JPH0246287A - 酵素の固定化方法及び固定化された酵素 - Google Patents
酵素の固定化方法及び固定化された酵素Info
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- JPH0246287A JPH0246287A JP19640388A JP19640388A JPH0246287A JP H0246287 A JPH0246287 A JP H0246287A JP 19640388 A JP19640388 A JP 19640388A JP 19640388 A JP19640388 A JP 19640388A JP H0246287 A JPH0246287 A JP H0246287A
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Landscapes
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、酵素の包括固定化法及び固定化された酵素に
関し、更に詳しくは、有機溶剤に溶解した高分子化合物
を用いる酵素の固定化方法に関する。
関し、更に詳しくは、有機溶剤に溶解した高分子化合物
を用いる酵素の固定化方法に関する。
(従来の技術)
従来からの酵素の固定化方法には、担体結合法・架橋法
・包括法の3つの方法がある。包括法のうち、格子法は
、各種モノマーやプレポリマー水溶液と重合開始剤やガ
ンマ−線・光・水等によって重合生成した担体高分子化
合物の立体格子中へ酵素や菌体を閉じ込める方法であり
、主として水中での重合反応を要する。マイクロカプセ
ル法は、酵素水溶液を有機溶剤中で乳化させ水−有機溶
剤の界面で重合等によりカプセルを形成し、カプセル表
面を低分子化合物は通すが、酵素は通さないようにする
方法であり、主として乳化液中での重合反応を要する。
・包括法の3つの方法がある。包括法のうち、格子法は
、各種モノマーやプレポリマー水溶液と重合開始剤やガ
ンマ−線・光・水等によって重合生成した担体高分子化
合物の立体格子中へ酵素や菌体を閉じ込める方法であり
、主として水中での重合反応を要する。マイクロカプセ
ル法は、酵素水溶液を有機溶剤中で乳化させ水−有機溶
剤の界面で重合等によりカプセルを形成し、カプセル表
面を低分子化合物は通すが、酵素は通さないようにする
方法であり、主として乳化液中での重合反応を要する。
(発明が解決しようとする問題点)
上記のごとく、包括法においては、酵素を包括する為に
重合反応によって立体格子を形成する必要があった。
重合反応によって立体格子を形成する必要があった。
一般に、酵素は有機溶剤中で、その活性を大幅にあるい
は完全に失い、水中でも不純物や阻害物質の存在によっ
て活性が低下する。従って、有機溶剤を大量に含む高分
子化合物や、高分子化合物あるいはモノマーの有機溶剤
溶液中に直接酵素を混入させることば活性を著しく損な
う結果を伴う。
は完全に失い、水中でも不純物や阻害物質の存在によっ
て活性が低下する。従って、有機溶剤を大量に含む高分
子化合物や、高分子化合物あるいはモノマーの有機溶剤
溶液中に直接酵素を混入させることば活性を著しく損な
う結果を伴う。
一方、有機溶剤と酵素の接触を避けて担体の立体格子を
形成する方法として、水系による重合反応や乳化系重合
によるマイクロカプセル化があるが、利用可能な高分子
化合物が限られ、又、後者は煩雑な工程を必要とする。
形成する方法として、水系による重合反応や乳化系重合
によるマイクロカプセル化があるが、利用可能な高分子
化合物が限られ、又、後者は煩雑な工程を必要とする。
本発明は、有機溶剤に熔ける高分子化合物を担体として
、乳化や重合という工程を経ずに混合のみで、酵素の包
括固定化を実現しようとするものである。
、乳化や重合という工程を経ずに混合のみで、酵素の包
括固定化を実現しようとするものである。
(問題点を解決するための手段)
本発明者らは、酵素を有機溶剤を含む高分子化合物に混
合するとき、有機溶剤が直接酵素と接触しないようにす
る方法について研究の結果、吸水性高分子体の利用が目
的達成の為、極めて有効であることを見出し本発明に到
達した。すなわち、本発明は、吸水性高分子体の保持す
る水の中に酵素を一含有させ、次いで、水と相溶性の乏
しい有機溶剤に熔解した高分子化合物を用いて該吸水性
高分子体を包括することを特徴とする酵素の固定化方法
、並びに、そのようにして固定化された酵素、及び固定
化担体マトリックスがシート状または、ネット状支持体
の表面に固着形成されてなる固定化された酵素を要旨と
するものである。
合するとき、有機溶剤が直接酵素と接触しないようにす
る方法について研究の結果、吸水性高分子体の利用が目
的達成の為、極めて有効であることを見出し本発明に到
達した。すなわち、本発明は、吸水性高分子体の保持す
る水の中に酵素を一含有させ、次いで、水と相溶性の乏
しい有機溶剤に熔解した高分子化合物を用いて該吸水性
高分子体を包括することを特徴とする酵素の固定化方法
、並びに、そのようにして固定化された酵素、及び固定
化担体マトリックスがシート状または、ネット状支持体
の表面に固着形成されてなる固定化された酵素を要旨と
するものである。
吸水性高分子体としては、部分架橋されたアクリル酸ナ
トリウム重合物、アクリル酸ナトリウム・アクリルアミ
ド共重合物、アクリル酸・ビニルアルコール共重合物、
繊維S誘導体、その他の重合物、共重合物、グラフト共
重合物、化学変性された高分子化合物の中から適当なも
のを利用でき、形態は粉末、顆粒、鱗片、繊維、フィル
ム、あるいはそれらの成形品が通用できる。
トリウム重合物、アクリル酸ナトリウム・アクリルアミ
ド共重合物、アクリル酸・ビニルアルコール共重合物、
繊維S誘導体、その他の重合物、共重合物、グラフト共
重合物、化学変性された高分子化合物の中から適当なも
のを利用でき、形態は粉末、顆粒、鱗片、繊維、フィル
ム、あるいはそれらの成形品が通用できる。
酵素として、本発明の実施例では、グルコースオキシダ
ーゼ(以下GOD)、パーオキシダーゼ(POD)、及
びウレアーゼを代表として用いたが、任意の酵素が使用
できることは当然である。
ーゼ(以下GOD)、パーオキシダーゼ(POD)、及
びウレアーゼを代表として用いたが、任意の酵素が使用
できることは当然である。
酵素は、水に溶解、または分散させ、前記の吸水性高分
子体と接触、または混合することにより、水と共に吸水
性高分子体に吸収され、その内部に保持される。この吸
水性高分子体が水と相溶性の乏しい有機溶剤と接触して
も、有機溶剤は吸水性高分子体に吸収されている水の中
には、はとんど浸透せず、従って、酵素の失活もほとん
ど起らない。
子体と接触、または混合することにより、水と共に吸水
性高分子体に吸収され、その内部に保持される。この吸
水性高分子体が水と相溶性の乏しい有機溶剤と接触して
も、有機溶剤は吸水性高分子体に吸収されている水の中
には、はとんど浸透せず、従って、酵素の失活もほとん
ど起らない。
水と相溶性の乏しい有機溶剤は、担体マトリックスを形
成する高分子化合物を熔解し、且つ水よりも常温におけ
る蒸気圧の高い溶剤、例えば、トルエン、メチルエチル
ケトン(MEK) 、酢酸−cチル、及び、それらの混
合物から選ぶことができる。
成する高分子化合物を熔解し、且つ水よりも常温におけ
る蒸気圧の高い溶剤、例えば、トルエン、メチルエチル
ケトン(MEK) 、酢酸−cチル、及び、それらの混
合物から選ぶことができる。
担体マトリックスとして利用できる、水と相溶性の乏し
い有機溶剤に熔解する高分子化合物としては、例えばポ
リウレタン、並びにポリアクリル酸メチル、ポリメタク
リル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系重
合物、共重合物及び混合物が好適に使用できる。
い有機溶剤に熔解する高分子化合物としては、例えばポ
リウレタン、並びにポリアクリル酸メチル、ポリメタク
リル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系重
合物、共重合物及び混合物が好適に使用できる。
担体マトリックスを形成する高分子化合物の溶液と酵素
及び水を内部に保持する吸水性高分子体を混合し、シー
ト状、ネット状、その他所型の形態の支持体表面に塗布
した後、常温で乾燥して有機溶剤を揮発させ固定化を完
了する。
及び水を内部に保持する吸水性高分子体を混合し、シー
ト状、ネット状、その他所型の形態の支持体表面に塗布
した後、常温で乾燥して有機溶剤を揮発させ固定化を完
了する。
(作用)
本発明に係る方法の作用機構は、前項で述べたとおりで
あり、マイクロカプセル法における乳化現象の利用と似
ているが、吸水ポリマーの保水効果を有機溶剤を含む高
分子化合物との混合時における酵素の保護・と、更に使
用時においては水分子を吸収し酵素反応の場をつくるこ
とに利用している点で機構が異なり新規である。
あり、マイクロカプセル法における乳化現象の利用と似
ているが、吸水ポリマーの保水効果を有機溶剤を含む高
分子化合物との混合時における酵素の保護・と、更に使
用時においては水分子を吸収し酵素反応の場をつくるこ
とに利用している点で機構が異なり新規である。
又、担体マトリックスを形成する高分子化合物は、単に
酵素を含む吸水性高分子体を担持する作用にとどまらず
、高分子化合物の種類や配合比を変えることにより吸水
性高分子体を包括する立体格子の大きさを制御すること
が可能である。それにより、酵素の流出を防ぐとともに
、反応基質の格子内への流入、及び反応生成物の格子外
への流出に対して最適な担体マトリックスの設計が可能
となり、他の包括固定化法と比較しても設計の自由度が
大きいメリットがある。
酵素を含む吸水性高分子体を担持する作用にとどまらず
、高分子化合物の種類や配合比を変えることにより吸水
性高分子体を包括する立体格子の大きさを制御すること
が可能である。それにより、酵素の流出を防ぐとともに
、反応基質の格子内への流入、及び反応生成物の格子外
への流出に対して最適な担体マトリックスの設計が可能
となり、他の包括固定化法と比較しても設計の自由度が
大きいメリットがある。
以上の様な構成よりなる本発明によって、酵素の固定化
操作は、従来から行なわれている様な煩雑な技術を用い
ずに、簡便な混合と乾燥によって行われる。又、固定化
酵素を反応の触媒として使用する際にも、保存性、安定
性、反応効率において従来のものと変わらないものが得
られる。このように、従来の固定化方法に比べて固定化
方法が、簡便となることにより幅広い用途に使用できる
。
操作は、従来から行なわれている様な煩雑な技術を用い
ずに、簡便な混合と乾燥によって行われる。又、固定化
酵素を反応の触媒として使用する際にも、保存性、安定
性、反応効率において従来のものと変わらないものが得
られる。このように、従来の固定化方法に比べて固定化
方法が、簡便となることにより幅広い用途に使用できる
。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。
。
(実施例1)
酵素C0D30■を、水(イオン交換水)2gに溶解し
、吸水ポリマー(アクリル酸・ビニルアルコール共重合
体の粉末 住人化学工業製スミカゲルSp−520)9
gと混ぜて十分に吸水ポリマーをi潤させる。
、吸水ポリマー(アクリル酸・ビニルアルコール共重合
体の粉末 住人化学工業製スミカゲルSp−520)9
gと混ぜて十分に吸水ポリマーをi潤させる。
CODを含んだ吸水ポリマーを、ウレタン樹脂(日本特
殊色材製AD23 B)の45%酢酸エチル溶液50g
・硬化剤(ポリイソシアネート系日本特殊色材製UA6
5)2g・トルエン15gからなる高分子化合物溶液中
に混合し、均一になるまで十分攪拌して調製する。
殊色材製AD23 B)の45%酢酸エチル溶液50g
・硬化剤(ポリイソシアネート系日本特殊色材製UA6
5)2g・トルエン15gからなる高分子化合物溶液中
に混合し、均一になるまで十分攪拌して調製する。
この調製した液を支持体となるポリエステル布に両面コ
ーティングして、室温で乾燥しCODの固定化を完了す
る。
ーティングして、室温で乾燥しCODの固定化を完了す
る。
以上の操作によって、ポリエステル布上に固定化された
CODは、グルコース水溶液中に浸漬し、ブドウ糖の酸
化を測定することによって活性が確認された。
CODは、グルコース水溶液中に浸漬し、ブドウ糖の酸
化を測定することによって活性が確認された。
その結果、固定化されたCODの活性は、固定化しない
CODの見かけの活性にくらべて40%であった。又、
ポリエステル布に固定化されたGODは、5℃の乾燥状
態で6箇月間後でも活性は保持されており、又湿潤状態
で2箇月間後でも活性は保持されていた。
CODの見かけの活性にくらべて40%であった。又、
ポリエステル布に固定化されたGODは、5℃の乾燥状
態で6箇月間後でも活性は保持されており、又湿潤状態
で2箇月間後でも活性は保持されていた。
(実施例2)
酵素にPODを使用し、上記と同様な調製法で、支持体
にポリエステル布を使用して固定化を行なった。
にポリエステル布を使用して固定化を行なった。
その結果、固定化されたPODの活性は、固定化しない
PODの見かけの活性に比べて45%であった。又、ポ
リエステル布に固定化したPODは、実施例1と同様、
乾燥状態で6箇月間、湿潤状態で2箇月間後でも、活性
は保持されていた。
PODの見かけの活性に比べて45%であった。又、ポ
リエステル布に固定化したPODは、実施例1と同様、
乾燥状態で6箇月間、湿潤状態で2箇月間後でも、活性
は保持されていた。
実施例1と実施例2より、CODを固定化したポリエス
テル布とPODを固定化したポリエステル布を、別々の
カラムに詰め、これとt旨示薬としてオルトジアニシジ
ン溶液、分光光度計を組合せることによってCODの定
量分析が可能である。
テル布とPODを固定化したポリエステル布を、別々の
カラムに詰め、これとt旨示薬としてオルトジアニシジ
ン溶液、分光光度計を組合せることによってCODの定
量分析が可能である。
(実施例3)
実施例1で用いた酵素を実施例1と同様に調製を行ない
、支持体としてナイロンメソシュクロスを使用し固定化
を行なった。
、支持体としてナイロンメソシュクロスを使用し固定化
を行なった。
実施例1で用いたグルコース水溶液を用いて固定化を確
認した。
認した。
その結果、固定化されたCODの活性は、固定化しない
CODの見かけの活性に比べて40%であった。又、ナ
イロンメツシュクロスに固定化したCODは、実施例1
と同様に、乾燥状態で6箇月間、湿潤状態で2箇月間後
でも活性は保持されていた。
CODの見かけの活性に比べて40%であった。又、ナ
イロンメツシュクロスに固定化したCODは、実施例1
と同様に、乾燥状態で6箇月間、湿潤状態で2箇月間後
でも活性は保持されていた。
(実施例4)
酵素にウレアーゼを用いPH6〜7で実施例1と同様の
調製を行い支持体には、ポリエステル布を使用し固定化
を行なった。
調製を行い支持体には、ポリエステル布を使用し固定化
を行なった。
酵素の活性は、尿素を分解させ生成したアンモニアを比
色法により測定することにより確認した。
色法により測定することにより確認した。
その結果、固定化されたウレアーゼの見かけの活性は、
固定化しないウレアーゼに比べて35%であった。又、
ポリエステル布に固定化したウレアーゼは、実施例1と
同様に乾燥状態で6箇月間、湿潤状態で2箇月間後でも
活性は保持されていた。
固定化しないウレアーゼに比べて35%であった。又、
ポリエステル布に固定化したウレアーゼは、実施例1と
同様に乾燥状態で6箇月間、湿潤状態で2箇月間後でも
活性は保持されていた。
(発明の効果)
本発明によれば、酵素を吸水性高分子の保持する水の中
に含有させ、水と相溶性の乏しい有機溶剤に溶解した高
分子化合物と混合して、吸水性高分子体を包括する担体
マトリックスを形成し、且つ、適当な支持体の表面に固
着、乾燥させることにより、従来、酵素の失活を避ける
ために行われてきた煩雑な方法によることなく、有機溶
剤に溶解した高分子化合物による簡便な固定化が可能と
なった・ しかも、酵素の保存性、安定性、反応効率の面でも従来
法と比較して同等ないしは優れた性能を有し広い用途に
通用できる。
に含有させ、水と相溶性の乏しい有機溶剤に溶解した高
分子化合物と混合して、吸水性高分子体を包括する担体
マトリックスを形成し、且つ、適当な支持体の表面に固
着、乾燥させることにより、従来、酵素の失活を避ける
ために行われてきた煩雑な方法によることなく、有機溶
剤に溶解した高分子化合物による簡便な固定化が可能と
なった・ しかも、酵素の保存性、安定性、反応効率の面でも従来
法と比較して同等ないしは優れた性能を有し広い用途に
通用できる。
Claims (3)
- (1)吸水性高分子体の保持する水の中に酵素を含有さ
せ、次いで、水と相溶性の乏しい有機溶剤に溶解した高
分子化合物を用いて該吸水性高分子を包括することを特
徴とする酵素の固定化方法。 - (2)酵素と水を含有する吸水性高分子体が、水と相溶
性の乏しい有機溶剤に可溶性の高分子化合物から形成さ
れた担体マトリックス中に包括されてなることを特徴と
する固定化された酵素。 - (3)前記高分子化合物の担体マトリックスがシート状
、又はネット状支持体の表面に固着形成されてなる請求
項2記載の固定化された酵素。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19640388A JPH0716407B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 酵素の固定化方法及び固定化された酵素 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19640388A JPH0716407B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 酵素の固定化方法及び固定化された酵素 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0246287A true JPH0246287A (ja) | 1990-02-15 |
JPH0716407B2 JPH0716407B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=16357283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19640388A Expired - Fee Related JPH0716407B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 酵素の固定化方法及び固定化された酵素 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0716407B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012503981A (ja) * | 2008-09-30 | 2012-02-16 | フレセニアス メディカル ケア ホールディングス インコーポレイテッド | 共有結合的に固定化した酵素及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9260306B2 (en) | 2008-11-28 | 2016-02-16 | Kyoto University | Hydrogen fluoride purification method |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP19640388A patent/JPH0716407B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|---|
JP2012503981A (ja) * | 2008-09-30 | 2012-02-16 | フレセニアス メディカル ケア ホールディングス インコーポレイテッド | 共有結合的に固定化した酵素及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0716407B2 (ja) | 1995-03-01 |
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