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JPH0768268A - Bactericidal method, method for recovering protein and hormones and apparatus used therefor - Google Patents

Bactericidal method, method for recovering protein and hormones and apparatus used therefor

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Publication number
JPH0768268A
JPH0768268A JP8752094A JP8752094A JPH0768268A JP H0768268 A JPH0768268 A JP H0768268A JP 8752094 A JP8752094 A JP 8752094A JP 8752094 A JP8752094 A JP 8752094A JP H0768268 A JPH0768268 A JP H0768268A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
metal
sterilization
pulse
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Application number
JP8752094A
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Japanese (ja)
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JP3400852B2 (en
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Junji Arisawa
準二 有澤
Masakatsu Sano
正勝 佐野
Nobuo Katsuura
信夫 勝浦
Osamu Igarashi
治 五十嵐
Atsushi Nakayama
敦 中山
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Nikko Kogyo KK
Original Assignee
Nikko Kogyo KK
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/04Disinfection

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a bactericidal apparatus capable of obtaining desired sterilizing capacity by the short-time supply of a current. CONSTITUTION:A container 12 receiving a soln. 10 to be treated requiring bactericidal treatment, an electrode 18 for supplying a current to the soln. to be treated and a pulse oscillator 20 are provided. By applying a pulse wave to the electrode from the pulse oscillator, desired sterilizing capacity can be obtained by supplying a current for a short time as compared with a case applying an AC current and a DC current.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は処理液中の微生物を殺菌
し、殺菌後の菌体を取り除くことができる除菌方法及び
その装置に関するものである。また、本発明は微生物を
含む溶液からタンパク質、またはホルモン類を回収する
方法及びその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sterilizing method and apparatus for sterilizing microorganisms in a treatment liquid and removing microbial cells after sterilization. The present invention also relates to a method and apparatus for recovering proteins or hormones from a solution containing a microorganism.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から微生物の殺菌は種々の分野にお
いて必要となっている。例えば、医薬品工業、発酵工
業、食品工業の分野では、微生物に汚染されていない製
品を供給しなければならないため、必ず殺菌水が使用さ
れる。また、河川に放流される下水中の大腸菌数は一定
値以下に制限されているため、放流前に下水に殺菌処理
を施さなければならない。
2. Description of the Related Art Conventionally, sterilization of microorganisms has been required in various fields. For example, in the fields of pharmaceutical industry, fermentation industry, and food industry, sterilized water is always used because products that are not contaminated with microorganisms must be supplied. In addition, the number of E. coli in the sewage discharged into the river is limited to a certain value or less, so the sewage must be sterilized before being discharged.

【0003】この種の殺菌処理として複数の従来例が存
在する。例えば、熱処理による方法、塩素等の酸化剤あ
るいは抗生物質のような薬剤を添加する方法である。こ
のうち、熱処理による殺菌では、熱源としてのボイラー
や複数のバーナーを必要とするので装置が大型化する。
また、酸化剤等の薬剤を用いた従来例では、その残留に
基づく二次汚染の問題がある。そこで、処理液を通電し
て殺菌を行うことが行われており、特開昭61ー136
484号のように処理水に高電圧を加える電気的殺菌方
法が存在する。
There are a plurality of conventional examples of this type of sterilization treatment. For example, a method of heat treatment, a method of adding an oxidizing agent such as chlorine, or a drug such as an antibiotic. Of these, the sterilization by heat treatment requires a boiler as a heat source and a plurality of burners, so that the apparatus becomes large.
Further, in the conventional example using a chemical such as an oxidizing agent, there is a problem of secondary contamination due to the residue. Therefore, the treatment liquid is energized for sterilization, which is disclosed in JP-A-61-136.
There is an electric sterilization method such as No. 484 in which a high voltage is applied to treated water.

【0004】しかしながら、高電圧を加える電気的殺菌
方法では、エネルギーの損失の問題があるため、最近で
は、薬剤と交流電流の通電とを併用して殺菌を行う従来
例が存在する(環境工学、vol63、No3、198
9年)。また、微生物に対して不透過性を有する中空糸
膜を用いて処理液をろ過することにより、微生物を処理
液から取り除くようにした従来例も存在する。この従来
例では、中空糸膜そのものに殺菌性がないため、中空糸
膜の表面または内部に微生物がトラップされて増殖する
問題がある。そこで、例えば特開昭60−261502
号、特開昭61−8104号、特開昭64−56106
号、および特開平1−15657号のように中空糸膜に
銀をコーティングしてトラップされた微生物を殺菌する
ようにした従来例も存在する。
However, since the electric sterilization method for applying a high voltage has a problem of energy loss, recently, there is a conventional example in which sterilization is performed by using a medicine and energization with an alternating current (environmental engineering, vol63, No3, 198
9 years). There is also a conventional example in which the treatment liquid is filtered by using a hollow fiber membrane that is impermeable to microorganisms to remove the microorganisms from the treatment liquid. In this conventional example, since the hollow fiber membrane itself has no bactericidal property, there is a problem that microorganisms are trapped on the surface or inside the hollow fiber membrane and proliferate. Then, for example, JP-A-60-261502
JP-A-61-8104, JP-A-64-56106
And Japanese Patent Laid-Open No. 15657/1989, there is a conventional example in which a hollow fiber membrane is coated with silver to sterilize trapped microorganisms.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気的殺菌方法では十分な殺菌性能が得られず、通電時
間が長くなる問題がある。また、殺菌後の菌体を除去す
ることの配慮はなく、殺菌後の菌体の混入も許されな
い、例えば極力清浄な殺菌水を必要とする分野、すなわ
ち、発熱物質の混入を禁止しなければならない注射剤の
製造の分野等にはそのまま適用できない問題があった。
また、前記中空糸膜を用いて除菌することについて、銀
を十分量コートできないことや、銀の殺菌能力が十分で
ないことにより所望の殺菌性能を得ることができない問
題があった。そこで、この発明は、短時間の通電で所望
の殺菌性能が得られる除菌方法およびその装置を提供す
ることを目的とする。また、他の目的はさらに殺菌後の
菌体を除去できる除菌方法およびその装置を提供するに
ある。さらに、他の目的は中空糸膜を用いて除菌する際
に、中空糸膜の殺菌性能を高めた除菌方法およびその装
置を提供することにある。
However, the conventional electric sterilization method has a problem that sufficient sterilization performance cannot be obtained and the energization time becomes long. In addition, there is no consideration for removing the sterilized microbial cells, and the sterilized microbial cells are not allowed to be mixed in, for example, a field requiring clean sterilized water as much as possible, that is, unless a mixture of a heat-generating substance is prohibited. There is a problem that it cannot be applied as it is to the field of injectable drug manufacturing.
In addition, with respect to sterilization using the hollow fiber membrane, there was a problem that a desired sterilization performance could not be obtained because silver could not be coated in a sufficient amount and the sterilization ability of silver was insufficient. Therefore, an object of the present invention is to provide a sterilization method and a device thereof that can obtain a desired sterilization performance by applying electricity for a short time. Another object of the present invention is to provide a sterilization method and an apparatus for the sterilization, which can further remove the microbial cells after sterilization. Another object of the present invention is to provide a sterilizing method and an apparatus for sterilizing the hollow fiber membrane, which has enhanced sterilizing performance when sterilizing the hollow fiber membrane.

【0006】一方、近年、医療産業における遺伝子組み
替え技術の発達により、生物製剤の製造は遺伝子組み替
えにより行われつつある。例えば、ヒトインシュリンや
肝炎の治療に普及しつつあるインターフェロン、または
抗癌剤として期待されているインターロイキン等、多く
のタンパク液性因子が難治疾患の治療薬として使用され
ている。これらタンパク質因子は、人の遺伝子を大腸菌
に組み込み、菌にこれらを産生させその後、目的物を菌
体の外に放出する遺伝子を別に組み込むか、または菌体
を別の酵素で溶かし内容物を回収する方法により製造さ
れている。
On the other hand, in recent years, due to the development of gene recombination technology in the medical industry, biopharmaceuticals are being produced by gene recombination. For example, many proteinaceous factors such as human insulin and interferon, which is becoming popular in the treatment of hepatitis, and interleukin, which is expected as an anticancer agent, are used as therapeutic agents for intractable diseases. These protein factors incorporate human genes into Escherichia coli, cause the bacteria to produce them, and then incorporate a gene that releases the target substance outside the cells, or dissolve the cells with another enzyme to recover the contents. It is manufactured by the method.

【0007】しかし、これらの方法は、数回の操作段階
を必要とするため、連続的にタンパク質を回収できない
という問題点がある。そこで、本発明は、一回の操作に
よってタンパク質および各種ホルモンの回収を可能とす
ることにより、連続的にタンパク質および各種ホルモン
を回収できるタンパク質回収方法およびその装置を提供
することも目的とする。
However, these methods have the problem that the protein cannot be continuously recovered because they require several operation steps. Therefore, it is another object of the present invention to provide a protein recovery method and an apparatus therefor capable of continuously recovering proteins and various hormones by enabling recovery of proteins and various hormones by one operation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の除菌方法は除菌処理を必要とする処理液に
パルス波を通電することにより除菌することを特徴とす
る。前記パルス波は、インパルス波であっても良い。こ
こで、インパルス波とは、パルス波形を微分処理したパ
ルス波のことをいう。
In order to achieve the above-mentioned object, the sterilization method of the present invention is characterized in that the treatment liquid requiring sterilization treatment is sterilized by applying a pulse wave to the treatment liquid. The pulse wave may be an impulse wave. Here, the impulse wave means a pulse wave obtained by differentiating the pulse waveform.

【0009】また、この発明を実現するための本発明の
第1の除菌装置は、除菌処理を必要とする処理液が供給
される容器と、前記処理液にパルス波を通電するための
電極と、パルス発振装置と、を有することを特徴とす
る。この除菌装置には、処理液中の微生物をろ過する、
例えば中空糸膜等のろ過装置を付加することができる。
さらに本発明の第2の除菌装置は、導電性金属が被覆さ
れた中空糸膜と、この中空糸膜の導電性金属にパルス波
を通電するパルス発振装置と、前記中空糸膜に除菌処理
を必要とする処理液を供給する手段と、を備えることを
特徴とする。金属は中空糸膜に化学的に結合しているこ
とが好ましい。またさらに、前記第1および2の除菌装
置パルス発振装置の出力信号を微分処理する微分回路を
さらに備えることが好ましく、この微分回路から発振す
るインパルス波を前記電極または導電性金属に通電する
ことが好ましい。
Further, the first sterilization apparatus of the present invention for realizing the present invention is provided with a container to which a treatment liquid requiring sterilization treatment is supplied and a pulse wave to the treatment liquid. It is characterized by having an electrode and a pulse oscillating device. This sterilization device filters microorganisms in the treatment liquid,
For example, a filtration device such as a hollow fiber membrane can be added.
Further, a second disinfection device of the present invention is a hollow fiber membrane coated with a conductive metal, a pulse oscillating device for applying a pulse wave to the conductive metal of the hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane is disinfected. And a means for supplying a treatment liquid which requires treatment. The metal is preferably chemically bonded to the hollow fiber membrane. Furthermore, it is preferable to further include a differentiating circuit that differentiates the output signals of the first and second sterilization device pulse oscillators, and to apply an impulse wave oscillating from the differentiating circuit to the electrode or the conductive metal. Is preferred.

【0010】本発明において除菌とは、処理液中に含ま
れる微生物を殺菌し、必要に応じて殺菌後の菌体を除去
するまでのことを言う。なお、本発明における殺菌処理
を必要とする処理液として、例えば大腸菌、または黄色
ぶどう球菌を含む溶液がある。
In the present invention, sterilization means sterilization of microorganisms contained in the treatment liquid and, if necessary, removal of sterilized cells. In addition, as the treatment liquid requiring sterilization treatment in the present invention, there is a solution containing, for example, Escherichia coli or Staphylococcus aureus.

【0011】また、他の目的を達成するために、本発明
のタンパク質回収方法は微生物を含む溶液に通電を行
い、該溶液から微生物含有タンパク質を回収することを
特徴とする。この通電方法としては、直流電流、交流電
流、パルス波通電、インパルス波通電等があり、特にイ
ンパルス波により通電することが好ましく、タンパク質
には、ホルモン類、酵素、その他の生理活性ポリペプタ
イド等が含まれる。なお、ここでいうホルモンはタンパ
ク質以外のホルモンであっても良い。
In order to achieve another object, the protein recovery method of the present invention is characterized in that a solution containing a microorganism is energized to recover the protein containing the microorganism from the solution. This energization method includes direct current, alternating current, pulsed wave energization, impulse wave energization, etc., particularly preferably energized by impulse waves, and proteins include hormones, enzymes, and other physiologically active polypeptides. included. The hormone referred to here may be a hormone other than a protein.

【0012】また、この発明を実現するため本発明の第
1のタンパク質回収装置は、微生物を含む溶液が供給さ
れる容器と、前記溶液に通電するための電極と、この電
極に通電する通電装置と、タンパク質を分離する手段
と、を備えることを特徴とする。さらに本発明の第2の
タンパク質回収装置は、導電性金属が被膜された中空糸
膜と、この中空糸膜の導電性金属に通電する通電装置
と、前記中空糸膜に微生物を含む溶液を供給する手段
と、を備えることを特徴とする。この金属は中空糸膜に
化学的に結合していることが好ましい。なお、本発明に
おける微生物を含む溶液として、例えば大腸菌、古枯菌
等を含む溶液がある。
In order to realize the present invention, the first protein recovery device of the present invention is a container for supplying a solution containing microorganisms, an electrode for energizing the solution, and an energizing device for energizing the electrode. And a means for separating proteins. Furthermore, the second protein recovery device of the present invention comprises a hollow fiber membrane coated with a conductive metal, an energization device for energizing the conductive metal of the hollow fiber membrane, and a solution containing a microorganism in the hollow fiber membrane. And means for doing so. This metal is preferably chemically bonded to the hollow fiber membrane. The solution containing the microorganism in the present invention includes, for example, a solution containing Escherichia coli, old bacteria and the like.

【0013】また、黄色ぶどう球菌を除去する方法とし
て、黄色ぶどう球菌を含む処理液を直流通電することが
ある。
As a method of removing Staphylococcus aureus, a treatment liquid containing Staphylococcus aureus may be energized with direct current.

【0014】[0014]

【作用】本発明者が電気的殺菌法について鋭意検討した
ところ、パルス波を処理液に通電することにより高い殺
菌性能および増殖抑制性能が得られるとの知見を得た。
すなわち、パルス波を通電することによって、殺菌が可
能となるのは、次のような理由からと考えられる。細菌
は細胞膜に覆われており、菌自体は負に帯電している。
したがって、このような状態のもとパルス波を通電する
と、電界が与えられ菌体が互いに接近または密に接触す
ると考えられる。このことは図7および図8から明らか
に理解される。次に、パルス波の周波数、電圧等を変化
することによって、電界値がある値以上に達すると細胞
膜は部分的に誘電破壊(非可逆的破壊)され、細胞内原
形質の流出が起きてしまい、菌が死滅する。また、遺伝
子配列の破壊により、通電後の菌の増殖が抑制されるこ
とが考えられる。その結果、本発明によれば、処理液に
パルス波を通電することにより、短時間で効率的な殺菌
が可能となる。
The present inventor has conducted extensive studies on the electric sterilization method, and has found that high sterilization performance and growth suppression performance can be obtained by applying a pulse wave to the treatment liquid.
That is, it is considered that the sterilization becomes possible by energizing the pulse wave for the following reasons. Bacteria are covered with cell membranes, and the bacteria themselves are negatively charged.
Therefore, it is considered that when a pulse wave is applied under such a condition, an electric field is applied and the bacteria come close to or in close contact with each other. This is clearly understood from FIGS. 7 and 8. Next, by changing the frequency, voltage, etc. of the pulse wave, when the electric field value reaches a certain value or more, the cell membrane is partially dielectrically destroyed (irreversible destruction), causing intracellular outflow of cytoplasm, The bacteria die. In addition, it is considered that the destruction of the gene sequence suppresses the growth of the bacterium after energization. As a result, according to the present invention, it is possible to sterilize efficiently in a short time by applying a pulse wave to the treatment liquid.

【0015】また、殺菌後の処理液を中空糸膜等のろ過
装置によってろ過することにより、殺菌後の菌体を処理
液から除去することができる。殺菌率は例えばパルス波
の大きさ、パルスの波形、周波数および通電時間、すな
わち通電量等の一つあるいは複数の要因によって影響さ
れ、かつ微生物の種類によっても異なる。通電時間、通
電量、通電値がそれぞれ長くあるいは大きくなることに
よって、殺菌・制菌の効果が大きくなる。
Further, the sterilized cells can be removed from the treatment solution by filtering the sterilized treatment solution with a filter such as a hollow fiber membrane. The sterilization rate is influenced by one or more factors such as the magnitude of the pulse wave, the waveform of the pulse, the frequency and the energization time, that is, the energization amount, and also depends on the type of microorganism. The effect of sterilization and sterilization is enhanced by increasing or increasing the energization time, the energization amount, and the energization value.

【0016】本発明によれば導電性金属が被覆された中
空糸膜に直接パルス波を通電しているために、中空糸膜
の表面および内部にトラップされた微生物に効果的にパ
ルス通電し、当該微生物を確実に死滅させることができ
る。このように、中空糸膜の内部に微生物がトラップさ
れていることは、図7、8、および16から明らかに理
解される。本発明者が検討したところ100mA/cm
2 の50Hzパルス波で4時間通電することによりほぼ
100%の殺菌率を得ることができた。
According to the present invention, since the pulse wave is directly applied to the hollow fiber membrane coated with the conductive metal, the microorganisms trapped on the surface and inside the hollow fiber membrane are effectively pulsed, The microorganism can be surely killed. Thus, it is clearly understood from FIGS. 7, 8 and 16 that the microorganisms are trapped inside the hollow fiber membrane. The present inventor examined and found that it was 100 mA / cm.
It was possible to obtain a sterilization rate of almost 100% by applying a 50 Hz pulse wave of 2 for 4 hours.

【0017】また、本発明者はタンパク質およびホルモ
ン類の回収方法について検討した結果、微生物を含む溶
液に通電を行い、該溶液から連続的に微生物含有タンパ
ク質を回収できるとの知見を得た。すなわち、微生物を
通電するとその細胞膜は部分的に誘電破壊され、細胞内
原形質が流出する。この細胞内原形質には、微生物の活
性に特に重要であるタンパク質およびホルモン類が含ま
れていることから、この細胞内原形質を回収することに
より回収目的物であるタンパク質およびホルモン類を回
収することができる。特に、本発明者が検討した結果、
インパルス波によって通電することにより、効率良くタ
ンパク質およびホルモン類を回収できるとの結果に至っ
た。
Further, the present inventor has studied the method of recovering proteins and hormones, and as a result, has found that a solution containing a microorganism can be energized to continuously collect a protein containing a microorganism from the solution. That is, when electricity is applied to a microorganism, its cell membrane is partially dielectrically destroyed, and intracellular cytoplasm flows out. Since this intracellular cytoplasm contains proteins and hormones that are particularly important for the activity of microorganisms, it is possible to recover the target protein and hormones by recovering this intracellular cytoplasm. it can. In particular, as a result of examination by the present inventors,
The results indicate that proteins and hormones can be efficiently recovered by energizing with impulse waves.

【0018】またさらに、本発明者は大腸菌よりも細胞
膜が厚く、かつ硬い黄色ぶどう球菌の殺菌方法について
検討を行った結果、黄色ぶどう球菌を含む処理液に通電
することにより、殺菌できるとの知見を得た。ここでい
う通電には、直流電流、交流電流、およびパルス波電流
の通電が含まれる。
Furthermore, the present inventor has conducted a study on a sterilizing method for Staphylococcus aureus, which has a cell membrane thicker than E. coli and is hard. Got The energization here includes energization of a direct current, an alternating current, and a pulse wave current.

【0019】中空糸膜への金属の被覆方法としては、従
来のメッキ法、蒸着法、スパッタリング法等公知の方法
が挙げられる。特に、本願出願人が先に提案したように
(特願平3ー59357号)、金属を中空糸膜に化学的
に結合させる方法によることが望ましい。この方法によ
れば、金属の被覆量が多く導電性に優れ、その結果良好
な殺菌性能を得ることができるからである。本発明にお
いて、金属は導電性のものであれば特に限定されない。
そして、銀のように殺菌性のある金属であればより好ま
しい。
As a method for coating the metal on the hollow fiber membrane, known methods such as conventional plating method, vapor deposition method and sputtering method can be mentioned. In particular, as proposed by the applicant of the present application (Japanese Patent Application No. 3-59357), it is preferable to chemically bond a metal to the hollow fiber membrane. According to this method, a large amount of metal is coated and excellent conductivity, and as a result, good sterilization performance can be obtained. In the present invention, the metal is not particularly limited as long as it is conductive.
And it is more preferable that it is a sterilizing metal such as silver.

【0020】この出願の発明者は、中空糸膜をエッチン
グして金属塩の溶液で処理すると、金属が中空糸膜を形
成する多孔質樹脂に化学的に結合して接着強度が高い金
属層を形成でき、この結果十分な量の金属の被覆が可能
になることを見い出すに到った。すなわち、好ましくは
高濃度のエッチング処理を樹脂について行うと、樹脂の
脱水素化、樹脂の酸化、樹脂の開裂、加水分解等によ
り、樹脂側に炭素ラジカル,カルボキシル基(−COO
H),カルボニル基(−C=O),水酸基(−OH)
基、スルホン基(−SO3 H)、ニトリル基(−CN)
等、金属と化学結合可能な官能基を生じる。これらの官
能基が、金属原子又は金属イオン(M)と結合すること
により、例えば、−CM,−COOM,−COM,−O
M、−SO3M,−CMNを形成して金属が樹脂に化学
的に結合する。ここで、例えば高濃度のクロム酸・硫酸
混合液を使用してポリプロピレンをエッチングした場合
の考えられる機構について説明する。高濃度クロム酸・
硫酸溶液では、次に示す化1の反応式のように、発生期
の酸素が生ずる。
The inventor of the present application, when the hollow fiber membrane is etched and treated with a metal salt solution, the metal is chemically bonded to the porous resin forming the hollow fiber membrane to form a metal layer having high adhesive strength. It has been found that they can be formed, which results in the coating of a sufficient amount of metal. That is, when a high-concentration etching treatment is preferably performed on the resin, carbon radicals, carboxyl groups (-COO
H), carbonyl group (-C = O), hydroxyl group (-OH)
Group, a sulfonic group (-SO 3 H), nitrile group (-CN)
Etc. to produce a functional group capable of chemically bonding with a metal. By binding these functional groups with a metal atom or a metal ion (M), for example, -CM, -COOM, -COM, -O.
M, -SO 3 M, the metal to form a -CMN is chemically bonded to the resin. Here, a possible mechanism when polypropylene is etched by using, for example, a high concentration chromic acid / sulfuric acid mixed liquid will be described. High concentration chromic acid
In the sulfuric acid solution, nascent oxygen is generated as shown in the reaction formula of the following chemical formula 1.

【0021】[0021]

【化1】 [Chemical 1]

【0022】そして、次に示す化2の反応式のように、
この発生期の酸素はポリプロピレンの三級炭素を酸化し
て、これを水酸基にする。この水酸基は、アンモニア水
中でアンモニウムイオン(NH4+)とイオン結合を形成
し、次いで、金属原子又は金属イオンと反応すると、金
属(M)はアンモニウムイオンと置換し、金属が配位又
は電気的に酸素原子に結合する。したがって、−COM
の化学結合が生じ、この結果、樹脂に金属が化学的に結
合することになる。
Then, as shown in the reaction formula of the following chemical formula 2,
This nascent oxygen oxidizes the tertiary carbon of polypropylene to make it a hydroxyl group. When this hydroxyl group forms an ionic bond with an ammonium ion (NH 4 +) in aqueous ammonia and then reacts with a metal atom or a metal ion, the metal (M) is replaced with the ammonium ion, and the metal is coordinated or electrically. Bind to an oxygen atom. Therefore, -COM
Chemical bond occurs, and as a result, the metal is chemically bonded to the resin.

【0023】[0023]

【化2】 [Chemical 2]

【0024】クロム酸・硫酸濃度がさらに高くなった
り、反応温度が高くなった場合等エッチング条件がより
厳しいものになると、次の化3の反応式のようにポリプ
ロピレンが開裂して、カルボキシル基が発生する。この
場合でも、化2の反応と同様の機構により、カルボキシ
ル基に金属原子又は金属イオンが配位又は電気的に結合
して、−COOMが生じることにより樹脂に金属が化学
的に結合する。したがって、金属層と樹脂との境界では
樹脂−金属の化学的な結合が生じているために、樹脂に
金属を確実に被覆することができるとともに、金属層の
接着強度を従来技術に比較して格段に大きくできる。
When the chromic acid / sulfuric acid concentration becomes higher or the reaction temperature becomes higher and the etching conditions become more severe, polypropylene is cleaved as shown in the following reaction formula 3 and the carboxyl group is removed. Occur. Even in this case, a metal atom or a metal ion is coordinated or electrically bonded to the carboxyl group by the same mechanism as in the reaction of Chemical formula 2 to generate —COOM, whereby the metal is chemically bonded to the resin. Therefore, since a resin-metal chemical bond is generated at the boundary between the metal layer and the resin, the resin can be reliably coated with the metal, and the adhesive strength of the metal layer is compared with that in the conventional technique. Can be significantly larger.

【0025】[0025]

【化3】 [Chemical 3]

【0026】エッチング処理液としては、樹脂に金属と
化学結合可能な官能基を形成できるものであり、高濃度
のクロム酸・硫酸溶液、高濃度の硫酸・硝酸混合液、高
濃度の水酸化ナトリウム,水酸化カリウム等の強塩基、
フッ化水素アンモニウム・硝酸等が挙げられる。エッチ
ング処理液は樹脂に前記官能基を形成する必要から、高
濃度であることが好ましく、具体的には、クロム酸濃度
が30〜50%で硫酸濃度が10〜40%のクロム酸・
硫酸溶液、10〜30%の強アルカリ、10〜30%硫
酸と10〜30%硝酸とからなる硫酸・硝酸混液、10
〜40%フッ化水素アンモンと40〜70%の硝酸とか
らなるフッ化水素アンモン・硝酸混液が挙げられる。
The etching treatment liquid is capable of forming a functional group capable of chemically bonding with a metal in a resin, and is a high concentration chromic acid / sulfuric acid solution, a high concentration sulfuric acid / nitric acid mixed liquid, or a high concentration sodium hydroxide. , Strong bases such as potassium hydroxide,
Examples thereof include ammonium hydrogen fluoride and nitric acid. Since it is necessary to form the functional groups in the resin, it is preferable that the etching treatment liquid has a high concentration. Specifically, the chromic acid concentration is 30 to 50% and the sulfuric acid concentration is 10 to 40%.
Sulfuric acid solution, 10-30% strong alkali, sulfuric acid / nitric acid mixed solution consisting of 10-30% sulfuric acid and 10-30% nitric acid, 10
An ammonium hydrogen fluoride / nitric acid mixed solution composed of -40% ammonium hydrogen fluoride and 40-70% nitric acid can be mentioned.

【0027】また、樹脂はエッチング処理液により金属
と化学結合可能な官能基を形成できる反応領域を有する
ことが望ましく、特に、三級炭素を有するポリプロピレ
ン、不飽和結合を有するABS、スルホニル結合(O=
S=O)を有するポリスルフォン,ポリエーテルスルフ
ォン、(-O-Si(CH3)2-O-)n を有するシリコーン系樹脂、
(-C-O-C-)nのエーテル結合を有するポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルスルフォン、エーテル基及びOH基を
有するフェノキシ樹脂およびセルロース樹脂、−CN基
を有するポリアクリロニトリルであることが望ましい。
そして、高濃度アルカリエッチングで加水分解されてカ
ルボキシル基を生じるポリアリレート等のエステル樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、アク
リルウレタン等のポリウレタン系樹脂、ポリエーテルイ
ミド系樹脂も望ましい。
Further, it is desirable that the resin has a reaction region capable of forming a functional group capable of chemically bonding to a metal by an etching treatment liquid, and in particular, polypropylene having a tertiary carbon, ABS having an unsaturated bond, sulfonyl bond (O =
S = O) polysulfone having, polyether sulfone, (- O-Si (CH 3) 2 -O-) a silicone resin having n,
It is desirable to use a polyetherimide having a (—COC—) n ether bond, a polyether sulfone, a phenoxy resin and a cellulose resin having an ether group and an OH group, and a polyacrylonitrile having a —CN group.
Further, ester resin such as polyarylate which is hydrolyzed by high-concentration alkaline etching to generate a carboxyl group, polyamide resin, polyamideimide resin, polyurethane resin such as acrylic urethane, and polyetherimide resin are also preferable.

【0028】もっとも、ポリエチレン等のようにこれら
の反応領域を有しない樹脂であっても、エッチング条件
をより厳しくすることにより炭素−炭素結合が開裂した
り、炭素が酸化される等により、前記官能基を発生する
ものでも良い。以上のように、いかなるエッチング処理
液が使用されるかは、樹脂の種類に応じて決定される。
尚、予め金属と化学結合可能な前記各種の官能基を有す
る樹脂(例えば、ニトリル基を有するポリアクリルロト
リル)では、エッチング工程を省略しても金属を樹脂に
結合することができる。
Even in the case of a resin such as polyethylene which does not have such a reaction region, the above-mentioned functional group may be broken down by stricter etching conditions such that a carbon-carbon bond is cleaved or carbon is oxidized. It may be one that generates a radical. As described above, what kind of etching solution is used is determined according to the type of resin.
In the case of a resin having various functional groups capable of chemically bonding to a metal in advance (for example, polyacrylonitrile having a nitrile group), the metal can be bonded to the resin even if the etching step is omitted.

【0029】金属を樹脂に化学的に結合するためには、
無電解処理によることが好ましい。この時、金属の還元
反応を促進する触媒を介在させてこの金属を化学的に結
合することが望ましく、特に、無電解処理の触媒となる
Pd又はPd,Snのような触媒金属を介在させること
が望ましい。この場合、樹脂に一旦触媒金属が結合す
る。
To chemically bond the metal to the resin,
The electroless treatment is preferred. At this time, it is desirable to chemically bond the metal by interposing a catalyst that promotes a reduction reaction of the metal, and particularly, interposing a catalytic metal such as Pd or Pd, Sn which becomes a catalyst for electroless treatment. Is desirable. In this case, the catalytic metal is once bound to the resin.

【0030】前記エッチング処理を多孔質樹脂について
行うと、多孔質樹脂の金属の溶液に対する濡れ性が向上
して触媒金属の溶液が多孔質内に浸透し、かつ前記化
1,化2に示す反応式により触媒金属が樹脂と化学的に
結合する。このような触媒金属が結合した樹脂を金属イ
オン、錯形成剤、及び還元剤を含有する金属の溶液で処
理すると、触媒金属表面で金属イオンの還元反応が生
じ、他の金属が触媒金属に結合する等の理由により、触
媒金属を核にして金属層が均一に形成される。
When the etching treatment is performed on the porous resin, the wettability of the porous resin with respect to the metal solution is improved, the solution of the catalyst metal permeates into the porous material, and the reactions shown in Chemical Formulas 1 and 2 above are performed. The formula chemically bonds the catalytic metal to the resin. When such a resin to which a catalytic metal is bound is treated with a solution of a metal containing a metal ion, a complexing agent, and a reducing agent, a reduction reaction of the metal ion occurs on the surface of the catalytic metal, and another metal is bound to the catalytic metal. The metal layer is uniformly formed with the catalyst metal as the nucleus for the reason such as

【0031】触媒金属は多孔質樹脂に化学的に結合して
いるために、触媒金属量も多くなり、この結果、金属層
の無電解処理層の量を大きくすることができる。金属の
結合量は、エッチング処理液の濃度、エッチング処理時
間、金属原子または金属イオンの量を変更することによ
って制御することが可能である。
Since the catalytic metal is chemically bonded to the porous resin, the amount of the catalytic metal also increases, and as a result, the amount of the electroless treatment layer of the metal layer can be increased. The binding amount of metal can be controlled by changing the concentration of the etching treatment solution, the etching treatment time, and the amount of metal atoms or metal ions.

【0032】無電解処理に際して金属イオンを発生させ
るための金属塩としては、硫酸塩,塩化物,硝酸塩の如
く水溶性のものであれば良く特に限定されない。無電解
処理されて中空糸膜に被覆される導電性金属としては、
例えば、Ni,Co,Fe,Mo,W,Cu,Re,A
u,Agの少なくとも一種が挙げられる。この金属の析
出量は、金属イオン濃度,温度,反応時間を変えること
によって制御可能である。樹脂膜に被覆する金属の合計
量の下限は、通電を可能にするために必要な導電性を付
与する観点から決定され、そして、その上限は、樹脂膜
の空孔を必要以上に閉塞しない観点から制限されること
が望ましい。還元剤としては、次亜リン酸ナトリウム等
のリン化合物、ホウ素化水素等のボロン化合物の他、ホ
ルマリン、ブドウ糖等公知のものが使用される。また、
錯化剤としては、金属イオンと安定した錯体を形成でき
るものであるなら良くアンモニア、クエン酸、酒石酸、
シュウ酸等公知のものが挙げられる。
The metal salt for generating metal ions in the electroless treatment is not particularly limited as long as it is water-soluble such as sulfate, chloride and nitrate. As the conductive metal that is electrolessly treated and coated on the hollow fiber membrane,
For example, Ni, Co, Fe, Mo, W, Cu, Re, A
At least one of u and Ag can be used. The amount of this metal deposited can be controlled by changing the metal ion concentration, temperature, and reaction time. The lower limit of the total amount of the metal coating the resin film is determined from the viewpoint of imparting the conductivity required for enabling current flow, and the upper limit thereof is the viewpoint of not unnecessarily closing the pores of the resin film. It is desirable to be restricted from As the reducing agent, known compounds such as formalin and glucose are used in addition to phosphorus compounds such as sodium hypophosphite and boron compounds such as hydrogen boride. Also,
As the complexing agent, ammonia, citric acid, tartaric acid, as long as it can form a stable complex with a metal ion,
Known ones such as oxalic acid can be mentioned.

【0033】本発明によれば、処理液が中空糸膜の開孔
内に進入しながら、金属が樹脂に化学的に結合し、金属
が樹脂の表面ばかりでなく内部にまで進入し、金属層の
厚さを樹脂の肉厚に対して10〜100%にもでき、金
属層の被覆量を、2.2×10-3〜15.0×10-3
ル/m程度まで増大することもできる。金属層の量が多
いと、中空糸膜の剛性を向上することができ、必要とさ
れる耐圧性能を向上できる。そして、金属の量が多いこ
とにより、導電性を向上することができる。
According to the present invention, the metal is chemically bonded to the resin while the treatment liquid enters the openings of the hollow fiber membrane, and the metal penetrates not only to the surface of the resin but also to the inside of the resin. Can be 10 to 100% of the resin thickness, and the coating amount of the metal layer can be increased to about 2.2 × 10 −3 to 15.0 × 10 −3 mol / m. it can. When the amount of the metal layer is large, the rigidity of the hollow fiber membrane can be improved and the required pressure resistance performance can be improved. And since the amount of metal is large, conductivity can be improved.

【0034】このような導電性を有するようになった中
空糸膜は、さらに電解処理が可能となり、前記金属層
(無電解処理金属層)上に電解処理される金属、例え
ば、Cr,Zn,Ag,Au,Pt,Al,Mn,B
i,Se,Te,Cd,Ir,Ti,Niを被覆するこ
とができる。
The hollow fiber membrane having such conductivity can be further electrolyzed, and the metal to be electrolyzed on the metal layer (electrolessly treated metal layer), for example, Cr, Zn, Ag, Au, Pt, Al, Mn, B
i, Se, Te, Cd, Ir, Ti, Ni can be coated.

【0035】樹脂に金属層が化学的に結合すると十分な
量の金属層が確実に形成できることから、中空糸膜同志
および中空糸膜と金属とのハンダ付けが可能となる。そ
して、中空糸膜と金属層との結合力が強いために、中空
糸膜とハンダとの界面における剥離を防止することがで
き、中空糸膜の固定をより完全かつ確実なものにでき
る。このことは、多数の中空糸膜をモジュール化し、除
菌のための処理量が大きい徐菌装置を提供することを意
味する。
When the metal layer is chemically bonded to the resin, a sufficient amount of the metal layer can be surely formed, so that the hollow fiber membranes and the hollow fiber membrane and the metal can be soldered together. Further, since the bonding strength between the hollow fiber membrane and the metal layer is strong, peeling at the interface between the hollow fiber membrane and the solder can be prevented, and the hollow fiber membrane can be fixed more completely and reliably. This means that a large number of hollow fiber membranes are modularized to provide a sterilization device with a large throughput for sterilization.

【0036】本発明によれば、十分な量の金属を中空糸
膜に確実に被覆できるから、中空糸膜の導電性を一層向
上できることは、先に述べた通りである。本発明により
比抵抗が1〜20Ω/cmの極めて導電性が良好な中空
糸膜が得られる。そして、結合力が十分高く、かつ十分
な量の金属層を中空糸膜に被覆できることは、中空糸膜
の耐熱性を向上することにもなる。耐熱温度が低い中空
糸膜(特に、オレフィン系)でも、本発明のような金属
層を形成できることにより、耐熱温度を大幅に向上でき
る。したがって、通電による殺菌と熱処理による殺菌と
を併用することができるようになる。例えば、金属層が
形成されていない未処理の膜の耐熱温度が70℃程度で
あると仮定した場合、金属層を形成することにより耐熱
温度をさらに50℃以上に高めることができる。
As described above, according to the present invention, the hollow fiber membrane can be reliably coated with a sufficient amount of metal, so that the conductivity of the hollow fiber membrane can be further improved. According to the present invention, a hollow fiber membrane having a specific resistance of 1 to 20 Ω / cm and excellent conductivity can be obtained. The ability of the hollow fiber membrane to be coated with a metal layer having a sufficiently high binding force and a sufficient amount also improves the heat resistance of the hollow fiber membrane. Even with a hollow fiber membrane having a low heat-resistant temperature (particularly, an olefin-based film), the heat-resistant temperature can be significantly improved by forming the metal layer as in the present invention. Therefore, sterilization by energization and sterilization by heat treatment can be used together. For example, assuming that the heat-resistant temperature of the untreated film on which the metal layer is not formed is about 70 ° C., the heat-resistant temperature can be further increased to 50 ° C. or higher by forming the metal layer.

【0037】本発明において、中空糸膜の内径は例えば
20〜3000μm、好ましくは5〜1000μmであ
る。膜厚は例えば5〜1000μm、空孔率は3〜15
%、好ましくは、5〜7%である。
In the present invention, the inner diameter of the hollow fiber membrane is, for example, 20 to 3000 μm, preferably 5 to 1000 μm. The film thickness is, for example, 5 to 1000 μm, and the porosity is 3 to 15
%, Preferably 5 to 7%.

【0038】[0038]

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図1
は本発明に係わる除菌装置のモデル構成を示すものであ
り、微生物が含まれた処理液10が容器12内に蓄えら
れており、この容器はスタンド14に装着されたクラン
プ16に固定されている。容器12内には正負の電極
(例えば銀−塩化銀電極)18が処理液10に浸るよう
に配設され、これらの電極にパルス波を発振可能なパル
ス発振装置20が接続されている。符号24はパルス電
流計を示し、符号26はパルス電圧計を示すものであ
り、殺菌処理の過程でパルス電流およびパルス電圧の値
を監視して投入電流、電圧の値を制御することができ
る。なお、符号28は容器内のスタラチップを回転させ
るためのマグネティックスタラを示す。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described. Figure 1
Shows a model configuration of the sterilization apparatus according to the present invention, in which a treatment liquid 10 containing microorganisms is stored in a container 12, which is fixed to a clamp 16 mounted on a stand 14. There is. Positive and negative electrodes (for example, silver-silver chloride electrodes) 18 are arranged in the container 12 so as to be immersed in the treatment liquid 10, and a pulse oscillating device 20 capable of oscillating a pulse wave is connected to these electrodes. Reference numeral 24 indicates a pulse ammeter, and reference numeral 26 indicates a pulse voltmeter, which can monitor the values of the pulse current and the pulse voltage in the course of the sterilization process to control the making current and the voltage value. Reference numeral 28 indicates a magnetic stirrer for rotating the stirrer chip in the container.

【0039】前記パルス発振装置20は、図2の機能ブ
ロック図に示すように、パルス波を発振するパルス発振
源60と、そのパルス波を増幅する第1のパルス増幅器
62と、パルス波を微分する微分回路64と、微分回路
64を経たパルス波を増幅する第2のパルス増幅器66
と、パルス波を成形するパルス成形器68と、を備えて
いる。なお、本実施例においては、微分回路64を経て
パルス発振装置20から発信するパルス波をインパルス
波といい、微分回路64を経ないでパルス発振装置20
から発振するパルス波を単にパルス波という。
As shown in the functional block diagram of FIG. 2, the pulse oscillating device 20 has a pulse oscillating source 60 for oscillating a pulse wave, a first pulse amplifier 62 for amplifying the pulse wave, and a differentiating pulse wave. Differentiating circuit 64 and a second pulse amplifier 66 that amplifies the pulse wave that has passed through the differentiating circuit 64.
And a pulse shaper 68 for shaping a pulse wave. In this embodiment, the pulse wave transmitted from the pulse oscillation device 20 via the differentiating circuit 64 is called an impulse wave, and the pulse oscillation device 20 does not pass through the differentiating circuit 64.
A pulse wave that oscillates from is simply called a pulse wave.

【0040】除菌装置の第2の実施例について、図3に
基づき説明する。この実施例は比較的多量の処理水を連
続的に処理できる除菌装置であって、対向する電極18
を備えた殺菌槽30を有し、この殺菌槽30には処理水
の導入管32と通電した後の処理水の送出管34とが接
続されている。前記送出管34の途中には先端がエポキ
シ樹脂で封止され、基端が開放された中空糸膜36の複
数がモジュール化された中空糸膜モジュール38が配設
されている。
A second embodiment of the disinfection device will be described with reference to FIG. This embodiment is a sterilization apparatus capable of continuously treating a relatively large amount of treated water, and has an opposing electrode 18
The sterilization tank 30 is provided with a treatment water introduction pipe 32 and a treated water delivery pipe 34 after energization. A hollow fiber membrane module 38 in which a plurality of hollow fiber membranes 36 each having a distal end sealed with an epoxy resin and a proximal end opened are arranged in a module is disposed in the middle of the delivery pipe 34.

【0041】また、前記電極18には、図1の説明と同
様なパルス発振装置20が接続されている。この実施例
によれば、通電殺菌された処理水は中空糸膜モジュール
38を通過する際、処理水中に残存する殺菌後の菌体は
中空糸膜の開孔を通過できず、殺菌後の菌体が除去され
た処理水が得られる。なお、符号40、42は処理水の
流量を制御するためのバルブであり、符号44は処理水
を吸引するポンプを示すものである。処理水が殺菌槽3
0内で十分通電されるように、前記バルブ40、42の
開度、ポンプ44の吸引圧、通電量等が適宜制御され
る。この実施例において、殺菌槽30と中空糸膜モジュ
ール38とを別に構成したが、これを一体に構成するこ
ともできる。このように構成することにより、装置をコ
ンパクトにすることができる。
A pulse oscillator 20 similar to that described with reference to FIG. 1 is connected to the electrode 18. According to this embodiment, when the treated water that has been sterilized by electric current passes through the hollow fiber membrane module 38, the sterilized cells that remain in the treated water cannot pass through the openings of the hollow fiber membranes, and the sterilized bacteria remain. Treated water from which the body has been removed is obtained. Reference numerals 40 and 42 are valves for controlling the flow rate of the treated water, and reference numeral 44 is a pump for sucking the treated water. Treated water is sterilization tank 3
The opening degrees of the valves 40 and 42, the suction pressure of the pump 44, the energization amount, and the like are appropriately controlled so that the energization is sufficiently performed within zero. Although the sterilization tank 30 and the hollow fiber membrane module 38 are separately configured in this embodiment, they may be integrally configured. With this configuration, the device can be made compact.

【0042】次に中空糸膜への金属Ni層の形成につい
て説明する。内径600μ,空孔率6%の多孔質ポリプ
ロピレン製中空糸膜(アクゾ社製)を、クロム酸(Cr
3)30〜50%、硫酸10〜40%の混合液(液温
50〜65℃)に数分間浸漬することにより中空糸膜を
エッチング処理した。次いで、クロム酸・硫酸溶液から
中空糸膜を取り出して十分水洗した後、塩酸の弱酸溶液
(塩酸濃度数%)、アンモニア・苛性ソーダの弱アルカ
リ溶液を順に浸漬して中和する。この後、塩化パラジウ
ム(PdCl2 )0.2〜5%、塩酸20%、塩化第二
錫(SnCl2)15〜40%溶液(液温30〜50
℃)に中空糸膜を2〜数分浸漬することによりPdを中
空糸膜に化学的に結合させた。次いで、中空糸膜を水洗
の後、塩酸の弱酸溶液(塩酸濃度数%、液温40℃)に
1〜2分浸漬して再度水洗する。次いで、NiSO4
(Ni1〜7%)、クエン酸ソーダ0.1〜0.3mo
l、次亜リン酸ソーダ0.2〜0.5mol、アンモニ
ア水でpHを9.0〜10.0にした弱アルカリ性のN
iイオン溶液に中空糸膜を1〜15分間浸漬して無電解
メッキ処理を行った。この後中空糸膜を取り出して水洗
したところ、金属Ni層が形成された中空糸膜を得るこ
とができた。
Next, the formation of the metallic Ni layer on the hollow fiber membrane will be described. Chromic acid (Cr
The hollow fiber membrane was subjected to etching treatment by immersing it in a mixed solution of O 3 ) 30 to 50% and sulfuric acid 10 to 40% (liquid temperature 50 to 65 ° C.) for several minutes. Then, the hollow fiber membrane is taken out from the chromic acid / sulfuric acid solution and thoroughly washed with water, and then a weak acid solution of hydrochloric acid (hydrochloric acid concentration of several%) and a weak alkaline solution of ammonia / caustic soda are sequentially dipped to be neutralized. Then, palladium chloride (PdCl 2 ) 0.2-5%, hydrochloric acid 20%, stannic chloride (SnCl 2 ) 15-40% solution (liquid temperature 30-50
Pd was chemically bonded to the hollow fiber membrane by immersing the hollow fiber membrane in (.degree. C.) for 2 to several minutes. Then, the hollow fiber membrane is washed with water, then immersed in a weak acid solution of hydrochloric acid (hydrochloric acid concentration: several%, liquid temperature: 40 ° C.) for 1 to 2 minutes and washed again with water. Then NiSO 4
(Ni1-7%), sodium citrate 0.1-0.3mo
1, sodium hypophosphite 0.2 to 0.5 mol, weakly alkaline N adjusted to pH 9.0 to 10.0 with aqueous ammonia.
The hollow fiber membrane was immersed in the i-ion solution for 1 to 15 minutes to perform electroless plating. After that, the hollow fiber membrane was taken out and washed with water, and a hollow fiber membrane having a metal Ni layer was obtained.

【0043】このようにして得られた中空糸膜を径方向
に切断して調べたことろ中空糸膜を形成する多孔質樹脂
の表面から内部に向かって金属Ni層1が連続して、均
一、かつ厚膜状に形成されていることがエッチング処理
および金属処理がされていない生の中空糸膜と比較して
分かった。
The hollow fiber membrane thus obtained was cut in the radial direction and examined. The metallic Ni layer 1 was continuous and uniform from the surface to the inside of the porous resin forming the hollow fiber membrane. Moreover, it was found that it was formed in a thick film shape as compared with a raw hollow fiber membrane which was not subjected to etching treatment and metal treatment.

【0044】この中空糸膜について、金属層厚を計測し
たところ、中空糸膜肉厚の平均20〜30%であった。
そして、金属の被覆量は、平均6×10-3mol/mで
あった。さらに、これらの中空糸膜の比抵抗を測定した
ところ、平均1Ω/cmであった。
When the metal layer thickness of this hollow fiber membrane was measured, it was an average of 20 to 30% of the wall thickness of the hollow fiber membrane.
The metal coating amount was 6 × 10 −3 mol / m on average. Furthermore, when the specific resistance of these hollow fiber membranes was measured, it was 1 Ω / cm on average.

【0045】図4は一端が封止された中空糸を備えた除
菌装置の構成を示すものであり、容器としてビーカー1
2を使用し、この中に金属被覆中空糸膜50を備え、こ
の中空糸膜に二つのターミナル52、54を装着して中
空糸膜50に直接通電するようにしている。この実施例
において中空糸膜50としては前記ニッケル被覆の中空
糸膜を使用した。融点が68℃である低融点ハンダを使
用して中空糸膜には導線を固定させた。この中空糸膜5
0は除菌試験に先立ち70%のエタノールおよびイオン
交換水で置換を施した後、大腸菌が入ったビーカー12
に入れた。
FIG. 4 shows the structure of a sterilization device equipped with a hollow fiber whose one end is sealed. The beaker 1 is used as a container.
2, the metal-coated hollow fiber membrane 50 is provided therein, and two terminals 52 and 54 are attached to this hollow fiber membrane so that the hollow fiber membrane 50 is directly energized. In this embodiment, the hollow fiber membrane coated with nickel is used as the hollow fiber membrane 50. A conductor was fixed to the hollow fiber membrane using a low melting point solder having a melting point of 68 ° C. This hollow fiber membrane 5
0 was replaced with 70% ethanol and deionized water prior to the sterilization test, and then beaker 12 containing E. coli.
I put it in.

【0046】次に除菌試験について説明する。微生物と
して直径2〜7μm、短径1〜2μm程度のグラム陰性
桿菌である大腸菌(AHU1719株)を選択した。大
腸菌は一般に汚染の指標細菌となっているものである。
大腸菌の培養は、定法通り普通寒天培地で維持した菌
を、一白金耳ほどブイヨン培地に接種し、37℃恒温器
中で約20時間培養した。この培養した菌を生理食塩水
(0.75%)で二回洗浄し、さらに生理食塩水で希釈
して一定菌数に調整して菌液とした。次いで、この菌液
を殺菌ビーカー12内に入れた。
Next, the sterilization test will be described. Escherichia coli (AHU1719 strain), which is a Gram-negative rod having a diameter of 2 to 7 μm and a short diameter of 1 to 2 μm, was selected as the microorganism. Escherichia coli is generally an indicator bacterium of pollution.
For the culturing of Escherichia coli, one platinum loop of bacillus maintained in normal agar medium was inoculated into the broth medium according to a standard method, and cultured in a 37 ° C. incubator for about 20 hours. The cultivated bacteria were washed twice with physiological saline (0.75%) and further diluted with physiological saline to adjust the number of bacteria to a constant value to obtain a bacterial solution. Then, this bacterial solution was placed in the sterilization beaker 12.

【0047】次に前記金属被覆中空糸膜50の上端に注
射器を接続し、この注射器のピストンを上方に引いて注
射器内に5mlの菌液を吸引した。この時、大腸菌は中
空糸膜の微細な開孔を通過できないので、中空糸膜の表
面あるいはその開孔内にトラップされることになる。次
いで、この中空糸膜にターミナル52、54を装着し、
ブイヨン培地の入ったビーカー12に入れ、前記パルス
発振器60から100mA/cm2 の50Hz(D=
0.5)のインパルス波を中空糸膜の金属層に2時間お
よび4時間それぞれ通電した。
Next, a syringe was connected to the upper end of the metal-coated hollow fiber membrane 50, and the piston of this syringe was pulled upward to suck 5 ml of the bacterial solution into the syringe. At this time, since E. coli cannot pass through the minute openings of the hollow fiber membrane, it is trapped on the surface of the hollow fiber membrane or in the openings thereof. Next, attach the terminals 52 and 54 to this hollow fiber membrane,
Place in a beaker 12 containing broth medium, and from the pulse oscillator 60 at 100 mA / cm 2 50 Hz (D =
The impulse wave of 0.5) was applied to the metal layer of the hollow fiber membrane for 2 hours and 4 hours, respectively.

【0048】各通電時間が終了した中空糸膜50を前記
ビーカー12から取り出し、中空糸膜の上端に生理食塩
水5mlが入った注射器を接続し、それぞれ予め滅菌済
みのビーカー内に向けて生理食塩水を押し出した。この
時中空糸膜内にトラップされていた大腸菌は生理食塩水
とともにビーカー内に洗い出される。最終的な菌数が1
0〜100(セル/ml)になるまで段階的に生理食塩
水を用いて希釈し、それぞれの希釈段階から0.5ml
ずつの菌液を一枚のシャーレに入れて加温した普通寒天
培地10mlを流し込み静かに攪拌した後固定化させ
た。その後、37℃の恒温槽に入れ24時間および48
時間培養した。これら一連の操作は常に無菌条件下で行
った。培養終了後、コロニーを形成している菌数を計測
し、これに希釈倍率を乗じて各通電時間後の生菌数を算
出した。最終的な菌数は各希釈段階の平均値とした。通
電時間と通電後の生菌数との関係を図5に示す。なお、
本実験例では同一電流密度の直流通電および50Hzの
交流通電をインパルス通電と同様の方法によりそれぞれ
行った。各通電における通電時間および通電後の生菌数
を前記図5に示す。対照群は、中空糸膜に通電しなかっ
ただけで、それ以外は通電群と同じ条件である。
The hollow fiber membrane 50 for which each energization time has ended is taken out of the beaker 12, a syringe containing 5 ml of physiological saline is connected to the upper end of the hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane is directed into the pre-sterilized beaker. The water was pushed out. At this time, Escherichia coli trapped in the hollow fiber membrane is washed out in a beaker together with physiological saline. Final bacterial count is 1
Dilute stepwise with physiological saline to 0-100 (cells / ml), 0.5 ml from each dilution step
Each of the bacterial solutions was placed in a Petri dish, 10 ml of warm agar medium was poured into the dish, and the mixture was gently stirred and then immobilized. Then, place in a 37 ° C constant temperature bath for 24 hours and 48 hours.
Incubated for hours. These series of operations were always performed under aseptic conditions. After the culture was completed, the number of bacteria forming a colony was measured, and the dilution ratio was multiplied to calculate the number of viable bacteria after each energization time. The final bacterial count was the average value of each dilution step. The relationship between the energization time and the viable cell count after energization is shown in FIG. In addition,
In this experimental example, direct current energization of the same current density and alternating current energization of 50 Hz were carried out by the same method as the impulse energization. The energization time and the viable cell count after energization for each energization are shown in FIG. The control group was the same as the energized group except that the hollow fiber membrane was not energized.

【0049】ここで、生菌率とは各通電時経過後の生菌
数が未通電の場合の生菌数に対してなす100分率で示
される。なお、未通電の場合の大腸菌数は、通電しない
こと以外、通電後の菌数の測定の場合と同様にして算出
される。図5に示す結果によれば、対照群の2時間と比
較して、パルス通電群2時間では生菌率が4.1%とな
っており、実測の生菌数で見ると約1/25に減少して
いる。この結果は、直」流電流100mA/cm2 を4
時間通電した場合とほぼ同じ殺菌効果を示している。
Here, the viable cell ratio is expressed as a 100-percentage ratio of the viable cell count after the passage of each energization to the viable cell count in the non-energized state. The number of E. coli when not energized is calculated in the same manner as in the case of measuring the number of bacteria after energization, except that no electricity is applied. According to the results shown in FIG. 5, the viable cell ratio was 4.1% in the pulse energized group for 2 hours as compared with the control group for 2 hours. Has decreased. This result shows that a direct current of 100 mA / cm 2 is 4
It shows almost the same bactericidal effect as when it is energized for a time.

【0050】さらに、パルス通電群4時間では生菌率が
1.3%まで減少し、生菌数は対照群のおよそ1/10
0となっている。つまり、パルス電流通電による殺菌
は、通電時間および殺菌効率の面で直流通電および交流
通電のいずれよりもはるかに優れており、しかも金属被
覆中空糸膜を用いて殺菌を行うのは非常に効果的であっ
た。さらにインパルス通電の時間が長いほど、すなわち
通電量が大きいほど殺菌性能が高くなり通電後の生菌率
を低くすることができた。
Furthermore, the viable cell ratio decreased to 1.3% in the pulse energized group for 4 hours, and the viable cell count was about 1/10 of that of the control group.
It is 0. That is, sterilization by pulsed current energization is far superior to both DC energization and AC energization in terms of energization time and sterilization efficiency, and it is very effective to sterilize using a metal-coated hollow fiber membrane. Met. Furthermore, the longer the impulse energization time, that is, the larger the energization amount, the higher the sterilization performance and the lower the viable cell ratio after energization.

【0051】また、図7および図16はインパルス通電
後の中空糸膜の査定型電子顕微鏡写真を示し、図8は対
照群の中空糸膜の査定型顕微鏡写真を示す。これらの写
真は中空糸膜の壁の中間付近を撮影したものであり、こ
れらの写真によれば、通電群の中空糸膜の孔が対照群の
ものに比し隠れてしまうほどの大腸菌が密に接触してい
ることが確認される。なお、これらの写真から、上記方
法により金属処理された中空糸膜に孔がニッケルによっ
て埋まっていないこと、中空糸膜に大腸菌がトラップさ
れていること、中空糸膜にトラップされた状態で大腸菌
が通電されること、等が分かる。
Further, FIGS. 7 and 16 show an evaluation type electron micrograph of the hollow fiber membrane after the impulse current application, and FIG. 8 shows an evaluation type micrograph of the hollow fiber membrane of the control group. These photographs were taken near the middle of the wall of the hollow fiber membranes.These photographs show that the colonies of the hollow fiber membranes in the energized group were dense enough to be hidden compared to those in the control group. Is confirmed to be in contact with. From these photographs, it is confirmed that the holes were not filled with nickel in the hollow fiber membrane metal-treated by the above method, that E. coli was trapped in the hollow fiber membrane, and that E. coli was trapped in the hollow fiber membrane. You can see that it is energized.

【0052】次に通電群および対照群の24時間および
48時間培養群の試料の濁度を分光光度計により測定し
通電後の大腸菌の増殖の度合を判定した。なお、光度計
の測定波長は595nmとした。
Next, the turbidity of the samples in the 24-hour and 48-hour culture groups of the electrified group and the control group was measured by a spectrophotometer to determine the degree of growth of E. coli after electrified. The measurement wavelength of the photometer was 595 nm.

【0053】図6は各通電群および対照群の濁度を示す
ものであり、通電群の濁度は対照群のものを基準として
相対値で表わした。インパルス通電の場合の濁度は培養
時間が長くなるほど最も低くなっていることが分かる。
この結果は先の図5の結果と合致しており、通電による
効果は大腸菌数を減少させるだけでなく、通電後の大腸
菌の増殖を抑制する効果もあることが明らかとなった。
FIG. 6 shows the turbidity of each energized group and the control group, and the turbidity of the energized group was expressed as a relative value with reference to the control group. It can be seen that the turbidity in the case of impulse energization is lowest as the culture time becomes longer.
This result is consistent with the result shown in FIG. 5, and it was revealed that the effect of energization not only reduces the number of E. coli but also suppresses the growth of E. coli after energization.

【0054】次に、図4に示す装置を使用した他の実験
例について説明する。本実験においては、微生物として
上記と同様に大腸菌(AHU1719株)を選択する。
この大腸菌を含む大腸菌懸濁液を中空糸膜を介して吸引
し、膜中に大腸菌を捕捉して、この状態のまま10%栄
養培地の入ったビーカー12に移す。
Next, another experimental example using the apparatus shown in FIG. 4 will be described. In this experiment, Escherichia coli (AHU1719 strain) is selected as the microorganism as described above.
The Escherichia coli suspension containing E. coli is sucked through the hollow fiber membrane to capture E. coli in the membrane and transferred to the beaker 12 containing 10% nutrient medium in this state.

【0055】次に、前記パルス発振器60から100ま
たは500mA/cm2 の50Hz(D=0.5)のパ
ルス波およびインパルス波を中空糸膜の金属層に2時間
および4時間それぞれ通電する。通電後、中空糸膜中か
ら大腸菌を取り出し、これを適宜希釈してからシャーレ
に移す。その後、シャーレに普通寒天培地を流し込み固
定化させる。次に恒温器中で約20時間培養し、これに
より生じた細菌のコロニー数を数えてこれに前記希釈率
を乗じて菌数を算定する。これら一連の操作は常に無菌
条件下で行われる。通電時間と通電後の菌数との関係を
通電値100mA/cm2 については図9に、500m
A/cm2 については図10にそれぞれ示す。なお、同
一電流密度の直流通電および50Hzの交流通電につい
てインパルス通電と同様の方法により通電実験をそれぞ
れ行い、その結果も図9乃至10に示す。
Next, a pulse wave and an impulse wave of 50 Hz (D = 0.5) of 100 or 500 mA / cm 2 are applied to the metal layer of the hollow fiber membrane from the pulse oscillator 60 for 2 hours and 4 hours, respectively. After energizing, Escherichia coli is taken out from the hollow fiber membrane, appropriately diluted and transferred to a petri dish. After that, ordinary agar medium is poured into the dish to immobilize it. Then, the cells are cultured in an incubator for about 20 hours, and the number of bacterial colonies generated by this is counted and multiplied by the dilution ratio to calculate the number of bacteria. These series of operations are always performed under aseptic conditions. The relationship between the energization time and the number of bacteria after energization is 500 m in FIG. 9 for an energization value of 100 mA / cm 2 .
A / cm 2 is shown in FIG. 10, respectively. An energization experiment was carried out for a DC energization of the same current density and an AC energization of 50 Hz by the same method as the impulse energization, and the results are also shown in FIGS.

【0056】図9に示すように、通電値100mA/c
2 の50Hzのパルス波の場合、4時間の通電によっ
て大腸菌の生菌率は0.4%となり、実際の生菌数を確
認すると1.8×103 個まで減少している。また、図
10に示すように、通電値500mA/cm2 の50H
zのパルス波の場合、4時間の通電によって大腸菌の生
菌率は0.02%となり、実際の生菌数は9.2×10
個まで減少している。さらに、通電値100および50
0mA/cm2 の50Hzのインパルス波の場合も同様
な結果が得られている。
As shown in FIG. 9, an energization value of 100 mA / c
In the case of a 50 Hz pulse wave of m 2 , the viable cell ratio of E. coli was 0.4% after 4 hours of energization, and when the actual viable cell count was confirmed, it decreased to 1.8 × 10 3 . Further, as shown in FIG. 10, 50H energization value 500mA / cm 2
In the case of the pulse wave of z, the viable cell ratio of E. coli was 0.02% after 4 hours of energization, and the actual viable cell count was 9.2 × 10.
The number is decreasing. Further, energization values of 100 and 50
Similar results are obtained for a 50 Hz impulse wave of 0 mA / cm 2 .

【0057】以上のことから、直流電流で殺菌を行った
場合に比し、100mA/cm2 の場合は16倍、50
0mA/cm2 の場合は11倍殺菌効率が優れているこ
とが分かる。また、50Hzのパルス波およびインパル
ス波のいずれにおいても、通電値500mA/cm2
場合は、100mA/cm2 の場合に比し20倍の大腸
菌を殺菌できることが分かる。
From the above, in the case of 100 mA / cm 2 , compared with the case of sterilization with direct current, 16 times, 50
It can be seen that in the case of 0 mA / cm 2, the sterilization efficiency is 11 times better. Further, in any of the pulse wave and pulse wave of 50Hz it is also the case of the energization value 500mA / cm 2, it is seen that can be sterilized 20x E. coli than in the case of 100 mA / cm 2.

【0058】図11は本発明の除菌装置の他の実施例を
示すものである。前記実施例で示されたニッケル被覆さ
れ、終端がエポキシ樹脂で封止された中空糸膜50の複
数が正負のターミナル52、54にはんだ付けされるこ
とにより、中空糸膜50の先端寄りとその後端寄りが固
定された中空糸膜モジュール38が形成され、このモジ
ュールが殺菌槽30内に配設されている。各ターミナル
52、54にはパルス発振装置20が接続され、パルス
波通電を行えるようになっている。
FIG. 11 shows another embodiment of the disinfection device of the present invention. A plurality of the hollow fiber membranes 50 coated with nickel and sealed with an epoxy resin at the ends shown in the above embodiment are soldered to the positive and negative terminals 52 and 54, thereby moving the hollow fiber membranes 50 toward the front end and thereafter. A hollow fiber membrane module 38 having a fixed end is formed, and this module is arranged in the sterilization tank 30. The pulse oscillating device 20 is connected to each of the terminals 52 and 54 so that pulse wave energization can be performed.

【0059】この実施例では、ポンプ40、42によっ
て処理液を吸引すると、微生物は各中空糸膜を通過でき
ず、その表面または内部の開孔内にトラップされる。各
金属被覆中空糸膜にはターミナル52、54を介して通
電されることにより、中空糸膜にトラップされた微生物
は所定時間の通電により殺菌される。したがって本実施
例によれば、殺菌と同時に殺菌後の菌体の除去を一つの
殺菌槽内で同時に行うことができる。また、図3の実施
例と同様に、比較的多量の処理液を連続的に通電殺菌す
ることができる。またさらに、中空糸膜に直接通電でき
ることにより、殺菌槽と中空糸膜モジュールとを一体化
することが可能となり、装置をコンパクトにすることが
できる。以上説明した図4、図11の実施例では、金属
被覆がされた中空糸膜にターミナルを接続したが、いず
れか一方のターミナルを中空糸膜に接続し、他方のター
ミナルを接地するような構成でも良い。
In this embodiment, when the treatment liquid is sucked by the pumps 40 and 42, the microorganisms cannot pass through each hollow fiber membrane and are trapped in the pores on the surface or inside. By energizing each metal-coated hollow fiber membrane via terminals 52 and 54, the microorganisms trapped in the hollow fiber membrane are sterilized by energizing for a predetermined time. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to simultaneously remove bacteria after sterilization in one sterilization tank at the same time as sterilization. Further, similarly to the embodiment of FIG. 3, a comparatively large amount of treatment liquid can be continuously sterilized by electric conduction. Furthermore, since the hollow fiber membrane can be directly energized, the sterilization tank and the hollow fiber membrane module can be integrated, and the device can be made compact. In the embodiments of FIGS. 4 and 11 described above, the terminals were connected to the metal-coated hollow fiber membranes. However, one of the terminals is connected to the hollow fiber membranes and the other terminal is grounded. But good.

【0060】図12は、本発明に係わるタンパク質を回
収する装置を示すものである。本装置は、ほとんど図4
に示す殺菌装置と同様な構造をしており、この殺菌装置
と異なる点は、前記中空糸膜50の内部にある微生物が
含まれた溶液を吸引する吸引器56を、前記中空糸膜5
0の上端に装着している点である。
FIG. 12 shows an apparatus for recovering proteins according to the present invention. This device is mostly
The structure is similar to that of the sterilization device shown in FIG. 3, and the difference from this sterilization device is that the hollow fiber membrane 50 has a suction device 56 for sucking a solution containing microorganisms.
It is attached to the upper end of 0.

【0061】次に、本装置を使用したタンパク質回収方
法について説明する。先ず、上記殺菌装置で使用したも
のと同様な大腸菌(AHU1719株)が多量に含まれ
ている溶液58を容器12内に入れ、この溶液58内に
前記吸引器56が装着した中空糸膜50を浸す。次に、
パルス発振器20からターミナル52、54を介して1
00乃至500mA/cm2 の50Hzのインパルス波
を中空糸膜50に通電し、それと同時に吸引器56によ
って中空糸膜50内の溶液を吸引する。この吸引は、1
ml/分の速度で行い、吸引した溶液のタンパク質の量
を測定した。また、この吸引した溶液に大腸菌が含まれ
ているか否かを検査したところ、大腸菌が含まれていな
いことが判明した。このことから、大腸菌を含む溶液に
インパルス波を通電し、その後中空糸膜を通過させると
大腸菌を連続的に分解しながらタンパク質を回収できる
ことが分かる。吸引量とタンパク質の量との関係を図1
3に示す。この図に示すように、大腸菌を含む溶液にパ
ルス波を通電した後に、中空糸膜を介してこの溶液を吸
引すると連続的にタンパク質の回収量が増加することが
分かる。なお、吸引器56によって吸引した溶液を、タ
ンパク質を分画する装置、例えば高速液体クロマトグラ
フに接続することにより、タンパク質を連続的に分画す
ることができる。
Next, a protein recovery method using this apparatus will be described. First, a solution 58 containing a large amount of Escherichia coli (AHU1719 strain) similar to that used in the above sterilizer is placed in the container 12, and the hollow fiber membrane 50 fitted with the aspirator 56 is placed in the solution 58. Soak. next,
1 from the pulse oscillator 20 via terminals 52 and 54
A 50 Hz impulse wave of 00 to 500 mA / cm 2 is applied to the hollow fiber membrane 50, and at the same time, the solution in the hollow fiber membrane 50 is sucked by the suction device 56. This suction is 1
The amount of protein in the aspirated solution was measured at a rate of ml / min. Moreover, when it was examined whether or not E. coli was contained in the aspirated solution, it was found that E. coli was not contained. From this, it is understood that when a solution containing E. coli is energized with an impulse wave and then passed through the hollow fiber membrane, the protein can be recovered while continuously decomposing E. coli. Fig. 1 shows the relationship between the amount of suction and the amount of protein
3 shows. As shown in this figure, it is understood that when the pulse wave is applied to the solution containing E. coli and then the solution is sucked through the hollow fiber membrane, the recovery amount of the protein is continuously increased. By connecting the solution sucked by the aspirator 56 to a device for fractionating proteins, for example, a high performance liquid chromatograph, proteins can be continuously fractionated.

【0062】以上のように、従来複数の操作によってタ
ンパク質を回収していたのに対し、本実施例によれば大
腸菌を殺菌した直後にタンパク質を回収できるので、タ
ンパク質の連続回収が可能となる。なお、本実施例にお
いては、大腸菌を含む溶液にインパルス波を通電した
が、これに限定する必要はなく、例えば直流電流または
交流電流を通電しても良い。また、本実施例においては
大腸菌を含む溶液を使用したが、これに限定する必要は
なく、遺伝子組換えの宿主となる他の微生物、例えば枯
草菌等を使用しても良い。
As described above, the protein was recovered by a plurality of operations conventionally, but according to the present embodiment, the protein can be recovered immediately after sterilization of Escherichia coli, so that the protein can be continuously recovered. In this embodiment, the impulse wave was applied to the solution containing Escherichia coli, but the solution is not limited to this. For example, a direct current or an alternating current may be applied. Although a solution containing Escherichia coli was used in this example, the present invention is not limited to this, and other microorganisms serving as a host for gene recombination, such as Bacillus subtilis, may be used.

【0063】図14は、本発明に係わる黄色ぶどう球菌
を含むを処理液を殺菌する殺菌装置の概略図を示すもの
である。この図において、符号70は中空糸膜50に接
続されたターミナル52、54に直流電流を通電する電
源装置であり、符号72は直流電流用の電流計、符号7
4は直流電流用の電圧計である。その他の符号は、図4
に示す殺菌装置と同様である。
FIG. 14 is a schematic view of a sterilizer for sterilizing a treatment liquid containing Staphylococcus aureus according to the present invention. In this figure, reference numeral 70 is a power supply device for supplying a direct current to the terminals 52 and 54 connected to the hollow fiber membrane 50, reference numeral 72 is an ammeter for direct current, and reference numeral 7
4 is a voltmeter for direct current. Other symbols are shown in FIG.
It is similar to the sterilizer shown in.

【0064】次に、本装置を使用した実験方法について
説明する。先ず、微生物として黄色ぶどう球菌を選択
し、黄色ぶどう球菌を生理食塩水で一定の菌数に調整し
た後、減菌済みのビーカーに入れ均一に攪拌する。次
に、ターミナル52、54が接続された中空糸膜50を
ビーカーに浸し、この中空糸膜50の上端に注射器を接
続する。この注射器により、黄色ぶどう球菌を含む溶液
を中空糸膜50を介して吸引し、中空糸膜50に黄色ぶ
どう球菌を捕捉させる。この黄色ぶどう球菌を捕捉させ
た中空糸膜50を5%ブイヨン培地が入ったビーカー1
2中に入れ、電源装置70からターミナル52、54を
介して中空糸膜50に100mA/cm2 の直流電流を
流す。2または4時間後、中空糸膜50から菌を生理食
塩水で押し出し一定濃度に希釈してからシャーレに移
す。次に、このシャーレに普通寒天培地を加え、恒温器
中で一晩培養する。翌日シャーレ中の黄色ぶどう球菌の
数を計測し、これに希釈倍率を乗じて通電後の生菌数を
算出した。通電時間と通電後の生菌数との関係を図15
に示す。なお、図中対照群とは、中空糸膜に直流電流を
通電しなかっただけで、それ以外は通電群と同じ条件で
ある。
Next, an experimental method using this apparatus will be described. First, Staphylococcus aureus is selected as a microorganism, adjusted to a certain number of Staphylococcus aureus with physiological saline, and then placed in a sterilized beaker and uniformly stirred. Next, the hollow fiber membrane 50 to which the terminals 52 and 54 are connected is immersed in a beaker, and a syringe is connected to the upper end of the hollow fiber membrane 50. With this syringe, the solution containing Staphylococcus aureus is sucked through the hollow fiber membrane 50, and the hollow fiber membrane 50 captures Staphylococcus aureus. The hollow fiber membrane 50 in which the Staphylococcus aureus is captured is a beaker 1 containing 5% broth medium.
Then, a direct current of 100 mA / cm 2 is passed from the power supply device 70 through the terminals 52 and 54 to the hollow fiber membrane 50. After 2 or 4 hours, the bacteria are extruded from the hollow fiber membrane 50 with physiological saline, diluted to a certain concentration, and transferred to a petri dish. Next, ordinary agar medium is added to this petri dish, and the plate is cultured overnight in an incubator. Next day, the number of Staphylococcus aureus in the petri dish was measured, and the dilution factor was multiplied to calculate the viable cell count after electrification. FIG. 15 shows the relationship between the energization time and the viable cell count after energization.
Shown in. The control group in the figure has the same conditions as the energized group except that no direct current was applied to the hollow fiber membranes.

【0065】この図に示すように、黄色ぶどう球菌を含
む溶液に2時間通電することにより、対照群に対して生
菌率が18.4%となっており、菌数が約1/5に減少
したことが分かる。また4時間通電することにより、対
照群に対して生菌率が20.1%となっており、菌数が
1/5に減少したことが分かる。
As shown in this figure, when the solution containing Staphylococcus aureus was energized for 2 hours, the viable cell ratio was 18.4% with respect to the control group, and the bacterial count was reduced to about 1/5. You can see that it has decreased. In addition, it was found that the viable cell ratio was 20.1% with respect to the control group after the electricity was supplied for 4 hours, and the bacterial count was reduced to 1/5.

【0066】以上のことから、大腸菌より細胞膜が硬質
な黄色ぶどう球菌を含む処理液に直流電流を通電するこ
とにより、黄色ぶどう球菌を殺菌することがでいる。な
お、本実施例においては、直流電流を通電することによ
り、黄色ぶどう球菌の殺菌を行ったが、これに限定する
必要はなく、例えば交流電流またはパルス波電流を通電
することにより黄色ぶどう球菌の殺菌を行っても良い。
From the above, it is possible to sterilize Staphylococcus aureus by applying a direct current to the treatment liquid containing Staphylococcus aureus whose cell membrane is harder than that of Escherichia coli. In this example, by applying a direct current, the staphylococcus aureus was sterilized, but it is not limited to this, for example, by applying an alternating current or pulse wave current of Staphylococcus aureus You may sterilize.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、微
生物が混入した処理液を電気的に殺菌する際にパルス通
電するようにしたため、殺菌率が高くなり短時間の通電
で殺菌処理が完了する。また、殺菌処理の後処理液をろ
過するようにしたため、殺菌後の菌体が処理液に混入す
るのを防ぐことができる。またさらに、金属被覆中空糸
膜に直接通電する構成としたため、中空糸膜にトラップ
された微生物を確実に死滅させることができる。
As described above, according to the present invention, since pulse current is applied when electrically sterilizing a treatment liquid containing microorganisms, the sterilization rate becomes high, and sterilization treatment can be performed with short-time electricity. Complete. Further, since the post-treatment liquid after the sterilization treatment is filtered, it is possible to prevent the sterilized cells from being mixed into the treatment liquid. Furthermore, since the metal-coated hollow fiber membrane is directly energized, the microorganisms trapped in the hollow fiber membrane can be surely killed.

【0068】また、本発明によれば微生物を含む溶液に
パルス波を通電することにより、単一な操作で、かつ連
続にタンパク質を回収することができる。また、パルス
波を通電した溶液の微生物をろ過し、そのろ過した溶液
を吸引することにより、容易にタンパク質のみを回収す
ることができる。
Further, according to the present invention, by energizing the solution containing the microorganism with the pulse wave, the protein can be continuously recovered by a single operation. Further, only the protein can be easily recovered by filtering the microorganisms in the solution to which the pulse wave is applied and sucking the filtered solution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の発明にかかわる除菌装置の第1の実施例
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a sterilization apparatus according to the first invention.

【図2】パルス発振装置のブロック構成図である。FIG. 2 is a block diagram of a pulse oscillator.

【図3】第1の発明に係わる除菌装置の第2の実施例の
構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a second embodiment of the sterilization apparatus according to the first invention.

【図4】第2の発明にかかわる除菌装置の構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram of a sterilization apparatus according to a second invention.

【図5】通電時間と生菌数との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between energization time and viable cell count.

【図6】培養時間と濁度との関係を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between culture time and turbidity.

【図7】インパルス通電後の中空糸膜の査定型電子顕微
鏡写真である(倍率:15700)。
FIG. 7 is an evaluation electron micrograph of a hollow fiber membrane after impulse current application (magnification: 15700).

【図8】対照群の中空糸膜の査定型電子顕微鏡写真であ
る(倍率:15700)。
FIG. 8 is an evaluation electron micrograph of the hollow fiber membrane of the control group (magnification: 15700).

【図9】通電値100mA/cm2 の場合の通電時間と
生菌数との関係を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the energization time and the viable cell count when the energization value is 100 mA / cm 2 .

【図10】通電値500mA/cm2 の場合の通電時間
と生菌数との関係を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the energization time and the viable cell count when the energization value is 500 mA / cm 2 .

【図11】第2の発明に係わる除菌装置の実施例を示す
構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing an embodiment of a sterilization apparatus according to the second invention.

【図12】本発明に係わるタンパク質回収装置の構成図
である。
FIG. 12 is a block diagram of a protein recovery device according to the present invention.

【図13】溶液の吸引量とタンパク質の回収量との関係
を示す特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of aspirated solution and the amount of recovered protein.

【図14】本発明に係わる黄色ぶどう球菌を殺菌する装
置の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of an apparatus for sterilizing Staphylococcus aureus according to the present invention.

【図15】通電時間と生菌数との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing a relationship between energization time and viable cell count.

【図16】インパルス通電後の中空糸膜の査定型電子顕
微鏡写真である(倍率:9200)。
FIG. 16 is an evaluation electron micrograph of a hollow fiber membrane after impulse current application (magnification: 9200).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金属Ni層 10 微生物が含有された溶液 12 容器 18 電極 20 パルス発振装置 50 金属被覆中空糸膜 1 Metal Ni Layer 10 Solution Containing Microorganism 12 Container 18 Electrode 20 Pulse Oscillator 50 Metal Coated Hollow Fiber Membrane

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 治 神奈川県相模原市西橋本2丁目23番3号 日幸工業株式会社R&Dセンター内 (72)発明者 中山 敦 神奈川県相模原市西橋本2丁目23番3号 日幸工業株式会社R&Dセンター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Igarashi 2-23-3 Nishihashimoto, Sagamihara City, Kanagawa Hikko Kogyo Co., Ltd. R & D Center (72) Atsushi Nakayama 2-23, Nishihashimoto, Sagamihara City, Kanagawa Prefecture No. 3 R & D Center of Hikou Kogyo Co., Ltd.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 除菌処理を必要とする処理液にパルス波
を通電することにより除菌する方法。
1. A method of sterilizing by applying a pulse wave to a treatment liquid which requires sterilizing treatment.
【請求項2】 前記パルス波は、インパルス波である請
求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the pulse wave is an impulse wave.
【請求項3】 除菌処理を必要とする処理液が供給され
る容器と、前記処理液にパルス波を通電するための電極
と、パルス発振装置と、を備える除菌装置。
3. A sterilization apparatus comprising: a container to which a treatment liquid requiring sterilization treatment is supplied; electrodes for supplying a pulse wave to the treatment liquid; and a pulse oscillator.
【請求項4】 さらに処理液中の微生物をろ過するろ過
装置を備える請求項3記載の装置。
4. The apparatus according to claim 3, further comprising a filtration device for filtering microorganisms in the treatment liquid.
【請求項5】 前記パルス発振装置の出力信号を微分処
理する微分回路をさらに備え、該微分回路から発振する
インパルス波を前記電極に通電すること特徴とする請求
項3または4記載の装置。
5. The apparatus according to claim 3, further comprising a differentiating circuit for differentiating an output signal of the pulse oscillating device, and supplying an impulse wave oscillated from the differentiating circuit to the electrodes.
【請求項6】 導電性金属が被覆された中空糸膜と、こ
の中空糸膜の導電性金属にパルス波を通電するパルス発
振装置と、前記中空糸膜に除菌処理を必要とする処理液
を供給する手段と、を備える除菌装置。
6. A hollow fiber membrane coated with a conductive metal, a pulse oscillating device for applying a pulse wave to the conductive metal of the hollow fiber membrane, and a treatment liquid requiring sterilization treatment on the hollow fiber membrane. A sterilization device comprising:
【請求項7】 前記金属は中空糸膜に化学的に結合して
いる請求項6記載の装置。
7. The device of claim 6, wherein the metal is chemically bonded to the hollow fiber membrane.
【請求項8】 前記パルス発振装置の出力信号を微分処
理する微分回路をさらに備え、該微分回路から発振する
インパルス波を前記導電性金属に通電すること特徴とす
る請求項6または7記載の装置。
8. The apparatus according to claim 6, further comprising a differentiating circuit for differentiating an output signal of the pulse oscillating device, wherein an impulse wave oscillating from the differentiating circuit is supplied to the conductive metal. .
【請求項9】 微生物を含む溶液に通電を行い、前記溶
液から微生物含有タンパク質を回収する方法。
9. A method for recovering a microorganism-containing protein from a solution containing a microorganism by energizing a solution containing the microorganism.
【請求項10】 前記微生物を含む溶液にインパルス波
を通電する請求項9記載の方法。
10. The method according to claim 9, wherein an impulse wave is applied to the solution containing the microorganism.
【請求項11】 前記タンパク質は、ホルモン類である
請求項9または10記載の方法。
11. The method according to claim 9 or 10, wherein the protein is a hormone.
【請求項12】 微生物を含む溶液が供給される容器
と、前記溶液に通電するための電極と、この電極に通電
する通電装置と、タンパク質を分離する手段と、を備え
るタンパク質回収装置。
12. A protein recovery apparatus comprising: a container into which a solution containing a microorganism is supplied, an electrode for energizing the solution, an energizing device for energizing the electrode, and a means for separating proteins.
【請求項13】 前記通電装置はインパルス波を発振す
る請求項12記載の装置。
13. The device according to claim 12, wherein the energizing device oscillates an impulse wave.
【請求項14】 前記タンパク質は、ホルモン類である
請求項12または13記載の装置。
14. The device according to claim 12, wherein the protein is a hormone.
【請求項15】 導電性金属が被膜された中空糸膜と、
この中空糸膜の導電性金属に通電する通電装置と、前記
中空糸膜に微生物を含む溶液を供給する手段と、を備え
るタンパク回収装置。
15. A hollow fiber membrane coated with a conductive metal,
A protein recovery apparatus comprising: an energization device for energizing the conductive metal of the hollow fiber membrane, and means for supplying a solution containing a microorganism to the hollow fiber membrane.
【請求項16】 前記金属は中空糸膜に化学的に結合し
ている請求項15記載の装置。
16. The device of claim 15, wherein the metal is chemically bonded to the hollow fiber membrane.
【請求項17】 前記通電装置はインパルス波を発振す
る請求項15または16記載の装置。
17. The device according to claim 15, wherein the energizing device oscillates an impulse wave.
【請求項18】 前記タンパク質は、ホルモン類である
請求項15乃至17のいずれか記載の装置。
18. The device according to claim 15, wherein the protein is a hormone.
【請求項19】 黄色ぶどう球菌を含む処理液に直流通
電することにより除菌する方法。
19. A method of sterilizing a treatment liquid containing Staphylococcus aureus by applying a direct current to the treatment liquid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007244875A (en) * 1999-02-01 2007-09-27 Orthogen Ag Method for producing interleukin 1 receptor antagonist, therapeutic activity protein from body fluids

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