JPH0632615B2 - Method for producing granular fixed molded article of enzyme or microbial cell - Google Patents

Method for producing granular fixed molded article of enzyme or microbial cell

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JPH0632615B2
JPH0632615B2 JP3227186A JP3227186A JPH0632615B2 JP H0632615 B2 JPH0632615 B2 JP H0632615B2 JP 3227186 A JP3227186 A JP 3227186A JP 3227186 A JP3227186 A JP 3227186A JP H0632615 B2 JPH0632615 B2 JP H0632615B2
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enzyme
acid
granular
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aqueous medium
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高三 飯田
昌弘 坂本
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Kansai Paint Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酵素又は微生物菌体の固定化法に関しさらに詳
しくは酵素又は微生物菌体を粒状成形物として固定化す
る方法に関する。
The present invention relates to a method for immobilizing enzyme or microbial cells, and more particularly to a method for immobilizing enzyme or microbial cells as a granular molded product.

酵素又は微生物の固定化法としては、従来から包括法、
物理的吸着法、共有結合法等多くの方法が知られてい
る。これらの方法によって得られる塊状あるいはシート
状の固定化物は、微生物反応や酵素反応に使用する場合
には、細かく切断したり磨砕したりした後カラムに充填
するのが普通である。しかしその場合固定化物は面同志
で密着することが多く、微生物反応や、酵素反応の効率
が悪くなり、また、しばしばチャネリング現象を起こし
てカラムを閉塞する等の欠点もある。
As a method for immobilizing an enzyme or a microorganism, a conventional entrapment method,
Many methods such as a physical adsorption method and a covalent bond method are known. When used in a microbial reaction or an enzymatic reaction, the lump-shaped or sheet-shaped immobilized product obtained by these methods is usually cut into fine pieces or ground and then packed in a column. In that case, however, the immobilized products often come in close contact with each other, resulting in poor efficiency of microbial reaction and enzyme reaction, and often cause channeling phenomenon to block the column.

これらの欠点は酵素又は微生物菌体を粒状成形物として
固定化することができれば、流動しやすくカラムへの充
填作業が容易になり、粒子同志の接触面積も少なく微生
物反応や酵素反応の効率をアップすることができる。酵
素又は微生物菌体を粒状成形物として固定化する方法に
ついては、固定化担体としてある種の親水性光硬化性樹
脂と多価金属イオンとの接触によりゲル化する能力のあ
る水溶性高分子多糖類との組合せにより、水性媒体から
粒状固定化物を製造する方法が公知である。(公開特許
公報 昭59−11182) この方法は酵素又は微生物菌体の活性をそこなうことな
く水性媒体から極めて簡単に粒状固定化物を製造するこ
とができるが、固定化担体としてある種の親水性光硬化
性樹脂と多価金属イオンとの接触によりゲル化する能力
のある水溶性高分子多糖類を用い、これに光重合開始
剤、酵素又は微生物菌体を加えた液状組成物を、多価金
属イオンを含有する水性媒体中に滴下して該組成物を粒
状にゲル化させ、次いで得られる粒状ゲルに水性媒体中
で活性光線を照射して該粒状ゲル中の光硬化性樹脂を硬
化させる方法であるため、水性媒体中の溶存酸素濃度が
高いと光硬化性樹脂の光硬化性が低下するという欠点が
ある。特に光硬化性樹脂の重合禁止剤として、酸素と結
合して重合禁止作用を示すハイドロキノン等が用いられ
ているとこの傾向は著しい。光硬化性樹脂の硬化が不十
分であると包括固定化する酵素又は菌体の粒子からのも
れや水性媒体のにごりなど好ましくない結果を生じる。
溶存酸素の影響を除くには水性媒体中への粒状滴下と活
性光線照射を不活性ガス中で行うというめんどうな操作
を必要とする。
These drawbacks are that if an enzyme or microbial cell can be immobilized as a granular molded product, it will flow easily and the work of packing into the column will be easy, and the contact area between particles will be small and the efficiency of microbial reaction and enzyme reaction will be improved. can do. As a method for immobilizing an enzyme or microbial cell as a granular molded product, a water-soluble polymer having an ability to gel by contact with a polyvalent metal ion and a hydrophilic photocurable resin of a certain kind as an immobilization carrier is used. A method for producing a particulate immobilization product from an aqueous medium by combination with a saccharide is known. (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 59-11182) This method can produce a particulate immobilization product from an aqueous medium very easily without impairing the activity of the enzyme or the microbial cell, but it can be used as a carrier for immobilization with a certain hydrophilic light. A liquid composition prepared by adding a photopolymerization initiator, an enzyme, or microbial cells to a polyvalent metal using a water-soluble polymer polysaccharide having the ability to gel by contact between a curable resin and a polyvalent metal ion. A method in which the composition is gelled into particles by dropping into an aqueous medium containing ions, and then the resulting granular gel is irradiated with an actinic ray in an aqueous medium to cure the photocurable resin in the granular gel. Therefore, there is a drawback that the photocurability of the photocurable resin is lowered when the concentration of dissolved oxygen in the aqueous medium is high. This tendency is remarkable especially when hydroquinone or the like which binds to oxygen and exhibits a polymerization inhibiting action is used as a polymerization inhibitor for the photocurable resin. Insufficient curing of the photocurable resin results in unfavorable results such as leakage from particles of enzyme or bacterial cells that are entrapped and immobilized, or turbidity of an aqueous medium.
In order to eliminate the influence of dissolved oxygen, it is necessary to carry out a troublesome operation of dropping particles into an aqueous medium and irradiating with actinic rays in an inert gas.

本発明者らはこれらの欠点を克服し、水性媒体中の粒状
固定化に際し、水性媒体中の溶存酸素や光硬化性樹脂中
の重合禁止剤の影響を除去する方法を鋭意研究した結果
本発明にいたった。
The present inventors have conducted intensive studies on a method of overcoming these drawbacks and removing the influence of dissolved oxygen in an aqueous medium and a polymerization inhibitor in a photocurable resin when fixing particles in an aqueous medium. Came to

本発明の特徴は酵素又は微生物菌体の粒状固定化成形物
の製造に際して (a)1分子中に少なくとも2個のエチレン性不飽和結
合を有する親水性光硬化性樹脂 (b)光重合開始剤 (c)多価金属イオンとの接触によりゲル化する能力の
ある水溶性高分子多糖類 (d)酵素又は微生物菌体 を含んでなる液状組成物を、多価金属イオンとアスコル
ビン酸又はアスコルビン酸ナトリウムを含有する水性媒
体中に滴下して該組成物を粒状にゲル化させ、次いで得
られる粒状ゲルに活性光線を照射して該粒状ゲル中の光
硬化性樹脂を硬化させることにある。この水性媒体中に
含有されるアスコルビン酸又はアスコルビン酸ナトリウ
ムが、その還元作用により光硬化性樹脂中に含まれるハ
イドロキノンなどの水性媒体中の溶存酸素の酸化による
ベンゾキノンの生成を防いで、光硬化性樹脂の硬化性の
向上に著しい効果がある。その結果包括固定化した酵素
又は菌体の粒子からのもれや水性媒体のにごりを著しく
少なくすることができる。また、ベンゾキノンなどの様
な溶存酸素の存在にかかわりなく重合禁止作用を示す重
合禁止剤を光硬化性樹脂の重合防止に使用した場合で
も、水性媒体中のアスコルビン酸又はアスコルビン酸ナ
トリウムによりベンゾキノンを重合禁止作用の小さいハ
イドロキノンに還元して光硬化性を向上させることがで
きる。
The features of the present invention are: (a) a hydrophilic photocurable resin having at least two ethylenically unsaturated bonds in one molecule in the production of a granular immobilization molded product of an enzyme or a microbial cell (b) a photopolymerization initiator (C) A water-soluble polymer polysaccharide capable of gelling upon contact with polyvalent metal ions (d) A liquid composition containing an enzyme or a microbial cell is treated with polyvalent metal ions and ascorbic acid or ascorbic acid. It is to drip into an aqueous medium containing sodium to gel the composition into particles, and then irradiate the resulting granular gel with actinic rays to cure the photocurable resin in the granular gel. Ascorbic acid or sodium ascorbate contained in this aqueous medium prevents the production of benzoquinone by the oxidation of dissolved oxygen in the aqueous medium such as hydroquinone contained in the photocurable resin due to its reducing action, and thus photocurability It has a remarkable effect in improving the curability of the resin. As a result, it is possible to remarkably reduce the leakage from the entrapped and immobilized enzyme or bacterial cell particles and the turbidity of the aqueous medium. Even when a polymerization inhibitor such as benzoquinone that exhibits a polymerization inhibitory effect regardless of the presence of dissolved oxygen is used to prevent polymerization of the photocurable resin, benzoquinone is polymerized with ascorbic acid or sodium ascorbate in an aqueous medium. It can be reduced to hydroquinone, which has a small inhibiting action, to improve the photocurability.

以下本発明の方法についてさらに詳しく説明する。Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail.

(a)親水性光硬化性樹脂 本発明の方法においては、固定化担体の1つとして、1
分子中に少なくとも2個のエチレン性不飽和結合を有す
る親水性光硬化性樹脂を使用する。該光硬化性樹脂とし
ては、一般に300〜30,000、好ましくは500
〜20,000の範囲内の数平均分子量を有することが
でき、また、酵素又は微生物菌体を懸濁させた水性媒体
中に均一に分散するに充分なイオン性又は非イオン性の
親水性基、例えば水酸基、カルボキシル基、リン酸基、
スルホン酸基、アミノ基、エーテル結合などを含み、且
つ波長が約250〜約600nmの範囲内の活性光線を照
射したとき、硬化して水に実質的に不溶性の樹脂に変わ
るものが好適に使用される。そのような光硬化性樹脂は
酵素又は微生物菌体の固定化担体として既に知られてお
り(例えば、特公昭55−40号公報、特公昭55−2
0676号公報等参照)、代表的なものとして以下に記
載するものを挙げることができる: (i)高酸化不飽和ポリエステル類:例えば、無水マレイ
ン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコ
ン酸などの不飽和多価カルボン酸の少なくとも1種と、
トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット
酸、無水ピロメリット酸などの飽和多価カルボン酸の少
なくとも1種とからなる多価カルボン酸成分と、多価ア
ルコールとのエステル化により得られる酸価が40〜2
00の範囲内の不飽和ポリエステルの塩類;無水マレイ
ン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコ
ン酸などの不飽和多価カルボン酸の少なくとも1種と、
1分子中に3個より多いヒドロキシル基を有する多価ア
ルコールを少なくとも5重量%含む多価アルコール成分
とのエステル化物中の残存ヒドロキシル基に酸無水物を
反応させて得られる酸価が40〜200の範囲内の不飽
和ポリエステル類など。
(A) Hydrophilic photocurable resin In the method of the present invention, one of the immobilization carriers is 1
A hydrophilic photocurable resin having at least two ethylenically unsaturated bonds in the molecule is used. The photocurable resin is generally 300 to 30,000, preferably 500.
To 20,000, and an ionic or nonionic hydrophilic group sufficient to have a number average molecular weight in the range of 20,000 and be sufficiently dispersed in an aqueous medium in which an enzyme or microbial cell is suspended. , For example, hydroxyl group, carboxyl group, phosphate group,
A resin containing a sulfonic acid group, an amino group, an ether bond, etc., which is cured to be a resin substantially insoluble in water when irradiated with an actinic ray having a wavelength in the range of about 250 to about 600 nm is preferably used. To be done. Such a photocurable resin has already been known as a carrier for immobilizing enzymes or microbial cells (for example, Japanese Patent Publication No. 55-40 and Japanese Patent Publication No. 55-2).
Nos. 0676 and the like), and the representative ones include the following: (i) Highly oxidative unsaturated polyesters: for example, maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, itacone anhydride. At least one unsaturated polycarboxylic acid such as an acid,
Acid value obtained by esterification of polyvalent alcohol with polyvalent carboxylic acid component consisting of at least one saturated polycarboxylic acid such as trimellitic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic acid and pyromellitic anhydride Is 40-2
Unsaturated polyester salts within the range of 00; at least one unsaturated polycarboxylic acid such as maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and itaconic anhydride;
An acid value obtained by reacting an acid anhydride with the residual hydroxyl group in the esterified product with a polyhydric alcohol component containing at least 5% by weight of a polyhydric alcohol having more than 3 hydroxyl groups in one molecule is 40 to 200. Such as unsaturated polyesters within the range.

(ii)高酸化不飽和エポキシド類:ポリグリシジル化合物
例えばシェルケミカル社製のエピコート828、エピコ
ート1001、エピコート1004などのn当量と多価
カルボン酸、例えばマレイン酸、アジピン酸、トリメリ
ット酸などの(n−1)当量と(メタ)アクリル酸など
の不飽和カルボキシル化合物2当量との付加反応物に残
存するヒドロキシル基に酸無水物を付加して得られる酸
価が40〜200の範囲内の不飽和エポキシド類;上記
の如きポリグリシジル化合物n当量と上記の如き多価カ
ルボン酸(n+2)当量との付加反応物に残存するヒド
ロキシル基に酸無水物を付加させて得られる化合物に
(メタ)アクリル酸グリシジルなどの不飽和グリシジル
化合物を反応させて得られる酸価が40〜200の不飽
和エポキシド類など。
(ii) Highly oxidized unsaturated epoxides: polyglycidyl compounds such as n-equivalents of Epicoat 828, Epicoat 1001, Epicoat 1004 and the like manufactured by Shell Chemical Co. and polyvalent carboxylic acids such as maleic acid, adipic acid and trimellitic acid ( n-1) an acid value obtained by adding an acid anhydride to a hydroxyl group remaining in the addition reaction product of an equivalent of the unsaturated carboxyl compound such as (meth) acrylic acid with 2 equivalents is in the range of 40 to 200. Saturated epoxides; a compound obtained by adding an acid anhydride to a hydroxyl group remaining in the addition reaction product of the polyglycidyl compound n equivalents as described above and the polycarboxylic acid (n + 2) equivalents as described above (meth) acryl Unsaturated epoxides having an acid value of 40 to 200 obtained by reacting an unsaturated glycidyl compound such as glycidyl acid.

(iii)アニオン性不飽和アクリル樹脂類:ここでアニオ
ン性不飽和アクリル樹脂とは、(メタ)アクリル酸及び
(メタ)アクリル酸エステルから選ばれる少なくとも2
種の(メタ)アクリル系モノマーを共重合させて得られ
るカルボキシル基、リン酸基及び/又はスルホン酸基を
含有する共重合体に光重合可能なエチレン性不飽和基を
導入した樹脂であり且つ下記式 C+5P+10S=A (1) [式中、Cは樹脂中のカルボキシル基の濃度(mol/k
g)であり、Pは樹脂中のリン酸基濃度(mol/kg)であ
り、Sは樹脂中のスルホン酸基濃度(mol/kg)であ
る] によって算出されるAの値が0.8〜5(mol/kg)の
範囲内にあり、そして該樹脂中の光重合可能なエチレン
性不飽和基の濃度が0.1〜5(mol/kg)の範囲内に
ある樹脂をいう。かかる共重合体は公知の方法で合成す
ることができ、その際、コモノマーとしてアクリル酸、
メタクリル酸などの不飽和カルボン酸を使用すればカル
ボキシル基を含有する共重合体が得られ、コモノマーと
してホスマーM、ホスマーC1[両者とも油脂製品
(株)製]などの不飽和リン酸エステルを用いればリン
酸基を含有する共重合体が得られ、また、コモノマーと
して(メタ)アクリル酸−2−スルホエチル、(メタ)
アクリル酸−3−スルホプロピルなどの不飽和スルホン
酸エステルを使用すればスルホン酸基を含有する共重合
体が得られる。かくして得られる共重合体に光重合可能
なエチレン性不飽和基を導入するためには、該共重合体
中に存在するカルボキシル基、リン酸基又はスルホン酸
基に(メタ)アクリル酸グリシジルなどの不飽和グリシ
ジル化合物を反応させることによって可能となる。
(iii) Anionic unsaturated acrylic resin: Here, the anionic unsaturated acrylic resin is at least 2 selected from (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester.
A resin obtained by introducing a photopolymerizable ethylenically unsaturated group into a copolymer containing a carboxyl group, a phosphoric acid group and / or a sulfonic acid group, which is obtained by copolymerizing a certain (meth) acrylic monomer, and The following formula C + 5P + 10S = A (1) [where C is the concentration of the carboxyl group in the resin (mol / k
g), P is the phosphoric acid group concentration in the resin (mol / kg), and S is the sulfonic acid group concentration in the resin (mol / kg)]. To 5 (mol / kg), and the concentration of the photopolymerizable ethylenically unsaturated group in the resin is 0.1 to 5 (mol / kg). Such a copolymer can be synthesized by a known method, in which case acrylic acid as a comonomer,
When an unsaturated carboxylic acid such as methacrylic acid is used, a copolymer containing a carboxyl group can be obtained, and an unsaturated phosphoric acid ester such as Phosmer M and Phosmer C1 [both manufactured by Oil and Fat Products Co., Ltd.] is used as a comonomer. For example, a copolymer containing a phosphoric acid group is obtained, and as a comonomer, (meth) acrylic acid-2-sulfoethyl, (meth)
If an unsaturated sulfonic acid ester such as 3-sulfopropyl acrylate is used, a copolymer containing a sulfonic acid group can be obtained. In order to introduce a photopolymerizable ethylenically unsaturated group into the copolymer thus obtained, a carboxyl group, a phosphoric acid group or a sulfonic acid group present in the copolymer may be glycidyl (meth) acrylate or the like. This is possible by reacting an unsaturated glycidyl compound.

(iv)カチオン性不飽和アクリル樹脂:例えば、(メタ)
アクリル酸−2−ジエチルアミノエチル、(メタ)アク
リル酸−tert−ブチルアミノエチル、ビニルピリジ
ンなどの不飽和アミノ化合物を5重量%より多い量を含
む(メタ)アクリル酸エステルの共重合体に、(メタ)
アクリル酸グリシジルなどの不飽和グリシジル化合物を
反応させて得られる不飽和アクリル樹脂;ポリスチレン
をクロロメチル化後、不飽和アミノ化合物で第4級化し
て得られる不飽和アクリル樹脂;ポリエチレンイミン不
飽和グリシジル化合物との付加物など。
(iv) Cationic unsaturated acrylic resin: For example, (meth)
A copolymer of a (meth) acrylic acid ester containing an unsaturated amino compound such as 2-diethylaminoethyl acrylate, tert-butylaminoethyl (meth) acrylate, and vinylpyridine in an amount of more than 5% by weight, ( Meta)
Unsaturated acrylic resin obtained by reacting unsaturated glycidyl compound such as glycidyl acrylate; unsaturated acrylic resin obtained by quaternizing with unsaturated amino compound after chloromethylation of polystyrene; polyethyleneimine unsaturated glycidyl compound And the additions, etc.

(v)ポリエチレングリコールと(メタ)アクリル酸との
ポリエステル類:例えば、分子量400〜10000で
30重量%未満のプロピレンオキシド基を含むポリエチ
レングリコールの(メタ)アクリル酸などの不飽和モノ
カルボン酸のジエステル;nモルの無水マレイン酸など
の2塩基酸と(n+1)モルの分子量600〜1000
0のポリエチレングリコールおよび2モルの(メタ)ア
クリル酸などの不飽和モノカルボン酸のエステル化物;
nモルのトリメリット酸などの3塩基酸とn+2モルの
分子量600〜10000のポリエチレングリコールお
よび3モルの(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン
酸のエステル化物など。
(v) Polyesters of polyethylene glycol and (meth) acrylic acid: For example, diesters of unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid of polyethylene glycol having a molecular weight of 400 to 10,000 and containing less than 30% by weight of propylene oxide groups. A dibasic acid such as n mol of maleic anhydride and a molecular weight of (n + 1) mol of 600 to 1000;
An esterification product of 0 polyethylene glycol and 2 mol of an unsaturated monocarboxylic acid such as (meth) acrylic acid;
An esterified product of n basic acid such as trimellitic acid, n + 2 molar polyethylene glycol having a molecular weight of 600 to 10,000 and 3 molar unsaturated carboxylic acid such as (meth) acrylic acid.

(vi)ポリエチレングリコールと(メタ)アクリル酸2−
ヒドロキシエチルとのウレタン化付加物類:例えば、n
モルのトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのジイ
ソシアネートと(n−1)モルの分子量800〜100
00のポリエチレングリコールおよび2モルの(メタ)
アクリル酸2−ヒドロキシエチルなどの不飽和モノヒド
ロキシ化合物とのウレタン化物;nモルのデスモジュー
ルL(バイエル社製)などのトリイソシアネートと(n
−1)モルの分子量800〜10000のポチエチレン
グリコールおよび(n+2)モルの(メタ)アクリル酸
2−ヒドロキシエチルなどの不飽和モノヒドロキシ化合
物とのウレタン化物;1モルのトリメチロールプロパン
などの3官能性ヒドロキシ化合物と4モルのジイソシア
ネートと2モルの分子量400〜10000のポリエチ
レングリコールおよび2モルの(メタ)アクリル酸2−
ヒドロキシエチルなどの不飽和モノヒドロキシ化合物と
のウレタン化物など。
(vi) Polyethylene glycol and (meth) acrylic acid 2-
Urethane Adducts with Hydroxyethyl: For example, n
Moles of diisocyanate such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and (n-1) moles of molecular weight 800-100
00 polyethylene glycol and 2 moles of (meth)
Urethanes with unsaturated monohydroxy compounds such as 2-hydroxyethyl acrylate; n moles of triisocyanates such as Desmodur L (manufactured by Bayer) and (n
-1) Urethanes with an unsaturated monohydroxy compound such as (n + 2) moles of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate having a molecular weight of 800 to 10,000 and a trifunctional group such as 1 mole of trimethylolpropane. Hydroxy compound, 4 mol of diisocyanate, 2 mol of polyethylene glycol having a molecular weight of 400 to 10,000, and 2 mol of (meth) acrylic acid 2-
Urethane products with unsaturated monohydroxy compounds such as hydroxyethyl.

(vii)不飽和セルロース類:例えば、セルロースアセテ
ートフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセルロース
フタレート、ヒドロキシエチルセルロースなどの水溶性
のセルロースと(メタ)アクリル酸グリシジルなどの不
飽和グリシジル化合物又は無水イタコン酸、無水マレイ
ン酸などの不飽和酸無水物との付加反応物。
(vii) Unsaturated celluloses: for example, water-soluble cellulose such as cellulose acetate phthalate, hydroxypropylmethyl cellulose phthalate, hydroxyethyl cellulose and an unsaturated glycidyl compound such as glycidyl (meth) acrylate, or itaconic anhydride, maleic anhydride, etc. Addition reaction product with unsaturated acid anhydride.

(viii)不飽和ポリアミド:例えば、1モルのトリレンジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどのジ
イソシアネートと1モルのアクリル酸2−ヒドロキシエ
チルなどの不飽和ヒドロキシ化合物との付加物をゼラチ
ンなどの水溶性ポリアミドに付加反応させた不飽和ポリ
アミド。
(viii) Unsaturated polyamide: For example, an adduct of 1 mol of a diisocyanate such as tolylene diisocyanate or xylylene diisocyanate and 1 mol of an unsaturated hydroxy compound such as 2-hydroxyethyl acrylate into a water-soluble polyamide such as gelatin. An unsaturated polyamide that has been subjected to an addition reaction.

以上に例示した如き光硬化性樹脂はそれぞれ単独で使用
することができ、或いは2種もしくはそえ以上組合わせ
て使用してもよい。これら光硬化性樹脂のうち、本発明
において特に有利に使用しうるものとしては、前記(v)
のポリエチレングリコールと(メタ)アクリル酸とのポ
リエステル類及び(vi)のポリエチレングリコールと(メ
タ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルとのウレタン化付
加物を挙げることができる。
The photo-curable resins as exemplified above can be used alone or in combination of two or more kinds. Among these photocurable resins, those that can be particularly advantageously used in the present invention include the above (v)
Examples thereof include polyesters of polyethylene glycol and (meth) acrylic acid, and urethane-added products of polyethylene glycol of (vi) and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate.

(b)光重合開始剤 上記(a)に述べた光硬化性樹脂の光重合反応を促進す
る目的で、本発明に従う液状組成物には光重合開始剤
(光増感剤)を含ませる。使用しうる光重合開始剤は光
照射により分解してラジカルを生成し、このものが重合
開始種となって重合性不飽和基を有する樹脂間に橋かけ
反応を起こさせるもので、例えばベンゾイン、アセトイ
ンなどのα−カルボニルアルコール類;ベンゾインメチ
ルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプ
ロピルエーテル、アニソインエチルエーテル、ピバロイ
ンエチルエーテル等のアシロインエーテル類;ナフトー
ル、ヒドロキシアントラセンなどの多環芳香族化合物
類;メチルベンゾイン、α−メトキシベンゾインなどの
α−置換アシロイン類;2−シアノ−2−ブチルアゾホ
ルムアミドなどのアゾアミド化合物類;硝酸ウラニル、
塩化第2鉄などの金属塩類;メルカプタン類;ジスルフ
ィド類;ハロゲン化合物類;染料類等をあげることがで
きる。
(B) Photopolymerization initiator For the purpose of promoting the photopolymerization reaction of the photocurable resin described in (a) above, the liquid composition according to the present invention contains a photopolymerization initiator (photosensitizer). The photopolymerization initiator that can be used is one that decomposes upon irradiation with light to generate a radical, which acts as a polymerization initiation species to cause a crosslinking reaction between resins having a polymerizable unsaturated group, such as benzoin, Α-Carbonyl alcohols such as acetoin; benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, anisoin ethyl ether, pivaloin ethyl ether and other acyloin ethers; naphthol, hydroxyanthracene and other polycyclic aromatic compounds Α-substituted acyloins such as methylbenzoin and α-methoxybenzoin; azoamide compounds such as 2-cyano-2-butylazoformamide; uranyl nitrate
Metal salts such as ferric chloride; mercaptans; disulfides; halogen compounds; dyes and the like.

これらの光重合開始剤は単独又は2種以上組合せて通常
0.01〜10pHR(per handred Resin)の割合で使用で
きる。
These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more kinds, usually in a proportion of 0.01 to 10 pHR (per handred resin).

(c)水溶性高分子多糖類 本発明の方法は、酵素又は微生物菌体の固定化担体の水
性媒体中でのゲル化を達成するために、固定化担体とし
て、前(a)項に述べた光硬化性樹脂と組合わせて水溶
性高分子多糖類を使用することに1つの大きな特徴があ
る。
(C) Water-Soluble Polymer Polysaccharide The method of the present invention is described in the above (a) as an immobilization carrier in order to achieve gelation of the immobilization carrier of an enzyme or microbial cell in an aqueous medium. One major feature is the use of water-soluble polymeric polysaccharides in combination with photocurable resins.

本発明において使用する水溶性高分子多糖類は、水溶性
であり、水性媒体中で多価金属イオンと接触したときに
水に不溶性又は難溶性のゲルに変化する能力のある高分
子多糖類で、一般に約3,000〜約2,000,00
0の分子量を有し、また、多価金属イオンと接触させる
前の水溶性の状態で通常少なくとも約10g/(25
℃)の溶解度を示すものが好適に使用される。
The water-soluble polymeric polysaccharide used in the present invention is a polymeric polysaccharide that is water-soluble and has the ability to transform into a water-insoluble or sparingly soluble gel when contacted with a polyvalent metal ion in an aqueous medium. , Generally about 3,000 to about 2,000,000
It has a molecular weight of 0 and is usually at least about 10 g / (25
Those exhibiting a solubility of (° C.) are preferably used.

かかる特性をもつ水溶性高分子多糖類の具体例として
は、アルギン酸のアルカリ金属塩、カラギーナン、マン
ナン、キトサン等が包含される。
Specific examples of the water-soluble polymer polysaccharide having such characteristics include alkali metal salts of alginic acid, carrageenan, mannan, chitosan and the like.

これら水溶性高分子多糖類は水性媒体中に溶解した状態
で、多価金属イオン、例えばマグネシウムイオン、カル
シウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン
等のアルカリ土類金属イオン或いはアルミニウムイオ
ン、セリウムイオン、ニッケルイオン等の他の多価金属
イオンのうちの少なくとも1種の多価金属イオンと接触
するとゲル化しうる。なお、本発明において使用しうる
水溶性高分子多糖類は、すべての多価金属イオンの接触
に対してゲル化能を有している必要はなく、少なくとも
1種の多価金属イオン、好ましくはアルカリ土類金属イ
オンと接触した時にゲル化する能力を有していれば充分
である。ゲル化が起る多価金属イオンの濃度は水溶性高
分子多糖類の種類等により異なるが、一般には少なくと
も0.1mol/である。
These water-soluble polymeric polysaccharides, in a state of being dissolved in an aqueous medium, are polyvalent metal ions such as alkaline earth metal ions such as magnesium ion, calcium ion, strontium ion, and barium ion, or aluminum ion, cerium ion, nickel ion. Gelation may occur upon contact with at least one polyvalent metal ion of other polyvalent metal ions such as The water-soluble polymer polysaccharide that can be used in the present invention does not need to have a gelling ability for contact with all polyvalent metal ions, and at least one polyvalent metal ion, preferably It suffices to have the ability to gel when contacted with alkaline earth metal ions. The concentration of the polyvalent metal ion that causes gelation varies depending on the type of the water-soluble polymer polysaccharide and the like, but is generally at least 0.1 mol /.

(d)酵素又は微生物菌体 本発明の方法により固定化しうる酵素又は微生物菌体の
種類には特に制約はなく、本発明の方法によれば、どの
ような種類の酵素又は微生物菌体でも、その酵素活性を
実質的に失活させることなく固定化することができる。
(D) Enzyme or microbial cell There is no particular limitation on the type of enzyme or microbial cell that can be immobilized by the method of the present invention, and according to the method of the present invention, any type of enzyme or microbial cell, It can be immobilized without substantially deactivating its enzymatic activity.

しかして、本発明の方法によって固定化しうる酵素及び
微生物菌体の代表例を示せば次のとおりである。
The typical examples of enzymes and microbial cells that can be immobilized by the method of the present invention are as follows.

(イ)酵素の例 ラクテートデヒドロゲナーゼ(1.1.2.3)、 ラクテートオキシダーゼ(1.1.3.2)、 グルコースオキシダーゼ(1.1.3.4)、 ホルメートデヒドロゲナーゼ(1.2.1.2)、 アルデヒドデヒドロゲナーゼ(1.2.1.3)、 アルデヒドオキシダーゼ(1.2.3.1)、 キサンチンオキシダーゼ(1.2.3.2)、 ピルビン酸オキシダーゼ(1.2.3.3)、 ピルビン酸リダクターゼ(1.2.4.1)、 コルチゾン−α−リダクターゼ(1.3.1.4)、 アシルCoA−デヒドロゲナーゼ(13.99.3)、 3−ケトステロイドΔ−デヒドロゲナーゼ(1.3.
99.4)、 3−ケトステロイドΔ−デヒドロゲナーゼ(1.3.
99.5)、 L−アラニンデヒドロゲナーゼ(1.4.1.1)、 L−グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(1.4.1.
3)、 L−アミノ酸オキシダーゼ(1.4.3.2)、 D−アミノ酸オキシダーゼ(1.4.3.3)、 ピリドキサールリン酸オキシダーゼ(1.4.3.
5)、 カタラーゼ(1.11.1.6)、 カテコールメチルトランスフェラーゼ(2.1.1.
6)、 カルニチンアセチルトランスフェラーゼ(2.3.1.
7)、 アセチルCoAアセチルトランスフェラーゼ(2.3.
1.9)、 アスペルテートアミノトランスフェラーゼ(2.6.
1.1)、 アラニンアミノトランスフェラーゼ(2.6.1.
2)、 ピリドキサミンピルベートトランスフェラーゼ(2.
6.1)、 ヘキソキナーゼ(2.7.11)、 グルコキナーゼ(2.7.1.2)、 フルコトキナーゼ(2.7.1.4)、 ホスホグルコキナーゼ(2.7.1.10)、 ホスホフルクトキナーゼ(2.7.1.11)、 ピルベートキナーゼ(2.7.1.40)、 カルボキシエステラーゼ(3.1.1.1)、 アリールエステラーゼ(3.1.1.2)、 リパーゼ(3.1.1.3)、 ホスホリパーゼA(3.1.1.4)、 アセチルエステラーゼ(3.1.1.6)、 コレステロールエステラーゼ(3.1.1.13)、 グルコアミラーゼ(3.2.1.3)、 セルラーゼ(3.2.1.4)、 イヌラーゼ(3.2.1.7)、 α−グルコシダーゼ(3.2.1.20)、 β−グルコシダーゼ(3.2.1.21)、 α−ガラクトシダーゼ(3.2.1.22)、 β−ガラクトシダーゼ(3.2.1.23)、 インベルターゼ(3.2.1.26)、 ペプシン(3.4.4.1)、 トリプシン(3.4.4.4)、 キモトリプシンA(3.4.4.5)、 カテプシンA(3.4)、 パパイン(3.4.4.10)、 トロンビン(3.4.4.13)、 アミダーゼ(3.5.1.4)、 ウレアーゼ(3.5.1.5)、 ペニシリンアシダーゼ(3.5.1.11)、 アミノアシラーゼ(3.5.1.14)、 アデニンデアミナーゼ(3.5.4.2)、 A.T.P.アーゼ(3.6.1.3)、 ピルベートデカルボキシラーゼ(4.1.1.1)、 オキザレートデカルボキシラーゼ(4.1.1.2)、 トリプトファンデカルボキシラーゼ(4.1.1.2
7)、 アルドラーゼ(4.1.2.13)、 マレートシュターゼ(4.1.3.2)、 トリプトファンシンターゼ(4.2.1.20)、 アスペルターゼ(4.3.1.1)、 リジンラセマーゼ(5.1.1.5)、 グルコース−6−リン酸イソメラーゼ(5.3.1.
9)、 ステロイドΔ−イソメラーゼ(5.3.3.1)、 マクシニルCoAシンセターゼ(6.2.1.5)、 など。
(A) Examples of enzymes Lactate dehydrogenase (1.1.2.3), lactate oxidase (1.1.3.2), glucose oxidase (1.1.3.4), formate dehydrogenase (1.2. 1.2), aldehyde dehydrogenase (1.2.1.3), aldehyde oxidase (1.2.3.1), xanthine oxidase (1.2.3.2), pyruvate oxidase (1.2.3) .3), pyruvate reductase (1.2.4.1), cortisone-α-reductase (1.3.1.4), acyl CoA-dehydrogenase (13.99.3), 3-ketosteroid Δ 1. -Dehydrogenase (1.3.
99.4), 3-ketosteroid Δ 4 -dehydrogenase (1.3.
99.5), L-alanine dehydrogenase (1.4.1.1), L-glutamate dehydrogenase (1.4.1.
3), L-amino acid oxidase (1.4.3.2), D-amino acid oxidase (1.4.3.3), pyridoxal phosphate oxidase (1.4.
5), catalase (1.11.1.6), catechol methyltransferase (2.1.1.
6), carnitine acetyltransferase (2.3.1.
7), acetyl-CoA acetyltransferase (2.3.
1.9), aspertate aminotransferase (2.6.
1.1), alanine aminotransferase (2.6.1.
2), pyridoxamine pyruvate transferase (2.
6.1), hexokinase (2.7.11), glucokinase (2.7.1.2), flucotokinase (2.7.1.4), phosphoglucokinase (2.7.1.10) Phosphofructokinase (2.7.1.11), pyruvate kinase (2.7.1.10), carboxyesterase (3.1.1.1), arylesterase (3.1.1.2) ), Lipase (3.1.1.3), phospholipase A (3.1.1.4), acetyl esterase (3.1.1.6), cholesterol esterase (3.1.1.13), gluco Amylase (3.2.1.3), Cellulase (3.2.1.4), Inulase (3.2.1.7), α-Glucosidase (3.2.1.20), β-Glucosidase ( 3.2.1.21), α-gala Tosidase (3.2.1.22), β-galactosidase (3.2.1.23), invertase (3.2.1.26), pepsin (3.4.4.1), trypsin (3. 4.4.4), chymotrypsin A (3.4.4.5), cathepsin A (3.4), papain (3.4.4.10), thrombin (3.4.4.13), amidase (3.5.1.4), urease (3.5.1.5), penicillin acidase (3.5.1.11), aminoacylase (3.5.1.14), adenine deaminase (3 5.4.2), A. T. P. ASE (3.6.1.3), pyruvate decarboxylase (4.1.1.1), oxalate decarboxylase (4.1.1.2), tryptophan decarboxylase (4.1.1. Two
7), aldolase (4.1.2.13), malate statase (4.1.3.2), tryptophan synthase (4.2.1.20), aspertase (4.3.1.1) , Lysine racemase (5.1.1.5), Glucose-6-phosphate isomerase (5.3.1.
9), steroid Δ-isomerase (5.3.3.1), maxinyl CoA synthetase (6.2.1.5), and the like.

(註)カッコ内の数字は酵素番号を表わす。(Note) The numbers in parentheses represent enzyme numbers.

(ロ)微生物菌体の例: ラクトバチルス・ブルガリクス(Lactobacillus bulgari
cus)、 アエロバクター・アエロゲネス(Aerobacter aerogene
s)、 バチルス・ズブチリス(Bacillus subtilis)、 アゾトバクター・ビネランディ(Azotobacter vinelandi
i)、 プロテウス・ブルガリス(Proteus vulgaris)、 アースロバクター・シンプレックス(Arthrobacter simp
lex)、 エッシェリシア・コリー(Escherichia coli)、 シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)、 アクロモバクター・リクイダム(Achromobacter liquidu
m)、 クルブラリア・ルナータ(Curvularia lunata)、 コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium g
lutamicum)、 ノカルディア・ロドクラス(Nocardia rhodcrous)、 サッカロミセス・フオルモセンシス(Saccharomyces for
mosensis)、 サッカロミセス・セルビシア(Saccharomyces cerevisia
e)、 サッカロミセス・カルスベルゲンシス(Saccharomyces c
arlsbergensis)、 サッカロミセス・ロブスタス(Saccharomyces robustu
s)、 サッカロミセス・ロキシイ(Saccharomyces rouxii)、 ジゴサッカロミセス・ジャポニカス(Zygosaccharomyces
japonicus)、 ジゴサッカロミセス・マジャール(Zygosaccharomyces m
ajar)、 ジゴサッカロミセス・ソヤ(Zygosaccharomyces soya)、 チゾサッカロミセス・ポンボ(Schizosaccharomyces pom
bo)、 チゾサッカロミセス・オクトスポルス(Schizosaccharom
yces octosporus)、 チゾサッカロミセス・メラセイ(Schizosaccharomyces m
ellacei)、 など。
(B) Examples of microbial cells: Lactobacillus bulgari
cus), Aerobacter aerogene
s), Bacillus subtilis, Azotobacter vinelandi
i), Proteus vulgaris, Arthrobacter simp
lex), Escherichia coli, Pseudomonas putida, Achromobacter liquidu
m), Curvularia lunata, Corynebacterium glutamicum
lutamicum), Nocardia rhodcrous, Saccharomyces for Saccharomyces for
mosensis), Saccharomyces cerevisia
e), Saccharomyces c.
arlsbergensis), Saccharomyces robustu
s), Saccharomyces rouxii, Zygosaccharomyces
japonicus), Zygosaccharomyces m
ajar), Zygosaccharomyces soya, Chizosaccharomyces pom
bo), Chizosaccharomyces octosporus (Schizosaccharom)
yces octosporus), Schizosaccharomyces m.
ellacei), etc.

液状組成物の調製: 以上に述べた(a)、(b)、(c)及び(d)の各成
分は、水性媒体中で相互に充分に混合することにより液
状組成物にすることができる。使用しうる水性媒体とし
ては、水又は緩衝水溶液が好適であるが、場合によって
は水溶性アルコール類と水又は緩衝水溶液との混合液、
水溶性ケトン類と水又は緩衝水溶液との混合液、水や緩
衝水溶液と均一に混合しうるエステル系溶剤溶液などを
使用することもできる。
Preparation of liquid composition: The components (a), (b), (c) and (d) described above can be made into a liquid composition by sufficiently mixing them in an aqueous medium. . The aqueous medium that can be used is preferably water or a buffered aqueous solution, but in some cases, a mixed solution of water-soluble alcohols and water or a buffered aqueous solution,
It is also possible to use a mixed solution of water-soluble ketones and water or a buffer aqueous solution, an ester solvent solution which can be uniformly mixed with water or a buffer aqueous solution, and the like.

上記(a)、(b)、(c)及び(d)の各成分の相互
の使用割合は厳密に制限されるものではなく、各成分の
種類等に応じて広範にわたって変えることができるが、
一般には、(a)成分の親水性光硬化性樹脂100重量
部に対し、下記の割合で使用するのが適当でる(カッコ
内は好適範囲である)。
The mutual use ratios of the respective components (a), (b), (c) and (d) are not strictly limited and can be widely varied depending on the type of each component,
Generally, it is suitable to use the following proportions with respect to 100 parts by weight of the hydrophilic photocurable resin as the component (a) (the preferred range is in parentheses).

(b)光重合開始剤:0.5〜5重量部(1〜3重量
部) (c)水溶性高分子多糖類:0.5〜15重量部(1〜
8重量部) (d)酵素又は微生物菌体:0.001〜50重量部
(0.01〜20重量部) また、水性媒体は上記(a)〜(d)の合計に対して1
0〜1500重量部(50〜900重量部)の範囲で使
用することができる。
(B) Photopolymerization initiator: 0.5-5 parts by weight (1-3 parts by weight) (c) Water-soluble polymeric polysaccharide: 0.5-15 parts by weight (1-
8 parts by weight) (d) Enzyme or microbial cell: 0.001 to 50 parts by weight (0.01 to 20 parts by weight) Further, the aqueous medium is 1 with respect to the total of the above (a) to (d).
It can be used in the range of 0 to 1500 parts by weight (50 to 900 parts by weight).

ゲル化: 上記の如くして調製された液状組成物は次いで多価金属
イオンとアスコルビン酸又はアスコルビン酸ナトリウム
を含有する水性媒体中に滴下することにより粒状にゲル
化される。
Gelation: The liquid composition prepared as described above is then gelled into particles by dropping into an aqueous medium containing polyvalent metal ions and ascorbic acid or sodium ascorbate.

上記水性媒体中に含ませうる多価金属イオンとしては、
該液状組成物中の水溶性高分子多糖類をゲル化させる能
力のあるものが選ばれる。その際該多価金属イオンが該
水溶性高分子多糖類をゲル化させる能力を有しているか
否かは、例えば、親水性光硬化性樹脂と水溶性高分子多
糖類を均一に含む混合水溶液を該多価金属イオン液に滴
下して粒状にゲル化するかどうか観察することにより容
易に決定することができる。
The polyvalent metal ion that can be contained in the aqueous medium,
A substance having the ability to gel the water-soluble polymer polysaccharide in the liquid composition is selected. At that time, whether or not the polyvalent metal ion has the ability to gel the water-soluble polymer polysaccharide is determined by, for example, a mixed aqueous solution containing a hydrophilic photocurable resin and the water-soluble polymer polysaccharide uniformly. Can be easily determined by dripping into the polyvalent metal ionic liquid and observing whether or not it gels into particles.

また、上記水性媒体中に含ませるアスコルビン酸、また
はアスコルビン酸ナトリウムは、滴下する液状組成物中
の光硬化性樹脂に含まれるハイドロキノンなどが、水性
媒体中の溶存酸素による酸化で重合禁止性の強いベンゾ
キノンなどに変化して光硬化性を低下させるのを防ぐ働
きをする。
Further, ascorbic acid contained in the aqueous medium, or sodium ascorbate, hydroquinone contained in the photocurable resin in the liquid composition to be dropped, strong polymerization inhibition due to oxidation by dissolved oxygen in the aqueous medium. It acts to prevent deterioration of photocurability by changing to benzoquinone.

選ばれた多価金属イオンンとアスコルビン酸又はアスコ
ルビン酸ナトリウムを含有する水性媒体の調製は、水性
媒体中に、該多価金属の水溶性化合物、例えば該多価金
属のハロゲン化物、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、硝酸
塩等を溶解した後、アスコルビン酸又はアスコルビン酸
ナトリウムを溶解することにより行なうことができる。
その際の水性媒体中の多価金属イオンの濃度は、一般に
0.01〜5mol/、好ましくは0.1〜2mol/の
範囲内とすることができる。一方、アスコルビン酸又は
アスコルビン酸ナトリウムの濃度は、一般に0.001
〜1mol/、好ましくは0.005〜0.1mol/の
範囲内とすることができる。
Preparation of an aqueous medium containing a selected polyvalent metal ion and ascorbic acid or sodium ascorbate, a water-soluble compound of the polyvalent metal, such as halides, carbonates, carbonates of the polyvalent metal in the aqueous medium. It can be carried out by dissolving hydrogen salt, sulfate, nitrate or the like, and then dissolving ascorbic acid or sodium ascorbate.
At that time, the concentration of the polyvalent metal ion in the aqueous medium can be generally in the range of 0.01 to 5 mol /, preferably 0.1 to 2 mol /. On the other hand, the concentration of ascorbic acid or sodium ascorbate is generally 0.001.
It may be in the range of ˜1 mol / preferably 0.005 to 0.1 mol / p.

かかる多価金属イオンとアスコルビン酸又はアスコルビ
ン酸ナトリウムを含有する水性媒体中への前記液状組成
物の滴下は、例えば注射針のような先の細い管の先端か
ら該液状組成物を滴下する方法、遠心力を利用して該液
状組成物を粒状に飛散さえる方法、スプレーノズル先端
から該液状組成物を霧化して粒状として滴下する方法な
どの方法により行なうことができる。滴下する液滴の大
きさは最終の粒状固定化物に望まれる粒径に応じて自由
に変えることができるが、通常は直径が約0.1〜5m
m、好ましくは約0.5〜3mmの液滴として滴下させる
のが好都合である。
Dropping of the liquid composition into an aqueous medium containing such polyvalent metal ions and ascorbic acid or sodium ascorbate, for example, a method of dropping the liquid composition from the tip of a narrow tube such as an injection needle, It can be carried out by a method in which the liquid composition is scattered in a granular form by utilizing a centrifugal force, a method in which the liquid composition is atomized from the tip of a spray nozzle and dropped as a granular form, and the like. The size of the droplets to be dropped can be freely changed according to the particle size desired for the final particulate immobilization product, but usually the diameter is about 0.1 to 5 m.
Conveniently, it is added as a droplet of m, preferably about 0.5-3 mm.

滴下した液状組成物は水性媒体中で多価金属イオンと接
触し、直ちにゲル化して、粒状のゲルとなる。その際の
ゲル化の機構は正確にはわからないが、水溶性高分子多
糖類がハロゲン化物又は塩溶液により凝集し、ついで水
溶性高分子多糖類に含まれるアニオン基が多価金属イオ
ンを介して、イオン結合することにより三次元的に架橋
してゲル化するものと推定される。
The dropped liquid composition comes into contact with polyvalent metal ions in an aqueous medium and immediately gels to form a granular gel. Although the mechanism of gelation at that time is not exactly known, the water-soluble polymer polysaccharide is aggregated by the halide or salt solution, and then the anionic group contained in the water-soluble polymer polysaccharide is mediated by the polyvalent metal ion. , It is presumed that ionic bonding causes three-dimensional crosslinking and gelation.

上記ゲル化の温度は通常室温で充分であるが、必要によ
り酵素又は微生物菌体が失活しない程度の加温下にゲル
化を行なってもよく、あるいは冷却下に行なってもよ
い。
The above-mentioned gelation temperature is usually room temperature, but if necessary, the gelation may be carried out while being heated to such an extent that the enzyme or microbial cell is not inactivated, or may be carried out under cooling.

光硬化: 上記の如くして生成せしめた粒状ゲルは、そのまま水性
媒体中に分散させた状態で、活性光線を照射することに
より、該粒状ゲル中の親水性光硬化性樹脂を硬化せしめ
る。この際、水性媒体中に含まれるアスコルビン酸又は
アスコルビン酸ナトリウムは、光硬化性樹脂中に含まれ
るハイドロキノンなどが、水性媒体中の溶存酸素による
酸化で、重合禁止性の強いベンゾキノンなどに変化して
光硬化性を低下させるのを防ぐ。これは、アスコルビン
酸又はアスコルビン酸ナトリウムがその還元性によりベ
ンゾキノンなどを重合禁止性の弱いハイドロキノンなど
に還元するためと思われる。光硬化性樹脂に含まれるハ
イドロキノンなどが、樹脂保存中あるいは液状組成物配
合時にベンゾキノンなどに酸化されて粒状ゲル中に含ま
れる場合、光硬化性樹脂の重合禁止剤としてベンゾキノ
ンなどが使用されて粒状ゲル中に含まれる場合も同様に
水性媒体中でアスコルビン酸又はアスコルビン酸ナトリ
ウムにより、重合禁止作用の弱いハイドロキノンなどに
還元されて光硬化性が向上する。光硬化性樹脂の硬化に
より粒状ゲルは水に実質的に不溶性で機械的強度の大き
い酵素又は微生物菌体の粒状固定化物が得られる。
Photocuring: The granular gel produced as described above is directly dispersed in an aqueous medium and is irradiated with an actinic ray to cure the hydrophilic photocurable resin in the granular gel. At this time, ascorbic acid or sodium ascorbate contained in the aqueous medium, hydroquinone contained in the photocurable resin, is oxidized by dissolved oxygen in the aqueous medium, it is changed into benzoquinone having strong polymerization inhibition property. Prevents deterioration of photocurability. This is considered to be because ascorbic acid or sodium ascorbate reduces benzoquinone and the like to hydroquinone and the like, which has a weak polymerization inhibition property, due to its reducing property. When hydroquinone contained in the photocurable resin is contained in the granular gel by being oxidized to benzoquinone during storage of the resin or compounding of the liquid composition, benzoquinone is used as a polymerization inhibitor of the photocurable resin to form granular particles. Similarly, when it is contained in the gel, it is reduced by ascorbic acid or sodium ascorbate in an aqueous medium to hydroquinone, which has a weak polymerization inhibiting effect, and the photocurability is improved. By curing the photocurable resin, the granular gel is substantially insoluble in water and a granular immobilized product of enzyme or microbial cells having high mechanical strength is obtained.

上記光硬化に使用しうる活性光線の波長は該粒状ゲル中
に含まれる光硬化性樹脂の種類等に応じて異なるが、一
般に約250〜約600nmの範囲内の波長の光を発する
光源を照射に使用するのが有利である。そのような光源
の例としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、蛍光灯、キセ
ノンランプ、カーボンアーク灯、太陽光等があげられ
る。照射時間は光源の光の強さ、光源からの距離等に応
じて変える必要があるが、一般には約0.5〜約10分
間の範囲内とすることができる。照射は生成せしめた全
粒子ゲルに活性光線が出来るだけまんべんなく行きわた
るようにすべきである。
The wavelength of the actinic ray that can be used for the photo-curing varies depending on the type of the photo-curing resin contained in the granular gel, etc., but is generally irradiated with a light source that emits light having a wavelength in the range of about 250 to about 600 nm. It is advantageous to use Examples of such a light source include a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a fluorescent lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, and sunlight. The irradiation time needs to be changed according to the light intensity of the light source, the distance from the light source, etc., but it can generally be within the range of about 0.5 to about 10 minutes. Irradiation should be such that the actinic rays are distributed as evenly as possible into the whole particle gel that is produced.

このように照射処理が終った粒状ゲルは水あるいは、緩
衝水溶液で洗浄し、そのまま保存に供したりあるいは粒
状ゲルを凍結乾燥して保存することができる。
The thus-irradiated granular gel can be washed with water or a buffered aqueous solution and then stored as it is, or the granular gel can be freeze-dried and stored.

かくして本発明により粒径が約0.5〜約5mmの酵素又
は微生物菌体の粒状固定化物が、極めて簡単な操作で製
造することができ、連続的生産も可能である。
Thus, according to the present invention, a granular immobilization product of enzyme or microbial cells having a particle size of about 0.5 to about 5 mm can be produced by an extremely simple operation, and continuous production is also possible.

本発明の利点は、光硬化性樹脂を固定化担体として水性
媒体中へ滴下した粒状ゲルに光照射して酵素又は微生物
菌体を粒状固定化するに際して、光硬化性樹脂の重合禁
止剤や水性媒体中の溶存酸素による硬化不良を防止する
ことにある。これにより包括固定化した酵素又は菌体の
粒子からのもれや水性媒体のにごりを著しく少なくする
ことができ、粒状固定化酵素又は菌体の活性を向上させ
る効果がある。
The advantage of the present invention is that when a granular gel dropped into an aqueous medium as a carrier for immobilizing a photocurable resin is irradiated with light to immobilize an enzyme or microbial cells in a granular manner, a polymerization inhibitor or an aqueous solution of the photocurable resin is used. The purpose is to prevent curing failure due to dissolved oxygen in the medium. This makes it possible to remarkably reduce the leakage of the entrapped and immobilized enzyme or bacterial particles and the turbidity of the aqueous medium, and has the effect of improving the activity of the particulate immobilized enzyme or bacterial cells.

次に実施例により本発明をさらに説明する。The present invention will be further described with reference to examples.

実施例1 ハイドロキノン2gを含み、数平均分子量4000のポ
リエチレングリコール2000gとイソホロンジイソシ
アネート1モル(222g)およびメタクリル酸2−ヒ
ドロキシエチル1モル(130g)からなる光硬化性樹
脂100重量部と、ベンゾインイソブチルエーテル2重
量部および蒸留水100重量部をよく混合する。これに
2%アルギン酸ナトリウム水溶液100重量部および
0.1Mリン酸緩衝液(pH5)にとかした酵素インベ
ルターゼ(0.1%濃度)100重量部を加えると共に
よく混合し、得られる光硬化性樹脂−酵素混合液を0.
5M塩化カルシウム溶液と0.05Mアスコルビン酸溶
液の1:1混合液中に注射器先端の注射針から液面高さ
10cmより滴下したところ粒径約2mmの粒状物が得られ
た。
Example 1 100 parts by weight of a photocurable resin containing 2000 g of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 4000 and 2 mol of hydroquinone, 1 mol (222 g) of isophorone diisocyanate and 1 mol (130 g) of 2-hydroxyethyl methacrylate, and benzoin isobutyl ether. Mix 2 parts by weight and 100 parts by weight of distilled water well. To this, 100 parts by weight of a 2% sodium alginate aqueous solution and 100 parts by weight of an enzyme invertase (0.1% concentration) dissolved in 0.1 M phosphate buffer (pH 5) were added and well mixed to obtain a photocurable resin- Add the enzyme mixture to 0.
When dropped into a 1: 1 mixture of a 5M calcium chloride solution and a 0.05M ascorbic acid solution from an injection needle at the tip of a syringe from a liquid surface height of 10 cm, granules having a particle diameter of about 2 mm were obtained.

この粒状物を平らな底面を有するペトリ更に単層となる
ようにアスコルビン酸を含む塩化カルシウム液と共に移
し深さ1cmの水溶液中に粒状物が存在するようにしてペ
トリ皿の上面及び下面から波長300〜400nmの活性
光線を3分照射したところ圧縮強度30kg/cm2の粒状
固定化酵素が得られた。滴下した塩化カルシウム−アス
コルビン酸液のにごりを375nm吸光度で測定したとこ
ろ0.01であった。
This granular material was transferred with a calcium chloride solution containing ascorbic acid so as to form a further single layer of petri having a flat bottom surface, and the granular material was present in an aqueous solution having a depth of 1 cm so that the wavelength of 300 nm was measured from the upper and lower surfaces of the Petri dish. Irradiation with actinic rays of ˜400 nm for 3 minutes gave a granular immobilized enzyme having a compressive strength of 30 kg / cm 2 . When the turbidity of the dropped calcium chloride-ascorbic acid solution was measured by the absorbance at 375 nm, it was 0.01.

この粒子のインベルターゼ活性をショ糖を基質として測
定したところ、固定化しないインベルターゼに対する比
活性が85%であった。
When the invertase activity of these particles was measured using sucrose as a substrate, the specific activity to invertase not immobilized was 85%.

比較のため上記光硬化性樹脂−酵素混合液をアスコルビ
ン酸を含まない0.5M塩化カルシウム溶液に滴下し光
照射して得られた粒状固定化酵素の圧縮強度は20kg/
cm2、インベルターゼ比活性は65%であった。また、
滴下した塩化カルシウム溶液のにごりは375nm吸光度
として0.1を示した。
For comparison, the compressive strength of the granular immobilized enzyme obtained by dropping the above photocurable resin-enzyme mixed solution into a 0.5 M calcium chloride solution containing no ascorbic acid and irradiating with light was 20 kg /
The cm 2 and invertase specific activity were 65%. Also,
The turbidity of the dropped calcium chloride solution showed an absorbance at 375 nm of 0.1.

実施例2 ベンゾキノン0.1gを含み、数平均分子量1000の
ポリエチレングリコール1000gとメタクリル酸2モ
ルとからなる光硬化性樹脂100重量部に蒸留水100
重量部を加えてから約50℃に加温してよく混合して均
一な樹脂水溶液とし、これにベンゾインエチルエーテル
2重量部を加えて混合溶解した。
Example 2 100 parts by weight of a photocurable resin containing 0.1 g of benzoquinone and 1000 g of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 1000 and 2 mol of methacrylic acid was added to 100 parts by weight of distilled water.
After adding 1 part by weight, the mixture was heated to about 50 ° C. and mixed well to obtain a uniform resin aqueous solution. To this, 2 parts by weight of benzoin ethyl ether was added and mixed and dissolved.

この樹脂混合液に3%アルギン酸ナトリウム水溶液75
重量部、2%グルコースイソメラーゼ菌体酵素液(重炭
酸ナトリウム緩衝液pH8)25重量部を加えて均一な
混合液を作成した。この均一な混合液を注射針先端から
5%の塩化カルシウムと2%のアスコルビン酸ナトリウ
ムを含む水溶液中に液面より20cmの位置から滴下した
ところ粒径1.5mmの粒状物が得られた。
Add 75% of 3% sodium alginate solution to this resin mixture.
By weight, 25 parts by weight of 2% glucose isomerase bacterial enzyme solution (sodium bicarbonate buffer solution pH 8) was added to prepare a uniform mixed solution. When this homogeneous mixed solution was dropped from the tip of the injection needle into an aqueous solution containing 5% calcium chloride and 2% sodium ascorbate from a position 20 cm from the liquid surface, a granular material having a particle diameter of 1.5 mm was obtained.

この粒状物を平らな底面を有するペトリ皿に単層となる
様にアスコルビン酸ナトリウムを含む塩化カルシウム液
と共に移し、深さ1cmの水溶液中に粒状物が存在するよ
うにして上面より3分及び下面より3分間波長300〜
400nmの活性光線を照射したところ圧縮強度40kg/
cm2の粒状固定化菌体酵素が得られた。滴下した塩化カ
ルシウム−アスコルビン酸液のにごりを375nmの吸光
度で測定したところ0.05であった。
This granular material was transferred to a Petri dish having a flat bottom surface together with a calcium chloride solution containing sodium ascorbate so as to form a single layer, and the granular material was present in an aqueous solution having a depth of 1 cm for 3 minutes from the upper surface and the lower surface. 3 minutes wavelength 300 ~
Irradiation with actinic light of 400nm gives compressive strength of 40kg
A granular immobilized cell enzyme of cm 2 was obtained. When the turbidity of the dropped calcium chloride-ascorbic acid solution was measured by the absorbance at 375 nm, it was 0.05.

この粒状グルコースイソメラーゼの活性をブドウ糖を基
質としてpH8の重炭酸ナトリウム緩衝液中で60℃に
て測定したところ固定化しないグルコースイソメラーゼ
に対する比活性が90%であった。
When the activity of this granular glucose isomerase was measured at 60 ° C. in a sodium bicarbonate buffer solution of pH 8 using glucose as a substrate, the specific activity to glucose isomerase that was not immobilized was 90%.

比較のため上記光硬化性樹脂−菌体酵素混合液をアスコ
ルビン酸ナトリウムを含まない5%塩化カルシウム溶液
に滴下し光照射して得られた粒状固定化菌体酵素の圧縮
強度25kg/cm2、グルコースイソメラーゼ比活性は8
0%であった。また滴下した塩化カルシウム溶液のにご
りは375nm吸光度として0.5を示した。
For comparison, the photocurable resin-bacterial enzyme mixture solution was added dropwise to a 5% calcium chloride solution containing no sodium ascorbate and irradiated with light to obtain a granular immobilizing bacterial enzyme having a compressive strength of 25 kg / cm 2 , Glucose isomerase specific activity is 8
It was 0%. The turbidity of the dropped calcium chloride solution showed an absorbance at 375 nm of 0.5.

実施例3 ハイドロキノン0.2gを含み、重合度が500のポリ
ビニルアルコール500gに、1.0モルのN−メチロ
ールアクリルアミドを付加して得た光硬化性樹脂の25
%水溶液100重量部にベンゾインイソブチルエーテル
0.5重量部を均一に混合し、3%K−カラギーナン水
溶液100重量部及び酵母サッカロミセス・セルビシア
(ATCC 10275)の菌体ペースト10重量部
(10%濃度)を均一に混合分散した。しかる後その分
散液を注射器先端から5%の塩化カリウムと2%のアス
コルビン酸ナトリウムを含む水溶液へ滴下したところ球
状にゲル化した。その球状ゲルをアスコルビン酸ナトリ
ウムを含む塩化カリウム液と共にぺトリ皿に移し、上面
及び下面から波長300〜400nmの活性光線をそれぞ
れ3分づつ照射したところ直径3mmの球状固定化酵母が
得られた。この球状ゲル内の酵母総菌数を測定したとこ
ろ1×10個/mlであった。
Example 3 25% of a photocurable resin obtained by adding 1.0 mol of N-methylolacrylamide to 500 g of polyvinyl alcohol containing 0.2 g of hydroquinone and having a degree of polymerization of 500.
% Benzoin isobutyl ether 0.5 parts by weight is uniformly mixed with 100% by weight aqueous solution, and 100 parts by weight of 3% K-carrageenan aqueous solution and 10 parts by weight of yeast paste of Saccharomyces cerevisiae (ATCC 10275) (10% concentration). Were uniformly mixed and dispersed. After that, the dispersion was dropped from the tip of the syringe into an aqueous solution containing 5% potassium chloride and 2% sodium ascorbate, and a spherical gel was formed. The spherical gel was transferred to a Petri dish together with a potassium chloride solution containing sodium ascorbate, and irradiated with actinic rays having a wavelength of 300 to 400 nm for 3 minutes from the upper surface and the lower surface, respectively, to obtain spherical immobilized yeast having a diameter of 3 mm. When the total number of yeasts in this spherical gel was measured, it was 1 × 10 7 cells / ml.

この粒状固定化酵母3gに対しグルコース20%、酵母
エキス0.5%から成るグルコース培地30mlを加え、
30℃24時間静置培養させたところ粒状ゲル中の酵母
総菌数は6×10個/mlに増殖し、生成アルコール濃
度は10%であった。また培地への漏菌数は2×10
個/mlであった。
To 3 g of the granular immobilized yeast, add 30 ml of glucose medium consisting of 20% glucose and 0.5% yeast extract,
When statically cultivated at 30 ° C. for 24 hours, the total number of yeast in the granular gel grew to 6 × 10 9 cells / ml, and the concentration of produced alcohol was 10%. The number of bacteria leaked into the medium is 2 × 10 7.
It was a piece / ml.

これと比較して上記光硬化性樹脂−酵母混合液をアスコ
ルビン酸ナトリウムを含まない5%塩化カリウム溶液に
滴下し光照射して得られた粒状固定化酵母中の酵母総菌
数は1×10個/mlであった。この粒状固定化酵母3
gに対しグルコース20%、酵母エキス0.5%から成
るグルコース培地30mlを加え、30℃24時間静置培
養させたところ粒状ゲル中の酵母総菌数は5×10
/mlであり、生成アルコール濃度は5%であった。また
培地への漏菌数は9×10個/mlであった。
In comparison with this, the total number of yeasts in the granular immobilized yeast obtained by dripping the photocurable resin-yeast mixed solution into a 5% potassium chloride solution containing no sodium ascorbate and irradiating with light was 1 × 10. It was 7 cells / ml. This granular immobilized yeast 3
When 30 ml of glucose medium consisting of 20% of glucose and 0.5% of yeast extract was added to g, and static culture was carried out at 30 ° C. for 24 hours, the total number of yeast in the granular gel was 5 × 10 8 cells / ml, The produced alcohol concentration was 5%. The number of bacteria leaked into the medium was 9 × 10 7 cells / ml.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)1分子中に少なくとも2個のエチレ
ン性不飽和結合を有する親水性光硬化性樹脂 (b)光重合開始剤 (c)少なくとも1種の多価金属イオンとの接触により
ゲル化する能力のある水溶性高分子多糖類、及び (d)酵素又は微生物菌体 を含んでなる液状組成物を、多価金属イオンとアスコル
ビン酸又はアスコルビン酸ナトリウムを含有する水性媒
体中に滴下して該組成物を粒状にゲル化させ、次いで得
られる粒状ゲルに活性光線を照射して該粒状ゲル中の光
硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする酵素又は微生
物菌体の粒状固定化成形物の製造方法。
1. A hydrophilic photocurable resin having (a) at least two ethylenically unsaturated bonds in one molecule, (b) a photopolymerization initiator, and (c) contact with at least one polyvalent metal ion. A liquid composition comprising a water-soluble polymer polysaccharide capable of gelation by (d) and (d) an enzyme or microbial cells in an aqueous medium containing a polyvalent metal ion and ascorbic acid or sodium ascorbate. Granular immobilization of enzyme or microbial cells characterized by dripping to gel the composition into particles and then irradiating the resulting granular gel with actinic rays to cure the photocurable resin in the granular gel. A method for producing a molded article.
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