JPS5929198B2 - 蛋白質の捕集法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリアクリロニトリル又はアクリロニトリルを
主成分とする共重合体からなる非常に細い繊度の繊維状
物を吸着剤として、蛋白質を含む水溶液から該蛋白質を
効率よく吸着し捕集する方法に関する。

有用な蛋白質たとえば酵素や蛋白質ホルモンなどを微量
に含む水溶液からこれらの蛋白質を捕集し、精製する方
法として吸着剤による吸着法が存在する。

これらの吸着剤としては重金属、硫酸バリウム、ケイ酸
およびその塩類、各種イオン交換 。体が用いられてい
る。しかしながら吸着剤によつてはその吸着能が低かつ
たり、また逆に強く吸着するため後に続く溶離操作が困
難となる場合がある。本発明者らは、これらの欠点を改
良す４く鋭意検討した結果、蛋白質に対し吸着能（単位
重量あたりの吸着量）が大きく、しかも吸着剤から蛋白
質の変性をもたらすことなく容易に溶離し、目的とする
蛋白質を効率良く取得出来る新規な蛋白質の捕集法を発
明した。本発明を成功に至らしめた大きな要因はポリア
クリロニトリル又はアクリロニトリルを主成分とする共
重合体からなる非常に細い繊維状物を吸着剤として用い
たことである。

この繊維状物の製造法は特開昭５１−１２１５９２号、
特願昭５２一３５７７８号に開示されている。たとえば
アクリロニトリルを主成分とする共重合体を溶剤に溶解
し、ろ過精度１５μ以上の金属繊維製シート焼結板より
なる紡糸口金もしくは孔径１０〜１５μの紡糸口金を用
いて湿式紡糸することによつて得られる。もちろん脱溶
剤後延伸や洗浄工程を経ても良い。このようにして得ら
れる繊維状物は従来のフレーク状のものとは異つて繊維
軸方向に連続した長さを有するものであり、その直径の
長さ方向の変動率も小さい。このようにして平均単繊維
繊度が０．０１〜０．５デニールの繊維状物が得られる
。公知のアクリル繊維では最小デニールとしては高々１
デニール前後であるが、本発明に用いられる繊維状物は
その繊度が著るしく小さいため、従来の合成繊維と種々
の物性面で異つた挙動を示す。たとえば紡績工程で繊維
を集合体化するためのカード工程でウェブ化することが
本発明で用いる繊維状物ではとることが出来ない。従つ
てこのような細い繊維は普通に用いる繊維としての商品
価値はなく従来の合成繊維の範鴫から逸脱するもので本
明細書では繊維状物と呼ぷことにする。繊維状物を集合
体として取扱う場合特殊な方法によらなければならない
。シート状物の形態に賦形するのは比較的容易でたとえ
ば該繊維状物を適当な長さに切断し、水中に分散させた
後抄造によつてシー卜状構造体となすことが出来る。あ
るいは他の公知の繊維との混抄によつてシート状構造体
を形成させることが出来る。本発明の繊維状物はその繊
度が小さいため、集合体単位重量あたりの表面積が従来
の合成繊維にくらべて大きい。

たとえば湿式凝固法で得られた平均単繊維繊度が０．０
７デニール（平均直径２．９μ）の繊維状物は、窒素吸
着法で測定した表面積の値は０．７４イ／７であつた。
一方従来の１．５デニール（平均直径１３．７μ）アク
リル繊維の表面積は同じ方法で測定して、０．０５ｍ゜
／ｙであつた。従つて直径からの両繊維の表面積比はほ
ぼ直径比（１３．７／２．９）４．７であるが実測の表
面積比は（０．７４／０．０５）１４．８と約３倍大き
い。このことは繊維を細くすることによつて繊維の表面
状態が著るしく異なり、表面積を増大する方向に変化し
ていることを示す。吸着、脱着が繊維の表面で起ること
を考慮すると、表面積の増大は吸着能を増大させる働き
を持つ。実際には表面積の差がそのまま吸着能の差とし
ては表れないが、１，５デニールのアクリル繊維にくら
べて単位重量あたりの吸着量は蛋白質としてウロキナー
ゼを用いて検討した結果では本発明に用いる繊維状物で
は約１０倍大きい。きわめて細い繊維状物は一般に単繊
維が数万本集合したトウの状態で得られる。これを適当
な長さに切断し、そのまま吸着剤として使用出来る。し
かしながら、吸着剤をカラムなどの容器に充填して使用
する場合、適当な形に賦形することが望ましい。本発明
では該繊維状物をシート状に賦形したものを用いること
ができる。繊維状物をシート状物となすことによつて非
常に取扱い性が容易となる。たとえば、カラムに充填す
る場合、シート状物を適当な巾に切断し、渦巻状に巻い
てカラム内へ直ちに挿入することが出来るし、又使用後
も容易に取り出すことが可能である。これに対し粉末状
の吸着剤の場合、カラム内への充填及び取り出しが非常
に煩雑となる。さらに大きな利点はシート状物の場合、
カラム−の充填の仕方によつては粉末状のものにくらべ
、液体の流れに及ぼす抵抗を著るしく小さくすることが
可能となる。本発明に規定された繊維状物を用いてのシ
ート状構造物の製造方法は、特願昭５１−９６２８９号
に述べられているとうりである。

即ち、トウをたとえば３ｍｍ長にカツトし叩解した後、
湿式抄紙し脱液後乾燥することによつて容易に得られる
。必要ならば加温状態でカレンダー処理を行なつても良
い。このような方法で得られるシート状構造体は単繊維
の繊度が非常に小さいため、繊維同志のからみ合いが理
想的に進行し、バインダーをなんら必要とすることなく
、低目付けの表面積の大きいシート状構造体となる。ま
た特に強度が要求されるようなシートが必要な場合は、
他の短繊維と混合抄紙すれば良い。この場合、吸着剤と
しての働きはポリアクリロニトリル系繊維状物が果すた
め、混合シート中の該繊維状物の重量は７０％以上含む
ことが好ましい。このようにして強度のある、吸着能に
優れたシート状構造物を得ることが出来る。次に蛋白質
の吸着および脱着方法について述べる。

吸着剤に対する吸着能は、吸着させるべき蛋白質の等電
点近傍から酸性側で大きくなる。従つて吸着操作はなる
べく等電点近傍から酸性側にＰＨを調整して行なうのが
望ましい。本発明の吸着剤が特に優れた吸着を示す蛋白
質としてはインシユリン、α−キモトリプシン、ウロキ
ナーゼ、アルブミン、グルコース・オキシダーゼ、アミ
ラーゼ、アスパラギナーゼなどが挙げられる。１例とし
てウロキナーゼについて説明する。

ウロキナーゼは人尿中に微量存在し血液中のプラスミノ
ーゲンを活性化してフイプリン溶解能を有するプラスミ
ンを生成する酵素であり、各種血栓症の治療薬として広
く用いられている。従つてこの酵素を人尿から効率良く
捕集する方法が注目されており、その吸着剤に関する特
許が多数公示されている。アクリル系合成繊維を吸着剤
としてウロキナーゼを選択的に分離、精製する方法が特
公昭４８１０２３２号に開示されているが以下の実施例
で示すとうり本発明による方法では従来のアクリル繊維
にくらべ取得率並びに吸着能の点で優れた吸着法と言え
る。吸着剤に吸着した蛋白質の脱着、溶離は弱アルカリ
水溶液で容易に行なうことが出来る。

即ち吸着した蛋白質が変性しない範囲でのアルカリ水を
用いて溶離、抽出させる。次に抽出液中にたとえば硫酸
アンモニウム等の塩を多量に加え沈澱物を生成せしめ、
沈澱物を分離し再溶解後透析によつて蛋白質と塩を分離
させ目的とする蛋白質を精製することが出来る。以下実
施例を用いて本発明をさらに詳しく説明する。

実施例 １ アクリロニトリル９２重量％、アクリル酸メチル８重量
％からなる重合体を湿式紡糸して平均単繊維繊度が０．
０５デニール、総繊度が２１００デニールのトウ状の繊
維状物を得た。

該繊維状物を５ｍｍ長に切断し叩解して吸着剤とした。
市販されている各種蛋白質を０．０５％になるようイオ
ン交換水に溶解し溶液のＰＨを該蛋白質の等電点または
等電点より酸性域に調整した。この溶液に上記吸着剤の
一定量を加え室温で２４時間ゆつくりと攪拌した。比較
のために市販アクリル繊維（１．５デニール）を５ｍｍ
長に切断して吸着実験を行なつた。２４時間後、繊維を
取り出し充分に水を切つた後溶離液で吸着物を溶出させ
た溶液の吸光度を測定し、あらかじめ作成した検量線に
より吸着した蛋白質の定量を行なつた。

結果を表１に示すがこれより本発明に用いた繊維状物は
従来のアクリル繊維にくらべて１０〜２０倍の蛋白質吸
着能を示すことが明らかである。実施例 ２ 実施例１で得た繊維状物を３ｍ娘にカツトして叩解した
後、湿式抄紙し脱溶液、乾燥しさらに１８０℃でカレン
ダー処理を行なつた。

このようにして得られたシート状構造体の厚さは１５μ
で目付けは１５ｆ／Ｍ２であつた。このシート状構造体
を渦巻状に巻き、内径３ＣＴ！１１長さ５０ＣＴｎのガ
ラス製カラムに充填し、人尿水に含まれるウロキナーゼ
を以下のようにして捕集した。即ちカラム上部から新鮮
な人尿を２０１流した。次に洗浄水を上部から流しカラ
ム内を洗浄後、４％アンモニア水で吸着したウロキナー
ゼを溶出した。次に硫酸アンモニウムを溶出液へ加え６
０％飽和溶液とし１時間攪拌を続けた後静置させ、生成
した沈澱物を遠心分離して集めた。沈澱物を少量の水に
溶解後透析膜を用いて水に対して透析した。得られた溶
液中のウロキナーゼの力価をＪ．Ｐｌｃｕｇのフイプリ
ン平板法（ＢｉＯｃｈｅｍ．ＢｉＯｐｈｙｓ．Ａｃｔａ
２４巻２７８頁）で求めた所４１００（Ｕｎｉｔ／η蛋
白質）で力価の取得率は原料尿中の全力価を１００％と
した時９３％であつた。実施例 ３ 実施例１で得られた繊維状物を３ｍ娘にカツトし叩解し
たものを８０部（乾燥重量）と別に湿式紡糸で得られた
単繊維繊度を２デニールのアクリル繊維を１５ｍ巌にカ
ツトしたもの２０部を均一に混合し、湿式抄紙として実
施例２と同様の条件で脱液、乾燥、熱カレンダリングを
行つてシート状構造物を得た。

このものの厚みは５０μで５０７／Ｍ゜の目付けを有し
ていた。このようにして得られたシート状構造物を渦巻
状に巻き実施例２と同様にカラム内に充填した。カラム
上部より実施例２で得た力価４１００ｕｎｉｔ／ηのウ
ロキナーゼを含む水溶液をＰＨ−５．３に調整して流下
させた。溶液が流下後カラム内を水洗洗浄し、実施例２
と同様に吸着したウロキナーゼを溶出し分離精製した。
精製ウロキナーゼの力価は１５０００（Ｕｎｉｔ／η蛋
白）であり、又取得率は９５％であつた。実施例 ４ 実施例３で得たシート状構造物５ｙを渦巻状に巻き利用
頻度の多い男力用小便器のパイプ内へ挿入し１ケ月間放
置した。

１ケ月の間でパイプ内の尿及び洗浄水の目詰りは観察さ
れなかつた。

１ケ月後該シート状物を取り出し、充分水洗後、適当な
大きさに切断し４％アンモニア水に浸漬し、吸着したウ
ロキナーゼを溶離した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蛋白質を含む水性溶液から蛋白質を捕集する方法に
   於て、吸着剤として平均単繊維繊度が０．５デニール以
   下のアクリロニトリル系重合体からなる繊維状物を用い
   ることを特徴とする蛋白質の捕集法。 ２ アクリロニトリル系繊維状物がシート状構造物であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の捕集法。