アルギン酸ナトリウムにエンドトキシンが含まれる主な要因は、原料が褐藻類などの天然由来である点にあります。海洋環境には多くのグラム陰性菌が存在しており、これらの菌由来のエンドトキシンが原藻に付着・共存した状態で原料に持ち込まれます。
さらに、アルギン酸の抽出・精製工程では、微生物の死滅に伴ってエンドトキシンが放出されやすく、粘性の高い多糖構造に取り込まれやすいという特性があります。このため、通常の洗浄や濾過などの精製工程だけではエンドトキシンが残留しやすく、低エンドトキシン化には特別な工程設計が必要です。

低エンドトキシンアルギン酸ナトリウムは、細胞活性に影響を与えることが知られています。報告されている細胞活性への例を紹介します。

このように、低エンドトキシンアルギン酸ナトリウムは、細胞や生体組織と直接関わる用途を中心に、安全性や機能性、評価の再現性を確保するために不可欠な材料となっています。

ガラス器具などの滅菌で一般的に用いられる「乾熱処理」は、アルギン酸ナトリウムも分解してしまうため、乾熱処理は適用できません。
アルギン酸ナトリウムは、マンヌロン酸（M）とグルロン酸（G）が直鎖状に結合した多糖類です。加熱により糖鎖の「グリコシド結合」が加水分解や熱分解を起こし、分子鎖が切断されます。その結果、本来の粘度が著しく低下し、ゲル化能が失われてしまいます。

• エンドトキシンの分解条件
  250℃で30分、または180℃で3~4時間の加熱が必要
  
  
• アルギン酸ナトリウムの耐熱限界
  60~100℃程度の加熱から分解開始

過酸化水素などの酸化剤を用いることで、エンドトキシンを分解し、不活性化することができます。しかし、酸化剤処理を行うと、発生したフリーラジカル（ヒドロキシラジカル・OHなど）がアルギン酸ナトリウムの糖鎖（グリコシド結合）を切断してしまうため、分子量低下、低粘度化に繋がります。
そのため、粘度や強度を維持する必要がある用途（細胞培養や組織工学など）において、酸化剤処理はアルギン酸ナトリウムのエンドトキシン低減化方法として、現実的な選択肢ではありません。

エンドトキシンは、0.1M~1.0M NaOHなどのアルカリ条件（pH13以上）で、エンドトキシンに含まれるLipid Aの脂肪鎖のエステル結合が加水分解（ケン化）され、エンドトキシンとしての活性が失われます。一方、アルギン酸ナトリウムは、pH10以上のアルカリ条件下にすると、β-脱離反応が進行しやすくなり、糖鎖（グリコシド結合）が切断され、分子量低下が起こります。また、強アルカリ条件ではM/G比率や配置が変化する可能性があり、カルシウム架橋によるゲル形成能や機械的特性が変わります。

• エンドトキシンの分解条件（pH13以上）
  0.1M~1.0M NaOHなどの強アルカリ条件下で、リピドA（毒性中心）のエステル結合が加水分解（ケン化）され、毒性が失われる
  
  
• アルギン酸のナトリウムの分解条件（pH10以上）
  pH10を超えると、アルギン酸特有の分解反応である「β-脱離反応」が進行します。これによりグリコシド結合が切断され、分子量が低下

水溶液中のエンドトキシンは、単量体として存在するだけでなく、疎水結合により巨大な「会合体（ミセル）」を形成しています。そのため、一定以上の分画分子量を持つ膜を通過できません。その結果、水分子や低分子成分のみが透過し、エンドトキシンは膜の上流側で阻止されます。
エンドトキシンの分子量（単量体・ミセル）を利用して、限外ろ過（UF膜）・逆浸透膜（RO膜）を用いて、エンドトキシンを低減化することが出来ます。
熱や薬品を使わないので、アルギン酸ナトリウムの低エンドトキシン処理に活用できる可能性がありますが、「高粘度」「分子サイズ」が課題となります。

• 高粘度による操作性悪化
  アルギン酸ナトリウムは、水溶液中で高い粘性を示します。この粘性は、巨大な分子量と分子鎖同士の絡み合いに由来します。高い粘度により、流動性が低下するため、濾過時の圧力損失が大きくなります。その結果、フィルターが目詰まりを起こしたり、膜表面にゲル層が形成されたりして、処理が困難になります。
  
  
• 分子サイズの重複
  分子量により、エンドトキシンを膜分離できますが、エンドトキシンとアルギン酸ナトリウムの分子量が重なってしまう可能性があります。
  
  
• エンドトキシンの分子量
  単量体：1~2万 Da
  ミセル：100万 Da以上
  
  
• アルギン酸ナトリウムの分子量
  数千~数百万 Da
  

ミセル化したエンドトキシンは、アルギン酸ナトリウムと同様に「100万Da以上」の巨大分子として振る舞うため、分画分子量による分離ができません。
一方で、膜の孔径を小さくしてエンドトキシンを阻止しようとすると、アルギン酸自体も膜を通過できなくなり、回収率が著しく低下します。
そのため、アルギン酸ナトリウムの低エンドトキシン処理に、限外ろ過（UF膜）・逆浸透膜（RO膜）は適していません。

エンドトキシン除去では、電荷や疎水性相互作用を利用した吸着法が有効な手段となる場合があります。しかし、アルギン酸ナトリウムは、多数のカルボキシル基（-COOH）を持つ、酸性の高分子多糖であり、分子全体が強い負電荷を帯びています。

• 負電荷による「非特異的吸着」と回収率の低下
  正電荷をもつ吸着材を用いることで、負電荷のエンドトキシンを吸着することが出来ます。アルギン酸ナトリウムも負電荷をもつため、正電荷をもつ吸着材に吸着されてしまう可能性があります。その結果、アルギン酸ナトリウムも吸着除去され、収率も低下します。
  
  
• 高粘度による「吸着効率の低下」
  吸着材が機能するためには、対象物質が吸着材の細孔の奥深くまで入り込む（拡散する）必要があります。しかし、アルギン酸ナトリウム溶液は粘度が高いため、内部への物質移動が制限されます。吸着材表面への拡散がスムーズに行われず、吸着平衡に達するまでに長時間を要したり、十分な除去性能が発揮されなかったりと、処理が不安定になる要因となります。

アルギン酸ナトリウムのような高分子は膜を通過できず、エンドトキシンや低分子の不純物だけが膜を通過して排出することが出来ます。一方で、アルギン酸ナトリウムが高粘性のため、膜がすぐに目詰まりを起こす問題もあります。限外ろ過を行う場合、膜が目詰まりしないようにアルギン酸ナトリウムの濃度を薄くする必要があります。

エンドトキシンの会合（ミセル）状態によっては、限外ろ過できない場合があります。
その際、界面活性剤を用いてエンドトキシンの会合状態を崩すことで、限外ろ過によるエンドトキシン低減化が出来るようになります。一方で、高粘度のアルギン酸ナトリウムは処理できない課題は解消されず、使用した界面活性剤を除去する工程が必要になります。

エンドトキシンの毒性部分（リピドA）は、脂質でできており疎水性を持っています。活性炭は疎水性の物質を吸着する力が強いため、アルギン酸溶液を活性炭に通すことで、エンドトキシンの脂質部分を吸着・除去します。一方で、アルギン酸ナトリウムも吸着されてしまい、収率（歩留まり）が下がる傾向があります。エンドトキシンの吸着量も多くないので、含まれているエンドトキシンの量が多いと処理できない課題があります。

「ポリミキシンB」という抗生物質は、エンドトキシンのリピドA部分と特異的に結合する性質を持っています。このポリミキシンBを固定化したビーズや膜にアルギン酸ナトリウム溶液を通すと、アルギン酸ナトリウムは吸着せず、エンドトキシンだけが吸着させることが出来ます。しかし、ポリミキシンBが非常に高価であるため、実験室レベルや高付加価値な医療用製品に用途が限られます。