JPS61274681A - 酵素固定化用膜 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酵素固定化用膜に関する。更に詳しくは、酵
素固定化性能が高くかつ製作の容易な酵素固定化用膜に
関する。

〔従来の技術〕および〔発明が解決しようとする問題点
〕酵素固定化膜は、バイオセンサー、バイオリアクター
、アフイニテイクロマトグラフイー、バイオエレクトロ
ニクス、臨床検査などの機器材料として用いられている
。従来の酵素固定化用膜材料としては、例えばトリ酢酸
セルロース、酢酸セルロース、ポリサルホン、アガロー
ス、カラギーナン、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリ
ルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポ
リウレタン、水溶性レジスト、ポリビニルアルコールな
どが用いられている。酵素は、これらの膜材料に共有結
合法、架橋法、包括法などの固定化手段を適用、するこ
とによシ固定化されるが、これらの固定化法にはそれぞ
れ一長一短がある。

例えば、ポリビニルアルコール、グルタルアルデヒド衾
どを使用した共有結合法の場合には、酵素は化学的結合
で安定に固定化されるが、ポリビニルアルコールを用い
たときには、それの水溶性を防止するためにテレ７タル
アルデヒドによる架橋工程を必要とし、操作工程を煩雑
なものとする。

酢酸セルロース、グルタルアルデヒドなどヲ使用する架
橋法の場合には、酵素はやはシ化学的結合で強固に膜中
に固定化されるが、その結合の強固さ故に、かえって酵
素の活性低下を招くおそれがアル。また、アルギン酸ナ
トリウムなどを使用した包括法の場合は、それの製作は
容易であるが、酵素自体は化学的に結合していないため
、膜から流出し易いという欠点がある。

本発明者は、酵素固定化性能が高くかつ製作の　　　・
容易な酵素固定化用膜材料を求めて種々検討を重ねた結
果、ポリビニルブチラールがかかる課題を有効に解決さ
せるものであることを見出した。

〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明は酵素固定化用膜に係シ、この酵素同定化用膜
は、ポリビニルブチラールの膜状体よりなる。

酵素固定化用膜に酵素を固定化させた酵素固定化膜は、
そのｔまの状態で機器材料として用いられる場合もある
が、一般には無機質あるｂは有機質の担体上に固着させ
て用いられることが多い。

例えば、電界効果型トランジスター尿素センサーに用い
られる場合には、工ｓｙｗｒ　（水素イオン感応性電界
効果型トランジスター）の窒化けい素面を覆うような形
で用いられる。このような形で用いられる場合には、高
分子膜材料がそれの使用環境の例である各種溶媒中にお
いても担体面に対して良好な耐剥離性を有していなけれ
ばならないが、各種高分子膜材料の中、ポリビニルブチ
ラールを用いたもののみが種々の溶媒に対してすぐれた
耐剥離性を示すことが判明した。

即ち、各種高分子膜形成材料の１％有機溶媒溶液からな
るドープ液を、窒化けい素で表面処理したシリコンウェ
ハー上に流延して室温で製膜し、６０℃のオープン中で
２０分間乾燥させたものを、４０℃の種々の液体中に１
！ｉｌ！漬し、２時間後に取シ出し、窒化けい素面に対
する膜状物の接着程度を目視で評価すると、次のような
結果が得られた。

（以下余白） ｌ　ポリビニルブチラール　塩化メチレン　　○　　○
　　　０２　　酢［セルロース　　　アセトン　　　Ｏ
○　　　×３　トリ酢酸セルロース　　塩化メチレン　
　ＱＸ　　　　　Ｘ４　ポリグルタメート　　　　　Ｉ
　　　　　Ｏ×　　　×５６．６−ナイロン　　　　　
ギ酸　　　　○　　Δ　　　×６　芳香族ポリアミド　
　ジメ忰ムアミド　Ｘ　　ｘ　　　Ｘ７　ポリ塩化ビニ
ル　　テトラヒト還７ラン　　Δ　　×　　　　×８　
ポリ酢酸ビニル　　クロロホルム　　×××９　ポリア
クリロニトリル　　ジメチル水シムアミド　　×　　　
Ｘ　　　　×ｌＯ寸段ビールジフルオライド　　　　　
　　〃　　　　　　　　　×　　　　×　　　　　　Ｘ
１１　　ポリスチレン　　　　ｌ　　　　Δ　Δ　　Ｘ
１２　　ポリカーボネート　　塩化メチレン　　Ｘ　　
×　　　Ｘ１３　　エステル系けＯＪウレタン　　　ジ
メブルホルムアミド　　○　　　ＱＸ１４　　ポリアク
リレート　　塩化メチレン　　Ｘ　　ｘ　　　Ｘ（評価
）○：剥離なし Δニ一部剥離 Ｘ：剥離 ポリビニルブチラールは、このように種々の液体に対し
てすぐれた耐剥離性を示すばか夛ではなく、構造的には
ポリ酢酸ビニルの完全けん化物または部分けん化物の水
酸基を部分的にブチラール化したものであるので、残シ
の水酸基を利用して酵素の固定化試薬としてグルタルア
ルデヒドを使用すれば、前処理として水酸基含有重合体
であるポリビニルブチラールを架橋処理することなく、
共有結合法によって酵素を固定化させることができる。

かかる一連の機構は、次のようなものと考えることがで
きる。

Ｈ ＬＯＨＯ（ＯＨ，）、ＯＨＯ ↓酵素Ｈ，Ｎ−［Ｆ］ ポリビニルブチラールの製膜は、これを塩化メチレン、
エタノールなどの有機溶媒に約１０重量％以上の濃度で
溶解させてドープ液を調製し、一般にこれを無機質また
は有機質の担体上に流延し、室温条件下で乾燥させた後
、水ｔたは水性のゲル化浴中に浸漬させることによシ行
われる。この際、約１０重量％以上の濃度のドープ液を
用いると、液の粘度が高くなシ、製膜に不適となる。

このようＫして製膜されたポリビニルブチラールは、グ
ルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド表ど、好ましくはグルタルアルデヒドによって代表さ
れるアルデヒド化合物の水溶液中に室温条件下で浸漬さ
れ、乾燥した後、ウレアーゼ、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、フレアキニナーゼ
、グルタミナーゼ、ペニシリナーゼ、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、トリプシンなどのプロテアーゼ類、グ
ルツースイソメラーゼ、ウロキナーゼなどの酵素の水溶
液（濃度的１〜１０　ｑ／ｍｇ）中に、室温条件下で約
１〜２４時間浸漬させることＫよシ、酵素を固定化させ
る。

〔発明の効果〕

本発明に係る酵素固定化用膜は、ポリビニルブチラール
から容品に製作することができ、しかも下記実施例の結
果に示されるように酵素固定化性能も高いので、前記し
た如きセンサーその他の機器材料として有効に使用する
ことができる。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例 ポリビニルブチラール（和光純薬工業製品）の１重量％
または５重量％塩化メチレン溶液をドープ液として調製
し、とのドープ液をガラス板上に展開し、室温下で６分
間乾燥させた後、水中に浸漬してゲル化を行なつ九。ゲ
ル化によシガラス板から剥離したゲル化膜の含水率は、
６０℃、２０分間の乾燥条件でそれぞれａ１％および７
．８％であシ、乾燥膜厚はそれぞれ０．０６鴎および０
．１１１１１であった。

１重量慢ドープ液を用いて製膜されたポリビニルブチラ
ール膜を、グルタルアルデヒド（東京化成製品）の５０
％水溶液中に、室温下に２４時間浸漬し、水洗した後、
ウレアーゼ酵素（シグマ社製品）の５　ｍ９／ａｔ濃度
の水溶液中に、４℃で２４時間浸漬し、膜へのウレアー
ゼ酵素の固定化を行ない、その後水洗した。

得られたウレアーゼ酵素固定化ポリビニルブチラール膜
を１ｃｒｒ１平方切シ取シ、その活性をＴＪｒｅａＮＢ
　　Ｔｅ５ｔ　ｖｒａｋｏキット（和光純薬工業製品）
を用い、インドフェノール法で波長５７０　ｎｍで測定
した。その測定値は、吸光度で０．２５２であった。

比較例 トリ酢酸セルロース（イーストマン・コダック社製品）
の１重量％塩化メチレン溶液をドープ液に用い、実施例
と同様に製膜、酵素固定化および活性測定を行なった。

活性値は、吸光度で０．２０３であった。

代、埋入

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリビニルブチラールの膜状体からなる酵素固定化
   用膜。