JPH08176335A - ホウ素含有多孔性膜 - Google Patents

ホウ素含有多孔性膜

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JPH08176335A
JPH08176335A JP31957594A JP31957594A JPH08176335A JP H08176335 A JPH08176335 A JP H08176335A JP 31957594 A JP31957594 A JP 31957594A JP 31957594 A JP31957594 A JP 31957594A JP H08176335 A JPH08176335 A JP H08176335A
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JP
Japan
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porous membrane
dihydroxyboronyl
membrane
boron
group
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Withdrawn
Application number
JP31957594A
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English (en)
Inventor
Takehiko Ootoyo
武彦 大豊
Kenji Takasa
健治 高佐
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 糖、糖タンパク質等を高流速で分離精製、除
去、分析できる多孔性膜に関する。 【構成】 多孔性膜の膜表面及び細孔の表面に、ジヒド
ロキシボロニル基を膜1gあたり0.05ミリ当量〜5
ミリ当量有し、平均孔径0.01μm〜5μm、空孔率
20〜80%、膜厚10μm〜5mmであるホウ素含有
多孔性膜。 【効果】 多孔性膜にジヒドロキシボロニル基を導入す
ることにより、高い透水性能を維持し、微粒子や細菌の
除去行い、しかも特定の糖や糖蛋白質の分離精製、除
去、分析等のプロセスに高い性能を発揮するアフィニテ
ィーメンブレンを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医薬発酵分野、医療分
野、分析の分野において、糖、ヌクレオチド、核酸、カ
テコールアミン、糖タンパク等の、分離精製、分析等に
利用されるホウ素含有微多孔膜に関する。
【0002】
【従来の技術】ジヒドロキシボロニル基を固定化して用
いるための担体としては、セルロース(H.L.Wei
th,et.al.,Biochemistry 9,
4396(1970))、アガロース、デキストラン
(USP 3,912,595)、ポリアクリルアミド
(R.E.Duncan,et.al.,Anal.B
iochem.66,532(1975))等、軟質ゲ
ルを上げることができる。しかし、セルロース、デキス
トラン、ポリアクリルアミド等軟質ゲルは機械的強度が
著しく低く、取扱い中に破壊したり、又、カラムに充填
して用いる場合には、高流速で流体を流すことができな
い等の欠点を有する。
【0003】ガラスビーズにジヒドロキシボロニル基を
固定化したものも知られている(R.E.Dunca
n,et.al.,Anal.Biochem.66,
532(1975))。ジヒドロキシボロニル基はアル
カリ条件下で、1,2−シスジオール化合物と相互作用
する。従って、前述の如く、糖や糖タンパク等を分離精
製、分析するには、アルカリ条件下でジヒドロキシボロ
ニル基と接触させるのが好ましいが、ガラスはアルカリ
条件下では、溶解する欠点を有しており、ジヒドロキシ
ボロニル基を固定化する担体としては必ずしも好ましく
ない。
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】上述の様に従来の
ジヒドロキシボロニル基含有担体は、強度が不足した
り、化学的に不安定であったり、大量処理・高流速処理
が困難であった。そこで、本発明は、化学的に安定で、
機械強度も強く、大量処理・高流速処理が可能な糖、ヌ
クレオシド、ヌクレオチド、糖タンパク等を分離、分析
することができるジヒドロキシボロニル基含有多孔性膜
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目標
を達成すべく鋭意研究を行った結果、以下の手段により
目的を達することができることを見出だした。すなわ
ち、本発明は、多孔性膜の膜表面及び細孔の表面に、ジ
ヒドロキシボロニル基を膜1gあたり0.05ミリ当量
〜5ミリ当量有し、平均孔径0.01μm〜5μm、空
孔率20〜80%、膜厚10μm〜5mmであるホウ素
含有微多孔膜及び多孔性膜の膜表面及び細孔の表面に、
グラフト重合の手法を用いることにより、その側鎖にジ
ヒドロキシボロニル基を固定化することを特徴とするホ
ウ素含有多孔性膜の製造方法を提供することである。
【0006】本発明の多孔性膜は、以下に示す基材膜の
表面及び細孔の表面にジヒドロキシボロニル基を導入し
てつくられる。本発明に使用される多孔性膜の基材膜材
質としては、現在市販されている材質の殆どが使用でき
るが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、およびエ
チレン−プロピレン共重合体等に代表されるポリオレフ
ィン、エチレン−4フッ化エチレン共重合体、エチレン
−クロロトリフルオロエチレン共重合体等に代表される
オレフィン−ハロゲン化オレフィン共重合体、ポリテト
ラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロ
ロトリフルオロエチレン等に代表されるポリハロゲン化
オレフィン、セルロース(ジまたはトリ)アセテート、
ポリスルホン、ポリアミド等が挙げられる。
【0007】多孔性膜の構造としては、平膜状(プリー
ツ、スパイラル状)、チューブ状、中空糸状等が使用さ
れるが、コンパクト且つ、クロスフローと呼ばれる平行
流方式のろ過ができ、膜面への懸濁物(菌または微粒
子)の付着防止が可能で、且つ、逆洗洗浄などにより、
ろ過性能を回復させることができる中空糸状多孔膜が特
に好ましい。
【0008】多孔性膜の平均孔径は0.01μm〜5μ
mの範囲が好ましい。この範囲より小さい場合は透水能
力が実用性能上充分ではなく、またこれより大きいと機
能発揮の点で問題となる。平均孔径の測定には多くの方
法があるが、本発明においては、ASTM F316−
70に記載されている、通常エアーフロー法と呼ばれる
空気圧を変えた場合の乾燥膜と湿潤膜の空気透過流束か
ら測定する方法に準拠する。
【0009】多孔性膜の空孔率は20%〜80%の範囲
にあるものが好ましい。ここで、空孔率とは、予め膜を
水等の液体に浸漬し、その後乾燥させて、その前後の重
量変化から測定したものである。空孔率が上記範囲以外
においては、それぞれ透過速度、機械的性質に点で好ま
しくない。多孔性膜の膜厚は、10μm〜5mmの範囲
が好ましい。この範囲以下では膜の機械的強度上問題が
生じ、またこの範囲以上では透水能力が実用上充分では
ない。
【0010】多孔性膜の孔構造は、成形加工法によっ
て、種々形成できる。例えば、ポリスルホンは溶剤等を
用いて混合溶媒とした後、中空糸状にノズルから吐出
し、凝固剤等で成形するいわゆる湿式法等を採用するこ
とにより三次元網目構造膜とすることができる。ポリオ
レフィンの場合は、いわゆる延伸法や、界面剥離法や、
エッチング放射線等により多孔膜とすることが可能であ
るが、例えば特公昭59−37292号公報、特公昭4
0−957号公報及び特公昭47−17460号公報に
示されたミクロ相分離法や混合抽出法などにより成型さ
れた多孔膜は、官能基を有効に使用することができると
いう利点を有し、実用性能上好ましい。さらには、特開
昭55−131028号公報に示された、比表面積50
〜500m2/g、かつ平均一次粒子径0.005〜0.
5μmの無機微粉体7〜42容量%、SP値8.4〜
9.9の有機液状体30〜75容量%、数平均分子量1
5000以上、かつ重量平均分子量300000未満の
ポリオレフィン樹脂10〜60容量%を混合した後、溶
融成形し、次いでかかる成形物より有機液状体及び無機
微粉体を抽出して得られる、三次元網目構造を有する多
孔性膜を用いることにより、従来技術では得られない優
れた性能を達成することができる。
【0011】ジヒドロキシボロニル基の量は、膜1g当
たり0.1ミリ当量以上5ミリ当量以下が良い。この範
囲より官能基量が低いと、糖等の吸着量が低すぎ、この
範囲より官能基量が高いと、膜強度に問題がでてくる。
ジヒドロキシボロニル基は、シス1,2−ジオール構造
を有する水溶性物質に対して相互作用を示すことが知ら
れているが、ジヒドロキシボロニル基の量は、例えば、
ジヒドロキシボロニル基を有する多孔性膜とソルビトー
ルを水溶媒中に共存させ、アルカリによる滴定で定める
ことができる(新実験化学講座、分析化学I、p77,
丸善)。また、ジヒドロキシボロニル基を有する多孔性
膜を過酸化水素で処理し、遊離するホウ素を滴定法、原
子吸光法、発光法などを用いて求めることによっても得
ることができる。
【0012】本発明の多孔性膜は、基材膜に直接あるい
は間接的にジヒドロキシボロニル基をグラフト重合する
ことによって得られる。基材膜にグラフトされる重合性
単量体としては、直接ジヒドロキシボロニル基をグラフ
ト鎖に導入することができる、スチリルボロン酸の様な
ジヒドロキシボロニル基含有モノマー、又、後からアミ
ノフェニルボロン酸ヘミ硫酸塩等のジヒドロキシボロニ
ル基含有有機物を反応させることができる活性点を持つ
モノマー、例えば、グリシジルメタクリレート、グリシ
ジルアクリレート、グリシジルソルベート、グリシジル
メタイタコナート、エチルグリシジルマレアート、グリ
シジルビニルスルホナート等のエポキシ基を含有するモ
ノマーなどが用いられる。特に反応のし易さなどの点で
グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート等
が好適である。
【0013】上記の重合性単量体をグラフト重合する際
には、電離性放射線重合法が利用できる。グラフト重合
に際して用いる電離性放射線は、α線、β線、γ線、加
速電子線、X線、紫外線等であるが、実用的には、透過
度の高い加速電子線、X線またはγ線が望ましい。
【0014】基材膜に、重合性単量体をグラフト重合さ
せる方法としては、基材膜と単量体を共存下で電離性放
射線を照射する同時照射と、基材膜のみに、予め放射線
を照射した後、単量体と基材膜とを接触させる前照射法
の、いずれでも可能であるが、前照射法の方がグラフト
重合以外の副反応を生成しにくい特徴を有する。グラフ
ト重合の際に、基材膜を単量体と接触させる方法は、液
状の単量体あるいは単量体溶液と直接接触させる液相重
合法と、単量体の蒸気あるいは気化状態で接触させる気
相グラフト重合法とがあるが、いずれの方法も目的にあ
った選択が可能である。
【0015】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。
【0016】
【実施例1】基材多孔性膜の調製 微粉硅酸(日本アエロジル(株)製、商品名、アエロジ
ルR−972)22.1重量部、ジブチルフタレート
(DBP)55.0重量部、ポリエチレン樹脂粉末[旭
化成工業(株)製、商品名、SH−800グレード]2
3.0重量部の組成物を予備混合した後、30ミリ2軸
押出し機で内径2ミリ、厚み0.5ミリの中空糸状に押
し出した後、1,1,1−トリクロロエタン中に60分
間浸漬し、DBPを抽出した。更に温度60℃の苛性ソ
ーダ40%水溶液中に約20分浸漬して微粉硅酸を抽出
した後、水洗、乾燥した。
【0017】平均孔径は0.25μmであった。(以
下、多孔性膜(A)と言う)ホウ素含有多孔性膜の調整 上記多孔性膜(A)を、窒素雰囲気下、ドライアイス冷
却下で、100KGyのγ線を照射し、そのγ線を照射
した多孔膜に、モノマーであるメタクリル酸グリシジル
を、40℃で2時間気相グラフト反応させた。
【0018】次に、アミノフェニルボロン酸ヘミ硫酸塩
を水に溶解し、pH11としたものに、先のエポキシ基
が導入されたメタクリル酸グリシジルグラフト膜を加
え、60℃で20時間反応した。次に、残存エポキシ基
を保護するために、25mMトリス(ヒドロキシメチ
ル)アミノメタンを加え、50℃で5時間反応した。ジ
ヒドロキシボロニル基の導入量は、0.35meq/g
であった。ジヒドロキシボロニル基の定量は、以下の方
法によった。上記のアミノフェニルボロン酸を導入した
多孔性膜1gに30%過酸過水素水10mlを加え5時
間反応させることによって、ホウ素−炭素結合を切断し
た。次に多孔性膜を遠心沈降させ、その上澄みを採取し
た。
【0019】これを、脱炭酸後、糖を加えることによっ
て、ホウ酸エステルを形成させ、強酸化し、水酸化ナト
リウムで滴定することによってジヒドロキシボロニル基
を定量した。なお、この分析に用いた器具は、すべて石
英製のものを使用した。ホウ素含有多孔性膜の評価 得られたアミノフェニルボロン酸導入多孔性膜を充填し
たモジュールを用い、以下に示すような条件の液体クロ
マトグラフィーによって、グルコースとフルクトースの
分離を行い、図1に示すように、D−グルコースとD−
フルクトースを高流速で安定に分離することができた。
【0020】試 料:0.4%D−グルコース+1%D
−フルクトース(20μm) 移動相:50mM塩化アンモニウム(pH5.5) 流 量:5ml/min ポンプ:日本分光工業(株) 商品名 TRI ROT
AR−V 検出器:昭和電工(株) 商品名 Shodex RI
SE−51 温 度:25℃
【0021】
【発明の効果】本発明の多孔性膜は、液体クロマトグラ
フィーに利用する場合、ゲルの様にカラムに充填すると
きのばらつきがなく、又、溶離液を低圧高流速で流せる
ために、迅速分析が可能である。又、化学的に安定であ
り、シリカ、ガラス等が溶解し易いアルカリ性でも安定
に使用することができる。
【0022】更に、本発明の多孔性膜は、多孔性膜本来
の性能である微粒子のろ過能力も合わせ持っており、ク
ロマトグラフィーのプレフィルターの省略をも可能にし
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によって得られた多孔性膜を使
用したモジュールによるクロマトグラム
【符号の説明】
A D−グルコースのピーク B D−フルクトースのピーク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多孔性膜の膜表面及び細孔の表面に、ジ
    ヒドロキシボロニル基を膜1gあたり0.05ミリ当量
    〜5ミリ当量有し、平均孔径0.01μm〜5μm、空
    孔率20〜80%、膜厚10μm〜5mmであるホウ素
    含有多孔性膜。
  2. 【請求項2】 多孔性膜の膜表面及び細孔の表面に、グ
    ラフト重合の手法を用いることにより、その側鎖にジヒ
    ドロキシボロニル基を固定化することを特徴とするホウ
    素含有多孔性膜の製造方法。
JP31957594A 1994-12-22 1994-12-22 ホウ素含有多孔性膜 Withdrawn JPH08176335A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046759A1 (fr) * 2000-12-07 2002-06-13 Bio Merieux Dispositif de capture d'une molecule cible

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046759A1 (fr) * 2000-12-07 2002-06-13 Bio Merieux Dispositif de capture d'une molecule cible
FR2817968A1 (fr) * 2000-12-07 2002-06-14 Bio Merieux Dispositif de capture d'une molecule cible

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Effective date: 20020305