JPS6045937B2 - 蛋白質の吸着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な蛋白質吸着剤に関する。

蛋白質が種々の物質に物理的に吸着する事実は、従来よ
りよく知られている。

例えば、活性炭、酸性白土、カオリナイト、アルミナ、
シリカゲル、ベントナイト、ヒドロキシアパタイト、リ
ン酸カルシウム等の無機物や、デンプン、グルテン等の
天然高分子等が挙げられる。これらのものは、蛋白質を
含んだ液の清澄化、微量の混入蛋白質の除去、蛋白質の
精製、分離等の目的のために実用化されているが、これ
らの物質には蛋白質に対する特異性がしばしば見られる
こと、ＰＨ等の溶液条件に制限がある事、ある種の蛋白
質が共存物質に化学的な作用を及ぼす場合があること、
機械的強度が不十分な事がある事等々の理由から、個々
の吸着剤の応用範囲は狭いのが実状てある。以上に鑑み
本発明者等は鋭意研究の結果、先に２踵量％ないし９踵
量％の含シアノ単量体と２重量％ないし８叩重量％の架
橋重合性単量体を含む単量体混合物を共重合して得られ
るポリアクリロニトリル系共重合体であつて平均孔径が
４０八ないし９０００Ａてある多孔性共重合体からなる
優れた蛋白質吸着剤を発明し、特許出願した（特願昭５
１−１２８８６８号）。本発明者等は、その後更に研究
を続けたところ本発明者等の予想に反して含シアノ単量
体の含量が２０％未満の共重合体においても著しく高い
蛋白質吸着力を示す事を見出し、本発明を完成するに到
つたものである。

即ち、本発明は、１重量％以上２唾量％未満の一般式（
４）（ここにＲは、水素、アルキル基等） で表わされる含シアノ単量体及び２重量％ないし（イ）
重量％の架橋重合性単量体を含む単量体混合物を共重合
して得られる共重合体であつて、平均孔径ｄが４０八な
いし９０００人である多孔性共重合体からなる蛋白質吸
着剤に関するものである。

本発明の蛋白質吸着剤は、後に詳述する様に高度の多孔
構造を有しており、巾広い種類の蛋白質を多量に吸着す
る能力を有しており、又化学的にも安定て蛋白質を分解
することもなく、機械的強度も高いため、操作も簡便と
なり工業的規模での使用も可能であるのみならず、容易
に製造出来るという極めて多くの利点を有している。

本発明の蛋白質吸着剤を構成する共重合体の構成単位と
なる一般式囚で示される含シアノ単量体の具体例として
は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロ
ルアクリロニトリル、シンナムニトリル等がある。

これら含シアノ単量体の含量は、１重量％以上２師量％
未満であり、好ましくは４重量％以上（イ）重量％未満
、さらに好ましくは６重量％以上２睡量％未満てある。
本発明の共重合体は、含シアノ単量体と共重合可能の他
の単量体を含むことができる。

それらの単量体は、スチレン、メチルスチレン、エチル
スチレン、ビニルナフタリン、ブタジエン、イソプレン
、ヒペリレン等の炭化水素化合物：クロルスチレン、ブ
七ムスチレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスチレン、ニト
ロスチレン、クロルメチルアミノスチレン等のスチレン
誘導体：メチルビニルスルフイド、フェニルビニルスル
フィド等のビニルスルフィド誘導体：アクリル酸：メタ
クリル酸：クリル酸メチル、アクリル酸クロルメチル等
のアクリル酸エステルニメタクリル酸シクロヘキシル、
メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸グリ
シジル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタク
リル酸ヒドロキシエチル等のメタクリル酸エステルニメ
チルビニルケトン、エチルイソプロペニルケトン等のビ
ニルケトンニ塩化ビニリデン、臭化ビニリデン等のビニ
リデン化合物：アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルア
クリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリル
アミド等アクリルアミド誘導体：酢酸ビニル、力プリン
酸ビニル等の脂肪酸ビニル誘導体：チオアクリル酸メチ
ル、チオ酢酸ビニル等のチオ脂肪酸誘導体：さらに、Ｎ
−ビニルスクシンイミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−
ビニルフタルイミド、Ｎ−ビニルカルバゾール、ビニル
フラン、ビニルイミダゾール、メチルビニ，ルイミダゾ
ール、ビニルプラゾール、ビニルオキサゾリドン、ビニ
ルチアゾール、ビニルピリジン、メチルビニルピリジン
、２，４−ジメチルービニルトリアジン等の異節環状ビ
ニル化合物等から任意に選ぶ事が出来るが、炭化水素単
量体、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の
非極性単量体が好ましい。本発明の共重合体の構成単位
となる架橋重合性単量体は、ジビニルベンゼン、ジビニ
ルトルエン、ジビニルキシレン、ジビニルナフタリン、
ジビニルエチルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニ
ルジフエニル、ジビニルジベンジル、ジビニルフエニル
エーテル、ジビニルジフエニルアミン、ジビニルスルホ
ン、ジビニルケトン、ジビニルピリジン、ジビニルキノ
リン、フタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、フマル
酸ジアリル、炭酸ジアリル、シユウ酸ジアリル、アジピ
ン酸ジアリル、酒石酸ジアリル、ジアリルアミン、トリ
アリルアミン、リン酸トリアリル、トリカルパリル酸ト
リアリル、Ｎ，Ｎ−エチレンジアクリルアミド、Ｎ，Ｎ
″ーメチレンジメタクリルアミド、エチレングリコール
ジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリ
レート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、
ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、１，３−
ブヂレングリコールジアクリルレート、トリメチルプロ
バントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ”
アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、１，３，
５−トリアクリロイルヘキサヒドロー１，３，５−トリ
アジン、ジアリールメラミン等から任意に選ばれるが、
ジビニルベンゼン等の炭化水素系架橋剤、エチレンング
リコールジメタクリレート等の脂肪酸エステル系架橋剤
等の非極性架橋結合性単量体が好ましい。

架橋重合性単量体の含量は、２重量％ないし８唾量％で
あり、好ましくは５重量％ないし７呼量％、さらに好ま
しくは８重量％ないし６鍾量％である。架橋重合性単）
量体の含量が低くすぎると膨潤収縮度が大きくなり機械
的強度が低下する。又架橋度か増加しすぎると、共重合
体内・＼の液の拡散速度の低下がみられる。本発明の蛋
白質吸着剤を構成する共重合体は、平均孔径が４０八〜
９０００Ａの範囲内にある多数の孔を有する構造体であ
るが、その平均孔径は、５０Ａ〜４０００への範囲にあ
るものがより好ましく、６０人〜２５００Ａの範囲にあ
ればさらに好ましい。

平均孔径が小さすぎると孔内に蛋白質が浸入吸着出来な
くなつたり、拡散速度の著しい低下をみせたりするため
に不都合であり、孔径が大きすぎると吸着に寄与する表
面積が小さくなることや機械的強度が低下する等の欠点
が生じてくる。その孔径分布も蛋白質吸着能に関して重
要な因子てあり、平均孔径をｄとする時、孔径が０．５
Ｃ１以上２ｄ未満てある孔の体積が全孔量の６０％以下
、好ましくは５０％以下であるのが望ましい。

この値の下限には特に制限はないが、平均孔径附近の孔
が最も多い故必然的に２０％以上となるが、一般的には
３０％てある。このように広い孔径分布を有する多孔を
含む共重合体は、後に述べる如く、特に大きな蛋白質吸
着能を有するものとなる。さらに、孔量も蛋白質吸着能
に重要な関係がある。

即ち、全単量体に対する架橋重合性単量体の重量分率を
Ｘ％とする時、乾燥重合体１ｑ当りの全気孔量が０．０
５Ｖ′Ｘｍｌ以上１．５Ｖ′ＸｍＬ以下であることが好
ましく、さらに０．１５ＶＸＴＬ１以上１．３Ｖ′Ｘｍ
ｌ以下であることが望ましい。孔量が少なすぎると十分
な吸着表面を提供するとが出来す、又過大な孔量は、共
重合体の機械的強度を低下させるのみならず、単位体積
の共重合体当りの吸着量を却つて低下させる。次に、本
発明で採用した多孔特性の測定法について述べる。

平均孔径、孔径分布、孔量比表面積の測定法は、水銀圧
入式ポロシメーターによつた。

この方法は多孔性物質に水銀を圧入していき、浸入した
水銀量から気孔量を求めるとともに、細孔の直径とその
孔に水銀を圧入する圧力は反比例するとい．う原理に基
づいて孔径を測定するものである。この方法の詳細は、
成書ファイン．パーティクル．メジャーメント （Ｆｉ
ｎｅＰａｒｔｉｃｌｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）クライ
ド．オア．ジュニア及びジエ．エム．ダアラアバアル（
Ｃｌｙｄｅ，Ｏｒ′Ｒ，ＪｒａｎｄＪ．Ｍ・Ｄａｌｌａ
ｖａｌｌｅ）共著、サ．マクミラン．カンパニイ．ニュ
ー．ヨーク（ＴｈｅＭａｃｍｉｌｌａｎＣＯｍｐａｎｙ
，ＮｅｗＹＯｒｋ）１９５９に記載されている。この方
法では、３５〜４０Ａまでの孔を測定することが可能で
ある。本発明において、孔とはその孔径が４０Ａ以上の
表面からの連通孔と定義し、孔量、表面積もその孔に由
来する値である。又、平均孔径はＤＶ／ＤｌＯｇｒの値
が最大値となるｒの値と定義する。ここでｒは孔径、■
はポロシメータで測定した累積気孔量である。もうひと
つの多孔性の指標となる値はカサ比重である。発明者等
は、次の方法でカサ比重を測定した。即ち、まずガラス
フィルター付カラムに樹脂を充填して水ノを十分流し、
その時の樹脂が充填されている部分のカラムの体積を求
める。その後試料を十分乾燥して重量を測定し、両者の
値からカサ比重を計算した。次に、本発明吸着剤共重合
体の製造法について−述べる。

本発明者の一部は、既に高度に多孔性の架橋重合体の製
造方法を見出しているが、本発明の多孔性共重合体の製
造にもこの技術を用いることがてきる（特開昭５１−１
２８３（４）号、特開昭５１−１３０４７５号公報）。
その一つの方法は、共重合性単量体の混合物であつて、
その内の２重量％以上が架橋重合性単量体である混合物
を、該混合物中の少なくとも一種の単量体の単独重合体
には親和性てあり、且つ少なくとも一種の他の単量体の
単独重合体には非親和性てあり、しかも単量体混合物を
溶解し且つ各単量体とは反応しない単一液体の存在で共
重合させて共重合体を得、次いて該共重合体の内部より
前記液体及び未反応単量体を除去することを特徴として
おり、もうひとつは、共重合性単量体の混合物であつて
、その内の２重量％以上が架橋重合性単量体である混合
物を、該混合物中の少なくとも一種の単量体の単独重合
体に親和性で、しかも単量体混合物を溶解し且つ各単量
体とは反応しない液体と、該混合物中の少なくとも一種
の単量体の単独重合体に非親和性で、しかも各単量体を
溶解し且つ各単量体とは反応しない液体とからなる混合
液体の存在下で共重合させ共重合体を形成させ、その後
該共重体の内部より前記の混合液体及び未反応単量体を
除去することを特徴とする方法である。

この方法をさらに今Ａ，Ｂ二種のモノマーの共重合によ
り共重合物を合成する場合について具体的に述べるなら
ば、有機液体を以下の様に分類する時、次の（１）から
（４）の組み合わせの液体を、単量体混合物と混合し、
共重合反応を行うことにより、多孔性構造を得ることが
出来る。

即ち、（１）少なくとも１種の液体Ｘ（２）少なくとも
１種の液体と、少なくとも１種の液体Ｙの混合物（３）
少なくとも１種の液体Ｘと、少なくとも１種の液体Ｚの
混合物（４）少なくとも１種の液体Ｙと、少なくとも１
種の液体Ｚの混合物ここで、液体Ｘ，Ｙ，Ｚとはそれぞ
れ次の性質を有するものである。

液体Ｘ：ポリマーＡ（モノマーＡの単独重合体）とポリ
マーＢのいずれか一方に親和性があり、他には親和性の
ない液体液体Ｙ：ポリマーＡ１ポリマーＢに対し共に親
和性を示す液体液体Ｚ：ポリマーＡ１ポリマーＢいずれ
に対しても親和性を示さない液体なおここでは、ある単
量体の線状重合体で平均分子量が１００００以上のもの
がある液体に１％以上溶解する場合、該液体は該重合体
に対して親和性があると定義する。

架橋重合性単量体の場合には、単量体５部、アゾビスイ
ソブチロニトリル０．１部、液体１（４）部からなる混
合物をガラス管に封入し、行おうとする重合反応と同じ
温度、時間スケジュールで加熱する。生成物が透明であ
る場合、該単量体の重合体は該液体に親和性があると定
義する。以上のように、（１）ないし（４）の方法で多
孔性架橋共重合体を容易に合成することが可能であるが
、一本発明て開示されている共重合体を得るには、特に
（２）ないし（４）の方法が適している。

即ちこれらの方法ては共重合体に対し親和性である液体
と非親和的てある液体の混合物の共存下、共重合反応を
行なうことになり、その結果巾広い孔径分布の共．重合
体が得られるからである。又この様に溶解性の異なる二
種の液体を用いる場合には、その混合比を変えることに
より、生成する共重合体の孔径を連続的に変化させるこ
とが可能となる。効果的な多孔性構造の設計のためには
架橋性単量体の全一単量体に対する割合が増加するにつ
れ加える有機液体の量を増加させることが必要である。
即ち、全単量体に対する全液体の重量％をＤ１全単量体
に対する架橋重合性単量体の重量％をＸとする時、式１
０１．２Ｊ又〈Ｄく１σ．２ＪＹを満足することが好ま
しく式１０１．５Ｖ又くＤ〈１σ．１ＶＹを満足するこ
とが更に好ましい。

多孔性共重合体の気孔量は基本的には、加える液体の相
対量によつて決められる。次に、さらに具体的な場合に
ついて用いられる液体名を列挙する。

アクリロニトリルージビニルベンゼンーエチルスチレン
の共重合においては、液体Ｙとしてジメチルホルムアミ
ド、Ｎ−メチルアセトアミド、ニトロメタン、ジメチル
スルホキシド、ベンゾニトリル、γ−ブチロラククトン
、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトフェノン等、
液体Ｘとしては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン
、テトラリン等芳香族炭化水素、シクロヘキサノン、ア
ニソール、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、安息香
酸メチル、安息香酸エチル、ベンジルアルコール、二塩
化メチレン、クロロホルム、ジオキサン等が、液体Ｚと
しては、ヘプタン、デカリン等の脂肪族炭化水素、ｎ−
ブタノール、シクロヘキサノール、イソオクチルアルコ
ール等脂肪族アルコール、酢酸アミル、フタル酸ジブチ
ル、フタル酸ジオクチル等が挙げられる。

アクリロニトリル−エチレングリコールジメタクリレー
トの共重合に於いては、液体Ｙとしジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシド、γ一ブチロラクトン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアセトアミド等が、液体Ｘとしては、トル
エン、メチルエチルケトン、ジオキサン、シクロヘキサ
ノン、塩化メチレン、クロルベンゼン等が、液体Ｚとし
ては、ヘプタン、オクターン、ｎ−ブタノール、イソプ
ロパノール等から選ぶことが出来る。

メタクリロニトリルージビニルベンゼンーエチルビニル
ベンゼンの共重合体を合成するに際して用いるべき液体
の例は、液体Ｙとして、ピリジン、ニトロメタン、ベン
ソニトリル、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、
γ−ブチロラクトン等が、液体Ｘとしては、トルエン、
エチルベンゼン、テトラリン、酢酸ブチル、プロピオン
酸エチル等が、液体Ｚとしては、ヘプタン、ブタノール
、イソオクタノール、シクロヘキサノール、フタル酸ジ
オクチル等がある。

以上は一例にすぎす、溶解性を調べることにより巾広く
種々の液体を用いることが可能である。本発明における
共重合体を得るための重合方法は、ラジカル重合、イオ
ン重合を問わないが、一般にはラジカル開始剤を単量体
液体混合物に溶解して加熱することにより重合を行なう
ことが推奨される。

適当なラジカル開始剤としては、液体と単量体の混合物
に溶解し、反応温度で分解が起こるラジカル開始剤から
選ばれ、その例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラ
ウロイル等の過酸化アシル類、アゾビスイソブチロニト
リル、２，２″−アゾビス（２，４−ジメチルマレロニ
トリル）等のアゾニトリル類、過酸化ジターシヤリーブ
チル、過酸化ジクミル、メチルエチルケトンパーオキシ
ド等の過酸化物、クメンヒドロペルオキシド、ターシヤ
リーヒドロペルオキシド等のヒドロペルオキシド類があ
る。反応温度は１０゜Ｃないし２００オＣ１好ましくは
、２０℃ないし１５００Ｃ１さらに好ましくは、３０゜
Ｃないし１００℃であるが、アクリロニトリルを含むモ
ノマーを開放系で重合する場合にはアクリロニトリルの
沸点が低いため重合温度を低くする必要がある。そのた
め重合開始剤の一部又は全部に低温分解型の開始剤を用
いることが望ましい。例えば、２，２″−アゾビス（２
，４ージメチルバレロニトリル）、２，２″−アゾビス
（４−メトキシー２，４−ジメチルバレロニトリル）、
過吉草酸ターシヤリーブチル、ペルオキソ炭酸ジイソブ
チル等が適当である。本発明の共重体を合成する場合の
好ましい重合法の一つは、水中での懸濁重合てあり、こ
の場合は、粒状樹脂を容易に得ることが出来る。

アクリロニトリルは水に若干の溶解性を示すが、水に不
溶性の液体が単量体を加えると水への溶解度は著しく減
少する。しかし、水溶性の有機液体を添加して重合を行
なう場合には、懸濁重合法は採用出来来ず、溶液重合に
より塊状物を得て、それを適当な粒度に粉砕して用いる
方法をとるべきてある。

本発明で用いられる懸濁剤としては、澱粉、トラガント
ゴム、ゼラチン等の天然高分子物質：ヒドロキシエチル
セルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセル
ロース等の加工天然高分子物質：ポリアクリル酸：ポリ
ビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、一部分ケン
化されたポリ酢酸ビニル等の水溶性合成高分子物質：硫
酸バリウム、タルク、ヒドロキシアパタイト、ベントナ
イト、無水ケイ酸、炭酸カルシウム等の無機物が用いら
れる。

又、アクリロニトリルを用いる場合はその若干の水溶性
を抑制する意味から、塩化ナトリウム、塩化カルシウム
等の無機塩を懸濁液に添加することは広く推奨される。

以上が代表的な製造法であるが、この様な方法で得られ
た含シアノ多孔性架橋共重合体は、蛋白質吸着剤として
極めて優れた性質を有していることが明らかとなつた。
以下順次説明を行なう。１本発明の吸着剤は、高度な多
孔構造を有している。

吸着剤の性能はまず吸着速度と吸着容量で決められるで
あろう。そのために一般の吸着剤も多孔構造を有してい
るものが少なくないが、本吸着剤の特徴の１つは、その
多孔構造が任意に調節出来る事である。即ち平均孔径４
０Ａ〜９０００Ａの範囲で任意の値をとり得るし、孔量
の調節も既に発明者が開示した方法をとる事により容易
に達成される。又、孔径分布に関してはある程度広い方
が望ましい。即ち、大孔径の孔の存在は、共重合体中の
蛋白質の拡散速度を著しく増加せしめ、小孔径の孔が多
量に存在する事により共重合体の内部表面積が増大する
。この結果、本発明品は大きな吸着速度と吸着容量を示
した。ある特定の蛋白質を対象とする時に、最適の多孔
構造というものが存在するであろう。構造設計の指針を
簡単に記述する事は容易ではないが、まず考慮に入れる
べきは、被吸着蛋白質の大きさである。一般の蛋白質の
大きさは数１０Ａから数１００Ａの範囲に入つているが
、蛋白質が共重合体内を拡散し、吸着するためには、少
なくとも蛋白質の大きさ以上の孔を形成させる必要があ
る。２本発明の共重合体は、種々の蛋製白質を多量に吸
着する能力を有している。

１で述べた特特性は物理的な構造に関する特徴であるが
、吸着剤としての機能を果すにはますその本体と被吸着
物の間になんらかの相互作用が存在することが必要であ
る。

比較例３にジビニルベンゼンーエチルスチレン共重合体
の蛋白質吸着能を示すが、必ずしも高い値ではない。そ
れに対し、アクリロニトリルを１鍾量％加えて製造した
共重合体はその数倍の吸着能を示すことは実施例３から
明らかである。このような吸着能の差異は、両共重合体
の多孔構造がほぼ同じことを考え合せれば、主として共
重合体が少量のシアノ基を含有したことによる差異であ
ると考えられよう。併し、シアノ基の含量が少ない本発
明の多孔性共重合体の場合と、シアノ基含量の多い前記
先願の多孔性共重合体の場合とでは、蛋白質の吸着機構
が若干異なるのではないかと考えられる。即ち、本発明
の吸着剤では、蛋白質の吸着において疎水結合の役割が
大しく、従つて本発明の吸着剤は疎水性の或る程度大き
な蛋白質の吸着にも有効である。そして、疎水結合力が
強い場合には、吸着した蛋白は水中に溶解しにくいため
、蛋白の離脱が抑えられると云う好結果をもたらす。尚
蛋白質の疎水性は、アール、イー．フイーニー（Ｒ．Ｅ
．Ｆｅｅｎｅｙ）等著、バイオヒミカ．工．バイオフイ
ジカ．アクタ（ＢｌＯｅｈｊｍｉｃａｅｔＢｌＯｐｈｙ
ｓｉｃａＡｃｔａ）１９倦２５６〜２６４頁、１９６師
に述べられているように、ｎ−アルカンの吸着量で測定
することができる。３本発明の共重合体は物理的強度が
大きい特長を有している。

従来、蛋白質の分離精製や固定化の担体として澱粉、セ
ルロース、デキストラン等を出発原料としたポリマーが
汎用されている。デキストランの架橋体であるセフアデ
ツクスや架橋アガ狛−スのセフアローズがその代表例で
あるが、これらの天然物から得られる担体は膨濶度が大
きく、又機械的強度が劣るため、大規模に使用すること
が困難となる。それに対し、本発明品は三次元架橋合体
特有の大きな機械的強度を有しており、カラム内に充填
してクロマトグラフを行う時に有利である。４吸着剤の
形状としては、吸着性能の点や強度的な面からも又溶液
を流通させる時の抵抗とい，つた面からも球状のものが
最も好ましいことは周知てあるが、本発明の共重合体は
水中で懸濁重合をすれば、容易に球状に製造することが
出来る。

５吸着性樹脂の好ましい条件の一つに、不活性，でかつ
広いＰＨの範囲で使用が可能であることが挙げられるが
、ポリアクリロニトリルやポリジビニルベンゼン等はこ
の条件を満足するため、特に反応性の高いモノマーを加
えない限り、本発明の共重合体はこの条件を満足する。

汎用の無機吸着剤である活性アルミナやシリカゲルが時
として被吸着物を分解することがあるのに対して、本発
明の共重合体は巾広い条件で巾広い基質に対して使用出
来る長所を有している。５さらに本発明の共重合体は、
反復使用が可能であり、その性能が長時間維持され劣化
が少ないという実用上の大きな特徴を有している。

以上に述べた様に、本共重合体は蛋白質吸着剤として好
ましい種々の特徴を有しているが、この理由の１つに架
橋結合性単量体が構成単位に含まれているという事実が
ある。含シアノ多孔性組成物は、例えば、ポリアクリロ
ニトリルを含む重合体の溶液を非溶媒に加え再沈澱させ
たり、多孔性物質の表面にポリアクリロニトリルをなん
らかの方法で沈着させる事により得られるが、これらに
較べ、三次元架橋構造を有する本共重合体では、多孔構
造の設計が容易であり、液の流通や外圧により多孔構造
が変化を受ける事が少なく、長時間にわたり安定した吸
着性能を示す事、又吸着剤の強度も大きく、さらに吸着
剤を構成している重合体が使用する液体に溶解する事も
ない等の利点ががある。既に記載された種々の特徴を生
かして、本発明の蛋白質吸着剤は、次に記す様な色々な
用途に用いる事ができる。

（１）蛋白質の精製、分離。

本吸着剤は、蛋白質に対して極めて優れた選択吸着性を
有することから、水性媒体中に含まれる蛋白質を、効果
的かつ選択的に吸着することが町能であり、換言すれば
、糖質、ビタミン類、色素類、無機塩類、金属化合物、
界面活性剤等の水溶性物質と共存している蛋白質を分離
することが出来る。

本発明の吸着剤を用いての蛋白質溶媒よりの蛋白質の吸
着操作はＰＨｌないし１１の範囲で行うことができるが
、吸着に好適なＰＨは蛋白質の種類によつて選ばれる。

又有機性溶液、例えば７０％アルコール溶液中のツエイ
ンなどに対しても適用することができる。吸着時の温度
は２゜Ｃないし５０℃が用いられるが、室温付近特に２
０℃ないし４０℃が好ましい。

吸着操作は蛋白質溶液に本発明吸着剤を添加することに
よつて行われ、必要ならば攪拌又は振とうするとによつ
て吸着をより容易し、吸着時間を短縮することが出来る
。又吸着剤をカラムあるいはろ過器上につめ、蛋白質溶
液を流すことによつて吸着させることもできる。吸着時
間は蛋白質溶液の状態、濃度、吸着の方式、温度等によ
つて異る適切な時間を選ぶことができる。

近年蛋白質の工業的応用技術が重要な新技術として多方
面で研究されており、このような機能的にあらゆる面か
ら革新的な吸着方法の開発は工業的に極めて重要な寄与
をなすものでありその応用範囲は極めて広い。

又、現在実験室規模の天然有機化合物の分離、精製法の
代表例である吸着クロマトグラフィーは、被分離物質、
吸着剤、溶媒分子相互間の吸着力の差を利用しているが
、現在使用されている吸着剤としては、活性炭、アルミ
ナ、シリカ、リン酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等
の無機物が用いられている。

これらの無機吸着剤に較べて、本吸着剤は、良好な球状
のものを得ることが出来、又機械的強度も大きく、繰り
かえしの使用も可能であため、大規模の吸着クロマトグ
ラフィーを実施することも可能であることが、無機吸着
体においてしばしば遭遇する。被分離物質を分解する性
質を有していないため、特に不安定な蛋白質の取扱いが
出来るという利点を有している等の理由から吸着クロマ
トグラフィー用担体として利用することが出来る。又、
すでに述べた様な孔径と蛋白質の吸着量の関係を利用し
て、さらに選択的な蛋白質の分離が可能となる。さらに
一方では本発明の吸着剤に吸着された蛋白質は酸性又は
塩基性に調整された水溶液、各種塩類溶液、温水、又は
メタノール、エタノール、アセトン等の水と混和しうる
有機溶媒を含む水等から適切に選はれた水性溶媒により
効率よく溶出することが可能であり、溶出の法は溶出さ
れる蛋白質の種類、用途により適宜組み合わせればよい
。

（２）蛋白質の除去 微量の蛋白質に混入によつて製品品質が著しく低下する
ことがあるが、その一例として清酒の蛋白による濁りを
あげるとが出来る。

本発明の吸着剤を用いれば、清酒中に含まれる蛋白質を
非常に効率よく確実に除くことが出来る。その上清酒品
質に何ら悪影響を及ぼさず製品品質を飛躍的に向上させ
ることができる。しかも従来法である柿しぶによる凝集
沈澱法、超遠心法、酵素剤による分離法などに較べ、吸
着及び後処理の操作性が格段に優れ、蛋白の混入もなく
経済的である。同様にこの方法はビール、ブドウ酒の醸
造製品その他の清酒方法として用いることができる。さ
らに蛋白質の吸着除去方法としては高蛋白質”含有廃水
（例えは食品加工廃水）からの蛋白質除去方法としても
応用することが出来る。

この場合従来の活性汚泥法等の生物的方法にくらべはる
かに短時間に狭い場所で処理することができる。（３）
固定化酵素等の担体生体内には特異的な相互作用を示す
一対の物質が多く存在する。

酵素と基質、酵素と阻害剤、抗原と抗体等はその代表的
な例である。これらの組み合わせで１つの複合体が形成
される。この複合体が非常に安定な場合もあれば、中間
体として存するのみでただちに反応分解をする場合もあ
る。酵素一基質複合体は後者の場合に対応する。これら
の化合物の中には蛋白質であるものが多いが、それらを
本発明による吸着剤に吸着固定することにより種々の用
途に使用することが出来る。酵素を水不溶性担体に固定
させたものは固定化酵素としてよく知られている。

化学結合法とは異なり、従来物理的吸着法による固定化
酵素の製造方法は、酵素の変性が殆んど起らずかつ酵素
を補充しながら連続使用が可能であるという大きな利点
をしながら、その吸着力が弱く、吸着量が少ない為実用
化が遅れていた。一方、本発明の吸着剤の蛋白吸着量は
、１ｙの乾燥体当り１００ｍ９以上の成績を示しており
、又一旦吸着された酵素等は、蒸溜水、脱イオン水、水
道水によつてほとんど溶離されないので、酵素を吸着さ
せた状態で酵素反応に使用するとも可能である。

又、アフイニテイ．クロマトグラフィーは、担体に生理
活性物質を固定し、それとの相互作用を利用して他の生
理活性物質を分離するという原理に基づく方法で、近年
非常に注目を集めているものであるが、この目的のため
の担体としても本発明の吸着剤を使用することが可能て
ある。

吸着剤に吸着固定される蛋白質としては、酵素、抗原、
抗体等が代表的なものである。なおこれらの蛋白質を吸
着させる際に、蛋白質の架橋剤として知られるグルタル
アルデヒド等の二官能性反応試薬を用いることは本発明
の方法を何ら妨害することはないばかりではなく、吸着
体と蛋白質及び蛋白質同志の結合を一層強め、その適用
範囲を拡大することが出来る。次に本発明を実施例によ
り詳細に説明するが、これにより本発明の範囲が制限さ
れるものではない。

実施例１ 還流冷却器、ステンレススチール製二枚羽根攪拌器、温
度計を備えた３１の三ロフラスコに蒸溜したばかりのア
クリロニトリル１０ｙ１ジビニルベンゼン（純度５６％
、不純物として４４％のビニルエチルベンゼンを含む、
以下５６％ジビニルベンゼンと記す）９０ｙ１アセトフ
ェノン５０ｙ１デカリン１５０ｙ１アゾビスイソブチロ
ニトリル１ｙ１２，２″−アゾビスー（２，４−ジメチ
ルバレロニトリル）１ｙを加え、均一溶液にする。

さらに部分ケン化ポリビニルアルコール（粘度２３Ｃｐ
Ｓケン化度８８％）６．２５ｙ１塩化ナトリウム１２．
５ダを溶解した蒸溜水１２７０ｑを加え、３００ｒ′Ｐ
ｍの回転数で攪拌を行ないながら、４５℃で１時間、５
０℃で２時間、６０℃で２時間、さらに７０℃で４時間
加熱した。反応中一定時間毎に反応混合物をサンプリン
グしてそのベンンゼン抽出物をガスクロマトグラフによ
り分析して、残存単量体を定量し重合率を測定したとこ
ろ、上記の条件で９７％以上の重合率であことが確認さ
れた。なお、アクリロニトリルは沸点が低いため還流冷
却器は内部に冷水を流通させる等して効率を高める必要
がある。生成した共重合体は良好な球状をしており直径
８０〜１５０μの範囲にあつた。ふるいを用いて湿式分
級を行つた後、メータノールで未反応単量体、液体等を
除去した。その一部をとり減圧下６０℃で１峙間乾燥し
ポロシメーター用の試料とした。残りの共重合体は十分
水洗を繰りかえした。このもののカサ比重は０．２２平
均孔径１４００Ａ１気−孔量１８８ｍｔ／ｙと測定され
、孔径が７００Ａから２８００Ａの間の孔量は０．７７
ｍ１／ｇであつた。

以下これをＲ−１と称する。実施例２ アセトフェノンとデカリンの混合液体の代りにトルエン
２５０ｇを添加した以外は、実施例１とまつたく同様の
法で粒状共重合体を得た。

その粒径範囲は７０〜１８０μ、カサ比重０．２５．平
均孔径６００Ａ１気孔量１．５２ｍ１／Ｙｌ３ＯＯ八な
いし１２００Ａの孔に基づく孔量は０．７８ｍ１／ｙ１
表面積は１８０ｊ１′／ｆと測定された。

このものを以下Ｒ−２と称す。比較例１ 実施例１と同じ装置に、アクリロニトリル２０ｙ１５６
％ジビニルベンゼン１８０ｆ１アゾ−ビスイソブチロニ
トリル２ｙ１２，′２！′−アゾビス（２，４−ジメチ
ルバレロニトリル）２Ｖを加え、さらに実施例１と同じ
部分ケン化ポリビニルアルコール５ｙ１塩化ナトリウム
１５ｙを溶解した純水１０００ｙを加え、３５０ｒ′Ｐ
ｍの回転数で攪拌を行ないながら、実施例１と同じ温度
スケジュールで重合を行なつた後、同様な後処理を行つ
た。

重合率は９８％、カサ比重は０．５９であり、ポロシメ
ーターによつては孔は観測されなかつた。以下、この共
重合体をＣ−１と称す。

比較例２ 実施例１と同じ装置に５６％ジビニルベンゼンを１００
ｙ１テトラリン８０Ｖ１シクロヘキサノール１２０ダ、
過酸化ベンゾイル１ｙからなる均一溶液と、メチルセル
ロース（２％水溶液の粘度が１００ＣｐＳのもの）９ｙ
を溶解した純水１５００ｙを加え、６０℃で１時間、７
０℃で３時間、さらに８０℃で４時間攪拌を続ける。

粒径は６０〜２００μ、カサ比重は０．２３であつた。
ポロシメーターによる測定では、平均孔径１３００Ａ１
気孔量１．６３ｍ１／ｙ１孔径が６５０Ａから２６００
Ａまでの気孔量は０．５３ｍ１／ｙであつた。又、表面
積は２４０ｄ／ｙであつた。この共重合体を以下Ｃ−２
と略記する。

実施例３ 第１表に示した蛋白質を各々３０ｍｇ含む溶液１０ｍ１
にそれぞれ０．５ｙの湿潤共重合体（Ｒ−１）を入れ、
３０℃にて３時間振とうした後、遠心分離法で沈降物を
除去したのち、上澄液中の蛋白質濃度をローリー等の方
法（ＬＯｗｒｙ，Ｏ．Ｈ．ｅｔａｌ，Ｊ．ＢｉＯｌ．Ｃ
ｈｅｍ．ｌ９？２６５頁、１９５１年）で測定し、Ｒ−
１を加えない系の値との差を吸着量とした。

結果はもとめて第１表に示した。なお蛋白質吸着量は、
乾燥共重合体１ｙ当りに吸着した蛋白質の重量て示した
。比較例３ 実施例３と同様な方法で共重合体Ｃ−１、Ｃ一２の蛋白
質吸着量を測定した。

用いた蛋白質は、血清アルブミン、α−キモトリプシン
、リパーゼである。結果を第２表に示す。実施例４ 第２表に示した酵素を各々３０ｍｇ含む溶液１０ｍ１に
それぞれ０．５ダの湿潤共重合体（Ｒ−２）を入れ、３
０゜Ｃにて４時間振とうした後共重合体をガラスフィル
ターで戸別し、共重合体に吸着した酵素の力価を測定し
、吸着液の力価と比較する事により酵素の吸着量を求め
第３表に示した。

ウレアーゼの活性測定は、デー．デー．パンスリーク（
Ｄ．Ｄ．■Ａｎｓｌｙｋｅ）らの方法（Ｊ．ＢｉＯｌ．
Ｃｈｅｍ，ｌ５倦、６２３頁、１９４４年）、カタラー
ゼはエイチ．ユー．ベルグマイヤー（Ｈ．Ｕ．Ｂｅｒｇ
ｒＴｌｅｙｅｒ）の方法（ＢｌＯｃｈｅｍ．Ｚ．３２７
巻、２５５頁、１９５奔）の方法、α−キモトリプシン
はジー．ダブリユ．シユベルト（Ｇ．Ｗ．Ｓｃｈｗｅｒ
ｔ）らの方法（ＢｌＯｃｈｉｍ．ＢｉＯｐｈｙｓｊｃａ
Ａｃｔａ．，ｌ６巻、５７０頁、１９５岬）、ペプシン
はエル．エム．パーカー（Ｌ．Ｍ．Ｂａｋｅｒ）らの方
法（Ｊ．ＢｉＯｌ．Ｃｈｅｍ．２ｌｌ巻、７０１頁、１
９５俳）でそれぞれ行つた。

実施例５ 還流冷却器、攪拌棒、温度計を備ええた１ｅのセパラブ
ルフラスコにヒドラキシアパタイト１０ｙ１純水５００
ｙを加え、５０℃に加熱する。

そこにメタクリロニトリリル８ｙ１５６％ジビニルベン
ゼン１８ｙ１スチレン２４ｇ、トルエン９０ｙ１フタル
酸ジオクチル６０ｙ１過酸化ラウロイル０．５ｙの混合
溶液を加え５０℃で２時間、６５℃で２時間、さらに８
０℃て４時間攪拌を続ける。生成した共重合体は直径１
００〜４００μの球状であり、ポロシメーターによる孔
構造測定の結果は次の通りであつた。平均孔径径２５０
０Ａ１気孔量２４３ｍ１／ｆ１孔径１２５０Ａ〜５００
０人に由来する気孔量は１．０９ｍ１／ＱＯ又、カサ比
重は０．１９ｍ１／ｑであつた。この共重合体をＲ−３
と称する。

実施例６ 実施例３と同じ方法で、共重合体Ｒ−３の蛋白質吸着量
を測定した。

結果を第４表に示す。実施例７１２０ｍｔの耐圧ガラス
容器にアクリロニトリル３ｆ１エチレングリコールジメ
タクリレート１５ｆ１ジメチルホルムアミド５０ｙ１ク
ロルベンゼン２２ｙ１過吉草酸ターシヤリーブチル０．
１Ｊ１過酸化ベンゾイル０．１ｙを加え、均一溶液とし
た後、ガラス容器の先端を熔封し、４０℃２時間、６０
℃４時）間、８０℃４時間加熱する。

冷却後、ガラス容器を破砕し共重合体をとりだし、乳鉢
内で共重合体を粉砕し、アセトン洗浄、水洗を十分行つ
た後、８０メッシュと１５０メッシュの篩を用いて湿式
分級をした。常法に従つてポロシメーターによる孔構造
の測定を行つたところ、平均孔径２００Ａ、気孔量】．
５８ｍＬ／ｙ、孔径１００Ａないし４００Ａに由来する
孔量は０．７９ｍ１／ダてあつた。又、カサ比重は０．
１７と測定された。以下この共重合体をＲ−４と略す。
実施例８実施例３と同じ方法でＲ−４の蛋白質吸着量を
測定した。

γ−グロブリン、α−キモトリプシン、チトクロームＣ
の吸着量は、それぞれ４０ｍｇ、１００ｍｇ、１２０ｍ
ｇであつた。実施例９ トリプシン３００ｍｇを含む溶液８０ｍ１に５ｙの湿潤
共重合体（Ｒ−１）を加え、３０゜Ｃて３時間振とうし
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １重量％以上２０重量％未満の一般式（Ａ）で（Ａ
   ）▲数式、化学式、表等があります▼（ここにＲは水素
   、アルキル基等） 表わされる含シアノ単量体及び２重量％ないし８０重量
   ％の架橋重合性単量体を含む単量体混合物を共重合して
   得られる共重合体であつて、平均孔径（ｄ）が４０Åな
   いし９０００Åである多孔性共重合体からなる蛋白質吸
   着剤。 ２ 含シアノ単量体の含量が４重量％以上２０重量％未
   満である特許請求の範囲第１項記載の蛋白質吸着剤。 ３ 含シアノ単量体の含量が６重量％以上２０重量％未
   満である特許請求の範囲第２項記載の蛋白質吸着剤。 ４ 含シアノ単量体がアクリロニトリルである特許請求
   の範囲第１項記載の蛋白質吸着剤。 ５ 架橋重量合性単量体がジビニルベンゼンである特許
   請求の範囲第１項記載の蛋白質吸着剤。 ６ 架橋重合性単量体が一般式（Ｂ） （Ｂ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ここにＲ
   ＿１，Ｒ＿２は水素又はメチル基、ｎは１ないし３０の
   整数）で表わされる単量体である特許請求の範囲第１項
   記載の蛋白質吸着剤。 ７ 架橋重合性単量体の重量分率が５％ないし７０％で
   ある特許請求の範囲第１項記載の蛋白質吸着剤。 ８ 平均孔径（ｄ）が５０Åないし４０００Åである特
   許請求の範囲第１項記載の蛋白質吸着剤。 ９ 孔径が０．５ｄ以上２ｄ未満である孔の体積が全孔
   量の６０％以下である特許請求の範囲第１項記載の吸着
   剤。 １０ 全単量体に対する架橋重合性単量体の重量分率を
   Ｘ％とする時、乾燥重合体１ｇ当りの全気孔量が０．０
   ５√（Ｘ）ｍｌ以上１．５√（Ｘ）ｍｌ以下である特許
   請求ろ範囲第１項記載の蛋白質吸着剤。 １１ 乾燥共重合体１ｇ当りの全気孔量が０．１５√（
   Ｘ）ｍｌ以上１．３√（Ｘ）ｍｌ以下である特許請求の
   範囲第１０項記載の蛋白質吸着剤。 １２ 乾燥共重合体１ｇ当りの蛋白質の吸着剤が２０ｍ
   ｇ以上である特許請求の範囲第１項記載の蛋白質吸着剤
   。 １３ 乾燥共重合体１ｇ当りの蛋白質の吸着量が４０ｍ
   ｇ以上である特許請求の範囲第１２項記載の蛋白質吸着
   剤。 １４ 分子量が１０００ないし１００００００の間にあ
   る蛋白質である特許請求の範囲第１項、第１２項又は第
   １３項記載の蛋白質吸着剤。 １５ 蛋白質がヒト血清アルブミンである特許請求の範
   囲第１４項記載の蛋白質吸着剤。 １６ 蛋白質がα−キモトリプシンである特許請求の範
   囲第１４項記載の蛋白質吸着剤。 １７ 蛋白質がリパーゼである特許請求の範囲第１４項
   記載の蛋白質吸着剤。 １８ 蛋白質が酵素である特許請求の範囲第１項記載の
   蛋白質吸着剤。 １９ 酵素がトリプシンである特許請求の範囲第１８項
   記載の蛋白質吸着剤。 ２０ 酵素がキモトリプシンである特許請求の範囲第１
   ８項記載の蛋白質吸着剤。 ２１ 蛋白質が抗原である特許請求の範囲第１項記載の
   蛋白質吸着剤。 ２２ 蛋白質が抗体である特許請求の範囲第１項記載の
   蛋白質吸着剤。 ２３ 多孔性共重合体が球状である特許請求の範囲第１
   項記載の蛋白質吸着剤。 ２４ １重量％以上２０重量％未満の一般式（Ａ）なる
   （Ａ）▲数式、化学式、表等があります▼（ここにＲは
   、水素、アルキル基等） 含シアノ単量体及び２重量％ないし８０重量％の架橋重
   合性単量体を含む単量体混合物を、該単量体混合物中の
   少なくとも一種の単量体の単独重合体には親和性であり
   かつ、少なくとも一種の他の単量体の単独重合体には非
   親和性である少なくとも一種の液体ａ、又は液体ａと該
   単量体混合物中のすべての単量体の単独重合体に親和性
   がある少なくとも一種の液体ｂとからなる混合物、又は
   液体ａと該単量体混合物中のすべての単量体の単独重合
   体に非親和性である少なくとも一種の液体ｃとからなる
   混合物で、かつ該単量体混合物を溶解しかつ各単量体と
   は反応しない液体又は液体混合物の、全単量体に対する
   架橋重合性単量体の重量％をＸとする時全単量体の０．
   １５√（Ｘ）倍ないし１．５√（Ｘ）倍量の重量存在下
   で共重合させて樹脂を形成させ、その後、該樹脂の内部
   より前記液体及び未反応単量体を除去するとを特徴とす
   る多孔性共重合体からなる蛋白質吸着剤の製法。