WO2000044492A1 - Wasserunlösliche lineare polysaccharide zur filtration - Google Patents

Wasserunlösliche lineare polysaccharide zur filtration Download PDF

Info

Publication number
WO2000044492A1
WO2000044492A1 PCT/EP1999/009288 EP9909288W WO0044492A1 WO 2000044492 A1 WO2000044492 A1 WO 2000044492A1 EP 9909288 W EP9909288 W EP 9909288W WO 0044492 A1 WO0044492 A1 WO 0044492A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
filter medium
filter
microparticles
insoluble linear
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/009288
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Bengs
Gitte Böhm
Jürgen Grande
Silke Schuth
Original Assignee
Celanese Ventures Gmbh
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 Celanese Ventures Gmbh filed Critical Celanese Ventures Gmbh
Priority to EP99973640A priority Critical patent/EP1154851A1/de
Priority to AU13877/00A priority patent/AU1387700A/en
Publication of WO2000044492A1 publication Critical patent/WO2000044492A1/de
Priority to US09/915,917 priority patent/US20020074283A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B01D63/087—Single membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres
    • B01D39/04—Organic material, e.g. cellulose, cotton
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1669—Cellular material
    • B01D39/1676—Cellular material of synthetic origin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/08—Polysaccharides
    • B01D71/12—Cellulose derivatives
    • B01D71/14—Esters of organic acids
    • B01D71/16—Cellulose acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/18—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a glycosyl transferase, e.g. alpha-, beta- or gamma-cyclodextrins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1241—Particle diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1291—Other parameters

Definitions

  • the present invention relates to the use of water-insoluble linear
  • Filter processes for the separation of solid particles or of solutes from liquids or gases play an important role in many technical fields, for example wastewater treatment. The is of particular importance
  • Porous media are generally used as filter media, through which the liquid or gaseous phase containing the substances to be separated flows.
  • gas, liquid or solvent molecules pass through the pores of the filter medium, while dispersed or dissolved particles are retained on the surface of the porous medium or in its interior.
  • Filter media such as those used in conventional separation processes, are, for example, paper, fabric or nonwovens made of metal, natural, synthetic and glass fibers, membranes, for example made of cellulose acetate, or sintered glass or porcelain.
  • pre-assembled filter media consist for example of synthetic or semi-synthetic polymers.
  • the materials are woven from synthetic or natural fibers, which in addition can be glued with a binder.
  • slices are cut from the tissue and positioned, for example, in a sample tube.
  • EP-A-826412 and WO 98/08594 Process for the production of filter elements in which substances such as microparticles, for example in
  • Suitable microparticles include Made of silicon dioxide, aluminum oxide, glass, graphite, calcium phosphate or zinc polyphosphate or from organic materials such as highly cross-linked polysaccharides, such as those available under the trade name SUPERDEX®.
  • JP-A-57,063,302 describes microparticles from amylose with a degree of swelling of> 5 for use in gel filtration.
  • the amylose is first isolated from starch. Subsequently, aqueous alkaline solutions of amylose are used to form the microparticles in media in which the
  • Amylose does not dissolve, or dissolves only poorly, and the particles are then made water-insoluble by chemical crosslinking, for example with epichlorohydrin.
  • RO-A-61, 524 describes the use of amylose crosslinked with epichlorohydrin for gel filtration.
  • US-A-3,350,221 describes the use of high amylose starch together with a melamine / formaldehyde resin to form filter sheets.
  • the melamine resin obviously crosslinks with the hydroxyl groups of the starch and thus results in a water-stable filter film.
  • JP-A-06,329,561 describes means for separating optically active connections. In doing so
  • Polysaccharides such as cellulose or dextran chemically bound to silica gel.
  • the separation of optical isomers with amylose-coated silica gel is described in JP-A-0,346,950.
  • GB-A-2 247242 describes microparticles from amylose which are obtained from cyclodextrin or starch by the action of a cyclomaltodextrin glucanotransferase. These water-soluble microparticles can be used in foods, pharmaceuticals and cosmetic articles.
  • the polysaccharides used according to the prior art must be chemically modified or crosslinked in order to meet the requirements as a separating material. This can lead to remaining chemicals and therefore undesirable side effects.
  • the chemical modification or crosslinking also leads to swelling of the particles, which is often undesirable.
  • the object of the present invention was therefore to provide filter media which, if appropriate, are also suitable for efficiently separating mixtures of substances without chemical modification of the starting material, which are stable, and which are versatile and advantageous, for example in analytical and preparative chemistry, biochemistry and molecular biology and especially for microfiltration.
  • the present invention therefore relates to filter media which comprise at least one water-insoluble linear polysaccharide.
  • the invention further relates to a method for producing filter media, comprising the steps: (a) dissolving or suspending at least one water-insoluble linear polysaccharide in a suitable solvent or suspending agent; and
  • the present invention furthermore relates to filter devices which contain a filter medium which comprises at least one water-insoluble linear polysaccharide.
  • Filter media are understood to mean porous media through which a liquid or a gas can flow, particles dispersed, emulsified, suspended or dissolved in the liquid or gas due to, for example, sieving, affinity and / or adsorption effects on the surface of the porous Medium or retained inside.
  • Filter devices are understood to mean devices with at least one filter medium that can be used to separate substances from liquids or gases.
  • Polysaccharides are understood to mean macromolecular carbohydrates whose molecules consist of monosaccharide molecules linked to one another by glycoside.
  • Water-insoluble polysaccharides are understood to mean polysaccharides which, according to the definition of the German Medicinal Products Book (DAB,ticianliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, Govi-Verlag GmbH, Frankfurt, 9th edition, 1987) correspond to classes 4-7 under the categories “not very soluble”, “poorly soluble”, “very poorly soluble” and “practically insoluble”.
  • the water-insolubility of the polysaccharides used advantageously corresponds to classes 6 or 7 according to DAB.
  • Linear polysaccharides are understood to mean polysaccharides whose degree of branching is at most 8%, i.e. whose main chain has a maximum of 8 side chains per 100 monosaccharide units.
  • the degree of branching of the water-insoluble linear polysaccharides is preferably at most 4%, in particular at most 1.5%.
  • the degree of branching in the 6-position is at most 4%, preferably at most 2% and in particular at most 0.5%, and the degree of branching in the other positions not involved in the links in the main chain, e.g. the 2- or 3-position in the case of the particularly preferred ⁇ -1, 4-D-glucan is preferably in each case a maximum of 2% and in particular a maximum of 1%.
  • Suitable water-insoluble linear polysaccharides are, for example, water-insoluble linear mannans, pectins, galactans, xylans, fructans, pullulans, celluloses and amyloses. Insolubility in water can also be achieved through novel reaction routes.
  • bio- and genetic engineering processes are particularly suitable for producing insoluble structures. This takes place, for example, by the production of special qualities, for example special purity, and / or by the production of special crystalline structures which cannot be obtained by known processes.
  • Preferred water-insoluble linear polysaccharides are water-insoluble linear ⁇ -D-glucans and ⁇ -D-glucans. Water-insoluble linear ⁇ -1,4-D-glucans, for example amylose, and ⁇ -1,3-D-glucans are particularly preferred, with ⁇ -1,4-D-glucans being very particularly preferred.
  • the polysaccharides used according to the invention are essentially not swellable or at most have a low swelling capacity.
  • the degree of swelling of the polysaccharides used is expediently less than 1.0, preferably less than 0.8 and particularly preferably less than 0.3, the degree of swelling of the polysaccharide being defined as that volume (in ml) which 1 g is dry
  • Water-insoluble linear polysaccharides are particularly preferred, for example ⁇ -D-glucans such as ⁇ -1, 4-D-glucans, which have no branches or whose degree of branching is so minimal that it can no longer be detected using conventional methods.
  • Chemically and / or physically unmodified, water-insoluble linear polysaccharides are preferably used. Chemical and / or physical modifications are understood to mean, in particular, derivatizations of the polysaccharides by introducing special groups, covalent fixations on a carrier material, and subsequent crosslinking.
  • water-insoluble linear polysaccharides can also be used, the properties of which, for example
  • Adsorption properties for example by esterification and / or etherification in one or more of the positions not involved in the formation of the main chain, are chemically modified in a manner known per se.
  • such a modification can take place, for example, in the 2-, 3- and / or 6-position.
  • the size of the water-insoluble linear polysaccharides used according to the invention can vary within a wide range. This is convenient weight average molecular weight M w (determined by
  • the molecular weight M w is preferably in a range from 10 4 g / mol to 10 5 g / mol and particularly preferably from 2 ⁇ 10 4 g / mol to 5 ⁇ 10 4 g / mol. Another beneficial one
  • the range is between 2 x 10 3 g / mol and 8 x 10 3 g / mol.
  • the polydispersity M w / M n of the water-insoluble linear polysaccharides used can vary within wide ranges. Preferred values for the polydispersity are in the range from 1.01 to 50, in particular from 1.5 to 15.
  • the water-insoluble linear polysaccharides can be used alone or in a mixture with other polysaccharides suitable for the production of filter media.
  • Polysaccharides of a single type are preferably used, in particular ⁇ -1,4-D-glucans.
  • the water-insoluble linear polysaccharides used according to the invention can be of any origin.
  • the water-insoluble linear polysaccharides can be obtained from natural plant and animal sources containing such polysaccharides by conventional isolation and purification.
  • water-insoluble linear polysaccharides are advantageously obtained by biotechnological means.
  • the natural producers of water-insoluble linear polysaccharides can be genetically manipulated so that they contain a higher proportion of unbranched or only slightly branched polysaccharides or contain a higher degree of purity than the unmanipulated organism.
  • the desired water-insoluble linear polysaccharides can also be obtained from highly branched polysaccharides by chemical or enzymatic branching, for example with branching enzymes such as pullulanases, isoamylases and gluconohydrolases.
  • the polysaccharides used according to the invention are preferably produced by biotransformation or biocatalytically.
  • Biotransformation or biocatalytic production is understood here to mean that the water-insoluble linear polysacchatrides such as the ⁇ -1,4-D-glucans in vitro by catalytic polymerization of glucose molecules, likewise in the form of sucrose and / or glucose derivatives, under the action of a suitable enzyme, in particular of an enzyme with amylosucrase activity is produced under suitable conditions.
  • ⁇ -1,4-D-glucans An advantageous method for obtaining water-insoluble linear ⁇ -1,4-D-glucans is described in WO 95/31553, the disclosure content of which is expressly referred to.
  • the ⁇ -1,4-D-glucan is made from sucrose by means of a biocatalytic process under the action of an enzyme with amylosucrase activity, in particular with a
  • Amylosucrase made from bacteria of the species Neisseria polysaccharea. These enzymes catalyze the formation of ⁇ -1,4-glycosidically linked glucans by releasing the D-fructose to release the glucosyl residue of the sucrose molecule according to the following reaction scheme
  • water-insoluble linear ⁇ -1,4-D-glucans are synthesized from sucrose by means of enzymes with amylosucrase activity, preferably from Neisseria polysaccharea, in aqueous, buffer-free systems.
  • the reaction can also be carried out in the presence of a water-soluble linear or branched ⁇ -1,4-D-glucan, for example a water-soluble dextrin or a water-soluble amylose, since those glucans act as glucosyl group acceptors on which the enzyme has an ⁇ -1,4-glucan chain extension catalyzed.
  • a water-soluble linear or branched ⁇ -1,4-D-glucan for example a water-soluble dextrin or a water-soluble amylose, since those glucans act as glucosyl group acceptors on which the enzyme has an ⁇ -1,4-glucan chain extension catalyzed.
  • Polysaccharides are water-insoluble linear polysaccharides in the sense of the present invention, since the degree of branching of the glucosyl group acceptor decreases sharply with increasing chain extension, that is to say with increasing degree of polymerization.
  • the sucrose is used in a large molar excess to the acceptor. In this way, ⁇ -1, 4-D
  • glucans with a molecular weight in the range of 0.75 x 10 2 g / mol to 10 7 g / mol.
  • the linear oligomeric or polymeric acceptors can either be added from the outside, but they can also be produced from sucrose by the amylosucrase itself.
  • the water-insoluble linear polysaccharides are used in the form of microparticles, it being possible for the microparticles to consist wholly or partly of these polysaccharides.
  • the shape of the microparticles is not very critical, they are useful
  • microparticles are used in a spherical form.
  • Spherical microparticles are understood to be approximately spherical microparticles, the deviation in the axial lengths of which is not described by the ideal state of a sphere, which is described by axes of the same length, starting from a common origin, which define the radius of the sphere in all spatial directions is more than 40%.
  • Spherical microparticles with deviations of not more than 25%, particularly preferably not more than 15%, are preferably used.
  • the average diameter (number average) of the microparticles is advantageously in a range from 1 nm to 100 ⁇ m, preferably from 100 nm to 10 ⁇ m and particularly preferably from 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the specific surface area of the microparticles is expediently in a range of
  • the dispersity D d w / d n of the microparticles, where d w is the weight average of the diameter and d n the number average of the diameter of the microparticles, is advantageously in a range from 1 to 10, preferably from 1.5 to 5 and preferably from 2 to 3.
  • dj means the diameter of the particles of the species i; nj the number of particles i with the diameter dj; and i represents a continuous parameter.
  • weight does not stand for mass but for a weighted average, which means that the larger diameters are more important.
  • the exponent 2 weights diameters of larger particles more.
  • microparticles used according to the invention are described in the earlier German patent applications 19737481.6, 19839214.1-44, 19839216.8-44 and 19839212.5-43, to which reference is expressly made here and the disclosure of which likewise forms part of the present description.
  • the preferably spherical microparticles are expediently obtainable by dissolving the water-insoluble linear polysaccharides in a suitable solvent such as dimethyl sulfoxide (DMSO), formamide, acetamide or N, N-dimethylformamide, introducing the solution into a precipitant, preferably water, and cooling the resulting mixture preferably 10 ° C to -10 ° C and separating the microparticles formed.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the structure and surface of the microparticles can be controlled by the type of precipitant, for example by completely or partially replacing water with dichloromethane.
  • suitable additives for example anionic, cationic or nonionic surface-active substances such as sodium dodecyl sulfate, N-methylgluconamide, polysorbates as are available under the trade name Tween®, fatty acid glycol esters, alkyl polyglycol ethers,
  • Alkyl polyglycol ether sulfates, ethylene oxide-propylene oxide block polymers such as Pluronic®, alkyl sulfates and sugars such as fructose, sucrose and glucose can also be used
  • the structure, size and surface of the particles can be influenced.
  • the concentration of the polysaccharide in the solution can vary within a wide range and is preferably between 0.1 g of polysaccharide per ml of solvent.
  • Microparticles with a particularly smooth surface can be obtained if water-soluble cellulose derivatives, for example cellulose esters or cellulose ethers such as hydroxypropylmethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, cellulose acetate, cellulose butyrate or cellulose nitrate, are added to the precipitant.
  • water-soluble cellulose derivatives for example cellulose esters or cellulose ethers such as hydroxypropylmethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, cellulose acetate, cellulose butyrate or cellulose nitrate
  • Microparticles with an average size of 0.1 ⁇ m to 3 ⁇ m can advantageously be obtained in this process if a hot water-soluble ⁇ -D-glucan is added to the precipitant.
  • the porosity of the microparticles can also be controlled by the choice of the water-insoluble linear polysaccharide or the process for its preparation. So can for example the addition of auxiliaries in the biotechnological production of the polysaccharides influence the porosity of the microparticles obtained from such polysaccharides.
  • the porosity of microparticles which consist wholly or partly of water-insoluble linear ⁇ -1,4-glucans can be increased if the glucan is prepared from sucrose by means of amylosucrase in the presence of a glucosyl group acceptor, for example dextrin or glycogen .
  • a glucosyl group acceptor for example dextrin or glycogen .
  • the higher the concentration of the glucosyl group acceptor during the biotransformation the more porous the microparticles become.
  • the microparticles can be chemically cross-linked or uncross-linked. In order to avoid the influence of interfering foreign chemicals that can be brought in during crosslinking, uncrosslinked microparticles are preferred.
  • the filter media according to the invention can consist entirely or partially of water-insoluble linear polysaccharides. In an advantageous simple embodiment, the filter medium consists entirely of water-insoluble linear polysaccharides and, if appropriate, further auxiliaries and additives.
  • the filter media according to the invention can be produced from the water-insoluble linear polysaccharides in a manner known per se by forming loose or solidified layers of various thicknesses, which consist entirely or partly of water-insoluble linear polysaccharides.
  • Solidified layers can be produced, for example, by pressing the polysaccharides.
  • the filter media according to the invention are produced by making the water-insoluble linear Polysaccharides are first dissolved or suspended in a suitable solvent or suspending agent and then solidified in a porous form suitable for the filtering agent or the filter device.
  • Suitable solvents are those that are also used in the preparation of the
  • Microparticles are used, ie DMSO, formamide, acetamide, or N, N-dimethylformamide.
  • Solidification from such a solution can be carried out, for example, by removing the solvent, for example by evaporating the solvent by heating or in vacuo, or the polysaccharides are precipitated by adding a precipitant, which can preferably also be removed subsequently, for example water.
  • the polysaccharides used according to the invention are preferably in suspension, optionally in the form of microparticles.
  • suspending agents examples include water and alcohols.
  • the solidification can in turn be carried out by evaporating the suspension medium, for example by heating or in vacuo.
  • Suitable solvents and suspending agents can also be hydrocolloids and
  • Polymer solutions including resin solutions, which are solidified together with the polysaccharides according to the invention and embed them in a matrix.
  • Suitable polymers are, for example, vinyl esters, polyamides and poly (meth) acrylates.
  • solidifying particular care must be taken to ensure that a porous layer is formed and that the water-insoluble linear polysaccharides bearing the filter properties or the microparticles thereof are accessible to the substances to be separated.
  • Such processes are described in detail in EP-A-826 412 and WO 98/08594.
  • the filter media according to the invention can also contain other materials which are solidified together with the polysaccharides according to the invention and embed them in a matrix.
  • Suitable polymers are, for example, vinyl esters, polyamides and poly (meth) acrylates.
  • Change properties of the filter medium for example microparticles made of silicon dioxide, aluminum oxide, glass, graphite, calcium phosphate or zinc polyphosphate, or other auxiliaries and additives. Such are preferred Substances used that do not undergo a chemical reaction and no covalent bond with the polysaccharides.
  • the filter media according to the invention can be used in a wide variety of filter devices for separating substances from liquids or gases.
  • the filter medium is used in the filter devices together with at least one further porous element, which in the flow direction of the liquid or gas to be treated can be below and / or above the filter medium according to the invention and on top of this
  • the filter medium according to the invention can serve as a support, support, fixation or cover layer for the filter medium according to the invention, or can also function as an additional filter medium.
  • the filter medium according to the invention is fixed between two such elements in the filter device.
  • the filter medium is expediently in direct contact with the at least one porous element and can be bound to it covalently or non-covalently.
  • the porous, preferably microporous elements can, for example, be in the form of disks, plates, grids or nets, for example frits. They can be formed from a wide variety of materials and, for example, consist of solid particles connected to one another. Suitable materials from which such porous elements can consist are, for example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl acetate, polyester, polyamides, polystyrene and polycarbonate,
  • the elements can consist of fabrics made of natural or synthetic and semi-synthetic fibers or of metal nets.
  • microporous elements such as glass filters and microporous membranes, such as those made from cellulose acetate or other cellulose derivatives, polyamides,
  • Polyvinyl chloride, polysulfones and Teflon for microfiltration can be produced. Such elements are also described in EP-A-826412 and WO 98/08594. A simple layer of glass wool can also be used with the filter medium. If the filter media according to the invention are used together with another porous element as a carrier or fixing layer, the filter media can be solidified directly on this element.
  • the filter medium can be introduced into a suitable container after its production and fixed there, or the filter medium can be formed directly in the container at the desired position.
  • the container is designed in such a way that it allows the flow or passage of the liquids or gases which contain the substances to be separated.
  • Filter devices which contain the filter medium according to the invention can, for example, be round filters which can be plugged onto a syringe, with the aid of which the liquid which contains the material to be separated is then pressed through the filter.
  • the filter medium is expediently applied to a porous membrane, for example made of cellulose acetate, and / or fixed between two porous membranes.
  • the filter medium according to the invention is located in a suitable hollow body, in particular a cylindrical hollow body.
  • a suitable hollow body can be a syringe body, for example.
  • the filter device can advantageously be connected to a sample or centrifuge tube so that the filtrate can be collected directly in a suitable container.
  • the water-insoluble linear polysaccharides or microparticles thereof are suspended in water, expediently in an amount such that a spreadable mass is formed.
  • This mass is applied to a porous element, preferably a microporous membrane, and distributed evenly.
  • desired filters can be punched out and placed, for example, in a centrifuge tube and attached there in a suitable manner, for example by gluing or fusing.
  • the filter medium can be produced on a porous element which has already been preformed in a filter device, for example on a microporous membrane located in a centrifuge tube.
  • Such centrifuge tubes are sold, for example, by 5 Schleicher & Schuell under the name Centrex®.
  • Loose solid layers are expediently produced by pouring the dry, powdery or particulate polysaccharide, for example by applying it to a porous carrier element or by enclosing the material 0 between two porous fixing elements.
  • the separation of dissolved, colloidal, suspended or dissolved substances from liquids or gases can be carried out by sieving, affinity and / or adsorption effects of the filter medium according to the invention or the water-insoluble linear polysaccharides used therein.
  • the filter devices and filter media according to the invention are suitable both for cleaning liquids or gases from undesired substances and for separating, cleaning and isolating the substances present in the liquids or gases.
  • the separation of substances from liquids or gases takes place by allowing the liquids or gases to flow through the filter medium under conditions under which the substances to be separated are retained by the filter medium.
  • the flow of liquids through the filter medium is expediently facilitated, for example, by applying an overpressure or underpressure to the filter device.
  • the passage through the filter medium can also be facilitated by an o centrifugation step.
  • the separated substances retained by the filter medium can be recovered, either mechanically if the separated ones Substances are on the outer surface of the filter medium, or by an elution step under conditions under which the separated substances are detached from the filter medium.
  • the filter media according to the invention can be used for separation and
  • Purification of biological material for example nucleic acids
  • a sample containing the biological material under the conditions in which the biological material is retained by the filter medium, for example in a suitable buffer, through the filter medium and then, if necessary, this material after further washing steps, eluted from the filter medium.
  • a particular advantage of the filter media according to the invention is that they are suitable for the separation and, if appropriate, cleaning of a large number of substances.
  • These include active substances of all kinds such as colorants, flavors and fragrances, toxins, for example in cigarette smoke, natural and synthetic polymers and biological material, for example nucleic acids such as single and double-stranded linear DNA, plasmid DNA and RNA, proteins such as enzymes and antibodies or complexes of Nucleic acids and proteins, for example with nucleic acid or protein binding substances.
  • the filter devices and filter media according to the invention are suitable both for preparative and analytical microfiltration on a laboratory scale, small amounts of valuable substances being able to be obtained largely from losses and without contamination, even from small sample volumes, and also for solid-liquid
  • the filter media can also be handled easily and quickly, are resistant to a large number of solvents and, because of their biodegradability, are also environmentally friendly to dispose of.
  • the water-insoluble linear polysaccharides used according to the invention have a high adsorption and retention capacity, which is essentially independent of the size and the chemical and biological structure of the substance to be filtered.
  • the filter media can be produced quickly and easily. In particular, the production can be carried out by the user in accordance with the respective requirements and in small quantities, so that it is not necessary to use pre-assembled filters.
  • the properties of the filter media can also be varied within a wide range and tailored to individual needs, for example by changing the porosity of the filter media, for example by varying the polysaccharide microparticles used, or by adding other substances. This is particularly important in scientific research.
  • FIG. 1 shows a special embodiment of a filter device according to the invention, namely a filter device 1 which has a container 2 in the form of a cylindrical hollow body which contains the filter medium 3, for example in the form of microparticles.
  • the filter medium is fixed between two porous elements 4 and 5.
  • the device also has an inlet opening 6 for feeding liquid and an outlet 7 for the filtrate.
  • Lane 1 marker (Boehringer Mannheim DNA Molecular Weight Marker X) lane 2 filter 2 without filter medium (blind reference) lane 3 filter 2 filled with filter medium according to the invention lane 4 filter 1: Qiagen® cartridge with filter medium according to the invention lane 5 filter 1: Qiagen® Midi drapep (Hilden , Germany) Reference lane 6 Filter 2 with filter medium lane 7 pure DNA plasmid solution (commercial plasmid pBluescript II SK) 3 shows the analysis (detection with ethidium bromide 0.5 pg / ml at 256 nm according to Example 9, note legend) of the eluates of the bound plasmid DNA from the filters according to the invention with a suitable buffer on an agarose gel; in fact
  • Lane 1 marker (Boehringer Mannheim DNA Molecular Weight Marker X) lane 2 filter 2 without filter medium (blind reference) lane 3 filter 2 filled with filter medium according to the invention lane 4 filter 1: Qiagen® cartridge with filter medium according to the invention lane 5 filter 1: Qiagen® Midi drapep (Hilden , Germany) Reference lane 6 filter 2 with filter medium lane 7. pure DNA plasmid solution (commercial plasmid pBluescript II SK)
  • Unit 1 ⁇ mol sucrose x min -1 x mg enzyme). The biotransformation was carried out in the absence of glucosyl group acceptors.
  • the apparatus was fitted with a sterile KPG stirrer and closed and the mixture was stirred at 39 ° C. After just a few hours, a white one was already there
  • glucan 1a obtained according to Example 1a
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • Riedel-de-Haen a fine suspension of microparticles was formed, which was separated off by decanting.
  • the sediment was slurried and centrifuged for 5 min at 5000 rpm in an ultracentrifuge (type RC5C). The solid residue was slurried three times with bidistilled water and centrifuged again.
  • the solids were collected and the still moist suspension was freeze-dried (Christ Delta 1-24 KD). 176 g of white solid were isolated (yield 88%).
  • the microparticles thus obtained are spherical in shape and the majority of the particle diameters are between 2 and
  • the specific surface was determined with a Sorptomatic 1990 (Fisons Instruments) using the "default method sorptomatic" setting. For the investigation, the samples were dried at 80 ° C. in a vacuum overnight, the ⁇ -1,4-D-glucan obtained having been ground beforehand using a commercial mill (Waring®), so that the average size of the particles was less than 200 ⁇ m was. The specific surface area was 4.5 m2 / g (microparticle 2a). b) The microparticles were prepared as in Example a), but the ⁇ -1,4-D-glucan (glucan 1b) obtained according to Example 1b) was used. The specific surface area was 2.9 r ⁇ ) 2 / g (microparticle 2b).
  • the flushed liquid, the filtrate, was filled into a quartz cuvette and the
  • glucan 1a ⁇ -1,4-D-glucan from example 1a
  • glucan 1b ⁇ -1,4-D-glucan from example 1b
  • microparticles 2a microparticles from example 2a
  • microparticles 2b microparticles from example 2b
  • Amylose from Merck AG obtained from potato starch (> 90% amylose content).
  • a metal filter (Millipore, Micro-Syringe 25mm Filter Holder; USA) was prepared to produce a filter for the filtration of food colors.
  • a 0.5 ⁇ m filter (Millipore, Filter Type FH, FHLC 047 00; USA) was placed on a
  • the height of the sealing ring was approx. 2 mm.
  • the microparticles (80 mg) were moistened with a little water so that just a spreadable mass was formed.
  • the moistened microparticles were placed in the prepared filter holder.
  • a fine metal sieve was placed over it. This arrangement was tightly closed with the upper part of the metal filter.
  • the metal filter thus prepared was fixed on a disposable syringe (Beckton Dickinson). Then 4 ml of a 0.05% solution of a food coloring (Annatto W.S. 14% from ProAndina Rohstoffe GmbH) in deionized water were added to the syringe and pressed through the filter. The particles are visually colored. The dye cannot be removed from the water with fresh deionized water
  • the outlet 7 had a diameter of 2-3 mm.
  • a glass filter as a porous element 5 onto which 580 mg of a water-insoluble linear ⁇ -1,4-D-glucan (according to examples 2a and 2b) were applied as filter medium 3.
  • the filter medium 3 was covered with a further glass filter as a porous element 4.
  • filter 1 (see FIG. 1) was obtained.
  • a further embodiment was designed like filter 1 with the exception that a cellulose filter was used as porous element 5 and a layer of glass wool was used as porous element 4. In this way, filter 2 was obtained.
  • Disposable centrifuge filters (Schleicher & Schüll, eg Centrex, catalog number 467012 (April 1996): "Filter 1" in Fig. 2 and Fig. 3) are used with 580 mg of the microparticles according to Example 2a and 2b as a filter medium with 3 ml of a Buffer 1 (see below) solution equilibrated. (if necessary, centrifuge (2000 rpm)).
  • Each 5 ⁇ l eluate is provided with about 1/10 of the concentration with staining reagent (marker) and applied to an agarose gel plate (60% sucrose, 20 mM EDTA, 0.025% bromophenol blue) with subsequent gel electrophoresis (company Biorad, Power Supply, model 100 / 200).
  • staining reagent labeled with staining reagent (marker)
  • an agarose gel plate 60% sucrose, 20 mM EDTA, 0.025% bromophenol blue
  • subsequent gel electrophoresis company Biorad, Power Supply, model 100 / 200.
  • a marker MG 5,000
  • the DNA plasmid solution used are applied as a reference. 2 shows that the sample DNA was retained on the filter medium according to the invention.
  • the eluates (references as mentioned above) are applied to an agarose gel plate (60% sucrose, 20 mM EDTA, 0.025% bromophenol blue) subsequently a gel electrophoresis (company Biorad, Power Supply, model 100/200) was carried out (see FIG. 3).
  • a marker MW 5,000
  • the DNA plasmid solution lane 7
  • Buffer 1 750 mM NaCl

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung wasserunlöslicher, linearer Polysaccharide als Filtermittel sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und eine Filtervorrichtung. Das Filtermittel weist ein hohes Adsorptions- und Retentionsvermögen auf.

Description

Wasserunlösliche lineare Polysaccharide zur Filtration
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung wasserunlöslicher linearer
Polysaccharide als Filtermittel.
Filterverfahren zur Trennung von Feststoffteilchen oder von gelösten Stoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen spielen auf vielen technischen Gebieten, beispielsweise der Abwasserreinigung eine große Rolle. Von besonderer Bedeutung ist die
Trennung gelöster, kolloidaler oder suspendierter Teilchen aus Flüssigkeiten insbesondere auf den Gebieten der analytischen Chemie, der Biotechnologie und der Molekularbiologie, beispielsweise zum Ernten von Mikroorganismen oder zur Isolierung von Nukleinsäuren und Proteinen.
Als Filtermittel werden in der Regel poröse Medien eingesetzt, die von der die abzutrennenden Stoffe enthaltenden flüssigen oder gasförmigen Phase durchströmt werden. Abhängig von der Art des Filtermittels passieren Gas-, Flüssigkeits- oder Lösungsmittelmoleküle durch die Poren des Filtermittels, während dispergierte oder gelöste Teilchen an der Oberfläche des porösen Mediums oder in seinem Inneren zurückgehalten werden.
Filtermittel, wie sie bei üblichen Trennverfahren verwendet werden, sind beispielsweise Papier, Gewebe oder Vliese aus Metall-, Natur-, Kunst- und Glasfasern, Membranen, beispielsweise aus Celluloseacetat, oder gesintertes Glas oder Porzellan.
Für Anwendungen in der analytischen Chemie oder der Molekularbiologie werden häufig besonders feinporige oder mikroporöse Filtermittel benötigt, beispielsweise für Mikrofiltrationen.
In den für solche Zwecke bekannten Filtervorrichtungen kommen in erster Linie vorkonfektionierte Filtermittel zum Einsatz, die beispielsweise aus synthetischen oder halbsynthetischen Polymeren bestehen. Häufig handelt es sich bei den Materialien um Gewebe aus synthetischen oder natürlichen Fasern, die zusätzlich mit einem Bindemittel verklebt sein können. Im allgemeinen werden aus dem Gewebe Scheiben geschnitten und beispielsweise in einem Probenröhrchen positioniert.
Auch die Verwendung von chemisch modifizierten Polysacchariden, beispielsweise von Cellulosederivaten wie Nitrocellulose oder Celluloseacetat oder von chemisch vernetzter Amylose, als Filtermittel ist bekannt.
Die EP-A-826412 und die WO 98/08594 Verfahren zur Herstellung von Filterelementen, bei denen Substanzen wie Mikropartikel, beispielsweise in
Suspensionen oder in Hydrokolloiden, schwammartig zu mikroporösen Elementen verfestigt werden. Geeignete Mikropartikel bestehen u.a. aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Glas, Graphit, Calciumphosphat oder Zinkpolyphosphat oder aus organischen Materialien wie hochvernetzten Polysaccharide, wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen SUPERDEX® erhältlich sind.
Die JP-A-57,063,302 beschreibt Mikropartikel aus Amylose mit einem Quellungsgrad von > 5 zur Verwendung bei der Gelfiltration. Zur Herstellung der Mikropartikel wird die Amylose zunächst aus Stärke isoliert. Anschließend werden wässrige alkalische Lösungen der Amylose zur Bildung der Mikropartikel in Medien, in denen sich die
Amylose nicht oder nur schlecht löst, suspendiert, und anschließend werden die Partikel durch chemische Vernetzung, beispielsweise mit Epichlorhydrin, wasserunlöslich gemacht. In ähnlicher Weise beschreibt auch die RO-A-61 ,524 die Verwendung von mit Epichlorhydrin vernetzter Amylose zur Gelfiltration.
Die US-A-3,350,221 beschreibt die Verwendung von Stärke mit hohem Amylosegehalt zusammen mit einem Melamin/Formaldehyd-Harz zur Bildung von Filterfolien. Dabei vernetzt das Melaminharz offensichtlich mit den Hydroxylgruppen der Stärke und ergibt dadurch eine wasserstabile Filterfolie. Die JP-A-06,329,561 beschreibt Mittel zur Trennung optischer aktiver Verbindungen. Dabei werden
Polysaccharide wie Cellulose oder Dextran chemisch an Silicagel gebunden. Die Trennung optischer Isomere mit Amylose-beschichtetem Silicagel wird in der JP-A- 0,346,950 beschrieben. Die GB-A-2 247242 beschreibt Mikropartikel aus Amylose, die durch Einwirkung einer Cyclomaltodextrin-Glucanotransferase aus Cyclodextrin oder Stärke erhalten werden. Diese wasserlöslichen Mikropartikel können in Lebensmitteln, Pharmazeutika und in Kosmetikartikeln Verwendung finden.
Zur Verwendung als Filtermittel müssen die nach dem Stand der Technik eingesetzten Polysaccharide jedoch chemisch modifiziert oder vernetzt werden, um den Anforderungen als Trennmaterial zu entsprechen. Dies kann zu verbleibenden Chemikalien und dadurch zu unerwünschten Nebeneffekten führen. Die chemische Modifikation oder Vernetzung führt außerdem zu einer Quellung der Partikel, die häufig unerwünscht ist.
Bei der Vielzahl von möglichen Anwendungen, insbesondere auf den Gebieten der analytischen Chemie und der Biotechnologie besteht daher ein großer Bedarf an neuen Filtermaterialien, mit denen alternative Möglichkeiten zur Abtrennung und
Reinigung von Stoffen zur Verfügung gestellt werden, damit jederzeit und unter möglichst vielen Bedingungen eine optimale und schonende Trennung und Reinigung des Materials gewährleistet werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, Filtermittel bereitzustellen, die gegebenenfalls auch ohne chemische Modifikation des Ausgangsmaterials zur effizienten Auftrennung von Stoffgemischen geeignet sind, die beständig sind, und die sich vielseitig und vorteilhaft, beispielsweise in der analytischen und präparativen Chemie, Biochemie und Molekularbiologie und insbesondere für Mikrofiltrationen einsetzen lassen.
Diese Aufgabe wurde mit Hilfe wasserunlöslicher linearer Polysaccharide als Filtermittel gelöst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Filtermittel, die wenigstens ein wasserunlösliches lineares Polysaccharid umfassen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Filtermitteln, umfassend die Schritte: (a) Lösen oder Suspendieren wenigstens eines wasserunlöslichen linearen Polysaccharids in einem geeigneten Lösungs- bzw. Suspensionsmittel; und
(b) Verfestigen der Lösung oder Suspension unter Bildung des
Filtermittels.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ferner Filtervorrichtungen, die ein Filtermittel enthalten, das wenigstens ein wasserunlösliches lineares Polysaccharid umfaßt.
Unter Filtermitteln werden poröse Medien verstanden, die von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmt werden können, wobei in der Flüssigkeit oder dem Gas dispergierte, emulgierte, suspendierte oder gelöste Teilchen aufgrund von beispielsweise Sieb-, Affinitäts- und/oder Adsorptionseffekten an der Oberfläche des porösen Mediums oder in seinem Inneren zurückgehalten werden.
Unter Filtervorrichtungen (oder Filtern) werden Vorrichtungen mit wenigstens einem Filtermittel verstanden, die zur Abtrennung von Stoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen verwendet werden können.
Unter Polysacchariden werden makromolekulare Kohlenhydrate verstanden, deren Moleküle aus glykosidisch miteinander verknüpften Monosaccharid-Molekülen bestehen. Unter wasserunlöslichen Polysacchariden werden Polysaccharide verstanden, die nach der Definition des Deutschen Arzneimittelbuches (DAB, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, Govi-Verlag GmbH, Frankfurt, 9. Auflage, 1987) entsprechend den Klassen 4-7 unter die Kategorien "wenig löslich", "schwer löslich", "sehr schwer löslich" und "praktisch unlöslich" fallen.
Die Wasserunlöslichkeit der erfmdungsgemäß eingesetzten Polysaccharide ist zweckmäßig derart, daß wenigstens 98%, insbesondere wenigstens 99,5%, der eingesetzten Polysaccharide unter Normalbedingungen (T = 25°C +/- 20%; p = 101325 Pascal +/- 20%) in Wasser unlöslich sind (entsprechend mindestens den Klassen 4 und 5 nach DAB).
Vorteilhaft entspricht die Wasserunlöslichkeit der eingesetzten Polysaccharide den Klassen 6 oder 7 nach DAB.
Unter linearen Polysacchariden werden Polysaccharide verstanden, deren Verzweigungsgrad maximal 8%, beträgt, d.h. deren Hauptkette maximal 8 Seitenketten auf 100 Monosaccharideinheiten aufweist.
Der Verzweigungsgrad der wasserunlöslichen linearen Polysaccharide beträgt vorzugsweise maximal 4%, insbesondere maximal 1,5%. Bei den erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten α-1 ,4-D-Glucanen und ß-1 ,3-D-Glucanen ist der Verzweigungsgrad in 6-Position maximal 4%, vorzugsweise maximal 2% und insbesondere maximal 0,5%, und der Verzweigungsgrad in den anderen nicht an den Verknüpfungen der Hauptkette beteiligten Positionen, z.B. der 2- bzw. 3-Position im Fall des besonders bevorzugten α-1 ,4-D-Glucans, ist vorzugsweise jeweils maximal 2% und insbesondere maximal 1%.
Die Präfixe "α", "ß" und "D" beziehen sich hier auf die Verknüpfungen der Hauptkette der erfindungsgemäß verwendeten Polysaccharide.
Zur Herstellung von Filtermitteln geeignet sind sowohl wasserunlösliche lineare Homopolysaccharide als auch Heteropolysaccharide.
Geeignete wasserunlösliche lineare Polysaccharide sind beispielsweise wasserunlösliche lineare Mannane, Pektine, Galactane, Xylane, Fructane, Pullulane, Cellulosen und Amylosen. Dabei kann eine Wasserunlöslichkeit auch durch neuartige Reaktionswege erreicht werden. Insbesondere eignen sich bio- und gentechnische Verfahren, in allgemeinem Verständnis, dazu, unlösliche Strukturen zu erzeugen. Dies erfolgt beispielsweise durch die Herstellung von besonderen Qualitäten, z.B. besonderer Reinheit, und/oder durch die Herstellung besonderer kristalliner Strukturen, die nach bekannten Verfahren nicht erhalten werden können. Bevorzugte wasserunlösliche lineare Polysaccharide sind wasserunlösliche lineare α-D-Glucane und ß-D-Glucane. Besonders bevorzugt sind wasserunlösliche lineare α-1,4-D-Glucane, beispeilsweise Amylose, und ß-1,3-D-Glucane, wobei α-1,4-D- Glucane, ganz besonders bevorzugt sind.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polysaccharide sind im wesentlichen nicht quellbar oder weisen allenfalls ein geringes Quellvermögen auf. Zweckmäßig ist der Quellungsgrad der eingesetzten Polysaccharide kleiner als 1,0, vorzugsweise kleiner als 0,8 und besonders bevorzugt kleiner als 0,3, wobei der Quellungsgrad des Polysaccharids definiert ist als dasjenige Volumen (in ml), das 1g trockenes
Polysaccharid nach 4stündiger Queliung in Wasser einnimmt.
Besonders bevorzugt sind wasserunlösliche lineare Polysaccharide, beispielsweise α-D-Glucane wie α-1 ,4-D-Glucane, die keine Verzweigungen aufweisen bzw. deren Verzweigungsgrad so minimal ist, daß er mit herkömmlichen Methoden nicht mehr nachweisbar ist.
Bevorzugt werden chemisch und/oder physikalisch unmodifizierte wasserunlösliche lineare Polysaccharide eingesetzt. Unter chemischen und/oder physikalischen Modifizierungen werden hierbei insbesondere Derivatisierungen der Polysaccharide durch Einführung spezieller Gruppen, kovalente Fixierungen auf einem Trägermaterial, sowie nachträgliche Vernetzungen verstanden.
Für bestimmte Anwendungen können jedoch auch wasserunlösliche lineare Polysaccharide verwendet werden, deren Eigenschaften, beispielsweise
Adsorptionseigenschaften, beispielsweise durch Veresterung und/oder Veretherung in einer oder mehreren der nicht an der Bildung der Hauptkette beteiligten Positionen in an sich bekannter Weise chemisch modifiziert sind. Im Falle der bevorzugten α- 1 ,4-D-Glucane kann eine solche Modifizierung beispielsweise in 2-, 3- und/oder 6- Position erfolgen.
Die Größe der erfindungsgemäß eingesetzten wasserunlöslichen linearen Polysaccharide kann in einem weiten Bereich schwanken. Zweckmäßig liegt das gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw (bestimmt mittels
Gelpermeationschromatographie im Vergleich zu einer Eichung mit
Pullulanstandard) der Polysaccharide zwischen 103 g/mol und 107 g/mol. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht Mw in einem Bereich von 104 g/mol bis 105 g/mol und besonders bevorzugt von 2 x 104 g/mol bis 5 x 104 g/mol. Ein weiterer vorteilhafter
Bereich liegt zwischen 2 x 103 g/mol und 8 x 103 g/mol.
Die Polydispersität Mw/Mn der verwendeten wasserunlöslichen linearen Polysaccharide kann innerhalb weiter Bereiche variieren. Bevorzugte Werte für die Polydispersität liegen im Bereich von 1 ,01 bis 50, insbesondere von 1 ,5 bis 15. Die
Verwendung von Polysacchariden mit niedrigerer Polydispersität ist wegen der besseren Reproduzierbarkeit der Produkteigenschaften bevorzugt.
Die wasserunlöslichen linearen Polysaccharide können allein oder in Mischung mit anderen zur Herstellung von Filtermitteln geeigneten Polysacchariden eingesetzt werden. Bevorzugt werden Polysaccharide eines einzigen Typs eingesetzt, insbesondere α-1 ,4-D-Glucane.
Die erfindungsgemäß verwendeten wasserunlöslichen linearen Polysaccharide können beliebigen Ursprungs sein.
Beispielsweise können die wasserunlöslichen linearen Polysaccharide aus natürlichen pflanzlichen und tierischen Quellen, die solche Polysaccharide enthalten, durch konventionelle Isolierung und Aufreinigung erhalten werden.
Da die meisten natürlichen Quellen die gewünschten wasserunlöslichen linearen Polysaccharide aber nicht in den gewünschten Mengen oder in der notwendigen Reinheit enthalten, werden diese Polysaccharide vorteilhaft auf biotechnischem Wege gewonnen. Beispielsweise können die natürlichen Produzenten wasserunlöslicher linearer Polysaccharide gentechnisch derart manipuliert werden, daß sie im Vergleich mit dem unmanipulierten Organismus einen höheren Anteil an nicht oder nur geringfügig verzweigten Polysacchariden enthalten oder einen höheren Reinheitsgrad enthalten. Die gewünschten wasserunlöslichen linearen Polysaccharide können auch aus hochverzweigten Polysacchariden durch chemische oder enzymatische Entzweigung, beispielsweise mit Entzweigungsenzymen wie Pullulanasen, iso- Amylasen und Gluconohydrolasen, erhalten werden.
Bevorzugt werden die erfindungsgemäß eingesetzten Polysaccharide durch Biotransformation oder biokatalytisch hergestellt.
Unter Biotransformation oder biokatalytischer Herstellung wird hier verstanden, daß die wasserunlöslichen linearen Polysacchatride wie die α-1 ,4-D-Glucane in vitro durch katalytische Polymerisation von Glucosemolekülen, ebenfalls in Form von Saccharose und/oder Glucosederivate, unter Einwirkung eines geeigneten Enzyms, insbesondere eines Enzyms mit Amylosucrase-Aktivität, unter geeigneten Bedingungen hergestellt wird.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Gewinnung wasserunlöslicher linearer α-1 ,4-D- Glucane wird in der WO 95/31553 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich Bezug genommen wird. Nach dem Verfahren der WO 95/31553 wird das α-1 ,4-D-Glucan mittels eines biokatalytischen Verfahrens aus Saccharose unter Einwirkung eines Enzyms mit Amylosucrase-Aktivität, insbesondere mit einer
Amylosucrase aus Bakterien der Spezies Neisseria polysaccharea, hergestellt. Diese Enzyme katalysieren die Bildung von α-1 ,4-glykosidisch verknüpften Glucanen, indem sie unter Freisetzung von D-Fructose den Glucosylrest des Saccharosemoleküls gemäß dem folgenden Reaktionsschema
Saccharose + (α-1 ,4-D-Glucosyl)n --> D-Fructose + (α-1 , 4-D-Glucosyl)n+ι
auf die wachsende Polymerkette übertragen.
Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Gewinnung wasserunlöslicher linearer α-1 ,4-D-Glucane auf Grundlage des obigen Reaktionsschemas wird in der älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 19827978.1-42 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hier ausdrücklich zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird. Hierbei werden die wasserunlöslichen linearen α-1,4-D-Glucane aus Saccharose mittels Enzymen mit Amylosucrase- Aktivität, bevorzugt aus Neisseria polysaccharea, in wässrigen, pufferfreien Systemen synthetisiert. Die Reaktion kann auch in Gegenwart eines wasserlöslichen linearen oder verzweigten α-1,4-D-Glucans, beispielsweise eines wasserlöslichen Dextrins oder einer wasserlöslichen Amylose durchgeführt, da solche Glucane als Glucosylgruppenakzeptoren wirken, an denen das Enzym eine α-1 ,4-Glucankettenverlängerung katalysiert.
Bei einer solchen Kettenverlängerung entstehen auch aus verzweigten
Polysacchariden wasserunlösliche lineare Polysaccharide im Sinne der vorliegenden Erfindung, da der Verzweigungsgrad des Glucosylgruppenakzeptors mit zunehmender Kettenverlängerung, also zunehmendem Poiymerisationsgrad stark abnimmt. Zu diesem Zweck wird die Saccharose in großem molaren Überschuß zum Akzeptor eingesetzt. Auf diese Weise lassen sich α-1 ,4-D-
Glukane mit einem Molekulargewicht im Bereich von 0,75 x 102 g/mol bis 107 g/mol herstellen. Die linearen oligomeren oder polymeren Akzeptoren können dabei entweder von außen zugesetzt werden, sie können jedoch auch durch die Amylosucrase selbst aus Saccharose erzeugt werden.
In einer besonderen Ausführungsform werden die wasserunlöslichen linearen Polysaccharide in Form von Mikropartikeln verwendet, wobei die Mikropartikel ganz oder teilweise aus diesen Polysacchariden bestehen können.
Die Form der Mikropartikel ist nicht sehr kritisch, zweckmäßig werden die
Mikropartikel jedoch in sphärischer Form eingesetzt. Unter sphärischen Mikropartikeln werden hierbei annähernd kugelförmige Mikropartikel verstanden, deren Abweichung in den Achsenlängen vom Idealzustand einer Kugel, die durch von einem gemeinsamen Ursprung ausgehende, in den Raum gerichtete Achsen gleicher Länge, die den Radius der Kugel in allen Raumrichtungen definieren, beschrieben wird, nicht mehr als 40% beträgt. Bevorzugt werden sphärische Mikropartikel mit Abweichungen von nicht mehr als 25%, besonders bevorzugt nicht mehr als 15% verwendet. Der mittlere Durchmesser (Zahlenmittelwert) der Mikropartikel liegt zweckmäßig in einem Bereich von 1 nm bis 100 μm, bevorzugt von 100 nm bis 10 μm und besonders bevorzugt von 1 μm bis 5 μm.
Die spezifische Oberfläche der Mikropartikel liegt zweckmäßig in einem Bereich von
1 m^/g bis 100 m^/g, bevorzugt von 1 ,5 m^/g bis 20 m^/g und besonders bevorzugt von 3 m2/g bis 10 m2/g.
Die Dispersität D = dw/dn der Mikropartikel, worin dw den Gewichtsmittelwert des Durchmessers und dn den Zahlenmittelwert des Durchmessers der Mikropartikel bedeutet, liegt zweckmäßig in einem Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise von 1,5 bis 5 und bevorzugt von 2 bis 3. Die Mittelwerte dw und dn sind definiert als dn = Σ nj x dj/Σ ΠJ; und d iwfj = — ∑ -£-nMi| x Λ d Uj|2—/ l∑iu n l l;| x Λ d Uj|
worin
dj den Durchmesser der Partikel der Spezies i bedeutet; nj die Anzahl der Partikel i mit dem Durchmesser dj; und i einen fortlaufenden Parameter bedeutet.
Der Begriff Gewicht steht in diesem Zusammenhang nicht für Masse sondern für ein gewichtetes Mittel, wodurch die größeren Durchmesser einen höheren Stellenwert erhalten. Durch den Exponenten 2 werden Durchmesser größerer Partikel stärker gewichtet.
Vorteilhafte Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Mikropartikel werden in den älteren deutschen Patentanmeldungen 19737481.6, 19839214.1-44, 19839216.8-44 und 19839212.5-43 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Offenbarung ebenfalls Bestandteil der vorliegenden Beschreibung bildet. Zweckmäßig sind die bevorzugt sphärischen Mikropartikel erhältlich durch Lösen der wasserunlöslichen linearen Polysaccharide in einem geeigneten Lösungsmittel wie Dimethylsulfoxid (DMSO), Formamid, Acetamid, oder N,N-Dimethylformamid, Einbringen der Lösung in ein Fällmittel, vorzugsweise Wasser, Kühlen des dabei entstehenden Gemisches auf vorzugsweise 10°C bis -10°C und Abtrennen der gebildeten Mikropartikel.
Struktur und Oberfläche der Mikropartikel können durch die Art des Fällmittels, beispielsweise durch ganz oder teilweisen Ersatz von Wasser durch Dichlormethan, gesteuert werden. Durch die Mitverwendung geeigneter Zusatzstoffe, beispielsweise anionische, kationische oder nichtionische oberflächenaktive Substanzen wie Natriumdodecylsulfat, N-Methylgluconamid, Polysorbate wie sie unter dem handelsnamen Tween® erhältlich sind, Fettsäureglycolester, Alkylpolyglycolether,
Alkylpolyglycolethersulfate, Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockpolymere wie Pluronic®, Alkylsulfate und Zucker wie Fructose, Saccharose und Glucose, kann ebenfalls
Einfluß auf Struktur, Größe und Oberfläche der Partikel genommen werden.
Die Konzentration des Polysaccharids in der Lösung kann in einem weiten Bereich variieren und beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 g Polysaccharid pro ml Lösungsmittel.
Mikropartikel mit besonders glatter Oberfläche lassen sich erhalten, wenn dem Fällungsmittel wasserlösliche Cellulosederivate, beispielsweise Celluloseester oder Celluloseether wie Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Cellulose-acetat, Cellulosebutyrat oder Cellulosenitrat zugesetzt werden.
Mikropartikel mit einer mittleren Größe von 0,1 μm bis 3 μm lassen sich bei diesem Verfahren vorteilhaft erhalten, wenn man dem Fällmittel ein heißwasserlösliches α- D-Glucan zusetzt.
Die Porosität der Mikropartikel läßt sich auch durch die Wahl des wasserunlöslichen linearen Polysaccharids oder des Verfahrens zu seiner Herstellung steuern. So kann beispielsweise der Zusatz von Hilfsstoffen bei der biotechnologischen Herstellung der Polysaccharide die Porosität der aus solchen Polysacchariden erhaltenen Mikropartikel beeinflussen. Insbesondere wurde gefunden, daß die Porosität von Mikropartikeln, die ganz oder teilweise aus wasserunlöslichen linearen α-1, 4- Glucanen bestehen, erhöht werden kann, wenn die Herstellung des Glucans aus Saccharose mittels Amylosucrase in Gegenwart eines Glucosylgruppenakzeptors, beispielsweise Dextrin oder Glykogen, erfolgt. Dabei werden die Mikropartikel umso poröser, je höher die Konzentration des Glucosylgruppenakzeptors bei der Biotransformation ist.
Die Mikropartikel können chemisch vernetzt oder unvernetzt sein. Um den Einfluß störender Fremdchemikalien, die bei der Vernetzung eingeschleppt werden können, zu vermeiden, werden unvemetzte Mikropartikel bevorzugt. Die erfindungsgemäßen Filtermittel können ganz oder teilweise aus wasserunlöslichen linearen Polysacchariden bestehen. In einer vorteilhaften einfachen Ausführungsform besteht das Filtermittel vollständig aus wasserunlöslichen linearen Polysacchariden und gegebenenfalls weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Filtermittel aus den wasserunlöslichen linearen Polysacchariden kann in an sich bekannter Weise durch Bildung von losen oder verfestigten Schichten verschiedener Dicke erfolgen, die ganz oder teilweise aus wasserunlöslichen linearen Polysacchariden bestehen.
Verfestigte Schichten lassen sich beispielsweise durch Pressen der Polysaccharide herstellen.
Verfahren zur Herstellung von verfestigten Filtermitteln und von Filtervorrichtungen sind auch in der EP-A-826 412 und der WO 98/08594 beschrieben, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
In einer einfachen und zweckmäßigen Ausführungsform erfolgt die Herstellung der erfindungsgemäßen Filtermittel dadurch, daß man die wasserunlöslichen linearen Polysaccharide zunächst in einem geeigneten Lösungsmittel oder Suspensionsmittel löst bzw. suspendiert und anschließend in einer für das Filtermittel oder die Filtervorrichtung geeigneten porösen Form verfestigt.
Geeignete Lösungsmittel sind solche, wie sie auch bei der Herstellung der
Mikropartikel verwendet werden, also DMSO, Formamid, Acetamid, oder N,N-Dimethylformamid. Die Verfestigung aus solchen Lösung kann beispielsweise durch Entfernen des Lösungsmittels erfolgen, beispielsweise durch Verdampfen des Lösungsmittel durch Erwärmen oder im Vakuum, oder die Polysaccharide werden durch Zugabe eines Fällmittels, das sich vorzugsweise anschließend ebenfalls leicht entfernen läßt, beispielsweise Wasser, präzipitiert.
Bevorzugt liegen die erfindungsgemäß eingesetzten Polysaccharide, gegebenenfalls in Form von Mikropartikeln, in Suspension vor.
Als Suspensionsmittel sind beispielsweise Wasser und Alkohole geeignet. Die Verfestigung kann wiederum durch Verdampfen des Suspensionsmittels, beispielsweise durch Erwärmen oder im Vakuum erfolgen.
Geeignete Lösungs- und Suspensionsmittel können auch Hydrokolloide und
Polymerlösungen einschließlich Harzlösungen sein, die zusammen mit den erfindungsgemäßen Polysacchariden verfestigt werden und diese in einer Matrix einbetten. Geeignete Polymere sind beispielsweise Vinylester, Polyamide und Poly(meth)acrylate. Bei der Verfestigung ist insbesondere darauf zu achten, daß eine poröse Schicht gebildet wird und die die Filtereigenschaften tragenden wasserunlöslichen linearen Polysaccharide oder die Mikropartikel daraus für die abzutrennenden Stoffe zugänglich sind. Derartige Verfahren sind in der EP-A-826 412 und der WO 98/08594 ausführlich beschrieben. Neben den wasserunlöslichen linearen Polysacchariden können die erfindungsgemäßen Filtermittel auch noch andere Materialien enthalten, die die
Eigenschaften des Filtermittels verändern, beispielsweise Mikropartikel aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Glas, Graphit, Calciumphosphat oder Zinkpolyphosphat, oder andere Hilfs- und Zusatzstoffe. Vorzugsweise werden solche Substanzen verwendet, die mit den Polysacchariden keine chemische Reaktion und keine kovalente Bindung eingehen.
Die erfindungsgemäßen Filtermittel können in Filtervorrichtungen verschiedenster Art zur Abtrennung von Stoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Filtermittel in den Filtervorrichtungen zusammen mit wenigstens einem weiteren porösen Element verwendet, das in Flußrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit oder des zu behandelnden Gases unter und/oder über dem erfindungsgemäßen Filtermittel liegen kann und auf diese
Weise beispielsweise als Stütz- Träger-, Fixier oder Deckschicht für das erfindungsgemäße Filtermittel dienen kann oder auch als zusätzliches Filtermittel fungiert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Filtermittel zwischen zwei solchen Elementen in der Filtervorrichtung fixiert.
Das Filtermittel steht mit dem wenigstens einen porösen Element zweckmäßig in direktem Kontakt und kann an dieses kovalent oder nicht-kovalent gebunden sein.
Die porösen, vorzugsweise mikroporösen Elemente können beispielsweise in Form von Scheiben, Platten, Gittern oder Netzen, beispielsweise Fritten, vorliegen. Sie können aus den verschiedensten Materialien gebildet sein und beispielsweise aus festen miteinander verbundenen Teilchen bestehen. Geeignete Materialien, aus denen solche porösen Elemente bestehen können, sind beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylacetat, Polyester, Polyamide, Polystyrol und Polycarbonat,
Glas, Keramik und Quarz oder Mischungen aus verschiedenen Materialien. Ebenso können die Elemente aus Geweben von natürlichen oder synthetischen und halbsynthetischen Fasern oder aus Metallnetzen bestehen. Besonders bevorzugte sind mikroporöse Elemente wie Glasfilter und mikroporöse Membranen, wie sie beispielsweise aus Celluloseacetat oder anderen Cellulosederivaten, Polyamiden,
Polyvinylchlorid, Polysulfonen und Teflon für Mikrofiltrationen hergestellt werden können. Derartige Elemente sind ebenfalls in der EP-A-826412 und der WO 98/08594 beschrieben. Auch eine einfache Schicht aus Glaswolle kann zusammen mit dem Filtermittel verwendet werden. Sofern die erfindungsgemäßen Filtermittel zusammen mit einem weiteren porösen Element als Träger- oder Fixierschicht verwendet werden, kann die Verfestigung des Filtermittels direkt auf diesem Element erfolgen.
Zur Herstellung der Filtervorrichtungen kann das Filtermittel nach seiner Herstellung in ein geeignetes Behältnis eingebracht und dort fixiert werden oder das Filtermittel kann direkt in dem Behältnis an der gewünschten Position gebildet werden. Das Behältnis ist so ausgestaltet, daß es den Durchfluß oder die Passage der Flüssigkeiten oder Gase, die die abzutrennenden Stoffe enthalten, erlaubt. Filtervorrichtungen, die das erfind ungsgemäße Filtermittel enthalten, können beispielsweise Rundfilter sein, die auf eine Spritze aufgesteckt werden können, mit deren Hilfe dann die Flüssigkeit, die das abzutrennende Material enthält, durch den Filter gedrückt wird. In einer solchen Vorrichtung ist das Filtermittel zweckmäßig auf einer porösen Membran, beispielsweise aus Celluloseacetat, aufgebracht und/oder zwischen zwei porösen Membranen fixiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform befindet sich das erfindungsgemäße Filtermittel in einem geeigneten Hohlkörper, insbesondere einem zylindrischen Hohlkörper. Ein solcher Hohlkörper kann beispielsweise ein Spritzenkörper sein. Vorteilhaft läßt sich die Filtervorrichtung mit einem Proben- oder Zentrifugenröhrchen verbinden, so daß das Filtrat direkt in einem geeigneten Behälter aufgefangen werden kann.
In einer besonders einfachen und daher vorteilhaften Ausführungsform zur Herstellung erfindungsgemäßer Filtervorrichtungen werden die wasserunlöslichen linearen Polysaccharide oder Mikropartikel daraus in Wasser suspendiert, zweckmäßig in einer Menge, daß eine streichfähige Masse entsteht. Diese Masse wird auf ein poröses Element, vorzugsweise eine mikroporöse Membran, aufgebracht und gleichmäßig verteilt. Nach Trocknen und Verfestigung können gewünschte Filter ausgestanzt und beispielsweise in ein Zentrifugenröhrchen eingebracht und dort in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verkleben oder Verschmelzen befestigt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Herstellung des Filtermittels auf einem poröse Element erfolgen, das bereits in einer Filtervorrichtung vorgeformt ist, beispielsweise auf einer in einem Zentrifugenröhrchen befindlichen mikroporösen Membran. Solche Zentrifugenröhrchen werden beispielsweise von der Fa. 5 Schleicher & Schuell unter der Bezeichnung Centrex® vertrieben.
Die Herstellung loser Feststoffschichten erfolgt zweckmäßig durch Aufschütten des trockenen, pulverförmigen oder partikulären Polysaccharids, beispielsweise, durch Aufbringen auf ein poröses Trägerelement oder durch Einschließen des Materials 0 zwischen zwei porösen Fixierelementen.
Die Abtrennung von gelösten, kolloidalen, suspendierten oder gelösten Stoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen kann durch Sieb-, Affinitäts- und/oder Adsorptionseffekte des erfindungsgemäßen Filtermittels bzw. der darin verwendeten wasserunlöslichen 5 linearen Polysaccharide erfolgen.
Die erfindungsgemäßen Filtervorrichtungen und Filtermittel eignen sich durch diese Eigenschaften sowohl zur Reinigung von Flüssigkeiten oder Gasen von unerwünschten Stoffen als auch zur Abtrennung, Reinigung und Isolierung der in o den Flüssigkeiten oder Gasen vorhandenen Stoffe.
Zweckmäßig erfolgt die Abtrennung von Stoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen dadurch, daß man die Flüssigkeiten oder Gase unter Bedingungen, unter denen die abzutrennenden Stoffe von dem Filtermittel zurückgehalten werden, durch das 5 Filtermittel strömen läßt.
Der Strom der Flüssigkeiten durch das Filtermittel wird zweckmäßig erleichtert, indem man beispielsweise einen Über- oder Unterdruck an die Filtervorrichtung anlegt. Die Passage durch das Filtermittel kann aber auch durch einen o Zentrifugationsschritt erleichtert werden.
Sofern gewünscht können die abgetrennten, vom Filtermittel zurückgehaltenen Stoffe zurückgewonnen werden, entweder mechanisch, wenn sich die abgetrennten Stoffe auf der äußeren Oberfläche des Filtermittels befinden, oder durch einen Elutionsschritt unter Bedingungen, unter denen die abgetrennten Stoffe vom Filtermittel gelöst werden.
So können die erfindungsgemäßen Filtermittel beispielsweise zur Abtrennung und
Reinigung von biologischem Material, beispielsweise von Nukleinsäuren, verwendet werden, indem man eine das biologische Material enthaltende Probe unter Bedingungen, unter denen das biologische Material vom Filtermittel zurückgehalten wird, beispielsweise in einem geeigneten Puffer, durch das Filtermittel passieren läßt und dieses Material anschließend, gegebenenfalls nach weiteren Waschschritten, vom Filtermittel eluiert.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Filtermittel liegt darin, daß sie zur Abtrennung und gegebenenfalls Reinigung einer Vielzahl von Stoffen geeignet sind. Hierzu gehören Wirkstoffe aller Art wie Farbstoffe, Aromen und Duftstoffe, Giftstoffe, beispielsweise im Zigarettenrauch, natürliche und synthetische Polymere und biologisches Material, beispielsweise Nukleinsäuren wie einzel- und doppelsträngige lineare DNA, Plasmid-DNA und RNA, Proteine wie Enzyme und Antikörper oder Komplexe von Nukleinsäuren und Proteinen, beispielsweise mit Nukleinsäure- oder Protein-bindenden Substanzen.
Die erfindungsgemäßen Filtervorrichtungen und Filtermittel eignen sich sowohl für präparative und analytische Mikrofiltrationen im Labormaßstab, wobei sich auch aus kleinen Probenvolumina geringe Mengen wertvoller Substanzen weitgehend ohne Verluste und ohne Verunreinigungen gewinnen lassen, als auch für Fest-Flüssig-
Trennungen in größerem Maßstab, beispielsweise zum Klären von Flüssigkeiten, zum Ernten von Zellen oder zur Abtrennung von Zelltrümmem. Die Filtermittel lassen sich ferner einfach und schnell handhaben, sind gegen eine Vielzahl von Lösungsmitteln beständig und sind wegen ihrer biologischen Abbaubarkeit auch umweltverträglich zu entsorgen.
Die erfindungsgemäß verwendeten wasserunlöslichen linearen Polysaccharide besitzen ein hohes Adsorptions- und Retentionsvermögen, das im wesentlichen unabhängig von der Größe und der chemischen und biologischen Struktur der abzufiltrierenden Substanz ist. Die Filtermittel können einfach und rasch hergestellt werden. Insbesondere kann die Herstellung durch den Benutzer entsprechend den jeweiligen Anforderungen selbst und in kleinen Mengen erfolgen, so daß nicht auf vorkonfektionierte Filter zurückgegriffen werden muß. Die Eigenschaften der Filtermittel lassen sich außerdem in einem weiten Bereich variieren und auf individuelle Bedürfnisse abstellen, beispielsweise durch Veränderung der Porosität der Filtermittel, beispielsweise durch Variation der verwendeten Polysaccharid- Mikropartikel, oder durch Zusatz weiterer Stoffe. Dies ist vor allem in der wissenschaftlichen Forschung von großer Bedeutung.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen und Beispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine besondere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung und zwar eine Filtervorrichtung 1, die ein Behältnis 2 in Form eines zylindrischen Hohlkörpers aufweist, der das Filtermittel 3 enthält, beispielsweise in Form von Mikropartikeln. Das Filtermittel ist zwischen zwei porösen Elementen 4 und 5 fixiert. Die Vorrichtung weist außerdem eine Einlaßöffnung 6 zur Aufgabe von Flüssigkeit und einen Auslauf 7 für das Filtrat auf.
Fig. 2 zeigt die Analyse (Detektion mit Ethidiumbromid 0,5 pg/ml bei 256 nm gemäß Beispiel 9, beachte Legende) einer Plasmid-DNA enthaltenden Flüssigkeit nach Passage durch ein erfindungsgemäßes Filter auf einem Agarosegel; und zwar
Von links nach rechts:
Spur 1 Marker (Boehringer Mannheim DNA Molecular Weight Marker X) Spur 2 Filter 2 ohne Filtermittel (Blindreferenz) Spur 3 Filter 2 gefüllt mit erfindungsgemäßen Filtermittel Spur 4 Filter 1 : Kartusche Qiagen® mit erfindungsgemäßen Filtermittel Spur 5 Filter 1 : Qiagen® Midipräp (Hilden, Deutschland) Referenz Spur 6 Filter 2 mit Filtermittel Spur 7 reine DNA-Plasmidlösung (handelsübliches Plasmid pBluescript II SK) Fig. 3 zeigt die Analyse (Detektion mit Ethidiumbromid 0,5 pg/ml bei 256 nm gemäß Beispiel 9, beachte Legende) der Eluate der gebundenen Plasmid-DNA von den erfindungsgemäße Filtern mit einem geeigneten Puffer auf einem Agarosegel; und zwar
Von links nach rechts:
Spur 1 Marker (Boehringer Mannheim DNA Molecular Weight Marker X) Spur 2 Filter 2 ohne Filtermittel (Blindreferenz) Spur 3 Filter 2 gefüllt mit erfindungsgemäßen Filtermittel Spur 4 Filter 1: Kartusche Qiagen® mit erfindungsgemäßen Filtermittel Spur 5 Filter 1: Qiagen® Midipräp (Hilden, Deutschland) Referenz Spur 6 Filter 2 mit Filtermittel Spur 7. reine DNA-Plasmidlösung (handelsübliches Plasmid pBluescript II SK)
Beispiele
Beispiel 1
Herstellung von wasserunlöslichen linearen α-1,4-D-Glucanen
a) 15 1 einer 20%igen Saccharose-Lösung wurden in ein steriles 25 I-Gefäß gegeben. Hierzu wurden 120 ml eines Amylosucrase enthaltenden Enzymextrakts aus einem mit dem Gen für Amylosucrase aus Neisseria polysaccharea transformierten Produktionsstamm gegeben. Die Enzymaktivität betrug 20 Units (1
Unit = 1 μmol Saccharose x min-1 x mg Enzym). Die Biotransformation wurde in Abwesenheit von Glucosylgruppenakzeptoren durchgeführt.
Die Apparatur wurde mit einem sterilen KPG-Rührer versehen und verschlossen und es wurde bei 39°C gerührt. Bereits nach wenigen Stunden hatte sich ein weißer
Niederschlag gebildet. Die Reaktion war nach 59 Stunden beendet. Der Niederschlag wurde abfiltriert und zur Abtrennung niedermolekularer Zucker zweimal mit Wasser gewaschen. Der im Filter verbliebene Rückstand wurde bei 38°C im Trockenschrank unter Vakuum getrocknet Die erhaltene Masse an α-1 ,4-D-Glucan betrug 893 g, entsprechend einer Ausbeute von 59% Das Molekulargewicht (gemessen mittels Gelpermeations-chromatographie (GPC), Lösungsmittel DMSO; Eichung mit Pullulanstandards) betrug M = 9000 g/mol; Mn = 4400 g/mol; Mw/Mn =
2,05 (Glucan 1a).
b) Die Biotransformation wurde wie unter Beispiel 1a beschrieben durchgeführt, es wurden jedoch 0,1% Dextrin (w/v) als Glucosylgruppenakzeptor zugefügt (Glucan 1b).
Beispiel 2
Hersteilung von Mikropartikeln aus α-1 ,4-D-Glucanen
a) 200 g des nach Beispiel 1a) erhaltenen α-1 ,4-D-Glucans (Glucan 1a) wurden in 1 I Dimethylsulfoxid (DMSO; Riedel-de-Haen) bei 50°C gelöst. Anschließend wurde die Lösung langsam in 8 I bidestilliertes Wasser getropft. Der Ansatz wurde über Nacht bei 4°C aufbewahrt. Es bildete sich eine feine Suspension von Mikropartikeln, die durch Dekantieren abgetrennt wurde. Der Bodensatz wurde aufgeschlämmt und 5 min bei 5000 UpM in einer Ultrazentrifuge (Typ RC5C) zentrifugiert. Der feste Rückstand wurde dreimal mit bidestilliertem Wasser aufgeschlämmt und erneut zentrifugiert. Die Feststoffe wurden gesammelt und die noch feuchte Suspension gefriergetrocknet (Christ Delta 1-24 KD). Es wurden 176 g weißer Feststoff isoliert (Ausbeute 88%). Die so erhaltenen Mikropartikel sind sphärischer Gestalt und die Partikeldurchmesser liegen mehrheitlich zwischen 2 und
3 μm, wie bestimmt durch Rasterelektronen-mikroskopie (REM; Camscan S-4).
Die spezifische Oberfläche wurde mit einem Sorptomatic 1990 (Fisons Instruments) unter Verwendung der "default method sorptomatic"-Einstellung bestimmt. Für die Untersuchung wurden die Proben bei 80°C im Vakuum über Nacht getrocknet, wobei das erhaltene α-1,4-D-Glucan zuvor mit einer handelsüblichen Mühle (Waring®) gemahlen wurde, so daß die durchschnittliche Größe der Partikel weniger als 200 μm betrug. Die spezifische Oberfläche betrug 4,5 m2/g (Mikropartikel 2a). b) Die Herstellung der Mikropartikel wurde wie in Beispiel a) durchgeführt, jedoch wurde das nach Beispiel 1 b) erhaltene α-1 ,4-D-Glucan (Glucan 1 b) eingesetzt. Die spezifische Oberfläche betrug 2,9 rτ)2/g (Mikropartikel 2b).
Beispiel 3
Filtration eines Farbstoffs mit einem α-1,4-D-Glucan
200 mg der nach den Beispielen 2a und 2b erhaltenen Mikropartikel wurden in ein
Zentrifugengefäß mit einer mikroporösen Membran (Schleicher & Schuell, Centrex MF-5,0, 0,45 μm, Deutschland) eingewogen. Anschließend wurden 3 ml einer 0,04%igen Brilliantblau-Lösung in entionisiertem Wasser hinzugefügt. Das Gefäß wurde verschlossen und dann wurden die Partikel geschüttelt und aufgeschlämmt. Die Suspension wurde für 1 Minute sich selbst überlassen. Anschließend wurde bei
3000 U/min zentrifugiert (Labofuge GL, Heraeus). Eine visuelle Auswertung ergab eine verminderte bis nicht mehr vorhandene Färbung. Die Mikropartikel waren deutlich blau gefärbt.
Die durchgespülte Flüssigkeit, das Filtrat, wurde in eine Quarzküvette gefüllt und am
UV-Vis-Spektrometer (Fa. Beckmann, UV-DU 640, Deutschland) vermessen. Es wird beim Absorptionsmaximum von Brilliantblau gemessen (λmax = 552 nm). Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Figure imgf000024_0001
REM Rasterelektronenmikroskopie Glucan 1a: α-1,4-D-Glucan aus Beispiel 1a) Glucan 1b: α-1 ,4-D-Glucan aus Beispiel 1b) Mikropartikel 2a: Mikropartikel aus Beispiel 2a) Mikropartikel 2b: Mikropartikel aus Beispiel 2b)
Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)
Filtration eines Farbstoffs mit verschiedenen Stärken
Zum Vergleich mit den erfindungsgemäßen wasserunlöslichen α-1 ,4-D-Glucanen wurden die Versuche der Beispiele 2 und 3 mit verschiedenen im Handel erhältlichen natürlichen Stärken aus Kartoffel und Mais mit unterschiedlichen Verhältnissen von Amylose zu Amylopektin durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2
Figure imgf000025_0001
*1 Kartoffelstärke der Fa. Südstärke, Deutschland (ca. 17% Amyloseanteil)
*2 Maisstärke der Fa. National Starch, USA (ca. 60 bis 70% Amyloseanteil)
*3 aus Kartoffelstärke gewonnene Amylose der Fa. Merck AG (>90% Amyloseanteil).
Die Ergebnisse zeigen die Überlegenheit der erfindungsgemäßen wasserunlöslichen linearen Polysacchariden im Vergleich mit wasserlöslichen und verzweigten Polysacchariden.
Beispiel 5
Herstellung von Filtern zur Filtration von Lebensmittelfarbstoffen
Zur Herstellung eines Filters zur Filtration von Lebensmittelfarbstoffen wurde ein Metallfilter (Fa. Millipore, Micro-Syringe 25mm Filter Holder; USA) präpariert. Hierzu wurde ein 0,5 μm Filter (Millipore, Filter Type FH, FHLC 047 00; USA) auf einem
Dichtungsring befestigt. Die Höhe des Dichtungsrings betrug ca. 2 mm. Die Mikropartikel (80 mg) wurden mit wenig Wasser so befeuchtet, daß gerade eine streichfähige Masse entstand. Die befeuchteten Mikropartikel wurden in den vorbereiteten Filterhalter gelegt. Darüber wurde ein feines Metallsieb gelegt. Diese Anordnung wurde mit dem oberen Teil des Metallfilters fest verschlossen. Der so präparierte Metallfilter wurde auf einer Einmalspritze (Fa. Beckton Dickinson) fixiert. Dann wurden 4 ml einer 0,05%igen Lösung eines Lebensmittelfarbstoffs (Annatto W.S. 14% der Fa. ProAndina Rohstoffe GmbH) in entionisiertem Wasser in die Spritze gegeben und durch den Filter gedrückt. Die Partikel sind optisch erkennbar gefärbt. Der Farbstoff läßt sich mit frischem entionisiertem Wasser nicht aus den
Partikeln herauswaschen. Die Lösung ist gelblich. Beispiel 6
Bestimmung des Rückhaltevermögens von verschiedenen α-1 ,4-D-Glucanen
Zur Bestimmung des Rückhaltevermögens verschiedener α-1 ,4-D-Glucane für den
Farbstoff Brilliantblau wurden die entsprechend den Beispielen 3 und 4 erhaltenen gefärbten Mikropartikel verschiedener Glucane wie in Beispiel 3 beschrieben in ein Zentrifugenröhrchen gegeben und mit 3 ml entionisiertem Wasser versetzt. Die Suspensionen wurden 1 Minute stehengelassen. Anschließend wurde bei 3000 U/min zentrifugiert (Labofuge GL, Heraeus).
Das erhaltene Filtrat war klar.
Die Farbe der gewaschenen Mikropartikel wurde optisch beurteilt und das Filtrat spektroskopisch vermessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt
Die Mengenbilanzen der Filtrationen, das Rückhaltevermögen (%) und der irreversible Anteil (%) sind in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 3
Figure imgf000028_0001
Tabelle 4
Mengenbilanz der Filtrationen, prozentuales Rückhaltevermögen und irreversibler Anteil in Prozent
Figure imgf000029_0001
Beispiel 7
Filtration eines Farbstoffs mit α-1 ,4-D-Glucan und Vergleichssubstanzen in
Abhängigkeit von der Zeit
Die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 3 beschrieben mit Brilliantblau. Es wurde jedoch die Zeitabhängigkeit untersucht. Hierzu wurden die Mikropartikel- Suspensionen mit dem Farbstoff einmal 1 Minute und einmal 2 Minuten stehen gelassen, bevor die Lösung zentrifugiert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5
Zeitabhängigkeit der Filtration von Farbstoffen mit α-1 ,4-D-Glucanen
Figure imgf000030_0001
Beispiel 8
Herstellung der Filtervorrichtungen
Zur Abtrennung von biologischem Material (Nukleinsäuren u.a.) aus Flüssigkeiten wurden verschiedene Filtervorrichtungen entsprechend Fig. 1 hergestellt.
Als eine erste Ausführungsform wurde eine Filtervorrichtung 1 mit einem zylindrischen Hohlkörper 2 aus Polyethylen hergestellt, der einen Durchmesser von
1 ,5 cm aufwies. Der Auslauf 7 besaß einen Durchmesser von 2-3 mm Am unteren Ende des Hohlkörpers 2 vor dem Auslauf 7 befand sich ein Glasfilter als poröses Element 5, auf das 580 mg eines wasserunlöslichen linearen α-1 ,4-D-Glucans (gemäß Beispielen 2a und 2b) als Filtermittel 3 aufgebracht waren. Das Filtermittel 3 wurde mit einem weiteren Glasfilter als porösem Element 4 abgedeckt. Auf diese
Weise wurde Filter 1 (vgl. Fig. 1) erhalten. Eine weitere Ausführungsform wurde wie Filter 1 ausgestaltet mit der Ausnahme, daß als poröses Element 5 ein Cellulosefilter und als poröses Element 4 eine Schicht Glaswolle verwendet wurde. Auf diese Weise wurde Filter 2 erhalten.
Beispiel 9
Abtrennung von Nukleinsäure
Abtrennung oder Rückhaltung von Stoffen, Verwendung des Filtermittels zur Abtrennung von biologischem Material, insbesondere Nukleinsäure
Einwegzentrifugenfilter (Firma Schleicher & Schüll, z.B. Centrex, Katalognummer 467012 (April 1996): "Filter 1" in Fig. 2 und Fig. 3) werden unter Einsatz von 580 mg der hergestellten Mikropartikel gemäß Beispiel 2a und 2b als Filtermittel mit 3 ml einer Puffer 1 (siehe unten) Lösung equilibriert. (ggf. Zentrifuge (2000 U/min)).
Anschließend werden 2 ml einer wässrigen DNA-Plasmidlösung (verwendetes Plasmid: pBluescript II SK) mit der Konzentration 50 μg/ml auf den Filter gegeben (ggf. Zentrifuge (5min bei 2000 U/min)). Es erfolgt ein Referenzlauf mit ("Filter 2" in Fig. 2 und 3) Qiagen® Midipräp (Hilden, Deitschland) und ein weiterer Referenzlauf mit Qiagen® Midipräp - Kartuschen ohne Qiagen® Filtermittel, welche mit dem erfindungsgmäßen Filtermittel bestückt wurden.
Jeweils 5 μl Eluat, wird mit etwa 1/10 der Konzentration mit Anfärbereagenz (Marker) versehen und auf eine Agarosegelplatte (60% Saccharose, 20 mM EDTA, 0,025 % Bromphenolblau) aufgetragen mit anschließender Gelelektrophorese (Firma Biorad, Power Supply, Modell 100/200). Als Referenz zur Abschätzung und Einordnung detektierter Plasmide wird ein Marker (MG 5.000) in Spur 1 und die verwendete DNA-Plasmidlösung als Referenz aufgetragen. Fig. 2 zeigt, daß am erfindungsgemäßen Filtermittel die Proben - DNA zurückgehalten wurde.
Anschließend werden 5ml eines zweiten Puffers (Puffer 2) auf die Säule (Filter) zum
Eluieren gegeben und schnell durch Zentrifugation aufgearbeitet (5min bei 2000 U/min).
Die Eluate (Referenzen wie vorgenannt) werden auf eine Agarosegelplatte (60% Saccharose, 20 mM EDTA, 0,025 % Bromphenolblau) aufgetragen und anschließend eine Gelelektrophorese (Firma Biorad, Power Supply, Modell 100/200) durchgeführt (siehe Fig. 3). Als Vergleich wurde ein Marker (MG 5.000) (Spur 1) und die DNA-Plasmidlösung (Spur 7) aufgetragen.
Pufferbeschreibung:
Puffer 1: 750 mM NaCI
50 mM MOPS (3-[N-morpholino]propanesulfonic acid, pKa 7.2) 15% Isopropanol 0,15% Triton® X-100
Puffer 2: 1 ,25 M NaCI
50 mM Tris, Tris*Clm, Ph 8,5 15% Isopropanol
Die Ergebnisse, die in Fig. 3 dargestellt sind, zeigen, daß sich die Plasmid-DNA problemlos vom Filtermittel eluieren läßt. Der Vergleich mit den handelsüblichen Filtermaterialien zeigt, daß das erfind ungsgemäße Filtermittel auf Basis von wasserunlöslichen linearen α-1,4-D-Glucanen mindestens die gleiche Qualität wie die bereits bekannten Filtermittel besitzen.

Claims

Patentansprüche
1. Filtermittel, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein wasserunlösliches lineares Polysaccharid umfaßt.
5
2. Filtermittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine wasserunlösliche lineare Polysaccharid ausgewählt ist aus α-1 ,4-D- Glucanen und ß-1 ,3-D-Glucanen.
0 3. Filtermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserunlösliche lineare α-1 ,4-D-Glucan eine Amylose ist.
4. Filtermittel nach einem der Ansprüche 2 oder 3, worin das wasserunlösliche lineare α-1 ,4-D-Glucan erhältlich ist durch in-vitro Polymerisation von 5 Glucose unter Einwirkung eines Enzyms mit Amylosucrase-Aktivität.
5. Filtermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserunlösliche lineare Polysaccharid in Form von Mikropartikeln vorliegt.
0 6. Filtermittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropartikel sphärisch sind.
7. Filtermittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropartikel einen mittleren Durchmesser von 1 μm bis 5 μm besitzen. 5
8. Filtermittel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropartikel eine spezifische Oberfläche von 3 m2/g bis 10 m2/g besitzen.
9. Filtermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß o das Filtermittel mikroporös ist.
10. Filtermittel nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropartikel durch Lösen der wasserunlöslichen linearen Polysaccharide in einem Lösungsmittel, Einbringen der Lösung in ein Fällmittel und Kühlen des dabei entstehenden Gemisches erhältlich sind.
11. Filtermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin das wasserunlösliche lineare Polysaccharid in eine poröse Matrix eingebettet ist.
12. Filtermittel nach Anspruch 11 , worin die Matrix eine Polymermatrix ist.
13. Filtervorrichtung, enthaltend ein Filtermittel nach einem der Ansprüche 1-12.
14. Filtervorrichtung nach Anspruch 13, umfassend wenigstens ein weiteres poröses Element.
15. Filtervorrichtung nach Anspruch 14, worin das poröse Element eine mikroporöse Membran ist.
16. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, worin das poröse Element mit dem Filtermittel in direktem Kontakt ist und insbesondere kovalent oder nicht-kovalent an dieses gebunden ist.
17. Verfahren zur Herstellung eines Filtermittels nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder einer Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, umfassend die Schritte
(a) Lösen oder Suspendieren wenigstens eines wasserunlöslichen linearen
Polysaccharids in einem geeigneten Lösungs- bzw. Suspensionsmittel; und (b) Verfestigen der Suspension unter Bildung eines Filtermittels.
18. Verfahren nach Anspruch 17, worin das wenigstens eine wasserunlösliche lineare Polysaccharid ausgewählt ist aus α-1 ,4-D-Glucanen und ß-1 ,3-D- Glucanen.
19. Verfahren nach Anspruch 18, worin das wenigstens eine wasserunlösliche lineare α-1 ,4-D-Glucan eine Amylose ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, worin das wenigstens eine wasserunlösliche lineare Polysaccharid in Form von Mikropartikeln, insbesondere sphärischen Mikropartikeln vorliegt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, worin das Suspensionsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Alkoholen, Polymerlösungen und Hydrokolloiden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , worin die Suspension zur Verfestigung auf ein poröses Element aufgebracht wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, worin das poröse Element eine mikroporöse Membran ist.
24. Verwendung von wasserunlöslichen linearen Polysacchariden als Filtermittel.
25. Verwendung nach Anspruch 24, worin das wasserunlösliche lineare
Polysaccharid ausgewählt ist aus α-1 ,4-D-Glucanen und ß-1,3-D-Glucanen.
26. Verwendung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, worin das wasserunlösliche lineare Polysaccharid in Form von Mikropartikeln, insbesondere sphärischen Mikropartikeln vorliegt.
27. Verwendung nach einem der Ansprüche 24 bis 26 zur Abtrennung und gegebenenfalls Reinigung und Isolierung von biologischem Material aus Flüssigkeiten.
28. Verwendung nach Anspruch 27, worin das biologische Material eine Nukleinsäure ist.
PCT/EP1999/009288 1999-01-26 1999-11-30 Wasserunlösliche lineare polysaccharide zur filtration WO2000044492A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99973640A EP1154851A1 (de) 1999-01-26 1999-11-30 Wasserunlösliche lineare polysaccharide zur filtration
AU13877/00A AU1387700A (en) 1999-01-26 1999-11-30 Water-insoluble linear polysaccharides for filtration
US09/915,917 US20020074283A1 (en) 1999-01-26 2001-07-26 Water-insoluble linear polysaccharides for filtration

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19902917A DE19902917C2 (de) 1999-01-26 1999-01-26 Wasserunlösliche lineare Polysaccharide zur Filtration
DE19902917.2 1999-01-26

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US09/915,917 Continuation US20020074283A1 (en) 1999-01-26 2001-07-26 Water-insoluble linear polysaccharides for filtration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000044492A1 true WO2000044492A1 (de) 2000-08-03

Family

ID=7895359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1999/009288 WO2000044492A1 (de) 1999-01-26 1999-11-30 Wasserunlösliche lineare polysaccharide zur filtration

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20020074283A1 (de)
EP (1) EP1154851A1 (de)
AU (1) AU1387700A (de)
DE (1) DE19902917C2 (de)
WO (1) WO2000044492A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005040223A1 (en) 2003-10-24 2005-05-06 Bayer Cropscience Gmbh Use of linear poly-alpha-1,4-glucans as resistant starch
CN103938473A (zh) * 2014-03-06 2014-07-23 江南大学 一种电化学还原法织物仿旧整理的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254636A1 (de) * 2002-11-22 2004-06-09 Capsulution Nanoscience Ag Verfahren zum Modifizieren von Mikropartikeln sowie Vorrichtung zum Modifizieren von Mikropartikeln
DE102005042078B4 (de) * 2005-09-01 2008-09-04 Friedrich-Baur-Gmbh Werkstoff für den überwiegend medizinischen, langfristigen in-vivo Einsatz und Verfahren zu seiner Herstellung
GB2463115B (en) * 2008-09-08 2013-04-10 Schlumberger Holdings Assemblies for the purification of a reservoir or process fluid
JP6004515B2 (ja) * 2012-02-20 2016-10-12 国立研究開発法人海洋研究開発機構 酵素の活性測定方法
FR3012978A1 (fr) * 2013-11-12 2015-05-15 Biocarecell Filtre biocompatible et procede de fabrication d'un filtre biocompatible.

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4143201A (en) * 1975-10-21 1979-03-06 Takeda Chemical Industries, Ltd. Polysaccharide beads
EP0158884A2 (de) * 1984-03-30 1985-10-23 Daicel Chemical Industries, Ltd. 1,3-Glucan enthaltendes Mittel zur Stofftrennung
US5155144A (en) * 1990-10-29 1992-10-13 Manganaro James L Polysaccharide-based porous sheets
EP0541356A1 (de) * 1991-11-05 1993-05-12 Sumiaki Tsuru Filtermaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
US5281338A (en) * 1990-08-10 1994-01-25 Archaeus Technology Group Limited Method of decolorizing water
WO1995031553A1 (en) * 1994-05-18 1995-11-23 Institut Für Genbiologische Forschung Berlin Gmbh DNA SEQUENCES CODING FOR ENZYMES CAPABLE OF FACILITATING THE SYNTHESIS OF LINEAR α-1,4 GLUCANS IN PLANTS, FUNGI AND MICROORGANISMS
WO1998008594A2 (en) * 1996-08-26 1998-03-05 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method for producing microporous elements, the microporous elements thus produced and uses thereof
EP0885644A1 (de) * 1997-06-16 1998-12-23 Ngk Insulators, Ltd. Filter zur Virusentfernung
WO1999011695A1 (de) * 1997-08-28 1999-03-11 Aventis Research & Technologies Gmbh & Co Kg Sphärische lineare polysaccharide enthaltende mikropartikel

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3350221A (en) * 1964-02-06 1967-10-31 Kendall & Co Process for making filter-sheet material
RO61524A2 (de) * 1974-08-28 1976-12-15
JPS5763302A (en) * 1980-10-03 1982-04-16 Yoshiaki Motozato Spherical particles of crosslinked porous amylose and its production
JPH0346950A (ja) * 1989-07-11 1991-02-28 Nhk Spring Co Ltd カードリーダライタ用異形カード取込防止構造
JP2926434B2 (ja) * 1990-07-26 1999-07-28 株式会社林原生物化学研究所 アミロース粒子とその製造方法
JP3848377B2 (ja) * 1993-05-24 2006-11-22 ダイセル化学工業株式会社 分離剤の製造法
DE19827978C2 (de) * 1998-06-24 2000-11-30 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Verfahren zur Herstellung wasserunlöslicher alpha-1,4 Glucane
DE19839212C2 (de) * 1998-08-28 2002-05-23 Celanese Ventures Gmbh Verfahren zur Herstellung von sphärischen Nanopartikeln, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen linearen Polysaccharid bestehen
DE19839216C1 (de) * 1998-08-28 2000-01-20 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Verfahren zur Herstellung von sphärischen Mikropartikeln, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen Verzweigungen enthaltenden Polyglucan bestehen, sowie mit diesem Verfahren erhältliche Mikropartikel und die Verwendung
DE19839214C1 (de) * 1998-08-28 2000-05-25 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Verfahren zur Herstellung von sphärischen Mikropartikeln mit glatter Oberfläche, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen linearen Polysaccharid bestehen, sowie mit diesem Verfahren erhältliche Mikropartikel und deren Verwendung

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4143201A (en) * 1975-10-21 1979-03-06 Takeda Chemical Industries, Ltd. Polysaccharide beads
EP0158884A2 (de) * 1984-03-30 1985-10-23 Daicel Chemical Industries, Ltd. 1,3-Glucan enthaltendes Mittel zur Stofftrennung
US5281338A (en) * 1990-08-10 1994-01-25 Archaeus Technology Group Limited Method of decolorizing water
US5155144A (en) * 1990-10-29 1992-10-13 Manganaro James L Polysaccharide-based porous sheets
EP0541356A1 (de) * 1991-11-05 1993-05-12 Sumiaki Tsuru Filtermaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
WO1995031553A1 (en) * 1994-05-18 1995-11-23 Institut Für Genbiologische Forschung Berlin Gmbh DNA SEQUENCES CODING FOR ENZYMES CAPABLE OF FACILITATING THE SYNTHESIS OF LINEAR α-1,4 GLUCANS IN PLANTS, FUNGI AND MICROORGANISMS
WO1998008594A2 (en) * 1996-08-26 1998-03-05 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method for producing microporous elements, the microporous elements thus produced and uses thereof
EP0885644A1 (de) * 1997-06-16 1998-12-23 Ngk Insulators, Ltd. Filter zur Virusentfernung
WO1999011695A1 (de) * 1997-08-28 1999-03-11 Aventis Research & Technologies Gmbh & Co Kg Sphärische lineare polysaccharide enthaltende mikropartikel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005040223A1 (en) 2003-10-24 2005-05-06 Bayer Cropscience Gmbh Use of linear poly-alpha-1,4-glucans as resistant starch
CN103938473A (zh) * 2014-03-06 2014-07-23 江南大学 一种电化学还原法织物仿旧整理的方法
CN103938473B (zh) * 2014-03-06 2016-01-20 江南大学 一种电化学还原法织物仿旧整理的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1154851A1 (de) 2001-11-21
US20020074283A1 (en) 2002-06-20
AU1387700A (en) 2000-08-18
DE19902917C2 (de) 2001-03-29
DE19902917A1 (de) 2000-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2413220C3 (de) Selektiv adsorbierende Partikel und deren Verwendung zum Trennen von organischen Verbindungen
EP1012204B1 (de) Sphärische lineare polysaccharide enthaltende mikropartikel
EP0616639B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur isolierung und reinigung von nukleinsäuren
DE2365265C2 (de) Molekularsieb und dessen Herstellung
AT505905B1 (de) Cellulosepulver und verfahren zu seiner herstellung
EP1098696B1 (de) Polyelektrolythüllen auf biologischen templaten
DE60012549T2 (de) Verfahren zur isolierung von nukleinsäuren und kit
DE69835275T2 (de) Absorbens zum reinigen von körperflüssigkeiten
DE19932216A1 (de) Teilchen, insbesondere Mikroteilchen oder Nanoteilchen, aus vernetzten Monosacchariden und Oligosacchariden, Verfahren zu deren Herstellung und kosmetische, pharmazeutische oder Nahrungsmittelzusammensetzungen, in denen sie vorhanden sind
DE3407814A1 (de) Phasentraeger fuer die verteilungschromatographie von makromolekuelen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
DE19902917C2 (de) Wasserunlösliche lineare Polysaccharide zur Filtration
EP1123342A1 (de) Verfahren zur herstellung von sphärischen mikropartikeln, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen verzweigungen enthaltenden polyglucan bestehen, sowie mit diesem verfahren erhältliche mikropartikel
WO2000009566A1 (de) Verfahren zur gewinnung hochgereinigter alginate
EP1242816B1 (de) Chromatographiematerial und verfahren unter verwendung desselben
WO2010066432A2 (de) Adsorbenspartikel basierend auf porösen trägern und polyelektrolytschichten
DE60212619T2 (de) Herstellungsverfahren eines füllers zur trennung eines optischen isomers und anwendung in der chromatographie
DE2426501C2 (de) Selektive Adsorptionsmittel und deren Verwendung
WO1999038594A1 (de) Trennung von stoffgemischen unter einsatz von polysacchariden
EP1487571A2 (de) Trägerpartikeln für die chromatographie auf der grundlage von mikrokapseln, verfahren zu ihrer herstellung und ihre anwendung
DD291019A5 (de) Verfahren zum einschluss von makromolekuelen in hohltraeger
DE2405901C3 (de) Asbestartiges Fasergefüge aus Celluloseacetat, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung desselben
EP0412507A1 (de) Verfahren zur Grössenfraktionierung hochmolekularer Stoffe mit Hilfe von Hohlträgern
WO2003004536A2 (de) Verfahren zur herstellung vernetzter polysaccharide und deren verwendung als stationäre phasen in trennverfahren
DE3733303A1 (de) Traegermaterial zur immobilisierung von biologisch aktiven makromolekuelen
DE2405901A1 (de) Fasriges celluloseacetat, verfahren zu seiner herstellung und verwendung desselben

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref country code: AU

Ref document number: 2000 13877

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU CA CN CZ HU JP KR NO NZ PL US ZA

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1999973640

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09915917

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1999973640

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1999973640

Country of ref document: EP