アミノ酸の高度分離用天然多糖キトサン樹脂の開発

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カニやエビの甲羅から抽出したキチンを脱アセチル化処理して得られるキトサンから作られるキトサン樹脂はは,超多孔構造を持っているため,従来の市販の樹脂に比べて粒子内拡散速度は速いが,吸着容量が小さいという欠点がある。筆者等は,このキトサン樹脂にポリエチレンイミン(PEI)を導入することにより,超多孔構造を維持したまま樹脂固定アミノ基濃度を高めることに成功した。分子量の1万ポリエチレンイミンを導入したPEIキトサン樹脂が最大の樹脂固定アミノ基濃度を示し,市販の陰イオン交換樹脂の2〜3倍の値が得られた。本研究ではこのPEIキトサン樹脂のアミノ酸の分離剤としての適用の可能性について検討を加え,以下の知見を得た.(1)Lーグルタミン酸(酸性アミノ酸)はpH=3.7付近で最大吸着量を示し,pH〈2およびpH〉8ではほとんど吸着しなかった。一方,中性アミノ酸は全pH領域でほとんど吸着しないことが明かとなった。従って,PEIキトサン樹脂は酸性アミノ酸の選択的な吸着分離剤として有効であることがわかった。(2)Lーグルタミン酸の吸着等温線はLangmui式で相関出来た。各等温線はpHに強く依存し,飽和吸着量および平衡定数は,pHの関数として実験式で整理出来た。(3)Lーグルタミン酸の破過曲線を種々の条件下で測定した。Lーグルタミン酸のカラム出口濃度は,ゼロの状態が続いた後,破過が始まり,その後,入口濃度の約16%の濃度で一定値を示した。さらに時間が経過した後,出口濃度が上昇し,最終的にカラム入口濃度に達するという特異な挙動が見られた。(1)破過曲線に対する理論的検討も行い,(3)の結果を裏付ける理論破過曲線を得た。