JPS58174235A - 金属イオン吸着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属イオン吸着剤（ｍ＠ｔａｌ　ｉｏｎ　ａｄ
ｓｏｒｂｓｎｔ）に間するものである。

キレート形成基（ｏｈｅｌａｔｅ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｇ
ｒｏｕｐ　）をポリマー、例えばぼりスチレンに導入す
ることによって２価または多価の金属イオンの吸着剤が
得られること自体は公知である。この種のキレート吸着
剤は賛通の非キレート形成イオン交換体よりも強力にか
つより選択的に金属イオンに結合する。

さらに金属イオン（例えば２価の鋼または亜鉛）で充填
されたキレート形成基を有する架橋ないし交さ結合審れ
た（　ａｒｏｓａｌｌｎｋｅｄ）　ｄｌ　ｌマーは１こ
れらの金属イオンと配位結合する物質を吸着するのに用
いられることも公知である。この原理に基づくクロマト
グツフィは「配位子交換クロマトグツフィＪ　　（Ｆ、
　Ｈ＠１ｆｆｅｒｉｃｈ、　Ｊ、　Ａｍｅｒ、　Ｃｈｅ
ｍ、　８ｏｏ、　８４　（１９６２）　３２４２　＞と
して知られている。例えば、水、緩衝イオン（ｂｕｆｆ
ｅｒ　１ｏｎ）等のような配位子（１１ｇａｎｄ　）は
吸着物質と置換されうる。

さらに、例えばタンパク質のような高分子物質はマトリ
ックス（ｍａｔｒｉｘ）中に固定された金属イオンに＠
層される。このクロマトグラフィ法は金属キレート親和
クロマトグフフィ（Ｊ、　Ｐｏｒａｔｈ　組。

Ｎａｔｕｒｅ　２５８　（１９７５）　５９８　）とし
て知られている。

金属等レート吸着現象はバッチ処理にも用いられる。こ
の場合、ポリマーに結合した金属に対して親和力（ａｆ
ｆｉｎｉｔｙ）を有する物質を含む溶液と金属を接触さ
せる（すなわち、この溶液中に懸濁させる）。吸着後、
ゲルは除萎され洗浄され、その後吸着された物質は媒体
の組成の変更ＣｐＨの変更、塩の変更、またはキレート
形成物質の導入）により希釈することができる。金属キ
レート吸着法はタンパク質、例えば酵素、抗体、抗原を
固定するのにも用いることができる。

生物ポリマー　（ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ　）　、例えば
１ンｔ＜ｐ質、核酸に対する吸着−脱着（ａｄａｏｒｐ
ｔｉｏｎ　−ｄｅ−ｓｏｒｐｔｉｏｎ　）において、キ
レート形成基が共有結合された親水性マトリックス（ｈ
ｙｄｒｏｐｈｌｌｌｏ　ｍａｔｒｉｘ）が用いられてい
る。重要なことは、ゲルマトリックスが親水性を有して
いることである。そうでないと、水溶液中でタンパク質
とマトリックス物質との間に強い相互作用（疎水性吸着
：　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｌｃａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　）
が生じる。吸着の選択性と特徴は強い疎水性吸着におい
ては達成されず、このマトリックスはタンパク質および
核酸の純化に有効ではない。

最適な機能を果すためには、金属イオンは担体のポリマ
ーマトリックスに充分に強く結合され、それがパッチ処
理またはクロｉトグッフィにおいて吸着−脱着工程を行
なうのに有効な条件下で脱着（解放）されないようくし
なければならない。

曽遥この工程は０〜４０°の温度範囲、３〜ｌＯの−範
囲で行なわれる。金属イオンはこの工程で処理される溶
液または抽出物質中に普通食まれている物質によってポ
リマーから除去されてはならない。

有機体からの抽出物質はしばしばアンモニア島アミン、
アミノ酸または他の金属配位物質（ｍｅｔａｌｃｏｏｒ
ｄｉｎａｔｌｎｇ　５ｕｂｓｔａｎｃｅ）を含んでいる
０これらの物質によっては金属は理想的な等レート吸着
剤からは除去されない。

他方、金属イオンはタンパク質および上述の物質がＣｄ
ｙマーに結合された配位子から金属を除去することなく
）金Ｉ４に配位できるある程度の残留親和力を有してい
なければならない。亜鉛、鉄、コバルト等のような金属
イオンは曽通６個の配位子と結合する。もしすべての配
位子がマトリックスに固定されていると、周囲の溶液中
にあるポリマー固定配位子の金属親和力よりも低い金属
親和力を有する物質を含む配位子に対する残留親和力が
存在せず、金属イオンは強い配位子て飽和されるＯ しかし、多くの「自由な」配位位置があれば、金属イオ
ンはしばしば非常にゆるくポリマーに結合されているの
で、脱着時に吸着タンパク質と同時にゲルから除去され
る。さらに１この吸着剤は金属キレート基の吸着特性を
考慮すると、あまり明確に規定されていない。種々の金
属キレート基によって溶液から吸着される配位子の量は
興なる（これは異なる立体環境による）。

従来通常使用される基はイミノジアセテート基（１ｍ１
ｎｏｄｉａｏｅｔＩＬｔｅ　ｇｒｏｕｐ　）である。

この基は錆イオンとで次のキレートを形成する。

この基はポリマーに結合された３個の配位子と３個の自
由な配位子とを銅イオンに与える。

次の基もセファデックス（８ｅｐｈａｄ＠ｘ　）を相体
ボリマーマトリックスとして使用されている。

ＨＯＯＣｔ−ＣｊＨ，ＣＨ−ＣＯＯＨ ＨＯ（”ｔｏ　−ｃＨｔ’ （Ｊ、　Ｐｏｒａｔｈ、　Ｊ、　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ
　１５９　（１９７Ｂ）　ｐ、　２３参照）ここには金
属に配位結合する７ｇの原子が存在する。すなわち、二
つのＮとカルボキシル基からの五つのＯである。上記の
説明によればこの配位子の数は不適当に多い。

この式の基は次のように一つの金属イオン例えばＯｕ　
（ａ）と結合できるが、さらに他の金属イオン（ｂ）と
も結合できる。

両者は差は明白である。金属イオン（ａ）は金属イオン
（ｂ）よりも強力に吸着エレメントに結合されている。

一方、（ｂ）−には四つの自由な配位位置が可能である
が、（ａ）では一つだけであり、このことは（ｂ）が溶
液中においてより強力に配位子物質を結びつけることを
意味する０従って各金属結合基に対してそんなに多くの
配位子を有する吸着剤は比較的異質ないし不均一（ｈｅ
ｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　）である。

本発明の目的は、年レート形成基を有し、これらの基の
それぞれが適当な数の配位子とこれらの配位予め適当な
分布とを有する金属イオン吸着剤を提供することである
。

本発明による金属イオン吸着剤は金属が大配位結合（ｈ
ｅｘａｏｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ　）される、または、さ
れうる金属キレート吸着クロマトグフフイ　（ｍｅｔａ
ｌｏｈｅｌａｔｅ　ａｄａｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｈｒｏｍ
ａｔｏｇｒａｐｈｙ　）に最適な特性を有する。本発明
の吸着剤の特徴は各々の基が５個の配位原子を含み、そ
のうちの２個が脂肪族状ＩＣ（ａｌｉｐｈａｔｉｃａｌ
ｌｙ　）または脂環式Ｋ（ａｌ−ｉｃｙｏｌｉｃａｌｌ
ｙ　）結合された窒素原子であり、３個が力〜ボ年Ｖ〜
基の一素原子であることである。

本発明の吸着剤では、窒素原子はエチＶンプリツ１／　
（５ｔｈｙｌｅｎｅ　ｂｒｉｄｇｅ　）　ｉｃよって分
離され、このグリッジには窒素原子に加えて水嵩または
低級アル等ルーまたは脂環式に結合された炭素が結合さ
れている・ 下に示すように、窒素原子のうちの一つはさら４ポリマ
ーおよびα−カ〜ポキシーα−アルキルメチル基（α−
ｃａｒｂｏｘｙ−α−ａｌｋｙ１ｍｅｔｈｙｌ　ｇｒｏ
ｕｐ　）またはＩＩＩＡ／ボ＊Ｖ−メチル基（ｃａｒｂ
ｏｚｙ−ｍｅｔｈｙｌｇｒｏｕｐ）ＩＣ結合され、他方
の窒素原子には上記二つの基が結合されている。すなわ
ち、次のとおりである。

ＣＨＲＣＯＯＨ ＯＯＨ 上の構＆ＩＣおいて、吸着剤の金属結合基は構造的にエ
チレンシアミン四錯酸（ＥＤＴＡ）　ＩＣ似ている。本
発明の吸着剤の基の特徴は大配位結合された金属原子が
（少なくとも理論的Ｅ）四つの５辺リング（５−ａｒｍ
ｅａ　ｒｉｎｇ）を廖或することができ、各リングが金
属および窒素を含みかつ溶液中の配位子物質と自由に相
互反応可能な一つの配位位置を有していることである。

もしＲ＝Ｈであれば、次のとおりとなる。

最も理想的な吸着剤は、Ｒ＝Ｈのとき得られるが、Ｒ＝
ＯＨ，またはＲ＝　０ＩＨｓでも、有効な吸着剤が得ら
れる・ 要求される特徴を有する吸着剤の他の種類としては次の
ものもある◇ ＲＯＨＲＲ − ＯＯＨ ここにＲは水素または低アルキル基で、好ましくは水嵩
である。

このもの（−）は前記のもの（１）（Ｒ＝Ｈの場合）よ
りもより紳水性があるが、この欠点はより高い金属錯体
の安定性によって補償される。しかし、両者とも２価ま
たは３価の金属イオンと非常に強力な鋤体を形成する。

すなわち、これらのイオンは特にマを越えるｐ＆ｌにお
いて効果的Ｖ−吸着される。

本発明の段着剤はかようにイオン交換体であるが、２以
上の配位数（ｏｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒ
　）を□ 有する金属と結合する能力において非キレート形成イオ
ン交換体とは異なる。との差は配位数が４以上の場合に
特に１ｍである。１価の陽イオンとノ競争ハ’４）ない
。カドミウム、コバルト、ニッケル、魚船、鉄等は高濃
度例えば４ＭのＮａＣ１の存在の下ですら強く吸着され
る。

アンモニウム塩、アミン、アミノ酸、例えばグリシン等
は金属例えば錆と錯体をＳ成するが、本発明の吸着剤は
これらの物質の存在下においてトッンＪ７７−金属（ｔ
ｒａｎｓｆｅｒ　ｍｅｔａｌ　）および他の多価金属と
従来のイオン交換体よりも強く結合する。

中性の一城において亜鉛および銅イオンは本発明の吸着
剤の層に非常ｃｍ＜ｍ定されるので、それは１モル濃度
（ｍｏｌａｒ　）のグリシンによっては溶層されない。

この点において本発明の吸着剤は金属固定配位基として
イミノジアセテートに依存する吸着剤よりも優れている
。

本発明による吸着物質を使用することにより軽い金属塩
の高濃度溶液から重金属を抽出することがでする。一つ
の使用分野は海水から重金属を取り出すことである。マ
トリックスを選択することにより（下記参照）″′本発
明の製品を工業または鉱業用水の浄化および超純粋飲用
水の製造に使用できる。また重金属同志を互いに分離す
るのにも利用することかできる。

上記のように本発明の製品は金属がチャージされた（　
ｏｈａｒＩ！ａｄ　）状態で金属＃Ｃ親和力を有する物
質に屑する吸着剤である。高い透過性の親木性マド”リ
ツクスを遥ぶことによって、本発明の製品は特に金属を
チャージされた状態で生物ポリマー、例えばタンパク質
、ぺ１チド、核酸等の吸着剤となる。また、金属親和力
のある他の物質、例え会メアミノ１ｌＩＳア識ン、フェ
ノール為メルカｆト化合物等もメタルキＶ−）ゲルで吸
着しそしてそれから脱着することができる。

本発明によるゲル層にカドミウムイオンを充填すること
により血清からカドミウムに親和力を有するタンパク質
を艙えることができる。亜鉛ゲル１に亜鉛と結合するタ
ンパク質を捕えることができる。

異なる固定金属イオンを含み縦に並んで結合された一連
のゲル層上にタンパク質の混合物をそれぞれの金属イオ
ンＩｃ財する具なる親和力に応じて分電することができ
る。この傭合カフムを取り外して、各層から吸着された
物質を＃離することができる・この場合溶離は種々の方
法、例えば、−を変えたり、または１１１１１１剤（ｅ
ｌｕｔｉｎｇ　ｍｅｄｉｕｍ　）に競争物質を導入する
ことによって行なうことができる。

曽通のイオン交換体と異なる他の点として極めて有用な
ことは非常に強力なキレート形成物質例えばエチレンＶ
アミン四錨酸（ＥＤＴＡ）を溶離物質に導入できること
である。この技術はかってＪ。

Ｐｏｒａｔｈほかによって発表された（　Ｎａｔｕｒｅ
然糧（１９７５）　５９８）が、これは本発明の吸着曽
質を使用したものではない。

本発明の吸着剤を使用することによってより明確な分離
が可能となり、さらに金属イオンはより強固にポリマー
マトリックスに園宛される。この改良された分ｍ能は数
量的に予見されうるものでなく、驚くほど優秀であるこ
とが判明した。

吸着剤のマトリックス、すなわち、金属キレート形成基
の担体ないしキャリヤー（ｃａｒｒｉｅｒ）は稲穂の性
質のものを使用できる。不溶性のもの、例えば粒状ゲル
形成物質を使用できる。１トリツクスは糸状または網状
でもよい。また、水廖性ボリマーでもよい。

適当なゲル形成マトリックスとしては、例えば寒天、ア
ガロース（ａｇａｒｏｓｅ　）−海藻類から得られる他
の多１Ｌデキストフン（ｄｅｘｔｒａｎ　）　ｚセルロ
ース、および不溶性でんぷんなどがある。これらの物質
は架橋状＠　（ｃｒｏｓｓ　１ｉｎｋｅｄ　５ｔａｔｅ
　）であるのが望ましい。

適当な合成マトリックス物質としてはポリビニルアＡ／
　コ−ｖ　（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ａｌｃｏｈｏｌ　）
　、ナイロン型のポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ　）
　ｓポリアクリル酸（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｌｏ　ａｃｉ
ｄ　）誘導体例えばポリアクリレ−）　　（ｐｏｌｙａ
ｃｒｙｌａｔｅ　）特にヒドロキシアルキルポリ　ア　
り　リ　し　−　ト　　（ｈｙｄｒｏｘｙａｌｋｙｌｐ
ｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ　　）（５ｐｈｅｒｏｎ　）お
よびポリアクリルアミド（ｐｏｌｙ−ａｃｒｙｌａｗｉ
ｄｅ　）例えばヒドロキシメチＮ化された（ｈｙｄｒｏ
ｘｙｍｅｔｈｙｌｉｚｅｄ　）　　アクリルアミド（Ｔ
ｒｉｓａｏｒｙｌＯＦＯ５）などがある。ゲル物質を得
るためには各誘導体は架橋され（ｃｒｏｓｓ　１ｉｎｋ
ｅｄ　）なければならない。セルロースおよびセルロー
、Ｘｌｌ導体モマトリックスとして使用できるが、その
場合紙のｙ　　）として形成することがで會る。

本発明の吸着剤は重金属イオンに対する水溶性吸着剤と
して使用できるし、また、金属の充填ないしチャーｙ　
（ｏｈａｒｇｅｄ　）状態で、金属親和力を有する天然
物質または合成物質の錯体を形成するのにも使用でする
。この場合吸着後に沈殿、趨析、超遠心分離または分子
ろ過（ｍｏｌｅｏｕｌｅ　ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）等に
よって可溶１質を分離できることが重要である。従って
マトリックスは分離を客易ならしめる分子の大きさくサ
イズ）を有しなければならない・明確な制限は確立でき
ないが、ポリマーの分子量は５０００ドルトン（ｄａｌ
ｔｏｎ　）を超えなければならない。

適当な可溶性マトリックスとしては可溶性でんぷん、デ
キストラン、ポリビニルアルコ−Ａ／１ポリエチレング
リ：ｌ　−ｕ　（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｇｌｙｃ
ｏｌ　）°゛。

またはこれらの単なる誘導体（例えば、ポリエチレング
リコールの毛ノエーテルまたはエステル等）がある。

さらに、他の可溶性ポリマーも使用可能であるが、その
特性が紙ぜられる組成を有していなければならない。金
属キレート基に加えて高濃度の他の強い配位基が存在し
てはならない。従って、高濃度のカルボキシル基、自由
アミノ基（アミドではない）、チオール基（ｔｈｉｏｌ
　ｇｒｏｕｐ　）は使用できない。ここでは相対濃度が
問題であって、強い妨賽を避けるためには金属キレート
形成基の他の金属結合基に対する比は１０を越えなけれ
ばならない。従って、大力の純粋なタンパク質はマトリ
ックスとして除かれるが、例えばタンパク質と低分子量
物質例えばオリゴグルカン（ｏｌｉｇｏｇｌｕｃａｎｅ
　）のコンパウンドポリマー（ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｐｏ
ｌｙｍｅｒ　）は本発明の吸着剤Ｑノマトリックスに使
用で象る。−例としてデキストフンまたはデンプンとゼ
ラチンの架橋結合された共重合誘導体（ｃｏｐｏｌｙｄ
ｅｒｉｖａｔｅ）がある。

上記マトリックスの特徴は親水性にある。本発明によれ
ば、この特徴を化学的に規定できる。すなわち、これら
すべてのマトリックスは高い分子量（５０００）’　／
Ｉ／）ンより大）を有し、従ってしばしばこれらのマト
リックスは不溶性であり、水中で膨れてゲルとなる。こ
の水に対する親和力は特徴的であり、すべての場合マ）
Ｕツクス中の多くの親水性基（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ
　ｇｒｏｕｐ　）の均等な分布に依存している。これら
の基は次のごときものである：　ＯＨ１ＮＨ２、ＮＨＲ
、ＮＲｔ、（３ＯＮＨ鵞、Ｃ０ＮＲｔ、エーテル結合に
おけるＯ　ｒ　ＯＣＨ暴、−ｃＨ，−Ｌｏ−ＣＨ２−Ｃ
Ｈ２−０−１複素環中の酸素および窒素並びにＣＯｏこ
れらはマトリックスに対して所望の親水性を与えるのに
充分な量で存在しなければならない。

上側において、親水性基の敵は乾燥物質（多糖類４０〜
５０＄ｓ　ｄ　ＩＪ　）　Ｉ　Ｉ　Ｍ　＊７　ｌ　Ｆ　
（ｐｏｌｙｍｅｔａ−ａｏｒｙｌａｍｉｄｅ　）　５１
．４％、メリアクリルアミドおよびポリアクリレート５
２襲以上、ポリエチレングリコ−Ａ／３６．４−以上）
の重量の２５％を越える親水性基の含有量をマトリック
スに与える。金属結合基を導入すると１個の親木性基が
数個の親水性基（ＮおよびＣ０ＯＨ）に置き換えられる
ので、本発明の吸着剤は置換されていないマ）ＩＪフッ
クスりも高い親水性を有する。これらの基は完成したマ
トリックス中に程度の差はあれ均皓に分布され、マトリ
ックスは各七ツマ一単位が少なくとも一つの親水性基を
含むポＶマーによって形成される。かくして、本発明の
ものは少なくとも２５襲の上記のタイプの親水性基を含
む。

本発明のマトリックスは使用目的に応じて他の物質と混
合することがでする。例えば、産業用水の浄化用として
は、原料として紙パルプ、おがくｆ　＊　タ１！セＡ１
０−スもしくはＩ＼ミセルロース　（ｈｅｍｉｃｅｌｌ
ｕｌｏｓθ）を含む他の廃棄物質を使用することができ
る。

本発明の吸着剤は非吸水性物質のまわりに層として被覆
することもできるし、またかかる物質が置設されるマト
リックスとして使用することもできる。

本発明の吸着剤は種々の方法で構造することができる。

通常反応基はキャリヤーないし担体物質に導入されなけ
ればならない。しかし、かかる基例えばケト基（ｋｅｔ
ｏｇｒｏｕｐ　）はすでにマトリックス中に存在してい
るかも知れない。ケト基はアミノ基と縮合され減じるこ
とができる。

適当な反応基としては、・ および活性ハロゲンがある。金属結合基は１工程または
２工程で導入され、タイプ！の吸着剤（Ｒ＝Ｈ）が次の
ように得られる。

方法１ ■−Ｘ　＋　ＮＨ２−ＣｊＨ２−ＯＨ２−ＮＨ２４＠　
−ＮＨ−ＯＨ２−ＯＨ１−ＮＪ■−ＮＨ−ＣＨｔ　−Ｃ
Ｈ２−ＮＨｚ　＋３Ｙ　−０ＨｔＣＯＯＨ−ｌここにΦ
は反応基Ｘで置換されたｌリマーマトリックスであり、
Ｙはハロゲン、好ましくは塩素または臭素で−る。反応
はアルカリ水溶液中または有機博媒中で触媒の存在の下
に行なわれるのが好ましい。

本発明の吸着剤は他の方法によっても作ることができる
。例えば次の方法がある。

方法３ Ｎ ［Ｆ］−ＣＨｏ　＋　Ｈ２Ｎ　−ＯＨ２−ＯＨｚ　−Ｎ
　　−ｍ−−−−→ゝ０Ｎ Ｃ）１２ＣＯＯＨ 方法２は出発物質から考えて多分最も簡単な方法である
。この方法はまた類似の誘導体に対して適当であり、例
えばこの場合エチレンシアミンが１−２　！／アミノプ
ロピｔｖ　（１−２ｄｉａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ　）ま
たは１−２ジアミノブタン（１−２ｄｉａｍｉｎｏｂｕ
ｔａｎｅ　）または１．２−ジアミノＶクロヘキサン（
１，２−ｄｉ−ａｍｘｎｏｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ　）
　（側層６および１２参照）と置換されタイプ蓋のもの
（Ｒ＝Ｈ）を生成する。

さらに、アミン含４ｔ４リマーを出発物質とし、これを
グｔｖｐｐｖｙｔｖデヒド（ｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙ
ｄｅ　）で処理しついで還元およびカルポキＶ〜化する
ことによっても本発明の吸着剤を作ることができる。

本発明の吸着剤には金属結合基をゲルマトリックスから
分離するスペーす−（ａｐａｃｅｒ）の構造によって１
１々の特性を与えることができる・このスペーサー基は
、しばしば、金属結合基が固定される反応性置換基のキ
ャリヤーである。例えば１もしマトリックスを活性化す
るのにエピクロＪ４／ヒドリン（ｅｐｉｃｈｌｏｒｈｙ
ｄｒｉｎ）が使用されると、−０−ＯＨ，−ＣＨＯＨ−
ＣＨ２−がスペーサー基として得られる（ここにマトリ
ックス中の元のＯＨ基からの一つの酸素が含まれている
）。

ｎ−グタンジオールビスグリＶジ〜エーテル（ｎ−ｂｕ
ｔａｎｅｄｉｏｌｂｉａｇｌｙｃｉｄｙｌｅｔｈｓｒ　
）のようなビスエボキＶド（ｂｉｓｅｐｏｘｉｄｅ　）
では次のスペーサーが得られる。−〇−ＣＨ２−０ＨＯ
Ｈ−ＯＨ，−０−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ，Ｈ２−
０−ＣＨ２−ＣＨＯＨ−ＣＨ，。

このような長いスペーサーは、金属キレート基がタンパ
ク質の分子内部に達するために有利ないし必要である。

例えばｌリエチレングリコ−〃によってもつと長いスペ
ーサーを作ることもでする。

充分な一度の重合によって巣または複置換されたポリエ
チレングリ：１−　＃　（ｍｏｎｏ−ｏｒ　ｄｉｇｕｂ
ａｔｉｔｕｔｅｄｐｏｌｙ＠ｔｈｙｌｅｎ８ｇｌｙｃｏ
ｌ　）も本発明の！ｉ！施例としてｉｊＪ能である。例
えば、 ここにｎ≧５０で、分子量のデリヴアティヴ（ｃｌｅｒ
ｉｖａｔｉｖｅ　）は５０００を越える。コれは９％を
越える本発明による金属キレート形成基を含む。片側置
換（ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ　５ｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ
　）において金属結合基の濃度は４％以上である。ｎが
増加するのに応じて、吸着剤の重量単位で計算した金属
結合能力が減少する。効果的な金−キレート効果を侮る
ためには少なくとも０．５重量弧の金属結合基な含まね
ばならない。これは本発明の吸着剤のすべての１４類に
ついていていえることであり、それがゲル粒子に存在す
るときもそうである。

以下本発明の吸着剤の欄ＩＩＩの構造方法を例示する。

例１ ０．５＃のセファデックスＧ−２５（１ｇ当り約２．５
ｇの水を吸収する交叉結合されたデキストラン）を２．
５１Ｃリツトル）の０．８　Ｍ　ＮａＯＨと１２０　ｓ
ｒ　（ｆｉミリリットルのエピクロルヒドリンで処理す
る。

１時間後、さらに５００　ｍの４　Ｍ　ＮａＯＨと２４
０−のエピクロルヒドリンを添加する。このＭ濁液をか
く伴しながら一晩中放置する。得られたゲ〜を水、１０
％の酢酸、水および０．２　Ｍ　ＮａＨＣＯ３で洗浄す
る。

このゲルに３００〆のエチレンジアミンと６００　ｍの
０．２　Ｍ　ＮａＨＣＯｓ　’に添加し、懸濁液を反応
フラスコ中でかく伴し、５０℃に加熱してこの温度で８
時間放置する。このゲルを再び水、１０％の酢酸、水お
よび０．２　Ｍ　Ｎａ１ＣＯ１ｌで洗浄する。

５リツトルの丸いフラスコ中に、３７５　ｇのブロム酢
酸、１２０ｇのＮａＯＨおよび８０・Ｏｇの水を注入し
、−を固体ＮａＯＨによって９に―整する。ゲルを添加
し、ＩＩＩＩＩｌ液をｗｉ温で一晩中かく伴する。この
ゲルを水、ｌ〇−の酢酸および水で洗浄する。０．５〜
の交叉結合デキストフンからゲ／Ｌ／ｌ耐当り３８ＪＩ
ＩモルのＯｕ”＋イオンを吸収した２、２幻の１１潤ゲ
ｐが僧られる。銅イオンの大部分はＩＭのグリＶンでは
溶離されず、ｐｌＩ７のエチレンジアミン四酢酸のＯ，
１Ｍナトリウム壌によって溶離された。

５リツトルの反応フラスコ中でフＯＯｇの４％膨張ビー
ドアガＧｌ　−Ｘ　（ｂｅａｄ　ａｇａｒｏｓｅ　）に
、４６０１１ｔの２　Ｍ　ＮａＯＨと５０ｓ／の１，４
ブタンジオールジグリシジＡ／　ｘ　−Ｆ　Ａ／　（１
，４ｂｕｔａｎｅｄｉｏＬｄｉＦｌ、１ｙｃｉｄｙＬｅ
ｔｈｅｒ）を混合する。４６０ｓ／の２　Ｍ　Ｎａ０Ｅ
（と２３０−のビスエビクｃｘｖｋ＝Ｙりン（ｂｌｓｅ
ｐｉｃｂｌｏｒｈｙｄｒｉｎ　）をかく伴中約１．５時
間の間にバッチ式に添加し、反応を一晩中続けさせる。

このゲルを水、希釈酢酸、水および０．２　ＭＮａＨＣ
Ｏ５で洗浄する。このゲルを反応フラスコに移し、３０
０ＩＩｌ／の０．２　Ｍ　ＮａＨＣＯＳと２００−のエ
チレンジアミンを添加し、このゲルを水浴中で５０℃に
熱し２０時間かく伴する。

このゲルを水、希釈された酢酸、水および最終的ＩＣＩ
　Ｍ　Ｎａ１ＣＯ１で洗浄する。このゲルを反応容器に
移し、４００ｓ／の２　Ｍ　ＮａＯＨと４００ｄのＩ　
Ｍ　ＮａＨＣＯｓに溶解した１２５ｇのブロム酢酸を加
えて、−を一体ＮａＯＨで１１３に調整する。

１６時間かく伴した後、反応を中止する。このゲρを蒸
留水、希釈された酢酸および蒸留水で洗浄する。生成物
からサンプルをとり、銅イオンを吸着する能力を試験し
た。１−のゲｐにつ１２７μｍｏｌのＣｕ２＋４オンを
吸着した。

部分的に加水分解されたでんぷん５ｇを２５０　ｍのエ
ルレン賀イヤー７フス：ｉ（Ｅ角７フメコ）中で１５０
ｓ？の０．６　Ｍ　ＮａＯＨに溶解させた。これに１０
ｄのエピクロルヒドリンを加え、−晩中振り動力・した
。でんぷんはこの処１１によってゲルに変化した。この
ゲ〜を水およびＯ，１ＭＮａｚＯ０５で洗浄し、２−の
１，２シアミノシクＯヘキサン（１，２ｄｉａｍｉｎｏ
−ｃｙｏｌｏｈｅｘａｎｅ　）　、９２０−の０．Ｉ　
Ｍ　Ｎａ２ＣＯｓと混合した。

４時間振り動かした後、ゲルを水洗浄し、１ＭＮａＨＣ
Ｏ！で洗浄する。このゲルを２０ｓ／のＩＭＮａ）（Ｃ
ｏ−に溶解した６ｇのクロル酢酸の入ったフッＸ　：１
　＃ｃ＃Ｌ　、−形Ｎａ　ＯＨを加えて−を１０ＫＩＩ
Ｉ整した。ゲＡ／１１１１１Ｉ物を５０℃で一晩中振り
動かし、このゲルをフイＡ／ｐ−ｔｃ通し、水で洗浄し
１、希釈されたＭＩＩＩＭＩＩＩ液で飽和するまで処理
した。段着された銅は４〜９の一範囲でアセテートまた
はトリス緩衝液では除去されなかった。

例４ ５ｇのバイオゲル１０（Ｈ１ｏＢ口１１０）と交叉結合
ポリアクリルアミドを例３に従って処理した。

ただし、１．２ジアミノＶクロヘキサンの代りにエチレ
ンシアミンを用いた。ゲルは多量の銅イオンを吸着して
深い蟲青色を呈した。

例５ ５ｇの綿を例４に従って処理した。綿の繊維組織はその
ままで濃い青色に染められた。

ｅｌｆ−μ ５ｇの綿を例５に従って処理した。ただしエチレンジア
ミンの代りに１，２ジアミノ−ｎ−ブタン（１，２ｄｉ
ａｍｉｎｏ−ｎ−ｂｕｔａｎｓ　）　　を用いた。生成
物は綱を吸着したが、例５のものと見た目には区別でき
なかった。

例７ スポンジ５ｇを例５に従って処理した。生成物は銅イオ
ンと接触させると緑色を呈した。この緑色は強力な錯体
形成物質、例えばＥＤＴＡによっても除去できなかった
。

５　ｇ　Ｆ）　−ｋ　ｔｖ　ａ　−ｘ粉を２５　ｄ　（
Ｑ　Ｏ，２Ｍ　Ｎａ２ＣＯ１中の２ｇの環化シアヌｌＬ
／（ｏｙａｎｕｒｉｃ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　）で３０分
処理した。この粉末を水で洗浄し、次いで０．２　Ｍ　
Ｎａ２００Ｂで洗浄した。この粉末を反応フラスコに移
し、２＠ｔのエチレンジアミンと２５５ｇの。、２Ｍ　
Ｎａ２００５を加えた。

３時間後、サン１／Ｌ／を取り出し、硝際銅港液で試験
した。銅が吸着された。エチレンジアミンがセ／Ｌ７０
−スと結合したのである。その後、例３によるグロミン
アセテート処理を行なった。ＩＩｋＪＩ生成物は中間生
成物よりも強（銅イオンをｇ＆層した。

このことはグリＶンとＥＤＴＡによる溶離試験で１明で
きた。エチレンシアミン置換基がカルボ等１／ｆｉ／ｆ
ｉチ〃化（ｏａｒｂｏｘｙｌｍｅｔｈｙｌａｔｅｄ　）
されたのである。

例９ 本例は例８において２ｇの塩化Ｖアヌルに代えて３ｇの
３，６ジクｏ７ｕ−ピリダジン（３，６ｄｉｃｈｌｏｒ
ｐｙｒｉｄａｚｉｎｅ　）を用いてＩＪｉ！施した。生
成物は銅を吸着した。

例１０ ５０ｓ／の０．２Ｍ　ｆＪａ２ｃＯ５を５ｇの透析チュ
ーブ（＃　ＩＩＩ　＊　ｔｖ　ａ−ス）ヲ通して２５０
ｄのフラスコに注入し、０．５１のジビ＝ｖｘｔｖホン
（ｄｉｖｉｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ　）を加えた。２０分
後、溶媒を除去した。

チューブを蒸留水および０．２　Ｍ　Ｎａ２００５で洗
浄した。

次いでこのチューブを１．２Ｍ　Ｎａ２ＣＯＢと２−の
エチレンジアミンの入ったフラスコに移し、２４時間紋
装した。

このチューブを水および０．２Ｍ　Ｎａ２ＣＯ３で洗浄
し、別のフラスコに移し、このフラスコに５０ｄの０．
２Ｍ　Ｎａ２００Ｂと２８のＣＩＣＨｘ　Ｃ！０ＯＮａ
を加えた。Ｗｉ濃で４時間反応させた後、温度を６０℃
に上げ反応をさらに１時間続けさせた。

チューブを蒸留水で洗浄し、その銅イオン結合特性につ
いて試験した。比較のための試料（ｂｌｉｎｄａａｍｐ
ｌｅ　）としてＶビニ〃ス／Ｌ／＊ンを除いた以外は前
記真正試料と同じ方法で処理されたチューブを用意し、
同様の銅イオン吸着試験を行なった。真正試料は比較試
料よりも相当に銅イオンを吸着したが、比較試料ははん
の伽かに青色を呈した。

比較試料に吸着された銅はグリシン溶液によって真正試
料よりも簡単に脱着させることができた。

以下の例は、本発明による水溶性金属結合ポリマーがど
のようにして生成されるかを示すものである。

例１１ 約１００００ド〜トンの分子量を有する加水分解された
デキストフン５ｇを２０−の０．５　Ｍ　ＮａＯＨ中の
２ｄのエピクロ／ｌ／にドリノで処理した。ゲルは得ら
れなかった。この港疲を透析チューブに移し、１４時間
水に対して透析し、その後同じ時間。、〕Ｍ　Ｎａ２０
０１　に対して透析した。

１０ｓ／のエチレンジアミンを加え、この溶液を２ｄ間
放置してから水に対して透析した。その溶液をｌ　Ｍ　
ＩＱａ２ＣＯＢに対して透析し、その後２ｇの固体Ｎａ
　（ＪＨと３ｇのプロふ酢酸な加えた。２４時間俵、溶
液を水に対して透析し、透析生成物が中性になるまで続
けた。

１ｓ／の０．ＩＭ＆ｓ＠銅を加え、その溶液を水に対し
て透析した。銅イオンの一部は透析されず従っ１ボ９マ
ーに結合していた。

４１区 ポリビニルアルコールを例１１のデキストフンのように
処理した。ただし、エチレンジアミンの代りＥｌ、２−
シア識ノプロパン（１、２−ｄｉａｍｉｎｏｐｒｏ％ｎ
ｅ　）を用いた。強力な銅イオン吸着性ポリマーが得ら
れた。

扛！園 可溶性でんぷんとへ壁グロビンの混合物を含ムｐＨ８，
５の１Ｍ炭酸水素ナトリウム溶液を、例７によって作っ
た銅を含むスポンジに接触させた。スポンジはヘモグロ
ビンを吸着したが、でんぷんは溶液中に残存した。

ヘモグロビンを吸着したスポンジをしぼり、脚酸アン屹
ニウム溶液で洗浄し、再びしぼり、ｐＨ６，５の０．１
Ｍイミダゾール溶液中で膨張させた。ヘモグロビンは仁
の溶液に移った。

この方法によって膨水化物（ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ
）とタンパク質を互いに急速かつ効果的に分離できる。

例１４ １０ｓｊの容量の二つの層の一つ（層Ｉ）にイミノジ酢
ｉ１　（１ｍ１ｎｏｄｉａｏｅｔｉｏ　ａｃｉｄ）で置
換されたセルロースを満たし、もう一つ（層厘）は例８
に規定した本発明によるセルロース誘導体で形成した。

これら二つの層を直列に連結した。

ユっＯｊｌ＋ｌｃ＃１イ、＝゛ッヶ８．Ｄ蒸留オ５３．
うす。

とによって二つの層をニッケルイオンで飽和させた。過
剰なニッケル溶液を水と１Ｍグリシンで洗浄除去した。

はとんどすべてのニッケルがイミノ酢酸ゲルから除かれ
たが、トリカルボキＶメチルエチレンジアミングＡ／　
（ｔｒｉｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｂｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅ
ｄｉａｍｌｎｅ　ｇｅｌ　）のニッケル含有量はほとん
ど減少しなかった。

二つのＩＩＩＩＩな９Ｍ８の０．１Ｍ）リスハイドロク
ロフィト（ｔｒｉｓｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ　）で
洗浄した。牛のレバーの抽出鍛１０ｄを−８に調整し不
溶性物質を除いて二つの層に導入した。吸着されたタン
パク質の大部分は層１１Ｃ見出され、これは０．１Ｍ酢
酸すＹリウムで洗浄することによって溶離できた。

この実験によって、キレート形成イミノ畦際はニッケル
イオンを保有することができす、本発明のゲルは優れた
タンパク質吸層性を有することか示された。吸着されな
かったタンパク質および本発明によるゲルから除かれた
タンパク質の電気泳動分析によって、レバーの抽出物の
タンパク質成分か明確に分離された。

例１５ ０、Ｉ　Ｍ　ＮａＨＣＯ＆とｐＨ９，０の１％チトクロ
ームＣ溶鹸を塩化タリウム（■）で飽和させた例１０に
よる透析チューブに接触させた。チューブは溶液からす
べての色を吸着した。すなわちチトクロームが透析膜に
吸着された。このチトクロームは０．１Ｍイミダゾ−〜
によって透析膜からＷＩＩＩｌｔできた。

例１６ Ｆｅ（１）ゲルからなる二つの１０ｍｔ層を直列に連結
した。層Ｉは例２１Ｃよる寒天ゲルからなり１層ｌは金
属キレート置換体としてイミノジアセテートを有する同
様の寒天ゲルからなる。このゲ〃を０．１Ｍ酢酸ナトリ
ウムで洗浄し、−を５．５に一調整した。

７−に？−ト緩衡液（ａｃｅｔａｔｅ　ｂｕｆｆｅｒ　
）に苅して透析した５ｄの人間の血清をカフムに導入し
、カフムをアｔデート緩衝液で洗浄した。三つの分画な
いしフックＶ這ン（ｆｒａｃｔｉｏｎ　）を得た。すな
わち　ａ）非吸着物質　ｂ）層■の吸着物質　０）層麗
の吸着物質である。層ｌと層璽中の物質の大部分が９１
１８、ｏの０．１Ｍ）リス−）（Ｃ１でこれらの層から
脱着された。

電気泳動分析によって三つの分画中の夕ンパク質はそれ
ぞれ異った特性を示した。本発明によるゲルの分−には
血清アルブミンが欠けていた。このことはプレバフテイ
プ（ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ　）な観点から重要である
。

また、Ｆｅ（Ｉｌｌ）はにッケルとは逆に）イミノジ酢
酸ゲルＩＣ強く＠層されるが、本発明によるゲルはこの
場合も鳥い選択度を有する吸着剤としての大きい価錬が
あることに注目すべきである。

以下本発明の寮施例を要約するが本発明はこれらに限ら
れないこともちろんである。

ｆｉｌ　ＯＨ％Ｇ、　ｃｏ％　ＮＨ２、ＮＨまたはＮの
いずれかのモノマ一単位当り平均少なくとも０．５の置
換基な含み、その濃度が少なくとも２５モルパーセント
に達することにより親水性を与えられた有機ポリマーに
よって形成され、前記ポリマーが非水状馳で吸着剤のグ
ツ人当り少なくとも１０μ毛ル□＾ の金属結合基を含み、この基が５個の配位原子を念み、
これら原子のうち２個が音素原子であり１３１１６Ｉが
カルボン酸の原子であり、前記基が前記ポリマーに ｃｘ２ｃｏｏａ ／ または ＣＸ２０００Ｈ （ここＥＸ＝ＨまたはＸがアルキル基、好ましくはメチ
ル基である）のように結合されていることを特徴とする
金属イオン吸着剤。

（２）前記ポリマーが架橋された線状（１ｉｎｅａｒ　
）、または分麩（ｂｒａｎｃｈｅｄ　）有機ポリマーで
ある（１）積の金属イオン吸着剤。

（３）前記ポリマーがポリサッカライド、好ましくは寒
天、アガロース、デキストフン、でんぷんま、１ま たはセルロースから形成された（２１項の金属イオン吸
着剤。

（４）前記ポリマーがポリビニル化合物（ｐｏｌｙｖｉ
ｎｙｌｃｏｍｐｏｕｎｄ　）である（２）項の金属イオ
ン吸着剤。

（５）粒状に形成されている（１）項の金属イオン吸着
剤。

（６）糸状Ｃ形成されている（１）項の金属イオン吸着
剤。

（７）膜（ｍｅｍｂｒａｎ＋ｓ　）状Ｉｃ形成されてい
る（１）項の金属イオン吸着剤。

（８）多孔性ｄリマースｌンジに形成されている（１）
積の金属イオン吸着剤〇 特許出願人　　イエ−りンノヴアＶＭ−ンハンデ、１％
／スアクチェボフグ 手続補正書（）ｊ劃 昭和５８年５月２１口 特許庁長官殿 ］、小作の表示　　昭和５８年特許願第０１５３５１　
号２、発明の名称　合間イオン吸着剤 ３、補正をする名 小作との関係　　持１白出願人 １１所　　　スウェーデン国、ニス−１８１３６リーデ
ィング、プーダールスウ′エーゲン　４ 名　　１；１．　　　イエーリンノウ゛アシヨー／　ハ
ンチ゛ルスアクチェポラグ代表者　　　　イエールケル
　ウーロフ　ボーラード４、代　理　人 １１　　所　〒００４京都市中京区画替町通二条下る金
吹町４６８５、補正命令のＬｌ付 昭和５８年４月６１１（発送日　５Ｂ、４．２６　　）
に、補正により増加する発明の数　　なし７補　ＩＦの
対象 （１）特許出願人の代表者の氏名を記載した願書１通を
別紙の通り提出します。

（２１委任状および一駅文各１通を別紙の通り提出しま
す。

（３）浄書明細書（内容に変更なし）１通を別紙の通り
提出します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （’）ＨＳＯｓ　Ｃｏ、ｉ　ＮＨ２、ＮＨまたはＮのい
   ずれかであって壁ツマ一単位あたり平均少なくとも０．
   ５の曾換基を含み、その濃度が少なくとも２５叱ルバー
   セントに達することにより親水性を与えられた有機ポリ
   マーによって形成され、前記ポリマーが非水状−で吸着
   剤のグツ人当り少なくとも１０声モルの金属結合基を含
   み、この基が五つの配位原子を含み、これら原子のうち
   の二つが窒素原子であり、三つが力〜ポン酸の原子であ
   り、前記基が前記ポリマーに または ＣＸ、０ＯＯＨ （ここにＸ＝ＨまたはＸがアＡ’＊Ａ／基、好ましくは
   メチル基である）のように結合されていることを特徴と
   する金属イオン吸着剤。