JPS6365699B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変性セルロース系多孔質膜に関する
ものである。

従来、セルロース系多孔質膜は、種々知られて
おり、各種のものが市販されている。このような
セルロース系多孔質膜は酵素等の生体関連物質の
固定化用膜等として利用されるが、この場合、物
性的に脆弱であるという欠点を有し、使用上に難
点があつた。また、アミノ基を有する高分子膜に
ついても、同様に物性的に脆弱であるという欠点
を有している。

本発明者は、従来の生体関連物質固定化機能を
持つた前記多孔質膜の欠点を克服すべき鋭意研究
を重ねた結果、本発明を完成するに到つた。

即ち、本発明によれば、セルロース系多孔質膜
の細孔内にアミノ基を有する高分子を含浸させた
ものからなり、かつ該高分子は、該高分子に結合
するアミノ基の一部を介して架橋化されているこ
とを特徴とする変性セルロース系多孔質膜が提供
される。

本発明の変性セルロース系多孔質膜（以下、本
発明の多孔質膜という）は、従来の前記多孔質膜
に比べて、柔軟でかつ強靭であり、しかも、生体
関連物質に対するすぐれた固定化機能を備えてい
る。この場合、生体関連物質とは、アミノ酸、ペ
プチド、酵素、タンパク質、抗原、抗体、多糖類
等の生体由来の生理活性を有する化合物を包含す
るものであり、これらはその分子中にアミノ基や
水酸基を有しており、共有結合により本発明の膜
に固定化することができる。生体関連物質固定化
用膜は、一般に、酵素等を固定化してバイオリア
クターに用いられ、またアミノ酸、酵素、抗原、
あるいは抗体などを固定化してバイオセンサーに
用いられる。さらに、このような膜は、ペプチ
ド、タンパク質、ヘパリン、あるいは脂質等を固
定化して血液を凝固させない、また組織反応を引
きおこさない人工臓器に用いられる。一般に、生
体関連物質固定化用膜には、適度の力学的強度と
物質透過性及び多量の生体関連物質を膜に共有結
合で固定化するための官能基を有することが必要
であるが、これらの要求を満足させる膜の開発は
いままで困難であつた。即ち、物質透過性の大き
な膜で多量の官能基を有する膜、例えばポリエチ
レンイミン架橋膜やキトサン架橋膜は、架橋度が
低いと水中で高度に膨潤して力学的に弱く、架橋
度が高いともろくなり、上記の目的には適さな
い。また、セルロース系多孔質膜もこの目的には
不満足のものであつた。

本発明の多孔質膜を得るには、セルロース系多
孔質膜と、アミノ基を有する高分子の溶液とを接
触させ、セルロース系多孔質膜の細孔中にアミノ
基を有する高分子を含浸させる。この場合、セル
ロース系多孔質膜としては、従来公知のもの、例
えば、再生セルロース、酢酸セルロース、あるい
は酢酸セルロースと硝酸セルロースとの混合物か
らなる膜体が挙げられ、その孔径は生体関連物質
やアミノ基を有する高分子が透過し得る程度の大
きさであればよい。アミノ基を有する高分子とし
ては、従来公知のもの、例えば、ポリエチレンイ
ミン、キトサン、ポリリジン、ポリアリルアミ
ン、ポリアミノスチレン等があり、その重合度は
10以上であればよい。

次に、前記のようにして細孔中にアミノ基を有
する高分子が含浸されたセルロース系多孔質膜に
対し、アミノ基や水酸基等の活性水素を有する高
分子に対して従来慣用されている架橋剤の溶液と
接触させ、架橋化反応処理を行う。この場合、架
橋剤の具体例としては、アルデヒド基、イソシア
ン酸基、イソチオシアン酸基、酸クロライド基、
アルコキシシラン基等を同一分子中に２コ以上有
するものが挙げられ、例えば、グルタルアルデヒ
ド、ヘキサメチレンジイソシアネート、アジピン
酸クロライドなどがある。架橋剤の溶液を該アミ
ノ基を有する高分子を含浸させたセルロース系多
孔質膜と接触反応させる場合、未反応のアミノ基
が残るように反応を行う。このためには、一般に
は、アミノ基を有する高分子に対し、化学理論量
の0.5〜５倍、通常、１〜２倍の架橋剤を含む溶
液をアミノ基を有する高分子を含浸させたセルロ
ース系多孔質膜に接触させ、この際の接触時間を
調節すればよい。

この架橋化処理によつて、アミノ基を有する高
分子アミノ基間に架橋が形成される。また、この
場合、アミノ基とセルロース系多孔質膜中に存在
する水酸基との間にも架橋が生じる。このような
架橋処理を施して得られる本発明の多孔質膜は、
セルロース系多孔質膜の欠点が改良され、柔軟性
ある折曲げ性のよいものであり、生体関連物質の
固定化用膜として有効なものである。即ち、本発
明の多孔質膜に、生体関連物質を含む溶液を接触
させると、生体関連物質の有するアミノ基や水酸
基が架橋剤の未反応基と反応し、固定化される。

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。

実施例 １ セルロース系多孔質膜（孔径0.45μm）を吸引
濾過用フイルター部に装着し、ポリエチレンイミ
ンの１％水溶液約10mlをわずかの減圧でゆつくり
と吸引濾過した。濾過液が約８mlになつたところ
で吸引濾過を止め、多孔質膜を脱着し、水洗し
た。この多孔質膜を５％のグルタルアルデヒド水
溶液に12時間浸漬した。この浸漬により多孔質膜
はシツフ塩基の生成により黄かつ色になつた。十
分に水洗して生体関連物質固定化用膜を得た。

実施例 ２ 実施例１においてポリエチレンイミンのかわり
に１％キトサン酢酸水溶液を用いた以外は同様に
して生体関連物質固定化用膜を得た。

実施例 ３ 実施例１または実施例２の膜（面積約１cm²）を
PH7.0の0.1Mリン酸緩衝液中に１日以上浸漬し
た。この膜を、酵素グルコースオキシダーゼ１mg
を含むPH7.0の0.1Mリン酸緩衝液（１ml）に室温
下浸漬した。２時間後、その膜を酵素を含まない
リン酸緩衝液で十分に洗浄し、0.1M NaBH₄の
リン酸緩衝液に室温下３分間浸漬した。膜は淡黄
色に変化した。その後、膜をリン酸緩衝液で十分
洗浄した。

実施例 ４ 実施例３で得られた２種の酵素固定化膜を溶存
酸素濃度計の電極部に装着し、グルコース濃度の
異なるリン酸緩衝液にその電極を装入すると、い
ずれの場合にもグルコース濃度に対応した電流変
化つまり酸素濃度の減少がみられた。グルコース
濃度５×10^-6Mから１×10^-3Mの範囲で濃度と電
流変化量との間に直線関係が得られた。固定化膜
の酵素の最適PHは7.0、最適温度は72℃であり、
固定してない酵素の場合はPH5.8、38℃であつた。

実施例 ５ 実施例３において、酵素グルコースオキシダー
ゼのかわりにグルコースオキシダーゼとグルコシ
ダーゼの混合物（重量比１：100）を用いた以外
は同様にして行うと、マルトース濃度に対応した
酸素濃度の減少がみられた。マルトース濃度５×
10^-6Mから２×10^-4Mの範囲で濃度と電流変化量
との間に直線関係が得られた。

実施例 ６ 実施例３において、膜の片面に酵素グルコース
オキシダーゼを反応させ、膜の裏面に酵素グルコ
シダーゼを反応させた以外は同様にして行うと、
マルトース濃度に対応した酸素濃度の減少がみら
れた。マルトース濃度５×10^-6Mから２×10^-4M
の範囲で濃度と電流変化量との間に直線関係が得
られた。

実施例 ７ 実施例４において調製した電極を、でんぷん５
ｇを含むリン酸緩衝液100mlに浸漬し、アミラー
ゼを含むリン酸緩衝液を20μ添加すると、酸素
濃度が時間とともに減少した。アミラーゼ酵素活
性20U／dlから400U／dlの範囲で酵素活性と電
流変化速度との間に直線関係が得られた。

実施例 ８ 実施例３において、酵素のかわりにアルブミン
を用いた以外は同様にして行い、アルブミン固定
化膜を得た。赤外吸収スペクトルにおいて 1650cm^-1および1540^-1のアルブミンのペプチド
結合に基づく吸収が存在し、アルブミンが固定化
されたことが確認された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セルロース系多孔質膜の細孔内にアミノ基を
   有する高分子を含浸させたものからなり、かつ該
   高分子は、該高分子に結合するアミノ基の一部を
   介して架橋化されていることを特徴とする変性セ
   ルロース系多孔質膜。 ２ セルロース系多孔質膜に対してアミノ基を有
   する高分子溶液を透過させて該多孔質膜の細孔内
   に該アミノ基を有する高分子を含浸させた後、該
   アミノ基と反応する活性基を少なくとも２個有す
   る架橋剤溶液を接触反応させ、該高分子を、該高
   分子に結合するアミノ基の一部を介して架橋化す
   ることを特徴とする変性セルロース多孔質膜の製
   造方法。