、かつ粒子形状を良好に保つために
は溶媒の沸点よりも１〜５℃低い温度が好まし
い。温度の設定は常に固定したものとする必要は
なく、例えば室温で水性媒質を撹拌して所望のプ
ルランのエステルの粒状物とした後、昇温するこ
とによつて溶媒の蒸発を促進するようにしてもよ
い。

溶媒の蒸発が終了した後、形成された粒子は水
性媒質から分離してけん化する。

けん化はプルランのエステルの球状粒子の形状
をこわすことがないようにけん化されるようなけ
ん化浴を用いる必要がある。

このようなけん化浴の例としては、アルコール
又は無機塩類を含むアルカリ溶液が挙げられる。
具体的には水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの
メタノール溶液や、水酸化ナトリウムや水酸化カ
リウムを塩化ナトリウムや硫酸ナトリウムなどの
無機塩類の適当濃度の水溶液に溶解させたものが
例示される。

けん化浴中のアルカリの濃度は10〜15重量％、
アルカリの量はプルランのエステルに対して10〜
50重量％程度が適当である。また無機塩類の濃度
は20〜30重量％程度が適当である。

けん化する時の温度は特に制限されない。けん
化反応時間は通常10〜50時間程度である。

次にけん化されたプルラン粒子を架橋する方法
について述べる。

架橋剤としてはエピクロルヒドリン、ジエポキ
シブタン、グリセロール−α，α′−ジブロモヒド
リン、グリセロール−α，α′−ジクロロヒドリ
ン、グリセロール−α，α′−ジブロモヒドリン、
及びトリレンジイソシアナート、ヘキサメチレン
ジイソシアナートなどの２官能性化合物を用いる
ことができる。

架橋剤媒体液である有機性媒質としては、灯
油、流動パラフイン、その他の炭化水素系化合物
又はそれらの混合物にソルビタン脂肪酸エステル
などの非イオン界面活性剤を１〜２重量％程度混
合した溶液や、アセトンとジメチルスルホキシド
を適宜の容量比で混合した溶液などが例示され
る。

この有機性媒質に対して架橋剤の濃度は0.01〜
15モル／の範囲とする。

このような架橋剤を含む有機性媒質100容量対
に対し、プルラン球状粒子を１〜５重量部添加し
て、24〜36時間撹拌を続けることによりプルラン
の球状粒子は架橋される。この時の温度条件は特
に限定されることはなく、通常は室温とする。

架橋完了後、有機媒質から取り出し、水洗する
ことにより架橋されたプルランの球状粒子が得ら
れる。こうして得られたプルランは球状粒子であ
つて取り扱いが便利な上、架橋されているから酸
やアルカリに対しても耐性があり、物理的強度も
大きい。さらに、この発明の製造方法において
も、他の親水性ゲル粒子と異なつてプルランの排
除限界分子量を自由に変えることができる。

排除限界分子量とは充填剤粒子の微細孔に入り
込めない限界の分子量をいい、その測定はカラム
充填剤を充填し、種々の既知分子量の物質（例え
ばポリエチレングリコールやデキストラン）の水
溶液を流し、示差屈折計で溶出量を測定し、溶出
試料の分子量に対してそれぞれの溶出量をプロツ
トし、得られた綴線の屈曲点における分子量を求
めることによつて行なわれる。

プルランの排除限界分子量は粒子化温度、粒子
化濃度、有機溶媒の組成、架橋剤濃度、架橋温度
及び架橋時間などによつて変化するので所望の排
除限界分子量を得るには、これらの条件を適宜調
整するだけでよい。また、前述の説明では触れな
かつたが、プルラン粒子の表面をさらに多孔質と
したい場合には、溶媒中に多孔化剤をさらに加え
ることによつて達成される。このような多孔化剤
としては炭素数６〜12のアルコール類が好適であ
る。

この発明で製造されたプルランの球状粒子はゲ
ル過用の充填剤として好適である他、イオン交
換体、アフイニテイクロマト剤、固定化酵素用の
担体として用いることも可能であり、工業上極め
て有用である。

〔作用〕

エステル化されたプルランは水に不溶性となる
ので、水性媒質中に微細に分散、懸濁される。こ
の時、粒状化と同時に溶媒の蒸発が始まり、遂に
は溶媒が実質的に除去されたプルランのエステル
の球状粒子が得られる。

次いで、この粒子は球状を保つた状態でけん化
されて水溶性が回復し、さらにプルランを有機性
媒質中に分散させて架橋剤と接触させると、架橋
剤がプルラン球状粒子表面から内部に浸透し、プ
ルラン分子同士を架橋する。架橋によりプルラン
粒子や高い耐圧性を有するようになる。

以下に実施例を示すが、これらに示すゲルの性
質は次のようにして測定したものである。

膨潤度、保有水量：10mlのメスシリンダーにゲ
ルを２−３ml入れ、これを60℃の恒温槽に４時間
漬けた後、ゲルの容積Ｖmlを測定した。次いでメ
スシリンダー中のすべてのゲルをサランネツトを
張つたバスケツト（W₁ｇ）に入れ、遠心分離器
（1000rpm.3分）で間隙水を除去した後、バスケ
ツトと精秤〔W₂g）した。さらに24時間真空乾燥
した後、精秤（W₃g）した。

膨潤鳥度＝Ｖ／W₃−W₁ 保有水量＝W₂−W₃／W₃−W₁ 〔発明の実施例〕実施例１乾燥した微粒子状のプルラン80ｇを１の三ツ
口フラスコに入れ、室温でゆつくり撹拌しながら
氷酢酸240ｇ、硫酸６ｇからなる前処理液を滴下
ロートより滴下し、滴下後60℃に昇温し、50時間
撹拌した。その後、この三ツ口フラスコを氷水中
で冷やし、無水酢酸320ｇ、氷酢酸160ｇ、硫酸４
ｇからなる酢化液を撹拌しながら滴下した。滴下
後60℃の湯浴中で２時間撹拌した後、多量の水中
に投入して沈澱させ、吸引過により別し乾燥
した。その中から10ｇを採り、ビーカー中で130
mlの塩化メチレンに溶解した。１のビーカーに
600mlの50℃の温湯を入れ、撹拌しながらポリビ
ニルアルコール６ｇを溶解させた。このポリビニ
ルアルコール水溶液を常温まで冷却し、その中に
酢化プルランの塩化メチレン溶液を撹拌下に滴下
し、その後、ポリビニルアルコール水溶液を39℃
まで加熱する。24時間後、塩化メチレンの揮化が
終つた後、吸引過して球状酢化プルランゲルを
別し、水洗してポリビニルアルコールを洗い落
した。得られた球状ゲル粒子500mlのビーカーに
全量移し、メタノールに浸漬、デカンテーシヨン
を３回繰返し、ゲル内の水をメタノールで置換し
た後、500mlの三ツ口フラスコに入れ、これに270
mlのメタノールを加え、10N水酸化ナトリウム水
溶液30mlを徐々に滴下した。これを室温で10時間
撹拌した後、吸引過により、ゲルを別し、け
ん化を終了した。その後、２％の非イオン界面活
性剤ARLACEL83を含む灯油200ml中にゲルを投
入し、40℃で撹拌しながらエピクロロヒドリン30
ｇを滴下し、その後60℃に昇温し、24時間撹拌
し、得られたゲル粒子を中性洗剤水溶液、次いで
水で洗浄し、球状ゲル5.5ｇが得られた。その排
除限界分子量は３×10⁵、膨潤度は3.7、保保有水
量は3.4であつた。なお排除限界分子量はポリエ
チレンオキサイドを標準試料として測定した。

実施例２実施例１と同様に酢化し、粒子化し、けん化し
たゲルをジムメチルスルホキシドとアセトンの混
合液（容積比４：６）200ml中に投入し、三ツ口
フラスコ中で撹拌しながらグリセロール−α，β
−ジブロモヒドリン20ｇを40℃で滴下し、24時間
撹拌し、水洗後、架橋プルラン粒子5.3ｇが得ら
れた。このゲルの排除限界分子量は６×10⁵、膨
潤度は4.3、保有水量は3.9であつた。なおアミン
の測定は実施例１と同様に行なつた。

実施例３実施例１と同様に酢化し、粒子化し、けん化し
たゲルをジメチルスルホキシドとアセトンの混合
液（容積比６：４）200ml中に投入し、三ツ口フ
ラスコ中で撹拌しながら、グリセロール−α，
α′−ジブロモヒドリン30ｇを40℃で滴下し、24時
間撹拌し、水洗後、架橋プルランゲル粒子5.2ｇ
が得られた。このゲルの排除限界分子量は3.3×
10⁶、膨潤度は7.5、保有水量は7.3であつた。なお
排除限界分子量の測定は実施例１と同様に行なつ
た。

実施例４この発明で得られたプルラン球状粒子と従来用
いられているゲル過用充填剤の耐圧試験を行な
つた。

実験は内径0.4cm、長さ15cmの金属カラムに下
記の各ゲルを充填し、高圧ポンプにより流遠をか
け、圧力ゲージの目盛を読し取り、その時の流速
を測定した。

用いたゲルは次のとおり。

ゲルＡ；この発明方法により製造されたプルラン
球状粒子で排除限界分子量は50000。

ゲルＢ；セフアデツクス（Pharmacia Fine
Chemicals製商品）、排除限界分子量は50000。

ゲルＣ；バイオゲル（Bio−Rad Laboratories
製商品）、排除限界分子量は50000。

以上の測定結果を測定結果を添付図に示す。こ
の図から明らかなように、この発明の製造方法で
得られたゲルＡは同一排除限界分子量をもつ従来
品のゲルＢやゲルＣより、はるかに高い耐圧性を
有していることがわかる。

〔効果〕

この発明の製造方法によれば広範囲の排除限界
分子量を有し、しかもかなりの高圧まで耐え得る
強度を備えたプルラン球状粒子を製造することが
できる。

また、この発明の製造方法では100〜10000000
の広範囲の排除限界分子量を有するプルラン球状
粒子が簡単に製造できるので、対象溶液中の物質
の分子量分布が広くとも、目的物をかなりの純度
で回収することができる。

【図面の簡単な説明】

図は実施例４で行なつた、この発明方法で製造
されたプルラン球状粒子（ゲルＡ）及び従来用い
られているゲル過用充填剤（ゲルＢ及びゲル
Ｃ）の耐圧試験結果を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１プルランのエステルを、水性媒質より沸点が
低く、かつ水性媒質に全く溶解しないか、又はわ
ずかしか溶解しない溶媒中に溶解させた後、水性
媒質中に懸濁させて液滴を形成させると共に、又
はその後に液滴中の溶媒を蒸発させてプルランの
エステルの球状粒子を得、次に前記球状粒子をけ
ん化した後、有機性媒質中で架橋剤と反応させる
ことを特徴とするプルラン球状粒子の製造方法。２プルランのエステルがプルランの酢化物であ
る特許請求の範囲第１項記載の製造方法。３溶媒が塩素化炭化水素である特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載の製造方法。４水性媒質が親水性保護コロイド液である特許
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
の製造方法。５けん化はアルコール又は無機塩類を含むアル
カリ溶液中で球状を保持しつつ行なう特許請求の
範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の製造
方法。６架橋剤はエピクロルヒドリン、ジエポキシブ
タン、グリセロール−α，α′−ジブロモヒドリ
ン、グリセロール−α，α′−ジクロロヒドリン、
グリセロール−α，α′−ジブロモヒドリン、トリ
レンジイソシアナート及びヘキサメチレンジイソ
シアナートからなる群から選ばれる少くとも１種
である特許請求の範囲第１項ないし第５項のいず
れかに記載の製造方法。