JPH0375158B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は生理活性物質の固定化体に関するもの
であり、更に詳細には固定化担体として金属アル
ミニウム及びその合金基体の特殊な陽極酸化皮膜
を使用した生理活性物質の固定化体に関する。 酵素、補酵素、酵素阻害剤、抗原、抗体、ホル
モンなどの生理活性物質は、近年食品、医薬品分
野において増々重要なものになりつつあり、酵
素、補酵素などは、化学反応触媒として使用さ
れ、又、抗原、抗体、ホルモンなどは、酵素など
の活性物質の分離精製用の吸着あるいは検出用と
して使用されてきている。 そこで、これらの生理活性物質を有効的に利用
すべく生理活性物質の固定化について種々研究が
行なわれきている。 従来、生理活性物質の固定化方法としては、(1)
担体結合法、(2)架橋法、(3)包活法などがあるが、
架橋法、包活法は比較的激しい条件下で酵素を固
定化させるため、酵素、抗体、抗原などの場合、
活性低下し易く、生理活性の高い固定化体が得ら
れない場合が多かつた。特に包活法では、酵素、
酵素阻害剤、ホルモンなどの比較的低分子の生理
活性物質は、完全に固定化されず、経時的に固定
化担体から離脱し易い傾向にある。 又、担体結合法は、生理活性物質を固定化担体
に結合させる方法によつて、共有結合法、イオン
結合法、物理的吸着法に分けられるが、共有結合
法は架橋法、包活法と同じく比較的激しい条件下
で、生理活性物質を固定化させるため、生理活性
の高い固定化体が得られない場合が多い。更にイ
オン結合法、物理的吸着法は、比較的温和な条件
下で生理活性物質を固定化するため、活性の高い
固定化体が得られるが、生理活性物質と固定化担
体との結合力が弱いため、生理活性物質が離脱し
て経時的に活性が低下するという問題があり、特
にイオン結合法は、固定化担体として、高価なイ
オン交換体を使用しなければならなかつた。 そこで、本発明者は、産業上有用な生理活性物
質を固定化させる方法として、基本的には物理的
吸着法を使用し、経時的な活性低下を極力防止
し、かつ、安価な固定化担体を種々検討の結果、
遂に本発明を完成したものである。 即ち、本発明は、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金基体上に形成した陽極酸化皮膜が、基体
表面のバリア層と、該バリア層上のポーラス層
と、該ポーラス層上の針状組織層を有すると共
に、ポーラス層における孔が針状組織層の孔を通
じて外部と連通してなるアルミニウムまたはアル
ミニウム合金基体に生理活性物質を固定せしめた
生理活性物質の固定化体を要旨とするものであ
る。 本発明で固定化担体として使用するアルミニウ
ム及びその合金基体の陽極酸化皮膜は表面より順
にバリヤ層、ポーラス層、針状組織層の３層が形
成されており、この針状組織層はその表面が凹凸
状を有していることによつてクロ的な孔が形成さ
れていると共に、この層全体に及んで外部と連通
せる無数のミクロ的な孔が縦横無尽に複雑に入り
組んで形成されているという従来には見られなか
つた新規な構造が表面されているため、これによ
つて毛管性、浸透性が良好となり、吸着活性も著
しく向上できるものと思われるが、更にひとつの
これらの要因として考えられることは、針状組織
層におけるミクロ的な無数の孔がその下部層であ
るポーラス層におけるミクロ的な孔と連通してお
り、酸化皮膜の奥深くにまでわたつて孔が形成さ
れているため、結果的に本発明による酸化皮膜の
比表面積は著しく増大し（約倍以上）、もつて毛
管性、浸透性が良好となり優れた吸着活性が得ら
れ、生理活性物質を吸着し易いこと、又、生理活
性物質は、ペプチド性両性イオン物質であるた
め、陽極酸化皮膜とイオン結合を生じ易いとも考
えられ、これらの要因が相乗的に働き、生理活性
物質の陽極酸化皮膜よりの離脱を防止し、経時的
な活性低下を起こり離くするものと推考される。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明の固定化担体として使用する特殊な陽極
酸皮膜を有するアルミニウムまたはアルミニウム
合金基体を得るに際しては、アルミニウムまたは
アルミニウム合金基体表面に多孔質陽極酸化皮膜
を形成し得る20℃〜60℃の溶液中で、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金基体と前記溶液との間
で放電が発生しない5A／ｄm²〜60A／ｄm²の高
電流密度によりアルミニウムまたはアルミニウム
合金基体を陽極酸化すれば良い。即ち、陽極酸化
処理の初期段階において、先ずアルミニウムまた
はアルミニウム合金基体の表面にバリア層（非晶
質の緻密なアルミナであり、基材の腐食防止機能
を有する）が形成され、次に陽極酸化処理を続け
ることにより、バリア層の表面が成長しポーラス
層が形成され、更に高電流密度の条件下による陽
極酸化処理によりポーラス層の表面に針状組織層
が形成される。尚、本発明に使用されるアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金基体表面に多孔質陽
極酸化皮膜を形成し得る溶液としては、硫酸、ク
ロム酸、リン酸、シユウ酸等による酸性液、水酸
化ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウ
ム等によるアルカリ性液が挙げられるが、これら
の濃度は通常行なわれている陽極酸化の際の溶液
濃度よりも1.5〜５倍程度に調整しておくことが
酸化皮膜生成の点から特に好ましい。また電源波
形としては直流、交流、パルス、不完全整流など
が使用できる。 これらの処理により得られた新規な構造を有す
る陽極酸化皮膜が使用でき、固定化担体としての
形状も板状、メツシユ状、棒状、粒状など任意の
形状のものが使用できる。 次に生理活性物質を固定化担体に物理的に吸着
させる方法について、簡単に述べると固定化させ
る生理活性物質をその安定なPH域にある塩溶液あ
るいは緩衝液に溶解させ、この溶液に固定化担体
を浸漬、撹拌させることにより、固定化担体に生
理活性物質を物理的に吸着させることができる。
吸着させる際の温度としては、生理活性物質の安
定な温度域であればよく、又、撹拌時間は、生理
活性物質の陽極酸化皮膜への吸着状態を溶液中の
活性量や蛋白量を測定しながら適宜調節する。 通常は、温度５℃、２〜24時間の撹拌で固定化
は完了する。 以下、実施例に従い本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 30×100×0.5（mm）のアルミニウム板（A1070
−Ｐ−1/2Ｈ、純度97％）を10％、70℃の水酸化
ナトリウム水溶液に10秒浸漬し、水洗後30％硝酸
水溶液に浸漬し中和後、水洗し前処理を施す。こ
れを温度35℃、濃度250ｇ／の硫酸溶液に浸漬
して電流密度15A／ｄm²、時間30分の条件下で陽
極酸化を行なう。このようにして得られた酸化皮
膜における針状組織層、ポーラス層、バリヤ層の
厚さはそれぞれ31μｍ、55μｍ、280〜300Åであ
り、針状組織層においては前述せるマクロ的な孔
およびミクロ的な孔、ポーラス層においてはミク
ロ的な孔が断面においてそれぞれ確認された。 このようにして得られた酸化皮膜を有するアル
ミニウムまたはアルミニウム合金基体を固定化担
体とした。 次にRhizopusniveusのグルコアミラーゼ（生
化学工業(株)製）８mgを50mM酢酸−酢酸ナトリウ
ム緩衝液（PH4.5）100mlに溶解させ、この溶液に
上記固定化担体を４℃にて8Hr浸漬撹拌し、この
固定化担体を50mlの50mM酢酸−酢酸ナトリウム
緩衝液（PH4.5）で２回洗浄し、グルコアミラー
ゼ固定化体を得た。次に１％となる様にマルトー
ス（Grade3H生化学工業(株)製）を50mM酢酸−
酢酸ナトリウム溶液（PH4.5）に溶解し、基質溶
液とした。この基質溶液100mlにグルコアミラー
ゼ固定化体を浸漬し、30℃で30分間反応させた。
生成するグルコースをグルコースオキシターゼ−
ペルオキシターゼ−Ｏ−ジアニシジン法により定
量することにより酵素活性を測定した。上記操作
を１日１回６日間連続して上記と同様に酵素活性
を求め、更に経時的な残存酵素活性（％）を求め
たところ表−１のようになつた。

【表】 以上の様に６日後でも残存酵素活性は95％以上
であり、経時的な活性低下が防止されている。 本発明の生理活性物質の固定化体は、生理活性
物質の活性が高く、かつ、経時的な活性の低下が
少なく、産業上極めて有用なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウムまたはアルミニウム合金基体上
   に形成した陽極酸化皮膜が、基体表面のバリア層
   と、該バリア層上のポーラス層と、該ポーラス層
   上の針状組織層を有すると共に、ポーラス層にお
   ける孔が針状組織層の孔を通じて外部と連通して
   なるアルミニウムまたはアルミニウム合金基体に
   生理活性物質を固定せしめた生理活性物質の固定
   化体。