JPH04180936A - Spherical particle of cross-linked glucomannan, preparation thereof, and ion exchanger - Google Patents
Spherical particle of cross-linked glucomannan, preparation thereof, and ion exchangerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は大きな細孔を有し、しかも耐圧強度も高い架橋
グルコマンナン球状粒子、その製造方法および前記架橋
グルコマンナン球状粒子しこイオン交換基を導入したイ
オン交換体に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides cross-linked glucomannan spherical particles having large pores and high pressure resistance, a method for producing the same, and ion exchange groups in the cross-linked glucomannan spherical particles. This invention relates to an ion exchanger that incorporates.
タンパク質、核酸等の生体高分子を分離する方法に、分
離剤として多孔性のゲル粒子を用いる液体クロマトグラ
フィーがある。クロマトグラフィーに用いるゲル粒子と
しては、分離したい試料の分子量に応じて最適のゲル粒
子が選択できるように様々な細孔径を有するゲル粒子が
製造され、市販されている。Liquid chromatography, which uses porous gel particles as a separation agent, is a method for separating biopolymers such as proteins and nucleic acids. As gel particles used in chromatography, gel particles having various pore sizes are manufactured and commercially available so that the optimum gel particles can be selected depending on the molecular weight of the sample to be separated.
しかし、市販品の多くは分子量数１万程度までのタンパ
ク質の分離を主目的としたものであり、分子量数１００
万以上のＤＮＡ等の巨大な生体高分子に適したものは少
ない。それは、ゲル粒子の耐圧強度を損うことなく１分
子量１００万以上の生体高分子の分離ができるように細
孔径を大きくすることが困難なことに起因している。特
に、生体親和性の豊かな天然高分子素材からなる市販の
ゲル粒子においては、細孔径を大きくした場合、耐圧強
度を保持することが難しいという問題点がある。However, many commercially available products are mainly intended for the separation of proteins with molecular weights up to about 10,000;
There are few methods suitable for large biopolymers such as DNA, which have a molecular weight of more than 10,000. This is due to the difficulty in increasing the pore diameter so that biopolymers having a molecular weight of 1 million or more can be separated without impairing the pressure resistance of the gel particles. In particular, commercially available gel particles made of natural polymeric materials with high biocompatibility have a problem in that it is difficult to maintain pressure resistance when the pore size is increased.
天然高分子素材からなるクロマトグラフィー用のゲル粒
子として、コンニャクイモ等に含まれるグルコマンナン
（コンニャクマンナン）から製造される多孔性の架橋グ
ルコマンナン球状粒子がある（特開昭６２−２３６８３
９号）。この架橋グルコマンナン球状粒子は、細孔径を
大きくしても比較的耐圧強度の低下は小さく、分子量１
００万以上の生体高分子の分離に適用することができる
。As gel particles for chromatography made of natural polymer materials, there are porous crosslinked glucomannan spherical particles produced from glucomannan (konjac mannan) contained in konjac root (Japanese Patent Laid-Open No. 62-23683).
No. 9). These cross-linked glucomannan spherical particles have a relatively small decrease in compressive strength even when the pore size is increased, and the molecular weight is 1.
It can be applied to the separation of over 1,000,000 biopolymers.
また、このような従来の架橋グルコマンナン球状粒子に
イオン交換基を導入してイオン交換体を得ることもすで
に提案されている（特開平１−９４９４９号）。Furthermore, it has already been proposed to obtain an ion exchanger by introducing an ion exchange group into such conventional crosslinked glucomannan spherical particles (Japanese Patent Application Laid-open No. 1-94949).
しかし、このような架橋グルコマンナン球状粒子やそれ
を用いたイオン交換体においても、さらに細孔径を大き
くすると粒子の耐圧強度の低下が進み、分離に際し実用
的流速、例えば内径５層ｍ。However, even in such cross-linked glucomannan spherical particles and ion exchangers using them, if the pore size is further increased, the pressure resistance of the particles will decrease, and a practical flow rate during separation, for example, an inner diameter of 5 m, will be required.
長さ３０ｃｍのカラムで流速ＬＶが３ ｍ／ｈｒ以上で
は通液できなくなる。If the flow rate LV is 3 m/hr or more in a column with a length of 30 cm, it becomes impossible to pass the liquid through the column.
従来の架橋グルコマンナン球状粒子の製造方法では、グ
ルコマンナンをアルコールを用いて精製しただけの精製
グルコマンナンを出発原料とし、この出発原料を溶媒に
膨潤・溶解し、触媒としてピリジンを用い、酸を加えて
エステル化した後、このグルコマンナンのエステルを粒
子化し、けん化した後、架橋剤により架橋して架橋グル
コマンナン球状粒子を製造している。In the conventional method for producing crosslinked glucomannan spherical particles, purified glucomannan, which is simply purified glucomannan using alcohol, is used as a starting material, this starting material is swollen and dissolved in a solvent, and pyridine is used as a catalyst. In addition, after esterification, this glucomannan ester is made into particles, saponified, and then crosslinked with a crosslinking agent to produce crosslinked glucomannan spherical particles.
しかし、このような従来の製造方法では、ミクロンオー
ダーの巨大な物質が浸透できる大きな細孔径を有し、し
かも実用上十分な耐圧強度を有する架橋グルコマンナン
球状粒子を製造することはできない、また従来の方法で
は、出発原料として用いたグルコマンナンの分子量が最
終産物の架橋グルコマンナン球状粒子に反映されるため
、低分子量のグルコマンナンからなる架橋グルコマンナ
ン球状粒子は得られない。すなわち、グルコマンナンと
して容易に入手可能なコンニャクマンナンの分子量は通
常１００万〜２００万であるため、従来の製造方法では
、この程度の分子量のグルコマンナンからなるものしか
製造することができない。However, with such conventional production methods, it is not possible to produce crosslinked glucomannan spherical particles that have large pore diameters that allow huge substances on the micron order to penetrate, and have sufficient compressive strength for practical use. In this method, the molecular weight of the glucomannan used as a starting material is reflected in the crosslinked glucomannan spherical particles as the final product, so crosslinked glucomannan spherical particles made of low molecular weight glucomannan cannot be obtained. That is, since the molecular weight of konjac mannan, which is easily available as glucomannan, is usually 1 million to 2 million, conventional production methods can only produce glucomannan having a molecular weight of this range.
本発明の目的は、上記問題点を解決するため、ミクロン
オーダーの巨大な物質が浸透できる大きな細孔を有し、
しかも実用上十分な耐圧強度を有する架橋グルコマンナ
ン球状粒子を提供することである。The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems by providing a material with large pores that can be penetrated by huge substances on the order of microns.
Moreover, it is an object of the present invention to provide crosslinked glucomannan spherical particles having practically sufficient pressure resistance strength.
本発明の他の目的は、上記価れた特性を有する架橋グル
コマンナン球状粒子を容易に製造することができる製造
方法を提供することである。Another object of the present invention is to provide a method for easily producing crosslinked glucomannan spherical particles having the above-mentioned excellent properties.
本発明の別の目的は、前記架橋グルコマンナン球状粒子
を用いたイオン交換体を提供することである。Another object of the present invention is to provide an ion exchanger using the crosslinked glucomannan spherical particles.
本発明は次の架橋グルコマンナン球状粒子、その製造方
法および架橋グルコマンナン球状粒子を用いたイオン交
換体である。The present invention relates to the following crosslinked glucomannan spherical particles, a method for producing the same, and an ion exchanger using the crosslinked glucomannan spherical particles.
（１）低分子量グルコマンナンの架橋物からなり、かつ
平均細孔径が０．５〜１０−の細孔を有することを特徴
とする架橋グルコマンナン球状粒子。(1) Crosslinked glucomannan spherical particles comprising a crosslinked product of low molecular weight glucomannan and having pores with an average pore diameter of 0.5 to 10.
（２）低分子量化したグルコマンナンをエステル化する
か、またはグルコマンナンをエステル化しつつ低分子量
化して得られた低分子量グルコマンナンのエステルを多
孔化剤と共に、水性媒質より沸点が低く、水性媒質に溶
解しないか、または僅かしか溶解しない溶媒中に溶解さ
せた液を原液とし、この原液を水性媒質中に懸濁させて
液滴を形成させ、次いで液滴中の溶媒を蒸発させて得ら
れた低分子量グルコマンナンのエステルの球状粒子をけ
ん化し、架橋剤と反応させて架橋を行わせ、平均細孔径
を０．５〜１０−とすることを特徴とする架橋グルコマ
ンナン球状粒子の製造方法。(2) The ester of low molecular weight glucomannan obtained by esterifying a low molecular weight glucomannan or by esterifying glucomannan and reducing the molecular weight is used together with a porosity agent to form an aqueous medium with a boiling point lower than that of an aqueous medium. A stock solution is obtained by dissolving a solution in a solvent that does not dissolve or only slightly dissolves in the liquid, suspending this stock solution in an aqueous medium to form droplets, and then evaporating the solvent in the droplets. A method for producing crosslinked glucomannan spherical particles, which comprises saponifying spherical particles of a low molecular weight glucomannan ester, reacting with a crosslinking agent to cause crosslinking, and adjusting the average pore diameter to 0.5 to 10. .
（３） ０．３ｇのグルコマンナンのエステルを１００
ｄのクロロホルムに溶解した溶液の３０℃で測定した粘
度が０．５〜５ｃＰどなるグルコマンナンのエステルを
多孔化剤と共に、水性媒質より沸点が低く、水性媒質に
溶解しないか、または僅かしか溶解しない溶媒中に溶解
させた液を原液とし、この原液を水性媒質中に懸濁させ
て液滴を形成させ１次いで液滴中の溶媒を蒸発させて得
られた低分子量グルコマンナンのエステルの球状粒子を
けん化し、架橋剤と反応させて架橋を行わせ、平均細孔
径を０．５〜１０−とすることを特徴とする架橋グルコ
マンナン球状粒子の製造方法。(3) 0.3g of glucomannan ester to 100%
An ester of glucomannan having a viscosity of 0.5 to 5 cP when dissolved in chloroform at 30° C. is used together with a porosity agent, and has a boiling point lower than that of the aqueous medium and is not soluble or only slightly soluble in the aqueous medium. Spherical particles of low molecular weight glucomannan ester obtained by using a solution dissolved in a solvent as a stock solution, suspending this stock solution in an aqueous medium to form droplets, and then evaporating the solvent in the droplets. 1. A method for producing crosslinked glucomannan spherical particles, which comprises saponifying and reacting with a crosslinking agent to effect crosslinking, thereby adjusting the average pore diameter to 0.5 to 10.
（４）上記（１）記載の架橋グルコマンナン球状粒子に
、さらにイオン交換基を導入したことを特徴とするイオ
ン交換体。(4) An ion exchanger characterized in that an ion exchange group is further introduced into the crosslinked glucomannan spherical particles described in (1) above.
本発明の架橋グルコマンナン球状粒子は、Ｄ−グルコー
スとＤ−マンノースを主要構成成分とする低分子量グル
コマンナンが、架橋剤により架橋された親水性のゲル粒
子であり、０．５〜１０／ａ、好ましくは１〜５ＩＩＩ
Ｂの平均細孔径を有するものである。The crosslinked glucomannan spherical particles of the present invention are hydrophilic gel particles in which low molecular weight glucomannan containing D-glucose and D-mannose as main constituents are crosslinked with a crosslinking agent, and are 0.5 to 10/a , preferably 1-5III
It has an average pore diameter of B.
低分子量グルコマンナンは、分子量が６Ｘ１０’〜５Ｘ
１０Ｓ、好ましくは８ Ｘ １０’ 〜３ Ｘ １０’
のものである。グルコマンナンの分子量が６Ｘ１０’
未満の場合は、エステル化したものが水中から回収困難
となり、球状粒子を形成するのが難しくなる。−方グル
コマンナンの分子量が５Ｘ１０’を超えると耐圧強度が
大きく、かつ平均細孔径が０．５〜１０４のものが得ら
れなくなる。Low molecular weight glucomannan has a molecular weight of 6X10' to 5X
10S, preferably 8 X 10' to 3 X 10'
belongs to. The molecular weight of glucomannan is 6X10'
If the amount is less than 1, it will be difficult to recover the esterified product from water, and it will be difficult to form spherical particles. - If the molecular weight of the glucomannan exceeds 5 x 10', it will not be possible to obtain a material with high pressure resistance and an average pore diameter of 0.5 to 104.
次に本発明の架橋グルコマンナン球状粒子の製造方法に
ついて説明する。Next, a method for producing crosslinked glucomannan spherical particles of the present invention will be explained.
出発原料となるグルコマンナンとしては、分子ｆｉ１０
０万〜２００万程度のコンニャクマンナンが好ましく、
例えばプロボール（清水化学（株）製、商品名）等の市
販の精製グルコマンナン；グルコマンナン分解酵素等の
内因性酵素を含有している粗グルコマンナンなど、任意
のものが使用できる。As the starting material glucomannan, the molecule fi10
Konjac mannan of about 0,000 to 2,000,000 is preferable,
For example, any commercially available purified glucomannan such as Probol (manufactured by Shimizu Kagaku Co., Ltd., trade name); crude glucomannan containing endogenous enzymes such as glucomannan-degrading enzyme can be used.
本発明の製造方法の一例としては、まずこのようなグル
コマンナンを低分子化し、前記範囲の分子量とする。低
分子化の方法としては、例えば■グルコマンナンを水に
溶解し、この溶液にグルコマンナナーゼ、セルラーゼ、
マンナナーゼ等のグルコマンナン分解酵素を加え、ｐＨ
３〜１０．温度Ｏ〜４０℃、時間１〜３０時間の条件で
分解酵素を作用させる方法、■粗グルコマンナンを水に
溶解し、前記■と同様の条件で、粗グルコマンナン中に
含まれている内因性のグルコマンナン分解酵素を作用さ
せる方法、または■これらを組合せた方法などをあげる
ことができ、使用する出発原料のグルコマンナンの種類
により、適宜選択することができる。As an example of the production method of the present invention, such glucomannan is first reduced in molecular weight to have a molecular weight within the above range. As a method for reducing the molecular weight, for example, ■ dissolve glucomannan in water and add glucomannanase, cellulase,
Add a glucomannan-degrading enzyme such as mannanase, and adjust the pH.
3-10. A method in which a degrading enzyme is allowed to act at a temperature of 0 to 40°C and a time of 1 to 30 hours; (2) A method in which a glucomannan-degrading enzyme is acted upon, or (2) a method in which these are combined, and the method can be appropriately selected depending on the type of glucomannan used as a starting material.
次に、このようにして得られた低分子量グルコマンナン
を含有する水溶液を、必要により煮沸等により分解酵素
を失活させ、濾過等により不溶物を除去し、得られだ液
相をアルコール等に注ぎ入れ、沈殿させて精製物を得る
。Next, in the aqueous solution containing low molecular weight glucomannan obtained in this way, decomposing enzymes are inactivated by boiling etc. if necessary, insoluble matter is removed by filtration etc., and the obtained liquid phase is dissolved in alcohol etc. Pour and precipitate to obtain purified product.
このようにして得た低分子量グルコマンナンをホルムア
ミドまたはジメチルホルムアミドなどの溶媒に膨潤・溶
解し、触媒としてピリジンなどを用い、酢酸、無水酢酸
、プロピオン酸、酪酸、硝酸等の酸を加えてエステル化
し、低分子量グルコマンナンのエステルを得る。The low molecular weight glucomannan thus obtained is swollen and dissolved in a solvent such as formamide or dimethylformamide, and esterified by adding an acid such as acetic acid, acetic anhydride, propionic acid, butyric acid, or nitric acid using pyridine as a catalyst. , yielding an ester of low molecular weight glucomannan.
低分子量グルマンナンのエステルを得るには、上記のよ
うなグルコマンナンを低分子化した後エステル化する方
法の他に、グルコマンナンのエステル化と低分子量化と
を同時に行う方法を採用することもできる。このような
方法としては、例えば塩化亜鉛を触媒とし、この存在下
に、低分子量化していないグルコマンナンと、無水酢酸
または無水酢酸と酢酸との混合物とを、１０〜６０℃、
好ましくは３０〜５０℃で、５〜２００時間、好ましく
は１０〜１００時間反応させる方法などをあげることが
できる。この方法では、グルコマンナン分子鎖のエステ
ル化反応と加水分解反応とが並行して進行し。In order to obtain an ester of low molecular weight glumannan, in addition to the above method of reducing the molecular weight of glucomannan and then esterifying it, it is also possible to adopt a method of simultaneously performing esterification of glucomannan and reducing the molecular weight. . As such a method, for example, zinc chloride is used as a catalyst, and in the presence of zinc chloride, glucomannan whose molecular weight has not been lowered and acetic anhydride or a mixture of acetic anhydride and acetic acid are heated at 10 to 60°C.
Examples include a method of reacting preferably at 30 to 50°C for 5 to 200 hours, preferably 10 to 100 hours. In this method, the esterification reaction and hydrolysis reaction of glucomannan molecular chains proceed in parallel.
低分子量グルコマンナンのエステルが単一操作で得られ
る。またこの方法では、低分子量化していないグルコマ
ンナンの代わりに前記■〜■の方法で低分子量化したグ
ルコマンナンを使用することもできる。Esters of low molecular weight glucomannans are obtained in a single operation. Furthermore, in this method, glucomannan whose molecular weight has been reduced by the methods (1) to (4) above can be used instead of glucomannan whose molecular weight has not been reduced.
このようにして得られた低分子量グルコマンナンのエス
テルの分子量は、エステル化に用いられたグルコマンナ
ンの分子量が反映されるため、小さい。次の粒子化の工
程に用いる低分子量グルコマンナンのエステルとしては
、前記範囲の分子量を有するグルコマンナンからなるエ
ステルを用いることができるのはもちろんであるが、グ
ルコマンナンのエステルの分子量を反映する指標となる
溶液粘度が次の範囲にあるものを用いてもよい。The molecular weight of the low molecular weight glucomannan ester thus obtained is small because it reflects the molecular weight of the glucomannan used for esterification. As the ester of low molecular weight glucomannan used in the next particulate process, it is possible to use an ester made of glucomannan having a molecular weight within the above range, but an index reflecting the molecular weight of the glucomannan ester can be used. A solution having a solution viscosity in the following range may be used.
すなわち、０．３ｇのグルコマンナンのエステルを１０
０＋ａＱのクロロホルムに溶解し、３０℃で測定した溶
液粘度（Ｂ型粘度計〔東京計器（株）製、商標〕、ＢＬ
アダプター使用、３（１−６Ｏｒｐｍの条件）が０．５
〜５ｃＰ、好ましくは１〜４ｃＰのグルコマンナンのエ
ステルを使用することもできる。特にグルコマンナンの
エステル化と低分子量化とを単一操作で行った場合は、
溶液粘度が前記範囲の低分子量グルコマンナンのエステ
ルを使用するのが簡便である。That is, 0.3 g of glucomannan ester is
Solution viscosity measured at 30°C after dissolving in 0+aQ chloroform (B-type viscometer [manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd., trademark], BL
Using adapter, 3 (1-6 Orpm condition) is 0.5
Esters of glucomannan of ~5 cP, preferably 1 to 4 cP can also be used. In particular, when esterification and lowering of the molecular weight of glucomannan are performed in a single operation,
It is convenient to use an ester of low molecular weight glucomannan having a solution viscosity within the above range.
なお低分子量化されていないグルコマンナンのエステル
の前記条件で測定した溶液粘度は、通常５〜１５ｃＰ程
度である。Note that the solution viscosity of an ester of glucomannan whose molecular weight has not been lowered measured under the above conditions is usually about 5 to 15 cP.
次に、前記低分子量グルコマンナンのエステルを溶媒に
溶解する。溶媒としては、後記の水性媒質より沸点が低
く、かつ水性媒質に全く溶解しないか、または僅かしか
溶解しないものを使用する。Next, the low molecular weight glucomannan ester is dissolved in a solvent. As the solvent, one is used that has a boiling point lower than that of the aqueous medium described below and does not dissolve at all or only slightly in the aqueous medium.
このような溶媒として具体的には、ジクロロメタン、ク
ロロホルム、四塩化炭素およびトリクロロエチレン等の
塩素化炭化水素系の有機溶媒が使用され、これらを単独
または混合して用いることができる。Specifically, chlorinated hydrocarbon organic solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, and trichloroethylene are used as such solvents, and these can be used alone or in combination.
低分子量グルコマンナンのエステルの溶解濃度としては
、前記有機溶媒が蒸発除去された後、粒子が球状を保ち
、クロマトグラフィー用の分離剤等としての強度を有し
ておればよいのであって、通常０．０５〜２０重量％、
好ましくは０．１〜１０重量％である。The dissolved concentration of the low molecular weight glucomannan ester is sufficient as long as the particles remain spherical after the organic solvent is evaporated and have strength as a separating agent for chromatography, etc. 0.05-20% by weight,
Preferably it is 0.1 to 10% by weight.
低分子量グルコマンナンのエステルを前記有機溶媒に溶
解する際、適当な多孔化剤をさらに添加する。When dissolving the ester of low molecular weight glucomannan in the organic solvent, a suitable porosity agent is further added.
多孔化剤は球状粒子を作った後、除去されて球状粒子を
多孔化するために使用されるもので、具体的には、ｎ−
カプリン酸メチル、テトラヒドロナフタレン、デカヒド
ロナフタレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ド
デカン酸メチル、トルエン、ヘキシルアルコール、ヘプ
チルアルコールおよびオクチルアルコール等の前記有機
溶媒より高沸点を有し、かつグルコマンナンのエステル
を溶解しないものなどが使用される。The porosity agent is used to make the spherical particles porous by removing them after making them.
Those that have a higher boiling point than the above organic solvents, such as methyl caprate, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, ethylbenzene, diethylbenzene, methyl dodecanoate, toluene, hexyl alcohol, heptyl alcohol, and octyl alcohol, and do not dissolve glucomannan esters. etc. are used.
また前記多孔化剤は球状粒子を多孔化する他に、細孔径
の大きさを調節するために使用される。すなわち、多孔
化剤を添加した場合は、添加しない場合または少量の多
孔化剤を添加した場合に比べて、より大きな細孔径を有
する球状粒子を得ることができる。また同量の多孔化剤
を添加した場合は、より低分子量のグルコマンナンを用
いているもの、またはグルコマンナンのエステルの溶液
粘度がより小さいものの方が、より大きな平均細孔径を
有する球状粒子を得ることができる。In addition to making the spherical particles porous, the porosity-forming agent is used to adjust the pore size. That is, when a porosity-forming agent is added, spherical particles having a larger pore diameter can be obtained compared to when the porosity-forming agent is not added or when a small amount of the porosity-forming agent is added. Furthermore, when the same amount of porosity-forming agent is added, those using glucomannan with a lower molecular weight or those with a lower solution viscosity of glucomannan ester produce spherical particles with a larger average pore diameter. Obtainable.
多孔化剤の添加量は、低分子量グルコマンナンのエステ
ル１ｇに対して０．０１〜２０ｎ＋Ｑ以下、好ましくは
１〜２０＋＋Ｑ、さらに好ましくは２〜１０ｍＭの割合
とするのが望ましい。The amount of the porosity-forming agent added is preferably 0.01 to 20n+Q, preferably 1 to 20++Q, and more preferably 2 to 10mM per gram of low molecular weight glucomannan ester.
次に、上記のようにして得た低分子量グルコマンナンの
エステルの溶液を水性媒質中に懸濁させ、液滴を形成す
る。Next, the solution of the ester of low molecular weight glucomannan obtained as described above is suspended in an aqueous medium to form droplets.
水性媒質としては水または水に親水性保護コロイド、例
えばポリビニルアルコール、部分けん化ポリビニルアル
コール、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロー
ス、メチルセルロース、可溶性澱粉またはゼラチン等を
加えたものなどが使用できる。As the aqueous medium, water or water to which a hydrophilic protective colloid such as polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, methyl cellulose, soluble starch or gelatin is added can be used.
親水性保護コロイドは、０．１〜１０重量％、好ましく
は０．２〜５重量％水溶液として使用するのがよい。ま
た、水性媒質の使用量は低分子量グルコマンナンのエス
テルの溶液の少なくとも１７３倍以上、好ましくは１〜
２０倍容量とするのがよい。The hydrophilic protective colloid is preferably used as an aqueous solution of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight. In addition, the amount of the aqueous medium used is at least 173 times the amount of the solution of the low molecular weight glucomannan ester, preferably 1 to 1.
It is preferable to make it 20 times the capacity.
水性媒質中に前記低分子量グルコマンナンのエステルの
溶液を懸濁させる方法としては、水性媒質中に低分子量
グルコマンナンのエステルの溶液を全量加え、攪拌して
分散、懸濁する方法や、水性媒質を攪拌状態とし、これ
に低分子量グルコマンナンのエステルの溶液を一度にま
たは滴下状に添加する方法などがあげられる。Methods for suspending the solution of the low molecular weight glucomannan ester in an aqueous medium include adding the entire amount of the low molecular weight glucomannan ester solution to the aqueous medium and stirring to disperse and suspend it; Examples include a method in which a solution of a low molecular weight glucomannan ester is added all at once or dropwise to a stirred state.
低分子量グルコマンナンのエステルは水不溶性であるた
め、水性媒質中に微細に分散、懸濁する。Esters of low molecular weight glucomannan are water-insoluble and are therefore finely dispersed and suspended in aqueous media.
この時粒状化と同時に有機溶媒の蒸発が始まり、ついに
は溶媒が実質的に除去された低分子量グルコマンナンの
エステルの球状粒子が得られる。At this time, evaporation of the organic solvent begins simultaneously with granulation, and finally spherical particles of low molecular weight glucomannan ester from which the solvent has been substantially removed are obtained.
液滴中の有機溶媒を蒸発除去する時の温度としては、水
性媒質の氷点以上で有機溶媒の沸点以下の温度が用いら
れるが、蒸発除去を促進させ、かつ粒子形状を良好に保
つためには有機溶媒の沸点より１〜５℃低い温度が好ま
しい。The temperature used to evaporate the organic solvent in the droplets is above the freezing point of the aqueous medium and below the boiling point of the organic solvent. The temperature is preferably 1 to 5°C lower than the boiling point of the organic solvent.
球状粒子の形成は水性媒質を攪拌することによって行わ
れるが、攪拌速度やエステル濃度等を調節することによ
り任意の粒径のものが得られる。Spherical particles are formed by stirring the aqueous medium, and particles of any desired size can be obtained by adjusting the stirring speed, ester concentration, etc.
本発明の場合には、クロマトグラフィー用の分離剤等と
して適当な粒径 １〜５００μｍの範囲のものが形成さ
れるように調節すればよい。In the case of the present invention, the particle size may be adjusted to form a particle size in the range of 1 to 500 μm, which is suitable for use as a separating agent for chromatography.
次に、低分子量グルコマンナンのエステルの球状粒子を
けん化する。この場合１球状粒子の形状を壊さずにその
形状を保ちつつ、けん化できるけん他塔を用いることが
必要である。けん他塔の例としては水酸化ナトリウムま
たは水酸化カリウム水溶液とメタノールとの混合溶液や
、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを硫酸ナトリ
ウム等の塩類水溶液に溶解させた溶液などがあげられる
。Next, the spherical particles of low molecular weight glucomannan ester are saponified. In this case, it is necessary to use a saponification tower that can saponify the spherical particles while maintaining their shape without destroying it. Examples of the liquid column include a mixed solution of a sodium hydroxide or potassium hydroxide aqueous solution and methanol, and a solution in which sodium hydroxide or potassium hydroxide is dissolved in a salt aqueous solution such as sodium sulfate.
前者の例でけん化の具体的方法の一例を述べると、低分
子量グルコマンナンのエステルの球状粒子に２０倍量に
相当するメタノール（水酸化ナトリウム水溶液含有）を
添加し、室温で２４時間攪拌することによりけん化を行
う。In the former case, a specific method for saponification is to add 20 times the amount of methanol (containing an aqueous sodium hydroxide solution) to spherical particles of low molecular weight glucomannan ester, and stir the mixture at room temperature for 24 hours. Saponification is performed by
後者の例でけん化の具体的方法の一例を述べると、低分
子量グルコマンナンのエステルの球状粒子を、アルカリ
として水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム、無機塩
として硫酸ナトリウムを水に溶解した液に投入し、室温
下２４時間攪拌を続けることにより行われる。To describe a specific saponification method using the latter example, spherical particles of a low molecular weight glucomannan ester are added to a solution in which sodium hydroxide or potassium hydroxide is dissolved as an alkali and sodium sulfate as an inorganic salt is dissolved in water. , by continuing stirring at room temperature for 24 hours.
上記水溶液に対してアルカリ濃度は０．４〜２０重量％
であり、アルカリの量は低分子量グルコマンナンのエス
テルに対して１０重量％以上とするのが好ましい。硫酸
ナトリウムは上記水溶液に対して２０〜３０重量％とす
るのが好ましい。The alkali concentration is 0.4 to 20% by weight in the above aqueous solution.
The amount of alkali is preferably 10% by weight or more based on the ester of low molecular weight glucomannan. The amount of sodium sulfate is preferably 20 to 30% by weight based on the aqueous solution.
次にけん化された低分子量グルコマンナンの球状粒子を
架橋する。架橋剤としては、例えばエビクロロヒドリン
、ジェポキシブタン、トリレンジイソシアナート、ヘキ
サメチレンジイソシアナートなどの２官能性化合物をあ
げることができる。The saponified low molecular weight glucomannan spherical particles are then crosslinked. Examples of the crosslinking agent include bifunctional compounds such as shrimp chlorohydrin, jepoxybutane, tolylene diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate.
これらの架橋剤は有機性媒体液中に溶解させて架橋剤溶
液として使用される。These crosslinking agents are dissolved in an organic medium and used as a crosslinking agent solution.
架橋剤の有機性媒体波としては、例えば灯油または流動
パラフィンまたはその混合物（例えば容量比７：３）に
界面活性剤（非イオン界面活性剤、例えばソルビタン脂
肪酸エステル）を１〜２重量％混合したもの、あるいは
アセトンとジメチルスルホキシドとの混合液（例えば容
量比２：３）、アセトンとジメチルホルムアミドとの混
合液（例えば容量比２：３）などが用いられる。架橋剤
の濃度は上記架橋剤の有機性媒体液に対して０．０５〜
８ ｍａｉｌＩＱの範囲である。The organic medium of the crosslinking agent is, for example, kerosene or liquid paraffin or a mixture thereof (e.g., volume ratio 7:3) mixed with 1 to 2% by weight of a surfactant (nonionic surfactant, e.g. sorbitan fatty acid ester). A mixture of acetone and dimethyl sulfoxide (for example, 2:3 by volume), a mixture of acetone and dimethylformamide (for example, 2:3 by volume), or the like can be used. The concentration of the crosslinking agent is 0.05 to 0.05 to the organic medium liquid of the above crosslinking agent.
8 mailIQ range.
架橋剤溶液１００容量部に対して、けん化された低分子
量グルコマンナンの球状粒子を１〜５０重量部加え、室
温〜９０℃で１〜７２時間攪拌を続けることにより低を
予電グルコマンナンの球状粒子は架橋される。架橋の程
度は架橋剤の濃度により調節することができる。架橋反
応粒子を濾別し、アセトンで洗浄し、次に水洗すること
によって架橋された架橋グルコマンナン球状粒子が得ら
れる。1 to 50 parts by weight of saponified low molecular weight glucomannan spherical particles are added to 100 parts by volume of the crosslinking agent solution, and stirring is continued for 1 to 72 hours at room temperature to 90°C to reduce the pre-charged glucomannan spherical shape. The particles are crosslinked. The degree of crosslinking can be adjusted by adjusting the concentration of the crosslinking agent. Crosslinked glucomannan spherical particles are obtained by filtering the crosslinked particles, washing with acetone, and then washing with water.
こうして得られる架橋グルコマンナン球状粒子は、その
ままでも、例えばゲルクロマトグラフィー用充填剤とし
て使用することができるが、さらに、イオン交換基を導
入してイオン交換体とすることができる。導入すること
ができるイオン交換基としては、例えばジエチルアミノ
エチル（ＤＥＡＥ）基、カルボキシメチル基、スルホメ
チル基、第１〜４級アミノエチル基、スルホプロピル基
、リン酸基など、公知のイオン交換基をあげることがで
きる。The crosslinked glucomannan spherical particles thus obtained can be used as is, for example, as a packing material for gel chromatography, but they can also be made into an ion exchanger by introducing an ion exchange group. Examples of ion exchange groups that can be introduced include known ion exchange groups such as diethylaminoethyl (DEAE) group, carboxymethyl group, sulfomethyl group, primary to quaternary aminoethyl group, sulfopropyl group, and phosphoric acid group. I can give it to you.
イオン交換基の導入は常法により行うことができる。す
なわち、架橋グルコマンナン球状粒子をアルカリ液に予
め浸漬させた後、ハロゲン末端基を有し、導入したいイ
オン交換基となり得る試薬を反応させる方法などが例示
できる。この場合の具体的な試薬としては、例えば２−
クロロトリエチルアミン塩酸塩、クロロ酢酸、クロロメ
タンスルホン酸塩、塩化ホスホリル等が、アルカリ液と
しては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等があげられ
る。The ion exchange group can be introduced by a conventional method. Specifically, an example is a method in which cross-linked glucomannan spherical particles are immersed in an alkaline solution in advance, and then reacted with a reagent that has a halogen end group and can serve as the ion exchange group to be introduced. In this case, specific reagents include, for example, 2-
Examples of the alkaline solution include chlorotriethylamine hydrochloride, chloroacetic acid, chloromethanesulfonate, phosphoryl chloride, and the like, and examples of the alkaline solution include sodium hydroxide and potassium hydroxide.
上記の方法により得られる架橋グルコマンナン球状粒子
は、平均細孔径が０．５〜１０−と大きいので１ミクロ
ンオーダーの巨大な物質が浸透することができる。また
耐圧強度も高く、例えば平均３０−の粒子を充填した内
径５脂ｍ、長さ３００ｍ＋ａのカラムでＬＶ ＝ ３
ｍ／ｈｒの通液が可能である。さらに排除限界分子量が
１×ｌＯｓ以上で、細孔に起因する表面積が１〜５ｍ／
ｇ程度である。The cross-linked glucomannan spherical particles obtained by the above method have a large average pore diameter of 0.5 to 10-1, so that a huge substance on the order of 1 micron can penetrate therethrough. It also has high pressure resistance; for example, a column with an inner diameter of 5 m and a length of 300 m + a filled with particles with an average particle diameter of 30 m has an LV = 3.
It is possible to pass liquid at m/hr. Furthermore, the exclusion limit molecular weight is 1×lOs or more, and the surface area due to pores is 1 to 5 m/
It is about g.
通常、ゲル球状粒子の細孔径が大きくなると。Usually, when the pore size of the gel spherical particles increases.
耐圧強度が低下し、このため通液可能な流速が低下する
。従来のグルコマンナン系ゲル球状粒子では、平均細孔
径を０．５ｇ＋＋以上にすると、耐圧強度が十分ではな
いため実用的な流速で通液できなくなる。しかし、本発
明の架橋グルコマンナン球状粒子は平均細孔径が非常に
大きいにもかかわらず、実用的な流速で通液できる。例
えば、同程度の粒径および膨潤度のもので比較すると、
平均細孔径的２−の本発明の架橋グルコマンナン球状粒
子は、低分子量化していないグルコマンナンから製造し
た平均細孔径的０．３−の架橋グルコマンナン球状粒子
（ポリエチレングリコールで測定した排除限界分子量約
１０００万）と同等の高流速で通液できる。The pressure resistance strength decreases, and therefore the flow rate at which liquid can be passed decreases. In conventional glucomannan-based gel spherical particles, when the average pore diameter is 0.5 g++ or more, the pressure resistance is insufficient, and liquid cannot flow through the particles at a practical flow rate. However, although the crosslinked glucomannan spherical particles of the present invention have a very large average pore diameter, they can be passed through at a practical flow rate. For example, when comparing particles with similar particle size and degree of swelling,
The cross-linked glucomannan spherical particles of the present invention with an average pore diameter of 2- are produced from glucomannan that has not been reduced in molecular weight and have an average pore diameter of 0.3- (exclusion limit molecular weight measured with polyethylene glycol). It is possible to pass liquid at a high flow rate equivalent to approximately 10,000,000 ml.
このように本発明の架橋グルコマンナン球状粒子が大き
な平均細孔径を有しているにもかかわらず、高速で通液
できる理由は明らかではないが。Although the crosslinked glucomannan spherical particles of the present invention have such a large average pore diameter, it is not clear why liquid can be passed through them at high speed.
細孔が貫通状になっているためと推定される。This is presumed to be because the pores are penetrating.
なお、架橋グルコマンナン球状粒子が低分子量のグルコ
マンナンからなるものであることを確認するには、次の
方法により容易に行うことができる。まず架橋グルコマ
ンナン球状粒子を水に加え、ソモジー・ネルソン法によ
り還元糖として定量する。次に架橋グルコマンナン球状
粒子中の架橋部分は無視し、すべて糖からなるものとみ
なし、定量に用いた架橋グルコマンナン球状粒子の重量
をソモジー・ネルソン法で定量した還元糖の重量で除し
て平均重合度を求め、この値に単糖の分子量１６２を乗
じてグルコマンナンの平均分子量を算出すればよい、な
おソモジー・ネルソン法とは、糖の還元力でＣｕ”＋を
Ｃｕ＋に還元し、 Ｃｕ＋によりモリブデン酸を還元さ
せ、生じたモリブデンブルーを比色定量する方法であり
、糖の還元力の源である還元末端部分のアルデヒド基を
定量するものである。Note that it can be easily confirmed that the crosslinked glucomannan spherical particles are made of low molecular weight glucomannan by the following method. First, cross-linked glucomannan spherical particles are added to water and quantified as reducing sugar by the Somogyi-Nelson method. Next, ignoring the crosslinked part in the crosslinked glucomannan spherical particles and assuming that they are all made of sugar, the weight of the crosslinked glucomannan spherical particles used for the determination was divided by the weight of the reducing sugar determined by the Somogyi-Nelson method. The average molecular weight of glucomannan can be calculated by determining the average degree of polymerization and multiplying this value by the molecular weight of the monosaccharide, 162.The Somogyi-Nelson method involves reducing Cu''+ to Cu+ using the reducing power of sugar. This is a method in which molybdic acid is reduced with Cu+ and the resulting molybdenum blue is measured colorimetrically, and the aldehyde group at the reducing end, which is the source of the reducing power of sugar, is quantified.
本発明の架橋グルコマンナン球状粒子またはそれを用い
たイオン交換体は、ゲルクロマトグラフィー用分離剤、
固定化酵素用の担体、イオン交換クロマトグラフィー用
分離剤などとして利用することができる。The crosslinked glucomannan spherical particles of the present invention or an ion exchanger using the same can be used as a separation agent for gel chromatography,
It can be used as a carrier for immobilized enzymes, a separation agent for ion exchange chromatography, etc.
本発明の架橋グルコマンナン球状粒子をゲルクロマトグ
ラフィー用分離剤として用いた際に分離できる対象とし
ては、ミクロンオーダーの物質があげられ、特にバクテ
リア、細胞１診断用ラテックス粒子、ＤＮＡ等のミクロ
ンオーダーの物質の分離に好適に利用される。When the cross-linked glucomannan spherical particles of the present invention are used as a separation agent for gel chromatography, substances on the micron order can be separated, and in particular bacteria, latex particles for cell 1 diagnosis, DNA, etc. on the micron order can be separated. Suitable for separating substances.
また本発明のイオン交換体は、低分子量物質から、タン
パク質、多糖類、核酸および膜部分等の高分子物質まで
の分離に好適に利用される。Further, the ion exchanger of the present invention is suitably used for separating low molecular weight substances to high molecular weight substances such as proteins, polysaccharides, nucleic acids, and membrane parts.
以上の通り、本発明によれば、ミクロンオーダーの巨大
な物質が浸透できる大きな細孔を有し、しかも実用上十
分な耐圧強度を有する架橋グルコマンナン球状粒子およ
びイオン交換体が得られる。As described above, according to the present invention, crosslinked glucomannan spherical particles and an ion exchanger can be obtained which have large pores through which a gigantic substance on the order of microns can penetrate, and which have pressure resistance strength sufficient for practical use.
次に本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
実施例１
ａ）グルコマンナンの低分子量化
分子ｆｉ １３６万の天然グルコマンナンを１０ｇ／ｉ
ｌの水溶液とし、これにグルコマンナナーゼを４０Ｕと
なるように添加し、ｐＨ７，３０℃で４時間反応させた
。Example 1 a) Low molecular weight molecule fi of glucomannan 1.36 million natural glucomannan at 10 g/i
1 of an aqueous solution, glucomannanase was added thereto at a concentration of 40 U, and the mixture was reacted at pH 7 and 30° C. for 4 hours.
次にこの水溶液を２Ｑのエタノール中に注ぎ、低分子量
化した低分子量グルコマンナンを析出させた。こうして
得られたグルコマンナンの分子量は９万であった。Next, this aqueous solution was poured into 2Q ethanol to precipitate low molecular weight glucomannan. The molecular weight of the glucomannan thus obtained was 90,000.
ｂ）グルコマンナンのエステル化
上記低分子量グルコマンナン９ｇを３００＋ａＱのホル
ムアミドに膨潤させ、５５℃の温浴中で７時間後に９（
ｈａＱのピリジンを加え、その２時間後に９０ｍＱの無
水酢酸を添加した。５５℃を保ち、浴を攪拌し続け、無
水酢酸添加から９６時間反応を続けた。その後、十分な
量の水中へ反応浴を注ぎ入れ、析出した生成物（グルコ
マンナン酢化物）を回収した９さらに水洗した後、この
グルコマンナン酢化物をアセトンに溶解させ、水中で再
沈、回収して精製した。b) Esterification of glucomannan 9 g of the above low molecular weight glucomannan was swollen in 300+aQ formamide, and after 7 hours in a hot bath at 55° C.
haQ of pyridine was added and 2 hours later 90 mQ of acetic anhydride was added. The temperature was maintained at 55° C., the bath was continued to be stirred, and the reaction was continued for 96 hours after the addition of acetic anhydride. After that, the reaction bath was poured into a sufficient amount of water, and the precipitated product (glucomannan acetate) was recovered.9 After further washing with water, this glucomannan acetate was dissolved in acetone, re-precipitated in water, and recovered. and purified.
この精製したグルコマンナン酢化物０．３ ｇを１００
鳳Ｑのクロロホルムに溶解した。この溶液をＢ型粘度計
（東京計器（株）！＋２、ＷＲ標、ＢＬアダプター使用
）を用いて３０℃、３０ｒｐ１１で測定したところ、粘
度は１ 、６ｃＰであった。100 g of this purified glucomannan acetate
Otori Q was dissolved in chloroform. When this solution was measured using a B-type viscometer (Tokyo Keiki Co., Ltd.!+2, WR standard, BL adapter used) at 30° C. and 30 rpm, the viscosity was 1.6 cP.
Ｃ）架橋グルコマンナン球状粒子の調製乾燥させた上記
精製グルコマンナン酢化物３ｇを２３Ｉｎ＋！：！のク
ロロホルムと１０．５ｎ＋ｕのデカヒドロナフタレンと
の混合液に溶解した。この溶液を部分けん化ポリビニル
アルコール３０ｇを溶解した５７℃の温水３Ｑ中に注ぎ
入れ、６００ｒｐｍで攪拌して液滴を形成した。−晩攪
拌と保温を続け、クロロボルムが完全に蒸発した後、グ
ルコマンナン酢化物球状粒子を回収した。C) Preparation of crosslinked glucomannan spherical particles 3 g of the dried purified glucomannan acetate was added to 23In+! :! of chloroform and 10.5 n+u of decahydronaphthalene. This solution was poured into 57° C. warm water 3Q in which 30 g of partially saponified polyvinyl alcohol had been dissolved, and was stirred at 600 rpm to form droplets. - After the chloroborum was completely evaporated by continuing stirring and keeping warm overnight, glucomannan acetate spherical particles were collected.
次に２７０ｍＱのメタノール中に回収した球状粒子を分
散させ、ＩＯＮの水酸化ナトリウム水溶液３０ｗｒＱを
徐々にメタノール浴に注いだ。室温で２時間攪拌した後
、球状粒子を濾別、回収し、９０ｔＱのジメチルスルホ
キシド、 ６０＋ｍＲのアセトンおよび２０＋Ｒのエビ
クロロヒドリンからなる架橋反応浴に移し入れた。この
浴を６０℃に加温し、緩やかな攪拌を続けながら１５時
間反応させた。その後、球状粒子を濾別、回収し、続い
てアセトンで洗浄して架橋グルコマンナン球状粒子を得
た。Next, the recovered spherical particles were dispersed in 270 mQ of methanol, and 30 wrQ of an aqueous solution of ION sodium hydroxide was gradually poured into the methanol bath. After stirring for 2 hours at room temperature, the spherical particles were filtered off, collected, and transferred to a crosslinking reaction bath consisting of 90 tQ dimethyl sulfoxide, 60+mR acetone, and 20+R shrimp chlorohydrin. This bath was heated to 60° C., and the reaction was allowed to proceed for 15 hours while continuing to gently stir. Thereafter, the spherical particles were filtered and collected, and then washed with acetone to obtain crosslinked glucomannan spherical particles.
ｄ）特性評価 排除限界分子量； 上記架橋グルコマンナン球状粒子を内径５■。d) Characteristic evaluation Exclusion limit molecular weight; The above-mentioned crosslinked glucomannan spherical particles have an inner diameter of 5 cm.
長さ３００ ＩＩｍのカラムに充填し、分子量既知のポ
リエチレングリコールをサンプルとして、また超純水を
展開溶媒として用い、１．０＋＋＋Ｑ／分の流速で較正
曲線を作成した。得られた較正曲線を第１図に示す、第
１図から、排除限界分子量は外そう値で１億を優に超え
ていると推定される。A calibration curve was prepared by filling a column with a length of 300 II m and using polyethylene glycol of known molecular weight as a sample and ultrapure water as a developing solvent at a flow rate of 1.0+++Q/min. The obtained calibration curve is shown in FIG. 1. From FIG. 1, it is estimated that the exclusion limit molecular weight is well over 100 million.
細孔の分析；
架橋グルコマンナン球状粒子を十分に乾燥させた後、水
銀圧入法によって細孔分布を測定した細孔分布の結果を
第２図に示す。第２図から、平均細孔径は約４ＩＩｍで
あることがゎがる。Analysis of pores: After sufficiently drying the crosslinked glucomannan spherical particles, the pore distribution was measured by mercury porosimetry. The results of the pore distribution are shown in FIG. From FIG. 2, it can be seen that the average pore diameter is about 4 IIm.
また窒素ガス吸着法により細孔表面積を測定したところ
２．４イ／ｇであった。Further, the pore surface area was measured by a nitrogen gas adsorption method and was found to be 2.4 i/g.
還元糖の定量、平均重合度、平均分子量５架橋グルコマ
ンナン球状粒子を乾燥した後、８゜■（乾燥重量）を１
ｍｆｌの超純水に膨潤させ、この架橋グルコマンナン球
状粒子含有水を試料として。Determination of reducing sugar, average degree of polymerization, average molecular weight 5 After drying the crosslinked glucomannan spherical particles, 8゜ (dry weight) was reduced to 1
MFL was swollen in ultrapure water, and this crosslinked glucomannan spherical particle-containing water was used as a sample.
ソモジー・ネルフン法により還元糖の定量を行った。そ
の結果、架橋グルコマンナン球状粒子８０■は還元糖と
して１１４尾と定量された。Reducing sugars were determined by the Somogyi-Nerhun method. As a result, it was determined that 80 μg of the crosslinked glucomannan spherical particles amounted to 114 reducing sugars.
この値を基に、架橋グルコマンナン球状粒子中の架橋部
分は無視し、すべて糖からなるものとみなし１次式によ
り平均重合度を求めた。その結果、平均重合度は約７０
０であった。Based on this value, the crosslinked portion in the crosslinked glucomannan spherical particles was ignored, and the average degree of polymerization was determined using a linear equation, assuming that the particles were made entirely of sugar. As a result, the average degree of polymerization was approximately 70
It was 0.
また上記平均重合度に単糖の分子量１６２を乗じて平均
分子量を算出したところ、約１１万であった。Further, the average molecular weight was calculated by multiplying the above average degree of polymerization by the molecular weight of the monosaccharide, 162, and found to be approximately 110,000.
耐圧強度；
架橋グルコマンナン球状粒子を内径５＋ａｍ、長さ３０
０■のカラムに充填し１通液流速をＬＶ −１０ｍ／ｈ
ｒまで上昇させても、圧力損失の急な上昇が認められず
、この流速で十分に通液が可能であることがわかった。Compressive strength: cross-linked glucomannan spherical particles with inner diameter of 5+am and length of 30mm
Packed into a 0■ column and the flow rate for one pass was LV -10m/h.
It was found that even when the flow rate was increased to r, no sudden increase in pressure loss was observed, and that this flow rate was sufficient to allow liquid to pass through.
実施例２
ａ）グルコマンナンの低分子量化およびエステル化
分子量１３６万の精製グルコマンナンを用い、塩化亜鉛
および酢酸／無水酢酸浴中でグルコマンナンのエステル
化と低分子量化を行った。Example 2 a) Lower molecular weight and esterification of glucomannan Using purified glucomannan with a molecular weight of 1.36 million, glucomannan was esterified and lowered in molecular weight in a zinc chloride and acetic acid/acetic anhydride bath.
すなわち、精製グルコマンナン６ｇをＩＱの温水に溶解
させた後、エタノール中に再沈させ、脱水した沈殿物を
４０ｍＱの酢酸で２回置換し、０．６ｇの塩化亜鉛を含
む酢酸／無水酢酸（６０ｍＱ／ ６０＋ａＭ）中で、４
５℃で２４時間反応させた。これを水中に投入し、析呂
した生成物（低分子化したグルコマンナン酢化物）を回
収した。さらに水洗した後、このグルコマンナン酢化物
をアセトンに溶解させ、水中で再沈、回収して精製した
。That is, 6 g of purified glucomannan was dissolved in IQ warm water, reprecipitated in ethanol, the dehydrated precipitate was replaced twice with 40 mQ of acetic acid, and acetic acid/acetic anhydride containing 0.6 g of zinc chloride ( 60mQ/60+aM), 4
The reaction was carried out at 5°C for 24 hours. This was poured into water, and the precipitated product (low-molecular-weight glucomannan acetate) was recovered. After further washing with water, this glucomannan acetate was dissolved in acetone, reprecipitated in water, recovered, and purified.
この精製したグルコマンナン酢化物のクロロホルム溶液
の粘度を実施例１と同様にして測定したところ、２ 、
５ｃＰであった。The viscosity of this purified glucomannan acetate solution in chloroform was measured in the same manner as in Example 1, and it was found that 2,
It was 5cP.
ｂ）架橋グルコマンナン球状粒子の調製上記ａ）で得た
精製グルコマンナン酢化物を使用した以外は実施例１と
同様にして行い、架橋グルコマンナン球状粒子を得た。b) Preparation of crosslinked glucomannan spherical particles Crosslinked glucomannan spherical particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the purified glucomannan acetate obtained in a) above was used.
Ｃ）特性評価
排除限界分子量；
実施例１と同様にして較正曲線を作成した。得られた較
正曲線を第１図に示す。第１図力１ら、排除限界分子量
は外そう値で１億を優番こ超えてしすると推定される。C) Characteristic evaluation exclusion limit molecular weight; A calibration curve was created in the same manner as in Example 1. The obtained calibration curve is shown in FIG. As shown in Figure 1, the exclusion limit molecular weight is estimated to exceed 100 million.
細孔の分析；
実施例１と同様にして細孔分布を測定した。細孔分布の
結果を第２図に示す。第２図力１ら、平均細孔径は約２
ｐであることがわかる。Pore analysis: Pore distribution was measured in the same manner as in Example 1. The results of pore distribution are shown in Figure 2. The second figure is 1, the average pore diameter is about 2
It turns out that p.
また実施例１と同様にして測定した細孔表面積は３．１
ボ／ｇであった。In addition, the pore surface area measured in the same manner as in Example 1 was 3.1
It was bo/g.
還元糖の定量、平均重合度、平均分子量；実施例１と同
様にして測定した架橋グルコマンナン球状粒子の還元糖
としての重量番±１１０６ｐ／８０謙ｇ−乾燥粒子、平
均重合度は約７７０、平均分子量１１約１２万であった
。Quantification of reducing sugar, average degree of polymerization, average molecular weight; Weight number as reducing sugar of crosslinked glucomannan spherical particles measured in the same manner as in Example 1 ± 1106 p/80 g - dry particles, average degree of polymerization is approximately 770, The average molecular weight was 11, about 120,000.
耐圧強度；
実施例１と同様の試験を行ったところ、同等の結果が得
られた。Compressive strength: When the same test as in Example 1 was conducted, the same results were obtained.
比較例１
低分子量化していないグルコマンナンの酢化物を粒子化
原料として用い、架橋グルコマンナン球状粒子を調製し
た。すなわち、実施例２で用いた分子量１３６万の精製
グルコマンナンを低分子量化しないでエステル化の原料
として用い、実施例１と同様にしてエステル化し、架橋
グルコマンナン球状粒子の調製を行った。Comparative Example 1 Crosslinked glucomannan spherical particles were prepared using acetate of glucomannan that had not been reduced in molecular weight as a particle forming raw material. That is, the purified glucomannan having a molecular weight of 1,360,000 used in Example 2 was used as a raw material for esterification without lowering its molecular weight, and was esterified in the same manner as in Example 1 to prepare crosslinked glucomannan spherical particles.
その結果、実施例１と同様にして測定したグルコマンナ
ン酢化物のクロロホルム溶液の粘度は９ 、５ｃＰ、
架橋グルコマンナン球状粒子の排除限界分子量は１４
万、平均細孔径は約０．２．、細孔表面積は１４．５ｍ
／ｇ、還元糖としての重量は２０ＩＩｇ／８０ｍｇ−乾
燥粒子未満、平均重合度は４０００以上、平均分子量は
６５万以上であった。耐圧強度は実施例１で得られた架
橋グルコマンナン球状粒子と同等であった。較正曲線を
第１図に、細孔分布の結果を第２図に示す。As a result, the viscosity of a chloroform solution of glucomannan acetate measured in the same manner as in Example 1 was 9.5 cP.
The exclusion limit molecular weight of cross-linked glucomannan spherical particles is 14
10,000, the average pore diameter is approximately 0.2. , the pore surface area is 14.5 m
/g, the weight as reducing sugar was 20 II g/80 mg - less than dry particles, the average degree of polymerization was 4000 or more, and the average molecular weight was 650,000 or more. The compressive strength was equivalent to that of the crosslinked glucomannan spherical particles obtained in Example 1. The calibration curve is shown in FIG. 1, and the pore distribution results are shown in FIG.
以上の結果から、低分子量化されたグルコマンナンのエ
ステル化物であるグルコマンナン酢化物から調製された
実施例１および２の架橋グルコマンナン球状粒子は、低
分子量化されてｂｌなり）グルコマンナンのエステル化
物であるグルコマンナン酢化物から調製された比較例１
のものに比べて大きな排除限界分子量および平均細孔径
を有してしすることがわかる。From the above results, the crosslinked glucomannan spherical particles of Examples 1 and 2 prepared from glucomannan acetate, which is an esterified product of glucomannan with a low molecular weight, are esters of glucomannan with a low molecular weight (bl). Comparative Example 1 prepared from glucomannan acetate, which is a compound
It can be seen that this material has a larger exclusion limit molecular weight and average pore diameter than that of the other materials.
また、還元糖の定量、平均重合度、平均分子量の結果か
ら、実施例の架橋グルコマンナン球状粒子を構成するグ
ルコマンナンと比較例のものとｉｔ、明らかに異種のも
のであることがわかる。Further, from the results of quantitative determination of reducing sugar, average degree of polymerization, and average molecular weight, it can be seen that the glucomannan constituting the crosslinked glucomannan spherical particles of the example is clearly different from that of the comparative example.
実施例３、比較例２〜４
ａ）イオン交換体の製造
実施例２および比較例１と同様にして得られた架橋グル
コマンナン球状粒子で、平均細孔径力へ２２０Ｏｎ＠、
３００ｎｍ、１６０ｎｍまたは８０ｎｍの合計４種類を
２０〜４４．に分級し、次いで乾燥した後、各２ｇずつ
をフラスコに入れ、６■Ｑの５Ｎ水酸イヒナトｉノウム
水溶液を加え、水浴中で１時間緩速攪拌した。Example 3, Comparative Examples 2 to 4 a) Production of ion exchanger Cross-linked glucomannan spherical particles obtained in the same manner as in Example 2 and Comparative Example 1 had an average pore diameter of 220 On@,
20 to 44. After drying, 2g of each was placed in a flask, 6Q of 5N aqueous solution of Ichinium hydroxide was added, and the mixture was slowly stirred in a water bath for 1 hour.
その後反応試薬の２−（ジエチルアミノ）エチルクロリ
ド塩酸塩１２ｇを５ｍＱの超純水で溶解した溶液を注ぎ
、８０℃まで加温して１時間緩速攪拌した。次いでゲル
粒子を濾別、回収し、水洗した。さらにゲル粒子の２０
容量倍の０．２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液で遊離型とし
た後、大過剰の超純水でゲルを洗浄した。こうして得ら
れた遊離型ＤＥＡＥゲルのうち、０．５ｇを２０ｍＭの
０．ＩＮ塩酸水溶液に浸漬し、１２時間振とうした後上
澄液の残留塩酸を滴定で求め。Thereafter, a solution prepared by dissolving 12 g of 2-(diethylamino)ethyl chloride hydrochloride as a reaction reagent in 5 mQ of ultrapure water was poured into the mixture, heated to 80° C., and slowly stirred for 1 hour. The gel particles were then filtered, collected, and washed with water. In addition, 20 gel particles
After making the gel into a free form with twice the volume of 0.2N aqueous sodium hydroxide solution, the gel was washed with a large excess of ultrapure water. Of the free DEAE gel thus obtained, 0.5 g was added to 20 mM of 0.5 g of the free DEAE gel. After immersing in IN hydrochloric acid aqueous solution and shaking for 12 hours, residual hydrochloric acid in the supernatant was determined by titration.
ＤＥＡＥゲルに捕捉された塩素イオン量からイオン交換
容量を求めた。４種のゲルのイオン交換容量はすべて１
．２±０．１ｍｅｑ／ｇ−ゲル（約０．２ｍｅｑ／ｍ１
２−ゲル）の値を示した。The ion exchange capacity was determined from the amount of chloride ions captured in the DEAE gel. The ion exchange capacity of all four types of gels is 1
．． 2±0.1meq/g-gel (approximately 0.2meq/ml
2-gel).
ｂ）タンパク質の分離実験
上述の方法で得られたＤＥＡＥゲル４種を内径６■臘、
長さ５０麿■のステンレス製カラムに充填し、α−ラク
トアルブミンとウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を用いて
分離実験を行った。b) Protein separation experiment The four kinds of DEAE gels obtained by the above method were
A stainless steel column with a length of 50 mm was packed, and a separation experiment was performed using α-lactalbumin and bovine serum albumin (BSA).
試料は１８ｍＭ トリス塩酸（ｐＨ８，０） １ ＊Ｑ
にα−ラクトアルブミンとＢＳＡを１＝１の割合（各１
．５ｍｇ／醜Ω）に加えたものを用いた。まずこの試料
１０μＱを前記カラムに注入し、次いで０．５Ｍ塩化ナ
トリウムを含む１８ｍＭ トリス塩酸の含有率が１０〜
１００％に上昇するのに要する時間（グラジェント時間
）を５、】０．２０分の３段階に変え、４種のカラムに
つき３回ずつ実験した。結果を第３図に示す。なお図中
分離度は次式により求められる値である。The sample is 18mM Tris-HCl (pH 8,0) 1 *Q
and α-lactalbumin and BSA at a ratio of 1=1 (1=1 each).
．． 5 mg/ugly Ω) was used. First, 10μQ of this sample was injected into the column, and then the content of 18mM Tris-HCl containing 0.5M sodium chloride was 10~
The time required to increase to 100% (gradient time) was changed in three steps from 5 to 0.20 minutes, and experiments were conducted three times for each of the four types of columns. The results are shown in Figure 3. Note that the degree of separation in the figure is a value determined by the following equation.
分離度＝ （ＢＳＡのピークの溶出時間−α−ラクトア
ルブミンのピークの溶出時間）／（（α−ラクトアルブ
ミンのピークの帽子ＢＳＡのピークの幅）／２）第３図
から明らかなように、いずれのグラジェント時間におい
ても細孔径の大きなりＥＡＥゲルはど高い分離度を示す
。Resolution = (elution time of BSA peak - elution time of α-lactalbumin peak)/((width of BSA peak of α-lactalbumin peak)/2) As is clear from FIG. At any gradient time, EAE gels with large pore diameters exhibit a high degree of separation.
第１図は実施例１．２および比較例１の架橋グルコマン
ナン球状粒子の較正曲線を示すグラフ。
第２図は実施例１．２および比較例１の架橋グルコマン
ナン球状粒子の細孔分布を示すグラフ、第３図は実施例
３および比較例２〜４の分離度を示すグラフである。
代理人 弁理士 柳 原 成
第１図
Ｖｅ／Ｖｔ （’ム）
分離度（−）
−〜 ω トFIG. 1 is a graph showing calibration curves of crosslinked glucomannan spherical particles of Example 1.2 and Comparative Example 1. FIG. 2 is a graph showing the pore distribution of crosslinked glucomannan spherical particles of Example 1.2 and Comparative Example 1, and FIG. 3 is a graph showing the degree of separation of Example 3 and Comparative Examples 2 to 4. Agent Patent Attorney Sei Yanagihara Diagram 1 Ve/Vt ('mu) Degree of separation (-) -~ ω
Claims (4)
平均細孔径が０．５〜１０μｍの細孔を有することを特
徴とする架橋グルコマンナン球状粒子。(1) Crosslinked glucomannan spherical particles comprising a crosslinked product of low molecular weight glucomannan and having pores with an average pore diameter of 0.5 to 10 μm.
か、またはグルコマンナンをエステル化しつつ低分子量
化して得られた低分子量グルコマンナンのエステルを多
孔化剤と共に、水性媒質より沸点が低く、水性媒質に溶
解しないか、または僅かしか溶解しない溶媒中に溶解さ
せた液を原液とし、この原液を水性媒質中に懸濁させて
液滴を形成させ、次いで液滴中の溶媒を蒸発させて得ら
れた低分子量グルコマンナンのエステルの球状粒子をけ
ん化し、架橋剤と反応させて架橋を行わせ、平均細孔径
を０．５〜１０μｍとすることを特徴とする架橋グルコ
マンナン球状粒子の製造方法。(2) The ester of low molecular weight glucomannan obtained by esterifying a low molecular weight glucomannan or by esterifying glucomannan and reducing the molecular weight is used together with a porosity agent to form an aqueous medium with a boiling point lower than that of an aqueous medium. A stock solution is obtained by dissolving a solution in a solvent that does not dissolve or only slightly dissolves in the liquid, suspending this stock solution in an aqueous medium to form droplets, and then evaporating the solvent in the droplets. A method for producing crosslinked glucomannan spherical particles, which comprises saponifying spherical particles of a low molecular weight glucomannan ester and reacting with a crosslinking agent to cause crosslinking to have an average pore diameter of 0.5 to 10 μm.
ｌのクロロホルムに溶解した溶液の３０℃で測定した粘
度が０．５〜５ｃＰとなるグルコマンナンのエステルを
多孔化剤と共に、水性媒質より沸点が低く、水性媒質に
溶解しないか、または僅かしか溶解しない溶媒中に溶解
させた液を原液とし、この原液を水性媒質中に懸濁させ
て液滴を形成させ、次いで液滴中の溶媒を蒸発させて得
られた低分子量グルコマンナンのエステルの球状粒子を
けん化し、架橋剤と反応させて架橋を行わせ、平均細孔
径を０．５〜１０μｍとすることを特徴とする架橋グル
コマンナン球状粒子の製造方法。(3) 100m of 0.3g glucomannan ester
An ester of glucomannan having a viscosity of 0.5 to 5 cP as measured at 30°C in a solution dissolved in 1 ml of chloroform is used together with a porosity agent, which has a boiling point lower than that of the aqueous medium and is not soluble or only slightly soluble in the aqueous medium. A spherical ester of low molecular weight glucomannan obtained by suspending this stock solution in an aqueous medium to form droplets, and then evaporating the solvent in the droplets. A method for producing crosslinked glucomannan spherical particles, which comprises saponifying the particles and reacting them with a crosslinking agent to cause crosslinking, so that the average pore diameter is 0.5 to 10 μm.
に、さらにイオン交換基を導入したことを特徴とするイ
オン交換体。(4) An ion exchanger characterized in that an ion exchange group is further introduced into the crosslinked glucomannan spherical particles according to claim (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2308118A JPH04180936A (en) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | Spherical particle of cross-linked glucomannan, preparation thereof, and ion exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2308118A JPH04180936A (en) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | Spherical particle of cross-linked glucomannan, preparation thereof, and ion exchanger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04180936A true JPH04180936A (en) | 1992-06-29 |
Family
ID=17977094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2308118A Pending JPH04180936A (en) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | Spherical particle of cross-linked glucomannan, preparation thereof, and ion exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04180936A (en) |
-
1990
- 1990-11-14 JP JP2308118A patent/JPH04180936A/en active Pending
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