JPH04156943A

JPH04156943A - 発熱物質吸着剤

Info

Publication number: JPH04156943A
Application number: JP27642990A
Authority: JP
Inventors: Chuichi Hirayama; 平山　忠一; Hirotaka Ihara; 博隆伊原; Kohei Okawa; 大川　浩平; Shiro Fujikake; 藤掛　史朗; Kiyoshi Hidachi; 日達　清; Hitoshi Yamashita; 仁山下
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1992-05-29

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〕本発明は、注射、人工透析等により生体内に投与または
溶出混入された場合に発熱を誘発する物質、即ち発熱物
質（パイロジエン）の除去に有効な吸着剤に関する。さ
らに詳しくは、注射液、輸液、透析液等に混入している
発熱物質の吸着除去及び遺伝子組替え等の方法で得られ
る各種生理活性タンパク質、生理活性糖類などを含む系
からの発熱物質吸着除去剤に関するものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕現在発熱
物質として問題になっているのは、大腸菌等のダラム陰
性細菌の細胞壁由来のりポポリサッカライド（ＬＰＳ）
であることがわかっている。

発熱物質の除去に関しては種々の研究かなされており、
活性炭、イオン交換樹脂、各種分離膜による除去が試み
られているか未た実用の域には達していない。即ちこれ
らの吸着剤ではバイロンエンの選択性が低く、また吸着
除去量も満足のいく値は得られていない。さらに吸着剤
合成過程の不純物溶出の問題もあって実際に用いること
はできないのか現状である。

しかしながら最近、美濃部らによって、ヒスタミン等の
イミダゾール化合物や核酸塩基をデキストラン系のゲル
担体に結合させたもの（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ｃｈｒｏ
ｍａｔｏｇｒａｐｈｙ　２６２．　ｐ１９３−１９８１
９８３）あるいは、多孔質ポリアミノ酸に各種官能基を
導入して発熱物質を吸着除去する例がある（Ｐｏｌｙ■
Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ　Ｊｐｎ、、　３Ｂ、　（３）　７
０１　（１９８６））。

前者は担体自身か脆弱でかっ、共存有用タンパク質の回
収率が低く工業用規模での使用は困難と考えられる。

また、後者で開示されている吸着剤は多孔質体であり、
好ましい細孔径範囲は水溶性多糖類の分子量に換算して
１０”〜１０７であるとされているか、多孔質故に吸着
表面か大きく発熱物質の吸着率は高いかｐ、存する台用
物質の回収率は低いと考えられる。また、繊維状の吸着
剤の製造法か開示されており、それによれば、多孔質化
のための希釈剤を使用せす、無孔質と考えられるが球状
に比べ吸着剤重量あたりの表面積か大きく不利である。

この吸着剤は、注射液用蒸留水、あるいは無機塩類溶液
からなる透析液等からの発熱物質除去には使用可能であ
るが、組み替え遺伝ｒを用いた培養系等の特に高価な生
理活性蛋白、生理活性糖類を含む系からの選択的発熱物
質除去には不向きである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、従来より発熱物質の有する燐酸基かアミ
ノ基と相互作用すること、アミノ基のうちでも一級アミ
ノ基型のアニオン性物質との相互作用か最も弱く、発熱
物質に対する選択性か高いことを見いたした。

本発明者らは更に該アミノ基かポリアミノ酸残基の側鎖
末端に結合している場合、該アミノ基か少量存在するた
けて高濃度の発熱物質を吸着除去できること、また分子
量数千から数万の範囲にある各種生理活性タンパク質、
糖類が共存する系から選択的に発熱物質のみを除去する
場合、これらの生理活性物質の拡散できる細孔をなくし
吸着剤を球形にして表面積を最小にすることで高度な回
収率か得られること、吸着剤を構成するポリアミノ酸が
Ｌ体である場合、０体又はラセミ体である場合に比べで
ある種の生理活性タンパク質を含む系では該生理活性蛋
白の変性が少ないことを見いたし、この知見に基ずき本
発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、ポリアミノ酸塩基性誘導体よりなる球
状粒子て細孔径が水溶性多糖類の分子量に換算して１０
００未満て発熱物質以外の物質に対し実質的に無孔質で
あることを特徴とする発熱物質吸着剤を提供するもので
ある。

ポリアミノ酸はアミノ酸の重合体であって、−種類のア
ミノ酸の重合体のみならず、各種のアミノ酸、例えば、
すエン、ヒスチジン、アルギニン、グルタミン酸、アス
パラギン酸な七のアミノ酸の２種以上を任意に組合せた
アミノ酸の重合体であってもよい。

本発明におけるポリアミノ酸の例としてはＬ−グルタミ
ン酸、Ｌ−アスパラギン酸、Ｌ−ロイシン、Ｌ−アラニ
ン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−セリン、Ｌ−フェニル
クリエン、Ｌ−ブＤリン、Ｌ−リシン、Ｌ−ヒスチジン
、Ｌ−トリプトファン等の光学活性アミノ酸の誘導体を
含む１種または２種以上からなるポリマーてあり、その
構成に特に制限はない。またこれらの誘導体としてはＬ
−グルタミン酸、Ｌ−アスパラギン酸のメチルエステル
、エチルエステル、ヘンシルエステル等の疎水性エステ
ル、Ｌ−リシン、Ｌ−ヒスチジンのような塩基性アミノ
酸の誘導体、例えば、カルボエトキシ化合物、カルボベ
ンゾキシ化合物、Ｎ−アセチル化物等が挙げられる。

本発明におけるポリアミノ酸塩基性誘導体とは、塩基性
官能基を有するポリアミノ酸である。

塩基性官能基としては、例えば、１級、２級、３級又は
４級アミノ基かある。

また、塩基性官能基は好ましくはポリアミノ酸側鎖末端
に結合していてもよい。α−アミノ酸をもって例示すれ
ば、側鎖末端とは、次式の■ Ｒ（例えば炭素鎖である）が側鎖であり、その末端のこ
とを云う。

ポリアミノ酸球状粒子の製造方法は既に種々の方法が提
案されており例えば特開昭６２−１７２８号に開示され
ている方法等を用いることにより容易に調製できる。し
かしながらここで開示されている方法では主として多孔
質化した球状粒子を目的としているので本発明で用いら
れる無孔質ポリアミノ酸球状粒子の調製は同特許の方法
で多孔質化のための希釈剤を使用しないことで容易に調
製できる。

吸着剤か有する細孔とは吸着系に溶存する分子等が吸着
剤の粒子内部に拡散しうる孔であって、その評価方法は
水溶性多糖類標準物質によるＧＰＣから得られる校正曲
線から吸着剤内部に拡散てきる最大分子量を排除限界分
子量（Ｍｌｉｍ）として細孔径の指標としている。

希釈剤を使用しないで調製されるポリアミノ酸球状粒子
の細孔径は水溶性多糖類標準物質（デキストラン等）を
用いて評価すると１０００未満であり、数千から致方の
分子量を有する生理活性タンパク質、糖類に対しては実
質的に無孔質であることが判る。

ポリアミノ酸塩基性誘導体とは上で述べたポリアミノ酸
の側鎖に一級、二級、三級及び／または四級のアミンを
結合させたもので側鎖の１００％がこれらの塩基性官能
基を有している必要はなく、該ポリアミノ酸を構成する
アミノ酸残基のうち１　′％以上、好ましくは５％以上
有していれば良い。

また吸着系に存在する共存物質との吸着の選択性は４級
、３級、２級、１級の順で高くなり、４級アミンは塩基
性が強くイオン交換も起こるため好ましくない。

アミノ基をポリアミノ酸の側鎖に導入する方法は１）　　Ｌ−リジン、Ｌ−ヒスチジン、Ｌ−アルギニン
等の本来側鎖にアミノ基を有するアミノ酸またはその誘
導体を含むポリアミノ酸を合成する方法。この方法では
側鎖アミノ基を適当な保護基、例えばｔ−ブトキシカル
ボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、アセチル基等
で保護してからホスゲン等により該アミノ酸誘導体のＮ
−カルボキシ−α−アミノ酸無水物にしてから、単独ま
たは他のアミノ酸のＮ−カルボキシ−α−アミノ酸無水
物と共重合することで得られる。重合した後前述の方法
で無孔質球状化し更に側鎖アミノ基の保護基をトリフロ
ロ酢酸等の脱離試薬で外すことにより側鎖末端にアミノ
基を有する吸着剤を調製することが出来る。

２）　　Ｌ−グルタミン酸、Ｌ−アスパラギン酸または
これらの疎水性エステル等の誘導体を含むポリアミノ酸
に、多官能性アミンを結合させる方法、この方法では該
アミノ酸の側鎖カルボキシル基を疎水性エステル化等の
方法で保護してから１）と同様にＮ−カルボン酸無水物
を合成し、重合した後無孔質球状化して多官能性アミン
を反応させる。ここで用いられる多官能性アミンは、例
えばヒドラジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミン等の直鎖型ジアミン類、ヘキサメチレントリアミ
ン、ヘキサメチレンテトラミン等のポリアルキレンポリ
アミン等が１級アミノ基を導入するときに用いられる。

この他Ｎ−アルキル置換のエチレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、ポリアルキレンポリアミン等の試薬で
２級、３級のアミノ基を導入できる。またポリエチレン
イミンの様なポリマーを用いることもできる。

３）　１）と２）の方法を組み合わせる方法。

すなわち塩基性のアミノ酸誘導体と他のアミノ酸の共重
合体を無孔質球状化し更に塩基性アミノ酸残基以外のア
ミノ酸残基の側鎖に塩基性官能基を導入する方法である
。

〔作　用〕

本発明により、注射液、透析液、輸液、培養薬品等に含
まれる発熱物質の選択的吸着除去を行うことができる。

そのメカニスムは明かではないが、吸着剤の有するアミ
ノ基に発熱物質か吸着されるとその発熱物質に他の発熱
物質か凝集し安定な構造をとるために少量のアミノ基で
高濃度の発熱物質を吸着除去できるのではないかと考え
られる。

また共存する生理活性物質に対して実質的に無孔質球状
化することて、共存有用物質の回収率を高められる。

〔実施例〕

以下実施例にしたがって、本発明をさらに詳しく説明す
るが、本発明は、これら実施例に限られるものではない
。なお発熱物質の定量測定は生化学工業株式会社製エン
ドトキシン定量試薬キットによるリムルス発色テストに
よる定量を行った。

また各種生理活性物質の回収率は各々の濃度定量または
比活性測定を行った。

〔製造例１］Ｌ−クルタミン酸−γ−メチルエステル１４．３ｇをＴ
４Ｆ中に懸濁しホスケンを吹き込みながら攪拌する。約
３０分反応させた後、窒素カスを吹き込み０℃のヘキサ
ン中に滴下し１時間０℃で冷却する。析出した結晶を濾
過し、ヘキサンで洗浄し乾燥させる。この結晶１０ｇを
ジクロロエタン２００　ｍｌに溶解しトリエチルアミン
０．１ｇを添加して反応させる。この反応液を２．５％
部分ケシ化ポリビニルアルコール水溶液５００　ｍｌ中
に攪拌懸濁し５０℃に加温してジクロロエタンを完全に
蒸発させる。得られた粒子を分級し３７〜７４μｍの範
囲にある粒子６．３ｇを得た。この粒子をメタノール１
００　ｍｌ中に分散しエチレンジアミン１８ｇを加えて
６０℃で５時間反応させた。得られた粒子の一部をステ
ンレスカラムに充填しデキストラン標準分子量物質てＧ
ＰＣ評価を行うと排除限界分子量は１０００未満であっ
た。また導入されたアミノ基の量を塩酸と苛性ソーダの
逆滴定で定量すると０．８ｓｅｑ／ｇてあった。

〔製造例２〕製造例１てエチレンジアミンの代わりにヘキサメチレン
ジアミン２４ｇを加えた他は製造例１と全く同様な方法
で製造した。

得られた粒子の排除限界分子量は１０００未満てアミノ
基の量は０．５ｓｅｑ／ｇてあった。

〔製造例３〕側鎖アミノ基をｔ−ブトキシカルボニル基で保護したし
一リジン１６ｇをＴＨＦ中に分散しホスゲンガスを吹き
込み約２０分経過したところで窒素ガスを吹き込む。反
応液を０℃のヘキサン中に滴下し１時間０℃で冷却する
。析出した結晶を濾過し、ヘキサンで洗浄し乾燥させる
。

Ｌ−ロイシン２５ｇも同様にＴＨＦ中に分散しホスゲン
ガスを吹き込み約２５分経過したところで窒素ガスを吹
き込む。反応液を０℃のヘキサン中に滴下し１時間０℃
で冷却する。析出した結晶を濾過し、ヘキサンで洗浄し
乾燥させる。

各々得られた結晶１０ｇをジクロロエタン１００ｍ１に
溶解し混合する。そこへトリエチルアミン０．１ｇを添
加して反応させる。この反応液を２．５％部分ケン化ポ
リビニルアルコール水溶液５００　ｍｌ中に攪拌懸濁し
５０℃に加温してジクロロエタンを完全に蒸発させる。

得られた粒子を分級し３７〜７４μｍの範囲にある粒子
１４．８ｇを得た。この粒子をトリフロロ酢酸で処理し
てｔ−ブトキシカルボニル基を脱離させよく水洗した。

得られた粒子の排除限界分子量は１０００未満てアミノ
基の量は０．５ｍｅｑ／ｇであった。

〔製造例４〕Ｌ−グルタミン酸−γ〜メチルエステル１４．３ｇをＴ
ＨＦ中に懸濁しホスゲンを吹き込みながら攪拌する。約
３０分反応させた後、窒素ガスを吹き込み０℃のへキサ
ン中に滴下し１時間０℃で冷却する。析出した結晶を濾
過し、ヘキサンで洗浄し乾燥させる。一方側鎖アミノ基
をｔ−ブトキシカルボニル基で保護したし一リジン１６
ｇをＴＨＦ中に分散しホスゲンガスを吹き込み約２０分
経過したところで窒素ガスを吹き込む。反応液を０℃の
へキサン中に滴下し１時間０℃で冷却し析出した結晶を
濾過し、ヘキサンで洗浄し乾燥させる。

前者の反応で得られた結晶Ｌｏｇと後者の反応で得られ
た結晶３．５ｇをジクロロエタン２００ｍ！に溶解し混
合する。そこへトリエチルアミン０．１ｇを添加して４
時間反応させる。この反応液を２．５％部分ケン化ポリ
ビニルアルコール水溶液５００　ｍｌ中に攪拌懸濁し５
０℃に加温してジクロロエタンを完全に蒸発させる。得
られた粒子を分級し３７〜７４μｍの範囲にある粒子９
．７ｇを得た。この粒子をトリフロロ酢酸で処理してｔ
−ブトキシカルボニル基を脱離させよく水洗した後溶媒
をメタノールで置換した。

この粒子をメタノール１００ｍ１中に分散しエチレンジ
アミン８ｇを加えて６０℃で５時間反応させた。得られ
た粒子の排除限界分子量は１０００未満であった。また
導入されたアミノ基の量を塩酸と苛性ソーダの逆滴定で
定量すると１．１ｓｅｑ／ｇであった。

〔比較例〕

製造例１で多孔質化のための希釈剤としてラウリン酸メ
チル１０ｍ１を球状化の段階で加えた他は製造例１と全
く同様な方法で調製した。

得られた粒子の排除限界分子量は４００００で導入され
たアミノ基の量は０．８麿ｅＱ／ｇであった。

〔吸着剤の前処理〕

このようにして得られたビーズを３０ｓｖｏｌ／Ｉｓ、
燐酸緩衝液及び１■ｏ１／１、食塩水で洗浄し更にエン
ドトキシンフリーな蒸留水で塩類を完全に除去する。

〔実施例１〕製造例１から５で得られた吸着剤それぞれ１ｇを、ステ
ンレスカラム（内径４．５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）に充
填し１ｓｏｌ／＃、食塩水１５０ｍ１を０．５ｍｌ／ｓ
ｉｎで通液したのち発熱物質の含まれない蒸留水で完全
に食塩を洗浄する。その後大腸菌由来のエンドトキシン
（生化学工業■製ＬＰＳコントロール　ＥＳｃｏ　ｌ　
ｉ　　０５５−Ｂ５）ｌｎｇ／ｍｌに調製した蒸留水２
５０　ｍｌを、流速０゜５ｍｌ／ｓｉｎで通液しカラム
出口より補集した蒸留水中に含まれるエンドトキシンを
定量した。

吸着剤処理水中エンドトキシン吸着剤製造例１　　　　　１．５ｇｇ／ｍｌ吸着剤製造
例２　　　　　５．４ｇｇ／ｍｌ吸着剤製造例３　　　
　　２．８ｇｇ／ｍｌ吸着剤製造例４６．３ｇｇ／ｍｌ吸着剤比較例　　　　１．３ｇｇ／ｍｌ〔実施例２〕Ｌ−イソロイシン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−リジン、Ｌ−メ
チオニン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−スレオニン、Ｌ
−バリン、Ｌ−トリプトファンそれぞれ０．１ｇ／Ｉを
含む蒸留水を大腸菌由来のエンドトキシン（生化学工業
■製ＬＰＳコントロール　Ｅ、Ｃｏ　ｌ　ｉ　　０５５
−Ｂ５）でｌｏｇ／ｍｌに調製した溶液１００ｍ１中に
、製造例１及び２で得られた吸着剤それぞれ１ｇを、分
散し攪拌しながら室温で８時間吸着させる。

吸着処理した上澄み液のエンドトキシン濃度及びアミノ
酸濃度を測定してエンドトキシン吸着率及びアミノ酸の
回収率を算出した。アミノ酸分析は、日本分光株式会社
製アミノ酸分析装置を用いた。

製造例１　製造例２　製造例３　製造例４　比較例エン
ドトキシン吸着率　９９．５％　　９９．３％　　９Ｂ
、２％　　９４．４％　　９９．７％アミノ酸回収率Ｌ−イソロイシン　　　９４．４％　　９６．２％　　
９３．６％　　９１．８％　　８９．８％Ｌ−ロイシン
　　　　　９５．５％　　９６．１％　　９４．８％　
　９２．２％　　８６．１％Ｌ−リジン　　　　　　９
１．３％　　９３．９％　　９２．５％　　９３．１％
　　８０．８％Ｌ−メチオニン　　　　９３．７％　　
９５．７％　　９５．０％　　９５．８％　　８３．７
％Ｌ−フェニルアラニン　９２．９％　　９４．１％　
　９５．８％　　９３．０％　　８９．２％Ｌ−スレオ
ニン　　　　９２．６％　　９４．９％　　９６．１％
　　９２．１％　　８４．４％Ｌ−バリン　　　　　９
５６０％　　９３．４％　　９３．３％　　９５．７％
　　８６．８％Ｌ−）リブトファン　　９Ｂ、３％　　
９４．３％　　９４．５％　　９２．８％　　８８．１
％〔実施例３〕製造例１から４及び比較例で得られた吸着剤それぞれ１
ｇを、ステンレスカラム（内径４．５−■、長さ１５０
園園）に充填し１■ｏｆ／Ｎ、食塩水１５０ｍ１を０．
５ｍｌ／ｓｉｎで通液したのち発熱物質の含まれない蒸
留水で完全に食塩を洗浄する。その後エンドトキシンフ
リーの燐酸緩衝液（ＰＨ−７）を通液して吸着剤を平衡
化した。この吸着カラムに流速０．５ｍｌ／＋ｇｉｎて
　１）アルブミン溶液（５０讃ｇ／ｍｌ）　　２）チト
クロームＣ溶液（１０■／ｍｌ）３）Ｍ社開発中の生理
活性タンパク質溶液（１，４ｕ　ｇ　／ｍｌ）を各々１
　ｍ１通液し続いて５ｍｌの緩衝液を通液してカラムよ
り流出した６　ｍｌのサンプル中のエンドトキシン濃度
及びタンパク質の定量を行った。

テスト　１）製造例１　製造例２　製造例３　製造例４　比較例エン
ドトキシン吸着率　９５．５％　　９０．３％　　９４
．２％　　９３４％　　９９．９％アルブミン回収率　
　　９０．２％　　９２．８％　　９０．４％　　９１
，５％　　７８．８％テスト　２）製造例１　製造例２　製造例３　製造例４　比較例エン
ｈ’ト’ｔ−シ＞吸着率　８９．３％　　　９０．１１
　　９３Ｊ％　　　９３．０％　　　９５．８％チトク
ロームＣ回収率　９３．９％　　９３．８％　　９２．
４％　　９１９％　　７６．１％テスト　３）製造例１　製造例２　製造例３　製造例４　比較例エン
ドトキシン吸着率　９１６％　　９２３％　　９２．２
％　　９６４％　　９３９％Ｍ社品回収率　　９００％
　９１．１％　９１．４％　９２．９％　５８４％〔発
明の効果〕本発明の発熱物質吸着剤は、（１）発熱物質以外の塩類
、アミノ酸、有用タンパク質を吸着することなく選択性
か高い、（２）発熱物質の吸着量及び吸着速度が大きい
、（３）吸着剤は生体を構成する物質、例えば、生理活
性タンパク質など、の変性を起さないなどの優れた効果
を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】１、ポリアミノ酸塩基性誘導体よりなる球状粒子で細孔
径が水溶性多糖類の分子量に換算して１０００未満で発
熱物質以外の物質に対し実質的に無孔質であることを特
徴とする発熱物質吸着剤。２、ポリアミノ酸を構成するアミノ酸がグルタミン酸、
アスパラギン酸、リジン、ヒスチジンおよび／またはそ
の誘導体のうちの少なくとも１種以上を含むことを特徴
とする請求の範囲第１項記載の発熱物質吸着剤。３、ポリアミノ酸が光学活性であることを特徴とする請
求の範囲第２項記載の発熱物質吸着剤。４、ポリアミノ酸塩基性誘導体の塩基性官能基が一級、
二級、三級及び／または四級のアミンであることを特徴
とする請求の範囲第３項記載の発熱物質吸着剤。５、塩基性官能基がポリアミノ酸側鎖末端に結合してい
ることを特徴とする請求の範囲第４項記載の発熱物質吸
着剤。