JPS63242342A - パイロジエン除去用炭素質吸着剤 - Google Patents

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〕 本発明は水中に溶存するパイロジエンの除去用炭素質吸
着剤に関する。

（従来の技術〕 パイロジエンとは、ごく微量で恒温動物の体温を異常に
上昇させる物質の総称で、これが直接人体の血液に静脈
注射などを介して混入すると薬剤の主作用とは別個に強
烈な発熱反応を引き起こし、場合によってショック死に
至る。

その発熱性毒素は主として細菌の細胞膜成分を構成する
細菌性内毒素（Ｂａｃｔｅｒｉａｌ　Ｅｎｄｏｔｘｉｎ
）である。各国局方とも、注射用水は細菌はもちろんパ
イロジエンを含んではならないと定めている。

また、半導体素子の高集積度化に伴ない、これに用いる
純水の純度を極限にまで向上させた、いわゆる超純水で
は、パイロジエンの発生源である生菌数は０．０２／ｍ
Ｊ２以下という厳しい水準が要求されている。

パイロジエンを含まない純水を得るには通常、局方精製
水の蒸留操作によるが、１回程度の蒸留ではリムルス・
テスト［カブトガニの血球抽出物、リムルス・アメーボ
サイト・ライセイト（Ｌｉｍｕｉｕｓ　Ａｍｅｒｂｏｃ
ｙＬｅ　Ｌｙｓａｔｅ）とエンドトキシンとのゲル化反
応による試験］で陽性を呈することが多い。そのため、
最近日本特許９８９０５８および７３８６３２にみられ
るように、膜分離法が用いられるようになってきた。膜
分離法は通常、単独で利用されるよりむしろきわめて高
価な超純水製造システムの一要素として組み込まれ、具
体的には、パイロジエンはもちろん各種イオン、有機物
等を多量に含む市水を活性炭および／またはイオン交換
樹脂に通水した後、貯水し、更に減菌の為の紫外線殺菌
器、再生型温床式イオン交換樹脂塔、次いで限外濾過膜
、または逆浸透膜等の透過膜で処理する方法である。細
菌は元来増殖性を有しているので細菌されても、システ
ム内で特に透過膜表面上で補足され、死閑数の増加に伴
ないエンドトキシン濃度は上昇をたどり、膜の急速な目
すまり等、膜の予期せぬ性能低下の一因となることが推
定されている。こうして得たパイロジエンを含まない水
も無菌的管理下から−たび外部に置かれると細菌の汚染
を容易に受はエンドトキシンが短時間で生成されてくる
ことが知られている。そこで簡便に効果的にパイロジエ
ンを含まない水を得る薬剤、特殊吸着剤等が強く要望さ
れている。そして吸着法によるパイロジエン処理につい
ても各種の試みがなされている。イオン交換樹脂、合成
吸着剤、各種活性炭を例にとれば、イオン交換樹脂では
、多孔性イオン交換樹脂アンバーライト２００やＩＲＡ
−９３８（アンバーライトはロームアンドハース社登録
商標）に若干の効果がみられ、また合成吸着剤、例えば
アンバーライトＸＡＤ樹脂等や活性炭ともに効果は疑問
であることが、日本化学会誌１５４７〜５３頁Ｎｏ、　
８　（１９７３年）に報告されている。

（発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、各種の水中に溶存するパイロジエンを実質的
に含まないレベル以下の濃度になるように吸着すること
ができる炭素質吸着剤を提供することを目的としている
。

〔問題点を解決するための手段〕

一ト記目的は次の水中のパイロジエン除去用炭素質吸着
剤によって達成される。本発明のパイロジエン除去用炭
素質吸着剤は、多孔性球状架橋共重合体を炭化して得ら
れる。多孔性球状重合体は、一般にモノビニルモノマー
とポリビニルモノマーからなる共重合体が最も好ましい
。これは、上記千ツマ−を公知の懸濁重合法によって製
造され、球状の共重合体が得られる。具体的に示せば、
スレチンとジビニルベンゼからなるものが最もよく知ら
れている。そして他のモノビニルモノマーと他のポリビ
ニルモノマーであっても当然本発明を達成することがで
きる。そして多孔性を得るには、懸濁重合の際、多孔性
を得るに充分たる公知の添加剤を加えて重合を行なうこ
とが肝要である。この典型的な添加剤としては、沈澱剤
と称せられる千ツマ−には溶解し、且つ生成共重合体を
膨潤しない溶剤、また膨潤剤と称せられる千ツマ−には
溶解し、且つ生成共重合体を膨潤する溶剤、或は、上述
の膨潤剤と沈澱剤が共存せる混合溶剤、更に、これら膨
潤剤及びこの膨潤剤と均一液相を形成し得るモノビニル
線状重合体からなる有機液体、そして千ツマー混合物に
可溶性であり、生成共重合体に対して不活性である。例
えばポリアルキレングリコールの如き不溶性高分子が挙
げられるが、これ等に限定されることなく、他の公知の
多孔質を形成せる剤を用いることも当然可能である。こ
のような方法により製造された多孔性架橋共重合体は、
場合によフては、公知の方法によってスルホン化又はク
ロルメチル化などを行ない次いでアミノ化したイオン交
換樹脂であっても前述の多孔性共重合体同様好ましいも
のである。これらの多孔性球状架橋共重合体は、市販の
ものであってもよい。例えば前述のアンバーライトのイ
オン交換樹脂シリーズや、合成吸着剤シリーズでもよく
、更にダイヤイオン（三菱化成工業（株）登録商標）、
ダウエックス（ダウケミカル社登録商標）等の多くの市
販のものを使用できることは当然である。

このようにして得られた多孔性球状架橋共重合体を公知
の方法で炭化処理することにより所望の吸着剤が生成さ
れる。この公知の方法としては、特開昭４９−５３５９
４号公報、特公昭５１−１２６３９０号公報、特開昭５
２−３０７９９号公報、特開昭５１−６３６９１号公報
等が挙げられる。この多孔性球状架橋重合体を硫酸、二
酸化窒素、塩素などで不融化処理し、３００〜９００℃
の温度において熱分解すれば所望の炭素質吸着剤が得ら
れる。このようにして得られた吸着剤はそのままでも使
用可能であるが、所望により水蒸気、塩化亜鉛水溶液な
どによって４−分賦活をして使用することもできる。ま
た、一方このような方法により製造されたものとしては
アンバーソーブ（八ｍｂｅｓｏｒｂ　、ローム畢アンド
番ハース社￥！録商標）が市販されこれを本発明に使用
してもよい。この吸着剤は球状形で灰分が少なく、耐摩
耗性と物理強度の強い特徴を有している。この吸着剤と
市販の粉末または粒状活性炭との最大の相違は、その物
理的性質が根本的に異なり多孔性球状重合体の骨格構造
を、炭化、賦活後も、なおそのまま保持していることで
ある。この相違がパイロジエンに対する吸着量の多大な
差に寄与しているものと思われる。

本発明の吸着剤は医療用の純水、例えば人工臓器用水、
注射用水、手術用水、各種アンプル液、リンゲル液、生
理的食塩水用水など、製薬用途の水および半導体製造用
水などの、超純水の製造システムにおいてパイロジエン
を実質的に含まないレベルまで処理するのに用いられる
。

〔発明の効果〕

本発明の炭素質吸着剤は、従来の活性炭による吸着処理
と同様の操作法で、極めて簡単に、濃度、温度、ｐｌｌ
、共存物質などの条件に依存することなく、水中に溶存
するパイロジエンを実質的に含まない水の製造に有効に
用いることができる。

〔実施例〕

以下に実施例を示して本願発明を具体的に説明する。

実施例１ ポリビニルアルコール５．０ｇカルボキシメチルセ）Ｌ
ｔロース２　ｇ　　ＮａＣ４５６ｇを蒸留水１．５２に
溶解し、スチレン２００ｇ、ジビニルベンゼン（市販品
５９％）　１３２　ｇ、ブタノール２４０ｇ、過酸化ベ
ンゾイル１．５ｇを混合したものを加え攪拌下８５℃に
おいて６時間反応させた。得られた多孔性球状架橋重合
体４０ｇを１５％発煙硫酸５００ｇ中で１１０℃におい
て６時間スルホン化反応を行ない、Ｈ２ＳＯ，で洗浄後
水洗し、乾燥を行なった。ついでＮａＣＩ中り００℃／
１１「の昇温速度で９５０℃まで焼成した。見掛比重は
０．５であった。孔容積は０．６ｇ／ｃｃであった。こ
の多孔性球状炭素を水蒸気雰囲気で８００℃において２
時間賦活を行なった。表面ｈ１！１００ば７ｇの炭素質
吸着剤を得た。

実施例２ ポリビニルアルコール５ｇ、カルボキシメチルセルロー
ス２．５　ｇＮａＣ１１５６ｇを蒸留水１．５　Ｉｌ、
に溶解し、スチレン２００ｇ、ジビニルベンゼン（市販
品５９％）１３２ｇ、Ｉ−ルエン２４０ｇ過酸化ベンゾ
イル１．５ｇの混合物を加え、攪拌下８５℃で６時間反
応させた。得られた多孔性球状重合体４０ｇを１５％発
煙硫酸５００ｇ中で１１０℃６時間スルホン化反応を行
ない、硫酸で洗浄後水洗し、乾燥を行なった。次いでＮ
２中３００℃／ｌｌｒの昇温速度で９５０℃で焼成した
。見掛比重は０．５５であった。孔容積は０．６ｃｃ　
／　ｇであった。この多孔性球状炭素を水蒸気雰囲気で
８００℃において２時間賦活した。表面積１０２０ゴ／
ｇの炭素質吸着剤を得た。

実施例３ ５階建てのビルの屋上にある給水タンクに貯蔵されてい
る水道水中に含まれるパイロジエンについて、炭素質吸
着剤、アンバーソーブＸ　Ｅ　−３４０，３４７，３４
８およびクレハ化学社製球状活性炭（石油ピッチ）に対
する平衡濃度を求めた。比較のため、炭化していない多
孔性球状架橋重合体吸着剤ＸＡＤ−２についても平衡濃
度を求めた。結果は添付図面に示したとおりである。こ
のデータより上記炭素質吸着剤は種々の塩類、高濃度の
有機炭素を含む液中で活性炭に比べて大きな吸着量を有
する。パイロジエン濃度は和光紬薬製カブトガニ血球抽
出物を用い、同社製トキシノメーターにより求めた。な
お用いた吸着剤と水の分析値はＦ記のとおりである。

ベ　　　　　　　　　　　　　ω 実施例４ パイロジエン８０ｎｇ／ｍｌ含む水道水を原水として銅
製の蒸留釜で１回蒸留し、次いでパイレックス製の蒸留
釜で蒸留して得た電導度１．２ＭΩ／ｃｍの蒸留水を二
酸化炭素吸収管骨の２０１Ｌのポリエチレン容器に受け
２日間放置（この間容器下部のじゃ口より約２１採水し
ている）したところ細菌の汚染（生菌１５０個／　Ｉ　
００　ｔｒｉ　）を受はパイロジエンがｌｎｇ／ｍｌ濃
度検出された。この蒸留水をアンバーソーブＸＥ−３４
７．以下に示すマクロポーラス合成重合体を炭化し賦活
した実施例１の炭素質吸着剤および市販ピッツバーグ粒
状活性炭のそれぞれ１０ｇを内径１０ｃｍ、高さ３０ｃ
ｍのガラスカラムに入れ、Ｓｖを４（１時間あたり吸着
剤量の２倍の流速度）として通水したところパイロジエ
ン検出限界０．０１ｎｇ／　ｘｒｌでの処理量は次のと
おりであった。

処理倍量（１）４０℃　　　１７　　　　　　１５　　
　　　３．０実施例５ 局方滅菌鞘製水を使い１００ｃｃ中に塩化ナトリウム０
．９ｇを含有する生理食塩液５１を作ったところ、パイ
ロジエンにより０．１５ｎｇ／’ｍｌレベルで汚染され
ていることがわかった。そこでこれを２分し２５０　ｍ
ｌのピッツバーグヤシガラ活性炭および２５０思１のア
ンバーソーブＸ　Ｅ　−３４８をそれぞれ内径３ｃｍの
ガラスカラムに詰めＳｖを２０として別々に通液したと
ころ、アンバーソーブＸ　Ｅ　−３４８で処理した生理
食塩水はパイロジエン０．０１ｎｇ／ｍＡ以下となった
が、一方上記活性炭処理のものは０．０３ｎｇ／濡１の
パイロジエンが検出された。

実施例６ 各種タンパク質、核酸等を回収するために、大腸菌（Ｅ
、　Ｃｏ１１：　Ｉ　ＡＭ　　１２６８）の菌体抽出液
２．５　ｍＡ　（Ｄ　Ｈ５，８）　ｋ−ツＬＡテア　ン
ハ−’）−ブＸＥ−３４０．ツルミソーダ（株）の粒状
活性炭ＨＣ−３０Ｅ各１００ｍ１を直径３ＣＩ１１のガ
ラスカラムに詰め、上部より該菌体抽出液２．５ｍｌを
加えた。次に天場製薬製注射用水を室温でＳＶを１とし
て通水し、エンドトキシンの除去を行なワた。流出液２
００濡１を得た。各液中のエントドキシ濃度は下記のと
おりである。

エンドキシン濃度 原液　　　　　　　　　　　　　　　４Ｘ１０Ｓ　（口
ｇ／２．５　Ｉｌｌ菌体抽出液）アンバーソーブＸ　Ｅ
−３４０の流出液　　　　　＜　０　、Ｏｆ　（ｍｇ／
ｍ１　）ツルミソーダ粒状妃、ｆｌ／ｊａ釦を液　　　
　　　　　０．５（■／ｍ１）

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による炭素質吸着剤および従来の吸着剤の
吸着平衡を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多孔性球状架橋重合体を炭化してなる水中のパイロ
   ジェン除去用炭素質吸着剤。