JP4623731B2 - ゲル粒子 - Google Patents
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Description
(1)低メトキシペクチン又はアルギン酸ナトリウムと多価金属からなるゲル粒子であって、多価金属の含有量が粒子乾燥重量中の2%以上であるゲル粒子。
(2)多価金属が重金属である上記(1)に記載のゲル粒子。
(3)多価金属がアルミニウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、カドミウム、インジウム、スズ、バリウム、ハフニウム、鉛、ビスマス、ランタニドから選ばれた1つあるいは2つ以上のものである上記(1)に記載のゲル粒子。
(4)アスペクト比が1.7以下である上記(1)から(3)のいずれかに記載のゲル粒子。
(5)低メトキシ化ペクチン又はアルギン酸ナトリウムと多価金属からなるゲル粒子であって、多価金属の含有量が粒子乾燥重量中の2%以上であるゲル粒子からなる生物関連物質分離材。
(6)アスペクト比が1.7以下である上記(5)に記載の生物関連物質分離材。
(7)固定化金属クロマトグラフィー用の分離材である上記(5)又は(6)に記載の生物関連物質分離材。
(8)1%以上の濃度の低メトキシ化ペクチン溶液又はアルギン酸ナトリウム溶液を0.005モル濃度以上の多価金属イオン溶液に接触させることからなるゲル粒子の製造方法。
本発明でいう低メトキシ化ペクチンとは、ペクチンの中でもエステル化度が50%以下のものを指す。
2つ以上の金属が含まれる場合とは、1つの粒子に複数の金属が含まれる場合と、1つの粒子に1つの金属が含まれ、複数の金属についてそのような粒子が混合されている場合の両方が含まれる。
本発明の金属は、水に溶ける形態のものであればいずれでもよく、各金属の硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、有機酸塩、フッ化物、ヨウ化物、臭化物、塩化物が用いられ、用途に応じて選択される。このうち、水への溶解性及び取り扱い性から塩化物が好ましく用いられる。
また、分離される対象となる生物関連物質には、糖類、アミノ酸、核酸、ペプチド、蛋白質といった物質だけでなく、細胞(ヒトや動物の細胞だけでなく、微生物細胞、すなわち細菌や真菌、酵母も含む。そして、生細胞だけでなく死細胞も含む)やウイルス(不活性化されたウイルスも含む)やそれらの断片などの生体由来の物質や成分を含むものとする。
所望のアスペクト比を得るためには、例えば、後述する製造方法においてペクチン溶液の濃度、金属イオンの濃度を調整することにより行う。
また、水不溶性の物質であっても均一に分散・懸濁するような物質であれば水に添加して水を含む溶媒として用いることができる。この例として、ゲルの機械的強度増強に貢献するコロイダルシリカなどのフィラーがあげられる。
以下に実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
1.ペクチン溶液の調製
低メトキシ化ペクチン(三晶社製、製品GENU pectin type LM-102AS-J、エステル化度約34%)を精製水に溶解し、4%水溶液とした。
以下の金属塩(全て和光純薬社製)をそれぞれ精製水に溶解し、各金属塩の0.2M水溶液を調製した。
<本実施例に用いた金属塩>
塩化カルシウム2水和物
塩化亜鉛
塩化銅2水和物
塩化ランタン7水和物
塩化セリウム7水和物
塩化コバルト6水和物
上記1.で調製した低メトキシ化ペクチン溶液5mlを18ゲージ鈍針(JMS社製)の付いた20mlディスポーザブルシリンジ(テルモ社製)に入れ、上記2.で調製した0.2M金属塩水溶液20mlの入った50mlビーカーに手で押すことで滴下した。
結果を表1に示す。
塩化カルシウム2水和物、塩化亜鉛、塩化ランタン7水和物、塩化セリウム7水和物:低メトキシ化ペクチン液滴が金属塩水溶液に接触後、瞬時に白色の球状ゲル粒子が生成した。
塩化銅2水和物:低メトキシ化ペクチン液滴が金属塩水溶液に接触後、瞬時に淡青色の球状ゲル粒子が生成した。
塩化コバルト6水和物:低メトキシ化ペクチン液滴が金属塩水溶液に接触後、瞬時に淡紫色の球状ゲル粒子が生成した。
生成したゲルの写真をデジタルカメラで撮像し、各10個のゲルの短径と長径を定規で測定し、アスペクト比を計算したところ、いずれも1.7以下であった。
1.ペクチン溶液の調製
表3に示すペクチン(いずれも三晶社製GENU pectin type。エステル化度は表3に示すとおり)を精製水に溶解し、1%及び10%水溶液とした(ただし、LM-22CG-Jは粘度が非常に高くなり、シリンジで押すことが困難だったため、5%とした)。
以下の金属塩(全て和光純薬社製)をそれぞれ精製水に溶解し、各金属塩の0.01及び0.1M水溶液を調製した。
<本実施例に用いた金属塩>
塩化インジウム4水和物
塩化セリウム7水和物
酢酸ルテチウム4水和物
上記1.で調製したペクチン溶液5mlを18ゲージ鈍針(JMS社製)の付いた20mlディスポーザブルシリンジ(テルモ社製)に入れ、上記2.で調製した0.01Mまたは0.1M金属塩水溶液20mlの入った50mlビーカーに手で押すことで滴下した。
結果を表4に示す。なお、アスペクト比は球状粒子とならなかったLM-22CG-J 1%と塩化インジウム4水和物及び塩化セリウム7水和物で生成したゲル以外はいずれも1.7以下であった。
1.ペクチン溶液の調製
低メトキシ化ペクチン(三晶社製、製品名GENU pectin type LM-105AS-J、エステル化度約40%)を精製水に溶解し、10%水溶液とした。
硫酸鉄第一鉄7水和物(和光純薬社製)の0.2M水溶液を調製し、約6時間放置した。すると調製直後は黄色がかった透明な溶液であったのが褐色の沈殿を生じていた(空気中の酸素により酸化され、酸化鉄の沈殿を生じたと考えている)。
これをよく振り、2等分した、沈殿が沈むまで待ち、一方はそのまま(A液とする)、もう一方は沈殿が舞い上がらないように、注意深くピペットで上清のみを採取した(B液とする)
上記1.で調製したペクチン溶液5mlを18ゲージ鈍針(JMS社製)の付いた20mlディスポーザブルシリンジ(テルモ社製)に入れ、上記2.で調製したA液、B液に滴下した。
いずれもアスペクト比が1.7以下の球状粒子が生成した。B液で調製した粒子よりもA液で調製した粒子の方がより濃い褐色であった。
1.アルギン酸ナトリウム溶液の調製
アルギン酸ナトリウム(キミカ社製、商品名I−1)を精製水に溶解し、1重量%溶液とした。
以下の金属塩(全て和光純薬社製)を精製水に溶解し、0.2M水溶液を調製した。
<本実施例に用いた金属塩>
塩化亜鉛
塩化銅2水和物
塩化ランタン7水和物
塩化セリウム7水和物
塩化コバルト6水和物
塩化マグネシウム6水和物
上記1.で調製したアルギン酸ナトリウム溶液5mlを18ゲージ鈍針(JMS社製)の付いた20mlディスポーザブルシリンジ(テルモ社製)に入れ、上記2.で調製した0.2M金属塩水溶液20mlの入った50mlビーカーに手で押すことで滴下した。
塩化亜鉛、塩化ランタン7水和物、塩化セリウム7水和物:アルギン酸ナトリウム液滴が金属塩水溶液に接触後、瞬時に白色の球状粒子が生成した。
塩化銅2水和物:アルギン酸ナトリウム液滴が金属塩水溶液に接触後、瞬時に淡青色の球状粒子が生成した。
塩化コバルト6水和物:アルギン酸ナトリウム液滴が金属塩水溶液に接触後、瞬時に淡紫色の球状粒子が生成した。
塩化マグネシウム6水和物:アルギン酸ナトリウム液滴が金属塩水溶液に接触しても変化を生じなかった。アルギン酸ナトリウム濃度を3%に、金属塩濃度を2Mに上げて行ったが、溶液の粘度が若干上昇したのみで、他の金属のような球状粒子の生成は無かった。
実施例1と同様に、生成したゲルの写真をデジタルカメラで撮像し、各10個のゲルの短径と長径を定規で測定し、アスペクト比を計算したところ、いずれも1.7以下であった。
1.細胞吸着材
実施例1で作成した銅ゲルを生理食塩水で洗浄し、細胞吸着材とした。
ラット内分泌細胞株RIN−5Fを生理食塩水に2×106個/ml濃度で浮遊させたものを細胞浮遊液とした。
1.の細胞吸着材10個を2.の細胞浮遊液1ml(すなわち、細胞の絶対数として2×106個)の入った浮遊細胞用ポリスチレン48穴プレート(Corning社製)に添加し、室温、大気中で15分間静置することで吸着させた。
細胞吸着材への細胞の吸着状態を光学顕微鏡にて観察した。写真を図1に示す。背景が細胞吸着材、小さい円が細胞である。細胞が細胞吸着材に多数吸着していることが観察される。
ラット膵内分泌細胞株RIN−5Fをそのまま(「生細胞」)、及びベクトンディキンソン社製細胞固定液(商品名Cellfix。1%パラホルムアルデヒドが主成分)を同社の取扱い説明書にしたがって固定したもの(「固定細胞」)を細胞試料とした。
和光純薬社製の金属標準液(濃度1000ppm)を用いた。原液の組成は表5のとおりである。
上記1.の細胞を生理食塩水に浮遊させた細胞浮遊液と上記2.の金属イオン含有液(0.01規定の水酸化ナトリウム水溶液にてpHを中性に調整してある)を用い、2mlの1ppm金属溶液中に細胞が2×106個存在するように調製し、37℃で1時間静置した後、0.22μmのフィルターで濾過し、「接触後溶液」とした。また、細胞非存在の生理食塩水で同様の操作を行い、「接触前溶液」とした。なお、金属イオンの吸着が無いと考えられるアクリル樹脂粒子(綜研化学社製、粒径10μm)を比較対照として置き、同様な操作を行った。
接触前溶液と接触後溶液の金属濃度をプラズマ発光分析にて定量し、100−(100×接触後濃度/接触前濃度)=吸着率 の式より吸着率を算定した。
各金属の吸着率の結果を表6に示す。銅、銀、ランタン、セリウム、ルテチウムの細胞への吸着率が極めて高いことが分かる。
1.細胞試料
実施例6で用いたラット膵内分泌細胞株RIN−5Fに加え、ラット膵外分泌細胞株AR42−Jを用いた。
和光純薬社製の金属標準液(濃度1000ppm)を用いた。原液の組成は表7のとおりである。
実施例6と同様の操作を行った。ただし、アクリル樹脂粒子は用いなかった。
実施例6と同様な操作を行ったが、選択性の指標として、内分泌細胞株の吸着率/外分泌細胞株の吸着率=選択率 の式より選択率を算定した。
各金属の選択率の結果を表8に示す。コバルト、亜鉛、鉄、インジウム、スズ、アルミニウム、チタンの選択率が極めて高いことが分かる。
Claims (3)
- 低メトキシ化ペクチン又はアルギン酸ナトリウムと多価金属からなるゲル粒子であって、多価金属の含有量が粒子乾燥重量中の2%以上であり、アスペクト比が1.7以下であるゲル粒子からなる固定化金属クロマトグラフィー用分離材。
- 多価金属がアルミニウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、 コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、カドミウム、インジウム、スズ、バリウム、ハフニウム、鉛、ビスマス、ランタニドから選ばれた1つあるいは2つ以上のものである請求項1に記載の分離材。
- 1%以上の濃度の低メトキシ化ペクチン溶液又はアルギン酸ナトリウム溶液を0.005モル濃度以上の多価金属イオン溶液に接触させることからなるアスペクト比が1.7以下であるゲル粒子からなる固定化金属クロマトグラフィー用分離材の製造方法。
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