JP3142065B2 - Cellulose gel filtration filler - Google Patents

Cellulose gel filtration filler

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JP3142065B2
JP3142065B2 JP03055435A JP5543591A JP3142065B2 JP 3142065 B2 JP3142065 B2 JP 3142065B2 JP 03055435 A JP03055435 A JP 03055435A JP 5543591 A JP5543591 A JP 5543591A JP 3142065 B2 JP3142065 B2 JP 3142065B2
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cellulose
separation
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gel filtration
molecular weight
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正美 原
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、セルロース系ゲル濾過
充填剤に関する。更に詳しくは水溶性低分子物質混合物
の分離・分取用ゲル濾過充填剤で、分配係数が特定の分
子量範囲で急激に変化する特性を備えたセルロース系ゲ
ル濾過充填剤に関する。
The present invention relates to a cellulosic gel filtration filler. More specifically, the present invention relates to a gel filtration filler for separation and preparative separation of a water-soluble low-molecular substance mixture, which has a characteristic that a distribution coefficient changes rapidly in a specific molecular weight range.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Granules of cellulose or various derivatives thereof have recently been used as chromatography materials.

【0003】クロマトグラフィー用充填剤として用いら
れるセルロース担体は、粒度、担体内部のポアーサイズ
等がその分離目的に応じて設計されている。
[0003] The particle size, pore size inside the carrier and the like of the cellulose carrier used as a packing material for chromatography are designed according to the purpose of separation.

【0004】日本化学会誌1984年 No5、722〜
727頁にはセルロース有機酸エステルからの多孔性セ
ルロース球状粒子の製造とその粒子の性質に関する研究
報告がなされている。
The Chemical Society of Japan, 1984, No. 5, 722
On page 727, there is a report on the production of porous cellulose spherical particles from cellulose organic acid esters and on the properties of the particles.

【0005】また、特開昭57−38801号公報に
は、同様に、セルロース有機酸エステルからの多孔性セ
ルロース球状粒子の製造法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-38801 similarly discloses a method for producing porous cellulose spherical particles from a cellulose organic acid ester.

【0006】これらのクロマトグラフィー用セルロース
担体は、分子量の比較的大きい蛋白質の分離にその有用
性が示されている。
[0006] These cellulose supports for chromatography have been shown to be useful for the separation of proteins having a relatively large molecular weight.

【0007】しかしこれらの方法において製造される多
孔性セルロース粒子は、セルロース担体内部のポアーサ
イズが小さくなるとともに、そのポアー量も少なくな
り、分離精度が低下する問題点がある。
[0007] However, the porous cellulose particles produced by these methods have a problem that the pore size inside the cellulose carrier is reduced and the amount of the pores is reduced, thereby lowering the separation accuracy.

【0008】近年、水溶性低分子物質(分子量数千以
下)の混合物、例えばオリゴ糖の混合物、アミノ酸・ペ
チプドの混合物から特定の分子量範囲の製品を分離・分
取するために、イオン交換樹脂、ゲル濾過剤等が用いら
れているが、たとえば、オリゴ糖の3糖以上のような分
子量500〜1000の範囲にある物質では、ゲル濾過
によって分離性能よく分画することが困難とされてい
る。
In recent years, ion-exchange resins have been used to separate and fractionate products having a specific molecular weight range from a mixture of water-soluble low-molecular substances (molecular weight of several thousand or less), for example, a mixture of oligosaccharides and a mixture of amino acids and peptides. Gel filtration agents and the like are used. For example, it is difficult to fractionate a substance having a molecular weight of 500 to 1000, such as oligosaccharide trisaccharide or more, with good separation performance by gel filtration.

【0009】日本化学会誌1981年 No12、188
3〜1889頁にはセルロース球状ゲルの製造とそのゲ
ルクロマトグラフィーに対する性能に関する研究報告が
なされている。
The Chemical Society of Japan 1981 No 12, 188
On pages 3 to 1889, there are reports on the production of cellulose spherical gel and its performance on gel chromatography.

【0010】この報告では、セルロースへの橋かけ効果
について検討されており、球状セルロースをエピクロル
ヒドリンを用いて架橋反応せしめると、未架橋球状セル
ロースのポアーサイズよりも小さくならないことが事実
として報告されている。同報告には、この現象は架橋反
応によって水素結合が破壊され、かえってセルロースの
網目構造が大きくなり、ポアーサイズが増大するためで
あると考察されている。即ち、従来分子量数千以下のポ
アーサイズの小さいセルロース粒子は、架橋することに
よっても得られ難いと理解されていた。
In this report, the crosslinking effect on cellulose is examined. It is reported that the cross-linking reaction of spherical cellulose with epichlorohydrin does not reduce the pore size of uncrosslinked spherical cellulose. The report argues that this phenomenon is due to the fact that the hydrogen bond is broken by the crosslinking reaction, and instead the network structure of cellulose is enlarged and the pore size is increased. That is, it has been conventionally understood that cellulose particles having a small pore size having a molecular weight of several thousands or less are difficult to obtain even by crosslinking.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水溶
性低分子物質の混合物を高速分離するのに適したセルロ
ース系ゲル濾過充填剤を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cellulosic gel filtration filler suitable for high-speed separation of a mixture of water-soluble low-molecular substances.

【0012】本発明の他の目的は、特定の比較的低分子
量範囲で、分配係数が急激に変化する特性を備えた、高
速分取用のセルロース系ゲル濾過充填剤を提供すること
にある。
It is another object of the present invention to provide a cellulosic gel filtration filler for high-speed preparative separation, which has a characteristic that the distribution coefficient changes abruptly in a specific relatively low molecular weight range.

【0013】本発明のさらに他の目的および利点は、以
下の説明から明らかになろう。
[0013] Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、(a)II型セルロース結晶相
とセルロース非晶相から実質的になり、(b)セルロース
非晶相にはセルロース分子鎖間に架橋が存在し、(c)平
均粒子径が50μmよりも小さい球状粒子から実質的に
なり、(d)マルトヘキサオースの分配係数が0.25以下
であり、マルトースの分配係数とマルトヘキサオースの
分配係数の差が0.25以上であり、そしてマルトース
の分配係数とグルコースの分配係数の差が0.10以下
であり、そして(e)マルトトリオースとマルトテトラオ
ースとの分離度が0.40以上である、ことを特徴とす
るセルロース系ゲル濾過充填剤によって達成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are substantially achieved by (a) a type II cellulose crystalline phase and a cellulose amorphous phase, and (b) a cellulose amorphous phase. Has cross-links between the cellulose molecular chains, (c) is substantially composed of spherical particles having an average particle diameter of less than 50 μm, (d) the distribution coefficient of maltohexaose is 0.25 or less, maltose The difference between the partition coefficient of maltohexaose and that of maltohexaose is greater than or equal to 0.25, and the difference between the partition coefficient of maltose and that of glucose is less than or equal to 0.10, and (e) maltotriose and maltotetraose. And a cellulosic gel filtration filler characterized by having a degree of separation of 0.40 or more.

【0015】本発明のセルロース系ゲル濾過充填剤は、
第1にII型セルロース結晶相とセルロース非晶相とか
ら構成されている。それ故、天然セルロースすなわちI
型セルロースからなるセルロース微粒子とは完全に相違
する。
The cellulose-based gel filtration filler of the present invention comprises:
First, it is composed of a type II cellulose crystal phase and a cellulose amorphous phase. Therefore, natural cellulose or I
It is completely different from cellulose fine particles composed of type cellulose.

【0016】II型セルロースとI型セルロースとは周
知のとおり、X線回析により区別される。II型セルロ
ースのX線回析図には、I型セルロースに明瞭に存在す
る回析角(2θ)17°の回析ピークが実質的に存在し
ない。
As is well known, type II cellulose and type I cellulose are distinguished by X-ray diffraction. In the X-ray diffraction diagram of the type II cellulose, there is substantially no diffraction peak at a diffraction angle (2θ) of 17 ° clearly present in the type I cellulose.

【0017】前記II型セルロースは、セルロースを一
担セルロース誘導体に変換したのち、加水分解などによ
りセルロースを再生させたセルロースのことである。
The type II cellulose refers to cellulose obtained by converting cellulose into a single cellulose derivative and then regenerating the cellulose by hydrolysis or the like.

【0018】第2にセルロース非晶相にはセルロース分
子鎖間に架橋が存在する。II型セルロースの(10
1)面及び(002)面に由来するX線回析角(2θ)
20°付近の回析ピークが明瞭に存在するという特徴が
ある。
Second, in the amorphous phase of cellulose, crosslinks exist between cellulose molecular chains. Type II cellulose (10
X-ray diffraction angles (2θ) derived from 1) plane and (002) plane
It is characterized in that a diffraction peak around 20 ° is clearly present.

【0019】又セルロース非晶相に存在するセルロース
分子間の架橋は、セルロース分子の水酸基同志を架橋剤
分子を介して橋かけする。
The crosslinking between the cellulose molecules present in the amorphous phase of the cellulose bridges the hydroxyl groups of the cellulose molecules via the crosslinking agent molecules.

【0020】架橋度は、例えばエピクロルヒドリンを架
橋剤として使用した場合、KBr錠剤法による赤外線吸
収スペクトルにおいてアルキレンのCH伸縮振動に帰属
する吸収ピークの吸光度によって特定することができ
る。本発明のセルロース系ゲル濾過充填剤は0.065
〜0.156mg-1.cm-2の吸光度を有することが好まし
く、0.094〜0.140mg-1.cm-2の吸光度を有して
いることがより好ましい。
For example, when epichlorohydrin is used as a cross-linking agent, the degree of cross-linking can be specified by the absorbance of an absorption peak attributed to CH stretching vibration of alkylene in an infrared absorption spectrum by a KBr tablet method. The cellulosic gel filtration filler of the present invention is 0.065.
Preferably has an absorbance of ~0.156mg -1 .cm -2, and more preferably has an absorbance of 0.094~0.140mg -1 .cm -2.

【0021】第3に、平均粒子径が50μmよりも小さ
い球状粒子から実質的になる。平均粒子径が50μm以
上になると分離ピークがブロードとなり、目的とする物
質間の分離度が小さくなる。分離度を大きくするために
カラム長を長くする必要が生じ、そのため分離時間が長
くなり好ましくない。又平均粒子径が50μm以下にな
るとカラムに溶離液を通じた時の圧力が高くなり、高流
量で分離することができなくなり好ましくない。
Third, the particles substantially consist of spherical particles having an average particle diameter of less than 50 μm. When the average particle diameter is 50 μm or more, the separation peak becomes broad, and the degree of separation between the target substances decreases. In order to increase the degree of separation, it is necessary to increase the length of the column, which undesirably increases the separation time. On the other hand, when the average particle size is 50 μm or less, the pressure when the eluent is passed through the column increases, and it is not preferable because separation cannot be performed at a high flow rate.

【0022】分離度を大きくするためには、平均粒子径
が小さいことが好ましいが、加えて粒度分布が大きいと
前述の如くカラム圧が上昇、又分離度も低下するなど問
題が多く、平均粒子径±20%の粒径範囲内に全粒子数
の90%が存在する粒径分布を有するものが特に好まし
く使用される。
In order to increase the degree of separation, it is preferable that the average particle size is small. In addition, if the particle size distribution is large, there are many problems such as an increase in column pressure and a decrease in degree of separation as described above. Those having a particle size distribution in which 90% of the total number of particles are present within a particle size range of ± 20% are particularly preferably used.

【0023】第4に、水溶性高分子物質混合物を分離す
る場合、特定の分子量範囲で、分配係数が急激に変化す
るという特徴を有している。たとえばマルトオリゴ糖の
混合物を各々のピークに分離した場合、以下の特徴を有
している。即ち、マルトヘキサオースの分配係数が0.
25以下であり、マルトースの分配係数とマルトヘキオ
ースの分配係数の差が0.25以上であり、そしてマル
トースの分配係数とグルコースの分配係数の差が0.1
0以下であり、さらにマルトトリオースとマルトテトラ
オースとの分離度が0.40以上である特徴を有してい
る。
Fourth, when a water-soluble polymer mixture is separated, it is characterized in that the distribution coefficient changes abruptly in a specific molecular weight range. For example, when a mixture of maltooligosaccharides is separated into each peak, it has the following characteristics. That is, the distribution coefficient of maltohexaose is 0.1.
25 or less, the difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of maltohexose is 0.25 or more, and the difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of glucose is 0.1.
0 or less, and the degree of separation between maltotriose and maltotetraose is 0.40 or more.

【0024】マルトヘキサオースの分配係数が0.25
を越えると、比較的分子量の高い物質(数千以上)が排
除され難くなるため、たとえば、分子量が数百から数万
に至る広い範囲の混合物から、特定の分子量である数百
〜数千の物質を分離しようとする場合、必要なゲルベッ
ド層が長くなりすぎるため望ましくない。換言すれば分
取カラムとして適用する時、カラム長が大きくなるこ
と、また繰り返し分取を行なう場合、1サイクル当りの
時間が長くなり、単位時間当りの分取量が低下すること
等の不都合があり好ましくない。
The distribution coefficient of maltohexaose is 0.25
When the molecular weight is higher, it is difficult to exclude relatively high molecular weight substances (thousands or more). For example, from a mixture having a wide molecular weight range of several hundreds to tens of thousands, a specific molecular weight of several hundred to several thousand When trying to separate substances, the required gel bed layer becomes too long, which is undesirable. In other words, when applied as a preparative column, there are disadvantages such as an increase in the column length, and when performing repetitive preparative separation, the time per cycle becomes longer and the amount of preparative per unit time decreases. There is not preferred.

【0025】またマルトースの分配係数とマルトヘキサ
オースの分配係数の差が0.25未満になると、特定の
分子量範囲である数百〜数千の物質の分離ピーク間の距
離が狭くなり、分離が悪くなるため好ましくない。
When the difference between the distribution coefficient of maltose and the distribution coefficient of maltohexaose is less than 0.25, the distance between the separation peaks of hundreds to thousands of substances having a specific molecular weight range becomes narrow, and the separation becomes difficult. It is not preferable because it becomes worse.

【0026】さらにマルトースの分配係数とグルコース
の分配係数の差が0.10を越えると、特定の分子量範
囲である数百〜数千以外の低分子量域での必要なゲルベ
ット層が長くなるため、これもカラム長が大きくなり、
繰り返し分取を行なう場合、1サイクル当りの時間が長
くなり、単位時間当りの分取量が低下すること等で好ま
しくない。
Further, if the difference between the distribution coefficient of maltose and the distribution coefficient of glucose exceeds 0.10, the required gel bed layer in the low molecular weight region other than the specific molecular weight range of several hundred to several thousand becomes long, This also increases the column length,
When repetitive fractionation is performed, it is not preferable because the time per cycle becomes long and the fractionated quantity per unit time decreases.

【0027】本発明のセルロース系ゲル濾過充填剤は例
えば以下の如き製造法により製造することができる。そ
の製造法について説明する。
The cellulose-based gel filtration filler of the present invention can be produced, for example, by the following production method. The manufacturing method will be described.

【0028】本発明のセルロース系ゲル濾過充填剤は、
ポリエチレングリコールによる排除限界分子量が約1,
000〜約10,000の範囲にある微小非架橋セルロ
ース粒子を塩基性化合物を含む水性媒体中で膨潤処理
し、水洗、乾燥せしめ、次いで親水性非プロトン性有機
溶媒中で塩基性化合物の存在下、架橋反応せしめること
によって得られる。
The cellulose-based gel filtration filler of the present invention comprises:
The exclusion limit molecular weight of polyethylene glycol is about 1,
The fine non-crosslinked cellulose particles in the range of 000 to about 10,000 are swelled in an aqueous medium containing a basic compound, washed with water, dried, and then in a hydrophilic aprotic organic solvent in the presence of the basic compound. , By a cross-linking reaction.

【0029】前記排除限界分子量が約1,000〜約1
0,000の範囲にある微小非架橋セルロース粒子とし
ては、たとえば特願平2ー047149号明細書に記載
された製造法によって得られるものが使用できる。
The exclusion limit molecular weight is about 1,000 to about 1
As the fine non-crosslinked cellulose particles in the range of 000, those obtained by the production method described in Japanese Patent Application No. 2-47149 can be used, for example.

【0030】上記方法によれば、(1)ビスコースと水
溶性のアニオン性高分子化合物とを、水酸化カルシウム
の存在下に混合してビスコースの微粒子分散液を生成せ
しめ、(2)(i)上記分散液を加熱するかあるいは上
記分散液を凝固液と混合することによって該分散液中の
ビスコースを凝固させ次いで酸で中和してセルロースの
微粒子を生成させるかあるいは(ii)上記分散液を酸で
凝固および中和してセルロースの微粒子を生成し、次い
で(3)該セルロースの微粒子を母液から分離し、そし
て必要により脱硫、酸洗い、水洗あるいは乾燥して鋭利
な粒径分布を有する非架橋セルロース粒子を得ることが
できる。
According to the above method, (1) viscose and a water-soluble anionic polymer compound are mixed in the presence of calcium hydroxide to form a viscose fine particle dispersion, and (2) ( i) heating the dispersion or mixing the dispersion with a coagulation liquid to coagulate the viscose in the dispersion and then neutralizing with an acid to produce cellulose fine particles; or (ii) The dispersion is coagulated and neutralized with an acid to form cellulose fine particles, and then (3) the cellulose fine particles are separated from the mother liquor and, if necessary, desulfurized, pickled, washed or dried to obtain a sharp particle size distribution. Can be obtained.

【0031】このような微小非架橋セルロース粒子は、
例えば苛性ソーダ水溶液の如き塩基性化合物を含む水性
媒体中での膨潤処理に付される。この膨潤処理によっ
て、非架橋セルロース粒子の内部に粒子形成時に発生し
た歪みを除去することができ、次いで行われる架橋反応
を円滑に且つ制御容易とすることが可能となる。上記の
とおり、従来、このような微小非架橋セルロース粒子
は、架橋によって排除限界分子量として表わされるとこ
ろのポアーサイズが小さくならず、かえって網目構造が
大きくなるとされていた。
Such fine non-crosslinked cellulose particles are
For example, it is subjected to a swelling treatment in an aqueous medium containing a basic compound such as an aqueous solution of caustic soda. By this swelling treatment, the strain generated during particle formation inside the non-crosslinked cellulose particles can be removed, and the subsequent crosslinking reaction can be smoothly and easily controlled. As described above, it has heretofore been considered that such fine non-crosslinked cellulose particles do not reduce the pore size expressed as the exclusion limit molecular weight by crosslinking, but rather increase the network structure.

【0032】上記の如く、架橋反応を実施する前に、膨
潤処理を実施して架橋反応時のセルロース粒子の膨潤性
を調節することによって、セルロース粒子の網目構造を
大きくすることを防止できることを、本発明の一部の発
明者において明らかにした。
As described above, it is possible to prevent the network structure of the cellulose particles from being enlarged by performing the swelling treatment before the crosslinking reaction to adjust the swellability of the cellulose particles during the crosslinking reaction. Some inventors of the present invention have clarified this.

【0033】また、次いで実施される架橋反応は、親水
性非プロトン性有機溶媒例えばジメチルスルホキシド、
ジメチルホルムアミド中、塩基性化合物例えば苛性ソー
ダ、苛性カリの存在下に、架橋剤例えばエピクロルヒド
リンを、膨潤処理された非架橋セルロース粒子に反応せ
しめることにより行われる。
The crosslinking reaction to be carried out next is carried out by a hydrophilic aprotic organic solvent such as dimethyl sulfoxide,
The reaction is carried out by reacting a cross-linking agent such as epichlorohydrin with the swelled non-cross-linked cellulose particles in dimethylformamide in the presence of a basic compound such as caustic soda and caustic potash.

【0034】このようにして得られた本発明のセルロー
ス系ゲル濾過材は、上記のとおり、平均粒子径が小さく
且つ排除限界分子量も小さく、分配係数が特定の分子量
数百〜数千の範囲で、急激に変化する(即ち分配係数の
差が大きい)ため、オリゴ糖等の水溶性低分子物質の混
合物の高速分離・分取用として良好な性能を示すことに
なる。
As described above, the thus obtained cellulose gel filtration material of the present invention has a small average particle size, a small exclusion limit molecular weight, and a distribution coefficient in a range of several hundreds to several thousands of specific molecular weights. Because of the rapid change (that is, the difference in distribution coefficient is large), it shows good performance for high-speed separation and fractionation of a mixture of water-soluble low-molecular substances such as oligosaccharides.

【0035】[0035]

【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。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. Prior to that, methods for measuring various characteristic values in this specification will be described.

【0036】粒子径測定法 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
均粒子径は体積基準にて算出した。
Particle Size Measurement Method About 0.1 g of a sample is taken, put into 25 ml of pure water, dispersed by stirring, and measured with a light transmission type particle size distribution analyzer. The average particle diameter was calculated on a volume basis.

【0037】CH伸縮吸収帯の吸光度 微小セルロース粒子1〜3mgを精秤し、赤外線吸収スペ
クトル測定用臭化カリウム粉末(KBrと略)約200
mgを精秤し、両者をめのう乳鉢中でよく混練粉砕する。
次いでこのセルロース粒子と混練粉砕したKBr粉末を
かき集め、錠剤成型機にて、赤外線吸収スペクトル測定
用のKBr錠剤とし、透過法赤外吸収スペクトルを測定
する。得られた赤外スペクトルに於いて2800〜30
00cm-1にピークを持つCH伸縮吸収帯の吸光度を求
め、セルロース1mg当りの吸光度に換算する。
Absorbance of CH stretching absorption band: 1 to 3 mg of fine cellulose particles were precisely weighed, and potassium bromide powder (abbreviated as KBr) for infrared absorption spectrum measurement was about 200 μm.
mg is precisely weighed, and both are well kneaded and ground in an agate mortar.
Next, the KBr powder kneaded and kneaded with the cellulose particles is scraped and collected, and a KBr tablet for measuring an infrared absorption spectrum is measured by a tableting machine, and a transmission infrared absorption spectrum is measured. In the obtained infrared spectrum, 2800-30
The absorbance of the CH stretching absorption band having a peak at 00 cm -1 is determined and converted to the absorbance per 1 mg of cellulose.

【0038】即ち w ;微小セルロース粒子採取量(mg)、 M ;KBr粉末採取量(mg)、 m ;KBr錠剤重量(mg)、 A ;CH伸縮吸収帯の吸光度、 T(p);CH伸縮吸収帯ピークトップに於ける透過率
(%)、 T(b);CH伸縮吸収帯ピーク波数に於けるベースラ
インの透過率(%)。但しベースラインは2000〜4
000cm-1の範囲に於いてOH伸縮吸収帯とCH伸縮吸
収帯の両方のピークすそ野を接点ですくい取るように引
く。 Ao ;微小セルロース粒子1mg当りのCH伸縮吸収
帯の吸光度、 とするとき、
That is, w: collection amount of microcellulose particles (mg), M: collection amount of KBr powder (mg), m: weight of KBr tablet (mg), A: absorbance of CH stretching absorption band, T (p): CH stretching Transmittance (%) at the absorption band peak top, T (b); Baseline transmittance (%) at the CH stretching absorption band peak wavenumber. However, the baseline is 2000-4
In the range of 000 cm −1 , the peaks of both the OH stretching absorption band and the CH stretching absorption band are scooped at the contact point. Ao: Absorbance of CH stretching absorption band per 1 mg of fine cellulose particles,

【0039】[0039]

【式1】 で表わされる。(Equation 1) Is represented by

【0040】分配係数 16mmφ×35cmのジャケット付樹脂カラムに、水を充
填液として流速3ml/minで60分間かけて、ゲルを充
填する。カラム内温度を60℃に維持し、カラムが安定
した後、分子量が既知のマルトオリゴ糖を用いて各々の
溶出容量を求め、下記式で定義される分配係数Knを算
出した。
A gel is packed into a resin column with a distribution coefficient of 16 mmφ × 35 cm at a flow rate of 3 ml / min for 60 minutes using water as a filling liquid. After the temperature in the column was maintained at 60 ° C. and the column was stabilized, each elution volume was determined using a maltooligosaccharide having a known molecular weight, and a partition coefficient Kn defined by the following equation was calculated.

【0041】[0041]

【式2】 (Equation 2)

【0042】Vn:マルトオリゴ糖の溶出容量(ml)、 Vo:ブルーデキストラン(分子量200万)の溶出容
量(ml)、 Vt:カラム内容量(ml)。
Vn: elution volume (ml) of maltooligosaccharide, Vo: elution volume (ml) of blue dextran (molecular weight 2,000,000), Vt: column internal volume (ml).

【0043】分析条件は次の通りである。The analysis conditions are as follows.

【0044】 1 サンプルサイズ 100mg/ml、 2μ
l、 2 溶離液 純水、 3 温度 60℃、 4 流量 0.5 ml/min、 5 検出器 RI検出器、 6 ポンプ (株)島津製作所製LC
−6A型。
1 Sample size 100 mg / ml, 2 μ
1, 2 eluent pure water, 3 temperature 60 ° C, 4 flow rate 0.5 ml / min, 5 detector RI detector, 6 pump LC manufactured by Shimadzu Corporation
-6A type.

【0045】分離度 前記分配係数を求めた方法と同一条件でマルトトリオー
スとマルトテトラオースの分離度Rを下記式より算出し
た。
Degree of Separation The degree of separation R between maltotriose and maltotetraose was calculated from the following equation under the same conditions as in the method for determining the distribution coefficient.

【0046】[0046]

【式3】 (Equation 3)

【0047】V3、V4は試料注入時からピークの最大値
を得るまでの溶出容量を表わす。 V3:マルトトリオースの溶出容量(ml)、 V4:マルトテトラオースの溶出容量(ml)、 又 W3、W4はピークのベースライン上での幅を示す、 W3:マルトトリオース ピーク幅の溶出容量(ml)、 W4:マルトテトラオース ピーク幅の溶出容量(m
l)。
V 3 and V 4 represent the elution volumes from the time of sample injection until the maximum value of the peak is obtained. V 3 : elution volume of maltotriose (ml), V 4 : elution volume of maltotetraose (ml), and W 3 and W 4 indicate the widths of the peaks on the baseline. W 3 : maltotriose Elution volume of peak width (ml), W 4 : maltotetraose Elution volume of peak width (m
l).

【0048】実施例1 (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20l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35重量
%の二硫化炭素(175g)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6200センチポイズであった。
Embodiment 1 (1). 500 g of softwood pulp at 20 ° C, 18
Immersed in 20 liters of a ca.
Squeezed twice. The mixture was pulverized for 1 hour while raising the temperature from 25 ° C. to 50 ° C., aged, and then added with 35% by weight of carbon disulfide (175 g) based on cellulose, and sulfurized at 25 ° C. for 1 hour to obtain cellulose xanthate. . The xanthate was dissolved in an aqueous solution of caustic soda to obtain viscose. The viscose had a cellulose concentration of 9.3% by weight, a caustic soda concentration of 5.9% by weight, and a viscosity of 6,200 centipoise.

【0049】(2).5lのポリ容器に10.8%のポ
リアクリル酸ソーダ水溶液(分子量10万)3200
g、炭酸カルシウム130gおよび水酸化カルシウム40
gを入れてホモミキサーで攪拌した。分散後、液温25
℃のもとで、上記ビスコース液800gを入れ、ラボス
ターラーにて500rpmの攪拌を10分間行った。ビス
コースの微粒子を生成せしめた後、引き続き攪拌しなが
ら液温を25℃から75℃まで25分間で昇温し、75
℃で15分間維持してビスコース微粒子を凝固せしめ
た。凝固ビスコース粒子をG4型ガラスフィルターによ
って母液から分離した後、5重量%塩酸で中和しセルロ
ース粒子として、大過剰の水で洗浄した後105℃の通
風乾燥機にて5時間乾燥した。得られたセルロース粒子
は、ポリエチレングリコールによる排除限界分子量が6
000であった。
(2). 10.8% aqueous solution of sodium polyacrylate (molecular weight 100,000) 3200 in a 5 liter plastic container
g, calcium carbonate 130 g and calcium hydroxide 40
g and stirred with a homomixer. After dispersion, liquid temperature 25
At 800C, 800 g of the above viscose liquid was added, and the mixture was stirred at 500 rpm for 10 minutes with a lab stirrer. After generating the viscose fine particles, the liquid temperature was raised from 25 ° C. to 75 ° C. in 25 minutes while continuously stirring,
The viscose fine particles were solidified by maintaining at 15 ° C. for 15 minutes. The coagulated viscose particles were separated from the mother liquor by a G4 type glass filter, neutralized with 5% by weight hydrochloric acid to obtain cellulose particles, washed with a large excess of water, and dried with a ventilation dryer at 105 ° C. for 5 hours. The obtained cellulose particles have an exclusion limit molecular weight of 6 by polyethylene glycol.
000.

【0050】(3).次いで、該セルロース粒子200
gを20℃の10重量%の苛性ソーダ水溶液中で膨潤し
た後、ガラスフィルターによって母液から分離した後、
水洗乾燥せしめた。
(3). Next, the cellulose particles 200
g was swelled in a 10% by weight aqueous solution of caustic soda at 20 ° C. and then separated from the mother liquor by a glass filter.
Washed and dried.

【0051】(4).次いで、該セルロース粒子100
g、ジメチルスルホキシド1000gおよびエピクロルヒ
ドリン200gを2lのフラスコに入れ、攪拌下で十分
にセルロース粒子を膨潤させた後、苛性ソーダ15gを
溶解した苛性ソーダ水溶液315gを少量ずつ徐々に添
加した。苛性ソーダ水溶液の添加は、液温を20℃に調
節しながら1時間かけて実施した。
(4). Next, the cellulose particles 100
g, dimethyl sulfoxide 1000 g and epichlorohydrin 200 g were placed in a 2 liter flask, and the cellulose particles were sufficiently swollen under stirring. Then, 315 g of an aqueous solution of caustic soda in which 15 g of caustic soda was dissolved was gradually added. The addition of the aqueous sodium hydroxide solution was performed over 1 hour while adjusting the liquid temperature to 20 ° C.

【0052】ついで液温を1時間で50℃まで昇温し以
後50℃に調節しながら架橋反応を完結させた。生成し
た微小架橋セルロース粒子は、ガラスフィルターによつ
て、母液から分離し、次いで1重量%の塩酸で中和し、
大過剰の水で洗浄した。
Next, the liquid temperature was raised to 50 ° C. in one hour, and thereafter the crosslinking reaction was completed while adjusting the temperature to 50 ° C. The resulting finely crosslinked cellulose particles are separated from the mother liquor by a glass filter and then neutralized with 1% by weight of hydrochloric acid,
Washed with a large excess of water.

【0053】得られた架橋セルロース粒子は平均粒子径
30μm、KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルに
おいてアルキレンのCH伸縮振動に帰属する吸収ピーク
の吸光度は0.009mg-1.cm-2であった。
The obtained crosslinked cellulose particles had an average particle size of 30 μm, and the absorbance of the absorption peak attributable to the CH stretching vibration of alkylene in the infrared absorption spectrum obtained by the KBr tablet method was 0.009 mg −1 .cm −2 .

【0054】この架橋セルロース粒子を内径16mm、長
さ35cmのカラムに充填し、マルトオリゴ糖を分離し
た。
The crosslinked cellulose particles were packed in a column having an inner diameter of 16 mm and a length of 35 cm to separate maltooligosaccharides.

【0055】マルトオリゴ糖の分配係数、分配係数の差
及びマルトトリオースとマルトテトラオースの分離度を
表1に示した。
Table 1 shows the distribution coefficient of maltooligosaccharides, the difference between the distribution coefficients, and the degree of separation between maltotriose and maltotetraose.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】前記架橋セルロース粒子を内径22mm、長
さ60cmのカラムに充填し、室温下、純水溶離液0.5m
l/minの条件でラミナリオリゴ糖混合物を分離した結
果、ラミナリトリオースとラミナリペンタオースは完全
に2つのピークに分離できた。
The above-mentioned crosslinked cellulose particles were packed in a column having an inner diameter of 22 mm and a length of 60 cm.
As a result of separating the laminarioligosaccharide mixture under the l / min condition, laminaritriose and laminaripentaose could be completely separated into two peaks.

【0058】実施例2 実施例1で平均粒子径17μmに変更した以外は同条件
で架橋セルロース粒子を得た。
Example 2 Crosslinked cellulose particles were obtained under the same conditions as in Example 1 except that the average particle diameter was changed to 17 μm.

【0059】この架橋セルロース粒子のマルトオリゴ糖
の分配係数、分配係数の差及びマルトトリオースとマル
トテトラオースの分離度を表2に示した。
Table 2 shows the distribution coefficient of maltooligosaccharides in the crosslinked cellulose particles, the difference in distribution coefficient, and the degree of separation between maltotriose and maltotetraose.

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】前記架橋セルロース粒子を内径22mm、長
さ60cmのカラムに充填し、室温下、純水溶離液0.3m
l/minの条件でデキストラン加水分解物を分離した結
果、分子量1000以下のオリゴ糖成分の分離は良好で
あった。
The above-mentioned crosslinked cellulose particles were packed in a column having an inner diameter of 22 mm and a length of 60 cm.
As a result of separating the dextran hydrolyzate under the condition of 1 / min, the separation of the oligosaccharide component having a molecular weight of 1,000 or less was good.

【0062】比較例1 実施例1において、工程(3)の苛性ソーダ水溶液中で
の膨潤処理を付さないで、工程(4)の架橋処理を行な
って得られた平均粒子径32μmの架橋セルロース粒子
の特性を表3に示した。
Comparative Example 1 In Example 1, crosslinked cellulose particles having an average particle diameter of 32 μm obtained by performing the crosslinking treatment in the step (4) without performing the swelling treatment in the aqueous sodium hydroxide solution in the step (3) Are shown in Table 3.

【0063】[0063]

【表3】 [Table 3]

【0064】実施例1と同様、内径22mm、長さ60cm
のカラムにてラミナリオリゴ糖混合物を分離した結果、
各成分のピーク巾がブロードとなり、良好な分離ができ
なかった。
As in Example 1, the inner diameter was 22 mm and the length was 60 cm.
As a result of separating the laminari-oligosaccharide mixture on the column,
The peak width of each component became broad, and good separation was not possible.

【0065】比較例2 実施例1で平均粒子径120μmに変更した以外、同条
件にて、架橋セルロース粒子を得た。
Comparative Example 2 Crosslinked cellulose particles were obtained under the same conditions except that the average particle diameter was changed to 120 μm in Example 1.

【0066】この架橋セルロース粒子のマルトオリゴ糖
の分配特性を表4に示した。
The distribution characteristics of maltooligosaccharides of the crosslinked cellulose particles are shown in Table 4.

【0067】[0067]

【表4】 [Table 4]

【0068】実施例1と同様、内径22mm、長さ60cm
のカラムにてラミナリオリゴ糖混合物を分離した結果、
各成分のピーク巾がブロードとなり、良好な分離ができ
なかった。
As in Example 1, the inner diameter was 22 mm and the length was 60 cm.
As a result of separating the laminari-oligosaccharide mixture on the column,
The peak width of each component became broad, and good separation was not possible.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明のセルロース系ゲル濾過剤は、分
配係数が特定の分子量範囲で急激に変化するため、特に
分子量が数千以下の水溶性物質であるオリゴ糖をゲル濾
過法で分離・分取する用途に用いた場合、高性能の分離
を達成する。また本発明のゲル濾過剤は安全性および化
学的安定性に優れているため、食品、医薬品分野での分
取用分離材として広範囲に使用することができる。
EFFECT OF THE INVENTION Since the partition coefficient of the cellulose gel filtration agent of the present invention rapidly changes in a specific molecular weight range, oligosaccharides, which are water-soluble substances having a molecular weight of several thousand or less, are separated by gel filtration. When used for preparative applications, high performance separations are achieved. Further, the gel filtration agent of the present invention is excellent in safety and chemical stability, so that it can be widely used as a separating material for preparative separation in the food and pharmaceutical fields.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (a)II型セルロース結晶相とセルロー
ス非晶相から実質的になり、(b)セルロース非晶相には
セルロース分子鎖間に架橋が存在し、(c)平均粒子径が
50μmよりも小さい球状粒子から実質的になり、(d)
マルトヘキサオースの分配係数が0.25以下であり、
マルトースの分配係数とマルトヘキサオースの分配係数
の差が0.25以上であり、そしてマルトースの分配係
数とグルコースの分配係数の差が0.10以下であり、
そして(e)マルトトリオースとマルトテトラオースとの
分離度が0.40以上である、ことを特徴とするセルロ
ース系ゲル濾過充填剤。
Claims: 1. An amorphous cellulose phase comprising (a) a type II cellulose crystalline phase and a cellulose amorphous phase, (b) a cellulose amorphous phase having crosslinks between cellulose molecular chains, and (c) an average particle diameter of Substantially consisting of spherical particles smaller than 50 μm, (d)
The distribution coefficient of maltohexaose is 0.25 or less,
The difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of maltohexaose is 0.25 or more, and the difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of glucose is 0.10 or less;
(E) A cellulose gel filtration filler characterized in that the degree of separation between maltotriose and maltotetraose is 0.40 or more.
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