DE131251T1 - Immobilisierte enzymzusammensetzung und verfahren zu deren herstellung. - Google Patents

Immobilisierte enzymzusammensetzung und verfahren zu deren herstellung.

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DE131251T1
DE131251T1 DE1984107778 DE84107778T DE131251T1 DE 131251 T1 DE131251 T1 DE 131251T1 DE 1984107778 DE1984107778 DE 1984107778 DE 84107778 T DE84107778 T DE 84107778T DE 131251 T1 DE131251 T1 DE 131251T1
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DE
Germany
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mercury porosimetry
carrier material
enzyme
porosity
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DE1984107778
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English (en)
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Jan Jorn Dk-28850 Naerum Hansen
Jesper Callo Dk-3050 Humlebaek Thygesen
Margrethe Dk-4000 Roskilde Winther-Nielsen
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Berry Superfos Randers AS
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Superfos AS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/14—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Claims (36)

0Ί31251 107 778.7 Ep 1868 Superfos A/S Patentansprüche
1. Enzym-Zusammensetzung, umfassend ein durch Anlagerung bzw. Anbringung an ein teilchenförmiges, anorganisches Trägermaterial, das im wesentlichen kein Calciumcarbonat, Calciumoxid und keine säurelöslichen Komponenten aufweist und weniger als 1,2 Gew.-% dreiwertige Metallionen enthält, immobilisiertes Enzym, wobei jedes Teilchen des anorganischen Trägers mindestens 90 Gew.-% SiOp aufweist und
i) eine Porosität von 25 bis 50 Vol.-%, basierend
auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend einem durch Quecksilber-Porosimetrie bestimmten Hohlraumvolumen von etwa 0,15 bis 0,45 cm3/g,
ii) einen durchschnittlichen Porenradius von 0,02 bis 0,1 ym und
iii) eine Abriebfestigkeit von mindestens 95 %, vorzugsweise etwa 99 %, bestimmt gemäß ASTM Nr.
E 728-8°
besitzt.
2. Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Trägermaterial eine Oberfläche von mindestens 15 ma/g,
vorzugsweise mindestens 25 mz/g, insbesondere bevorzugt mindestens 35 m2/g, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, besitzt.
3. Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Trägermaterial eine Porosität von 30 bis 45 Vol.-%, vorzugsweise 40 bis 45 Vol.-%, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend einem durch Quecksilber-Porosimetrie bestimmten Hohlraumvolumen von etwa 0,18 bis 0,36 cm3/g, vorzugsweise 0,29 bis 0,36 cm3/g, besitzt.
4. Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Trägermaterial eine Porosität von etwa 42 Vol.-%, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend etwa 0,32 cm3/g, gemessen mittels der Quecksilber-Porosimetrie, besitzt.
5. Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Trägermaterial einen durchschnittlichen Porenradius von 0,03 bis 0,05 ym, vorzugsweise etwa 0,05 μπι, besitzt.
6. Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Trägermaterial identisch ist mit einem aus einem natürlich vorkommenden, anorganischen Material hergestellten Material, umfassend 20 bis 50 % CaCCU und 80 bis 50 % SiOp, teilweise kristallin ist und ein Röntgenbeugungsspektrum mit den folgenden Positionen der
Hauptreflex-Peaks (in Netzebenenabständen, d(A)) besitzt: 4,328, 4,267, 4,092, 4,053, 3,860, 3,349, 3,040, 2,497, 2,283, 2,093, 1,912, 1,873, und weiterhin
i) eine Porosität von mindestens 10 Vol.-%, vor-30
zugsweise mindestens 20 Vol.-%, basierend auf
der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend einem durch Quecksilber-Porosimetrie bestimmten Hohlraumvolumen von etwa mindestens 0,05 cm3/g,
vorzugsweise mindestens 0,10 cm3/g, 35
ii) eine breite Porenradiusverteilung mit Porenradien von weniger als 0,0025 μΐη bis etwa 5 um, bestimmt durch Quecksilber-Porosimetrie, und
iii) eine Oberfläche von mindestens 10 m2/g, vorzugsweise mindestens 16 m2/g, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie,
_ durch eine die Porosität erhöhende Behandlung aufb
weist.
7. Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das Trägermaterial identisch ist mit einem Material, hergestellt aus einem anorganischen Material mit folgendem Röntgenbeugungsspektrum, ausgedrückt durch relative Intensitäten als eine Funktion der Netzebenenabstände (I/Imax, d(A)): 23, 4,328; 25, 4,267; 35, 4,092; 36, 4,053; 15, 3,860; 4, 3,792; 54, 3,349; 100, 3,040; 4, 2,846; 1, 2,533; 23, 2,497; 5, 2,478; 5, 2,460; 23, 2,283; 2, 2,236; 4, 2,130; 20, 2,093; 2, 1,979; 7, 1,924; 20, 1,912; 22, 1,873; 7, 1,818 durch eine die Porosität erhöhende Behandlung.
8. Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei Poren
mit Radien von 0,005 bis 1,0 μιη in dem Trägermaterial mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 90 %, der Porosität ausmachen.
9- Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Trägermaterial eine Teilchengröße von höchstens 6 mm besitzt.
10. Enzym-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Trä-30
germaterial eine Härte von etwa 7, gemäß der Mohs1sehen Härteskala, besitzt.
11. Enzym-Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Enzym an dem Träger durch 35
Adsorption, wahlweise daran anschließend durch intermolekulares Vernetzen, oder durch kovalentes Binden, wahlweise über ein Kupplungsmittel, angelagert bzw.
angebracht wird.
12. Enzym-Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Enzym eine Oxidoreductase, Transferase, Hydrolase, Lyase, Isomerase oder eine Ligase ist.
13- Verfahren zur Immobilisierung eines Enzyms, umfassend das Anlagern bzw. Anbringen des Enzyms an einem teilchenförmigen, anorganischen Trägermaterial, das
kein Calciumcarbonat und Calciumoxid
aufweist und weniger als 1,2 Gew.-% dreiwertige Metallionen enthält, wobei jedes Teilchen des anorganischen Trägermaterials mindestens 90 Gew.-% SiO- aufweist und
i) eine Porosität von 25 bis 50 Vol.-%, vorzugsweise 30 bis 45 Vol.-%, insbesondere bevorzugt 40 bis 45 Vol.-%, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend einem durch
Quecksilber-Porosimetrie bestimmten Hohlraum-20
volumen von etwa 0,15 bis 0,45 cm3/g, vorzugsweise etwa 0,18 bis 0,36 cm3/g, insbesondere bevorzugt 0,29 bis 0,36 cm3/g,
ii) einen durchschnittlichen Porenradius von 0,02 bis 0,1 μπι und
iii) eine Abriebfestigkeit von mindestens 95 %, vorzugsweise etwa 99 %, bestimmt gemäß ASTM Nr. E 728-80
besitzt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Trägermaterial eine Oberfläche von mindestens 15 m2/g, vorzugsweise mindestens 25 mz/g, insbesondere bevorzugt mindestens
35 m2/g, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, besitzt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Trägermaterial eine Porosität von 30 bis 45 VoI.-%, vorzugsweise Ί0 bis 45 Vol.-%, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend einem durch Quecksilber-Porosimetrie bestimmten Hohlraumvolumen von etwa 0,18 bis 0,36 cm3/g, vorzugsweise 0,29 bis 0,36 cm3/g, besitzt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Trägermaterial eine Porosität von etwa 42 Vol.-%, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend etwa 0,32 cm3/g, gemessen durch Quecksilber-Porosimetrie, besitzt.
17- Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Trägermaterial einen durchschnittlichen Porenradius von 0,03 bis 0,05 um, vorzugsweise etwa 0,05 um, besitzt.
18. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Anlagern bzw.
Anbringen eine Adsorption, vorzugsweise daran anschließend durch Vernetzen der Enzym-Moleküle, umfaßt. 20
19- Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Vernetzen mittels Glutardialdehyd ausgeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Anlagern bzw. Anbringen über kovalente Bindung(en) zwischen dem Enzym und dem anorganischen Träger erhalten wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das kovalente Binden über ein Kupplungsmittel bewirkt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Anlagern bzw. Anbringen das Silylieren des Trägermaterials und das Kuppeln des Enzyms an das silylierte Material mittels eines Kupplungsmittels umfaßt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei als Silylierungsmittel (3-Aminopropyl)-triethoxysilan verwendet wird.
2M. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Menge des an dem .Träger angelagerten bzw. angebrachten (3-Aminopropyl)-triethoxysilans weniger als 100 mg pro g Trägermaterial beträgt.
25. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Kupplungsmittel gewählt wird aus der Gruppe von Mitteln, die eine Aminogruppe auf dem silylierten Trägermaterial mit einer Säuregruppe des Enzyms oder umgekehrt verbinden.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei als Kupplungsmittel ein Carbodiimid verwendet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Kupplungsmittel eine Aminogruppe auf dem silylierten Träger mit einer Aminogruppe auf dem Enzym oder eine Säuregruppe mit einer Säuregruppe verbindet.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei als Kupplungsmittel Glutardialdehyd verwendet wird.
29- Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Anlagern bzw. Anbringen das Kuppeln des Enzyms an dem Träger mittels Cyanbromid umfaßt.
30. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 29, wobei das Enzym eine Oxidoreductase, Transferase, Hydrolase, Lyase, Isomerase oder eine Ligase ist.
31- Verfahren zur Durchführung einer enzymatischen Reaktion, umfassend das In-Berührung-bringen einer inmobilisierten Enzymzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einem Substrat für das Enzym.
32. Anorganisches Trägermaterial, das im wesentlichen kein Calciumcarbonat, Calciumoxid und keine säurelöslichen Komponenten aufweist und weniger als 1,2 Gew.-% dreiwertige Metallionen enthält, wobei jedes Teilchen
des anorganischen Trägers mindestens 90 Gew.-% SiOn aufweist und
i) eine Porosität von 20 bis 50 Vol.-%, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend ° einem durch Quecksilber-Porosimetrie bestimmten
Hohlraumvolumen von etwa 0,15 bis 0,45 cm3/gr
ii) einen durchschnittlichen Porenradius von 0,0? bis 0,1 μπι und
iii) eine Abriebfestigkeit von mindestens 95 %,
vorzugsweise etwa 99 %, bestimmt gemäß ASTM Nr. E 728-80
besitzt.
15
33- Anorganisches Trägermaterial nach Anspruch 32 mit einer Oberfläche von mindestens 15 mz/g, vorzugsweise mindestens 25 ma/g, insbesondere bevorzugt mindestens 35 m2/g, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie. 20
34. Anorganisches Trägermaterial nach Anspruch 32 mit einer Porosität von 30 bis 45 Vol.-%, vorzugsweise 40 bis 45 Vol.-%, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend einem durch Quecksilber-Porosimetrie bestimmten Hohlraumvolumen von etwa 0,18 bis 0,36 cm3/g, vorzugsweise 0,29 bis 0,36 cm3/g.
35. Anorganisches Trägermaterial nach Anspruch 32 mit einer Porosität von etwa 42 Vol.-%, basierend auf der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend etwa 0,32 cm3/g, gemessen durch Quecksilber-Porosimetrie.
36. Anorganisches Trägermaterial nach mindestens einem der Ansprüche 32 bis 35 mit einem mittleren Porenradius von 0,03 bis 0,05 um, vorzugsweise etwa 0,05 μπι.
37- Anorganisches Trägermaterial nach mindestens einem der Ansprüche 32 bis 36, das identisch ist mit einem aus
β ■"■■■ ςη 31251 einem anorganischen Material hergestellten Material, um fa γ .'-.end ?0 bis SO % Calciumcarbonat und 80 bis 50 % SiOp, teilweise kristallin ist und ein Röntgenbeugungsspektrum mit den folgenden Positionen der Hauptreflex-
Peaks (in Netzebenenabstanden, d(A)) besitzt: 4,328, 4,267, 4,092, 4,053, 3,860, 3,349, 3,040, 2,497, 2,283, 2,093, 1,912, 1,873 und weiterhin
i) eine Porosität von mindestens 10 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 20 Vol.-%, basierend auf 1^ der Quecksilber-Porosimetrie, entsprechend
einen durch Quecksilber-Porosimetrie bestimmten Hohlraumvolumen von etwa mindestens 0,05 cm3/g, vorzugsweise mindestens 0,10 cm3/g,
ii) eine breite Porenradiusverteilung mit Porenradien von <C 0,0025 μπι bis etwa 5 μπι, bestimmt durch Quecksilber-Porosimetrie und
iii) eine Oberfläche von mindestens 10 mz/g, vorzugsweise mindestens 16 m2/g, basierend auf der
Quecksilber-Porosimetrie,
besitzt, durch eine die Porosität erhöhende Behandlung.
DE1984107778 1983-07-08 1984-07-04 Immobilisierte enzymzusammensetzung und verfahren zu deren herstellung. Pending DE131251T1 (de)

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