JPS6091983A - タンパク質固定用膜担体およびその製造方法 - Google Patents
タンパク質固定用膜担体およびその製造方法Info
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- JPS6091983A JPS6091983A JP58199856A JP19985683A JPS6091983A JP S6091983 A JPS6091983 A JP S6091983A JP 58199856 A JP58199856 A JP 58199856A JP 19985683 A JP19985683 A JP 19985683A JP S6091983 A JPS6091983 A JP S6091983A
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- polymer membrane
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- B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
- B29C59/14—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by plasma treatment
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
- C12N11/08—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
- C12N11/082—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12N11/08—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/544—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being organic
- G01N33/545—Synthetic resin
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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。
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、タンパク質固定用膜用木圧1びその製造方法
に関り、更に詳しくは、表面が低温プラズマ処理に、Y
り灰化され、タンパク質の非特異的吸着か抑制されたタ
ンパク質固定用膜担木およびその製造方法に関する。
に関り、更に詳しくは、表面が低温プラズマ処理に、Y
り灰化され、タンパク質の非特異的吸着か抑制されたタ
ンパク質固定用膜担木およびその製造方法に関する。
入間の本渡や組織中の化学物質を分析して疾患の予防、
診断、治療を助ける為に臨床分析(検査)か行われる。
診断、治療を助ける為に臨床分析(検査)か行われる。
臨床分析には、微量で分析できること、簡便かつ迅速に
行えること、正確であることなどの要求条件がある。
行えること、正確であることなどの要求条件がある。
酵素は、高い基質特異性や温和な条件下での反応加速な
ど、飢の化学試薬にない特徴を有しているので、臨床分
析に広く利用されるようになっている。しかし、遊離酵
素は、値段が高くしかも安定性に欠ける為、酵素は一般
に高分子材料に固定化されて用いられる。
ど、飢の化学試薬にない特徴を有しているので、臨床分
析に広く利用されるようになっている。しかし、遊離酵
素は、値段が高くしかも安定性に欠ける為、酵素は一般
に高分子材料に固定化されて用いられる。
また、最近生体の微量成分の臨床分析の一方法として免
疫測定法が採用される様になった。この方法においても
、免疫反応に関Lj、する抗原または抗体は担体に固定
化して用いる。
疫測定法が採用される様になった。この方法においても
、免疫反応に関Lj、する抗原または抗体は担体に固定
化して用いる。
この様に酵素、抗原、抗体をはじめとするタンパク質を
担体に固定化する場合に重要なことは、(])担体に糸
13合固定化されるタンパク質の密度か高い、二と、 (2)抗原抗体反応においては、この反応による結合Y
J、外の非特異的吸着が少ない、二と、(3)更に、担
体か膜であり、固定化膜を種々の電極と糾み合印で酵素
電極法で測定→−る場合、酵素と基質との反応生成物の
膜透過速度か入とい、二となどである。
担体に固定化する場合に重要なことは、(])担体に糸
13合固定化されるタンパク質の密度か高い、二と、 (2)抗原抗体反応においては、この反応による結合Y
J、外の非特異的吸着が少ない、二と、(3)更に、担
体か膜であり、固定化膜を種々の電極と糾み合印で酵素
電極法で測定→−る場合、酵素と基質との反応生成物の
膜透過速度か入とい、二となどである。
膜担体の従来の主な製造ノJ法は、キャスティング法で
ある(S、Kato、 M、AizaIIla、 S、
5uzuki、J 1M etnl〕r。Sci、、3
.291978)およびN、Weliky+ 11.1
1.Weetall、Iaununocl++1+n1
s1.ry+り、293(1965)など参照)。しか
し、キャスティング法では、膜の製造に熟練を要し、ま
た再現性も悪い1、 本発明者らは、タンパク質固定用膜担・木を筒φにかつ
経済的に提供すべく研究を重ねた結果、高分子膜を低温
プラズマで処理することにより膜表面を灰化すると、タ
ンパク質の非特異的吸着の抑制された膜担木か1()ち
れることを見い出し本発明を完成するに至った。
ある(S、Kato、 M、AizaIIla、 S、
5uzuki、J 1M etnl〕r。Sci、、3
.291978)およびN、Weliky+ 11.1
1.Weetall、Iaununocl++1+n1
s1.ry+り、293(1965)など参照)。しか
し、キャスティング法では、膜の製造に熟練を要し、ま
た再現性も悪い1、 本発明者らは、タンパク質固定用膜担・木を筒φにかつ
経済的に提供すべく研究を重ねた結果、高分子膜を低温
プラズマで処理することにより膜表面を灰化すると、タ
ンパク質の非特異的吸着の抑制された膜担木か1()ち
れることを見い出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の一要旨は、酸素または酸素を含む気
体の低温プラズマにより処理され、表面からプラズマ灰
化された高分子膜から成るタンパク質固定用膜担木に存
する。
体の低温プラズマにより処理され、表面からプラズマ灰
化された高分子膜から成るタンパク質固定用膜担木に存
する。
本発明の膜担体は、無孔膜または多孔性膜のいずれであ
ってもよいか、酵素電極法に用いる場合は、多孔性でな
ければならない。多孔性の場合、孔径は少くとも250
人であるのか好ましい。
ってもよいか、酵素電極法に用いる場合は、多孔性でな
ければならない。多孔性の場合、孔径は少くとも250
人であるのか好ましい。
膜厚は、特に制限されないか、処理前の厚さは] fJ
f)μ印を越えないのが好ましい。これより厚くなる
と、多孔性膜の場合、孔壁まで十分にプラズマ灰化する
のに時間かかかり不利である。 ・力、膜か薄すぎると
取り扱いに不便であり、少くとも25μ口1の厚さか好
ましい。処理後の厚さは、自立性膜を得るには約15μ
m以上が好ましいか、別の支持H料を用いる場合には、
これよりFN<てもよい。
f)μ印を越えないのが好ましい。これより厚くなる
と、多孔性膜の場合、孔壁まで十分にプラズマ灰化する
のに時間かかかり不利である。 ・力、膜か薄すぎると
取り扱いに不便であり、少くとも25μ口1の厚さか好
ましい。処理後の厚さは、自立性膜を得るには約15μ
m以上が好ましいか、別の支持H料を用いる場合には、
これよりFN<てもよい。
高分子膜は、構成元素として炭素、水素および要すれば
酸素とがらなり、取り扱い」−支障のない機械的強さを
持−〕高高分子材からなる膜であれば使用でbる。好ま
しい例として、ポリオレフィン、特にポリプロピレン、
およびポリカーボ゛ネートなどか挙げられる。
酸素とがらなり、取り扱い」−支障のない機械的強さを
持−〕高高分子材からなる膜であれば使用でbる。好ま
しい例として、ポリオレフィン、特にポリプロピレン、
およびポリカーボ゛ネートなどか挙げられる。
本発明の膜担体は、既知のプラズマ発生装置を用いて1
氏錦プラズマ処理することにより製造することかでとる
。1なわち、プラズマ発生装置の電極」二に品分−r膜
を置ト、酸素または酸素を含む気体の雰囲気中減圧ドに
電極間に放電させることにより気体プラズマを発生させ
て高分子膜を表面から灰化する5゜ 酸素はヘリウムなどで希釈して用い′ζもよいか1、一
般に純酸素が好ましい。
氏錦プラズマ処理することにより製造することかでとる
。1なわち、プラズマ発生装置の電極」二に品分−r膜
を置ト、酸素または酸素を含む気体の雰囲気中減圧ドに
電極間に放電させることにより気体プラズマを発生させ
て高分子膜を表面から灰化する5゜ 酸素はヘリウムなどで希釈して用い′ζもよいか1、一
般に純酸素が好ましい。
圧力は、fl 、 1!”)〜]i″orrか一般に採
用される。
用される。
圧力が(1、] 、”) i’ ort・より低いと放
電により高電圧を必要とし1、またI Tor+より高
いと放電が困Sとなる。
電により高電圧を必要とし1、またI Tor+より高
いと放電が困Sとなる。
電流密度は、fl 、(15−0、5tnA / C1
l”である。
l”である。
処理時間は、その他の条1’lに依存するか、多孔性膜
の場合、北壁の表面をも1−分に灰化)−るには膜厚の
少くとも油)%か灰化により減少する様に定める。
の場合、北壁の表面をも1−分に灰化)−るには膜厚の
少くとも油)%か灰化により減少する様に定める。
プラズマ灰化は、片面から1jっでもよいか、性能の良
い膜担木を得るには両面から行うのか好ましい。
い膜担木を得るには両面から行うのか好ましい。
プラズマ灰化された膜表面にはアルデヒド基が形成され
るので、シップ試薬により染色して灰化処理の6v認を
行うことかできる。
るので、シップ試薬により染色して灰化処理の6v認を
行うことかできる。
本発明の低温プラズマ処理された膜担体では、表面の水
1こ月するぬれか非常1こよくなり、いわゆる4ル、張
ぬれの状態となる。従って、酵素電極法に用いると測定
用の電極に対する接触の均一(IIやノル質液に利する
なしみかよくなり、酵素反応か円滑に進行する。また、
プラズマ灰化により実質的に膜厚をj減少さぜることか
でと、これに」こり表面を粗面化し、表面積を増大させ
ることができるので、たとえば固定化酵素、抗体、抗原
または受容体の密度を高め、a(11定の感度を向上さ
せることができる。また、膜)1の)減少は、酵素反応
で主成する物質の膜透過を容易にし、測定感度の向1−
かはかれる。
1こ月するぬれか非常1こよくなり、いわゆる4ル、張
ぬれの状態となる。従って、酵素電極法に用いると測定
用の電極に対する接触の均一(IIやノル質液に利する
なしみかよくなり、酵素反応か円滑に進行する。また、
プラズマ灰化により実質的に膜厚をj減少さぜることか
でと、これに」こり表面を粗面化し、表面積を増大させ
ることができるので、たとえば固定化酵素、抗体、抗原
または受容体の密度を高め、a(11定の感度を向上さ
せることができる。また、膜)1の)減少は、酵素反応
で主成する物質の膜透過を容易にし、測定感度の向1−
かはかれる。
本発明に従った低温プラズマによる膜の表面沃化によっ
て生しる膜表面の変化の重要な特徴は、たんばく質、特
に免疫測定に際して用いられる酵素標識抗原などの非特
異性吸着が非常に少なくなることである。これにより測
定のバックグラウンドノイズを低く保ち、測定の精度を
向−1−させることかできる。
て生しる膜表面の変化の重要な特徴は、たんばく質、特
に免疫測定に際して用いられる酵素標識抗原などの非特
異性吸着が非常に少なくなることである。これにより測
定のバックグラウンドノイズを低く保ち、測定の精度を
向−1−させることかできる。
さらに、本発明によれば、非常に筒1)1にかつ再現性
よく膜担体を製造でき、かつ市販の高分子膜をそのま、
!:使用するため、量産性に1くれている。
よく膜担体を製造でき、かつ市販の高分子膜をそのま、
!:使用するため、量産性に1くれている。
次に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
実施例1
ポリプロピレン膜(商品名:ノユラガ〜ド#3.101
、ポリプラスチックス株式会ネ(製)を3 +1 (1
ハ111)φX S (’l (1+tunガラス製の
平21i平板型プラスマ反応器のアルミニュウム電極板
tこはりっけ、O、。
、ポリプラスチックス株式会ネ(製)を3 +1 (1
ハ111)φX S (’l (1+tunガラス製の
平21i平板型プラスマ反応器のアルミニュウム電極板
tこはりっけ、O、。
tl I Torr l?J、下に抽気した後、酸素ガ
スを導入し、排気しなから(1,3Torr、1旧)m
A(f、1. ] 4+11A/c+nこ)(5K H
z)、350 Vの条件で放電さぜ、5分毎にサンプル
を切り取りながら、計3()分間処理した。
スを導入し、排気しなから(1,3Torr、1旧)m
A(f、1. ] 4+11A/c+nこ)(5K H
z)、350 Vの条件で放電さぜ、5分毎にサンプル
を切り取りながら、計3()分間処理した。
両面処理は、5分ずつ裏返して合計15分ずつプラズマ
処理にイ;t Lだ。
処理にイ;t Lだ。
各時間毎に取り出したサンプルをら等分して測定サンプ
ル各5枚をつくつすこ。
ル各5枚をつくつすこ。
il、111定サンプルを蒸留水中に浸漬した後、取り
出し、過酸化水素電極にセットし、これを31.l+o
ρの緩衝液(1,” 13 S )に入れて(25°C
13t) Orlunかきまぜ)白金電極に++)、6
5V I)、C,を印加して安定さぜたのち、(1,0
3%過酸化水素0.51oρを添加して流れる電流を測
定、記録した。
出し、過酸化水素電極にセットし、これを31.l+o
ρの緩衝液(1,” 13 S )に入れて(25°C
13t) Orlunかきまぜ)白金電極に++)、6
5V I)、C,を印加して安定さぜたのち、(1,0
3%過酸化水素0.51oρを添加して流れる電流を測
定、記録した。
11面処理および両面処理の結果を第1表に示す6第
1 表 注1)5回の・上り。ただし、両面3()分処理では1
枚破損の為、4回の平均。
1 表 注1)5回の・上り。ただし、両面3()分処理では1
枚破損の為、4回の平均。
この結果を第1図のグラフに示す。
両面3()分処理した膜については重量変化を測定した
。ポリプロピレン膜を蒸留水で浸漬洗いした後、風φは
1、神罰した。上記と同様にプラズマ灰化した後、内び
秤量した。重量減少(%)をめ、処理前の膜1’S’:
25μmnから処理後の膜厚をR1算によ請求めた。
。ポリプロピレン膜を蒸留水で浸漬洗いした後、風φは
1、神罰した。上記と同様にプラズマ灰化した後、内び
秤量した。重量減少(%)をめ、処理前の膜1’S’:
25μmnから処理後の膜厚をR1算によ請求めた。
処理前 処理後 減少用
す/プルI :(1,2477580,154001;
0,09:(75g(:17.8%)す/プル2 :
0.2125(斥0.+4610.0.06640.(
3]、2%)処理後の膜厚 サンプルl : 2’、:+ (25xO1:(87)
−=I5.5μm1サンプル2 : 25 (25X0
.3]2)*]7.2μmn実施例2お、Yび比較例1 ポリプロピレン膜(ン゛ユラガーIS゛井3 +i、
(l I、2 (’l X 20 can角)を、実施
例1と同様の条1′1で15分間酸素プラズマ処理した
。処理前後の重層変化から、膜厚は処理前の25μmか
ら18μ【0に減少していることかわかった。膜表面の
尤σ(は’t’+’i失し、水滴を表面に落すと完全に
濡れ、吸収されてしまった。
0,09:(75g(:17.8%)す/プル2 :
0.2125(斥0.+4610.0.06640.(
3]、2%)処理後の膜厚 サンプルl : 2’、:+ (25xO1:(87)
−=I5.5μm1サンプル2 : 25 (25X0
.3]2)*]7.2μmn実施例2お、Yび比較例1 ポリプロピレン膜(ン゛ユラガーIS゛井3 +i、
(l I、2 (’l X 20 can角)を、実施
例1と同様の条1′1で15分間酸素プラズマ処理した
。処理前後の重層変化から、膜厚は処理前の25μmか
ら18μ【0に減少していることかわかった。膜表面の
尤σ(は’t’+’i失し、水滴を表面に落すと完全に
濡れ、吸収されてしまった。
このようにして得られた酸素プラズマ灰化処理膜と未処
理膜を、グルコースオキシダーゼで標識したインシュリ
ン液に25°Cで90分間浸漬した後、緩衝液で・洗浄
した。
理膜を、グルコースオキシダーゼで標識したインシュリ
ン液に25°Cで90分間浸漬した後、緩衝液で・洗浄
した。
各々の膜を過酸集水素電極にセットし、膜のグルコース
オキシダーゼ活性を測定した。
オキシダーゼ活性を測定した。
その結果、未処理のポリプロピレン膜におけるグルコー
スオキシダーゼ(COD)活性にもとづく出力電流は]
2f)OnAであったのに月し、本発明に従い15分
間処理した膜では、わずが1こ50旧〜にすぎなかった
。プラズマ処理時間15分までの途中のサンプルの測定
値を表2および第2図に示針。なJハ吸着による膜のC
01)活性にもとづく電流は、サンプルを(:Or)で
゛標識したインシュリン液中で25°C190分処理後
、緩衝液(PI’!S)で4回洗浄したのち、過酸化水
素電極にセントし、これを3(1+n /!のl’lJ
s中に漬けて、その白金電極に+0.65V D、C,
印加、安定させたのち、2 fl m1Hのグルコース
を添加して流れる電流を測定した値である。
スオキシダーゼ(COD)活性にもとづく出力電流は]
2f)OnAであったのに月し、本発明に従い15分
間処理した膜では、わずが1こ50旧〜にすぎなかった
。プラズマ処理時間15分までの途中のサンプルの測定
値を表2および第2図に示針。なJハ吸着による膜のC
01)活性にもとづく電流は、サンプルを(:Or)で
゛標識したインシュリン液中で25°C190分処理後
、緩衝液(PI’!S)で4回洗浄したのち、過酸化水
素電極にセントし、これを3(1+n /!のl’lJ
s中に漬けて、その白金電極に+0.65V D、C,
印加、安定させたのち、2 fl m1Hのグルコース
を添加して流れる電流を測定した値である。
本発明に従い処理した膜の表面は、シッフ試薬により赤
紫色に染まることか確認された。このことは、膜表面に
第1アミンと結合するアルデヒ1゛J1];が存在する
ことを小1父し′ζいる。
紫色に染まることか確認された。このことは、膜表面に
第1アミンと結合するアルデヒ1゛J1];が存在する
ことを小1父し′ζいる。
実施例;(
酸素プラズマに」、る表面灰化処理(15分間処理)l
関を、2.13%Aクタメチレンンアミン/に溶(1に
中で25°C1(10分間か外まぜ、蒸留水で:(回l
先rfl L、次いで゛2.5%グルタルアルデヒド水
溶液中で25°C11〕0分間かきまぜた後、蒸留水で
十分洗浄し′ζ後処理した。
関を、2.13%Aクタメチレンンアミン/に溶(1に
中で25°C1(10分間か外まぜ、蒸留水で:(回l
先rfl L、次いで゛2.5%グルタルアルデヒド水
溶液中で25°C11〕0分間かきまぜた後、蒸留水で
十分洗浄し′ζ後処理した。
この様に後処理した膜と、実施例〉で11jた膜(15
分間処理)につい゛乙固定化する成分としてグルコース
オキシダーゼで標識したヒ1アルブミン液を用い′(,
25℃で5(0分間固定化処理を21iった。
分間処理)につい゛乙固定化する成分としてグルコース
オキシダーゼで標識したヒ1アルブミン液を用い′(,
25℃で5(0分間固定化処理を21iった。
緩衝液で1分洗った後、各々を過酸集水素電極にセント
し、膜に結合したグルツー又オキシグーセ゛標識ヒトア
ルブミンの量をグルコ−又オキシダーセ活性にもとすく
出力電流として測定したところ、後処理をしない膜では
22nA で・あったのに対し、後処理をした膜では9
99(lnAに達した。。
し、膜に結合したグルツー又オキシグーセ゛標識ヒトア
ルブミンの量をグルコ−又オキシダーセ活性にもとすく
出力電流として測定したところ、後処理をしない膜では
22nA で・あったのに対し、後処理をした膜では9
99(lnAに達した。。
後処理をしない膜での値は、非特異的吸着によるもので
あり、この値(22nA)に対し、固定化量は出力電力
で比較すると約5 o (1倍に達した。
あり、この値(22nA)に対し、固定化量は出力電力
で比較すると約5 o (1倍に達した。
第1図は、実施例1の結果を示すグラフ、第2図は、実
施例2の結果を示すグラフである。 特M’l出願人 進[業株式会社 (外1名)代 理
人 弁理士 青白 葆 (外2名)第1図 処 理 時 間(み) 第2図 m iV fr Sr t+>
施例2の結果を示すグラフである。 特M’l出願人 進[業株式会社 (外1名)代 理
人 弁理士 青白 葆 (外2名)第1図 処 理 時 間(み) 第2図 m iV fr Sr t+>
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、酸素または酸素を含む気体の低温プラズマにより処
理され、表面からプラズマ灰化された高分子膜から成る
タンパク質固定用膜担体。 2、高分子膜が多孔性である特許請求の範囲第1項記載
の11染担体。 3、高分子膜が構成元素として炭素、水素お上び要すれ
ば酸素からなる特許請求の範囲第1項または第2Jl’
F記載の膜担体。 4、高分子膜かポリオレフィンから成る特ii’l請求
の範囲第1・〜3項のいずれかに記載の膜担木。 5、ポリオレフィンがポリプロピレンである特許請求の
範囲第4項記載の膜担体。 6、処理前の高分子膜の厚さが25□〜11) 0μI
nであり、処理後の高分子膜の厚さか少くとも15μm
oである特許請求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の
膜担体。 7、酸素または酸素を含む気体の低温プラズマにより高
分子膜を処理して高分子膜を表面からプラズマ灰化[る
5ことを特徴とするタンパク質固定用膜担体の製造方法
。 8、酸素の低温プラズマにより処理を行うQ、’j R
’r請求の範囲第“7項記載の製造方法。 9、低温プラズマ処理を(1、15= l Torrの
圧力下で行う特許請求の範囲第7項または第8項記載の
製造方法。 1く)、高分子膜の厚みを灰化して少くとも2()%減
少させる特許請求の範囲第7・9]頁のいずれかに記載
の製造方法。
Priority Applications (3)
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| JP58199856A JPS6091983A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | タンパク質固定用膜担体およびその製造方法 |
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| JP58199856A JPS6091983A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | タンパク質固定用膜担体およびその製造方法 |
Publications (1)
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| JPS6091983A true JPS6091983A (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=16414785
Family Applications (1)
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