キトサンイオン交換樹脂によるタンパク質のクロマト分離

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550715
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 吉田 弘之 大阪府立大学, 工学部, 講師 (50081360)
• Keywords: キトサン / キチン / イオン交換樹脂 / タンパク質 / 吸着 / 分離 / クロマトグラフィ- / 大量分取

Research Abstract

キトサンイオン交換樹脂は、カニやエビの甲羅から抽出したキチンを脱アセチル化処理して得られるキトサンに陰イオン交換基を導入した全く新しい超多孔性イオン交換樹脂である。本研究では、このキトサン樹脂のタンパク質吸着分離剤としての適用の可能性について検討を加え、以下の知見を得た。1.牛血清アルブミン(BSA)の粒子内拡散機構は、BSAの液相本体濃度が1g/dm^3以下では、表面拡散とポア拡散の並列拡散機構に従うこと、また、BSAの液相濃度が1g/dm^3以上ではポア-拡散律速となり、収縮核モデルで近似出来ることが判明した。表面拡散係数およびポア-拡散係数は、BSA溶液のpHに強く依存した。2.キトサンイオン交換樹脂をカラムに充填し、BSAの破過曲線および溶離曲線を測定した。キトサン樹脂は、超多孔構造を有しているにもかかわらず、非常に硬いため、カラム内で圧密が起こらず、塔長および流速に無関係に液はスム-スに流れた。一方市販のデキストラン系樹脂の場合、樹脂が柔らかいため、塔長が1cm以上では圧密のため、中圧ポンプでは液は流れなかった。破過曲線の実測値は、筆者らの直角平衡に対する破過曲線の解析解と良い一致を示した。得られた粒子内有効拡散係数は、シャロ-ベッド法および攪拌槽実験から求めた結果とほぼ一致した。デキストラン系樹脂の場合、塔長約0.6cmにおける破過曲線から求めた粒内有効拡散係数は圧密のため、シャロ-ベッド法で求めた値の約1/10と小さくなった。以上の結果から、市販のタンパク質分離用吸着剤よりかなり安価に製造出来るキトサン樹脂は、タンパク質の吸着分離剤として適用可能であることが明らかとなった。
以上の内容は、化学工学会徳島大会(講演要旨集,P.129,1989)および化学工学会第55年会(講演要旨集,Q118,1990)で発表した。

Research Products

• [Publications] Hiroyuki Yoshida: "Adsorption of BSA on Cross-linked Chitosan:The equilibriumisotherm" The Chemical Engineering Journal. 41. B11-B15 (1989)
• [Publications] Hiroyuki Yoshida: "Adsorption of BSA on Strong Base Cross-linked Chitosan:The equiliblium isotherm" The Chemical Engineering Journal.
• [Publications] Hiroyuki Yoshida: "Intraparticle Mass Transfer in Chitosan Ion Exchanger" AIChE Journal.
• [Publications] Hiroyuki Yoshida: "Effect of pH on Surface Diffusivity and Pore Diffusivity in Chitosan Ion Exchanger" IEC Research.
• [Publications] Hiroyuki Yoshida: "Breakthrough Curve of BSA in Chitosan Ion Exchanger" The Chemical Engineering Journal.