JPH06102730B2 - Bimodal particles for separation materials - Google Patents

Bimodal particles for separation materials

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JPH06102730B2
JPH06102730B2 JP63106612A JP10661288A JPH06102730B2 JP H06102730 B2 JPH06102730 B2 JP H06102730B2 JP 63106612 A JP63106612 A JP 63106612A JP 10661288 A JP10661288 A JP 10661288A JP H06102730 B2 JPH06102730 B2 JP H06102730B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は分離材用バイモーダル粒子に関する。さらに詳
しくは、本発明はクロマトグラフィ、吸着体などに好適
に使用しうる分離材用バイモーダル粒子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to bimodal particles for a separating material. More specifically, the present invention relates to bimodal particles for a separation material that can be suitably used for chromatography, adsorbents and the like.

[従来の技術・発明が解決しようとする課題] 従来よりクロマトグラフィー用の充填材、酵素固定用の
担体、アフィニティークロマトグラフィー用の担体、イ
オン交換樹脂用母材などの分離材にはポリマー粒子が用
いられている。
[Problems to be Solved by Conventional Techniques and Inventions] Conventionally, polymer particles have been used as a separating material such as a packing material for chromatography, a carrier for immobilizing an enzyme, a carrier for affinity chromatography, and a base material for an ion exchange resin. It is used.

かかるポリマー粒子は主として分散法またはスプレー法
で製造されている。
Such polymer particles are mainly produced by a dispersion method or a spray method.

分散法は、界面活性剤を含む分散媒体中に小滴状に分散
させたポリマーの希薄溶液からその溶剤を揮発させるこ
とによって固化させる(特開昭56-24430号公報参照)、
この分散液に小滴の凝固剤を徐々に加えて固化させる
(特開昭57-159801号公報参照)ことによってポリマー
粒子をうる方法である。この方法では広い粒径分布を有
する粒子をうることができるが、固化した小滴から溶
剤、分散媒体および界面活性剤を除くために水だけでな
く有機溶剤による洗浄が必要である。
The dispersion method is solidified by volatilizing the solvent from a dilute solution of the polymer dispersed in the form of droplets in a dispersion medium containing a surfactant (see JP-A-56-24430).
This is a method of obtaining polymer particles by gradually adding a small amount of a coagulant to this dispersion to solidify it (see JP-A-57-159801). Although particles having a wide particle size distribution can be obtained by this method, washing with not only water but an organic solvent is necessary to remove the solvent, the dispersion medium and the surfactant from the solidified droplets.

また分散法の別法として重合性モノマーを分散媒体中に
分散させたのち重合させることによってポリマー粒子を
うる方法も知られており、かかる方法によってえられた
粒子も広い粒径分布を有している。しかしながら、この
粒子を電子顕微鏡で拡大して観察するとさらに微小な球
状粒子が凝集して粒子を形成している状態が見受けら
れ、この構造が原因だと思われるが、この方法でえられ
た粒子の懸濁液をマグネチックスターラーなどで攪拌す
ると微小なポリマークズが多量に生じるという欠点があ
る。
Another method known as a dispersion method is a method in which a polymerizable monomer is dispersed in a dispersion medium and then polymerized to obtain polymer particles, and the particles obtained by such a method also have a wide particle size distribution. There is. However, when observing the particles with an electron microscope, it can be seen that finer spherical particles aggregate to form particles, and this structure seems to be the cause. When the suspension of (1) is stirred with a magnetic stirrer or the like, there is a drawback that a large amount of fine polymer waste is generated.

スプレー法では、ポリマー溶液を凝固剤中に噴霧するこ
とによってポリマー粒子がえられる。この粒子も広い粒
径分布を持ち、また粒径も比較的大きい(特開昭52-129
788号公報参照)。ところが、ポリマー粒子に粒径の小
さいものが多く含まれると、吸着効率の良好なカラム状
の吸着体として用いたばあいに圧力損失が大きくなり、
とくに血液中から血漿蛋白質などを選択的に除去すると
いうような用途に用いると溶血などの問題が生じ、分画
分子量がシャープでなくなるので選択性がわるくなるな
どの欠点がある。
In the spray method, polymer particles are obtained by spraying a polymer solution into a coagulant. This particle also has a wide particle size distribution and a relatively large particle size (Japanese Patent Laid-Open No. 52-129).
(See Japanese Patent No. 788). However, when many polymer particles having a small particle size are included, pressure loss increases when used as a column-shaped adsorbent having good adsorption efficiency,
In particular, when it is used for the purpose of selectively removing plasma proteins and the like from blood, problems such as hemolysis occur, and the molecular weight cut-off is not sharp, resulting in poor selectivity.

前記圧力損失に関する問題を改善するためにポリマー粒
子の粒径を大きくすると、比表面積(単位体積当りの粒
子の総表面積)が小さくなり、吸着速度が低下するとい
う欠点がある。
If the particle size of the polymer particles is increased in order to improve the above-mentioned problem related to pressure loss, the specific surface area (total surface area of particles per unit volume) becomes small, and there is a drawback that the adsorption rate decreases.

ポリマー粒子の粒径分布を狭くして前記のごとき問題の
少ないものも製造されているが(特開昭57-102905号公
報)、この粒子は三次元網目状構造を有する粒子ではな
く、微小な一次粒子が集合した粒子であり、機械的強度
が必ずしも充分でなく、しかもたとえばカラム状の吸着
体として用いたばあいには、充填密度および分散状態に
ムラが生じ、液注入時にいわゆるショートパスが発生す
るという欠点がある。
Although polymer particles having a narrow particle size distribution and few problems as described above have also been produced (Japanese Patent Laid-Open No. 57-102905), these particles are not particles having a three-dimensional network structure, and are fine particles. It is a particle in which primary particles are aggregated, its mechanical strength is not always sufficient, and when it is used as, for example, a column-shaped adsorbent, uneven packing density and dispersion state occur, and so-called short path occurs during liquid injection. It has the drawback of occurring.

[課題を解決するための手段] そこで本発明者は前記した従来技術に鑑みてたとえばカ
ラム状の吸着体として用いたばあいであっても充填ムラ
によるショートパスの発生がなく、しかも圧力損失が小
さい粒子をうるべく鋭意研究を重ねた結果、意外にも特
定の粒度分布を有する2種類の粒子を特定の比率で混合
してなる分離材用バイモーダル粒子を用いたばあいに
は、前記諸要件がすべて満足されることを見出し、本発
明を完成するにいたった。
[Means for Solving the Problem] In view of the above-mentioned conventional technique, the present inventor does not cause short paths due to uneven filling even when used as, for example, a column-shaped adsorbent, and causes a pressure loss. As a result of earnestly researching small particles as much as possible, surprisingly, when bimodal particles for a separating material formed by mixing two kinds of particles having a specific particle size distribution in a specific ratio are used, The inventors have found that all the requirements are satisfied, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は数平均粒径がそれぞれ10〜1000μm
の範囲内にある2種類の単分散粒子AおよびBを分散混
合させてなる粒子混合物であり、単分散粒子AおよびB
がそれぞれセルロース系ポリマー、絹系ポリマー、キチ
ン系ポリマー、アクリロニトリル系ポリマー、(メタ)
アクリレート系ポリマー、スチレン系ポリマー、ビニル
アルコール系ポリマーまたは縮合系ポリマーであり、単
分散粒子AとBの数平均粒径の比が0.5/1〜0.9/1であ
り、単分散粒子AとBの個数比が1/9〜9/1であることを
特徴とする分離材用バイモーダル粒子に関する。
That is, the present invention has a number average particle size of 10 to 1000 μm, respectively.
Is a particle mixture obtained by dispersing and mixing two types of monodisperse particles A and B within the range of
Are cellulose-based polymer, silk-based polymer, chitin-based polymer, acrylonitrile-based polymer, (meth)
It is an acrylate-based polymer, a styrene-based polymer, a vinyl alcohol-based polymer or a condensation-based polymer, and the ratio of the number average particle size of the monodisperse particles A and B is 0.5 / 1 to 0.9 / 1. The present invention relates to a bimodal particle for a separating material, which has a number ratio of 1/9 to 9/1.

[実施例] 本発明の分離材用バイモーダル粒子は、2種類の単分散
粒子AおよびBを分散混合させてなる粒子結合物であ
る。
[Examples] The bimodal particles for separating material of the present invention are particle-bonded products obtained by dispersing and mixing two types of monodisperse particles A and B.

ここで本発明細書にいう単分散粒子とは、粒子の95%以
上が数平均粒径の±10%以内である粒子である。
Here, the monodisperse particles referred to in the detailed text of the present invention are particles in which 95% or more of the particles are within ± 10% of the number average particle diameter.

本発明に用いられる単分散粒子を構成するポリマーの具
体例としては、セルロース、セルロース誘導体、再生セ
ルロースなどのセルロース系ポリマー;絹フィブロイン
などの絹系ポリマー;キトサンなどのキチン系ポリマ
ー;ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ビニル
スルホン酸共重合体などのアクリロニトリル系ポリマ
ー;ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート
−ヒドトキシエチルメタクリレート共重合体、ポリメチ
ルメタクリレートステレオコンプレックス、ヒドロキシ
エチルメタクリレート−スチレン共重合体、などの(メ
タ)アクリレート系ポリマー;ポリスチレン、スチレン
−ブタジエン共重合体、スチレン−クロロメチルスチレ
ン共重合体などのスチレン系ポリマー;ポリビニルアル
コール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのビ
ニルアルコール系ポリマー;またはその他ポリアミド、
ポリアミノ酸、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレ
タン、ポリスルホンなどの縮合系ポリマーがあげられ
る。
Specific examples of the polymer constituting the monodisperse particles used in the present invention include cellulose-based polymers such as cellulose, cellulose derivatives, and regenerated cellulose; silk-based polymers such as silk fibroin; chitin-based polymers such as chitosan; polyacrylonitrile, acrylonitrile. -Acrylonitrile-based polymers such as vinyl sulfonic acid copolymers; (meth) acrylate-based polymers such as polymethylmethacrylate, methylmethacrylate-hydroxyethylmethacrylate copolymer, polymethylmethacrylate stereocomplex, hydroxyethylmethacrylate-styrene copolymer, etc. Polymer; polystyrene, styrene-styrene copolymer such as styrene-butadiene copolymer, styrene-chloromethylstyrene copolymer; polyvinyl alcohol, ethylene-bi Vinyl alcohol-based polymer such as alcohol copolymer; or other polyamides,
Examples thereof include condensation type polymers such as polyamino acids, polyesters, polyethers, polyurethanes and polysulfones.

前記単分散粒子を構成するポリマーが、たとえばセルロ
ース系ポリマーのばあいには、血球成分や血漿蛋白質の
非特異吸着が比較的少ないなどの特徴を有するため、血
液中から血漿蛋白質などを選択的に除去するというよう
な用途に好適に使用されうる粒子がえられる。また、単
分散粒子を構成するポリマーとしてスチレン−ブタジエ
ン共重合体やスチレン−クロロメチルスチレン共重合体
などのように、他の基、たとえばイオン交換性基を導入
したり架橋させたりしうるポリマーを使用したばあいに
は、該単分子粒子はイオン交換樹脂用母材や機械的強度
の大きい粒子や機械的強度の大きいイオン交換樹脂用母
材、アフィニティークロマトグラフィー用担体などの分
離材に好適に使用されうる。さらにポリビニルアルコー
ル、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのように
活性水酸基を有するポリマーを使用したばあいには、圧
力損失の小さいアフィニティークロマトグラフィ用担体
などの分離材に使用されうる。
When the polymer constituting the monodisperse particles is, for example, a cellulosic polymer, it has characteristics such that nonspecific adsorption of blood cell components and plasma proteins is relatively small, and thus plasma proteins and the like are selectively extracted from blood. There are obtained particles that can be suitably used for applications such as removal. Further, as a polymer constituting the monodisperse particles, a polymer capable of introducing or cross-linking another group such as a styrene-butadiene copolymer or a styrene-chloromethylstyrene copolymer, for example, an ion-exchange group. When used, the monomolecular particles are suitable as a base material for ion exchange resins, particles with high mechanical strength, base materials for ion exchange resins with high mechanical strength, and separation materials such as carriers for affinity chromatography. Can be used. Further, when a polymer having an active hydroxyl group such as polyvinyl alcohol or ethylene-vinyl alcohol copolymer is used, it can be used as a separating material such as a carrier for affinity chromatography having a small pressure loss.

本発明のポリマー粒子は、球状(ほぼ真球のもののみな
らず、短径/長径が0.8程度までの楕円状のものの回転
体などをも含む概念である)の粒子であり、数平均粒径
(楕円状回転体のばあいには体積平均粒径、すなわち長
径の2乗に短径を乗じた値の3乗根として求める)が10
〜1000μm、好ましくは50〜600μmの範囲内にあり、9
5%以上の粒子が数平均粒径±10%以内のものである。
The polymer particles of the present invention are spherical particles (which is a concept that includes not only substantially spherical particles but also rotators having an elliptical shape with a minor axis / major axis up to about 0.8) and a number average particle diameter. (In the case of an elliptical rotating body, the volume average particle diameter, that is, it is calculated as the cube root of the value obtained by multiplying the square of the long diameter by the short diameter)
~ 1000 μm, preferably in the range of 50-600 μm, 9
5% or more of the particles are within the number average particle size ± 10%.

前記数平均粒径が10μm未満になると、たとえば血液中
から血漿蛋白質を選択的に除くための吸着体用の単分散
粒子として使用したばあいなどに圧力損失が大きくな
り、蛋白質の変性がおこりやすくなるなどの問題が生じ
やすくなる。また1000μmをこえると比表面積が小さく
なり、吸着速度が遅くなる。
When the number average particle size is less than 10 μm, pressure loss becomes large when used as monodisperse particles for an adsorbent for selectively removing plasma proteins from blood, and protein denaturation easily occurs. It is easy to cause problems such as If it exceeds 1000 μm, the specific surface area becomes small and the adsorption rate becomes slow.

また、前記数平均粒径±10%以内の粒子の割合が95%未
満であるばあいには、前記のごとき吸着体用の吸着材と
して使用したばあいには圧力損失が大きくなったり、溶
血がおこりやすくなったりしたりする。
Further, when the ratio of particles within the number average particle diameter ± 10% is less than 95%, when used as an adsorbent for the adsorbent as described above, the pressure loss becomes large, and hemolysis is increased. May be more likely to occur.

本発明に用いられる単分散粒子の表面の状態にはとくに
限定はなく、スキン層が存在していてもよく、網目状組
織となっていてもよく、スキン層と網目状組織との中間
の状態であってもよい。なお、その内部は三次元網目状
組織となっていることが望ましい。
The state of the surface of the monodisperse particles used in the present invention is not particularly limited, and a skin layer may be present or may have a network structure, and an intermediate state between the skin layer and the network structure. May be It is desirable that the inside has a three-dimensional network structure.

前記三次元網目状組織とは、前記のように重合性モノマ
ーの液滴を重合させた粒子がさらに微小な粒子の重合体
(集合体)であるのに対して、文字どおり海綿のごとく
有孔面が三次元的に連続した構造または繊維が三次元的
に連続した構造を有する組織体をいう。
The three-dimensional network structure is a polymer (aggregate) of finer particles obtained by polymerizing droplets of a polymerizable monomer as described above, while it is a perforated surface like a sponge literally. Indicates a tissue body having a three-dimensionally continuous structure or a three-dimensionally continuous fiber structure.

単分散粒子内部の三次元網目状組織を構成する網目の大
きさ、空孔率などにもとくに限定はないが、網目の大き
さは0.1〜10μm程度であることが好ましく、また内部
に直径が10μmをこえる空洞部分を局部的に有してもよ
い。空孔率は50〜95%程度であることが好ましい。
The size and porosity of the mesh forming the three-dimensional network inside the monodisperse particles are not particularly limited, but the size of the mesh is preferably about 0.1 to 10 μm, and the internal diameter is It may have a hollow portion locally exceeding 10 μm. The porosity is preferably about 50 to 95%.

前記網目状組織の網目の大きさが0.1μm未満になる
と、吸着体用の吸着材として用いたばあいに血液中の前
記不要物の吸着速度が小さくなるのみならず、これら不
要物の吸着除去が充分行われなくなるなどの傾向が生じ
る。また10μmをこえると、粒子の機械的強度が充分で
なくなり、カラムへの充填時や輸送時に粒子が変形した
り、破砕したりしがちとなる。
When the size of the mesh of the mesh structure is less than 0.1 μm, not only the adsorbing speed of the unwanted substances in blood decreases when used as an adsorbent for an adsorbent, but also the adsorptive removal of these unwanted substances. Is not performed sufficiently. On the other hand, if it exceeds 10 μm, the mechanical strength of the particles becomes insufficient, and the particles tend to be deformed or crushed during packing into the column or during transportation.

単分散粒子表面にスキン層が存在するばあい、かかるス
キン層の厚さは通常0.1〜10μm程度である。このよう
に粒子表面にスキン層のある単分散粒子は、表面の孔径
が比較的小さいので、排除限界分子量がおよそ100万以
下のクロマトグラフィー用粒子またはイオン交換樹脂用
母材として好適に使用しうる。
When a skin layer is present on the surface of the monodisperse particles, the thickness of the skin layer is usually about 0.1 to 10 μm. Thus, the monodisperse particles having a skin layer on the surface of the particle have a relatively small pore size on the surface, and thus can be suitably used as a chromatography particle having an exclusion limit molecular weight of about 1,000,000 or less or a base material for an ion exchange resin. .

また単分散粒子の表面が網目状組織であるばあい、通常
その表面には孔径0.01〜5μm程度の孔が存在する。こ
のように粒子表面が網目状組織であるばあいには、排除
限界分子量がおよそ100万以上のクロマトグラフィー用
粒子または固定化酵素の担体として適したものになる。
When the surface of the monodisperse particles has a network structure, pores having a pore diameter of about 0.01 to 5 μm are usually present on the surface. When the particle surface has a network structure as described above, it becomes suitable as a carrier for chromatography particles having an exclusion limit molecular weight of about 1,000,000 or more or an immobilized enzyme.

本発明の分離剤用バイモーダル粒子は、前述のごとく2
種類の単分散粒子AおよびBを分散混合させてなる粒子
混合物である。
The bimodal particles for the separating agent of the present invention are the same as those mentioned above.
This is a particle mixture in which types of monodisperse particles A and B are dispersed and mixed.

前記単分散粒子AおよびBの数平均粒子径の比が、0.5/
1〜0.9/1、なかんづく0.6/1〜0.8/1となるように調整さ
れたものが用いられる。かかる比は0.5/1よりも小さい
ばあいには、たとえば沈降速度の違いが大きいので、各
々の粒子が均一に分散しない傾向があり、また圧力損失
も大きくなる。0.9/1をこえるばあいには、ショートパ
スの発生を防ぐ効果が乏しくなる傾向がある。また、前
記単分散粒子AおよびBの個数比は1/9〜9/1、なかんづ
く2/8〜8/2となるように調整される。かかる比が1/9よ
りも小さいかまたは9/1をこえるばあいには、各々の単
分散粒子の単独のばあいの特性との差がなくなり、ショ
ートパスの発生を防ぐ効果が乏しくなる傾向がある。
The ratio of the number average particle size of the monodisperse particles A and B is 0.5 /
Those adjusted to 1 to 0.9 / 1, especially 0.6 / 1 to 0.8 / 1 are used. When the ratio is smaller than 0.5 / 1, for example, the difference in sedimentation velocity is large, and therefore the respective particles tend not to be uniformly dispersed, and the pressure loss also increases. If it exceeds 0.9 / 1, the effect of preventing the occurrence of short paths tends to be poor. Further, the number ratio of the monodisperse particles A and B is adjusted to be 1/9 to 9/1, especially 2/8 to 8/2. When such a ratio is smaller than 1/9 or exceeds 9/1, there is no difference between the characteristics of each monodisperse particle when it is alone, and the effect of preventing the occurrence of short paths tends to be poor. is there.

なお、使用に際しては、前記2種類の単分散粒子はたが
いに均一に分散するようにあらかじめ混合されているこ
とが望ましく、均一に分散されていないばいには、各々
の単分散粒子の特性が独立に現れてショートパスの発生
を防ぐ効果が乏しくなったり、圧力損失が大きくなるこ
とがある。
In use, it is desirable that the two types of monodisperse particles are premixed so as to be uniformly dispersed in each other. If they are not uniformly dispersed, the characteristics of each monodisperse particle are independent. In some cases, the effect of preventing the occurrence of a short path becomes poor, and the pressure loss may increase.

つぎに本発明に用いられる単分散粒子としてセルロース
系ポリマーを用いたばあいについて説明する。
Next, the case where a cellulosic polymer is used as the monodisperse particles used in the present invention will be described.

本発明に用いられる単分散粒子の1種であるセルロース
系粒子は、セルロース、セルロース誘導体などを溶解さ
せたセルロース系溶液を、たとえば特開昭62-191033号
公報に記載の装置および方法(振動法と乾湿式凝固法と
を組合わせた方法)を適用することにより製造されう
る。
The cellulosic particles, which are one kind of monodisperse particles used in the present invention, are prepared by dissolving a cellulosic solution in which cellulose, a cellulose derivative or the like is dissolved, for example, the apparatus and method (vibration method) described in JP-A-62-191033. And a dry-wet coagulation method) are applied.

前記セルロース系溶液を調製する際に用いる溶剤として
は、セルロースの溶剤となる、たとえば銅アンモニア水
溶液、ジメチルスルホキシドとパラホルムアルデヒドと
の混合液、チオシアン酸カルシウム水溶液など、また代
表的なセルロース誘導体である酢酸セルロースの溶剤と
なる、たとえばジメチルスルホキシド、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロ
リドン、アセトンなどがあげられる。
The solvent used when preparing the cellulose-based solution is a solvent for cellulose, such as an aqueous solution of copper ammonia, a mixed solution of dimethylsulfoxide and paraformaldehyde, an aqueous solution of calcium thiocyanate, and acetic acid which is a typical cellulose derivative. Examples of the solvent for cellulose include dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and acetone.

これらの溶剤には、えられるセルロース系粒子の表面に
スキン層を形成するか否か、スキン層を形成するばあい
にはその厚さをどの程度にするか、内部の網目状組織の
孔の大きさをどの程度にするかなどを調節するために、
メタノール、エタノール、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、グリセリン、水、無機塩類、ポリエチ
レングリコール、ポリビニルピロリドンなどを加えても
よい。
In these solvents, whether or not a skin layer is formed on the surface of the obtained cellulosic particles, what is the thickness of the skin layer when it is formed, and the size of the pores of the internal network structure In order to adjust the size,
Methanol, ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, water, inorganic salts, polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, etc. may be added.

このようにして調製された5〜20%(重量%、以下同
様)程度のセルロース系溶液は、たとえば特開昭62-191
033号公報に記載のごとき装置を用いてほぼ均一な大き
さの小液滴として気相中に噴出せしめられ、凝固剤との
衝突による大きな変形を生じさせない飛行距離以上を飛
行せしめられたのち凝固剤と接触せしめられる。このよ
うにして製造されるセルロース系粒子はほぼ真球状の粒
子である。
The cellulosic solution of about 5 to 20% (% by weight, the same applies hereinafter) prepared in this manner is disclosed in, for example, JP-A-62-191.
Using a device such as the one described in Japanese Patent No. 033, the droplets are ejected into the gas phase as small droplets of almost uniform size, and after being allowed to fly over a flight distance that does not cause large deformation due to collision with a coagulant, coagulation is performed. Contact with the agent. The cellulosic particles produced in this manner are substantially spherical particles.

前記凝固剤はポリマーの非溶剤からなるが、小滴を構成
する溶剤と溶けあり、小滴が自然に濡れるような表面張
力を有するものが好ましい。このような凝固剤の具体例
としては、たとえば水、水と前記良溶剤または非溶剤と
の混合液、水と界面活性剤との混合液などがあげられ
る。
The coagulant is composed of a non-solvent for the polymer, but it is preferable that the coagulant is soluble in the solvent forming the droplets and has a surface tension such that the droplets naturally wet. Specific examples of such a coagulant include water, a mixed liquid of water and the good solvent or non-solvent, a mixed liquid of water and a surfactant, and the like.

一般にポリマー溶液中のポリマーの濃度が高く、非溶剤
の割合が少なく、水のように凝固力の強い凝固液を使用
するとスキン層を形成させることができ、また凝固を遅
くしてポリマーを密に凝集させることによって粒子内部
の網目状組織の網目の大きさを小さくすることができ
る。
Generally, the concentration of the polymer in the polymer solution is high, the proportion of the non-solvent is low, and a skin layer can be formed by using a coagulating liquid with a strong coagulation force like water, and slowing the coagulation to make the polymer denser. By aggregating, the size of the network of the network structure inside the particles can be reduced.

前記説明においてはセルロース系ポリマーを用いてポリ
マー粒子を製造したが、他のポリマーを用いるばあいに
も上記のように適当な溶剤にポリマーを溶解させたポリ
マー溶液を用い、該ポリマーの非溶剤を凝固液として使
用し、前記と同様の方法でポリマー粒子を製造しうる。
In the above description, polymer particles were produced using a cellulosic polymer, but when using other polymers, a polymer solution prepared by dissolving the polymer in a suitable solvent as described above is used, and the non-solvent of the polymer is used. It can be used as a coagulating liquid to produce polymer particles in the same manner as described above.

ポリマーの溶剤、非溶剤および凝固剤は、たとえば化学
便覧(日本化学会編、丸善(株)発行、1984年)ポリマ
ー・ハンドブック(ジェイ・ブランドラップ・アンド・
イー・エム・インマグート(J.Brandrup &E.M.Immergu
t,)ジョン・ウィリー・アンド・サンズ(Jhon Willy &
Sons、)編、ニューヨーク、1975年)などに記載された
ものを用いうる。
Polymer solvents, non-solvents, and coagulants can be obtained, for example, from Chemical Handbook (edited by The Chemical Society of Japan, published by Maruzen Co., Ltd., 1984), Polymer Handbook (J Brand Wrap &
J. Brandrup & E.M.Immergu
t,) John Willy & Sons
Sons, eds., New York, 1975) and the like can be used.

このようにしてえられたポリマー粒子にイオン交換性基
などの他の基を導入したり架橋させたりするサイトが存
在するばあいには、そののち他の基を導入したり架橋さ
せたりすればよい。
If there is a site for introducing or cross-linking another group such as an ion-exchange group in the polymer particles obtained in this way, then if another group is introduced or cross-linked. Good.

このようにしてえられた単分散粒子は特定の平均粒径お
よび特定の粒径分布を有するものであり、かかる単分散
粒子の特定の2種類を特定の混合割合で調整することに
よりえられた本発明の分離材用バイモーダル粒子は、ク
ロマトグラフ用充填材、酵素固定用担体、アフィニティ
クロマトグラフィー用担体、イオン交換樹脂用母材など
の用途に好適に使用することができ、これらの用途に使
用したばあいには充填状態が均一になるので、ショート
パスが発生せず、しかも圧力損失、吸着速度、分離速度
選択性の点ですぐれたものとなる。
The monodisperse particles thus obtained have a specific average particle size and a specific particle size distribution, and were obtained by adjusting two specific types of such monodisperse particles at a specific mixing ratio. The bimodal particles for a separation material of the present invention can be suitably used for applications such as a packing material for chromatographs, a carrier for immobilizing enzymes, a carrier for affinity chromatography, a base material for ion exchange resins, and the like. When used, the filling state becomes uniform, so that short paths do not occur, and the pressure loss, adsorption rate, and separation rate selectivity are excellent.

つぎに本発明の分離材用バイモーダル粒子を実施例に基
づいて詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない、 製造例1 二酢酸セルロースを濃度が12.5%となるようにジメチル
スルホキシド/プロピレングリコールが重量比で4/6の
混合液に溶解させた。
Next, the bimodal particles for separating material of the present invention will be explained in detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. Production Example 1 Cellulose diacetate having a concentration of 12.5% Dimethyl sulfoxide / propylene glycol was dissolved in a mixed solution of 4/6 in weight ratio so that

ノズルの前方5mmのところに2cmの間隔をあけて幅5cm、
液滴の進行方向の長さ25cmの大きさの平行平板状の電極
を設置し、該電極とノズルとの間に800Vの直流電圧を印
加した。このノズルに設けた直径250μmのオリフィス
から、145℃に保持した前記溶液を7.8m/secの線速で385
0Hzの振動を加えながら吐出させ、該溶液の均一な液滴
を形成させ、空気中を約3m飛行させたのち、23℃の10%
メタノール水溶液中へ侵入させて凝固させ、二酢酸セル
ロースの粒子をえた。
5 cm in width at a distance of 2 cm at 5 mm in front of the nozzle,
A parallel plate electrode having a length of 25 cm in the droplet advancing direction was installed, and a DC voltage of 800 V was applied between the electrode and the nozzle. From the orifice with a diameter of 250 μm installed in this nozzle, the solution kept at 145 ° C. was flown at a linear velocity of 7.8 m / sec.
Discharge while applying vibration of 0 Hz, form uniform droplets of the solution, and fly in air for about 3 m, then at 10% of 23 ° C.
The particles were infiltrated into an aqueous methanol solution and solidified to obtain cellulose diacetate particles.

えらえた二酢酸セルロース粒子を50℃、0.6%のカ性ソ
ーダ水溶液に投入して、2時間攪拌したのち回収し、中
和・水洗してほぼ100%の再生セルロース粒子(単分散
粒子B)をえた。
The obtained cellulose diacetate particles are put into a 0.6% caustic soda aqueous solution at 50 ° C., stirred for 2 hours, recovered, neutralized and washed with water to obtain almost 100% regenerated cellulose particles (monodisperse particles B). I got it.

えられた再生セルロース粒子の数平均粒径を下記方法に
より測定したところ、430μmで、粒子がすべて平均粒
径±5%以内にあった。
When the number average particle size of the obtained regenerated cellulose particles was measured by the following method, it was 430 μm, and all the particles were within the average particle size ± 5%.

えられた再生セルロース粒子内の液体をエタノールで置
換してから臨界点乾燥機((株)日立製作所製、HCP−
2)を用いて乾燥させ、金を蒸着させたのち走査型電子
顕微鏡で観察したところ、表面に厚さ約0.2μmのスキ
ン層があり、内部は孔径が約0.2〜2μmの多孔質三次
元網目状組織であった。
After replacing the liquid in the obtained regenerated cellulose particles with ethanol, a critical point dryer (HCP- manufactured by Hitachi, Ltd.)
2) was used for drying, gold was vapor deposited and then observed with a scanning electron microscope. As a result, there was a skin layer with a thickness of about 0.2 μm on the surface and a porous three-dimensional network with a pore size of about 0.2-2 μm inside. It was a tissue.

前記再生セルロース粒子を内径14mm、長さ7cmのカラム
に充填し、44%のグリセリン水溶液(粘度4cP、24℃)
を、線速が20cm/minとなるように流したとき圧力損失は
52mmHgであった。(数平均粒径および粒径分布) 数百個(約500〜1000個)の粒子の光学顕微鏡像を画像
処理装置((株)ニレコ製のルーゼックスII)を使用し
て処理して求める。
The regenerated cellulose particles were packed in a column having an inner diameter of 14 mm and a length of 7 cm, and a 44% aqueous glycerin solution (viscosity 4 cP, 24 ° C.)
, The pressure loss when flowing at a linear velocity of 20 cm / min
It was 52 mmHg. (Number Average Particle Size and Particle Size Distribution) An optical microscope image of several hundred particles (about 500 to 1000 particles) is processed and obtained using an image processing device (Luzex II manufactured by Nireco Co., Ltd.).

製造例2 製造例1において、電極の長さを5cm、印加電圧を510
V、オリフィス孔径を100μm、溶液の吐出線速度を8.9m
/sec、振動数を5000Hz、飛行距離を1.7mとしたほかは製
造例1と同様にして再生セルロース粒子(単分散粒子
A)をえた。
Production Example 2 In Production Example 1, the electrode length was 5 cm and the applied voltage was 510.
V, orifice hole diameter 100 μm, solution discharge linear velocity 8.9 m
Regenerated cellulose particles (mono-dispersed particles A) were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that / sec, the frequency was 5000 Hz, and the flight distance was 1.7 m.

えられた再生セルロース粒子の数平均粒径を製造例1と
同様にして測定したところ、270μmで、粒子がすべて
平均粒径±5%以内にあった。
When the number average particle size of the obtained regenerated cellulose particles was measured in the same manner as in Production Example 1, it was 270 μm, and all the particles were within the average particle size ± 5%.

つぎに製造例1と同様にして圧力損失を測定したとこ
ろ、135mmHgであった。
Next, when the pressure loss was measured in the same manner as in Production Example 1, it was 135 mmHg.

実施例1〜3 製造例1および製造例2でえられた粒子を所定の混合割
合に調整したのち、過剰の水を入れたビーカーの中で混
合し、沈降させたのち、沈降した粒子をスポイドで吸い
取り、製造例1で用いたものと同じ円筒容器に充填し、
製造例1と同様にして圧力損失を測定した。その結果を
第1表に示す。
Examples 1 to 3 The particles obtained in Production Example 1 and Production Example 2 were adjusted to a predetermined mixing ratio, mixed in a beaker containing excess water, and allowed to settle. Soak up in the same cylindrical container used in Production Example 1,
The pressure loss was measured in the same manner as in Production Example 1. The results are shown in Table 1.

つぎに製造例1、製造例2および実施例1〜3でえられ
た粒子をそれぞれカラムに充填し、このカラムに10cm/m
inの速度でインクで赤色に着色した44%グリセリン水溶
液の先端部の状沈を目視により観察した。製造例1およ
び2でえらえた粒子を用いたばあいと比べて実施例1〜
3でえられた粒子を用いたばあいは、グリセリン水溶液
の先端部は均一であった。
Next, the particles obtained in Production Example 1, Production Example 2 and Examples 1 to 3 were each packed in a column, and the column was filled with 10 cm / m 2.
The state of the tip of the 44% glycerin aqueous solution colored red with ink was visually observed at a speed of in. Compared with the case of using the particles obtained in Production Examples 1 and 2,
When the particles obtained in 3 were used, the tip of the aqueous glycerin solution was uniform.

[発明の効果] 本発明の分離材用バイモーダル粒子は特定に数平均粒径
および特定の粒径分布を有する2種類の単分散粒子を分
散混合させてなる粒子混合物であり、たとえばクロマト
グラフィー用の充填材、酵素固定用の担体、アフィニテ
ィークロマトグラフィー用の担体、イオン交換樹脂用母
材などの用途に用いたばあいには、充填状態が均一にな
るためにショートパスが発生せず、分離あるいは吸着速
度が大きくなり、圧力損失が小さくなるなどの効果を奏
する。
[Effects of the Invention] The bimodal particles for a separating material of the present invention are a particle mixture obtained by dispersing and mixing two kinds of monodisperse particles having a specific number average particle size and a specific particle size distribution, for example for chromatography. When used as a packing material, a carrier for enzyme immobilization, a carrier for affinity chromatography, a base material for ion exchange resins, etc., the packing state is uniform, so short paths do not occur and separation Alternatively, there is an effect that the adsorption rate is increased and the pressure loss is reduced.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】数平均粒径がそれぞれ10〜1000μmの範囲
内にある2種類の単分散粒子AおよびBを分散混合させ
てなる粒子混合物であり、単分散粒子AおよびBがそれ
ぞれセルロース系ポリマー、絹系ポリマー、キチン系ポ
リマー、アクリロニトリル系ポリマー、(メタ)アクリ
レート系ポリマー、スチレン系ポリマー、ビニルアルコ
ール系ポリマーまたは縮合系ポリマーであり、単分散粒
子AとBの数平均粒径の比が0.5/1〜0.9/1であり、単分
散粒子AとBの個数比が1/9〜9/1であることを特徴とす
る分離材用バイモーダル粒子。
1. A particle mixture obtained by dispersing and mixing two kinds of monodisperse particles A and B each having a number average particle diameter within the range of 10 to 1000 μm, wherein the monodisperse particles A and B are each a cellulosic polymer. , A silk-based polymer, a chitin-based polymer, an acrylonitrile-based polymer, a (meth) acrylate-based polymer, a styrene-based polymer, a vinyl alcohol-based polymer or a condensation-based polymer, and the ratio of the number average particle size of the monodisperse particles A and B is 0.5. Bimodal particles for separating material, characterized in that the number ratio of monodisperse particles A and B is 1/9 to 0.9 / 1 and 1/9 to 9/1.
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