JPH021102A - 磁性担体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は磁性担体およびその製造方法に関し、さらに詳
しくは磁性体を含有し、酵素等の生理活性物質等の固定
化担体として使用される磁性担体およびその製造方法に
関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］酵素
等の生理活性物質等の反応を利用する技術分野は近年急
速な発展を遂げてきた。それに伴い、生理活性物質等を
反応溶媒中から効率よく回収するために担体に固定化し
て使用し、反応終了後固定化された担体を反応溶媒中か
ら分離する方法が開発された。担体を分離する方法とし
ては、従来その簡便さからカラムあるいはろ過による分
離法が主に行なわれていたが、これらの分離法では圧力
損失が大きく、大規模な処理を行なう系に使用するのに
は不適であった。そこでより簡便な分離を可能とし、さ
らに反応溶媒中に担体を均一に分散させて反応効率を高
めること等も可能とする、工業的に有用な方法として、
担体を磁性担体として磁力により担体の動作の制御を行
なう方法が開発され、特開昭０１（９１０３号公報等に
供せられる磁性担体等が開示されている。同公報に記載
されている磁性担体は、純鉄、低炭素鋼、フェライト等
の超常磁性体粒子を含有しかつ空隙を有する重合体粒子
の表層に、磁性体を含まない重合体層を形成せしめた、
特定の比重を有するものであり、外部からの磁力によっ
て分散および捕集を行なうことができるものである。し
かし同公報に記載されている磁性担体の場合、大規模な
処理の際に要する磁力の低減に限度があり、かつ磁性体
を含有する重合体を製造する工程で比重を制御しなけれ
ばならない等、その製造方法が簡便といえるものではな
く、大量生産には不適なものであった。

従って、酵素等の生理活性物質等を利用した大規模な処
理を可能とするために、より一層弱い磁力にでも反応し
、かつ製造方法が簡便で大量生産に好適な磁性担体が希
求されている。

本発明は上記課題に鑑み、より一層弱い磁力に反応し、
かつ大量生産に好適な磁性担体およびその製造方法を提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は、アモルファス磁性体を磁性担体の
核とすることによって達成される。

すなわち本発明は、アモルファス磁性体を核とし、これ
に重合体層を形成せしめた磁性担体にある。

本発明に用いられるアモルファス磁性体としては、飽和
磁束密度が大きく、保持力が小さく、磁歪が小さい等、
磁性特性に優れたものであることが必要で、上記条件を
満たすような種々の組成のアモルファス磁性体が考えら
れ、特にＰｅ系アモルファスあるいはＣｏ系アモルファ
ス等が好ましい。

Ｐｃ系あるいはＣｏ系アモルファスの磁性特性は、飽和
磁束密度Ｂｓ　　（ＫＧ）　　：　５．５〜１８．０保
磁力Ｈｅ　　（Ｏｅ）　　　　　：　０．００３〜０．
０８残留磁束密度Ｂｒ　　（ＫＧ）　　：　２．８〜ｌ
［ｉ、０初透磁率μｉ　　Ｂ−０，００２Ｔ　：　２０
００〜１５０００００最大透磁率ｕＩＩａｘ　　　　：
　３００００〜１００００００磁　歪λ５Ｘ１０’　　
　　　：＜３５キユーり温度Ｔｃ　　（℃）　：２０５
〜４１５程度であり、本発明に供されるのに好適である
。

本発明において、アモルファス磁性体と重合体との接合
を良好にするために、磁性体表面のカップリング処理が
なされる。使用されるカップリング剤としては、シラン
カップリング剤、チタンカップリング剤等カップリング
剤として従来使用されているものが挙げられ、後述する
重合体の種類によってアモルファス磁性体との接合が良
好なものが適宜選択される。また、重合体とアモルファ
ス磁性体とのなじみが充分によい場合には必ずしもカッ
プリング処理がなされなくてもよい。

本発明において重合体層を形成せしめる重合体としては
、後述する酵素等の生理活性物質等を良好に担持てき、
なおかつ反応溶媒に侵されないがなじみがよく、生理活
性物質等の反応が良好に行なわれるものであることが必
要で、上記条件を満たすような種々の組成の重合体が考
えられ、担持される生理活性物質等および反応溶媒の種
類等により適宜選択される。例えば、酵素を担持し、水
中で反応を行なう場合にはブチラール樹脂、アクリル酸
モノマー　アルギン酸カルシウム等が挙げられ、特に水
中で５〜８％の水分を吸収して膨潤するので溶媒とのな
じみがよく、分子内水酸基があるので架橋結合が形成さ
れ、かつ磁性体とのなじみも良好なブチラール樹脂が望
ましい。

本発明の磁性担体に固定化される生理活性物質の種類に
は特に制限はなく、例えばアミラーゼ等の酵素、抗原、
抗体、インターフェロン等の免疫関連物質等が挙げられ
る。またさらに、生理活性物質以外のものに関しても同
様に、前述の重合体の選択および後述の担持方法等の選
択により、担持されることが可能である。

また、本発明の磁性担体の製造方法としては、アモルフ
ァス磁性体薄板あるいはモノフィラメントの表面に重合
体層を形成せしめた後、微細化することを特徴とするも
のである。

この製造方法においては、前述のアモルファス磁性体の
薄板あるいはモノフィラメントが使用される。薄板の厚
さ、幅あるいはモノフィラメントの径等は目的とする磁
性担体の大きさ等によって適宜選択され、特に制限はな
い。

上記アモルファス磁性体薄板あるいはモノフィラメント
は必要に応じて沈着法等により前述のカップリング剤に
よって予め表面処理された後、その表面に前記重合体層
を形成せしめる。かかる重合体層の形成方法は、目的と
する担体の大きさおよび用途、使用される重合体の種類
、重合体層の目的の厚さ等によって適宜選択される。重
合体層の厚さは、後述する微細化工程で不都合が生じな
い範囲であればよい。

本発明の製造方法においては、アモルファス磁性体薄板
あるいはモノフィラメントの表面に重合体層を形成せし
めた後、好適な大きさに微細化される。重合体層とアモ
ルファス磁性体が剥離しないように均質に微細化されな
ければならず、方法としては、アモルファス磁性体が薄
板の場合は極細テープ状にスリットした後切断して短冊
状とする方法（スリット　アンド　カット法）、あるい
はエンドレスに回転しているドラム状のオロシガネによ
って微細化する方法等が挙げられ、アモルファス磁性体
がモノフィラメントの場合はこれを切断して杭状とする
方法等が挙げられる。

また、本発明の製造方法において、前述の酵素等の生理
活性物質等はその固定化方法によって、例えば重合体層
の形成の際に包括される等して、適宜固定化される。

生理活性物質等を本発明の磁性担体に固定化させる方法
としては、生理活性物質等の固定化方法として既に知ら
れている技術が利用され、例えば吸着法、共有結合法、
イオン結合法、包括法、架橋法等が挙げられ、得られる
担体の用途、使用される重合体の種類等により適宜選択
される。

なお、本発明の製造方法においては、アモルファス磁性
体薄板あるいはモノフィラメントが使用されているが、
薄板あるいはモノフィラメントに限らず粉体等を使用し
ても微細化工程を省いてほぼ同様に磁性担体の製造が可
能である。むしろこのアモルファス粉体の場合には、粉
体と生理活物質等を重合体形成物質とともに混合し、本
発明と同様な磁性特性を持った粒状、板状の担体も製造
できる。但しこの時には、アモルファス磁性体の磁力に
よる効果が十分に発揮される範囲に重合体層の厚みや各
成分の混合比が設定される。

また、本発明の製造方法は、アモルファス磁性体以外に
も、ケイ素鋼、磁性を有するステンレス鋼等を使用して
行なうことも可能であり、製造方法として有効であるこ
とはいうまでもない。

［実施例コ 以下、本発明を実施例および比較例に基づいてより具体
的に説明する。

実施例１および比較例１ まず、γ（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラ
ン（０，５ｄ＃　）を酢酸酸性溶液（酢酸５．０ｄ＃　
）に溶解し、これにアモルファス磁性体薄板（日本非晶
質金属■製、厚さ２５μｍ）を浸漬した後、取り出して
１００℃で１５分間乾燥して表面のカップリング処理を
行なった。使用したアモルファス磁性体薄板の組成およ
び磁性特性を以下に示す。

（組　　成）Ｐｅ−Ｂ−８ｊ系 （磁性特性）飽和磁束密度Ｂｓ　　（ＫＧ）　　：　　
１５．６保磁力１１ｃ　　（Ｏｅ）　　　　　：　　０
．０３残留磁束密度Ｂｒ　　（ＫＧ）　　：　　１３．
０初透磁率μｉ　　Ｂ　−０，００２Ｔ　：　　５００
０最大透磁率、［Ｚ　ｍａｘ　　　　：　５０００００
磁　　歪　　λ５ＸｌＯ’　　　　　　　　　２７キユ
ーり温度Ｔｃ　　（’Ｃ）　　：　　　４１５次に、 α−アミラーゼ　　　　　　５ｇ ブチラール樹脂　　　　　　５ｇ エチルアルコール　　　　１００威 ブタノール　　　　　　　　５ｍ を混合し、撹拌しながら昇温しで、エチルアルコールお
よびブタノールを蒸発させ（ダブルエマルジョン法）、
カップリング処理したアモルファス磁性薄板２５ｇの表
面に、α−アミラーゼを包括したブチラール樹脂層を形
成せしめ、真空乾燥した。

その後スリット　アンド　カット法により微細化し、Ｉ
ＩＩＩＩＩＩＸ２ｍｆｆｌの大きさの短冊状のα−アミ
ラーゼが固定化された磁性担体を得た。

得られた磁性担体を用いて、外部からの磁力による分別
試験を行なった。

第１図に示す装置において、挿入口１から、得られた磁
性担体を５ｇ／Ωとなるように混合した水溶液Ａを４０
ｍｇ／ｈｒ［表面積負荷１０ＴＩｌ／ＴＩｔ・２４ｈ「
（４１，６１ｎｆｌ／　ｃｒｉ−ｈｒ）　］で装置内に
挿入し、装置下部に下記の磁性特性を有する磁石２（フ
ェライトマグネット） （磁性特性） 最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ　　（ＭＧ・Ｏｅ）　
　：　　４．７残留磁束密度Ｂｒ　　（Ｇ）　　　　　
　　　：４４００保磁力Ｈｅ　　（Ｏｅ）　　　　　　
　　　　　：　２８５０を４個配置した場合（実施例１
）と配置しない場合（比較例１）において、各々オーバ
ーフロー液流量３６雇／　ｈｒ、下部回収液流量４雇／
ｈｒとして系が平衡に達した後のオーバーフロー液Ｂお
よび下部回収液Ｃ中の磁性担体含有量のバランスを測定
した。それぞれの結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例１と同様に磁性担体を作成し、挿入液への流量を
２０ｍ／ｈｒとし、オーバーフロー液流量１８ｍ１／ｈ
ｒｓ下部回収液流量２ＩｎＩｌ／ｈｒとした以外は比較
例１と同様にして分別試験を行なったところ、実施例１
に比べて滞留時間は約２倍にもかかわらず磁力を働かせ
ないと比較例１と同様にオーバーフロー液Ｂ中への磁性
担体の流出が確認され、良好に分別されなかった。

実施例２ 磁性担体２５ｍｇ当り酵素（α−アミラーゼ）０．５Ｉ
ｎｇが固定化されるように、実施例１と同様の方法で磁
性担体を製造した。得られた担体２５Ｂを１重量％可溶
性デンプン溶液２Ｉｎｌに添加し、４０℃、ｐＨ−６の
条件で１０分間反応させた後、外部磁力により磁性担体
を分離して、４Ｎ−塩酸を添加して反応を停止させた。

そして、α−アミラーゼにより可溶性デンプンが分解さ
れて生成したオリゴ糖とグルコースのうち、グルコース
の濃度を測定した。

なお、グルコースの濃度測定は、４１５ナノメーターの
波長の光の吸収率を測定して検量線から求めた。

さらに、磁性分離した磁性担体を使用して、同様の試験
を計５サイクル行なった。その結果を第２表に示す。

比較例３ α−アミラーゼ０．５Ｂを担体に固定化しないで使用し
て実施例２と同様の試験を行なったところ、α−アミラ
ーゼは回収不可能であり、１度しか使用できなかった。

その時のグルコース濃度の測定結果も第２表に併記する
。

第１表 第２表 実施例および比較例の結果から明らかなように、本発明
の磁性担体は外部磁力により容易に良好に分離回収が可
能であり、繰り返し使用することができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の製造方法によって、外部
磁力により分散および捕集等の動作の制御が可能な磁性
担体が簡便に効率よく得られ、大量生産が可能となる。

また、本発明の磁性担体を使用することにより、外部か
ら加えられる磁力の低減が可能となり、酵素等の生理活
性物質等を利用した大規模な処理が簡便に行なえるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる磁性担体の分別試験
装置の縦断面図である。 １：挿入口、 ２：磁石、 ３ニオ−バーフロー液出口、 ４：下部回収液出口、 ５：仕切板、 Ａ　： 挿入液、 Ｂ　： Ｃニ オーバーフロー液、 下部回収液。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．アモルファス磁性体を核とし、これに重合体層を形
   成せしめた磁性担体。
2. ２．アモルファス磁性体薄板あるいはモノフィラメント
   の表面に重合体層を形成せしめた後、微細化することを
   特徴とする磁性担体の製造方法。