JPS6297606A

JPS6297606A - 高分子水溶液の濃縮方法及び濃縮容器

Info

Publication number: JPS6297606A
Application number: JP60236298A
Authority: JP
Inventors: Isao Kaiho; 海保　功; Mamoru Matsubara; 松原　護; Shigeru Nakamura; 茂中村
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1987-05-07

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、高分子水溶液の濃縮方法及び容器に関する。

〔従来の技術〕

近年液体クロマトグラフィーにより、蛋白質や糖蛋白質
などの生理活性を有する高分子を分離精製することが行
なわれている。分離機能剤である充てん剤をつめたカラ
ムに試料溶液を注入し溶離液を流すと、試料の分子量、
荷電、親水性の度合いのちがいにより互い分離してカラ
ムより溶出してくる。目的の区分を取り生理活性を調べ
たり、動物試験に供したりする。一段目のカラムで精製
した後、分離の機構が異なる他のカラムで再度分離精製
する多段精製も広く行なわれている。

ここで取扱う高分子水溶液の濃度は希薄であり、０．０
１％以下が多く、２〜３係は高濃度溶液といえる。試料
として充てんカラムに注入する溶液の濃度が希薄すぎる
と、１回当りの処理量が少く、必要量を取るために何回
もくり返しクロマトグラフィーを行なわなければならず
、極めて不便であるので通常、所要の濃度まで濃縮する
。また液体クロマトグラフィーで分離精製してカラムか
ら溶出してくる目的の区分の溶液濃度は、注入時の濃度
より１７１０〜ｌ／１００程度に希釈されるので、次の
工程で取扱うには濃度が薄すぎ濃縮を行う必要がある。

一般に高分子水溶液の濃縮法としては次のようなものが
あげられる。

■加熱法、■熱風法、■真空法、■通風法、■噴霧法、
■凍結法、■赤外線加熱法、■高周波加熱法、■逆浸透
膜遠心法。

このうち■、■、■、■は温度が上るので、熱に対して
不安定な高分子物に対しては不適当であるばかりか、規
模が大きくなった場合エネルギーコスト的にも不経済で
ある。■と■は温度を上げずに濃縮できるので熱変性し
やすい天然物などに用いられているが、減圧装置あるい
は冷凍装置が必要となシ小規模の処理の場合は相対的に
設備費が過大になシすぎる欠点がある。■は処理時間が
長すぎるので不適当である。■は濃度の高い高分子水溶
液の取得に手間がかかりめんどうである。

■は試験管のようなチューブの中段に逆浸透膜をはって
おき、この上部に高分子希釈水溶液を入れ、このチュー
ブを遠心分離にかけて、水分のみを膜を通してぬくこと
により濃縮を行なうものである。

この方法は遠心分離器という設備が必要であシネ経済で
あるばかシか、遠心分離という操作がめんどうである。

また遠心により空気との摩擦熱により温度が上り水溶性
高分子の生理活性が低下する恐れがある。堀尾武−９山
下仁平編による蛋白質。

酵素の基礎実験法（１９８２，６，１第２刷発行、（株
）南江堂）によると、蛋白質溶液の濃縮法には次の方法
がある。（１）半透膜を用いる方法、（２）沈澱法、（
３）吸着法、（４）凍結乾燥法、（５）吸水性のグルを
用いる方法。（１）の方法は例えば、コロジオンバック
の中に蛋白質溶液を入れ、その外側を減圧したシ、送風
蒸発させたシ、吸水剤を置いたり、吸水剤をまぶして放
置する。手間と時間のかかる方法である。（２）は塩や
有機溶媒という沈でん剤を添加する方法があるが、希薄
な溶液には使えないばかシか、蛋白質が変性したシ、沈
でん剤を除去しなければならないという欠点がある。（
３）はイオン交換セルロースなどに蛋白質を吸着させて
から、脱着させる方法である。広く行なわれている濃縮
方法であるが、特別の設備が必要であシ時間がかかるし
、ン４ン吸着、脱着などの操作がめんどうである。（４）はグ凍
設備が必要である。（５）は乾燥状態の吸水性のグルを
直接試料液に加える方法である。吸水グルが比較的分子
量の小さい蛋白質をとシ込むことがあるし、また濃縮液
と吸水グルとの分離がやややっかいである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記の如き従来の高分子水溶液の濃縮方法に
おける問題点を解決しようとするものである。本発明は
、極めて簡単に、かつ効率よく高分子水溶液を濃縮する
方法及び容器を提供することを特徴とする特に温度に対
して不安定な高分子水溶液を、高分子の劣化をひきおこ
さずに簡便に濃縮できる方法及び容器を提供することを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、高分子水溶液を水を選択的に透過する
半透膜を介して、高分子吸水剤と高浸透圧物質との混合
物と接触せしめることにより、高分子水溶液を濃縮する
ことができる。

水を選択的に透過する半透膜（以下単に半透膜という）
としては、例えば普通セロハン、低延伸ビニロンフィル
ム、コロゾオン膜等が（ｌ［’きる。

高分子吸水剤としては、含水してケ゛ルを形成するもの
であって、現在、生理処理用品、紙おむつ、土壌改良剤
等の分野において商業的に使用されているものの如き、
例えば、デンプン、セルロース等の如き多糖類に水溶性
又は加水分解により水溶性となる重合性単位体、例えば
、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリル酸塩、メタア
クリル酸塩、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エス
テル、アクリル酸アミド、メタアクリル酸アミド、アク
リロニトリル、メタアクリロニトリル、マレイン酸、ス
ルホン化スチレン、ポリビニルビリノン等文はこれらの
オリゴマー又はコオリゴマーをグラフト重合させ、必要
に応じて加水分解せしめて得られた親水性ポリマーを架
橋剤によって三次元的に重合せしめたものや、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリビニルピ
ロリドン、スルホン化ポリスチレン、ポリビニルピリジ
ン、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸アミド、ポリメ
タアクリル酸塩、ポリメタアクリル酸アミド等の如き親
水性ポリマーを架橋剤によって三次元的に重合せしめた
もの、等が知られている。例えば、市販品としては昭和
電工（株）製のＰＸ−４０２Ａ（商品名）、三洋化成工
業（株）製のＩ　Ｍ　−１０００（商品名）、製鉄化学
工業（株）製のアクアキープ１０ＳＨ（商品名）、日本
触媒化学工業（株）製のアクアリックＣＡ（商品名）等
が入手可能である。

しかし、本発明に有用な高分子吸水剤は、これらに限定
されるものではない。

高浸透圧物質としては、例えば、デンプンの酸糖化また
は酵素糖化による水飴、グルラン、グルコース、フルク
トース、マンニトール、ソルビトール、マンニトールな
どの食用糖類、マンナン質、アルギン酸ソーダ、カラギ
ーナン、アラビアゴムなどの天然水溶性高分子、メチル
セルローズ、カルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）な
どの改質セルローズ類がある。これらは、純品としてま
たは含水物として、単独または混合して用いることがで
きる。

尚、濃縮すべき高分子水溶液が、腐敗するおそれがある
ときは、さらに、防腐剤を加えることが望ましい。

防腐剤としては例えば、安息香酸、同ナトリウム、オル
トフェニルフェノール、同ナトリウム塩、ソルビン酸、
同ナトリウム、デヒドン酢酸、同ナトリウム、・ぞラオ
キシ安息香酸のエチル、ブチル、グロビル、イソブチル
およびイングロビルのエステル、プロピオン酸のナトリ
ウムおよびカルシウム塩などが使用できる。

また、必要に応じて高分子吸水剤と高浸透物質との混合
物に、親水性アルコールを添加してもよい。この添加に
より、混合時の粘度上昇緩和がはかられ、また添加量の
調整により得られる混合物の粘度をコントロールできる
。

親水性アルコール類としては、エチルアルコール、プロ
ピレングリコール、グリセリンなどの食品添加用アルコ
ール類が使用できる。これらは単独または混合して用い
ることができる。

高分子水溶液を濃縮するには、高分子吸水剤と高浸透圧
物質との混合物（又はさらに防腐剤および／又は親水性
アルコール類を添加したもの）を半透膜に保持させたシ
ート（以下脱水シートトイう）を、高分子水溶液と接触
させることにより達成される。（尚前記半透膜は、場合
によってはシートの片面であってもよい。）この場合において、脱水シートを、高分子水溶液中に釣
支してもよいし、脱水シートより構成される容器に高分
子水溶液を保持してもよい。後者の場合、容器の外側は
、必ずしも半透膜で構成されていなくともよい。

本願の第二発明は、高分子水溶液の濃縮容器を提供する
ものであり、その要旨は、容器の内側が水を選択的に透
過する半透膜より成り、その半透膜の外側に高分子吸水
剤と高浸透圧物質との混合物を保持して成ることを特徴
とする高分子水溶液の濃縮容器である。容器の外側は、
必ずしも、半透膜で形成されていなくともよい。

高分子水溶液を脱水シートと接触させることにより、水
溶液中の水分のみが、半透膜をとおして、高浸透圧物質
・高分子吸水剤層に移動して、高分子水溶液が濃縮され
る。

以上脱水シートを例に説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば、以下に示す態様をも含む
ものである。

半透膜のチューブを高分子吸収剤、高浸透圧物質の混合
物が入っている槽に漬けておく。チーーブの片側から希
薄な高分子水溶液を送液すると、一方の端より濃縮され
て高分子水溶液が連続的に流出してくる。即ち、本発明
の方法により連続的に水溶液を濃縮することも可能であ
る。

〔実施例〕

以下に実施例を示し、本発明をさらに説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

（ａ）高浸透圧物質としてハイマル３８（参松工業（株
）製）（含水率７５％）を用い、これに（ｂ）高分子吸
水剤（昭和電工（株）製、ＰＸ−４０２Ａ）およヒ（ｃ
）プロピレングリコール（昭和電工（株）製、食品添加
物）を加えて混合したものを、ビニロンフィルム（東京
セロファン紙（株）製、Ｌｌ−２０）の袋に入れ板状に
展伸してシート状となし、口をヒートシールして脱水シ
ートを作製した。（ａ）　、　（ｂ）　。

（ｃ）の割合は５０：５：３である。この脱水シートを
袋状にしだものの中にアルブミン溶液を入れて密封し冷
蔵庫に保管し、一定時間抜濃度を測定した。袋の寸法は
高さ１３／Ｍ、幅１８．５ｃｒｎでたてと底をシールし
である。１袋の重量は２７〜２９Ｆのものを使用した。

アルブミンは鶏卵アルブミン（米国ＳＩＧＭＡ社製のＧ
ｒａｄｅ　Ｕ　）を使用し、濃度０．１％、０．２５％
。

１％のものをそれぞれ４０ｍ１を袋に入れた。

１時間後、３時間後、２０時間後のアルブミン濃度を分
光光度計を用いて紫外線２８０　ｎｍの吸光度を測定し
て求めた。

その結果を、表１に示す。

表　　　１濃縮倍率は時間と共に直線的に上昇する。

濃縮倍率の時間傾斜である脱水速度（濃縮速度）はシー
ト表面積によって決まる。従って種々の袋サイズで、放
置時間を変えることによって所望の濃縮倍率が得られる
。

〔効　果〕

本願発明の方法又は容器によれば、高分子水溶液の濃縮
が極めて簡単に行なえる。特に、温度に対して不安定な
高分子水溶液を高分子の劣化をひきおこさずに、簡単に
濃縮できる効果は、極めて顕著である。

実施例に示されるように本願発明の高分子水溶液の濃縮
容器を用いれば極めて簡単に濃縮が行なえる。希薄な高
分子水溶液をこの容器に入れて室温にあるいは冷蔵庫中
に１時間ないし数時間放置するだけで濃縮ができる。し
たがって温度に不安定な高分子水溶液の濃縮が、高分子
の劣化を引き起こさずに簡便に行なえるという驚くべき
特長を有している。温度を下げても濃縮速度は実質的に
低下しなかった。

Claims

【特許請求の範囲】１、高分子水溶液を水を選択的に透過する半透膜を介し
て高分子吸水剤と高浸透圧物質との混合物と接触せしめ
ることを特徴とする高分子水溶液の濃縮方法。２、容器の内側が水を選択的に透過する半透膜より成り
、その半透膜の外側に高分子吸水剤と高浸透圧物質との
混合物を保持して成ることを特徴とする高分子水溶液の
濃縮容器。