CN110997133A - 色谱用载体、配体固定载体、色谱柱、靶物质的纯化方法和色谱用载体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有优异的防污性且耐压性能和耐破损性能优异的色谱用载体。所述色谱用载体包含具有至少包含2个‑C(=O)‑NH‑所示的基团的部分结构的聚合物。
Description
技术领域
本发明涉及色谱用载体、配体固定载体、色谱柱、靶物质的纯化方法和色谱用载体的制造方法。
背景技术
近年来,在以抗体医药等为代表的生物医药品的领域中,蛋白质等靶物质的表达技术显著进展,与此同时,要求基于色谱等的纯化工序中的生产率提高。作为提高生产率的方法,可举出将来自宿主细胞的蛋白质、脱氧核糖核酸这样的混合存在于医药品原料中的杂质的浓度通过1次纯化尽可能降低而减少纯化次数、工序,能够实现其的色谱用填充剂(配体固定载体)的需求正在提高。
为了提高纯化工序中的杂质去除效率,需要改善载体的防污性,抑制因杂质与填充剂的疏水性相互作用所致的非特异吸附,抑制杂质对填充剂的附着。作为抑制这样的附着的有效手段,已知有填充剂的载体的亲水化(专利文献1)。
因此,作为提高了亲水性的载体,开发了利用水溶性聚合物固定细孔内部的特定的固相载体(专利文献2);将丙烯酰胺单体等亲水性单体进行反相悬浮聚合而形成的固相载体,将亲水性单体用保护基等进行疏水化处理后进行聚合,进行脱保护而得到的固相载体(专利文献3~5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2005/010529号小册子
专利文献2:日本专利第5250985号
专利文献3:日本特表2003-511659号公报
专利文献4:日本特表2009-503203号公报
专利文献5:日本特开2006-111717号公报
专利文献6:国际公开第2015/119255号小册子
发明内容
然而,通过以往采用的技术来改善载体的防污性时,存在耐压性能、耐破损性能降低的问题。载体的耐压性能不充分时,使用规模大的柱进行纯化时有可能发生压密化而变得无法通液。另外,由于柱压力损失变大,难以在高线流速下使用,因此,操作所需的时间会长时间化。另一方面,耐破损性能不充分时,在超过一定的流速时,存在急剧地产生压溃、塑性变形,变得无法再利用的问题。
在这样的背景下,提出了使用3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇导入了交联结构的载体(专利文献6),但该载体亲水性不充分,期望防污性的进一步改善。另外,耐压性能、耐破损性也有改善的余地。
因此,本发明所要解决的课题在于提供具有优异的防污性且耐压性能和耐破损性能优异的色谱用载体。
因此,本发明人进行了深入研究,结果发现通过对色谱用载体中所含的聚合物导入至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的部分结构,可兼具优异的防污性以及优异的耐压性能和耐破损性能,完成了本发明。
即,本发明提供以下的<1>~<15>。
<1>一种色谱用载体(以下,也称为本发明的色谱用载体),包含具有至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的部分结构(以下,也称为特定部分结构)的聚合物(以下,也称为特定聚合物)。
<2>根据<1>所述的载体,其中,所述部分结构为下述式(1)所示的2价以上的交联结构。
[式(1)中,
R1表示n价的有机基团,
X1表示-C(=O)-NH-,
X2表示单键或2价的连接基团,
n表示2以上的整数,
*表示键合位点。
其中,n为2时,R1可以为单键]
<3>根据<1>或<2>所述的载体,其中,所述部分结构为下述式(1-2)所示的交联结构。
[式(1-2)中,
R2表示单键或2价的有机基团,
X1a和X1b表示-C(=O)-NH-,
X2a和X2b各自独立地表示单键或2价的连接基团,
*表示键合位点]
<4>根据<3>所述的载体,其中,R2为碳原子数1~40的2价的烃基或在碳原子数2~40的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团。
<5>根据<3>或<4>所述的载体,其中,R2为碳原子数1~40的烷二基或在碳原子数2~40的烷二基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团。
<6>根据<3>~<5>中任一项所述的载体,其中,X2a和X2b各自独立地为单键、-NH-或-R4-C(=O)O-(R4表示2价的有机基团)。
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的载体,是粒子状的载体。
<8>根据<1>~<7>中任一项所述的载体,是多孔载体。
<9>根据<1>~<8>中任一项所述的载体,其中,所述聚合物进一步具有能够固定配体的官能团。
<10>一种配体固定载体(以下,也称为本发明的配体固定载体),是将配体固定于<1>~<9>中任一项所述的载体而成的。
<11>根据<10>所述的配体固定载体,其中,所述配体为蛋白质或肽。
<12>一种色谱柱(以下,也称为本发明的色谱柱),将<10>或<11>所述的配体固定载体填充于柱容器。
<13>一种靶物质的纯化方法(以下,也称为本发明的靶物质的纯化方法),其特征在于,是通过色谱来纯化靶物质的方法,使用<10>或<11>所述的配体固定载体。
<14>一种靶物质的纯化方法,是通过色谱来纯化靶物质的方法,包括使<10>或<11>所述的配体固定载体与包含靶物质的试样接触的工序。
<15>一种色谱用载体的制造方法(以下,也称为本发明的色谱用载体的制造方法),包括使具有选自环状醚基、羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、琥珀酰亚胺氧羰基、甲酰基和异氰酸酯基中的1种以上的官能团的固相与分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的交联剂接触的工序。
本发明的色谱用载体具有优异的防污性且耐压性能和耐破损性能优异。另外,将配体固定时对靶物质的动态结合容量大。
因此,根据本发明,能够提供具有优异的防污性且耐压性能和耐破损性能优异,进而对靶物质的动态结合容量大的配体固定载体和色谱柱。
附图说明
图1是表示本发明的色谱用载体的制造方法的一个例子的图。
具体实施方式
<色谱用载体>
本发明的色谱用载体包含具有至少包含2个的-C(=O)-NH-所示的基团的部分结构的聚合物。
作为特定部分结构,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为下述式(1)所示的2价以上的交联结构。
[式(1)中,
R1表示n价的有机基团,
X1表示-C(=O)-NH-,
X2表示单键或2价的连接基团,
n表示2以上的整数,
*表示键合位点。
其中,n为2时,R1可以为单键]
式(1)中,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,R1所示的n价的有机基团的碳原子数优选为1~60,更优选为1~40,特别优选为1~20。
n表示2以上的整数,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为2~6,更优选为2~4,进一步优选为2或3,特别优选为2。此外,n个X1可以相同或不同,另外,n个X2也可以相同或不同。
X1所示的-C(=O)-NH-可以该化学结构中的碳原子与R1键合且化学结构中的氮原子与X2键合,另外,也可以化学结构中的碳原子与X2键合且化学结构中的氮原子与R1键合。
作为X2,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为2价的连接基团。作为该2价的连接基团,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为-NH-、-R4-C(=O)O-,特别优选为-NH-。特别是X2为-NH-时,耐压性能进一步良好。
另外,上述R4表示2价的有机基团。此外,对于-R4-C(=O)O-,该化学结构中的R4可以与X1键合,另外,化学结构中的氧原子可以与X1键合。
作为R4所示的2价的有机基团,可举出2价的烃基、在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团。
R4所示的2价的有机基团为2价的烃基时,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,其碳原子数优选为1~20,更优选为1~14,进一步优选为1~8,特别优选为1~4。另一方面,2价的有机基团为“在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”时,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,该基团中的2价的烃基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~14,进一步优选为2~8,特别优选为2~4。
此外,R4所示的2价的烃基、“在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”中的2价的烃基可以具有取代基。作为该取代基,例如可举出氯原子、溴原子等卤素原子、羟基等。此外,取代基的取代位置和个数是任意的,具有2个以上的取代基时,该取代基可以相同或不同。
作为R4所示的2价的烃基、“在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”中的2价的烃基,可举出2价的脂肪族烃基、2价的脂环式烃基、2价的芳香族烃基,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为2价的脂肪族烃基。此外,2价的脂肪族烃基可以为直链状也可以支链状。
R4所示的2价的有机基团为2价的脂肪族烃基时,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,其碳原子数优选为1~20,更优选为1~14,进一步优选为1~8,特别优选为1~4。另一方面,2价的有机基团为“在碳原子数2以上的2价的脂肪族烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”时,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,该基团中的2价的脂肪族烃基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~14,进一步优选为2~8,特别优选为2~4。
另外,2价的脂肪族烃基可以在分子内具有不饱和键,但从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为烷二基。作为烷二基的具体例,可举出甲烷-1,1-二基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,1-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,1-二基、戊烷-1,2-二基、戊烷-1,3-二基、戊烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,1-二基、己烷-1,2-二基、己烷-1,3-二基、己烷-1,4-二基、己烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基等。这些之中,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,特别优选为甲烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基。
上述2价的脂环式烃基的碳原子数优选为3~20,更优选为3~16,进一步优选为3~12,特别优选为3~8。具体而言,可举出亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基等亚环烷基。
上述2价的芳香族烃基的碳原子数优选为6~18,更优选为6~12。具体而言,可举出亚苯基、亚萘基等亚芳基。
此外,2价的脂环式烃基的键合部位和2价的芳香族烃基的键合部位可以为环上的任一碳上。
作为如上所述的特定部分结构,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为下述式(1-2)或(1-3)所示的交联结构,更优选为式(1-2)所示的交联结构,进一步优选为下述式(2-1)~(2-6)所示的交联结构,进一步优选为式(2-1)~(2-4)所示的交联结构,进一步优选为式(2-1)或(2-4)所示的交联结构、特别优选为式(2-1)所示的交联结构。为式(2-1)所示的交联结构时,耐压性能特别良好。
[式(1-2)中,
R2表示单键或2价的有机基团,
X1a和X1b表示-C(=O)-NH-,
X2a和X2b各自独立地表示单键或2价的连接基团,
*表示键合位点]
[式(1-3)中,
R3表示m价的有机基团,
X1表示-C(=O)-NH-,
X2表示单键或2价的连接基团,
m表示3以上的整数,
*表示键合位点]
[式(2-1)~(2-6)中,R2和*与式(1-2)中的R2和*意义相同,R2表示单键或2价的有机基团,*表示键合位点。另外,式(2-3)~(2-4)中,R4a和R4b各自独立地表示2价的有机基团]
在此,对式(1-2)、(1-3)、(2-1)~(2-6)中的各符号进行说明。
式(1-2)中的X1a和X1b、式(1-3)中的X1表示-C(=O)-NH-。式(1-2)中的X1a和X1b、式(1-3)中的X1与上述式(1)中的X1意义相同。
式(1-2)中的X2a和X2b、式(1-3)中的X2各自独立地表示单键或2价的连接基团。式(1-2)中的X2a和X2b、式(1-3)中的X2与式(1)中的X2意义相同,作为它们所示的2价的连接基团,优选为-NH-、-R4-C(=O)O-、特别优选为-NH-。特别是X2为-NH-时,耐压性能进一步良好。此外,R4如上所述,表示2价的有机基团。
式(2-3)~(2-4)中的R4a和R4b各自独立地表示2价的有机基团。式(2-3)~(2-4)中的R4a和R4b与上述式(1)中的R4意义相同。
式(1-2)、(2-1)~(2-6)中,R2表示单键或2价的有机基团,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为2价的有机基团。从提高本发明的期望的效果的观点考虑,作为该2价的有机基团的碳原子数,优选为1~40,更优选为1~30,进一步优选为1~20,特别优选为1~10。
作为R2所示的2价的有机基团,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为2价的烃基、在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团、2价的含氮杂环基,更优选为2价的烃基、在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团。此外,R2所示的2价的烃基、“在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”中的2价的烃基、2价的含氮杂环基可以具有取代基。作为该取代基,例如可举出氯原子、溴原子等卤素原子、羟基等。此外,取代基的取代位置和个数是任意的,具有2个以上的取代基时,该取代基可以相同或不同。
R2所示的2价的有机基团为2价的烃基时,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,其碳原子数优选为1~40,更优选为1~30,进一步优选为1~20,特别优选为1~10。另一方面,R2所示的2价的有机基团为“在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”时,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,该基团中的2价的烃基的碳原子数优选为2~40,更优选为2~30,进一步优选为2~20,特别优选为2~10。
作为R2所示的2价的烃基、“在碳原子数2以上的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”中的2价的烃基,可举出2价的脂肪族烃基、2价的脂环式烃基、2价的芳香族烃基,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为2价的脂肪族烃基。此外,2价的脂肪族烃基可以为直链状也可以为支链状。
R2所示的2价的有机基团为2价的脂肪族烃基时,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,其碳原子数优选为1~40,更优选为1~30,进一步优选为1~20,进一步优选为1~10,进一步优选为1~8,特别优选为2~6。另一方面,R2所示的2价的有机基团为“在碳原子数2以上的2价的脂肪族烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”时,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,该基团中的2价的脂肪族烃基的碳原子数优选为2~40,更优选为2~30,进一步优选为2~20,进一步优选为2~10,进一步优选为2~8,特别优选为2~6。
另外,作为“在碳原子数2以上的2价的脂肪族烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团”,优选为在碳原子数2以上的2价的脂肪族烃基的碳-碳原子间具有酯键的基团。例如可举出-(CH2)2-OC(=O)-CH2-。
另外,2价的脂肪族烃基在分子内可以具有不饱和键,但从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为烷二基。作为烷二基的具体例,可举出甲烷-1,1-二基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,1-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,1-二基、戊烷-1,2-二基、戊烷-1,3-二基、戊烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,1-二基、己烷-1,2-二基、己烷-1,3-二基、己烷-1,4-二基、己烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基等。这些之中,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,特别优选为甲烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基。
上述2价的脂环式烃基的碳原子数优选为3~20,更优选为3~16,进一步优选为3~12,特别优选为3~8。具体而言,可举出亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基等亚环烷基。
上述2价的芳香族烃基的碳原子数优选为6~18,更优选为6~12。具体而言,可举出亚苯基、亚萘基等亚芳基。
上述2价的含氮杂环基的碳原子数优选为4~18,更优选为4~10,特别优选为4~6。具体而言,可举出亚吡啶基(来自吡啶环的2价的基团)、亚嘧啶基(来自嘧啶环的2价的基团)等。
此外,2价的脂环式烃基的键合部位、2价的芳香族烃基的键合部位和2价的含氮杂环基的键合部位可以为环上的任一碳上。
式(1-3)中,m表示3以上的整数,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为3~6,更优选为3或4,特别优选为3。此外,m个X1可以相同或不同,另外,m个X2可以相同或不同。
m为3时,R3为3价的有机基团,作为该3价的有机基团,可举出3价的烃基。3价的烃基可以具有取代基。作为该取代基,可举出与上述2价的烃基可以具有的取代基同样的取代基。
作为3价的烃基的碳原子数,优选为1~40,更优选为1~30,进一步优选为1~20,特别优选为1~10。
作为3价的烃基,可举出3价的脂肪族烃基、3价的脂环式烃基、3价的芳香族烃基,优选为3价的脂肪族烃基、3价的脂环式烃基。此外,3价的脂环式烃基的键合部位和3价的芳香族烃基的键合部位可以为环上的任一碳上。
作为3价的脂肪族烃基的碳原子数,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为1~40,更优选为1~30,进一步优选为1~20,进一步优选为1~10,进一步优选为1~8,特别优选为2~6。另外,3价的脂肪族烃基在分子内可以具有不饱和键,但优选为烷三基。作为烷三基的具体例,可举出甲烷-1,1,1-三基、乙烷-1,1,1-三基、乙烷-1,1,2-三基、丙烷-1,2,3-三基、丙烷-1,2,2-三基等。
3价的脂环式烃基的碳原子数优选为3~20,更优选为3~16,进一步优选为3~12,特别优选为3~8。具体而言,可举出环丙烷三基、环丁烷三基、环戊烷三基、环己烷三基等环烷三基。
作为特定部分结构,可举出来自分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的交联剂的结构。作为这样的交联剂,优选为分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团,并且能够与能够固定配体的官能团反应而导入交联结构的交联剂。例如可举出草酰二酰肼、丙二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、2,3-二羟基琥珀酸二酰肼、戊二酸二酰肼、己二酸二酰肼、庚二酸二酰肼、辛二酸二酰肼、壬二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、十二烷二酸二酰肼、邻苯二甲酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼、对苯二甲酸二酰肼、喹啉酸二酰肼等二羧酸二酰肼类;环己烷三羧酸三酰肼等三羧酸三酰肼类;N1,N1-(乙烷-1,2-二基)双(琥珀酸单酰胺)等(亚烷基双亚氨基)双(氧代烷酸)类等。交联剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。这些交联剂中,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选二羧酸二酰肼类、(亚烷基双亚氨基)双(氧代烷酸)类,更优选二羧酸二酰肼类。使用二羧酸二酰肼类时,耐压性能特别良好。
另外,作为特定聚合物,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选进一步具有能够固定配体的官能团。
作为能够固定配体的官能团,可举出选自环状醚基、羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、琥珀酰亚胺氧羰基、甲酰基和异氰酸酯基中的1种以上的官能团,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选环状醚基。
在此,作为“环状醚基”,优选是构成环的原子数为3~7个的环状醚基。环状醚基可以具有烷基作为取代基。作为环状醚基的具体例,可举出以下的式(3)~(8)所示的环状醚基,优选为式(3)、(5)或(8)所示的环状醚基,更优选为式(3)所示的环状醚基。
[式中,R5a、R5b、R5c和R6各自独立地表示氢原子或烷基,*表示键合位点]
R5a、R5b、R5c和R6所示的烷基的碳原子数优选为1~4,更优选为1或2。烷基可以为直链状也可以为支链状,例如可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。另外,作为R5a、R5b、R5c和R6,优选为氢原子。
另外,作为特定聚合物,优选为具有2个以上能够固定配体的官能团的残基且该2个以上的残基由特定部分结构交联的聚合物,更优选为具有能够固定配体的官能团的残基2个以上以及能够固定配体的官能团且2个以上的残基由特定部分结构交联的聚合物。
作为能够固定配体的官能团的残基,是指上述能够固定配体的官能团被交联剂交联时残留的残基。作为该残基,具体而言,可举出环状醚基开环而成的2价的基团、-C(=O)-、-NH-C(=O)-,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为环状醚基开环而成的2价的基团。作为该环状醚基开环而成的2价的基团中的“环状醚基”,优选为与作为能够固定配体的官能团举出的官能团同样的官能团。
从提高本发明的期望的效果的观点考虑,特定部分结构的含量在特定聚合物中优选为0.5~50质量%,更优选为1~40质量%,特别优选为10~35质量%。
从提高本发明的期望的效果的观点考虑,特定聚合物中的特定部分结构的含量(β)相对于特定聚合物中的能够固定配体的官能团与其残基的合计含量(α)的摩尔比[(β)/(α)]优选为0.01~0.8,更优选为0.05~0.7,进一步优选为0.1~0.6,特别优选为0.2~0.5。根据本发明,即使在摩尔比[(β)/(α)]为0.2以上的情况下也可得到优异的防污性。
此外,特定聚合物中的各结构的含量可通过元素分析、热裂解气相色谱等来测定。
作为特定聚合物,优选为包含具有能够固定配体的官能团的结构单元(A)和具有能够固定配体的官能团的残基的结构单元(B)且结构单元(B)中的上述残基彼此由特定部分结构交联的聚合物。作为结构单元(A),优选为下述式(9)所示的结构单元,作为结构单元(B),优选为下述式(10)所示的结构单元。
[式(9)中,
R8表示氢原子或甲基,
R9表示单键或2价的连接基团,
Z1表示能够固定配体的官能团]
[式(10)中,
R10表示氢原子或甲基,
R11表示单键或2价的连接基团,
Z2表示能够固定配体的官能团的残基,
**表示与特定部分结构键合的键合位点]
作为式(9)中的Z1所示的能够固定配体的官能团、式(10)中的Z2所示的能够固定配体的官能团的残基,可举出与上述基团同样的基团。另外,式(10)中的**表示与特定部分结构键合的键合位点,是指由特定部分结构交联。
作为式(9)中的R9、式(10)中的R11所示的2价的连接基团,例如可举出烷二基、在碳原子数2以上的烷二基的碳-碳原子间具有醚键的基、亚芳基、-C(=O)O-R12-*、-C(=O)NH-R13-*、-Ar-R14-*或-Ar-OR15-*等。在此,Ar表示亚芳基,R9、R11中的*表示键合于上述Z1或Z2的键合位点。作为R9、R11、Ar所示的亚芳基,可举出亚苯基、亚萘基、亚菲基等。
另外,R12~R15各自独立地表示烷二基或在碳原子数2以上的烷二基的碳-碳原子间具有醚键的基团。
作为R9、R11、R12~R15所示的烷二基的碳原子数,优选为1~12,更优选为1~6,特别优选为1~3。该烷二基可以为直链状也可以为支链状。作为烷二基的具体例,可举出甲烷-1,1-二基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,1-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,1-二基、戊烷-1,2-二基、戊烷-1,3-二基、戊烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,1-二基、己烷-1,2-二基、己烷-1,3-二基、己烷-1,4-二基、己烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基等。
作为R9、R11、R12~R15所示的“在碳原子数2以上的烷二基的碳-碳原子间具有醚键的基团”,优选为-Ra(ORb)pORc-所示的基团(Ra、Rb和Rc各自独立地表示碳原子数1~4的烷二基,p表示0~30的整数)。
Ra、Rb和Rc所示的烷二基可以为直链状也可以为支链状。具体而言,可举出甲烷-1,1-二基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,1-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基。作为p,优选为0~20的整数,更优选为0~10的整数,进一步优选为0~5的整数,特别优选为0。此外,p为2~30的整数时,p个Rb可以相同或不同。作为碳原子数2以上的烷二基的碳-碳原子间具有醚键的基团的适当的具体例,可举出C1-4烷二氧基C1-4烷二基。
此外,R9、R11、R12~R15所示的烷二基、在碳原子数2以上的烷二基的碳-碳原子间具有醚键的基团可以具有取代基。作为该取代基,例如可举出羟基等。
如上所述的R9、R11中,从特定聚合物的制造容易性等观点考虑,特别优选为-C(=O)O-R12-*。
作为构成结构单元(A)或结构单元(B)的单体,优选为具有能够固定配体的官能团和聚合性不饱和基团的单体。作为这样的单体,例如可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3-环氧乙烷基丙酯、(甲基)丙烯酸4-环氧乙烷基丁酯、(甲基)丙烯酸5-环氧乙烷基戊酯、(甲基)丙烯酸6-环氧乙烷基己酯、(甲基)丙烯酸7-环氧乙烷基庚酯、(甲基)丙烯酸8-环氧乙烷基辛酯、(甲基)丙烯酸(3-甲基环氧乙烷基)甲酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯缩水甘油醚、甘油单(甲基)丙烯酸酯缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基乙酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基丙酯、α-(甲基)丙烯酰基-ω-缩水甘油基聚乙二醇、(甲基)丙烯酸四氢呋喃甲酯等具有环状醚基的(甲基)丙烯酸酯系单体;(乙烯基苄基)缩水甘油醚、(异丙烯基苄基)缩水甘油醚、(乙烯基苯乙基)缩水甘油醚、(乙烯基苯基丁基)缩水甘油醚、(乙烯基苄氧基乙基)缩水甘油醚、(乙烯基苯基)缩水甘油醚、(异丙烯基苯基)缩水甘油醚、1,2-环氧-3-(4-乙烯基苄基)丙烷等具有环状醚基的芳香族乙烯基系单体;烯丙基缩水甘油醚等具有环状醚基的烯丙基醚系单体;(甲基)丙烯酸异氰酸根合乙酯等具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯系单体;马来酸酐、甲基马来酸酐、戊烯二酸酐等不饱和二羧酸酐系单体以及(甲基)丙烯酸、3,4-环氧-1-丁烯、3,4-环氧-3-甲基-1-丁烯等。这些单体可以单独使用1种或组合使用2种以上。
这些单体中,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为具有环状醚基的(甲基)丙烯酸酯系单体,特别优选为(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。
特定聚合物中的结构单元(A)和(B)的合计含有比例相对于特定部分结构100质量份,优选为100~1500质量份,更优选为100~1000质量份。
另外,特定聚合物除特定部分结构以及结构单元(A)和(B)以外,还可以具有结构单元。构成这样的结构单元的单体(以下,也称为其它单体),可举出不具有能够固定配体的官能团的含有聚合性不饱和基团的单体。其它单体大致分为非交联性单体、交联性单体,可以使用它们中的一者,也可以使用。此外,根据本发明,即使在使用不含羟基等亲水性基团的单体作为其它单体的情况下,也能够满足防污性等本发明的期望的效果,能够应用于广泛的单体组成。
作为上述非交联性单体,例如可举出(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体、(甲基)丙烯酰胺系非交联性单体、芳香族乙烯基系非交联性单体、乙烯基酮系非交联性单体、(甲基)丙烯腈系非交联性单体、N-乙烯基酰胺系非交联性单体等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。非交联性单体中,优选为(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体、芳香族乙烯基系非交联性单体。
作为上述(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体,例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷单(甲基)丙烯酸酯、丁三醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇单(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单(甲基)丙烯酸酯、肌醇单(甲基)丙烯酸酯等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
另外,作为上述(甲基)丙烯酰胺系非交联性单体,例如可举出(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
另外,作为上述芳香族乙烯基系非交联性单体,例如可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤化苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、4-异丙基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-异丁基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯等的苯乙烯类;1-乙烯基萘、2-乙烯基萘等乙烯基萘类等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
另外,作为上述乙烯基酮系非交联性单体,例如可举出乙基乙烯基酮、丙基乙烯基酮、异丙基乙烯基酮等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
另外,作为上述(甲基)丙烯腈系非交联性单体,例如可举出丙烯腈、甲基丙烯腈等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
另外,作为上述N-乙烯基酰胺系非交联性单体,例如可举出N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基丙酰胺等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
特定聚合物中的由非交联性单体构成的结构单元的含有比例相对于特定部分结构100质量份,优选为1~500质量份,更优选为1~100质量份。
另外,作为上述交联性单体,例如可举出(甲基)丙烯酸酯系交联性单体、芳香族乙烯基系交联性单体、烯丙基系交联性单体等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。另外,作为交联性单体,优选为2~5官能的交联性单体,更优选为2或3官能的交联性单体。交联性单体中,优选为(甲基)丙烯酸酯系交联性单体、芳香族乙烯基系交联性单体。
作为上述(甲基)丙烯酸酯系交联性单体,例如可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丁三醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、葡萄糖二(甲基)丙烯酸酯、葡萄糖三(甲基)丙烯酸酯、葡萄糖四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、肌醇二(甲基)丙烯酸酯、肌醇三(甲基)丙烯酸酯、肌醇四(甲基)丙烯酸酯、甘露醇二(甲基)丙烯酸酯、甘露醇三(甲基)丙烯酸酯、甘露醇四(甲基)丙烯酸酯、甘露醇五(甲基)丙烯酸酯等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
另外,作为上述芳香族乙烯基系交联性单体,例如可举出二乙烯基苯、三乙烯基苯、二乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯、二乙烯基乙基苯、二乙烯基萘等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
另外,作为上述烯丙基系交联性单体,例如可举出邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、偏苯三酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、异氰脲酸二烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯等。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
进而,作为交联性单体,除上述例示的交联性单体以外,还可举出二氨基丙醇、三羟基甲基氨基甲烷、葡糖胺等氨基醇与(甲基)丙烯酸的脱水缩合反应物、丁二烯、异戊二烯等共轭二烯烃等。
特定聚合物中的由交联性单体构成的结构单元的含有比例相对于特定部分结构100质量份,优选为1~1000质量份,更优选为10~500质量份。
特定聚合物只要是具有特定部分结构的聚合物就没有特别限定,可以为由琼脂糖、葡聚糖、纤维素等多糖类构成的天然高分子,也可以为合成高分子,优选为合成高分子。另外,特定聚合物优选为水不溶性聚合物。
另外,在本发明的色谱用载体中,特定聚合物的含量优选为80~100质量%,更优选为90~100质量%,特别优选为99~100质量%。
另外,本发明的色谱用载体只要是能够作为支撑体(固相载体)使用的形态即可。作为这样的形态,例如可举出粒子状、整块(monolith)状、板状、膜状(包含中空丝)、纤维状、盒状、芯片状等,优选为粒子状。另外,作为本发明的色谱用载体,优选为多孔粒子等多孔载体。另外,作为多孔粒子,优选为多孔聚合物粒子。
另外,本发明的色谱用载体为粒子状的载体时,从耐压性能、耐破损性能的观点考虑,平均粒径(体积平均粒径)优选为20~150μm,更优选为40~100μm。另外,平均粒径的变异系数优选为40%以下,更优选为30%以下。
另外,本发明的色谱用载体的比表面积优选为1~500m2/g,更优选为10~300m2/g。
另外,本发明的色谱用载体的体积平均细孔径优选为10~300nm。
此外,上述平均粒径、变异系数、比表面积和体积平均细孔径可通过激光衍射·散射粒径分布测定等来测定。
<色谱用载体的制造方法>
本发明的色谱用载体可适当组合常规方法来制造,但通过包括使具有选自环状醚基、羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、琥珀酰亚胺氧羰基、甲酰基和异氰酸酯基中1种以上的官能团的固相与分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的交联剂接触的工序的方法,能够简便且高效地制造。
作为上述制法的具体的方法,例如可举出(工序1)依照常规方法得到原料粒子等固相,如图1中例示那样,(工序2)使得到的固相与分子内至少包含2个的-C(=O)-NH-所示的基团的交联剂接触的方法。
以下,对上述各工序具体地进行说明。
(工序1)
工序1是使具有选自环状醚基、羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、琥珀酰亚胺氧羰基、甲酰基和异氰酸酯基中的1种以上的官能团的单体(以下,也称为含有官能团的单体)(共)聚合,得到具有上述官能团的固相的工序。(共)聚合的方法优选为悬浮聚合。
作为含有官能团的单体,可举出作为构成结构单元(A)、(B)的单体所例示的单体。另外,也可以使上述其它单体(非交联性单体、交联性单体)与含有官能团的单体一起共聚。
作为含有官能团的单体的合计使用量,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,相对于工序1中使用的单体总量100质量份,优选为1~99质量份,更优选为20~95质量份,特别优选为40~90质量份。
作为交联性单体的合计使用量,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,相对于工序1中使用的单体总量100质量份,优选为1~70质量份,更优选为3~60质量份,特别优选为5~50质量份。
此外,使用非交联性单体时,其合计使用量是含有官能团的单体、交联性单体以外的剩余量。
另外,作为工序1的具体的方法,例如可举出使聚合引发剂溶解于含有单体和根据需要的多孔化剂的混合溶液(单体溶液)中,使其悬浮于水系介质并加热至规定温度使其聚合的方法;使聚合引发剂溶解于含有单体和根据需要的多孔化剂的混合溶液(单体溶液)中,添加于加热至规定温度的水系介质中使其聚合的方法;使含有单体和根据需要的多孔化剂的混合溶液(单体溶液)悬浮于水系介质中并加热至规定温度,添加聚合引发剂使其聚合的方法等。
作为聚合引发剂,优选为自由基聚合引发剂。作为自由基聚合引发剂,例如可举出偶氮系引发剂、过氧化物系引发剂、氧化还原系引发剂等,具体而言,可举出偶氮双异丁腈、偶氮双异丁酸甲酯、偶氮双-2,4-二甲基戊腈、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰-二甲基苯胺等。聚合引发剂的合计使用量通常相对于单体总量100质量份为0.01~10质量份左右。
上述多孔化剂为了制造多孔粒子而使用,在油滴内的聚合中,与单体一起存在,作为非聚合成分具有形成孔的作用。多孔化剂只要是在多孔表面能够容易地去除就没有特别限定,例如可举出可溶于各种有机溶剂、混合单体的线状聚合物等,也可以将它们并用。
作为上述多孔化剂,例如可举出己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷等脂肪族烃类;环戊烷、环己烷等脂环式烃类;苯、甲苯、二甲苯、萘、乙基苯等芳香族烃类;四氯化碳、1,2-二氯乙烷、四氯乙烷、氯苯等卤化烃类;丁醇、戊醇、己醇、庚醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-己醇等脂肪族醇类;环己醇等脂环式醇类;2-苯基乙醇、苄醇等芳香族醇类;二乙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、苯乙酮、2-辛酮、环己酮等酮类;二丁基醚、二异丁基醚、苯甲醚、乙氧基苯等醚类;乙酸异戊酯、乙酸丁酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、丙二酸二乙酯等酯类以及非交联性乙烯基单体的均聚物等线状聚合物。多孔化剂可以单独使用或混合使用2种以上。
上述多孔化剂的合计使用量通常相对于单体总量100质量份为40~600质量份左右。
作为上述水系介质,例如可举出水溶性高分子水溶液等,作为水溶性高分子,例如可举出羟乙基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯基吡咯啶酮、淀粉、明胶等。
水系介质的合计使用量通常相对于单体总量100质量份为200~7000质量份左右。
另外,使用水作为水系介质的分散介质时,例如可以使用碳酸钠、碳酸钙、硫酸钠、磷酸钙、氯化钠等分散稳定剂。
另外,工序1中,也可以使用以烷基硫酸酯盐、烷基芳基硫酸酯盐、烷基磷酸酯盐、脂肪酸盐等阴离子性表面活性剂为代表的各种表面活性剂。另外,也可以使用亚硝酸钠等亚硝酸盐、碘化钾等碘化物盐、叔丁基儿茶酚、苯醌、苦味酸、氢醌、氯化铜、氯化铁(III)等阻聚剂。另外,也可以使用十二烷基硫醇等聚合调整剂。
另外,工序1的聚合温度只要根据聚合引发剂来决定即可,通常为2~100℃左右,使用偶氮双异丁腈作为聚合引发剂时,优选为50~100℃,更优选为60~90℃。另外,聚合时间通常为5分钟~48小时,优选为10分钟~24小时。
(工序2)
工序2是使分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的交联剂与来自含有官能团的单体的官能团的一部分进行加成反应,导入来自该交联剂的特定部分结构的工序。由此,上述官能团的残基彼此介由特定部分结构而交联。
作为工序2中使用的交联剂,可举出作为分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的交联剂在上述例示的交联剂,优选为分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团,并且能够与能够固定配体的官能团反应而导入交联结构的交联剂。
固相具有环状醚基时,具体而言,可以使用分子内至少包含2个-C(=O)-NH-NH2所示的基团作为交联性基团的交联剂、分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团并且分子内至少包含2个羧基作为交联性基团的交联剂等。
固相具有羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、琥珀酰亚胺氧羰基、甲酰基时,具体而言,可以使用分子内至少包含2个-C(=O)-NH-NH2所示的基团作为交联性基团的交联剂等。
固相具有异氰酸酯基时,具体而言,可以使用分子内至少包含2个-C(=O)-NH-NH2所示的基团作为交联性基团的交联剂等。
此外,交联剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。
从提高本发明的期望的效果的观点考虑,交联剂的合计使用量相对于来自含有官能团的单体的官能团1摩尔,优选为0.01~0.8摩尔当量,更优选为0.05~0.7摩尔当量,进一步优选为0.1~0.6摩尔当量,特别优选为0.2~0.5摩尔当量。根据本发明,即使在交联剂的合计使用量为0.2摩尔当量以上的情况下也可得到优异的防污性。
此外,工序2也可以在碱性催化剂存在下进行。作为碱性催化剂,可举出三乙胺、N,N-二甲基-4-氨基吡啶、二异丙基乙胺等,可以单独使用1种或组合使用2种以上。
另外,工序2的反应时间没有特别限定,通常为0.5~72小时左右,优选为0.5~48小时。另外,反应温度只要在溶剂的沸点以下适当选择即可,通常为2~100℃左右。
此外,可以将上述各工序中得到的反应生成物通过蒸馏、萃取、清洗等分离手段来纯化。
而且,如上制造的本发明的色谱用载体的亲水性高,具有优异的防污性且耐压性能和耐破损性能优异。另外,固定配体时对靶物质的动态结合容量大。进而,不论单体组成,均能够得到这样的效果,而且制造也简便。
本发明的色谱用载体作为亲和色谱用载体特别有用。
<配体固定载体>
本发明的配体固定载体是将配体固定于本发明的色谱用载体而成的。即,以本发明的色谱用载体为支撑体(固相载体)。作为支撑体的载体,从提高本发明的期望的效果的观点考虑,优选为包含具有特定部分结构和能够固定配体的官能团的聚合物的载体。
上述配体只要是与靶物质结合的分子即可,例如可举出蛋白A、蛋白G、抗生物素蛋白等蛋白质;胰岛素等肽;DNA、RNA等核酸;酶;亚氨基二乙酸等螯合化合物;抗体;抗原;激素;肝素、路易斯X、神经节糖苷等糖质;受体;适体;生物素、其衍生物等维生素类;金属离子;合成色素以及2-氨基苯基硼酸、4-氨基苯甲脒、谷胱甘肽这样的低分子化合物等。此外,上述所例示的配体可以使用其整体,也可以使用通过重组、酶处理等而得到的其片段。另外,也可以为人工合成的肽、肽衍生物。
上述配体中,优选为蛋白质、肽、核酸、酶、螯合化合物,更优选为蛋白质、肽,特别优选为蛋白质。特别是以抗体为靶物质的抗体亲和性配体中,优选为免疫球蛋白结合性蛋白质。
作为抗体亲和性配体,可举出肽性配体、蛋白质性配体、化学合成性配体(合成化合物),优选为肽性或蛋白质性配体。其中,优选为蛋白A、蛋白G、蛋白L、蛋白H、蛋白D、蛋白Arp、蛋白质FcγR、抗体结合性合成肽配体、它们的类似物,更优选为蛋白A、蛋白G、蛋白L、它们的类似物,特别优选为蛋白A、其类似物。
从动态结合容量的方面考虑,每1g干燥重量的色谱用载体,配体的固定量优选为10~300mg,更优选为25~150mg。配体的固定量只要通过与后述的实施例同样的方法进行测定即可。
配体对载体的固定只要与常规方法同样地进行即可。作为配体固定法,例如可举出使配体结合于能够固定配体的官能团的方法。该方法只要参考国际公开第2015/119255号小册子、国际公开第2015/041218号小册子等的记载进行即可。具体而言,可举出使载体的环状醚基、羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、甲酰基等与配体的氨基等键合的方法。
另外,也可以利用控制配体的取向性的方法(美国专利第6,399,750号、LjungquistC.等著,rEur.J.Biochem.”,1989年,186卷,557-561页),、介由连接体(linker)(间隔子,spacer)将配体固定于载体的方法(美国专利第5,260,373号、日本特开2010-133733号公报、日本特开2010-133734号公报)、通过缔合性基团使配体聚集于载体上的方法(日本特开2011-256176号公报)等进行固定。
此外,也可以使固定有配体的载体与甲硫醇、硫代甘油等硫醇化合物接触,使未反应的官能团开环等。该处理只要参考国际公开第2015/119255号小册子等的记载进行即可。
而且,本发明的配体固定载体具有优异的防污性且耐压性能和耐破损性能优异,进而,对靶物质的动态结合容量大。
本发明的配体固定载体适于在色谱中使用,特别适于在亲和色谱中使用。
<色谱柱>
本发明的色谱柱是将本发明的配体固定载体填充于柱容器而成的。
本发明的色谱柱适于在亲和色谱中使用。
<靶物质的纯化方法>
本发明的靶物质的纯化方法的特征在于,是通过色谱来纯化靶物质的方法,使用本发明的配体固定载体。
本发明的靶物质的纯化方法除使用本发明的配体固定载体以外,只要依照常规方法进行即可,可举出包括使本发明的配体固定载体与含有靶物质的试样接触的工序的方法。另外,也可以进一步包括使通过该工序而被捕获于载体的靶物质洗脱的洗脱工序。洗脱工序中,通常使用使配体与靶物质解离的解离液。
另外,纯化可以使用本发明的色谱柱进行。作为这样的方法,可举出包括将含有靶物质的试样通入本发明的色谱柱的工序的方法,与上述同样地也可以进一步包括洗脱工序。
作为本发明中的靶物质,例如可举出抗原;单克隆抗体、多克隆抗体等的抗体;细胞(正常细胞;大肠癌细胞、血中循环癌细胞等癌细胞);DNA、RNA等核酸;蛋白质、肽、氨基酸、糖、多糖、脂质、维生素等生物体相关物质,也可以为作为药物发现靶标的药物、生物素等低分子化合物。
实施例
以下,举出实施例对本发明详细地进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1)
(1)在448g的纯水中添加聚乙烯醇(Kuraray公司制PVA-217)2.69g,加热搅拌使聚乙烯醇溶解,进行冷却后,添加十二烷基硫酸钠(和光纯药工业制)0.045g,搅拌而制备水溶液S。
另一方面,使由二乙烯基苯(和光纯药工业制)3.63g、1-乙基-4-乙烯基苯(ChemSampCo公司制)0.36g和甲基丙烯酸缩水甘油酯(三菱瓦斯化学公司制)14.15g构成的单体组合物溶解于2-辛酮(东洋合成公司制)29.38g,制备单体溶液。
接着,将上述水溶液S的全部量投入到可分离式烧瓶内,安装温度计、搅拌叶片和冷却管,设置于温水浴中,在氮气氛下开始搅拌。将上述单体溶液的全部量投入到可分离式烧瓶内,通过温水浴加温,在内温到达85℃时添加2,2’-偶氮异丁腈(和光纯药工业公司制)1.34g,使内温为86℃。
(2)然后,在将温度维持在86℃的状态下进行3小时搅拌。接着,将反应液冷却后,将该反应液过滤,用纯水和乙醇清洗。使清洗的粒子分散于纯水进行3次倾析,去除小粒子。接着,以粒子的浓度成为10质量%的方式使粒子分散于纯水,得到多孔粒子分散液。将该分散液中所含的多孔粒子称为“多孔载体1”。
(3)然后,在多孔粒子分散液100g中加入己二酸二酰肼(东京化成工业株式会社制)0.956g和二异丙基乙胺1.418g,加温至70℃,在维持70℃的状态下进行8小时搅拌。接着,将反应液冷却后,将该反应液过滤,用纯水和乙醇清洗。接着,以粒子的浓度成为10质量%的方式使粒子分散于纯水,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中所含的多孔交联粒子称为“色谱用载体V1”。
(4)接着,使改性蛋白A(Repligen制rSPA)0.15g溶解于1.2M硫酸钠/0.1M磷酸钠缓冲液(pH6.6)40mL中,得到蛋白A溶解液,在该蛋白A溶解液中添加多孔交联粒子分散液(以粒子干燥质量换算计相当于1g)。将该分散液在25℃振荡搅拌10小时,将蛋白A固定于粒子。
接着,使生成的蛋白A固定粒子分散于1.0Mα-硫代甘油(东京化成工业株式会社制)/0.1M硫酸钠(pH8.3)40mL中,在25℃振荡搅拌17小时,从而使未反应的环氧基开环。进而,将得到的未反应的环氧基开环了的蛋白A固定粒子用0.1M磷酸钠缓冲液(pH6.6)、0.1M氢氧化钠水溶液、0.1M柠檬酸钠缓冲液(pH3.2)清洗,得到含有亲和色谱用填充剂的液体。将该液体中所含的填充剂称为“配体固定载体W1”。
(实施例2)
在实施例1的工序(3)中,将己二酸二酰肼的使用量变更为2.390g、将二异丙基乙胺的使用量变更为3.546g,除此以外,进行与实施例1的工序(1)~(3)同样的操作,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中所含的多孔交联粒子称为“色谱用载体V2”。
接着,通过实施与实施例1的工序(4)同样的工序,得到含有亲和色谱用填充剂的液体。将该液体中所含的填充剂称为“配体固定载体W2”。
(实施例3)
在实施例1的工序(3)中,将己二酸二酰肼的使用量变更为3.823g、将二异丙基乙胺的使用量变更为5.673g,除此以外,进行与实施例1的工序(1)~(3)同样的操作,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中所含的多孔交联粒子称为“色谱用载体V3”。
接着,通过实施与实施例1的工序(4)同样的工序,得到含有亲和色谱用填充剂的液体。将该液体中所含的填充剂称为“配体固定载体W3”。
(实施例4)
在实施例1的工序(3)中,将己二酸二酰肼变更为琥珀酸二酰肼(东京化成工业株式会社制)0.802g,除此以外,进行与实施例1的工序(1)~(3)同样的操作,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中所含的多孔交联粒子称为“色谱用载体V4”。
接着,通过实施与实施例1的工序(4)同样的工序,得到含有亲和色谱用填充剂的液体。将该液体中所含的填充剂称为“配体固定载体W4”。
(实施例5)
在实施例1的工序(3)中,将己二酸二酰肼变更为癸二酸二酰肼(东京化成工业株式会社制)1.264g,除此以外,进行与实施例1的工序(1)~(3)同样的操作,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中所含的多孔交联粒子称为“色谱用载体V5”。
接着,通过实施与实施例1的工序(4)同样的工序,得到含有亲和色谱用填充剂的液体。将该液体中所含的填充剂称为“配体固定载体W5”。
(实施例6)
在实施例1的工序(3)中,将己二酸二酰肼变更为下述式所示的N1,N1-(乙烷-1,2-二基)双(琥珀酸单酰胺)1.428g,除此以外,进行与实施例1的工序(1)~(3)同样的操作,得到多孔交联粒子分散液(应予说明,N1,N1-(乙烷-1,2-二基)双(琥珀酸单酰胺)由琥珀酸酐和乙二胺合成)。将该分散液中所含的多孔交联粒子称为“色谱用载体V6”。
接着,通过实施与实施例1的工序(4)同样的工序,得到含有亲和色谱用填充剂的液体。将该液体中所含的填充剂称为“配体固定载体W6”。
(比较例1)
进行与实施例1的工序(1)~(2)相同的操作,得到“多孔载体1”。该载体称为“色谱用载体X1”。
接着,通过实施与实施例1的工序(4)同样的工序,得到含有亲和色谱用填充剂的液体。将该液体中所含的填充剂称为“配体固定载体Y1”。
(比较例2)
在实施例1的工序(3)中,将己二酸二酰肼变更为3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇(东京化成工业株式会社制)1.000g,除此以外,进行与实施例1的工序(1)~(3)同样的操作,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中所含的多孔交联粒子称为“色谱用载体X2”。
接着,通过实施与实施例1的工序(4)同样的工序,得到含有亲和色谱用填充剂的液体。将该液体中所含的填充剂称为“配体固定载体Y2”。
试验例1(压密线流速的测定)
将各实施例和比较例中得到的载体V1~V3、X1~X2以成为内径16mm、填充高度100mm的方式填充于柱容器,将该柱连接于GE Healthcare Bioscience公司制AKTA pilot。接着,以线流速100cm/hr开始纯水的通液,将线流速每1分钟阶段性地上升100cm/hr,记录到达2.0MPa时的线流速作为压密线流速。然后,通过以下的基准对压密线流速进行评价。将结果示于表1。
(压密线流速的评价基准)
AAA:压密线流速为3500cm/hr以上
AA:压密线流速为3100cm/hr以上且小于3500cm/hr
A:压密线流速为2900cm/hr以上且小于3100cm/hr
B:压密线流速小于2900cm/hr
试验例2(耐破损性能的评价)
将各实施例和比较例中得到的载体V1~V3、X1~X2以固体成分浓度成为10质量%的方式添加于纯水,使用定量控制隔膜泵(TACMINA公司制)以6L/min的排出速度进行60次循环处理。
然后,将循环处理后的载体以固体成分浓度成为2.5质量%左右的方式用纯水稀释,使用Sysmex公司制流式粒子图像分析装置(型号FPIA-3000),设定为总计数500个测定各粒子的圆形度(=(与粒子投影面积相同面积的圆的周长/粒子投影图像的周长)×100)。
接着,将全部测定对象粒子中圆形度0.95以上的粒子的个数除以全部测定粒子数,算出圆形度0.95以上的粒子分布(=圆形度0.95以上的粒子数/测定粒子数×100),通过以下的基准进行评价。将结果示于表1。
(耐破损性能的评价基准)
AA:圆形度0.95以上的粒子分布为93%以上
A:圆形度0.95以上的粒子分布为89%以上且小于93%
B:圆形度0.95以上的粒子分布小于89%
[表1]
试验例3(蛋白A结合量的定量)
使用二辛可宁酸(BCA)试剂对结合于各实施例和比较例中得到的载体W1~W3、Y1~Y2的蛋白A的结合量进行定量。
具体而言,分别在试管中采取以固体成分换算计为1mg的载体W1~W3、Y1~Y2以及用于测定参照值的结合蛋白A前的载体V1~V3、X1~X2,使其渗透于ThermoFisherScientific公司的BCAProtein Assay液,在37℃颠倒混合30分钟。
然后,由各反应液的吸光度(波长:570nm)和校正曲线(与结合于载体的蛋白A相同)的吸光度算出结合量。表2所示的结合量是减去参照值后的值。
试验例4(亲水性的评价)
对各实施例和比较例的载体W1~W3、Y1~Y2的亲水性进行评价。
即,使用GE Healthcare公司制AKTAprime plus,将20mM磷酸钠/150mM氯化钠水溶液(pH7.5)以线流速300cm/hr进行通液,从而将各个载体以填充高度约20cm装填于容量4mL(×200mm长)的柱中。
然后,将1体积%丙酮/1M钠水溶液(100μL)注入柱中,接着将20mM磷酸钠/150mM氯化钠水溶液(pH7.5)以线流速300cm/hr进行通液,从而用UV检测器测定丙酮的保留时间(RT(丙酮))。接着,使用1体积%环己酮/1M钠水溶液(100μL),同样地测定环己酮的保留时间(RT(环己酮))后,算出RT(环己酮)/RT(丙酮)的值(CHN/ACN),通过以下的基准评价亲水性。将结果示于表2。应予说明,CHN/ACN越小,可以说亲水性越高。
(亲水性的评价基准)
AA:CHN/ACN为1.060以下
A:CHN/ACN超过1.060且为1.078以下
B:CHN/ACN超过1.078
试验例5(DBC的测定)
使用GE Healthcare公司制AKTAprime plus,测定线流速300cm/hr下的相对于蛋白质(人IgG抗体、Equitech Bio公司制HGG-1000)的各实施例和比较例的载体W1~W3、Y1~Y2的DBC。柱容器使用容量4mL(×200mm长)的柱容器,蛋白质分别使用在20mM磷酸钠/150mM氯化钠水溶液(pH7.5)中溶解有蛋白质5mg/mL的蛋白质,由洗脱前端10%穿透(breakthrough)时的蛋白质捕获量和柱填充体积求出DBC。将结果示于表2。
试验例6(HCP的测定)
将各实施例和比较例的载体W1~W3、Y1~Y2以填充高度约5cm填充于柱容器(GEHealthcare公司制Tricorn10/50column)而制作柱。将得到的柱分别连接于GE Healthcare公司制AKTA Prime Plus,将20mM磷酸钠缓冲液(pH7.5)以5柱容量(柱容积的5倍)、流速1mL/分钟进行通液,使其平衡化。
接着,将含有单克隆抗体曲妥珠单抗的CHO细胞培养上清液以约23mg抗体/mL载体的负荷量、流速1mL/分钟通入柱。
接着,将20mM磷酸钠缓冲液(pH7.5)、20mM磷酸钠/1M氯化钠缓冲液(pH7.5)和20mM磷酸钠缓冲液(pH7.5)分别以5柱容量、流速1mL/分钟依次通入柱。
然后,将50mM柠檬酸钠缓冲液(pH3.2)以流速1mL/分钟通入柱,使被捕获到柱内的单克隆抗体洗脱,回收Abs.280>100mAu的洗脱级分。
然后,使用分光光度计测定回收的级分中所含的抗体浓度(mg/mL)。另外,使用Cygnus Technologies公司制CHO HCP ELISAkit,3G测定回收的级分中所含的宿主细胞蛋白(Host Cell Protein)(HCP)浓度(ng/mL)。进一步将HCP浓度除以抗体浓度,从而算出每单位抗体量的HCP量,通过以下的基准进行评价。将结果示于表2。
(HCP的评价基准)
A:HCP为3300ppm以下
B:HCP为超过3300ppm
[表2]
Claims (15)
1.一种色谱用载体,包含具有至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的部分结构的聚合物。
4.根据权利要求3所述的载体,其中,R2为碳原子数1~40的2价的烃基或在碳原子数2~40的2价的烃基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团。
5.根据权利要求3或4所述的载体,其中,R2为碳原子数1~40的烷二基或在碳原子数2~40的烷二基的碳-碳原子间具有选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团。
6.根据权利要求3~5中任一项所述的载体,其中,X2a和X2b各自独立地为单键、-NH-或-R4-C(=O)O-,-R4-C(=O)O-中的R4表示2价的有机基团。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的载体,是粒子状的载体。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的载体,是多孔载体。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的载体,其中,所述聚合物进一步具有能够固定配体的官能团。
10.一种配体固定载体,是将配体固定于权利要求1~9中任一项所述的载体而成的。
11.根据权利要求10所述的配体固定载体,其中,所述配体为蛋白质或肽。
12.一种色谱柱,将权利要求10或11所述的配体固定载体填充于柱容器。
13.一种靶物质的纯化方法,其特征在于,是通过色谱来纯化靶物质的方法,使用权利要求10或11所述的配体固定载体。
14.一种靶物质的纯化方法,是通过色谱来纯化靶物质的方法,包括使权利要求10或11所述的配体固定载体与包含靶物质的试样接触的工序。
15.一种色谱用载体的制造方法,包括使具有选自环状醚基、羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、琥珀酰亚胺氧羰基、甲酰基和异氰酸酯基中的1种以上的官能团的固相与分子内至少包含2个-C(=O)-NH-所示的基团的交联剂接触的工序。
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