JPS6043381A - 固定化生物活性物質の製造法 - 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】 本発明は、固定化生物活性物質の＠造法に関する。更に
詳しくは、生物活性物質をビニル単量体の重合体に固定
化せしめる固定化生物活性物質の製造法に関する。

従来から、ビニル単量体の重合体に酵素、微生物などの
生物学的活性を有する物質、即ち生物活性物質を固定化
することが行われている。この固定化方法においては、
水溶性ビニル単量体の水溶液中に生物活性物質を混入し
、その混入水溶液をプラズマ照射してビニル単量体を重
合乃至後重合させることにより、ビニル晰層体の重合体
に生物活性物質が固定化される。

この方法では、生物活性物質もプラズマ照射されるので
条件如何によってはその活性の増大を期待することがで
き、また最初から生物活性物質が水溶液中に混入される
ため工程が簡略化できるなどの利点がある反面、プラズ
マ照射時に水溶液表面乃至水溶液内部に活性イオン種や
活性ラジカルが多ｆｌｔｌｃ発生しまた発熱を伴なうの
で、概ね生物活性物質の活性の低下またははなはだしく
は消滅をもたらすことがあり、また発熱防止のために冷
却装置を必要とすることもある。

本発明者らは、こうした欠点を避は得る方法について種
々検討の結果、水溶性ビニル単量体の水溶液をプラズマ
照射した後そこに生物活性物質を混入して固定化せしめ
る方法がきわめて有効であることを見出した。

従って、本発明は固定化生物活性物質の製造法に係り、
固定化生物活性物質の製造は、水溶性ビニル単量体水溶
液にプラズマを照射し、それにより後重合中の該水溶液
中に生物活性物質を混入し、その後後重合を完結させて
そこに形成される前記ビニル単量体の重合体に生物活性
物質を固定化せしめることにより行われる。

本発明ではまた、固定化生物活性物質の製造は、水溶性
ビニル単量体水溶液にプラズマを照射し、それにより後
重合中の該水溶液中に生物活性物質を混入した後、そこ
に高分子多孔質膜を浸漬して該多孔質膜中に後重合中の
水溶液および生物活性物質を含浸させ、多孔質膜中でビ
ニル単量体の後重合を完結させてそこに生物活性物質を
固定化せしめることにより行われる。

水溶性ビニル単量体としてｔ：＋：　、アクリルアミド
、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル
などが用いられる。これらの水溶性ビニル単量体は、一
般に約１０〜９０％程度の水溶液として重合反応に供せ
られ、この水溶液中には必要に応じてＮ、Ｎ’−メチレ
ンビスアクリルアミドなどの架橋剤を含有せしめている
。

水溶性ビニル単量体水溶液のプラズマ照射は、水溶液を
サンプル管などにとり、これをコイル状電極、外部もし
くは内部平行電極などを有するキューブ型、ヘルジャー
型などのプラズマ反応容器内に収容した後、反応容器内
を約０．０１〜１０　Ｔｏｒｒ程度迄程度上減圧般に周
波数１３．５６　Ｍ　Ｈｚの高周波を電力約５０〜２０
０Ｗ、時間約５〜６００秒間の条件でプラズマ照射する
ことにより行われる。

プラズマ照射され、それによりビニル単量体が後重合中
の水溶液げプラズマ反応容器から取出され、粘度が低い
吠態の間に１そこに酵素や微生物などの生物活性物質が
水溶液１　ｎｔ当り約０．１〜１゜ｒｎ！ｌ／程度の濃
度で混入される。

酵素としては、例えばグルコースオキシダーゼ、アミノ
酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、ウリカ
ーゼなどのオキシダーゼ類、ウレアーゼ、クレアチニナ
ーゼ、グルタミナーゼ、ペリシリナーゼ、カタラーゼ、
パーオキシダーゼ、インベルターゼ、ムタロターゼ、ア
ミラーゼ、パパイン、トリプシン、アルカリプロテアー
ゼなどのプロテアーゼ類、グルコースイソメラーゼ、つ
ｐキナーゼなどが用いられる。

また、微生物としては、例えばシュードモナス・フルオ
レッセンス、バチルス・ズブチリス、シュードモナス・
エルギノーザなどの細菌類、アスペルギルス・ニガー、
リゾプス・ホルモセンシスナトの糸状菌、ストレプトミ
セス・グリセウスなどの放ｍ菌類、サツカロミセス・セ
レビツセ、トリコスポロン・クタノイムなどの酵母菌類
、カヒなどが用いられる。

これらの生物活性物質を混入させた後重合中の水溶液は
、特定の形状を有する容器中に入れ、常温圧約２４時間
程度放置し、後重合を完結させると、特定の形状、例え
ば膜状、ベレット状などの形状を有する固定化生物活性
物質が得られ、それが水から分離される。

また、生物活性物質混入、後重合水溶液中に高分子多孔
質膜を約０．１〜８時間程度浸漬し、この多孔質膜中に
後重合中の水溶液および生物活性物質を含浸させ、多孔
質膜中でビニル単量体の後重合を完結させて、そこに生
物活性物質を固定化せしめることもできる。

高分子多孔質膜としては、酢酸セル四−ス、トリ酢醐セ
ルロース、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリアクリロ
ニトリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリカーボネートなどの多孔質膜が用
いられる。これらの多孔質膜は、一般に乾湿式法によっ
て製造される厚さ約０．０５〜０．３　ａ程度の膜状体
であり、その一方の面側に緻密層を有し、他方の面側は
ポーラス状またはフィンガースドラクチャ−構造を形成
している。

後重合水溶液および生物活性物質を含浸させた高分子多
孔質膜は、常温に２４時間程度放置して、ビニル単量体
の後重合を完結させる。かかる高分子多孔質膜を用いて
の生物活性物質の固定化は、ビニルｍ散体の重合体が脆
く、シかも膜状の固定化生物活性物質を得たい場合など
に最適である。

このように、本発明においては、プラズマ開始重合はプ
ラズマ照射後数時間乃至数１０時間を経た後に完結され
るという事実に着目し、後重合段階で生物活性物質をそ
こに混入して重合体に固定化することにより、プラズマ
照射時に発生する熱、紫外線、活性イオン種、活性ラジ
カルなどによる悪影響を排除し、これによって生物活性
物質の活性を良好に保持したまま固定化せしめることが
できたものであり、その効果は後記実施例と比較例との
対比からも明らかな如く、活性の点において従来法のそ
れよりも約１０〜２０％程度すぐれている。

次に、実施例により本発明を説明する。

実施例１ アクリルアミド２０重蓋％およびＮ、Ｎ’−メチレンビ
スアクリルアミＦ架橋剤０．３−ｆｆｉ量％を含有スる
水溶液１０−をサンプル管にとり、これをプラズマ反応
容器内に収容する。反応容器内を０．ｌ　Ｔｏｒｒ迄減
圧にした後、１５０　Ｗ、　１２０秒間の条件下でプラ
ズマ照射を行なった。照射後、反応容器からすの後、常
温に２４時間放１）ｆｔ　して後重合を完結させると、
フィルムの形状を有する固定化酵母菌が得られた。

この固定化酵母菌を、５％グルコース水溶液（ｐＨ７，
０のリン酸綬衝液）に浸漬したところ、１時間当り４．
９　ｍｌの二酸化炭素の発生が認められ、その活性が確
認された。

比較例１ 実施例１において、アクリルアミド含有水溶液に酵母菌
を混入した後プラズマ照射を行なった。

得られた固定化酵母菌の二酸化炭素発生量は、１時間当
り４．０−であった。

実施例２ 実施例１において、生物活性物質としてインベルターゼ
酵素（生化学工業製品）　２０〜が用いられた。得られ
た固定化酵素の活性を、しよ糖（関東化学製品）を基質
としてネルソンーソモギ法圧より測定したところ、２３
４０ユニツトの値が得られた。

比較例２ 実施例２において、アクリルアミド含有水溶液に酵素を
混入した後プラズマ照射を行なった。得られた固定化酵
素の活性は、２ｉ００ユニツトであつた。

実施例３ 実施例１の酵母菌混入、後重合水溶液中ｒ（乾湿式法に
よって製造されたポリウレタン多孔質膜（膜面積１０ｃ
ｎｔ、厚さ０．ＳＩＲ＋）を１時間浸漬し、浸漬膜をガ
ラス板上に２４時間放置した。

得られた酵母菌固定化膜を、５％グルコース水溶液中に
浸漬したところ、１時間当り０．１　ｍｇの二酸化炭素
の発生が認められた。また、紫外吸光光度計を用い、こ
の固定化膜を逆浸透水中に２４時間浸漬した後の逆浸透
水中への酵母菌の脱離口を測定したが、固定化膜からの
酵母菌の脱離は認められなかった。

実施例４ 実施例２の酵素混入、後重合水溶液中に実施例３で用い
られた多孔質膜を１時間浸漬し、浸漬膜をガラス板上に
２４時間放置した。

得られた酵素固定化膜の活性を測定すると、膜１ｃＩ／
を当り５ユニツトの値が得られた。また、実施例３と同
様にして、可視吸光光度計を用いて測定した結果では、
固定化膜からの酵素の脱離は認められなかった。

代理人 弁理士　吉　［１３俊　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水溶性ビニル単量体水溶液にプラズマを照射し、そ
   れにより後重合中の該水溶液中に生物活性物質を混入し
   、その後後重合を完結させてそこに形成される前記ビニ
   ル単量体の重合体に生物活性物質を固定化せしめること
   を特徴とする固定化生物活性物質の製造法。 ２、生物活性物質が酵素である特許請求の範囲第１項記
   載の固定化生物活性物質の製造法。 ３、生物活性物質が微生物である特許請求の範囲第１項
   記載の固定化生物活性物質の製造法。 ４、水溶性ビニル単量体水溶液にプラズマを照射し、そ
   れにより後重合中の該水溶液中に生物活性物質を混入し
   た後、そこに高分子多孔質膜を浸漬して該多孔質膜中に
   後重合中の水溶液および生物活性物質を含浸させ、多孔
   質膜中でビニル単量体の後重合を完結させてそこに生物
   活性物質を固定化せしめることを特徴とする固定化生物
   活性物質の製造法。 ５、生物活性物質が酵素である特許請求の範囲第４項記
   載の固定化生物活性物質の製造法。 ６、生物活性物質が微生物である特許請求の範囲第４項
   記載の固定化生物活性物質の製造法。