Způsob výroby mikroporézních tělísek okludujících jedno nebo více aktivních činidel

Číslo patentu: 268652

Dátum: 11.04.1990

Autori: Pansolli Paolo, Gulinelli Silvio, Morisi Franco, Ciceri Luigi

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká způsobuvýroby mikroporězních tělísek, které kludují jedno nebo ví í ce nktivních ermon, která projevují biologiokou účinnost.Pokud se tyče dossvedního stavu techniky je z italskeho patentu č. 836 482 známo,že je možné imobilizovat enzymy a příprevky, obsahující tyto enzymy, ve vnitřním prostoru vláknité polymerní struktury. Podstatou postupu podle tohoto patentu je to, že se predbězně připreví emulze vodného roztoku enzymu a roztoku polymeru, který je rozpuštěn v rozpouätědle, ktoré je mísitelné s vodou, přičemž uvedená emulze se potom v následující rázi vytląčuje prostřednictvím zvlákňovaeí trysky v koagulační lázni za účelem příprsvy vlákna, ktere pohlcuje ve svém vnitřním prostoru enzymetický roztok, který je původně přítomen v emulzi.Podle tohoto výše uvedeného postupu se připraví biologická katalyzátory, které msjí vysokou účinnost, ovšem jejich praktické využití je často limitováno jejich tvarem,ve kterém jsou připraveny pomoci shore uvedeného postupu, a relativními potížcmi při je jich přípravě.Cílem uvedeného vynálezu je proto navrhnout takový postup přípravy mikroporézních tělísek s okludovanými aktivními částicemi, který by odetrsňoval nevýhody postupu podle dosevadního stsvu techniky.Podstata způsobu výroby mikroporézních tělísek s okludovsnými jedním nebo více ak-d tívními činidly, podle uvedeného vynálezu spočívá v tom, že se pripraví první roztok polymerní metrice rozpuštěním polymerní látky ze skupiny zshrnujíoí celulozové polymery a esterifikované a eteritikovsne celulozové polymery, v rozpouštědle ze skupiny ketonů,jako jsou eceton, methylisobutyiketon, methylethylketen A cyklohexanon, a dále se připraví vodná dieperze nebo roztok sktivního činidla ze skupiny zahrnující enzymy, enzymové buňky, sntigeny, protilátky, antisera, hormony, koenzymy, sekvestrsčni činidls,.barviva 1 jejich směsi. Potom se k této vodné disperzi nebo k roztoku aktivního činidla nebo k samotnému sktivnímu činidlu popřípsdě přidá přídsvná látka za skupiny zahrnující polyethylenimin, polyakryíamid e polyvinylpyrrolidon anebo se popřípadě přidá glutersldehyd. V další Iázi se smísí první polymerní roztok s ektivním činidlem jako tskovým nebo s vodnou disperzí nebo roztokem tohoto sktivního činidla obsshujícim nebo neobsahujícím uvedenou přídsvnou látku a potom se bezprostředně přivádí uvedená směs k tvarování.Uvedené tvsrování se ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu provede koagulscí směsi V mediu, které není rozpouětědlem pro uvedený polymerní materiál.Tato koagulace se ve výhodném provedení podle vynálezu provede vkspáváním směsi do uvedeného media nebo volným prouděním směsi přímo do media.Rovněž je výhodné uvedené tvsroväní provést vytlečováním směsi za suchých podmínek.VevýhodnémŠpĺővedení se toto tvärování může rovněž provést vytlačováním směsi z tlakového prostoru.Postup podle uvedeného vynálezu se podstatné odlišuje od postupu podle dosavadního stavu techniky v tom, že rozpouštědlo polymerní mstrice je mísitelné s rozpouätědlem použitým pro příprsvu roztoku aktivního činidla, přičemž výsledná směs aktivního činidls s polymerního metricového materiálu je homogenníPostup podle uvedeného vynálezu poskytuje lepší možnost přípravy mikroporézních tělísek, které jsou schopny poutst, neboli okludovat, aktivní činidla jakékoliv povahy a jakýmkoliv způsobem, přičemž zejména se jedná o činidla, která projevují biologickou účinnost. Tsto tělíska mohou být podle uvedeného vynálezu připravena v jakémkoliv tvaru,který je možno předem určit, takže jejich praktické použití v běžně prováděných postupech s reekcích, při kterých ae tato čínidla používají, není v žádném směru omezeno. Tímto způsobem se tedy pripraví biologické katalyzátory, které projevují vysokou účinnost, a jejichž využití není v žédném směru omezeno, jak co do praktického uspořádání pracovního procesu, kterćmuse podrobují, tak co do množství různých tvarů, ve kterých mohou být připraveny.Obecně Je možno uvéet, že při provádění postupu podle uvedeného vynálezu se mísí organický roztok polymerní matrioe s aktivním činidlem, které přichází v úvahu, nebo s roztokem nebo s disperzí tohoto činidla, v prostředí, která je kompatibilní s tímto činidlem a které je míeitelná se shora uvedeným organíokým rozpouětědlem používaným pro přípravu roztoku polymerní matrioe, případně v přítonnoeti zeeítovecího činidla nebo činidel, kte rými Jsou výše uvedené přídavné látky, přičemž v následující fdzi se provádítvarování této homogenní směsi. ~Konkrétne uvedena se vynález týká zpdsobu příprevy mikroporezních tělísek, která okludují Jedno nebo více aktivníoh činidel, vybraných ze skupiny činidel, která Již byla uvedena, přičemž tento postup zahrnuje tbecně následující stupně- příprava předběžného roztoku polymerní matrice v organickám rozpouštědle typu ketonu,- v případě potřeby příprava diaperze nebo roztoku uvažovaného aktivního činídla v prostředí, ktoré je kompatibilní s tímto činidlem, a ktoré je současně i mísitelné e organickým rozpouätědlem, použitým pro rozpuätäní polymerní matrioe, přičemž výhodné se v tomto případě používá voda,- případné přidání aktivního činidla ve formě v jaké se vyskytuje nebo ve Iorměroztoku nebo,dísperze, jak Již bylo uvedene shore, k přídavné látce, jejíž povaha a funkce budou lépe vyevětleny v dalším textu,- smísení roztoku polymerní mstrioe 9 aktivním činidlem Jako takovým nebo s roztokem aktivního činidla nebo disperzí aktivního činidls, ktoré byly připraveny ve shore uvedeném druhém stupni, obsahudícími přídavnou látku nebo neobsahujícími přídevnou látku podle výše uvedeného třetího stupně, a- vedení takto získané homogenní směsi podle výše uvedeného čtyrtého stupně ke zpracování tvarováním.Aktivním činidlem, které může být okludováno v mikroporézních tělíscích podle uvedeného vynálezu, Jsou biologické látky, Jako Jsou například enzymy nebo enzymatické buňky,antigeny, protilátky, antisera, hormony, koenzymy, které jsou vhodným způsobem vázány na makromolekulární mstricové materiály, a rovněž látky, které proáevují diný druh účinnosti nebo ktoré proàevují zvláštní chování, Jako Jsou například maskovaoí činidla, barviva,která mají vhodně volenou molekulovou hmotnost, a všeobecně je možno uvást všechny létky, u kterých se nepředpoklědá, že budou regenerovány, ovšem které mohou být v případě potřeby zpětně regenerovány k opětnému použití nebo k opětnému reaktivovaní a k dslšímu použití. Je rovněž nutno poznamenat v táto souvislosti, že postupom podle uvedeného vynálezu nebo elternativním postupom Je možno rovněž znovu okludovat tělíeka, ve kterých již byla okludována aktivní činidla, která byla přípravena postupom podle uvedeného vynálezu nebo ážšýmkoliv Jiným způsobem. Postupom podle vynálezu je možno rovněž provést okluzi í Jínýohletek odvozených od Iyziká 1 nínebo chemické povahy aktivních činidel pomocí vhodných substrátů. Tímto způsobem je rovněž možné dosáhnout například vysoké ochrany pro aktivní činidle.Aktivní činidlo může být okludováno ve stavu v Jakém se obvykle vyskytuje, nebo pote co bylo smíeeno se vhodným inertním plnídlem. Postup podle uvedeného vynálezu je zvláště účinný pro přípravu biologických katalyzstorů vzhledem k možnosti, Jak Již bylo uvedeno výše, přípravít tyto katalyzátory v nejrozmanitěàäích tvąrsoh. Tímto způsobem je možno příprsvít vlákna, Iibridy, váloovítá tělíska různých tvarů, elipsoidní têlíska, eferoidní tělíska, prášky o různé zrnitoati, přičemž konečný tvar výrobku závisí na sledu kroků ve finálním zpracovúvání, při kterém se provádí tvarování homogenní směsi.Toto uvedené zprscovdvání, při kterém se provádí závěrečné tvarovánína konečný prvdukt, je možno provést tak, že se směs tvořená roztokom polymerní matricové látky a obsahující aktivní činidlo nebo činidla nebo dísperzí těchto látek, a popřípadě s obsahom přídevně látky, v prostředí, které není rozpouštědlem pro polymerní základní mstrici po drobí koegulaci.Tato koagulace může být provedena vkapáváním výše uvedené směsi do vhodného prostředí, přičemž tímto způsobem se získadí například tělíska, která mají tvar koule nebo sferoidní tvar, nebo Be výše uvedená směs ponechá proudit přímo do prostoru výše uvedeného media, čímž se zíakají vlákna nebo jiné podobné útvary.V alternativním provedení se toto zpracovávání tvarováním provádí vytlačováním směsi s následným odpařováním použitého rozpouětědln, které bylo uvedeno výše. Tímto způsobem se zíaká kontinuální vlákno, ktoré může být děleno a tím ae zíakají válcovitá tělíska a tělíska podobných tvarů a příčným průřezem různých obrysů.Dalším možným tvarovaoím postupem je vyatřikování směsi z tlakového prostoru, bez pomocí nebo s pomocí inertního hnacího media, přičemž tímto způsobem je možno získat fibridy nebo práčky o různé zrnitosti.Polymerní matricí, tzn. základní látkou, používanou pro postup podle uvedeného vynálezu, mohou být kromě Jiného tyto látky celulozové polymery, esteritikovaná nebo etneritikované celulozové polymery, polynmidy, a lonítrilové polymery A kopolymery,butadien a izopren, akryláty A metakryláty, vinylestery, vinylchloridy, polymery a kopolymery vinylídenchloridu, styren, vinylbutyrát, gama mathylglutamát a podobné jiné látky.Pro postup podle uvedeného vyndlezu jsou zvláětě vhodné estery celulozy.Medium, ve kterém se aktivní činidlo rozpouští nebo disperguje, v případech, kdy není možno vyoházet z aktivního činidla Jako takového, se vybere ze skupiny látek, které jsou, jak Již bylo uvedena výše, kompatibilní s uvažovaným ektivním čínidlem, a které jsou míeitelné s rozpouštědlem pro přípravu polymerní matrice, resp. pro přípravu roztoku polymerní matríce. Toto medium je možno například zvolit z následujících skupin látek, přičemž výhodné látky Jsou uvedeny v závorkách- estery (jako například ethylester a methylester kyseliny octové, propylester kyseliny octové, ethylester kyseliny mravenčí a další látky),Pro účely uvedeného vynálezu je najvhodnějším rozpouštědlem pro aktivní činidlal voda.Podobné je možno obecně uvést, že rozpouětědla pro rozpuětění polymerní macricové látky je možno zvolit ze široké škály sloučenín podle povahy uvažované použité polymerní látky.Například je možno uvést, že je možno použít Jako rozpouštědel pro polymerní látky, sloužící jako polymerní matrice, následující látek aoeton, methylisobutylketon,methylethylketon, cyklohexanon, metbylsoetát, methylcelosolv, ethylester kyseliny mléčné, methylenchloríd, propylenchloríd, tetrachlorethan, nitromethan, chlorrenol, metakresol, kyselina octová, kyselina mravenčí, dimethylformamid, dimethylsulfoxid, alkoholy,díoxan, uhlovodíky Jako Jsou například benzen, toluen, další ketony, esteny, pyridin,chlorororm, směsi ethanolu a vody, ethanol a chlorid uhličitý a izopropanol.Výše uvedená přídavnú činidla mají vo rázi amíchávání těchto přídavných činidel s polymerní matricovou složkou úkol agregačních činidel nebo zesíĺovacích činidel pro Aktivní činídla.Jako uvedené přídavné látky, používané při postupu podle vynálezu, je možno uvést následující látky- polymsmí lútłq o rozdílnć molekulovó hmotnosti, ktoré nejsou rozpustne v rozpouětědle použitá pro rozpultäní polymerní matrioové složky, jako jsou například polyaminy,jako polyethylenimin, kationaktivní nebo anionaktivní polyakrylamidy, polyaminokyseliny, jako jsou například polylisiny, sultonovaná polystyreny, polykarboxylová kyseliny, polyvinylalkoholy, polyvinylpyrrolidon,- polytunkční reakční činidla, jako jsou například aliratioké aldehydy, izokyanatany,thioizokyanatany a podobné látky.Postup podle uvedeného vyndlezu bude v dalším ilustrovdn s pomocí konkrétních pří kladů provedení, která vynález nijak neomezují, nýbrž pouze demonstrují možnosti jeho provádění.Príklad l Příprava kuliček beta-galnktooxidázy, ktoré ae získají okludováním buněk saccharo myces lactis.Podle tohoto provedení byl připraven 10 ä-ní roztok (hmotnoatí procenta) acetátu celulozy v acetonu. Ke 375 gramům tohoto polymerního roztoku bylo potom přidáno 154 gramů buněčné pasty (suchá hmotnost 35,8 gramu), která pocházela ze 2 litrů Iermentačníbřečky, typ Saccharomyces lactis, a obě složky se promíchaly.Tímto způsobem byla získána buněčnd diaperze, která se vložila do ocelového zásobníku a potom byla vytlačována kapildrní trubicí o průměru 0,4 milimetry, což bylo prováděno pouhým vytlsčováním pomocí dusíku. Tenké vytlačovaně vlákno po pádu z výše asi 20 centimetrů se změnílo na shluk malých útvsrů, které byly potom vkapávány do vodní lázně kde koagulovaly a vznikely kuličky.Takto získané balíčky byly potom odděleny, přičemž tyto lculičky byly ve vlhkém stavu a jejich hmotnost byla asi 800 grand, dále byly tyto kuličky sušeny v proudu vzduchua jejich hmotnost po sušení byla celkov 73 aom). Jeden gram těchto kuliček byl potom inkubován při 25 °c 200 mililitry roztoku bezvodé laktozy (koncentrace 4,75 S hmotnost ních) , ,která obsshovala 2 milimoly síranu hořečnatého ve formě heptahydrátu M 5504 . 7 R 20, a dále 1 milimol EDM, v 0,1 moldrním tosfćtovém tlumičovém roztoku o hodnotěpH 7. Po asi dvouhodinově reakci bylo B 0 5 laktozy převedeno na glukozu a galaktozu,což bylo stanoveno analýzou glukozy, provedenou glukozovým testom (metodou podle Boehringera).Eydrolýza laktozy u těchto lculiček byla potom opakována ZO-krát aniž by nastala ztráta účinnosti.Príklad 2 Příprava kuliček penicilinacyłázy, které se ziskají ouudovsním buněk E. coli před tím zpřšcovaných polyethyleniminem.Podle tohoto provedení byla směs buněk E. coli (suchá hmotnost 20 grand), které ob sahovaly l . 106 jednotek, zředěna 875 gumy vody a potom byla zpracovdvána po dobu 10 minut, což bylo provdděno za míchdní současně s 25 gramy 3,3 -ního roztoku (hmot nostní procenta) polyethyleniminu. Po tomto zákroku byla pozorovćna tvorba agregátů buněk, které se snadno uaazovaly.Buněčnd pasta byla potom opät zředěna malým množstvím vody (celkově 127 gramů) , a tato amčs byla silně promicháväna se 157 gumy 10 ä-niho roztoku (hmotnosti procenta) acetdtu celulozy v acetonu. Postupem stejný jako je postup podle příkladu l, viz výše,bylo pripravena 35 grand kuliček (suchá hmotnost). Podíl těchto kuliček o hmotnosti 5 gramů byl inkubovän pri teplotě 37 ° 0 ve 400 mililitrsch roztoku ponicilinu G o koncentraci 6 5 ve 0,02 Amo 1 arním Iostdtovém tlumiči o hodnotě pH B. Počátečni projevená aktivita byla 60 000 jednotek (mikromolů za hodinu hydrolyzovaného penicilinu G) a celková hydrolýza byla provedens během asi 4 hodín. Tyto stejné kuličky, v případě, ze byly použity opět pro dalších 20 následujících pokusů hydrolýzy, zachovávaly 6 C 23 své původní aktivity.

MPK / Značky

MPK: C12N 11/00

Značky: způsob, jedno, okludujících, mikroporézních, výroby, činidel, tělísek, více, aktivních

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-268652-zpusob-vyroby-mikroporeznich-telisek-okludujicich-jedno-nebo-vice-aktivnich-cinidel.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob výroby mikroporézních tělísek okludujících jedno nebo více aktivních činidel</a>

Podobne patenty