(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素含有リン酸カルシウム化合物が一般式〔Ｉ〕で表されることを特徴とする塩基性タンパク質吸着材。
一般式〔Ｉ〕
〔Ｃａ9.5+0.5X｛（ＰＯ4 ）6-X （ＢＯ3 ）X ｝｛（ＢＯ2 ）1-X ＯX ｝〕（但し、Ｘは０〜１．０である。）
【請求項２】
前記ホウ素含有リン酸カルシウム化合物の比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上であることを特徴とする請求項１に記載の塩基性タンパク質吸着材。
【請求項３】
カルシウム化合物、リン酸化合物及びホウ酸を硝酸溶液で溶解し、得られた原料溶液を微細な液滴とした後、温度３００〜１２００℃の雰囲気中に噴霧してホウ素含有リン酸カルシウム化合物を合成することを特徴とする塩基性タンパク質吸着材の製造方法。
【請求項４】
カルシウム化合物が硝酸塩であり、リン酸化合物がリン酸水素二アンモニウムであることを特徴とする請求項３に記載の塩基性タンパク質吸着材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療あるいは生化学分野において、生体物質（細胞、タンパク質、核酸等）を特異的に吸着分離することができる塩基性タンパク質吸着材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医薬品の製造等で生体由来の有用物質を分離精製する場合、目的物質を効率的に回収することが望まれる。そのためには、目的物質のみを特異的に吸着するか、あるいは特異的に吸着させない材料が必要になる。従来、生体物質を効率的にしかも失活せずに吸着分離させる材料としては、水酸アパタイトが知られている。水酸アパタイトクロマトグラフィーはアフィニティークロマトグラフィーの一種で、その吸着機構はイオン交換であると考えられている。水酸アパタイトの表面は、正の電荷を帯びたａ面と負の電荷を帯びたｃ面により構成されている。従って、ａ面には酸性物質が、ｃ面には塩基性物質が吸着すると推定される。このことから、水酸アパタイトクロマトグラフィーでは、酸性物質、塩基性物質の区別なく吸着することになり、その後の溶出過程で酸性物質と塩基性物質とを分離しなければならない。
【０００３】
そこで、水酸アパタイトに酸性物質あるいは塩基性物質を特異的に吸着させるためには、目的に合った表面構造を創出する必要がある。このような方法としては、一つには、水酸アパタイトに塩基性物質を特異的に吸着させるために、ｃ面を成長させた板状の構造にすることが考えられる。また、水酸アパタイトを高温で焼成することで、塩基性タンパク質のみを吸着させる方法が提案されている（例えば、特開平８−７１４１２号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く、水酸アパタイトを使って、塩基性物質のみを吸着させようとすれば、前記のようにｃ面を成長させた板状の構造という特殊な水酸アパタイトを合成しなければならない。この板状水酸アパタイトの最も一般的な合成方法は、低結晶性の水酸アパタイトを同量のメタノール共存下で水熱処理する方法であるが、これは通常の水酸アパタイト合成に比べて非常に手間がかかり、量産には適さない方法である。また、塩基性タンパク質を特異的に吸着できるとされる高温焼成水酸アパタイトは、焼成の結果、比表面積が極端に小さくなり、特異的に吸着できる塩基性タンパク質の量が少ないという欠点が生じる。
【０００５】
そこで、本発明者等は、前述の如き欠点につき、更にアパタイトへの塩基性タンパク質の吸着性について研究を続けた結果、水酸アパタイトからなり、ｃ面に効率よく塩基性タンパク質を吸着することができる表面構造のホウ素含有リン酸カルシウム化合物を用いることにより、塩基性タンパク質を特異的に吸着できることを見出し、ここには本発明をなすに至った。したがって、本発明が解決しようとする課題は、ｃ面に効率よく塩基性タンパク質を吸着することができる表面構造を導入し、さらに比表面積が高い塩基性タンパク質吸着材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、以下の各発明によってそれぞれ達成される。
【０００７】
〔請求項１〕
ホウ素含有リン酸カルシウム化合物が一般式〔Ｉ〕で表されることを特徴とする塩基性タンパク質吸着材。
一般式〔Ｉ〕
〔Ｃａ9.5+0.5X｛（ＰＯ4 ）6-X （ＢＯ3 ）X ｝｛（ＢＯ2 ）1-X ＯX ｝〕（但し、Ｘは０〜１．０である。）
〔請求項２〕前記ホウ素含有リン酸カルシウム化合物の比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上であることを特徴とする請求項１に記載の塩基性タンパク質吸着材。
〔請求項３〕カルシウム化合物、リン酸化合物及びホウ酸を硝酸溶液で溶解し、得られた原料溶液を微細な液滴とした後、温度３００〜１２００℃の雰囲気中に噴霧してホウ素含有リン酸カルシウム化合物を合成することを特徴とする塩基性タンパク質吸着材の製造方法。
〔請求項４〕カルシウム化合物が硝酸塩であり、リン酸化合物がリン酸水素二アンモニウムであることを特徴とする請求項３に記載の塩基性タンパク質吸着材の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０００９】
本発明の塩基性タンパク質吸着材がホウ素含有リン酸カルシウム化合物であることにより、ｃ面に効率よく塩基性タンパク質を吸着することができる表面構造が得られ、しかも高比表面積からなる塩基性タンパク質吸着材が得られる。このホウ素含有リン酸カルシウム化合物は、一般式〔Ｉ〕で表される。
【００１０】
〔Ｃａ9.5+0.5X｛（ＰＯ4 ）6-X （ＢＯ3 ）X ｝｛（ＢＯ2 ）1-X ＯX ｝〕
【００１１】
本発明に用いられるホウ素含有リン酸カルシウム化合物は、前記一般式〔Ｉ〕から明らかなように水酸アパタイトのＰＯ４基、ＯＨ基がＢＯ３，ＢＯ２基で置換されたものであり、塩基性物質が吸着されるとｃ面にホウ酸が導入されているので、ｃ面が水酸アパタイトの場合よりも強く負に帯電している。これにより、塩基性物質の吸着力が増大すると考えられる。前記一般式〔Ｉ〕において、ｘの範囲は、０〜１．０であり、この範囲で塩基性物質を多く吸着する。好ましくは０〜０．８の範囲でより多くの塩基性物質を吸収する。特に、ｘが０〜０．３の範囲でさらに多くの塩基性物質を吸着するため好ましい。また、請求項２に記載の発明において、前記ホウ素含有リン酸カルシウム化合物の比表面積は、タンパク質等をより多く吸着させるため、１０ｍ2 ／ｇ以上が好ましい。
【００１２】
前記ホウ酸含有リン酸カルシウム化合物を合成するには、乾式下で原料を加熱し粉砕する固相反応法と、湿式下で原料に超音波を当てながら電気炉に噴霧加熱させる超音波噴霧熱分解法がある。本発明では、特にタンパク質の吸着分離に都合の良い球状粒子が形成される超音波噴霧熱分解法が、塩基性タンパク質吸着材の合成方法としては好ましい。請求項３に記載の発明は、この超音波噴霧熱分解法によるもので、カルシウム化合物、リン酸化合物及びホウ酸を硝酸溶液で溶解し、得られた原料溶液を微細な液滴とした後、温度３００〜１２００℃の雰囲気中に噴霧してホウ素含有リン酸カルシウム化合物を合成することを特徴とする塩基性タンパク質吸着材の製造方法である。この雰囲気温度は、好ましくは温度８５０〜１１００℃において、塩基性タンパク質吸着材を効率的に製造することができる。微細な液滴の作製条件は、特に限定されないが、超音波を用いる方法が好ましい。
【００１３】
具体的には、図１に示された合成装置が用いられる。即ち、この合成装置の下部に設置された超音波発振器３を２．４ＭＨｚで作動させて行う。原料溶液６をポリエチレンフィルム１２を張った容器２に入れ、このフィルムを介在したかたちで原料溶液６を連続的に超音波発振器３により発生した超音波により液滴を発生させる。この方法により発生した液滴は、極めて微細であり、その大きさは原料溶液の溶質濃度（密度）および表面張力に依存するが、概して１μｍ程度である。このように発生した液滴は反応系内をアスピレータで引いて電気炉８内の反応管７へ導入し、ここで乾燥・熱分解され、粉体として捕集される。この一連の操作は連続的に行われる。本発明に用いられるタンパク質吸着材の合成に好適な原料溶液の組成は、Ｃａ2+イオン濃度は、０．１〜０．９ｍｏｌ・ｄｍ-3であり、ＰＯ43- イオン濃度は、０．０５〜０．５８ｍｏｌ・ｄｍ-3であり、またＨ3 ＢＯ3 濃度は０．０１〜０．１ｍｏｌ・ｄｍ-3である。これらの溶液をＨＮＯ3 濃度範囲が０．１から０．８ｍｏｌ・ｄｍ-3までの溶液を用いて溶解する。更に請求項５に記載の塩基性タンパク質吸着材の製造方法の発明では、カルシウム化合物が硝酸塩であり、リン酸化合物がリン酸水素二アンモニウムであることか好ましい。
【００１４】
【実施例】
更に本発明について、以下に実施例を挙げて詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１５】
〔実施例１〕〔塩基性タンパク質吸着材の製造方法〕原料溶液は、硝酸カルシウム０．５０ｍｏｌ・ｄｍ-3、リン酸水素二アンモニウム０．３０ｍｏｌ・ｄｍ-3、ホウ酸０．０５２ｍｏｌ・ｄｍ-3を硝酸溶液で溶解して作製する。一方、図１において、下部に超音波発振器３をセットした水槽１に水４を入れ、この水中に反応槽２を浸漬してある。この反応槽２に前記試料溶液６を入れた後、空気流量１．０ｄｍ3 ／分でアスピレーター１１で吸引し、熱電対８で下から下部４００℃、上部１０５０℃に設定した反応管（溶融石英；長さ１ｍ、内径３ｃｍ）７中に噴霧する。この例では、ｘ＝０．２のホウ素含有リン酸カルシウム化合物が合成された。
【００１６】
同様にして、ｘが０．４、０．８のホウ素含有リン酸カルシウム化合物になるよう硝酸カルシウム、リン酸水素二アンモニウム、ホウ酸を混合して試料溶液を調製し、図１に示す超音波噴霧熱分解装置で粉体を合成した。また水酸アパタイトも合成した。各粉体０．２ｇをリゾチーム（等電点１１．０〜１１．４）を含むｐＨ６、７、８のリン酸緩衝溶液１０ｃｍ3 に加え、２５℃で、１００回／分で７２時間振とう後、上澄み液の２８０ｎｍの吸光度を測定した。タンパク質の飽和吸着量をＬａｎｇｍｕｉｒプロットより算出した結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
0003892651.tif 000002
【００１８】
表１から明らかなように、ホウ酸含有リン酸カルシウム化合物は水酸アパタイトの３倍以上リゾチーム（ＬＳＺ）を吸着した。
【００１９】
更に上記の製造方法で得られたタンパク質吸着材の比表面積を測定したところ、ｘの値にかかわらず比表面積は、１０〜４０ｍ2 ・ｇ-1であった。これに対して、同組成の化合物を乾式下にて原料を加熱し粉砕する通常の固相反応法で作製した場合には、その比表面積は、１ｍ2 ・ｇ-1以下であった。このように比表面積は、タンパク質の吸着に重要な因子であるため、本発明のホウ素含有リン酸カルシウムの製造方法は、塩基性タンパク質の吸着材として用いる場合、最も好適な方法である。
【００２０】
〔比較例１〕吸着物質を牛血清アルブミン（ＢＳＡ；等電点４．７〜５．２）とした以外は、実施例１と同様の方法で吸着試験をし、その結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
0003892651.tif 000003
【００２２】
表２から明らかなように、ホウ酸含有リン酸カルシウム化合物と水酸アパタイトで吸着量に差は見られなかった。
【００２３】
〔比較例２〕ｘが０．２のホウ酸含有リン酸カルシウム化合物と水酸アパタイト各０．２ｇを１０００ｐｐｍのグルコース１０ｃｍ3 に加え、２５℃、１００回／分で２４時間振とう後、上澄み液のグルコース量をＴａｕｂｅｒ−Ｋｌｅｉｎｅｒ法で定量した。グルコースの吸着量を図２に示す。図２において、ホウ酸含有リン酸カルシウム化合物と水酸アパタイトで吸着量に有意な差は見られなかった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、ホウ素含有リン酸カルシウム化合物により、塩基性タンパク質を吸着するｃ面の吸着力を増大させることが可能となり、さらに比表面積が高いことから塩基性タンパク質を多く吸着できる吸着材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる超音波噴霧熱分解装置を示す断面図である。
【図２】グルコースの吸着量を示すグラフである。
【符号の説明】
１  水槽                        ７  反応管
２  反応槽                      ８  熱電対
３  超音波発信器                ９  粉体捕集部
４  水                          １０  冷却管
５  試料溜                      １１  アスピレーター
６  試料溶液                    １２  フィルム
【図１】
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【図２】
0003892651.tif 000005