176580. lajstromszámú szabadalom • Eljárás enzimek és enzimkeverékek rögzítésére kopolimer réteg(ek)ben
5 176580 6 zárt aktív részecskékhez való bejutását. Ezt valószínűleg a film duzzadása következtében a láncok fellazulása ellensúlyozza. Meglepő továbbá, hogy az egymásra szárított polimerrétegek ismételten oldószerbe helyezve nem válnak el egymástól. Általában ugyanis az egymásra rétegzett polimer filmek (még ha azonos kémiai felépítésűek is) oldószerrel érintkezve a száradásuk során az egyes rétegekben kialakuló különböző számú kötési hely következtében különböző mértékben duzzadnak, és a rétegek között fellépő duzzadási nyomáskülönbség hatására szétválnak. A következőkben a találmány szerinti membránok készítésének elvét ismertetjük: 1. Előkísérletekben megállapítjuk az immobilizálandó anyag szempontjából legmegfelelőbb kopolimer összetételét. Vízben oldható enzimek esetében viniléter, vinilészter illetve vinildiacetál tartalmú kopolimerek alkalmazhatók a legelőnyösebben. Kísérleteink során kedvező eredményeket — jó mechanikai tulajdonságú és nagy rögzítési kapacitású filmeket — kaptunk vinilterc.butil-éter— vinilalkohol, vinilaminopropiléter—vinilalkohol, vinilbenziléter—vinilalkohol, illetve vinilformál—vinilalkohol, vinilacetál—vinilalkohol, vinilklóracetál—vinilalkohol, vinilpropanál—vinilalkohol, vinilbutirál—vinilalkohol, vinilbenzál —vinilalkohol, illetve vinilformiát—vinilalkohol, vinilpropilát—vinilalkohol, vinilbutirát—vinilalkohol rendszerek esetén. Tapasztalataink szerint néhány mól°/o acetátcsoport jelenléte (5 mól% alatt) kedvezően befolyásolja a rendszerek vízzel szembeni viselkedését. 2. Az immobilizálandó anyagból, illetve a megfelelő kopolimerből oldatokat készítünk. Vízben oldható enzimek esetén az oldat töménysége (az enzim oldhatóságától függően) 0,001—20,0 s% között, míg a polimer oldat koncentrációja 2,0—20,0 s% között változhat. Az oldatokat a levegőbuborék elváltozásáig szobahőmérsékleten állni hagyjuk. 3. A további feldolgozás több úton lehetséges. a) A kopolimer és az enzim oldatokat megfelelő térfogatarányban elegyítjük és az elegyből — amely adott esetben még kismolekulájú aldehideket vagy egyéb vízoldható polimert, így karboximetil-cellulózt is tartalmaz — filmet képezünk, ennek egyik vagy mindkét oldalát kopolimer oldattal vonjuk be, ezután a rétegeket szárítjuk, majd adott esetben az így nyert filmre enzimet vagy enzimeket tartalmazó újabb kopolimer réteget vagy rétegeket viszünk fel; b) A kopolimerek enzimmentes oldatából beszállítással filmeket készítünk, majd két vagy több filmet a kopolimer és az aktív enzim közös oldatával összeragasztunk. A találmány szerinti eljárás előnyei: — általánosan alkalmazható különböző kémiai tulajdonságú és méretű részecskék rögzítésére, — a kivitelezés módja — beleértve a kopolimerek előállítását is — igen egyszerű, — lehetővé teszi az immobilizált részecskék számára a természetes környezetükhöz hasonló kémiai környezet kialakítását, — megteremti többszörösen összetett aktív rétegek (szendvicsszerkezet) kialakításának lehetőségét, — a felhasználás céljainak megfelelően mind film, mind granulátum alakú termék előállítására alkalmas, — a felhasználandó anyagok könnyen beszerezhetők és olcsók. A következőkben a találmány szerinti eljárás kivitelezésére néhány — enzim immobilizálásra vonatkozó — példát adunk meg. A példák nem jelentenek semmiféle korlátozást az eljárás alkalmazhatóságát illetően, csak a kivitelezés gyakorlati foganatosításának szemléltetését szolgálják. 1. példa Kolinészteráz enzim immobilizálása 10% vinilbenzál—90% vinilalkohol összetételű kopolimerből készített filmben. A kolinészteráz enzimből (Merck termék) +5 °Con 10 mg/cm3 töménységű oldatot készítünk 7,0 pH-jú, 0,1 mólos foszfát puffer oldatban való oldással. A 10% vinilbenzál—90% vinilalkohol összetételű kopolimerből vízfürdőn melegítve 6 s%-os vizes oldatot készítünk. A kopolimer oldat 10 cm3-éhez 2 cm3 enzimoldatot mérünk, majd a rendszert homogenizáljuk. Ezután az elegyet állni hagyjuk, hogy a keverés során belekerült levegőbuborékok eltávozzanak. A buborékmentes oldatból 50 cm2 felületű vízszintes üveglemezre filmet öntünk, s hagyjuk megszáradni. A teljes száradás után (kb. 1 nap) a filmet az üveglapról leválasztjuk, és a kopolimer oldatába merítjük. Néhány perc elteltével a membránt az oldatból kiemeljük és függőleges helyzetben felfüggesztjük. A polimer oldat feleslegét hagyjuk lecsöpögni, s a film felületén visszamaradó oldatot szobahőmérsékleten beszárítjuk. A száraz filmet felhasználás előtt puffer oldatba áztatjuk. Az enzimaktivitásra számított kitermelés 28%. 2. példa Kolinésztaráz enzim immobilizálása 20% vinilpropanál—80% vinilalkohol összetételű kopolimer membránban. Az oldatok készítése az 1. példa szerint történik. Az üveglapra először enzimet nem tartalmazó kopolimer oldatából öntünk filmet, majd ezt beszárítjuk. A légszáraz filmre az enzimet is tartalmazó kopolimer oldatot öntjük, amit szintén beszárítunk. A harmadik réteg kialakítása az elsőhöz teljesen hasonló módon történik. Az így létrehozott szendvics szerkezetű membránt az üveglapról leválasztjuk. Felhasználás előtt a filmet foszfát puffer oldatba áztatjuk. Enzimaktivitásra számított kitermelés : 40%. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
