JPH04265136A - 選択吸着性多孔膜とその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、製薬工業において、
有用な特定の蛋白質成分を選択的に吸着し、その後溶離
精製するのに好適な選択吸着性多孔膜とその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、製薬工業において特定の蛋白
質を吸着精製除去するには、アフィニティクロマトグラ
フと呼ばれる、リガンド基を有する細かい親水性ビーズ
が使用されてきた。それらのアフィニティクロマトグラ
フビーズは、一般に、ビーズに化学的に付加されたリガ
ンドと特異的に反応する蛋白質をリガンドに吸着させ、
そののち溶離することによって分離精製するものである
。リガンドとしては、トリプトファン、またはフェニル
アラニン等の疎水性アミノ酸に由来するものなどが知ら
れている。

【０００３】このビーズは細かいため、工業的に使用す
る場合には数十ｋｇ／ｃｍ２　の差圧をかけても吸着速
度が非常に遅く、しかも機械的に弱いため高速化出来ず
、ホールドアップ量も多く、極めて高コストの処理方法
となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、高処理速
度で、かつ低コストで特定蛋白質を精製することのでき
る多孔膜、およびその製造方法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、ポリオレフ
ィン、オレフィンとハロゲン化オレフィンの共重合体、
またはポリフッ化ビニリデンからなる多孔性の基材膜の
膜表面および孔表面に、多孔膜１グラム当り０．１ミリ
当量以上の中性ヒドロキシル基と、０．１ミリ当量以上
の前記化１式で表わされる官能基（Ｉ）または化２式で
表わされる官能基（ＩＩ）を有する側鎖が化学的に結合
されている、平均孔径０．０１μｍ〜５μｍ、空孔率２
０〜９０％である選択吸着性多孔膜に関する。

【０００６】さらに、この選択吸着性多孔膜は、例えば
、ポリオレフィン、オレフィンとハロゲン化オレフィン
の共重合体、またはポリフッ化ビニリデンからなる多孔
性の基材膜に、電離性放射線を照射したのち、グリシジ
ルメタクリレートまたはグリシジルアクリレートをグラ
フトさせ、その後フェニルアラニンまたはトリプトファ
ンを反応させ、さらに硫酸中で処理することによって製
造される。

【０００７】この発明に用いられる多孔性の基材膜の材
質は、ポリオレフィン、オレフィンとハロゲン化オレフ
ィンとの共重合体、またはポリフッ化ビニリデンから構
成されていることが必要である。これは基材膜の機械的
性質の保持のために必要である。ポリオレフィン、オレ
フィンとハロゲン化オレフィンとの共重合体としては、
具体例には、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブチレンなどのオレフィンの単独重合体またはそれら
２種以上の重合体混合物；エチレン、プロピレン、ブテ
ン、ペンテン、ヘキセンなどのオレフィンの２種以上の
共重合体；および前記オレフィンの１種または２種以上
とテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレ
ンなどのハロゲン化オレフィンとの共重合体などがあげ
られる。

【０００８】基材膜の孔は、種々の成形加工手段によっ
て得ることができる。延伸法や、電子線照射後に化学処
理するいわゆるエッチング法などにより得られる直孔貫
通型の孔よりも、たとえば特公昭４０−９５７号公報、
特公昭４７−１７４６０号公報および特公昭５９−３７
２９２号公報に示されたミクロ相分離法や混合抽出法な
どにより形成される三次元網目構造からなる孔が好まし
い。

【０００９】基材膜の形状、大きさは、目的とする選択
吸着性多孔膜の要求にあわせて、平膜状、チューブ状、
中空糸膜状のなかから適当なものが選ばれるが、この発
明の目的には、内径０．０５〜１０ｍｍ、厚さ０．０５
〜５ｍｍの形状を有する中空糸状のものが好ましい。こ
の発明の選択性多孔膜は、基材膜の膜の表面および孔の
表面に、中性ヒドロキシル基と、官能基（Ｉ）または官
能基（ＩＩ）を有する側鎖が化学的に結合されている多
孔膜である。ここで「膜の表面および孔の表面」とは、
膜の表面と膜内部の孔の表面のことをいう。

【００１０】中性ヒドロキシル基、および官能基（Ｉ）
または官能基（ＩＩ）は、多孔膜１グラム当りそれぞれ
０．１ミリ当量以上でなければねらいとする機能が充分
に発揮されない。好ましくは、多孔膜１グラム当り０．
１〜１０ミリ当量の範囲から選ばれる。官能基の側鎖中
に占める割合も重要である。この多孔膜中の官能基の割
合は、膜のかなりマクロ的な重量を基準にした値で、た
とえば膜表面の一部または膜内部の一部だけを対象とし
たものではない。多孔膜において基材膜のすぐれた機械
的性質を保持させるには、できるだけ孔の表面に、より
優先的に官能基を有する側鎖を付加させる方が有利であ
る。したがって、この発明でいう官能基の結合量は膜の
全体的にわたって平均加味された値であって、ごく微視
的な観点での結合率を意味していない。

【００１１】官能基（Ｉ）または官能基（ＩＩ）の結合
量は、基材膜に付加させ、充分に溶剤等で洗浄したのち
の膜重量と、付加前の膜の重量の差から測定した。この
発明の選択吸着性多孔膜の平均孔径は、０．０１μｍ〜
５μｍの範囲から選ばれる。吸着速度と液の透過速度の
点から、さらに０．０５μｍ〜５μｍの範囲が好ましい
。ここで平均孔径はＡＳＴＭ　　Ｆ　　３１６−７０に
記載されている方法によって測定される。

【００１２】空孔率は透過速度、機械的性質の点から２
０％〜９０％の範囲から選ばれるが、４０〜９０％の範
囲がさらに好ましい。ここで空孔率は、あらかじめ多孔
膜を水等の液体に浸漬した重量と、乾燥後の重量の差か
ら計算される。また、中性ヒドロキシル基の定量は、膜
をピリジン溶媒中で無水酢酸と反応させ、消費した無水
酢酸の量または膜の重量増加量から求められる。

【００１３】この発明の選択吸着性多孔膜は、たとえば
次の方法によって製造することができる。まず、ポリオ
レフィン、オレフィンとハロゲン化オレフィンとの共重
合体、またはポリフッ化ビニリデンからなる多孔性基材
膜に、電子線またはγ線等を、真空中または不活性ガス
中で必要に応じ低温下で照射したのち、基材膜にグリシ
ジルメタクリレートまたはグリシジルアクリレートを好
ましくは気相でグラフトさせ、基材膜の膜の表面および
孔の表面にポリ−グリシジルメタクリレートまたはポリ
−グリシジルアクリレートを結合させる。

【００１４】つぎにフェニルアラニンまたはトリプトフ
ァンを０．１モル濃度程度の苛性ソーダに溶解し、ｐＨ
を調整したのち８０℃程度の高温で反応させる。このの
ち１モル濃度硫酸中に入れ、残存エポキシ量をジオール
基に変換する。以下、実施例によってこの発明をさらに
詳細に説明する。

【００１５】

【実施例】基材膜製造例 微粉珪酸（ニプシルＶＮ３ＬＰ）２２．１重量部、ジオ
クチルフタレート（ＤＯＰ）５５．４重量部、ポリエチ
レン樹脂粉末〔旭化成　　ＳＨ−８００　　グレード〕
２２．５重量部の組成物を予備混合した後、３０ミリ２
軸押出し機内で内径３．０ｍｍ、厚み２．０ｍｍの中空
糸状に押出した後、１，１，１−トリクロルエタン（ク
ロロセンＶＧ（商品名）〕中に６０分間浸漬し、ＤＯＰ
を抽出した。さらに温度６０℃の苛性ソーダ４０％水溶
液中に約２０分間浸漬して微粉珪酸を抽出した後、水洗
、乾燥することにより，多孔性の基材膜を得た。

【００１６】実施例 基材膜製造例で得た基材膜に、電子加速器（加圧電圧１
．５Ｍｅｖ、電子線電流１ｍＡ）を用いて窒素雰囲気下
で電子線を２０Ｍｒａｄ照射した後、気相中でグリシジ
ルメタクリレートをグラフトした。ここでポリグリシジ
ルメタクリレートグラフト多孔膜の一部を取り出し、そ
のグラフト率（重量増加率）を測定したところ、１２０
％であった。

【００１７】つぎに、フェニルアラニンを０．１モル苛
性ソーダ水溶液に溶解し、ｐＨを１３に調整したのち、
前記グラフト多孔膜に８０℃で反応させた。反応後、１
モル硫酸中で室温で１０時間反応させ、残存エポキシ基
をジオール基に変換した。得られた多孔膜（Ａ）は、平
均孔径が０．１５μｍ、空孔率５０％で、前記化１式で
表わされる官能基を多孔膜１グラム当り０．４０ミリモ
ル含有し（重量測定法による）、中性ヒドロキシル基を
５．８ミリモル含有していた。

【００１８】フェニルアラニンをトリプトファンにかえ
て同様の操作を行い、得られた多孔膜（Ｂ）は、平均孔
径が０．１５μｍ、空孔率５４％で、前記化２式で表わ
される官能基を多孔膜１グラム当り０．３０ミリモル含
有し、中性ヒドロキシル基を６．２ミリモル含有してい
た。蛋白質の吸着および溶出特性の評価は下記の条件で
行なった。

【００１９】蛋白質吸着液として、牛血清γ−グロブリ
ン（ＳＩＧＭＡ，Ｃｏｈｎ　　Ｆｒａｃｔｉｏｎ　　Ｉ
Ｉ，ＩＩＩ　）を用いた。長さ１２ｃｍの中空糸状多孔
膜（Ａ）および（Ｂ）をＵ字型に曲げ、吸着液を膜の内
表面から外表面に透過させた。膜を透過した液を分取し
、γグロブリンの濃度を追跡した。吸着液を透過させた
後、洗浄液としてＰＢＳ緩衝液を流した。その後、溶出
液（１モルＮａｃｌ＋５０％エチレングライコール）を
流した。なお、テストは３０℃で行なった。

【００２０】透過流量は、０．１ｋｇ／ｃｍ２　加圧下
でγ−グロブリン溶液、ＰＢＳ溶液、１モルＮａｃｌ＋
５０％エチレングライコール液を中空糸内表面から外表
面に透過させて、透過液量と膜の内表面積から透過流量
を計算した。表１にその結果を示した。この結果は、同
じ官能基を有するビーズ状アフィニティクロマト製品に
比べ、この発明の多孔膜の吸着容量が画期的に大で、溶
液濾過処理速度は数十培以上大きいことを示している。 すなわち、この発明の実施例の膜の処理速度はＳＶ値が
およそ６０（１時間当り、膜容積の約６０倍通過する）
であるのに対し、ビーズの場合は数十ｋｇ／ｃｍ２　の
圧力をかけても、ＳＶの値は５〜１０である。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】この発明の選択吸着性多孔膜は、製薬工
業、発酵工業においてきわめて効率良く特定成分蛋白質
を分離精製する事ができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリオレフィン、オレフィンとハロゲ
   ン化オレフィンの共重合体、またはポリフッ化ビニリデ
   ンからなる多孔性の基材膜の膜表面および孔表面に、多
   孔膜１グラム当り０．１ミリ当量以上の中性ヒドロキシ
   ル基と、０．１ミリ当量以上の下記化１式で表わされる
   官能基（Ｉ）または化２式で表わされる官能基（ＩＩ）
   を有する側鎖が化学的に結合されている、平均孔径０．
   ０１μｍ〜５μｍ、空孔率２０〜９０％である選択吸着
   性多孔膜。 【化１】 【化２】
2. 【請求項２】　　ポリオレフィン、オレフィンとハロゲ
   ン化オレフィンの共重合体、またはポリフッ化ビニリデ
   ンからなる多孔性の基材膜に、電離性放射線を照射した
   のち、グリシジルメタクリレートまたはグリシジルアク
   リレートをグラフトさせ、その後フェニルアラニンまた
   はトリプトファンを反応させ、さらに硫酸中で処理する
   ことを特徴とする選択吸着性多孔膜の製造方法。