JPS6140337A - 粒状多孔質キトサンの製造方法 - Google Patents

粒状多孔質キトサンの製造方法

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JPS6140337A
JPS6140337A JP16119284A JP16119284A JPS6140337A JP S6140337 A JPS6140337 A JP S6140337A JP 16119284 A JP16119284 A JP 16119284A JP 16119284 A JP16119284 A JP 16119284A JP S6140337 A JPS6140337 A JP S6140337A
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chitosan
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佳秀 川村
Hiroaki Yabe
谷邊 博昭
Itsuo Kurahashi
倉橋 五男
Hiroshi Seo
瀬尾 寛
Saburo Nakajima
三郎 中島
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クロマトグラフィー充填材、固定化酸素担体
等に極めて好適な粒状多孔質キトサンの製造方法に関す
る7ものである。
〔従来の技術〕
キトサンは、えび、かに等の甲殻類の外皮の構成物質で
おるキチンから得られるが、溶媒に溶解すると、分子間
の水素結合が強固なために、数多の濃度であっても、該
溶液の粘度は極端に高くなシゲル化状態に近くなシ取扱
いが困難であった。
従来知られている粒状キトサンの製造法としては、!!
#開昭55−167048号、特開昭56−16532
号及び特開昭58−57401号で開示されている方法
がある。特開昭55−167048号で開示されている
方法は、懸濁剤を含む分散媒浴中に必要に応じ懸濁剤を
含むキチンの脱N−アセチル化物の水系溶液を添加分散
し粒状化及びアシル化処理し、必要に応じて更に架橋化
処理して得られる球状キチン成形体の製造法であるが、
との方法では原料を球状化させるために懸濁剤を使用し
ていること、及び低濃度でも粘度が高いので、小径或い
は多孔性の球状物が得難いため粘度降下剤を加える等、
所望の粒径、多孔性のものを得るのに複雑な処理が必要
である。又、特開昭56−16532号で開示されてい
る方法は、可溶性キチン誘導体の水溶液に希釈剤、細孔
調節剤及び界面活性剤を添加して得られた混合液を界面
活性剤を含むアシル化剤で処理し、必要に応じて架橋化
処理するものであって、上記方法と同様に低濃度の溶液
から多孔性の球状物質を得るには各種の添加剤を加える
必要がある。しかも、これらの方法においては、架橋化
処理を行うとめることから、得られる粒状物は実用上充
分な強度を有しないものと思われる。更に、特開昭58
−57401号で開示されている方法は、キトサンの酸
性水溶液に乳化剤を含む疎水性溶剤を加え十分にかきま
ぜてエマルジョンを形成させ、次いでこのエマルジョン
をアルカリ水溶液中にかきまぜながら注入して、キトサ
ンを粉粒状に凝固析出させるものであシ、キトサンの酸
性水溶液に過剰の乳化剤含有疎水性溶剤を加えて高分子
量キトサン水溶液の粘度低下を計っているがキトサンの
濃度は05〜aOチの範囲に過ぎない。
上記した公知の方法においては、いずれも高分子量キト
サンを用いているため、キトサンの性質から、酢酸、蟻
酸等の溶媒に溶解するとき、数条の濃度でもその溶液の
粘度が極端に高く、ゲル化状態にあシ、粒状物質を得る
ためにはゲル化状態を避けるため、相当程度の分散を行
う必要があシ、そのために懸濁剤、細孔調節剤、乳化剤
、界面活性剤等を用いて分散させた低濃度のキトサン溶
液としているが、かSる添加剤を用いる場合、その薬剤
の使用割合の相違によシ得られる炎孔性球状物の粒径、
微孔状態が変化し、一定のものを得るのは困難でアシ、
また、得られる粒状物質が強度的に脆い欠点がちった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は低分子量キトサンを用いることによシ濃度の高
いキトサン溶液とし、この溶液を塩基性溶液中に落下せ
しめ、凝固させることによシ非常に粒度の揃った、しか
も球表面、割断面に均一な微細孔、を具備する粒状多孔
質キトサンを得ることを目的とする。
本発明方法においては低分子量キトサンを用いるため、
従来法における如く各種の添加剤を用いることなく、高
濃度のキトサン溶液とすることができ、また、凝固に際
し、塩基性溶液の濃度を調整することによって所望の粒
状多孔質キトサンを容易に得ることができる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、低分子量キトサンを酢酸、ジクロル酢酸、蟻
酸の単独、若しくは混合物の水溶液に溶解し、該溶解液
を塩基性溶液中に落下せしめて粒状多孔質キトサンを凝
固析出させるものである。
本発明においては、平均分子量が10,000〜230
.000の低分子量キトサンが用いられる。フレーク状
の高分子量キトサンは所望の分子量に低下して使用する
。本発明者等は、低分子化キトサンの製造方法を鋭意検
討し、キトサンを過硼酸ソーダ水溶液中で加温処理する
ことによシ所望の分子量を有する良質なキトサンを得る
方法を発明した。該方法によって得られる低分子量キト
サンは本発明方法に好適に使用されるが、他の方法によ
って得られたものであっても、上記分子量を有するもの
であれば本発明において使用することができる。低分子
量キトサンは上記酸の水溶液に溶解して使用されるが、
溶解液濃度はキトサンの分子量によって、流動性を有し
、取扱いの容易な範囲で自由に選択することができるが
、2q6〜20チの範囲内であることが好ましい。また
、必要に応じて0〜5チの範囲内で尿素等の粘度調節剤
を酸水溶液に加えることもできる。
上記のようにして調製されたキトサン酸性水溶液は、例
えば孔径がα1〜Q25rn/mの吐出孔より圧力下に
次の凝固浴中に一定量ずつ落下させる。
この場合の吐出口孔径、圧力等の選択は、所望する粒径
によ多自由に選択出来ることは勿論である。
凝固浴としては塩基性溶液が用いられる。塩基性物質と
しては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、アンモニア、エチレンジアミン等
のアルカリ性物質が用いられる。
塩基性溶液は水、又はメタノール、エタノール等の極性
ヲ崩するアルコール類、又は水とアルコールとの混合物
に前記塩基性物質を加えて使用する。
アルコール類は、凝固浴の表面張力を低下さす役割を果
すので、落下させたときの衝撃を弱めることができ、比
表面積を容易に制御する効果がある。
塩基性溶液の濃度は使用するキトサン酸性水溶液の濃度
によって、丈、所望する粒状多孔性キトサンの性状によ
って自由に選択することができる。
キトサンは、凝固浴中を粒状体で沈降しながら脱溶媒反
応の進行と共に微細組織を形成する。沈降した球状凝固
物を取シ出し、中性になる迄水洗を行い、必要によシ乾
燥し、粒状多孔質キトサンを得る。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例によシ更に詳細に説明するが、キ
トサンの分子量は粘度から測定した。即ち、分子量を直
接測定することは煩雑な操作を要するので、回転式粘度
計を用いて粘度を測定し、粘度と分子量との相関関係を
用い、20℃恒温で測定された粘度から、シュタウジン
ガーの粘度式に従って重合度を算出し、キトサンの単位
量を乗じて分子量とした。キトサン酸性水溶液の濃度も
上記粘度計を用い測定した。粒状多孔質キトサンの比表
面積は、試料を液体窒素中で急冷凍結し、10””’ 
 )−ル(’l’orr) 、 −4Q℃、8時間真空
乾燥し、140℃、40分間脱ガス後比表面自動測定装
置(島津マイクロメリテイツクヌ2200形)にてBE
T法で測定し、細孔径は比表面積測定で真空乾燥した試
料を金蒸着させた割断面につき走査電子顕微鏡写真を倍
率2,000倍で摂シ、マイクロメーターを入れた実体
顕微鏡で30倍10視野分測定し求めた。
実施例1 蟻酸と水を用いてキトサン酸性溶液の粘度が全て2,5
oocpとなるように、キトサンの平均分子量200,
000の場合はキトサン濃度を2チ、平均分子量81,
0OOn合はキトサン濃度を4チ、平均分子量46,0
00+7J%合はキトサン濃度を6t16、平均分子量
15,000の場合はキトサン濃度を10チ、平均分子
量11.00(1の場合はキトサン濃度を14%と20
q6にそれぞれ調製し、これらの溶液を粒径L g m
/mの粒状多孔質キトサンを得るために濃度に応じ、キ
トサン濃度2%、4%、6%についてはノズル径α15
rrV′m、 NZガス圧2Kr/讐、キトサン濃度1
0%、14%、20チについてはノズル径α24ry’
m%N2ガス圧2 h/cdでNaOH2チ、10%、
30%と、メタノール5%、50チ、60%及び水を組
合せてなる塩基性水溶液中に落下させ、所望径のキトサ
ンを得、これらを水洗し、その細孔径及び比表面積を測
定した結果を第1−1表及び第1−2表に示した。又、
キトサン酸性水溶液の粘度’ti=4,000cpとす
るため平均分子量23,000のキトサンを用い、キト
サン濃度を10チとして上記キトサン濃度10チの場合
と同様に粒状化を行った結果を第2表に示した。
以   下   余   白 次に本発明によって得られた粒状多孔質キトサンの粒径
分布を測定した。第1−2表に示したキトサン酸性溶液
濃度14チでNaOH30% 、 CHaOH5チ、H
2O65’%系の凝固浴を用いて得られた粒状多孔質キ
゛トサン250個の粒径分布は第3−1表に示す通シで
あって、平均粒径はL77ttrrnであった。また、
キトサン酸性溶液の濃度45%、粘度2.800cpO
溶液をNaOH5%、C2H50H40%−H2055
%系の凝固浴を用いて得られた粒状多孔質キトサンi、
271個の粒径分布は第3−2表に示す通シであって、
平均粒径はQ45amであった。
以  下  余  白 実施例2 ジクロル酢酸と水を用いてキトサン酸性溶液の粘度が2
,800cpとなるように、キトサンの平均分子量がs
x、oooの場合はキトサン濃度4%、キトサンの平均
分子量が46,000 の場合はキトサン濃度6チ、キ
トサンの平均分子量が11,000の場合はキトサン濃
度12チにそれぞれ調製し、塩基性溶液として、NaO
H+H20系、エチレンジアミン+CHsOH系、NH
B + H2O系、及びNHa 十CHsOH+H20
系(25チアンモニア水十メタノール系)を用いそれぞ
れの系の濃度を変更し、との凝固浴中に実施例1と同様
の手段でキトサン酸性溶液を落下させて得た粒状多孔性
キトサンの細孔径と比表面積を測定した結果を第4−1
表、第4−2表、第4−3表及び第4−4表として示し
た。
以  下  余  白 〔発明の効果〕 本発明方法によって得られた粒状多孔質キトサンは、上
記実施例にも記載のように球形粒状をして居シ、殆んど
真球でその粒度分布も極めて狭い範囲に集中しておシ、
球形粒状キトサンを走査型電子顕微鏡を用いてその表面
、割断面を観察すると、実施例ではα2〜&Opmの孔
径を有し、比表面積が15〜90n?/f の球表面と
割断面に均一な細孔を有することが認められる。例えば
粒状物がL B m/m  φの直球と見做すと表面積
は約α003n?/fで6j)、本発明による粒状多孔
性キトサンはs、ooo〜30,000倍の表面積を有
することになシ、微細孔が形成されていることが判る。
この様に本発明によって製造された粒状多孔質キトサン
は、浸れた表面活性を有し、かつ比表面積を犬キ<シて
いるので化学反応性に富み、粒径も従来の如きごく径の
小さい粒状物に較べて大径のものも得られ、担体として
用いた時容器中に充填しても表面積も大きく、液体の流
動の妨げとな −らず、しかもかなシ強度の高いものが
得られるので破損率も少なく、多くの広い分野で使用で
きる効果がちる。
更に本発明を実施するに際しては、キトザン酸性溶液の
濃度と凝固浴組成としての塩基性溶液の組合せと濃度を
適宜選択することによって所望の多孔性粒状キトサンを
得ることが出来るものであって、従来法に較べ使用薬剤
も少なく溶媒回収にも他の第3成分を用いていないため
支障がない。
本発明によって得られる粒状多孔質キトサンは、粒度が
揃ってシシ、球表面、割断面に均一な微細孔を有し、比
表面積が高いので、タンパク質の固定化能及び物質吸着
能が高く、固定化酵素担体、各種クロマトグラフィー充
填材を初めとした各種吸着担体の用途にも充分使用可能
な強度を有し。
また、粒径の小さいものは細胞培養用に応用できる。
特許出願人  富士紡績株式会社 代理人 弁理士   犬  野  克  躬同 上  
    大  野  令  子同上   太 野 柳之
輔 手続補正書岨発) 昭和59年 8月29日

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)低分子量キトサンを酸性水溶液に溶解し、該溶解
    液を塩基性溶液中に落下せしめて多孔質キトサンを凝固
    析出させることを特徴とする粒状多孔質キトサンの製造
    方法。
  2. (2)低分子量キトサンの平均分子量が10,000〜
    230,000の範囲である特許請求の範囲第1項に記
    載の方法。
  3. (3)低分子量キトサンの酸性水溶液への溶解度が2重
    量%から20重量%の範囲である特許請求の範囲第1項
    に記載の方法。
  4. (4)塩基性溶液が、塩基性物質と水、又は塩基性物質
    と水とアルコール、又は塩基性物質とアルコールよりな
    る特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  5. (5)塩基性溶液がNaOH−水系、NaOH−アルコ
    ール水系、エチレンジアミン−アルコール系、アンモニ
    ア−水系、アンモニア−アルコール−水系のいずれかよ
    りなる特許請求の範囲第4項に記載の方法。
JP16119284A 1984-07-31 1984-07-31 粒状多孔質キトサンの製造方法 Granted JPS6140337A (ja)

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