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培養液などのバイオプロセス溶液から有用なタンパク質を分離精製する手段の一つとして、アフィニティクロマトグラフィーが用いられている。これまでのアフィニティ吸着剤は、多糖類あるいはポリビニルアルコールをアフィニティリガンド(親和性配位子)の支持体とするビーズ状吸着剤である。アフィニティビーズを工業的に大規模カラムに充填して使用するとき、タンパク質の樹脂内部への拡散を速めるために、粒子径は10μm程度としているので圧力損失が非常に大きい。そこで、こうした欠点を克服するために、タンパク質が通過できる物理構造を有する精密濾過膜(孔径1-0.1μm)にアフィニティリガンドを導入し、溶液を膜に強制的に透過させてタンパク質とリガンドとの接触を容易にすることが有効である。こうした分離精製を可能にする膜をアフィニティメンベレン(Affinity Membrane)とよぶことにする。本研究では、精密濾過用の中空糸状多孔性ポリエチレン膜にアフィニティリガンドとして疎水性アミノ酸(トリプトファンとフェニルアラニン)を導入する新しい手法を提案した。アフィニティメンブレンの合成プロセスは、前駆体のグラフト重合反応、疎水性アミノ酸の導入反応という2つの反応からなる。膜にタンパク質を速く、多く捕捉するために、膜の合成、物性および性能評価を化学工学の立場からおこない、最適なバイオアフィニティメンブレンのリガンド密度および物理構造を決定した。得られた研究成果をまとめるとつぎの3点である。(1)放射線グラフト重合法を適用して、精密濾過膜にアフィニティリガンドを高密度に付与できる合成法を確立してた。(2)アフィニティ多孔性膜の処理速度が従来のアフィニティビーズのそれに比べてけた違いに大きいことを示した。(3)水酸基の二つ並んだジオール基が基材膜の表面を完全に覆い、表面へのタンパク質の非選択的吸着を抑制できることを示した。
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