JPS6257381B2 - - Google Patents

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JPS6257381B2
JPS6257381B2 JP58249469A JP24946983A JPS6257381B2 JP S6257381 B2 JPS6257381 B2 JP S6257381B2 JP 58249469 A JP58249469 A JP 58249469A JP 24946983 A JP24946983 A JP 24946983A JP S6257381 B2 JPS6257381 B2 JP S6257381B2
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JP
Japan
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adsorbent
urea
urease
immobilized
aldehyde group
Prior art date
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Application number
JP58249469A
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English (en)
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JPS60137433A (ja
Inventor
Toshimi Shimizu
Yoshio Tanaka
Yoshihiko Yamazaki
Isao Isa
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Priority to JP58249469A priority Critical patent/JPS60137433A/ja
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Publication of JPS6257381B2 publication Critical patent/JPS6257381B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、多糖類の酸化物にウレアーゼが固定
されている新規な尿素分解吸着剤に関する。 従来、吸着剤の吸着性能を向上させるために、
吸着剤の性質や形状を改良することが行なわれて
いる。しかし、これらは吸着剤側からの改善法で
あり、被吸着物質が同じである限り、おのずと限
界がありその吸着性能を著しく向上させることは
困難である。そこで被吸着物質側に視点を変えた
改良法、すなわち、被吸着前駆物質をさらに吸着
されやすい低分子物質に変換し、それをすぐさま
吸着剤により除去する方法によつて飛躍的な吸着
効果が期待できる。この時、被吸着前駆物質を効
果的に変換するのに酵素反応を利用すればよい。
たとえば人工解毒臓器用吸着剤として尿素除去用
吸着剤が多方面から嘱望されているが、現状では
尿素に対して効果的な吸着剤は見つかつていな
い。そこで尿素を酵素ウレアーゼを作用してより
分子量の小さいアンモニアに変換し、これをすぐ
さまアンモニア吸着剤で吸着させる。一般に酵素
を利用しての従来の吸着システムとしては、酵素
を水不溶性の担体に結合させるか、あるいはマイ
クロカプセル中に包含させ固定化する。それらへ
被吸着前駆物質を含む溶液と反応させ、反応生成
物を活性炭やイオン交換樹脂などの吸着剤で除去
する方法がある。しかしながら、この場合に該反
応生成物が吸着剤に吸着されるまでに2次反応を
起こし充分な効果が達成されないことがあるこ
と、および装置が複数個以上必要となり、大型な
ものとなるなどの欠点があつた。 本発明者等は、これらの問題を解決するために
鋭意研究を重ねた結果、極めて高い吸着効果をも
つ尿素分解吸着剤を完成するに至つた。すなわち
吸着剤基材として構造単位中に隣接する少なくと
も2個の水酸基をもつ多糖類の酸化により調製さ
れたアルデヒド基含有多糖類を用い、これにウレ
アーゼが固定されている尿素分解吸着剤である。
この吸着剤に尿素含有物質を接触させると、その
酵素反応により尿素はアンモニアに変換され、こ
れは直ちに吸着剤基材に吸着される。酵素反応生
成物が直ちに吸着剤により吸着されることにより
従来の欠点であつた2次反応の発生は殆んど完全
に阻止され、かつ該酵素反応も促進される利点を
有する。さらに、ウレアーゼが吸着剤基材に固定
されているので、本発明に基づく装置は極めてコ
ンパクトなものとなる。 本発明において用いる吸着剤基材としては、構
造単位中に隣接する少なくとも2個の水酸基をも
つ多糖類の酸化により調製された酸化物である、
アルデヒド基含有多糖類が用いられる。該酸化物
は多糖類の水酸基をアルデヒド基に酸化させた状
態のものであるが、小部分のカルボキシル基を含
有していても良い。多糖類としては、デンプン、
セルロース、デキストリン、マンナンおよびこれ
らのカルボキシメチル誘導体、アミノエチル誘導
体、ジエチルアミノ誘導体などがあげられる。酵
素としては尿素を基質としてアンモニアに分解す
るウレアーゼが用いられる。これらの多糖類の前
記酸化物のアンモニア吸着速度、吸着容量(モル
換算)は尿素に対するそれより大きいので、ウレ
アーゼを利用して尿素をアンモニアに効率的に変
換してやれば、尿素濃度は飛躍的に減少し、かつ
酵素反応により生成したアンモニアは相当する濃
度の窒素を有する尿素より早い速度で吸着される
ことになる。 本発明によれば、アルデヒド基含有多糖類の活
性アルデヒド基の一部を利用して酵素を固定化す
る場合、アルデヒド基含有多糖類を水中に分散さ
せ、0〜5℃で10〜50時間、望ましくは20〜30時
間、酵素と撹拌下反応させることにより固定化を
行なう。又、アルデヒド基含有多糖類中の他の官
能基を利用して酵素の固定化を行なう場合、例え
ばカルボキシメチル基の場合には縮合試薬である
カルボジイミドやウツドワード試薬K等を用いて
固定化したり、あるいはカルボン酸の酸アジド誘
導体としたのち、酵素を固定化する等の方法があ
る。またアミノエチル基の場合には、グルタルア
ルデヒドのような架橋剤を用いて固定化すること
もできる。以上のような方法により酵素を固定化
したアルデヒド基含有多糖類は凍結乾燥により回
収し、好ましくは吸着剤として用いるまで0〜5
℃にて密閉保存する。 このようにして得られた尿素分解吸着剤は医療
用、医薬用工業材料、工業用原料としてあるいは
化学実験用材料として利用することができる。た
とえば、ジアルデヒドデンプンに酵素ウレアーゼ
を固定化した尿素分解吸着剤は尿毒症患者、高窒
素血症患者の血液中、体液中の尿毒素物質の除去
及び血中尿素窒素濃度値の減少化のための治療用
吸着剤としてあるいは透析患者の透析回数を低減
させたり、尿毒症患者の透析治療導入期を遅延さ
せるための経口投与薬として用いられる。 次に実施例および参考例により本発明をさらに
詳細に説明する。 実施例 1 ばれいしよデンプンを過ヨウ素酸酸化して得ら
れたジアルデヒドデンプン10gを、ウレアーゼ
(2300国際単位/g)5gを含む水100ml中に懸濁
させ、0〜5℃で24時間撹拌した。その後、沈殿
物をろ過し、蒸留水、1M−塩化ナトリウム水溶
液、再び蒸留水にて洗浄し、凍結乾燥によつて粉
末の尿素分解吸着剤(U−)8.8gを得た。窒
素分析値から求めたU−のウレアーゼ含量は
6.0%であり、U−1gあたりのウレアーゼ活
性は18.6国際単位であつた。 得られた尿素分解吸着剤について、尿素除去能
を調べた結果をウレアーゼの非固定物の吸着基材
自体と比較して次表に示す。尿素除去実験は尿素
濃度200ml/dlに調節した透析液(PH7.2)中に一
定量の吸着剤を加え24時間インキユベーシヨンし
た後、尿素濃度の変化から尿素除去率を求めた。 実施例 2 ばれいしよデンプン80gを水500ml中に分散さ
せ、20℃で2.3gのエピクロルヒドリンと0.5N−
水酸化ナトリウム水溶液50mlを加え、2時間撹拌
することにより架橋ばれいしよデンプン70gを得
た。この架橋ばれいしよデンプンを過ヨウ素酸酸
化して得られた架橋ジアルデヒドデンプン30gを
実施例1におけるジアルデヒドデンプンの代わり
に用いること以外実施例1と全く同様な操作でウ
レアーゼ溶液で処理して尿素分解吸着剤(U−
)25gを得た。窒素分析値から求めたU−の
ウレアーゼ含量は4.9%であり、U−1gあた
りのウレアーゼ活性は15.5国際単位であつた。 得られた尿素分解吸着剤について、実施例1の
方法に準じて尿素除去率を調べた。その結果は次
表に示す。 実施例 3 マンナンを過ヨウ素酸酸化して得られたジアル
デヒドマンナン10gを実施例1におけるジアルデ
ヒドデンプンの代わりに用いること以外、実施例
1と全く同様な操作でウレアーゼ溶液とで処理し
尿素分解吸着剤(U−)8.3gを得た。窒素分
析値から求めたU−のウレアーゼ含量は5.2%
であり、U−1gあたりのウレアーゼ活性は
15.6国際単位であつた。 得られた尿素分解吸着剤について、実施例1の
方法に準じて尿素除去率を調べた。その結果は次
表に示す。 実施例 4 カルボキシメチルデキストランを過ヨウ素酸酸
化して得られたジアルデヒドカルボキシメチルデ
キストラン1gを水10ml中に懸濁させ、これに水
溶液カルボジイミド1gを加えて2分間撹拌し
た。次にウレアーゼ(2300国際単位/g)600mg
を加え、0.2N−水酸化ナトリウム水溶液により
PHを8.5に調節し、室温で20分間、さらに4℃で
5時間ゆつくりと撹拌した。生成した沈殿はろ過
し、0.05Mの2−アミノエタノールを含むPH
8.5、0.1M−炭酸ナトリウム水溶液に再び懸濁さ
せた。4℃で10時間静置させたのち沈殿物を
0.15M−塩化ナトリウム水溶液、0.05M−塩化カ
ルシウム水溶液でよく洗浄し、沈殿物をろ過した
のち、凍結乾燥により尿素分解吸着剤(U−)
0.86gを得た。窒素分析値から求めたU−のウ
レアーゼ含量は4.9%であり、U−1gあたり
のウレアーゼ活性は15.22国際単位であつた。 得られた尿素分解吸着剤について、実施例1の
方法に準じて尿素除去率を調べた。その結果は次
表に示す。 実施例 5 ばれいしよデンプンを過ヨウ素酸酸化によつて
一部がカルボン酸にまで酸化されたアルデヒドデ
ンプンを得た。このカルボキシル基を含むアルデ
ヒドデンプン5gを実施例4においてジアルデヒ
ドカルボキシメチルデキストランの代わりに用い
ること以外は実施例4と全く同様に処理して尿素
分解吸着剤(U−)3.9gを得た。窒素分析値
から求めたU−のウレアーゼ含量は4.8%であ
り、U−1gあたりのウレアーゼ活性は14.9国
際単位であつた。 得られた尿素分解吸着剤について、実施例1の
方法に準じて尿素除去率を調べた。その結果は次
表に示す。 実施例 6 アミノエチルセルロースを過ヨウ素酸酸化して
得られたジアルデヒドアミノエチルセルロース1
gをPH7.0リン酸緩衝液15ml中に懸濁させ、これ
に50%グルタルアルデヒド水溶液4mlを加えて2
時間室温で撹拌した。反応生成物は遠心分離しPH
7.0のリン酸緩衝液で6回洗浄した。次に得られ
た粉末をPH7.0リン酸緩衝液15ml中に再懸濁さ
せ、これに100mgのウレアーゼ(2300国際単位/
g)を含む1mlの水溶液を加えて室温で2時間撹
拌した。最終反応生成物は遠心分離しPH7.0のリ
ン酸緩衝液で3回洗浄した。沈殿物をろ過し、凍
結乾燥することによつて尿素分解吸着剤(U−
)0.72gを得た。窒素分析値から求めたU−
のウレアーゼ含量は5.4%であり、U−1gあ
たりのウレアーゼ活性は17.3国際単位であつた。 得られた尿素分解吸着剤について、実施例1の
方法に準じて尿素除去率を調べた。その結果は次
表に示す。
【表】
【表】 なお、比較例における非固定化1〜6は、実施
例1〜6においてウレアーゼを固定化してない吸
着基材自体である。また、U−〜U−を用い
た尿素除去実験のいずれの実施例の場合も、24時
間後、残存アンモニアは尿素溶液中に殆んど検出
されなかつた。この事は変換されたアンモニアは
全て吸着基材によつて除去されていることを示
す。さらにこの表から明らかなように、この発明
の化合物はウレアーゼ非固定化物に比較して飛躍
的な尿素除去効果を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 構造単位中に隣接する少なくとも2個の水酸
    基をもつ多糖類の酸化により調製されたアルデヒ
    ド基含有多糖類にウレアーゼが固定されている尿
    素分解吸着剤。 2 アルデヒド基含有多糖類がデンプン、セルロ
    ース、デキストリン、マンナン、およびこれらの
    カルボキシメチル誘導体、アミノエチル誘導体、
    ジエチルアミノ誘導体のアルデヒド基含有物から
    なる群から選択される前記特許請求の範囲第1項
    に記載の尿素分解吸着剤。
JP58249469A 1983-12-26 1983-12-26 尿素分解吸着剤 Granted JPS60137433A (ja)

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JPS57130545A (en) * 1981-02-04 1982-08-13 Agency Of Ind Science & Technol Urea adsorbing agent
JPS57150433A (en) * 1981-03-12 1982-09-17 Kuraray Co Ltd Carrier for immobilizing physiologically active material and selective adsorbent, selective electrode and analytical column using said carrier

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