JPH0659217B2 - 固定化酵素の製造方法及びその方法に用いるための装置 - Google Patents
固定化酵素の製造方法及びその方法に用いるための装置Info
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- JPH0659217B2 JPH0659217B2 JP60171786A JP17178685A JPH0659217B2 JP H0659217 B2 JPH0659217 B2 JP H0659217B2 JP 60171786 A JP60171786 A JP 60171786A JP 17178685 A JP17178685 A JP 17178685A JP H0659217 B2 JPH0659217 B2 JP H0659217B2
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の目的 この発明は、固定化酵素を短時間に多量に製造する技術
である。
である。
産業上の利用分野 この発明は、所謂バイオリアクターの運転に用いられる
固定化酵素の製造に利用される。
固定化酵素の製造に利用される。
従来の技術 バイオリアクターに用いる固定化酵素を得る技術として
は、従来例えば圧縮性ガスで一定圧のもと細いノズルの
先端から酵素含有液を押し出して液滴を作る方法、或い
は千畑らのカラギーナンによる包括固定化方法などが知
られている。
は、従来例えば圧縮性ガスで一定圧のもと細いノズルの
先端から酵素含有液を押し出して液滴を作る方法、或い
は千畑らのカラギーナンによる包括固定化方法などが知
られている。
これらの方法ではアルギン酸溶液又はカラギーナン水溶
液と菌体との混合液を、例えば塩化カルシウムなどのゲ
ル硬化剤の水溶液中に滴下させ、包括菌体粒子ゲルを作
るものであるが、粒子ゲルを大量に必要とする場合に於
ては未だ造粒能力が劣る問題点を有している。またノズ
ルの吹出口に液垂れが生じ、時々ノズルの先端を拭かな
ければならないなどの問題点があつた。そしてこれらは
いずれも短時間に大量の処理をするためには適切な方法
とは言えなかつた。
液と菌体との混合液を、例えば塩化カルシウムなどのゲ
ル硬化剤の水溶液中に滴下させ、包括菌体粒子ゲルを作
るものであるが、粒子ゲルを大量に必要とする場合に於
ては未だ造粒能力が劣る問題点を有している。またノズ
ルの吹出口に液垂れが生じ、時々ノズルの先端を拭かな
ければならないなどの問題点があつた。そしてこれらは
いずれも短時間に大量の処理をするためには適切な方法
とは言えなかつた。
そこで本発明者らは、上記問題点を解決するため鋭意研
究を行なつた結果、本発明を完成するに至つた。
究を行なつた結果、本発明を完成するに至つた。
即ち本発明の目的は固定化酵素を短時間に大量に製造す
る方法及びその装置を提供することにある。
る方法及びその装置を提供することにある。
発明の構成 本発明の概要は、酵素含有液即ち粗酵素抽出物又は菌体
と、それを担持するための担体液とを混合し、この混合
液を回転する円板上に供給して、円板の円周部より液滴
として放出させ、該液滴を固化液であるゲル化剤の水溶
液と接触させて、固定化酵素を製造する方法およびこの
方法を実施するための装置即ち酵素含有液を調合、貯
液、供給するための容器及びその液を遠心力により円周
部から液滴として放出させるための回転円板及び放出さ
れた液滴をゲル化液と接触させるための容器を備えてい
る装置、及び上記装置に於て回転円板が円周部に鋸歯状
の切り込みを入れた回転円板であることを特徴とする装
置、更にこれらの装置に於て回転円板が複数枚備えられ
ていることを特徴とする装置に関するものである。
と、それを担持するための担体液とを混合し、この混合
液を回転する円板上に供給して、円板の円周部より液滴
として放出させ、該液滴を固化液であるゲル化剤の水溶
液と接触させて、固定化酵素を製造する方法およびこの
方法を実施するための装置即ち酵素含有液を調合、貯
液、供給するための容器及びその液を遠心力により円周
部から液滴として放出させるための回転円板及び放出さ
れた液滴をゲル化液と接触させるための容器を備えてい
る装置、及び上記装置に於て回転円板が円周部に鋸歯状
の切り込みを入れた回転円板であることを特徴とする装
置、更にこれらの装置に於て回転円板が複数枚備えられ
ていることを特徴とする装置に関するものである。
次に本発明の方法及び装置を添付図面により説明する。
第1図は本発明の方法及び装置の原理を模式的に表わし
たものである。即ちモーターの回転軸に固定された円板
がゲル化液の入つた十分大きな容器の上に備えられてい
る。ゲル化液の入つた容器は通常は氷で冷却された冷水
槽の中に入れて冷却しておく。一方酵素又は菌体と担体
溶液の混合液である酵素含有液を給液タンク内で攪拌、
準備する。また給液タンク酵素活性の保持のためにジヤ
ケツト方式などにより冷却することが望ましい。酵素含
有液はポンプにより給液管を通つて回転している円板の
上望ましくは中心付近に流下される。回転円板上に流下
した酵素含有液は、遠心力により円周部の方向に流れ、
遂には円周部より飛散してゲル下液中に落下し、ゲル化
反応を起こして粒子状のゲルになる。
たものである。即ちモーターの回転軸に固定された円板
がゲル化液の入つた十分大きな容器の上に備えられてい
る。ゲル化液の入つた容器は通常は氷で冷却された冷水
槽の中に入れて冷却しておく。一方酵素又は菌体と担体
溶液の混合液である酵素含有液を給液タンク内で攪拌、
準備する。また給液タンク酵素活性の保持のためにジヤ
ケツト方式などにより冷却することが望ましい。酵素含
有液はポンプにより給液管を通つて回転している円板の
上望ましくは中心付近に流下される。回転円板上に流下
した酵素含有液は、遠心力により円周部の方向に流れ、
遂には円周部より飛散してゲル下液中に落下し、ゲル化
反応を起こして粒子状のゲルになる。
次に第2図は本発明の方法及び装置で用いられる特許請
求の範囲第2項で示した円板を表わしたものである。即
ち円周部に鋸歯状の切り込みを入れた回転円板を表わ
す。
求の範囲第2項で示した円板を表わしたものである。即
ち円周部に鋸歯状の切り込みを入れた回転円板を表わ
す。
第1図、第2図は本発明の方法及び装置の基本的な原理
を表わしたものであるが、第3図は本方法により固定化
粒子を大量に生産する場合の装置の1例を示したもので
あり、特許請求の範囲第4項に示した複数枚の回転円板
を用いる場合の模式図である。即ちモーターの回転軸に
複数枚の回転円板を取り付け、各円板には酵素含有液を
供給する為の給液装置を備えている。
を表わしたものであるが、第3図は本方法により固定化
粒子を大量に生産する場合の装置の1例を示したもので
あり、特許請求の範囲第4項に示した複数枚の回転円板
を用いる場合の模式図である。即ちモーターの回転軸に
複数枚の回転円板を取り付け、各円板には酵素含有液を
供給する為の給液装置を備えている。
ゲル化液は第1図に示した如く円板の下方に容器を設置
しても良いが、第3図に示した如く、特許請求の範囲第
5項に記載した回転円板の周辺にゲル化液を濡壁塔式に
流下させても良い。
しても良いが、第3図に示した如く、特許請求の範囲第
5項に記載した回転円板の周辺にゲル化液を濡壁塔式に
流下させても良い。
第3図では塔の下部に流下したゲル下液は生成した粒子
から分離され、濡壁塔の上部に循環されて再びゲル下液
として使用されている。また一部に新しい溶液を加える
こともできる。この方式は固定化菌体ゲルを大量に生産
する場合に特に有効である。
から分離され、濡壁塔の上部に循環されて再びゲル下液
として使用されている。また一部に新しい溶液を加える
こともできる。この方式は固定化菌体ゲルを大量に生産
する場合に特に有効である。
菌体としては、キヤンデイダ、サツカロミセスなどの酵
母一般、シユードモナス、エツシエリツヒアコリ、ノル
カデイア、グルコノバクター、ザイモモナスなどの一般
のバクテリアが使用でき、特に種類は問わない。また酵
素についても特に種類は問わない。
母一般、シユードモナス、エツシエリツヒアコリ、ノル
カデイア、グルコノバクター、ザイモモナスなどの一般
のバクテリアが使用でき、特に種類は問わない。また酵
素についても特に種類は問わない。
酵素又は菌体を固定化するための担体としては、アルギ
ン酸塩溶液、カラギーナンなどが公知であり多用され
る。勿論本発明においてその種類は問わない。
ン酸塩溶液、カラギーナンなどが公知であり多用され
る。勿論本発明においてその種類は問わない。
本発明によれば、固定化菌体は平均粒径として0.5〜6m
m程度のものを作ることができるが、回転円板の直径、
回転数などを適当に選ぶことにより所望のサイズの粒子
を作ることが出来る。一般には直径2〜3mmの粒子が多
用される。
m程度のものを作ることができるが、回転円板の直径、
回転数などを適当に選ぶことにより所望のサイズの粒子
を作ることが出来る。一般には直径2〜3mmの粒子が多
用される。
ゲル化液としては一般に塩化カルシウムの水溶液が用い
られる。
られる。
本発明によれば固定化菌体粒子は必らずしも完全な真球
ではなく、滴状のものも多く、長径と短径の比は1.6〜
3.0程度であるが、実用上は何ら差支えはない。
ではなく、滴状のものも多く、長径と短径の比は1.6〜
3.0程度であるが、実用上は何ら差支えはない。
また回転円板から飛散後、ゲル化液中に落下したゲルは
通常は或る程度の時間ゲル化液に接触させて熟成し、ゲ
ル化を進行させることが望ましいとされている。
通常は或る程度の時間ゲル化液に接触させて熟成し、ゲ
ル化を進行させることが望ましいとされている。
発明の実施例 以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は言うまで
もなくこれら実施例に限定されるものではない。
もなくこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1 第1図に示した装置及び第2図に示した回転円板を用い
て固定化菌体を製造した場合について以下に記す。
て固定化菌体を製造した場合について以下に記す。
大腸菌(エツシエリツヒア・コリ)をグルコースを含む
培地で培養後、遠心分離機で集めた湿菌体を等重量の生
理食塩水と混合し、更に4倍量の6重量%アルギン酸ナ
トリウム水溶液と混合して菌体の懸濁液を調整した。
培地で培養後、遠心分離機で集めた湿菌体を等重量の生
理食塩水と混合し、更に4倍量の6重量%アルギン酸ナ
トリウム水溶液と混合して菌体の懸濁液を調整した。
これを容器に入れ約20℃に保つた。また一方ゲル化液
としては0.5モル濃度の塩化カルシウム水溶液を用い
た。
としては0.5モル濃度の塩化カルシウム水溶液を用い
た。
上記懸濁液をポンプにより回転円板に給液し、懸濁液の
液滴を約10℃に冷却したゲル化液中に落下させ、約1
時間ゲル化液中で熟成した。熟成後ゲル化液中より粒子
を取り出し、粒径の測定を行なつた。その結果を第1表
に示した。なお上記実験で使用した円板の直径は150m
m、歯数は70ケ、歯長は9mmであつた。
液滴を約10℃に冷却したゲル化液中に落下させ、約1
時間ゲル化液中で熟成した。熟成後ゲル化液中より粒子
を取り出し、粒径の測定を行なつた。その結果を第1表
に示した。なお上記実験で使用した円板の直径は150m
m、歯数は70ケ、歯長は9mmであつた。
実施例2 円周部に鋸歯状の切り込みのない円板を用いた他は、実
施例−1で使用した装置を用いて、固定化菌体を製造し
た。給液量が低い場合には実施例−1と同様の結果を得
た。
施例−1で使用した装置を用いて、固定化菌体を製造し
た。給液量が低い場合には実施例−1と同様の結果を得
た。
実施例−3 実施例−1で使用したと同様の3枚の円板を第3図に示
した装置に装着して固定化菌体を製造した。
した装置に装着して固定化菌体を製造した。
給液量10kg/H、回転速度420rpm、ゲル化液は0.5モル
濃度塩化カルシウム水溶液を用いた。30分間運転を行
なつた結果、平均粒径2.6mmの固定化菌体を4.2kg得た。
濃度塩化カルシウム水溶液を用いた。30分間運転を行
なつた結果、平均粒径2.6mmの固定化菌体を4.2kg得た。
発明の効果 本発明は固定化菌体又は固定化酵素粒子ゲルを大量に得
る新規な方法及び装置を提供したものである。本発明に
よれば大量の固定化粒子ゲルを迅速に製造することがで
きる。従つて固定化操作時間が短いので操作中の酵素活
性の失活を最小限に抑えることができる。
る新規な方法及び装置を提供したものである。本発明に
よれば大量の固定化粒子ゲルを迅速に製造することがで
きる。従つて固定化操作時間が短いので操作中の酵素活
性の失活を最小限に抑えることができる。
第1図は本発明の方法を実施するための装置の模式図で
ある。 第2図は特許請求の範囲第3項に記載した鋸歯状円板を
模式図的に表わしたものであり、第3図は円板を複数枚
用いた場合及び濡壁塔方式の装置を表わしたものであ
る。 各図において1は酵素含有液、2は給液管、3は円板、
4は固化液、5は濡れ壁をそれぞれ示す。
ある。 第2図は特許請求の範囲第3項に記載した鋸歯状円板を
模式図的に表わしたものであり、第3図は円板を複数枚
用いた場合及び濡壁塔方式の装置を表わしたものであ
る。 各図において1は酵素含有液、2は給液管、3は円板、
4は固化液、5は濡れ壁をそれぞれ示す。
Claims (5)
- 【請求項1】酵素又は菌体と、それを担持するための担
体溶液とを混合した酵素含有液を、回転する円板上に供
給して、ただちに回転している円板の周辺から遠心力に
よって液滴として放出させ、該液滴を固化液と接触させ
ることを特徴とする固定化酵素の製造方法。 - 【請求項2】酵素又は菌体と、それを担持するための担
体溶液とを混合した酵素含有液を保持してこれを移送す
るための給液管を備えた容器、この給液管の出口がその
上部に開口し、供給された酵素含有液を円板の周辺から
遠心力によりただちに液滴として放出しうる回転可能な
円板、その円板の周辺より飛散する液滴を固化液を内部
に保持して、その液面で前記の液滴を受ける容器のすべ
てを備えていることを特徴とする固定化酵素製造装置。 - 【請求項3】円板が周辺に鋸歯状に切り込みを入れた円
板であることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載
の装置。 - 【請求項4】円板が、回転軸に複数重ねて設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項の装置。 - 【請求項5】液滴を受ける容器が、円板の周方向をとり
囲む壁を有し、その壁面が固化液の濡れ壁を形成するよ
う固化液の供給手段を備えていることを特徴とする特許
請求の範囲第2項の装置。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60171786A JPH0659217B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 固定化酵素の製造方法及びその方法に用いるための装置 |
US06/889,764 US4800160A (en) | 1985-08-06 | 1986-07-28 | Process and apparatus for producing immobilized enzyme granules |
MX003321A MX167802B (es) | 1985-08-06 | 1986-07-30 | Procedimiento para la preparacion de enzimas inmovlizadas y aparato para llevar a cabo el mismo |
AU60747/86A AU573984B2 (en) | 1985-08-06 | 1986-07-31 | Preparation process of immobilized enzymes and apparatus |
DE8686305920T DE3672920D1 (de) | 1985-08-06 | 1986-08-01 | Verfahren zur herstellung immobilisierter enzyme und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. |
EP86305920A EP0211626B1 (en) | 1985-08-06 | 1986-08-01 | Process of preparing immobilized enzymes and apparatus for performing the process |
KR1019860006351A KR890001288B1 (ko) | 1985-08-06 | 1986-08-01 | 고정화효소의 제조방법 및 그 실시장치 |
CN86105304A CN86105304B (zh) | 1985-08-06 | 1986-08-05 | 制备固定化酶的方法及所使用的装置 |
CA000515350A CA1277620C (en) | 1985-08-06 | 1986-08-05 | Preparation process of immobilized enzymes and apparatus for carrying out same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60171786A JPH0659217B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 固定化酵素の製造方法及びその方法に用いるための装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6232882A JPS6232882A (ja) | 1987-02-12 |
JPH0659217B2 true JPH0659217B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=15929659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60171786A Expired - Lifetime JPH0659217B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 固定化酵素の製造方法及びその方法に用いるための装置 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4800160A (ja) |
EP (1) | EP0211626B1 (ja) |
JP (1) | JPH0659217B2 (ja) |
KR (1) | KR890001288B1 (ja) |
CN (1) | CN86105304B (ja) |
AU (1) | AU573984B2 (ja) |
CA (1) | CA1277620C (ja) |
DE (1) | DE3672920D1 (ja) |
MX (1) | MX167802B (ja) |
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JPH0648982B2 (ja) * | 1986-10-06 | 1994-06-29 | 株式会社日立製作所 | アミラーゼの分離精製方法およびそれに用いる吸着剤およびその分離精製装置 |
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FR2668081B1 (fr) * | 1990-10-19 | 1994-11-18 | Lvmh Rech | Procede et appareil de fabrication de particules solides a partir d'un materiau solidifiable en presence d'un agent de solidification en de bons rendements. |
NO174589C (no) * | 1992-01-22 | 1994-06-01 | Norske Meierier | Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av biokatalysatorpartikler |
US5521079A (en) * | 1994-01-24 | 1996-05-28 | The Regents Of The University Of California | Microcapsule generating system containing an air knife and method of encapsulating |
US6001387A (en) * | 1992-05-29 | 1999-12-14 | The Reguents Of The University Of California | Spin disk encapsulation apparatus and method of use |
US5643594A (en) * | 1992-05-29 | 1997-07-01 | The Regents Of The University Of California | Spin encapsulation apparatus and method of use |
FR2878765B1 (fr) * | 2004-12-07 | 2008-01-11 | Michel Tombeur | Appareil pour la nidification de microorganismes dans un granulat alveole destine au traitement des sols souilles et/ou des eaux usees |
CN102816693B (zh) * | 2012-05-04 | 2014-01-29 | 中国科学院化学研究所 | 一种固定化l-天冬酰胺酶反应器 |
CN105316232B (zh) * | 2014-07-02 | 2018-04-06 | 上海中医药大学 | 一种用于固定化酶制备/反应的装置及其应用 |
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