JPS5925688A - 固定化ガラスコ−テイングチユ−ブ及びその製造法 - Google Patents

固定化ガラスコ−テイングチユ−ブ及びその製造法

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JPS5925688A
JPS5925688A JP57134309A JP13430982A JPS5925688A JP S5925688 A JPS5925688 A JP S5925688A JP 57134309 A JP57134309 A JP 57134309A JP 13430982 A JP13430982 A JP 13430982A JP S5925688 A JPS5925688 A JP S5925688A
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glass
tube
immobilized
gel
coated
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Shotaro Oka
正太郎 岡
Osamu Tawara
修 田原
Hiroyoshi Mizuguchi
博義 水口
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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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】 この発明は、ガンスコーティングテユープに関する。さ
らに詳しくは酵素、抗原、抗体等のペプチド含有機能性
化合物を固定化してなる固定化ガラスコーティングチュ
ーブ及び−七の製造法に関する。
最近、r+素等のベグチド含有化合物をガラス担体に固
定化した固定化ガラスが診断用や合成用のバイオリアク
ターとして用いられるようpこなり、ことにかような固
定化ガラスをチューブ内面に被覆した固定化ガラスコー
ティングチューブが液体クロマトグラフやガスクロマト
グラフ用のカラム等に用いらり、るようになった。これ
らのコーティングチューブの製造法としてなよ、溶融法
によって5i02糸のガラスを作成し、これを、1丙当
な細管に引張るか又はその周りをポリイミド樹脂などで
被覆することによっでガンスコーデイ/グテユーブを得
、このガニ)珂表面をアルカリ処、jjl して水酸基
を生成させ、仁れにシランカップリング剤をエステル結
合で導入した後、このカップリング剤に直1λC又e」
、変成17メξ後酊メ< A’?’σ)ベグチト稍有化
合物をイー1加させて固定化−ノる方法がり(1られで
gす、実用化さルCいる。。
しかじ土rt+−: aY−来の方法におい−CItJ
、、ガフスコーi−・fングチュ〜ブ自体の作月1.す
も特殊な装置〆)を必要とI−かつ高温力11熱を必要
とする点不利であり、さらにガラス表面に水酸基を生成
させる工程が必」川であり、千ノしによって生成しりる
水酸ノ、(の11′L位?l<面積当りの1辻tま限度
があっ゛(酵素等の固定1.+Lにも制限があり、ガラ
ス被覆面画りの固定1「[を増大しr古件の高いII!
II定化ガラス−1−1イノグテユ−グ丘イ47ること
d、困如トであった。そのだめ、被覆ガラスにハニカム
処理(ホイスカー生成処理)等のl#、17殊な粗面化
処理を行なってガラス表面積をできるだけ広くするとと
も行なわれCいる。
! この発明は、かような問題点に鑑みなされた゛ものであ
る。との発明の発明者らej金411番−rル:j =
iシトを原料とし、こ7Lを緩111な条件ト−でカ1
1水分h・fしで生成するゲル状物を酵素等固定用41
1体として用いることに想着し、これIrCより熱・処
理等を材間とせずかつ水酸基を生成させる工程を行なう
ことなく、相体表面積当りの固定量が増大された固定化
ガラスコーティングチューブが111られる事実を見出
しこの発す1Jに到達した。
かくしてこの発明によればチューブ内面に被覆する固定
化7711体として、金属アルコキシドの加水分解で生
成する水酸化金属化合物及び/又けその縮合物からなる
ガラス様ゲル体を用い”Cなるベグチド含有化合物の固
定化ガラスコーティングチューブ゛が土ノhubされる
。
この発明における金属アルコキシドとしては、ガラス製
造分野やセラミックス製造分野で知られた金属7′ルコ
キシドが種々適用でき、具体的にはSi (OCllB
 )4、Si (OC2H5)4 、 ’l’i (O
CBII7)4、V(OC2116)a 、A、6(O
C2H5)3 、 Na0C113等の低級アルコキシ
金属が挙げられ、とiしらのうち低級アルコキシシラン
を用いるのが通常好適であ、る。
なお、こiLら二種以上の混合物を用いてもさしつかえ
はない。
この発明のチューブを製造するに当って、まず上記金属
アルコキシドの溶液が所望のナユ〜プ内に被覆される。
通當上記/l−1液をチューブ内に通じることによつで
簡便に被1夏を行なうことができる。これによつ1チユ
一ブ内面に金属アルコキシド含有溶液の薄層がコートさ
れる。仁の際、用いる金属アルコキシド含有溶液は金属
アルコキシドの加水多))ゲtが実tt的に牛していな
いものを用いる必要がある。この溶媒とjノU t、を
易揮発性の親水性溶剤や一七の含水物を用いるのが適尚
であり、例えば含水メタノールや含水エタノールが好適
に用いられる。水のみを溶剤とすることもできるが、こ
の際金属アルコキシドの選択によってtJ力11水分解
が負、益にT川み1t、bぎてゲル化し1皮覆(夕・作
が困勇1tとtする惧りがあり、また乾燥」二不利であ
り!llfましくない。
−に記被覆された鵜層内の金属゛1ルコギシドQ」加水
分解によつ−Cガラス様ゲル体全形成する。か↓うな加
水分解は緩411な条件でかつfR媒の蒸1i(と共に
進行する。例えば低級アルコキシシラノを用いた場合;
IT1常1)It l〜3稈度にhl、!製された水性
(排水)溶媒を用い、これをチューブ内しこ被覆した後
、室温Fで放置することにより加水分解を迅速(通常数
分程度)に行なうことができる。ことにこの方法によれ
ばチューブ内に薄層の溶液が被覆されるため、溶媒の蒸
散は速めらJt、そり、に上り被覆前にはtlとんと進
行しない加水分解が進行するものと考えられる。
ただし、上記力11水分解は室温下のごとき緩和な榮件
下で行ない加温を避けできるだけ力11水分解物(例え
ば5i(011)4)の高縮合化が防止されたゲル体を
形成させることが必要である。
例えば、金属アルコキシドとしで51(OC2115)
4を用いた。1劾合にはチューブ内1nlに被IMされ
たガラス様のゲル体が得ら・れるがその組成は5i(O
C2115)4の力IJ水分Wl物であるSj、(OH
)4又はその低縮合物からなるため、従来のコーティン
グチューブのS:1.02系ガラスにアルカリ処理によ
シ生成された水酸基に比して非常に多数の水酸基をそれ
自身有しでいる。従って従来の固定化ガラスに比して多
量の酵素等を固定化できるものと考えられる。仙の<D
 Mアルコキシドについても同様に、イυ1つレタガラ
ス様ゲル体1」、水rb化金ル、4化合物やその低縮合
物からなるだめ、多Jilのr・1・)メ(等を固定化
できるものと考えられる。
このようしこし”〔イ4Iられたガラス様ゲ几体コーデ
ィングチューブをよ、その゛止まもしくは任意に乾燥し
C以下の工程に供さ)しる。プこだ(7、か1うなガシ
ス様ゲル体=1−テ・fフグチー1.−ブ自体、従来の
ガラスコーティングチューブとp、lその表面活性が異
なるため、特殊な分離うJ析用カラノ、としCも使用で
き、さらに高温処理(〕111′畠、コ100〜500
℃フし’t S 3.02系ガラスコーテイングチユー
ブに変換することもできる。ことしこ、5402系ガラ
スコーデイングチユーブの製造法としでIt、L K来
に比[7゛〔簡便であり、極め−〔有用である。従って
この観点から、この発明Cま金属アルコキシドの一柚叉
tま一棹以上を含有する溶液をチューブ内面に被覆し、
金属アルコキシドを加水分1’/I L 1ニガラス様
ゲル体の被榎層を形成し、これを加熱処理することを特
徴とするガラスコーティングチューブの製造法をも提供
するものである。
上i己ゲル体しこ反応させるシラノカップリング剤とし
てtユ、アミノ基、チオール基、−Lボキシ基などの′
白面性基を有する当該外11jfで公/)11のシラン
肋導体が適用でき、具体的にrJ: T−アミ7グロビ
ルトリエl−キシシラノ、T−りτコロブロビルトリメ
トギシシラン、ビニルトリエ]・キシシラノ、T −グ
リシドキシグロピルトリメトキシシラノ、N−β−(ア
ミノエチル)−7−アミノプロビルトリメトギンシラン
等が使用される。かようなシラノカップリング剤との反
応は、当該分野で公知の条fl下で行なわJLる。例え
ばT−アミノプロピルトリーI−トキシシンンを用い/
(」助合、とのカップリング剤を水に溶カイして1〜l
Owj%水7′(i液、好ましくtま2wL%水溶液と
しかつpHを3〜5に調整した後、この溶液を前記チュ
ーブ内にt]二人し加温下数時間接触させた後、水洗し
て未反工L・のカップリング剤を除去することによりイ
UらノLる。かようなシューブはυf−来のガラスコル
ティノブチューフレこルしt内面に多くのカップ1コ/
グ基を有しでいる。
このようにして処理さね7だチューブ内面に公知の方法
で酵素、抗jケ、抗体等のペプチド含有化合物が固定化
される。例えば、カップリング剤とし−U T−アミノ
ブ「1ピルトリエトキシシランを用いL’rミノ′rル
ギル基を水酸基にニスフル結合で多((2N・大したゲ
ル体被覆チj−−ブを用いる場合、」−記°jミノ°r
ルギル基にグルタルアルデヒドを用い′じ1ルラ′ヒト
基をイjず2〕ンツフベースを導入し、これにr;チ素
等を接触さIi又アルデヒド基と酵素等のアミノ基間で
さらしこシッフベースを形成させ一〇結合することによ
り固定化を行なうことができ、これ以外にもアミノアル
ギル基をジj′ゾ化して芳−1族−1ミノ基を導入しこ
iシ&こ酵素等を固定化し一〇もよく、またカルボジイ
ミドを用いてアミノアルギル基と酵ぶ等との間に直接ペ
グノー1゛結合を行ない固定化を行なってもよく酵素等
の抽類しこ応じで適宜選択すり、ぼよい。仙のカップリ
ング剤使用時しこも同様に直接又は適宜変換したカツノ
°す/グ基によって酵素等を固定化することができる。
固定化用の1;IF素としでは具体的にはグルコースメ
キシダーゼ、ウリカーゼ、ウレアーゼ、タレアチニナー
ゼ、CoA−シ/デターゼ、CoA−オキシダーゼ、コ
レステロールメキシターゼ、コレステ【1−ルヒドロラ
ーゼ等が挙げられるが限定されることはなく 、 J>
’+:原や抗体を固定化することもできる。
なお、この発明に用いるチューブとして目1、ガスクロ
マトグラフ、(11体クロマトグラフ等の分野や各11
[(診断用、合成用のカラム用チューブが適用でき、キ
ャピラリーカラム等の細管を用いることもできる。そし
てその月質としては、金属、ガラス、セラミックス、グ
ラスチック等のいず〕Lでもよく、通常ガラスが適当で
ある。
このようにして得られたこの発明の固定化ガラスコーデ
ィングチューブは従来の固定化ガラスコーティングチュ
ーブに比して酵素等の固定Jaは増大されて」?す、種
々の分野でバイオリアクターとして有用であり、クロマ
トグラフ用カラムとしても有用である。
さらにこの発明リコーーノ「/グチ:L−ノの製攬(1
ih &こよh−げ、 j烏l席カ1j声八処」甲を?
jな う こ占な 〈 シー、ユーブ内に411休を?
JIi、覆でき、さらに固定化に当って水酸基を導入す
る工程を必;22としない〆こめ従来に比しt犬11す
、〜しこ二1ストをII朧威できる。−L−レ’−/i
’i ’/f’i−を用いるため仙1り7等の内面にも
17ij便に111°Uでき(愼め°t ?Wいコーデ
ィングも’J’ fiHである。−L−L−口(1ら]
した固定化ガラス:1−1(ノブチューブも従来に比し
て活性が高くイj利である。
以ト−1この発明を参考fkllに1つ−し説明する。
参考例1.(ゲル状物の作製) テトラエトキシシラノ5i(OC2115)4  l 
09エタノールI OJ 、水3.84及び塩酸〔IN
〕1、4−e (7)i)15合物(pal2 ) ’
f+T室(1,A ”t′均一1c flるまで約11
L’J’間IJ■拌混合した。この混合物全空気中に約
4[1開放1ccしtカ11水分ブデfと水及びエタノ
ールの蒸発を進め、約12 (1℃で乾燥させ−CSi
 (011)4糸のゲル状物を得た。
(アミノ“rルキル化) イ!Iられたゲル状物を乳鉢で1;)砕し、ふるいをJ
4して平均粒匝60/、80/I2o、  /200の
ビ20 0 一ズをイ(Iだ。
5 wt%の′r−アミノグロビルトリエトキシシラン
水溶液を5N塩酸でpH3,5に調整(7、この溶液4
5Jに対し、上記ビーズ状ゲル状物を各々5y投入し、
さらにpH8,5になるように調整した。この混合物を
、撹拌機、thLIolrtl、ジムロートを付設した
四ツ目フラスコに入れつA−ターバスで温度を75℃に
保ち、激しく1貨1打させながら3時間反応を行なった
。反応終了後、ビーズを吸引、メンブランフィルタ−に
移し、1eの蒸留水で未反応のT−アミノグロビルトリ
エトギシシランを除去した後、デシグーターで乾燥させ
て粒径の異なる三棟の゛アミノアルキル化ゲル状物をイ
IJだ。このアミノアルギル化ゲル状物tよデシクー−
ター内で保存する。
(酵素の固定化) 上記アミノ−rルキル化ゲル状′吻(ビーズ状)を名々
二官fit′、I牛のグルタル“1ルブヒド(2,fi
wt%)ty) !J ン酸J41&t>ft1iJ溶
?IV (1)II 7. (1) kt[(J’/ 
L、−rスビレータ−で減圧させつつ約80分(1゛L
拌1゛反応ネーtI−た。続いUさらに約it O分′
畠LI:で撹Jf、ト反応さす/ζ。反応温度f」、2
5℃であった。こ]]、をOII 7.0のリン酸J、
IK緩衝液で充づ)にbIゴrCL、乾燥させた。
この処理によりゲル状物の1ルデヒド基を有するシッフ
ベースが導入さノしる。
イUられたゲル状物をI=f!7−g (グルコース調
キシターゼ/ pH7,Oリン「12塩緩辿i’/jE
)中に浸でt’j L、25℃]・まず80分減圧トで
緩やかに111.拌しく反応を行ない、続いて60分’
;1tll二’)で緩かにlr/、拌して1−11定化
反応を行q−Z)た。この処4H(jによりグルコース
オキシダーゼのアミン基が反応に14W与し、相体(ゲ
ル状物)のアルデヒド基と宴うにシッフペースを形成(
7固定化される。このようにしてこの発明のグルコース
オギシダーゼ固定化ゲル状物(ガラス)が各々得られた
。
(活性試験) 上記(I−・1定化ガラスピーズのうち200メツシユ
のものの固定化度合を従来と比較するためボルタメント
l)−法により活性試験を行なった。まず、1wt%の
β−Dグルコース溶液< pal 7.0リン酸塩緩イ
ll1j液) l (1−gを、上記この発明の固定化
ガラスピーズ!iを入れたビーカーに注入し+5分間緩
かに撹拌しで反応させ、反応液から9meを採取し’U
 5%ヨウ化カリウム溶液1 m(lを添加した。
この]・■作により、酵素反応により発生した過酸化水
素でI−が1.2(a(1)に酸化される。この■2を
ポルタンメトリー法により還元し、還元波を測定するこ
とにより12員が定量でき、ひいでは固定化ガラスピー
ズにおける酵素の固定化のイー゛一度すなわち活性の程
度がわかる。
従来のガラスを1j1体として前記と同様にして得た固
定化カラスビーズとこの発明の固定化ガラスピーズとの
ポルタンメトリー法による結果を表1eこ示す。
表  1 ※0.58 VSNIIE −C還元ht、流Qよフ゛
ラック値を差し引いたもめであり、’jltGt走査速
度2走査速度20心V掬 、のようにこの発明のチューフ゛内kcネ皮横さノした
固定化ガラスは従来のガラスを担イ本とするものしこ比
して明らかに酊、i!<活性が高いことカー11Jる。
419−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  チューブ内面に被覆する1bj定化川J用1
    体として、金属アルコキシドの〃11水分解で生成する
    水酸化金属化合物及び/又は七の縮合物からなるガラス
    様ゲル体を用い′[なるベノ゛チド含有化合物の固定化
    ガラスコーディングチューブ。
  2. (2)全組アルコキシドの一4i1i又はニオ1ム以」
    二を含−(4するffI液をチューブ内面に扱覆し、金
    車4アルコキシドを加水分解1〜でガラス様ゲル体の被
    覆層を形成し、こ)1[アミン基、チメール基、エボギ
    シ基なとのば能性基を有するンラ/カップリング剤を反
    応きせ、−(の反応体にベグチド含7fj化合物を固定
    化することを行値とする固定化ガラスコーディングチュ
    ーブの製造法。
JP57134309A 1982-07-31 1982-07-31 固定化ガラスコ−テイングチユ−ブ及びその製造法 Granted JPS5925688A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012001241A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-05 Oulun Yliopisto Functionalized films, sensory films, biosensors and methods for manufacturing them

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012001241A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-05 Oulun Yliopisto Functionalized films, sensory films, biosensors and methods for manufacturing them

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