JPS5948488A - Immobilized coenzyme and its preparation - Google Patents

Immobilized coenzyme and its preparation

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JPS5948488A
JPS5948488A JP15776082A JP15776082A JPS5948488A JP S5948488 A JPS5948488 A JP S5948488A JP 15776082 A JP15776082 A JP 15776082A JP 15776082 A JP15776082 A JP 15776082A JP S5948488 A JPS5948488 A JP S5948488A
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JP
Japan
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weight
immobilized
monomer
coenzyme
polymer
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JP15776082A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Kihara
木原 康夫
Yutaka Moroishi
裕 諸石
Takeshi Hibino
健 日比野
Takashi Kawasaki
隆志 川崎
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an immobilized coenzyme freely movable, easily separable and recoverable, by linking a coenzyme by covalent bond through the functional group of a shell part to particles of a water-dispersible high polymer consisting of a core part of a polymer of the first monomer composition and the shell part of a polymer of a functional group-containing monomer composition. CONSTITUTION:A coenzyme is linked by covalent bond through a functional group of particles to the particles of a water-dispersible high polymer consisting of (A) 50-98wt% core part of polymer of the first ethylenic monomer composition, and (B) 2-50wt% shell part of polymer of the second monomer composition containing an ethylenic monomer having a functional group, to give the desired immobilized coenzyme. The component A preferably consists of 1- 80wt% acrylonitrile, etc., 0-20wt% crosslinking agent and 20-99wt% acrylic acid ester, and the component B preferably consists of 1-70wt% functional group-containing monomer, 1-80wt% acrylonitrile, 0-20wt% crosslinking agent, acrylic acid ester, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固定化補酵素及びその製造方法にかんする。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an immobilized coenzyme and a method for producing the same.

酵素反応は医薬品、食品等の製造の過程で一部工業的に
も実施されているが、従来は酵素を基質の水溶液に熔解
させて、この水溶液中で反応を行なわせている。しかし
、このような方l去によれば反応条件を一定に維持しつ
つ、新鮮な酵素を補給したり、また、反応後に酵素を失
活させることなく、生成物と酵素を分離することが非常
に困難であり、酵素が不経済に消費される。そのうえ、
反応が回分式であるから生産性に劣る。このような問題
を解決するために、既に水不溶性の担体に酵素を固定化
し、この固定化酵素に基質を反応させることが提案され
ている。
Enzyme reactions are partially carried out industrially in the manufacturing process of pharmaceuticals, foods, etc., but conventionally, enzymes are dissolved in an aqueous solution of a substrate, and the reaction is carried out in this aqueous solution. However, with this method, it is very difficult to maintain constant reaction conditions, replenish fresh enzyme, and separate the product and enzyme without deactivating the enzyme after the reaction. is difficult and enzymes are consumed uneconomically. Moreover,
Productivity is poor because the reaction is a batch process. In order to solve these problems, it has already been proposed to immobilize an enzyme on a water-insoluble carrier and react the immobilized enzyme with a substrate.

一方、酵素によっては、その触媒作用を発現するために
補酵素を必要とする場合がある。このような場合には、
固定化酵素にどのようにして必要とする?iti酵素を
結合させるかが極めて重要な問題である。よく知られて
いるように、補酵素はアポ酵素と結合し、ホロ酵素とな
って酵素反応を行なうが、酵素と補酵素間の結合は一般
に可逆的であり、且つ、比較的弱いため、補酵素が容易
にアポ酵素から分離1−るからである。酵素についてと
同様に、補酵素を水不溶性の担体に固定化して用いるこ
とも既に知られているが、従来、酵素及び補酵素の固定
化に用いられている担体は、通常、セルロース、デキス
トラン、アガロース等の多糖類の誘導体、ポリアクリル
アミドゲル、多孔性ガラス等の径1龍乃至敷部の粒子で
あり、担体に一定長さの鎮状構造、所謂スペーサ基を介
して酵素や補酵素を結合させ、その自由度を高めても、
固定化酵素や固定化?1i酵素自体がいずれも反応系内
で固定されておれば、それぞれの自由運動範囲は極めて
限られているので、酵素と補酵素とが接触する機会は非
常に少なく、目的とする酵素反応は行なわれ難い。
On the other hand, some enzymes require coenzymes to exhibit their catalytic activity. In such a case,
How do you need immobilized enzymes? An extremely important issue is how to bind the iti enzyme. As is well known, a coenzyme combines with an apoenzyme to form a holoenzyme and performs an enzymatic reaction, but the bond between an enzyme and a coenzyme is generally reversible and relatively weak, so This is because the enzyme is easily separated from the apoenzyme. As with enzymes, it is already known that coenzymes can be used by immobilizing them on water-insoluble carriers, but the carriers conventionally used for immobilizing enzymes and coenzymes are usually cellulose, dextran, These are particles of polysaccharide derivatives such as agarose, polyacrylamide gel, porous glass, etc. with a diameter of 1 to 30 cm, and enzymes and coenzymes are bonded to the carrier through a fixed length structure, a so-called spacer group. Even if we increase the degree of freedom by
Immobilized enzyme or immobilization? 1i If the enzymes themselves are all fixed in the reaction system, their range of free movement is extremely limited, so there are very few opportunities for the enzymes and coenzymes to come into contact with each other, and the desired enzymatic reaction will not take place. It's difficult.

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので
あって、反応系において遊離の補酵素と同様に自由に移
動でき、また、反応系からの分離回収が容易であり、更
に、遊離の酵素や従来の形態の固定化酵素と組合せて用
いるのに適する固定化補酵素及びその製造方法を提供す
ることを特徴とする特に、本発明は、官能基を高密度に
有する水分散性高分子重合体粒子に?ili酵素を高負
荷量で固定化すると共に、補酵素活性が長期にわたって
高く保持される固定化補酵素、及びその製造方法を提供
することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it can move freely in the reaction system like free coenzymes, can be easily separated and recovered from the reaction system, and furthermore, free coenzymes can be easily separated and recovered from the reaction system. Particularly, the present invention is characterized by providing an immobilized coenzyme suitable for use in combination with an enzyme or a conventional form of immobilized enzyme, and a method for producing the same. In polymer particles? An object of the present invention is to provide an immobilized coenzyme that immobilizes a high loading amount of ili enzyme and maintains high coenzyme activity over a long period of time, and a method for producing the same.

本発明による固定化補酵素は、第1のエチレン性単量体
組成物の重合体からなる50〜98重量%の重合体芯部
と、官能基を有するエチレン性単量体を含む第2の単量
体組成物の重合体からなる2〜50重票%の重合体殻部
とより構成される水分散性高分子重合体粒子に、上記官
能基を介して補酵素が共有結合にて固定化されているこ
とを特徴とし、かかる固定化酵素は、本発明に従って、
第1のエチレン性単量体絹成物を水媒体中で乳化共重合
させて水分散性高分子重合体粒子からなる重合体芯部を
形成した後、水媒体中でこの重合体芯部の存在下に官能
基を有するエチレン性単量体を含む第2のtR量体組成
物を乳化共重合させて、上記重合体芯部の上に重合体殻
部を有する水分散性高分子重合体粒子を形成させ、次い
で、この重合体粒子に上記官能基を介して補酵素を共有
結合にて固定化することにより製造される。
The immobilized coenzyme according to the present invention has a polymer core of 50 to 98% by weight consisting of a polymer of a first ethylenic monomer composition and a second ethylenic monomer comprising a functional group-containing ethylenic monomer. A coenzyme is fixed by covalent bond via the above functional group to water-dispersible polymer particles composed of a polymer shell portion of 2 to 50% by weight of a polymer of a monomer composition. According to the present invention, such an immobilized enzyme is characterized in that it is
After emulsion copolymerizing the first ethylenic monomer silk composition in an aqueous medium to form a polymer core made of water-dispersible polymer particles, the polymer core is Emulsion copolymerization of a second tR-mer composition containing an ethylenic monomer having a functional group in the presence of the water-dispersible polymer having a polymer shell on the polymer core is obtained. It is produced by forming particles and then covalently immobilizing a coenzyme to the polymer particles via the above-mentioned functional groups.

本発明においては、先ず、第1の単量体組成物を水媒体
中で乳化共重合させて水分散性高分子重合体粒子からな
る重合体芯部を形成する。ここに得られる重合体芯部は
、本発明による固定化補酵素の存在下に酵素反応が行な
われる温度、一般的には5〜90℃の温度で溶融軟化し
ないことを要し、従って、得られる重合体粒子のガラス
転移温度が少なくとも0°Cであるようにm量体組成が
選ばれ、好ましくは5℃以上であるように選ばれる。
In the present invention, first, the first monomer composition is emulsion copolymerized in an aqueous medium to form a polymer core made of water-dispersible polymer particles. The polymer core obtained here must not melt and soften at the temperature at which the enzymatic reaction is carried out in the presence of the immobilized coenzyme according to the invention, generally from 5 to 90°C; The m-mer composition is selected such that the glass transition temperature of the polymer particles is at least 0°C, preferably 5°C or higher.

従って、本発明においては、第1の単量体組成として、
スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニ
ル、アクリル酸エステル、メタクリ/L’S X 71
.チル、特に炭素数1〜イのアルキルエステル、アクリ
[1ニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル、ブタジェン、イソプレン、アクリルア
ミド、メタクリルアミ);等の1種又は2種以上が用い
られる。
Therefore, in the present invention, as the first monomer composition,
Styrene, methylstyrene, vinyltoluene, vinyl chloride, acrylic ester, methacrylate/L'S X 71
.. In particular, one or more of alkyl esters having 1 to 1 carbon atoms, acryl [1 nitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl propionate, butadiene, isoprene, acrylamide, methacrylamide], etc. are used.

尚、よく知られているように、ガラス転移点が0℃以下
の単独重合体を形成する中量体でも、他の単量体と共に
共重合させることにより、iqうれる共重合体のガラス
転移点をO”c以上とすることができ、従って、ガラス
転移点が0°(:以下のfB独重重合体与えるアクリル
酸エチルやアクリル酸ブチル等を単量体成分として用い
ろことは何ら差支えない。例えば、アクリル酸エチルの
単独重合体のガラス転移点は一22℃であるが、単独重
合体のガラス転移点が105℃であるメタクリル酸メチ
ルとアクリル酸エチルを共重合することによって、fI
當、ガラス転移点が約30°Cである共重合体を得るこ
とができる。
As is well known, even if an intermediate polymer forms a homopolymer with a glass transition point of 0°C or lower, by copolymerizing it with other monomers, the glass transition of the copolymer produced by iQ can be improved. Therefore, there is no problem in using ethyl acrylate, butyl acrylate, etc., which give the following fB autopolymer, as a monomer component. For example, the glass transition point of the homopolymer of ethyl acrylate is -22°C, but by copolymerizing methyl methacrylate and ethyl acrylate, whose homopolymer glass transition point is 105°C, fI
A copolymer having a glass transition temperature of about 30°C can then be obtained.

本発明においては、第1の単量体組成が1〜80重量%
のアクリロニトリル及び/又はメタクリロニトリルを含
有するのが好ましい。この単量体を存在させることによ
り、乳化剤を用いなくとも、重合の安定性が確保される
と共に、得られる水分散性高分子重合体粒子の分散性も
また、良好となるからである。
In the present invention, the first monomer composition is 1 to 80% by weight.
It is preferred that the composition contains acrylonitrile and/or methacrylonitrile. This is because the presence of this monomer ensures polymerization stability without using an emulsifier, and also improves the dispersibility of the resulting water-dispersible polymer particles.

特に、本発明において好ましい第1の単量体組成物は、
fatアクリロニトリル及び/又はメタクリコニ1−リ
ル1〜80重量%、好ましくは5〜75重景%、特に好
ましくは10〜60重量%、(bl多官能性内部架橋用
単量体O〜20重量%、好ましくは0.1〜15重量%
、特に好ましくは0.5〜10重量%、及び(clアク
リル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステ
ル及びスチレンから選ばれる少なくとも1種のCI’i
里体20〜99重M%、好ましくは25〜95重里%、
特に好ましくは40〜90重量%とからなる。かかる小
量体組成物を用いることにより、乳化剤の不存在下にも
重合は非密に安定に行なわれ、望ましくない水溶性重合
体等の副生を抑えることができるからである。尚、多官
能性内部架橋用単量体は後述するように、重合の安定性
を高めるのに役立ら1、その具体例については、後述す
る。
In particular, the preferred first monomer composition in the present invention is:
fat acrylonitrile and/or methacriconitrile 1-80% by weight, preferably 5-75% by weight, particularly preferably 10-60% by weight, (bl polyfunctional internal crosslinking monomer O-20% by weight, Preferably 0.1-15% by weight
, particularly preferably 0.5 to 10% by weight, and at least one CI'i selected from (cl acrylic acid alkyl ester, methacrylic acid alkyl ester and styrene)
20 to 99 weight M%, preferably 25 to 95 weight M%,
Particularly preferably 40 to 90% by weight. By using such a small polymer composition, polymerization can be carried out stably and non-densely even in the absence of an emulsifier, and the production of undesirable by-products such as water-soluble polymers can be suppressed. Incidentally, the polyfunctional internal crosslinking monomer is useful for increasing the stability of polymerization, as will be described later, and specific examples thereof will be described later.

上記の第1の単量体組成物の乳化共重合ば水媒体中で行
なわれ、重合開始剤としては、例えば、2.2′−アゾ
ビスイソブチルアミジウム塩酸塩、2゜2゛−アゾビス
シアノバレリアン酸、過硫酸塩等が用いられる。こめよ
うにして得られる水分散性ini分子重合体粒子は、本
発明において担体として用いる水分散性高分子重合体粒
子の芯部を構成し、通常、平均粒径が0.03〜1.5
μの範囲である。
The emulsion copolymerization of the first monomer composition is carried out in an aqueous medium, and examples of polymerization initiators such as 2,2'-azobisisobutylamidium hydrochloride, 2'2'-azobis Cyanovaleric acid, persulfate, etc. are used. The water-dispersible ini-molecule polymer particles obtained by this process constitute the core of the water-dispersible polymer particles used as a carrier in the present invention, and usually have an average particle size of 0.03 to 1.5.
It is in the range of μ.

本発明においては、乳化剤を用いないで乳化共重合体さ
せるのが好ましく、また、上記したようG、二乳化剤な
しで共重合させることができる。得られる水分散性高分
子重合体粒子に乳化剤が混入していると、補酵素の固定
化の際に?ili酵素が失活することがあり、また、固
定化された補酵素が脱離しやすい等の有害な影響を及ぼ
す傾向があるからである。しかし、乳化剤がかかる有害
な影響を与えないときは、乳化剤の存在下に乳化共重合
を行なってもよいのは勿論である。
In the present invention, it is preferable to carry out emulsion copolymerization without using an emulsifier, and as described above, copolymerization can be carried out without using G or a double emulsifier. If an emulsifier is mixed into the resulting water-dispersible polymer particles, what happens when coenzymes are immobilized? This is because the ili enzyme may be deactivated, and the immobilized coenzyme tends to be easily detached, resulting in harmful effects. However, it is of course possible to carry out emulsion copolymerization in the presence of an emulsifier if the emulsifier does not have such a harmful effect.

次に、本発明においては、水媒体中で上でflた重合体
芯部をなす重合体粒子の存在下に、官能基を有する単量
体を含む第2の単量体組成を乳化共重合させ、上記第1
の単量体組成物からなる重合体芯部の上に重合体殻部を
形成させる。ここに、官能基とは、これを介して補酵素
を共有結合にて固定化し得る有機基を意味する。
Next, in the present invention, a second monomer composition containing a monomer having a functional group is emulsion copolymerized in an aqueous medium in the presence of the polymer particles forming the polymer core described above. and the above 1st
A polymer shell is formed on a polymer core consisting of a monomer composition of. Here, the functional group means an organic group through which a coenzyme can be immobilized by a covalent bond.

この第2段の乳化共重合においても、乳化剤を用いない
のが好ましいのは前記と同じである。尚、本発明におい
ては、共重合した後、化学反応によ?て」二記官能基に
変換し得る側鎖を有する単量体を単量体組成物の成分と
して用いる場合も、官能基を有する単量体を共重合させ
る場合に含めることとする。
As mentioned above, it is preferable not to use an emulsifier in this second stage emulsion copolymerization. In addition, in the present invention, after copolymerization, a chemical reaction is performed. The case where a monomer having a side chain that can be converted into a difunctional group is used as a component of a monomer composition is also included in the case where a monomer having a functional group is copolymerized.

上記官能基としては、カルボキシル基、第1級アミン基
、ヒドラジド基、グリシジル基等を挙りることができる
。かかる官能基を有する単量体の具体例として、例えば
、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸のようなカル
ボキシル基を有する01螢体、ヒトし】キシエチルアク
リレ−1、ヒIシ1キシエチルメタクリレ−1〜のよう
な水酸基を右する単量体、グリシジルメタクリレ−I・
のようなグリシジル基を有するtp、M体を挙げること
ができる。
Examples of the functional group include a carboxyl group, a primary amine group, a hydrazide group, and a glycidyl group. Specific examples of monomers having such functional groups include, for example, 01 phosphor having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid; Hydroxyl-containing monomers such as methacrylate-1 and glycidyl methacrylate-I.
Examples include tp and M forms having a glycidyl group such as.

また、重合体芯部をなす重合体粒子の存在下に水媒体中
で、アクリルアミドのようなアミド基を有する単量体、
及びアクリル酸メチル、メタクリル酸メチルのようなメ
チルエステル基を有する単量体をそれぞれ含有する第2
の単量体組成物をIL化共重合し、上記重合体芯部の上
にこれらを単量体組成として有する共重合体を重合体殻
部として生成させ、次いで、こΦ共重合体中の上記アミ
1−基ヲボフマン分解し、また、メチルエステル基にヒ
ドラジンを作用させることによって、官能基としてアミ
ド基やヒドラジド基を有する共重合体からなる重合体殻
部を形成させることができる。また、第2の単量体組成
物にアクリル酸エステルのようなエステル基を有する単
量体を含有させ、これを重合体芯部の存在下に共重合さ
せ、次いで、このエステル基を加水分解することにより
、官能基としてカルボキシル基を有する共重合体からな
る重合体殻部を形成させることもできる。
In addition, a monomer having an amide group such as acrylamide,
and a second monomer containing a methyl ester group such as methyl acrylate or methyl methacrylate, respectively.
IL copolymerization is carried out to form a copolymer having these monomer compositions as a polymer shell on the polymer core, and then By decomposing the ami-1-group and allowing hydrazine to act on the methyl ester group, a polymer shell made of a copolymer having an amide group or hydrazide group as a functional group can be formed. In addition, the second monomer composition contains a monomer having an ester group such as an acrylic ester, and this is copolymerized in the presence of the polymer core, and then the ester group is hydrolyzed. By doing so, it is also possible to form a polymer shell made of a copolymer having a carboxyl group as a functional group.

第2の単量体組成において、官能基を有する単量体は水
溶性であることが多く、従って、これを中型で乳化重合
させると、望ましくない水溶性重合体が生しることがあ
る。従って、本発明においては、第2の単量体組成物と
して、上記官能基を有するf単量体1〜70重量%と共
に、アクリロニトリル及び/又はメタクリル酸I・ジル
1〜80重景%と、多官能性内部架橋用単量体0〜2廿
市量%と、これらと共重合性を有する中量体20〜98
重量%を含有する単量体組成物を乳化共重合さセるのが
よい。また、ここにおいても、形成される重合体殻部が
酵素反応の行なわれる温度で溶面iしないことを要し、
従って、形成されろ重合体殻部のガラス転移温度が少な
くともO′C8好ましくは5°C以上であるように、単
量体組成物チ従って、上記共重合性単重体としては、前
記したスチレン、メチルスチレン、ビニル1ルエン、塩
化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル
、特に炭素数1〜4のアルキルエステル、アクリロニト
リル、メタクリtJユ1−リル、酉酸ヒニル、プロピオ
ン酸ビニル、ブタジェン、イソプレン、アクリルアミ1
゛、メタクリルアミl−等の1種又は2種以上が好まし
く用いられろか、q41に、アクリル酸及びメタクリル
酸の炭素数1〜4のアルキルエステル及びスチレンが好
ましく用いられる。
In the second monomer composition, monomers with functional groups are often water-soluble, and therefore, their medium emulsion polymerization may result in undesirable water-soluble polymers. Therefore, in the present invention, as the second monomer composition, together with 1 to 70% by weight of the f monomer having the above-mentioned functional group, 1 to 80% by weight of acrylonitrile and/or I-zyl methacrylate, 0 to 2% commercial amount of a polyfunctional internal crosslinking monomer and 20 to 98% of an intermediate copolymerizable with these
It is preferable to emulsion copolymerize the monomer composition containing % by weight. Also here, it is necessary that the polymer shell formed does not melt at the temperature at which the enzymatic reaction is carried out,
Therefore, the monomer composition should be selected such that the glass transition temperature of the polymer shell formed is at least O'C8, preferably 5°C or higher. Methyl styrene, vinyl 1-luene, vinyl chloride, acrylic ester, methacrylic ester, especially alkyl ester having 1 to 4 carbon atoms, acrylonitrile, methacryl tJ-yl-lyl, hinyl rozoate, vinyl propionate, butadiene, isoprene, acrylic Ami 1
For q41, alkyl esters of acrylic acid and methacrylic acid having 1 to 4 carbon atoms and styrene are preferably used.

従って、特に本発明において好ましい第2の単量体組成
物は、(a)官能基を自するIl′1.量体1〜70重
里%、好ましくは5〜65重里%、牛冒こ(!7ましく
は10〜60重晴%、(t+)アクリ1−にトリル/又
はメタクリコニトリル1〜80重量%、好ましくは5〜
75重量%、特に好ましくは10〜60重景%、fcl
多官能性内部架橋用単量体O〜20市里%、好ましくは
0.1〜15重舟%、特に好まL < 6;1: o、
 5〜107m景%、及び(d+アクリル酸エステル、
メタクリル酸エステル及びスチレンから選ばれる少なく
とも1種の単量体20〜98重景%、好ましくは25〜
95重景%、特に好ましくは40〜80重量%とからな
る。
Therefore, the second monomer composition particularly preferred in the present invention is (a) Il′1. Weight: 1 to 70 weight%, preferably 5 to 65 weight%, Ushiko (!7 or 10 to 60 weight%), (t+) acrylic 1- tolyl/or methacriconitrile 1 to 80 weight%, Preferably 5~
75% by weight, particularly preferably 10-60% by weight, fcl
Polyfunctional internal crosslinking monomer O~20%, preferably 0.1~15%, particularly preferred L <6; 1: o,
5-107m view%, and (d+acrylic acid ester,
At least one monomer selected from methacrylic acid ester and styrene 20-98% by weight, preferably 25-98%
It consists of 95% by weight, particularly preferably 40 to 80% by weight.

このような単量体組成物を乳化共重合させることにより
、官能基を有する単量体からなる単独重合体の生成が抑
制されて、特に重合が安定に行なわれると共に、得られ
る水分散性高分子重合体粒子もまた、分tik安定性に
すぐれ、更に、これに酵素を固定化したとき、酵素のm
離も抑えられるからである。
By emulsion copolymerizing such a monomer composition, the formation of a homopolymer made of a monomer having a functional group is suppressed, and the polymerization is particularly stable, and the resulting water-dispersible product is Molecular polymer particles also have excellent molecular stability, and furthermore, when an enzyme is immobilized thereon, the m
This is because the separation can also be suppressed.

上記の内部架橋用多官能性単量体としては、多価アルコ
ールのポリ (メタ)アクリレートが好ましく、具体的
には、エチレングリコールジメタクリレ−1・、ジエヂ
レングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコ
ールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタ
クリレ−1−11,3−ブチレングリコールジメタクリ
レ−1−11−リエチレングリコールジアクリレ−1、
トリメチロールプロパントリメタクリレ− パントリアクリレート ンテトラアクリレ−1−等が用いられる。シヒニルベン
ゼンもに丁ましく用いられる。
As the internal crosslinking polyfunctional monomer, poly(meth)acrylate of polyhydric alcohol is preferable, and specifically, ethylene glycol dimethacrylate-1, diethlene glycol dimethacrylate, triethylene glycol Dimethacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate-1-11,3-butylene glycol dimethacrylate-1-11-lyethylene glycol diacrylate-1,
Trimethylolpropane trimethacrylate, pantriacryrytone tetraacrylate 1, etc. are used. Cyhinylbenzene is also used respectfully.

一般に、官能基を有する単量体は親水性であるため、こ
れを単独で乳化重合すると、重合が不安定になると共に
、望ましくない水溶性重合体等の副生が多く、分散性の
良好な重合体粒子を借ることが困ゲWである。
In general, monomers with functional groups are hydrophilic, so if they are emulsion polymerized alone, the polymerization will be unstable, and there will be many undesirable by-products such as water-soluble polymers, resulting in poor dispersibility. It is difficult to borrow polymer particles.

特に、水溶性重合体が生成すると、その一部は水不溶性
高分子重合体粒子上に吸着されて残り、これを担体とし
て酵素を固ま化すると、この水溶性重合体にも酵素が固
定化される。このような水溶性重合体を含む担体に酵素
が固定化された固定化酵素によれば、酵素反応の際に酵
素が水溶性重合体と共に基質溶液中に溶出して、酵素活
性の経時低下が著しいうえに、溶出した酵素が基質や反
応生成物と混在することとなるので、反応後にその分離
を要する等の種々の不都合を生じる。
In particular, when a water-soluble polymer is produced, a portion of it is adsorbed and remains on the water-insoluble polymer particles, and when the enzyme is solidified using this as a carrier, the enzyme is also immobilized on this water-soluble polymer. be done. With such an immobilized enzyme in which the enzyme is immobilized on a carrier containing a water-soluble polymer, the enzyme is eluted into the substrate solution together with the water-soluble polymer during the enzymatic reaction, and the enzyme activity decreases over time. In addition, the eluted enzyme will be mixed with the substrate and reaction products, resulting in various inconveniences such as the need to separate them after the reaction.

しかしながら、本発明に従って、予め調製された重合体
芯部の存在下に、官能基を有する単量体と、アクリロニ
トリル及び/又はメタクリロニトリルと、好ましくは多
官能性内部架橋用単量体とを乳化共重合させることによ
り、乳化剤の不存在下においても、重合の安定性が確保
されると共に、望ましくない水溶性重合体の生成が抑え
られて、これらの単量体組成物を重合体芯部の上に安定
に共重合させることができ、かくして、表面に官能基を
高密度に有する水分散性高分子重合体粒子を得ることが
できるのである。
However, according to the invention, monomers having functional groups, acrylonitrile and/or methacrylonitrile, and preferably polyfunctional internal crosslinking monomers are combined in the presence of a pre-prepared polymeric core. Emulsion copolymerization ensures polymerization stability even in the absence of an emulsifier, suppresses the formation of undesirable water-soluble polymers, and allows these monomer compositions to be incorporated into the polymer core. can be stably copolymerized on the surface of the polymer, thus making it possible to obtain water-dispersible polymer particles having a high density of functional groups on the surface.

このような結果が得られる理由は必ずしも明らかでばな
いが、第2の単量体組成物の乳化共重合に際しては、既
に重合の場として第1の単量体組成物からなる重合体芯
部が与えられており、且つ、重合初期に生じる官−能基
を有する単量体を主成分とする水溶性の低分子量の重合
体にアクリロニトリル及び/又はメタクリロニトリルと
多官能性内部架橋用単量体とが有効に共重合して水不溶
化すると共に、芯部重合体粒子との親和性がよくなって
、その表面に円滑にグラフ1〜化され、かくして、重合
が安定化するのであろう。従って、本発明においては、
第2の単量体組成物は、前記したように、アクリレート
リル及び/又はメタクリロニトリル、及び多官能性内部
架橋用単量体を含有するのが望ましいのである。
The reason why such a result is obtained is not necessarily clear, but during emulsion copolymerization of the second monomer composition, the polymer core made of the first monomer composition is already used as the polymerization site. is given, and acrylonitrile and/or methacrylonitrile and a polyfunctional internal crosslinking unit are added to a water-soluble low molecular weight polymer mainly composed of a monomer having a functional group generated in the initial stage of polymerization. In addition to effectively copolymerizing with the polymer particles and making them insoluble in water, the particles have a good affinity with the core polymer particles and are smoothly formed on the surface of the core polymer particles, thus stabilizing the polymerization. . Therefore, in the present invention,
As described above, the second monomer composition desirably contains acrylateryl and/or methacrylonitrile and a polyfunctional internal crosslinking monomer.

また、重合体芯部の上に」二記のような第2の単量体組
成物を乳化共重合させて、重合体殻部を形成することに
より、補酵素の固定化に没立つ官能基を′水分散性高分
子重合体粒子の表面に高密度で形成させることができ、
かくして、本発明によれば、補酵素を高負荷量で固定化
することができるのである。
In addition, by emulsifying and copolymerizing a second monomer composition such as those described in "2" above the polymer core to form a polymer shell, functional groups that are not effective in immobilizing coenzymes can be added. can be formed at high density on the surface of water-dispersible polymer particles,
Thus, according to the present invention, coenzymes can be immobilized at a high loading amount.

更に、本発明においては、以上のようにして得られる水
分散性高分子重合体粒子において、重合体芯部が50〜
98重量%であり、重合体殻部が2〜50重量%となる
ように第1及び第2の単量体組成物を逐次的に乳化共重
合させる必要がある。
Furthermore, in the present invention, in the water-dispersible polymer particles obtained as described above, the polymer core portion is 50 to 50%.
It is necessary to sequentially emulsion copolymerize the first and second monomer compositions so that the polymer shell content is 98% by weight and the polymer shell is 2 to 50% by weight.

酸部が重合体粒子において2重量%よりも少ないときは
、重合体殻部として重合体粒子がその表面に有する共重
合体の官能基の量が少なくなり、固定化し得る酵素の量
が限られることとなって、高い補酵素活性を有する固定
化補酵素を得Iffくなるからである。一方、50重量
%を越えるときは、官能基が親水性であるために、重合
体芯部をなす水分散性高分子重合体粒子の存在下に第2
の単量体組成物を共重合を行なっても、酸部を形成する
以外に、第2の単量体組成物のめによる水溶性重合体を
生成し、前記したような不都合を生じ、更に、重合の安
定性や重合体粒子の分散性も損なわれることが゛あるか
らである。
When the acid moiety is less than 2% by weight in the polymer particle, the amount of copolymer functional groups that the polymer particle has on its surface as a polymer shell decreases, and the amount of enzyme that can be immobilized is limited. This is because an immobilized coenzyme having a high coenzyme activity is obtained, resulting in an Iff. On the other hand, when the amount exceeds 50% by weight, the functional groups are hydrophilic, so that the secondary
Even if the monomer composition is copolymerized, in addition to forming an acid moiety, a water-soluble polymer is formed due to the formation of the second monomer composition, causing the above-mentioned disadvantages, and furthermore, This is because the stability of polymerization and the dispersibility of polymer particles may also be impaired.

本発明において用いる水分散型高分子重合体粒子は、そ
の平均粒径が0.05μ〜2μ、好ましくは0.1μ〜
1μである。粒径が小さすぎると、これを担体とする固
定化補酵素を水中に分散させて酵素と共に酵素反応を行
なわせた後の回収が困難となり、一方、粒径が大きすぎ
ると、単位体積当りの粒子表面積が小さくなり、補酵素
の固定化量が少なくなると共に、水中に分散させるのが
困ゲ1tとなるので好ましくない。
The water-dispersed polymer particles used in the present invention have an average particle diameter of 0.05μ to 2μ, preferably 0.1μ to 2μ.
It is 1μ. If the particle size is too small, it will be difficult to recover the immobilized coenzyme using the coenzyme as a carrier after dispersing it in water and performing an enzymatic reaction with the enzyme. On the other hand, if the particle size is too large, the amount of This is not preferable because the particle surface area becomes small, the amount of coenzyme immobilized decreases, and dispersion in water becomes difficult.

上記のような水分散性高分子重合体粒子の有する官能基
にこれを介して補酵素を共有結合にて固定化する方法は
特に制限されず、従来より知られている方法が適宜に採
用される。かかる方法として、官能基の種類に応じて、
例えば、ジアゾ法、カルボジイミド法、臭化シアン法、
アジド法等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない例えば、一つの方法として、例えば、ニコチンア
ミド−アデニンジヌクレオチド(N/VD)を固定化す
る場合、■−エチルー3−(3−ジメチルアミノプロピ
ル)カルボジイミド塩酸塩や1−シクロへキシル−3−
(2−モルホリノエチル)カルボジイミF−メト−p−
1−ルエンスルボネート等の水溶性カルボジイミドを用
い、通常の条件下で補酵素と反応させればよい。例えば
、カルボキシル基の5〜50倍当景のカルボジイミドの
水溶液にNAD熔液を加え、温度5°C程度、pH4,
5〜6.0に保持して、重合体粒子とNADとを一夜反
応させればよい。
The method of covalently immobilizing the coenzyme to the functional group of the water-dispersible polymer particles as described above is not particularly limited, and conventionally known methods may be employed as appropriate. Ru. As such a method, depending on the type of functional group,
For example, diazo method, carbodiimide method, cyanogen bromide method,
Examples include, but are not limited to, the azide method. For example, when immobilizing nicotinamide-adenine dinucleotide (N/VD), ■-ethyl-3-(3- dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride and 1-cyclohexyl-3-
(2-morpholinoethyl)carbodiimi F-meth-p-
A water-soluble carbodiimide such as 1-toluenesulfonate may be used to react with a coenzyme under normal conditions. For example, an NAD solution is added to an aqueous solution of carbodiimide that has 5 to 50 times the carboxyl group, the temperature is about 5°C, the pH is 4,
5 to 6.0 and allow the polymer particles and NAD to react overnight.

別の方法として、重合体粒子の表面のカルボキシル基に
N−ヒドロキシスクシンイミドをカルボジイミドの存在
下に反応させた後、NADのアミノ基を反応させること
もできる。
Alternatively, it is also possible to react the carboxyl groups on the surface of the polymer particles with N-hydroxysuccinimide in the presence of carbodiimide, and then react the amino groups of NAD.

更に別の方法として、重合体粒子のカルボキシル基にカ
ルボジイミドとジアミンとを反応させて、重合体粒子に
アミノ基を導入し、このアミノ基に従来より知られてい
る種々の方法にてNADを反応させるのである。例えば
、グルタルアルデヒドのような架橋試薬を用いて、補酵
素のアミノ基を重合体粒子に結合させることができる。
Still another method is to introduce an amino group into the polymer particle by reacting the carboxyl group of the polymer particle with a carbodiimide and a diamine, and then reacting the amino group with NAD by various conventionally known methods. Let it happen. For example, a crosslinking reagent such as glutaraldehyde can be used to attach the amino groups of the coenzyme to the polymer particles.

即ち、重合体粒子の有するアミノ基に対して過剰にジア
ルデヒドを反応させ、重合体粒子に一方のアルデヒド基
により結合したジアルデヒドの他方のMliitアルデ
ヒド基に補酵素の7ミノ基を反応させるのである。また
1、他の方法として、ジアゾカップリング赳によること
もできる。例えば、アミン基を導入した重合体粒子にp
−ニトロベンズアルデヒドを反応、結合させ、次にニト
ロ基を通常の方法、例えば、水素化ホウ素ナトリウムと
亜二ヂオン酸ナトリウムによってアミノ基に還元し、こ
のアミン基を亜硝酸ナトリウムによってジアゾニウム基
とし、これを?i 酵素のアミノ基とジアゾカップリン
グさせるのである。
That is, the dialdehyde is reacted in excess with the amino groups of the polymer particles, and the 7-mino group of the coenzyme is reacted with the other Mliit aldehyde group of the dialdehyde bonded to the polymer particles through one aldehyde group. be. 1. Another method is diazo coupling. For example, p
- react and couple the nitrobenzaldehyde, then reduce the nitro group to an amino group by conventional methods, e.g. with sodium borohydride and sodium didionite, convert this amine group into a diazonium group with sodium nitrite, and of? i Diazo coupling is performed with the amino group of the enzyme.

以上のようにして、補酵素を重合体粒子に共有結合させ
た後、用いた反応試薬や固定化されていない6ゲ素を遠
心分離、膜分A11等の適宜の手段によって除去すれば
、本発明の固定化補酵素を得る。
After covalently bonding the coenzyme to the polymer particles as described above, if the reaction reagent used and the unimmobilized 6-geon are removed by appropriate means such as centrifugation or membrane fraction A11, the present invention can be achieved. An immobilized coenzyme of the invention is obtained.

本発明による固定化補酵素は水分散11にとして用いら
れ、アポ酵素及び基質と接触される。アポ酵素はM離で
も、固定化酵素でもよい。例えば、7ボ酵素がセルロー
ス誘導体やポリアクリルアミドゲル粒子に固定化されて
いる従来の固定化酵素を用いる場合、固定化酵素をカラ
ムに充填し、このカラムに基質を含む本発明の固定化補
酵素を通過させる。反応終了後、固定化補酵素は膜分離
その他適宜手段により分離される。
The immobilized coenzyme according to the invention is used as an aqueous dispersion 11 and contacted with the apoenzyme and the substrate. The apoenzyme may be a M-free enzyme or an immobilized enzyme. For example, when using a conventional immobilized enzyme in which the 7-boenzyme is immobilized on a cellulose derivative or polyacrylamide gel particles, the immobilized enzyme is packed in a column, and the immobilized coenzyme of the present invention containing the substrate is packed in a column. pass. After the reaction is completed, the immobilized coenzyme is separated by membrane separation or other appropriate means.

本発明において固定化される?iti酵素は特に制限さ
れないが、具体例として、ニコチンアミトーアデニンジ
ヌクレオチl” (NAD) 、ニコチンアミド−アデ
ニンジヌクレオチドリン酸(NΔDP)、フラビン−ア
デニンジヌクレオチド(FAI))、ピリドキサルリン
酸、補酵素A、補酵素Q、ジアノコバラミン、ヒオチン
、アデノシントリホスフェート(ATP) 、アデノシ
ンシボスフエート(ΔDP)、アデノシンモノホスフェ
−1−’(AMP)等を挙げることができる。
Is it immobilized in the present invention? iti enzymes are not particularly limited, but specific examples include nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate (NAD), nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate (NΔDP), flavin-adenine dinucleotide (FAI)), pyridoxal phosphate, Enzyme A, coenzyme Q, dianocobalamin, hyotine, adenosine triphosphate (ATP), adenosine sibosphate (ΔDP), adenosine monophosphate-1-' (AMP), and the like can be mentioned.

本発明においては、水分散性高分子重合体粒子に補酵素
を結合するに当って、その自由度を高めるためにスペー
サ基を介在させるのが有利である。
In the present invention, it is advantageous to interpose a spacer group in order to increase the degree of freedom in binding the coenzyme to the water-dispersible polymer particles.

スペーサ基は予め重合体粒子に結合させ、この後に補酵
素と結合させてもよく、或いはスペーサ基を予め補酵素
に結合させ、この後に重合体粒子と結合させ−どもよい
。また、補酵素と重合体粒子にそれぞれ予めスペーサ基
を結合さゼ、これらスペーサ基にて相互に結合してもよ
い。
The spacer group may be bonded to the polymer particle in advance and then bonded to the coenzyme, or the spacer group may be bonded to the coenzyme in advance and then bonded to the polymer particle. Alternatively, spacer groups may be bonded to the coenzyme and the polymer particles in advance, respectively, and the coenzyme and the polymer particles may be bonded to each other using these spacer groups.

スペーサ・基としては、ヘキザメチレンジアミン、Fデ
カメチレンジアミン、キシリレンジアミン等のジアミン
、6−アミノカプロン酸等のアミノアルキルカルボン酸
等が好ましく用いられるか、また、グリシルグリシルグ
リシン等のようなものも好ましく用いられる。但し、こ
れら例示したものに限定されるものではない。
As the spacer/group, diamines such as hexamethylene diamine, F decamethylene diamine, xylylene diamine, aminoalkyl carboxylic acids such as 6-aminocaproic acid, etc. are preferably used, or glycylglycylglycine, etc. Also preferably used. However, it is not limited to these examples.

より具体的には、本発明においては、補酵素に予めスペ
ーサ基を結合させ、これを重合体粒子に結合させるのが
よい。このように予めスペーサ基を結合させた補酵素の
具体例として、例えば、N6−〔(6−アミノへキシル
)カルバモイルメチル〕−N A l)、N6−スフシ
ール−NΔ −N6、−(4−(3−ヒドロキンブチル
)〕−NΔD、N6−〔(6−アミノへキシル)カルバ
、せイルメチル〕−N A I) P等を挙げることが
できる。1特に、本発明においては、重合体粒子として
カルボキシル基を有するものを用い、これに前記したよ
うなジアミン型スペーサ基を結合し、更に、これに脂肪
族のカルボン酸残基の炭素数が2〜11の直鎖アミノア
ルキルカルホン酸を水溶性カルボジイミドにより反応さ
せて、かくし7て、末i′l1ilにカルボキシル基を
もつ重合体粒子をi(I、一方において、?iIi酵素
には予め遊離のアミノ基を有するようにスページ′基を
結合せしめ、例えば、このようにして得られたΔ”T”
P、NAD、NΔDP等を前記重合体粒子に水溶性カル
ボジイミドにより結合固定化するのが望ましい。
More specifically, in the present invention, it is preferable to bond a spacer group to the coenzyme in advance, and then bond this to the polymer particles. Specific examples of coenzymes to which a spacer group has been bound in advance include, for example, N6-[(6-aminohexyl)carbamoylmethyl]-NAl), N6-sufucyl-NΔ-N6, -(4- Examples include (3-hydroquinbutyl)]-NΔD, N6-[(6-aminohexyl)carba, seylmethyl]-N A I) P, and the like. 1 In particular, in the present invention, polymer particles having a carboxyl group are used, to which a diamine type spacer group as described above is bonded, and furthermore, to this, a polymer particle having a carbon number of 2 in an aliphatic carboxylic acid residue is bonded. ~11 straight-chain aminoalkylcarphonic acids are reacted with water-soluble carbodiimide, and thus polymer particles having a carboxyl group at the terminal i'l1il are preliminarily released into the i(I, on the one hand, and the ?ii enzyme is For example, the thus obtained Δ"T"
It is desirable to bond and immobilize P, NAD, NΔDP, etc. to the polymer particles using water-soluble carbodiimide.

本発明による固定化補酵素は、以上のように、水不溶性
の担体としての水分散性高分子重合体粒子が、重合体芯
部の上に高密度に官能基を有する重合体殻部が形成され
ている。従って、従来のセルロース誘導体粒子等を担体
とする場合と異なり、補酵素が高質@量にて固定化され
ると共に、固定化補酵素自体が遊離の補酵素と同様に反
応系内を自由に移動できるため、酵素との接触機会が非
常に高く、円滑な酵素反応を確保することができる。
As described above, in the immobilized coenzyme according to the present invention, water-dispersible polymer particles as a water-insoluble carrier form a polymer shell having functional groups at high density on a polymer core. has been done. Therefore, unlike when conventional cellulose derivative particles are used as a carrier, coenzymes are immobilized in high quality and quantity, and the immobilized coenzymes themselves can move freely within the reaction system like free coenzymes. Because it can move, it has a very high chance of contact with the enzyme, ensuring a smooth enzymatic reaction.

しかも、本発明に゛よる固定化補酵素は水不溶性の重合
体粒子に共有結合にて固定化されているために、担体か
ら容易には脱離せず、更に、酵素反応後には遠心分離、
塩析、凝集剤を用いる凝集沈殿、多孔性膜による成分!
1S11等によって容易に回収でき、かくして、し期間
にわたって高い?ili酵素活性を保持させつつ、繰返
して使用することができる。
Moreover, since the immobilized coenzyme according to the present invention is covalently immobilized on water-insoluble polymer particles, it is not easily detached from the carrier, and furthermore, after the enzymatic reaction, centrifugation,
Salting out, flocculation using a flocculant, and components using a porous membrane!
1S11, etc., and is thus high over the period of time. It can be used repeatedly while retaining ili enzyme activity.

また、本発明の固定化袖fi?素をその製造面からみれ
ば、一般に官能基を有する単量体を含む単量体組成物を
乳化共重合させて、表面に高密度にこの官能基を有する
水分散性高分子重合体粒子を住成させることは困難であ
るが、本発明によれば、予め重合体芯部を形成しておき
、この上に官能基を有する11!量体を含む単量体組成
物を乳化共重合させるので、安定な共重合によって重合
体粒子を得ることができ、且つ、得られる水分子lJ<
性高分子重合体粒子は第2の単量体組成物のめを乳化共
重合させる場合と異なって、表面に訓密度で官能基を有
することとなり、この結果、本発明の方法により得られ
る水分散性高分子重合体粒子には高負荷量にて補酵素を
固定化することかできるのである。
Furthermore, the immobilized sleeve fi? of the present invention? From the viewpoint of production, in general, a monomer composition containing a monomer having a functional group is emulsion copolymerized to form water-dispersible polymer particles having the functional group at high density on the surface. However, according to the present invention, a polymer core is formed in advance, and 11! Since the monomer composition containing the polymer is emulsion copolymerized, polymer particles can be obtained by stable copolymerization, and the resulting water molecules lJ<
Unlike the case where the second monomer composition is emulsion copolymerized, the polymer particles have functional groups at a dense density on the surface, and as a result, the water obtained by the method of the present invention has functional groups on the surface. It is possible to immobilize a coenzyme in a high loading amount on the dispersible polymer particles.

特に、本発明によれば、前記単量体組成により、乳化剤
を特に用いることなく、望ましくない水溶性重合体の生
成を抑えて、安定に水分lf&性i!’1133子重合
体粒子を得ることができ、更に、第2の中量体組成物に
おいて、(メタ)アクリロム1−リルと内部架橋用単量
体を併用する好ましい単量体組成によれば、得られる水
分散性高分子重合体粒子は強度が大きいと共に、粒子相
互の粘着も起こらない。
In particular, according to the present invention, the monomer composition suppresses the formation of undesirable water-soluble polymers without using any emulsifiers, and stably maintains moisture content and properties! According to a preferred monomer composition that can obtain '1133 child polymer particles and further uses (meth)acrylom 1-lyl and an internal crosslinking monomer in combination in the second intermediate composition, The water-dispersible polymer particles obtained have high strength and do not stick to each other.

以下に本発明の実施例を挙げるが、本発明はこれら実施
例により限定されるものではない。
Examples of the present invention are listed below, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 メタクリル酸メチル80g及びアクリロニトリル15g
を蒸留水421gに加え、2,2゛−アゾビス−2−ア
ミジノプロパンニ塩酸塩0.3 g ヲ水10gにl8
解した重合開始剤水溶液を60°Cの温度で窒素気流下
に加え、1.20 rpmで攪拌しつつ4時間重合させ
て、重合体芯部としての水分散性高分子重合体粒子を得
た。次いで、これに上記と同し重合開始剤0.03 g
を水10m1に熔解した重合開始剤水溶液を加え、更に
、メタクリル酸メチル5.5g、アクリロニトリル5g
、メタクリル酸3g及びI−リエチレングリコールジメ
タクリレー10.5gの混合物を1時間要して添加し、
3時間反応させて、上記芯部の上に官能基としてカルボ
キシル基を有する重合体殻部を形成さセた。このように
して得た重合体粒子の水分a液は、固形分20%、重合
体粒子の平均粒径は0.45μであった。
Example 1 80 g of methyl methacrylate and 15 g of acrylonitrile
was added to 421 g of distilled water, and 0.3 g of 2,2'-azobis-2-amidinopropane dihydrochloride was added to 10 g of water.
The dissolved aqueous polymerization initiator solution was added under a nitrogen stream at a temperature of 60°C, and polymerized for 4 hours while stirring at 1.20 rpm to obtain water-dispersible polymer particles as a polymer core. . Next, 0.03 g of the same polymerization initiator as above was added to this.
Add a polymerization initiator aqueous solution dissolved in 10 ml of water, and then add 5.5 g of methyl methacrylate and 5 g of acrylonitrile.
, a mixture of 3 g of methacrylic acid and 10.5 g of I-lyethylene glycol dimethacrylate was added over a period of 1 hour;
By reacting for 3 hours, a polymer shell having a carboxyl group as a functional group was formed on the core. The water a liquid of the polymer particles thus obtained had a solid content of 20% and an average particle size of the polymer particles of 0.45 μm.

重合は非常に安定に行なわれて、凝集物は0.08%で
あった。
The polymerization was very stable, with 0.08% agglomerates.

この分散液を遠心分離し、」二澄中のカルボキシル基に
ついて定量したところ、仕込み量の0.9%のカルボキ
シル基しか定量されず、水溶性重合の生成は僅かであっ
た。
When this dispersion was centrifuged and the carboxyl groups in the liquid were quantified, only 0.9% of the charged amount of carboxyl groups was determined, indicating that the formation of water-soluble polymerization was small.

次に、上記重合体粒子を固形う)20重M%になるよう
に蒸留水に分散させて’7′i敗液5(1mlを得、1
−シクロヘキシル−3−(2−モル七トリノエチル)カ
ルボジイミトーメ+−−p−+−ルエンスルポ1ネート
2.5 gを水30m1に熔解した水溶液を上記分散液
に加え、■))1を塩酸で5.8に調整した。この後、
N−((6−アミノへキシル)カルバモイルメチル 補酵素水溶液を」二記分散液に加え、4°Cの温度で、
塩酸にてpl+を5.8に調整しつつ− 24時間緩慢
6.ニ攪拌し、補酵素を共有結合にて重合体粒子に固定
化した。次いで、遠心分81tシて上澄を捨て、沈降し
た重合体粒子を水洗して、本発明による固定化NAD誘
導体を得た。上澄には2%の上記NAD誘導体が残存し
ており、用いたNへN)誘導体の98%が固定化された
ことがml FuNされた。
Next, the above polymer particles were dispersed in distilled water to a concentration of 20 wt.
Add an aqueous solution of 2.5 g of -cyclohexyl-3-(2-mol heptatrinoethyl)carbodiimitome+--p-+-luenesulponate dissolved in 30 ml of water to the above dispersion, and add ■)) 1. It was adjusted to 5.8 with hydrochloric acid. After this,
N-((6-aminohexyl)carbamoylmethyl coenzyme aqueous solution was added to the dispersion liquid, and at a temperature of 4°C,
6. Slowly for 24 hours while adjusting pl+ to 5.8 with hydrochloric acid. The coenzyme was covalently immobilized on the polymer particles by stirring. Next, the supernatant was discarded after 81 t of centrifugation, and the precipitated polymer particles were washed with water to obtain an immobilized NAD derivative according to the present invention. 2% of the above NAD derivative remained in the supernatant, and it was determined that 98% of the NAD derivative used was immobilized in ml FuN.

この固定化補酵素をグリセルアルデヒドボスフエートデ
ヒトロゲナーゼを用いて測定したところ、活性収率は遊
離のN−((6−アミノへキシル)カルバモイルメチル
)−NAD基準で67%であった。
When this immobilized coenzyme was measured using glyceraldehyde bosphate dehydrogenase, the activity yield was 67% based on free N-((6-aminohexyl)carbamoylmethyl)-NAD. Ta.

尚、活性収率とは、固定化された補酵素の活性の理+%
I Fflに対する実際の活性の割合として定義される
In addition, activity yield is the principle of activity of immobilized coenzyme + %
I Defined as the ratio of actual activity to Ffl.

参考例 本参考例は、実施例1と同様にして単量体組成物を段階
的に共重合させた場合において、第1及び第2のt’t
>−m体組成を種々に変化させて共重合したときの凝集
物及び重合後の分散液の上澄中のカルボキシル基量を示
す。結果を表に示す。
Reference Example This reference example shows that when the monomer composition is copolymerized stepwise in the same manner as in Example 1, the first and second t't
The amount of carboxyl groups in the supernatant of the aggregate and dispersion after polymerization when copolymerized with various >-m compositions is shown. The results are shown in the table.

また、実験番号4の単量体組成を一括して共重合させた
とき、凝集物は7,3%、カルボキシル基量は6%であ
って、分散液中の重合体粒子はその1g当りカルボキシ
ル基を0.08 ミリモル有していた。しかし、段階的
に共重合した場合の重合体粒子は、その1g当りカルボ
キシル基を0.35ミリモル有していた。
Furthermore, when the monomer composition of Experiment No. 4 was copolymerized all at once, the aggregates were 7.3%, the carboxyl group content was 6%, and the polymer particles in the dispersion had carboxyl groups per 1 g. It had 0.08 mmol of groups. However, the polymer particles obtained by stepwise copolymerization had 0.35 mmol of carboxyl groups per gram.

実施例2 実施例1で得たカルボキシル基を有する重合体粒子を蒸
留水50m1中に固形分20重量%となるように分+I
&さ・1.次に、実施例■と同じ力ルボジイミF2.5
gを水30m1に溶解した水溶液′を加え、希塩酸でp
l+を5.8に調整した。更に、m−キシリレンジアミ
ン1mlを水10m1に溶解し、希塩酸にてp+1を5
.8に調整した水溶液を加え、pl+を5.8に保ちつ
つ、4°Cの温度で24時間緩慢に攪拌した。
Example 2 The carboxyl group-containing polymer particles obtained in Example 1 were dissolved in 50 ml of distilled water to give a solid content of 20% by weight.
&sa・1. Next, the same force as in Example ■F2.5
Add an aqueous solution' in which g is dissolved in 30 ml of water, and dilute the solution with dilute hydrochloric acid.
l+ was adjusted to 5.8. Furthermore, 1 ml of m-xylylenediamine was dissolved in 10 ml of water, and p+1 was diluted to 5 with dilute hydrochloric acid.
.. An aqueous solution adjusted to a temperature of 8 was added, and the mixture was slowly stirred at a temperature of 4°C for 24 hours while maintaining pl+ at 5.8.

次に、遠心分離し、沈降した重合体粒子を蒸留水で繰返
し洗1作し、かくして、アミノ基を有する重合体粒子を
得た。
Next, the mixture was centrifuged, and the precipitated polymer particles were washed repeatedly with distilled water, thereby obtaining polymer particles having amino groups.

この重合体粒子を再び固形分20%となるように蒸留水
に分散させ、N −スクシニル−NADo、2gを水1
0m1に溶解した補酵翠水溶液を上記分散液に加え、希
塩酸でpl+を5.8になるように調整しながら、更に
1−シクロベニ1−シル−3−(2−モル承りノエチル
)カルボジイミ1−メト−p−トルエンスルポ不−1−
2,58を水30m1に熔解した水溶液を加え、ρ11
5.8に調整しつつ、4°Cの温度で24時間攪拌した
This polymer particle was again dispersed in distilled water so that the solid content was 20%, and 2 g of N-succinyl-NADo was added to 1 ml of water.
Add 0 ml of cofermented green aqueous solution to the above dispersion, and while adjusting the PL+ to 5.8 with dilute hydrochloric acid, add 1-cyclobenyl-1-cyl-3-(2-mole noethyl)carbodiimide-1- Metho-p-toluenesulpo-1-
An aqueous solution of 2,58 dissolved in 30 ml of water was added, and ρ11
The mixture was stirred for 24 hours at a temperature of 4°C while adjusting the temperature to 5.8°C.

この後、分11に液を遠心分離し、沈降した重合体粒子
を」二記と同様に繰返し洗I條し、本発明による固定化
NAD誘導体を得た。用いたNAD誘導体の92%が固
定化されたことが確認された。
Thereafter, at 11 minutes, the liquid was centrifuged, and the precipitated polymer particles were washed repeatedly in the same manner as in Section 2 to obtain an immobilized NAD derivative according to the present invention. It was confirmed that 92% of the NAD derivative used was immobilized.

この固定化補酵素を用いて実施例1と同じ反応を行なっ
たところ、活性収率ばN6−スクジニルーNAD基準で
88%であった。
When the same reaction as in Example 1 was carried out using this immobilized coenzyme, the activity yield was 88% based on N6-scudinyl-NAD.

実施例3 実施例2において得たアミン基を有する重合体粒子に、
同様にして6−アミツヘキクン酸を反応させ、スペーサ
基の炭素数を大きくした。この重合体粒子に実施例1と
同様にして、N  〜(2−アミノエチル)−N八りを
結合させて、本発明による固定化補酵素を得た。これの
活性収率は、N6−(2−アミノエチル)−NAD基!
1へて81%であった。
Example 3 The polymer particles having amine groups obtained in Example 2 were
Similarly, 6-amitzhexicnic acid was reacted to increase the number of carbon atoms in the spacer group. N-(2-aminoethyl)-N8 was bound to this polymer particle in the same manner as in Example 1 to obtain an immobilized coenzyme according to the present invention. The active yield of this is N6-(2-aminoethyl)-NAD group!
1, it was 81%.

また、次の連続反応によって、補酵素活性が長期にわた
って維持されることが確認された。
Furthermore, it was confirmed that the coenzyme activity was maintained over a long period of time through the following series of reactions.

分画分子量1ooooのポリアミド中空繊維膜(日東電
気工業@製NTU−8010)を備えた膜モジュールを
用い、膜内に」二で得た固定化NAD分散液、25m1
と、アルコールデヒドロゲナーゼ及びラフチー1−デヒ
ドロゲナーゼそれぞれ1キロ単位を含有するリン酸塩緩
衝液(0,1M、 pH7,(1)を循環して流通し、
一方、膜外の空間には、0.5Mエタノール、0.05
Mピルヒン酸及び1 m M J元型ゲルタデオンを含
有するリン酸塩緩衝液(50mM、pH7,0)を基質
/8液として通過させ、25°Cの温度で連続して反応
させた。得られた反応液を100°Cで10分間加熱し
て未反応ピルビン酸を分解させると共に、酵素及び補酵
素を失活させた後、乳酸の生成量をラクテートデヒトロ
ゲナーセにより求めることにより、固定化NAD誘導体
の相対活性を経時的にしらべたところ、2週間経過後も
92%を保持していた。
Using a membrane module equipped with a polyamide hollow fiber membrane (NTU-8010 manufactured by Nitto Electric Industry Co., Ltd.) with a molecular weight cut-off of 1oooo, 25 ml of the immobilized NAD dispersion obtained in step 2 was placed inside the membrane.
and a phosphate buffer (0.1 M, pH 7, (1)) containing 1 kg each of alcohol dehydrogenase and Lafti 1-dehydrogenase is circulated;
On the other hand, in the space outside the membrane, 0.5M ethanol, 0.05
Phosphate buffer (50 mM, pH 7,0) containing M pyruhic acid and 1 m M J archetype geltadeone was passed through as substrate/8 solution and reacted continuously at a temperature of 25°C. The resulting reaction solution was heated at 100°C for 10 minutes to decompose unreacted pyruvic acid and inactivate the enzyme and coenzyme, and then the amount of lactic acid produced was determined by lactate dehydrogenase. When the relative activity of the immobilized NAD derivative was examined over time, it was found that it retained 92% even after two weeks.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1のエチレン性単量体組成物の重合体からなる
50〜98M量%の重合体芯部と、官能基を有するエチ
レン性単量体を含む第2の単量体組成物の重合体からな
る2〜50重量%の重合体殻部とより構成されろ水分散
性高分子重合体粒子に、上記官能基を介して補酵素が共
有結合にて固定化されていることを特徴とする固定化補
酵素。
(1) A polymer core of 50 to 98 M% consisting of a polymer of the first ethylenic monomer composition and a second monomer composition containing an ethylenic monomer having a functional group. A coenzyme is covalently immobilized via the above-mentioned functional group to water-dispersible polymer particles composed of a polymer shell portion of 2 to 50% by weight. Immobilized coenzyme.
(2)第1の単量体組成物が(alアクリロニトリル及
び/又はメタクリロニトリル1〜80重量%、(b)多
官能性内部架橋用単量体0〜20重量%、及び(Clア
クリル酸9アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエ
ステル及びスチレンから選ばれる少なくとも1種の単量
体20〜99重量%とからなることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の固定化補酵素。
(2) The first monomer composition contains (al acrylonitrile and/or methacrylonitrile 1 to 80% by weight, (b) polyfunctional internal crosslinking monomer 0 to 20% by weight, and (Cl acrylic acid The immobilized coenzyme according to claim 1, characterized in that the immobilized coenzyme comprises 20 to 99% by weight of at least one monomer selected from 9 alkyl ester, methacrylic acid alkyl ester, and styrene.
(3)第2の単量体組成物が(al官能基を有する単量
体1〜70市量%、(blアクリロニ1リル及び/又は
メタクリロニトリル1〜80市量%、(c)多官能性内
部架橋用単量体0〜20市量%、及び(dlアクリル酸
アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル及び
スチレンから選ばれる少なくとも1種の小量体20〜9
8重量%とからなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の固定化補酵素。
(3) The second monomer composition includes (1 to 70% market weight of a monomer having an al functional group, 1 to 80% market weight of monomer having an al functional group, (1 to 80% market weight of a monomer having a bl acrylonitrile and/or methacrylonitrile, and 0 to 20% by market weight of a functional internal crosslinking monomer, and 20 to 9% of at least one small amount selected from (dl acrylic acid alkyl ester, methacrylic acid alkyl ester, and styrene)
8% by weight of the immobilized coenzyme according to claim 1.
(4)第2のエチレン性単量体組成物におりる官能基が
第1級アミノ基、水酸基、グリシジル基及びカルボキシ
ル基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の固定化補酵素。
(4) The functional group in the second ethylenic monomer composition is at least one selected from a primary amino group, a hydroxyl group, a glycidyl group, and a carboxyl group. The immobilized coenzyme according to item 1.
(5)水分散性高分子重合体粒子が0.05〜2μの平
均粒径を有するtとを特徴とずδJ1+r許請求の範囲
第1項記載の固定化酵素。
(5) The immobilized enzyme according to claim 1, wherein the water-dispersible polymer particles have an average particle diameter of 0.05 to 2μ.
(6)第1のエチレン性単量体組成物を水媒体中で乳化
共重合させて水分散性高分子重合体粒子からなる重合体
芯部を形成した後、水媒体中でこの重合体芯部の存在下
に官能基を有するエチレン性単量体を含む第2の単量体
組成物を乳化共重合させて、上記重合体芯部の上に重合
体殻部を有する水分散性高分子重合体粒子を形成させ、
次いで、この重合体粒子に上記官能基を介して補酵素を
共有結合にて固定化することを特徴とする固定化補酵素
の製造方法。
(6) After emulsion copolymerizing the first ethylenic monomer composition in an aqueous medium to form a polymer core made of water-dispersible polymer particles, the polymer core is A water-dispersible polymer having a polymer shell on the polymer core by emulsion copolymerizing a second monomer composition containing an ethylenic monomer having a functional group in the presence of forming polymer particles;
A method for producing an immobilized coenzyme, characterized in that the coenzyme is then covalently immobilized on the polymer particles via the above functional group.
(7)第1の単量体組成物が(alアクリロニトリル及
び/又はメタクリコニトリル1〜80重量%、(b)多
官能性内部架橋用単量体0〜20重里%、及び(Clア
クリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエス
テル及びスチレンから選ばれる少な(とも1種の単量体
20〜99重量%とからなることを特徴とする特許請求
の範囲第6項記載の固定化補酵素の製造方法。
(7) The first monomer composition contains (Al acrylonitrile and/or methacriconitrile 1 to 80% by weight, (b) polyfunctional internal crosslinking monomer 0 to 20% by weight, and (Cl acrylic acid The method for producing an immobilized coenzyme according to claim 6, characterized in that it consists of 20 to 99% by weight of one monomer selected from alkyl esters, alkyl methacrylates, and styrene. .
(8)第2の単量体組成物が(al官能基を有する単量
体1〜70重量%、(b)アクリロニトリル及び/又は
メタクリロニ]−リル1〜80重量%、(c+多官能性
内部架橋用単量体0〜20重量%、及び(d+アクリル
酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル及
びスチレンから選ばれる少なくとも1種の単量体20〜
98重量%とからなることを特徴とする特許請求の範囲
第6項記載の固定化補酵素の製造方法。
(8) The second monomer composition includes (1 to 70% by weight monomers having an al functional group, (b) 1 to 80% by weight acrylonitrile and/or methacrylonitrile), (c+ polyfunctional internal 0 to 20% by weight of a crosslinking monomer, and 20 to 20% by weight of at least one monomer selected from (d+alkyl acrylate, alkyl methacrylate, and styrene)
98% by weight of the immobilized coenzyme according to claim 6.
(9)第2のエチレン性単量体組成物における官能基が
第1級アミノ基、水酸基、グリシジル基及びカルボキシ
ル基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とす
る特許請求の範囲第6項記載の固定化補酵素の製造方法
(9) Claim 6, characterized in that the functional group in the second ethylenic monomer composition is at least one selected from a primary amino group, a hydroxyl group, a glycidyl group, and a carboxyl group. A method for producing the described immobilized coenzyme.
(10)水分散性高分子重合体粒子が0..05〜2/
7の平均粒径を有することを特徴とする特許請求の範囲
第6項記載の固定化補酵素の製造方法。
(10) The water-dispersible polymer particles are 0. .. 05-2/
7. The method for producing an immobilized coenzyme according to claim 6, wherein the immobilized coenzyme has an average particle size of 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62101614A (en) * 1985-10-23 1987-05-12 イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー Bridged polymer fine grain and manufacture

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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