CN102409036B

CN102409036B - 酶或微生物固定化用载体

Info

Publication number: CN102409036B
Application number: CN201110270575.1A
Authority: CN
Inventors: 千野芳明; 山下秀人; 户冢凉
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: TW201217522A; CN102409036A; TWI494428B

Abstract

本发明提供一种酶或微生物固定化用载体，具高生物活性、强度高、耐久性和耐碱性优异。通过将水性液态组合物滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物形成粒状凝胶，然后将得到的粒状凝胶光聚合和/或热聚合，使该粒状凝胶中的含不饱和基团的树脂固化而制造。该水性液态组合物包含：含聚合性不饱和基团的树脂、聚合引发剂、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、无机微粒以及在分子中具有能够和该无机微粒反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物；或含聚合性不饱和基团的树脂、聚合引发剂、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、粘土矿物以及有机鎓离子。

Description

酶或微生物固定化用载体

技术领域

本发明涉及酶或微生物固定化用载体。

背景技术

作为酶或微生物的固定化方法，到目前为止有包含法、附着法、载体结合法等，特别是包含法、附着法基于菌体固有的生理、代谢，可以有效地利用反应，所以在发酵、微生物转换、废水处理等领域备受关注。为了固定上述酶或微生物，通常利用酶或微生物固定化用载体，但是在使用多孔质无机载体作为该固定化用载体时，微生物对载体的附着性差，进而具有在附着后的载体上增殖的菌体容易剥落的缺点。另外，无机质载体一般比重比水更大，如果作为流动层型生物反应器的固定化物微粒使用，则具有难以流动操作的缺点。

另一方面，聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等亲水性树脂、高酸价不饱和丙烯酸树脂、不饱和聚乙二醇等亲水性光固化树脂是适合包含固定化法等的固定化用载体。上述亲水性树脂或上述亲水性光固化树脂的水溶液或水分散液中分散微生物菌体，粒状凝胶化的固定化物微粒由于是含水凝胶化物，所以比重和水的比重接近，微生物的附着性以及增殖性也良好，所以作为流动层型生物反应器的固定化物微粒而提出，广泛被使用(参照专利文献1)。这种流动层型生物反应器中，为了在槽内部将使载体流动而进行的搅拌或曝气的能量抑制到最低限度，削减运用成本，可能需要一种低比重载体，该载体不会在反应槽内部分滞留，可以充分流动。为了确保这种足够的流动性，提出了在载体中含有比重调节用的无机质类中空珠(中空玻璃珠或中空沸石(celite))、中空聚合物微粒。另外，记载了上述流动层型生物反应器中，含有比重调节用无机质类中空珠(中空玻璃珠或中空沸石)、中空聚合物微粒的低比重载体由于不会在反应槽内部分滞留，可以充分流动，所以可以将槽内部使载体流动而进行的搅拌或曝气的能量抑制到最低限度，可以削减运用成本(参照专利文献2、专利文献3)。

然而，由于将使用这些亲水性树脂的固定化用载体作为含水凝胶化物使用，所以具有机械强度弱，在反应器的操作中容易破损，作业性差的缺点。另外，在载体中含有无机质类中空珠的方法中，载体的压缩破坏强度等物性降低的非常大，即使使用能够改善该问题的中空聚合物微粒，该载体的强度的提高也有限。

另外，生物反应器由于在处理污水或废水等时使用各种试剂，所以上述固定化用载体希望耐酸性、耐碱性等耐化学腐蚀性优异。

针对这些问题，例如在专利文献4中记载了一种生物反应器用载体，该载体的特征是包含水膨胀性热塑性树脂与该树脂制造时和/或成型时添加的无机填料，而且水膨胀时的比重控制在特定范围，该载体可以有效地进行微生物反应或酶反应，而且物理强度高，且容易制造。然而，该载体也可能无法得到足够的强度。此外，该载体的耐碱性不足。

另外，在专利文献5中，记载了一种微生物固定化用载体，该载体是用微生物附着性和增殖性优异的亲水性树脂覆盖平均粒径为0.1～30mm、比重0.99～1.10的无机质和/或有机质粉末状物形成的，该载体容易调配比重，可以提高机械强度。然而，该载体也可能无法得到足够的强度。此外，该载体的耐碱性不足。

另外，在专利文献6中记载了一种酶或微生物菌体的粒状固定化成型物，该粒状固定化成型物是将包含由合成高分子构成的固定化载体、同至少一种多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、胶态氧化硅以及酶或微生物菌体的组合物粒状凝胶化形成的，该粒状固定化成型物可以提高机械强度。然而，该载体也可能无法得到足够的强度。此外，该载体的耐碱性不足。

另外，在专利文献7中记载了一种水膨胀性聚氨酯泡沫以及使用该聚氨酯泡沫的生物反应器用载体，其特征是该聚氨酯泡沫是使聚异氰酸酯化合物(a1)和多元醇化合物(b)反应得到的在一分子中具有至少两个末端异氰酸酯基的亲水性聚氨酯预聚物(c)，和聚异氰酸酯化合物(a2)的混合物中加水形成的聚氨酯泡沫，前述聚异氰酸酯化合物(a1)和/或(a2)的至少一部分是基本上不含聚合物成分的精制二苯基甲烷二异氰酸酯；该生物反应器用载体对碱水溶液具有耐受性。然而，该载体的耐碱性不足，也无法满足强度的要求。

另一方面，在专利文献8中记载了一种将微生物包含固定在固定化材料中的包含固定化载体，其特征是前述固定化材料中包含具有板状和/或针状的结晶结构的填料；该载体即使在使固定化相关材料(固定化材料、聚合引发剂等)低浓度化时，载体强度也高，而且保持稳定的高微生物活性(硝化活性)。然而，该方法中，强度提高的效果也不足。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特公昭62-19837号公报

【专利文献2】日本特开平10-168105号公报

【专利文献3】日本特开2002-265号公报

【专利文献4】日本特开2002-52394号公报

【专利文献5】日本特开平7-39376号公报

【专利文献6】日本特开昭62-215389号公报

【专利文献7】日本特开2004-359950号公报

【专利文献8】日本特开2007-20437号公报

发明内容

本发明的目的在于提供具有高生物活性，而且具有高强度的酶或微生物固定化用载体。此外，本发明的目的在于提供具有高生物活性，而且初期强度高，耐久性和耐碱性优异的酶或微生物固定化用载体。

本发明人为了实现上述目的，反复进行了认真的研究，从而发现一种酶或微生物固定化载体，该载体是通过将水性液态组合物滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物粒状凝胶化，然后使得到的粒状凝胶光聚合或/和热聚合，使该粒状凝胶中的含不饱和基的树脂固化而得到，该水性液态组合物包含下述而形成：含不饱和基的树脂、聚合引发剂以及和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类，其中(i)上述水性液态组合物在包含无机微粒与具有能够和该无机微粒反应的基团和不饱和基的化合物时，或者(ii)该水性液态组合物包含无机微粒和具有能够和该无机微粒反应的基团和不饱和基的化合物反应得到的含不饱和基的无机微粒时，作为载体的生物活性不会降低，可以提高载体的初期强度、耐久性以及耐碱性；此外，发现(i’)在上述水性液态组合物中含有粘土矿物和有机鎓离子时，或者(ii’)在该水性液态组合物中混合通过有机鎓离子的离子键使粘土矿物有机化的有机化粘土矿物时，不会降低作为载体的生物活性，可以提高载体的强度；从而完成本发明。

也就是，本发明提供以下的酶或微生物固定化用载体。

1、一种酶或微生物固定化用载体，其特征在于：通过将水性液态组合物(i)或水性液态组合物(i’)滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物形成粒状凝胶，然后将得到的粒状凝胶光聚合和/或热聚合，使该粒状凝胶中的含聚合性不饱和基团的树脂固化而制造，其中水性液态组合物(i)包含下述而形成：(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、(d)无机微粒以及(e)在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物；水性液态组合物(i’)包含下述而形成：(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、(d’)粘土矿物以及(e’)有机鎓离子。

2、一种酶或微生物固定化用载体，其特征在于：通过将水性液态组合物(ii)、(ii’)滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物形成粒状凝胶，然后将得到的粒状凝胶光聚合和/或热聚合，使该粒状凝胶中的含聚合性不饱和基团的树脂固化而制造，其中水性液态组合物(ii)、(ii’)包含下述而形成：(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、以及(f)含聚合性不饱和基的无机微粒或(f’)有机化粘土矿物形成的，该(f)含聚合性不饱和基的无机微粒是使无机微粒(d)和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)反应得到的，(f’)是在粘土矿物(d’)中通过将有机鎓离子(e’)形成离子键有机化形成的。

3、根据上述项1或2所记载的酶或微生物固定化用载体，其中聚合引发剂(b)是光聚合引发剂和/或氧化还原类热聚合引发剂。

4、根据上述项1或2所记载的酶或微生物固定化用载体，其中无机微粒(d)是胶态氧化硅。

5、根据上述项1或2所记载的酶或微生物固定化用载体，其中化合物(e)是在1分子中具有至少1个以上的(甲基)丙烯酰基和至少1个以上的烷氧基甲硅烷基的硅烷偶联剂。

6、根据上述项1或2所记载的酶或微生物固定化用载体，其中水性液态组合物进一步含有中空微粒。

7、根据上述项1或2所记载的酶或微生物固定化用载体，其中粘土矿物(d’)是2∶1型层叠状粘土矿物。

8、根据上述项1或2所记载的酶或微生物固定化用载体，其中有机鎓离子(e’)是在1分子中具有至少1个以上的不饱和基的有机鎓离子。

根据本发明可以得到具有高生物活性，而且具有高强度的酶或微生物固定化用载体。进而，根据本发明可以得到具有高生物活性而且初期强度高，耐久性和耐碱性优异的酶或微生物固定化用载体。

具体实施方式

本发明的酶或微生物固定化用载体可以通过以下说明的方法(I)或方法(II)制造。

方法(I)

本发明的酶或微生物固定化用载体可以通过将水性液态组合物(i)或水性液态组合物(i’)滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物形成粒状凝胶，然后将得到的粒状凝胶光聚合和/或热聚合，使该粒状凝胶中的含聚合性不饱和基团的树脂固化而制造，其中水性液态组合物(i)包含下述而形成：(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、(d)无机微粒以及(e)在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物；水性液态组合物(i’)包含下述而形成：(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、(d’)粘土矿物以及(e’)有机鎓离子。

含聚合性不饱和基团的树脂(a)

作为本发明中使用的含聚合性不饱和基团的树脂(a)是在1分子中具有至少两个聚合性不饱和基团的树脂，一般具有300～30,000、优选为500～20,000的范围内的数均分子量，适合使用为了在水性介质中均匀地分散而包含足够的离子性或非离子性的亲水性基团，例如羟基、氨基、羧基、磷酸基、磺酸基、酯键等含亲水性不饱和基团的树脂。

其中，本说明书中，数均分子量是使用凝胶渗透色谱测定的保持时间(保持容量)通过相同条件下测定的分子量已知的标准聚苯乙烯的保持时间(保持容量)换算为聚苯乙烯的分子量而求得的值。具体地，作为凝胶渗透色谱使用“HLC8120GPC(商品名、东ソ一公司制造)”，作为柱使用1根“TSKgel G4000HXL”、2根“TSKgel G3000HXL”和1根“TSKgelG2000HXL”(商品名，都是东ソ一公司制造)共计4根，作为检测器使用差示折射率计，在移动相为四氢呋喃，测定温度是40℃，流速是1mL/min的条件下测定。

作为含聚合性不饱和基团的树脂(a)，可以使用作为包含固定化用的固定化载体而已知的树脂(例如参照日本特公昭55-40号公报、日本特公昭55-20676号公报、日本特公昭62-19837号公报等)。作为代表性的，可以列举出下述记载的树脂。

(i)在聚亚烷基二醇的两末端具有可以光聚合的聚合性不饱和基团的化合物：例如，

(i-1)将1摩尔分子量400～6,000的聚乙二醇的两末端羟基通过2摩尔(甲基)丙烯酸酯化的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类。

(i-2)将1摩尔分子量200～4,000的聚丙二醇的两末端羟基用2摩尔(甲基)丙烯酸酯化的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯类。

(i-3)将1摩尔分子量400～6,000的聚乙二醇的两末端羟基用2摩尔甲苯二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等二异氰酸酯化合物聚氨酯化，然后加成2摩尔(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等不饱和单羟基乙酯化合物形成的不饱和聚乙二醇聚氨酯化物。

(i-4)将1摩尔分子量200～4,000的聚丙二醇的两末端羟基用2摩尔甲苯二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等二异氰酸酯化合物聚氨酯化，然后加成2摩尔(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等不饱和单羟基乙酯化合物形成的不饱和聚丙二醇聚氨酯化物等。

(ii)高酸价的不饱和聚酯树脂：例如通过包含不饱和多元羧酸的多元羧酸成分和多元醇的酯化得到的酸价为40～200的不饱和聚酯的盐类等。

(iii)高酸价不饱和环氧树脂：例如对环氧树脂和(甲基)丙烯酸等不饱和羧酸化合物的加成反应物中残留的羟基加成酸酐得到的酸价为40～200的不饱和环氧树脂等。

(iv)阴离子性不饱和丙烯酸树脂：例如将以含有酸基的聚合性不饱和化合物和(甲基)丙烯酸酯作为必须单体成分的单体混合物共聚，在得到的含有羧基、磷酸基和/或磺酸基的共聚物中引入可以光聚合的聚合性不饱和基团的树脂等。

(v)不饱和聚酰胺：例如，甲苯二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯等二异氰酸酯和丙烯酸2-羟基乙酯等乙烯基不饱和羟基化合物的含异氰酸酯基加成物，在明胶等水溶性聚酰胺中进行加成反应得到的不饱和聚酰胺等。

如上例示的含聚合性不饱和基团的树脂(a)可以分别单独使用，也可以组合两种以上使用。

这些含聚合性不饱和基团的树脂(a)中，能在本发明中特别有利地使用的树脂是相当于前述(i)的在聚亚烷基二醇的两末端具有可以光聚合的聚合性不饱和基团的化合物，作为代表性的化合物，可以列举出“ENT-1000”、“ENT-2000”、“ENT-4000”、“ENTG-2000”、“ENTG-3800”(商品名，关西ペイント公司制造)等。

聚合引发剂(b)

作为本发明中使用的聚合引发剂(b)可以列举出光聚合引发剂和/或氧化还原类热聚合引发剂。

作为光聚合引发剂，可以没有特别限制地使用作为乙烯基不饱和化合物的聚合中使用的、到目前为止已知的光聚合引发剂。具体地，可以列举出例如安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香丁醚、二乙氧基乙酰苯、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、苄基二甲基缩酮、1-羟基环己基-苯基酮、2-甲基-2-吗啉代(4-硫代甲基苯基)丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基乙氧基膦氧化物、二苯甲酮、O-苯甲酰基苯甲酸甲酯、羟基二苯甲酮、2-异丙基噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、2，4-二氯代噻吨酮、2，4，6-三(三氯代甲基)-S-三嗪、2-甲基-4，6-二(三氯代)-S-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4，6-二(三氯代甲基)-S-三嗪等。这些光聚合引发剂可以单独或组合两种以上使用。

另外，为了通过这些光聚合引发剂促进光聚合反应，可以将光增敏促进剂和该光聚合引发剂一起使用。作为能够一起使用的光增敏促进剂，可以列举出例如三乙胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、苯甲酸(2-二甲基氨基)乙酯、米蚩酮、4，4’-二乙基氨基二苯甲酮等叔胺类；三苯基膦等烷基膦类；β-硫双乙醇等硫醚类等。这些光增敏促进剂可以单独或组合两种以上使用。

另外，作为前述氧化还原类热聚合引发剂，可以使用目前为止已知的那些，例如适合使用在-10℃～50℃这样比较低的温度下进行自由基聚合的、由氧化剂和还原剂组合形成的聚合引发剂。

作为上述氧化剂，可以列举出例如过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、二枯基过氧化物、叔丁基过氧化苯甲酸酯、枯烯过氧化氢等有机过氧化物类；过二硫酸铵、过二硫酸钾等过二硫酸盐类；过氧化氢等。这些氧化剂可以分别单独使用或组合两种以上使用。

另外，作为前述还原剂，可以列举出例如亚硫酸氢钠等亚硫酸氢盐；硫酸亚铁、氯化亚铁等二价铁盐类；N，N-二甲基苯胺、苯基吗啉等胺类；环烷酸钴、环烷酸锰、环烷酸铜等环烷酸金属盐类等。这些还原剂可以分别单独使用，也可以组合两种以上使用。

这些氧化还原类热聚合引发剂中，能够在本发明中特别有利地使用的引发剂是下述组合：氧化剂由过二硫酸盐类或过氧化氢构成，还原剂由亚硫酸氢盐或二价铁盐构成。

和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)

本发明中使用的和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)是水溶性的，在水性介质中和碱金属离子或多价金属离子接触时，具有转变为不溶或难溶于水的凝胶的能力的高分子多糖类。作为该高分子多糖类，一般适合使用下述多糖：具有约3,000～约2,000,000的分子量，而且和碱金属离子或多价金属离子接触前的水溶性的状态下，通常至少显示出约10g/L(25℃)的溶解度。

作为前述水溶性高分子多糖类(c)的具体例子，包含海藻酸的碱金属盐、鹿角菜胶等。

这些水溶性高分子多糖类(c)在溶解到水性介质中的状态下，在为海藻酸的碱金属盐时，可以和镁离子、钙离子、锶离子、钡离子等碱土类金属离子，或者铝离子、铈离子、镍离子等其它多价金属离子中的至少1种多价金属离子接触凝胶化。另外，在为鹿角菜胶时，可以和钾离子或钠离子等碱金属离子接触凝胶化。产生凝胶化的碱金属离子或多价金属离子的浓度根据水溶性高分子多糖类的种类等而异，一般是0.01～5mol/L的范围。这些水溶性高分子多糖类可以单独或组合两种以上使用。

无机微粒(d)

本发明中使用的无机微粒(d)适合使用例如金属氧化物(氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化锆、锑酸锌等金属醇盐)的微粒。特别是，从提高载体强度的观点出发，优选氧化硅离子和/或氧化铝微粒，更优选氧化硅微粒。作为该氧化硅微粒，没有特别的限定，具体地，可以使用干式氧化硅、湿式氧化硅、硅胶、钙离子交换氧化硅微粒、胶态氧化硅等。

另外，上述氧化硅微粒可以是没有进行表面处理的氧化硅微粒，也可以是用有机物等进行表面处理的氧化硅微粒。

上述氧化硅微粒的平均粒径合适的是10～300nm，优选为10～100nm的范围。

另外，本发明中的平均粒径是通过动式光散射法测定的体积基准粒度分布的中值粒径(d50)，例如，可以使用ナノトラツク粒度分布测定装置(日机装公司制造)测定。

作为上述氧化硅微粒，从粒径的观点出发，特别适合使用胶态氧化硅。

前述胶态氧化硅是无水硅酸的超微微粒分散到溶剂中形成的分散液。

作为上述溶剂，可以列举出水，甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇等醇类，乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚等多元醇衍生物；丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等酮类，乙酸乙酯等酯类，二异丙基醚等醚类，丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸四氢糠基酯等单体类以及它们的混合物等。它们之中，从容易制造的观点出发，优选水、甲醇、乙醇、异丙醇等。

作为上述胶态氧化硅的状态，可以列举出一次微粒、一次凝聚体(聚集体)和二次凝聚体(附聚物)等，从提高形成的固定化用载体的强度的观点，优选使用接近一次微粒的。

作为上述胶态氧化硅的商品，可以列举出例如“スノ一テック”系列(日产化学工业公司制造)、“オスカル”(触媒化学工业公司制造)、“AEROSIL”系列(日本アエロジル公司制造)、“シルデツクス”系列(旭硝子公司制造)、“E220A”、“E220”(都是日本シリカ工业公司制造)、“SYLYSIA470”(富士シリシア化学公司制造)、“オルガノゾル”(日产化学公司制造)等。

这些胶态氧化硅中，能够在本发明中特别有利地使用的是以水为分散剂，将无水硅酸的超微微粒在水中分散形成的胶态溶液。例如，“スノ一テツク”系列(日产化学工业公司制造)。

另外，作为前述氧化铝微粒，可以列举出胶态氧化铝等。

胶态氧化铝是结晶性氧化铝的超微微粒分散到溶液中形成的分散液。作为胶态氧化铝适合使用氧化铝微粒的粒径是10～300nm左右，优选在10～100nm的范围的。

作为上述溶剂，可以列举出例如水，甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇等醇类；乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚等多元醇衍生物；丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等酮类，乙酸乙酯等酯类，二异丙基醚等醚类，丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸四氢糠基酯等单体类以及它们的混合物等。它们之中，从容易制造的观点出发，优选水、甲醇、乙醇、异丙醇。

作为这种胶态氧化铝，以商品名表示，可以列举出例如“アルミナゾル”系列(日产化学工业公司制造)、“アルミナゾル”系列(川研フアインケミカル公司制造)等。

另外，作为前述氧化锆，可以列举出“ナノユ一ス”系列(日产化学工业公司制造)，作为锑酸锌，可以列举出“セルナツクス”(日产化学工业公司制造)，作为氧化锌可以列举出“Zinc O_x”(ハクスイテツク公司制造)等。

在分子中具有能和无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物(e)

在分子中具有能和无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物(e)中，作为能够和无机微粒(d)反应的官能团，可以列举出例如烷氧基甲硅烷基、卤代甲硅烷基等，它们之中，优选烷氧基甲硅烷基。

另外，作为上述聚合性不饱和基团，可以列举出例如甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基、苯乙烯基、乙烯基等。它们之中，优选甲基丙烯酰氧基和/或丙烯酰氧基。

作为上述在分子中具有能和无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物(e)，具体地可以列举出下述记载的物质。它们可以单独使用，也可以组合两种以上使用。

(i)3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等含丙烯酰氧基的硅烷偶联剂、作为商品，可以列举出例如“KBM-5103”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)等；

(ii)3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等含甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂，作为商品，可以列举出例如“KBM-503”(商品名，信越シリコ一ン公司制造、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、“KBE-503”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)、“KBM-502”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷)、“KBE-502”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷)等；

(iii)对-苯乙烯基三甲氧基硅烷等含苯乙烯基的硅烷偶联剂，作为商品名，可以列举出例如“KBM-1403”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，对苯乙烯基三甲氧基硅烷)等；

(iv)乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等含乙烯基的硅烷偶联剂，作为商品名，可以列举出例如“KBM-1003”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，乙烯基三甲氧基硅烷)、“KBE-1003”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，乙烯基三乙氧基硅烷)等。

它们之中，上述化合物(e)优选含丙烯酰氧基的硅烷偶联剂和/或含甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂，进一步优选3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和/或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

水性液态组合物(i)

在本发明中，包含前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)、无机微粒(d)以及在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物(e)形成的水性液态组合物中的各成分(a)～(e)的混合比例没有严格的限定，可以根据各成分的种类，在宽范围内变化，但是从得到的固定化载体的初期强度、耐久性以及耐碱性的观点出发，通常以100质量份含聚合性不饱和基的树脂(a)的固体成分为基准，各成分(b)～(e)以固体成分计，分别是下述合适的范围。

(b)聚合引发剂：0.1～10质量份、优选为0.3～5质量份，

(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类：0.5～15质量份、优选为1～8质量份，

(d)无机微粒：2.5～35质量份、优选为4～30质量份，

(e)在分子中具有能够和无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物：0.5～10质量份、优选为1～7.5质量份。

另外，以100质量份上述无机微粒(d)为基准，上述化合物(e)的含量是10～50质量份，优选为15～40质量份，进一步优选为20～35质量份的范围内。

在本发明中，只含有：上述含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)、无机微粒(d)以及在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基团的化合物(e)作为固体成分的水性液态组合物(i)，一般可以具有和水大致相同的1.01～1.03范围内比重，可以通过在该水性液态组合物(i)中添加颜料、中空微粒等比重调节材料，调节为所希望的比重。在希望提高比重时，可以通过下述方式将粒状成型物的比重调节为1.03～1.25的范围内，该方式为以固体部分为100质量份前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)为基准，以0.1～50质量份的比例添加玻璃珠、滑石、云母、钡氧等比重为1以上的比重调节材料。另一方面，在希望比重低时，可以通过下述方式将粒状成型物的比重调节为0.90～1.01的范围内，该方式为以固体部分为100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)为基准，以0.1～30质量份的比例添加中空玻璃珠、中空沸石、中空聚合物等比重为1以下的中空微粒作为比重调节材料。

一般来说，在酶或微生物固定化用载体中含有中空微粒时，形成的酶或微生物固定化用载体流动性优异，但是强度低。另一方面，本发明的酶或微生物固定化用载体在含有该中空微粒时，也具有高强度。因此，本发明的酶或微生物固定化用载体在含有中空微粒时，特别有用。

另外，上述水性液态组合物(i)可以进一步包含没有下述聚合性不饱和基团的硅烷偶联剂。

(v)2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷等含缩水甘油基的硅烷偶联剂，作为商品，可以列举出例如“KBM-403”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)、“KBE-402”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷)等；

(vi)N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1，3-二甲基-亚丁基)丙基胺、3-三甲氧基甲硅烷基-N-(1，3-二甲基-亚丁基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等含氨基的硅烷偶联剂，作为商品可以列举出例如“KBM-602”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷)等；

(vii)3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等含巯基的硅烷偶联剂，作为商品，可以列举出例如“KBM-803”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-巯基丙基三甲氧基硅烷)等；

(viii)3-酰脲丙基三乙氧基硅烷等含酰脲基的硅烷偶联剂，作为商品，可以列举出例如“KBE-585”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-酰脲丙基三乙氧基硅烷)等；

(ix)3-氯丙基三甲氧基硅烷等含氯代丙基的硅烷偶联剂，作为商品，可以列举出例如“KBM-703”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-氯丙基三甲氧基硅烷)等；

(x)二(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物等含多硫化基的硅烷偶联剂，作为商品，可以列举出例如“KBE-846”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，二(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物)等；

(xi)3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等含异氰酸酯基的硅烷偶联剂，作为商品，可以列举出例如“KBE-9007”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷)等；

将如上所述的(a)～(e)各成分以及根据需要添加的比重调节材料以及硅烷偶联剂等溶解或分散到水性介质中，可以制备水性液态组合物。该液状组合物的固体成分浓度一般合适的是5～30质量％的范围内。

另外，使用氧化还原类热聚合引发剂作为聚合引发剂时，作为聚合引发剂(b)可以在水性液态组合物中同时含有氧化剂和还原剂，也可以在水性液态组合物中含有氧化剂或还原剂的任一种，将另外一种以例如0.05～5质量％、优选为0.1～2质量％的浓度在含有金属离子的水性介质中含有。

粘土矿物(d’)

作为本发明中使用的粘土矿物(d’)只要是粘土为主要构成矿物，就可以没有特别限制地使用现有公知的，可以是天然产品、天然产品的精制品、改善了天然产品的膨胀性的物质或合成的物质。它们之中，该粘土矿物(d’)优选具有层状结构的层状粘土矿物。所述的上述层状结构是指层叠多个无机结晶层的层叠结构。

作为前述层状粘土矿物，可以列举出例如高岭石、蛇纹石、埃洛石、温石绵、叶蜡石、滑石、蒙脱石(蒙脱土、皂石等)、蛭石、云母(白云母、钠云母、伊利石、金云母、黑云母等)、脆云母(硫砷银铅矿、黄绿脆云母等)、绿泥石(片硅铝石、铝绿泥石(スドウ石)、斜绿泥石、鲕绿泥石等)等。

上述层状粘土矿物结晶一般由四面体片和八面体片形成，组合“片”的复合单位是层。四面体片一般是在4个O^2-包围Si⁴⁺的四面体中，3个和相邻的四面体共有，剩余的1个的顶点朝向相同方向并列，扩展为六角形的网状，是具有[Si₂O₅]^2-的组成的页硅酸盐(层状硅酸盐)。另外，上述八面体片一般是6个(OH)^-包围Al³⁺、Mg²⁺、Fe²⁺等阳离子形成的八面体共有棱，2维地网状扩展，基本上具有Al₂(OH)₆或Mg₃(OH)₆的组成。

在组合1块四面体片和1块八面体片制造复合层时，将其称作“1∶1”层，重复重叠1∶1层制造的结构称作“1∶1型结构”。

另外，2块四面体片夹住1块八面体片的3层结构制造的结构称作“2∶1型结构”。

作为1∶1型层状粘土矿物，具体地，可以列举出例如高岭石、蛇纹石、埃洛石、温石绵等，它们可以单独或组合两种以上使用。

另外，作为2∶1型层状粘土矿物，具体地，可以列举出例如叶蜡石、滑石、蒙脱石(羟锌矿、硅镁石、贝得石、绿脱石、锂蒙脱石、蒙脱土、皂石等)、蛭石、云母(白云母、钠云母、伊利石、金云母、黑云母等)、脆云母(硫砷银铅矿、黄绿脆云母等)、绿泥石(片硅铝石、铝绿泥石、斜绿泥石、鲕绿泥石等)等，它们可以单独或组合两种以上使用。

然而，前述高岭石、蛇纹石、埃洛石、温石绵四种矿物的结构中即使都是1∶1型层或2∶1型层，各个离子之间，电荷也会中和确保平衡。然而，其它2∶1型结构的四面体片中，略微加入离子半径大的Al³⁺代替Si⁴⁺。另外，在八面体片中，略微加入离子半径大的Mg²⁺代替Al³⁺。这些情况下，虽然结晶结构没有很大的变化，但是电荷不足。为了弥补该电荷不足，在结晶表面或结晶层间加入碱金属或碱土金属作为阳离子，作为该阳离子，可以列举出K⁺、Na⁺、Ca² ⁺、Mg²⁺、H⁺等。

前述加入结晶层间的层间阳离子和层状粘土矿物的单位层表面的负电荷的结合力弱，所以如果和含有其它阳离子的溶液接触，则层间阳离子和溶液中的阳离子进行交换反应，产生阳离子交换反应。

在本发明中，从对上述粘土矿物使用有机鎓离子制造有机化粘土矿物的观点出发，作为粘土矿物(d’)优选具有阳离子交换性。

作为上述具有阳离子交换性的粘土矿物，可以列举出蒙脱石(羟锌矿、硅镁石、贝得石、绿脱石、锂蒙脱石、蒙脱土、皂石等)、蛭石、云母等，它们可以单独或组合两种以上使用。

另外，对于层间阳离子和单位层表面的负电荷的结合力比层间阳离子和水分子的相互作用能更弱的层状粘土矿物而言，由于缩紧层间的力弱，所以水分子大量进入，形成水膨胀。

在本发明中，从对上述粘土矿物使用有机鎓离子制造有机化粘土矿物的观点出发，作为粘土矿物(d’)在层间距离宽这样的含义下，优选具有水膨胀性。

作为上述具有水膨胀性的粘土矿物，可以列举出埃洛石、蒙脱石(羟锌矿、硅镁石、贝得石、绿脱石、锂蒙脱石、蒙脱土、皂石等)、蛭石、膨胀性云母(膨胀性带云母、膨胀性四硅云母、膨胀性合成氟云母等)等，它们可以单独或组合两种以上使用。

因此，从前述阳离子交换性和水膨胀性这样两个观点出发，作为本发明的方法中使用的粘土矿物(d’)，优选蒙脱石类粘土矿物(羟锌矿、硅镁石、贝得石、绿脱石、锂蒙脱石、蒙脱土、皂石等)、蛭石以及膨胀性云母(膨胀性带云母、膨胀性四硅云母、膨胀性合成氟云母等)。

另外，作为以上述蒙脱土为主要成分的粘土的膨润土也可以作为上述粘土矿物(d’)使用。

它们可以单独或组合两种以上使用。

前述粘土矿物(d’)，可以使用市售的商品，作为市售的蒙脱石类粘土矿物，可以列举出例如“クニピア系列”、“スメクトン系列”(クニミネ工业株式会社)、“ポ一ラゲル系列”、“ヘクタブライト系列”、“ヘクタライト系列”(ボルクルイジヤパン公司制造)、“ラポナイト系列”(ロツクウツド公司制造)、“ル一センタイト系列”(コ一プケミカル公司制造)、“ベントン系列”(エレメンテイス公司制造)、“NHT系列”(トピ一工业株式会社)、“ビ一ガム系列”(バンダ一ビルト公司制造)等。

另外，作为市售的膨胀性云母，可以列举出例如“NTS系列”(トピ一工业株式会社)、“ソマシフ系列”(コ一プケミカル株式会社)等。此外，作为市售的膨润土，可以列举出“ベンゲル系列”(日本有机粘土公司制造)、“ベンクレイ系列”(水泽化学工业公司制造)等。所有的商品根据结晶结构、阳离子交换容量以及比表面积等各种性质，具有各种等级，在本发明中都可以使用。

从有机化粘土矿物的稳定性和强度提高性的观点出发，前述粘土矿物(d’)的平均粒径合适的是10～8000nm、优选为20～7000nm的范围内。

另外，从有机化粘土矿物的稳定性和强度提高性的观点出发，长径比优选为50～3000、优选为100～2000的范围。

另外，阳离子交换容量(CEC)没有特别的限定，从层间阳离子和有机鎓离子的离子交换容易性出发，优选为50～200毫等量/100g，更优选为60～150毫等量/100g。

另外，膨胀力没有特别的限定，从层间阳离子和有机鎓离子的交换容易性出发，优选为20mL/2g以上，更优选为20～70mL/2g。

本发明中规定的“阳离子交换容量”通过求得亚甲基蓝的吸附量来测定。

本发明中规定的“膨胀力”根据第13次修订的日本药品局方确定的膨润土实验方法，以2g粘土矿物的膨胀体积(mL)表示。具体地，选取2.0g粘土矿物，分10次加入装有100mL水的100mL量杯中，将其放置24小时时，目视观察读取容器底部发现块的容积。另外，粘土矿物分10次加入到水中时，在先加入的试样几乎都沉淀后，加入之后的试样。

有机鎓离子(e’)

作为本发明中使用的有机鎓离子(e’)，只要是和粘土矿物的交换无机离子进行替换的，就可以没有限制地使用现有公知的有机鎓离子。

作为上述有机鎓离子(e’)，可以列举出例如铵离子、鏻离子、锍离子、来自杂芳环的鎓离子。它们之中，从获得容易性、稳定性等观点出发，适合使用铵离子、优选为季铵盐离子。

作为上述季铵盐离子，可以列举出例如四乙基铵、四丁基铵、四辛基铵等具有相同烷基的季铵；

三甲基辛基铵、三甲基癸基铵、三甲基十二烷基铵、三甲基十四烷基铵、三甲基十六烷基铵、三甲基十八烷基铵、三甲基二十烷基铵、三甲基十八烯基铵、三甲基十八二烯基铵、三甲基月桂基铵等三甲基烷基铵；

三乙基十二烷基铵、三乙基十四烷基铵、三乙基十六烷基铵、三乙基十八烷基铵等三乙基烷基铵；

三丁基十二烷基铵、三丁基十四烷基铵、三丁基十六烷基铵、三丁基十八烷基铵等三丁基烷基铵；

二甲基二辛基铵、二甲基二癸基铵、二甲基二(十四烷基)铵、二甲基二(十六烷基)铵、二甲基二(十八烷基)铵、二甲基二(十八烯基)铵、二甲基二(十八二烯基)铵等二甲基二烷基铵；

二乙基二(十二烷基)铵、二乙基二(十四烷基)铵、二乙基二(十六烷基)铵、二乙基二(十八烷基)铵等二乙基二烷基铵；

二丁基二(十二烷基)铵、二丁基二(十四烷基)铵、二丁基二(十六烷基)铵、二丁基二(十八烷基)铵等二丁基二烷基铵；

甲基苄基二(十六烷基)铵等甲基苄基二烷基铵；

二苄基二(十六烷基)铵等二苄基二烷基铵；

三辛基甲基铵、三(十二烷基)甲基铵、三(十四烷基)甲基铵等三烷基甲基铵；

三辛基乙基铵、三(十二烷基)乙基铵等三烷基乙基铵；

三辛基丁基铵、三(十二烷基)丁基铵等三烷基丁基铵；

三甲基苄基铵等具有芳环的季铵；

三甲基苯基铵等来自芳香族胺的季铵等，

它们可以单独或组合两种以上使用。

另外，作为上述有机鎓离子(e’)，从与含聚合性不饱和基团的树脂(a)的相容性的观点出发，可以适合地使用具有聚合性不饱和基团的有机鎓离子。另外，在本说明书中，所述的聚合性不饱和基团，是指能够自由基聚合的不饱和基团。作为该聚合性不饱和基团，可以列举出例如乙烯基、亚乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等。

作为上述具有聚合性不饱和基团的有机鎓离子，例如适合使用具有聚合性不饱和基团的季铵离子。

作为该聚合性不饱和基团的季铵离子，可以列举出例如乙烯基苄基二甲基乙基乙醇铵离子、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺氯化甲基季铵离子、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺氯化甲基季铵离子、二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯氯化甲基季铵离子、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯氯化甲基季铵离子等。

另外，作为前述具有聚合性不饱和基团的有机鎓离子，也可以通过含氨基的不饱和化合物和季盐化剂反应得到。作为该含氨基的不饱和化合物，可以列举出例如二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二异丙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二丁基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等。另外，作为季盐化剂，可以列举出例如卤化氢、卤代烷基、硫酸二烷基酯、烃基取代的碳酸盐、和酸组合的环氧化合物等。

另外，作为前述有机鎓离子(e’)可以是该有机鎓离子(e’)和阴离子形成的有机鎓盐。作为该阴离子，可以使用例如Cl^-、Br^-、NO₃ ^-、OH^-、CH₃COO^-、CH₃SO₃ ^-等。

水性液态组合物(i’)

在本发明中，前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)、粘土矿物(d’)和有机鎓离子(e’)的各种成分的混合比例没有严密的限制，可以根据各成分的种类等在宽范围内变化，一般是以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)和粘土矿物(d’)的各成分以固体成分计，分别是下述范围内，

(b)聚合引发剂：0.1～10质量份、优选为0.3～5质量份，

(d’)粘土矿物：0.5～30质量份、优选为1～25质量份，

此外，有机鎓离子(e’)以100质量份粘土矿物(d’)为基准，合适的是5～200质量份，优选为10～150质量份，更优选为20～90质量份的范围内。

以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，聚合引发剂(b)小于0.1质量份时，含聚合性不饱和基团的树脂无法充分交联，在实际使用时可能流出，所以在这方面不合适；如果超过10质量份，则得到的载体的强度低下，在这方面不合适。

以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)在不足0.5质量份时，在无法得到载体离子的稳定性方面是不适合的；如果超过15质量份，则在得到的载体的强度低下方面是不合适的。

以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，粘土矿物(d’)不足0.5质量份时，在无法得到强度提高的效果方面是不合适的；如果超过30质量份，则在强度低下方面是不合适的。

以100质量份粘土矿物(d’)的固体成分为基准，有机鎓离子(e’)不足5质量份时，在强度提高效果方面是不合适的；如果超过100质量份，则残留的有机鎓离子在实际使用时流出，在这方面是不合适的。

在本发明中，该酶或微生物用固定化用载体的特征是，将水性液态组合物(i’)滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物形成粒状凝胶，然后将得到的粒状凝胶光聚合和/或热聚合，使该粒状凝胶中的含聚合性不饱和基团的树脂固化而制造，其中水性液态组合物(i’)是包含(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、(d’)粘土矿物以及(e’)有机鎓离子形成的，作为该酶或微生物用固定化用载体具有高强度的理由，可以推测是：

有机鎓离子(e’)通过在粘土矿物(d’)的层间插入(层间插入：intercalate)，将粘土矿物(d’)的层之间剥离，该层间由于成为含聚合性不饱和基团的树脂(a)的聚合反应场所，所以以含聚合性不饱和基团的树脂(a)为连续相，该连续相中结合有机鎓离子(e’)的粘土矿物(d’)作为填料，制造具有散布该将填料的结构的载体，也就是，呈现纳米复合物的形态。

它们之中，特别是使用具有聚合性不饱和基团的有机鎓离子作为有机鎓离子(e’)时，可以推测由于该有机鎓离子(e’)具有的不饱和基团进入含有聚合性不饱和基团的树脂(a)中，连续相和填料的亲和性增大，或者粘土矿物近似完全层剥离，所以可以得到具有更高强度的载体。

在本发明中，只由包含上述含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)、粘土矿物(d’)以及有机鎓离子(e’)形成的水性液态组合物(i’)制造的粒状成型物一般具有和水大致相同的1.01～1.03范围内的比重，可以通过颜料、中空微粒等比重调节材料，调节为所希望的比重。

例如，在希望比重高时，可以以100质量份前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，通过0.1～50质量份的比例添加玻璃珠、滑石、云母、氧化钡等比重为1以上的比重调节材料，将粒状成型物的比重调节为1.03～1.25的范围内。另一方面，在希望比重低时，可以以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，通过0.1～30质量份的比例添加中空玻璃珠、中空沸石、中空聚合物等比重为1以下的中空微粒作为比重调节材料，可以将粒状成型物的比重调节为0.90～1.01的范围内。

一般，在酶或微生物固定化用载体中含有上述中空微粒时，形成的酶或微生物固定化用载体在槽内的流动性优异，但是强度低。另一方面，本发明的酶或微生物固定化用载体在含有该中空微粒时，具有高强度。因此，本发明的酶或微生物固定化用载体在含有中空微粒时特别有用。

通过将如上所述的(a)～(e’)的各成分以及根据需要添加的比重调节材料在水性介质中溶解或分散，可以制备水性液态组合物(i’)。该水性液态组合物(i’)的固体成分浓度一般在5～30质量％的范围内是合适的。

另外，在使用氧化还原类热聚合引发剂作为聚合引发剂时，可以在水性液态组合物(i’)中同时含有的氧化剂和还原剂作为聚合引发剂(b)，也可以在水性液态组合物(i’)中含有氧化剂或还原剂的任意一种，另一种以0.05～5质量％、优选为0.1～2质量％的浓度在含金属离子的水性介质中含有。

酶或微生物固定化用载体的制造方法

如上制备的水性液态组合物(i)或(i’)接着在滴加到含有所述种类的金属离子的水性介质中，或者得到平均粒径5mm以上的粒状物时，以规定时间连续地注入到该水性介质表面，使液滴生长为所希望的粒径后，通过使该液晶沉降，可以使该液状组合物粒状凝胶化。

往含金属离子的水性介质滴加水性液态组合物，例如可以通过下述方法进行：从注射器的顶端滴加该液状组合物的方法；利用离心力使该液状组合物粒状分散的方法；从喷雾喷嘴的顶端雾化该粒状组合物，形成粒状滴加的方法等。另外，往水性介质表面注入水性液态组合物时，可以通过从所希望的孔径的喷嘴口连续地供应细的液流的方法进行。液滴的大小根据最终的粒状固定化物所希望的粒径，可以自由改变，通常在滴加法中，以直径约0.1～约5mm、优选为约0.5～约4mm的范围内的液滴进行滴加；另外在注入法中，合适的是以约0.5～3cm的范围内的液滴进行注入。

如上生成的粒状凝胶可以以直接分散到水性介质中的状态，或从水性介质分离后，通过光聚合或热聚合，使该粒状凝胶中的含聚合性不饱和基团的树脂(a)固化。由此，粒状凝胶基本上不溶于水，可以得到机械强度大的酶或微生物菌体固定化用粒状成型物。

通过光聚合进行上述固化时，能够使用的活性光线的波长根据该粒状凝胶中含有的含聚合性不饱和基团的树脂(a)的种类等而异，一般有利地是使用产生约250～约600nm的范围内的波长的光光源进行照射。作为这种光源的例子，可以列举出低压水银灯、高压水银灯、荧光灯、氙灯、碳弧灯、太阳光等。照射时间必须根据光源的光强度、离开光源的距离等变化，一般可以是约0.5～约10分钟的范围内。

另外，通过热聚合将含聚合性不饱和基团的树脂(a)固化时，粒状凝胶如果含有氧化还原类热聚合引发剂，则即使在室温下放置，也可以进行热聚合，且一直固化到得到必要的机械强度，根据需要，也可以加热固化。固化温度一般合适的是0℃～50℃，特别是20℃～40℃的范围内。另外，为了得到必要的机械强度，希望至少热固化10分钟～30分钟时间。

像这样，完成光聚合和/或热聚合进行固化处理的粒状凝胶通过水或缓冲水溶液洗涤，可以直接或冻干保存。

本发明的酶或微生物菌体固定化用载体的表面结构特别是和微生物附着，可以大量附着微生物。作为能附着在该载体上的微生物，可以使用厌氧型微生物、好氧型微生物的任意一种，作为微生物的种类，可以列举出例如曲霉属、青霉属、镰刀霉属等霉菌类，酵母属、法夫酵母属、念珠菌属等酵母类；酵单胞菌属、绿脓杆菌属、亚硝化单胞菌属、硝化菌属、副球菌属、弧菌属、甲烷八叠球菌属、杆状菌属等细菌类等。

另外，前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固化温度在为常温这样低的温度时，可以将上述微生物预先在上述水性液态组合物(i)或(i’)中混合，之后将该水性液态组合物(i)或(i’)粒状凝胶化，从而将该微生物包括固定化。

这样得到的本发明的酶或微生物菌体固定化用载体的粒状固定物的强度高，微生物菌体的附着性优异，所以具有高生物活性。此外，由于该载体具有高的初期强度、耐久性，所以适合在废水处理槽、生物反应器、发酵槽等用途中使用。

方法(II)

另外，本发明的酶或微生物固定化用载体是将水性液态组合物(ii)或水性液态组合物(ii’)滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物形成粒状凝胶，然后将得到的粒状凝胶光聚合和/或热聚合，使该粒状凝胶中的含聚合性不饱和基团的树脂固化而制造；其中水性液态组合物(ii)包含下述而构成：前述(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、以及(f)使无机微粒(d)和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)反应得到的含聚合性不饱和基的无机微粒；水性液态组合物(ii’)包含下述而构成：(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、以及(f’)有机化粘土矿物，(f’)是在粘土矿物(d’)中通过将有机鎓离子(e’)形成离子键有机化形成的。

在上述方法(II)中，含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、以及和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)可以使用前述方法(I)中记载的那些。

含聚合性不饱和基团的无机微粒(f)

本发明中使用的含聚合性不饱和基的无机微粒(f)是使无机微粒(d)和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)反应得到的。

上述无机微粒(d)以及具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)可以使用前述方法(I)中记载的那些。

使无机微粒(d)和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)反应的方法没有特别的限定，可以列举出例如[i]在含水的有机溶剂的存在下，将无机微粒(d)和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)混合，进行水解缩合的方法；[ii]在含水的有机溶剂的存在下，将和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)水解后，使化合物(e)的水解物与无机微粒(d)缩合的方法。其中，这些制造方法中使用的水可以是原材料中含有的水，例如在无机微粒(d)是胶态氧化硅时，水可以是胶态氧化硅微粒的分散剂。

作为在将上述无机微粒(d)和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)混合时的混合方法，可以列举出在具有搅拌桨的搅拌槽(混合槽)中，添加上述无机微粒(d)和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)，高速搅拌的方法。作为搅拌装置，希望是具有剪切力以及可以将溶液整体混合的多个搅拌叶片，例如螺旋桨、涡轮、分散器(disper)、均化器等的搅拌装置，特别优选为分散器、均化器等。作为搅拌速度和搅拌时间，只要是使无机微粒(d)和化合物(e)的混合溶液不会相分离为水相和溶剂相，是均匀的就没有特别的限定，作为搅拌速度，优选搅拌桨的转速是50～10000m/分钟，更优选为100～8000m/分钟。

制造上述含聚合性不饱和基团的无机微粒(f)时的无机微粒(d)和在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)的混合比例，从提高固定化载体的强度的观点出发，以100质量份无机微粒(d)的固体成分为基准，在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)的固体成分合适的是10～50质量份，优选为15～40、更优选为20～35质量份的范围。

另外，在上述含聚合性不饱和基团的无机微粒(f)中，从提高固定化载体的强度的观点出发，无机微粒(d)合适的是氧化硅、优选为胶态氧化硅。

另外，上述在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)优选由前述含丙烯酰氧基的硅烷偶联剂(i)、含甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂(ii)、含苯乙烯基的硅烷偶联剂(iii)、以及含乙烯基的硅烷偶联剂(iv)构成的群组中选出的至少一种硅烷偶联剂，更优选为(i)和/或(ii)，进一步优选为3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和/或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

在粘土矿物(d’)中通过将有机鎓离子(e’)形成离子键而有机化形成的有机化粘土矿物(f’)

上述有机化粘土矿物(f’)例如可以通过将前述粘土矿物(d’)和前述有机鎓离子(e’)在含水溶剂中混合得到。作为混合方法，可以列举出在具有搅拌叶片的搅拌槽(混合槽)中，添加上述粘土矿物(d’)和上述有机鎓离子(e’)，高速搅拌的方法。作为调节上述有机化粘土矿物(f’)的装置，希望是具有剪切力以及可以将溶液整体混合的多个搅拌叶片，例如螺旋桨、涡轮、分散器、均化器等的搅拌装置，特别优选为分散器、均化器等。作为搅拌速度是搅拌桨的转速为50～10000m/min、优选为100～8000m/min。

另外，有机鎓离子(e’)以100质量份粘土矿物(d’)为基准，合适的是5～200质量份、优选为10～150质量份、更优选为20～90质量份的范围。

水性液态组合物(ii)

在本发明中，前述包含了含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)、以及含聚合性不饱和基的无机微粒(f)形成的水性液态组合物(ii)中的各成分的混合比例没有严格的限定，根据各成分的种类等，可以在宽范围内变化，从得到的固定化用载体的初期强度、耐久性以及耐碱性的观点出发，通常以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，各成分(b)、(c)和(f)以固体成分计，合适的分别是下述范围。

(b)聚合引发剂：0.1～10质量份、优选为0.3～5质量份，

(f)无机微粒(d)的表面，使在分子中具有能够和该无机微粒(d)反应的官能团和聚合性不饱和基的化合物(e)反应得到的覆盖无机微粒：2.5～50质量份、优选为5.0～37.5质量份。

另外，在本发明中，只含有上述含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)、以及含聚合性不饱和基的无机微粒(f)作为固体成分的水性液态组合物(ii)一般具有和水大致相同的1.01～1.03范围内的比重，但可以通过在该水性液态组合物中添加颜料、中空微粒等比重调节材料，调节为所希望的比重。在希望比重高时，可以以100质量份前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，通过0.1～50质量份的比例添加玻璃珠、滑石、云母、氧化钡等比重为1以上的比重调节材料，将粒状成型物的比重调节为1.03～1.25的范围内。另一方面，在希望比重低时，可以以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，通过0.1～30质量份的比例添加中空玻璃珠、中空沸石、中空聚合物等比重为1以下的中空微粒作为比重调节材料，可以将粒状成型物的比重调节为0.90～1.01的范围内。

一般，在酶或微生物固定化用载体中含有上述中空微粒时，形成的酶或微生物固定化用载体的流动性优异，但是强度低。另一方面，本发明的酶或微生物固定化用载体在含有该中空微粒时，具有高强度。因此，本发明的酶或微生物固定化用载体在含有中空微粒时特别有用。

通过将如上所述的(a)～(c)和(f)的各成分以及根据需要添加的比重调节材料在水性介质中溶解或分散，可以制备水性液态组合物(ii)。该液状组合物(ii)的固体成分浓度一般在5～30质量％的范围内是合适的。

另外，在使用氧化还原类热聚合引发剂作为聚合引发剂时，可以在水性液态组合物(ii)中同时含有的氧化剂和还原剂作为聚合引发剂(b)，也可以在水性液态组合物(ii)中含有氧化剂或还原剂的任意一种，另一种以0.05～5质量％、优选为0.1～2质量％的浓度在含金属离子的水性介质中含有。

水性液态组合物(ii’)

在本发明中，前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)、以及有机化粘土矿物(f’)的各成分的混合比例没有严格的限定，根据各成分的种类等，可以在宽范围内变化，一般来说，以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，包含聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)以及有机化粘土矿物(f’)形成的水性液态组合物(ii’)中的各成分，若以固体成分计，合适的分别是下述范围。

(b)聚合引发剂：0.1～10质量份、优选为0.3～5质量份，

(f’)有机化粘土矿物：0.5～30质量份、优选为1～25质量份。

以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，聚合引发剂(b)在小于0.1质量份时，含聚合性不饱和基团的树脂无法充分交联，在实际使用时，可能流出，所以在这方面不合适；如果超过10质量份，则得到的载体的强度低下，在这方面不合适。

以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)在不足0.5质量份时，在无法得到载体离子的稳定性方面是不适合的；如果超过15质量份，则在载体的强度低下方面是不合适的。

以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，有机化粘土矿物(f’)不足0.5质量份时，在无法得到强度提高的效果方面是不合适的；如果超过30质量份，则在强度低下方面是不合适的。

在本发明中，该酶或微生物用固定化用载体的特征是，将水性液态组合物(ii’)滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物形成粒状凝胶，然后将得到的粒状凝胶光聚合和/或热聚合，使该粒状凝胶中的含不饱和基团的树脂固化而制造，其中水性液态组合物(ii’)是包含含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)以及(f’)有机化粘土矿物形成的，作为该酶或微生物用固定化用载体具有高强度的理由，可以推测是：

有机鎓离子(e’)通过在粘土矿物(d’)的层间插入，将粘土矿物(d’)的层之间剥离，该层间由于成为含聚合性不饱和基团的树脂(a)的聚合反应场所，所以以含聚合性不饱和基团的树脂(a)为连续相，该连续相中有机粘土矿物(f’)作为填料，制造具有散布该将填料的结构的载体，也就是，呈现纳米复合物的形态。

它们之中，特别是使用含不饱和基团的有机鎓离子作为(e’)时，可以推测由于(e’)具有的不饱和基团进入含有聚合性不饱和基团的树脂(a)中，连续相和填料的亲和性增大，或者粘土矿物近似完全层剥离，所以可以得到具有更高强度的载体。

在本发明中，只含有上述含聚合性不饱和基团的树脂(a)、聚合引发剂(b)、和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类(c)、以及含聚合性不饱和基的无机微粒(f)作为固体成分的水性液态组合物(ii)一般具有和水大致相同的1.01～1.03范围内的比重，可以通过在该水性液态组合物中添加颜料、中空微粒等比重调节材料，调节为所希望的比重。在希望比重高时，可以以100质量份前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，通过0.1～50质量份的比例添加玻璃珠、滑石、云母、氧化钡等比重为1以上的比重调节材料，将粒状成型物的比重调节为1.03～1.25的范围内。另一方面，在希望比重低时，可以以100质量份含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固体成分为基准，通过0.1～30质量份的比例添加中空玻璃珠、中空沸石、中空聚合物等比重为1以下的中空微粒作为比重调节材料，可以将粒状成型物的比重调节为0.90～1.01的范围内。

通过将如上所述的(a)～(c)和(f’)的各成分以及根据需要添加的比重调节材料在水性介质中溶解或分散，可以制备水性液态组合物(ii’)。该液状组合物(ii’)的固体成分浓度一般在5～30质量％的范围内是合适的。

另外，在使用氧化还原类热聚合引发剂作为聚合引发剂时，可以在水性液态组合物(ii’)中同时含有的氧化剂和还原剂作为聚合引发剂(b)，也可以在水性液态组合物(ii’)中含有氧化剂或还原剂的任意一种，另一种以0.05～5质量％、优选为0.1～2质量％的浓度在含金属离子的水性介质中含有。

酶或微生物固定化用载体的制造方法

如上制备的水性液态组合物(ii)或(ii’)和前述方法(I)的酶或微生物固定化用载体的制造方法栏中记载的方法同样地凝胶化，粒状凝胶基本上不溶于水，形成机械强度大的酶或微生物菌体固定化用粒状成形物。

上述粒状凝胶通过水或缓冲水溶液洗涤，直接或冻干保存。

本发明的酶或微生物菌体固定化用载体的表面结构特别适合附着微生物，可以大量附着微生物。能附着在该载体上的微生物，可以使用前述方法(I)的说明中记载的那些。

另外，前述含聚合性不饱和基团的树脂(a)的固化温度在为常温这样低的温度时，可以将上述微生物预先在上述水性液态组合物(ii)或(ii’)中混合，之后将该水性液态组合物(ii)或(ii’)粒状凝胶化，从而将该微生物包括固定化。

这样得到的本发明的酶或微生物菌体固定化用载体的粒状固定物的强度高，微生物菌体的附着性优异，也可以在生物反应器、发酵槽等用途中使用。

作为本发明得到的酶或微生物固定化用载体具有高的初期强度的理由，可以推测是由于上述化合物(e)在有机成分和无机成分之间运动，在含聚合性不饱和基团的树脂(a)和该无机微粒(d)之间产生相互作用，该载体以含聚合性不饱和基团的树脂(a)作为连续相，在该连续相中散布无机微粒(d)引起的。也就是，可以推测是因为作为连续相的含聚合性不饱和基团的树脂(a)中大量导入硬的无机微粒，从而可以抑制树脂自身的运动性。

另外，特别是可以推测为：上述化合物(e)是在1分子中具有至少1个以上的(甲基)丙烯酰基和至少1个以上的烷氧基甲硅烷基的化合物时，由于该化合物(e)通过和含聚合性不饱和基团的树脂(a)的反应，提高无机微粒附近区域的交联密度，所以形成初期强度、耐久性和耐碱性优异的载体。

【实施例】

以下，举出实施例，对本发明进行更详细地说明。另外，以下的“份”和“％”分别表示“质量份”和“质量％”。

1.含聚合性不饱和基团的无机微粒(f)的制造

制造例1

在19.05份胶态氧化硅“スノ一テツクス0”(商品名，日产化学工业公司制造，粒径10～20nm，20％SiO₂水溶液)中加入0.95份硅烷偶联剂“KBM503”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、固体部分100％)，搅拌(600rpm，20分钟左右)均匀后，得到含聚合性不饱和基团的无机微粒(f-1)。

制造例2

在4.7份胶态氧化硅“スノ一テツクスO”中加入0.3份硅烷偶联剂“KBM503”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、固体部分100％)，搅拌(600rpm，20分钟左右)均匀后，得到含聚合性不饱和基团的无机微粒(f-2)。

制造例3

在19.05份胶态氧化硅“スノ一テツクスO”中加入0.95份硅烷偶联剂“KBM5103”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、固体部分100％)，搅拌(600rpm，20分钟左右)均匀后，得到含聚合性不饱和基团的无机微粒(f-3)。

制造例4

在19.05份胶态氧化硅“スノ一テツクスO”中加入0.95份硅烷偶联剂“KBM403”(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、固体成分100％)，搅拌(600rpm，20分钟左右)均匀后，得到含聚合性不饱和基团的无机微粒(f-4)。

酶或微生物固定化用载体的制造

实施例1

在50份亲水性光固化性树脂“ENTG-3800”(关西ペイント公司制造，商品名，固体成分40％)中加入19.05份胶态氧化硅“スノ一テツクスO”(商品名，日产化学工业公司制造，粒径10～20nm，20％SiO₂水溶液)、0.95份硅烷偶联剂“KBM503”和30份的2％海藻酸钠水溶液，均匀分散，得到水性液态组合物。得到的组合物液状组合物从直径2mm的注射针的顶端离开液面高度约10cm，滴加到含4％氯化钙的水溶液中后，使用高压水银灯，照射10秒钟紫外线，得到固定化用载体。

实施例2～10、比较例1～7

除了实施例1中，混合组成如下述表1所示以外，和实施例1同样地，得到酶和微生物固定化用载体。表1的数值以固体成分表述。

另外，在表1中，(*1)～(*3)如下所述。

(*1)“ダロキコア1173”：(商品名，チバスペシヤリテイ一ケミカルズ公司制造，光聚合引发剂)

(*2)“KBM-403”：(商品名，信越シリコ一ン公司制造，3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷)

(*3)“エクスパンセル551-WE”(商品名，日本フイライト公司制造，绝对比重是0.03以及平均粒径是20μm的中空聚合物微粒)

载体性能评价试验

上述实施例1～10和比较例1～7得到的载体分别通过以下所述的试验方法，测定压缩破坏强度和硝化速度。测定结果在下述表1中表示。

(试验方法)

(1)压缩破坏强度试验

对各载体试样，使用“Ez-Test”(商品名。岛津制作所公司制造，小型桌上试验机)，每种进行50次，测定压缩破坏强度。压缩破坏强度是在压缩速度10mm/min下测定时的破坏应力值。破坏应力(kgf/cm²)是目视观察开始破坏的时间点，读取此时的压缩负重值(kgf)，通过从载体的平均粒径计算的剖面积除去负重值算出。

(2)耐久性试验

将各载体试样在大量过量的去离子水中，在室温下浸渍24小时，使用充分洗涤后的物质，作为硝化活性试验的试样。

在容积各1L的反应槽中填满含有160mg/L的氨性氮的无机盐培养基和含硝化菌的活性污泥，分别投入250mL各载体试样(表观体积)后，将氨性氮负荷为0.1kg/m³/日、0.3kg/m³/日、0.5kg/m³/日地依次改变培养基的流入速度，进行连续处理试验。各负荷下的处理时间分别是15天。经过试验期间，培养基的pH调节为7.0～8.0的范围，液温调节到18～25℃的范围。然后，通过进行曝气，使培养基的溶存氧浓度通常为5mg/L以上。在0.5kg/m³/日的氨性氮负荷下，进行了90天的连续处理时，对载体取样，测定压缩破坏强度。

(3)耐碱性试验

在室温下，将载体浸渍到0.01N氢氧化钾水溶液中，测定30天后的压缩破坏强度。压缩破坏强度试验方法如前述(1)所示。

(4)硝化速度测定试验

在容积各1L的反应槽中填满含有160mg/L的氨性氮的无机盐培养基和含硝化菌的活性污泥，分别投入250mL各载体试样(表观体积)后，将氨性氮负荷为0.1kg/m³/日、0.3kg/m³/日、0.5kg/m³/日地依次改变培养基的流入速度，进行连续处理试验。各负荷下的处理时间分别是15天。经过试验期间，培养基的pH为7.0～8.0的范围，液温调节到18～25℃的范围。然后，通过进行曝气，使培养基的溶存氧浓度通常为5mg/L以上。在0.5kg/m³/日的氨性氮负荷下，进行了7天的连续处理时，对载体取样。将其在50mL的无机盐培养基(和连续处理中使用的相同)中投入10g载体，在三角烧瓶中，以120rpm，重复震荡8小时后，从培养基的氨性氮的减少量，计算每1g载体的硝化速度，评价硝化活性(mg-N/L-载体/h)。培养基的氨性氮浓度使用靛酚法(比色法)进行定量。

2.有机性粘土矿物(f’)的制造

制造例5

有机化粘土矿物(f’-1)的合成

溶液A：使用“クニピアF”(商品名，クニミネ工业公司制造，蒙脱土)作为粘土矿物(d’)。将80份“クニピアF”在5000份去离子水中分散。

溶液B：使用“コ一タミン24P”(商品名、花王公司制造，氯化三甲基月桂基铵，有效成分27％)作为有机鎓离子(e’)。

使用安装了直径3cm的搅拌桨的分散器，将溶液A(100份)以1000rpm的转速搅拌，在其中添加溶液B(2.22份)，从而得到2.1％有机化粘土矿物溶液(f’-1)。

制造例6

有机化粘土矿物(f’-2)的合成

溶液A：使用“クニピアF”作为粘土矿物(d’)。将32份“クニピアF”在1500份去离子水中分散。

溶液B：使用“DMAPAA-Q”(商品名，興人公司制造，二甲基氨基丙基丙烯酰胺氯化甲基季盐)作为有机鎓离子(e’)。将9.4份“DMAPAA-Q”分散到183份去离子水中。

对100份溶液A，在和制造例5同样的条件下添加12.6份溶液B，从而得到2.4％的有机化粘土矿物溶液(f’-2)。

制造例7

有机化粘土矿物(f’-3)的合成

作为溶液B的成分，除了使用“DMAEMA-Q”(商品名，興人公司制造，二甲基氨基乙基(甲基丙烯酰胺)氯化甲基季盐)代替“DMAPAA-Q”以外，和制造例6同样地，得到2.4％的有机化粘土矿物溶液(f’-3)。

酶或微生物固定化用载体的制造

实施例11

加入50份亲水性光固化性树脂“ENTG-3800”(商品名，关西ペイント公司制造，固体成分40％)、0.463份“クニピアF”(商品名，クニミネ工业公司制造，蒙脱土(将膨润土精制而得到))，使用安装了直径3cm的搅拌桨的分散器，以转速1000rpm搅拌，在其中加入0.652份“コ一タミン24P”(商品名，花王公司制造，氯化三甲基月桂基铵，有效成分27％)、30份的2％海藻酸钠水溶液、0.2份光聚合引发剂“ダロキユア1173”(商品名，チバスペシヤリテイ一ケミカルズ公司制造)，充分搅拌，得到水性液态组合物。将得到的水性液态组合物，从注射针的顶端离开液面高度约10cm，滴加到1％的氯化钙水溶液中，粒化后，使用高压水银灯，照射1分钟紫外线，得到固定化用载体。

实施例12～28、比较例8、9

除了在实施例11中，混合组成如下述表2所示以外，和实施例11同样地，得到各实施例和比较例的载体。表2的数值以固体成分表述。

另外，在表2中，(*1)～(*2)如下所示。

(*1)“ラポナイトRD”：(商品名，ロツクウツド公司制造，层状硅酸盐)

(*2)“ソマシフME-100”：(商品名，コ一プケミカル公司制造，膨胀性云母)

载体性能评价试验

对上述实施例11～28和比较例8、9得到的载体也分别通过对前述实施例1～10和比较例1～7得到的载体分别进行的试验方法相同的试验方法，测定压缩破坏强度和硝化速度。测定结果在下述表2中表示。

表1

续表1

表2

续表2

Claims

1.一种酶或微生物固定化用载体，其特征在于：通过将水性液态组合物(ii)滴加到含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中，将该组合物形成粒状凝胶，然后将得到的粒状凝胶光聚合和/或热聚合，使该粒状凝胶中的含聚合性不饱和基团的树脂固化而制造，

其中水性液态组合物(ii)包含下述而形成：(a)含聚合性不饱和基团的树脂、(b)聚合引发剂、(c)和碱金属离子或多价金属离子接触而具有凝胶化能力的水溶性高分子多糖类、以及(f)使胶态氧化硅(d)和具有(甲基)丙烯酰基和烷氧基甲硅烷基的硅烷偶联剂(e)反应得到的含聚合性不饱和基的无机微粒。

2.根据权利要求1所记载的酶或微生物固定化用载体，其中聚合引发剂(b)是光聚合引发剂和/或氧化还原类热聚合引发剂。

3.根据权利要求1所记载的酶或微生物固定化用载体，其中水性液态组合物进一步含有中空微粒。