JPS6320320Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は固定化酵素容器に関し、詳しくは、酵
素が固定化された水分散型高分子重合体粒子を固
定化酵素として酵素反応を行なう場合に、酵素反
応生成物や基質との分離が容易であると共に、反
応容器への充填又は反応容器からの除去が簡単で
ある固定化酵素容器に関する。

酵素を水不溶性担体に固定化させた固定化酵素
が近年、固体触媒と同様に用いられるに至つてい
るが、このような従来の固定化酵素は多くの場
合、粒径が数mm程度の粒子であつて、通常、反応
容器に充填されて用いられている。しかし、この
ような粒子状固定化酵素の充填層は、粘性の高い
基質や巨大分子を流通させると容易に目詰りを起
こし、基質の拡散が阻害される。

このような問題を解決するために、既に水分散
型高分子重合体粒子に酵素を固定化した固定化酵
素が提案されており（例えば、特開昭57−150386
号公報等）、かかる固定化酵素によれば基質との
酵素反応を分散系で行なうことができ、従つて、
固定化酵素は遊離の酵素と同様に反応系内で移動
し得るので、固定化酵素が反応系内で固定されて
いる従来の場合と異なり、基質が高分子量であつ
ても基質が容易に拡散することができ、酵素反応
が迅速に行なわれる利点を有する。

しかし、このように酵素を固定化した水分散型
高分子重合体粒子の水分散液を用いる場合におい
ても、反応終了後にこの固定化酵素を反応生成物
や未反応の基質から分離するには、膜分離や遠心
分離によらざるを得ず、その操作が煩瑣であつ
て、必ずしも容易ではない。また、２種以上の固
定化酵素を用いて酵素反応を行なう場合、そのう
ちの一部の固定化酵素のみを多種の固定化酵素と
交換したり、或いは反応系から除去することは殆
ど不可能である。

本考案は上記した問題を解決するためになされ
たものであつて、酵素が固定化された水分散型高
分子重合体粒子を固定化酵素として酵素反応を行
なう場合に、酵素反応生成物や基質との分離が容
易であるのみならず、反応容器への充填又は反応
容器からの除去が簡単であり、更に、２種以上の
固定化酵素を用いた場合にも、その一部のみを簡
単に取出すことができる固定化酵素容器を提供す
るとを目的とする。

本考案による固定化酵素容器は、水分散型高分
子重合体粒子に酵素を固定化した固定化酵素の水
分散液が、この固定化酵素は透過しないが、酵素
反応における基質及び反応生成物は透過させる分
離膜内に封入されてい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考案を説
明する。

第１図は本考案による略管状に形成された固定
化酵素容器の一実施例を示す。本考案において用
いる固定化酵素は、水分散型高分子重合体粒子１
に酵素が固定化された固定化酵素であり、一部は
例えば、特開昭57−150380号公報等によつて既に
知られているように、平均粒子径が0.03〜2μ、好
ましくは0.1〜1μである水分散型高分子重合体粒
子に酵素を共有結合法、イオン結合法又は物理吸
着法等の従来より知られている固定化方法によつ
て酵素を固定化させたものである。水分散型高分
子重合体粒子の平均粒子径が小さすぎるときは、
後述する分離膜として微孔孔径の小さいものを用
いなければならず、この結果、基質溶液の分離膜
内への透過抵抗や反応生成物の分離膜外への透過
抵抗が大きくなつて、反応に長時間を要すること
となり、一方、大きすぎるときは、固定化酵素の
分散性が劣ることとなるほか、粒子の単位体積当
りの粒子表面積が小さくなり、固定化酵素の反応
活性が相対的に小さくなるので好ましくない。

上記したような水分散型高分子重合体粒子は、
酵素を共有結合法にて固定化させる場合には、そ
のための反応性官能基を有することを要し、酵素
をイオン結合法にて固定化させる場合には、その
ためのイオン性基を有することを要する。但し、
酵素を物理吸着法によつて固定化させる場合に
は、特に反応性の官能基やイオン性基を必要とせ
ず、水分散型高分子重合体粒子であれば任意のも
のを用いることができる。このような水分散型高
分子重合体粒子の製造方法も前記した公報等に記
載されている。しかし、本考案において用いる固
定化酵素は、水分散型高分子重合体粒子への酵素
の固定化方法において何ら制限されるものではな
い。

本考案による固定化酵素容器は、上記のような
固定化酵素１の水分散液が分離膜２内に封入され
ている。この分離膜は、この固定化酵素は透過し
ないが、酵素反応における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る
が、上記固定化酵素は遊離の酵素に比較して、格
段に大きい粒子径を有するので、遊離の酵素を分
離する場合と異なり、比較的孔径の大きい微孔を
有する分離膜を用いることができ、従つて、容器
内への基質の透過及び容器内で酵素反応の結果、
生成した反応生成物の容器外への透過が容易であ
る。

本考案において、容器の形状は特に制限される
ものではなく、図示した管状のほか、封筒状、球
状、立方体状等任意であり、更に、必要に応じ
て、容器に強度をもたせるために、分離膜はその
表面又は裏面が剛性を有する多孔性シートにて補
強されていてもよい。

本考案の固定化酵素容器は、酵素反応器にその
まま充填して、回分式又は連続式酵素反応に使用
することができる。第２図は、本考案の固定化酵
素容器を用いる連続酵素反応装置の一例を示し、
基質溶液入口３と反応混合物出口４とを有する円
筒状容器５内にその軸方向に回転軸６が回転可能
に支持されており、この回転軸からその半径方向
に放射状に撹拌翼７が突設され、また、容器壁面
には邪魔板８が突設され、これら撹拌翼及び邪魔
板に本考案による固定化酵素容器９が着脱自在に
取付けられている。

従つて、この装置によれば、基質溶液入口から
基質溶液を容器内に連続的に供給し、撹拌翼及び
邪魔板によつて基質溶液を容器内で撹拌すれば、
前記したように、基質は固定化酵素容器内に透過
し、また、反応生成物は固定化酵素容器外に透過
し、かくして、固定化酵素の混入のおそれなく、
反応混合物出口から連続して反応混合物、即ち、
反応生成物と場合により未反応の基質のみを安定
に取得することができる。

以上のように、本考案の固定化酵素容器によれ
ば、水分散型高分子重合体粒子に酵素を固定化し
た固定化酵素の水分散液がこの固定化酵素を透過
させない分離膜内に封入されているので、反応容
器への充填及び反応容器からの除去が容易であ
り、特に、２種以上の固定化酵素を用いる酵素反
応においても、予め酵素別に固定化酵素容器を作
製しておけば、必要に応じて、１種の固定化酵素
のみを反応系から除去し、或いは別種の固定化酵
素と交換することができる。また、かかる固定化
酵素容器を用いることにより、基質及び反応生成
物のみがこの分離膜を透過するので、分離性はよ
く反応生成物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による固定化酵素容器の一実施
例を示す切欠き斜視図、第２図は本考案による固
定化酵素容器を用いる酵素反応装置の一例を示す
断面図である。 １……固定化酵素、２……分離膜、５……円筒
状容器、６……回転軸、７……撹拌翼、９……固
定化酵素容器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水分散型高分子重合体粒子に酵素を固定化した
   固定化酵素の水分散液が、この固定化酵素は透過
   しないが、酵素反応における基質及び反応生成物
   は透過させる分離膜内に封入されていることを特
   徴とする固定化酵素容器。