JPS6170974A - 生化学反応装置 - Google Patents
生化学反応装置Info
- Publication number
- JPS6170974A JPS6170974A JP19302384A JP19302384A JPS6170974A JP S6170974 A JPS6170974 A JP S6170974A JP 19302384 A JP19302384 A JP 19302384A JP 19302384 A JP19302384 A JP 19302384A JP S6170974 A JPS6170974 A JP S6170974A
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- JP
- Japan
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- reaction
- living cells
- inlet
- outlet
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- Pending
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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。
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・発明は生化学反応装置に関する。
（従来の技術）
生化学反応、例えば、代表的には、酵素反応は医薬品、
食品等の製造の過程で既に一部工業的にも実施されてい
るが、従来は、このような酵素反応は、酵素を基質の水
溶液に溶解させ、この水溶液中で行、なわせるか、又は
特に多段階の酵素反応を必要とする場合は、酵素を生、
産する生細胞を用いた方が有利であるので、生細胞の培
養液中において、若しくは生細胞、を基質溶液中に分散
させた液中において反応を行なわせている。しかし、こ
のような方法によれば、反応条件を一定に維持しつつ、
新鮮な酵素又は生細胞を補給したり、また、反応後に酵
素を失活させることなく、生成物を酵素又は生細胞から
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、そのうえ、反応が回分式であるから生産性に劣る
問題がある。
食品等の製造の過程で既に一部工業的にも実施されてい
るが、従来は、このような酵素反応は、酵素を基質の水
溶液に溶解させ、この水溶液中で行、なわせるか、又は
特に多段階の酵素反応を必要とする場合は、酵素を生、
産する生細胞を用いた方が有利であるので、生細胞の培
養液中において、若しくは生細胞、を基質溶液中に分散
させた液中において反応を行なわせている。しかし、こ
のような方法によれば、反応条件を一定に維持しつつ、
新鮮な酵素又は生細胞を補給したり、また、反応後に酵
素を失活させることなく、生成物を酵素又は生細胞から
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、そのうえ、反応が回分式であるから生産性に劣る
問題がある。
このような問題を解決するために、近年、粒子状の水不
溶性の担体に酵素を生産する生細胞を一固定化し、その
分離回収を可能と・した固定化生細胞を反応容器内に充
填し、この反応容器に基質溶液を導入して酵素反応を行
なわせることが提案され、また、一部では既に実用化さ
れている。即ち、通常、セルロース、デキストラン、ア
ガロース等の多糖類のＨＡ ４体やポリアクリルアミド
ゲル等の合成型合体からなる径１１ｍ乃至数龍の粒子内
に生細胞を包括法により固定化した固定化生細胞を反応
容器に充填し、これに基質溶液を導入して一固定化生細
胞と接触させ、酵素反応を行なわせる。
溶性の担体に酵素を生産する生細胞を一固定化し、その
分離回収を可能と・した固定化生細胞を反応容器内に充
填し、この反応容器に基質溶液を導入して酵素反応を行
なわせることが提案され、また、一部では既に実用化さ
れている。即ち、通常、セルロース、デキストラン、ア
ガロース等の多糖類のＨＡ ４体やポリアクリルアミド
ゲル等の合成型合体からなる径１１ｍ乃至数龍の粒子内
に生細胞を包括法により固定化した固定化生細胞を反応
容器に充填し、これに基質溶液を導入して一固定化生細
胞と接触させ、酵素反応を行なわせる。
しかし、このような担体粒子に生細胞を固定化させた従
来の固定化生細胞を用いる生化学反応によれば、先ず、
反応容器に充填した際に固定化生細胞が強度に乏しいう
えに、更に、固定化生細胞を調製する化学的過程におい
て生細胞が死滅することが多く、酵素活性の高い固定化
生細胞を得名ことが一般に困難である。また、一旦、固
定化した生細胞が生化学反応の過程において担体粒子か
ら離脱し、固定化生細胞の酵素活性が経時的に速やかに
低下する問題もある。このように、従来の固定化生細胞
を用いて工業的に生化学反応を行なうには、固定化生細
胞の強度、酵素活性の安定性や反応生成物の収率の点等
において、尚も大きい難点がある。
来の固定化生細胞を用いる生化学反応によれば、先ず、
反応容器に充填した際に固定化生細胞が強度に乏しいう
えに、更に、固定化生細胞を調製する化学的過程におい
て生細胞が死滅することが多く、酵素活性の高い固定化
生細胞を得名ことが一般に困難である。また、一旦、固
定化した生細胞が生化学反応の過程において担体粒子か
ら離脱し、固定化生細胞の酵素活性が経時的に速やかに
低下する問題もある。このように、従来の固定化生細胞
を用いて工業的に生化学反応を行なうには、固定化生細
胞の強度、酵素活性の安定性や反応生成物の収率の点等
において、尚も大きい難点がある。
他方、基質や反応生成物が生細胞の周辺に滞留するとき
、生細胞が失活したり、或いは死滅することがあること
が知られている。従って、反応の安定性及び高生産性を
要求される実用的な生化学反応装置においては、生細胞
に対して滞留することなしに、基質溶液及び反応生成物
溶液の円滑な流れを確保することが重要であり、従来よ
り強く要請されている。
、生細胞が失活したり、或いは死滅することがあること
が知られている。従って、反応の安定性及び高生産性を
要求される実用的な生化学反応装置においては、生細胞
に対して滞留することなしに、基質溶液及び反応生成物
溶液の円滑な流れを確保することが重要であり、従来よ
り強く要請されている。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は従来の生化学反応における上記した問題を解決
し、また、上記要請に応えるためになされたものであっ
て、生細胞の活性を高く保持しつつ、星化学反応を安定
に且つ長期間にわたって行なうことができる生化学反応
装置を提供することを目的とする。
し、また、上記要請に応えるためになされたものであっ
て、生細胞の活性を高く保持しつつ、星化学反応を安定
に且つ長期間にわたって行なうことができる生化学反応
装置を提供することを目的とする。
（上記問題点を解決するための手段及び作用効果）。
本発明による生化学反応装置は、
（ａｌ 反応液の導入口と導出口とを有する反応容器
と、 （ｂ） この反応容器内に軸方向に伸びて配設された
支持体と、 （Ｃ） 生細胞浮遊液が封入されてなり、生細胞は透
過させないが、基質及び反応生成物は透過させる限定さ
れた透過性を有する透過膜よりなる細管が上記支持体の
周囲に巻回されてなることを特徴とする。
と、 （ｂ） この反応容器内に軸方向に伸びて配設された
支持体と、 （Ｃ） 生細胞浮遊液が封入されてなり、生細胞は透
過させないが、基質及び反応生成物は透過させる限定さ
れた透過性を有する透過膜よりなる細管が上記支持体の
周囲に巻回されてなることを特徴とする。
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明による生化学
反応装置を説明する。
反応装置を説明する。
基質溶液及び反応生成物溶液、即ち、反応液の導入口１
と導出口２とを有する反応容器３内に、円柱状支持体４
が容器軸方向に伸びて配設されている。図示した実施例
においては、支持体は一端に連通孔５を有する環状の壁
体部６を有し、この壁体部にて反応容器の導入口に接続
固定されており、導入口に供給された基質溶液は、上記
連通孔を経て反応容器内に供給される。
と導出口２とを有する反応容器３内に、円柱状支持体４
が容器軸方向に伸びて配設されている。図示した実施例
においては、支持体は一端に連通孔５を有する環状の壁
体部６を有し、この壁体部にて反応容器の導入口に接続
固定されており、導入口に供給された基質溶液は、上記
連通孔を経て反応容器内に供給される。
上記円柱状支持体は、細管７をその上に巻回する際に破
損しない程度の強度を有すれば足り、特に、その材質は
制限されない。例えば、樹脂やガラス製の円柱が用いら
れる。
損しない程度の強度を有すれば足り、特に、その材質は
制限されない。例えば、樹脂やガラス製の円柱が用いら
れる。
このような円柱状支持体の周囲に、生細胞浮遊液が封入
されてなる透過膜よりなる細管７が巻回されている。こ
の場合、細管は連続した長尺管であって、支持体の周囲
に螺旋状に巻回されていてもよく、或いは環状であって
、支持体の周囲に輪切り状に隣接して巻回されていても
よい。また、二重又はそれ以上に巻回されていてもよい
。特に、基質溶液が反応容器内において細管に接触しな
いバイパスを形成することがないように、細管は、最密
充填状態となるように支持体の周囲に多重に巻回され、
基質溶液と細管内の生細胞浮遊液との接触を高めること
が好ましい。
されてなる透過膜よりなる細管７が巻回されている。こ
の場合、細管は連続した長尺管であって、支持体の周囲
に螺旋状に巻回されていてもよく、或いは環状であって
、支持体の周囲に輪切り状に隣接して巻回されていても
よい。また、二重又はそれ以上に巻回されていてもよい
。特に、基質溶液が反応容器内において細管に接触しな
いバイパスを形成することがないように、細管は、最密
充填状態となるように支持体の周囲に多重に巻回され、
基質溶液と細管内の生細胞浮遊液との接触を高めること
が好ましい。
本発明において、「生細胞」とは、真核細胞、原核細胞
を問わず、一般に培養可能な細胞を意味し、例えば代表
例として、従来より発酵工業において用いられている各
種カビ、酵母、細菌、放線菌等を挙げることができる。
を問わず、一般に培養可能な細胞を意味し、例えば代表
例として、従来より発酵工業において用いられている各
種カビ、酵母、細菌、放線菌等を挙げることができる。
また、「生細胞浮遊液」とは、培養した上記生細胞を遠
心分離等の適宜の手段によって濃縮し、適当な水性媒体
中に懸濁させた水性懸濁液を意味する。
心分離等の適宜の手段によって濃縮し、適当な水性媒体
中に懸濁させた水性懸濁液を意味する。
また、本発明において用いる前記細管を形成するための
透過膜は、用いる生細胞、基質及び反応生成物、特にそ
の大きさに依存し、生細胞は透過させないが、基質及び
反応生成物は透過させる孔径の微孔を有することが必要
であり、これらを考慮して適宜に選ばれる。このように
限定された透過性を有する透過膜として、通常は、平均
孔径０゜０５〜０．３μｍの微孔を有する微孔質膜や限
外濾過膜が好適に用いられ、特に、限外濾過膜の場合は
、分画分子量が１０００−１００万程度である膜が好適
に用いられる。
透過膜は、用いる生細胞、基質及び反応生成物、特にそ
の大きさに依存し、生細胞は透過させないが、基質及び
反応生成物は透過させる孔径の微孔を有することが必要
であり、これらを考慮して適宜に選ばれる。このように
限定された透過性を有する透過膜として、通常は、平均
孔径０゜０５〜０．３μｍの微孔を有する微孔質膜や限
外濾過膜が好適に用いられ、特に、限外濾過膜の場合は
、分画分子量が１０００−１００万程度である膜が好適
に用いられる。
更に、反応容器の体積当りの反応量は、細管の表面積や
細管内の生細胞量等によって大きく規定されると共に、
細管が実用的な強度を有するように、本発明においては
、細管は内径が０．２〜５龍の範囲にあることが好まし
いが、しかし、これに限定されるものではない。細管の
長さは、前記したように、上記支持円筒上への巻回の態
様によって適宜に選ばれ、特に制限されない。
細管内の生細胞量等によって大きく規定されると共に、
細管が実用的な強度を有するように、本発明においては
、細管は内径が０．２〜５龍の範囲にあることが好まし
いが、しかし、これに限定されるものではない。細管の
長さは、前記したように、上記支持円筒上への巻回の態
様によって適宜に選ばれ、特に制限されない。
上記のような細管に生細胞浮遊液を充填するには、例え
ば、細管開口端部を生細胞浮遊液中に浸漬し、毛管現象
を利用して細管内に浮遊液を充填する方法、細管開口端
部を浮遊液に浸漬し、他端開口から浮遊液を吸い上げて
充填する方法、注射針等にて細管内に注入充填する方法
等、任意の方法によることができる。生細胞浮遊液を充
填された細管は、例えば、ヒートシールや硬化性樹脂に
て開口端が封止される。
ば、細管開口端部を生細胞浮遊液中に浸漬し、毛管現象
を利用して細管内に浮遊液を充填する方法、細管開口端
部を浮遊液に浸漬し、他端開口から浮遊液を吸い上げて
充填する方法、注射針等にて細管内に注入充填する方法
等、任意の方法によることができる。生細胞浮遊液を充
填された細管は、例えば、ヒートシールや硬化性樹脂に
て開口端が封止される。
このような反応装置によれば、導入口から反応容器内に
供給された基質溶液は、支持体の周囲に巻回された細管
の壁体を透過し、細管内の生細胞と接触して、所定の生
化学反応を行ない、かくして、生成した反応生成物は細
管壁を透過し、基質溶液と共に導出口から反応装置外に
導かれる。必要に応じて、基質溶液は循環して反応容器
に供給される。
供給された基質溶液は、支持体の周囲に巻回された細管
の壁体を透過し、細管内の生細胞と接触して、所定の生
化学反応を行ない、かくして、生成した反応生成物は細
管壁を透過し、基質溶液と共に導出口から反応装置外に
導かれる。必要に応じて、基質溶液は循環して反応容器
に供給される。
（発明の効果）
本発明の生化学反応装置によれば、以上のように、生細
胞浮遊液が限定された透過性を有する透過膜よりなる細
管内に封入され、この細管が反応容器内において、液体
を透過させる支持体の周囲に巻回されているので、従来
の生細胞を固定化した粒子状担体を反応容器に充填して
なる反応装置と異なり、生細胞は細管内に保護されてい
るうえに、生細胞は反応容器内において細管内に遊離状
態で封入され、拘束されているのみであるので、かかる
細管を調製する過程で失活することがなく、高い生細胞
活性を保持することができる。従って、本発明の装置に
よれば、安定して長期間にわたって所定の生化学反応を
行なって、高い収率にて反応生成物を得ることができる
。
胞浮遊液が限定された透過性を有する透過膜よりなる細
管内に封入され、この細管が反応容器内において、液体
を透過させる支持体の周囲に巻回されているので、従来
の生細胞を固定化した粒子状担体を反応容器に充填して
なる反応装置と異なり、生細胞は細管内に保護されてい
るうえに、生細胞は反応容器内において細管内に遊離状
態で封入され、拘束されているのみであるので、かかる
細管を調製する過程で失活することがなく、高い生細胞
活性を保持することができる。従って、本発明の装置に
よれば、安定して長期間にわたって所定の生化学反応を
行なって、高い収率にて反応生成物を得ることができる
。
図面は本発明による生化学反応装置の実施例を示す断面
図である。 １・・・４人口、２・・・導出口、３・・・反応容器、
４・・・支持体、７・・・細管。
図である。 １・・・４人口、２・・・導出口、３・・・反応容器、
４・・・支持体、７・・・細管。
Claims (1)
- （１）（ａ）反応液の導入口と導出口とを有する反応容
器と、 （ｂ）この反応容器内に軸方向に伸びて配設された支持
体と、 （ｃ）生細胞浮遊液が封入されてなり、生細胞は透過さ
せないが、基質及び反応生成物は透過させる限定された
透過性を有する透過膜よりなる細管が上記支持体の周囲
に巻回されてなることを特徴とする生化学反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19302384A JPS6170974A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 生化学反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19302384A JPS6170974A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 生化学反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170974A true JPS6170974A (ja) | 1986-04-11 |
Family
ID=16300887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19302384A Pending JPS6170974A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 生化学反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170974A (ja) |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP19302384A patent/JPS6170974A/ja active Pending
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