JP2646463B2 - 架橋多孔性イオン交換セルロース微粒子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、架橋多孔性イオン交換
セルロース微粒子に係り、更に詳しくは、再生セルロー
スから実質的になり、イオン交換体としての耐久性に優
れた架橋多孔性イオン交換セルロース微粒子の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セルロースあるいはその各種誘導体の粒
状物は、近年クロマトグラフィー材料として使用される
ようになっている。クロマト用充てん剤として、セルロ
ースあるいはそのイオン交換体が使用されているが、特
にセルロースを担体として、イオン交換基を導入した球
状微粒子は、タンパク質の分離に優れており、その有用
性は高く評価されている。

【０００３】かかるイオン交換セルロース微粒子を製造
する方法としては、本願出願人が提案した下記の方法が
公知である。

【０００４】即ち、特開平１−２５４２５６号公報に
は、セルロースザンテートを含有する凝固ビスコース微
粒子を準備し、酸で中和してセルロースを再生させて、
セルロース微粒子を生成せしめ、次いでアルカリ性均一
溶媒中でイオン交換基を導入する方法が明示されてい
る。

【０００５】更に、カラム充填剤として望ましい強度を
付与したものを得る方法として、同じく特開平２−２４
１５４７号公報には、セルロースザンテートを含有する
凝固ビスコース微粒子を準備し、酸で中和してセルロー
スを再生させた後、３時間程度架橋反応に付して架橋セ
ルロース粒子を生成せしめ、次いでアルカリ性均一溶媒
中でイオン交換基を導入する方法が明示されている。

【０００６】後者の方法で得られた架橋イオン交換セル
ロース微粒子は種々の細孔と細孔分布を有し、且つ細孔
容積も大きいため、イオン交換基導入時の苛性ソーダに
よる膨潤を過酷にすることなく、イオン交換容積を大き
くすることができる特徴があり、それ故カラム充填した
際に大きな耐圧強度を発揮するものである。また、ミク
ロポア量が多いため表面積が増大し、処理容量を大なら
しめる利点も有している。

【０００７】尚、耐圧強度の向上は、架橋反応を３時間
程度行なうことで略飽和点近くになり、架橋反応は３時
間程度で耐圧強度の向上という目的を十分達成すること
ができるものである。

【０００８】しかしながら、上述の公知の方法で製造さ
れるイオン交換セルロース粒子は、イオン交換体として
優れた性能を有し、特に後者の方法で製造されたものは
耐圧強度にも優れたものであるが、塩溶液による収縮や
膨潤が大きいという問題点を有するものである。このた
め、カラムに充填しイオン交換クロマトグラフィーとし
て繰り返し使用した場合には、良好なる分離性能が再現
されず、徐々に劣化するという欠点が有り、カラム充填
用としては耐久性の悪いものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、鋭意研
究した結果、エピクロロヒドリンにより長時間架橋反応
することで、塩溶液に対する収縮・膨潤の小さい寸法安
定性に優れたイオン交換セルロース微粒子が製造できる
ことを見出し本発明を完成したものである。

【００１０】本発明の目的とするところは、イオン交換
体としてカラムに充填し高濃度の塩溶液を流した場合
に、実質的に収縮や膨潤することがなく、繰り返し使用
してもイオン交換体として必要な多孔質構造を保持し
て、優れたイオン交換能を発揮しつづけることのできる
耐久性に優れた多孔性イオン交換セルロース微粒子の製
造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、セルロ
ースザンテートと気孔形成剤としての水溶性高分子化合
物とを含有する凝固ビスコース微粒子を形成し、これを
水洗して気孔形成剤を除去した後、酸で中和してセルロ
ース微粒子を再生し、次に架橋反応に付し、次いでイオ
ン交換基を導入してイオン交換セルロース微粒子を製造
する方法において、前記架橋反応をエピクロロヒドリン
により水酸化アルカリ存在下で１６時間以上行なうこと
を特徴とする架橋多孔性イオン交換セルロース微粒子の
製造方法によって達成される。

【００１２】本発明において気孔形成剤としての水溶性
高分子化合物としては、例えば非イオン性あるいはアニ
オン性の高分子化合物が好適に用いられる。

【００１３】非イオン性の水溶性高分子化合物として
は、例えばポリエチレングリコール、ポリエチレングリ
コール誘導体又はポリビニルピロリドンがあげられる。
これらの高分子化合物は、例えば４００以上の数平均分
子量を有しており、好ましいものは６００〜４００，０
００の数平均分子量を有している。

【００１４】ポリエチレングリコール誘導体としては、
例えばポリエチレングリコールの片末端の水酸基のみを
炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８のアルキ
ル基で置換されたフェニル基又は炭素数２〜１８のアシ
ル基で封鎖された水溶性化合物あるいはＡ−Ｂ−Ａ′型
のブロック共重合体（Ａ、Ａ′は同一もしくは異なりポ
リエチレンオキシドブロックを表わし、Ｂはポリプロピ
レンオキシドブロックを表わす）が好適に用いられる。
より具体的に、例えばポリエチレングリコールモノメチ
ルエーテル、ポリエチレングリコールモノラウリルエー
テル、ポリエチレングリコールモノセチルエチル、ポリ
エチレングリコールモノメチルフェニルエーテル、ポリ
エチレングリコールモノノニルフェニルエーテル、ポリ
エチレングリコールモノアセテート、ポリエチレングリ
コールモノラウレート、およびポリオキシエチレンブロ
ック−ポリオキシプロピレンブロック−ポリオキシエチ
レンブロック等をあげることができる。

【００１５】また、アニオン性の水溶性高分子化合物
は、例えばアニオン性基としてスルホン酸基、ホスホン
酸基又はカルボン酸基を有するものが好ましい。これら
のアニオン性基は遊離酸の形態にあっても塩の形態にあ
ってもよい。

【００１６】アニオン性基としてスルホン酸基を持つ水
溶性高分子化合物は、該スルホン酸基を例えばビニルス
ルホン酸、スチレンスルホン酸、メチルスルホン酸基を
持つ水溶性高分子化合物を製造することもできる。

【００１７】スルホン酸基がスチレンスルホン酸以外の
他の単量体に由来する場合およびスルホン酸基、カルボ
ン酸基がそれぞれ上記の如き単量体に由来する場合につ
いても同様である。

【００１８】アニオン性の水溶性高分子化合物は、アニ
オン性基を持つ上記の如き単量体の重合単位を好ましく
は少なくとも２０モル％含有する。かかる好ましい高分
子化合物には、コポリマー及びホモポリマーが包含され
る。アニオン性の水溶性高分子化合物は、好ましくは少
なくとも５，０００、より好ましくは１万〜３００万の
数平均分子量を有している。

【００１９】本発明においては、アニオン性の水溶性高
分子化合物には、上記の如きビニルタイプの重合体に限
らず、その他例えばカルボキシメチルセルロース、スル
ホエチルセルロースあるいはそれらの塩例えばＮａ塩が
包含される。

【００２０】セルロースザンテートと上記気孔形成剤と
を含有する凝固ビスコース微粒子は、次の工程によって
形成することができる。

【００２１】即ち、（１）セルロースザンテートと気孔
形成剤とのアルカリ性高分子混合水溶液を準備し、
（２）該アルカリ性高分子水溶液とアニオン性高分子化
合物の水溶液とを混合して該アルカリ性高分子混合水溶
液の微粒子（液滴）分散液を生成せしめ、（３）上記分
散液を加熱するか、あるいは上記分散液をセルロースザ
ンテートの凝固剤と混合することによって凝固せしめる
工程によって形成することができるものである。

【００２２】上記工程（１）はセルロースザンテートと
気孔形成剤とを同時に水またはアルカリ水溶液で溶解す
るか、あるいはセルロースザンテートを水またはアルカ
リ水溶液で予め溶解し、得られたビスコースに気孔形成
剤を溶解するか、あるいは気孔形成剤を水またはアルカ
リ水溶液で溶解した後、該溶解液でセルロースザンテー
トを溶解することによって実施することができる。

【００２３】ここで用いられるセルロースザンテート
は、特に限定されるものではなく、レーヨン製造工程ま
たはセロファン製造工程の中間体として得られるもので
よく、例えばセルロース濃度３３重量％、アルカリ濃度
１６重量％およびγ価４０程度のセルロースザンテート
が好適である。

【００２４】上記工程（１）で準備されるアルカリ性高
分子混合水溶液はセルロースザンテート由来のセルロー
ス濃度として、好ましくは３〜１５重量％、より好まし
くは５〜１２重量％に調整され、またアルカリ濃度とし
て好ましくは２〜１５重量％、より好ましくは５〜１０
重量％に調整される。さらに水溶性高分子化合物は、好
ましくはセルロース１重量部当り０．０３〜５重量部と
なるように調整される。

【００２５】上記工程（１）で調整され準備されるアル
カリ性高分子混合水溶液は、次いで工程（２）によって
アニオン性高分子化合物と混合せしめられる。ここで用
いるアニオン性高分子化合物とは、水溶性のものであっ
て、前述した気孔形成剤としての水溶性高分子化合物の
うち、アニオン性のものを挙げることができる。

【００２６】上記混合せしめるアニオン性高分子化合物
は、好ましくは水溶液として、より好ましくは該アニオ
ン性高分子化合物の濃度が０．５〜２５重量％、更に好
ましくは２〜２２重量％の水溶液として、用いられる。
かかる水溶液は、さらに、２０℃における粘度が３セン
チポイズ〜５万センチポイズのものが好ましく、特に５
センチポイズ〜３万センチポイズであるものが好適であ
る。

【００２７】アルカリ性高分子混合水溶液とアニオン性
高分子化合物とは、アルカリ性高分子混合水溶液中のセ
ルロース１重量部当り該アニオン性高分子化合物が好ま
しくは０．３〜１００重量部、より好ましくは１〜４５
重量部、更に好ましくは４〜２０重量部で用いられ、混
合せしめられる。混合は、アルカリ性高分子水溶液中に
含まれる二硫化炭素の沸点よりも低い温度で実施するの
が有利であり、より好ましくは０〜４０℃の範囲で実施
される。

【００２８】混合はアルカリ性高分子混合水溶液の微粒
子分散液を生成することのできる如何なる手段を用いる
こともできる。例えば、攪拌翼や邪魔板等による機械的
攪拌、超音波攪拌あるいはスタテックミキサーによる混
合手段を単独あるいは組合せて実施することができる。

【００２９】尚、上記工程（１）においてアルカリ性高
分子混合水溶液中に、例えば炭酸カルシウムの如き酸分
解性の無機塩を分散剤として、０．５〜５重量％程度添
加することで、工程（２）で生成される微粒子分散液に
おける液滴微粒子の形態が安定且つ良好に保持されるこ
とになる。

【００３０】本発明の方法によれば、上記工程（２）で
生成したアルカリ性高分子混合水溶液の微粒子分散液
は、次の工程（３）の加熱による方法または凝固剤を用
いる方法によって凝固せしめられる。

【００３１】加熱により凝固する場合は、アルカリ性高
分子混合水溶液中に含まれる二硫化炭素の沸点以上の温
度例えば５０〜９０℃の温度で実施することができる。
凝固剤により凝固する場合には、このような温度に高め
る必要はなく、通常０〜４０℃の温度で凝固を実施する
ことができる。

【００３２】ここで用いる凝固剤としては、例えば低級
脂肪族アルコール、無機酸のアルカリ金属又はアルカリ
土類金属塩およびそれらと後述するような水溶性の高分
子化合物との組合せが好ましく用いられる。低級脂肪族
アルコールは直鎖状又は分岐鎖状のいずれであってもよ
く、例えばメタノール、エタノール、ｉｓｏ−プロパノ
ール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールの如き炭素数
１〜４の脂肪族アルコールが好ましく用いられる。無機
酸のアルカリ金属塩としては例えばＮａＣｌ、Ｎａ₂ Ｓ
Ｏ₄ の如きＮａ塩、Ｋ₂ ＳＯ₄ の如きＫ塩が好ましく、
またアルカリ土類金属塩としては例えばＭｇＳＯ₄ の如
きＭｇ塩、ＣａＣｌ₂ の如きＣａ塩が好ましい。

【００３３】上記凝固剤に用いられる水溶性の高分子化
合物としては、例えば非イオン性およびアニオン性の高
分子化合物が好ましく、工程（２）で使用されたアニオ
ン性高分子化合物と同じものを使用するのが好適であ
る。

【００３４】上記の如き凝固剤は、ビスコース中のセル
ロース成分に対し例えば２０〜３００重量％程度の割合
で用いられる。

【００３５】上記工程（１）〜（３）によって、平均粒
径５００μｍ以下の球状ないし長球状の粒子から実質的
になる凝固ビスコース微粒子を得ることができる。

【００３６】得られた凝固ビスコース粒子は濾別した
後、充分に水洗され、気孔形成剤としての水溶性高分子
化合物及びアニオン性高分子化合物等を除去する。次い
で、酸で中和してビスコースをセルロースに変換し、セ
ルロースを含有する微粒子（以下、「再生セルロース微
粒子」という）を生成せしめる。ここで用いられる酸と
しては、例えば硫酸、塩酸等の無機酸が好ましいもので
ある。

【００３７】上述の如くして得られた再生セルロース微
粒子は、続いて架橋反応に付される。本発明において
は、架橋剤としてエピクロロヒドリンが使用される。架
橋剤としては、一般にジクロルヒドリン等も考えられる
が、エピクロロヒドリン以外の架橋剤では、安定した分
離能を有し塩溶液中での収縮・膨潤の小さい架橋多孔性
イオン交換セルロース微粒子を得ることが容易ではな
い。

【００３８】架橋反応は再生セルロース微粒子を水酸化
アルカリを含む液体溶媒中で実施する。水酸化アルカリ
の濃度は３〜７重量％、好ましくは４〜６重量％であ
る。水酸化アルカリの濃度を変えることによって、生成
する架橋セルロース微粒子及びイオン交換基を導入した
架橋セルロース微粒子のポアー径を調節することができ
る。

【００３９】即ち、水酸化アルカリの濃度が低い程、架
橋後のセルロース微粒子のポアー径は大きいが、イオン
交換基を導入することによるポアー径の低下も大きく、
逆に水酸化アルカリの濃度が高い程、架橋後のセルロー
ス微粒子のポアー径は小さいが、イオン交換基導入によ
るポアー径の低下は小さい傾向にある。本発明者等は、
鋭意研究した結果、架橋反応時の水酸化アルカリ濃度を
４〜６重量％とすることにより、イオン交換基導入後の
架橋多孔性イオン交換セルロース微粒子のポアー径が最
大になることを見出したものである。

【００４０】架橋剤としてのエピクロロヒドリンは上記
水酸化アルカリを含む液体媒体中に３〜２５重量％の濃
度に調整される。エピクロロヒドリンの配合量を変化さ
せることによって、架橋後のセルロース粒子の架橋密度
および強度を調節することができる。

【００４１】架橋反応に用いられる液体媒体は、セルロ
ース１重量部に対して例えば１０〜３０重量部使用さ
れ、その温度は通常４０〜６０℃である。

【００４２】本発明においては架橋反応は１６時間以上
する必要があり、好ましくは１６〜４８時間である。１
６時間未満では、得られる架橋多孔性イオン交換セルロ
ース微粒子が塩溶液に対して収縮・膨潤をするため、本
発明の目的を達成することができない。

【００４３】セルロース分子鎖間の架橋はセルロース分
子の水酸基同士を水酸基で置換された形又は水酸基で置
換され且つ酸素原子で中断された形で一部グラフト枝と
して存在していると推定される。

【００４４】次いで、得られた架橋セルロース微粒子に
イオン交換基を導入せしめる。イオン交換基としては、
例えばカチオン性イオン交換基としては、一般式

【化１】 で表わされる基を挙げることができる。ここでＲ₁ ，Ｒ
₂ ，Ｒ₃ は互に独立に、水素原子、炭素数１又は２の低
級アルキル基（メチル又はエチル）、または炭素数１〜
３のヒドロキシアルキル基（ヒドロキシメチル、α−又
はβ−ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル等）であ
る。ｎは１、２又は３である。

【００４５】かかるカチオン性イオン交換基としては、
例えばアミノエチル基、ジエチルアミノエチル基、ジエ
チル（２−ヒドロキシプロピル）アミノエチル基あるい
はトリメチルアミノメチル基の如きアミノ基に由来する
第４級アンモニウム基が挙げられる。

【００４６】また、アニオン性イオン交換基としては、
例えば一般式

【化２】 で表わされる基を挙げることができる。ここで、Ｚはカ
ルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、スルホ基（−ＳＯ₃ Ｈ）
又はホスホリル基（−ＰＯ₃ Ｈ₂ ）であり、ｍは０〜３
の整数である。

【００４７】かかるアニオン性交換基としては、例えば
カルボキシル基、スルホ基、ホスホリル基、カルボキシ
メチル基、カルボキシエチル基、スルホエチル基、ホス
ホリルトリメチレン基等を挙げることができる。

【００４８】本発明の方法により得られる架橋多孔性イ
オン交換セルロース微粒子は、II型セルロース結晶相と
セルロース非晶相とを基本としてなるものであって、Ｘ
線回折法によって求めた結晶化度が好ましくは５〜５０
％、より好ましくは１０〜４５％、更に好ましくは２０
〜４０％である。

【００４９】また、排除限界分子量は、ポリエチレング
リコール換算値で、好ましくは４０００より大きく、よ
り好ましくは１万よりも大きく２０万よりも小さいもの
である。

【００５０】更に、下記式 Ｆ＝（Ｖ_E −Ｖ_D ）／Ｖ_D ここで、Ｖ_D は、ブルーデキストラン（分子量２００
万）の溶出容量（ml）であり、Ｖ_E は、エチレングリコ
ールの溶出容量（ml）である、で定義される分画指数Ｆ
が通常３以下であり、好ましくは少なくとも０．６、更
に好ましくは少なくとも１．０である。

【００５１】

【発明の効果】本発明の方法で得られる架橋多孔性イオ
ン交換セルロース微粒子は、耐圧性に優れたものであっ
て且つ塩溶液による収縮や膨潤が極めて小さいものであ
る。従って、このものをカラムに充填しイオン交換クロ
マトグラフィーとして使用した場合、良好なる分離性能
を示すと共に、耐久性能に優れ繰り返し使用した場合に
も再現性の良い分解性能が持続されるものである。

【００５２】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述する。な
お、その前に本明細書における種々の特性値の測定法を
記述する。

【００５３】〈粒径測定法〉試料を約０．１ｇ採取し、
純水２５ml中に投入して攪拌分散せしめ、光透過式粒度
分布測定器にて測定する。平均粒径は体積基準にて算出
した。

【００５４】〈孔径と孔容積の測定法〉マイクロメリテ
ィック社製水銀圧入式ポロシメーターポアサイザ９３１
０にて、孔径分布を測定した。常法により印加圧力と水
銀圧入量との関係を測定し、下記算式に基づいて、デー
タ処理を行った。

【００５５】Ｐ・Ｄ＝−４Ｋ・δ・ｃｏｓθ Ｖ＝（Ｑ／Ｈ）／Ｓ ここでＰ：印加圧力 Ｄ：圧力Ｐに於いて水銀が侵入し得た細孔の直径 δ：水銀の表面張力（４８４ｄｙｎｅｓ／ｃｍ） θ：水銀の試料に対する接触角（１３０度） Ｋ：セル定数（１０．７９） Ｖ：孔容積 Ｈ：水銀の密度（１３．５３８９ｇ／ｃｃ） Ｑ：水銀圧入量（ｃｃ） Ｓ：サンプル量（ｇ） なお、本測定用の供試料は下記臨界点乾燥法によって乾
燥した試料を用いた。

【００５６】（臨界点乾燥法）水で膨潤されたままのイ
オン交換セルロース微粒子の多孔性を正確に知るため
に、膨潤状態を保持して、セルロースの構造を下記手順
による臨界点乾燥法で固定した。

【００５７】１．脱水：イオン交換セルロース微粒子中
の水をエタノールに置換する。エタノール／水の比率を
５０／５０から徐々にエタノールリッチとし、最終的に
脱水エタノールによってエタノール濃度を１００％近く
まで置換した。 ２．溶媒交換：イオン交換セルロース微粒子中の、上記
エタノールを酢酸イソアミルに置換する。酢酸イソアミ
ル／エタノール比率５０／５０から徐々に酢酸イソアミ
ルの比率を増し、酢酸イソアミル濃度を１００％近くま
で置換した。 ３．乾燥：酢酸イソアミル中の脱水固定したセルロース
粒子を日立臨界点乾燥装置ＨＣＰ−２型により、炭酸ガ
ス臨界点乾燥した。

【００５８】〈分子量分画特性〉イオン交換セルロース
微粒子を各々１０ｍｍφ×１５ｃｍの樹脂カラムに水を
充填液として流速４．０ml／ｍｉｎで６０分間かけて充
填した。次いで各々の充填カラムを分離用カラムとし
て、下記分析条件により分子量既知の標準ポリエチレン
グリコールを用い、溶出時間と分子量との関係をブロッ
トし、曲線の折れ曲がり点のポリエチレングリコールの
分子量として、排除限界分子量を求めた。

【００５９】又、分画指数（Ｆ）は下記式より求める。 Ｆ＝（Ｖ_E −Ｖ_D ）／Ｖ_D ここで、 Ｖ_D ：ブルーデキストラン（分子量２００万）の溶出容
量（ml） Ｖ_E ：エチレングリコールの溶出容量（ml）

【００６０】分析条件 １．ポンプ Ｗａｔｅｒｓ社６０００Ａ型 ２．溶離液 純水 ３．流量 １．０ml／ｍｉｎ ４．温度 室温 ５．検出器 ＲＩ検出器

【００６１】〈結晶形及び結晶化度〉メタノールで置換
後風乾したイオン交換セルロース微粒子を用いてＸ線回
折測定を行なう。II型セルロースは回折角２θが２０°
付近と、２１．８°付近に二つのピークをもつことから
同定できる。結晶化度はＸ線回折パターンから次式で定
義される。

【００６２】 結晶化度（％）＝（ｃ−ａ）／Ｋ（ｃ−ｂ）×１００ 但し、Ｋ＝０．８９６（セルロースの非干渉性散乱補正
係数）ａ、ｂ、ｃは回折角２θ＝５°〜４５°の間に於
いて、回折曲線とベース直線で囲まれる面積であり、各
々、次の測定に対応する。 ａ；非晶性デンプン ｂ；空気散乱 ｃ；試料

【００６３】〈イオン交換容量の測定〉次の１、２に示
した手順で精製・乾燥したイオン交換セルロース微粒子
を精秤し、手順３．に従って、イオン交換容量を求め
た。

【００６４】１．洗浄精製 （１）陽イオン交換体の場合 陽イオン交換セルロース微粒子をガラスフィルターに採
り、湿潤セルロース微粒子容積の約２５倍量の純水を流
し込み水洗した。次に、０．５Ｎ ＮａＣｌ中に浸漬
し、吸引脱水した。この操作を２回くり返し、再び約２
５倍量の純水で洗浄した。最後に、０．５Ｎ ＨＣｌに
浸漬・吸引濾過した後、大量の純水で充分に水洗した。

【００６５】（２）陰イオン交換体の場合 陰イオン交換セルロース微粒子をガラスフィルターに採
り、湿潤セルロース微粒子容積の約２５倍量の純水を流
し込み水洗した。次に、０．５Ｎ ＮａＣｌ中に浸漬
し、吸引脱水した。この操作を２回くり返し、再び約２
５倍量の純水で洗浄した。最後に０．５Ｎ ＮａＯＨに
浸漬・吸引濾過した後、大量の純水で十分に水洗した。

【００６６】２．乾燥 水洗されたイオン交換セルロース微粒子を、吸引脱水し
た後、５０℃の通風乾燥機で衡量になるまで、乾燥し
た。

【００６７】３．イオン交換容量の測定 乾燥されたイオン交換セルロース微粒子約１ｇを精秤
し、陽イオン交換体の場合は０．１Ｎ ＮａＯＨで、陰
イオン交換体の場合は０．１Ｎ ＨＣｌで、自動滴定装
置にて滴定しセルロース微粒子１ｇ当たりのイオン交換
容量を計算し求めた。

【００６８】〈ＢＳＡ（牛血清アルブミン）吸着容量〉
イオン交換セルロース微粒子ゲル約１０mlを純水にて洗
浄した後、０．０５Ｍトリス−ＨＣｌバッファー（ｐＨ
８．３）３０mlで２回洗浄し、クロマト管で３mlを計り
取り、５０mlメスフラスコに入れ、続いてＢＳＡ濃度が
２０ｍｇ／mlの液２０mlを加え、更に上記トリス−ＨＣ
ｌバッファーで５０mlに定容した後、１０分間振りま
ぜ、イオン交換セルロース微粒子にＢＳＡを吸着させ
た。

【００６９】次に、上記振りまぜた液を濾紙で濾別し、
必要に応じ希釈したのち、濾液のＵＶ（２８０ｎｍ）吸
光度Ｅを測定した。イオン交換セルロース微粒子の溶質
体積を０．５mlと仮定し、下記計算式によってＢＳＡ吸
着容量Ａ₁ を求めた。

【００７０】 Ａ₁ （ｍｇ／ml）＝｛Ｗ−（Ｅ／Ｍ₁ ）×Ｖ×Ｎ｝／３ ここで、Ｗはフラスコに入れたＢＳＡの量で４００（ｍ
ｇ）、Ｖはフラスコ内の液体の容量で４９．５（ml）で
ある。また、Ｍ₁ はＢＳＡのＵＶ（２８０ｎｍ）におけ
る吸光係数、Ｅは濾液の吸光度、Ｎは希釈倍率である。

【００７１】〈塩収縮率〉内径１６ｍｍのカラム管にイ
オン交換セルロース微粒子を流量２ml／ｍｉｎの純水で
長さ約３０ｃｍ充填し、このときのゲルの充填長さＬ₁
を精確に測定した。次に、充填液を０．５Ｍ ＮａＣｌ
水溶液に交換し、カラム容積の３倍量を通液した後、ゲ
ルの充填長さＬ₂ を精確に測定した。

【００７２】Ｌ₁ ，Ｌ₂ より下記式によって塩溶液によ
る収縮率（塩収縮率）を求めた。 塩収縮率（％）＝（Ｌ₁ −Ｌ₂ ）／Ｌ₁ ×１００

【００７３】〈タンパク質の分離性能〉トリプシンイン
ヒビターとオボアルブミンとをカラムクロマトグラフィ
ーで分離して調べた。

【００７４】内径１．６ｃｍφ、長さ１５ｃｍのカラム
管にイオン交換セルロース微粒子を充填し、下記測定条
件で、いずれの濃度も２５ｍｇ／mlのトリプシンインヒ
ビターとオボアルブミンとを下記溶離液（Ａ）で溶解し
た溶液を１００μ l注入して分離した。

【００７５】測定条件 溶離液：（Ａ）０．０２Ｍ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌバッファ
（ｐＨ８．６） （Ｂ）０．０２Ｍ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌバッファ（ｐＨ
８．６）＋０．５Ｍ ＮａＣｌ （Ａ）→（Ｂ） ６０分グラジェント 流速 ：２．０ml／ｍｉｎ 検出器：ＵＶ（２８０ｎｍ）

【００７６】実施例１ 針葉樹からなるパルプ５００ｇを２０℃、１８重量％の
苛性ソーダ溶液２０ lに１時間浸漬し、２．８倍に圧搾
した。２５℃から５０℃まで昇温しながら１時間粉砕
し、老成し、次いでセルロースに対して３３重量％の二
硫化炭素（１６５ｇ）を添加して２５℃で１時間硫化し
セルロースザンテートとした。該ザンテートを苛性ソー
ダ水溶液で溶解して、ビスコースを得た。該ビスコース
はセルロース濃度９．３重量％、苛性ソーダ濃度５．９
重量％、粘度６，２００センチポイズであった。

【００７７】得られたビスコースにポリエチレングリコ
ール（分子量３０００）１ｋｇを加え溶解して、セルロ
ースザンテートとポリエチレングリコールのアルカリ性
高分子水溶液となした。

【００７８】上記調製したアルカリ性高分子水溶液６０
０ｇと、アニオン性水溶性高分子化合物としてポリアク
リル酸ソーダの水溶液（高分子濃度１２重量％、分子量
５万）５４００ｇと、分散剤として炭酸カルシウム６０
ｇとを反応槽に入れた。液温２０℃において、スターラ
ーにより回転数３０ｒｐｍで３０分間攪拌し、アルカリ
性高分子混合水溶液の液滴微粒子を生成せしめた後、引
き続き攪拌しながら、液温を２０℃から８０℃まで１２
０分間で昇温し、８０℃で３０分間維持してポリエチレ
ングリコールを含有する凝固ビスコース微粒子を成形し
た。

【００７９】次いで、上記凝固ビスコース微粒子をフィ
ルターにて母液から分離し、水洗した後、５重量％塩酸
にて中和してセルロース微粒子を再生し、更に水洗し
た。

【００８０】次に、生成した再生セルロース微粒子２１
０ｇをエピクロロヒドリンを２０重量％含有した５重量
％苛性ソーダ水溶液５ｋｇ中で５０℃、２４時間攪拌
し、架橋した。引き続き、得られた架橋セルロース微粒
子をガラスフィルターによって母液から分離した後、５
重量％塩酸で中和し、大過剰の水で洗浄した。

【００８１】このようにして得られた架橋セルロース微
粒子５０ｇと７重量％苛性ソーダ水溶液３００ｇとを１
lフラスコに投入し、攪拌しながら十分に膨潤させた
後、５０重量％塩酸２−クロロトリエチルアミン水溶液
を４００ｇ添加し、５０℃で１６時間反応しイオン交換
基を導入した。次いでこの粒子を２５Ｇ４型ガラスフィ
ルターによって母液から分離し、水洗した。

【００８２】このようにして得られた架橋多孔性イオン
交換セルロース微粒子の物性は表１に示す通りであっ
た。また、この架橋多孔性イオン交換セルロース微粒子
をカラム管に充填し、オボアルブミンとトリプシンイン
ヒビターとの分離を行った。結果は図１に示すクロマト
グラムの通りであった。

【００８３】実施例２ 実施例１と同様にしてアルカリ性高分子水溶液を準備し
た。このアルカリ性高分子水溶液１２００ｇと、ポリア
クリル酸ソーダの水溶液（高分子濃度１２重量％、分子
量５万）４８００ｇと、炭酸カルシウム１２０ｇとを反
応槽に入れた。液温２０℃において、スターラーにより
回転数４５ｒｐｍで３０分間攪拌し、アルカリ性高分子
混合水溶液の液滴微粒子を生成せしめた後、引き続き攪
拌しながら、液温を２０℃から８０℃まで１２０分間で
昇温し、８０℃で３０分間維持してポリエチレングリコ
ールを含有する凝固ビスコース微粒子を形成した。

【００８４】次いで、上記凝固ビスコース微粒子を実施
例１と同様にして分離し、中和再生し、水洗した。

【００８５】次に、生成した再生セルロース微粒子２１
０ｇをエピクロロヒドリンを１０重量％含有した５重量
％苛性ソーダ水溶液５ｋｇ中で５０℃、２４時間攪拌
し、架橋した。引き続き、得られた架橋セルロース微粒
子を実施例１と同様にして中和、水洗した後、イオン交
換基を導入した。

【００８６】このようにして得られた架橋多孔性イオン
交換セルロース微粒子の物性は表１に示す通りであっ
た。また、この架橋多孔性イオン交換セルロース微粒子
を内径１６ｍｍ，長さ１５ｃｍのカラム管に充填し、オ
ボアルブミンとトリプシンインヒビターとの分離を行っ
た。結果は図２に示すクロマトグラムの通りであった。

【００８７】比較例１ 実施例２において行ったエピクロロヒドリンによる架橋
時間を２４時間に代えて３時間とする以外は、実施例２
と同様にして架橋多孔性イオン交換セルロース微粒子を
得た。

【００８８】結果は、表１に示す通りであった。ＢＳＡ
を吸着するに充分なＤＥＡＥ基が導入され、Ｆ値も比較
的大きいものであったが、塩収縮率の極めて大きいもの
であった。

【００８９】

【表１】

【００９０】

【発明の効果】本発明の方法で得られたイオン交換セル
ロース微粒子は、例えば０．５Ｍ ＮａＣｌ水溶液中で
の収縮率が０．５％未満と塩溶液に対する寸法安定性に
優れている。このため本発明の方法で得られたものは、
イオン交換体として繰り返し使用しても、優れたイオン
交換能を長く持続し続けることができる。

【００９１】更に、本発明の方法で得られるイオン交換
セルロース微粒子は、耐薬品性、耐圧性も良好であっ
て、蛋白質等の高分子化合物を分離する液体クロマトグ
ラフィー用の充填剤として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られた架橋多孔性イオン交換セル
ロース微粒子を充填したカラムによる、トリプシンイン
ヒビターとオボアルブミンとの分離の様子を示したクロ
マトグラム。

【図２】実施例２で得られた架橋多孔性イオン交換セル
ロース微粒子を充填したカラムによる、トリプシンイン
ヒビターとオボアルブミンとの分離の様子を示したクロ
マトグラム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０８Ｌ 1:00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルロースザンテートと気孔形成剤とし
   ての水溶性高分子化合物とを含有する凝固ビスコース微
   粒子を形成し、これを水洗して気孔形成剤を除去した
   後、酸で中和してセルロース微粒子を再生し、次に架橋
   反応に付し、次いでイオン交換基を導入してイオン交換
   セルロース微粒子を製造する方法において、前記架橋反
   応をエピクロロヒドリンにより水酸化アルカリ存在下で
   １６時間以上行なうことを特徴とする架橋多孔性イオン
   交換セルロース微粒子の製造方法。