DD220316A1

DD220316A1 - Verfahren zur fixierung von cyanurchlorid auf cellulosepartikel

Info

Publication number: DD220316A1
Application number: DD25382183A
Authority: DD
Inventors: Hans-Dieter Hunger
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1983-08-09
Filing date: 1983-08-09
Publication date: 1985-03-27
Also published as: JPS6090262A

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN ZUR FIXIERUNG VON CYANURCHLORID AUF CELLULOSEPARTIKEL. DIE DADURCH HERGESTELLTE CHEMISCH AKTIVIERTE CELLULOSE WIRD FUER AFFINITAETSCHROMATOGRAPHISCHE UNTERSUCHUNGEN UND FUER TRANSFERTECHNIKEN IN DER MOLEKULARBIOLOGIE ANGEWANDT. ES IST DAS ZIEL DER ERFINDUNG, EINE CELLULOSE MIT HOHEM AKTIVIERUNGSGRAD HERZUSTELLEN UND DABEI DAS KOSTENAUFWENDIGE, SCHLECHT RUECKDESTILLIERBARE DIOXAN DURCH ANDERE LOESUNGSMITTEL ZU ERSETZEN. DIE LOESUNG DER AUFGABE ERFOLGT DURCH EIN VERFAHREN ZUR FIXIERUNG VON CYANURCHLORID AN CELLULOSEPARTIKEL, BEI DEM SOFORT NACH DEM BEHANDELN MIT CYANURCHLORID DAS CYANURCHLORID MIT EINER MISCHUNG AUS ESSIGSAEURE UND EINEM MIT WASSER MISCHBAREN ORGANISCHEN LOESUNGSMITTEL BZW. LOESUNGSMITTELGEMISCH FIXIERT WIRD UND ANSCHLIESSEND DIE CELLULOSEPARTIKEL MIT EINEM MIT WASSER MISCHBAREN ORGANISCHEN LOESUNGSMITTEL BZW. LOESUNGSMITTELGEMISCH GEWASCHEN WERDEN. DADURCH WIRD EINE CELLULOSE MIT HOEHEREM AKTIVIERUNGSGRAD BEI GLEICHZEITIGER VERMINDERUNG DES DIOCANEINSATZES ERREICHT.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von chemisch aktivierter Cellulose.

Die chemisch aktivierte Cellulose wird für affinitätschromatographische Untersuchungen und für Transfertechhiken in der Molekularbiologie angewandt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisher führte man in Aktivierungsverfahren mittels Cyanurchlorid keinen Fixierungsschritt durch.

So wurde z. B. bei einem Aktivierungsverfahren im Dioxan/Xylolsystem (WP C 12D/218847) nach dem Aktivierungsschritt im System Dioxan/Xylol (1:1), 5% Cyanurchlorid zunächst zweimal mit Dioxan gewaschen.

Danach wäscht man mit Dioxan/Eisessig/Wasser (2:1:1) und mit Wasser. Das Verfahren erreicht dadurch nur eine Cellulose

mit niedrigem Aktivierungsgrad (DNS-Bindungskapazität). ,

Das Verfahren hat den Nachteil, daß sehr große Mengen Dioxan eingesetzt werden müssen, die sehr kostenaufwendig und schlecht einer Rückdestillation zugängig sind (energieintensiv, Explosionsgefahr). Da alle Arbeitsschritte notwendig sind, um eine volle Aktivierung der Cellulose zu erreichen, muß mit 4 Waschschritten gearbeitet werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Cellulose mit höherem Aktivierungsgrad herzustellen und dabei das kostenaufwendige, schlecht rückdestilüerbare Dioxan durch andere Lösungsmittel zu ersetzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem eine Cellulose mit hohem Aktivierungsgrad hergestellt werden und das herkömmlich übliche Dioxan durch andere Lösungsmittel ersetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung wird durch ein. Verfahren zur Fixierung von Cyanurchlorid auf Cellulosepartikel erreicht. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sofort nach dem Behandeln mit Cyanurchlorid das Cyanurchlorid mit einer Mischung aus Essigsäure und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. , Lösungsmittelgemisch fixiert wird. ,

Der Anteil des organischen Lösungsmittels in der Essigsäure beträgt ca. 50 bis 90Vol.-%. Anschließend werden die Cellulosepartikel mit einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch gewaschen.

Die mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel sind im wesentlichen primäre Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol einschließlich ihrer Isomere und mit Wasser mischbare Ketone wie Aceton. ,

Imfolgenden wird das Verfahren noch näher erläutert: .

Der Fixierungsschritt besteht darin, daß die Cellulose nach Trennung von der Aktivierungslösung (z. B. Dioxan/Xylol, 5% Cyanurchlorid) sofort in einer Mischung aus Essigsäure und einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch bei Zimmertemperatur ca. 10Min. geschüttelt wird.

Erst danach werden die Cellulosepartikel mit einem organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch, in dem Cyanurchlorid löslich ist, weitergewaschen. _r

Als ungebundene Cellulosepartikel werden sphärische Cellulose und als gebundene Cellulosepartikel Verbundkörper, Gewebe, Vliese, Papier und ähnliches verwendet. Insbesondere wurde das Verfahren für die Herstellung von chemisch aktiviertem Papier optimiert. .. «

Überraschend wurde gefunden, daß die Reihenfolge und Art der Nachfolgeschritte der Aktivierungsreaktion wesentlich über den Grad der chemischen Aktivierung der Cellulose entscheidet.

Durch sofortige Inkubation in essigsauren, mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln wird ein höherer , Aktivierungsgrad der Cellulose erreicht. Dabei gewährleisten nur bestimmte Konzentrationsbereiche der entsprechenden Lösungsmittel eine optimale Endaktivierung der Cellulose. .-.' '

Sofortige Waschung mit den entsprechenden Lösungsmitteln nach dem 1. Aktivierungsschritt zeigt eine deutliche Verschlechterung der Endaktivität der Cellulose. '

Offensichtlich wird durch die Behandlung mit essigsauren, organischen Lösungsmitteln zunächst Cyanurchlorid an die Cellulose fixiert.

Nach diesem Fixierungsschritt kann mit einem organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch die Cellulose ohne Aktivitätsverluste gewaschen werden. Da die gewählten Lösungsmittel gleichzeitig Cyanurchlorid lösen, wird nicht fixiertes Cyanurchlorid von der Cellulose entfernt.

Dabei wird die Essigsäure Eisessig (min. 99% Essigsäure) verwendet. Als mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel wurden bevorzugt primäre Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, einschließlich ihrer Isomere und mit Wasser mischbare Keton wie Aceton eingesetzt.

Bei der Fixierung in Lösungsmittelgemischen zeigte sich, daß die für reine Lösungsmittel angegebenen Mischungsverhältnisse mit Essig (50 bis 90Vol.-% organisches Lösungsmittel) auch für Lösungsmittelgemische optimal sind. Dabei darf die Summe der Vol.-% an organischen Lösungsmitteln die angegebenen Werte nicht überschreiten. Eine besonders günstige Variante stellt die Fixierung mit einem Gemisch Aceton/Essigsäure und anschließender Acetonwaschung dar. Die Cellulose kann sofort luftgetrocknet und verpackt werden. Das eingesetzte Aceton ist billig und leicht rückgewinnbar.

Durch die Verfahrensführung wird nur noch ¹A der sonst notwendigen Dioxanmenge benötigt. Durch das Verfahren ist es möglich, mit 3 Arbeitsschritten ein Endprodukt zu erreichen, das einen um 70% höheren Aktivierungsgrad als herkömmlich aktivierte Ceüulose aufweist.

Ausführungsbeispiel Beispiel 1

Runde Filterblättchen (0,5cm²) werden nach 2h Waschung mit destilliertem Wasser 15Min. in 3N NaOH bei Raumtemperatur

geschüttelt, auf Filterpapier abgetrocknet und im System Dioxan/Xylol (1:1) 5% Cyanurchlorid 30 Min. unter Schüttelnaktiviert.

Nach diesem Reaktionsschritt setzt man je 2 Filterblättchen unterschiedlichen Nachfolgeschritten aus (Doppelwerte).

2 Filter behandelt man 2 χ 10 Min. mit Dioxan, 1 χ 10 Min. mit Dioxan/Eisessig/Wasser (2:1:1) und 1 χ 10 Min. mit Wasser(Normalaktivierung).

Je 2 andere Filter werden zunächst im System Aceton/Essigsäure bei unterschiedlichen Acetonkonzentrationen 10Min. und

danach in Aceton 10Min. geschüttelt.

Nicht aktivierte Filter führt man als Nullwert mit. Nach Lufttrocknung werden die Filter in einem DNS-Bindungstest (vergl. WP C 12 D/218847) eingesetzt. Ansatz: 50μ$ beschallte, denaturierte Lachs-DNS gemischt mit ³²P-markierter Plasmid-DNS (spezifische Aktivität ca. 10OOcpm/

/tg), in 50/nl 0,15M Sörensen pH 5,5, Bindung bei Raumtemperatur unter leichtem Schütteln in verschlossenen kleinen

Samenröhrchen über Nacht. Nach Abpipettieren der Überstände werden die Filter 2 χ 10Min. mit 1 ml Wasser gewaschen und danach in 50% Formamid

bei 42°C unter Schütteln mindestens 6h inkubiert.

Nach Waschung mit Wasser wird die auf den Filtern stabil gebundene DNS durch Messung der Radioaktivität im Szintillationszähler (Cerenkov) direkt gemessen, Die im Bereich 70 bis 80% Aceton in Eisessig behandelten Filter zeigen ca. 70% höhere Bindungskapazität als die normal

behandelten Filter. Bei einer DNS-Bindungskapazität der Normalfilter von 2<Vg/cm² bedeutet das eine DNS-Bindungskapazität

von 35/xg/cm². ^λ >

Je nach Acetonkonzentration können mit dem Verfahren Filter mit unterschiedlicher Bindungskapazität hergestellt werden. Beispiel 2 Runde Filterblättchen (0,5cm²) werden nach 2h Waschung mit destilliertem Wasser 15Min. in 3N NaOH bei Raumtemperatur

geschüttelt, auf Filterpapier abgetrocknet und im System Dioxan/Xylol (1:1) 5% Cyanurchlorid 30 Min. unter Schütteln

aktiviert. ,

2 Filter behandelt man 2 x 10Min. mit Dioxan, 1 χ 10Min. mit Dioxan/Eisessig/Wasser (2:1:1) und 1 χ 10Min. mit Wasser '(Normalaktivierung).

Je zwei andere Filter werden zunächst im System Aceton/Butanol (1:1)/Essigsäure bei unterschiedlichen Essigsäurekonzentrationen lOMin. und danach in Aceton 10Min. geschüttelt. Nicht aktivierte Filter führt man als Nullwert Nach Lufttrocknung werden die Filter in einem DNS-Bindungstest (vergl. WP C 12 D/218847) eingesetzt. Ansatz: 50^g beschallte, denaturierte Lachs-DNS gemischt mit ³²P-markierter Plasmid-DNS (spezifische Aktivität ca. TOOOcpm/

^g) in 50μΙ 0,15M Sörensen pH 5,5, Bindung bei Raumtemperatur unter leichtem Schütteln in verschlossenen kleinen

bei42 C unter Schütteln mindestens 6h inkubiert.

Nach Waschung mit Wasser wird die auf den Filtern stabil gebundene DNS durch Messung der Radioaktivität im Szintillationszähler (Cerenkov) direkt gemessen. Die im Bereich 60 bis 90 Vpl.-% organische Lösungsmittel (Verhältnis Butanol/Aceton (1:1) in Essigsäure fixierten Filter zeigen

eine um 50% höhere DNS-Bindungskapazität (30^g/cm²) als die Normalfilter (20/Ltg/cm²). ,

Claims

-.·. -1- 253821

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Erfindungsansprüche:

1. Verfahren zur Fixierung von Cyanurchlorid auf Cellulosepartikel, gekennzeichnet dadurch, daß sofort nach dem Behandeln mit Cyanurchlorid das Cyanurchlorid mit einer Mischung aus Essigsäure und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch (50 bis 90 Vol.-% organisches Lösungsmittel) fixiert wird und anschließend die Celluslosepartikel mit einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch gewaschen werden. ^v '
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die mit Wasser mischbaren Lösungsmittel primäre Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, einschließlich ihrer Isomere und mit Wasser mischbare Ketone wie Aceton sind.