JPH0359080B2 - - Google Patents

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JPH0359080B2
JPH0359080B2 JP57075183A JP7518382A JPH0359080B2 JP H0359080 B2 JPH0359080 B2 JP H0359080B2 JP 57075183 A JP57075183 A JP 57075183A JP 7518382 A JP7518382 A JP 7518382A JP H0359080 B2 JPH0359080 B2 JP H0359080B2
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JP
Japan
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physiologically active
active substance
following formula
water
immobilized
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JP57075183A
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Japanese (ja)
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JPS58192829A (en
Inventor
Isatake Matsumoto
Nobuko Seno
Aryasu Shibata
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Seikagaku Corp
Original Assignee
Seikagaku Corp
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Publication date
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Publication of JPH0359080B2 publication Critical patent/JPH0359080B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、固定化生理活性物質の製造法に関
し、更に詳しくは、高いリガンド濃度を有し、か
つ、安定である固定化生理活性物質の製造法に関
する。 蛋白質、ペプチド、アミノ酸及び生体アミン等
のアミノ基を有する生理活性物質の固定化には
種々の方法があり、これらは固定化物の利用目的
により適宜選択される。 生理化学工業的に利用価値の高い、特異的吸着
剤、固定化酵素及び特異的過膜等を目的とする
場合には、包理法がよく用いられている。 しかしながらこの包理法には、 (1) 固定化生理活性物質に作用する移動相中の物
質の分子量は低くなければならない、 (2) 固定化される物質が高分子の場合は、特にケ
ージとなる不溶性高分子が機械的に弱い構造と
なり易い、 (3) 大量生産が困難である、 等の欠点がある。 これらの欠点を解消した方法としては、リガン
ドを共有結合により不溶性担体に固定化する方法
があり、特に、高分子基質に作用する酵素、高分
子物質と結合する免疫性蛋白質及びホルモン或は
それらの受容体等の生理活性物質の場合には、優
れた固定化方法といわれている。 この方法に用いる不溶性担体としては、非特異
的に吸着することがなく、結合性の基と活性化さ
れる官能基を有する物理的・化学的に安定な高分
子が好ましい。このうち、バツチ法又はクロマト
グラフイーに用いるアフイーニテイー吸着剤の場
合には、流速が大きく、目づまりがなく、かつ、
吸着容量を大きくできるものがよく、固定化酵素
として用いる場合には、基質との接触面積を大き
くし、触媒効率を高めるために、多孔質のゲル状
物質の粒子が好ましい。このようなものとして
は、球状に成型されたアガロースゲル、セルロー
スゲル、ポリアクリルアミドゲル、ポリビニルゲ
ル等が実用化されている。 共有結合による固定化方法としては、臭化シア
ンを用いる方法(以下、「CNBr」という)すな
わち、担体上の水酸基をシアン酸エステル又はイ
ミドカルボネートに変換(活性化)し、これにア
ミド基を有するリガンドやスペーサー(リガンド
を担体から離してリガンドによる吸着を容易にす
るための腕)をイソウレア架橋により結合させて
固定化する方法がある。この方法は、比較的容易
に固定化を行うことができるのでよく用いられる
が、非特異的に吸着が起こる場合が多く、また、
一度固定化されたリガンドの結合が不安定なため
に、リガンドガ漏出することが多いという欠点が
ある。すなわち、この方法の架橋部に形成される
イミド基は、そのpKaが10.4で中性附近では陽性
に荷電しており、一方、通常の蛋白質は中性附近
では陰性に荷電しているため、静電気相互作用に
より非特異的に吸着が起こる。また、架橋部を形
成しているイソウレア結合は分解され易く、特
に、アルカリ性では著しい。 これらの欠点を解消するために考案された方法
のうち、特に有効な方法の一つとして、エポキシ
活性化担体から出発する方法(以下、「エポキシ
活性化法」という。)[有機合成化学、第38巻、
128〜138頁(1980年)]がある。このエポキシ活
性化法は次のような利点を有する。 (1) CNBr法にみられるような静電気的非特異的
吸着がない。 (2) 自動的にスペーサーが入る。 (3) アミノ基又は水酸基を有するリガンドとの結
合であるアルキルアミノ結合又はエーテル結合
が安定であり、CNBr法にみられるような漏出
が少ない。 (4) 担体高分子間に若干の架橋が起こり、担体が
強化される。 (5) 活性化の程度をチオ硫酸ナトリウム法により
測定することができる。 しかしながら、このエポキシ活性化法には、リ
ガンドを結合させる際に、高温のアルカリ性条件
下において長時間反応させなくてはならないとい
う欠点がある。 アミノ基を有する生理活性物質の固定化方法と
して、多糖類の構成糖残基のジオール構造を過ヨ
ウ素酸により酸化し、生ずるアルデヒド基に、水
素化ホウ素ナトリウムの存在下において、アミノ
基を有する生理活性物質を固定化する方法
[Immunology、第20巻、1061〜1065頁(1971
年)]が知られている。 しかしながら、この方法には、 (1) スペーサーが入らない、 (2) 担体の構造が弱くなる、 (3) リガンド濃度が低い、 等の欠点がある。 本発明者は、先に、エポキシ活性化担体をアン
モニアでアミノ誘導体とした後、無水コハク酸で
処理し、スクシニルアミノ誘導体とし、これに、
カルボジイミドとアミノ基を有するリガンドとを
作用させてリガンドの固定化を行う方法[有機合
成化学、第38巻、128〜138頁(1980年);J.
Biochem.、第87巻、535〜540頁(1980年)]を発
明し、一応の成果を得たが、水溶性カルボジイミ
ドによるカツプリング反応ではチヤツプマン転位
等の副作用の起こる可能性があり、また、最適酸
度であるPH4.5においても、さらに高い水素イオ
ン濃度の条件下ではなおさら、リガンドが重合す
る副反応が起こり易く、固定化物の収率は満足な
ものとはいえなかつた。また、反応させている
間、PHを調整する必要があり、しかも、反応時間
がかなり長く、通常12時間を要する。 本発明は、前述した従来の固定化方法の欠点を
解消し、穏和な条件で固定化することができ、高
いリガンド濃度を有する新規な固定化生理活性物
質の製造法を提供することを目的とする。 本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、アミノア
ルキル基を有する多糖類、アミノ化されたエポキ
シ活性化多糖類又はアミノ化されたエポキシ活性
化ポリビニルアルコール樹脂と、ジアルデヒド化
合物とを反応させて得たアルデヒド活性化不溶性
高分子を水素化シアノホウ素ナトリウムの存在下
において、アミノ基を有する生理活性物質と反応
させることにより、穏和な条件による固定化によ
つて、高いリガンド濃度を有し、かつ、安定であ
る固定化生理活性物質が得られることを見出し、
本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明の第1は、アミノアルキル基
を有する水不溶性多糖類を、水素化シアノホウ素
ナトリウムの存在下において、次式(): OHC−(CH2−)o-2CHO () (式中、nは、2〜10の整数を表す) で示される直鎖状ジアルデヒド化合物と反応させ
て、次式(): OHC−(CH2−)o-1NH−M1 () (式中、M1−NH−は、アミノアルキル基を有
する水不溶性多糖類残基を表し、nは2〜10の整
数を表す) で示されるアルデヒド活性化不溶性高分子を得、
次いでこれを水素化シアノホウ素ナトリウムの存
在下において、アミノ基を有する生理活性物質と
反応させることを特徴とする次式(): X−NH−(CH2−)oNH−M1 () (式中、X−NH−は、アミノ基を有する生理活
性物質残基を表し、M1−NH−及びnは、前記
と同じ)で示される固定化生理活性物質の製造法
である。 さらにまた、本発明の第2は、水酸基を有する
水不溶性多糖類又はポリビニルアルコール系樹脂
をエピハロヒドロリン又はビスオキシランと反応
させた後、アンモニアで処理して得た次式
(): M2−NH2 () (式中、M2は、
The present invention relates to a method for producing an immobilized physiologically active substance, and more particularly, to a method for producing a stable immobilized physiologically active substance that has a high ligand concentration. There are various methods for immobilizing physiologically active substances having amino groups such as proteins, peptides, amino acids, and biogenic amines, and these are appropriately selected depending on the intended use of the immobilized material. The embedding method is often used when the purpose is to produce specific adsorbents, immobilized enzymes, specific membranes, etc. that have high utility value in the physiological and chemical industry. However, this encapsulation method requires (1) the molecular weight of the substance in the mobile phase that acts on the immobilized physiologically active substance to be low, and (2) when the substance to be immobilized is a polymer, it is particularly difficult to form a cage. Disadvantages include that the insoluble polymer tends to have a mechanically weak structure, and (3) mass production is difficult. A method that overcomes these drawbacks is to immobilize the ligand on an insoluble carrier by covalent bonding, and is particularly suitable for enzymes that act on polymeric substrates, immune proteins and hormones that bind to polymeric substances, or their It is said to be an excellent immobilization method for physiologically active substances such as receptors. The insoluble carrier used in this method is preferably a physically and chemically stable polymer that does not non-specifically adsorb and has a binding group and an activated functional group. Among these, affinity adsorbents used in batch methods or chromatography have a high flow rate, no clogging, and
It is preferable to use particles that can increase the adsorption capacity, and when used as an immobilized enzyme, particles of porous gel-like substances are preferable in order to increase the contact area with the substrate and improve the catalytic efficiency. As such, spherical agarose gel, cellulose gel, polyacrylamide gel, polyvinyl gel, etc. have been put into practical use. An example of a covalent bond immobilization method is a method using cyanogen bromide (hereinafter referred to as "CNBr"), in which the hydroxyl group on the carrier is converted (activated) into a cyanate ester or imidocarbonate, and an amide group is added to this. There is a method of immobilization by bonding the ligands and spacers (arms that separate the ligands from the carrier to facilitate adsorption by the ligands) through isourea crosslinking. This method is often used because immobilization can be performed relatively easily, but adsorption often occurs nonspecifically, and
There is a drawback that the ligand often leaks because the binding of the immobilized ligand is unstable. In other words, the imide group formed in the crosslinking part of this method has a pKa of 10.4 and is positively charged near neutrality, whereas normal proteins are negatively charged near neutrality, so they are not susceptible to static electricity. Adsorption occurs nonspecifically due to interaction. In addition, the isourea bond forming the crosslinked portion is easily decomposed, especially in alkaline conditions. Among the methods devised to eliminate these drawbacks, one particularly effective method is a method starting from an epoxy activated carrier (hereinafter referred to as the "epoxy activation method") [Organic Synthetic Chemistry, Vol. Volume 38,
128-138 (1980)]. This epoxy activation method has the following advantages. (1) There is no electrostatic non-specific adsorption as seen in the CNBr method. (2) Spacer will be inserted automatically. (3) The alkylamino bond or ether bond, which is a bond with a ligand having an amino group or a hydroxyl group, is stable, and there is little leakage as seen in the CNBr method. (4) Some crosslinking occurs between carrier polymers, strengthening the carrier. (5) The degree of activation can be measured by the sodium thiosulfate method. However, this epoxy activation method has the disadvantage that the reaction must be carried out under alkaline conditions at high temperatures for a long time when binding the ligand. As a method for immobilizing a physiologically active substance having an amino group, the diol structure of the constituent sugar residue of a polysaccharide is oxidized with periodic acid, and the resulting aldehyde group is immobilized with a physiologically active substance having an amino group in the presence of sodium borohydride. Methods for immobilizing active substances [Immunology, Vol. 20, pp. 1061-1065 (1971
year)] is known. However, this method has the following drawbacks: (1) no spacer is included, (2) the structure of the carrier becomes weak, and (3) the concentration of the ligand is low. The present inventor first made an epoxy activated carrier into an amino derivative with ammonia, and then treated it with succinic anhydride to make a succinylamino derivative, and then
A method for immobilizing a ligand by interacting carbodiimide with a ligand having an amino group [Organic Synthetic Chemistry, Vol. 38, pp. 128-138 (1980); J.
Biochem., Vol. 87, pp. 535-540 (1980)], and achieved some results, but coupling reactions using water-soluble carbodiimides may cause side effects such as Chapman rearrangement, and are not optimal. Even at an acidity of PH4.5, side reactions in which the ligand polymerizes are more likely to occur under conditions of even higher hydrogen ion concentrations, and the yield of the immobilized product was not satisfactory. Additionally, it is necessary to adjust the pH during the reaction, and the reaction time is quite long, usually taking 12 hours. The present invention aims to eliminate the drawbacks of the conventional immobilization methods described above, to provide a novel method for producing an immobilized physiologically active substance that can be immobilized under mild conditions and has a high ligand concentration. do. As a result of extensive research, the present inventor has discovered that a polysaccharide having an aminoalkyl group, an aminated epoxy-activated polysaccharide, or an aminated epoxy-activated polyvinyl alcohol resin is reacted with a dialdehyde compound. By reacting the obtained aldehyde-activated insoluble polymer with a physiologically active substance having an amino group in the presence of sodium cyanoborohydride, it can be immobilized under mild conditions and has a high ligand concentration. , discovered that a stable immobilized physiologically active substance could be obtained,
The present invention has now been completed. That is, the first aspect of the present invention is to convert a water-insoluble polysaccharide having an aminoalkyl group into the following formula (): OHC-(CH 2 -) o-2 CHO () (formula (in which n represents an integer of 2 to 10) is reacted with a linear dialdehyde compound represented by the following formula (): OHC-(CH 2 -) o-1 NH-M 1 () (formula (wherein, M 1 -NH- represents a water-insoluble polysaccharide residue having an aminoalkyl group, and n represents an integer of 2 to 10) to obtain an aldehyde-activated insoluble polymer,
This is then reacted with a physiologically active substance having an amino group in the presence of sodium cyanoborohydride to form the following formula (): X-NH-(CH 2 -) o NH-M 1 () ( In the formula, X-NH- represents a physiologically active substance residue having an amino group, and M 1 -NH- and n are the same as above. Furthermore, the second aspect of the present invention is the following formula () obtained by reacting a water-insoluble polysaccharide or polyvinyl alcohol resin having a hydroxyl group with epihalohydroline or bisoxirane, and then treating it with ammonia: −NH 2 () (where M 2 is

【式】又は を表し、mは、水酸基を有する水不溶性多糖類残
基又はポリビニルアルコール系樹脂残基を表し、
Pは、2〜8の整数を表す)で示されるアミノ化
不溶性高分子に、水素化シアノホウ素ナトリウム
の存在下において、次式(): OHC−(CH2−)o-2CHO () (式中、nは、2〜10の整数を表す) で示される直鎖状ジアルデヒド化合物を反応させ
て、次式(): OHC−(CH2−)o-1NH−M2 () (式中、M2−NH−は、前記アミノ化不溶性高
分子残基を表し、nは前記と同じ) で示されるアルデヒド活性化不溶性高分子を得、
次いでこれを水素化シアノホウ素ナトリウムの存
在下において、アミノ基を有する生理活性物質と
反応させることを特徴とする次式(): X−NH−(CH2−)oNH−M2 () (式中、X−NH−はアミノ基を有する生理活性
物質残基を表し、M2−NH−及びnは、前記と
同じ) で示される固定化生理活性物質の製造法である。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明に用いるアミノ基を有する生理活性物質
としては、コンカナバリンA(以下、「ConA」と
いう。)、ウシ血清アルブミン(以下、「BSA」と
いう。)、γ−グロブリン(抗体)、酵素、植物性
血球凝集素(PHA)、フイブロネクチン、プロテ
インA等の蛋白質;キニン、副腎皮質刺激ホルモ
ン放出因子(CRF)、カルシトニン、グルカゴン
等のペプチド;種々のアミノ酸;ヒスタミン、ド
パミン、グルコサミン、トリプタミン等の生体ア
ミン;等が挙げられるが、この中には、種々のホ
ルモンとその受容体も含まれる。 アミノアルキル基を有する水不溶性多糖類とし
ては、アミノエチルアガロース、アミノヘキシル
アガロース等のアミノアルキルアガロース;並び
にアミノエチルセルロース等が挙げられる。 水酸基を有する水不溶性多糖類としては、アガ
ロース、セルロース、キチン、マンナン等が挙げ
られ、ポリビニルアルコール系樹脂としては、ト
ヨパール(東ソー(株)の商品名)等が挙げられる。 これらの不溶性高分子は、目的に応じて種々の
形態で用いられる。例えば、アフイニテイー吸着
剤又は固定化酵素に用いる場合には、吸着容量を
高めたり、接触面積を大きくするため、多孔質の
粒状のものが好ましく、希薄な生理活性物質溶液
の処理に用いる場合には、多孔質の膜状のものが
好ましい。 本発明に係る固定化生理活性物質は、次のよう
にして製造することができる。 担体として製造することができる。 担体として、アミノアルキル基を有する水不溶
性多糖類を用いる場合には、先ず、これを水素化
シアノホウ素ナトリウムの存在下において、直鎖
状ジアルデヒド化合物()と反応させてアルデ
ヒド活性化不溶性高分子()とする。このと
き、溶媒としては水が用いられ、その量は不溶性
多糖類1g当たり10〜100mlの範囲内であること
が好ましい。用いる水素化シアノホウ素ナトリウ
ムの量は、不溶性多糖類1g当たり100mg以上で
あればよいが、特に200〜1000mgの範囲内である
ことが好ましい。 直鎖状ジアルデヒド化合物()としては、一
般には、炭素数2〜10のもの、例えば、グリオキ
サール、プロパンジアール、ブタンジアール、グ
ルタルアルデヒド(ペンタンジアール)、デカン
ジアール等が単独で又は二種以上の混合物として
用いられる。以上の条件で、4〜100℃、好まし
くは37〜80℃において1〜100時間、好ましくは
12〜48時間反応させることにより、アルデヒド活
性化不溶性高分子を得ることができる。 次に、このアルデヒド活性化不溶性高分子
()を、水素化シアノホウ素ナトリウムの存在
下において、前記アミノ基を有する生理活性物質
と反応させることにより、目的とする固定化生理
活性物質()を得ることができる。 このとき、用いる溶媒としては、リン酸緩衝
液、酢酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、炭酸緩衝液等が
挙げられ、そのPHは6〜9の範囲内であることが
好ましく、その量はアルデヒド活性化不溶性高分
子()1g当たり5〜50mlの範囲内であること
が好ましい。用いる水素化シアノホウ素ナトリウ
ムの量は、アルデヒド活性化不溶性高分子()
1g当たり100mg以上であればよいが、特に200〜
500mgの範囲内であることが好ましい。生理活性
物質の量は、その種類によつて異なるが、一般に
は、アルデヒド活性化不溶性高分子()1g当
たり200〜2000mgの範囲内である。以上の条件で、
0〜100℃、好ましくは4〜40℃において1〜72
時間、好ましくは12〜48時間反応させることによ
り、目的とする固定化生理活性物質()を得る
ことができる。 また、担体として、水酸基を有する水不溶性多
糖類又はポリビニルアルコール樹脂を用いる場合
には、既知の方法[有機合成化学、第38巻、128
〜138頁(1980年)]に従い、エピクロルヒドリ
ン、エピブロムヒドリン等のエピハロヒドリン;
又は、エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、1,3−プロパンジオールジグリシジルエー
テル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエー
テル、1,5−ペンタンジオールジグリシジルエ
ーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジル
エーテル等のビスオキシラン化合物;を用いて、
前記水不溶性多糖類又はポリビニルアルコール樹
脂をエポキシ活性化した後、アンモニアで処理し
て、得られたアミノ化不溶性高分子()を前述
と同様に処理することにより、目的とする固定化
生理活性物質を得ることができる。 本発明の製造法によれば、穏和な条件下で、か
つ、反応中のPH調整を行うことなく、しかも、従
来法に比し短い反応時間で目的とする固定化生理
活性物質を得ることができる。さらに、得られた
固定化生理活性物質は、従来のものに比し、3〜
200倍のリガンド濃度を有している。 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 1 (1) アミノ化アガロースの調製 アガロースとしてフアルマシア社製のセフア
ロース6B及びセフアロース4Bを用いた。グラ
スフイルター上で水でよく洗浄後、吸引過し
たアガロース20gをフラスコに入れ、水30ml、
2MNaOH水溶液13ml及びエピクロルヒドリン
3mlを順次加えた。懸濁液を40℃のインキユベ
ーター中で2時間振盪後、グラスフイルター上
で水で充分に洗浄してエポキシ活性化アガロー
スを得た。このエポキシ活性化アガロースに導
入されたエポキシ基の量をNa2S2O3を用いる中
和滴定法により測定したところ、セフアロース
6Bでは、乾燥重量1g当たり約700μmol、セ
フアロース4Bでは、同約500μmolのエポキシ
基が導入されていた。 このエポキシ活性化アガロース1容に濃アン
モニア水1.5容を加え、40℃のインキユベータ
ー中で1時間半振盪した。反応後、グラスフイ
ルター上で水で充分に洗浄してアミノ化アガロ
ースを得た。このアミノ化アガロースを2,
4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸で処理
した後、50%酢酸で可溶化し、340nmにおけ
るトリニトロフエニルアミンの吸収を測定する
ことにより、導入されたアミノ基の量を算出し
たところ、セフアロース6Bでは、乾燥重量1
g当たり約600μmol、セフアロース4Bでは、
同約400μmolのアミノ基が導入されていた。 (2) 固定化ConAの調製 (1)で得たアミノ化アガロース(セフアロース
4B)1gに25%グルタルアルデヒト水溶液1
ml及び水素化シアノホウ素ナトリウム82mgを加
えて、40℃のインキユベーター中で2時間振盪
後、グラスフイルター上で水で充分に洗浄して
アルデヒド活性化アガロースを得た。 このアルデヒド活性化アガロース1gに、
ConA100mg及びメチル−α−D−マンノシド
110mgを溶解した0.2Mリン酸緩衝液(PH7.0)
2mlを加えた後、水素化シアノホウ素ナトリウ
ム24mgを加えて、4℃のインキユベーター中で
2日間振盪した。反応終了後、上清を除き、
0.2Mリン酸緩衝液で充分に洗浄して、ConA結
合アガロースを得た。 (3) リガンド濃度の測定 上清及び洗浄液中の非結合残存ConAの量
を、その28nmにおける吸収の測定値より算出
することによつて、アガロースに結合した
ConAの量を算出した。尚、対照として、
CNBr法によりアガロースに結合させた酵素
[千畑一郎 外著;“アフイニテイークロマトグ
ラフイー”、40頁、東京、講談社(1976年)]
(対照1)、過ヨウ素酸酸化法により各種多糖に
結合させたBSA[Imuunology第20巻、1061〜
1065頁(1971年)](対照2)及びヒドラジド誘
導体に結合されたBSA[Bio−chemistry、第8
巻、4074〜4082頁(1969年)](対照3)を用い
た。結果を第1表に示す。
[Formula] or , m represents a water-insoluble polysaccharide residue or polyvinyl alcohol resin residue having a hydroxyl group,
(P represents an integer of 2 to 8) in the presence of sodium cyanoborohydride, the following formula (): OHC-(CH 2 -) o-2 CHO () ( (wherein n represents an integer of 2 to 10) A linear dialdehyde compound represented by the following formula () is reacted to form the following formula (): OHC-(CH 2 -) o-1 NH-M 2 () ( (wherein M 2 -NH- represents the aminated insoluble polymer residue, n is the same as above) to obtain an aldehyde-activated insoluble polymer,
This is then reacted with a physiologically active substance having an amino group in the presence of sodium cyanoborohydride to form the following formula (): X-NH-(CH 2 -) o NH-M 2 () ( In the formula, X-NH- represents a physiologically active substance residue having an amino group, and M 2 -NH- and n are the same as above. The present invention will be explained in detail below. Physiologically active substances having amino groups used in the present invention include concanavalin A (hereinafter referred to as "ConA"), bovine serum albumin (hereinafter referred to as "BSA"), γ-globulin (antibody), enzymes, vegetable Proteins such as hemagglutinin (PHA), fibronectin, and protein A; peptides such as kinin, corticotropin-releasing factor (CRF), calcitonin, and glucagon; various amino acids; biogenic amines such as histamine, dopamine, glucosamine, and tryptamine; These include various hormones and their receptors. Examples of the water-insoluble polysaccharide having an aminoalkyl group include aminoalkyl agarose such as aminoethyl agarose and aminohexyl agarose; and aminoethyl cellulose. Examples of the water-insoluble polysaccharide having a hydroxyl group include agarose, cellulose, chitin, mannan, etc., and examples of the polyvinyl alcohol resin include Toyopearl (trade name of Tosoh Corporation). These insoluble polymers are used in various forms depending on the purpose. For example, when used in affinity adsorbents or immobilized enzymes, porous granules are preferable in order to increase adsorption capacity and contact area, and when used in the treatment of dilute physiologically active substance solutions, , porous membrane-like ones are preferred. The immobilized physiologically active substance according to the present invention can be produced as follows. It can be produced as a carrier. When using a water-insoluble polysaccharide having an aminoalkyl group as a carrier, it is first reacted with a linear dialdehyde compound ( ) in the presence of sodium cyanoborohydride to form an aldehyde-activated insoluble polymer. (). At this time, water is used as the solvent, and the amount thereof is preferably within the range of 10 to 100 ml per 1 g of insoluble polysaccharide. The amount of sodium cyanoborohydride used may be 100 mg or more per 1 g of insoluble polysaccharide, but it is particularly preferably within the range of 200 to 1000 mg. The linear dialdehyde compound () generally includes one having 2 to 10 carbon atoms, such as glyoxal, propane dial, butane dial, glutaraldehyde (pentan dial), decane dial, etc. alone or in combination of two or more. Used as a mixture. Under the above conditions, 1 to 100 hours at 4 to 100℃, preferably 37 to 80℃, preferably
By reacting for 12 to 48 hours, an aldehyde-activated insoluble polymer can be obtained. Next, the desired immobilized physiologically active substance () is obtained by reacting this aldehyde-activated insoluble polymer () with the physiologically active substance having an amino group in the presence of sodium cyanoborohydride. be able to. At this time, examples of the solvent used include phosphate buffer, acetate buffer, borate buffer, carbonate buffer, etc., and the pH thereof is preferably within the range of 6 to 9, and the amount thereof is determined to have aldehyde activity. The amount is preferably within the range of 5 to 50 ml per gram of the insoluble polymer (). The amount of sodium cyanoborohydride used is the amount of aldehyde-activated insoluble polymer ()
100mg or more per 1g is fine, but especially 200~
Preferably, it is within the range of 500 mg. The amount of the physiologically active substance varies depending on its type, but is generally in the range of 200 to 2000 mg per gram of aldehyde-activated insoluble polymer (). Under the above conditions,
1-72 at 0-100℃, preferably 4-40℃
By reacting for a period of time, preferably 12 to 48 hours, the desired immobilized physiologically active substance () can be obtained. In addition, when using a water-insoluble polysaccharide or polyvinyl alcohol resin having a hydroxyl group as a carrier, a known method [Organic Synthetic Chemistry, Vol. 38, 128
138 (1980)], epihalohydrins such as epichlorohydrin and epibromohydrin;
Or bis such as ethylene glycol diglycidyl ether, 1,3-propanediol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,5-pentanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, etc. Using an oxirane compound;
After the water-insoluble polysaccharide or polyvinyl alcohol resin is activated with epoxy, it is treated with ammonia, and the resulting aminated insoluble polymer () is treated in the same manner as described above to obtain the desired immobilized physiologically active substance. can be obtained. According to the production method of the present invention, it is possible to obtain the desired immobilized physiologically active substance under mild conditions, without adjusting the pH during the reaction, and in a shorter reaction time than in conventional methods. can. Furthermore, the obtained immobilized physiologically active substance is 3 to
It has a 200x higher ligand concentration. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 (1) Preparation of aminated agarose Sepharose 6B and Sepharose 4B manufactured by Pharmacia were used as agarose. After thoroughly washing with water on a glass filter, put 20 g of the vacuumed agarose into a flask, add 30 ml of water,
13 ml of 2M NaOH aqueous solution and 3 ml of epichlorohydrin were added sequentially. The suspension was shaken in an incubator at 40°C for 2 hours, and then thoroughly washed with water on a glass filter to obtain epoxy-activated agarose. When the amount of epoxy groups introduced into this epoxy-activated agarose was measured by a neutralization titration method using Na 2 S 2 O 3 , it was found that cephalose
In 6B, about 700 μmol of epoxy groups were introduced per 1 g of dry weight, and in Sepharose 4B, about 500 μmol of epoxy groups were introduced. 1.5 volumes of concentrated ammonia water was added to 1 volume of this epoxy-activated agarose, and the mixture was shaken for 1.5 hours in an incubator at 40°C. After the reaction, the mixture was thoroughly washed with water on a glass filter to obtain aminated agarose. This aminated agarose is
After treatment with 4,6-trinitrobenzenesulfonic acid, the amount of introduced amino groups was calculated by solubilizing with 50% acetic acid and measuring the absorption of trinitrophenylamine at 340 nm. , dry weight 1
Approximately 600 μmol per g, for Sepharose 4B,
Approximately 400 μmol of amino groups were introduced. (2) Preparation of immobilized ConA Aminated agarose (Sepharose) obtained in (1)
4B) 1g of 25% glutaraldehyde aqueous solution 1
ml and 82 mg of sodium cyanoborohydride were added thereto, and after shaking in an incubator at 40°C for 2 hours, the mixture was thoroughly washed with water on a glass filter to obtain aldehyde-activated agarose. To 1 g of this aldehyde-activated agarose,
ConA 100mg and methyl-α-D-mannoside
0.2M phosphate buffer (PH7.0) containing 110mg
After adding 2 ml, 24 mg of sodium cyanoborohydride was added, and the mixture was shaken for 2 days in an incubator at 4°C. After the reaction, remove the supernatant and
ConA-bound agarose was obtained by thorough washing with 0.2M phosphate buffer. (3) Measurement of ligand concentration The amount of unbound ConA in the supernatant and washing solution was calculated from the measured value of its absorption at 28 nm.
The amount of ConA was calculated. As a comparison,
Enzyme bound to agarose by the CNBr method [Ichiro Chibata et al., “Affinity Chromatography”, p. 40, Tokyo, Kodansha (1976)]
(Control 1), BSA bound to various polysaccharides by periodate oxidation method [Imuunology Vol. 20, 1061-
1065 (1971)] (Control 2) and BSA bound to a hydrazide derivative [Bio-chemistry, Vol.
Vol., pp. 4074-4082 (1969)] (Control 3) was used. The results are shown in Table 1.

【表】 表から、本発明の固定化生理活性物質は従来
のものに比し高いリガンド濃度を有することが
わかる。 実施例 2 (1) 固定化BSAの調製 実施例1(1)と同様に処理することにより得た
アミノ化アガロース(セフアロース4B)1g
(湿重量)に25%グルタルアルデヒド水溶液1
ml及び水素化シアノホウ素ナトリウム82mgを加
えて、40℃のインキユベーター中で2時間振盪
後、グラスフイルター上で水で充分に洗浄して
アルデヒド活性化アガロースを得た。 このアルデヒド活性化アガロース0.5gに、
BSA50mgを溶解した0.2Mリン酸緩衝液(PH
7.0)1mlを加えた後、水素化シアノホウ素ナ
トリウム12mgを加えて、37℃のインキユベータ
ー中で一夜振盪した。反応終了後、上清を除
き、0.2Mリン酸緩衝液で充分に洗浄してBSA
結合アガロースを得た。 (2) リガンド濃度の測定 上清及び洗浄液中の非結合残存BSAの量を、
その280nmにおける吸収の測定値より算出す
ることによつて、アガロースに結合したBSA
の量を算出した。尚、対照としては、実施例1
(3)と同様の対照1〜3を用いた。結果を第2表
に示す。
[Table] From the table, it can be seen that the immobilized physiologically active substance of the present invention has a higher ligand concentration than the conventional one. Example 2 (1) Preparation of immobilized BSA 1 g of aminated agarose (Sepharose 4B) obtained by the same treatment as in Example 1 (1)
(wet weight) to 1 part of 25% glutaraldehyde aqueous solution
ml and 82 mg of sodium cyanoborohydride were added, and after shaking in an incubator at 40°C for 2 hours, the mixture was thoroughly washed with water on a glass filter to obtain aldehyde-activated agarose. To 0.5g of this aldehyde-activated agarose,
0.2M phosphate buffer (PH
7.0) After adding 1 ml, 12 mg of sodium cyanoborohydride was added, and the mixture was shaken overnight in an incubator at 37°C. After the reaction is complete, remove the supernatant, wash thoroughly with 0.2M phosphate buffer, and add BSA.
Bound agarose was obtained. (2) Measurement of ligand concentration The amount of unbound residual BSA in the supernatant and washing solution was
BSA bound to agarose was determined by calculating its absorption at 280 nm.
The amount of In addition, as a control, Example 1
Controls 1 to 3 similar to (3) were used. The results are shown in Table 2.

【表】 表から、本発明の固定化生理活性物質は従来
のものに比し高いリガンド濃度を有することが
わかる。 実施例 3 (1) アミノ化ポリビニルアルコール樹脂の調製ト
ヨパールHW65F(東ソー(株)製、ポリビニルア
ルコール樹脂)1を水洗後、蒸留水1.5に
懸濁させ、これに2MのNaOH水溶液水溶液
650mlを加えて撹拌し、次いでエピクロルヒド
リンを加えて撹拌しながら37〜40℃で2時間反
応させてエポキシ活性化トヨパールを得た。 次に、エポキシ活性化トヨパールを水洗後、
濃アンモニア水1.5に懸濁させて40℃で1時
間振盪撹拌して反応させた後、反応物を水洗し
てアミノ化トヨパールを得た。 (2) 固定化小麦胚芽レクチン(WGA)の調製 (1)で得たアミノ化トヨパール100gに25%グ
ルタルアルデヒド水溶液100ml及び水素化シア
ノホウ素ナトリウム8.2gを加えて。40℃で2
時間反応させ、(グルタル)アルデヒドトヨパ
ールを得た。 このアルデヒドトヨパール100mlに、小麦胚
芽レクチン(WGA)10g、0.2Mリン酸緩衝液
及び水素化シアノホウ素ナトリウム2.4gを加
えて、30℃で1昼夜振盪撹拌した後、上清を除
き、0.05Mトリス緩衝液で洗浄して、WGA結
合トヨパールを得た。このWGA結合トヨパー
ルは、リン酸緩衝化した生理食塩水(PBS)
に懸濁させて使用することができる。 (3) リガンド濃度の測定 実施例1と同様にして、280nmにおける吸
収の測定値より算出した結果、トヨパールに結
合したWGAの量は、72mg/mlであつた。 実施例 4 (1) アミノ化セルロースの調製 市販のセルロース粉末(アダバンテツク社
製、ろ紙粉末100〜200メツシユ)を水洗した
後、脱気して得た湿潤セルロース100gに、次
式: で示される1,4−ブタンジオールジグリシジ
ルエーテル100mlを加えて撹拌した。これに水
素化ホウ素ナトリウム0.2g及び2MのNaOH水
溶液水溶液100mlを加え、振盪撹拌して25℃で
8時間反応させてエポキシ活性化セルロースを
得た。次にエポキシ活性化セルロースを濃アン
モニア水150mlに懸濁させて40℃で1時間振盪
撹拌して反応させた後、反応物を水洗してアミ
ノ化セルロースを得た。 (2) 固定化アミラーゼの調製 (1)で得たアミノ化セルロース100gに25%グ
ルタルアルデヒド水溶液100ml及び水素化シア
ノホウ素ナトリウム8.2gを加えて、40℃で2
時間反応させ、(グルタル)アルデヒドセルロ
ースを得た。 このアルデヒドセルロース10g(湿重量)
に、グルクアミラーゼ(生化学工業(株)製、
Rhizpus nireus Glcoamylase)1g及びマル
トース1gを0.2Mリン酸緩衝液(PH7.0)に溶
解した溶液20mlと水素化シアノホウ素ナトリウ
ム0.24gとを加え、4℃で2日間振盪撹拌し
た。上清を除き、0.1Mトリス塩酸緩衝液(PH
8)で処理し、さらにリン酸緩衝液で洗浄して
固定化グルクアミラーゼを得た。 (3) リガンド濃度の測定 実施例1と同様にして、280nmにおける吸
収の測定値より算出した結果、セルロースに結
合したグルクアミラーゼの量は、64mg/mlであ
つた。
[Table] From the table, it can be seen that the immobilized physiologically active substance of the present invention has a higher ligand concentration than the conventional one. Example 3 (1) Preparation of aminated polyvinyl alcohol resin Toyopearl HW65F (manufactured by Tosoh Corporation, polyvinyl alcohol resin) 1 was washed with water, suspended in 1.5 of distilled water, and 2M NaOH aqueous solution was added to this.
650 ml was added and stirred, and then epichlorohydrin was added and reacted at 37 to 40°C for 2 hours with stirring to obtain epoxy-activated Toyopearl. Next, after washing the epoxy activated Toyo Pearl with water,
The suspension was suspended in 1.5 g of concentrated aqueous ammonia and reacted by shaking and stirring at 40° C. for 1 hour, and then the reaction product was washed with water to obtain aminated Toyopearl. (2) Preparation of immobilized wheat germ lectin (WGA) Add 100 ml of 25% glutaraldehyde aqueous solution and 8.2 g of sodium cyanoborohydride to 100 g of aminated Toyopearl obtained in (1). 2 at 40℃
The reaction was carried out for a period of time to obtain (glutar)aldehyde Toyopearl. To 100 ml of this aldehyde Toyopearl, 10 g of wheat germ lectin (WGA), 0.2 M phosphate buffer and 2.4 g of sodium cyanoborohydride were added, and after shaking and stirring at 30°C for 1 day, the supernatant was removed and 0.05 M WGA-bound Toyopearl was obtained by washing with Tris buffer. This WGA-conjugated Toyopearl is prepared in phosphate buffered saline (PBS).
It can be used by suspending it in (3) Measurement of Ligand Concentration As in Example 1, the amount of WGA bound to Toyopearl was calculated from the measured value of absorption at 280 nm to be 72 mg/ml. Example 4 (1) Preparation of aminated cellulose After washing commercially available cellulose powder (manufactured by Adavantek Co., Ltd., filter paper powder 100-200 mesh) with water, 100 g of wet cellulose obtained by degassing was added to 100 g of wet cellulose obtained by the following formula: 100 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether shown by was added and stirred. To this were added 0.2 g of sodium borohydride and 100 ml of a 2M aqueous NaOH solution, and the mixture was shaken and stirred to react at 25°C for 8 hours to obtain epoxy-activated cellulose. Next, epoxy-activated cellulose was suspended in 150 ml of concentrated ammonia water and reacted by shaking and stirring at 40°C for 1 hour, and then the reaction product was washed with water to obtain aminated cellulose. (2) Preparation of immobilized amylase To 100 g of aminated cellulose obtained in (1), 100 ml of 25% glutaraldehyde aqueous solution and 8.2 g of sodium cyanoborohydride were added, and the mixture was heated at 40°C for 2 hours.
The reaction was carried out for a period of time to obtain (glutar)aldehyde cellulose. 10g (wet weight) of this aldehyde cellulose
, glucamylase (manufactured by Seikagaku Corporation,
20 ml of a solution prepared by dissolving 1 g of Rhizpus nireus Glcoamylase) and 1 g of maltose in 0.2 M phosphate buffer (PH7.0) and 0.24 g of sodium cyanoborohydride were added, and the mixture was shaken and stirred at 4°C for 2 days. Remove the supernatant and add 0.1M Tris-HCl buffer (PH
8) and further washed with phosphate buffer to obtain immobilized glucamylase. (3) Measurement of Ligand Concentration As in Example 1, the amount of glucamylase bound to cellulose was calculated from the measured value of absorption at 280 nm to be 64 mg/ml.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アミノアルキル基を有する水不溶性多糖類
を、水素化シアノホウ素ナトリウムの存在下にお
いて、次式(): OHC−(CH2−)o-2CHO () (式中、nは、2〜10の整数を表す) で示される直鎖状ジアルデヒド化合物と反応させ
て、次式(): OHC−(CH2−)o-1NH−M1 () (式中、M1−NH−は、アミノアルキル基を有
する水不溶性多糖類残基を表し、nは2〜10の整
数を表す) で示されるアルデヒド活性化不溶性高分子を得、
次いでこれを水素化シアノホウ素ナトリウムの存
在下において、アミノ基を有する生理活性物質と
反応させることを特徴とする次式(): X−NH−(CH2−)oNH−M1 () (式中、X−NH−は、アミノ基を有する生理活
性物質残基を表し、M1−NH−及びnは、前記
と同じ) で示される固定化生理活性物質の製造法。 2 水酸基を有する水不溶性多糖類又はポリビニ
ルアルコール系樹脂をエピハロヒドリン又はビス
オキシランと反応させた後、アンモニアで処理し
て得た次式(): M2−NH2 () (式中、M2は、【式】又は を表し、mは、水酸基を有する水不溶性多糖類残
基又はポリビニルアルコール系樹脂残基を表し、
Pは、2〜8の整数を表す) で示されるアミノ化不溶性高分子に、水素化シア
ノホウ素ナトリウムの存在下において、次式
(): OHC−(CH2−)o-2CHO () (式中、nは、2〜10の整数を表す) で示される直鎖状ジアルデヒド化合物と反応させ
て、次式(): OHC−(CH2−)o-1NH−M2 () (式中、M2−NH−は、前記アミノ化不溶性高
分子残基を表し、nは前記と同じ) で示されるアルデヒド活性化不溶性高分子を得、
次いでこれを水素化シアノホウ素ナトリウムの存
在下において、アミノ基を有する生理活性物質と
反応させることを特徴とする次式(): X−NH−(CH2−)oNH−M2 () (式中、X−NH−はアミノ基を有する生理活性
物質残基を表し、M2−NH−及びnは、前記と
同じ) で示される固定化生理活性物質の製造法。
[Claims] 1. A water-insoluble polysaccharide having an aminoalkyl group is prepared by the following formula (): OHC-(CH 2 -) o-2 CHO () in the presence of sodium cyanoborohydride (wherein, n represents an integer of 2 to 10) to react with a linear dialdehyde compound represented by the following formula (): OHC-(CH 2 -) o-1 NH-M 1 () (in the formula, M 1 -NH- represents a water-insoluble polysaccharide residue having an aminoalkyl group, n represents an integer from 2 to 10) to obtain an aldehyde-activated insoluble polymer,
This is then reacted with a physiologically active substance having an amino group in the presence of sodium cyanoborohydride to form the following formula (): X-NH-(CH 2 -) o NH-M 1 () ( (wherein, X-NH- represents a physiologically active substance residue having an amino group, and M 1 -NH- and n are the same as above) A method for producing an immobilized physiologically active substance. 2 A water-insoluble polysaccharide or polyvinyl alcohol resin having a hydroxyl group is reacted with epihalohydrin or bisoxirane, and then treated with ammonia to obtain the following formula (): M 2 −NH 2 () (wherein, M 2 is , [expression] or , m represents a water-insoluble polysaccharide residue or polyvinyl alcohol resin residue having a hydroxyl group,
P represents an integer of 2 to 8) In the presence of sodium cyanoborohydride, the aminated insoluble polymer represented by the following formula (): OHC-(CH 2 -) o-2 CHO () ( (wherein n represents an integer of 2 to 10) is reacted with a linear dialdehyde compound represented by the following formula (): OHC-(CH 2 -) o-1 NH-M 2 () ( (wherein M 2 -NH- represents the aminated insoluble polymer residue, n is the same as above) to obtain an aldehyde-activated insoluble polymer,
This is then reacted with a physiologically active substance having an amino group in the presence of sodium cyanoborohydride to form the following formula (): X-NH-(CH 2 -) o NH-M 2 () ( (In the formula, X-NH- represents a physiologically active substance residue having an amino group, and M 2 -NH- and n are the same as above.) A method for producing an immobilized physiologically active substance.
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