JPH0638756A - 生物学的活性物質の特異的吸着剤の製法 - Google Patents

生物学的活性物質の特異的吸着剤の製法

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JPH0638756A
JPH0638756A JP5058245A JP5824593A JPH0638756A JP H0638756 A JPH0638756 A JP H0638756A JP 5058245 A JP5058245 A JP 5058245A JP 5824593 A JP5824593 A JP 5824593A JP H0638756 A JPH0638756 A JP H0638756A
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silica
carrier
silane
silanized
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Michel Schneider
シュナイダー,ミッシェル
Christian Guillot
ギーヨ,クリスチャン
Bernard Lamy
ラミイ,ベルナール
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Battelle Memorial Institute Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 生物学的活性物質の生物学的特異吸着の効率
が改良された安価な吸着剤を製造する方法の提供。 【構成】 SiO2 ,Al2 3 ,TiO2 及びZrO
2 から選ばれる粒状鉱物質物質をトリアルコキシ−アル
キルシランでシラン化し、そのトリアルコキシ−アルキ
ルシランのアルキル基がリガンドにカップリングした反
応基を含む「ミネラル−リガンド」担体を製造する。出
発粒状鉱物質物質を予めリガンドを固定したシランでシ
ラン化するか、又は出発鉱物質粒状物質をシランでシラ
ン化した後リガンドを固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に生物学的活性物
質の生物学的特異的吸着剤の製法に関する。より具体的
には、本発明は水相における鉱物質基材における吸着に
よる生物学的活性物質の精製のために、その物質が所定
のリガンドに特定の安定な可逆性複合体を形成すること
により固定可能であり、及び使用される吸着剤担体媒体
がリガンドを有するシロキサン置換基により修正された
微粉砕鉱物質材料である精製方法に用いる吸着剤を製造
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】公知の如く、生物学的物質(蛋白質、酵
素、ヘパリン、ホルモン、レクチン、抗原、抗体及びそ
の他のポリペプチド類)をアフィニティクロマトグラフ
ィにより精製するために、クロマトグラフィ担体材料が
選択され及び被精製物質に対して強い特異的親和性を有
する化学分子(リガンド)がその上にグラフト化されて
いる。分離されるべきその他の物質と混合されている物
質が粒状材料の存在下におかれると、それは特異的反応
(通常、それ以後に可逆的である)、例えば抗原−抗体
反応における複合体の形成により問題のリガンドに結合
されるのに対し、その他の物質は溶液中に残存する。引
続き被精製物質は担体材料を複合体が解離し、目的物質
が回収され、又クロマトグラフィ担体が回収されて新し
い抽出過程に循環されることができるような条件下及び
媒体中に置くことにより塩析される(例、文献US−A
4066505参照)。この塩析操作は通常溶出溶媒或
いは溶媒混合物を用いてクロマトグラフィカラム内で行
われる。
【0003】次のものは上記目的のために一般的に用い
られる担体材料の具体例である:Sephadex,S
epharose,Sephacryl,Sphero
sil,Ultogel,Affi−Gelなどの市販
品として知られているような有機及び鉱物質ゲル。通
常、これらの材料は数ミクロン乃至数百ミクロンのオー
ダーの大きさ及び10〜300nm の寸法の孔を有する
球状或いは異った形状の多孔性粒子から構成されてい
る。所定のリガンドをクロマトグラフィ担体の表面に結
合させるための結合剤はリガンドと共有結合その他の態
様で反応することのできる基を含み且つリガンドを担体
表面に固定する。(化学的或いは吸着により)基を含ん
でなる分子である。シリカの粒子(Spherosi
l)或いは多孔的ガラス(CPGガラス)などの鉱物質
担体に関しては一般的にアルキル基が固定されるべきリ
ガンドと反応する−OH,−CHO,−NH2 ,−NC
O或いはオキシランなどの基を含んでなるトリアルコキ
シ−アルキルシランなどの反応性シランから作られてい
る。
【0004】例えばK,ロイ等(K.Roy et a
l.)「アフィニティクロマトグラフィ及び生物学的認
識(Affinity Chromatography
and Biological Recogniti
on)」〔I.M.Chaiken等編、Academ
ic Press、1983年257頁〕はγ−グリシ
ジル−オキシプロピル−トリメトキシ−シランでシラン
化されたシリカゲル担体の使用を記載している。P.
O.ラルーソン等(P.O.Larsson et a
l.)は「アフィニティクロマトグラフィに関連した幾
つかの新しい技術(Some New Techniq
ues Related to Affinity C
hroma−tography)」les collo
quesde l’INSERM:Chromatog
raphed’affiniteet interac
tions moleculaires,J.M.Eg
li編(1979年)91頁においてグリセロプロピル
トリアルコキシシラン(アルキル置換基か−HOCH2
−CH2 OH−CH2 O−C3 6 −基である)による
シリカゲル(10μm粒子、6nm孔)のシラン化を記載
しており、グリコール基が引続いて公知の方法によりア
ルデヒド基に転換され、引続きそのアミノ基のシッフ反
応及びN=C結合の還元により生物学的活性リガンド
(例、抗体)を固定するのに用いられている。
【0005】文献US−A3652761はアルキル基
がアミノ、ニトロソ、カルボニル、カルボキシ、イソシ
アネート、ジアゾ、イソチオシアネート、スルフヒドリ
ル及びハロゲノカルボニル基などの基を含んでなるアル
キル化アルコキシシランによる生物学的活性分子(例え
ば抗原或いは抗体)のガラス、シリカゲル、コロイド状
シリカ、ベントナイト、ウォラストナイトなどへのカッ
プリングを記載している。
【0006】文献WO−A−82−02818は粒子、
特に前記通常の方法によりシラン化された多孔性のガラ
スよりなり、且つ被精製イムノグロブリンの一方或いは
他方に特異的なモノクローナル抗体を有する粒子を充填
したカラム上にミルクを運ぶことによりミルクからイム
ノグロブリンを分離する方法及び装置を記載している。
【0007】その他の文献例えばEP−A56977号
及びEP−A88818号も同様な主題を論じている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】これ迄に知られた上記
技術を用いる方法は使用される担体の多孔性、孔の寸法
及び担体内の粒子がカラム内に置かれた際にチャンネリ
ングを避けるために実質的に球状であり且つ均一な寸法
を有さなければならないという事実により幾つかの欠点
を有する。これらの材料の活性表面の殆んどは孔の内側
にあり、又孔は固定されるべき分子の大きさと同一のオ
ーダーの寸法をしばしば有するために、分子は塩析の際
に孔の内側をゆっくり攪拌するので外部の方向に拡散す
るのが困難である。又被精製物質(しばしば巨大分子)
は低い固有の拡散速度を有するに過ぎない。巨大分子が
問題のリガンドに到達するまでの平均距離は比較的大き
い(吸着粒子の場合において数十ミクロン)ので、被精
製分子の吸着或いは脱着の如何を問わず、これらの過程
は遅く且つ非効率的である。小さな孔は大きな分子に接
近可能でなく、又これらの孔内に存するリガンドは従っ
て被精製物質を固定することができない。
【0009】上記理由により、多孔性生物学的吸着剤は
数多くの欠点、主にそれらの低い固定能力及び吸着及び
脱着工程の遅さを有する。固定能力に関して、例えばU
S−A3652761においてグラフト率が多孔性ガラ
スのグラム当り14〜18mgの抗原(リガンド) である
ならば、僅かに約5mgの抗体(ヒトガンマ−グロブリ
ン)が担体のグラム当り固定されるに過ぎないと述べら
れている。更に、均一寸法の多孔性ビーズのコストは極
めて高く大規模の工業的用途に適合しない。
【0010】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明者ら
は、本願の親出願(特願昭61−502939号)にお
いて、本発明と密接に関連する発明として、所定のリガ
ンドに特異的且つ可逆的に固定されることのできる生物
学的活性物質を、リガンドがシロキサン試薬を介して固
定されるSiO2 ,Al2 3 ,TiO2 及びZrO2
の中から選ばれる粒状物質よりなる「ミネラル−リガン
ド」系である鉱物質担体を吸着剤として用いて、水相中
で吸着させて分離する方法であって、 a)担体を生物学的活性物質がリガンドに結合されるよ
うに水相と混合し、 b)得られた負荷担体を遠心分離或いは濾過により水相
から分離し、 c)分離後担体を第二の水相に分散し及び生物学的活性
物質を担体から脱着させ、及び d)この様に脱着後、担体を生物学的活性物質を溶液中
に含有する第二の水相から遠心分離或いは濾過により分
離し、その後生物学的活性物質を溶液から単離すること
よりなる方法において、吸着剤として用いられる鉱物質
粒子がミクロン以下であり且つ非−多孔性であることを
特徴とする方法を開示した(以下、便宜上、この方法を
親発明方法と称する)。
【0011】本発明は、この方法に用いられる「ミネラ
ル−リガンド」系担体の製造方法に向けられている。す
なわち、本発明は、SiO2 ,Al2 3 ,TiO2
びZrO2 から選ばれる粒状鉱物質物質をトリアルコキ
シ−アルキルシランでシラン化し、そのトリアルコキシ
−アルキルシランのアルキル基がリガンドにカップリン
グした反応基を含む「ミネラル−リガンド」担体を製造
する方法であり、出発粒状鉱物質物質を予めリガンドを
固定したシランでシラン化するか、又は出発鉱物質粒状
物質をシランでシラン化した後リガンドを固定すること
を特徴とする生物学的活性物質の特異的吸着剤の製造方
法にある。
【0012】この親発明方法によれば前記欠点を除去
し、実質的に特異的抽出収率を増大させることができ
る。更に、被抽出生成物が基材上に固定される速度が高
く、従ってこの方法は使用するのにより経済的である。
最後にこの方法は従来の技術とは対照的に比較的に多量
の(毎年数十トン乃至数百トン)の被抽出物を処理する
ために困難なしに使用することができる。更に、非−多
孔性のミクロン以下にされたシリカのコストは通常吸着
による精製のために使用されている標準化された孔を有
する担体のコストよりも約千倍低いものである。予想に
反して、この方法により使用される非−多孔性ミクロン
以下の粒子はリガンドによりグラフト化された後、濾過
により容易に分離される。
【0013】以下のものはこの方法により好ましく使用
される鉱物質担体の具体例である:範疇に応じて異る
0.01〜0.1μmの範囲の一次(非−凝集)粒子を
有し、大きな比表面積を有する沈澱或いは焦性シリカ。
Al2 3 、TiO2 、及びZrO2 が通常0.02〜
1μmの粒径を有する粒子を有する粉末形状で用いられ
る。以下において、特にシリカについてより多く述べら
れるが、茲に与えられる情報は同等にアルミナ、TiO
2 及びZrO2 に適用されるべきものと了解されるべき
である。又、文献US−A3652761に記載される
シリケート担体も用いることができる。上記担体に関し
て以下の文献が注意されるべきである。
【0014】文献US−A4190425号は気相クロ
マトグラフィ用にカラムを充填するためのミクロン以下
のシリカに基づいた重合体材料を記載する。例えば、具
体例えば4ffは高度に多孔性の媒体を得るように有機
基のシリカ粒子へのグラフト化及び引続くその単量体に
よる共重合の方法を開示する。(アブストラクト、16
行参照)。この材料は従って親発明方法による様な要請
に対しては不適当なものである。又、この文献はクロマ
トグラフィ担体を不活性化する目的のためのシリル化
(ヘキサメチルジシラザンを使用)を教示するが、しか
し本発明におけるようなグラフト化の目的のためにシリ
カ粒子のシラン化を教示するものではない。
【0015】文献FR−A2020527号は生物学的
活性分子(例、酵素類)の鉱物質担体上のカップリング
剤としてシラン類を用いる固定化を記載している。多孔
性グラス、シリカゲル、ベントナイト、アルミナ、ヒド
ロキシ−アパタイト及びコロイド状シリカが鉱物質担体
の具体例として与えられている。しかしながら、文献F
R−A2020527号の目的即ち循環可能な生物活性
鉱物質担体の調製は本発明の目的とは異る。固定化酵素
は触媒であり、全く異った要領で作用する生物学的特異
的吸着剤ではない。又、この文献に記載されるシラン類
は本発明におけるような水性媒体ではなく、無水媒体
(キシレン、ベンゼン)中においてグラフト化されてい
る。
【0016】文献FR−A2083067号は同様に不
溶性にされた酵素、特に重合体及びオルガノシランを介
して固定された再使用可能な酵素を有するシリカ−含有
物質に関する。(4頁9〜17行参照)。中間体の重合
体のために、この文献の教示は本発明による吸着剤とは
更に離れたものである。文献FR−A2078427号
は同様な主題を取扱うものである。この文献の実施例1
はシリカタイプのCab−O−Sil(これはミクロン
以下のシリカに対して用いられている名前である)への
シラン及びカルボジイミドによるトリプシンの固定化を
記載している。この教示は従って文献FR−A2020
527号のそれに極めて類似している。この種の再使用
可能な触媒を得るためにトリプシンは本発明と全く異る
鉱物質担体に強く結合されなければならない。親発明方
法の目的はフェニルブチルアミン(非−多孔性鉱物質粒
子に固定されている)などのリガンドによりトリプシン
の選択された吸着から生ずるような一次的な可逆性結合
を得ることであり、吸着はトリプシンが引続いて塩析さ
れるように可逆的なものである。
【0017】親発明方法の工程a)をシリカの場合に行
うためには「シリカ−リガンド」担体の水性懸濁液が被
単離生物学的活性物質を含有する水性媒体に添加され、
反応物質はpH、イオン強度及び温度を調整するのが容易
である最適条件下に接触され、かくして、抽出時の収率
を大きく改良する。これらの条件は各々の場合において
オペレーターにより技術上の原則に従って選ばれなけれ
ばならない。目的物質に対する吸着及び固定収率は優れ
たものである。又反応は通常の担体の場合のように担体
が分子(通常は嵩ばった分子)が精製される前に侵入し
なければならない孔を有しないので極めて迅速である。
全ての反応性の基は粒子の表面上において利用可能であ
る。その結果実際的に固定を完了するための時間は通常
周囲温度において約5〜10分である。又、周囲温度に
おいて作業することが可能であり、それは状況に応じて
比較的高い圧力を必要とする多孔性支持体の場合よりも
より経済的である。
【0018】一般的に、親発明方法に従ってミクロン以
下のシリカの懸濁液を使用する場合に、水和吸着剤懸濁
液を使用する場合に、水和吸着剤懸濁液の密度は約0.
2(SiO2 のg当り5mlの吸着剤懸濁液)であり、又
懸濁液はシリカのグラム当り約100〜300mgの生物
学的活性物質の生物学的特異的吸着能力を有する。これ
らの値は通常の多孔性担体よりも少なくとも大きさが1
オーダーより大きなシリカのグラム当りの吸着能力に対
応する。
【0019】親発明方法の工程b)は通常の手段による
濾過或いは遠心分離により行うことができる。4000
〜6000gのオーダーの遠心分離の重力場が適当であ
り高能力遠心分離即ち操作当り1l以上の懸濁液を処理
することのできる遠心分離において困難なしに得ること
ができる。分離は又所定の多孔度の限外濾過或いはマイ
クロ濾過隔膜を用いた接線濾過として知られている方法
によっても行うことができる。この方法においては、濾
過されるべき懸濁液が隔膜表面と接触され、高速度でそ
れに接線方向に運ばれる。隔膜の透過率は相当な液相の
流れが実際の粒子が隔膜内を通過できないにも拘わらず
通過し、従って非−吸着物質を含有する液相から次第に
分離されるように選ばれる。幾つかの市販の接線濾過装
置は懸濁液が流れる中空フィルターを用いる(例、EN
KA GmbH Wuppertal,FRGによるM
oduleMicrodyn;SFEC,Bollen
e,FranceによるModule CARBOSE
P)。その他の装置は平坦な膜を用いる(MILLIP
OREによるPellikon Cassette
s)。或いは又荷重粒子は除去されるべき溶解物質から
透過液中の除去された量に等しい量の水相が濾過される
懸濁液に連続的に添加される透過濾過方法により分離さ
れることが出来、この方法は水相が抽出物質を担持する
粒子状基材のみを含有し、精製されるべき溶液中に元々
存在したその他の溶解生成物がなくなるまで継続され
る。
【0020】これらの操作においては、媒体が通常引続
く操作、即ち工程c)に対して適したものであるので、
洗浄後荷重シリカを乾燥させたり或いはそれを洗浄媒体
から単離する必要がない。担体から精製されるべき物質
の工程c)における脱着即ち精製されるべき物質と複合
化したリガンドの解離は通常の方法即ち適当に水相の特
性を調整すること(適当な有機溶媒などによるpH、温
度、イオン強度、希釈)により行われる。脱着のための
操作条件は例えば次の文献に記載されている:E.A.
ヒル及びM.D.ヒルテンスタイン(E.A.Hill
and M.D.Hirtenstein)、Av
d.in Biotechn.Process 1,3
1(1983)。最も通常用いられている方法の幾つか
のイオン強度或いはpHの修正、及びカオトロピック剤
(例、KSCN)水溶性有機溶媒(アルコール類、エチ
レングリコール、イソプロパノール等)、「変形」剤
(尿素及びグアニジン)及び遊離状態のリガンドの使用
に関する。解離が約20%のイソプロパノール或いはそ
の他の同様な水溶性溶媒を含有する0.5M NaCl
の水相を用いることにより有利にもたらされる場合があ
る。
【0021】工程d)は工程b)について説明したのと
同様の方法により行うことが可能である。精製されるべ
き物質が脱着されたシリカ−リガンド基材を接線濾過を
含む前記遠心分離及び濾過の方法を用いて分離すること
ができる。その場合には勿論濾液はそれが溶液中に精製
されるべき物質を含有するので主に必要とされる相であ
る。この物質は常法により抽出され、即ち水が例えば常
圧或いは減圧下にロトヴェイパー内における蒸留、或い
は凍結乾燥或いはスプレーにより分離或いは沈澱が生ず
るまで蒸発される。或いは又、沈澱は非−溶媒の添加或
いは加塩(例えば(NH4 2 SO4 の添加)によりも
たらすこともできる。この物質を次いで集め常法により
貯蔵する。得られたシリカ−リガンド系は通常そのまゝ
新たな抽出操作に再使用可能である。
【0022】親発明方法において使用されるシリカ担体
(シリカ−リガンド系)は本発明により、適当なリガン
ドが予め堆積されたアルコキシシランを用いてミクロン
以下のシリカのシラン化により或いは引続き供給される
リガンドを固定することのできる基を有するアルコキシ
シランによるシリカのシラン化によって調製することが
出来る。
【0023】第一の場合において、ミクロン以下のシリ
カ例えば50〜600m2 /gのオーダーの比表面積を
有する焦性或いは沈澱シリカ(米国CABOT Cor
p.によるCAB−O−SIL種と同様にDEGUSS
AによるAEROSILタイプ−130,−200,−
300及び−380が適当である)が液体例えば有機溶
媒或いは水中において好ましくはガラス球の存在下にミ
ルク状の均質な液体が得られるまで激しく攪拌されて分
散される。攪拌された混合物におけるこれらの球はこれ
らの条件下で形成される傾向を有する(それらの高度の
吸湿性により接着し合うことにより)SiO2 粒子の凝
集体の大きさを減少させる。或いは又分散液はホモジナ
イザー例えばKINEMATICA GmbH,FRG
によるPOLYTRON装置を用いることによりもたら
すことができる。アルミナの場合においては、DEGU
SSAによる「酸化アルミニウム−C」と或いはCAB
OTによるALCANと称される製品が使用される。Z
rO2 及びTiO2 は少なくとも50m2 /gの比表面
積を有する極めて微細な粉末の形態で使用される(例、
DEGUSSAによる二酸化チタンP25)。適当な装
置における周囲温度でのある分散時間(半時間乃至1時
間)の後、凝集体の大きさは約100〜1000nm 、
好ましく200〜300nm に標準化される(シリカの
一次的個々の粒子は最初に僅かに数ナノメータであるこ
とに注意)。分散後の凝集体の大きさは常法により例え
ばCOULTERナノサイザーを用いてチェックするこ
とができる。
【0024】適当なシランは選択され引続く被精製物質
との特別の錯体を形成するために必要とされるリガンド
と反応させられる。その様なリガンドの具体例としては
被精製物質の抗体、酵素阻害剤、補因子、レクチン、C
obachron blueF 3G−A或いはPRO
CION(ICI)などの染料、アルキル或いはフェニ
ル基などの疎水性基、炭水化物、ヘバリンなどである。
【0025】本発明の方法に用いられるシラン類はケイ
素原子に結合したアルキル置換基の一部を形成し、選ば
れたリガンドを固定するのに適した反応性基を有するも
のの中から選ばれる。我々は既に個々の場合に応じて適
当であり、それらに添加されるべきリガンドの構造及び
その反応性基の性質に応じて選ばれる各種トリアルコキ
シシランを見て来た。ポリペプチドリガンドは通常それ
らの反応性基−OH,−NH2 ,SH或いは−COOH
(必要に応じて中間試薬を介して変成される)を介して
固定され、適当なシランは−NCO、アゾ、グリシドキ
シ、−CHO、オキシラン、アミノ−などの固定基を含
有する。場合によっては反応性シラン基と固定されるべ
きリガンドの間に架橋剤が使用されなければならないこ
とがあり、例えばNH2 基とカルボン酸の間の結合の場
合(カルボジイミドの使用)或いは二つのアミノ基のカ
ップリングの場合などがあり、この場合には架橋剤はジ
アルデヒド例えばグルタルアルデヒドである。本発明に
従えばトリメトキシアミノプロピル−シラン及びトリメ
トキシグリシドキシプロピル−シランを用いるのが好ま
しい。勿論、その他の同様なアルコキシシラン例えば対
応するエトキシ、プロポキシ或いはブトキシシラン類も
又適当である。シランとリガンドの間の反応は通常の手
段により且つ目的とする反応のための通常の条件下にお
いてもたらされる。これらの条件は当業者には公知であ
り、茲で詳述する必要はない。しかしながら、その中で
シロキサン基が安定である例えばTHF、アセトン、ジ
オキサン或いはその他の無水(しかし水溶性の)有機溶
媒などの非−水性媒体中において通常反応が行われる。
場合によっては溶媒なしに操作することも可能である。
【0026】リガンドがシラン誘導体に固定されると、
反応混合物を周囲温度において攪拌しながら前記水性或
いは有機シリカ分散液に添加する。より高温例えば20
〜80℃に加熱することにより数時間(通常1〜8時
間)操作を行うことも可能である。冷却後、「シリカ−
リガンド」基材の所望の懸濁液を得、そのまゝ親発明の
方法に用いることができる。
【0027】シリカ−リガンド系を調製する第二の場合
において、トリアルコキシシランを先ずシリカ懸濁液好
ましくは水溶液と先ず接触させ、リガンドは後になるま
で添加されない。この方法はリガンドがバシトラシン或
いは抗体或いはレクチンなどの場合のように有機溶媒に
不溶であるか或いはその存在に対して感受性(変性)で
ある場合に特に好ましい。その場合には、シラン化試薬
は水性シリカ懸濁液に直接に添加されるか或いはシリカ
試薬を先ずそのアルコキシ基の予備加水分解をもたらす
ために先ずpH4〜10において水中に分散し、その後予
備加水分解されたアルコキシシランの分散液をシリカ分
散液に添加することができる。鉱物質担体に添加される
前に水性媒体中にトリアルコキシシランが保たれる時間
は引続く選ばれたリガンドの固定に関してシラン化され
たシリカの特性に影響を及ぼすことに注意すべきであ
る。従って、実験条件(グラフト化される担体を添加す
る前の待時間、グラフト時のpH及び温度)を調整するこ
とによりシラン化される担体の性質を使用されるリガン
ドの性質に適用させることが可能であり、これはシラン
化が行われる水性媒体のpH及び温度も又極めて重要であ
るので本発明の方法のもう一つの利点である。pH(考慮
されている範囲内の)高ければ高い程、水溶液がますま
す濃化し、且つ担体の容積(遠心分離により液体から分
離された際に)が増加する傾向を示す。アミノシラン類
に対しては100℃のオーダーの温度が適当であるのに
対して、グリドキシー化合物の場合には50℃を越えな
いのが好ましい。
【0028】リガンドはシラン化された担体に通常の条
件下において、通常単にリガンド(水溶液中)を前記の
如く得られたシラン化されたシリカ懸濁液に添加し、及
びこれらの試薬を共にリガンドが担体に結合するのに十
分な時間放置することにより水溶液中のシラン化された
担体に固定される。場合により(前記参照)この段階に
おいて架橋剤が使用される(実施例5参照)。得られた
「シリカ−リガンド」系を次いで前記の抽出過程におい
て用いられる。しかしながら、場合によっては、リガン
ドは非−水性有機媒体中においてシラン化された担体に
固定することができる。その場合には、水溶性有機溶媒
が分散されたシラン化担体に添加され、混合物を遠心分
離し、残渣を溶媒に溶解し、及び残存水が除去されるま
でこの操作を繰返して有機溶媒中のシラン化された粒子
の最終懸濁液を得る。THF、ジオキサン及びエタノー
ルが溶媒の具体例である。リガンドは前記場合と同様に
直接にシランに結合される。
【0029】
【実施例】以下、実施例により本発明を例示する。 実施例1 pH4における77mlの10mM酢酸ナトリウム溶液中の2
3ml(0.1mol )のグリシドキシプロピルトリメトキ
シ−シランを周囲温度において攪拌しながら滴加した。
添加後、混合物を30分間攪拌しながら室温において放
置した。
【0030】6gの焦性シリカ(Aerosil 13
0 DEGUSSA)をガラス球(直径3mm)の存在下
において攪拌しながら水中にミルク状の懸濁液が得られ
るまで分散した。平均粒径200〜300nmであった。
このシラン溶液6mlを次いで撹伴しながらシリカ懸濁液
(1mmolシラン/gシリカ)及びpHを0.5MのK2
PO4 の溶液(約1ml)及び数滴の1N NaOH溶液
で8.5に増大させた。一晩放置後この懸濁液を遠心分
離(6000gにおいて10分)し、残渣を再溶解し、
100mlの純水中で二回濯いだ。
【0031】シラン化されたシリカを50mlの水に再懸
濁し、pH8.0の0.2M重炭酸緩衝液約100ml中の
25gのバシトラシンの溶液を攪拌しながら5gの初期
シリカに対応する量の懸濁液に低下した。この混合物を
次いで周囲温度においてpH8で24時間放置した。それ
を次いで遠心分離して鉱物質担体を過剰のバシトラシン
溶液から分離し、残渣を尚存在するエポキシ基を不活性
化するためにpH8の過剰の1Mエタノールアミン溶液
(50ml)に再懸濁させた。この懸濁液を遠心分離(1
0分間、6000g)し、残渣を次いで4回(各回毎に
遠心分離による中間分離を行う)、即ち2回続けて水
で、1回は1M NaCl中で及び最後にトリス−緩衝
液(10mM)及び0.2mMのCaCl2 、pH8中に
おいて洗浄した。
【0032】この「シリカ−バシトラシン」担体を次い
でバシトラシンと特異的複合体を形成する酵素サブチリ
シンBPN′の生物学的特異的吸着による抽出及び精製
のために使用した。この目的のために、前記担体をmlの
溶液当り100mgの固体基材の割合で47mg/mlの蛋白
質及び2000U/mlの酵素活性を有する予め清澄化さ
れたpH8の発酵媒体中に導入した。前記において、サブ
チリシンBPN′の単位は周囲温度においてpH8で毎分
1μmol のN−アセチル−L−チロシンのエチルエステ
ルを加水分解することのできる酵素の量と定義される。
30分間インキュベーション後、混合物を遠心分離(6
000g、10分)し、上澄液体を分析したところ、そ
の酵素活性は初期活性の3.7%に対応し、及びそれが
溶液中に初めに存在した蛋白質の74%を含有すること
を示した。
【0033】残渣を担体g当り30mlの溶液を用いて2
5容量%のイソプロパノールを含有するNaClの1M
溶液中に懸濁した。1時間後更に遠心分離により液体画
分Elが得られた。残渣を同一の方法で溶解し、再抽出
して第二の画分E2を得た。画分E1及びE2を合一
し、分析したところ、出発溶液中に存在した量の蛋白質
の23重量%と共に元の酵素活性の96.4%の存在を
示した。従ってサブチリシン精製因子は4.2であっ
た。
【0034】実施例2 シラン化されたシリカを実施例1と同様に使用し、0.
2M、pH9炭酸緩衝液内で操作して、コンカナバリンA
レクチン(ConA)はカップリングさせた。同一緩衝
液に溶解したConAの溶液(21mg/ml)をシラン化
されたシリカのg当り247mgのConAの割合で添加
し(乾燥製品として計算)、室温において攪拌しながら
一晩放置した。遊離エポキシ基を次いで1M溶液、pH9
内のエタノールアミンにより保護し、一晩放置した。
【0035】固形分を次いで遠心分離により分離し、残
渣を次の溶液を用いて洗浄した(水性媒体中に再懸濁後
遠心分離):水で2回;Tris10mM緩衝液中1M
NaCl,pH9;10mM酢酸緩衝液中1M NaC
l,pH5;最後にpH8におけるTris0.05M中の
0.05M NaCl。この溶液は尚l当り2mmolの次
の各イオンを含有した:Ca ++,Mg++,Mn++
【0036】このシリカ−ConA基材を次いで用いて
ワサビダイコンペルオキシダーゼと複合化したイムノグ
ロブリンIgGを抽出した。この目的のために、シリカ
−ConA系のIgG単独に対する親和性の不存在につ
いて予めチェックを行った。この目的のために、pH8に
おけるTris50mM,NaCl50mM緩衝液中に
溶解された10mgのヒトIgG(Miles)を100
mgのシリカ−ConAで処理した。30分間接触後、混
合物を前記の如く遠心分離し(6000g、10分)、
残渣を同一媒体中に再分散し、再遠心分離した。これら
の二つの操作からの上澄液体を合一し、分析したところ
98%の初期蛋白質含量の存在を示した。溶液中のヒト
IgGを次いでS.アブラメアス(S.AVRAMEA
S)、イムノケミストリー(Immunochemis
try)(1963),6,43に従ってペルオキシダ
ーゼで標識を付した。標識付されたIgG画分を次いで
シリカ−ConA担体を用いて抽出した。
【0037】同時に遊離IgG及びペルオキシダーゼで
標識付されたIgGを含有する溶液を次いで溶液中6mg
の蛋白質当り100mgのシリカ−ConA担体で処理し
た。この媒体は次の緩衝液よりなるものであった:50
mM NaCl,50mMTris,pH8,Ca++,M
++,Mn++2mM。周囲温度で30分後固体粒子を遠
心分離により分離した。分析は上澄液が初期ペルオキシ
ダーゼ活性の僅か8.2%を含有するに過ぎないが、し
かし、IgGの非−複合化部分の約92%を含有するこ
とを示した。
【0038】シリカ−ConA担体に固定したペルオキ
シダーゼIgG複合体は次の様に解離されされた。負荷
担体を次の緩衝液中のα−メチルグルコシドの0.1M
溶液に懸濁させた。:50mM NaCl,50mM
Tris;pH8;Ca++,Mg++,2mM。30分間イ
ンキュベーション後遠心分離した(6000g、10
分)。上澄液は元のペルオキシダーゼ活性の86.2%
を含有した。
【0039】実施例3 6mmolの4−フェニルグチルアミン(リガンド)を4℃
において5mmolのグリシドキシプロピルトリメトキシシ
ランに滴加した。この混合物を4℃において更に1時間
攪拌し、その後温度を上昇させ、攪拌を合計5時間後に
停止した。次いで、10mlのCH3 COONaの水溶液
(10mM,pH4)を溶液に添加し、アルコキシ基の予
備加水分解を周囲温度において約30分間行わせた。
【0040】一方、焦性シリカ(AEROSIL−13
0)の水性分散液を実施例1と同様にして調製し、前記
の如く得られたシランの水溶液をこの分散液にシリカの
g当り50/μmol のシランの割合で添加した。pHを
8.5に調整し、グラフト化反応を周囲温度において7
2時間行わせた。シラン化されたシリカ担体を単離し、
実施例1の方法によりリガンドにカップリングさせ、水
相のml当り40mgの固体の割合で50mM CaC
2 ,50mM Tris(pH8)緩衝液中に再懸濁さ
せた。懸濁液を次いで前記と同一の緩衝液(pH8)中の
粗製膵臓抽出液に添加した。膵臓起源の汚染物質に加え
て、この抽出液はトリプシン及びキモトリプシンを含有
した。抽出液の溶液に添加した担体の割合は乾燥抽出物
質のg当り10gであった。30分間接触後、固形分を
前記実施例と同様にして分離し、上澄液(S1)を一方
の側においた。この操作を残渣を同一緩衝液中に25mg
/gシリカの割合で懸濁させた後繰返し、この様にして
第二の液体部分(S2)を得た。最後に、固形分を3度
目にしかしテトラエチルアンモニウムブロマイド(25
ml/g固形分)の1M溶液中に再懸濁させ遠心分離して
第三番目の液体部分(E1)を得た。これらの各種獲得
画分は次いで酵素の分析を行った。これらの分析はトリ
プシンについて基質としてN−ベンゾイルアルギニン−
p−ニトロアニリド(BAPNA)及びキモトリプシン
に対しては基質としてグルタリル−フェニルアラニン−
p−ニトロアニリド(CLUPHEPA)に基づくもの
であった。これらの技術は下記の通りであった: トリプシン:10μlの分析用溶液を10mM CaC
2 及び50mM Tris−HCl緩衝液、pH8中の
BAPNAの過剰の10-3M溶液に添加し、形成された
p−ニトロアニリンの量を410nm において分光光度
法により測定した。BAPNA単位は周囲温度において
前記条件下において毎分1μmol のBAPNAを加水分
解することのできるトリプシンの量と定義された。例え
ば、15600単位/mgの或るBAEE活性を有する極
めて純粋なトリプシンの試料(SIGMA製タイプI
X)は2.35BAPNA単位/mgの強度を有する。
【0041】キモトリプシン:10〜20μlの分析用
溶液を10mM CaCl2 ,50mM Tris−H
Cl緩衝液pH7.6中のGLUPHEPAの過剰の10
-3M溶液に添加し、410nmにおける加水分解によるp
−ニトロアニリンの放出速度を測定した。GLUPHE
PA単位は与えられた条件下における周囲温度での1μ
mol のp−ニトロアニリン/分を放出することのできる
トリプシンの量と定義された。例えば、与えられた65
BTEE単位/mgの活性を有するキモトリプシンの高純
度製剤(SIGMA、タイプII) は68×10-3GLU
PHEPA単位(mg)の強度を有する。
【0042】これらの方法を用いて本実施例における各
種画分を分析して次の結果を得た。 試 料 BAPNA活性 GLUPHEPA活性 %単位 %単位 出発試料: 5,450 100 816 100 S1 3,690 77 62 8.5 S2 490 7 E1 420 7.7 626 77 これらの結果が明確に示すように、本発明のシリカ−4
−フェニル−ブチルアミンの系はトリプシンの存在下に
おいて選択的にキモトリプシンを固定する。固定された
キモトリプシンは又テトラエチルアンモニウム溶液によ
り塩析され、10%未満の出発トリプシンを含有するに
すぎない。キモトリプシンに対する精製収率は77%で
あった。
【0043】実施例4 本実施例においては、酸化アンモニウム(タイプC、D
EGUSSA)を鉱物質担体として用いた。アルミナ
(5g)をPolytronホモジナイザーを用いて5
0mlの水中に分散した。Coulterナイサイザーで
測定された分散後の粒子の平均径は220nmであった。
又、グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン水溶液
(1mmol/ml)を実施例1と同様にして調製した。
【0044】シラン水溶液のアリコート部分を次いで攪
拌しながらこのアルミナ懸濁液に添加し(アルミナのg
当り1mmolのシラン)、pHを数滴の1N NaOH水溶
液を添加することにより7.5に調整した。一晩放置
後、懸濁液を遠心分離(6000g,10nm)し、残渣
を純水中に溶解し、同一条件下に再遠心分離した。この
シラン化されたアルミナを次いでpH9.0における0.
2M重炭酸緩衝液中でm−アミノフェニルホウ酸(0.
5M)とカップリングさせ、混合物をpH8.0及び周囲
温度において72時間放置した。アルミナ及びmアミノ
フェニルホウ酸系の粒子を次いで4回遠心分離を行うこ
とにより洗浄し、水中に再懸濁させた。最後の遠心分離
操作後担体をpH8.0における10mM Tris,
0.2mMCaCl2 緩衝液に懸濁させた。
【0045】この担体を次いで用いてサブチリシンBP
N′を抽出及び精製した。47mg/mlの蛋白質及び20
00U/mlの酵素活性を有する実施例1において用いた
のと同一の清澄化発酵培地を用い、100mgの担体をml
溶液当り添加した。周囲温度で20分後混合物を遠心分
離した。(6000g、10分)。上澄液を分析したと
ころ、この液の酵素活性は初期酵素活性の32%に対応
した。残渣をペンタエリスリトールの0.5M溶液に懸
濁し、1時間後に再遠心分離して、液体画分Eを得た。
この画分は最初に存在した酵素活性の59%、及び出発
溶液中に存在した蛋白質の量の24%を含有した。従っ
て、この操作により最初のサブチリシンは2.25の精
製因子をもって精製された。
【0046】実施例5 10mmolのガンマーアミノプロピル−トリメトキシシラ
ンを5mlの0.02Mの酢酸ナトリウム溶液、pH4.0
に連続的に4N塩酸を添加することによりpHを4〜5に
保つように注意を払いながら滴加した。この溶液を次い
で攪拌下に周囲温度において30分間保った。その容量
を次いで蒸留水で10mlにした。
【0047】焦性シリカ(Aerosil300,5
g)をPOLYTRONホモジナイザーを用いて50ml
の水中に分散した。シランの水溶液を次いでこの分散シ
リカ懸濁液にgシリカ当り1mmolのシランの割合で添加
し、溶液のpHを1M K2 HPO4 を添加することによ
り7.4に調整した。この懸濁液を攪拌しながら一晩周
囲温度に放置した。
【0048】粒子を次いで遠心分離(10分、6000
g)し、残渣を蒸留水に懸濁させた。この操作を4回繰
返し、粒子を順次1M NaCl、蒸留水、50:50
水/アルコール混合物、及び最後に純粋エタノールに懸
濁させた。エタノール中の最終懸濁液はml当り約50mg
のシリカを含有した。次に、エタノール中においてN−
カルボベンゾキシ−L−フェニルアラニン(Z−L−P
he)の0.5M溶液を調製し、及びN−エトキシカル
ボニル−2−エトキシ−1,2−ジヒドロキシリン(E
EDQ)の0.5M溶液を調製した。Z−L−Pheの
溶液10mlをシラン化されたシリカ懸濁液100mlに添
加し、次いで10mlのEEDQの溶液を添加し、混合物
を周囲温度において攪拌下に24時間放置した。
【0049】粒子を次いで繰返し遠心分離の後、最初に
エタノール(3回)次いでエタノール/水混合物(1
回)及び最後に蒸留水中に再懸濁させることに洗浄し
た。これらの粒子を用いて実施例1において説明したサ
ブチリシンBPN′を含有する溶液を精製した。200
Uの酵素当り100mgのシリカ−Z−L−Pheを用い
た。これらの条件下において、遠心分離後の上澄液(S
1)を初期酵素活性の1%未満を含有するに過ぎなかっ
た。粒子を次いで25%イソプロパノールを含有する1
M NaCl溶液に懸濁させ、懸濁液を1時間後に遠心
分離した。今回は上澄液は元の酵素活性の87%を含有
した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラミイ,ベルナール スイス,ツェーハー−1227 カルージュ, シュマン ジュリ ビイ 23

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SiO2 ,Al2 3 ,TiO2 及びZ
    rO2 から選ばれた粒状鉱物質物質をトリアルコキシ−
    アルキルシランでシラン化し、そのトリアルコキシ−ア
    ルキルシランのアルキル基がリガンドにカップリングし
    た反応基を含む「ミネラル−リガンド」担体を製造する
    方法であり、出発粒状鉱物質物質を予めリガンドを固定
    したシランでシラン化するか、又は出発鉱物質粒状物質
    をシランでシラン化した後リガンドを固定することを特
    徴とする生物学的活性物質の特異的吸着剤の製造方法。
  2. 【請求項2】 シリカがそれを100〜1000nm の
    寸法の粒状凝集物を得るのに十分長く液体媒体中に分散
    することによりシラン化され、その後トリアルコキシ−
    アルキルシランを周囲温度即ち20〜80℃において攪
    拌しながら添加する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 トリアルコキシ−アルキルシランの反応
    基が次の基:−NCO、アゾ、グリシドキシ、−CH
    O、オキシラン及びアミノの中から選ばれる請求項1記
    載の方法。
  4. 【請求項4】 トリアルコキシ−アルキルシランがトリ
    メトキシアミノ−プロピルシラン或いはトリメトキシ−
    グリシドキシプロピルシランである請求項3記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 リガンドが粒状鉱物質材料がシラン化さ
    れる前にシランにカップリングされ、カップリングがシ
    ランを有機溶媒の存在下或いは不存在下においてリガン
    ドと反応させることによりもたらされる請求項1記載の
    方法。
  6. 【請求項6】 リガンドの鉱物質物質へのカップリング
    が後者がシラン化された後に行われ、シラン化された物
    質を水性或いは無水有機媒体中においてリガンドと反応
    させる請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 トリアルコキシ−アルキルシランがその
    水中の分散液の形態で添加され、アルコキシ基をその際
    に予備加水分解し、且つ液体媒体が水性媒体である請求
    項2記載の方法。
  8. 【請求項8】 分散液がシランを水相において周囲温度
    で15分〜20時間させ、トリアルコキシシランの処理
    時間の長さが引続くリガンドの固定に関してシラン化さ
    れた基材の特性に漸進的に影響を及ぼす請求項7記載の
    方法。
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