JPH04207191A - 菌体内成分の抽出方法及びその装置 - Google Patents

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、培養した菌体内に含まれる目的物質を溶剤中
に抽出し、溶剤と菌体とを分離する菌体内成分の抽出方
法及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

近年のバイオテクノロジの発展に伴い、菌体や更には動
物細胞などを用いた医薬品などの生産が増加している。

これろの生産過程において、目的とする物質が菌体内に
生産されることも多い。このような場合に菌体内から目
的物質を回収する手段として、菌体を溶剤中に分散させ
て目的物質を溶剤中に回収する方法がしばしば用いられ
る。

菌体内から目的物質の抽出は通常、第４図に示すような
プロセスで行われている。まず、目的物質を蓄積した菌
体が懸濁した状態の培養液を培養槽１から取り出し、貯
槽２に蓄える。次に、フィルタプレス３などで圧搾ろ過
し、菌体と培養液を分離する。次に、混合槽４において
菌体と溶剤を混合してスラリー状にし、抽出槽５に送る
。抽出槽５ではスラリー〇攪拌を行い目的物質を溶剤中
に抽出する。更に抽出を終えたスラリーを遠心分離機６
に送り菌体と溶剤を分離している。その後、クロマト分
離器７により溶剤中がち目的物質を分離してし）る。

丁発明が解決しようとする課題： しかし、かかるプロセスでは次のような欠点がある。ま
ず第１は、培養液の貯槽２かろ遠心分離機６まて５つの
機器を経るため、機器や配管中に目的物質が残留し、そ
の収率が８０〜９０％に留まることである。第２は、機
器が多いため設備費が高価になるだけでなく、広し）設
置面積が必要となることである。第３は、機器の洗浄や
フィルタプレス時に添加するろ過助剤などに要する維持
費が高価なことである。また、第４は、菌体に付着した
培地成分が夾雑物として溶剤中に混入し、抽出後の精製
を困難にする原因になることである。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、抽出プ
ロセスの収率を高くし、設備費及び維持費を低減し、更
には溶剤中の夾雑物を減らし精製プロセスの負荷を少な
くすることができる菌体内成分の抽出方法及びその装置
を提供することにある。

二課題を解決するための手段二 上記した目的を達成するたｔに、本発明は抽出槽の上部
側に攪拌機と抽出装置の底部側に回転軸と回転軸内の中
空部に連通ずるように装着したろ過板を設置した装置の
みを用・、ハて前記の抽出プロセスを行えるようにした
ものである。

二作用〕 本発明による抽出操作は、初めに抽出装置内に投入した
培養液中の液体のみをろ過板を回転させながら加圧また
は減圧ろ過して系外に取り出し、次に抽出装置に純水を
投入してろ過板を回転させなから゛ろ過して菌体に付着
した液体を除去し、さらに溶剤を投入して菌体内に含ま
れる溶質を溶剤中に溶解させ、最後にろ過板を回転させ
ながら溶剤をろ過する。ついで抽出装置から取り出した
溶剤から目的物質を分離する。

〔実施例〕

第１図は本発明の菌体内成分の抽出方法を概略的に示す
工程図、第２図は本発明による抽出装置の一実施例を示
す断面図、第３図は第２図の要部拡大図である。

本発明の菌体内成分の抽出方法は、第１図に示すように
培養槽１とクロマト分離器７の構成は従来と同様であり
、抽出装置８は従来の貯槽２〜遠心分離機６に相当する
機能を１つの装置内に内蔵して５）る。

したがって、本発明の菌体内成分の抽出方法においては
、抽出装置８で培養液中の液体をろ過し、溶剤中に菌体
内の目的物質を溶解させ、溶剤をろ過して菌体を分離す
るようになっている。

このような機能を有する抽出装置を第２図及び第３図に
より更に詳細に説胡する。

第２図において、抽出槽である加圧容器１０の上部には
モータ１１が設置され、このモータ１１の回転軸１２は
加圧容器１０の中心部に垂直方向に配置されている。回
転軸１２には軸方向に対して所定の間隔で回転軸１２の
半径方向に延設された３段の回転翼１３１〜１３ｃが設
置されている。

加圧容器１０の底部側には、水平方向に設置され、軸方
向に中空部が形成された回転軸１４が設置され、モータ
１５によって駆動されるようになっている。回転軸１４
の外周面には回転軸１４より半径方向に延設された複数
枚の多孔体からなるろ過板１６が回転軸１４の軸方向に
対して所定の間隔で配置されている。また、加圧容器１
０の上部には培養液を注入するための注入口１７が設け
られると共に加圧容器１０の底部には排出口１８が設け
られている。

第３図は回転軸１４及びろ週休１６を詳細に示すもので
、回転軸１４は軸方向に形成された中空部１４ａを有し
、この中空部１４ａより半径方向に延設され、回転軸１
４の外部に通じる通路１４ｂを備えている。それぞれの
通路１４ｂに連通ずるように環状のろ週休１６が配置さ
れ、これらのろ週休１６の環状内部側はリング１９が挟
持され、これらのリング１９とろ週休１６との間はＯリ
ング２０によりシールされている。

ろ過板１６は、菌体が漏出しないようにするため、孔径
１・０μｍ以下の多孔質の板が使用される。為過板１６
の材質としては、金属やセラミックス、プラスチックな
どがよいが、孔径１，０μｍ以上の多孔質板上に孔径１
０μｍ以下の分離膜を貼り付るようにしてもよ５）。

次に上記のように構成される抽出槽を備えた菌体内成分
の抽出装置の作用について説明する。

まず、目的物質を蓄積した菌体を含む培養液が培養槽１
から取り出され、注入口１７から加圧容器１０に注入さ
れる。次に注入口１７から圧縮空気等の加圧ガスが送ろ
れ、加圧容器１０の内部は０．５〜３ｋｇ／ｃｊに加圧
され、この状態でモータ１１を介して回転軸１２が回転
する。

この操作によって、培養液はろ過板１６を介してろ過さ
れ、通路１４ｂ及び中空部１４ａを経て加圧容器１０の
外部に取り出される。この場合、回転軸１４は、モータ
１５を介して回転しており、回転軸１４に同期して回転
するろ過板１６により、ろ過板１６の表面への菌体の付
着が効率的に防止され、高いろ過量が維持される。この
操作により液面をろ過板１６の上部付近まで低下させる
。−方、菌体はろ過板１６を通過できないため、加圧容
器１０内に留められる。

次に加圧容器１０内部のガスは注入口１７から抜き出さ
れて加圧容器１０内は大気圧に戻され、注入口１７から
加圧容器１０内に純水が注入される。この後、注入口１
７かろ圧縮空気等の加圧ガスが送ろれ、加圧容器１０内
は０．５〜３ｋｇ／ｃｔｌに加圧され、この状態でろ過
が行われる。この操作によって、加圧容器１０内に残存
する培地成分はろ過板１６を介してろ過され、通路１４
ｂ及び中空部１４ａを経て加圧容器１０の外部に取り８
される。この結果、抽出後の精製プロセスにおける培地
成分が残留することがなく、クロマト分離による精製操
作が容易となる。

次に、加圧容器１０内部のガスが注入口１７から抜き出
されて加圧容器１０内は大気圧に戻され、注入口１７か
ら溶剤が注入される。この溶剤としては、加圧容器１０
内に残留する純水を考慮すると、水溶性の溶剤が好まし
く、例えば、アセトン、メタノール等が好適である。

加圧容器１０に対する溶剤の注入後、回転軸１２及び回
転軸１４が回転し、加圧容器１０内は所定時間撹拌され
る。この操作によって、菌体内の目的物質は溶剤中に溶
解される。

次に、注入口１７から加圧容器１０内に圧縮空気等の加
圧ガスが注入され、加圧容器１０の内部は、０．５〜３
　ｋ　ｇ　／　ｃａｔに加圧される。この操作によって
、目的物質を溶解した溶剤は、ろ過板１６を介してろ過
され、通路１４ｂ及び中空８１４ａを経て加圧容器１０
の外部に取り出される。

液面がろ過板１６の上部付近まで低下したとき、さらに
注入口１７から加圧容器１０内に溶剤が注入され、残留
する目的物質を溶解した溶剤がろ過板１６を介してろ過
され、通路１４ｂ及び中空部１４ａを経て加圧容器１０
の外部に取り出される。

この操作によって、目的物質は溶剤と共に加圧容器１０
から取り出され、精製プロセスに送られる。

一方、抽残物となった菌体は、ろ過板１６を通過できな
いので、加圧容器１０内に留められる。

最後に、回転軸１２及び回転軸１４の回転が停止し、注
入口１７から加圧ガスが送られ、加圧容器１０内に残留
する菌体は排出口１８から取り出され、抽出操作が終了
する。

このように、抽出槽である加圧容器ｌＯ内で全ての抽出
操作が完了する。加圧容器１０から取り出され、溶剤中
に溶解した目的物質は、従来同様にクロマト分離器７に
よる操作により溶剤と分離される。

上記した実施例による抽出プロセスでは、従来のプロセ
スによる収率が８０〜９０％であるのに対し、９８％程
度に高くすることができる。

なお、前記実施例では、加圧容器１０内をろ過する方法
として、加圧容器１０内を加圧にする方法を用いたが、
容器を加圧せず、ろ過板１６を装着した回転軸１４の中
空部１４ａを減圧してろ過してもよい。

また、培地成分を容器内から取り出す方法として、前記
した実施例におけるバッチ処理の代わりに加圧した純水
を連続的に容器内に注入し、培地成分を連続的に取り出
すようにしてもよい。

また、前記実施例では、菌体内の目的物質を抽出する方
法として、溶剤を注入した後、容器内を攪拌し抽出を行
い、溶剤をろ過するようにしたが、容器内を攪拌しなが
ら、加圧した溶剤を連続的に容器内に注入し、同時に注
入量に相当する溶剤をろ過するようにしてもよい。この
実施例によれば、連続的に抽出操作を行えるため、抽出
効率を高くできる。

〔発明の効果二 本発明によれば、上部に攪拌設備と底部にろ過板を設置
した装置のみを用いて全ての抽出操作を行うことができ
、抽出プロセスの収率を高くてきるだけでなく、設備費
及び維持費も低減され、更には溶剤中の夾雑物を減らし
精製プロセスの負荷を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の菌体内成分の抽出方法を概略的に示す
工程図、第２図は本発明による抽出装置の一実施例を示
す断面図、第３図は第２図の要部拡大図、第４図は従来
の菌体内成分の抽出方法を概略的に示す工程図である。 １・・・・・・培養槽、７・・・・・クロマト分離器、
８・・　・抽出装置、１０・・・・・加圧容器、１１・
・・・・・モータ、１２・・・・回転軸、１３ａ〜１３
ｃ・・・・・・撹拌翼、１４・・・・・・回転軸、１４
ａ・・・・・中空部、１４ｂ・・・・・通路、１５・・
・・・・モータ、１６・・・・・・ろ過板、１７・・・
・・・注入口、１８・・・・・排出口、１９・・・・・
・リング、２０・・・・・・Ｏリング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）培養液を抽出装置に供給し、該抽出装置内で培養
   液中の液体をろ過して装置外に取り出した後、抽出装置
   内に純水を投入して抽出装置内の残存する物質を抽出装
   置外に排出し、次いで抽出装置内に溶剤を投入して菌体
   内に含まれる目的物質を前記溶剤に溶解させた後、溶剤
   をろ過して前記抽出装置から取り出した後、目的物質を
   溶剤から分離することを特徴とする菌体内成分の抽出方
   法。
2. （２）培養液中の菌体内に含まれる目的物質を溶剤中に
   溶解し、回収する菌体内成分の抽出装置において、槽内
   の上部側に撹拌機を設け、槽内の底部側に軸方向に形成
   された中空部を有する回転軸と該回転輪の中空部に連通
   するように前記回転軸に装着された多孔体からなるろ過
   板とを設けた抽出装置を備えたことを特徴とする菌体内
   成分の抽出装置。