JPH0320233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固定化生物活性物質の製造法に関す
る。更に詳しくは、生物活性物質をビニル単量体
の重合体に固定化せしめる固定化生物活性物質の
製造法に関する。

従来から、ビニル単量体の重合体に酵素、微生
物などの生物学的活性を有する物質、即ち生物活
性物質を固定化することが行われている。この固
定化方法においては、水溶性ビニル単量体の水溶
液中に生物活性物質を混入し、その混入水溶液を
プラズマ照射してビニル単量体を重合乃至後重合
させることにより、ビニル単量体の重合体に生物
活性物質が固定化される。

この方法では、生物活性物質もプラズマ照射さ
れるので条件如何によつてはその活性の増大を期
待することができ、また最初から生物活性物質が
水溶液中に混入されるため工程が簡略化できるな
どの利点がある反面、プラズマ照射時に水溶液表
面乃至水溶液内部に活性イオン種や活性ラジカル
が多量に発生しまた発熱を伴なうので、概ね生物
活性物質の活性の低下またははなはだしくは消滅
をもたらすことがあり、また発熱防止のために冷
却装置を必要とすることもある。

本発明者らは、こうした欠点を避け得る方法に
ついて種々検討の結果、水溶性ビニル単量体の水
溶液をプラズマ照射した後にそこに生物活性物質
を混入して固定化せしめる方法がきわめて有効で
あることを見出した。

従つて、本発明は固定化生物活性物質の製造法
に係り、固定化生物活性物質の製造は、水溶性ビ
ニル単量体水溶液にプラズマを照射し、それによ
り後重合中の該水溶液中に生物活性物質を混入
し、その後後重合を完結させてそこに形成される
前記ビニル単量体の重合体に生物活性物質を固定
化せしめることにより行われる。

本発明ではまた、固定化生物活性物質の製造
は、水溶性ビニル単量体水溶液にプラズマを照射
し、それにより後重合中の該水溶液中に生物活性
物質を混入した後、そこに高分子多孔質膜を浸漬
して該多孔質膜中に後重合中の水溶液および生物
活性物質を含浸させ、多孔質膜中でビニル単量体
の後重合を完結させてそこに生物活性物質を固定
化せしめることにより行われる。

水溶性ビニル単量体としては、アクリルアミ
ド、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸、メタクリル酸−２−ヒ
ドロキシエチルなどが用いられる。これらの水溶
性ビニル単量体は、一般に約10〜90％程度の水溶
液として重合反応に供せられ、この水溶液中には
必要に応じて、Ｎ，N′−メチレンビスアクリル
アミドなどの架橋剤を含有せしめている。

水溶性ビニル単量体水溶液のプラズマ照射は、
水溶液をサンプル管などにとり、これをコイル状
電極、外部もしくは内部平行電極などを有するキ
ユーブ型、ベルジヤー型などのプラズマ反応容器
内に収容した後、反応容器内を約0.01〜10Torr
程度迄減圧し、一般に周波数13.56MHzの高周波
を電力約50〜200W、時間約５〜600秒間の条件で
プラズマ照射することにより行われる。

プラズマ照射され、それによりビニル単量体が
後重合中の水溶液はプラズマ反応容器から取出さ
れ、粘度が低い状態の間に、そこに酵素や微生物
などの生物活性物質が水溶液１ml当り約0.1〜10
mg程度の濃度で混入される。

酵素としては、例えばグルコースオキシター
ゼ、アミノ酸オキシダーゼ、コレステロールオキ
シダーゼ、ウリカーゼなどのオキシダーゼ類、ウ
レアーゼ、クレアチニナーゼ、グルタミナーゼ、
ペリシリナーゼ、カタラーゼ、パーオキシダー
ゼ、インベルターゼ、ムタロターゼ、アミラー
ゼ、パパイン、トリプシン、アルカリプロテアー
ゼなどのプロテアーゼ類、グルコースイソメラー
ゼ、ウロキナーゼなどが用いられる。

また、微生物としては、例えばシユードモナ
ス・フルオレツセンス、バチルス・ズブチリス、
シユードモナス、エルギノーサなどの殺菌類、ア
スペルギルス・ニガー、リゾプス・ホルモセンシ
スなどの糸状菌、ストレプトミセス・グリセウス
などの放線菌類、サツカロミセス・セレビツセ、
トリコスポロン・クタノイムなどの酵母菌類、か
びなどが用いられる。

これらの生物活性物質を混入させた後重合中の
水溶液は、特定の形状を有する容器中に入れ、常
温に約24時間程度放置し、後重合を完結させる
と、特定の形状、例えば膜状、ペレツト状などの
形状を有する固定化生物活性物質が得られ、それ
が水から分離される。

また、生物活性物質混入、後重合水溶液中に高
分子多孔質膜を約0.1〜８時間程度浸漬し、この
多孔質膜中に後重合中の水溶液および生物活性物
質を含浸させ、多孔質膜中でビニル単量体の後重
合を完結させて、そこに生物活性物質を固定化せ
しめることもできる。

高分子多孔質膜としては、酢酸セルロース、ト
リ酢酸セルロース、ポリウレタン、ポリスルホ
ン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、ポリカ
ーボネートなどの多孔質膜が用いられる。これら
の多孔質膜は、一般に乾湿式法によつて製造され
る厚さ約0.05〜0.3mm程度の膜状体であり、その
一方の面側に緻密層を有し、他方の面側はポーラ
ス状またはフインガーストラクチヤー構造を形成
している。

後重合水溶液および生物活性物質を含浸させた
高分子多孔質膜は、常温に24時間程度放置して、
ビニル単量体の後重合を完結させる。かかる高分
子多孔質膜を用いての生物活性物質の固定化は、
ビニル単量体の重合体が脆く、しかも膜状の固定
化生物活性物質を得たい場合などに最適である。

このように、本発明においては、プラズマ開始
重合はプラズマ照射後数時間乃至数10時間を経た
後に完結されるという事実に着目し、後重合段階
で生物活性物質をそこに混入して重合体に固定化
することにより、プラズマ照射時に発生する熱、
紫外線、活性イオン種、活性ラジカルなどによる
悪影響を排除し、これによつて生物活性物質の活
性を良好に保持したまま固定化せしめることがで
きたものであり、その効果は後記実施例と比較例
との対比からも明らかな如く、活性の点において
従来法のそれよりも約10〜20％程度すぐれてい
る。

次に、実施例により本発明を説明する。

実施例 １ アクリルアミド20重量％およびＮ，N′−メチ
レンビスアクリルアミド架橋剤0.3重量％を含有
する水溶液10mlをサンプル管にとり、これをプラ
ズマ反応容器内に収容する。反応容器内を
0.1Torr迄減圧にした後、150W、120秒間の条件
下でプラズマ照射を行なつた。照射後、反応容器
からサンプル管を取出し、後重合中の水溶液中に
サツカロミセス・セレビツセ酵母菌80mgを混入し
た。この後、常温に24時間放置して後重合を完結
させると、フイルムの形状を有する固定化酵母菌
が得られた。

この固定化酵母菌を、５％グルコース水溶液
（PH7.0のリン酸緩衝液）に浸漬したところ、１時
間当り4.9mlの二酸化炭素の発生が認められ、そ
の活性が確認された。

比較例 １ 実施例１において、アクリルアミド含有水溶液
に酵母菌を混入した後プラズマ照射を行なつた。
得られた固定化酵母菌の二酸化炭素発生量は、１
時間当り4.0mlであつた。

実施例 ２ 実施例１において、生物活性物質としてインベ
ルターゼ酵素（生化学工業製品）20mgが用いられ
た。得られた固定化酵素の活性を、しよ糖（関東
化学製品）を基質としてネルソン−ソモギ法によ
り測定したところ、2340ユニツトの値が得られ
た。

比較例 ２ 実施例２において、アクリルアミド含有水溶液
に酵素を混入した後プラズマ照射を行なつた。得
られた固定化酵素の活性は、2100ユニツトであつ
た。

実施例 ３ 実施例１の酵母菌混入、後重合水溶液中に乾湿
式法によつて製造されたポリウレタン多孔質膜
（膜面積10cm²、厚さ0.2mm）を１時間浸漬し、浸漬
膜をガラス板上に24時間放置した。

得られた酵母菌固定化膜を、５％グルコース水
溶液中に浸漬したところ、１時間当り0.1mlの二
酸化炭素の発生が認められた。また、紫外吸光光
度計を用い、この固定化膜を逆浸透水中に24時間
浸漬した後の逆浸透水中への酵母菌の脱離量を測
定したが、固定化膜からの酵母菌の脱離は認めら
れなかつた。

実施例 ４ 実施例２の酵素混入、後重合水溶液中に実施例
３で用いられた多孔質膜を１時間浸漬し、浸漬膜
をガラス板上に24時間放置した。

得られた酵素固定化膜の活性を測定すると、膜
１cm²当り５ユニツトの値が得られた。また、実施
例３と同様にして、可視吸光光度計を用いて測定
した結果では、固定化膜からの酵素の脱離は認め
られなかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水溶性ビニル単量体水溶液にプラズマを照射
   し、それにより後重合中の該水溶液中に生物活性
   物質を混入し、その後後重合を完結させてそこに
   形成される前記ビニル単量体の重合体に生物活性
   物質を固定化せしめることを特徴とする固定化生
   物活性物質の製造法。 ２ 生物活性物質が酵素である特許請求の範囲第
   １項記載の固定化生物活性物質の製造法。 ３ 生物活性物質が微生物である特許請求の範囲
   第１項記載の固定化生物活性物質の製造法。 ４ 水溶性ビニル単量体水溶液にプラズマを照射
   し、それにより後重合中の該水溶液中に生物活性
   物質を混入した後、そこに高分子多孔質膜を浸漬
   して該多孔質膜中に後重合中の水溶液および生物
   活性物質を含浸させ、多孔質膜中でビニル単量体
   の後重合を完結させてそこに生物活性物質を固定
   化せしめることを特徴とする固定化生物活性物質
   の製造法。 ５ 生物活性物質が酵素である特許請求の範囲第
   ４項記載の固定化生物活性物質の製造法。 ６ 生物活性物質が微生物である特許請求の範囲
   第４項記載の固定化生物活性物質の製造法。