JPS6312312A - 電界イオン交換クロマトグラフイ - 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】 この発明は、直流電源あるいは両極性パルス電源を平行
金属板電極につなぐ事によって等電界を発生させ、その
等電界中のイオン交換膜あるいは極性基の配列に一定の
方向性を持った物に水溶性極性物質を吸着せしめ、その
後、電界の大きさや極性等を変えることによって脱離溶
出させる、水溶性物質の分離精製方法に関するものであ
る。

従来よりイオン交換膜はその選択的な イオン３看過↑ノ１によって電−（透析法、拡散透析法
及び電解法に利用８れている。　主として食ＩＭ製造と
か、食」ｎ電解にＪ、るり「１ル・）ノル力り製造技術
として使用されている。　このようにイオン交換体の選
択的イオン透過↑１は広範囲に利用されているが、吸着
やｊ脱着による分ＦＡ１粕製には使用されていない。

−・般に水溶性物７１の分離箱；伎にはイオン交換樹脂
、セル「］−ス・イオン交換体、セファデックス・イオ
ン交換体等のイオン交換体によってｉ１′なわれている
。−こＵらイオン交換体による分離精製は酸、ＪＷ塁、
あるいは塩の水溶液を通し、接触さけることによって吸
６及σ１１り離溶出さＵることにより？）なわれるもの
である。　これら酸、１ｎ塁及び塩水溶液の取扱いはか
なり危険な仕手であり、これらは金属、その配管等を腐
蝕させるのでその取扱いには注意を要する、又、強酸必
るいは強Ｊ福塁溶液中では不安定な物′１″！１もあり
、分離粘製が困難な場合もある。　このようにイオン交
換体による分Ｆ４精製には多大の労力と日数及び経験が
一般に必要とされる。

本発明を使用すれば誰でも容易に短時間の内に水溶性物
質の分離精製を行なうことが出来る。

それを図面について説明すれば、第１図に示すように、
タンク１から溶媒としての水を定量ポンプ２で汲みあげ
て一定量ずつカラム・セル３中に流しておき、カラム・
セル中の２枚の平行金属電極板４に両極性高圧パルス電
源５から直流あるいは両極性パルス電圧を加えることに
よってその平行金属電極板の間のイオン交換膜６を含む
領域に等電界を発生させる、注入ロアより分離精製しよ
うとする物質を注入し、等電界が作用しているイオン交
換膜にその物質を吸着させる、その後等電界をＯにし、
不純物を洗い流す、続いて、電界の大きざを連続勾配か
不連続勾配で変えたり、極性やパルスの周期を変えるこ
とにより、その物質をイオン交換膜から脱臼１さぜる、
この様にして分離精製した物Ｙ’ｆの濃度変化を検出器
８で測定し、記録する。　検出器としてはＵＶ−検出器
又は化学計測における電導度計を使用する。

両極性高圧パルス電源に関しては最近のパワー・エレク
１−［１ニクス（スイッチング素子としてのパワー・Ｆ
ＥＴ等）の発展によって容易に製作することができる。

イオン交換体はその粒子の表層部分にイオン交換基がラ
ンダムに色々な方向に分イ［シているため、電界による
物質の吸着や脱着は困難であるが、イオン交１’ＡＦｓ
はａ９い膜であるため、その極性括（スルホンｖ％、第
４級アンモニウム阜等）がある方向性を持つことになり
、電界による極性物質の吸、脱着が可能になっていると
考えられる。　この様にイオン交換体によるイオン交換
クロマミルグラフィにおいては吸脱ル物質として酸、塩
基、塩水溶液を使用し、連続濃度勾配あるいはバッチ法
による不連続濃度勾配液を調製して分離精製を行なうが
、電界イオン交換クロマトグラフィにおいては電界によ
って物質の吸脱着を行なうので、誰でも容易に短時間で
分離精製することができるし、電気機器装置による機械
化及びコンピュータ制御も容易である。

電界イオン交換クロマミルグラフィにおいては溶媒とし
て比抵抗１０〜１００ｃｍ　　　の水（水道水、蒸溜水
、純水等）を使用することができるので電極反応による
ラジカル等の妨害物質の発生は非常に少ないし、流れる
電流も非常に小さいので熱の発生も少なく、平行金属板
電極に高電圧をかけることができる。　又、この高電圧
も両極性矩形波パルス等の交流電源を使うことができる
ため、電極反応による妨害物質の発生を少なくする事が
できる。　この様に電界イオン交換クロマトグラフィは
妨害となる電極反応を出来るだけ少なくする様に調節す
ることが出来る。

［実施例１ 強Ｊｎ林性染料塩酸Ｊｎであるメチレンブルー＼ａの分
離１１’Ｊ”１４について実施した。

図２１こ示すようにカラム・ヒル３はポリアクリル仮装
の内容積が幅９ｍｍ、横４５ｍｍ、縦１００ｍｍの直方
体の容器である。　この中に２枚の平行金属板電４へ４
（厚さ°０，３ｍｍのステンレス　Ｍ、　Ｉ［１，）を
平行に入れる、電（へ間の距離は７ｍｍである、電（〜
の各々の一喘にネジを取り付【プ、それに両４〜性パル
ス電源５からの電線を繋ぐ、そしてその２枚の平行金属
板電極の間に、イオン交換膜６、セレミオンＣ，Ｍ、Ｖ
、（旭硝子、陽イオン交換膜Ｎａ型）を平行に等間隔に
入れ、これら電）へとイオン交換膜をこの容器に封入し
たものをカラム・セルとして以下の実験に使用した。　
カラム・ヒルに繋いでいるチ］ブを通して溶媒として１
００ＣｒＴｌ　　の水を常時、流速Ｑ、　５ｒＴ１１　
、／’ｍｉ　ｎの速さで流しておく。

次にその電極間に直流電圧６０Ｖをかける（電流３０ｍ
Ａ程度）。　次に粗製メチレンブルー溶液を注入ロアよ
り注入し、そのまま２分間程流してイオン交換膜に吸着
させる。　その後電圧をＯＶにもどし、しばらく水を流
して不純物を洗い流してしまう。　それから、両極性矩
形波パルス電圧（＋側のパルス幅周期３秒、−側のパル
ス幅周期２０秒）をかけ、そのパルス電圧を徐々に上げ
ていく、±６０Ｖ程度に上げる時、メチレンブルーが溶
出してくるので、これを集めて精製メチレンブルーとし
た。

本発明の効果として誰でも容易に短時間で高度な水溶性
物質の分離精製を行なうことができる点にあると考えら
れる。

遺伝子工学関連のバイオテクノロジーにおいて蛋白質等
の水溶性物質の分離精製がしばしば行われているが、非
常に労力と時間を要するので、問題となっている３、　
ここに本発明を！；６１１ｊ　Ｖる１１１史に一層の発
ＩＩ５か明ｊ！ｔされる。

ｔｌｏ水にはウランか無限に含まれていると占われてい
る。　現在、ｙ−タン酸やイオン交換（か１脂ににるｉ
／＋ｊ水からのウラン回収実験が行われているが、その
操作の繁雑さ、回収率の低さ故に、いまだ十分な結果は
得られていない。　ここに“し本発明を応用することが
できると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施の一例を示ず系統図である。 第２図は本発明の実施の一例を示り“部分断面斜視図で
必る。　１は中に水の入ったタンク　２は定量ポンプ　
３はカラム・セル　４は平１１金属板電（〜　５は両極
性高圧パルス電源（Ｏ〜±１６０Ｖ）　　６はイオン交
４６Ａ膜　７は注入口　８は検出蔦（化学計測に一引プ
る電尊磨計） 特、；４出願人　公１１ζ泰浩 第４図 （Ｏ〜ヨ１６０Ｖ） ５　雨曝性高圧パルス電源 （Ｏ〜±１６０Ｖ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イオン交換膜あるいは極性基の配列に一定の方向性を持
   つた物に等電界をかけることによつて物質を吸着及び脱
   着溶出させる分離精製を行なう方法。