JPS5834165B2 - アミノ酸濃縮膜 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アミノ酸濃縮膜に関し、より詳細には、アミ
ノ酸をその濃度勾配に逆らって透過させ、濃縮し得るア
ミノ酸濃縮膜に関する。

従来、水溶液中に溶解しているアミノ酸を透過シ得ル膜
トしては、セロハン（セルロース）、コラーゲン、ケラ
チン、ポリビニルアルコールなどの親水性高分子膜が知
られているが、これらの膜では、アミノ酸は高分子のゲ
ル構造の間をすり抜けて透過するために、アミノ酸を濃
度の高い方から低い方へ、その濃度勾配に従って透過さ
せることはできるが、濃度の低い方から高い方へ、その
濃度勾配に逆らって透過させ、濃縮する機能は全く持っ
ていない。

一方、金属イオンあるいは脂溶性陰イオンを、その濃度
勾配に逆らって透過濃縮させる膜は、金属キレート剤な
どを含有させたポリ塩化ビニル膜により、すでに（本発
明者により）発明されているが、この膜では、金属イオ
ンを脂溶性の強いキレート剤によって包接し、さらに、
脂溶性陰イオンとイオン対を形成させて膜を透過させる
が、その際、膜の一方に脂溶性陰イオンを添加すること
により、膜の他方に金属イオンを、また膜の一方に金属
イオンを添加することにより、膜の他方に脂溶性陰イオ
ンをそれぞれ濃縮することができる。

しかしながら、この膜では、親水性の極めて強い、しか
も分子の大きいアミノ酸を全く透過させることはできな
かった。

本発明のアミノ酸濃縮膜はセロハンなどの親水性高分子
膜とは構造的に、また、金属イオンや脂溶性陰イオンを
濃縮する膜とは界面化学的に全く異なる性質をもち、親
水性の高いアミノ酸を、濃度の低い方から高い方へ、そ
の濃度勾配に逆らって透過し、濃縮することのできる特
徴を有する。

本発明は、かかる目的達成のために、生物の細胞を構成
する膜構造体、すなわち生体膜が、エネルギー供給系と
共役しながら、ある物質を、その性質に合致した径路（
チャンネル）を通して器官内へ取込み、濃縮することに
着目してなされたものであり、ポリ塩化ビニル膜内部に
リン酸トリアルキルエステル、及びハロゲン化炭化水素
を加えてなるアミノ酸濃縮膜である。

この膜において、リン酸トリアルキルエステル含量は３
０〜７０重量多、ハロゲン化炭化水素含量は２〜２０重
量饅である。

ここで、本発明のアミノ酸濃縮膜に用いられるポリ塩化
ビニルは、従来、一般にポリ塩化ビニル膜として用いら
れている原料と同じでよい。

この膜に加えられるリン酸トリアルキルエステルは、水
にほとんど溶けない、炭化水素鎖の比較的短いリン酸ト
リアミル、リン酸トリブチル、リン酸トリプトオキシエ
チルなどがよい。

このリン酸トリアルキルエステルは、ポリ塩化ビニル膜
を可塑化すると共にアミノ酸透過の媒体となるものであ
る。

また、本発明のアミノ酸濃縮膜を構成するハロゲン化炭
化水素は、上記リン酸トリアルキルエステルと相まって
、アミノ酸をさらに動きやすくするもので、液状で揮発
性の小さい、炭素数４〜１０程度の化合物、例えば、ヘ
キサクロロ−１゜３−ブタジェン、１．８−ジクロロオ
クタン、１，１０ジクロロデカンなどがよい。

本発明のアミノ酸濃縮膜を好ましく製造するには、まず
、テトラヒドロフラン１００ｙｄ当り、ポリ塩化ビニル
５〜７ｇを溶解し、つぎに、この溶液１００−当りリン
酸トリアルキルエステル３へ１８１ｎｌ、ハロゲン化炭
化水素０．４〜３ｙｄを添加した後、よく混合し、その
一定量を一定面積のガラス板上に流し、室温で２〜４時
間風乾し、約０．１間の厚さの膜として製造する。

このようにして得られたアミノ酸濃縮膜を、濃縮させよ
うとするアミノ酸を含む水溶液に接触させ、膜の一方の
側に、アミノ酸の濃縮の駆動力となる塩を添加すると、
膜の他方の側に、アミノ酸はその濃度勾配に逆らって透
過し濃縮される。

この際、駆動力として添加する塩は、脂溶性のアルカリ
金属塩、例えば、ヘキサフロロリン酸リチウムや過塩素
酸ナトリウムなどがよい。

また、アミノ酸の透過速度をはやくするためには、水溶
液を中性よりも酸性またはアルカリ性にした方がよい。

かかる本発明のアミノ酸濃縮膜は、親水性の小さいポリ
塩化ビニル膜に、比較的親水性の大きいリン酸トリアル
キルエステルが添加されることによって、アミノ酸の透
過しやすい径路を形成し、しかも、このリン酸トリアル
キルエステルがアミノ酸透過の媒体となり、さらに、ア
ミノ酸にその透過の駆動力となる塩が結合して、膜を透
過させる。

したがって、本発明のアミノ酸濃縮膜は、濃縮の駆動力
となる塩の濃度差が膜の両側にある限り、アミノ酸の濃
縮は継続される。

本発明のアミノ酸濃縮膜におけるアミノ酸の濃度勾配に
逆らった透過は、例えば、膜の両側に１ミリモル濃度の
アミノ酸を含む水溶液を接触させ、濃縮の駆動力となる
塩として、０．１モル濃度のへキサフロロリン酸リチウ
ムを膜の一方に添加したとき、膜ノＩＣｒｒＬ２当り１
時間に最高２．２Ｘ１０−７モルのアミノ酸が濃度の低
い方から高い方へ透過する。

この透過速度は、同じ厚さのセロハン膜の一方の側に１
ミリモル濃度のアミノ酸水溶液を接して、他方の側のア
ミノ酸濃度をＯにしたとき、アミノ酸が膜の一方の側よ
り他方の側へその濃度勾配に従って透過する速度の２倍
以上である。

また、このアミノ酸濃縮膜の透過速度は、アミノ酸の種
類によって多少異なるが、駆動力として添加する塩の濃
度を高くすれば、透過速度を上昇させることができる。

そして、このような系では、アミノ酸以外の化合物を透
過させることはできない。

本発明のアミノ酸濃縮膜は、アミノ酸をその濃度勾配に
逆らって透過、濃縮させることができ、しかも強度の大
きい高分子膜で、従来のセロハンなどの透析膜や逆浸透
膜と同様に取扱うことができるので、食品工業、製薬工
業などにおける用途が期待され、その産業的意義は大き
い。

次に本発明の実施例を述べる。

実施例 Ｉ Ａニアミノ酸濃縮膜の製造 ポリ塩化ビニル３ｇを５０ｙｄのテトラヒドロフランに
溶解し、その溶液４−を底部平面の直径６儒のガラス製
シャーレに注ぎ、この中にリン酸トリブチル０．５ ｍ
７！およびヘキサクロロ−１，３−ブタジェン０．０５
１ｎｌを加え、よく混合した後、これを水平な台の上に
おき、約２０℃の室内で３時間風乾し膜を調製した。

得られた膜の厚さは０．０９３間である。

Ｂ：Ｌ−イソロイシンの透過試験 透過膜の直径３ｃｒＩＬ１容量３５ｒｎｌの円筒形の二
つのガラス製セルの間に上記の膜をはさみ、これを２５
℃の恒温槽中に固定し、膜の一方の側に１ミリモル濃度
のＬ−インロイシン、０．１モル濃度のへキサフロロリ
ン酸リチウム及び１０ミリモル濃度の水酸化ナトリウム
を含む水溶液３５ｍ／！、他方の側に１ミリモル濃度の
Ｌ−インロイシン及び１０ミリモル濃度の水酸化ナトリ
ウムを含む水溶液３５ｒＩｌｌを加え、両方のセル内部
をそれぞれ攪拌し続けると、７時間後、ヘキサフロロリ
ン酸リチウムを含む側のＬ−インロイシン濃度は、０．
ロアミリモル濃度に減少し、ヘキサフロロリン酸リチウ
ムを含まない側のＬ−インロイシン濃度は１．３２ミリ
モル濃度に増加した。

すなわち、この膜は、膜１鼾２当り、１時間に２．２Ｘ
１０−７モルのＬ−イソロイシンが濃度の低い方から高
い方へ透過したことになる。

実施例 ２ Ａニアミノ酸濃縮膜の製造 ポリ塩化ビニル３ｇを５０−のテトラヒドロフランに溶
解し、その４１ｎｌを実施例１−Ａと同じシヤーレに注
ぎ、この中にリン酸トリアミル０．５ｒｒｌｌおよび１
，８−ジクロロオクタン０．０３ｍｇを加え、よく混合
した後、約２０℃の室内で３時間風乾し膜を調製した。

得られた膜の厚さは０．０９５間である。

Ｂ：Ｄ−フェニルアラニンの透過試験 実施例１−Ｂと同じ透過試験用セルを用い、上記の膜を
セルの間にはさみ、膜の一方の側に１ミリモル濃度のＤ
−フェニルアラニン、０．１モル濃度のへキサフロロリ
ン酸リチウム及び１０ミリモル濃度の水酸化ナトリウム
を含む水溶液３５−１他方の側に１ミリモル濃度のＤ−
フェニルアラニン及び１０ミリモル濃度の水酸化ナトリ
ウムを含む水溶液３５７７２７！を加えると、７時間後
、ヘキサフロロリン酸リチウムを含む側のＤ−フェニル
アラニン濃度は０．７０ミＩＪモルに減少し、ヘキサフ
ロ０１Ｊン酸リチウムを含まない側のＤ−フェニルアラ
ニン濃度は、１．２９ミＩＪモル濃度に増加した。

すなわち、この膜は１ｃ１ｒＬ２当り、１時間に２．１
×１０−７モルのＤ−フェニルアラニンが濃度の低い方
から高い方へ透過したことになる。

実施例 ３ Ａニアミノ酸濃縮膜の製造 ポリ塩化ビニル３ｇを５０−のテトラヒドロフランに溶
解し、その４１ｎｌを実施例１−Ａと同じシャーレに注
ぎ、この中にリン酸トリプトオキエチル０．５−及びヘ
キサクロロ−１，３−ブタジェン０．１１ｎｌを加え、
よく混合した後約２０℃の室内で３時間風乾し、膜を調
製した。

得られた膜の厚さは０．０９５１１１である。

Ｂ：Ｌ−チロシンの透過試験 実施例１−Ｂと同じ透過試験用セルを用い、上記の膜を
セルの間にはさみ、膜の一方の側にｌミリモル濃度のＬ
−チロシン、０．１モル濃度のヘキサフロロリン酸リチ
ウム及び５ミリモル濃度の硫酸を含む水溶液３５ｍＪ、
他方の側に１ミリモル濃度のＬ−チロシン及び５ミリモ
ル濃度の硫酸を含む水溶液３５ｙｄを加えると、７時間
後、ヘキサフロロリン酸リチウムを含む側のＬ−チロシ
ン濃度は０．７５ミＩＪモルに減少し、ヘキサフロロリ
ン酸リチウムを含まない側のＬ−チロシン濃度は１．２
３ミＩＪモル濃度に増加した。

すなわち、この膜１ｃｒＩＬ２当り１時間に１．６Ｘ１
０ ”モルのＬ−チロシンが濃度の低い方から高い方
へ透過したことになる。

実施例 ４ Ａニアミノ酸濃縮膜の調製 ポリ塩化ビニル３ｇを５０ｒｒＩＩ！のテトラヒドロフ
ランに溶解し、その４−を実施例１−Ａと同じシャーレ
に注ぎ、この中にリン酸トリブチル０．３７７２７！、
及び１，１０−ジクロロデカン０．２−を加え、よく混
合した後約２０℃の室温で、３時間風乾し膜を調製した
。

得られた膜の厚さは０．０９７ｍｍ１である。Ｂ：ＤＬ
−フェニルグリシン透過試験 実施例１−Ｂと同じ透過試験用セルを用い、上記の膜を
セルの間にはさみ、膜の一方の側に１ミリモル濃度のＤ
Ｌ−フェニルクリシン、０．１モル濃度の過塩素酸ナト
リウム及び５ミリモル濃度の硫酸を含む水溶液３５−１
他方の側に１ミリモル濃度のＤＬ−フェニルグリシン及
５ミリモル濃度の硫酸を含む水溶液３５−を加えると、
７時間後、過塩素酸ナトリウムを含む側のＤＬ−フェニ
ルグリシン濃度は０．８４ミｌＪモルに減少し、過塩素
酸ナトリウムを含まない側のＤＬ−フェニルグリシン濃
度は１．１６ミＩＪモル濃度に増加した。

すなわち、コノ膜１ｃＩＬ２当り１時間に１．ｌＸ１０
’モルのＤＬ−フェニルグリシンが濃度の低い方か
ら高い方へ透過したことになる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリ塩化ビニル膜内部にリン酸トリアルキルエステ
   ル及びハロゲン化炭化水素を加えてなるアミノ酸濃縮膜
   。