JPS62296877A - Immobilization carrier for cell or microorganism composed of carbon or graphite having modified surface - Google Patents

Immobilization carrier for cell or microorganism composed of carbon or graphite having modified surface

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JPS62296877A
JPS62296877A JP61140960A JP14096086A JPS62296877A JP S62296877 A JPS62296877 A JP S62296877A JP 61140960 A JP61140960 A JP 61140960A JP 14096086 A JP14096086 A JP 14096086A JP S62296877 A JPS62296877 A JP S62296877A
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JP
Japan
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carbon
graphite
group
microorganisms
cells
Prior art date
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Application number
JP61140960A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroya Kakegawa
宏弥 掛川
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

PURPOSE:To obtain an immobilized carrier having improved affinity to cells or microorganisms and suitable for bioreactor, culture medium, etc., by introducing a specific functional group to a surface of a carrier made of carbon or graphite. CONSTITUTION:One or more kinds of functional groups containing at least one element selected from oxygen, sulfur, halogen, hydrogen and nitrogen, preferably groups selected from hydroxyl group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group and amino group are introduced to a surface of a preferably porous immobilization carrier made of carbon or graphite, e.g. carbon fiber, coke, carbon black, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、微生物の固定化に適した無機担体に関し、特
に、その表面に酸素、硫黄、ハロゲン、水素、窒素の中
から選ばれる少なくとも一種の元素を含む官能基が導入
され、表面の化学的性質が改質されたことにより、細胞
又は微生物との親和性が向上した、バイオリアクター、
培養地に適した改質された表面を有する炭素若しくは黒
鉛質から成る担体に関する。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an inorganic carrier suitable for immobilizing microorganisms, and in particular contains oxygen, sulfur, halogen, hydrogen, and nitrogen on its surface. A bioreactor that has improved compatibility with cells or microorganisms by introducing a functional group containing at least one element selected from among the above and modifying the chemical properties of the surface.
The present invention relates to a carrier made of carbon or graphite and having a modified surface suitable for culture media.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、細胞又は微生物を固定化する無機担体としては多
孔質のガラス、セラミックス、金属、活性炭等が知られ
ている。
Conventionally, porous glass, ceramics, metals, activated carbon, etc. are known as inorganic carriers for immobilizing cells or microorganisms.

(発明が解決しようとする問題点) 従来の細胞又は微生物の固定化方法の多くは、細胞や微
生物を高分子膜で覆ったり(包括法)架橋剤で化学的に
結合させる化学結合法という、細胞や微生物の本来の生
態系から大きく掛は離れた方法であり、同定化状態での
増殖が制限されたり、高分子膜が生化学反応の基質や生
成物の移動を妨げるなど、リアクターとしての問題を有
していた。これに対し、物理吸着或いは親和力による固
定化では、細胞や微生物の本来の生態系に最も近い状態
が実現できる。
(Problems to be Solved by the Invention) Many of the conventional methods for immobilizing cells or microorganisms involve chemical bonding, in which cells or microorganisms are covered with a polymer membrane (inclusion method) or chemically bonded with a crosslinking agent. This method is far removed from the original ecosystem of cells and microorganisms, and it is difficult to use as a reactor, as growth in the identified state is restricted and the polymer membrane impedes the movement of substrates and products of biochemical reactions. I had a problem. On the other hand, immobilization by physical adsorption or affinity can achieve a state closest to the original ecosystem of cells and microorganisms.

また、担体は有aJB体と無機担体に大別され、無機担
体においては、有機担体と比較して強度、耐熱性に優れ
、再生利用が可能であり、殺菌しやすいという利点を有
している。しかし、物理吸着或いは親和力による固定化
に用いられる多孔質のガラス、セラミックス、金属、活
性炭等の無機担体においては、表面の特性、例えば、親
水性、親油性等を自由に制御しえない欠点、換言すれば
種々の細胞や微生物に対する親和性を制御しえない欠点
を有していた。また、多くの担体は高価であり、賦形の
自由度も小さいものであった。
In addition, carriers are broadly classified into organic carriers and inorganic carriers, and inorganic carriers have the advantages of superior strength and heat resistance, recyclability, and ease of sterilization compared to organic carriers. . However, inorganic supports such as porous glass, ceramics, metals, and activated carbon used for immobilization by physical adsorption or affinity have the disadvantage that surface properties such as hydrophilicity and lipophilicity cannot be freely controlled; In other words, it has the disadvantage that it is not possible to control the affinity for various cells and microorganisms. Furthermore, many carriers are expensive and have limited flexibility in shaping.

従来の無[78体の内、活性炭を除いては、これらの担
体が生化学反応生成物に混入した場合、特にその生成物
が食品、医薬品である場合には、その有害性が問題であ
った。一方、活性炭については、人体に対する安全性は
、炭素質であるがゆえに著しく高いが、本来、気体や化
学種の吸着用として作られているため、超微細な細孔を
多数有し、そのため強度が著しく低いという欠点を有し
ていた。
Of the 78 conventional carriers, with the exception of activated carbon, there is a problem of toxicity when these carriers are mixed into biochemical reaction products, especially when the products are foods or medicines. Ta. On the other hand, activated carbon is extremely safe for the human body because it is carbonaceous, but since it was originally made to adsorb gases and chemical species, it has many ultra-fine pores, which makes it very strong. It had the disadvantage of being extremely low.

(問題点を解決するための手段及び作用)本来、炭素若
しくは黒鉛質は人体に対する安全性が高いばかりでなく
、生体親和性に伊れ、抗血栓性を有することが知られて
いる。
(Means and effects for solving the problem) It is known that carbon or graphite is not only highly safe for the human body, but also biocompatible and has antithrombotic properties.

本発明は、表面に導入された官能基によって、表面の化
学的性質を変化させ、各種の細胞又は微生物の固定化に
適するように表面が改質された、炭素若しくは黒鉛質か
ら成る担体の提供を目的としている。
The present invention provides a carrier made of carbon or graphite whose surface has been modified to be suitable for immobilizing various cells or microorganisms by changing the chemical properties of the surface by a functional group introduced onto the surface. It is an object.

即ち、細胞や微生物はその種類により生態系が異なり、
異なったpHを好み、異なった化学的性質を示す表面に
対して親和性を示す。そこで本発明においては、物理的
強度が高く、安価であり、賦形性に優れ、且つ無機担体
の利点を兼ね備えている炭素若しくは黒鉛材料の表面に
、各々の細胞や微生物に適した官能基が導入された担体
を提供することにより、より高い反応効率を有するリア
クターや、より高い培養効率を有する培養地の実現を目
的としている。
In other words, cells and microorganisms have different ecosystems depending on their type.
They prefer different pHs and exhibit affinities for surfaces exhibiting different chemical properties. Therefore, in the present invention, a functional group suitable for each cell or microorganism is added to the surface of carbon or graphite material, which has high physical strength, is inexpensive, has excellent shapeability, and has the advantages of an inorganic carrier. By providing the introduced carrier, the aim is to realize a reactor with higher reaction efficiency and a culture medium with higher culture efficiency.

以下、本発明を構成する官能基、炭素若しくは黒鉛質に
ついて説明する。
The functional group, carbon, or graphite constituting the present invention will be explained below.

本発明の官能基は酸素、硫黄、ハロゲン、水素、窒素の
中から選ばれるいずれか少なくとも一種の元素を含むヒ
ドロキシル基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキ
シル基、アミン基の中から選ばれる一種若しくは二種以
上であり、その導入により界面のpHを変化させたり、
細胞や微生物と水素結合や化学結合を形成させたり、カ
ルシウムイオン等の金属イオンを介して静電的に固定化
することもできる。
The functional group of the present invention is one or two selected from hydroxyl group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, and amine group containing at least one element selected from oxygen, sulfur, halogen, hydrogen, and nitrogen. It is more than a species, and its introduction changes the pH of the interface,
It is also possible to form hydrogen bonds or chemical bonds with cells or microorganisms, or to electrostatically immobilize them via metal ions such as calcium ions.

本発明の官能基の炭素若しくは黒鉛質への導入について
は、プラズマスパッタリング、乾式酸化、湿式酸化、還
元などが利用できるが、一度導入した官能基を他の官能
基に置換する場合には、通常の有機化学的手法が使用で
き、特にヒドロキシル基、カルボニル基、アルデヒド基
、カルボキシル基のような含酸素官能基の導入は容易で
ある。
Plasma sputtering, dry oxidation, wet oxidation, reduction, etc. can be used to introduce the functional group of the present invention into carbon or graphite. However, when replacing a functional group once introduced with another functional group, Organic chemical methods can be used, and it is particularly easy to introduce oxygen-containing functional groups such as hydroxyl groups, carbonyl groups, aldehyde groups, and carboxyl groups.

また、アミノ基の導入の場合にはアンモニアガスによる
プラズマスパッタリング及び含酸素官能基の有機化学的
置換が利用できるが、前者を用いることが好適である。
Furthermore, in the case of introducing an amino group, plasma sputtering using ammonia gas and organic chemical substitution of oxygen-containing functional groups can be used, but it is preferable to use the former.

次に本発明の炭素若しくは黒鉛質についてはカーボンフ
ァイバー、コークス、カーボンブラックの中から選ばれ
る一種若しくは二種以上の組み合わせ、あるいは、これ
らを骨材とした成形体であり、用途に応じた賦形がなさ
れ、且つ多孔質体であることが好ましい。また、これら
については炭素質であっても黒鉛質であっても木質的に
差はないが、賦形に機械加工を要する場合には黒鉛質が
有利である。また、成形時に賦形がなされる場合或いは
特に賦形を必要としない場合には炭素質が好適であり、
一般的に炭素質の方が固く、高い強度を有する。例えば
高炉用コークスなどは、強度に優れ、安価であり、充分
な多孔性を備えており、流動床で用いる担体として好ま
しく、カーボンファイバーのマントやクロス、或いはこ
れらを熱硬化性樹脂等を用いて賦形した後、炭素化した
ものは固定床や培養地に適している。
Next, the carbon or graphite of the present invention is one or a combination of two or more selected from carbon fiber, coke, and carbon black, or a molded product using these as an aggregate, and shaped according to the purpose. The material is preferably porous. Furthermore, although there is no difference in wood quality between carbonaceous and graphite materials, graphite materials are advantageous when machining is required for shaping. In addition, carbonaceous material is suitable when shaping is done during molding or when shaping is not particularly required.
Carbonaceous materials are generally harder and have higher strength. For example, coke for blast furnaces has excellent strength, is inexpensive, and has sufficient porosity, making it suitable as a carrier for use in fluidized beds. After shaping and carbonizing, it is suitable for fixed beds and culture media.

(発明の効果) 以上説明した如く、本発明の固定化担体は本来人体に対
し高い安全性を有する炭素若しくは黒鉛質の表面に導入
された官能基によって、表面の化学的性質を変化させ、
各種の細胞又は微性物の固定化に適するように表面が改
質された担体である。そして、種類により生態系が異な
り、異なったpHを好み、異なった化学的性質を示す表
面に対して親和性を示す細胞や微生物に適した官能基が
導入された担体を提供することができる。このためより
高い反応効率を有するリアクターや、より高い培養効率
を有する培養地を提供しうる。また、本発明の担体は物
理的強度が高く、安価であり、賦形性に優れ、且つ無機
担体の利点を兼ね備えている。これらの作用により産業
」二に大きく寄与する効果が期待できる。
(Effects of the Invention) As explained above, the immobilization carrier of the present invention changes the chemical properties of the surface by the functional group introduced into the surface of carbon or graphite, which originally has high safety for the human body.
A carrier whose surface has been modified to be suitable for immobilizing various cells or microorganisms. In addition, it is possible to provide a carrier into which functional groups suitable for cells and microorganisms that have different ecosystems depending on the type, prefer different pH values, and exhibit affinities for surfaces that exhibit different chemical properties. Therefore, a reactor with higher reaction efficiency and a culture medium with higher culture efficiency can be provided. Further, the carrier of the present invention has high physical strength, is inexpensive, has excellent shapeability, and has the advantages of an inorganic carrier. These effects can be expected to greatly contribute to industry.

手続ネ市正書 (自発) 昭和62年02月3日 昭和61年特許願第140960号 2、発明の名称 改質された表面を有する炭素若しくは黒鉛質から成る細
胞又は微生物の固定化担体 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  岐阜県大垣市神田町二丁目1番地5、補正の
内容 別紙のとおり(補正の対象に記載した事項以外は内容に
変更なし)。
Procedural City Authorization (Spontaneous) February 3, 1985 Patent Application No. 140960 of 1988 2, Title of Invention Immobilization carrier for cells or microorganisms made of carbon or graphite having a modified surface 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant address: 2-1-5, Kanda-cho, Ogaki City, Gifu Prefecture, contents of the amendment as shown in the attached sheet (no changes to the contents other than those stated in the subject of amendment).

6、添付書類の目録 l)全文訂正明細書      1通 2)図面           1通 明    却1    書 1.9!、明の名称 改質された表面を有する炭素若しくは黒鉛質から成る細
胞又は微生物の固定化担体 2、特許請求の範囲 l)少なくとも表面に、酸素、硫黄、ハロゲン。
6. List of attached documents l) Full text correction statement 1 copy 2) Drawings 1 copy Clearance 1 copy 1.9! , Ming Name Immobilization carrier for cells or microorganisms made of carbon or graphite having a modified surface 2, Claims 1) At least on the surface, oxygen, sulfur, halogen.

水素、窒素の中から選ばれるいずれか少なくとも一種の
元素を含む官能基が、導入されて存在することを特徴と
する改質された表面を有する炭素若しくは黒鉛質から成
る細胞又は微生物の固定化相体。
An immobilized phase of cells or microorganisms made of carbon or graphite and having a modified surface characterized by the presence of introduced functional groups containing at least one element selected from hydrogen and nitrogen. body.

2)前記官能基は、ヒドロキシル基、カルボニル基、ア
ルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基の中から選ばれ
る一種若しくは二種以上であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の固定化担体。
2) The immobilization carrier according to claim 1, wherein the functional group is one or more selected from hydroxyl group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, and amino group. .

3 ) 1i7i記炭素若しくは黒鉛質は、カーボンフ
ァイバー、コークス、カーボンブラックの中から選ばれ
る一種若しくは二種以上の組み合わせ、あるいは、これ
らを骨材とした成形体であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の固定化担体。
3) A patent claim characterized in that the carbon or graphite described in 1i7i is one or a combination of two or more selected from carbon fiber, coke, and carbon black, or a molded article using these as aggregates. The immobilization carrier according to scope 1.

4)前記炭素若しくは黒鉛質は、多孔質体であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の固定化担体。
4) The immobilization carrier according to claim 1, wherein the carbon or graphite is a porous material.

3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、微生物の固定化に適した無機担体に関し、特
に、その表面に酸素、硫黄、ハロゲン、水素、窒素の中
から選ばれる少なくとも一種の元素を含む官能基が導入
され、表面の化学的性質が改質されたことにより、細胞
又は微生物との親和性が向上した、バイオリアクター、
培養地に適した改質された表面を有する炭素若しくは黒
鉛質から成る担体に関する。
3. Detailed description of the invention (industrial application field) The present invention relates to an inorganic carrier suitable for immobilizing microorganisms, and in particular, the present invention relates to an inorganic carrier suitable for immobilizing microorganisms, and in particular, at least one type selected from oxygen, sulfur, halogen, hydrogen, and nitrogen is added to the surface of the inorganic carrier. A bioreactor that has improved affinity with cells or microorganisms due to the introduction of functional groups containing elements and modification of the surface chemical properties.
The present invention relates to a carrier made of carbon or graphite and having a modified surface suitable for culture media.

(従来の技術) 従来、細胞又は微生物を固定化する無機担体としては多
孔質のガラス、セラミックス、金属、活性炭等が知られ
ている。
(Prior Art) Porous glass, ceramics, metals, activated carbon, and the like have been known as inorganic carriers for immobilizing cells or microorganisms.

(9,明か解決しようとする問題点) 従来の細胞又は微生物の固定化方法の多くは、細胞や微
生物を高分子膜で茨ったり(包括法)架橋剤で化学的に
結合させる化学結合法という、細胞や微生物の本来を生
態系から大きく掛は離れた方法であり、固?化状態での
増殖が制限されたり、高分子膜が生化学反応のノ^賀や
生成物の移動を妨げるなど、リアクターとしての問題を
有していた。
(9. Problems clearly sought to be solved) Many of the conventional methods of immobilizing cells or microorganisms involve chemical bonding, in which cells or microorganisms are spread over a polymer membrane (inclusion method) or chemically bonded using a crosslinking agent. This is a method that greatly separates the nature of cells and microorganisms from the ecosystem, and it is a method that is completely different from the nature of cells and microorganisms. However, it has problems as a reactor, such as growth being restricted under chemical conditions, and the polymer membrane interfering with the flow of biochemical reactions and the movement of products.

これに対し、物理吸着或いは親和力による固定化ては、
細胞や微生物の本来の生1ム系に最も近い状態か実現て
きる。
In contrast, immobilization by physical adsorption or affinity
The state closest to the original biological system of cells and microorganisms can be achieved.

また、担体は右機旧体と無機担体に大別され、無機担体
においては、有a担体と比較して強度、耐熱性に優れ、
再生利用が可能であり、殺菌しやすいという利点を有し
ている。
In addition, carriers are broadly classified into dexterous carriers and inorganic carriers, and inorganic carriers have superior strength and heat resistance compared to aluminum carriers.
It has the advantage of being recyclable and easy to sterilize.

しかし、物理吸着或いは親和力により固定化に用いられ
る多孔質のガラス、セラミックス、金属、活性炭等の無
機担体においては、表面の特性、例えば、親木性、親油
性等を自由に制御しえない欠点、換言すれば種々の細胞
や微生物に対する親和性を制御しえない欠点を有してい
た。
However, inorganic supports such as porous glass, ceramics, metals, and activated carbon used for immobilization by physical adsorption or affinity have the disadvantage that surface properties such as wood-philicity and lipophilicity cannot be freely controlled. In other words, it had the disadvantage that it was not possible to control the affinity for various cells and microorganisms.

また、多くの担体は高価であり、賦形の自由度も小さい
ものであった。
Furthermore, many carriers are expensive and have limited flexibility in shaping.

従来の無機担体の内、活性炭を除いては、これらの担体
か生化学反応生成物に混入した場合、特にその生成物が
食品、医薬品である場合には、その有害性か問題てあっ
た。
Among conventional inorganic carriers, with the exception of activated carbon, there have been concerns about the harmfulness of these carriers when they are mixed into biochemical reaction products, especially when the products are foods or medicines.

一方、活性炭については、人体に対する安全性は、炭素
質であるがゆえに著しく高いか、本来、気体や化学種の
吸着用として作られているため、超微細な細孔を多数有
し、そのため強度か著しく低いという欠点を有していた
On the other hand, activated carbon is either extremely safe for the human body because it is carbonaceous, or because it is originally made to adsorb gases and chemical species, it has many ultra-fine pores, which makes it very strong. It had the disadvantage of being extremely low.

(問題点を解決するための手段及び作用)本来、炭素若
しくは黒鉛質は人体に対する安全性か高いばかりでなく
、生体親和性に優れ、抗血栓性を有することか知られて
いる。
(Means and effects for solving the problem) It is known that carbon or graphite is not only highly safe for the human body, but also has excellent biocompatibility and antithrombotic properties.

本発明は、表面に導入された官能基によって、表面の化
学的性質を変化させ、各種の細胞又は微生物の固定化に
適するように表面が改質された、炭素若しくは黒鉛質か
ら成る担体の提供を目的としている。
The present invention provides a carrier made of carbon or graphite whose surface has been modified to be suitable for immobilizing various cells or microorganisms by changing the chemical properties of the surface by a functional group introduced onto the surface. It is an object.

即ち、細胞や微生物はその種類により生態系か異なり、
異なったPHを好み、異なった化学的性質を示す表面に
対して親和性を示す。
In other words, cells and microorganisms have different ecosystems depending on their type.
They prefer different PHs and exhibit affinities for surfaces exhibiting different chemical properties.

そこで本発明においては、物理的強度が高く、安価であ
り、賦形性に優れ、且つ無機担体の利点を兼ね罰えてい
る炭素若しくは黒鉛材料の表面に、各々の細胞や微生物
に適した官能基が導入された担体を提供することにより
、より高い反応効率を有するリアクターや、より高い培
養効率を有する培養地の実現を目的としている。
Therefore, in the present invention, a functional group suitable for each cell or microorganism is added to the surface of a carbon or graphite material that has high physical strength, is inexpensive, has excellent formability, and has the advantages of an inorganic carrier. By providing a carrier into which is introduced, the aim is to realize a reactor with higher reaction efficiency and a culture medium with higher culture efficiency.

以下、本発明なa成する官能基、炭素若しくは黒鉛質に
ついて説明する。
The functional group, carbon or graphite that constitutes the present invention will be explained below.

本発明の官能基は酸素、硫<4、ハロゲン、水素、窒素
の中から選ばれるいずれか少なくとも一種の元素を含む
ヒドロキシル基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボ
キシル基、アミノ基の中から選ばれる一種若しくは二種
以上であり、その導入により界面のpHを変化させたり
、細胞や微生物と水素結合や化学結合を形成させたり、
カルシウムイオン等の金属イオンを介して静電的に固定
化することもできる。
The functional group of the present invention is one selected from a hydroxyl group, a carbonyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, and an amino group containing at least one element selected from oxygen, sulfur <4, halogen, hydrogen, and nitrogen. or two or more types, and their introduction changes the pH of the interface, forms hydrogen bonds and chemical bonds with cells and microorganisms,
Immobilization can also be done electrostatically via metal ions such as calcium ions.

本発明の官能基の炭素若しくは黒鉛質への導入について
は、プラズマスパッタリング、乾式酸化、5iI式酸化
、還元などが利用てきるか、一度導入した官能基を他の
官能基に′j!I検する場合には、通常の#機化学的手
法か使用てき、特にヒドロキシル基、カルボニル基、ア
ルデヒド基、カルボキシル基のような含酸素官能基の導
入は容易である。
In order to introduce the functional group of the present invention into carbon or graphite, plasma sputtering, dry oxidation, 5iI oxidation, reduction, etc. can be used, or the functional group once introduced can be transformed into another functional group. In the case of I-detection, conventional mechanochemical techniques can be used, and it is particularly easy to introduce oxygen-containing functional groups such as hydroxyl groups, carbonyl groups, aldehyde groups, and carboxyl groups.

また、アミノ基の導入の場合にはアンモニアガスによる
プラズマスパッタリング及び含酸素官能ノルの有機化学
的置換が利用できるか、前者を用いることかなf過であ
る。
In addition, in the case of introducing an amino group, plasma sputtering using ammonia gas and organic chemical substitution of oxygen-containing functional groups can be used, or it is better to use the former.

次に本発明の炭素若しくは黒鉛質についてはカーボンフ
ァイバー、コークス、カーボンブラックの中から選ばれ
る〜・種若しくは二種以上の組み合わせ、あるいは、こ
れらを骨材とした成形体であり、J11途に応した賦形
かなされ、且つ多孔質体であることか好ましい。
Next, the carbon or graphite of the present invention is a species selected from carbon fiber, coke, carbon black, or a combination of two or more species, or a molded product using these as an aggregate, and is suitable for J11 applications. It is preferable that the material be shaped into a porous material.

また、これらについては炭素質であっても黒鉛質てあっ
ても本質的に差はないが、賦形に機械加工を要する場合
には黒鉛質か有利である。
Although there is essentially no difference whether the material is carbonaceous or graphite, graphite is advantageous if machining is required for shaping.

また、成形時に賦形かなされる場合或いは特に賦形を必
要としない場合には炭素質か好適であり、一般的に炭素
質の方が固く、高い強1■を有する。
In addition, carbonaceous materials are suitable when shaping is performed during molding or when shaping is not particularly required, and carbonaceous materials are generally harder and have higher strength 1.

例えば高炉用コークスなどは、強度に優れ、安価てあり
、充分な多孔性を備えており、流動床で用いる担体とし
て好ましく、カーボンファイバーのマットやクロス、或
いはこれらを8硬化性樹脂等を用いて賦形した後、炭素
化したものは固定度や培養地に適している。
For example, coke for blast furnaces has excellent strength, is inexpensive, and has sufficient porosity, making it suitable as a carrier for use in fluidized beds. After shaping, carbonization is suitable for fixation and culture.

(実施例) 次いで1本発1」の実施例に付き説明するつ実施例1゜ まず、微生物を固定するための固定化担体として、スム
ーズサーフ −y−スカーボン(5M0OTII 5U
IIFACE CARBON : f&多気孔径の範囲
 孔無し)、デンスサーフェスカーボン(DENCE 
5URFACE GAIIBON:最多気孔径の範囲 
10〜コOps )、ラフサーフェスカーボン(ROU
GII 5URFACIE (:A11BON :最多
気孔径の範囲150〜300 gm )の3種に付き、
酸素ガスプラズマ処理を施して酸素、硫黄、ハロゲン、
水素、窒素の中から選ばれるいずれか少なくとも一種の
元素を含むヒトロギシル基、カルボニル基、アルデヒド
基、カルボキシル基の中から選ばれる一種若しくは:、
種以上の官飽基を導入したものと、未処理のもの、合計
6種を用いて、培地にグルコース・ペプトン培地を用い
、試験槽内で前記固定化担体を、嫌気性メタン発酵菌と
ともに共存させ、前記固定化担体への付若量の経時変化
を測定した。
(Example) Next, we will explain about the example of ``1 bottle 1.'' Example 1 First, as an immobilization carrier for immobilizing microorganisms, Smooth Surf-y-Scarbon (5M0OTII 5U
IIFACE CARBON: f & multi-pore diameter range (no pores), dense surface carbon (DENCE
5URFACE GAIIBON: Maximum pore diameter range
10~CoOps), rough surface carbon (ROU
For the three types of GII 5URFACIE (:A11BON: maximum pore diameter range 150-300 gm),
Oxygen gas plasma treatment removes oxygen, sulfur, halogen,
One or more selected from hytrogycyl, carbonyl, aldehyde, and carboxyl groups containing at least one element selected from hydrogen and nitrogen;
A total of 6 types were used, including those with more than one type of functional group introduced and those that were untreated, and a glucose/peptone medium was used as the culture medium, and the immobilized carrier coexisted with anaerobic methane fermenting bacteria in a test tank. The changes over time in the amount of adhesion to the immobilization carrier were measured.

尚、酸素ガスプラズマ処理を施した前記3!!の固定化
担体を用いた実験では1MLSS濃度を。
In addition, the above-mentioned 3! which was subjected to oxygen gas plasma treatment! ! In experiments using immobilized carriers, the concentration was 1 MLSS.

1500璽g/I、pHを7,7に設定して行った。The test was carried out at a temperature of 1500 g/I and a pH of 7.7.

また、未処理の前記3種の固定化押体を用いた実験テハ
、MLSSalfを、1000mg/l、 p Hを7
,9に設定して行った。結果を第1図に示す。
In addition, in an experiment using the three types of untreated immobilized bodies, MLSSalf was used at 1000 mg/l and pH was 7.
, 9. The results are shown in Figure 1.

(発明の効果) 以り説明した如く、本発明の固定化担体は1本来人体に
対し高い安全性を有する炭素若しくは黒鉛質の表面に導
入された官能基によって、表面の化学的性質を変化させ
、各種の細胞又は微生物の固定化に適するように表面が
改質された押体である。
(Effects of the Invention) As explained above, the immobilization carrier of the present invention changes the chemical properties of the surface by introducing a functional group into the surface of carbon or graphite, which is inherently highly safe for the human body. , a pressed body whose surface has been modified to be suitable for immobilizing various cells or microorganisms.

そして、種類により生態系か異なり、異なったpHを好
み、異なった化学的性質を示す表面に対して親和性を示
す細胞や微生物に適した官衡基が導入された担体を提供
することができる。
In addition, it is possible to provide a carrier into which a functional group suitable for cells and microorganisms that have different ecosystems depending on the type, prefer different pH values, and exhibit affinities for surfaces with different chemical properties.

このためより高い反応効率を有するリアクターや、より
高い培五効率を有する培養地を提供しつる。
Therefore, a reactor with higher reaction efficiency and a culture medium with higher culture efficiency can be provided.

また、*、発明の担体は物理的強度が高く、安価であり
、賦形性に優れ、且つ無機担体の利点を兼ね備えている
*The carrier of the invention has high physical strength, is inexpensive, has excellent shapeability, and has the advantages of an inorganic carrier.

これらの作用により産業トに大きく寄与する効果が期待
できる。
These effects can be expected to greatly contribute to industrial development.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1IΔは実施例1についての固定化相体への微生物(
嫌気性メタン発酵菌)の付着有機炭素計の経時変化を示
すグラフである。 第1 ζ− Δ−−−スムーズ サーフェス カーボンl−−デンス
 サーフェス カーボン 0−−ラフ サーフェス カーボン へ一一一スムーズ サーフェス カーボンローデンス 
サーフェス カーボン ローデンス サーフェス カーボン Δ、口、O印は、酸素ガスプラズマスパッタリングを施
し、表面に官能基を導入した固定イー巨体を、Δ、CI
、0印は、未処理の固定化担体を示す。
The first IΔ is the microorganism (
It is a graph showing changes over time in the attached organic carbon meter of anaerobic methane fermentation bacteria. 1st ζ− Δ−−−Smooth surface Carbon l−−Dens surface Carbon 0−−Rough surface One to one smooth surface to carbon Carbon loadance
Surface Carbon Rhodes Surface Carbon Δ, mouth, and O mark are fixed E giant bodies that have been subjected to oxygen gas plasma sputtering and functional groups have been introduced to the surface. Δ, CI
, 0 mark indicates untreated immobilization carrier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)少なくとも表面に、酸素、硫黄、ハロゲン、水素、
窒素の中から選ばれるいずれか少なくとも一種の元素を
含む官能基が、導入されて存在することを特徴とする改
質された表面を有する炭素若しくは黒鉛質から成る細胞
又は微生物の固定化担体。 2)前記官能基は、ヒドロキシル基、カルボニル基、ア
ルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基の中から選ばれ
る一種若しくは二種以上であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の固定化担体。 3)前記炭素若しくは黒鉛質は、カーボンファイバー、
コークス、カーボンブラックの中から選ばれる一種若し
くは二種以上の組み合わせ、あるいは、これらを骨材と
した成形体であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の固定化担体。 4)前記炭素若しくは黒鉛質は、多孔質体であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の固定化担体。
[Claims] 1) Oxygen, sulfur, halogen, hydrogen,
An immobilization carrier for cells or microorganisms made of carbon or graphite and having a modified surface characterized by the presence of introduced functional groups containing at least one element selected from nitrogen. 2) The immobilization carrier according to claim 1, wherein the functional group is one or more selected from hydroxyl group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, and amino group. . 3) The carbon or graphite is carbon fiber,
Claim 1, characterized in that it is one or a combination of two or more selected from coke and carbon black, or a molded article using these as aggregates.
Immobilization carrier as described in section. 4) The immobilization carrier according to claim 1, wherein the carbon or graphite is a porous material.
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