器分析中的有机物的合成反应路线的简略化， 且环境负担小，因此也能为了实现低碳社会而成为有用的技术。
[0107] 但是，在液体中使用的酶基本上是一次性的，因此成本高。于是，为了有效利用贵 重的酶，一个方案是使酶在不溶物的载体上固定化，使有机原料接触载体，实现使酶作为催 化剂工作而起作用的生物反应器化。
[0108] 本实施方式中，作为使酶固定化的载体，使用有用的管状磷灰石单晶作为生物体 材料，利用磷灰石的吸附作用而使酶固定化，从而构成生物反应器柱。也就是说，本实施方 式的功能部由固定化了的酶构成。
[0109] 酶在前述管状磷灰石单晶中（例如蛋白质、氨基酸）的固定化主要有两种。
[0110] (1)磷灰石中，根据pH而存在阳离子吸附部（Ca2+等）和阴离子吸附部（ΗΡ0 42、 P043、OH、X等；X为卤素）。因此，通过静电吸附而使酶在吸附部固定化。另外，是吸附到 阳离子吸附部还是吸附到阴离子吸附部，只要根据酶的种类进行适当选择即可。
[0111] (2)预先使容易与酶发生生物亲和性结合的碱性糖蛋白质抗生物素蛋白分子静电 吸附到磷灰石上，通过以生物亲和性结合使以作为水溶性维生素的生物素标记化了的酶在 抗生物素蛋白分子上固定化，来制成生物反应器柱。生物素能够不失去酶的活性地加成到 酶分子上，因此可得到以生物素标记化了的酶。通过使该以生物素标记化了的酶与吸附于 磷灰石上的抗生物素蛋白分子结合，从而能够使酶在磷灰石管内固定化。这里，作为被固定 化的酶，可选择糖分解酶、蛋白质分解酶等各种酶。
[0112] 接下来，说明酶的生物素标记化方法的一例。首先，使酶与生物素标签化剂按照混 合摩尔比1:2~1:10悬浮在缓冲液（pH8. 5)中。接着，边浸透悬浮液边在恒温层（25°C) 中培育2~4小时。然后，将得到的溶液放入凝胶色谱，分离标签化了的酶。
[0113] 以下，参照实施例15至实施例17,对本实施方式的具有酶的复合材料的制造方法 进行说明。
[0114] (实施例 15)
[0115] 用前述实施例1~12中说明的方法，得到具有Ca5(P04)3(0H)的组成且长度为 0· 3~2mm、开口部的孔的内径为80~600nm的管状的羟基（羟基化）磷灰石的单晶。并 且，使淀粉酶悬浮在PH5~6. 5的缓冲液中，使得到的溶液浸透磷灰石管内，在20~35°C的 温浴中培育8小时，从而使淀粉酶在磷灰石管中固定化。
[0116] (实施例 16)
[0117] 用前述实施例1~12中说明的方法，得到具有Ca5(P04)3Cl的组成且长度为0. 3~ 2mm、开口部的孔的内径为3~40nm的管状的氯磷灰石的单晶。并且，使葡糖淀粉酶悬浮在 pH7~9的缓冲液中，使得到的溶液浸透磷灰石管内，在20~35°C的温浴中培育8小时，从 而使葡糖淀粉酶在磷灰石管中固定化。
[0118] (实施例 17)
[0119] 用前述实施例1~12中说明的方法，得到具有Ca5(P04)3Cl的组成且长度为0. 5~ 4mm、开口部的孔的内径为3~40nm的管状的氯磷灰石的单晶。并且，使抗生物素蛋白分子 分散在PH6~8的缓冲液中，使得到的溶液浸透磷灰石管内，在20~35°C的温浴中培育4小 时，通过静电作用使抗生物素蛋白分子在磷灰石管中固定化。然后，使具有生物素标记的酶 悬浮在pH6~8的缓冲液中，浸透磷灰石管，在20~25°C经30分钟，从而通过生物素?抗 生物素蛋白反应而使酶被固定在磷灰石管内。在该方法的情况下，也能够简单地使淀粉酶、 纤维素酶、木聚糖酶、消旋酶等分子量、等电点不同的酶固定化。
[0120] 接下来，对基于酶被固定化了的管状磷灰石单晶的效果进行说明。图3是使用本 实施方式的生物反应器柱的装置的示意图。首先，将用生物素抗生物素蛋白法使葡糖淀粉 酶固定化了的管状磷灰石单晶填满内径1〇_、长度100mm的柱，制成生物反应器柱10。然 后，将含有低聚糖并调制为PH7~8的缓冲液通过管栗14从原料容器12供给到生物反应 器柱10。在液温30°C、液量0. 3ml/分钟的条件下通过连续稳态运行来进行缓冲液的供给。
[0121] 每隔1小时采取从生物反应器柱10排出的溶液到采取容器16,用薄层色谱对内容 物进行分离鉴定。结果可知在采取的所有时间的样品溶液中，低聚糖基本上被分解为葡萄 糖，生物反应器柱10充分发挥了功能。
[0122] 以上，基于实施方式、各实施例说明了本发明。本领域技术人员应当理解，该实施 方式、各实施例为例示，在它们的各构成要素、各处理流程的组合中可能有各种变形例，并 且，这样的变形例也包含在本发明的范围内。
[0123] 工业实用性
[0124] 本发明的磷灰石单晶可作为以荧光体为首的各种功能性材料而使用。
[0125] 附图标记说明
[0126] 10生物反应器柱、12原料容器、14管栗、16采取容器。
【主权项】
1. 一种复合材料，其具有： 管状的磷灰石晶体、以及 收纳于所述磷灰石晶体的管内且由物性与该磷灰石晶体不同的材料构成的功能部。2. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述磷灰石晶体为用通式Μ25 (P04)3X 表示的单晶，式中，Μ2表示选自由2价的碱土金属和Eu组成的组中的至少1种元素，X表示 选自由卤素和0H组成的组中的至少一种元素或分子。3. 根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述磷灰石晶体对于可见光的透 过率在65%以上。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述功能部由刚性比所 述憐灰石晶体尚的材料构成。5. 根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述功能部由光催化剂 物质构成。6. 根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述功能部由酶构成。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述磷灰石晶体的外形 为六棱柱，在六棱柱的上表面或下表面形成的孔的开口部的形状为六边形。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述磷灰石晶体的管的 孔内径为3nm~800μm〇9. 根据权利要求1至8中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述磷灰石晶体的直径 为 1μm~1mm〇10. 根据权利要求1至9中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述磷灰石晶体的长 度方向的长度为2μL?~4mm。11. 一种复合材料的制造方法，其特征在于，在管状的磷灰石晶体的管内配置刚性比 该磷灰石晶体高的金属材料，用透过所述磷灰石晶体的激光熔融所述金属材料而使其固定 化。12. -种复合材料的制造方法，其特征在于，使抗生物素蛋白分子吸附于管状的磷灰石 晶体的管内，通过使含有用生物素标记化了的酶的溶液浸透管内，从而使酶在管内固定化。
【专利摘要】本发明涉及一种复合材料，其具有管状的磷灰石晶体、以及收纳于磷灰石晶体的管内且由物性与该磷灰石晶体不同的材料构成的功能部。磷灰石晶体可以为用通式M25(PO4)3X(M2表示选自由2价的碱土金属和Eu组成的组中的至少1种元素，X表示选自由卤素和OH组成的组中的至少一种元素或分子)表示的单晶。
【IPC分类】B01J32/00, C30B29/14, C30B29/12, C30B29/66, C01B25/32, A61L27/00, C12N11/14, C01B25/455, B01J27/18, B01J35/02
【公开号】CN105358479
【申请号】CN201480037344
【发明人】榎本公典, 大长久芳, 四宫裕
【申请人】株式会社小糸制作所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年6月16日
【公告号】EP3018096A1, US20160102302, WO2015001734A1