Brevet FR2016102A1 — publié le 19700508

La présents invention a pour objet des fibres contenant des enzymes'et des extraits ensyaatiques et un procédé de fabrication de ces fibres. On sait depuis lontempe que plusieurs enzjaes sont capables de catalyser des réaotions qui autrement se se produiraient pas ou nécessiteraient des con-5 ditions opératoires beaucoup plus rigoureuses. Les enzymes sont aussi utilisées areo des résulWts satisfaisants dans des réactions à l'échelle industrielle f cependant Us présentent plusieurs inconvénients d&a à leur aoaipulatien dif-fiolle et m fait qu'ils ae peuvent être utilisés qu'une fois, car Ils s# dispersent dans les produits réactionnels et ne peuvent ttre récupérés. 10 Ceoi est à la basa d'un eut» inconvénient dft au fait que certaines ré actions enzyaatlques peuvent se poursuivre jusqu'à l'obtention d'un taux déter-ainé de conversion f au delà de oe taux, l'etutyae n*exerce plus son action oatalytique et se perd en général dans les tzaiteaents suivants destinés à *é-parer le produit des réactifs. 15 H faut d'ailleurs remarquer que l'ensyae, restant dans les produits de réaction provoque leur oent—i nation. Las aoyens proposés Jusqu'à passent pour obtenir des ensynes insolubles peuvent ttre groupée eoone suit i 1#- idsorptioo physique de l'easyaa sur une poudre polyaérique, 20 2*- inorage an aoyen de liaison* eovalentes entra les groupes fonc tionnels Ae l'ensya* et «eux d'un polyaire, 5*« Barebage aéoanique de l'enzya* dans une aatrice pelynérique. toute* ses nétbode* présentent cependant plusieurs Inconvénients i L'adsorptlon physique est nécessoireoent réversible et de fait l'enzyaa 25 ainsi traité ne peut pas être utilisé an odonas pour un travail en continu. L'ancrage provoque une réduction notable de l'activité ensyxaatique, et de plus la réalisation de ce procédé, indépendiuisnt du fait qu'il est Unité à quelques type* d'enxyoes, est longue et laborieuse. L'enrobage aéoanique de l'ensjae dans uns natrioe poljnaérique sous forme 30 de poudfe, de laaelles ou de alerooapeules est plutôt laborieuse et les produits obtenus «ont de Manipulation difficile. L'objeotif principal de la présente inVaatios est une structure de préparation et de ooneeraation faciles contenant, stus fozsse enrobée l'ensyae désiré ssns que son activité soit oodifiée avec le bénéfice d'une grande efficacité. 35 On autre objet de 11 invention est de réaliser une etructure telle que - l'ensyae qui y est enrobée puisse exercer son activité oatalytique sans se disperser dans la nasse et puisse être en afca* tempe protégée contre 1"effet de désactivation d'antres enzymes ou de microrganlsme* présents dans se mélange réaotionnel. - BAD 0«iGINAU 69 21221 - a - 2016102 La présente invention a «boots pour objectif la préparation d'une telle structure d'un* aanière fasils «t effieaoe «no des résultats réguliers «t un» grande effioaoité. La structure selon la présente invention ecaprend une bas* structurelle 5 fibreuse eu filamenteuse d'un matériau polymérique artificiel ou synthétique et les enzyme* ou préparation enzytaatiques qui y sont enrobées, subdivisées et enfermées en particulier dans de petites alvéoles ou oavitéa séparée** Ban* cette structure les enzymes sont séparées de 1* extérieur par une ambra» tri* nlaoe qui empêche l'ensyae de sortir et de se disperser dans la aasse réaetiozmelle, mais lui permet cependant d'exercer son action «atalytiqu* avec une grande efficacité, étant donné la grande surfaoe aetivée 90e l'en peat obtenir, et «1 otae tespe le, protège contre la déswtivatioa par de* enayaat eu de* «iererganls—s qui pourraient se trouver présent* dan* 1* Mélange réao-tleaael. ïïn tel eoaporteaent de la structure est surprenant et peut s'expliqasr-ooobm étant iaputable & la propriété de* usabranee, constituant la Étrustare alae, d'être suffisaient peraéablea au ailleu réastioonel tout en aaeurant 1* action protectrice ci-dessus nentioimée, et eeol peur une très large pae de aatérianz pelynériquea de différent* nature ocsaae indiqué ei-âssseus. 20 Les filaments ou fibres poljaériques eonstituant, selon l'invention, la base structurelle enrobant les ensyaes, sont aussi caractérisé* per le fait qu'ils sont extrêmement minces et donc présentent une grande surfaoe donnant par suite des rendements très élevée. Les diamètres de oes fibres ou filament* sont de plusieurs microns mais 25 ne dépassent pas plusieurs dizaines de micron», les plus petits dlaaiitre» étant préférée du fait qu'ils conduisent à une plus grande surface spécifique. Far exemple, dea fibres d'un diaaètre de 4 nierons ont une surfaoe de 1 a2 par graaoe , tandis qu* des fibres ayant un diaaètre de 20 micron* ont une surfaoe de 1 m2 par cinq grasses. 30 La taille des alvéoles ou oavitéa qui contiennent les enzyae* est de préférence petite *jr en aoyexme, oes seules slvéoles ou oavitéa ont un voluae qui ne dépasse pas celui d'une sphère de oinq microns de diamètre. Le rapport en poids entre les quantitée de polymère et de préparations ensynatiquas peut varier dans une large gaaaa, par exemple entre 100 t 1 et 35 1 » 2, en se référant naturelleaent, au poids total de la préparation ansyaa-tique, y compris le support de l'enayme qui peut être de l'eau f oe qui permet de ohoisir la concentration enzyaatique le plus appropriée à l'emploi. La possibilité de préparer des structures filamenteuses ou fibreuses à si forte çeasos d'dsssjfs» é&xt êt-rcs considérée ©©sa* tout à fait inattendue *t BAD OnoiNAL 69 21221 2016102 surprenant* par rapport à la technique antérieure. Le procédé, entrent aussi dans le oadre de 1'inovation, qui permet de préparer la structure filamenteuse ou fibreuse enrobant 1'entyme, selon 1'invention, comprend la préparation d'une phase liquide contenant une solution 5 du polymère dans un solvant approprié at un enzyme ou une préparation enzysub-tique dans les proportions désirées, et le filage de cette phase liquide par •xtrusion dans les orifices appropriés d'une filière, et 1'élimination du solvant du polymère avec solidification de la structure, par extraction au moyen d'un fcain coagulant ou par évaporation, c'est à dire au moyen de fila-10 gss humides eu secs. Las filaments ainsi obtenus sont de préférence: étirés, selon la technique habituelle de l'industrie textile, mais avec des taux d'étirement relativement faibles par rapport à oeux employés dans l'industrie textile, et qui ▼ont di 1 H à 1 t 7. 15 Us peuvent 8tre fabriqués sous forme de filaments continus ou ooupés en fibfes courtes. Il est préférable que la solution polymérique contenant 1 ' enzyme^ devant ttre filé», soit constituée par l'énulàion d'une solution enzymatique dans le solution polymérique, mais les enzymes peuvent être enrobée» dans la solution 20 polymérique même sous forme de poudre pour ttre dispersées dans la dite solution* on sous forme de solution dans un solvant miscible avec la solution polymérique . Dana ce dernier cas on obtient une phase liquide constituée par une solution homogène qui peut ttre transformée en fibres, l'enzyme étant séparée du ^5 polymère au moment où l'on enlève le solvant» ou la plus grande partie de celui ei, par coagulation ou évaporation. Si, selon un mode on utilise une émulsion comme phase liquide de départ, la préparation enzymatique est dispersée dans la solution polymérique sous foras de toutes petites gouttelettes de l'ordre de grandeur de celles des émul-30 tions et de préférence d'une longueur ne dépassant pas 5 microns. Pour rendre plmis facile la formation de l'émuliion et.pour la stabiliser, on peut ajouter des agents tensio-aotife ou des produits similaires. Mime s'il est préférable d'utiliser des émulsions régulières, il est cependant possible de transformer en fibre des émulsions même irrégulières 35 et dans ce cas, le produit le déplacement d'une partie déterminée de la préparation ensymatique dans le bain éventuel de coagulation donc la récupération eat rendue cependant possible et facile en utilisant des agents coagu- dll' lants non miscibles avec le solvant/enzyme. La possibilité de produire des fibres enrobant des enzymes en matière BAD obiginm. 69 21221 - 4 - 2016102 polymérique de petite dimension et de résistance appropriée* o8me si, naturellement, elle n'est pas aussi élevée qu'on l'exige pour l'emploi dans l'industrie textile, n'était pas prévisible et est Surprenant. On pouvait prévoir pour le moins la possibilité d'obtenir des fibres 5 en utilisant les méthodes habituelles de filage. Il était en effet prévisible que le filage d'énrul siens de prépare— tlons enzymatiques dans le polymère devait être extrêmement difficile, sinon impossible et devait aboutir & la production de filaments ayant des caractéristiques mécaniques insuffisantes, même pour oes utilisations, 10 ou du moins aurait du nécessiter l'emploi de fabrication et de manipulatlaas spéciaux inadaptés à la réalisation sur une éohelle industrielle» En pratique, m s'est aperçu au contraire que les éœulsions, même à fortes concentrations, de préparations enaymatiques, sont transformables en fibres supportant très bien le filage, et qu'il est de plus possible 13 d'obtenir des fibres ayant de manière surprenante des propriétés mécanique seulement un peu inférieures à celles obtsnua* en filant les solutions polymériques sans préparations enzymatiques* Les polymères adaptés au fssfcoédé selon l'invention doivent présenter différentes caractéristique» t 20 En premier lieu ils doivent pouvoir exister en solution à des tempê» ratures compatibles avec la stabilité de l'enzyme et, si l'on opère en êrauleion, on doit pouvoir les mettre en solution dans un solvant essentiel» lement lmmisoible aveo le solvant dans lequel l'enzyme se trouve dissoute et dispersée* 25 Coma en général les «nsyoes sont en solution aqueuse, le solvant est de préférence choisi parmi ceux qui sont iramisolble» à l'eau, afin d* obtenir une émulsion. De plus, le solvant du polymère ne doit pas nuire à 3s stabilité de l'enzyme* 30 E» outre, le polymère ne doit pas avoir d'action de désactivatian sur l'enzyme * Bans le cas particulier d'un filage à l'état humide, 11 est aussi préférable que le coagulant utilisé soit lmmisoible avec le liquide dans lequel l'enzyme est dissoute ou dispersée et ne nuise pas à la stabilité de 33 l'enzyme* La composition du bain coagulant peut varier dans une large jjprnft Se toute façon»11 est préférable que la concentration du solvant du polymère dans le bain coagulant aoit maintenue inférieure à 50 %• l& température du bain coagulant n'ost pas souàlse à des limites particulières, mais 11 vaut mieux qu'elle soit comprise entre 0° et 80°®» •> bad original. 69 21221 5 2016102 et en particulier entre 10° et 30°C. 3L eu contraire an utilise le procédé de filage à sec, on constate qu' 11 est possible d'utiliser des températures de filage supérieures à celles qui rendent l'enaytae inactive. Ceoi est principalement du au fai* tue dans 5 ee procédé, la durée du maintien â température élevée est très courte. Lee structures fibreuses et filamenteuses, selon 1 •invention, peuvent être employée soue n*i»pcJP1keeuelle forme, de préférence sous forme Û* écheveaus et de fibres. Parai les polymères pouvant enrober les enzyme# e®r peut mentionner t 10 le nitrate eetêriHé, les polymères cellulcsiçues ethërlfiés, "les polyrcère* et les oopolynère» obttnus à partir du butadiêne, df i eoprêse, â'^orylciiitrir i le, d'aorylates, de métaesylates, d'esters vinyiieues, de ehlorufce de vissy* le, de ohlorû»e de vinylidèee, de etyrène et aussi les polyamides, le buty-ral-poljrrlnyle eto .... ainsi que leurs «élanges* 15 N'importe Quel type d'ensyme peut être enrobé dans un polymère en £e»> me de fibre* Citons pawui état f l'vœêeiBÇ, 1* invert ace, la îaetase, îa ri» bomicléase, l'aegrlese, les traneaminasee, ^©jçpdas® de glurr-sco, la catalaitt, l'arginase, la pepafne, Is ©arbosy-pepiid&ae» la .^lucoaniîass ©te Comme généraleneat las ensysies ee trouvent m a©l«tic» a^ueuss, 1® 20 solvant du polymère est 3e préférence efcalsi pesai ©eus gui soat issaissiblss â l*eau» Par exemple, on tseut ïttiliser (les solutions de ssl^lr© daas des â&i» vés halogènes d •hyérccarbone, essae 2© ©hlearar© â© sietl^lôaês le tnfeasM®^ rure de carbone, le eË&rsfossses l 25 ptotane, l'henne, l#heptane, 'iHseesfsas®! âss iyârecosfceaeo s^saa^içpGS eowte le benzène, le tslu&se, les sgTîSseat de® aéïas§ee àyâsosaEfeeaês @®qss l'éther de pétrole* des ëthere ocass 2,© â£étSfîli,&&es? «® âoc&s^îê- que et ieopropylieue? des esters, eesae 15agitai© de E^tnatyle, 15 astlta-ss " d*i»ba1yle, l'acétate d^laoaoyle, a© Se oêtl^te9 l© 30 d'iscbutyle, le formiate d'iaoasay^, â@s sltoiies ©eiam© la cyelohesasoïî»® s. Lee «iyiM enrobées dans 'les fit®©© selsa îa pissat-© to$saî-&g39 §$$» vent ôtre utilisées cojane catelyeeu?s ûa&e les factions easyaatiqu©© mises en oeuvre soit m diaeontinu (prceêdê dit *ea &s&% ca eea&ssu Il est possible d* enrober dans les fi'te'aa deus eu $Lusi©urs ©ssgseg '35 différentes, compatibles entre .elles, de ssanièrs à obtenir les s>ia©t£ens désirées* D'autre part dans glusieurG r«lseiie»s5 il @cré -possible d^smligoî? deux ou plusieurs fibres santsa®ît être utilisées au mâese aacieat sa èaas âcs «tes'is ssassissâvesp ©a ssrfe* çid les produits de réaction d'ans passés»© «-Sapo çuissëa^ gtB3 â mmricza BAD ORîQ!NAL 69 21221 « 2016102 •SrafcafœœSe Sacs les ©tapas «ttivaiïtee» Un autre avantage de l'mpiot de o«e nouvallee prepayatiena Aâocuîa ôa fait au'il oet possible d'obtenir 1m taux d# oonversieij regyla, pals® si?* il est 5®ssi*aî© â'intea&eapve IsruBSuawnt ©t esiaplêt8®@Bt la wê&srIAm 3 m aoîeveat Sa toîss© * ■SB3g®S® ïïa mts» avmtag» vient d» s» çua «® agratês® psxaet in II®es ayoe œ^eMe ©eaia?a l'action âeatvuotgioe ûm %ia*oavgBiiitt»fl §ai r^^cct es développer at â» teato oaaiès© être pséwmt» é®as l*6s$ace sêactisœâ 5iÛ 3t â© plue 9 m ©as ês ©sntasainatis® de îs etRtsture filame&tsîsse foa? Ses ^iç^eosgEaicm^Sp è#iîi*»©i 5©ut §t*e âéecotaasiaéi sa* twtteaenlai ag^ss» •psiêe ût î®v»®e et. sté'giligattaïsa^ , ■ / / ,/ / s / bad °*iginal 69 21221 «■\ 2016102 Cooae exemple fie structure d'âaulsions avant iilage et de» fibres : tenues oa t»ou*ara les figuw» annexées dans lesquelles i La ligure 1 est ua agrnnfligaaanttt de l'éaulsion obtenue par une solution de triacetatc de cellulose «t d'urease an solution aqueuao. 5 Les ligures 2 et 3 montrent respectivement, toujours sous la forme d'agrandissenaats, des sections longitudinales et transversales de la fibre. Las figures 1*, 2* et S' sont analogues aux figures 1, 2 et 3 sais les filialo«8 et libres sont obtenues à partir de triacetate de cellulose et d'iuteaUue. 10 Oa a observé de toute façon que, ou effectuant une réaction eozynati- qm en «oatiat sa noyea de itiwtnts tlbNaau eelcn l'invention, il est possible d'obtenir sur les fibres la formation de colonies de bactéries et de dépôt de différantes natures (sais inorganiques, carbone, tointurfes, et en général tous les sous-produita qui ee participent pas à la réaction enzjmati-15 que) nuisant de façon notable à 1*nativité «atslytique de l'eajzjao. T tint des dépftts «et obtenu facileneot et à boa nnké pu lani* dee eânse fibres au noyen de aoUrmt» coasenables» Les solvants utilisée sont e séant tel lmnn t de deux type* t a) Im solvants adaptée à enleva? par dissolution les sels inorgani-ao qww q uef eau datas le substrat «t déposés snr la fibre. b) Lee solvants de dissolution des conposés organiques présents dans le substrat, tels que les teintures, les iiapuxetde du bebstret,, etc... Parmi les solvants du type a> on peut sectionner l'eau» les alcools polybydraciylés, tels qtre la glycérine, les glyeolB alkyléaiqneg ayant de 2 98 à 4 atones de nurbone, les Mélangea eau-glyc6ïiœ, enu-glycols alkyléniqnes, eo.a-trixétkylolprapane, eao-pentaérytterol et en entre les eolntico» aqueuses de sacre. Paasl 1m sfltvaets de tjye 10 eut peut utiliser M^dnMAiBH ail-plisttrpis ayaat de 5 à l£ *acee de eaxbooe, les hydrocarbures axcoatiques et 30 ayant ds 6 à 10 atones de carbone, les hydrocarbures oyoiv.il iphatiques ayant de 4 à 1C atones de ourbowB, les «tbers dialcoyléniquos ayant de 4 À 16 atones d» carbone, las alcools ayant de 4 à 18 atones de carbone, les esters ayant de 3 à 14 atones de carbone, las céteoee ayant de 4 à 18 atoaes 35 11 est préférable d'effectuer plus dfw lavage et «a général la film est en yasnJci lieu sounisc à n lavais «m se solvant de type a) et ensuâ- BAD ORIGINAL 69 21221 2016102 te avec ua solvant de type b). Selun ua mode pxéiâxé de réalisation il est possible d'ftttootaiw le lavage avec un solvant de type a} et ensuite avec un suivant de type b) miscible au moins partiellement avec celui du typa a), ensuit* «vas Mi solvant 5 ds type b) ImlEKible «ne la eolvaat ds type a) et suffisamment volatile. Les lavages sort effectués ds pséfésee* siiultnisMt avec un tnitMMt *S-caaiqoe sdtèae qui n'epcVwge pma 1m llbm aeis adaptû à réaliser vtqrsl-queasoit 1 'ûlifiioatioa dea di££asea£s dépôts, par eecasplo plusieurs col uni oa de bactéries ^u'il était tapossikla d'éliaioer par les dissolutions. 10 on e noté de plue qaft le «fp* de solvant k) e un* aattan IwiXtlu atatiqa* «* partiellement fraqtfoiaidw également, et par suite lutfrïpanri nnant de l'anlàwmit ofionaigu* 11 est posai Me d*obtenir mm n5âucti« ds leur aativl*4» uw wwsaploi suivante soet doaaé* à tlta* d*tlluatratle*. ds l'ia-v*otien nglmileewt. 15 Essaie i . Une solution de £ilaje a été préparé* suivent le* ûtapM ci dseeou* i a) on a réalisé l'wUaaHai abuses* 4*00* prépeeuliusi ■iija«tl 30 pour préparer le aélangc de filags. b) On a préparé une aolutlan d* trticitrte de oellaloa* (Maeétate de MlMsae 90» ftda) dsae ta africaine m *lthjila* à le ln*»liama» mh lilsat-e en f lupumi 5 (de «ataeétat* «t -99 g de thlnwas de aÉeijjltn*. us e ajoetl à cette aulutioe. 4a g d'extrait anagaatlea** ohfwM* came tnâHqfiê m 25 a). x.'é*ulsioa a été agit de pendant 20 minutes i environ leuo tears/ain, Au Qi ci os • préparé ta* «olntic* d* teiw ie d* aeiiuluca dea* te ofelcens* ds uéUiylàmB en utilisant 43 g de triacétate dt 237 g de cftlorer* 30 de aétiiylèœ,, 148 « d'àaulaion ptipuiéi oasae indiqué ee b), sont ajoutés à la solution v&aqosnse pour dœner l'éanlsioa de UltgB (flg. 1). La composition de l'éaulalGn de filage est la suivante t «blœw* de oétiiylta* 78,eo % 35 txlacâtate de cellulose 10,70 % extrait enagneatique le,70 % 100,00 % BAD ORIGNAL » 69 21221 «3 2016102 Cette én»&»lctt a été agité» de manié*» oootin?.ie faaêaat ï,1te«u*»f os 1*& laiaaé* «assit» wya»— paadaat «a» autvo h»ma de santés* & élteins» ï-'ai* omIih «t «Un m, été «BSult* filé» «QMt nuit s L*éaol»lon a été nwfc dan» un ïéelpieot fb»cBe»«al3£# d'un» capacité 5 4» 500 «0 anal 4*tut p&*«»«ut 4» filtra#» •* d*iin» filière afaast 48 teoas d» 80 U , foaa*» daaa m plataou d» 56 «a d» loac, «entamant li*a1 Uwmtatloa de la filière s été «factmîe en uèliîesBt u»; $smssi.oa d'wot# d*»mrtran 2 ata|M^ièrss dan» 1* xiûtpimt. A la sortis du plat 4» m-10 flittwi, 1» filaaaat a été colinot mmoéA «ooflft d» rrnittwwt A partir d» là# l«s Xilaasats ont été soll»»tâe aux un cadre tournant. L'activité «asgaatft«a» 4e tilasMt «Mwi d» oatt» aaslèna « ét£ eos-15 paré» à l'sattrité d» l'artMlt utilisé dans t» préparation «ta ftUMKt. Ls rltMX à» la réaction d'fcjdrolj»» de l*uré» Las assuras d'activité oat été «&£*etués* à 3GaC &a utilisant ua 30 subatrat constitué par ua» solutioa wqu^ua» d'urée 12%, k ^asatité Ifintyafl » été déte*ainé© pur titras» du «arîjonaio d'sasoiiijaa produit au noyas d'BCl, Q,5N indicateur orange aéfbyie, 1M osnQté«istiimM *âeaai*$ss dte ®»ss iiSsatta&s rfg&resaeiSas ^"P fartes è sallas d*ua îîXaaant â» trlaa*ta.te d» csllulpse jjhsù sêS$&smé®& 25 filées dans l»s liOnsa conditions ean& fisas^es »•« taKlsau 1. mESJSft» 1 Héiârsaos Titr® Ifojstasss ca g/dsaiag ' (denjf gSEaafcgfiss# fâs£Ê3 USHES 30 T 7»IÔ âs§3 C>0?3 B Î5> 3,3 T " I® 5© Uêb «araotérlstifloo® 4» fé^iâsSS-âeê 35 ^Mrt»ta»tioa «t de jjsïsa£3»îilâè3 â î:;: BAD ORIGINAL 69 21221 W 2016102 ï,e fait que les fibres exercent une activité «nsgn&atiqu» es qu'us» fois q«# les fibres sont eclevûes du milieu réaetionncil, Inactivité Si'arrfte brus%»fc Kent et totalisent. Exemple 2 - 5 On a pt&parô ut» éamlsion de filage on utilisant une jxrâptration rnggp» statique désignée par le togmo "conoea&rat d*ia»«rtase «t Sa çpâraat casons suit s a} on « préjnré un» aslsticm m tattwft*» m «fllrilo»» te» 1» «Mo» sot ai ■ftrtfllw à w»rtiiiliiia» «sfaiaut» «k stuiant iOf «i Wn M ob jarépaa» ans solution ds lilwiut» 4s eelluloas dans 1* «Moton ds sàthylène su utilisant 86 g de triaoétat» «t 514 g ds «blotsxs 4e *£t;bylàr>«*,, 15 Aprfra dissolution oa ajout» Jk œtfcs solution 240 g d*ua» âsulsloa préparés suivant a>. La cooposition de l'énulsioa de Silags «st la suivants s tsiasétat» ds osilulos* Ut42 % concentrât dHnssrto»® 4,78 % 20 «fclcrur» d» BÔthyï&ns 83,82 % loo.oc fe 2»9&ni«âoa a été filés à 2,'dtat fcsoaiâs eoM» indiqué à thnm^e 1» L,c3®â'7itfi ®as®aati«*H« -da iilanest a été eccpsré» à l'activité ds 1» pz^pu»> îScE sâzgastiqp» fesonaontrat d*im«Ttas» B.E»!!.)' utilisé» »n prtpriuiH 1» ng i'îlaKSritî î*s fitesss co ls. séactio-i J'iiyâïaiys» â» la sasebaxoss sa glssoss st $ eatslfiféo par l'ens^as enrobés dans la fitxre est apparu» égale & cij-:;5saj2 2,0 S ée eolEe Se ïa quantité «mmpoÉtuit» de l'snayaft « solution. 2,os cssssra îl9e9si'jài;« ®eS été «fîsastuées sa utilisant eouae substrat uns rc-Sa^os t m % es îpàds/ysîiMe €0 eacefearoas tamponnés au pH 4,5 sv»o O,! U "."utarplQ â = ??: \ 5, I%£S«3pS» 2, on a préparé trois • - ~22s*scc:î #3S volumes épaoc d» solution :r 3"£mnrtas» BiBiïF.* asce un - / . BAD ORIGINAL 69 21221 "f 2016102 mélange glycérine-oau Àu tableau :: on trouvera les résultats de mesures cinétiques de la réaction d*hydrolyse de la saccharose catalysée par l'invertasc enrobée dans différents filaments et par l'invertase en solution. Tableau 2 Eo V/ot er /» 100 % 0,2317 15,30 60 % 0,3016 24,70 30 % 0,3702 25,10 10 % C,G190 43,40 en solution 142 100 10 Substrat t 20 % en poids/volune, 0,1 M de saooharose tamponnée au phosphate (pH 3,5) dans lequel t Eo est la concentration en pourcentage en poids du "oo$f?at d'invertase B.D.H." dans la solution de l'enzyme utilisée en prépa-15 rarrt las différents filaaants. V/Oi est la vitesse de l'hydrolyse de la saccharose en millimoles par minuta an préeeucie d* 1 g de "concentrât d'invertase" par litre de mélange r ^ % «a* le rendement oatalytique «n pouraentaga de l'enayna earobàm par rap~ 90 port à l'eosyea «n solution. Eaaaple 4 - apôoifié aux eawpiae peée^deat», «a s préparé 2 feps d'une énul-aioa d» iiin» as utilisant uaa solution d'iisrastaer eontonaat 50 % de "oon-eeutrat d'invertase l'éoulaioB a *td introduite au aopen d'une poésie 25 à débit proportiouael de 0,292 co3/toor apràa avoir été filtré* sur une grille à ld.OOO taailles/cnù, à travers une filière de luO trous d'un diamètre de 80^-formés dans on plat contenant un bain de coagulation constitué par du toluol à la température ambiante. On a ajusté le débit de la pompe de manière que la vitesse de filage 30 soit flnalcaeant d'environ 20 m/siu pour obtenir des filaments à titre flocbe (à faible tsnlca) dans la p«—la» «as da trois dattiers par fil floebe et dans le second aas, d'enviroe 15 deniers par fil flocbe. Pour «a» deux fil néant» en a déterrai né la pourcentage de rendement r-t-TjtfUrr par rapport à l'eosyna eo solution «t on a trouvé pour le filaueat 35 ayant un titre ds 3 deniers floabe, oa jaudWiU eatnlytique da 50 %, tandis bad original 69 21221 & 2016102 qu* fini de 15 dealers florin avait t» rtuilamt eatalyUgm da 25 %. Esaaple 5 - Salon la taghn1 juaqu'à 00 g, de manière à aval* ao rapport poljttère/aolutloo d'eaapae de 1/0,416, Daa#:«e cas la eoaasaftraftloB «a "oaaosatsat d'invertase" dans la ao-ittUoo d'aapi pour psrépasas daa UkaM> La taux d'alimentation a été ajusté à 2,900 ûafl/24 b ; dans ces cob-15 ditions, il a été possible d'obtenir au bout d'un aois de fonctionnement une conversion d'eurivon 70 % de la saocbarose en sucra inverti, ce qui correspond à environ 400 g de sucre inverti/24 b. Etant donné qu'après 1 aois de foactionncaent continu l'activité catalytique de l'invartaso avait déeru et que 1*aspect des fibres contenues dans la colonne avait changé, c'est-4-20 dira «m1ils étalant devenus jaunescet-couverts en différents endroits de colonies de bactéries, las adonne* ont été vidées et las écbsvaau» lavés. Le lavage a été effectué par agitation Mécanique des écheveaux dans un aélange glycérine-eau «soutenant 55 % an poids de glycérine. L'opération a été répétée jusqu'à ce que les eaux de lavage deviennent clal-25 res. Un lavage analogue a été effectué avec de l'alcool n-b$tyli-que et finalement avec du toluol. Grâce à ces opérations la fibre retrouve son aspect Initial. Après séchage sous vide à température ambiante» les échevèaux sont réintroduits dans la colonne. Ensuite, on recommence l'alimentation avec une solution à 20 % de sac-30 charose. Dans tous les essais effectués dont les résultats sont donnés au tableau 3* on a observé un retour aux valeurs initiales d'activité catalytique. BAD ORIGINAL 69 2122Î 2016102 TABLEAU 1 Durée progressive en jours Quantité de sucre inverti obtenue (g/24 h) 1 400 5 10 380 20 360 30 330 31 liavage 32 395 £0 60 3^0 61-62 lavage 63 390 80 3^5 81 lavage 15 82 395 Après une période d'activité de 30 jours, le lavage a été répété dans les conditions opératoires ci-dessus indiquées. L'enzyme pourrait ainsi exercer son activité catalytique de cette manière pendant 10 mois sans manifester de diminution 20 appréciable d'activité. Exemple 6 - Un filament de triacétate de cellulose contenant de la ribonucléase (ribonucléase Seravac de classe II) a été prépare comme suit : 48 mg de ribonucléase dissous dans 14,5 cm3 d'eau 25 distillée, ont été ajoutés sous agitation à une solution de 3»5 B de triac.étate de cellulose avec 66,5 g de chlorure de méthylène.» Après agitation pendant 20 min. à environ 100*0 tours/sins 2.3 00= lution obtenue a été ajoutée à une solution contenant 30 g ds ORIGINAL 69 21221 2016102 trlacétate de cellulose efc 180 g de chlorure de méthylène. L'activité de la ribonucléase enrobée dans les filaments a été déterminée en utilisant comme substrat une solution de (2*, 3*) cyclophosphate cytidylique dans un tampon dlméthylglutarlque 5 d'une densité optique de 1,2 à 186. m^ On a utilisé 190 mg de fibres dans 10 ml de solution de substrat. Après 24 h, la densité optique du milieu réaotionnel est restée constante. L'analyse chromatographlque en couche mince a montré la. 10 disparition complète du substrat de la solution. Exemple 7 - On a préparé dans les conditions opératoires de l'exemple 1 une étnulslon de filage consistant en une solution à 14 % en poids de triacétaté de cellulose dans le chlorure de méthylène, 15 contenant l'enzyme "concentrât d'invertase B.D.H.". Dans une telle émulsion la concentration "E" du concentrât d'invertase B.D.H. est de 15 % en poids. L,ëmulsion a été filée à sec en utilisant uné filière ayant un seul orifice d'un diamètre de 200^-, et un tube de verre piour 20 l'évaporation du solvant d'un diamètre d'environ 80 mm et d'une longueur d'environ 2 m, à travers lequel passe un courant d'air à 50°G. Le filament unique a été recueilli sur un cadre tournant à une vitesse d'environ 8ûm/mln, le rendement catalytique dé l*en-25 zyme enrobée dans un tel filament est. de 10 environ par rapport à oslui de l'enzyme en solution. Essœple S - ua filassai; csatenè de la /3-galacto-oxydase a été préparé de la manière suivante % on & ajouté 15 g d'une solution . bad original 69 21221 2016102 contenant 225 mg de * fà -galato-oxydase de levure B.D.H." à 70 g * ' d'une solution à 15 % de triacétaté de cellulose dans le chlorure de méthylène. Après émulsiflcatlon par agitation on a ajouté le mélange 5 ci-dessus à 210 g d'une solution à 14,3 % de triacétaté de cellulose dans le chlorure de méthylène. L'émulsion a été filée à l'état humide comme indiqué à l'exemple 1. L'activité catalytique de ce filament a été déterminée en utilisant comme substrat 0,0l6 H d'une solution de o-nitrophényl- -D-galacto-pyranose dans un 10 tampon TEIS (ph 7*6). Le rendement catalytique *^ $t de l'enzyme enrobée est de 25 % de celui de l'enzyme en solution. Exemple 9 - Un filament contenant de l'uréase a été pféparé de la manière suivante : 58 g d'un extrait par lfeau de "farine d'urease 15 active B.D.H." obtenue comme à l'exemple 1 sont ajoutés à 290 g d'une solution à 25 % de résine vlnyllque VAGH fabriquée par pïION CAEBIDE (copolymère à 90 % de chlorure de vinyle, 10 % d'acétate « de vinyle saponifiés à raison de 70 %) dans le chlorure de méthylène. 20 L'émulsion a été filée à travers une filière de 48 trous de 80/^ de diamètre immergée dans une cuve contenant de l'éther de pétrole (bouillant entre 40° et 70°C) à titre de bain coagulant. Le filamentva été recueilli après coagulation à une vitesse' de llm/min, étiré 1,5 fois et collecté sur un cadre tournant. 25 Le rendement catalytique de l'enzyme enrobée ci-dessus est inférieur à celui obtenu à l'exemple 1. Exemple 10 - Un filament contenant de l'uréase a été préparé en utilisant comme polymère de revêtement l'Ethocel Moyen Dow (éthyl- 69 21221 itf 2016102 > cellulose). Le filament a été préparé comme suit î 50 g d'extrait par l'eau d'urease tel qu'amployé aux exemples 1 et 9 sont ajoutés à 100 g d'une solution d'Ethocel dans le chlorure de méthylène. l'émulsion ainsi obtenue est ajoutée à g d'une solu-5 tion à 15 $ d'Ethocel dans le chlorure de méthylène. Le mélange résultant a été filé à travers une filière ayant 10 trous d'un diamètre de 80yH en utilisant l'éther. de pétrole (point d'ébulli-tion de 40 à 70°G) comme bain ooagulant. Le filament obtenu s'est avéré avoir un rendement catalytique de 5 % par rapport à l'uréase 10 en solution. Exemple 11 - Trois filaments de triaoétate de cellulose contenant du papain ont été préparés avec différentes concentrations de l'enzy-15 me dans le filament en procédant de la manière suivante : on ajouté 20 cm3 d'une solution dans l'eau de préparation enzymatique "papain" (fabriquée par Worthington Biochemi-cal Co.) à 200 g d'une solution à 5 % de triacétaté de cellulose dans le chlorure de méthylène. 20 Les concentrations employées dans chaque filament sont reportées au tableau 4» L'émulsion ainsi obtenue a été ajoutée à 35^ g d'une solution à % de triacétaté de cellulose dans le chlorure de méthylène. Pour provoquer l'émulsification, le mélange a tfté agité 25 mécaniquement pendant 1 h et laissé au repos pendant une période de 2 h. L'émulsion qui présente une dispersion suffisante, confine on l'a observée au microscope, a été filée à,l'état humide selon les conditions opératoires ci-dessus indiquées dans un bain de toluène à la température ambiante. 69 21221 & 2016102 Les résultats de l'activité de l'enzyme occlus dans les filaments dispersés comparée avec l'activité de l'enzyme libre, sont présentés dans le tableau 4. TABLEAU 4 5 mg enzyme/g filament 0,5 1,33 11.7 % activité 16,5 12,4 8,1 L'activité a été mesurée en .utilisant comme substrat du 10 benzoi-arginine-éthyl-ester aveo une détermination potentiométri-que de l'acide pdoduit. Exemple 12 - On a préparé, com*e à l'exemple 11, des filaments de triacétaté de cellulose avec différents enzymes. Les résultats sont présentés au tableau 5* TABLEAU 5 Enzyme mg enzyme/g filament Gluco-amylase (Diazyma powder of Tatcamine Miles Chemical cO.) Carboxy-peptidase^A ("Carboxy Peptldase of Worthington Biocheaieai Co *) 10 Or, 42 fa activité comparée avec l'enzyme libre . il ^substrat : maltose 10 % en poids/volume) 10 (substrat hippuril^L-phsnylalanlue 0a01 H ûs/ûs a n taauoiî TE1S - -n 7 „ 5 s ■ bad 69 21221 r 2016102 EXEMPLE 13 On prépare une solution à 8 $ de L-glutamate de poly-4 % " éthyle dans du chloroforme. A cette solution (50 g) on ajoute, soue forte agitation aéoanique, 3 1 co d'une préparation enaymatique "concentrât d'invertase B,D,H* On file à l*état humide l'émulfiioti ainsi obtenue en utilisant une filière à 10 trous ayant do /* de diamètre et un bain de coagulation de n - hexane maintenu à une température te 20 à 30OC» Les fibres ainsi obtenues, après séchage.sous vide, présentent une activité enayina tique de 18 $ 10 comparée à l'activité te l'enzyme libre» 7 EXEMPLE 14 On prépare une solution à 13 £ te 200 g de polybutadiène-poîyaoïylo» nitrile "Europrene BJÎff AÏÏIC" dans le ohlorure te méthylène» On y ajoutet sous forte agitation wSoanique» 10 oo d'tne préparation 15 enzyroatique Sbncentrat d'invertase B.D.H*. L'émulsion ainsi obtenue est filée à l'état huaide en utilisent une filière ayant 5 troue te 125 fN te diamètre et un bain de coagulation do n-heptane. L'activité de l'eaayate enrobée est de 10 $ comparée à oelle te l'en» 20 sytae libre» EXEMPLE 15 On ajoute 10 eo S'une préparation enzymatique "concentrât d ' Inverias© B.D.!! 5 à 2^0 g d'une solution de résine vinylique â 14 f» "Vyne» Chenu Plan* dans du ohlorure de méthylène» 25 !'8i%u!l,Bi©n5 même après avoir été longuement agitée mécaniquement» n* ost »aa aases éispereê© lorsqu'on l'observe aveo un microscope optique, ot â©s ayant «me taille supérieure à 30 /»/ • î>#âsK5l0t«s ©a* quand même filée à l'état buside à travers une filiês» 46 \osuc ê© 8?* 0 $9 diassètre et on la ooagale dass un© cuve ©sots® 30 ssa-S ùo 2eê'l&s& bq gêtrole (température 40.â 70°C) iiç&èis ©ca.^B^â.câ, «a récupère le manient à «ne vitesse de 11 ®/aisïï=* :o6 Si zq-> ê'j&pé l-: Qt es% enroulé sur Un cadre d* embobinais® "rv..-ï3"-;v3 ï sb «o filage, on observe le passage de quelques ■- • • ' j : ■: ' r • O'suaytae# icibïes avec le baia &s coagulations &© ' : . ; v -- -êagulaiiSEs Bad original 69 21221 2016102 Les gouttes, après séparation mécanique, sont du "concentrât d'invertase B.DJF', ayant une activité très proche d© celle du produit pur. D® cette manière on récupère 4 oc d® la préparation enayr.atioue. Après séchage, 1© filament présente une activité enzymatique de 4 5 comparée â celle de la préparation enzymaticiue libre. EXEMPLE 16 On prépare 100 g d'une solution â 25 % d® polyoaprol&ctone dans du toluôné, On obtient 1® polymère par sgm thèse avec L4H solution d® becsàne 11^ à 20°?'Q) 10 On ajoute à o®tte solution 10 eo de "oonocntrat d' invertae® B.D.H" La solution obtenu® «st filé® & l'état busid® en utilisant va» filière ds 48 trou® «qrant Q0 A*' de di«4»ôtre. L® bain ds ooegulaticxi est d® l'étfc®r d® pétrole. Le filament qui en résuite présente une activité de 5 $> coopéré® & 15 o®lle d® la préparation «nsjneatiqu® libre. EXEHPIE 17 Un fila®sot d® triaoétat® d® o®llulo®« contenant pour «haqu® gmaje d® filaaaat 100 «t d'oxydas® d® glnoos® ( B.D•& oat. 106 $59) et 0»4 fiff d® oatalaa® («uspension de' cristaux dan® d® l'eau saturé® aveo du teinta® 20. Boehrtnger, catalogue 13674 BKM), «et préparé a®lon la téohniqu® décrit® à l'®*esple 2. On mesure l'activité enzymatique du filament en etiployant oone substrat 0,1 mol® d® solution d® glucose dan® 0,2 mol®® de tampon phosphaté (pE 5,6 â 20°C). 25 On verse dan® un ballon d® 100 si, 5o «1 d® la solution servant d® substrat et 2 g d® filament et l'en bouche 1® ballon av®o d® l'ouat®. La disparition du glucose «et oontrêlé® par titrage iodoraétrique. Au bout d® 36 fcf le gluoœ® ? pr®sçu® ooepléts ment disparu. L'essai ®st répfcté cinq foie, dans le® slmes conditions, ar®c une eolu* 30 tlon de substrat fraîche et aveo le sise échantillon d® filament, et l'en obtient toujours l'oxydation oocrplèta du glucose aveo un rendement pratiquement constant. POUR LES REFERENCES DU MEMOIRE DESCRIPTIP RENVOYANT AUX FIGURES 1 A 5' LA PLANCHE UNIQUE DEPOSEE AU DOSSIER PEUT ETRE CONSULTEE A L'INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIETE INDUSTRIELLE. ; " bad original 69 21221 i» 2016102 BSVEBDICÀTIGE'S 1- Structure oontenant des enayraee apte à exeroer une activité catalytique dans les réactions enaymatlques, comprenant une base structurelle fibreuse ou filamenteuse en matériau polymérique artifloiel or synthétique, 5 et les enayoee ou préparations enaymatiques désirées qui y sont enrobées «t subdivisées* 2- Structure selon la revendication 1 dans laquelle les enzymes oo préparations enzyraatiques sont enrobées dans la base structurelle fibreuse dans de minuscules alvéoles séparées» 10 3- Stxuotuxe selon les revendicationa 1 ou 2, dans laquelle les enzc- mes ou préparation» ensyaa tiques sont séparées de l'espace extérieur par une taerabrane en aatériau polymériqut eoplchant leur sortis et les pcroté-f géant, mais permettant cependant â l'ensyas d«eatereer son activité o*t*ly-tique. 15 4— Structure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, dans laquelle les fibres élémentaires ont de* diamètres de l'ordre de plu» •leurs microns à quelques dizaines de microns. 5- Structure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, dans laquelle les «nsy--.es ou préparations enaymatiques sont enrobées dans . 20 des alvéoles ayant un volume' aoyen ne dépassant pas celui d'une sphère ayant un diamètre de 5 adorons» 6- Structure selon l'une ou plusieurs des revendications précédantes dans laquelle la proportion en poids entre le polymère et la préparation ensynatique varie entre 100 * 1 et 1 t 2. 25 7- Structure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes» dans laquelle le matériau polymérique est un dérivé de cellulose. 8- Structure selon.l'une ou plusieurs des revendications 1 à 6, dont le matériau polymérique est choisi paroi i les polyamides, les polymère® et copolymèrea d'narylcaiitrile, le butadiêne, 1'ieoprène, les polyaoryla— 30 tes, les polyraétacïylates, les esters de vinyle, lee polymères et oopeJjr-mères de chlorure de vinyle, le ohlorure de vinylldône, le polystyrène, îe polyviayle butyrique et leurs mélanges. 9~ Structure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, dans laquelle l'enzyme est choisie pawni i l'uréase, l'lnvertaee, la lac -35 tase, la ribonucléase, l'acylasejleg transdiinases, l'osydase de glucosey BAD ORlGfMAL 69 21221 z la eatalaae, l'arginaae, la papaîhe» la carîxaçT-peptidase «t la gluoo» aaylase. 10» Prooédé de préparation â» structures contenant des anaymes, qui comprend la préparation d'une phase liquide contenant une solution d'un 5 poly»êre artificiel ou synthétique et une enzyme ou un© préparation enzy» matique, l*e*trusicn d* oette nhass liquide & travers lea orifioea d'une filière et a» solidification «s éliminant le solvant du polymère. 11» Procédé selon la revendication 10, dans lequel les filaments solidifiés sont étirés. 10 12- Procédé selon les revendications 10 ou 11, dans lequel le solvant du polyaère est enlevé par extraction dans un bain coagulant. 13- Procédé selon la revendication 12, dans lequel le coagulant utilif- sé est insisolble avec le support d'enayrae. 14- Procédé selon lea revsedication» 12 oa 13 dans lequel la iaerpératu- 15 re du bain coagulant va da 0^ â 80°C, dm préférence de 10° à 30°C» 15- Prooédé selon lea revendications 10 ou 11, dans lequel le solvant du polymère est enlevé par év&par&tiocu 16- Proeédé selon les revendications 10 m 11, dans lequel i'ensyme •et introduit dans la çkase liquide ecus faasse de poudre. 20 17- Procédé eeler %m revendications 10 ou U, dans lequel 1*image,s est introduit dans la phase liquide eous la fosse d'une solution âess vsi solvant miscible avee la aolut&oB da de aftaière â obtenir xœe phase liquide homogène. 18- Prooédé sel® l»s revendicatiess 10 ou 11$ Sans lequel l'esas^s© 5 «Vt introduit dans la oàase liquidé ssss f&sm-s â® soltrèâea 'dans «n Sùtimit lnaiaeible aveo le solnîîosi du âs â fibtsnâr iste çtora âi» quide constitués par «us êsulsiec» 19» Procédé seîrfsî ta rwendleatâ^a 18, îsïîs lequel la solutica S'sn-zyme est'dispersée âssis ta, solutics ' ^c-ls^èra jnac'.'!5?. s© s«e l'en obtisrœs 30 des gouttelettes d'tir.s ii^Kisioa .••• ko -îâysciss^t pas 5 sicaronc-, 20- Procédé sels- 3*s :v"- .îy^ lisprf, ^ cii'.isi, pour le polymère, «n a \s.t: -, -' •* . 21- Procédé 1 -- : lequel en utilise -sn_ Li r.-.i-.:». 35 litê de l'essayer 4;;, i-;. ©AD ORIGîNAL 69 21221 2*- 2016102 22- Procédé selon l'une ou plusieurs deg revendioatione 10 â 21, daae lequel la structure préparée, contestant des enaymea, est soumise, avceèm usage et à cause de la réduction d'activité due â la founatiooa sur 3a »«3V face de dépôts et de colonies de bactéries, à -un lavage avec des solvants, 5 pour être récupérée. 23- Procédé selon la revendication 22, dans lequel les solvants ®cni choisis parmi » a) lea alcoole ïxslykyiSyosyléa tels que la glycérine, lee gïyeoîs al« kyléniques ayant de 2 à 4 atomes de carbone* 1*« mélanges éaurslyoérine, 10 eau-glycola alkyléniques, em>-triméthyl propane, aa«-^>e«taéTytiî*©l «t im solutions aqueuses de sucre* b) les fcydrooarbOne» alipratiques ayant â» 5 & 10 atome» â* oarbon#, les hydrocarbones aromatiques ayant de 6 à 10 atomes de carbone, les ty»» drocai&ones cyeloaliphatiques ayant de 4 à 10 atones de carbone, les enter» 15 dialcoyliquos ayant de 4 S lé atome» d» carbone, les alcools ayant â» 4 à 18 atomes de carbone, les esters ayant de 3 â 18 atomes d* carbone, le® cstcm.ee ayant de 4 â. 18 atomes de carbone etc *.« 24- Procédé selon la rtffendioaticn 23 dans lequel la structure tr rl osas» tient enrobée» l,«îsyw 20 type ?.} puis avec un solvant du type b) » 25- T-zosêûâ selœi la ysveuôioation 23, dans lequel la structure asfc soumise s -.aï lavas», â'3a%orô aveo un solvaet- âu type a), puis aveo *m iiJiVixsit £» ty^s "b) au solas 9a?$£®ll«iestit uls-z£bl@ sveo le solvant 4c a)3 jycâs eTee m e©i"&Ë»t its typ© fe) mmc f®l»t41©# ~f? 26= r^effisés® alîiEienss dass S#Bçu«le &3S*$ atâliaês® «aspïs oat»» des 2ib3?c-3 contenant des enzymes# • BAD ORfG.