NO148600B - IMMOBILIZED ORGANIC-INORGANIC ENZYM CONJUGATE AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF THIS - Google Patents

IMMOBILIZED ORGANIC-INORGANIC ENZYM CONJUGATE AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF THIS Download PDF

Info

Publication number
NO148600B
NO148600B NO760511A NO760511A NO148600B NO 148600 B NO148600 B NO 148600B NO 760511 A NO760511 A NO 760511A NO 760511 A NO760511 A NO 760511A NO 148600 B NO148600 B NO 148600B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
inorganic
enzyme
organic
enzyme conjugate
solution
Prior art date
Application number
NO760511A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO760511L (en
NO148600C (en
Inventor
Joseph Levy
Murray Campbell Fusee
Original Assignee
Uop Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uop Inc filed Critical Uop Inc
Publication of NO760511L publication Critical patent/NO760511L/no
Publication of NO148600B publication Critical patent/NO148600B/en
Publication of NO148600C publication Critical patent/NO148600C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/08Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
    • C12N11/089Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C12N11/091Phenol resins; Amino resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0235Nitrogen containing compounds
    • B01J31/0254Nitrogen containing compounds on mineral substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/003Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing enzymes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/06Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/08Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
    • C12N11/089Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C12N11/093Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/14Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

Immobilisert organisk-uorganisk enzymkonjugat, og fremgangsmåte for fremstilling av dette.Immobilized organic-inorganic enzyme conjugate, and process for its preparation.

Description

Det er kjent at enzymer, som er av protein-natur og som oftest er vannopplbselige, inneholder biologiske katalysatorer som regulerer mange og forskjelligartede kjemiske reaksjoner som finner sted i levende organismer. Enzymene kan også isole-res og brukes til analytiske, medisinske eller industrielle formål. F.eks. benyttes de til industrielle formål for fremstilling av matvarer som ost eller brbd og for fremstilling av alkoholi-ske drikkevarer. Man finner enkelte spesielle anvendelser i industrien som f.eks. adskillelse av aminosyrer, modifisering av penicillin for fremstilling av forskjellige substrater, bruk av forskjellige proteaser for ostefremstilling, kjottmorning, vaskemiddelsammensetninger, lær-fremstilling og som fordoyelses-hjelpestoffer, bruk av carbohydraser ved stivelseshydrolyse, sucroseinversjon, glucoseisomerisering etc., anvendelse av nucleaser for regulering av smak og lukt eller bruk av oxydaser for å hindre oxydasjon og for fargeregulering av matvarer. Disse anvendelser og mange andre er godt beskrevet i litteraturen. It is known that enzymes, which are of a protein nature and are most often water-soluble, contain biological catalysts that regulate many and varied chemical reactions that take place in living organisms. The enzymes can also be isolated and used for analytical, medical or industrial purposes. E.g. they are used for industrial purposes for the production of foodstuffs such as cheese or brbd and for the production of alcoholic beverages. Some special applications are found in industry, such as e.g. separation of amino acids, modification of penicillin for the production of different substrates, use of different proteases for cheese production, meat curing, detergent compositions, leather production and as digestive aids, use of carbohydrases in starch hydrolysis, sucrose inversion, glucose isomerisation etc., use of nucleases for regulation of taste and smell or the use of oxidases to prevent oxidation and for color regulation of foodstuffs. These applications and many others are well described in the literature.

Idet enzymene vanligvis er vannopplbselige og generelt ustabile og lett deaktiveres er de også vanskelige enten å fjerne fra opplbsningene hvori de benyttes, for derved å kunne bruke dem om igjen, eller det er vanskelig å opprettholde deres katalytiske virkning-over lengere tid. Disse vanskeligheter vil naturligvis gi bkede omkostninger ved bruk av enzymer i teknisk målestokk på grunn av nbdvendigheten for hyppig utbytting eller erstatning av enzymet, vanligvis ved hver gangs bruk. For å mot-virke disse hbye omkostninger har man foreslått å gjore enzymene uopplbselige eller festne enzymene for bruk. Ved å uopplb-seliggjbre enzymene på forskjellig måte, som skal beskrives mer i detalj senere, er det mulig å stabilisere enzymene relativt og derfor å benytte enzymer om igjen som ellers ville deaktiveres eller tapes i reaksjonsmediet. Slike uopplbseliggjorte enzymer kan benyttes i forskjellige reaktor systemer som f.eks. fylte kolonner, reaktorer med rbring etc, avhengig av den type blanding eller substrat som benyttes. Vanligvis vil uopplbselig-gjbring av enzymer gi en bedre eller bredere miljbstabilitet, minimale avlbpsproblemer og behandlingsproblemer og muligheten for aktivisering av enzymet. As the enzymes are usually water-soluble and generally unstable and easily deactivated, they are also difficult either to remove from the solutions in which they are used, so as to be able to use them again, or it is difficult to maintain their catalytic effect over a longer period of time. These difficulties will naturally result in increased costs when using enzymes on a technical scale due to the necessity for frequent replacement or replacement of the enzyme, usually at each use. To counteract these high costs, it has been proposed to make the enzymes insoluble or to fix the enzymes for use. By deactivating the enzymes in different ways, which will be described in more detail later, it is possible to relatively stabilize the enzymes and therefore to reuse enzymes that would otherwise be deactivated or lost in the reaction medium. Such undissolved enzymes can be used in different reactor systems such as e.g. packed columns, reactors with rbring etc, depending on the type of mixture or substrate used. Generally, insoluble production of enzymes will provide better or wider environmental stability, minimal breeding and processing problems and the possibility of activation of the enzyme.

Som nevnt er det beskrevet flere generelle metoder og modifikasjoner av slike for uopploseliggjoring eller festning av enzymer. En generell metode er å adsorbere enzymet på en fast overflate slik som når et enzym som aminosyre-acylase adsorberes på cellulosederivater som DEAE-cellulose, papain eller ribonu-clease adsorberes på porost glass, katalase adsorberes på tre-kull, trypsin adsorberes på kvartsglass eller cellulose, chymotrypsin adsorberes på kaolinitt etc. En annen generell fremgangsmåte er å innfange enzymer i et gel-nettverk som f.eks. glucoseoxydase, urease, papain etc. som innfanges eller innleires i en polyacrylamid-gel, acetylcholinesterase som innleires i en sti-velsesgel eller en siliconpolymer, glutaminsyre-pyrodruesyre-transaminase som innleires i en polyamid- eller celluloseacetat-gel etc. En annen generell metode er tverrbinding med bifunksjonelle reagenser som kan foretas i kombinasjon med en av de andre nevnte generelle metoder. Når man benytter sistnevnte fremgangsmåte, vil de bifunksjonelle eller flerfunksjonene reagenser som fremkaller intermolekylær tverrbinding binde enzymene covalent til hverandre og til det faste underlag. Eksempler på fremgangsmåten er bruk av glutardialdehyd eller bisdiazobenzi-din-2,2'-disulfonsyre for festing av et enzym som papain til et fast underlag eller bæremateriale. Enda en fremgangsmåte-for festing av et enzym består i covalent binding av enzymer som glucoamylase, trypsin, papain, pronase, amylase, glucoseoxydase, pepsin, rennin, sopp-protease, lactase etc. covalent til en polymer forbindelse som igjen bindes eller heftes til et organisk eller uorganisk fast porost underlag. Denne fremgangsmåten kan også kombineres med nevnte uopploseliggjoringsmetoder. As mentioned, several general methods and modifications of such methods have been described for insolubilizing or fixing enzymes. A general method is to adsorb the enzyme on a solid surface such as when an enzyme such as amino acid acylase is adsorbed on cellulose derivatives such as DEAE cellulose, papain or ribonuclease is adsorbed on porous glass, catalase is adsorbed on charcoal, trypsin is adsorbed on quartz glass or cellulose, chymotrypsin is adsorbed on kaolinite etc. Another general method is to capture enzymes in a gel network such as e.g. glucose oxidase, urease, papain etc. which are captured or embedded in a polyacrylamide gel, acetylcholinesterase which is embedded in a starch gel or a silicone polymer, glutamic acid-pyruvic acid transaminase which is embedded in a polyamide or cellulose acetate gel etc. Another general method is cross-linking with bifunctional reagents which can be carried out in combination with one of the other general methods mentioned. When using the latter method, the bifunctional or multifunctional reagents that induce intermolecular cross-linking will bind the enzymes covalently to each other and to the solid substrate. Examples of the method are the use of glutardialdehyde or bisdiazobenzidine-2,2'-disulfonic acid for attaching an enzyme such as papain to a solid substrate or support material. Yet another method for attaching an enzyme consists in the covalent binding of enzymes such as glucoamylase, trypsin, papain, pronase, amylase, glucoseoxidase, pepsin, rennin, fungal protease, lactase etc. covalently to a polymeric compound which in turn is bound or attached to an organic or inorganic solid porous substrate. This method can also be combined with the aforementioned indissolving methods.

De nevnte fremgangsmåter for uopploseliggjoring av enzymer er alle beheftet med enkelte ulemper som gjor metoden tilsvarende mindre anvendelig industrielt. Når f.eks. et enzym adsorberes direkte på et bæremateriales overflate, vil bindings-kreftene som oppstår mellom enzymet og bærematerialet ofte være svake selv om det i tidligere arbeider er angitt at man kan få relativt stabile preparater av denne typen når bærematerialets eller underlagets porestorrelse og enzymets spinn-diameter av-stemmes. Imidlertid kan bærematerialets porestorrelse ikke over-stige en diameter på ca. o,l^um. På grunn av disse svake bindinger blir enzymer ofte desorbert i nærvær av blandingen som behandles. I tillegg vil enzymet bli helt eller vesentlig deakti-vert på grunn av manglende mobilitet eller på grunn av reaksjon mellom underlaget og enzymets aktive grupper. En annen prosess som kan benyttes er innleiring av enzymer i gel-nettverk som kan skje ved polymerisering av en vandig opplosning eller emul-sjon som inneholder den polymere i monomer form samt enzymet, eller ved å innarbeide enzymet i en forhåndsfremstilt polymer på forskjellig måte, ofte i nærvær av tverrbindingsmiddel. Selv om denne fremgangsmåte for uopploseliggjoring av enzymet har en fordel ved at de reaksjonsbetingelser som brukes under innlei.-ringsprosessen vanligvis er milde slik at man sjelden får storre forandringer eller deaktivering av enzymet, har den også ulemper ved at preparatet har dårlig mekanisk styrke, hvilket forer til sammenpressing når de benyttes i kolonner eller i systemer med kontinuerlig strbmning, med dermed fblgende gjentetting av kolonnen. Slike systemer har også temmelig store variasjoner i porestørrelse og fblgelig' enkelte porer som er store nok til at enzymet kan tapes. I tillegg kan enkelte porestbrrelser være til-strekkelig små til at det dannes diffusjonsbarrierer for tran-sport av substrat og produkt, som igjen gir forsinkelse av reaksjonen, og dettegjelder særlig når man benytter blandinger med hby molvekt. Ulempene som foreligger når man uopploseliggjbr .et enzym ved intermolekylær tverrbinding skyldes som nevnt den manglende mobilitet eller bevegelighet som igjen gir deaktivering på grunn av enzymets manglende evne til å innta den naturlige konfigurasjon som er nbdvendig for å oppnå maksimal aktivitet, særlig når enzymets aktive område eller gruppe inngår i bindings-prosessen. The aforementioned methods for insolubilizing enzymes are all affected by some disadvantages which make the method correspondingly less applicable industrially. When e.g. an enzyme is adsorbed directly on the surface of a support material, the binding forces that arise between the enzyme and the support material will often be weak, even though it has been stated in previous works that relatively stable preparations of this type can be obtained when the pore size of the support material or substrate and the spin diameter of the enzyme is voted off. However, the carrier material's pore size cannot exceed a diameter of approx. o,l^um. Because of these weak bonds, enzymes are often desorbed in the presence of the mixture being treated. In addition, the enzyme will be completely or substantially deactivated due to lack of mobility or due to reaction between the substrate and the enzyme's active groups. Another process that can be used is the embedding of enzymes in gel networks which can be done by polymerizing an aqueous solution or emulsion containing the polymer in monomer form as well as the enzyme, or by incorporating the enzyme into a pre-prepared polymer in different ways, often in the presence of cross-linking agent. Although this method for insolubilizing the enzyme has an advantage in that the reaction conditions used during the embedding process are usually mild so that major changes or deactivation of the enzyme rarely occur, it also has disadvantages in that the preparation has poor mechanical strength, which lead to compression when used in columns or in systems with continuous flow, with consequent resealing of the column. Such systems also have fairly large variations in pore size and possibly individual pores that are large enough for the enzyme to be lost. In addition, some pore spaces can be sufficiently small that diffusion barriers are formed for the transport of substrate and product, which in turn causes a delay in the reaction, and this applies in particular when using high molecular weight mixtures. The disadvantages that exist when one insolubilizes an enzyme by intermolecular cross-linking are due, as mentioned, to the lack of mobility or motility which in turn causes deactivation due to the enzyme's inability to adopt the natural configuration that is necessary to achieve maximum activity, especially when the enzyme's active area or group is included in the binding process.

Covalente.bindingsprosesser har vært benyttet enten som eneste uopplbseliggjbringsteknikk eller som en del av de mange ovenfor nevnte metoder hvor tverrbindingsreaksjoner benyttes. Covalente bindingsprosesser.brukes ofte for å festne enzymet og bærematerialet via et bifunksjonelt mellom-molekyl hvor moleky-lets funksjonelle grupper, som f.eks. gamma-aminopropyltriétho-xysilan, er i stand til å reagere med funksjonelle grupper både i enzymet og i et organisk.eller uorganisk'porost bæremateriale. Mange forskjellige reagenser og bærematerialer■har■vært benyttet på denne måten og metoden har den fordel at man får kraftige covalente bindinger i preparatet og samtidig stor aktivitet i enzymet. Den covalente binding mellom enzymet og-bærematerialet må skje via funksjonelle grupper på enzymet som ikke er essensi-elle for enzymets katalyseaktivitet, f.eks. frie aminogrupper, carboxylgrupper, hydroxylgrupper og fenolgrupper, thiol-grupper etc. Disse funksjonelle grupper vil også reagere med et stort antall andre funksjonelle grupper som f.eks. aldehyd, isocyanat, acyl, diazo, azido, anhydro, aktivert ester etc. under dannelse av covalente bindinger. Ikke desto mindre har denne fremgangsmåten også ofte ulemper som består i kostbare reaktanter og opplosningsmidler,- samt spesielle og dyre porose bærematerialer og innviklede flertrinnsprosesser somgjor fremgangsmåten uegnet for teknisk kommersiell bruk. Covalent bonding processes have been used either as the only insoluble release technique or as part of the many above-mentioned methods where cross-linking reactions are used. Covalent binding processes are often used to attach the enzyme and carrier material via a bifunctional intermediate molecule where the molecule's functional groups, such as e.g. gamma-aminopropyltriéthoxysilane, is capable of reacting with functional groups both in the enzyme and in an organic or inorganic porous support material. Many different reagents and carrier materials■have■been used in this way and the method has the advantage that you get strong covalent bonds in the preparation and at the same time great activity in the enzyme. The covalent bond between the enzyme and the support material must take place via functional groups on the enzyme that are not essential for the enzyme's catalytic activity, e.g. free amino groups, carboxyl groups, hydroxyl groups and phenol groups, thiol groups etc. These functional groups will also react with a large number of other functional groups such as e.g. aldehyde, isocyanate, acyl, diazo, azido, anhydro, activated ester etc. while forming covalent bonds. Nevertheless, this method also often has disadvantages consisting of expensive reactants and solvents, as well as special and expensive porous carrier materials and complicated multi-step processes which make the method unsuitable for technical commercial use.

Den kjente teknikk på området er derfor full av forskjellige metoder for uopploseliggjoring eller festing av enzymer som imidlertid på forskjellige måter ikke er i stand til å oppfylle alle industrielle krav. Som det senere skal omtales mer detaljert, inneholder imidlertid ingen av de tidligere kjente preparater den sammensetning av forbindelser som tilveiebringes med foreliggende oppfinnelse og som består av et uorganisk porost ' bæremateriale som inneholder en polymer forbindelse dannet in situ fra en monomer eller en forhåndsfremstilt polymer av naturlig eller syntetisk opprinnelse som er innleiret og dessuten del-vi s adsorbert i bærematerialets porer og som inneholder funksjonaliserte ytre grupper, og hvor enzymet er delvis adsorbert på gitterverket og samtidig covalent bundet til de aktive grupper på eller i nærheten av nevnte ytre gruppers endepartier slik at enzymet gis mulighet for fri bevegelse som sikrer maksimal aktivitet. F. eks. omhandler US patent 3.556.9'+5 enzympreparater hvor enzymet er adsorbert direkte på et uorganisk bæremedium som glass. US patent 3.519.538 angår enzympreparater hvor enzymet er kjemisk koplet via et mellomliggende silan-koplingsmiddel til et uorganisk bæremedium. På lignende måte benytter US patent 3.783.101 også et organosilan-medium som bindingsmiddel idet enzymet er koplet covalent til glass-bærematerialet via et mellomliggende sila.n-koplingsmiddel, hvor silicon-gruppen i kop-lingsmidlet er bundet til bæremediet mens den organiske delen av koplingsmediet er koplet til enzymet, hvorved preparatet inneholder et metalloxyd på bærematerialets overflate, anordnet mellom bærematerialet og koplingsmidlets silicon-gruppe. I US patent 3.82I.O83 er det inerte bærestoff belagt med en forhåndsfremstilt polymer som polyacrolein som er bundet til et enzym. I henhold til de fleste eksempler som er nevnt i patentet, er det imidlertid nodvendig forst å syrehydrolysere preparatet for enzymet av-settes på den polymere. Et annet patent på området, nemlig US patent 3-705.08U- angir en macroporos enzymreaktor hvor enzymet er adsorbert på den polymere overflaten på en macroporos reak-torkjerne og deretter er tverrbundet på stedet. Ved tverrbinding av enzymene på polymeroverflaten etter adsorbsjon av den polymere, vil enzymet blokkeres ytterligere og kan ikke virke fritt som i opprinnelig katalysatortilstand. Tverrbinding av enzymene vil binde eller henge dem sammen slik at man hindrer fri bevegelse av enzymet med folgende nedsatt mobilitet, hvilket som nevnt er nbdvendig for maksimal aktivitet. The known technique in the area is therefore full of different methods for insolubilizing or fixing enzymes which are, however, in various ways unable to fulfill all industrial requirements. As will be discussed in more detail later, however, none of the previously known preparations contain the composition of compounds provided by the present invention and which consist of an inorganic porous carrier material containing a polymeric compound formed in situ from a monomer or a pre-produced polymer of natural or synthetic origin which is embedded and also partially adsorbed in the pores of the support material and which contains functionalized outer groups, and where the enzyme is partially adsorbed on the lattice and at the same time covalently bound to the active groups on or near the end parts of said outer groups as that the enzyme is given the opportunity for free movement, which ensures maximum activity. For example US patent 3.556.9'+5 deals with enzyme preparations where the enzyme is adsorbed directly on an inorganic support medium such as glass. US patent 3,519,538 relates to enzyme preparations where the enzyme is chemically coupled via an intermediate silane coupling agent to an inorganic carrier medium. In a similar way, US patent 3,783,101 also uses an organosilane medium as a binding agent, in that the enzyme is covalently linked to the glass carrier material via an intermediate silane coupling agent, where the silicon group in the coupling agent is bound to the carrier medium while the organic part of the coupling medium is coupled to the enzyme, whereby the preparation contains a metal oxide on the surface of the carrier material, arranged between the carrier material and the silicon group of the coupling agent. In US patent 3,821,083, the inert carrier is coated with a pre-made polymer such as polyacrolein which is bound to an enzyme. According to most of the examples mentioned in the patent, however, it is first necessary to acid hydrolyze the preparation for the enzyme to be deposited on the polymer. Another patent in the area, namely US patent 3-705.08U- indicates a macroporous enzyme reactor where the enzyme is adsorbed on the polymeric surface of a macroporous reactor core and is then cross-linked in place. When cross-linking the enzymes on the polymer surface after adsorption of the polymer, the enzyme will be further blocked and cannot work freely as in the original catalyst state. Cross-linking of the enzymes will bind or hang them together so that the free movement of the enzyme is prevented with the following reduced mobility, which, as mentioned, is necessary for maximum activity.

Foreliggende oppfinnelse angår immobilisert organisk-uorganisk enzymkonjugat omfattende en uorganisk, The present invention relates to immobilized organic-inorganic enzyme conjugate comprising an inorganic,

porøs bærer og et organisk polymert materiale, hvilket polymere materiale er valgt fra vannløselige polyaminer slik som ethylendiamin, diethylentriamin, triethylentetramin, tetraethylenpentamin, pentaethylenhexamin, hexamethylendiamin og polyethylenamin, vannuløselige polyaminer slik som methylendicyclohexylamin og methylendianilin, og naturlige og syntetiske, delvis hydrolyserte polymerer og fordannéde polymerer slik som nylon, collagen, polyacrolein, polymaleinsyreanhydrid, alginsyre, kaseinhydrolysat og gelatin, hvilket polymere materiale er adsorbert på den uorganiske bærer, og hvilket enzym er adsorbert på den porøse bærer og det organiske polymere materiale, og også kovalent porous carrier and an organic polymeric material, which polymeric material is selected from water-soluble polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine and polyethyleneamine, water-insoluble polyamines such as methylenedicyclohexylamine and methylenedianiline, and natural and synthetic partially hydrolyzed polymers and formed polymers such as nylon, collagen, polyacrolein, polymaleic anhydride, alginic acid, casein hydrolyzate and gelatin, which polymeric material is adsorbed on the inorganic support, and which enzyme is adsorbed on the porous support and the organic polymeric material, and also covalently

bundet til det organiske polymere materiale, hvilket konjugat bound to the organic polymeric material, which conjugate

er kjennetegnet ved at det polymere materiale er innleiret i porene på den uorganiske, porøse bærer under dannelse av en kombinert organisk-uorganisk matrise, og at det polymere materiale inneholder tilknyttede grupper, hvilke tilknyttede grupper er is characterized by the fact that the polymeric material is embedded in the pores of the inorganic, porous support, forming a combined organic-inorganic matrix, and that the polymeric material contains associated groups, which associated groups are

dannet ved omsetning av det polymere materiale med en bifunksjonell monomer som inneholder funksjonelle grupper slik som amino, hydroxyl,,carboxyl, thiol og carbonyl, hvilke funksjonelle grupper fortrinnsvis er adskilt av kjeder inneholdende fra 4 til 10 carbonatomer, hvilket enzym er kovalent bundet til de funksjonelle deler av de tilknyttede grupper ved eller i umiddelbar nærhet av endestillingene deres. formed by reacting the polymeric material with a bifunctional monomer containing functional groups such as amino, hydroxyl, carboxyl, thiol and carbonyl, which functional groups are preferably separated by chains containing from 4 to 10 carbon atoms, which enzyme is covalently bound to the functional parts of the associated groups at or in the immediate vicinity of their end positions.

Som tidligere nevnt, kan bruk av enzymer for analytisk og medisinsk eller industrielt bruk utvides betraktelig hvis enzymene er i uopploselig eller ubevegelig tilstand, dvs. at enzymene ved at de er i kombinasjon med andre faste stoffer i "seg selv er i en slik tilstand at de ikke er vannopploselige og derfor kan gjennomgå flere gangers bruk mens enzymets katalytiske aktivitet beholdes. For å oppfylle denne faste eller uoppløselige As previously mentioned, the use of enzymes for analytical and medical or industrial use can be extended considerably if the enzymes are in an insoluble or immobile state, i.e. that the enzymes, by being in combination with other solid substances, "in themselves are in such a state that they are not water soluble and therefore can undergo multiple uses while retaining the enzyme's catalytic activity.To fulfill this solid or insoluble

tilstand må enzymene være bundet på en eller annen måte til et vannuopploselig bærestoff hvorved enzymene kan brukes kommersielt i en tilstand hvor de ikke opploses i vann. condition, the enzymes must be bound in some way to a water-insoluble carrier whereby the enzymes can be used commercially in a condition where they do not dissolve in water.

En spesiell utforelse av oppfinnelsen består i et uopploseliggjort enzympreparat i form av en organisk-uorganisk masse som består av et porost bæremateriale av silisiumoxyd-aluminiumoxyd med lav volumvekt og relativt hoyt overflateareal, som også kan inneholde uorganiske tilsetninger, samt en polymer fremstilt in situ av tetraethylenpentamin-glutaraldehyd o^g som er adsor-bert samt innleiret i porene i silisiumoxyd-aluminiumoxydet, samt et enzym som består av glucoamylase som er covalent bundet til glutaraldehyd-gruppene på den polymere i eller i nærheten av gruppenes endepartier samt delvis absorbert på nevnte organisk-uorgani ske bestanddel. A special embodiment of the invention consists of an insoluble enzyme preparation in the form of an organic-inorganic mass consisting of a porous support material of silicon oxide-aluminium oxide with a low bulk density and relatively high surface area, which can also contain inorganic additives, as well as a polymer produced in situ from tetraethylenepentamine-glutaraldehyde etc. which is adsorbed and embedded in the pores of the silicon oxide-aluminium oxide, as well as an enzyme consisting of glucoamylase which is covalently bound to the glutaraldehyde groups on the polymer in or near the end parts of the groups as well as partially absorbed on said organic-inorganic component.

Som tidligere nevnt, angår oppfinnelsen uopploseliggjorte enzympreparåter som består av en kombinert organisk-uorganisk masse i form av et uorganisk porost bæremateriale som inneholder en organisk polymer adsorbert og innleiret i porene i det uorganiske bæremateriale. I tillegg skal den polymere forbindelse inneholde ytre grupper som ved covalent binding fastholder et enzym på eller i nærheten av gruppenes endepartier og i tillegg er enzymet også delvis adsorbert i nevnte organisk-uorganiske masse eller bestanddel. I motsetning til de blandinger inneholdende uoppløseliggjorte enzymer som er kjent fra tidligere, kan det immobiliserte enzymkonjugat i henhold til foreliggende oppfinnelse fremstilles ved hjelp av relativt billige reaktanter og ved hjelp av enklere fremgangsmåtetrinn. I tillegg vil den mekaniske styrke og stabilitet for enzymkonjugatene ifølge oppfinnelsen være større enn for de tidligere kjente preparater med uoppløseliggjorte enzymer. Det vil derfor være klart at de foreliggende konjugater har økonomiske fordeler som kan utnyttes industrielt. As previously mentioned, the invention relates to insoluble enzyme preparations which consist of a combined organic-inorganic mass in the form of an inorganic porous carrier material containing an organic polymer adsorbed and embedded in the pores of the inorganic carrier material. In addition, the polymeric compound must contain external groups which, by covalent bonding, retain an enzyme on or near the end parts of the groups and, in addition, the enzyme is also partially adsorbed in said organic-inorganic mass or component. In contrast to the mixtures containing insolubilized enzymes known from the past, the immobilized enzyme conjugate according to the present invention can be produced using relatively cheap reactants and using simpler process steps. In addition, the mechanical strength and stability of the enzyme conjugates according to the invention will be greater than for the previously known preparations with insolubilized enzymes. It will therefore be clear that the present conjugates have economic advantages that can be exploited industrially.

Konjugatene ifølge oppfinnelsen kan lages på relativt enkel måte. Ved en foretrukket fremgangsmåte behandles det uorganiske porbse bæremateriale med en. opplosning, fortrinnsvis vandig, av en bi- eller flerfunksjonen monomer, et polymerhydrolysat eller en forhånd sfremstilt polymer hvorpå den uabsor-berte opplosning fjernes på kjent måte som f.eks. avrenning etc. Det er også tenkelig at andre billige organiske opplosningsmidler som aceton, tetrahydrofuran etc. kan brukes som bæremidler for nevnte monomer eller polymer. Etter fjerning av uabsorbert opplosning fores det våte porose bæremateriale i kontakt med et relativt stort overskudd på 5 til 20 molprosent av en andre bifunksjonell monomer hvori de reaktive grupper fortrinnsvis er adskilt fra hverandre ved en kjede som inneholder fra h til 10 carbonatomer, idet denne andre bifunksjonelle monomer også tilsettes i vandig opplosning hvorunder det dannes en polymermasse som både er adsorbert og innléiret i bærematerialets porer og hvorfra utstikkende- eller ytre 'grupper av den andre monomer vil rage ut. Disse utstikkende grupper vil inneholde uomsatte funksjonelle rester på grunn av at det ble brukt et overskudd av nevnte andre bifunksjonelle monomer for behandling av bærematerialet. De uomsatte funksjonelle grupper er da tilgjengelige for covalent binding til enzymet som tilsettes til det dannede organisk-uorganiske molekylgitter, igjen vanligvis i vandig opplosning. Etter fjerning av uomsatte forbindelser f.eks. ved behandling av typen vasking etc.,-vil enzymet ved siden av å være covalent bundet.til-de -utstikkende funksjonelle grupper på eller i nærheten av deres endepartier, også delvis være adsorbert på grunnmaterialet. Det er derfor klart at hele uopploseliggjorings-prosessen kan. skje på en enkel og billig måte med- vandige og billige opplosningsmidler hvorved fremgangsmåten gjennomfores innenfor et temperaturområde som kan. ligge lavere enn.romtemperatur (ca. 5°C og opp til hbyere temperaturer på ca. 60°C, men fortrinnsvis ved.romtemperatur)(20-25°C)) ved hjelp av et mini-malt antall trinn som i tillegg muliggjor enkel gjenvinning av reaktantoverskudd og opparbeidelse av sluttprodukt. The conjugates according to the invention can be made in a relatively simple way. In a preferred method, the inorganic porous support material is treated with a solution, preferably aqueous, of a bi- or multi-functional monomer, a polymer hydrolyzate or a previously prepared polymer, after which the unabsorbed solution is removed in a known manner such as e.g. runoff etc. It is also conceivable that other cheap organic solvents such as acetone, tetrahydrofuran etc. can be used as carriers for said monomer or polymer. After removal of unabsorbed solution, the wet porous support material is brought into contact with a relatively large excess of 5 to 20 mole percent of a second bifunctional monomer in which the reactive groups are preferably separated from each other by a chain containing from h to 10 carbon atoms, this second bifunctional monomers are also added in aqueous solution during which a polymer mass is formed which is both adsorbed and embedded in the pores of the carrier material and from which protruding or outer groups of the other monomer will protrude. These protruding groups will contain unreacted functional residues due to the fact that an excess of said second bifunctional monomer was used to treat the support material. The unreacted functional groups are then available for covalent binding to the enzyme which is added to the formed organic-inorganic molecular lattice, again usually in aqueous solution. After removal of unreacted compounds e.g. in the case of treatment of the type of washing etc., the enzyme next to being covalently bound to the projecting functional groups on or near their end parts will also be partially adsorbed on the base material. It is therefore clear that the entire undissolving process can. happen in a simple and cheap way with aqueous and cheap solvents whereby the method is carried out within a temperature range that can. be lower than room temperature (approx. 5°C and up to higher temperatures of approx. 60°C, but preferably at room temperature) (20-25°C)) using a minimal number of steps which additionally enables easy recovery of excess reactant and processing of end product.

Mange uorganiske bæremedia som er omtalt i tidligere skrifter spesifiserer "regulerte pore-forbindelser" som glass, aluminiumoxyd etc. som har en porediameter fra 0,05 til 0,07^,um Many inorganic support media discussed in previous publications specify "regulated pore compounds" such as glass, aluminum oxide, etc. having a pore diameter of 0.05 to 0.07 µm

, . for ca. 96% av forbindelsen og en maksimal porediameter på o o,l^um, overflateareal hO - 70 m 2/g og partikkelstor-relse ^0-80 mesh. I tillegg kan disse bærematerialer belegges med metalloxyder som zirconiumoxyd og titanoxyd for å oppnå storre stabilitet. I motsetning til disse bærematerialer ligger det innenfor oppfinnelsens ramme at de uorganiske porose bærematerialer som benyttes har porediametre på mellom 0,01 og 5,5yum , . for approx. 96% of the compound and a maximum pore diameter of o o.l^um, surface area hO - 70 m 2 /g and particle size ^0-80 mesh. In addition, these carrier materials can be coated with metal oxides such as zirconium oxide and titanium oxide to achieve greater stability. In contrast to these carrier materials, it is within the scope of the invention that the inorganic porous carrier materials used have pore diameters of between 0.01 and 5.5 µm

idet opp til 25 til 60% av det porose bæremateriale har porer med diameter over 2,0,um og overflateareal fra 150 til 200 m 2/g. Partikkelstorrelsen kan også variere over et stort område på fra 10 til 20 mesh og ned til et fint pulver idet partikkelstorrelsen avhenger av det spesielle system som materialet skal benyttes i. Det er også mulig at det porose bæremateriale kan belegges med forskjellige oxyder av den typen som er angitt eller kan ha innarbeidet forskjellige andre uorganiske forbindelser som borfosfat etc. som gir spesielle egenskaper til bærematerialet. En særlig egnet form for bæremateriale består av et keramisk stoff som kan ha den porbsitet som er beskrevet ovenfor eller kan være forsynt med sammenhengende macro-kanaler som en bikube, slike forbindelser betegnes vanligvis monolitter, og som kan være belagt med forskjellige typer porbs aluminiumoxyd, zirconiumoxyd etc-. Anvendelse av et slikt bæremateriale har den særlige fordel at det muliggjør fri strømning av også hbyviskbse stoffer som ofte opptrer i tekniske enzym- in that up to 25 to 60% of the porous carrier material has pores with a diameter above 2.0 µm and a surface area of 150 to 200 m 2 /g. The particle size can also vary over a large range of from 10 to 20 mesh and down to a fine powder, as the particle size depends on the particular system in which the material is to be used. It is also possible that the porous support material can be coated with different oxides of the type that is indicated or may have incorporated various other inorganic compounds such as boron phosphate etc. which give special properties to the carrier material. A particularly suitable form of carrier material consists of a ceramic substance which may have the porosity described above or may be provided with interconnected macro-channels like a beehive, such compounds are usually referred to as monoliths, and which may be coated with different types of porous aluminum oxide, zirconium oxide etc-. The use of such a carrier material has the particular advantage that it enables the free flow of even highly viscous substances that often appear in technical enzymes

katalyserte reaksjoner. catalyzed reactions.

De uorganiske porose bærematerialer som brukes som den ene bestanddel i den kombinerte organisk-uorganiske bærermasse vil inneholde visse metalloxyder som aluminiumoxyd og særlig gamma-aluminiumoxyd, silisiumoxyd, zirconiumoxyd, eller blandinger av metalloxyder som silisiumoxyd-aluminiumoxyd, silisiumoxyd-zirconiumoxyd, silisiumoxyd-magnesiumoxyd, silisiumoxyd-zirconiumoxyd-aluminiumoxyd etc., eller gamma-aluminiumoxyd inneholdende andre uorganiske forbindelser som borfosfat etc., keramiske materialer etc. samt kombinasjoner av disse hvor det ene kan tjene som belegg på det andre som da utgjor underlags-materialet. The inorganic porous carrier materials used as one component in the combined organic-inorganic carrier mass will contain certain metal oxides such as aluminum oxide and especially gamma aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, or mixtures of metal oxides such as silicon oxide-aluminium oxide, silicon oxide-zirconium oxide, silicon oxide-magnesium oxide, silicon oxide-zirconium oxide-aluminium oxide etc., or gamma-aluminium oxide containing other inorganic compounds such as boron phosphate etc., ceramic materials etc. as well as combinations of these where one can serve as a coating on the other which then forms the substrate material.

De polymere forbindelser som dannes in situ på en slik måte at de delvis adsorberes og delvis innleires i porene til det uorganiske bæremateriale som beskrevet, kan lages på den. generelle måte som tidligere er nevnt, dvs. ved forst, å adsorbere en opplosning inneholdende fra 2 til 25% bi- eller flerfunksjonen monomer, polymerisert hydrolysat eller en forhåndsfremstilt polymer hvor den monomere eller polymere er syntetisk eller naturlig og som fortrinnsvis er- opploselig i vann eller andre opplosningsmidler. som er inerte til de reaktanter som er benyttet. Som nevnt, er det innenfor oppfinnelsen s ramme å tilsette en- andre bifunksjonell monomer på lignende måte.for fremstilling av en organisk-uorganisk masse ved omsetning.-med den opprinnelige tilsetning som er adsorbert på det uorganiske bæremateriale. De funksjonelle grupper som finnes på den bifunksjonelle monomer består av velkjente reaktive grupper som amino, hydroxyl, carboxyl, thiol, carbonyl etc. Som nevnt, er de reaktive grupper på de bifunksjonelle forbindelser fortrinnsvis, men ikke nbdvendigvis, adskilt av molekylkjeder som inneholder fra h til 10 carbonatomer.■De reaktive grupper kan bindes covalent til både de opprinnelige tilsetninger og derpå, etter utvasking av uomsatte .forbindelser, til et enzym som tilsettes på et senere trinn og da bindes covalent til den funksjonelle gruppe på eller i nærheten av den funksjonelle kjedens endeparti samt adsorberes på massen. Etter tilsetning av enzymer til denne sammensetning, dannes et relativt stabilt enzympreparat som har hoy aktivitet og hoy stabilitet. I tillegg har dette preparatet også utstrakt mangfoldighet ved bruk i tillegg til de andre nevnte fordeler ved at man kan avstå fra å benytte uorganisk bæremateriale som er opploselig i enten sure eller alkaliske blandinger. Som beskrevet mer detaljert senere, og avhengig av de anvendte reak-sjonsdeltagere, vil preparatene beholde sin stabilitet i slike media når de fremstilles i kombinasjon med et uorganisk bæremedium som tidligere kjent på området. Ved å ha disse egenskaper blir det mulig å utvide anvendelsesområdet for preparatene. The polymeric compounds which are formed in situ in such a way that they are partly adsorbed and partly embedded in the pores of the inorganic support material as described, can be made on it. general way previously mentioned, i.e. by first adsorbing a solution containing from 2 to 25% bi- or multi-functional monomer, polymerized hydrolyzate or a pre-prepared polymer where the monomer or polymer is synthetic or natural and which is preferably soluble in water or other solvents. which are inert to the reactants used. As mentioned, it is within the scope of the invention to add another bifunctional monomer in a similar way - for the production of an organic-inorganic mass by reaction - with the original addition adsorbed on the inorganic support material. The functional groups found on the bifunctional monomer consist of well-known reactive groups such as amino, hydroxyl, carboxyl, thiol, carbonyl etc. As mentioned, the reactive groups on the bifunctional compounds are preferably, but not necessarily, separated by molecular chains containing from h to 10 carbon atoms. The reactive groups can be covalently bound to both the original additions and then, after washing out unreacted compounds, to an enzyme that is added at a later stage and then covalently bound to the functional group on or near the functional the end part of the chain as well as being adsorbed on the mass. After adding enzymes to this composition, a relatively stable enzyme preparation is formed which has high activity and high stability. In addition, this preparation also has extensive diversity in use in addition to the other mentioned advantages in that one can refrain from using inorganic carrier material which is soluble in either acidic or alkaline mixtures. As described in more detail later, and depending on the reaction participants used, the preparations will retain their stability in such media when they are prepared in combination with an inorganic carrier medium as previously known in the field. By having these properties, it becomes possible to expand the area of application for the preparations.

Spesielle eksempler på bi- eller flerfunksjonene monomerer, polymer-hydrolysater eller forhåndsfremstilte polymerer som kan startadsorberes på det uorganiske bæremedium omfatter vannopplbselige polyaminer som ethylendiamin, diethylentriamin, triethylentetramin, tetraethylenpentamin, pentaethylenhexamin, hexamethylendiamin, pplyethylenimin etc.; vannuloselige polyaminer som methylendicyclohexylamin, methylendianilin etc. ; naturlige- og syntetiske, delvis hydrolyserte polymere og forhåndsfremstilte polymere som nylon, collagen, polyacrolein, polyma-leinsyre anhydrid, alginsyre, casein hydrolysat, gelatin etc. Enkelte spesielle eksempler på bifunksjonelle mellomprodukter som kan tilsettes til ovennevnte produkter for å danne en organisk-uorganisk masse med de.nodvendige egenskaper omfatter forbindelser som glutardialdehyd, adipoylklorid, sebacoylklorid, toluendiisocyanat, hexamethylendiisocyanat etc. Man vil se at når et polyethylenamin av den beskrevne type omsettes med glutardialdehyd i fravær av uorganisk porost bæremedium, får man et vandig syreopploselig stoff mens når et polyethylenamin omsettes med diisocyanat eller acylhalogenid, får man et vann-uopplbselig produkt. Omvendt kan man med et reaksjonskompleks uten uorganisk bæremedium og inneholdende frie carboxylgrupper få et al.kaliopploselig kompleks. På grunn av det store overskudd av mellomplasserte eller avstands-ordnende bifunksjonelle molekyler som brukes, vil det dannede polymer-gitterverk inneholde utstikkende eller ytre grupper som omfatter de avstandsordnende molekyler, sistnevnte stikker ut fra grunnmassen og har reaktive grupper tilgjengelig ved eller i nærheten av deres endepartier som er i stand til å reagere med og binde enzymet til de av-stand sordnende molekyler via covalente bindinger. I tillegg vil enzymet når det tilsettes etter at uomsatte reagenser er fjernet fra den organisk-uorganiske massen ved utvasking, også samtidig bli delvis adsorbert på massen. Binding av enzymet bare til den, organiske massen- vil vanligvis ikke innvirke på opploselighetens avhengighet av pH, men når det uorganiske bæremateriale tilsettes som beskrevet, har det samlede preparat hoy stabilitet over et relativt stort pH-område fra 3 til 9, idet stabiliteten naturligvis også er en funksjon av det spesielle enzymets optimale pH-egenskaper og egenskapene for det uorganiske bæremedium som brukes. Det vil derfor være klart at det kan dannes en egnet organisk-uorganisk grunnmasse som kan brukes i mange situasjo-ner ved å adsorbere på bærematerialet stoffer som er omtalt ovenfor og som er kjent på området og som deretter behandles med et bifunksjonelt molekyl som også er kjent på området og med fordel funksjonaliseres for reaksjon med den opprinnelige tilsetning, forutsatt at det brukes stort nok overskudd av det bifunksjonelle molekyl til å danne utstikkende grupper som er i stand til på-følgende reaksjon med enzymet som skal uopploseliggjores. Ved å benytte disse funksjonelle utstikkende grupper som bindepunkter for enzymene, vil enzymene få storre bevegelighet og enzymet får derved hoy katalyseaktivitet over et relativt lengere tidsrom enn når enzymet er gjort uopploselig ved andre fremgangsmåter som f.eks. adsorbsjon på en fast overflate eller tverrbinding av enzymet ved hjelp av bifunksjonelle reagenser etc. Ikke alle preparater vil imidlertid gi like gode resultater med hensyn til stabilitet eller aktivitet. Special examples of the bi- or multi-functional monomers, polymer hydrolysates or pre-made polymers that can be initially adsorbed on the inorganic carrier medium include water-soluble polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine, pplyethyleneimine, etc.; water-insoluble polyamines such as methylenedicyclohexylamine, methylenedianiline, etc.; natural and synthetic partially hydrolyzed polymers and pre-made polymers such as nylon, collagen, polyacrolein, polymaleic anhydride, alginic acid, casein hydrolyzate, gelatin etc. Some special examples of bifunctional intermediates that can be added to the above products to form an organic-inorganic mass with the necessary properties includes compounds such as glutardialdehyde, adipoyl chloride, sebacoyl chloride, toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc. It will be seen that when a polyethyleneamine of the type described is reacted with glutardialdehyde in the absence of an inorganic porous carrier medium, an aqueous acid-soluble substance is obtained, while when a polyethyleneamine is reacted with diisocyanate or acyl halide, a water-insoluble product is obtained. Conversely, with a reaction complex without an inorganic carrier medium and containing free carboxyl groups, an al.potassium-soluble complex can be obtained. Due to the large excess of interspersed or spacer bifunctional molecules used, the polymer lattice formed will contain protruding or outer groups comprising the spacer molecules, the latter protruding from the matrix and having reactive groups available at or near their end parts which are capable of reacting with and binding the enzyme to the distance-ordering molecules via covalent bonds. In addition, when the enzyme is added after unreacted reagents have been removed from the organic-inorganic mass by washing out, it will also be partially adsorbed on the mass at the same time. Binding of the enzyme only to the organic mass will not usually affect the solubility's dependence on pH, but when the inorganic carrier material is added as described, the overall preparation has high stability over a relatively large pH range from 3 to 9, as the stability naturally is also a function of the optimum pH properties of the particular enzyme and the properties of the inorganic support medium used. It will therefore be clear that a suitable organic-inorganic base mass can be formed which can be used in many situations by adsorbing on the carrier material substances which are mentioned above and which are known in the field and which are then treated with a bifunctional molecule which is also known in the field and advantageously functionalized for reaction with the original addition, provided that a large enough excess of the bifunctional molecule is used to form protruding groups capable of subsequent reaction with the enzyme to be insolubilized. By using these functional protruding groups as binding points for the enzymes, the enzymes will gain greater mobility and the enzyme will thereby gain high catalytic activity over a relatively longer period of time than when the enzyme is made insoluble by other methods such as e.g. adsorption on a solid surface or cross-linking of the enzyme using bifunctional reagents etc. However, not all preparations will give equally good results with regard to stability or activity.

Eksempler på enzymer som kan uopploseliggjores ved covalent bindingsreaksjon og som inneholder en aminogruppe som kan reagere med en aldehyd- eller isocyanat-rest på de utstikkende grupper som henger sammen med det innleirede polymere materiale som er adsorbert i porene på det porose bæremateriale, omfatter trypsin, papain, hexokinase, betagalactosidase, ficin, bromelain, melkesyredehydrogenase, glucoamylase, chymotrypsin, pronase, acylase, invertase, amylase, glucoseoxydase, pepsin, rennin, sopp-protease etc. Generelt kan man benytte alle enzymer hvis aktive område eller molekyldel ikke inngår i den covaltente binding. Mens ovenstående omtale gjaldt utstikkende grupper som inneholdt som funksjonell rest en aldehyd- eller isocyanat-gruppe, faller det også innenfor oppfinnelsens ramme at den utstikkende gruppe kan inneholde andre funksjonelle rester som kan reagere med carboxy-, sulfhydryl- eller andre rester som vanlgivis finnes i enzymer. Imidlertid behover den covalente binding av enzymer som inneholder disse andre grupper til andre utstikkende grupper ikke nødvendigvis gi like gode resultater og vil eventu-elt bety betraktelig stbrre omkostninger for fremstilling av mellomprodukter. Man vil forstå at nevnte porose faste bæremateriale, monomerer, hydrolysater, polymerer og enzymer bare er representanter for de forskjellige forbindelsesklasser som kan brukes og at oppfinnelsen ikke nødvendigvis er begrenset til disse. Examples of enzymes that can be insolubilized by covalent binding reaction and that contain an amino group that can react with an aldehyde or isocyanate residue on the protruding groups that are attached to the embedded polymeric material adsorbed in the pores of the porous support material include trypsin, papain, hexokinase, betagalactosidase, ficin, bromelain, lactic dehydrogenase, glucoamylase, chymotrypsin, pronase, acylase, invertase, amylase, glucoseoxydase, pepsin, rennin, fungal protease, etc. In general, you can use all enzymes whose active region or molecular part is not included in the covalent bond. While the above discussion concerned protruding groups that contained an aldehyde or isocyanate group as a functional residue, it is also within the scope of the invention that the protruding group may contain other functional residues that can react with carboxy, sulfhydryl or other residues that are normally found in enzymes. However, the covalent binding of enzymes containing these other groups to other protruding groups does not necessarily give equally good results and will possibly mean considerably higher costs for the production of intermediate products. It will be understood that the aforementioned porous solid support material, monomers, hydrolysates, polymers and enzymes are only representatives of the different compound classes that can be used and that the invention is not necessarily limited to these.

Fremstilling av konjugater i henhold til oppfinnelsen skjer fortrinnsvis satsvis som allerede beskrevet detaljert, selv om det også ligger innenfor oppfinnelsens ramme å frem-stille det ferdige produktet kontinuerlig. Når kontinuerlig reaksjon benyttes, anbringes en mengde av det porose faste bæremateriale. i egnet apparatur, vanligvis en kolonne. Det porose faste bæremateriale kan ha en hvilken som helst onsket form som f.eks.; pulver, pellets, monolitter etc. og påfylles kolonnen hvoretter,en fortrinnsvis vandig opplosning av f.eks. et fler-funksjonelt amin fores i kontakt med det porose bæremateriale til sistnevnte er mettet med aminopplosning, hvorpå overskud-. det avrennes. Et avstandsgrupperende eller mellomroms-bifunksjonelt molekyl som glutardiald-ehyd fores i kontakt med det mettede bæremateriale. Dannelsen av den polymere masse skjer således i et vandig system og reaksjonen foretas i lopet av 1 til 10 timer, men vanligvis over kortere tid. Etter å ha fjernet overskudd av glutardialdehyd ved avrenning og utvasking av vannopploselig og uomsatt materiale, som når det gjelder polyamin fortrinnsvis foretas ved en pufferopplosning med pH ca. ^, fbres en vandig enzym-opplosning i resirkulasjon gjennom kolonnen og dette be-virker covalent binding mellom enzymet og de endeplasserte al-dehydgrupper i de funksjonaliserte utstikkende molekyler fra nevnte masse. Dette finner sted til det ikke lenger foregår noen fysikalsk adsorbsjon og/eller covalent binding av enzymer til den organisk-uorganiske gittermasse og de utstikkende molekyler. Enzymoverskuddet gjenvinnes i avlopet etter avrenning og skyl-ling av kolonnen. Kolonnen er således klar for bruk til kjemiske reaksjoner hvor enzymets katalysevirkning skal benyttes. Disse prosesser gjennomfores for det meste innenfor de tider, temperaturer og konsentrasjons-parametre som er beskrevet for satsvis prosess og vil gi lignende uopploseliggjorte enzymkomplekser. Det omfattes også av oppfinnelsen at med egnede modifikasjoner av pH og temperatur som vil være åpenbare for fagfolk kan metoden anvendes på et stort antall forskjellige uorganiske porose bærematerialer, polymer-dannende reaktanter og enzymer. Production of conjugates according to the invention preferably takes place in batches as already described in detail, although it is also within the framework of the invention to produce the finished product continuously. When continuous reaction is used, a quantity of the porous solid support material is applied. in suitable apparatus, usually a column. The porous solid support material can have any desired shape such as; powder, pellets, monoliths etc. and the column is filled after which, a preferably aqueous solution of e.g. a multi-functional amine is brought into contact with the porous support material until the latter is saturated with amine solution, after which excess-. it drains. A spacer or interstitial bifunctional molecule such as glutardialdehyde is brought into contact with the saturated support material. The formation of the polymeric mass thus takes place in an aqueous system and the reaction is carried out over the course of 1 to 10 hours, but usually over a shorter time. After removing excess glutardialdehyde by draining and washing out water-soluble and unreacted material, which in the case of polyamine is preferably done with a buffer solution with pH approx. ^, an aqueous enzyme solution is recirculated through the column and this causes covalent bonding between the enzyme and the end-placed aldehyde groups in the functionalized protruding molecules from said mass. This takes place until there is no longer any physical adsorption and/or covalent binding of enzymes to the organic-inorganic lattice mass and the protruding molecules. The excess enzyme is recovered in the waste water after draining and rinsing the column. The column is thus ready for use in chemical reactions where the enzyme's catalytic effect is to be used. These processes are mostly carried out within the times, temperatures and concentration parameters described for the batch process and will give similar undissolved enzyme complexes. It is also covered by the invention that with suitable modifications of pH and temperature which will be obvious to those skilled in the art, the method can be applied to a large number of different inorganic porous support materials, polymer-forming reactants and enzymes.

De folgende eksempler skal illustrere de nye -preparater ifolge oppfinnelsen og de tilhorende fremgangsmåter. The following examples shall illustrate the new preparations according to the invention and the associated methods.

Eksempel I Example I

I dette eksempel benyttes 2 gram porbs silisiumoxyd-aluminiumoxyd tilsatt borfosfat og med partikkelstbrrelse !+0-80 mesh, porediameter 0,01 til'5,5,um og overflateareal 150-200 m 2/g som uorganisk bæremateriale for de nye preparater ifolge oppfinnelsen. Bærematerialet.ble brent ved ca. 26CTC for å fjerne eventuell adsorbert fuktighet. Bærematerialet ble deretter behandlet med 25 ml h%- ig vandig tetraethylenpentamin-opplbsning ved romtemperatur i 1 time i våkum for å lette inn-trengningen av opplbsningen i bærematerialets porer. Overskuddet av uadsorbert opplbsningen ble dekantert fra, ca. 25$ av tetraethylenpentaminet var adsorbert i bærematerialets porer. Derpå ble det våte bæremateriale behandlet med 25 ml 5%-ig vandig opplosning av glutardialdehyd ved romtemperatur og man fikk en praktisk talt umiddelbar reaksjon under dannelse av et uopplbselig reaksjonsprodukt både på overflaten og inne i bærematerialets porer. Overskuddet av glutardialdehyd-opplbsning ble dekantert fra og det organisk-uorganiske kompleks vasket for å fjerne uomsatt og ikke adsorberte reagenser, idet man forst vasket med vann og derpå med 0,02 molar acetatpuffer med. pH ^,2, ved <l>h5°C. Derpå tilsatte man en enzymopplbsning inneholdende 200 rag glucoamylase pr. 25 ml vann og dette reagerte med komplekset ovenfor ved romtemperatur i lopet av 1 time. Etter ca., 1 time ble overskuddet av glucoamylaseopplosning dekantert fra og enzym-preparatet vasket med vann for å fjerne ubundet og/eller ikkeadsorbert enzym. Sammensetningen ble utlutet over 2h timer med acetatpufferopplbsning med samme sammensetning som ovenfor. Mengden av adsorbert og/eller covalent bundet enzym ble målt ved micro-Dumas-gasskromatografi både for og etter tilsetning av enzym. Enzympreparatets aktivitet ble målt ved mengden av produsert glucose med ^, 0% fortynnet stivelsesopplbsning som substrat med pH ^,2 og 60°C med Worthington's glucostat-metode for analyse av glucose idet sistnevnte ansees sikrere for måling av preparatets anvendelighet. En aktivitet på 28 enheter pr. gram bæremateriale med et enzymnivå på 29 mg pr. gram bæremateriale ble nådd på denne måten (1 enhet betegner produk-sjon av 1 gram glucose pr. time ved 60°C i henhold til forsbks-spesifikasjoner). Man vil se at til tross for den kjente opplb-selighet ved pH ^,2 for enzympreparatet når det fremstilles i fravær av uorganisk bæremateriale, fikk man uvesentlig tap av enzym fra det kombinerte uorganisk-organiske kompleks ved utluting med puff eropplbsning pH '+,2. Dette ble demonstrert ved å undersbke avlbpet fra denne behandling. In this example, 2 grams of porous silicon oxide-aluminium oxide with added boron phosphate and with a particle size of 0-80 mesh, pore diameter 0.01 to 5.5 µm and surface area 150-200 m 2 /g are used as inorganic carrier material for the new preparations according to the invention. The carrier material was burned at approx. 26CTC to remove any adsorbed moisture. The carrier material was then treated with 25 ml of high-% aqueous tetraethylenepentamine solution at room temperature for 1 hour in a vacuum to facilitate the penetration of the solution into the pores of the carrier material. The excess of unadsorbed solution was decanted from, approx. 25$ of the tetraethylenepentamine was adsorbed in the pores of the carrier material. The wet support material was then treated with 25 ml of a 5% aqueous solution of glutardialdehyde at room temperature and a practically immediate reaction was obtained with the formation of an insoluble reaction product both on the surface and inside the pores of the support material. The excess of glutardialdehyde solution was decanted from and the organic-inorganic complex washed to remove unreacted and unadsorbed reagents, washing first with water and then with 0.02 molar acetate buffer. pH ^.2, at <l>h5°C. An enzyme solution was then added containing 200 mg of glucoamylase per 25 ml of water and this reacted with the above complex at room temperature over the course of 1 hour. After approx. 1 hour, the excess of glucoamylase solution was decanted from and the enzyme preparation washed with water to remove unbound and/or non-adsorbed enzyme. The composition was leached over 2 hours with acetate buffer solution with the same composition as above. The amount of adsorbed and/or covalently bound enzyme was measured by micro-Dumas gas chromatography both before and after addition of enzyme. The enzyme preparation's activity was measured by the amount of glucose produced with ^, 0% diluted starch solution as substrate with pH ^.2 and 60°C with Worthington's glucostat method for the analysis of glucose, the latter being considered safer for measuring the applicability of the preparation. An activity of 28 units per gram carrier material with an enzyme level of 29 mg per grams of carrier material was reached in this way (1 unit denotes the production of 1 gram of glucose per hour at 60°C according to forsbks specifications). It will be seen that despite the known solubility at pH 2.2 for the enzyme preparation when it is prepared in the absence of inorganic carrier material, an insignificant loss of enzyme was obtained from the combined inorganic-organic complex when leaching with buffer solution pH '+, 2. This was demonstrated by examining the outcome of this treatment.

Eksempel II Example II

I dette eksemplet gjentok man fremgangsmåten fra eksempel I med. det unntak at den uorganiske porose bæremasse hadde en partikkelstbrrelse på 10 til 30 mesh. Silisiumoxyd-aluminiumoxyd-massen inneholdende borfosfat ble behandlet med tetraethylenpentamin, glutardialdehyd og glucoamylase som ovenfor. Man fikk et aktivt uopploseliggjort enzymkompleks med noe mindre aktivitet, sannsynligvis på grunn av diffusjonsproblemer som skyldes preparatets stbrre partikkelstbrrelse. In this example, the procedure from example I was repeated with except that the inorganic porous carrier had a particle size of 10 to 30 mesh. The silicon oxide-aluminum oxide mass containing boron phosphate was treated with tetraethylenepentamine, glutardialdehyde and glucoamylase as above. An active undissolved enzyme complex with somewhat less activity was obtained, probably due to diffusion problems caused by the greater particle size of the preparation.

Eksempel III Example III

På lignende måte som beskrevet i eksempel I ovenfor ble In a similar manner as described in Example I above,

2 gram si lisiumoxyd-aluminiumoxyd med samme fysikalske egenskaper med hensyn på partikkelstbrrelse, porediameter og overflateareal' som .angitt -i eksempel- I behandlet med en acetonopplbsning av tetraethylenpentamin fulgt av toluendiisocyanatopplbsning, også i aceton, i stedet for vandig glutardialdehyd. Etter avdekantering av overskudd av diisocyanatopplosning og vasking med vann, ble det organisk-uorganiske kompleks behandlet videre med vandig glucoamylaseopplosning. Som i eksempel I, inneholdt det ferdige produkt et aktivt og helt uopploselig enzymkompleks. 2 grams of lithium oxide-aluminum oxide with the same physical properties with regard to particle size, pore diameter and surface area as indicated -in example- I treated with an acetone solution of tetraethylenepentamine followed by a toluene diisocyanate solution, also in acetone, instead of aqueous glutardialdehyde. After decanting off excess diisocyanate solution and washing with water, the organic-inorganic complex was further treated with aqueous glucoamylase solution. As in Example I, the finished product contained an active and completely insoluble enzyme complex.

Eksempel IV Example IV

For å illustrere det faktum at forskjellige konsentra-sjoner av opplosninger kan brukes for fremstilling av det onskede produktet, gjentok man fremgangsmåten fra eksempel I ovenfor med den forskjell at det ble benyttet hoyere konsentrerte opplosninger av de forskjellige reagenser. F.eks. ble 2 gram 10-30 mesh silisiumoxyd-aluminiumoxyd behandlet med 25 ml 20%-ig tetraethylenpentaminopplosning og etter avdekantering tilsatte man 50 ml 25%-ig glutardialdehydopplosning. Komplekset ble etter vasking behandlet med vandig glucoamylase for fremstilling av uopploseliggjort enzym-preparat som viste en aktivitet på ca. To illustrate the fact that different concentrations of solutions can be used for the production of the desired product, the procedure from Example I above was repeated with the difference that higher concentrated solutions of the various reagents were used. E.g. 2 grams of 10-30 mesh silicon oxide-aluminium oxide were treated with 25 ml of a 20% tetraethylenepentamine solution and after decantation, 50 ml of a 25% glutardialdehyde solution was added. After washing, the complex was treated with aqueous glucoamylase to produce an insoluble enzyme preparation which showed an activity of approx.

12 enheter pr.gram basert på glucostat-testen. 12 units per gram based on the glucostat test.

Eksempel V Example V

Til en silisiumoxyd-aluminiumoxyd som besto av 2 gram IO-3O mesh partikler satte man 25 ml 5%-ig vandig, delvis hydrolysert collagenopplosning i stedet for tetraethylenpentamin. Etter dekantering og behandling med_ glutardialdehyd ble den organisk-uorganiske massen vasket og behandlet med glucoamylaseopplosning. Den ferdige stoffblanding ble behandlet på lignende måte som beskrevet i eksempel I ved dekantering, vasking og utluting med puff eropplbsning (pH M-,2) for fremstilling av et uopploselig enzympreparat med aktivitet på ca. 10 enheter pr. gram. To a silicon oxide-aluminium oxide which consisted of 2 grams of 10-30 mesh particles, 25 ml of a 5% aqueous, partially hydrolyzed collagen solution was added instead of tetraethylenepentamine. After decantation and treatment with glutardialdehyde, the organic-inorganic mass was washed and treated with glucoamylase solution. The finished substance mixture was treated in a similar way as described in example I by decanting, washing and leaching with buffer solution (pH M-.2) to produce an insoluble enzyme preparation with an activity of approx. 10 units per gram.

Eksempel VI Example VI

I dette eksempel ble silisiumoxyd-aluminiumoxyd med partikkelstbrrelse 10-30 mesh, porediameter fra 0,01 til ca. In this example, silicon oxide-alumina with a particle size of 10-30 mesh, pore diameter from 0.01 to approx.

5, 5/ Um og overflateareal ca. 150-200 m <p>/g behandlet 5.5/ Um and surface area approx. 150-200 m <p>/g processed

ved å tilsette tetraethylenpentamin i 1% delvis hydroiysert vandig collagenopplosning hvor collagenet ble brukt som ytter- by adding tetraethylenepentamine in a 1% partially hydrogenated aqueous collagen solution where the collagen was used as an external

ligere binding smiddel. Etter avrenning og omsetning med glutardialdehyd ble den organisk-uorganiske massen behandlet med glu-coamylaseopplbsning som beskrevet i eksempel I for fremstilling av et aktivt enzympreparat. more binding agent. After draining and reaction with glutardialdehyde, the organic-inorganic mass was treated with glucoamylase solution as described in example I for the production of an active enzyme preparation.

Eksempel VII Example VII

For å vise at forskjellige enzymer kan brukes for fremstilling av det onskede preparat, ble en silisiumoxyd-aluminiumoxyd inneholdende borfosfat behandlet med tetraethylenpentaminopplosning, dekantert, vasket, hvorpå man tilsatte glutardialdehydopplosning og den resulterende blanding ble behandlet med vandig lactaseopplosning. Dette gav et aktivt enzym-preparat. Lignende fremgangsmåter kan brukes for å binde enzymer som proteaser, glucoseisomerase og glucoseoxydase under dannelse av aktive preparater. To show that different enzymes can be used for the preparation of the desired preparation, a silicon oxide-aluminum oxide containing boron phosphate was treated with tetraethylenepentamine solution, decanted, washed, after which glutardialdehyde solution was added and the resulting mixture was treated with aqueous lactase solution. This gave an active enzyme preparation. Similar methods can be used to bind enzymes such as proteases, glucose isomerase and glucose oxidase to form active preparations.

Eksempel VIII Example VIII

I dette eksempel ble det brukt en kolonne med Innvendig diameter 20 mm inneholdende 1^,2 gram aktivt enzympreparat fremstilt av glucoamylase, bundet til 10-30 mesh silisiumoxyd-aluminiumoxyd som porost bæremateriale inneholdende borfosfat innleiret, preparatet var fremstilt som beskrevet i eksempel I. Kolonnen ble brukt kontinuerlig over 30 dager ved <1>+5°C for hydrol-yse av vandig 30%-ig fortynnet stivelsesopplosning som var pufret til pH ^,2. Avlopet ble målt med hensyn på glucose-produksjon ved Worthingtori glucostat-metoden. Man fant intet vesentlig tap av enzymaktivitet i lopet av dette tidsrom og at prosentvis omsetning av stivelse til glucose ved denne temperatur og stromningshastighet ca. 150 ml pr. time var 62%,. In this example, a column with an internal diameter of 20 mm was used containing 1^.2 grams of active enzyme preparation made from glucoamylase, bound to 10-30 mesh silicon oxide-aluminium oxide as a porous support material containing boron phosphate embedded, the preparation was prepared as described in example I. The column was used continuously over 30 days at <1>+5°C for the hydrolysis of aqueous 30% dilute starch solution buffered to pH .2. The effluent was measured with respect to glucose production by the Worthingtori glucostat method. No significant loss of enzyme activity was found during this period of time and that the percentage conversion of starch to glucose at this temperature and flow rate was approx. 150 ml per hour was 62%,.

Eksempel IX Example IX

For å vise at forskjellige substrater eller bærematerialer kan brukes for fremstilling av de onskede preparater, ble en aluminiumoxyd-belagt monolitt bestående av keramisk materiale med bikube struktur i form av macro-kanaler behandlet^ på samme måten som i eksempel I ovenfor, dvs. at monolitten ble behandlet med oppløsninger av tetraethylenpentamin, glutardialdehyd og glucoamylaseenzym i en rekkefolge som omfattet dekantering, vasking og utluting som beskrevet. Den opprinnelige keramiske monolitt hadde en torrvekt på 256 g hvorav 13$ besto av alumi-niumoxydbelegg. Det ferdige uopploseliggjorte enzympreparat ble fylt på en kolonne i et glassrbr med innvendig diameter 70 mm hvor det kunne drives kontinuerlig ved hjelp av egnet pumpe-apparatur innenfor en temperaturregulert beholder som ble holdt på i+5°C. Over en periode på hO dager hvor kolonnen ble brukt kontinuerlig til hydrolyse av en 3°$-ig pufret fortynnet stivelsesopplosning fant man at bare ca. 3$ av den opprinnelige, aktivitet hos enzympreparatet ble tapt mens man opprettholdt en strbmningshastighet på ca. 85 ml pr. time. Videre fant man at i lbpet av denne ^O dagers perioden foregikk en ca. 80$-ig omsetning av stivelsen til glucose. For å studere systemets egenskaper videre, foretok man forskjellige variasjoner i strbm-ningshastigheten og man oppdaget da at ved en strbmningshastighet på ca. 38 ml pr. time var det mulig å oppnå en omsetnings-grad på 92-93$ stivelse til glucose. Den relativt lange periode hvorunder enzymet ble brukt for omdannelse av stivelse til glucose uten vesentlig tap av enzymaktivitet ved hverken desorbsjon eller deaktivering viser katalysatorens lange halv-liv. - To show that different substrates or carrier materials can be used for the production of the desired preparations, an aluminum oxide-coated monolith consisting of ceramic material with a honeycomb structure in the form of macro-channels was treated^ in the same way as in example I above, i.e. that the monolith was treated with solutions of tetraethylenepentamine, glutardialdehyde and glucoamylase enzyme in a sequence comprising decanting, washing and leaching as described. The original ceramic monolith had a dry weight of 256 g, of which 13% consisted of aluminum oxide coating. The finished undissolved enzyme preparation was filled onto a column in a glass tube with an internal diameter of 70 mm where it could be operated continuously by means of suitable pump equipment within a temperature-regulated container which was kept at +5°C. Over a period of 10 days where the column was used continuously for the hydrolysis of a 3°$-ig buffered dilute starch solution, it was found that only approx. 3% of the original activity of the enzyme preparation was lost while maintaining a strain rate of approx. 85 ml per hour. Furthermore, it was found that in the last part of this ^O day period, an approx. 80$ conversion of the starch to glucose. In order to study the system's properties further, different variations in the flow rate were made and it was then discovered that at a flow rate of approx. 38 ml per hour it was possible to achieve a conversion rate of 92-93$ starch to glucose. The relatively long period during which the enzyme was used for the conversion of starch to glucose without significant loss of enzyme activity by either desorption or deactivation shows the catalyst's long half-life. -

Eksempel X Example X

I dette eksempel fremstilte man et monolitt-preparat påfylt kolonne på lignende måte som i eksempel IX ovenfor med den forskjell at enzymet som ble brukt for fremstilling av komplekset besto av lactase i stedet for glucoamylase. Preparatet ble undersbkt med hensyn på stabilitet under kontinuerlig strbmning ved en temperatur på 37°C over 29 dager. Man fant igjen at det ikke forekom vesentlig tap av aktivitet hos det uopploseliggjorte enzympreparat. Dette uopploseliggjorte enzym ble brukt for behandling av 5$ lactoseopplbsning som var pufret til pH <!>+,2 og som ble plfylt en kolonne i en mengde på ^+ ml pr. time. I lbpet av de 29 dager fant man en 35$-ig omsetning av lactose til glucose og galactose. In this example, a monolith preparation filled column was prepared in a similar manner as in Example IX above with the difference that the enzyme used for the preparation of the complex consisted of lactase instead of glucoamylase. The preparation was examined with regard to stability under continuous straining at a temperature of 37°C over 29 days. It was again found that there was no significant loss of activity in the insoluble enzyme preparation. This insolubilized enzyme was used for the treatment of 5% lactose solution which had been buffered to pH <!>+.2 and which was filled into a column in an amount of ^+ ml per hour. During the last 29 days, a 35% conversion of lactose to glucose and galactose was found.

Claims (15)

1. Immobilisert organisk-uorganisk enzymkonjugat omfattende en uorganisk, porøs bærer og et organisk polymert materiale, hvilket polymere materiale er valgt fra vannløselige polyaminer slik som ethylendiamin, diethylentriamin, triethylentetramin, tetraethylenpentamin, pentaethylenhexamin, hexamethylendiamin og polyethylenamin, vannuløselige polyaminer slik som methylendicyclohexylamin ogmethylendianilin, og naturlige og syntetiske, delvis hydrolyserte polymerer og fordannede polymerer slik som nylon, collagen, polyacrolein, polymaleinsyreanhydrid, alginsyre, kaseinhydrolysat og gelatin, hvilket polymere materiale er adsorbert på den uorganiske bærer, og hvilket enzym er adsorbert på den porøse bærer og det organiske polymere~materiale, og også kovalent bundet til det organiske polymere materiale, karakterisert ved at det polymere materiale er innleiret i porene på den uorganiske, porøse bærer under dannelse av en kombinert organisk-uorganisk matrise, og at det polymere materiale inneholder tilknyttede grupper, hvilke tilknyttede grupper er dannet'ved omsetning av det polymere materiale med en bifunksjonell monomer som inneholder funksjonelle grupper slik som amino, hydroxyl, carboxyl, thiol og. carbonyl, hvilke funksjonelle grupper fortrinnsvis er adskilt av kjeder inneholdende fra 4 til 10 carbonatomer, hvilket enzym er kovalent bundet til de funksjonelle deler av de tilknyttede grupper ved eller i umiddelbar nærhet av endestillingene deres.1. Immobilized organic-inorganic enzyme conjugate comprising an inorganic, porous carrier and an organic polymeric material, which polymeric material is selected from water-soluble polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine and polyethyleneamine, water-insoluble polyamines such as methylenedicyclohexylamine and methylenedianiline, and natural and synthetic partially hydrolyzed polymers and formed polymers such as nylon, collagen, polyacrolein, polymaleic anhydride, alginic acid, casein hydrolyzate and gelatin, which polymeric material is adsorbed on the inorganic support, and which enzyme is adsorbed on the porous support and the organic polymer ~material, and also covalently bound to the organic polymeric material, characterized in that the polymeric material is embedded in the pores of the inorganic, porous support while forming a combined organic-inorganic matrix, and that the polymeric material contains lder attached groups, which attached groups are formed by reacting the polymeric material with a bifunctional monomer containing functional groups such as amino, hydroxyl, carboxyl, thiol and. carbonyl, which functional groups are preferably separated by chains containing from 4 to 10 carbon atoms, which enzyme is covalently bound to the functional parts of the associated groups at or in the immediate vicinity of their terminal positions. 2. Enzymkonjugat ifølge krav 1, karakterisert ved at det uorganiske, porøse bæremateriale er yaluminiumoxyd.2. Enzyme conjugate according to claim 1, characterized in that the inorganic, porous support material is aluminum oxide. 3. Enzymkonjugat ifølge krav 1, karakterisert ved at det uorganiske, porøse bæremateriale er siliciumoxyd-aluminiumoxyd.3. Enzyme conjugate according to claim 1, characterized in that the inorganic, porous support material is silicon oxide-aluminium oxide. 4. Enzymkonjugat ifølge krav 1, karakterisert ved at det uorganiske, porøse bæremateriale er siliciumoxyd-aluminiumoxyd inneholdende borfosfat.4. Enzyme conjugate according to claim 1, characterized in that the inorganic, porous carrier material is silicon oxide-aluminium oxide containing boron phosphate. 5. Enzymkonjugat ifølge krav karakterisert ved at det uorganiske, porøse bæremateriale er et keramisk materiale belagt med porøst aluminiumoxyd forsynt med bikubelignende macrokanaler.5. Enzyme conjugate according to claim characterized in that the inorganic, porous carrier material is a ceramic material coated with porous aluminum oxide provided with beehive-like macrochannels. 6. Enzymkonjugat ifølge krav 1 - 5, karakterisert ved at det organiske polymer-materiale er omsetningsproduktet mellom polyethylenimin" og glutardialdehyd.6. Enzyme conjugate according to claims 1 - 5, characterized in that the organic polymer material is the reaction product between polyethyleneimine and glutardialdehyde. 7. Enzymkonjugat ifølge krav 6, karakterisert ved at det organiske polymer-materiale er omsetningsproduktet mellom tetraethylenpentamin og glutardialdehyd.7. Enzyme conjugate according to claim 6, characterized in that the organic polymer material is the reaction product between tetraethylenepentamine and glutardialdehyde. 8. Enzymkonjugat ifølge krav 6, karakterisert ved at det organiske polymer-materiale er omsetningsproduktet mellom tetraethylenpentamin og toluendiisocyanat.8. Enzyme conjugate according to claim 6, characterized in that the organic polymer material is the reaction product between tetraethylenepentamine and toluene diisocyanate. 9. Enzymkonjugat ifølge krav 6, karakterisert ved at det organiske polymer-materiale er omsetningsproduktet mellom en blanding av tetraethylenpentamin og delvis hydrolysert collagen, og glutardialdehyd.9. Enzyme conjugate according to claim 6, characterized in that the organic polymer material is the reaction product between a mixture of tetraethylenepentamine and partially hydrolysed collagen, and glutardialdehyde. 10. Enzymkonjugat ifølge krav 6, karakterisert ved at det organiske polymer-materiale er omsetningsproduktet mellom pentaethylenhexamin og glutardialdehyd.10. Enzyme conjugate according to claim 6, characterized in that the organic polymer material is the reaction product between pentaethylenehexamine and glutardialdehyde. 11. Enzymkonjugat ifølge ett eller flere av kravene 1 - 10, karakterisert ved at det uorganiske porøse bæremateriale har en porediameter på 0,01 - 5,5^/um hvor opp til 25 - 60% av materialet har en diameter over 2,0 /Um, samt overflateareal på 150 - 200 m 2/g.11. Enzyme conjugate according to one or more of claims 1 - 10, characterized in that the inorganic porous support material has a pore diameter of 0.01 - 5.5 µm where up to 25 - 60% of the material has a diameter over 2.0 /Um, as well as a surface area of 150 - 200 m 2/g. 12. Fremgangsmåte for fremstilling av immobilisert enzymkonjugat ifølge krav 1-11, karakterisert ved at det uorganiske, porøse bæremateriale behandles med en første oppløsning av en bi- eller fler-funksjonell monomer, et polymerhydrolysat eller en forhåndsfremstilt polymer, ikke-adsorbert oppløsning fjernes, det uorganiske, porøse bæremateriale føres i kontakt med et relativt stort overskudd av en andre bifunksjonell monomeroppløsning under dannelse av den organisk-uorganiske grunnmasse, en enzym-oppløsning tilsettes til den dannede organisk-uorganiske grunnmasse og uomsatte forbindelser fjernes.12. Method for producing immobilized enzyme conjugate according to claims 1-11, characterized in that the inorganic porous support material is treated with a first solution of a bi- or multi-functional monomer, a polymer hydrolyzate or a pre-prepared polymer, non-adsorbed solution is removed, the inorganic, porous carrier material is brought into contact with a relatively large excess of a second bifunctional monomer solution while forming the organic-inorganic matrix, an enzyme solution is added to the formed organic-inorganic matrix and unreacted compounds are removed. 13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, karakterisert ved at det anvendes en første oppløsning, en annen oppløsning og en enzymoppløsning som er vandig.13. Method as stated in claim 12, characterized in that a first solution, a second solution and an enzyme solution which is aqueous are used. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at det anvendes billige organiske oppløsningsmidler som aceton og tetrahydrofuran som bæremedia for nevnte bi- eller fler-funksjonelle monomere, polymerhydrolysater eller forhåndsfremstilte polymerer.14. Method according to claim 12, characterized in that cheap organic solvents such as acetone and tetrahydrofuran are used as carrier media for said bi- or multi-functional monomers, polymer hydrolysates or pre-produced polymers. 15. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 12 - 14, karakterisert ved at det anvendes en andre bifunksjonell monomer med reaktive grupper som er adskilt fra hverandre med en molekylkjede inneholdende 4-10 carbonatomer.15. Method according to one or more of claims 12 - 14, characterized in that a second bifunctional monomer with reactive groups which are separated from each other by a molecular chain containing 4-10 carbon atoms is used.
NO760511A 1975-02-18 1976-02-17 IMMOBILIZED ORGANIC-INORGANIC ENZYM CONJUGATE AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF THIS NO148600C (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US55089875A 1975-02-18 1975-02-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO760511L NO760511L (en) 1976-08-19
NO148600B true NO148600B (en) 1983-08-01
NO148600C NO148600C (en) 1983-11-09

Family

ID=24199032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO760511A NO148600C (en) 1975-02-18 1976-02-17 IMMOBILIZED ORGANIC-INORGANIC ENZYM CONJUGATE AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF THIS

Country Status (26)

Country Link
JP (1) JPS571988B2 (en)
AR (1) AR215240A1 (en)
AT (1) AT363890B (en)
AU (1) AU497243B2 (en)
BE (1) BE838684A (en)
BR (1) BR7600989A (en)
CA (1) CA1058538A (en)
CH (1) CH634876A5 (en)
CS (1) CS209424B2 (en)
DD (1) DD123346A5 (en)
DE (1) DE2605797C3 (en)
DK (1) DK145104C (en)
EG (1) EG11923A (en)
ES (1) ES445248A1 (en)
FR (1) FR2301533A1 (en)
GB (1) GB1537086A (en)
IE (1) IE42482B1 (en)
IT (1) IT1055978B (en)
LU (1) LU74379A1 (en)
NL (1) NL7601580A (en)
NO (1) NO148600C (en)
PL (1) PL102119B1 (en)
PT (1) PT64790B (en)
SE (1) SE434064B (en)
YU (1) YU37476A (en)
ZA (1) ZA76871B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4335017A (en) 1975-12-15 1982-06-15 United Kingdom Atomic Energy Authority Composite materials comprising deformable xerogel within the pores of particulate rigid supports useful in chromatography
DE2636206C3 (en) * 1976-08-12 1981-06-04 C.H. Boehringer Sohn, 6507 Ingelheim Carrier-fixed enzymes and their manufacture and use
CA1128917A (en) * 1978-10-16 1982-08-03 Ronald P. Rohrbach Support matrices for immobilized enzymes
FR2531452B1 (en) * 1982-08-05 1985-06-28 Uop Inc MAGNETIC SUPPORT MATRIX AND IMMOBILIZED ENZYME SYSTEM HAVING APPLICATION
US4539294A (en) * 1982-09-30 1985-09-03 Akzona Incorporated Immobilization of proteins on polymeric supports
SG10201706002XA (en) 2009-05-20 2017-08-30 Xyleco Inc Bioprocessing
CN117402234A (en) * 2023-09-27 2024-01-16 重庆芳禾生物科技有限公司 Collagen extraction process for removing pepsin residues

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3556945A (en) * 1968-02-05 1971-01-19 Corning Glass Works Enzyme stabilization
CH564031A5 (en) * 1968-03-29 1975-07-15 Anvar
GB1238280A (en) * 1968-11-06 1971-07-07
US3715278A (en) * 1970-02-11 1973-02-06 Monsanto Co Enzyme-polymer product attached to surface of siliceous materials thereof
US3796634A (en) * 1970-03-19 1974-03-12 Us Health Education & Welfare Insolubilized biologically active enzymes
CH533139A (en) * 1971-06-21 1973-01-31 Nestle Sa Process for preparing a product endowed with enzymatic activity, insoluble in aqueous medium
US3802909A (en) * 1971-11-09 1974-04-09 American Hospital Supply Corp Bonding of organic materials to inorganic particles
GB1484565A (en) * 1972-07-13 1977-09-01 Koch Light Labor Ltd Binding of biologically active macromolecules
GB1444539A (en) * 1972-09-11 1976-08-04 Novo Industri As Immobilised enzymes
CH579109A5 (en) * 1973-02-22 1976-08-31 Givaudan & Cie Sa
SE7410542L (en) * 1974-01-29 1976-01-12 Givaudan & Cie Sa CONDENSATION PRODUCTS.

Also Published As

Publication number Publication date
CS209424B2 (en) 1981-12-31
PT64790A (en) 1976-03-01
ATA116176A (en) 1981-02-15
AT363890B (en) 1981-09-10
LU74379A1 (en) 1976-08-13
SE7601757L (en) 1976-08-19
JPS571988B2 (en) 1982-01-13
FR2301533B1 (en) 1978-06-23
DK145104C (en) 1983-02-21
DE2605797C3 (en) 1986-02-13
NO760511L (en) 1976-08-19
PL102119B1 (en) 1979-03-31
ES445248A1 (en) 1977-10-01
SE434064B (en) 1984-07-02
IT1055978B (en) 1982-01-11
NL7601580A (en) 1976-08-20
BR7600989A (en) 1976-09-14
CA1058538A (en) 1979-07-17
EG11923A (en) 1978-03-29
BE838684A (en) 1976-06-16
AU1117376A (en) 1977-08-25
NO148600C (en) 1983-11-09
JPS51106785A (en) 1976-09-21
PT64790B (en) 1977-07-07
ZA76871B (en) 1977-01-26
DE2605797B2 (en) 1977-09-22
GB1537086A (en) 1978-12-29
AR215240A1 (en) 1979-09-28
FR2301533A1 (en) 1976-09-17
IE42482L (en) 1976-08-18
AU497243B2 (en) 1978-12-07
DD123346A5 (en) 1976-12-12
DK145104B (en) 1982-08-30
DE2605797A1 (en) 1976-08-26
DK63776A (en) 1976-08-19
YU37476A (en) 1984-02-29
CH634876A5 (en) 1983-02-28
IE42482B1 (en) 1980-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4141857A (en) Support matrices for immobilized enzymes
US4229536A (en) Process for preparing immobilized enzymes
Brena et al. Immobilization of enzymes: a literature survey
FI92074C (en) Procedure for immobilization of enzymes by fixation on granular diatomaceous earth
US4888285A (en) Enzyme immobilization on a water-insoluble amino group-containing carrier
WO1981000576A1 (en) Immobilized enzyme(s)and microorganism(s)and their production
US4268419A (en) Support matrices for immobilized enzymes
US4292199A (en) Method of preparing a support matrix
NO148600B (en) IMMOBILIZED ORGANIC-INORGANIC ENZYM CONJUGATE AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF THIS
US4206259A (en) Support matrices for immobilized enzymes
EP0197784A1 (en) Method for immobilizing a biological material
US4193910A (en) Preparation of support matrices for immobilized enzymes
US4218363A (en) Preparation of support matrices for immobilized enzymes
US20120208256A1 (en) Enzyme-functionalized supports
JPS63317085A (en) Production of oxygen bonded to carrier
US4250080A (en) Preparation of support matrices for immobilized enzymes
JPH0319687A (en) Production of immobilized enzyme
CA1128917A (en) Support matrices for immobilized enzymes
JPS59109173A (en) Preparation of immobilized biocatalyst
JPS59109174A (en) Preparation of immobilized biocatalyst
Arya et al. Pigeonpea (Cajanus cajan) urease immobilized on alginate beads, showing improved stability and operational parameters
JPH04173091A (en) Production of n-methylenechitosan gel and method for immobilizing enzyme
JPH0566105B2 (en)
JPH0412108B2 (en)
JPS61111687A (en) Immobilized enzyme membrane and preparation thereof