JPH04273058A - Cellulosic gel filtering filler - Google Patents

Cellulosic gel filtering filler

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JPH04273058A
JPH04273058A JP3055435A JP5543591A JPH04273058A JP H04273058 A JPH04273058 A JP H04273058A JP 3055435 A JP3055435 A JP 3055435A JP 5543591 A JP5543591 A JP 5543591A JP H04273058 A JPH04273058 A JP H04273058A
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cellulose
selulose
molecular weight
distribution coefficient
particles
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原 正美
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大隈 茂
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Kanebo Ltd
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Abstract

PURPOSE:To be adaptable for quickly decomposing water-soluble low molecular weight material mixture by using II type selulose crystal phases and selulose non-crystal phases to provide property that distribution coefficient is abruptly changed in a range of specified relatively low molecular weight. CONSTITUTION:II type selulose has the existance of cross linkages between selulose molecular chains in selulose non-crystal phases, apart from selulose particles formed of I type selulose. It contains spherical particles with an average size of 50mum or smaller. When water-soluble high molecular weight material mixture is decomposed, distribution coefficient is abruptly changed in a range of specified molecular weight, for example, such that the distribution coefficient of maltohexaose is 0.25 or less, a difference in distribution coefficient between maltose and maltohexaose or glucose is 0.25 or more and 0.10 or less, respectively, and a separation rate between maltotriose and maltotetraose is 0.4 or more. Such property and a small average particle size are adequate for quickly decomposing and taking up water-soluble low molecular weight material mixture.

Description

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

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、セルロース系ゲル濾過
充填剤に関する。更に詳しくは水溶性低分子物質混合物
の分離・分取用ゲル濾過充填剤で、分配係数が特定の分
子量範囲で急激に変化する特性を備えたセルロース系ゲ
ル濾過充填剤に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cellulose-based gel filtration filler. More specifically, the present invention relates to a cellulose-based gel filtration packing material for separating and fractionating water-soluble low-molecular substance mixtures, which has a property that its partition coefficient changes rapidly within a specific molecular weight range.

【0002】0002

【従来の技術】セルロースあるいはその各種誘導体の粒
状物は、近年クロマトグラフィー材料として使用される
ようになっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, granular materials of cellulose or its various derivatives have come to be used as chromatography materials.

【0003】クロマトグラフィー用充填剤として用いら
れるセルロース担体は、粒度、担体内部のポアーサイズ
等がその分離目的に応じて設計されている。
[0003] Cellulose carriers used as packing materials for chromatography are designed in terms of particle size, pore size inside the carrier, etc. depending on the purpose of separation.

【0004】日本化学会誌1984年  No5、72
2〜727頁にはセルロース有機酸エステルからの多孔
性セルロース球状粒子の製造とその粒子の性質に関する
研究報告がなされている。
[0004] Journal of the Chemical Society of Japan 1984 No. 5, 72
On pages 2 to 727, there is a research report on the production of porous cellulose spherical particles from cellulose organic acid esters and the properties of the particles.

【0005】また、特開昭57−38801号公報には
、同様に、セルロース有機酸エステルからの多孔性セル
ロース球状粒子の製造法が開示されている。
[0005] Furthermore, JP-A-57-38801 similarly discloses a method for producing porous cellulose spherical particles from cellulose organic acid ester.

【0006】これらのクロマトグラフィー用セルロース
担体は、分子量の比較的大きい蛋白質の分離にその有用
性が示されている。
These cellulose carriers for chromatography have been shown to be useful in separating proteins with relatively large molecular weights.

【0007】しかしこれらの方法において製造される多
孔性セルロース粒子は、セルロース担体内部のポアーサ
イズが小さくなるとともに、そのポアー量も少なくなり
、分離精度が低下する問題点がある。
However, the porous cellulose particles produced by these methods have a problem in that the pore size inside the cellulose carrier becomes smaller and the amount of pores also becomes smaller, resulting in lower separation accuracy.

【0008】近年、水溶性低分子物質(分子量数千以下
)の混合物、例えばオリゴ糖の混合物、アミノ酸・ペチ
プドの混合物から特定の分子量範囲の製品を分離・分取
するために、イオン交換樹脂、ゲル濾過剤等が用いられ
ているが、たとえば、オリゴ糖の3糖以上のような分子
量500〜1000の範囲にある物質では、ゲル濾過に
よって分離性能よく分画することが困難とされている。
In recent years, ion exchange resins, Gel filtration agents and the like are used, but it is difficult to fractionate substances with a molecular weight in the range of 500 to 1000, such as trisaccharides or more of oligosaccharides, by gel filtration with good separation performance.

【0009】日本化学会誌1981年  No12、1
883〜1889頁にはセルロース球状ゲルの製造とそ
のゲルクロマトグラフィーに対する性能に関する研究報
告がなされている。
[0009] Journal of the Chemical Society of Japan 1981 No. 12, 1
A research report on the production of cellulose spherical gel and its performance in gel chromatography is published on pages 883-1889.

【0010】この報告では、セルロースへの橋かけ効果
について検討されており、球状セルロースをエピクロル
ヒドリンを用いて架橋反応せしめると、未架橋球状セル
ロースのポアーサイズよりも小さくならないことが事実
として報告されている。同報告には、この現象は架橋反
応によって水素結合が破壊され、かえってセルロースの
網目構造が大きくなり、ポアーサイズが増大するためで
あると考察されている。即ち、従来分子量数千以下のポ
アーサイズの小さいセルロース粒子は、架橋することに
よっても得られ難いと理解されていた。
[0010] This report examines the crosslinking effect on cellulose, and reports as a fact that when spherical cellulose is subjected to a crosslinking reaction using epichlorohydrin, the pore size does not become smaller than that of uncrosslinked spherical cellulose. The same report considers that this phenomenon is caused by the destruction of hydrogen bonds due to the crosslinking reaction, which actually enlarges the network structure of cellulose and increases the pore size. That is, it was conventionally understood that cellulose particles with a molecular weight of several thousand or less and a small pore size were difficult to obtain even by crosslinking.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水溶
性低分子物質の混合物を高速分離するのに適したセルロ
ース系ゲル濾過充填剤を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cellulose-based gel filtration filler suitable for high-speed separation of mixtures of water-soluble low-molecular substances.

【0012】本発明の他の目的は、特定の比較的低分子
量範囲で、分配係数が急激に変化する特性を備えた、高
速分取用のセルロース系ゲル濾過充填剤を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a cellulose-based gel filtration packing material for high-speed preparative separation, which has the characteristic that the partition coefficient changes rapidly in a specific relatively low molecular weight range.

【0013】本発明のさらに他の目的および利点は、以
下の説明から明らかになろう。
Further objects and advantages of the invention will become apparent from the following description.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、(a)II型セルロース結晶
相とセルロース非晶相から実質的になり、(b)セルロ
ース非晶相にはセルロース分子鎖間に架橋が存在し、(
c)平均粒子径が50μmよりも小さい球状粒子から実
質的になり、(d)マルトヘキサオースの分配係数が0
.25以下であり、マルトースの分配係数とマルトヘキ
サオースの分配係数の差が0.25以上であり、そして
マルトースの分配係数とグルコースの分配係数の差が0
.10以下であり、そして(e)マルトトリオースとマ
ルトテトラオースとの分離度が0.40以上である、こ
とを特徴とするセルロース系ゲル濾過充填剤によって達
成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are achieved by: (a) consisting essentially of a type II cellulose crystalline phase and a cellulose amorphous phase; There are crosslinks between cellulose molecular chains, (
c) it consists essentially of spherical particles with an average particle diameter of less than 50 μm, and (d) the distribution coefficient of maltohexaose is 0.
.. 25 or less, the difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of maltohexaose is 0.25 or more, and the difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of glucose is 0.
.. 10 or less, and (e) the degree of separation between maltotriose and maltotetraose is 0.40 or more.

【0015】本発明のセルロース系ゲル濾過充填剤は、
第1にII型セルロース結晶相とセルロース非晶相とか
ら構成されている。それ故、天然セルロースすなわちI
型セルロースからなるセルロース微粒子とは完全に相違
する。
[0015] The cellulose gel filtration filler of the present invention is
First, it is composed of a type II cellulose crystalline phase and a cellulose amorphous phase. Therefore, natural cellulose i.e. I
It is completely different from cellulose fine particles made of type cellulose.

【0016】II型セルロースとI型セルロースとは周
知のとおり、X線回析により区別される。II型セルロ
ースのX線回析図には、I型セルロースに明瞭に存在す
る回析角(2θ)17°の回析ピークが実質的に存在し
ない。
As is well known, type II cellulose and type I cellulose can be distinguished by X-ray diffraction. In the X-ray diffraction diagram of type II cellulose, there is substantially no diffraction peak at a diffraction angle (2θ) of 17°, which clearly exists in type I cellulose.

【0017】前記II型セルロースは、セルロースを一
担セルロース誘導体に変換したのち、加水分解などによ
りセルロースを再生させたセルロースのことである。
[0017] The type II cellulose is cellulose obtained by converting cellulose into a single-layer cellulose derivative and then regenerating the cellulose by hydrolysis or the like.

【0018】第2にセルロース非晶相にはセルロース分
子鎖間に架橋が存在する。II型セルロースの(101
)面及び(002)面に由来するX線回析角(2θ)2
0°付近の回析ピークが明瞭に存在するという特徴があ
る。
Secondly, crosslinks exist between cellulose molecular chains in the cellulose amorphous phase. Type II cellulose (101
) plane and (002) plane X-ray diffraction angle (2θ)2
It is characterized by the presence of a clear diffraction peak near 0°.

【0019】又セルロース非晶相に存在するセルロース
分子間の架橋は、セルロース分子の水酸基同志を架橋剤
分子を介して橋かけする。
Furthermore, the crosslinking between cellulose molecules existing in the amorphous phase of cellulose involves crosslinking the hydroxyl groups of cellulose molecules with each other via crosslinking agent molecules.

【0020】架橋度は、例えばエピクロルヒドリンを架
橋剤として使用した場合、KBr錠剤法による赤外線吸
収スペクトルにおいてアルキレンのCH伸縮振動に帰属
する吸収ピークの吸光度によって特定することができる
。本発明のセルロース系ゲル濾過充填剤は0.065〜
0.156mg−1.cm−2の吸光度を有することが
好ましく、0.094〜0.140mg−1.cm−2
の吸光度を有していることがより好ましい。
For example, when epichlorohydrin is used as a crosslinking agent, the degree of crosslinking can be determined by the absorbance of an absorption peak attributable to the CH stretching vibration of alkylene in an infrared absorption spectrum measured by the KBr tablet method. The cellulose gel filtration filler of the present invention is from 0.065 to
0.156mg-1. It is preferable to have an absorbance of 0.094 to 0.140 mg-1.cm-2. cm-2
More preferably, it has an absorbance of .

【0021】第3に、平均粒子径が50μmよりも小さ
い球状粒子から実質的になる。平均粒子径が50μm以
上になると分離ピークがブロードとなり、目的とする物
質間の分離度が小さくなる。分離度を大きくするために
カラム長を長くする必要が生じ、そのため分離時間が長
くなり好ましくない。又平均粒子径が50μm以下にな
るとカラムに溶離液を通じた時の圧力が高くなり、高流
量で分離することができなくなり好ましくない。
Thirdly, it consists essentially of spherical particles having an average particle diameter of less than 50 μm. When the average particle diameter is 50 μm or more, the separation peak becomes broad, and the degree of separation between target substances becomes small. In order to increase the degree of separation, it becomes necessary to increase the column length, which increases the separation time, which is undesirable. Moreover, if the average particle diameter is less than 50 μm, the pressure when the eluent is passed through the column becomes high, making it impossible to separate at a high flow rate, which is not preferable.

【0022】分離度を大きくするためには、平均粒子径
が小さいことが好ましいが、加えて粒度分布が大きいと
前述の如くカラム圧が上昇、又分離度も低下するなど問
題が多く、平均粒子径±20%の粒径範囲内に全粒子数
の90%が存在する粒径分布を有するものが特に好まし
く使用される。
In order to increase the degree of separation, it is preferable that the average particle diameter is small, but in addition, if the particle size distribution is large, there are many problems such as an increase in column pressure and a decrease in the degree of separation as described above. Those having a particle size distribution in which 90% of the total number of particles are within a particle size range of ±20% are particularly preferably used.

【0023】第4に、水溶性高分子物質混合物を分離す
る場合、特定の分子量範囲で、分配係数が急激に変化す
るという特徴を有している。たとえばマルトオリゴ糖の
混合物を各々のピークに分離した場合、以下の特徴を有
している。即ち、マルトヘキサオースの分配係数が0.
25以下であり、マルトースの分配係数とマルトヘキオ
ースの分配係数の差が0.25以上であり、そしてマル
トースの分配係数とグルコースの分配係数の差が0.1
0以下であり、さらにマルトトリオースとマルトテトラ
オースとの分離度が0.40以上である特徴を有してい
る。
Fourthly, when separating a mixture of water-soluble polymeric substances, the separation coefficient is characterized in that the distribution coefficient changes rapidly within a specific molecular weight range. For example, when a mixture of maltooligosaccharides is separated into each peak, it has the following characteristics. That is, the distribution coefficient of maltohexaose is 0.
25 or less, the difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of maltohekiose is 0.25 or more, and the difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of glucose is 0.1.
0 or less, and furthermore, the degree of separation between maltotriose and maltotetraose is 0.40 or more.

【0024】マルトヘキサオースの分配係数が0.25
を越えると、比較的分子量の高い物質(数千以上)が排
除され難くなるため、たとえば、分子量が数百から数万
に至る広い範囲の混合物から、特定の分子量である数百
〜数千の物質を分離しようとする場合、必要なゲルベッ
ド層が長くなりすぎるため望ましくない。換言すれば分
取カラムとして適用する時、カラム長が大きくなること
、また繰り返し分取を行なう場合、1サイクル当りの時
間が長くなり、単位時間当りの分取量が低下すること等
の不都合があり好ましくない。
[0024] The distribution coefficient of maltohexaose is 0.25.
For example, from a mixture with a wide range of molecular weights ranging from several hundred to tens of thousands, it becomes difficult to exclude substances with relatively high molecular weights (several thousand or more). When attempting to separate substances, the required gel bed layer becomes too long, which is undesirable. In other words, when applied as a preparative column, the column length becomes large, and when performing repeated preparative separations, the time per cycle becomes longer and the amount of preparative separation per unit time decreases. Yes, it's not good.

【0025】またマルトースの分配係数とマルトヘキサ
オースの分配係数の差が0.25未満になると、特定の
分子量範囲である数百〜数千の物質の分離ピーク間の距
離が狭くなり、分離が悪くなるため好ましくない。
Furthermore, when the difference between the distribution coefficient of maltose and the distribution coefficient of maltohexaose becomes less than 0.25, the distance between the separated peaks of several hundred to several thousand substances in a specific molecular weight range becomes narrow, and the separation becomes difficult. This is not desirable because it makes things worse.

【0026】さらにマルトースの分配係数とグルコース
の分配係数の差が0.10を越えると、特定の分子量範
囲である数百〜数千以外の低分子量域での必要なゲルベ
ット層が長くなるため、これもカラム長が大きくなり、
繰り返し分取を行なう場合、1サイクル当りの時間が長
くなり、単位時間当りの分取量が低下すること等で好ま
しくない。
Furthermore, if the difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of glucose exceeds 0.10, the required gel bed layer in the low molecular weight range other than the specific molecular weight range of several hundred to several thousand becomes longer. This also increases the column length,
When fractionation is performed repeatedly, the time per cycle becomes longer and the amount of fractionation per unit time decreases, which is not preferable.

【0027】本発明のセルロース系ゲル濾過充填剤は例
えば以下の如き製造法により製造することができる。そ
の製造法について説明する。
The cellulose gel filtration filler of the present invention can be produced, for example, by the following production method. The manufacturing method will be explained.

【0028】本発明のセルロース系ゲル濾過充填剤は、
ポリエチレングリコールによる排除限界分子量が約1,
000〜約10,000の範囲にある微小非架橋セルロ
ース粒子を塩基性化合物を含む水性媒体中で膨潤処理し
、水洗、乾燥せしめ、次いで親水性非プロトン性有機溶
媒中で塩基性化合物の存在下、架橋反応せしめることに
よって得られる。
[0028] The cellulose gel filtration filler of the present invention is
The exclusion limit molecular weight for polyethylene glycol is approximately 1,
000 to about 10,000 are swollen in an aqueous medium containing a basic compound, washed with water, dried, and then swelled in a hydrophilic aprotic organic solvent in the presence of a basic compound. , obtained by crosslinking reaction.

【0029】前記排除限界分子量が約1,000〜約1
0,000の範囲にある微小非架橋セルロース粒子とし
ては、たとえば特願平2ー047149号明細書に記載
された製造法によって得られるものが使用できる。
[0029] The exclusion limit molecular weight is about 1,000 to about 1
As fine non-crosslinked cellulose particles in the range of 0,000, for example, those obtained by the manufacturing method described in Japanese Patent Application No. 047149/1998 can be used.

【0030】上記方法によれば、(1)ビスコースと水
溶性のアニオン性高分子化合物とを、水酸化カルシウム
の存在下に混合してビスコースの微粒子分散液を生成せ
しめ、(2)(i)上記分散液を加熱するかあるいは上
記分散液を凝固液と混合することによって該分散液中の
ビスコースを凝固させ次いで酸で中和してセルロースの
微粒子を生成させるかあるいは(ii)上記分散液を酸
で凝固および中和してセルロースの微粒子を生成し、次
いで(3)該セルロースの微粒子を母液から分離し、そ
して必要により脱硫、酸洗い、水洗あるいは乾燥して鋭
利な粒径分布を有する非架橋セルロース粒子を得ること
ができる。
According to the above method, (1) viscose and a water-soluble anionic polymer compound are mixed in the presence of calcium hydroxide to produce a fine particle dispersion of viscose, and (2) ( i) coagulating the viscose in the dispersion by heating said dispersion or mixing said dispersion with a coagulating liquid and then neutralizing with acid to produce fine particles of cellulose; or (ii) as described above. The dispersion is coagulated and neutralized with acid to produce fine particles of cellulose, and then (3) the fine particles of cellulose are separated from the mother liquor and optionally desulfurized, pickled, washed with water, or dried to obtain a sharp particle size distribution. It is possible to obtain non-crosslinked cellulose particles having the following properties.

【0031】このような微小非架橋セルロース粒子は、
例えば苛性ソーダ水溶液の如き塩基性化合物を含む水性
媒体中での膨潤処理に付される。この膨潤処理によって
、非架橋セルロース粒子の内部に粒子形成時に発生した
歪みを除去することができ、次いで行われる架橋反応を
円滑に且つ制御容易とすることが可能となる。上記のと
おり、従来、このような微小非架橋セルロース粒子は、
架橋によって排除限界分子量として表わされるところの
ポアーサイズが小さくならず、かえって網目構造が大き
くなるとされていた。
[0031] Such fine non-crosslinked cellulose particles are
For example, it is subjected to a swelling treatment in an aqueous medium containing a basic compound such as an aqueous solution of caustic soda. This swelling treatment makes it possible to remove the distortion generated inside the non-crosslinked cellulose particles during particle formation, making it possible to make the subsequent crosslinking reaction smooth and easy to control. As mentioned above, conventionally, such microscopic non-crosslinked cellulose particles are
It was believed that crosslinking did not reduce the pore size, expressed as the exclusion limit molecular weight, but rather increased the network structure.

【0032】上記の如く、架橋反応を実施する前に、膨
潤処理を実施して架橋反応時のセルロース粒子の膨潤性
を調節することによって、セルロース粒子の網目構造を
大きくすることを防止できることを、本発明の一部の発
明者において明らかにした。
As mentioned above, it is possible to prevent the network structure of cellulose particles from increasing by performing a swelling treatment before carrying out the crosslinking reaction to adjust the swelling property of the cellulose particles during the crosslinking reaction. Some of the inventors of the present invention have disclosed the following.

【0033】また、次いで実施される架橋反応は、親水
性非プロトン性有機溶媒例えばジメチルスルホキシド、
ジメチルホルムアミド中、塩基性化合物例えば苛性ソー
ダ、苛性カリの存在下に、架橋剤例えばエピクロルヒド
リンを、膨潤処理された非架橋セルロース粒子に反応せ
しめることにより行われる。
The crosslinking reaction carried out next can be carried out using a hydrophilic aprotic organic solvent such as dimethyl sulfoxide,
This is carried out by reacting a crosslinking agent such as epichlorohydrin with swelling-treated non-crosslinked cellulose particles in dimethylformamide in the presence of a basic compound such as caustic soda or caustic potassium.

【0034】このようにして得られた本発明のセルロー
ス系ゲル濾過材は、上記のとおり、平均粒子径が小さく
且つ排除限界分子量も小さく、分配係数が特定の分子量
数百〜数千の範囲で、急激に変化する(即ち分配係数の
差が大きい)ため、オリゴ糖等の水溶性低分子物質の混
合物の高速分離・分取用として良好な性能を示すことに
なる。
As mentioned above, the cellulose-based gel filtration material of the present invention thus obtained has a small average particle diameter and a small exclusion limit molecular weight, and has a distribution coefficient within a specific molecular weight range of several hundred to several thousand. , changes rapidly (that is, the difference in partition coefficients is large), so it shows good performance for high-speed separation and fractionation of mixtures of water-soluble low-molecular substances such as oligosaccharides.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述する。なお
、その前に本明細書における種々の特性値の測定法を記
述する。
[Examples] The present invention will be explained in detail with reference to Examples below. Before that, methods for measuring various characteristic values in this specification will be described.

【0036】粒子径測定法 試料を約0.1g 採取し、純水25ml中に投入して
攪拌分散せしめ、光透過式粒度分布測定器にて測定する
。平均粒子径は体積基準にて算出した。
Particle Size Measurement Method Approximately 0.1 g of a sample is collected, poured into 25 ml of pure water, stirred and dispersed, and measured using a light transmission type particle size distribution analyzer. The average particle diameter was calculated on a volume basis.

【0037】CH伸縮吸収帯の吸光度 微小セルロース粒子1〜3mgを精秤し、赤外線吸収ス
ペクトル測定用臭化カリウム粉末(KBrと略)約20
0mgを精秤し、両者をめのう乳鉢中でよく混練粉砕す
る。 次いでこのセルロース粒子と混練粉砕したKBr粉末を
かき集め、錠剤成型機にて、赤外線吸収スペクトル測定
用のKBr錠剤とし、透過法赤外吸収スペクトルを測定
する。得られた赤外スペクトルに於いて2800〜30
00cm−1にピークを持つCH伸縮吸収帯の吸光度を
求め、セルロース1mg当りの吸光度に換算する。
Absorbance of CH stretching absorption band 1 to 3 mg of fine cellulose particles were accurately weighed, and about 20 mg of potassium bromide powder (abbreviated as KBr) for infrared absorption spectrum measurement was prepared.
Weigh out exactly 0 mg, and thoroughly knead and crush both in an agate mortar. Next, the cellulose particles and the kneaded and pulverized KBr powder are collected and used in a tablet molding machine to form a KBr tablet for infrared absorption spectrum measurement, and the transmission method infrared absorption spectrum is measured. In the obtained infrared spectrum, 2800-30
The absorbance of the CH stretching absorption band having a peak at 00 cm-1 is determined and converted to the absorbance per 1 mg of cellulose.

【0038】即ち w      ;微小セルロース粒子採取量(mg)、
M      ;KBr粉末採取量(mg)、m   
   ;KBr錠剤重量(mg)、A      ;C
H伸縮吸収帯の吸光度、T(p);CH伸縮吸収帯ピー
クトップに於ける透過率(%)、 T(b);CH伸縮吸収帯ピーク波数に於けるベースラ
インの透過率(%)。但しベースラインは2000〜4
000cm−1の範囲に於いてOH伸縮吸収帯とCH伸
縮吸収帯の両方のピークすそ野を接点ですくい取るよう
に引く。 Ao    ;微小セルロース粒子1mg当りのCH伸
縮吸収帯の吸光度、 とするとき、
That is, w; the amount of microcellulose particles collected (mg);
M; Amount of KBr powder collected (mg), m
;KBr tablet weight (mg), A ;C
Absorbance of the H stretching absorption band, T(p); transmittance (%) at the peak top of the CH stretching absorption band, T(b): transmittance (%) of the baseline at the peak wave number of the CH stretching absorption band. However, the baseline is 2000-4
In the range of 000 cm-1, the peak bases of both the OH stretching absorption band and the CH stretching absorption band are drawn so as to be scooped at the contact point. Ao: absorbance of CH stretching absorption band per 1 mg of microcellulose particles, when

【0039】[0039]

【式1】 で表わされる。[Formula 1] It is expressed as

【0040】分配係数 16mmφ×35cmのジャケット付樹脂カラムに、水
を充填液として流速3ml/minで60分間かけて、
ゲルを充填する。カラム内温度を60℃に維持し、カラ
ムが安定した後、分子量が既知のマルトオリゴ糖を用い
て各々の溶出容量を求め、下記式で定義される分配係数
Knを算出した。
A jacketed resin column with a distribution coefficient of 16 mmφ x 35 cm was filled with water at a flow rate of 3 ml/min for 60 minutes.
Fill with gel. After the column temperature was maintained at 60°C and the column was stabilized, each elution volume was determined using maltooligosaccharides with known molecular weights, and the partition coefficient Kn defined by the following formula was calculated.

【0041】[0041]

【式2】[Formula 2]

【0042】Vn:マルトオリゴ糖の溶出容量(ml)
、Vo:ブルーデキストラン(分子量200万)の溶出
容量(ml)、 Vt:カラム内容量(ml)。
[0042] Vn: Elution volume of maltooligosaccharide (ml)
, Vo: elution volume (ml) of blue dextran (molecular weight 2 million), Vt: column internal volume (ml).

【0043】分析条件は次の通りである。The analysis conditions are as follows.

【0044】 1  サンプルサイズ          100mg
/ml、 2μl、 2  溶離液                  純
水、3  温度                  
  60℃、4  流量              
      0.5 ml/min、5  検出器  
                RI検出器、6  
ポンプ                  (株)島
津製作所製LC−6A型。
1 Sample size 100mg
/ml, 2 μl, 2 eluent pure water, 3 temperature
60℃, 4 flow rate
0.5 ml/min, 5 detectors
RI detector, 6
Pump: LC-6A type manufactured by Shimadzu Corporation.

【0045】分離度 前記分配係数を求めた方法と同一条件でマルトトリオー
スとマルトテトラオースの分離度Rを下記式より算出し
た。
Separation degree The separation degree R of maltotriose and maltotetraose was calculated from the following formula under the same conditions as the method used to calculate the partition coefficient above.

【0046】[0046]

【式3】[Formula 3]

【0047】V3、V4は試料注入時からピークの最大
値を得るまでの溶出容量を表わす。 V3:マルトトリオースの溶出容量(ml)、V4:マ
ルトテトラオースの溶出容量(ml)、又 W3、W4はピークのベースライン上での幅を示す、W
3:マルトトリオース  ピーク幅の溶出容量(ml)
、W4:マルトテトラオース  ピーク幅の溶出容量(
ml)。
V3 and V4 represent the elution volumes from the time of sample injection until the maximum peak value is obtained. V3: Elution volume of maltotriose (ml), V4: Elution volume of maltotetraose (ml), W3 and W4 indicate the width of the peak on the baseline, W
3: Elution volume of maltotriose peak width (ml)
, W4: Elution volume of maltotetraose peak width (
ml).

【0048】実施例1 (1).針葉樹からなるパルプ500gを20℃、18
重量%の苛性ソーダ溶液20lに1時間浸漬し、2.8
倍に圧搾した。25℃から50℃まで昇温しながら1時
間粉砕し、老成し、次いでセルロースに対して35重量
%の二硫化炭素(175g)を添加して、25℃で1時
間硫化しセルロースザンテートとした。該ザンテートを
苛性ソーダ水溶液で溶解して、ビスコースを得た。該ビ
スコースはセルロース濃度9.3重量%、苛性ソーダ濃
度5.9重量%、粘度6200センチポイズであった。
Example 1 (1). 500g of pulp made from coniferous wood was heated at 20℃, 18
Immersed in 20 liters of wt% caustic soda solution for 1 hour, 2.8
Squeezed twice. The mixture was pulverized for 1 hour while increasing the temperature from 25°C to 50°C for aging, and then 35% by weight of carbon disulfide (175 g) was added to the cellulose and sulfurized at 25°C for 1 hour to obtain cellulose xanthate. . The xanthate was dissolved in an aqueous solution of caustic soda to obtain viscose. The viscose had a cellulose concentration of 9.3% by weight, a caustic soda concentration of 5.9% by weight, and a viscosity of 6200 centipoise.

【0049】(2).5lのポリ容器に10.8%のポ
リアクリル酸ソーダ水溶液(分子量10万)3200g
、炭酸カルシウム130gおよび水酸化カルシウム40
gを入れてホモミキサーで攪拌した。分散後、液温25
℃のもとで、上記ビスコース液800gを入れ、ラボス
ターラーにて500rpmの攪拌を10分間行った。ビ
スコースの微粒子を生成せしめた後、引き続き攪拌しな
がら液温を25℃から75℃まで25分間で昇温し、7
5℃で15分間維持してビスコース微粒子を凝固せしめ
た。凝固ビスコース粒子をG4型ガラスフィルターによ
って母液から分離した後、5重量%塩酸で中和しセルロ
ース粒子として、大過剰の水で洗浄した後105℃の通
風乾燥機にて5時間乾燥した。得られたセルロース粒子
は、ポリエチレングリコールによる排除限界分子量が6
000であった。
(2). 3200g of 10.8% sodium polyacrylate aqueous solution (molecular weight 100,000) in a 5L plastic container
, 130 g of calcium carbonate and 40 g of calcium hydroxide
g and stirred with a homomixer. After dispersion, the liquid temperature is 25
800 g of the above viscose liquid was added at 0.degree. C., and stirred at 500 rpm for 10 minutes using a lab stirrer. After producing viscose fine particles, the liquid temperature was raised from 25°C to 75°C over 25 minutes while stirring, and the mixture was heated to 75°C.
The temperature was maintained at 5° C. for 15 minutes to solidify the viscose microparticles. The coagulated viscose particles were separated from the mother liquor using a G4 type glass filter, and then neutralized with 5% by weight hydrochloric acid to obtain cellulose particles, which were washed with a large excess of water and then dried in a ventilation dryer at 105° C. for 5 hours. The obtained cellulose particles have an exclusion limit molecular weight of 6 by polyethylene glycol.
It was 000.

【0050】(3).次いで、該セルロース粒子200
gを20℃の10重量%の苛性ソーダ水溶液中で膨潤し
た後、ガラスフィルターによって母液から分離した後、
水洗乾燥せしめた。
(3). Next, the cellulose particles 200
After swelling g in a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution at 20°C and separating it from the mother liquor through a glass filter,
Washed with water and dried.

【0051】(4).次いで、該セルロース粒子100
g、ジメチルスルホキシド1000gおよびエピクロル
ヒドリン200gを2lのフラスコに入れ、攪拌下で十
分にセルロース粒子を膨潤させた後、苛性ソーダ15g
を溶解した苛性ソーダ水溶液315gを少量ずつ徐々に
添加した。苛性ソーダ水溶液の添加は、液温を20℃に
調節しながら1時間かけて実施した。
(4). Next, the cellulose particles 100
g, 1000 g of dimethyl sulfoxide and 200 g of epichlorohydrin were placed in a 2 liter flask, and after stirring the cellulose particles sufficiently, 15 g of caustic soda was added.
315 g of an aqueous solution of caustic soda dissolved therein was gradually added little by little. Addition of the caustic soda aqueous solution was carried out over 1 hour while adjusting the liquid temperature to 20°C.

【0052】ついで液温を1時間で50℃まで昇温し以
後50℃に調節しながら架橋反応を完結させた。生成し
た微小架橋セルロース粒子は、ガラスフィルターによつ
て、母液から分離し、次いで1重量%の塩酸で中和し、
大過剰の水で洗浄した。
[0052] Next, the liquid temperature was raised to 50°C in 1 hour, and thereafter the crosslinking reaction was completed while being controlled at 50°C. The produced fine crosslinked cellulose particles were separated from the mother liquor by a glass filter, and then neutralized with 1% by weight hydrochloric acid.
Washed with large excess of water.

【0053】得られた架橋セルロース粒子は平均粒子径
30μm、KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルに
おいてアルキレンのCH伸縮振動に帰属する吸収ピーク
の吸光度は0.009mg−1.cm−2であった。
The obtained crosslinked cellulose particles had an average particle diameter of 30 μm, and the absorbance of the absorption peak attributable to the CH stretching vibration of alkylene in the infrared absorption spectrum measured by the KBr tablet method was 0.009 mg-1. cm-2.

【0054】この架橋セルロース粒子を内径16mm、
長さ35cmのカラムに充填し、マルトオリゴ糖を分離
した。
[0054] The crosslinked cellulose particles had an inner diameter of 16 mm,
It was packed into a column with a length of 35 cm to separate maltooligosaccharides.

【0055】マルトオリゴ糖の分配係数、分配係数の差
及びマルトトリオースとマルトテトラオースの分離度を
表1に示した。
Table 1 shows the partition coefficients of malto-oligosaccharides, the difference in partition coefficients, and the degree of separation between maltotriose and maltotetraose.

【0056】[0056]

【表1】[Table 1]

【0057】前記架橋セルロース粒子を内径22mm、
長さ60cmのカラムに充填し、室温下、純水溶離液0
.5ml/minの条件でラミナリオリゴ糖混合物を分
離した結果、ラミナリトリオースとラミナリペンタオー
スは完全に2つのピークに分離できた。
[0057] The crosslinked cellulose particles had an inner diameter of 22 mm,
Packed into a column with a length of 60 cm, at room temperature, with 0 pure water eluent.
.. As a result of separating the laminarioligosaccharide mixture under conditions of 5 ml/min, laminaritriose and laminaripentaose could be completely separated into two peaks.

【0058】実施例2 実施例1で平均粒子径17μmに変更した以外は同条件
で架橋セルロース粒子を得た。
Example 2 Crosslinked cellulose particles were obtained under the same conditions as in Example 1 except that the average particle diameter was changed to 17 μm.

【0059】この架橋セルロース粒子のマルトオリゴ糖
の分配係数、分配係数の差及びマルトトリオースとマル
トテトラオースの分離度を表2に示した。
Table 2 shows the distribution coefficient of malto-oligosaccharides, the difference in the distribution coefficients, and the degree of separation between maltotriose and maltotetraose of the crosslinked cellulose particles.

【0060】[0060]

【表2】[Table 2]

【0061】前記架橋セルロース粒子を内径22mm、
長さ60cmのカラムに充填し、室温下、純水溶離液0
.3ml/minの条件でデキストラン加水分解物を分
離した結果、分子量1000以下のオリゴ糖成分の分離
は良好であった。
[0061] The crosslinked cellulose particles had an inner diameter of 22 mm,
Packed into a column with a length of 60 cm, at room temperature, with 0 pure water eluent.
.. As a result of separating the dextran hydrolyzate under conditions of 3 ml/min, oligosaccharide components having a molecular weight of 1000 or less were successfully separated.

【0062】比較例1 実施例1において、工程(3)の苛性ソーダ水溶液中で
の膨潤処理を付さないで、工程(4)の架橋処理を行な
って得られた平均粒子径32μmの架橋セルロース粒子
の特性を表3に示した。
Comparative Example 1 Crosslinked cellulose particles with an average particle diameter of 32 μm obtained in Example 1 by performing the crosslinking treatment in step (4) without undergoing the swelling treatment in a caustic soda aqueous solution in step (3). The characteristics are shown in Table 3.

【0063】[0063]

【表3】[Table 3]

【0064】実施例1と同様、内径22mm、長さ60
cmのカラムにてラミナリオリゴ糖混合物を分離した結
果、各成分のピーク巾がブロードとなり、良好な分離が
できなかった。
[0064] As in Example 1, the inner diameter is 22 mm and the length is 60 mm.
As a result of separating the laminarioligosaccharide mixture using a cm column, the peak width of each component became broad, and good separation could not be achieved.

【0065】比較例2 実施例1で平均粒子径120μmに変更した以外、同条
件にて、架橋セルロース粒子を得た。
Comparative Example 2 Crosslinked cellulose particles were obtained under the same conditions as in Example 1 except that the average particle diameter was changed to 120 μm.

【0066】この架橋セルロース粒子のマルトオリゴ糖
の分配特性を表4に示した。
Table 4 shows the maltooligosaccharide distribution characteristics of the crosslinked cellulose particles.

【0067】[0067]

【表4】[Table 4]

【0068】実施例1と同様、内径22mm、長さ60
cmのカラムにてラミナリオリゴ糖混合物を分離した結
果、各成分のピーク巾がブロードとなり、良好な分離が
できなかった。
[0068] As in Example 1, the inner diameter was 22 mm and the length was 60 mm.
As a result of separating the laminarioligosaccharide mixture using a cm column, the peak width of each component became broad, and good separation could not be achieved.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明のセルロース系ゲル濾過剤は、分
配係数が特定の分子量範囲で急激に変化するため、特に
分子量が数千以下の水溶性物質であるオリゴ糖をゲル濾
過法で分離・分取する用途に用いた場合、高性能の分離
を達成する。また本発明のゲル濾過剤は安全性および化
学的安定性に優れているため、食品、医薬品分野での分
取用分離材として広範囲に使用することができる。
Effects of the Invention The cellulose-based gel filtration agent of the present invention has a partition coefficient that changes rapidly within a specific molecular weight range. When used in preparative applications, it achieves high performance separation. Furthermore, since the gel filtration agent of the present invention has excellent safety and chemical stability, it can be widely used as a preparative separation material in the food and pharmaceutical fields.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  (a)II型セルロース結晶相とセル
ロース非晶相から実質的になり、(b)セルロース非晶
相にはセルロース分子鎖間に架橋が存在し、(c)平均
粒子径が50μmよりも小さい球状粒子から実質的にな
り、(d)マルトヘキサオースの分配係数が0.25以
下であり、マルトースの分配係数とマルトヘキサオース
の分配係数の差が0.25以上であり、そしてマルトー
スの分配係数とグルコースの分配係数の差が0.10以
下であり、そして(e)マルトトリオースとマルトテト
ラオースとの分離度が0.40以上である、ことを特徴
とするセルロース系ゲル濾過充填剤。
Claim 1: (a) consists essentially of a type II cellulose crystalline phase and a cellulose amorphous phase, (b) the cellulose amorphous phase has crosslinks between cellulose molecular chains, and (c) the average particle size is consists essentially of spherical particles smaller than 50 μm, (d) the distribution coefficient of maltohexaose is 0.25 or less, and the difference between the distribution coefficient of maltose and the distribution coefficient of maltohexaose is 0.25 or more; and (e) a cellulosic system characterized by having a difference between the partition coefficient of maltose and the partition coefficient of glucose of 0.10 or less, and (e) a degree of separation between maltotriose and maltotetraose of 0.40 or more. Gel filtration filler.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020509928A (en) * 2017-02-27 2020-04-02 ジーイー・ヘルスケア・バイオプロセス・アールアンドディ・アクチボラグ Separation matrix and method for separating antibodies

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