DE10358696A1 - Preparing sorbent having at least two groups for selective binding, useful, e.g. for detecting receptor-agent interaction, in drug screening and in substrate separation or purification - Google Patents

Abstract

Preparing a sorbent (A) with at least two different groups for selective binding of a substrate, is new. Preparing a sorbent (A) with at least two different groups for selective binding of a substrate comprises: (1) identifying at least two groups (B1), able to bind to a sorbent, from a natural or synthetic first substrate (C1); and (2) applying at least two different groups (B2), able to bind a second synthetic or natural substrate (C2), to a carrier, so as to form a sorbent, where B2 are the same as, or complementary to, B1, and C1 and C2 are the same or different. The groups are chosen such that contributions to the Gibbs free energies of the individual groups for non-covalent bonding to C2 results in a negative value of delta G, so that bonding is strengthened, resulting in an improved separation selectivity for at least one substrate that is to be separated. Independent claims are also included for: (1) selective binding of a substrate that contains at least two different groups for binding to a sorbent; (2) a combinatorial library comprising a collection of (A), each with two different groups for non-covalent bonding to a substrate having at least two different groups; and (3) a sorbent-substrate complex (X).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Sorbens zur selektiven Bindung eines Substrats mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen sowie ein Verfahren zur selektiven Bindung besagten Substrats mit Hilfe besagten Sorbens. Dieses wird aus einer Kollektion von Sorbentien ermittelt, auf deren Oberfläche sich jeweils mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen befinden, die durch Zerlegung synthetischer oder natürlicher Substrate in Bausteine, die diese Gruppen enthalten, gewonnen werden. Das Verfahren der selektiven Bindung eignet sich insbesondere zur Isolierung synthetischer oder auch natürlicher Wirkstoffe sowie zur Charakterisierung und Identifizierung der Funktion und Eigenschaften dieser Wirkstoffe. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch ein Sorbens-Substrat-Komplex, der bei der selektiven Bindung des Substrats erhalten wird. Ferner betrifft die Erfindung auch eine kombinatorische Bibliothek umfassend Sorbentien und Substrate vorzugsweise mit jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Aminosäuren-, Zucker-, Nukleotid-, Nukleosid-, Pyrimidin- und/oder Purinbasen-Resten als Gruppen, die zur Bindung befähigt sind. Das Verfahren der selektiven Bindung sowie die kombinatorische Bibliothek können zur Detektion von Substrat-Rezeptor-Wechselwirkungen, zum Wirkstoff-Screening, zur selektiven Trennung isomerer Verbindungen, zur selektiven Abtrennung sowie zur Reinigung von Substraten verwendet werden.The The invention relates to a process for producing at least one Sorbent for selectively binding a substrate with at least two different groups capable of binding and a method for selective binding of said substrate with the aid of said sorbent. This is determined from a collection of sorbents, on whose surface in each case at least two different groups capable of binding are by decomposing synthetic or natural Substrates in building blocks containing these groups are obtained. The method of selective binding is particularly suitable for isolation synthetic or natural Active substances as well as for the characterization and identification of the function and properties of these agents. Another object of the Invention is also a sorbent-substrate complex used in selective binding of the substrate is obtained. Furthermore, the invention also relates a combinatorial library comprising sorbents and substrates preferably each with at least two different amino acids, sugars, Nucleotide, nucleoside, pyrimidine and / or purine base residues as groups, capable of binding are. The method of selective binding as well as the combinatorial Library can for the detection of substrate-receptor interactions, for drug screening, for selective separation of isomeric compounds, for selective separation and for cleaning substrates.

Aus der Bioaffinitätschromatographie ist bereits bekannt, an der Oberfläche eines hochmolekularen unlöslichen Trägers Substanzen chemisch zu immobilisieren, die zu bestimmten Biomolekülen eine besonders hohe Affinität besitzen. Sie vermögen dann diese zu binden bzw. zu retinieren.Out bioaffinity chromatography is already known on the surface of a high molecular insoluble carrier Chemically immobilizing substances that bind to specific biomolecules particularly high affinity have. You can then bind or retain them.

Zumeist handelt es sich bei diesen auf dem Träger immobilisierten Stoffen um Biopolymere. Andererseits ist es aber auch möglich, auf der Oberfläche niedermolekulare Stoffe zu verankern, mit denen die Bindung beziehungsweise Retinierung von Biopolymeren möglich ist.mostly These are those immobilized on the carrier substances to biopolymers. On the other hand, it is also possible on the surface low molecular weight To anchor substances with which the binding or retention of biopolymers possible is.

Dabei kommt es im Allgemeinen nur dann zu einer ausreichend hohen Affinität, wenn Sorbens und Substrat zueinander komplementäre Gruppen aufweisen, die miteinander in Bindung treten können. Komplementäre Gruppen sind beispielsweise hydrophile Gruppen, die über Wasserstoffbrücken oder Dipole oder Polypole miteinander wechselwirken können, wobei die Bindung erfolgt.there In general, there is only sufficient affinity if Sorbent and substrate have mutually complementary groups that together can bind. complementary For example, groups are hydrophilic groups that are hydrogen bonded or Dipoles or polypoles can interact with each other, whereby the binding takes place.

Es ist bereits bekannt, dass biologische Systeme über mehrere molekulare Kontaktstellen gleichzeitig miteinander wechselwirken können (M. Whitesides et al., Angew. Chem. 1998, 110, 2908–2953).It It is already known that biological systems have several molecular contact points simultaneously interact with each other (M. Whitesides et al., Angew. Chem. 1998, 110, 2908-2953).

Des Weiteren sind aus der WO 00/32649 Polymere als Sorbentien zur Abtrennung von Substraten sowie Verfahren zur Abtrennung von Substraten mit Hilfe dieser Sorbentien bekannt. Hierbei wird die Abtrennung über mindestens zwei verschiedene Arten von Wechselwirkungen ermöglicht. Bei der zur Bindung befähigten Gruppe des Sorbens, die als Rezeptor wirkt, kann es sich dabei um eine einzige Gattung von Gruppen, jedoch auch um zwei oder mehr verschiedene Gattungen von Gruppen handeln.Of Further, from WO 00/32649 polymers as sorbents for separation of substrates and methods for the separation of substrates with Help these sorbents known. Here, the separation over at least allows two different types of interactions. When to bond qualified group of the sorbent, which acts as a receptor, it can be a only genus of groups, but also two or more different Genera of groups act.

Ferner werden in den Patentschriften WO 00/32648, WO 01/38009 sowie WO 00/78825 Sorbens/Substrat-Wechselwirkungen offenbart, die für eine mindestens bivalente Bindung gute Voraussetzungen liefern.Further are described in the patents WO 00/32648, WO 01/38009 and WO 00/78825 sorbent / substrate interactions disclosed for at least one bivalent binding provide good conditions.

Bei diesen Verfahren muss für die gezielte Bindung eines Substrats auch das dafür geeignete Biopolymere bekannt und herstellbar sein, wenn es als Teil des Sorbens verwendet werden soll. Sollen umgekehrt Biopolymere auf dem Sorbens mittels niedermolekularer Stoffe gebunden werden, so müssen letztere gleichfalls bekannt und ohne Veränderung der Bindungseigenschaften auf dem Träger immobilisierbar sein.at this procedure must be for the targeted binding of a substrate also suitable for this Biopolymers are known and manufacturable when incorporated as part of the sorbent should be used. Conversely, biopolymers on the sorbent bound by low molecular weight substances, the latter must also known and without change the binding properties can be immobilized on the support.

Bekannt ist auch ein Verfahren zur Bereitstellung von synthetischen Gruppen auf einer polymeren Verbindung zur Bindung von biologisch oder pharmakologisch aktiven Substanzen. Dabei werden Templat-Moleküle, welche biologisch oder pharmakologisch wirksame Substanzen sind, an der polymeren Verbindung fixiert. Nach Ankopplung reaktiver funktioneller Gruppen an die polymere Verbindung zur Bindung von Substraten werden die Templat-Moleküle wieder gelöst (WO 00/13016).Known is also a method of providing synthetic groups on a polymeric compound for binding by biological or pharmacological active substances. This template molecules, which are biological or pharmacologically active substances are on the polymeric compound fixed. After coupling of reactive functional groups to the polymeric compound for binding substrates become the template molecules again solved (WO 00/13016).

Ferner ist auch ein Verfahren zur selektiven Abtrennung einer ausgewählten organischen Verbindung bekannt. Dabei werden auf der Oberfläche eines Trägers Gruppen aufgebracht, die zu denen der abzutrennenden Verbindung komplementär sind. Vorzugsweise handelt es sich bei der abzutrennenden Verbindung um Makromoleküle, die ionisierbare Gruppen besitzen. Die bindenden Gruppen auf der Oberfläche des Trägers sind zu denen des Makromoleküls invers geladen. Auf dem Sorbens befindet sich allerdings nur eine Art von Gruppen, über die die Bindung erfolgt (WO 93/19844).Further, a method of selectively separating a selected organic compound is also known. In this case, groups are applied to the surface of a carrier, which are complementary to those of the compound to be separated. Preferably, the compound to be separated are macromolecules having ionizable groups. The binding groups on the surface of the carrier are inversely charged to those of the macromolecule. On the sorbent, however, there is only one kind of groups, via which the binding takes place (WO 93/19844).

Weiterhin offenbart auch die US 2002/0155509 A1 ein Verfahren, das letztendlich zur selektiven Abtrennung eines Substrats aus einem Substratgemisch verwendet werden kann. Dabei wird das Substratgemisch mit verschiedenen Sorbentien und Elutionsmitteln in Kontakt gebracht. Durch Desorptionsspektrometrie kann dann festgestellt werden, ob und wie stark unter den gewählten Sorbens/Elutionsmittel-Kombinationen Substrate an die Sorbentien gebunden wurden. Sorbentien und Elutionsmittel können solange variiert werden, bis eine geeignete Sor bens/Elutionsmittel-Kombination gefunden wird, die die selektive Abtrennung eines Substrats erlaubt (Die Begriffe Sorbens und Substrat werden dabei abweichend von der in der US 2002/0155509 A1 verwendeten Definition in der Definition verwendet, die der vorliegenden Patentanmeldung zugrunde liegt und weiter unten ausgeführt ist).Farther US 2002/0155509 A1 also discloses a method which ultimately for selectively separating a substrate from a substrate mixture can be used. In this case, the substrate mixture with different Sorbents and eluents brought into contact. By desorption spectrometry can then determine if and how much among the selected sorbent / eluent combinations substrates were bound to the sorbents. Sorbents and eluents can be varied until a suitable Sor bens / eluent combination which allows the selective separation of a substrate (The terms sorbent and substrate are different from the Definition used in US 2002/0155509 A1 used, which is the basis of the present patent application and run below is).

Auch ist bereits bekannt, polare Gruppen zusammen mit langkettigen Alkylresten auf der Oberfläche des Trägers zu immobilisieren, wobei Sorbentien mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen entstehen. Hierbei werden in einer ersten Reaktionsstufe Chlorsilane, die mit einem vorzugsweise mittel- oder langkettigen Alkylrest substituiert sind, beispielsweise einem C₈-oder C₁₈-Rest, mit OH-Gruppen der Oberfläche des Trägers, beispielsweise Silanolgruppen des Kieselgels, umgesetzt, wobei besagte Alkylreste auf der Oberfläche des Trägers immobilisiert werden. Im zweiten Schritt wird dann die Oberfläche des Trägers mit Trimethoxy- oder Triethoxysilanen umgesetzt, dem sich ein Hydrolyseschritt unter Abspaltung von Alkohol unter Bildung einer Silanolgruppe anschließt. Weiterhin ist es auch möglich, Siliciumverbindungen wie Alkyltrialkoxysilane, wie beispielsweise Octadecyltrimethoxysilan, mit OH-Gruppen der Oberfläche des Trägers zu reagieren, wobei zunächst der Alkylrest immobilisiert wird. Nicht reagierte Alkoxyreste können dann unter Bildung von Silanolgruppen hydrolisiert werden, wobei die zweite, zur Bindung befähigte Gruppe generiert wird. Diese Sorbentien sollen insbesonders zur Bindung von Substraten aus wässerigen Lösungen einsetzbar sein (Column Watch, LC*GC Europe, December 2002, Seite 780–786).It is also already known to immobilize polar groups together with long-chain alkyl radicals on the surface of the carrier, resulting in sorbents having at least two different groups capable of binding. In this case, in a first reaction stage, chlorosilanes which are substituted by a preferably medium or long-chain alkyl radical, for example a C ₈ or C ₁₈ radical, are reacted with OH groups of the surface of the carrier, for example silanol groups of the silica gel, said alkyl radicals be immobilized on the surface of the carrier. In the second step, the surface of the carrier is then reacted with trimethoxy- or triethoxysilanes, followed by a hydrolysis step with elimination of alcohol to form a silanol group. Furthermore, it is also possible to react silicon compounds, such as alkyltrialkoxysilanes, such as, for example, octadecyltrimethoxysilane, with OH groups of the surface of the carrier, the alkyl radical initially being immobilized. Unreacted alkoxy groups can then be hydrolyzed to form silanol groups to generate the second bondable group. These sorbents are said to be particularly useful for binding substrates from aqueous solutions (Column Watch, LC * GC Europe, December 2002, pages 780-786).

Falls Substrate mit noch unbekannter Struktur und/oder Bindungseigenschaften mittels Sorbentien abgetrennt werden sollen, erlauben es diese beim Stand der Technik beschriebenen Verfahren im Allgemeinen nicht, gezielt voraus zu sagen, ob und wie gut ein bestimmtes Sorbens zur selektiven Bindung des Substrats geeignet ist oder nicht. Hier muss dann in zumeist aufwändigen Versuchen untersucht werden, ob bekannte Sorbentien zur selektiven Bindung des besagten Sub strats geeignet sind oder nicht. Die Auffindung eines geeigneten Sorbens ist dann eher zufällig.If Substrates with yet unknown structure and / or binding properties be separated by means of sorbents, allow this at Generally not described in the prior art, purposefully predicting whether and how well a particular sorbent is to be used selective binding of the substrate is suitable or not. Here must then in most cases elaborate Tries to investigate whether known sorbents are selective Binding of the said sub strate are suitable or not. The discovery a suitable sorbent is then rather random.

Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sorbens zur Verfügung zu stellen, mit dem die gezielte Abtrennung eines Substrats, vorzugsweise eines Substrats mit physiologischer Aktivität, aus einem Substratgemisch möglich ist. Weiterhin lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die gezielte Abtrennung besagten Substrats aus einem Substratgemisch mittels besagten Sorbens erlaubt.Of the Invention was therefore the object of a process for the preparation a sorbent available to provide, with the targeted separation of a substrate, preferably a substrate having physiological activity, from a substrate mixture possible is. Furthermore, the invention was the object of a method to disposal to provide the targeted separation of said substrate from a Substrate mixture allowed by means of said sorbent.

Diese Aufgaben konnten mit Hilfe mindestens eines Sorbens gelöst werden, das mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen enthält, die mit mindestens zwei Gruppen am Substrat komplementär bivalent in Wechselwirkung treten können. Hierdurch tritt gegenüber der monovalenten Wechselwirkung, die wenig bis nicht-selektiv ist, eine Verstärkung auf. In der Folge wird die Zielverbindung um ein Vielfaches stärker vom Sorbens zurückgehalten als nur monovalent bindende Konkurrenten, womit gegenüber diesen Konkurrenten die selektive Bindung erreicht wird. Gegenüber anderen polyvalenten konkurrierenden Substraten kann die selektive Bindung durch ein optimiertes Sorbens erreicht werden, dessen dazu notwendige Eigenschaften an Hand einer Kollektion von Sorbentien ermittelt werden können.These Tasks could be solved with the help of at least one sorbent the at least two different groups capable of binding contains those with at least two groups on the substrate complementary bivalent can interact. This occurs opposite the monovalent interaction, which is little to nonselective, a reinforcement on. As a result, the target connection becomes many times stronger Sorbs held back as only monovalent binding competitors, thus with respect to these Competitors the selective binding is achieved. Over other polyvalent competing substrates may be selective binding be achieved by an optimized sorbent, its properties necessary for it can be determined on the basis of a collection of sorbents.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Sorbens mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen zur selektiven Bindung eines Substrats, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen (i) bis (ii) umfasst:

• (i) Ermittlung von mindestens zwei zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat,
• (ii) Aufbringen jeweils mindestens zweier unterschiedlicher zur Bindung mit einem zweiten synthetischen oder natürlichen Substrat befähigten Gruppen auf jeweils einen Träger unter Bildung mindestens eines Sorbens, wobei es sich bei den Gruppen um die gleichen Gruppen der Stufe (i) oder dazu komplementäre oder nicht-komplementäre Gruppen handelt, und das zweite Substrat der Stufe (ii) gleich oder verschieden vom ersten Substrat gemäß Stufe (i) ist.

The invention thus provides a process for the preparation of at least one sorbent having at least two different groups capable of binding for selectively binding a substrate, characterized in that it comprises steps (i) to (ii):

• (i) determining at least two groups capable of binding with a sorbent from a synthetic or natural first substrate,
• (ii) applying in each case at least two different groups which are capable of binding to a second synthetic or natural substrate to a support to form at least one sorbent, the groups being the same groups of step (i) or complementary or non-functional groups thereof complementary groups, and the second substrate of step (ii) is the same or different from first substrate according to step (i).

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur selektiven Bindung eines Substrats mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen an mindestens ein Sorbens, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen (i) bis (iv) umfasst:

• (i) Ermittlung von mindestens zwei zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat,
• (ii) Aufbringen jeweils mindestens zweier unterschiedlicher zur Bindung mit einem zweiten synthetischen oder natürlichen Substrat befähigten Gruppen auf jeweils einen Träger unter Bildung mindestens eines Sorbens, wobei es sich bei den Gruppen um die gleichen Gruppen der Stufe (i) oder dazu komplementäre oder nicht-komplementäre Gruppen handelt, und das zweite Substrat der Stufe (ii) gleich oder verschieden vom ersten Substrat gemäß Stufe (i) ist,
• (iii) Inkontaktbringen mindestens eines zweiten Substrats, das gleich oder verschieden vom ersten Substrat sein kann, mit mindestens einem Sorbens der Stufe (ii),
• (iv) Prüfung der Bindungsstärke des mindestens einen zweiten Substrats an das mindestens eine Sorbens der Stufe (iii).

The invention also provides a process for the selective binding of a substrate having at least two different groups capable of binding to at least one sorbent, characterized in that it comprises steps (i) to (iv):

• (i) determining at least two groups capable of binding with a sorbent from a synthetic or natural first substrate,
• (ii) applying in each case at least two different groups which are capable of binding to a second synthetic or natural substrate to a support to form at least one sorbent, the groups being the same groups of step (i) or complementary or non-functional groups thereof is complementary groups and the second substrate of step (ii) is the same or different from the first substrate according to step (i),
• (iii) contacting at least one second substrate, which may be the same as or different from the first substrate, with at least one sorbent of step (ii),
• (iv) testing the bond strength of the at least one second substrate to the at least one sorbent of step (iii).

Die Erfindung erlaubt es somit, die Bindung zwischen Sorbentien und Substraten gezielt zu verstärken oder auch gezielt zu lockern, wodurch die Selektivität der Bindung eines Sorbens gegenüber einem Substrat, das aus einem Substratgemisch abgetrennt werden soll, auch gezielt verbessert werden kann.The Invention thus allows binding between sorbents and Selectively reinforce substrates or also targeted to loosen, reducing the selectivity of the binding of a sorbent across from a substrate, which are separated from a substrate mixture should, can also be specifically improved.

Demzufolge liegt der Erfindung ein neues Abtrennungsprinzip für ein Substrat aus einem Substratgemisch zugrunde, das sich grundlegend von den Abtrennungsprinzipien der Verfahren des Standes des Technik unterscheidet, weil es die erfolgversprechende Trennselektivität für ein beliebiges zu trennendes Substratpaar entwirft und realisiert.As a result, The invention is a new separation principle for a substrate from a substrate mixture that is fundamentally different from the Separation principles of the prior art methods, because it is the most promising separation selectivity for any one to separate Substrate pair designs and realizes.

Das Abtrennungsprinzip der vorliegenden Erfindung beruht auf der Vorhersage, der quantifizierbaren Abschätzung oder auf der Messung der Stärke der durch Wechselwirkung zwischen jeweils mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen aus Sorbens und Substrat gebildeten nicht-kovalenten Bindung. Die Abtrennungsprinzipien der Verfahren des Standes der Technik beruhen darauf, dass die Abtrennung durch grob in die Kategorien polar/unpolar bzw. hydrophil/hydrophob eingeteilte empirische Methoden erfolgt und damit zufallsabhängig ist. Dies wird auch durch den bislang häufig nicht ausreichenden Trennerfolg belegt.The Separation principle of the present invention is based on the prediction the quantifiable estimate or on the measurement of strength by interaction between at least two different capable of binding Groups of sorbent and substrate formed non-covalent bond. The separation principles of the prior art processes based on that separation by roughly into the categories polar / nonpolar or hydrophilic / hydrophobic empirical methods takes place and thus randomly is. This is also due to the hitherto often insufficient separation success busy.

Vorzugsweise sind die Gruppen in Stufe (ii) gleich den Gruppen der Stufe (i) oder zu diesen Gruppen komplementär.Preferably the groups in step (ii) are equal to the groups of step (i) or complementary to these groups.

Im Sinne der Erfindung fallen unter die Bezeichnung Substrat alle Stoffe natürlichen oder synthetischen Ursprungs, die selektiv gebunden werden können. Vorzugsweise sind dies Wirkstoffe, also Verbindungen mit physiologischer und/oder biologischer Wirksamkeit in lebenden pflanzlichen oder tierischen Organismen. Prinzipiell sind dies alle natürlichen und synthetisch chemischen und/oder biologischen Verbindungen, die zwei oder mehr zur Bindung befähigte Gruppen aufweisen. Vorzugsweise sind dies Aminosäuren, Oligopeptide, Nukleotide, Nukleo side, Proteine, Glukoproteine, Antigene, Antigen-Determinanten, Antikörper, Kohlenhydrate, Enzyme, Co-Enzyme, Fermente, Hormone, Alkaloide, Glykoside, Steroide, Vitamine, Metabolite, Viren, Mikroorganismen, Inhaltstoffe pflanzlicher und tierischer Gewebe, Zellen, Zellfragmente, Zellkompartimente, Zellaufschlüsse, Lectine, Flavyliumverbindungen, Flavone und Isoflavone, sowie synthetische Wirkstoffe, wie Pharmazeutika und Pflanzenschutzmittel.in the Meaning of the invention fall under the name substrate all substances natural or of synthetic origin, which can be selectively bound. Preferably these are active substances, ie compounds with physiological and / or biological activity in living plant or animal Organisms. In principle, these are all natural and synthetic chemical and / or biological compounds that bind two or more enabled Have groups. Preferably, these are amino acids, oligopeptides, nucleotides, Nucleosides, Proteins, Glucoproteins, Antigens, Antigen Determinants, Antibody, Carbohydrates, Enzymes, Co-enzymes, Ferments, Hormones, Alkaloids, Glycosides, steroids, vitamins, metabolites, viruses, microorganisms, Ingredients of plant and animal tissues, cells, cell fragments, Cell compartments, cell digests, Lectins, flavylium compounds, flavones and isoflavones, as well as synthetic ones Active ingredients, such as pharmaceuticals and pesticides.

Sind die zu bindenden Wirkstoffe niedermolekular, so werden sie in der Literatur auch häufig als Liganden bezeichnet. Bindende Stoffe, die proteinartig und hochmolekular sind, werden häufig als Rezeptor bezeichnet.are the substances to be bound low molecular weight, they are in the Literature too often referred to as ligands. Binding substances that are proteinaceous and high molecular weight are, become frequent referred to as receptor.

Unter den Substratbegriff fallen auch Vorstufen, die sich gegebenenfalls nach weiterer Modifikation als Wirkstoff eignen können. Solche potenziellen Wirkstoffe werden oft als Hits oder Leads bezeichnet, wenn sie von den für ihre Bestimmung verwendeten Sceeningverfahren abgeleitet sind, oder als Scaffolds, Needles oder Pharmakophore, wenn sie von Strukturmerkmalen abgeleitet sind.Under The term substrate also includes precursors, which may be may be suitable as an active ingredient after further modification. Such potential agents are often referred to as hits or leads, if you are from the for their intended use is derived from screening methods, or as scaffolds, needles or pharmacophores, if of structural features are derived.

Unter den Begriff Substrat fallen außerdem Wertstoffe, deren Isolierung, Entfernung oder Gewinnung aus Gemischen von wirtschaftlichem Nutzen sein kann. Hierzu zählen auch niedrig konzentrierte Wertstoffe und Nebenprodukte, z. B. aus Prozess- oder Abfallströmen. Die Wertstoffe können organisch sein, wie Peptide, oder Stoffwechselprodukte aus Körperflüssigkeiten, oder anorganisch, wie radioaktive Metallionen oder Metallionen der Edelmetalle.The term substrate also includes valuable substances whose isolation, removal or recovery from mixtures may be of economic benefit. These include low-concentrated recyclables and by-products, eg. B. from process or waste streams. The valuable substances can be organic, such as peptides, or metabolites from body fluids, or inorganic, such as radioactive metal ions or Metal ions of precious metals.

Unter Träger sind Materialien zu verstehen, die als Unterlage oder Gerüst für die bindenden Gruppen dienen. Beim Aufbringen dieser Gruppen auf den Träger wird das Sorbens gebildet. Für chromatographische Anwendungen wird das Sorbens auch als stationäre Phase bezeichnet.Under carrier are materials that serve as a backing or scaffolding for the binding Serve groups. When applying these groups to the carrier is the sorbent formed. For In chromatographic applications, the sorbent is also called a stationary phase designated.

Der Begriff Sorbens umfasst jede Kombination aus Träger und mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung mit einem Substrat befähigten Gruppen.Of the Term sorbent includes any combination of carriers and at least two different ones groups capable of binding with a substrate.

Der Begriff Baustein bezeichnet Teile bzw. Fragmente von Substraten, vorzugsweise Wirkstoffe, die jeweils mindestens eine zur Bindung befähigte Gruppe aufweisen. Beispiele für derartige Bausteine sind Epitope. Der Begriff Baustein kann auch identisch mit dem Begriff zur Bindung befähigte Gruppe sein. Die räumliche Anordnung der Bausteine innerhalb eines Substrats wird im Folgenden öfters als Bindungsstelle bezeichnet. Beispielsweise ist Histidin ein Baustein, der als zur Bindung befähigte Gruppe einen Imidazol-Rest trägt.Of the Term building block refers to parts or fragments of substrates, preferably active ingredients, each at least one for binding enabled Group have. examples for Such building blocks are epitopes. The term building block can also be identical to the term capable of binding group. The spatial Arrangement of the components within a substrate will be referred to more often in the following Binding site called. For example, histidine is a building block, which is capable of binding Group carries an imidazole residue.

Der Begriff Epitop bezeichnet molekulare Bereiche von Substraten. Beispielsweise wird mit dem Begriff Epitop ein molekularer Bereich eines Antigens bezeichnet, der einen Antikörper zu binden vermag. Solche Bindungsstellen eines Antikörpers auf einem Antigen werden auch als Antigen-Determinante bezeichnet.Of the Term Epitope refers to molecular areas of substrates. For example The term epitope is a molecular region of an antigen denotes an antibody to bind. Such binding sites of an antibody An antigen is also called an antigenic determinant.

Der Begriff (unterschiedliche) zur Bindung befähigte Gruppe umfasst alle Gruppen, die in der Lage sind, mit dem Sorbens und/oder Substrat über kovalente oder nicht-kovalente Wechselwirkungen zu binden. In der angelsächsischen Literatur wird dieser Begriff auch mit binding site residue bezeichnet. Im Übrigen sind dies alle Verbindungen oder die Reste von Verbindungen, die in der Literatur als geeignet zur Ausbildung nicht-kovalenter Bindungen beschrieben werden. Der Begriff nicht-kovalente Bindung wird weiter unten erläutert.Of the Term (different) bond capable group includes all groups, that are capable of covalent with the sorbent and / or substrate or to bind non-covalent interactions. In the Anglo-Saxon Literature this term is also referred to as binding site residue. Furthermore these are all compounds or the residues of compounds that in the literature as suitable for the formation of non-covalent bonds to be discribed. The term non-covalent bond will continue explained below.

Zur Bindung befähigte Gruppen sind vorzugsweise Hydroxyl-, Carboxyl-, Amid-, Amino-, i-Butyl-, Phenyl-, Nitrophenyl-, Naphthyl-, aber auch Diol-, Hydroxyphenyl-, Indoyl- und Imidazolylreste. Eine zur Bindung befähigte Gruppe kann somit auch mindestens eine funktionelle Gruppe enthalten. Diese ist aber nicht mit dem Begriff funktionelle Gruppe gleichzusetzen.to Bond enabled Groups are preferably hydroxyl, carboxyl, amide, amino, i-butyl, Phenyl, nitrophenyl, naphthyl, but also diol, hydroxyphenyl, Indoyl and imidazolyl radicals. A binding capable group may thus also contain at least one functional group. These but is not to be equated with the term functional group.

Eine zur Bindung befähigte Gruppe kann auch mehr als eine Form der energetischen Wechselwirkung ausüben, d. h. sie kann mehr als eine Art von nicht-kovalenter Bindung eingehen. Beispielsweise ist der Indolrest grundsätzlich in der Lage, gleichzeitig mit geeigneten zu bindenden Substanzen ionische, van der Waals-, π-π- und dispersive Wechselwirkungen auszuüben. Dem Indenrest fehlt hingegen die ionische Wechselwirkungsfähigkeit, und die dispersive Wechselwirkung ist schwächer ausgeprägt.A capable of binding Group can also exercise more than one form of energetic interaction, d. H. it can do more than one type of noncovalent binding. For example is the indole radical in principle able to simultaneously with suitable substances to be bound ionic, van der Waals, π-π and dispersive To exert interactions. The indene residue, however, lacks the ionic interaction ability, and the dispersive interaction is weaker.

Die einzelnen Beiträge zur Bindung sind dabei auch vom Lösungsmittel abhängig. Sie können durch die Wahl der Lösungsmittelzusammensetzung, des pH-Wertes und der Temperatur gezielt beeinflusst werden. Im Allgemeinen sind die van der Waals-Wechselwirkungen in organischen Lösungsmitteln weniger ausgeprägt als in wässrigen Lösungsmittelgemischen. Demgegenüber werden die in aprotischen Lösungsmitteln dominanten Wasserstoffbrücken-Wechselwirkungen mit zunehmendem Wassergehalt in der Regel stark abgeschwächt.The individual contributions to bond are also dependent on the solvent. she can by the choice of solvent composition, the pH value and the temperature are specifically influenced. in the In general, the van der Waals interactions are organic solvents less pronounced than in aqueous Solvent mixtures. In contrast, are those in aprotic solvents dominant hydrogen-bond interactions usually strongly weakened with increasing water content.

Der Begriff unterschiedlich bedeutet, dass die Gruppen entweder eine unterschiedliche elementare Zusammensetzung besitzen, oder dass bei gleicher elementarer Zusammensetzung die Elemente in den Gruppen unterschiedlich verknüpft oder die Gruppen unterschiedlich chemisch gebunden sind. Die Unterschiedlichkeit bezüglich mindestens zweier zur Bindung befähigten Gruppen schließt auch die sterische Anordnung gegenüber einem zu bindenden Stoff ein. Eine diesbezügliche Anordnung betrifft beispielsweise die Unterscheidung von Stereoisomeren, insbesondere Diastereomeren und Enantiomeren. Beispielsweise sind cis-ständige Hydroxylgruppen unterschiedlich zu trans-ständigen oder Hydroxylgruppen einer R-Form unterschiedlich zu denen einen S-Form. Diese Unterschiede können durch physikalische Verfahren detektiert werden, beispielsweise durch NMR-Spektroskopie, da solche Gruppen magnetisch nicht-equivalent sind und im NMR-Spektrum unterschiedliche Resonanzsignale ergeben. Die Detektion kann auch durch Röntgenstrukturanalyse möglich sein. Auch zeichnen sich solche Gruppen dadurch aus, dass sie eine unterschiedliche Reaktivität gegenüber angreifenden Reagenzien besitzen können.Of the Term different means that the groups have either one have different elemental composition, or that with the same elementary composition, the elements in the groups linked differently or the groups are chemically bound differently. The difference in terms of At least two groups capable of binding also conclude the steric arrangement opposite a substance to be bound. A related arrangement relates, for example the distinction of stereoisomers, in particular diastereomers and enantiomers. For example, cis-containing hydroxyl groups are different to trans-standing or hydroxyl groups of an R-form different from those one S-shape. These differences can be detected by physical methods, for example by NMR spectroscopy, as such groups are not magnetically equivalent are and give different resonance signals in the NMR spectrum. The detection can also be done by X-ray structure analysis possible be. Also, such groups are characterized by the fact that they have a different reactivity across from may have attacking reagents.

Unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen sind somit insbesondere solche Gruppen, die gegenüber der zu bindenden Substanz jeweils unterschiedliche Beiträge zur Wechselwirkungs-Energie beisteuern. Diese Wechselwirkungsenergie wird auch als Wechselwirkungs-Gibbs Energie ΔG bezeichnet. Solche Gruppen können in ihrer Konstitution, Konfiguration und Konformation durchaus gleich sein, aber in ihrem Wechselwirkungsanteil unterschiedlich. Beispielsweise können Carboxylgruppen in Glutaminsäurederivaten einen unterschiedlichen Wechselwirkungsanteil aufweisen. Auch können unterschiedlich gebundene Rhamnose-Reste einen unterschiedlichen Wechselwirkungsanteil aufweisen, der beispielsweise zur Trennung von Naringin und Rutin ausgenützt werden kann.Different groups capable of binding are therefore in particular those groups which in each case contribute different contributions to the interaction energy in relation to the substance to be bound. This interaction energy is also called the interaction Gibbs energy ΔG. Such group pens may be the same in their constitution, configuration, and conformation, but different in their interaction share. For example, carboxyl groups in Glutaminsäurederivaten have a different interaction share. Also differently bound rhamnose residues can have a different interaction proportion, which can be exploited, for example, for the separation of naringin and rutin.

Unterschiedlichen Beiträge zur Wechselwirkungs-Gibbs Energie ΔG können jeweils wiederum unterschiedlich große Enthalpie- und Entropiekomponenten aufweisen. So ist es denkbar, dass zwei ionische Wechselwirkungen der im zu bindenden Stoff enthaltenen Carboxylgruppen zwar bezüglich der Enthalpie-ΔH-Wechselwirkung nahezu gleiche Beiträge beisteuern, die zweite Bindungsstelle jedoch einen relativ größeren negativen Entropiebeitrag ΔS aufweist.different posts to the interaction Gibbs energy ΔG can each turn different size Have enthalpy and entropy components. So it is conceivable that contains two ionic interactions of the substance to be bound Although carboxyl groups with respect the enthalpy ΔH interaction almost same contributions contribute, but the second binding site a relatively larger negative Entropy contribution ΔS having.

Umgekehrt kommt es auch vor, dass in einem ersten und/oder zweiten Substrat mindestens zwei zur Bindung befähigte Gruppen unmittelbar nebeneinander stehen, die chemisch gleich oder equivalent sind. Ihre Beiträge zur Wechselwirkung unterscheiden sich gegebenenfalls nur graduell oder sind innerhalb der Messgenauigkeit nicht mehr unterscheidbar. Das stöchiometrische Verhältnis solcher Gruppen untereinander oder in Hinsicht auf weitere zur Bindung befähigte Gruppen wird bei der Herstellung des Sorbens durch den Derivatisierungsgrad berück sichtigt. Dieser Derivatisierungsgrad ist für Lösungen oder Suspensionen des Sorbens auch das Maß für Konzentrationsangaben.Vice versa it also happens that in a first and / or second substrate at least two capable of binding Groups are immediately next to each other, which are chemically the same or are equivalent. Your contributions to the interaction may differ only gradually or are indistinguishable within the measuring accuracy. The stoichiometric relationship of such groups with each other or with respect to others for binding enabled Groups become in the production of the sorbent by the degree of derivatization considered. This degree of derivatization is for solutions or suspensions of the Sorbs also the measure of concentration.

Ein Beispiel für eine Anhäufung gleicher oder energetisch angenähert equivalenter zur Bindung befähigter Gruppen stellen die Steroidrezeptoren dar. Diese enthalten für den Bindungskontakt zu Estradiol oder Progesteron bis zu sieben Leucinreste, die mit ihren Alkylguppen den Liganden unpolar binden. Hinzu kommen noch bis zu drei polare Bindungsstellen, die aus Arginin, Glutamin(säure) und Histidin bestehen. Erfindungsgemäß können diese natürlichen Rezeptoren in vereinfachter Weise simuliert werden, indem man im geeigneten Konzentrationsverhältnis i-Pentylreste aus Methylvaleriansäure einführt und polare Gruppen wie Bernsteinsäureamid sowie basische Gruppen wie Amin oder Imidazol.One example for a buildup same or energetically approximated equivalent to binding Groups represent the steroid receptors. These contain for the binding contact to estradiol or progesterone up to seven leucine residues with bind their ligands unpolar to their alkyl groups. Add to that up to three polar binding sites consisting of arginine, glutamine (acid) and Histidine persist. According to the invention, these natural Receptors can be simulated in a simplified way by using the suitable concentration ratio Introducing i-pentyl radicals from methyl valeric acid and polar groups such as succinamide and basic groups such as amine or imidazole.

Derartige Sorbentien vermögen in brauchbarer Weise nicht nur das Zielmolekül Estradiol stark zu binden, sondern auch eine Reihe von synthetischen und natürlichen Stoffen, die im physiologischen Test und in vivo estrogenartige Wirkung entfalten. Hierzu gehören beispielsweise Diethylstilbestrol sowie Genistein.such Sorbents to usefully bind not only the target molecule estradiol, but also a number of synthetic and natural ones Substances that in the physiological test and in vivo estrogen-like Unfold their effect. These include for example, diethylstilbestrol and genistein.

Das Sorbens wird dabei vorzugsweise als synthetischer polymerer Rezeptor mit derartigen Wirkstoffen kalibriert, aber auch mit dazu strukturell verwandten, jedoch unwirksamen Substanzen, wie Tamoxifen, Testosteron oder Catechin. Der praktische Nutzen ist gegeben, wenn die am natürlichen Rezeptor gut bindenden Stoffe auch am Sorbens starke Bindung zeigen, im Gegensatz zu Stoffen, die am Vorbild bereits schwach oder unspezifisch binden. Bei der Strukturoptimierung wird neben dem Verhältnis der zur Bindung befähigten Gruppen noch der Vernetzungsgrad eingestellt, der die Größe und räumliche Beschaffenheit der Bindungsstellen steuert.The Sorbent is preferably used as a synthetic polymeric receptor calibrated with such agents, but also structurally thereto related but ineffective substances, such as tamoxifen, testosterone or catechin. The practical benefit is given when the natural Receptor well binding substances also show strong binding at the sorbent in contrast to substances that are already weak or unspecific on the model tie. In the structure optimization is in addition to the ratio of capable of binding groups still set the degree of crosslinking, the size and spatial nature of the Binding sites controls.

Derartige Sorbentien binden aus gelösten Substanzgemischen überwiegend oder sogar ausschließlich solche Substanzen, die auch am biologischen Protein-Vorbild stark gebunden werden. Somit können aus Stoffgemischen natürlicher oder synthetischer Herkunft auf schnelle und einfache Weise potenzielle Wirkstoffe in reiner Form isoliert werden.such Sorbents bind from dissolved Substance mixtures predominantly or even exclusively such substances, which are also strong on the biological protein model be bound. Thus, you can from mixtures of natural or synthetic origin in a quick and easy way potential Active ingredients are isolated in pure form.

Ein wichtiger Bestandteil der Erfindung ist die weitgehend freie Lösungsmittelwahl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Anwendung. Die Rangfolge und die Größenordnungen der Bindungsenergie-Unterschiede zwischen den stark und den schwach bindenden Substanzen bleibt überraschenderweise weitgehend unverändert, wenn man zum wässrigen Eluens größere Mengen Alkohol zugibt und zusätzlich Säuren oder Puffer. Der Zusatz von Methanol lockert vorzugsweise die Bindung für alle bei der Kalibrierung verwendeten Substanzen erheblich, ohne dass die Aufteilung in die Gruppen der stark und schwach bindende Stoffe beeinträchtigt wird. Die Folge ist eine erheblich frühere Elution unter Chromatographiebedingungen. Somit lassen sich die interessierenden Substanzen in einer vertretbaren Zeit testen oder isolieren, da durch den Zusatz von organischen Lösungsmitteln die Bindungskonstanten im Verhältnis zu reinem Wasser oder physiologischem Puffer um Zehnerpotenzen verringert werden.One important component of the invention is the largely free choice of solvent in the method according to the invention or application. The ranking and magnitudes of binding energy differences between the strong and weakly binding substances remains surprisingly largely unchanged, if you go to the watery Eluen's larger quantities Add alcohol and in addition acids or buffer. The addition of methanol preferably relaxes the bond for all Substances used in the calibration significantly without the division into groups of strong and weakly binding substances impaired becomes. The result is a much earlier elution under chromatographic conditions. Thus, the substances of interest in an acceptable Test or isolate time, as by the addition of organic solvents the binding constants in proportion reduced to pure water or physiological buffer by powers of ten become.

Der Begriff nicht-kovalente Bindung bedeutet, dass die zur Bindung befähigten Gruppen vorzugsweise über Ionenpaare, über Wasserstoffbrückenbindungen, über Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, über Charge-Transfer-Wechselwirkungen, über π-π-Wechselwirkungen, über Kation-π-Elektronen-Wechselwirkungen, über van der Waals-Wechselwirkungen und disperse Wechselwirkungen, über hydropobe (lipophile) Wechselwirkungen, über Komplexbildung, vorzugsweise Komplexbildung von Übergangsmetallkationen, sowie die Kombinationen dieser Wechselwirkungen einander zu binden vermögen.The term non-covalent bond means that the groups capable of binding preferably via ion pairs, via hydrogen bonds, via dipole-dipole interactions, via charge-transfer interactions, via π-π interactions, via cation-π-electron interactions , via van der Waals interactions and disperse interactions, via hydropobic (lipophilic) changes the complexing, preferably complexing, of transition metal cations, and the combinations of these interactions are capable of binding one another.

Unter dem Begriff komplementär wird verstanden, dass nur solche Gruppen miteinander in Bindung treten können, die zueinander passen. Die die Bindung verursachende Wechselwirkung muss dabei energetisch günstig sein. Je ausgeprägter die nicht-kovalente Bindung besagter Gruppen miteinander ist, desto stärker wird das Substrat an das mindestens eine Sorbens gebunden. Dabei ist es auch möglich, dass zu einer Gruppe mehrere Gruppen komplementär sein können. Beispielsweise können zur Hydroxyl-Gruppe die Carboxyl-, die Amin- und die Amid-Gruppe komplementär sein.Under complementary to the term It is understood that only such groups bind each other can, that fit together. The binding causing interaction must be energetically favorable be. The more pronounced the non-covalent binding of said groups with each other is the more stronger the substrate is bound to the at least one sorbent. there it is also possible that several groups can be complementary to one group. For example, for Hydroxyl group, the carboxyl, the amine and the amide group to be complementary.

Der Begriff komplementäre Gruppen beinhaltet auch, dass derartige Gruppen durch Gruppen ersetzt werden können, die den komplementären Gruppen strukturell ähnlich oder mit diesen strukturell verwandt sind. Beispielsweise ist es möglich, in einer nicht-kovalenten Bindung, die auf der π-π-Wechselwirkung beruht, einen Naphthyl-Rest durch einen Anthracen-Rest zu ersetzen, wodurch der Beitrag des Aromaten zur Bindungsstärke der nicht-kovalenten Bindung weiter moduliert bzw. gesteigert werden kann. In dazu analoger Weise ist es möglich, den Beitrag eines Indol-Restes in einer dispersiven nicht-kovalenten Bindung durch Ersatz durch einen Acridin-Rest weiter zu erhöhen.Of the Term complementary Groups also include such groups being replaced by groups can, the complementary Structurally similar to groups or structurally related to them. For example it is possible, in a non-covalent bond based on the π-π interaction, a To replace naphthyl radical by an anthracene radical, causing the Contribution of the aromatic to the bond strength of the non-covalent bond can be further modulated or increased. In a similar way Is it possible, the contribution of an indole residue in a dispersive non-covalent Binding by replacement by an acridine residue further increase.

Die Stärke der Wechselwirkung zwischen komplementären Gruppen, die z. B. als Bindungskonstante gemessen und ausgedrückt werden kann, ergibt sich aus den Beiträgen der einzelnen zur Bindung befähigten Gruppen. Diese Einzelbeiträge zur Bindungskonstanten hängen nicht nur von der Art der nicht-kovalenten Wechselwirkung ab, sondern von den Abständen und der Orientierung (Winkel) der miteinander in Wechselwirkung tretenden Gruppen sowie von der Zusammensetzung des Lösungsmittels. Die einzelnen Wechselwirkungsarten unterscheiden sich energetisch erheblich, wobei die Bindung und somit die Gibbs-Energie in unterschiedlichem Maße mit dem Abstand zwischen diesen Gruppen abnimmt.The Strength the interaction between complementary groups, the z. B. as Binding constant can be measured and expressed results from the contributions the individual groups capable of binding. These individual contributions hang to the binding constants not only on the nature of the non-covalent interaction, but from the distances and the orientation (angle) of each other in interaction passing groups as well as the composition of the solvent. The individual types of interaction differ energetically considerably, whereby the binding and thus the Gibbs energy in different Dimensions with decreases the distance between these groups.

Zueinander komplementäre Gruppen zeichnen sich auch dadurch aus, dass die Beiträge der Gibbs-Energien der einzelnen Gruppen für die nicht-kovalente Bindung in einer Änderung der Gibbs-Energie ΔG resultiert, die einen negativen Wert annimmt.To each other complementary Groups are also characterized by the contributions of Gibbs energies the individual groups for noncovalent binding results in a change in Gibbs energy ΔG, which takes a negative value.

Beispiele für typische Werte für besagte Wechselwirkungs-Gibbs Energie ΔG (kJ/mol), die abhängig vom Lösungsmittel ist, sind

• – für die ionische Wechselwirkung -4 bis -6, wobei die Stärke bzw. Reichweite dieser Wechselwirkung reziprok zum Abstand abnimmt. Ein Beispiel für eine derartige Wechselwirkung ist die Wechselwirkung zwischen einer Carbonsäure und einem quartärem aminischen Stickstoff in Wasser;
• – für die Ion-Quadrupolwechselwirkung -1, wobei die Stärke bzw. Reichweite zur dritten Potenz des Abstandes abnimmt. Ein Beispiel ist die Wechselwirkung zwischen quartärem Stickstoff in Ammoniumverbindungen und einer Aren-Gruppe in Wasser;
• – für die dispersive Wechselwirkung (induzierte Dipole) -1,75, wobei die Reichweite bzw. Stärke mit der 6. Potenz des Abstandes abnimmt. Ein Beispiel ist die Wechselwirkung zwischen zwei Aren-Gruppen in Chloroform;
• – für Wasserstoffbrücken -4 bis -6. Ein Beispiel ist die Wechselwirkung zwischen zwei Amid-Gruppen in Chloroform. In Tetrachlorkohlenstoff beträgt die Wechselwirkungsenergie zwischen solchen Gruppen etwa -10;
• – für den hydrophober Effekt -2,3, wie er sich zwischen Alkan und Methylen-Rest in Wasser ergibt.

Examples of typical values for said interaction Gibbs energy ΔG (kJ / mol) which is solvent dependent are

• - For the ionic interaction -4 to -6, the strength or range of this interaction decreases reciprocally to the distance. An example of such an interaction is the interaction between a carboxylic acid and a quaternary amine nitrogen in water;
• - For the ion-quadrupole interaction -1, where the strength or range decreases to the cube of the distance. An example is the interaction between quaternary nitrogen in ammonium compounds and an arene group in water;
• - for the dispersive interaction (induced dipoles) -1.75, whereby the range or strength decreases with the 6th power of the distance. An example is the interaction between two arene groups in chloroform;
• - for hydrogen bonds -4 to -6. An example is the interaction between two amide groups in chloroform. In carbon tetrachloride, the interaction energy between such groups is about -10;
• For the hydrophobic effect -2,3, as it results between alkane and methylene radical in water.

Werden erfindungsgemäß Hydantoine bivalent an Ammoniumgruppen in Chloroform gebunden, so werden ΔG-Werte von bis zu -22 kJ/mol gemessen. Im Falle der monovalenten Bindung eines Succinimidderivates hingegen betragen die ΔG-Werte durchschnittlich lediglich -9 kJ/mol. Diese Daten lassen auf Wasserstoffbrückenbindungen schließen und auf eine entropische Verstärkung vor allem der bivalenten Wechselwirkung.Become According to the invention, hydantoins bivalent to ammonium groups bound in chloroform, then ΔG values of measured up to -22 kJ / mol. In the case of monovalent binding of a Succinimide derivatives, on the other hand, average the ΔG values only at -9 kJ / mol. These data suggest hydrogen bonds and to an entropic reinforcement especially the bivalent interaction.

Für jede Art nicht-kovalenter Wechselwirkungen und für jedes Paar von erstem und zweitem Substrat (Rezeptor-Ligand) können sich in einem gegebenen Lösungsmittelsystem die abstandsabhängigen Gibbs-Energien in unterschiedlicher Weise aus einem Enthalpie- und einem Entropiebeitrag zusammensetzen.For every kind non-covalent interactions and for each pair of first and second substrate (receptor ligand) may be present in a given Solvent system the distance-dependent Gibbs energies in different ways from an enthalpy and put together an entropy contribution.

Erfindungsgemäß werden diese Einzelbeiträge bestimmt durch die Prüfung der Bindungsstärke eines ersten Substrats, das eine, zwei, drei, ...n zur Bindung befähigte Gruppen enthält, mit z. B. einer Menge von zweiten Substraten, deren zur Bindung befähigte Gruppen so gewählt sind, dass Aussagen bezüglich einer bestimmten Art von Wechselwirkung möglich werden. So können erste Substrate verwendet werden, die vorzugsweise Amino-, Acetyl-, Benzyl-, Nitrophenyl- und Isopentylreste enthalten, sowie Zweier- und Dreierkombinationen hiervon. Die zweiten Substrate bestehen dann aus Derivaten von vorzugsweise Alanin, Asparaginsäure und Glutaminsäure. Die N-terminalen Schutzgruppen dieser Derivate sind vorzugsweise entweder aliphatisch oder aromatisch.According to the invention, these individual contributions are determined by examining the bond strength of a first substrate which contains one, two, three,... N capable of bonding groups, with z. B. a set of second substrates whose binding capable groups are selected so that statements regarding a particular type of interaction are possible. Thus, first substrates can be used before preferably amino, acetyl, benzyl, nitrophenyl and isopentyl radicals, as well as combinations of two and three thereof. The second substrates then consist of derivatives of preferably alanine, aspartic acid and glutamic acid. The N-terminal protecting groups of these derivatives are preferably either aliphatic or aromatic.

Die Bindungsenergien können vorzugsweise als k'-Wert aus isokratischen HPLC-Versuchen ermittelt werden. Wenn die Konzentration der zur Bindung befähigten Gruppen am ersten Substrat bekannt ist und das Phasenvolumenverhältnis zwischen der immobilisierten (stationären) Phase und der mobilen Phase, lässt sich aus dem k'-Wert die Bindungskonstante K_A bestimmen und aus dieser wiederum die Änderung der Gibbs-Energie ΔG. Die Enthalpieänderung ΔH und die Entropieänderung ΔS können z. B. mikrocalorimetrisch bestimmt werden oder durch temperaturabhängige Messung der Gleichgewichtskonstanten, die auch als van't Hoff-Plot bezeichnet wird. Anschließend ist durch Vergleich der jeweiligen Wechselwirkungsenergien zwischen ausgewählten Rezeptorvarianten und Liganden nachprüfbar, inwieweit sich Wechselwirkungsbeiträge addieren, verstärken oder abschwächen. Selbstverständlich sind die Methoden für die Bindungsbestimmung nicht auf die oben genannten beschränkt. Außerdem lassen sich alle gängigen Bestimmungsmethoden verwenden wie kompetitive Assays, Surface Plasmon Resonanz oder NMR-Titration. Die Bestimmung der Wechselwirkungsenergien kann in Form von miniaturisierten Assays und in paralleler Bestimmung erfolgen.The binding energies can preferably be determined as the k 'value from isocratic HPLC experiments. If the concentration of the groups capable of binding on the first substrate is known and the phase volume ratio between the immobilized (stationary) phase and the mobile phase, the binding constant K _A can be determined from the k 'value and from this the change in the free Energy ΔG. The enthalpy change .DELTA.H and the entropy change .DELTA.S can, for. B. be determined by microcalorimetry or by temperature-dependent measurement of the equilibrium constant, which is also referred to as van't Hoff plot. Subsequently, by comparing the respective interaction energies between selected receptor variants and ligands, it is possible to check to what extent interaction contributions add, amplify or weaken. Of course, the methods for binding determination are not limited to those mentioned above. In addition, all common determination methods can be used such as competitive assays, surface plasmon resonance or NMR titration. The determination of the interaction energies can take place in the form of miniaturized assays and in parallel determination.

Unter sterisch günstigen Bedingungen addieren sich die Anteile der Gibbs-Energie für die zur Bindung befähigten Gruppen. Daraus folgt, dass sich die Anteile an der Bindungskonstanten multiplizieren. Darüber hinaus sind kooperative Effekte möglich, die zur weiteren Bindungsverstärkung beitragen. Auch unter sterisch weniger günstigen Bedingungen kann man meistens eine bivalente Bindungsverstärkung erreichen. Dies ist für die praktische Anwendung von großem Nutzen, da sich die Bindungsverstärkung bei geeigneter Wahl der zur Bindung befähigten Reste nahezu vollständig in einer verbesserten Trennselektivität gegenüber den abzutrennenden Substanzen auswirkt.Under sterically favorable Conditions add up the levels of Gibbs energy for the groups capable of binding. It follows that the proportions of the binding constants multiply. About that In addition, cooperative effects are possible, which contribute to further bond reinforcement. Even under steric less favorable Conditions can usually reach a bivalent bond gain. This is for the practical application of great benefit, since the binding enhancement in suitable choice of the binding capable of residues almost completely in an improved separation selectivity against the substances to be separated effect.

Unter dem Begriff nicht-komplementär wird verstanden, dass Gruppen zwar miteinander in Bindung treten können, diese Gruppen jedoch schwächere Beiträge zur nicht-kovalenten Bindung liefern als es komplementäre Gruppen tun. Die Bindungsstärke zwischen nicht-komplementären Gruppen ist demzufolge schwächer ausgeprägt als die Bindung zwischen komplementären Gruppen. Zueinander nicht-komplementäre Gruppen führen im Sinne der Erfindung zu einer Lockerung der zwischen diesen Gruppen gebildeten nicht-kovalenten Bindung oder zu einer Schwächung der betreffenden gesamten Bindungsstelle, oder sie sind nicht-bindend. Sie zeichnen sich vorzugsweise dadurch aus, dass die Beiträge der Gibbs-Energien der einzelnen Gruppen für die nicht-kovalente Bindung in einer Änderung der Gibbs-Energie ΔG resultiert, die null ist oder einen positiven Wert annimmt.Under the term non-complementary It is understood that although groups bind each other can, these groups, however, weaker posts for non-covalent bonding as complementary groups do. The bond strength between non-complementary As a result, groups are weaker pronounced as the bond between complementary groups. Mutually non-complementary groups to lead in the sense of the invention, a relaxation of the between these groups formed non-covalent bond or to weaken the whole binding site, or they are non-binding. they draw preferably characterized by the fact that the contributions of the Gibbs energies of each Groups for noncovalent binding results in a change in Gibbs energy ΔG, which is zero or takes a positive value.

Unter Ermittlung wird eine gezielte Auswahl verstanden, beispielsweise eine gezielte Auswahl von zur Bindung befähigten Gruppen.Under Determination is understood as a targeted selection, for example a targeted selection of binding groups.

Das nach dem neuen Verfahren hergestellte mindestens eine Sorbens kann für die Erkennung von Sorbens-Substrat-Wechselwirkungen verwendet werden. Als Methode für die Erkennung eignet sich insbesondere das neue Verfahren zur selektiven Bindung besagten Substrats an das mindestens eine besagte Sorbens. Als Maß für die Erkennung kann die Bindungsstärke herangezogen werden. Kommt es zu einer ausreichend starken Bindung zwischen Sorbens und Substrat, erhält man eine Aussage, welche Gruppen des Substrats und welche Gruppen des Sorbens einander zu binden vermögen.The at least one sorbent produced according to the new process can for the Detection of sorbent-substrate interactions can be used. As a method for the recognition is particularly suitable for the new selective method Binding said substrate to the at least one said sorbent. As a measure of detection can the bond strength be used. Does it come to a sufficiently strong bond between sorbent and substrate, one gets a statement which Groups of the substrate and which groups of the sorbent to each other bind fortune.

Sind die Gruppen des Substrats unbekannt, so kann im Bindungsfall darauf geschlossen werden, welche zur Bindung befähigte Gruppen im Substrat an der Bindungsstelle vorliegen können.are the groups of the substrate unknown, so in the case of binding on it closed, which are capable of binding groups in the substrate the binding site may be present.

Es ist aber auch möglich, molekulare Bereiche eines ersten Substrats unbekannter Struktur in geeignete Bausteine, z.B. Epitope, zu zerlegen und diese Struktur oder eine dazu komplementäre Struktur durch geeignete Anordnungen der Bausteine auf dem Sorbens nachzustellen.It but it is also possible molecular regions of a first substrate of unknown structure into suitable building blocks, e.g. Epitopes, dissect and this structure or a complementary one Structure by suitable arrangements of the building blocks on the sorbent readjust.

Die Zerlegung kann dabei sowohl nach chemischen, physikalischen oder chemisch-physikalischen Methoden erfolgen, wie beispielsweise durch chemische Abbaureaktionen oder durch Ultraschall, aber auch durch virtuelle Experimente. Für diese virtuellen Experimente können auch Computer-gestützte Methoden herangezogen werden, mit deren Hilfe Informationen über die in den Bausteinen der Substrate vorliegenden Bindungsmöglichkeiten erhalten werden können.The Decomposition can be either chemical, physical or chemical chemical-physical methods are carried out, such as by chemical degradation reactions or by ultrasound, but also by virtual experiments. For these virtual experiments can also computer-aided Methods are used, with the help of which information about the Binding possibilities present in the building blocks of the substrates can be obtained.

Diese Zerlegung geht davon aus, dass die Menge aller wechselwirkungsfähigen Bausteine und die Anzahl von zur Bindung befähigten Gruppen endlich und begrenzt ist sowie für eine konkrete Problemstellung darüber hinaus zweckentsprechend abgrenzbar ist. Aus jeder willkürlich wählbaren Teilmenge solcher Gruppen kann man beliebige Klassen von Kombinationen mit jeweils m Elementen (m = 2, 3, 4,...) herstellen. Ein Beispiel wäre die Klasse 3 mit allen möglichen Kom binationen von jeweils drei zur Bindung befähigten Gruppen aus einer Auswahl n = 5 mit beispielsweise Phenyl-, Alkyl-, Amino-, Carboxyl- und Amid-Gruppen.This decomposition assumes that the set of all interacting building blocks and the An number of groups capable of bonding is finite and limited, and can be delimited appropriately for a concrete problem. From any arbitrarily selectable subset of such groups one can produce arbitrary classes of combinations with m elements each (m = 2, 3, 4, ...). An example would be class 3 with all possible combinations of three groups each capable of binding from a choice n = 5 with, for example, phenyl, alkyl, amino, carboxyl and amide groups.

In dieser Weise kann man jedes Protein in 20 Bausteine, nämlich die Aminosäuren, zerlegen, von denen wiederum n = 6 bis n = 9 zur Bindung befähigte Gruppen in erster Näherung relevant sind für die nicht-kovalente Wechselwirkung mit einem zweiten Substrat. Diese Reduktion kommt dadurch zustande, dass dieselbe oder eine gleichwertige zur Bindung befähigte Gruppe in mehreren Aminosäuren enthalten ist, wie z. B. die Hydroxyl-, Carboxyl- und Amid-Gruppe, und auch eine basische Funktion, wenn es auf graduelle Abstufungen zwischen Lysin, Arginin, Tryptophan oder Histidin nicht ankommt.In this way you can see every protein in 20 building blocks, namely the Amino acids, of which in turn n = 6 to n = 9 capable of binding groups in first proximity are relevant for the noncovalent interaction with a second substrate. These Reduction comes about because of the same or an equivalent one capable of binding Group in several amino acids is included, such. As the hydroxyl, carboxyl and amide group, and also a basic function when it comes to gradual gradations between Lysine, arginine, tryptophan or histidine does not arrive.

In vergleichbarer Weise kann man die 8 isomeren Ketohexosen oder die 16 stereoisomeren Aldohexosen und die daraus abgeleiteten Pyranoside und Furanoside als Bausteine einsetzen, die Oligosaccharide repräsentieren.In Similarly, one can see the 8 isomeric ketohexoses or the 16 stereoisomeric aldohexoses and the derived pyranosides and use furanosides as building blocks that represent oligosaccharides.

In diesem Sinne besteht jedes beliebige unbekannte Substrat aus einer abzählbaren Anzahl von Bausteinen, die wiederum jeweils eine definierte Anzahl zur Bindung befähigter Gruppen enthalten. Die Bausteine und die zur Bindung befähigten Gruppen entstammen dem chemischen Wissen und sind nach Art und Eigenschaften in der Regel bekannt. Dies gilt vor allem dann, wenn sie der organischen Chemie oder Komplexchemie zuzuordnen sind.In In this sense, any unknown substrate consists of one countable Number of blocks, which in turn each have a defined number capable of binding Contain groups. The building blocks and the groups capable of binding come from the chemical knowledge and are of nature and properties usually known. This is especially true when they are organic Attributable to chemistry or complex chemistry.

Da man zu jeder Kombination der bekannten Bausteine und zur Bindung befähigten Gruppen im Vorhinein Bibliotheken beliebigen Umfangs von dazu komplementären und identischen Sorbentien herstellen kann, kann grundsätzlich jeder Baustein aus einem molekularen Bereich oder aus einer Bindungsstelle eines ersten Substrats unbekannter Struktur in einer solchen Sorbensbibliothek enthalten sein bzw. einbezogen werden. Gleiches gilt für die Kombinationen der zur Bindung befähigten Gruppen.There to any combination of known building blocks and binding enabled Groups in advance libraries of any scope complementary to and Anyone can produce identical sorbents Building block from a molecular area or from a binding site a first substrate of unknown structure in such a sorbent library be included or included. The same applies to the combinations capable of binding Groups.

Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise können auch mehrere Sorbentien, also eine Kollektion von Sorbentien, erhalten werden. Man kann nun ein bekanntes oder unbekanntes zweites Substrat, das verschieden vom ersten Substrat ist, und dessen zur Bindung befähigten Gruppen bekannt sind, in Kontakt mit dieser Kollektion von Sorbentien bringen und die Bindungsstärken bestimmen. Hierdurch erhält man eine Aussage, wie die Bausteine an der Bindungsstelle des zweiten Substrats angeordnet sind, und wie die Raumstruktur der Bindungsstelle beschaffen ist. Somit kann das neue Verfahren auch zur Strukturaufklärung verwendet werden.at the procedure of the invention can also several sorbents, so a collection of sorbents, received become. One can now use a known or unknown second substrate, which is different from the first substrate, and that to binding enabled Groups are known to be in contact with this collection of sorbents bring and the bond strengths determine. This preserves one statement, as the building blocks at the binding site of the second Substrate are arranged, and how the spatial structure of the binding site is designed. Thus, the new method can also be used for structure elucidation.

Weiterhin ist das neue Verfahren zur selektiven Bindung besagten Substrats auch für die Wirkstoffentwicklung, vorzugsweise für die Entwicklung von Arzneimitteln, außerordentlich wertvoll. Bekanntlich beruht die Wirkungsweise eines Arzneimittels darauf, dass es unter physiologischen Bedingungen an einen natürlichen Rezeptor, der beispielsweise ein Hormon oder ein Enzym sein kann, gebunden wird. Man kann nun die Bindungsstelle des natürlichen Rezeptors in vorstehend beschriebener Weise zerlegen und eine Kollektion von Sorbentien erstellen. Jedes Sorbens aus der Kollektion dieser Sorbentien enthält dann definierte Bausteine (Teile) dieser Bindungsstellen. Vorzugsweise wird dabei auch die räumliche Anordnung der Bausteine, weiter bevorzugt die räumliche Anordnung der Bausteine der gesamten Bindungsstelle, nachgestellt. Wenn man nun die Stärke der Bindung eines beliebigen Substrates, beispielsweise eines Arzneimittels, gegen jedes dieser synthetischen Rezeptorteile ermittelt, von denen nun jedes ein anderes Strukturteil des natürlichen Rezeptors darstellt, erhält man aus den Bindungsdaten eine Information, ob dieses Substrat überhaupt mit dem natürlichen Rezeptor gut in Wechselwirkung treten kann, und wenn ja, mit welchen der räumlich angeordneten Rezeptorgruppen. Durch entsprechende chemische Modifizierung kann dann das Substrat, also das zu entwickelnde Arzneimittel, solange optimiert werden, bis die maximale Bindung an den Rezeptor gegeben ist.Farther is the new method for selectively binding said substrate also for drug development, preferably for the development of drugs, extraordinarily valuable. As is known, the mode of action of a drug is based insist that it binds to a natural receptor under physiological conditions, which may be, for example, a hormone or an enzyme bound becomes. One can now see the binding site of the natural receptor in above and a collection of sorbents create. Each sorbent from the collection of these sorbents then contains defined building blocks (parts) of these binding sites. Preferably is also the spatial Arrangement of the blocks, more preferably the spatial arrangement of the blocks the entire binding site, readjusted. If you look at the strength of Binding of any substrate, for example a drug, against each of these synthetic receptor parts, of which now each represents a different structural part of the natural receptor, receives From the binding data, one can find out if this substrate at all with the natural Receptor can interact well, and if so, with which the spatially arranged receptor groups. By appropriate chemical modification can then the substrate, so the drug to be developed, as long be optimized until the maximum binding to the receptor is given is.

Das Verfahren eignet sich vorzugsweise dazu, bisher unbekannte oder nur wegen einer bestimmten Funktion postulierte Biopolymere, vorzugsweise Proteine oder Glykoproteine, zu isolieren, und bezüglich ihrer Eigenschaften zu validieren.The Method is preferably to previously unknown or Biopolymers postulated only for a particular function, preferably Proteins or glycoproteins, and their properties to validate.

In vergleichbarer Weise ist es denkbar, zu Peptiden aus Phagen-Displays, zu Oligonukleotiden oder zu anderen Matritzen eine komplementäre Sorbensstruktur zu synthetisieren, die für die Isolierung von Wirkstoffmolekülen direkt aus Gemischen eingesetzt werden kann.In Similarly, it is conceivable to peptides from phage displays, to oligonucleotides or to other matrices a complementary sorbent structure to synthesize for the isolation of drug molecules used directly from mixtures can be.

Durch Darstellung der für Wirkstoffe typischen Strukturteile auf der Sorbensoberfläche ist es umgekehrt denkbar, aus Substratgemischen das jeweilig zugehörige Substrat zu binden und zu charakterisieren. Beispielsweise ist ein derartiges Substrat ein Rezeptor.By Presentation of for Active ingredients typical structural parts on the sorbent surface is conversely conceivable, from substrate mixtures the respective associated substrate to bind and characterize. For example, such is Substrate a receptor.

In Stufe (i) erfolgt die Auswahl von mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen, die zur Bindung eines ersten synthetischen oder natürlichen Substrats an ein Sorbens befähigt sind, durch Ermittlung besagter Gruppen aus einem synthetischen ersten oder natürlichen ersten Substrat. Die Ermittlung von mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen, die zur Bindung eines ersten synthetischen oder natürlichen Substrats an ein Sorbens befähigt sind, kann in jeder erdenklichen Weise erfolgen, d. h. es können beliebige Gruppen durch beliebige Methoden ausgewählt werden, sofern diese zur Bindung befähigt sind. Die Auswahl erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform entsprechend der mit dem Substrat zu erwartenden nicht-kovalenten Wechselwirkungen.In Stage (i) the selection of at least two different ones takes place Groups that bind to a first synthetic or natural Substrate to a sorbent enabled are, by identifying said groups of a synthetic first or natural first substrate. The determination of at least two different ones Groups that bind to a first synthetic or natural Substrate to a sorbent enabled can be done in any way imaginable, d. H. it can be any Groups can be selected by any methods, provided they are Binding capable are. The selection is made in a preferred embodiment according to the expected with the substrate non-covalent Interactions.

In dieser Ausführungsform der Erfindung umfasst die Ermittlung nach Stufe (i) vorzugsweise das Zerlegen eines synthetischen oder natürlichen ersten Substrats in mindestens zwei Bausteine mit mindestens zwei zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen.In this embodiment of the invention preferably comprises the determination according to step (i) the decomposition of a synthetic or natural first substrate in at least two building blocks with at least two for bonding with one Sorbents Groups.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das mindestens eine erste Substrat gleich dem mindestens einen zweiten Substrat ist, und die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung mit dem zweiten Substrat befähigten Gruppen unter solchen ausgewählt werden, die komplementär zu den in Stufe (i) ermittelten Gruppen sind.A another embodiment The invention provides that the at least one first substrate is equal to the at least one second substrate, and each at least two different for bonding to the second substrate enabled Groups selected among those be that complementary to the groups determined in step (i).

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Substrat verschieden vom mindestens einen zweiten Substrat ist, und die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung mit dem zweiten Substrat befähigten Gruppen unter solchen ausgewählt werden, die komplementär zu den in Stufe (i) ausgewählten Gruppen sind.A another embodiment the invention is characterized in that the at least one first Substrate is different from the at least one second substrate, and the at least two different for binding with capable of the second substrate Groups selected among those be that complementary to those selected in step (i) Groups are.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei zur Bindung mit dem mindestens einen zweiten Substrat befähigten Gruppen ausgewählt werden unter den gemäß Stufe (i) ermittelten Gruppen, d. h. die zur Bindung befähigten Gruppen des zweiten Substrats sind komplementär zu den entsprechenden Gruppen des ersten Substrats.A another embodiment The invention is also characterized in that the at least two groups capable of binding with the at least one second substrate selected be under the according to (i) identified groups, d. H. the groups capable of binding of the second substrate are complementary to the corresponding groups of the first substrate.

Im Rahmen der Erfindung ist es in einer Ausführungform möglich, in Stufe (i) das synthetische oder natürliche Substrat lediglich in zwei Bausteine mit jeweils einer zur Bindung befähigten Gruppe zu zerlegen, wobei in Stufe (ii) lediglich ein Sorbens erhalten wird.in the Within the scope of the invention it is possible in one embodiment, in step (i), the synthetic one or natural Substrate only in two blocks, each with one to bond enabled Group, wherein in step (ii) receive only one sorbent becomes.

Es ist aber auch möglich, das synthetische oder natürliche Substrat in drei Bausteine zu zerlegen, deren paarweise Kombination in Stufe (ii) zu drei Sorbentien führt.It but it is also possible the synthetic or natural Subdivide substrate into three blocks, their pairwise combination in step (ii) leads to three sorbents.

Bei Zerlegung in vier Bausteine werden durch paarweise Kombination in Stufe (ii) sechs Sorbentien erhalten.at Decomposition into four building blocks are by pairwise combination in Stage (ii) obtained six sorbents.

Es ist aber auch möglich, dass beim Vorliegen von drei unterschiedlichen Bausteinen neben der paarweisen Kombination in Stufe (ii) diese drei Bausteine zusammen als Triplett auf ein Sorbens aufgebracht werden können. Neben den vorstehend erwähnten drei Sorbentien erhält man dann noch ein viertes Sorbens.It but it is also possible that in the presence of three different building blocks next to the pairwise combination in stage (ii) these three building blocks together can be applied as a triplet on a sorbent. Next the aforementioned receives three sorbents then another fourth sorbent.

Analog dazu ist es auch möglich, dass beim Vorliegen von vier unterschiedlichen Bausteinen neben der paarweisen Kombination in Stufe (ii), die zu sechs Sorbentien führt, zusätzlich vier Sorbentien erhalten werden können, die jeweils drei unterschiedliche Bausteine enthalten, und ein weiteres Sorbens, das alle vier Bausteine als Quartett enthält.Analogous it is also possible that in the presence of four different building blocks in addition to the Pairwise combination in step (ii) leading to six sorbents, plus four Sorbents can be obtained each containing three different building blocks, and another Sorbs, which contains all four building blocks as a quartet.

Demzufolge ist die Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung mindestens zweier zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat in Stufe (i) zu zwei Bausteinen mit jeweils mindestens einer zur Bindung mit dem Sorbens befähigten Gruppe führt und in Stufe (ii) ein Sorbens erhalten wird; oder die Ermittlung mindestens zweier zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat in Stufe (i) zu drei Bausteinen mit jeweils mindestens einer zur Bindung mit dem Sorbens befähigten Gruppe führt und in Stufe (ii) mindestens drei Sorbentien erhalten werden; oder die Ermittlung mindestens zweier zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat in Stufe (i) zu vier Bausteinen mit jeweils mindestens einer zur Bindung mit dem Sorbens befähigten Gruppe führt und in Stufe (ii) mindestens sechs Sorbentien erhalten werden.Accordingly, the invention is also characterized in that the determination of at least two groups capable of binding with a sorbent from a synthetic or natural first substrate in step (i) leads to two building blocks each having at least one group capable of binding with the sorbent and in step (ii) a sorbent is obtained; or the determination of at least two groups capable of binding with a sorbent from a synthetic or natural first substrate in step (i) results in three building blocks each having at least one group capable of binding with the sorbent and in step (ii) at least three sorbents are obtained ; or the determination of at least two groups capable of binding with a sorbent from a synthetic or natural first substrate in step (i) leads to four building blocks each having at least one group capable of binding with the sorbent and in step (ii) at least six sorbents are obtained.

In ähnlicher Weise ist es auch denkbar, aus einer größeren Anzahl von i Bausteinen n Bausteine auszuwählen und daraus Multipletts aus jeweils m zur Bindung befähigter Gruppen zu kombinieren. Beispielsweise kann man aus der Menge der natürliche Aminosäuren die Bausteine Phenylalanin, Tyrosin, Isoleucin, Asparaginsäure, Asparagin, Serin, Lysin, Tryptophan und Histidin (n = 9) auswählen, womit die wichtigsten Arten von nicht-kovalenter Wechselwirkung abgedeckt werden können. Die Kombination von jeweils m = 4 unterschiedlicher, zur Bindung befähigter Gruppen aus dieser Auswahl liefert 126 unterschiedliche Varianten von Sorbentien, die auch in kombinatorischer Weise oder als Assay zu Bindungszwecken und Bindungsstudien eingesetzt werden können.In similar Way it is also conceivable from a larger number of i building blocks n select blocks and from this, multiplets of m each capable of binding groups to combine. For example, one can choose from the amount of natural amino acids Building blocks phenylalanine, tyrosine, isoleucine, aspartic acid, asparagine, Select serine, lysine, tryptophan and histidine (n = 9), whereby covered the main types of non-covalent interaction can be. The combination of each m = 4 different, for binding more capable Groups from this selection provide 126 different variants of sorbents, also in a combinatorial manner or as an assay for binding purposes and binding studies can be used.

Jeder dieser m nicht-kovalenten Wechselwirkungsbeiträge liefert für jedes einzelne Sorbens einen charakteristischen Wert zur Gesamtwechselwirkung mit einer zu bindenden Substanz. Diese Einzelbeiträge jeder zur Bindung befähigten Gruppe (m = 1) können lösungsmittelabhängig innerhalb eines für die Anwendung zu vernachlässigenden Schwankungsbereiches für eine beliebige zu bindende Substanz experimentell ermittelt werden. Ebenso kann man die Messdaten für die Dublettwechselwirkungen mit m = 2, für die Triplettwechselwirkungen mit m = 3, usw., erhalten.Everyone these m noncovalent interaction contributions provide for each individual sorbents have a characteristic value to the overall interaction with a substance to be bound. These individual contributions each capable of binding Group (m = 1) can solvent dependent within one for the application negligible Fluctuation range for Any substance to be bound can be determined experimentally. Likewise one can measure the data for the doublet interactions with m = 2, for the triplet interactions with m = 3, etc., received.

Hierdurch wird ein umfassender Satz von Energieinkrementen für die unterschiedlichen Formen und Kombinationen von nicht-kovalenten Wechselwirkungen erhalten, der dann Vorhersagen für die Bindungsstärke zwischen zwei beliebigen Substraten oder Bausteinen ermöglicht. Dabei wird auch die Tatsache genützt, dass die unterschiedlichen nicht-kovalenten Wechselwirkungen vom Lösungsmittel und vom pH-Wert abhängen. So wirken sich Wasserstoffbrückenwechselwirkungen in aprotisch unpolaren organischen Lösungsmitteln stark aus, aber in polar protischen oder Wasser kaum. Carboxylgruppen ergeben mit basischen Resten in organischen Lösungsmitteln starke Salzbrücken, in Wasser wird hingegen in der Regel eine vergleichsweise geringere entropiegetriebene Wechselwirkung festgestellt.hereby becomes a comprehensive set of energy increments for the different ones Obtain forms and combinations of non-covalent interactions then predictions for the bond strength between any two substrates or blocks allows. It also benefits from the fact that the different non-covalent interactions of the solvent and depend on the pH. This is how hydrogen bridge interactions affect strong in aprotic nonpolar organic solvents, but in polar protic or water hardly. Carboxyl groups result with basic residues in organic solvents strong salt bridges, in Water, on the other hand, is usually comparatively less entropy-driven interaction detected.

Diese Zusammenhänge sind anhand der Bindung von Aminosäurederivaten an unterschiedliche Sorbentien beispielhaft dargestellt. Dabei kann man wie bereits dargelegt bei bekannter Konzentration der am Sorbens angebrachten Bausteine oder zur Bindung befähigten Gruppen aus dem k'-Wert der chromatographischen Messung auf die Bindungskonstante K_A schließen. Damit ist ein schnelles und parallelisierbares Verfahren verfügbar, um Bindungskonstanten von miteinander um die Bindungsstelle konkurrierenden Substraten zu erhalten, auch wenn diese in einem komplexen Gemisch vorliegen.These relationships are exemplified by the binding of amino acid derivatives to different sorbents. As already explained, it is possible to deduce the binding constant K _A from the k 'value of the chromatographic measurement with known concentration of the blocks attached to the sorbent or groups capable of binding. Thus, a fast and parallelizable process is available to obtain binding constants of competing substrates around the binding site, even when present in a complex mixture.

Aus den für die Kombinationen multivalenter Wechselwirkungen erhältlichen Werten der Bindungskonstanten und Bindungsenergien ist es in der beschriebenen Weise möglich, auf die Art und die Anzahl der zur Bindung befähigten Gruppen einer strukturell nicht bekannten zu bindenden Substanz zu schließen bzw. das Fehlen anderer Gruppen zu postulieren. So lassen sich z. B. Aussagen machen über die Anzahl von Carboxylgruppen, basischen Gruppen oder aliphatischen oder aromatischen Resten in einem gebundenen Aminosäurederivat oder Peptid.Out the for the combinations of multivalent interactions available Values of the binding constants and binding energies are in the possible way, structurally based on the type and number of groups capable of binding to close unknown substance to be bound or the absence of others To posit groups. So can be z. B. make statements about the Number of carboxyl groups, basic groups or aliphatic or aromatic residues in a bound amino acid derivative or peptide.

In ähnlicher Weise kann man Aussagen machen über das strukturabhängige voraussichtliche oder mögliche Bindungsverhalten zwischen zwei Substraten mit unbekannter Struktur, sobald ihre zur Bindung befähigten Gruppen bekannt sind. Dies kann auf Peptide oder Proteinfragmente zutreffen, wenn man lediglich die Aminosäurezusammensetzung kennt.In similar Way you can make statements about the structure dependent expected or possible Binding behavior between two substrates of unknown structure, as soon as they are able to bind Groups are known. This may be due to peptides or protein fragments apply if you only know the amino acid composition.

Es ist auch denkbar, das Bindungsverhalten zwischen zwei Substraten unbekannter Struktur vorherzusagen oder zu beschreiben, wenn sie im gewählten Lösungsmittelsystem eine stabile Raumstruktur einnehmen. Zwei Proteine oder Glykoproteine mit definierter Tertiärstruktur, die miteinander an mindestens einer Bindungsstelle in Wechselwirkung treten können, werden mit den jeweils zueinander komplementären Vertretern einer Bibliothek von Sorbentien Wechselwirkungen ähnlicher Stärke oder Rangfolge eingehen.It is also conceivable, the bonding behavior between two substrates to predict or describe an unknown structure if they in the chosen Solvent system take a stable spatial structure. Two proteins or glycoproteins with a defined tertiary structure, which interact with each other at at least one binding site can kick, become with the respectively complementary representatives of a library of sorbents interactions more similar Strength or rank order.

Ein weiterer wichtiger Anwendungsfall beschreibt die Herstellung von Sorbentien, die einen vollständigen Satz aller Kombinationen aus zur Bindung befähigten Gruppen repräsentieren, die zu einer Bindungsstelle an einem Protein oder Glykoprotein komplementär sind. Diese Bibliothek von Sorbentien wird dann getestet mit einem vollständigen Satz von Liganden, der z. B. alle Zweier-, Dreier- und Viererkombinationen genau der zur Bindung befähigten Gruppen an der Proteinbindungsstelle repräsentiert. An den Sorbentien mit der jeweils stärksten Bindung befinden sich dann diejenigen zur Bindung befähigten Gruppen, die in einem zu entwickelnden Wirkstoff vorzugsweise enthalten sein sollten. Selbstverständlich lassen sich an diesen Sorbentien auch die Proteine binden, die als Muster für die komplementären Gruppen gedient haben.One Another important application describes the production of Sorbents that have a complete Represent set of all combinations of bond-enabled groups, which are complementary to a binding site on a protein or glycoprotein. This library of sorbents is then tested with a complete set of ligands, the z. B. all two, three and four combinations just the one capable of binding Represents groups at the protein binding site. At the sorbents with the strongest ones Binding are then those groups capable of binding, which are preferably contained in a drug to be developed should. Of course can be bound to these sorbents and the proteins that as Pattern for the complementary ones Served groups.

Auf analoge Weise kann man aus dem Bindungsmuster eines über Phagenassay erhaltenen cyclischen Peptids Schlüsse auf die Bindungsstelle im zugehörigen Proteintarget ziehen. Darüber hinaus ist es denkbar, durch komplementäre Abbildung eines solchen Peptids eine sorbensgestützte Matritze zur Entdeckung von neuen Wirkstoffen mit geeigneter, nämlichen diesem Peptid entsprechender Konfiguration und Konformation zu erzeugen.On analogous way can be seen from the binding pattern of a via phage assay conclusions on the binding site obtained cyclic peptide in the associated Pull the protein target. About that In addition, it is conceivable by complementary mapping of such Peptides a sorbent-based Matritze for the discovery of new drugs with appropriate, the same to generate this peptide of appropriate configuration and conformation.

Somit lässt sich das Verfahren auch zur Bindung, Charakterisierung und Validierung von unbekannten Protein-Targets und von Bindungsstellen für nicht-kompetitive oder modulatorisch wirkende Wirkstoffe einsetzen. Außerdem ist es möglich, flexible und instabile Wirkstoffe wie Peptide in rigide Strukturen mit befriedigender Darreichungsmöglichkeit umzusetzen.Consequently let yourself the procedure also for binding, characterization and validation of unknown protein targets and binding sites for non-competitive or use modulatory acting agents. Besides, it is possible to be flexible and unstable drugs such as peptides in more rigid structures with more satisfactory Darreichungsmöglichkeit implement.

In allen genannten Fällen wird die Strukturprognose dadurch ermöglicht, dass die Substrate mit einer geeigneten Auswahl an Sorbentien in Kontakt gebracht werden unter Messung der Bindungsdaten. Dabei sind fehlende oder schwache Wechselwirkungen für die Ableitung einer komplementären Substratstruktur genauso wichtig wie eine starke Bindung. Wenn ein Substrat beispielsweise eine Aminogruppe enthält, wird die Bindung zum carboxylgruppenhaltigen Sorbens um einen charakteristischen Betrag größer ausfallen als die Bindung des gleichen Substrats zu einem Sorbens, das Hydroxylgruppen oder selbst Aminogruppen trägt.In all mentioned cases the structural prediction is made possible by the fact that the substrates be contacted with a suitable selection of sorbents under measurement of the binding data. These are missing or weak Interactions for the derivation of a complementary Substrate structure as important as a strong bond. When a Substrate, for example, contains an amino group, the bond to the carboxyl group-containing Sorbent to a characteristic amount greater than the binding of the same substrate to a sorbent, the hydroxyl groups or themselves Carries amino groups.

Ein wesentlicher praktischer Wert dieser Vorgehensweise liegt im Ausschluss der Mehrzahl von denkbaren Möglichkeiten der Bindung, wobei zumindest eine Eingrenzung des Aufwandes auf eine weiter untersuchbare Anzahl von wahrscheinlichen Bindungskombinationen erfolgt. Das gleiche Prinzip wird beim Screening benutzt, bei der Prüfung eines Substanzgemisches auf darin enthaltene Substanzen mit vorgegebenen Strukturmerkmalen. Der große praktische Nutzen ist dabei der ohne zusätzlichen Aufwand erreichte Ausschluss der großen Mehrzahl an nicht brauchbaren Substanzen.One the essential practical value of this procedure is the exclusion the majority of conceivable possibilities the binding, with at least a limitation of the effort on a further investigable number of probable binding combinations he follows. The same principle is used in screening, in which exam a substance mixture to substances contained therein with predetermined structural features. The great Practical benefit is achieved without additional effort Exclusion of the big ones Majority of unusable substances.

Vorzugsweise erfolgt die Zerlegung in Bausteine so, dass Bausteine erhalten werden, die in der Bindungsstelle des natürlichen oder synthetischen Substrats unmittelbar räumlich benachbart sind. Die räumliche Anordnung der Bindungsstelle kann dann bei Zerlegung in zwei Bausteine durch eine lineare Anordnung dieser Bausteine, bei drei Bausteinen durch ein Dreieck und bei vier Bausteinen durch einen (verzerrten) Tetraeder charakterisiert werden.Preferably the decomposition into building blocks takes place so that building blocks are obtained, those in the binding site of the natural or synthetic Substrate immediately spatially are adjacent. The spatial arrangement the binding site can then be divided into two building blocks by a linear arrangement of these blocks, in three blocks by a triangle and four building blocks by a (distorted) tetrahedron be characterized.

Ist besagte Bindungsstelle so gestaltet, dass in ihr vorzugsweise drei oder vier Bausteine mit mindestens jeweils einer zur Bindung befähigten Gruppe vorliegen, werden an besagter Bindungsstelle stereoisomere Substrate, wie sie etwa in racemischen Gemischen vorliegen, im Allgemeinen unterschiedlich stark gebunden.is said binding site designed so that in it preferably three or four building blocks with at least one bond-capable group each be present, at said binding site stereoisomeric substrates, as in racemic mixtures, in general bound differently.

Demzufolge können auch stereoisomere Substrate nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe des erfindungsgemäßen mindestens einen Sorbens unterschiedlich stark gebunden werden. Diese Eigenschaft kann für die Wirkstoffentwicklung herangezogen werden, da bekanntlich stereoisomere Verbindungen unterschiedliche physiologische Wirkungen besitzen können.As a result, can also stereoisomeric substrates according to the inventive method with the help of the invention at least a sorbent be bound differently strong. This attribute can for The drug development are used, since known stereoisomers Compounds have different physiological effects can.

Das neue Verfahren stellt somit eine wertvolle Methode zur selektiven Abtrennung einer oder mehrerer stereoisomerer Verbindungen aus einem Gemisch von stereoisomeren Verbindungen dar. Beispielsweise kann es zur Racematspaltung verwendet werden.The new process thus represents a valuable method for selective Separation of one or more stereoisomeric compounds from one Mixture of stereoisomeric compounds. For example, can it can be used for racemate resolution.

Als weitere stereoisomere Verbindungen, die selektiv gebunden werden können, können Diastereomere, Konformere, geometrische Isomere, wie cis- und trans-Isomere, Epimere, sowie Anomere, wie α- und β-glykosidische Zucker, genannt werden.When other stereoisomeric compounds that are selectively bound can, can Diastereomers, conformers, geometric isomers, such as cis and trans isomers, epimers, and anomers, such as α- and β-glycosidic Sugar, to be called.

Aber nicht nur stereoisomere Verbindungen können mit Hilfe des neuen Verfahrens selektiv gebunden werden, sondern auch Konstitutionsisomere, d. h. Verbindungen, die die gleiche elementare Zusammensetzung besitzen, in denen aber die Elemente relativ zueinander unterschiedlich angeordnet sind.But not only stereoisomeric compounds can be prepared using the new method but also constitutional isomers, i. H. Compounds that have the same elemental composition, but in which the elements are arranged differently relative to each other are.

Denkbar ist beispielsweise die Trennung annellierter Aromaten, die bei sonst gleicher Summenformel sich durch die Art der Verknüpfung der Kohlenstoff-Ringe unterscheiden.Conceivable is, for example, the separation of fused aromatics, which otherwise same sum formula itself by the kind of the connection of the Distinguish carbon rings.

Beim Aufbringen von jeweils mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen auf jeweils einen Träger der Stufe (ii) nach den Verfahren, wie sie nachfolgend beschrieben werden, lässt es sich im Allgemeinen nicht vermeiden, dass in dem mindestens einen gebildeten Sorbens nicht nur bindende Bereiche entstehen, in denen die gewünschten mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen in statistischer Verteilung nebeneinander vorliegen, sondern dass auch Bereiche entstehen, in denen im Wesentlichen nur gleiche Gruppen vorliegen, oder Bereiche, in denen diese Gruppen angereichert sind. Solche Bereiche stören jedoch bei der selektiven Abtrennung besagten Substrates nicht, da ein solcher Bereich im Substrat im Allgemeinen schwächer bindet als ein Bereich, der die mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen enthält. Zumeist stößt ein derartiger Bereich, der im Wesentlichen nur eine zur Bindung befähigte Art von Gruppen enthält, besagtes Substrat sogar ab. Insbesondere wirkt dieser Bereich dann abstoßend, wenn sich nicht-komplementäre Gruppen gegenüberstehen.When applying in each case at least two different groups capable of binding to one support of step (ii) according to the methods as described below, it is generally unavoidable that not only binding areas develop in the at least one sorbent formed in which the desired at least two different groups capable of binding are present in statistical distribution next to one another, but that areas are also formed in which in We only identical groups are present, or areas in which these groups are enriched. However, such regions do not interfere with the selective separation of said substrate, since such a region in the substrate generally binds weaker than a region containing the at least two different groups. In most cases, such a region, which essentially contains only one species capable of binding, even repels said substrate. In particular, this area is repulsive when faced with non-complementary groups.

Generell werden gegenüberliegende nicht-komplementäre Gruppen am ersten und zweiten Substrat die Bindung insgesamt schwächen. Diese Wirkung tritt bereits bei bivalenten Bindungen ein. Wenn als zur Bindung befähigte Gruppen beispielsweise der Carboxyl-Rest einerseits und der Amin-Rest andererseits sowie Phenyl-Rest einerseits und Fluorenyl-Rest andererseits ausgewählt wurden, dann ist jede räumliche Anordnung energetisch relativ ungünstiger, bei der mindestens einer der polaren Reste einem unpolaren gegenübersteht. Wegen der beweglichen Anordnung der Polymerketten wird sich das am Sorbens zu bindende zweite Substrat spontan in der Weise anlagern, dass die maximal mögliche Gibbs-Energie gewonnen wird.As a general rule become opposite non-complementary Groups on the first and second substrate weaken the bond overall. These Effect already occurs in bivalent bonds. If as to Bond enabled Groups, for example, the carboxyl radical on the one hand and the amine radical on the other hand, as well as phenyl radical on the one hand and fluorenyl radical on the other hand selected were, then every spatial Arrangement energetically relatively unfavorable, at least one of the polar residues faces a nonpolar one. Because of the mobile Arrangement of the polymer chains will bind to the sorbent deposit second substrate spontaneously in such a way that the maximum possible Gibbs energy is gained.

Diesen Sachverhalt kann man allgemein auch so ausdrücken, dass einem Paar an zur Bindung befähigten Gruppen im Sorbens ein Paar komplementäre Gruppen gegenüberstehen muss. Eine Bindung zwischen einem Sorbens und einem Liganden erreicht ihre maximale Stärke, wenn sich alle beteiligten Gruppen jeweils paarweise bzw. multiplettweise komplementär anordnen können.this Facts can also generally be expressed as a couple to Binding enabled Groups in the sorbent face a pair of complementary groups got to. A bond between a sorbent and a ligand is achieved their maximum strength, if all groups involved in each case in pairs or multiply complementary can arrange.

Bereits bei der bivalenten Paarung zweier Substrate wird die Richtungsabhängigkeit deutlich. Diese sterische Lenkung verstärkt sich erheblich beim Übergang zu trivalenten und tetravalenten Wechselwirkungen. Für eine hohe Ausbeute an energetisch optimalen Bindungsplätzen braucht man Polymerderivate mit besonders hoher konformativer Beweglichkeit. Dabei sind Copolymere denkbar, bei denen zwischen den gebundenen zur Wechselwirkung befähigten Gruppen Teilbereiche mit hoher konformativer Beweglichkeit eingebaut sind, z. B. Alkylketten.Already in the bivalent pairing of two substrates becomes the directional dependence clear. This steric steering increases significantly in the transition to trivalent and tetravalent interactions. For a high Yield of energetically optimal binding sites requires polymer derivatives with particularly high conformational flexibility. These are copolymers conceivable in which between the bound groups capable of interacting Subregions with high conformational mobility are built in, z. B. alkyl chains.

Das molare Verhältnis bzw. das lokale Konzentrationsverhälnis der mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen, die auf das mindestens eine Sorbens aufgebracht werden, ist für die selektive Bindung eines Substrats außerordentlich wichtig. Vorzugsweise muss jede Gruppe am zu bindenden Substrat auch am Sorbens eine zur Bindung geeignete Gruppe vorfinden.The molar ratio or the local concentration ratio of the at least two different Binding enabled Groups that are applied to the at least one sorbent is for the selective binding of a substrate is extremely important. Preferably Each group on the substrate to be bonded must also have a sorbent on the sorbent Binding find suitable group.

Vorzugsweise werden daher auf das Sorbens die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen in einem molaren Verhältnis aufgebracht, wie es den strukturellen Anforderungen des zu bindenden Substrats optimal entspricht.Preferably Therefore, the sorbent will have at least two different ones capable of binding Groups in a molar ratio applied as it meets the structural requirements of the Substrate optimally corresponds.

Vorzugsweise werden auf das Sorbens die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen, die vorzugsweise gleich oder komplementär zu den Gruppen des ersten oder zweiten Substrats sind, in einem molaren Verhältnis aufgebracht, wie es auch im zu bindenden Substrat bzw. im nachgebildeten ersten Substrat vorliegt. Die dazu vorzugsweise verwendeten präparativen Methoden werden weiter unten beschrieben.Preferably At least two different ones are added to the sorbent Binding enabled groups, which are preferably the same or complementary to the groups of the first or second substrate, applied in a molar ratio, as well as in the substrate to be bonded or in the replicated first substrate is present. The preparative methods preferably used for this purpose will continue described below.

Die synthetischen oder natürlichen Substrate der Stufe (i) können niedermolekular sein, vorzugsweise mit einem Molekulargewicht unter 1000 Da. Es kann sich dabei aber auch um Oligomere oder Polymere, vorzugsweise Biopolymere, handeln.The synthetic or natural Substrates of stage (i) can be low molecular weight, preferably with a molecular weight below 1000 Da. It may also be oligomers or polymers, preferably biopolymers, act.

Vorzugsweise ist ein Substrat niedermolekular und das andere Substrat ein Biopolymeres.Preferably one substrate is low molecular weight and the other substrate is a biopolymer.

Das zur Bindung von vorzugsweise biologischen Substraten geeignete mindestens eine Sorbens weist vorzugsweise zur Bindung befähigte Gruppen auf, die auch für die Bindung der in der Natur vorkommenden Strukturen oder für die Bindung maßgebender Teile derartiger Strukturen verantwortlich sind, und die mit dem vorzugsweise biologischen Substrat in Wechselwirkung treten können. Die Gruppen werden im Folgenden auch als Rezeptoren oder Rezeptorgruppen bezeichnet.The at least suitable for binding preferably biological substrates a sorbent preferably has groups capable of binding, which also for the Binding of naturally occurring structures or for binding authoritative Parts of such structures are responsible, and with the preferably biological substrate can interact. The groups will be in Also referred to below as receptors or receptor groups.

Die mindestens zwei zur Bindung befähigten Gruppen sind vorzugsweise Bestandteile von Bausteinen oder Teile oder Fragmente von Substraten mit funktionellen Gruppen. Dabei sind hier insbesondere Enzym-, Aminosäure-, Peptid-, Zucker-, Aminozucker-, Zuckersäuren- sowie Oligosaccharid-Gruppen bzw. Derivate davon, sowie Nukleoside und Nukleotide zu nennen. Weitere geeignete Substrate sind Pyrimidin- und Purinbasen, wie Cytosin, Uracil, Thymin, Purin, Adenin, Guanin, Harnsäure, Hypoxanthin, 6-Purinthiol, 6-Thioguanin, Xanthin. Fragmente von Molekülen sind beispielsweise Phenyl-, Phenol- oder Indol-Reste aus Phenylalanin, Tyrosin oder Tryptophan, sowie Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino- und Amidgruppen. Essentiell für die genannten Gruppen ist ausschließlich, dass das in der Natur vorkommende Bindungsprinzip eines Rezeptors mit einem Substrat beibehalten bzw. angenähert wird, so dass mittels des neuen Verfahrens z. B. synthetische Enzyme, bindende Domänen von Antikörpern oder sonstige physiologische Epitope, also molekulare Bereiche, fertige Hosts, Peptide, Glykopeptide, Epitope von Proteinen, Glykoproteine, sowie Oligonukleotide eingesetzt werden können.The at least two groups capable of binding are preferably constituents of building blocks or parts or fragments of substrates having functional groups. Particular mention should be made here of enzyme, amino acid, peptide, sugar, amino sugar, sugar acid and oligosaccharide groups or derivatives thereof, as well as nucleosides and nucleotides. Further suitable substrates are pyrimidine and purine bases, such as cytosine, uracil, thymine, purine, adenine, guanine, uric acid, hypoxanthine, 6-purinethiol, 6-thioguanine, xanthine. Fragments of molecules are, for example, phenyl, phenol or indole residues of phenylalan nin, tyrosine or tryptophan, as well as hydroxyl, carboxyl, amino and amide groups. It is essential for the groups mentioned that the binding principle occurring in nature of a receptor with a substrate is maintained or approximated, so that by means of the new method z. As synthetic enzymes, binding domains of antibodies or other physiological epitopes, so molecular areas, finished hosts, peptides, glycopeptides, epitopes of proteins, glycoproteins, and oligonucleotides can be used.

Als Aminosäuren sind vorzugsweise zu nennen:

• – Aminosäuren mit aliphatischen Resten wie z.B. Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin;
• – Aminosäuren mit einer aliphatischen Seitenkette, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen umfasst, wie z. B. Serin, Threonin;
• – Aminosäuren, die eine aromatische Seitenkette aufweisen, wie z. B. Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan;
• – Aminosäuren, die basische Seitenketten umfassen, wie z. B. Lysin, Arginin, Histidin;
• – Aminosäuren, die saure Seitenketten aufweisen, wie z. B. Asparaginsäure, Glutaminsäure;
• – Aminosäuren, die Amidseitenketten aufweisen, wie z. B. Asparagin, Glutamin;
• – Aminosäuren, die schwefelhaltige Seitenketten aufweisen, wie z. B. Cystein, Methionin;
• – Modifizierte Aminosäuren, wie z.B. Hydroxyprolin, γ-Carboxylglutamat, O-Phosphoserin;
• – Derivate der genannten oder von gegebenenfalls weiteren Aminosäuren, beispielsweise an der oder gegebenfalls den Carboxylgruppen mit beispielsweise Alkyl- oder Arylresten, die gegebenenfalls geeignet substituiert sein können, veresterte Aminosäuren.

As amino acids are preferably mentioned:

• - amino acids with aliphatic radicals such as glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine;
• - Amino acids having an aliphatic side chain comprising one or more hydroxyl groups, such as. Serine, threonine;
• - Amino acids having an aromatic side chain, such as. Phenylalanine, tyrosine, tryptophan;
• - Amino acids comprising basic side chains, such as. Lysine, arginine, histidine;
• - Amino acids having acidic side chains, such as. Aspartic acid, glutamic acid;
• - Amino acids having amide side chains, such as. Asparagine, glutamine;
• - Amino acids having sulfur-containing side chains, such as. Cysteine, methionine;
• - Modified amino acids, such as hydroxyproline, γ-carboxyl glutamate, O-phosphoserine;
• Derivatives of the mentioned or of optionally further amino acids, for example on or optionally the carboxyl groups with, for example, alkyl or aryl radicals, which may optionally be suitably substituted, esterified amino acids.

Statt der Aminosäuren ist auch die Verwendung eines oder mehrerer Di- oder Oligopeptide denkbar, beispielsweise können beta-, gamma- oder sonstige strukturisomeren Aminosäuren und davon abgeleitete Peptide wie z.B. Depsipeptide verwendet werden.Instead of of the amino acids is also the use of one or more di- or oligopeptides conceivable, for example, can beta, gamma or other structurally isomeric amino acids and peptides derived therefrom, e.g. Depsipeptides are used.

Dabei ist es auch möglich, dass mit einem Baustein mindestens zwei unterschiedliche, zur Bindung befähigte Gruppen gleichzeitig eingeführt werden.there it is also possible that with a building block at least two different, capable of binding groups introduced simultaneously become.

Demzufolge ist das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch gekennzeichnet, dass ein Baustein mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen trägt.As a result, is the inventive method Also characterized in that a building block at least two different capable of binding Bears groups.

Wenn mehr als vier zur Bindung befähigte Gruppen im selben Sorbens angebracht werde sollen, dann besteht eine bevorzugte Ausführung darin, jeweils mindestens zwei dieser zur Bindung befähigten Gruppen gemeinsam mittels eines schon fertigen Bausteins in definierter räumlicher Anordnung einzuführen. Dabei werden bevorzugt diejenigen zur Bindung befähigten Gruppen in einem Baustein angebracht, die bereits im ersten Substrat in gleicher Weise benachbart waren.If more than four capable of binding Groups in the same sorbent, then exists a preferred embodiment in each case at least two of these groups capable of binding together by means of an already finished module in a defined spatial To introduce arrangement. In this case, those groups which are capable of binding are preferred mounted in a building block already in the first substrate in were the same way adjacent.

Selbstverständlich ist es denkbar, mehrere solcher mindestens bivalenten Bausteine nacheinander oder gleichzeitig in ein Sorbens einzuführen und zudem mit monovalenten Bausteinen zu kombinieren.Of course it is it is conceivable, several such at least bivalent building blocks in succession or simultaneously introduce into a sorbent and also with monovalent To combine building blocks.

Ein einfaches Beispiel für einen bivalenten Baustein ist Fluorenylmethoxycarbonyl-Glutamin, auch als Fmoc-Glutamin bezeichnet. Hier wird die Carboxylgruppe zur Bindung an das Sorbens verwendet, wobei der Amidrest zur polaren Bindung eines Liganden fähig ist, und die Fluorenylgruppe zur π-π-Wechselwirkung. In ähnlicher Weise lassen sich Oligopeptide einsetzen, aber auch kammförmige Oligomerderivate.One simple example for a bivalent building block is fluorenylmethoxycarbonyl-glutamine, also referred to as Fmoc-glutamine. Here is the carboxyl group used for binding to the sorbent, wherein the amide radical to the polar Capable of binding a ligand and the fluorenyl group to the π-π interaction. In similar It is possible to use oligopeptides, but also comb-shaped oligomer derivatives.

Vorzugsweise erfolgt die Bindung besagter Substrate an das mindestens eine Sorbens über Reste oder Gruppen aus Aminosäuren, Zuckern, Nukleotiden und Nukleosiden sowie Pyrimidin- und Purinbasen, welche sich auf dem Sorbens befinden.Preferably the binding of said substrates to the at least one sorbent is via residues or Groups of amino acids, Sugars, nucleotides and nucleosides as well as pyrimidine and purine bases which are on the sorbent.

Demzufolge ist die Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen des mindestens einen Sorbens ausgewählt werden unter Gruppen, die Bestandteil von Aminosäuren, Zucker, Nukleotide, Nukleotide, Pyrimidin- oder Purinbasen sind.As a result, the invention is also characterized in that the at least two different bond-capable groups of at least selected a sorbent are among groups that are part of amino acids, sugars, nucleotides, nucleotides, Pyrimidine or purine bases are.

In einer weiteren Ausführungsform werden die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen des mindestens einen zweiten Substrats ausgewählt unter Gruppen, die Bestandteil von Aminosäuren, Zucker, Nukleotide, Nukleoside, Pyrimidin- oder Purinbasen sind.In a further embodiment become the at least two different groups capable of binding of the at least one second substrate selected from groups that form part of of amino acids, Sugar, nucleotides, nucleosides, pyrimidine or purine bases.

Durch das Einfügen von weiteren Gruppen natürlichen oder synthetischen Ursprungs, insbesondere synthetischen Ursprungs, kann die nicht-kovalente Bindungsfähigkeit des Sorbens gezielt variiert, insbesondere verstärkt werden.By the insertion of other groups natural or of synthetic origin, in particular of synthetic origin, can target the noncovalent binding ability of the sorbent varies, especially reinforced become.

Beispielsweise können Aminosäuren, die mit synthetischen Schutzgruppen versehen sind, in das neue Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise können Aminosäuren, die mit dem Fluorenyl-Rest geschützt sind, eingesetzt werden. Außer dem Fluorenyl- können auch Reste wie der Anthracenyl- oder der Naphthylrest verwendet werden. Hierbei kann durch Ausbildung weiterer nicht-kovalenter Bin dungen zwischen den aromatischen Ringen der Schutzgruppen und der bindenden Gruppen des Substrats eine Verstärkung der bindenden Wirkung erreicht werden. Als weitere Beispiele seien Nitrophenyl- und Oligofluorphenylreste und andere elektronenreiche oder elektronenarme Aromaten genannt, die π-π-Wechselwirkungen ausbilden können.For example can Amino acids, which are provided with synthetic protecting groups, in the new process be used. For example, amino acids linked to the fluorenyl radical protected are to be used. Except the fluorenyl- also radicals such as the anthracenyl or naphthyl used become. This can be achieved by forming further non-covalent Bonds between the aromatic rings of the protective groups and the binding groups of the substrate an enhancement of the binding effect be achieved. As further examples are Nitrophenyl- and Oligofluorphenylreste and other electron-rich or electron-poor aromatics, the π-π interactions can train.

Das Sorbens der Stufe (ii) umfasst vorzugsweise einen Träger, der aus anorganischen oder organischen Materialien oder anorganischen und organischen Materialien aufgebaut sein kann. Als Trägermaterialien sind sämtliche Materialien geeignet, auf die sich die mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen aus Stufe (i) durch geeignete Verfahren aufbringen lassen.The Sorbent of step (ii) preferably comprises a carrier which from inorganic or organic materials or inorganic and organic materials. As carrier materials are all Suitable materials on which the at least two different Apply groups from step (i) by suitable methods.

Handelt es sich bei dem Trägermaterial um einen Feststoff, so kann seine Oberfläche eben sein, wie beispielsweise Platten aus Glas oder Metall, oder auch gekrümmt oder in poröse Körper eingebettet, beispielweise röhren- oder schwammartig, wie beispielsweise Zeolithe, Kieselgel oder Cellulose-Beads. Weiter können die Trägermaterialien natürlichen Ursprungs oder synthetischer Natur sein. Als Beispiele seien unter anderem Gelatine, Kollagen oder Agarose genannt. Auch können poröse und nicht-poröse Harze sowie Kunststoff- oder Keramikoberflächen verwendet werden.These it is the carrier material around a solid, its surface may be level, such as Plates of glass or metal, or curved or embedded in porous bodies, for example tubular or spongy, such as zeolites, silica or cellulose beads. Next you can the carrier materials natural Origin or synthetic nature. As examples are under gelatin, collagen or agarose. Also can be porous and non-porous resins as well as plastic or ceramic surfaces.

Es ist aber auch möglich, als Träger eine oder mehrere Flüssigkeiten, vorzugsweise solche mit hoher Viskosität zu verwenden. Geeignete Verbindungen sind dann vorzugsweise hochviskose Silikonöle.It but it is also possible as a carrier one or more liquids, preferably to use those with high viscosity. Suitable compounds are then preferably high viscosity silicone oils.

Vorzugsweise liegen die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen der Stufe (i) auf dem Träger in kovalent gebundener Form an ein Polymeres vor.Preferably are each at least two different groups of Stage (i) on the carrier in covalently bonded form to a polymer.

Dabei fallen unter den Begriff „Polymeres" auch höhermolekulare Verbindungen, die in der Polymerchemie als "Oligomere" bezeichnet werden. Dabei können sowohl ein Polymeres wie auch Gemische von Polymeren verwendet werden.there fall under the term "polymer" also higher molecular weight Compounds referred to in polymer chemistry as "oligomers". It can both a polymer as well as mixtures of polymers are used.

Ohne auf bestimmte Polymere beschränken zu wollen, seien als mögliche Polymere u.a. genannt:

• – Polysaccharide, wie z. B. Cellulose, Amylose und Dextrane;
• – Oligosaccharide wie z. B. Cyclodextrine;
• – Chitosan;
• – Polyvinylalkohol, Poly-Threonin, Poly-Serin;
• – Polyethylenimin, Polyallylamin, Polyvinylamin, Polyvinylimidazol, Polyanilin, Polypyrrol, Poly-Lysin;
• – Poly(meth)acrylsäure(ester), Polyitaconsäure, Poly-Asparagin;
• – Poly-Cystein.

Without wishing to be limited to specific polymers, possible polymers include:

• - Polysaccharides, such as. Cellulose, amylose and dextrans;
• - Oligosaccharides such. Cyclodextrins;
• - chitosan;
• Polyvinyl alcohol, poly-threonine, poly-serine;
• Polyethyleneimine, polyallylamine, polyvinylamine, polyvinylimidazole, polyaniline, polypyrrole, poly-lysine;
• Poly (meth) acrylic acid (ester), polyitaconic acid, poly-asparagine;
• - poly-cysteine.

Ebenso sind nicht nur Homopolymere, sondern auch Copolymere und insbesondere Block-Copolymere und statistische Copolymere prinzipiell geeignet, um im vorliegenden Verfahren eingesetzt zu werden. Dabei sind sowohl Copolymere mit nicht-funktionalisierbaren Anteilen wie etwa Co-Styrol oder Co-Ethylen oder auch Copolymere wie etwa Co-Pyrrolidon zu nennen.As well are not only homopolymers, but also copolymers and in particular Block copolymers and random copolymers are suitable in principle, to be used in the present process. Both are Copolymers with non-functionalizable moieties such as co-styrene or co-ethylene or copolymers such as co-pyrrolidone.

Besagte Polymere weisen dabei mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche Gruppen auf, über die die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigte Gruppen aus Stufe (i) an das Polymere kovalent gebunden werden können.said Polymers have at least two identical or different Groups on, over the at least two different groups capable of binding from step (i) to which polymers can be covalently bound.

Demzufolge ist eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen in Stufe (ii) kovalent gebunden an ein Polymeres vorliegen.As a result, is an embodiment the invention characterized in that the respective at least covalently bonded to two different groups in step (ii) a polymer present.

Als unter anderem bevorzugte funktionelle Gruppen des mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren sind u.a. OH-Gruppen, gegebenenfalls substituierte Amingruppen, SH-Gruppen, OSO₃H-Gruppen, SO₃H-Gruppen, OPO₃H₂-Gruppen, OPO₃HR-Gruppen, PO₃H₂-Gruppen, PO₃HR-Gruppen, COOH-Gruppen und Gemische aus zwei oder mehr davon zu nennen, wobei R vorzugsweise einen Alkylrest bedeutet. Ebenso können die mindestens zwei gleiche oder verschiedenen funktionelle Gruppen aufweisenden Polymere auch weitere polare Gruppen, wie beispielsweise -CN, enthalten.Among other preferred functional groups of the polymers having at least two identical or different functional groups are, inter alia, OH groups, optionally substituted amine groups, SH groups, OSO ₃ H groups, SO ₃ H groups, OPO ₃ H ₂ groups, OPO ₃ HR groups, PO ₃ H ₂ groups, PO ₃ HR groups, COOH groups and mixtures of two or more thereof, where R is preferably an alkyl radical. Likewise, the polymers having at least two identical or different functional groups may also contain further polar groups, such as -CN.

In einer Ausführungsform ist es dabei möglich, in Stufe (ii) die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen zunächst über die mindestens zwei gleichen oder unterschiedlichen funktionellen Gruppen des Polymeren in dieses einzuführen, wobei ein mit besagten Gruppen derivatisiertes Polymeres entsteht. Dieses derivatisierte Polymere kann dann auf den Träger aufgebracht werden.In one embodiment, it is possible in step (ii) the at least two different to Bond capable groups initially introduce the at least two identical or different functional groups of the polymer in this, resulting in a derivatized with said groups polymer. This derivatized polymer can then be applied to the support.

Die Derivatisierung des funktionalisierten Polymeren mit den mindestens zwei Gruppen kann dabei nach bekannten Methoden sowohl in homogener wie auch heterogener Phase erfolgen.The Derivatization of the functionalized polymer with the at least two groups can be prepared by known methods both in homogeneous as well as heterogeneous phase.

Bei Derivatisierung in heterogener Phase kann die Festphasenreaktion verwendet werden.at Derivatization in heterogeneous phase can be the solid-phase reaction be used.

Werden die mindestens zwei gleichen oder unterschiedlichen funktionellen Gruppen aufweisenden Polymere in homogener flüssiger Phase mit besagten mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen derivatisiert, so werden, um eine optimale Löslichkeit zu erreichen, vorzugsweise gemischtfunktionale oder auch vorderivatisierte Polymere eingesetzt. Als Beispiele hierfür sind etwa zu nennen:

• – partiell oder vollständig silylierte, alkylierte oder acylierte Cellulose;
• – Polyvinylacetat/Polyvinylalkohol;
• – Polyvinylether/Polyvinylalkohol;
• – N-Butylpolyvinylamin/Polyvinylamin.

If the polymers having at least two identical or different functional groups are derivatized in a homogeneous liquid phase with said at least two different groups capable of binding, it is preferred to use mixed-functional or also forehand-derivatized polymers in order to achieve optimum solubility. Examples of these include:

• Partially or completely silylated, alkylated or acylated cellulose;
• - polyvinyl acetate / polyvinyl alcohol;
• - polyvinyl ether / polyvinyl alcohol;
• - N-butylpolyvinylamine / polyvinylamine.

Ebenso können auch Polymer/Copolymer-Gemische verwendet werden. Dabei können alle geeigneten Polymer/Copolymer-Gemische eingesetzt werden, beispielsweise Gemische aus den oben bereits genannten Polymeren und Copolymeren, wobei unter anderem hierbei etwa zu nennen ist:

• – Poly(acrylsäure)-co-Vinylacetat;
• – Polyvinylalkohol-co-Ethylen;
• – Polyoxymethylen-co-Ethylen;
• – modifizierte Polystyrole, wie z.B. Copolymere des Styrols mit (Meth)acrylsäure(estern);
• – Polyvinylpyrrolidon und dessen Copolymere mit Poly(meth)acrylaten.

Likewise, polymer / copolymer mixtures can also be used. In this case, it is possible to use all suitable polymer / copolymer mixtures, for example mixtures of the above-mentioned polymers and copolymers, where, inter alia, mention should be made here, inter alia, of:

• - poly (acrylic acid) -co-vinyl acetate;
• - polyvinyl alcohol-co-ethylene;
• - polyoxymethylene-co-ethylene;
• Modified polystyrenes, such as copolymers of styrene with (meth) acrylic acid (esters);
• - Polyvinylpyrrolidone and its copolymers with poly (meth) acrylates.

Vorzugsweise wird das mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisende Polymere vor der Derivatisierung mit den mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen mit einem Aktivierungsreagens umgesetzt. Solche Reagenzien und Verfahren zu deren Verwendung sind beispielsweise in der WO 00/32649 beschrieben.Preferably will that be at least two equal or different functional Grouped polymers prior to derivatization with the at least two different groups reacted with an activating reagent. Such reagents and methods for their use are, for example in WO 00/32649.

Beispielsweise können als Aktivierungsreagenzien Verbindungen verwendet werden, die sich vom Strukturelement des Succinimids ableiten, wobei das am Stickstoff befindliche Wasserstoffatom durch eine -OCO-Cl-Gruppe ersetzt ist. Ein Beispiel ist die nachstehend aufgeführte Verbindung.

For example, compounds which are derived from the structural element of the succinimide can be used as activating reagents, the hydrogen atom on the nitrogen being replaced by a -OCO-Cl group. An example is the compound listed below.

R₃ bis R₁₀ können dabei vorzugsweise für Wasserstoff, Alkyl-, Aryl-, Cycloalkyl- und heterocyclische Reste stehen. Stehen die Reste R₃ bis R₁₀ für Wasserstoff, so wird die Verbindung im Folgenden auch als ONB-Cl bezeichnet.R ₃ to R ₁₀ may preferably stand for hydrogen, alkyl, aryl, cycloalkyl and heterocyclic radicals. If the radicals R ₃ to R _{10 are} hydrogen, the compound is also referred to below as ONB-Cl.

Wird das mindestens zwei gleiche oder verschiedene funktionelle Gruppen aufweisende Polymere mit einem Aktivierungsreagens umgesetzt, so kann dieses Umsetzungsprodukt mit geeigneten Verbindungen, die die zur Bindung besagten Substrats erforderlichen Gruppen besitzen, umgesetzt werden.Becomes the at least two identical or different functional groups reacted polymers with an activating reagent, so For example, this reaction product can be prepared with suitable compounds containing the possess groups necessary for binding said substrate, be implemented.

Es ist auch denkbar, das mindestens zwei gleiche oder verschiedenene funktionelle Gruppen aufweisende Polymere mit einem Gemisch aus zwei oder mehr geeigneten Aktivierungsreagenzien umzusetzen. Diese können gleichzeitig mit dem Polymeren umgesetzt werden. Ebenso können die zwei oder mehr Aktivierungsreagenzien auch nacheinander mit dem Polymeren umgesetzt werden.It It is also conceivable that at least two identical or different functional group-containing polymers with a mixture of to implement two or more suitable activating reagents. These can be reacted simultaneously with the polymer. Likewise, the two or more activating reagents also in succession with the Be implemented polymers.

Hierbei können prinzipiell alle Verbindungen, die mit dem aktivierten Polymeren reagieren können und unmittelbar oder mittelbar zum gewünschten Polymeren führen, das dann derivatisiert ist, verwendet werden. Unter anderem können zur Derivatisierung Verbindungen eingesetzt werden, die mindestens eine nucleophile Gruppe aufweisen.Here, in principle, all compounds which can react with the activated polymer and lead directly or indirectly to the desired polymer, which is then derivatized, can be used. Among others, compounds which are at least one nucleophilic can be used for derivatization Group have.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das aktivierte Polymere mit einem aminogruppenhaltigen ein- oder mehrwertigen Alkohol bzw. Thiol umzusetzen. Wird das mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltende Polymer beispielsweise mit ONB-Cl aktiviert, so reagiert der aminogruppenhaltige ein- oder mehrwertige Alkohol oder das aminogruppenhaltige ein- oder mehrwertige Thiol selektiv mit der Aminogruppe. Die somit in das Polymer eingeführten OH- oder SH-Gruppen lassen sich dann in einem weiteren Schritt wieder mit beispielsweise einem der oben beschriebenen Aktivierungsreagenzien aktivieren, wodurch Kettenverlängerungen und Verzweigungen ermöglicht werden, je nach Wertigkeit der ursprünglich eingesetzten Alkohole oder Thiole.A another possibility consists of the activated polymer with an amino group-containing to implement monohydric or polyhydric alcohol or thiol. Will that be at least two functional group-containing polymer, for example, with ONB-Cl is activated, the amino group containing on or polyhydric alcohol or the mono- or polyvalent amino group Thiol selective with the amino group. The thus introduced into the polymer OH or SH groups can then be recovered in a further step with, for example, one of the activating reagents described above enable chain elongations and branches possible depending on the valence of the alcohols originally used or thiols.

In einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, zunächst Verbindungen, die jeweils mindestens eine unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppe enthalten, mit einem Aktivierungsreagens umzusetzen, und dann mit besagtem Polymeren weiterzureagieren.In another embodiment it is also possible first Compounds, each one at least one different for binding enabled Group to react with an activating reagent, and then continue to react with said polymer.

Vorzugsweise werden aktivierte Derivate von Aminosäuren, Zuckern, Nukleotiden, Nukleosiden, Primidin- und Purinbasen mit dem mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren umgesetzt. Dabei werden, wiederum in einer bevorzugten Ausführungsweise, die Verbindungen mit ONB-Cl oder einer Verbindung dieses Strukturtyps aktiviert werden.Preferably become activated derivatives of amino acids, sugars, nucleotides, Nucleosides, primidine and purine bases with at least two same or different functional group-containing polymers implemented. In this case, again in a preferred embodiment, the compounds with ONB-Cl or a compound of this type of structure to be activated.

Besagte Umsetzungen können zur Polymervernetzung, zur Polymerstabilisierung und zur Polymerverzweigung verwendet werden.said Implementations can for polymer crosslinking, polymer stabilization and polymer branching be used.

Besagte Umsetzungen ermöglichen es weiterhin, Polymerderivate herzustellen, die verschiedenste räumliche Anordnungen aufweisen und demzufolge für eine Vielzahl von Anwendungen, in denen diese räumliche Anordnung von entscheidender Bedeutung ist, verwendbar sind.said Enable conversions it continues to produce polymer derivatives, the most diverse spatial Have arrangements and therefore for a variety of applications, in which these spatial Arrangement is of vital importance, are usable.

So lassen sich beispielsweise Anordnungen realisieren, die wie Hairy Rods, Kammpolymere, Netze, Körbe, Schalen, Röhren, Trichter oder Reußen aufgebaut sind.So For example, arrangements can be made that look like Hairy Rods, comb polymers, nets, baskets, Bowls, tubes, Funnels or Reusses are constructed.

Die Umsetzungen können dabei in aprotisch-dipolaren und/oder polar-protischen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen wie z. B. wäßrigen Lösungsmittelgemischen erfolgen. Je nach umzusetzendem Polymertyp und verwendetem Aktivierungsreagens und/oder Verbindungen, die die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen enthalten, können in diesen Lösungsmittelgemischen neben Wasser verschiedene weitere Lösungsmittel vorliegen. Bevorzugt werden hierbei unter anderem Lösungsmittel wie z. B. aprotisch-dipolare Lösungsmittel wie z.B. DMSO, DMF, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, Tetrahydrofuran oder Methyl-t-butylether eingesetzt.The Implementations can in aprotic-dipolar and / or polar-protic solvents or solvent mixtures such as B. aqueous solvent mixtures respectively. Depending on the polymer type to be used and the activating reagent used and / or compounds containing the at least two different ones capable of binding Groups can contain in these solvent mixtures besides water, various other solvents are present. Prefers are here among other solvents such as B. aprotic-dipolar solvents such as. DMSO, DMF, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran or methyl t-butyl ether used.

Der pH-Wert, der bei den Umsetzungen gewählt werden kann, liegt dabei im Allgemeinen im Bereich von 4 bis 14, bevorzugt im Bereich von 8 bis 12, und besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 10. Zur Einstellung eines bestimmten Bereiches des pH-Wertes kann mit geeigneten Pufferlösungen gearbeitet werden.Of the pH, which can be chosen in the reactions, is thereby generally in the range of 4 to 14, preferably in the range of 8 to 12, and more preferably in the range of 8 to 10. For adjustment a certain range of the pH can be worked with suitable buffer solutions become.

Über Lösungsmittel und pH-Wert können gezielt die Quell- und Schrumpfeigenschaften des Netzwerks eingestellt werden, wodurch über das Netzwerk der Zugang des Substrats zum Sorbens beeinflusst werden kann.About solvents and pH can specifically set the source and shrink properties of the network be over the network will be influenced by the access of the substrate to the sorbent can.

Der Derivatisierungsgrad des Polymeren, also der Grad zu dem das funktionalisierte Polymere mit den mindestens zwei zur Bindung befähigten Gruppen derivatisiert ist, kann so beeinflusst werden, dass die bestmögliche Wechselwirkung mit dem Substrat erreicht wird.Of the Degree of derivatization of the polymer, ie the degree to which the functionalized Derivatized polymers with the at least two groups capable of binding is, can be influenced so that the best possible interaction with the Substrate is reached.

Bevorzugt wird ein Derivatisierungsgrad im Bereich von 1 bis 70 %, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 60 % und insbesondere bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 %.Prefers a degree of derivatization in the range of 1 to 70%, especially preferably in the range of 3 to 60%, and especially preferred in the Range from 5 to 50%.

Deshalb ist es auch möglich, dass mindestens zwei der gleichen oder unterschiedlichen funktionellen Gruppen derivatisiert sind, so dass sie als Rezeptorgruppen mit dem Substrat Wechselwirken und mindestens eine, nicht substratspezifisch wirkende funktionelle Gruppe und/oder eine Monomereinheit ohne funktionelle Gruppe zwischen zwei dieser derivatisierten Gruppen liegen, und wobei die funktionellen Gruppen gleich oder verschieden voneinander sind und ausgewählt werden aus den oben genannten Gruppen.Therefore it is also possible that at least two of the same or different functional groups are derivatized so that they act as receptor groups with the substrate Interaction and at least one, not substrate-specific acting functional group and / or a monomer unit without functional group between two of these derivatized groups, and wherein the functional groups are the same or different from each other and selected be from the above groups.

Es ist auch denkbar, dass die in underivatisierter Form im Polymeren noch vorliegenden funktionellen Gruppen einen Beitrag zur Wechselwirkung mit dem Substrat leisten.It is also conceivable that the underivatized form in the polymer still present functional Groups contribute to the interaction with the substrate.

Möglich ist auch die Verwendung eines Derivats eines mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren, in dem eine weitere, nicht substratspezifisch wirkende funktionelle Gruppe mit einer Endcapping-Gruppe derivatisiert ist.Is possible also the use of a derivative of at least two of the same or different functional group-containing polymers, in which a further, not substrate-specific functional Group is derivatized with an endcapping group.

Durch geeignete Wahl der Endcapping-Gruppe ist es auch möglich, die Löslichkeit des mit der Endcapping-Gruppe oder mit den Endcapping-Gruppen versehenen Polymerderivats zu beeinflussen und den Erfordernissen bei eventuellen späteren, weiteren Umsetzungen anzupassen.By appropriate choice of the endcapping group, it is also possible the solubility of the endcapping group or endcapping groups Polymer derivative and the requirements of any later, adapt to further implementations.

Als Endcapping-Gruppe kann prinzipiell jede Gruppe gewählt werden, die eine funktionelle Gruppe inert oder weitestgehend inert gegen Wechselwirkungen mit dem Substrat macht. Der Begriff "inert" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Wechselwirkungen, die das Substrat mit den Rezeptorgruppen des derivatisierten Polymers eingeht, im Vergleich zu den Wechselwirkungen, die dieses Substrat mit einer oder mehreren der durch die Endcapping-Gruppe derivatisierten funktionellen Gruppe eingeht, so stark sind, dass das Substrat im Wesentlichen nur über die Rezeptorgruppen gebunden wird.When Endcapping group can be chosen in principle any group, the one functional group inert or largely inert against Makes interactions with the substrate. The term "inert" means in this Related to the interactions that the substrate with the Receptor groups of the derivatized polymer received, in comparison to the interactions that this substrate has with one or more the functional group derivatized by the endcapping group are so strong that the substrate essentially only over the Is bound to receptor groups.

Ist es gewünscht, über die Wechselwirkung zwischen Substrat und Rezeptorgruppe zwei oder mehr unterschiedliche Substrate, beispielsweise in einem chromatographischen Prozeß, zu trennen, so muss die Endcapping-Gruppe die funktionelle Gruppe gegenüber möglichen Wechselwirkungen, wie oben beschrieben, nicht völlig inert machen. In diesem Fall genügt es beispielsweise, wenn die Endcapping-Gruppe mit den zwei oder mehr zu trennenden Substraten genügend schwache oder unspezifische Wechselwirkungen eingeht, die für den Trennprozeß keine Rolle spielen.is it desired over the Interaction between substrate and receptor group two or more different Separate substrates, for example in a chromatographic process, so the endcapping group has the functional group opposite possible ones Interactions, as described above, not completely inert. In this Case is enough For example, if the endcapping group with the two or more substrates to be separated sufficiently weak or unspecific Interactions that are responsible for the separation process no Role-play.

Als Endcapping-Gruppe kann dabei jede geeignete Gruppe gemäß dem Stand der Technik verwendet werden. Je nach Substrat ist es beispielsweise denkbar, dass als Endcapping-Gruppe eine Gruppe gewählt wird, die kein H-Donor ist. Bevorzugt wird dabei

besonders bevorzugt

eingesetzt.In this case, any suitable group according to the prior art can be used as the end-capping group. Depending on the substrate, it is conceivable, for example, for the endcapping group to be a group which is not an H donor. Preference is given here

particularly preferred

used.

Als Rezeptor kann in einem mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren jeder weiter oben beschriebene Rest eingeführt werden, der durch Umsetzung des Polymeren mit mindestens zwei aktivierten Derivatisierungsreagenzien, die mindestens jeweils eine nucleophile Gruppe umfassen, oder durch Umsetzung des aktivierten Polymeren mit mindestens zwei solcher Derivatisierungsreagenzien erhalten werden kann.When Receptor can be in a least two equal or different functionalized polymers, each described above Rest introduced be activated by reacting the polymer with at least two Derivatizing reagents containing at least one nucleophilic group or by reacting the activated polymer with at least two such derivatization reagents can be obtained.

Bevorzugt wird ein Derivat eines mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren, wie oben beschrieben, bei dem mindestens zwei Rezeptoren Reste von Verbindungen oder Gruppen, die in Verbindungen für die Bindung verantwortlich sind, umfassen, wobei die Verbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Aminosäuren, Zucker, Nukleotide, Nukleoside, Pyrimidin- und Purinbasen.Prefers is a derivative of at least two identical or different functional group-containing polymers as described above at least two receptors residues of compounds or groups, the in connections for which are responsible for bonding include the compounds selected are from the group comprising amino acids, sugars, nucleotides, nucleosides, Pyrimidine and purine bases.

Um das funktionelle Gruppen-aufweisende Polymere mit den genannten Verbindungen, Derivaten dieser Verbindungen oder Gruppen, die diese Verbindungen enthalten, oder Mischungen davon zu derivatisieren, kann man nach dem oben beschriebenen Verfahren vorgehen. So ist es denkbar, zuerst die Umsetzung beispielsweise einer Aminosäureverbindungen mit einem geeigneten Aktivierungsreagens durchzuführen und dann das Umsetzungsprodukt mit dem Polymeren umzusetzen. Ebenso ist es denkbar, zuerst das Polymere mit einem geeigneten Aktivierungsreagens zu aktivieren und dann mit der Aminosäure umzusetzen. Natürlich ist es auch denkbar, Polymeres, Aminosäure und Aktivierungsreagens direkt zusammenzugeben.Around the functional group-containing polymers with the mentioned Compounds, derivatives of these compounds or groups containing these Compounds, or to derivatize mixtures thereof may proceed according to the method described above. So it is conceivable first, the reaction of, for example, an amino acid compound with a suitable one Activating reagent to perform and then reacting the reaction product with the polymer. As well it is conceivable, first the polymer with a suitable activating reagent activate and then react with the amino acid. of course is it is also conceivable polymer, amino acid and activating reagent directly together.

Die Einführung von Resten von Zuckern, Nukleotiden, Nukleosiden, Pyrimidin- und Purinbasen oder von bindenden Gruppen, die in besagten Verbindungen enthalten sind, oder Mischungen davon, ist in analoger Weise möglich.The introduction of residues of sugars, nucleotides, nucleosides, pyrimidine and purine bases or Binding groups contained in said compounds, or mixtures thereof, are possible in an analogous manner.

Je nach Wahl der Aminosäuren, Zucker, Nukleotide, Nukleoside, Pyrimidin- und Purinbasen oder der entsprechenden Reste oder Derivate oder der bindenden Gruppen, die in diesen Verbindungen enthalten sind, kann es notwendig sein, eventuell hierin vorhandene funktionelle Gruppen bei der Derivatisierung und/oder der Aktivierung mit Schutzgruppen zu schützen. Hierbei sind alle geeigneten Schutzgruppen möglich, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Je nach späterer Verwendung des Polymeren können diese Schutzgruppen nach der Derivatisierung am Aminosäure-, Zucker-, Nukleotid-, Nukleosid-, Pyrimidin- und Purinbasenrest verbleiben oder wieder abgespalten werden.ever after choosing the amino acids, Sugars, nucleotides, nucleosides, pyrimidine and purine bases or the like Residues or derivatives or the binding groups present in these compounds may be necessary, may be present herein functional groups in derivatization and / or activation protected with protecting groups. In this case, all suitable protective groups are possible, which from the state of Technics are known. Depending on later Use of the polymer can these protecting groups after derivatization at the amino acid, sugar, Remain nucleotide, nucleoside, pyrimidine and Purinbasenrest or be split off again.

Statt der Aminosäure ist auch die Verwendung eines oder mehrerer Oligopeptide denkbar.Instead of the amino acid the use of one or more oligopeptides is also conceivable.

Um die Wechselwirkung mit dem Substrat zu optimieren, kann das flüssige oder in einem Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch gelöste Polymerderivat in Anwesenheit des Substrates, das hierbei als Templat wirkt, verformt werden.Around To optimize the interaction with the substrate, the liquid or in a solvent or solvent mixture dissolved Polymer derivative in the presence of the substrate, which acts as a template, be deformed.

Dabei geht man bei der Verformung beispielsweise so vor, dass man in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch ein derivatisiertes Polyme res, wie oben beschrieben, mit dem Substrat zusammengibt und dem Polymeren die Möglichkeit gibt, dabei eine oder mehrere energetisch begünstigte Konformationen einzunehmen.there For example, in the case of deformation, you proceed in such a way that you are in one suitable solvents or solvent mixture a derivatized polymer, as described above, with the substrate together and gives the polymer the opportunity, while a or more energetically favored To take conformations.

Dabei ist es auch denkbar, ein derivatisiertes Polymeres mit verschiedenen Substraten zusammenzugeben und zu verformen. Weiter ist es auch denkbar, sollte dies erforderlich sein, verschiedene derivatisierte Polymere mit einem oder mehreren verschiedenen Substraten zusammenzugeben und zu verformen.there it is also conceivable, a derivatized polymer with different Combine substrates and deform. It is also on conceivable, should this be necessary, various derivatized polymers with one or more different substrates and to deform.

Es ist auch denkbar, dass das Derivat des mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren ohne Templat verformt wird.It is also conceivable that the derivative of at least two same or different functional group-containing polymers without Template is deformed.

Im Anschluß an die Verformung kann die Konformation des Polymerderivates, die sich durch die Verformung in Anwesenheit des Templates gebildet hat, fixiert werden.in the Connection to The deformation can affect the conformation of the polymer derivative formed by the deformation in the presence of the template, be fixed.

Hierbei ist es auch möglich, das verformte Polymere vor der Fixierung auf einen Träger aufzubringen.in this connection it is also possible Apply the deformed polymer to a support prior to fixation.

Zur Fixierung sind prinzipiell alle denkbaren Verfahren einsetzbar. Insbesondere sind hierbei Temperaturänderung, Lösungsmittelwechsel, Fällung und Vernetzung zu nennen. Bevorzugt wird die Konformation durch Vernetzung fixiert.to Fixation are basically all conceivable methods used. In particular, this temperature change, solvent change, precipitation and To call networking. The conformation is preferred by crosslinking fixed.

Das Trägermaterial und die Form des Trägers sind dabei im Wesentlichen frei wählbar, wobei das Trägermaterial jedoch so beschaffen sein muß, dass das Polymer dauerhaft auf dem Träger aufgebracht werden kann. Vorzugsweise geht das Trägermaterial, nachdem das derivatisierte Polymere aufgebracht wurde, mit den zu trennenden Stoffen keine oder nur eine oder mehrere unspezifische Wechselwirkungen ein.The support material and the shape of the carrier are essentially freely selectable, wherein the carrier material however, it must be that the polymer can be permanently applied to the carrier. Preferably, the carrier material, after the derivatized polymer has been applied, with the separating substances none or only one or more non-specific Interactions.

Je nach späterem Einsatzgebiet kann es erforderlich sein, dass das Trägermaterial druckstabil ist. Der Begriff "druckstabil" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Trägermaterial bei Drücken bis zu 100 bar formstabil ist.ever after later Field of application may require that the carrier material is stable to pressure. The term "pressure stable" means in this Related to that the carrier material when pressed is dimensionally stable up to 100 bar.

Als Trägermaterialien können die vorstehend genannten Materialien verwendet werden. Die Form des Trägermaterials kann dabei den Erfordernissen des Verfahrens angepasst werden und unterliegt keinen Beschränkungen. Möglich sind beispielsweise tabletten-, kugel- oder strangförmige Träger.When support materials can the above materials are used. Form of the carrier material can be adapted to the requirements of the process and is not subject to any restrictions. Possible are, for example, tablet, ball or strand-shaped carrier.

Die Aufbringung auf das Trägermaterial ist weitgehend frei wählbar. Möglich sind beispielsweise das Aufbringen durch Imprägnieren, Eintauchen des Trägers in eine entsprechende Polymerlösung, Aufsprühen des Polymers oder Aufrotieren des Polymers.The Application to the carrier material is largely freely selectable. Possible For example, the application by impregnation, immersion of the carrier in a corresponding polymer solution, Spraying the Polymer or by spinning the polymer.

Es ist auch möglich, das derivatisierte Polymere auf verschiedene geeignete Träger aufzubringen. Ebenso ist es möglich, zwei oder mehr voneinander verschiedene derivatisierte Polymere auf einen oder mehrere geeignete Träger aufzubringen. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das derivatisierte, verformte und fixierte Polymere zu einem porösen Material verarbeitet. Es bildet dann gleichzeitig den Träger, so dass kein zusätzliches Trägermaterial benötigt wird. Dabei können z. B. Beads, unregelmäßige Partikel, Schwämme, Scheiben, Stränge oder Membranen erhalten werden.It is also possible to apply the derivatized polymer to various suitable carriers. It is also possible to apply two or more different derivatized polymers to one or more suitable carriers. In a further embodiment of the method according to the invention, the derivatized, deformed and fixed polymer is processed to a porous material. It then simultaneously forms the carrier, so that no additional carrier material is needed. This z. B. beads, un regular particles, sponges, disks, strands or membranes are obtained.

Dabei kann eine Konformation fixiert werden, die sich aus einer Art von derivatisiertem Polymeren gebildet hat. Ebenso ist es aber auch denkbar, dass die Konformation aus zwei oder mehr voneinander unterschiedlichen Arten von derivatisierten Polymeren gebildet wurde. Der Begriff "unterschiedliche Arten von derivatisierten Polymeren" bedeutet hierbei, dass sich die Polymere beispielsweise hinsichtlich des Basispolymeren oder der Art des Aktivierungsreagens oder der Art durch Derivatisierung eingeführten Rezeptorgruppen oder des Aktivierungs grades oder des Derivatisierungsgrades oder einer Kombination aus zwei oder mehr dieser Merkmale unterscheiden.there a conformation can be fixed, which is a kind of derivatized polymer has formed. But it is the same conceivable that the conformation of two or more different from each other Types of derivatized polymers was formed. The term "different Types of derivatized polymers "here means that the polymers for example, with respect to the base polymer or the type of Activation reagent or the type introduced by derivatization receptor groups or the degree of activation or the degree of derivatization or Combination of two or more of these features differ.

Die Vernetzung kann hierbei beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zwei oder mehr Stränge von derivatisierten Polymeren direkt miteinander reagieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die durch Derivatisierung eingeführten Gruppen so beschaffen sind, dass zwischen diesen Gruppen kovalente und/oder nicht-kovalente Bindungen geknüpft werden können. Ganz allgemein ist es denkbar, dass diese kovalenten und/oder nicht-kovalenten Bindungen zwischen Gruppen ausgebildet werden, die an einem Polymerstrang hängen, und/oder zwischen Gruppen ausgebildet werden, die an zwei oder mehr Polymersträngen hängen, so dass durch die Vernetzung zwei oder mehr Polymerstränge über eine oder mehrere Stellen miteinander verknüpft sein können.The Networking can be achieved, for example, by that two or more strands of derivatized polymers react directly with each other. This can be achieved by introducing the groups introduced by derivatization are such that between these groups covalent and / or non-covalent Bindings tied can be. In general, it is conceivable that these covalent and / or non-covalent Bindings are formed between groups attached to a polymer strand, and / or be formed between groups attached to two or more polymer strands such that by crosslinking two or more polymer strands via one or more sites linked together could be.

Ebenso ist es auch denkbar, zur Vernetzung ein oder mehrere geeignete Vernetzungsmittel einzusetzen, mit denen, wie vorstehend beschrieben, in kovalenter und/oder nicht-kovalenter Weise Gruppen innerhalb eines Polymerstrangs und/oder Gruppen, die an mehreren Strängen von gegebenenfalls unterschiedlichen derivatisierten Polymeren hängen, vernetzt werden können.As well it is also conceivable for crosslinking one or more suitable crosslinking agents with which, as described above, in covalent and / or non-covalently groups within a polymer strand and / or groups attached to multiple strands of optionally different depend on derivatized polymers, can be networked.

Als Vernetzungsreagenzien kommen prinzipiell alle geeigneten, aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungen in Betracht. Demgemäß kann die Vernetzung beispielsweise in kovalent-reversibler Weise, in kovalent-irreversibler Weise oder in nicht-kovalenter Weise erfolgen, wobei bei Vernetzung in nicht-kovalenter Weise beispielsweise Vernetzungen über ionische Wechselwirkung oder über Charge-Transfer-Wechselwirkung zu nennen sind.When Vernetzungsreagenzien come in principle all suitable, from the Considered prior art compounds into consideration. Accordingly, the Crosslinking, for example, in a covalent-reversible manner, in covalently irreversible Or non-covalently, with crosslinking in non-covalent For example, crosslinks via ionic interaction or over Batch transfer interaction are mentioned.

Als Vernetzungsreagenzien, die zu kovalent-irreversibler Vernetzung führen können, sind unter anderem zwei- oder mehrfach funktionelle Verbindungen wie beispielsweise Diole, Diamine oder Dicarbonsäuren zu nennen. Dabei werden beispielsweise zweiwertige Vernetzer mit dem aktivierten Polymerderivat umgesetzt oder das mindestens zweiwertige aktivierte Vernetzungsreagens mit dem nicht-aktivierten Polymerderivat.When Crosslinking reagents leading to covalently irreversible crosslinking to lead can, include two or more functional compounds such as diols, diamines or dicarboxylic acids. It will be For example, divalent crosslinkers with the activated polymer derivative reacted or the at least divalent activated crosslinking reagent with the non-activated Polymer derivative.

Eine kovalent-reversible Vernetzung kann beispielsweise durch Knüpfen einer Schwefel-Schwefel-Bindung zu einer Disulfidbrücke zwischen zwei an einem oder zwei Polymersträngen hängenden Gruppen realisiert werden.A Covalent-reversible crosslinking can, for example, by tying a Sulfur-sulfur bond to a disulfide bridge between two at one or two polymer strands hanging Groups are realized.

Eine Vernetzung über ionische Wechselwirkung kann beispielsweise über zwei Reste zustandekommen, von denen der eine als Struktureinheit ein quartäres Ammoniumion und der andere als Struktureinheit beispielsweise

aufweist.Crosslinking via ionic interaction can, for example, take place via two radicals, one of which as a structural unit is a quaternary ammonium ion and the other as a structural unit, for example

having.

Eine Vernetzung über Wasserstoffbrücken kann beispielsweise zwischen zwei komplementären Basenpaaren ausgebildet werden, beispielsweise über folgende Struktur:

Crosslinking via hydrogen bonds can be formed, for example, between two complementary base pairs, for example via the following structure:

Ganz allgemein können nicht-kovalent zu vernetzende Polymerderivate bezüglich der Vernetzungsstellen komplementär aufgebaut sein, wobei zueinander komplementäre Struktureinheiten beispielsweise Säure/Triamin oder Uracil/Melamin sind. Ebenso kann bei einer nicht-kovalenten Vernetzung das Vernetzungsreagens komplemantär zu den Vernetzungsstellen am Polymerstrang sein. Als Beispiel hierfür wären etwa eine Amingruppe am Polymerstrang und eine Dicarbonsäure als Vernetzungsreagens zu nennen.In general, non-covalent polymer derivatives can be crosslinked be complementarily constructed, with mutually complementary structural units, for example, acid / triamine or uracil / melamine. Similarly, in non-covalent crosslinking, the crosslinking reagent may be complementary to the crosslinks on the polymer strand. An example of this would be, for example, an amine group on the polymer strand and a dicarboxylic acid as crosslinking agent.

Aus dem Carboxylat lässt sich mit Hilfe der aus der Peptid-Chemie bekannten Kupplungsreagenzien eine Amidbindung zu den Aminogruppen des Polymeren herstellen. In gleicher Weise wird eine am Polymer kovalent gebundene Carboxylgruppe mit Aminogruppen im Polyvinylamin vernetzt oder umgekehrt eine gebundene Aminogruppe mit Carboxyl, z.B. von Polyacrylat.Out the carboxylate leaves with the help of known from peptide chemistry coupling reagents a Amide bond to produce the amino groups of the polymer. In the same Way, a covalently bonded to the polymer carboxyl group Crosslinked amino groups in the polyvinylamine or vice versa a bound Amino group with carboxyl, e.g. of polyacrylate.

Der Vernetzungsgrad kann im Wesentlichen beliebig gewählt werden und beispielsweise auf die nachstehend beschriebenen Einsatzgebiete zugeschnitten werden.Of the Degree of crosslinking can essentially be chosen arbitrarily and for example on the applications described below be tailored.

In Stufe (ii) kann die Umsetzung der mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen mit dem mindestens zwei Gruppen enthaltendem Polymeren auch in heterogener Phase erfolgen, d. h. an der festen Oberfläche des Polymeren. Zeckmäßigerweise wird dann besagtes Polymer in einem Lösungsmittel suspendiert, das für das eingesetzte Polymere eine nur geringe Lösekraft besitzt.In Stage (ii) may involve the implementation of the at least two different ones capable of binding Groups with the polymers containing at least two groups also in heterogeneous phase, d. H. on the solid surface of the Polymers. Zeckmäßigerweise then said polymer is suspended in a solvent which for the used polymers has a low dissolving power.

Zur Derivatisierung des Polymeren sowie zum Aufbringen des erhaltenen Polymeren auf den Träger können die vorstehend beschriebenen Aktivierungs- und Derivatisierungsschritte sowie Vernetzungs- und Beschichtungsmethoden verwendet werden.to Derivatization of the polymer and for applying the obtained Polymers on the support can activation and derivatization steps described above as well as crosslinking and coating methods.

Andererseits ist es auch möglich, das vorzugsweise in heterogener Phase derivatisierte Polymere ohne weiteres Trägermaterial als Träger zu verwenden.on the other hand it is also possible preferably in heterogeneous phase derivatized polymers without further carrier material as a carrier to use.

In einer weiteren Ausführungsform können vorzugsweise die vorstehend beschriebenen und in homogener oder heterogener Phase hergestellten derivatisierten Polymere schrittweise auf den Träger aufgebracht werden. Hierbei wird in mindestens einem Schritt mindestens eine Lage des mindestens einen Polymeren an das Trägermaterial gebunden und in mindestens einem weiteren Schritt mindestens eine weitere Lage des mindestens einen Polymeren auf die mindestens eine an das Trägermaterial gebundene Polymerlage aufgebracht. Die dazu geeigneten Verfahren sind in der WO 01/38009 beschrieben.In a further embodiment can preferably those described above and in homogeneous or heterogeneous phase produced derivatized polymers stepwise on the carrier be applied. In at least one step at least a layer of the at least one polymer to the carrier material bound and in at least one further step at least one further position of the at least one polymer on the at least one the carrier material bonded polymer layer applied. The appropriate procedures are described in WO 01/38009.

Das schrittweise Aufbringen des mindestens einen Polymeren kann hierbei gemäß sämtlicher geeigneter Verfahren erfolgen, die gewährleisten, dass pro Schritt mindestens eine Lage des Polymeren aufgebracht wird, so dass eine lagenförmige Polymerstruktur auf dem Trägermaterial aufgebracht wird.The Stepwise application of the at least one polymer can in this case according to all appropriate procedures that ensure that per step at least one layer of the polymer is applied, so that a layer-shaped Polymer structure on the carrier material is applied.

Bei diesen Verfahren wird in dem mindestens einen Schritt, in dem die mindestens eine Lage des mindestens einen Polymeren auf dem Trägermaterial gebunden wird, in einer ersten Ausführungsform eine Lösung des mindestens einen Polymeren mit dem Trägermaterial bei Reaktionsbedingungen in Kontakt gebracht, bei denen das mindestens eine Polymere auf dem Trägermaterial nicht gebunden wird und anschließend werden die Reaktionsbedingungen derart variiert, dass das mindestens eine Polymere auf dem Trägermaterial gebunden wird, oder in einer zweiten Ausführungsform eine Lösung des mindestens einen Polymeren mit dem Trägermaterial bei Reaktionsbedingungen in Kontakt gebracht, bei denen die Lösung des mindestens einen Polymeren unter Theta-Bedingungen vorliegt.at This method is used in the at least one step in which the at least one layer of the at least one polymer on the carrier material is bound, in a first embodiment, a solution of at least one polymer with the support material at reaction conditions brought in contact, in which the at least one polymer the carrier material is not bound and then the reaction conditions varies such that the at least one polymer on the carrier material is bound, or in a second embodiment, a solution of at least one polymer with the support material at reaction conditions brought into contact, in which the solution of the at least one polymer is present under theta conditions.

Hierbei kann die Lösung, die gemäß der ersten Ausführungsform mit dem Trägermaterial in Kontakt gebracht wird, ein oder auch mehrere geeignete Lösungsmittel aufweisen, wobei das mindestens eine Polymere in dem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst oder auch kolloidal gelöst oder auch suspendiert, beispielsweise in Form einer Nanosuspension, sein kann.in this connection can the solution according to the first embodiment with the carrier material is contacted, one or more suitable solvents wherein the at least one polymer is in the solvent or solvent mixture solved or colloidally dissolved or also suspended, for example in the form of a nanosuspension, can be.

Dann werden die Reaktionsbedingungen so gewählt, dass beim Inkontaktbringen der Lösung mit dem Trägermaterial zunächst keine Bindung des mindestens einen Polymeren an das Trägermaterial erfolgt. Diese Reaktionsbedingungen werden beispielsweise durch ein oder mehrere geeignete Lösungsmittel eingestellt. Bevorzugt werden diesbezüglich Lösungsmittel eingesetzt, in denen das mindestens eine Polymere so gut löslich ist, dass die Bindung an das Trägermaterial unterbleibt.Then the reaction conditions are chosen so that when contacting the solution with the carrier material first no binding of the at least one polymer to the carrier material he follows. These reaction conditions are, for example, by one or more suitable solvents set. Solvents are preferably used in this regard where the at least one polymer is so soluble that the bond to the carrier material omitted.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „das Polymer wird nicht an das Trägermaterial gebunden", dass mittels Messung des Verteilungskoeffizienten im Wesentlichen keine Bindung festgestellt werden kann.in the For the purposes of the present invention, the term "the polymer will not adhere to the substrate bound "that by measuring the distribution coefficient substantially none Binding can be determined.

Ebenso können diese Reaktionsbedingungen durch geeignete Temperaturwahl erreicht werden, in dem beispielsweise die Lösung mit dem Trägermaterial bei so hohen Temperaturen in Kontakt gebracht wird, dass die Bindung des mindestens einen Polymers an das Trägermaterial unterbleibt.As well can this reaction conditions achieved by appropriate temperature selection in which, for example, the solution with the carrier material is contacted at such high temperatures that the bond of the at least one polymer to the carrier material is omitted.

Weiter können diese Reaktionsbedingungen durch geeignete Einstellung des pH-Wertes der Polymerlösung erreicht werden, falls die Bindung des mindestens einen Polymeren an das Trägermaterial vom pH-Wert abhängig ist.Further can this reaction conditions achieved by suitable adjustment of the pH of the polymer solution if the binding of the at least one polymer to the support material dependent on the pH value is.

Ebenso ist auch denkbar, durch eine geeignete Kombination von zwei oder mehr dieser Methoden die Bindung des mindestens einen Polymeren an das Trägermaterial zunächst zu verhindern.As well is also possible by a suitable combination of two or more of these methods involve binding of the at least one polymer to the carrier material first to prevent.

Durch diese spezifische Art der Reaktionsführung wird unter anderem erreicht, dass Reaktionsbedingungen, unter denen das in der Lösung enthaltene mindestens eine Polymer ausfällt, vermieden werden.By this specific type of reaction is achieved among other things that reaction conditions under which contained in the solution at least one polymer fails, be avoided.

Was das Inkontaktbringen der Lösung des mindestens einen Polymers mit dem mindestens einen Trägermaterial anbelangt, so sind prinzipiell alle geeigneten Verfahrensführungen denkbar.What contacting the solution the at least one polymer with the at least one carrier material As far as concerns principle, all suitable procedures are conceivable.

So ist es beispielsweise möglich, eine Lösung, die das mindestens eine Polymer umfasst, mit dem Trägermaterial in Kontakt zu bringen. Ebenso ist es denkbar, das Trägermaterial zuerst mit dem mindestens einen Lösungsmittel in Kontakt zu bringen und dann in das mindestens eine Lösungsmittel das mindestens eine Polymer einzubringen. Ebenso ist es möglich, zuerst das Trägermaterial mit mindestens einem Lösungsmittel in Kontakt zu bringen und dann eine Lösung, die das mindestens eine Polymer umfasst, zuzugeben. Werden zwei oder mehr Polymere eingesetzt, so ist es denkbar, jedes separat oder zusammen mit einem oder mehreren anderen Polymeren in jeweils einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zu lösen und die einzelnen Lösungen, von denen jede mindestens ein Polymer umfasst, zusammen oder getrennt mit dem Trägermaterial, das gegebenenfalls bereits gelöst oder kolloidal gelöst oder suspendiert in mindestens einem Lösungsmittel vorliegt, in Kontakt zu bringen.So is it possible, for example, a solution, which comprises the at least one polymer, with the carrier material to bring into contact. It is also conceivable, the carrier material first to contact the at least one solvent and then into the at least one solvent that at least to introduce a polymer. It is also possible, first, the carrier material with at least one solvent bring in and then a solution that the at least one Polymer includes adding. If two or more polymers are used, so it is conceivable, each separately or together with one or more other polymers in each case a solvent or solvent mixture to solve and the individual solutions, each of which comprises at least one polymer, together or separately with the carrier material, the possibly already solved or dissolved colloidally or suspended in at least one solvent, in contact bring to.

Prinzipiell sind die bereits vorstehend beschriebenen Trägermaterialien geeignet, auf die das mindestens eine Polymere durch Bindung aufgebracht werden kann. Werden zwei oder mehr voneinander verschiedene Polymere eingesetzt, so ist es ausreichend, wenn eines der Polymeren durch Bindung auf das Trägermaterial aufgebracht werden kann. Es ist auch denkbar, dass zwei oder mehr verschiedene Polymere durch Bindung auf das Trägermaterial aufgebracht werden können.in principle the carrier materials already described above are suitable the at least one polymer are applied by bonding can. If two or more different polymers are used, so it is sufficient if one of the polymers by binding on the carrier material can be applied. It is also conceivable that two or more various polymers are applied by binding to the carrier material can.

Werden zwei oder mehr voneinander verschiedene Polymere und zwei oder mehr voneinander verschiedene Trägermaterialien verwendet, so ist unter anderem denkbar, dass sämtliche Polymere auf sämtliche Trägermaterialien aufgebracht werden können. Ebenso ist es denkbar, dass ein oder mehrere Polymere auf einem oder mehreren Trägermaterialien und ein oder mehrere davon verschiedene Polymere auf einem oder mehreren davon verschiedenen Trägermaterialien aufgebracht werden können.Become two or more polymers different from each other and two or more mutually different carrier materials used, it is conceivable, inter alia, that all polymers on all substrates can be applied. It is also conceivable that one or more polymers on a or more carrier materials and one or more of them different polymers on one or more different carrier materials can be applied.

Ferner können weitere Polymere und Verbindungen, wie beispielsweise allgemein übliche Hilfsmittel aufgebracht werden, wobei die Bindung des Polymeren an das Trägermaterial auch durch andere Wechselwirkungen oder/und Verfahren erreicht werden kann. Weiterhin können die in der Lösung vorhandenen Polymere oder/und Verbindungen nicht auf dem Träger aufgebracht werden und beispiels weise in der Lösung verbleiben. Unter anderem ist es denkbar, dass mindestens eines dieser Polymere in einem weiteren Schritt auf beispielsweise ein Trägermaterial aufgebracht wird, das vor diesem weiteren Schritt mit der Lösung, die dieses Polymer umfasst, in Kontakt gebracht wird.Further can other polymers and compounds, such as applied, for example, generally customary auxiliaries be, wherein the binding of the polymer to the carrier material also be achieved by other interactions and / or methods can. Furthermore you can in the solution existing polymers or / and compounds are not applied to the carrier and remain example in the solution. Amongst other things it is conceivable that at least one of these polymers in another Step is applied to, for example, a substrate, that before this further step with the solution comprising this polymer, is brought into contact.

Gemäß der ersten Ausführungsform werden nach dem Inkontaktbringen die Reaktionsbedingungen derart geändert, dass nun die Bindung des mindestens einen Polymeren an das Trägermaterial erfolgt. Wie vorstehend beschrieben, ist es denkbar, dass im Falle, dass zwei oder mehr verschiedene Polymere oder/und zwei oder mehr verschiedene Trägermaterialien eingesetzt werden, ein Polymeres an ein Trägermaterial gebunden wird.According to the first embodiment After contacting, the reaction conditions become such changed, that now the binding of the at least one polymer to the carrier material he follows. As described above, it is conceivable that in the case that two or more different polymers and / or two or more different carrier materials are used, a polymer is bound to a support material.

Was die Variation der Reaktionsbedingungen anbelangt, so sind sämtliche Änderungen denkbar, die dazu geeignet sind, die Bindung mindestens eines der Polymere an das Trägermaterial zu ermöglichen.What As far as the variation of the reaction conditions is concerned, all changes are conceivable, which are capable of binding at least one of Polymers to the carrier material to enable.

Im Falle, dass die Bindung von der Temperatur abhängig ist, ist es beispielsweise denkbar, die Temperatur entweder zu erhöhen oder zu erniedrigen, je nachdem, welche Änderung die Bindung begünstigt. In ebenfalls bevorzugten Ausführungsformen wird die Zuammensetzung der Lösung, die das mindestens eine Polymere enthält, geändert oder diese Lösung langsam eingeengt.For example, in the case where the bond is temperature dependent, it is conceivable to either increase or decrease the temperature, depending on which change favors binding. In likewise preferred embodiments, the composition of the solution containing the at least one Contains polymers, changed or this solution slowly concentrated.

Was die Änderung der Zusammensetzung der Lösung, die das mindestens eine Polymere enthält, anbelangt, so sind prinzipiell sämtliche Verfahren denkbar, die geeignet sind, durch diese Änderung die Bindung zu ermöglichen.What the change the composition of the solution, As regards the containing at least one polymer, so are in principle all Methods conceivable that are suitable by this change to allow the bond.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Lösung, in der das mindestens eine Polymere enthalten ist, mindestens ein weiteres Lösungsmittel zugegeben, das hinsichtlich mindestens eines der Polymeren schlechtere Lösungsmitteleigenschaften aufweist.In a preferred embodiment becomes the solution in which the at least one polymer is contained, at least one further solvent admittedly worse for at least one of the polymers Solvent properties having.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Zusammensetzung der Lösung derart geändert, dass mindestens eine saure oder mindestens eine basische Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon zugegeben werden, durch die der pH-Wert der Lösung so geändert wird, dass die Bindung mindestens eines der Polymeren ermöglicht wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine oder mehrere Pufferlösungen zuzugeben, durch die der pH-Wert der Lösung so geändert wird, dass die Bindung mindestens eines der Polymeren ermöglicht wird.In a further embodiment becomes the composition of the solution changed so that at least one acidic or at least one basic compound or a mixture of two or more thereof are added the pH of the solution changed so is that the binding of at least one of the polymers is made possible. Of course it is also possible one or more buffer solutions admit by which the pH of the solution is changed so that the binding at least one of the polymers is made possible.

Ferner können geeignete Verbindungen wie beispielsweise Salze, umfassend beispielsweise Metallkationen, oder geeignete organische Verbindungen zugegeben werden, durch deren Zusatz die Bindung mindestens eines der Polymeren erfolgt.Further can suitable compounds such as salts, including, for example Metal cations, or appropriate organic compounds added by the addition of which the binding of at least one of the polymers he follows.

Die Lösung, die das mindestens eine Polymere enthält, kann auch derart eingeengt werden, dass die Konzentration des mindestens einen Polymeren, das an das Trägermaterial gebunden werden soll, in der Lösung weitgehend konstant bleibt. Dieses Einengen der Lösung erfolgt dann durch eine entsprechend langsame Verfahrensführung, durch die die Polymerkonzentration weitgehend konstant gehalten wird.The Solution, which contains at least one polymer can also be concentrated in such a way be that the concentration of at least one polymer, the to the carrier material to be bound in the solution remains largely constant. This concentration of the solution takes place then by a correspondingly slow process, by the polymer concentration is kept substantially constant.

Ferner können zwei oder mehr der oben genannten Methoden unter Einschluß der Änderung der Temperatur in geeigneter Weise kombiniert werden. So ist es beispielsweise denkbar, sowohl die Zusammensetzung der Lösung wie beschrieben zu variieren und unterstützend die Lösung langsam einzuengen oder/und die Temperatur in geeigneter Weise zu variieren.Further can two or more of the above methods, including the change the temperature can be combined in a suitable manner. That's the way it is For example, conceivable both the composition of the solution and described varying and assisting to narrow the solution slowly and / or the Temperature to vary in a suitable manner.

Je nach gewählten Reaktionsbedingungen ist es denkbar, dass ein Polymeres oder mehrere, voneinander verschiedene Polymere auf das Trägermaterial aufgebracht werden. Unter anderem ist es denkbar, die Reaktionsbedingungen derart zu wählen, dass zwei oder mehr voneinander verschiedene Polymere gleichzeitig auf das Trägermaterial aufgebracht werden, wobei eine Lage auf dem Trägermaterial entsteht, die die zwei oder mehr voneinander verschiedenen Polymeren umfasst.ever after chosen Reaction conditions, it is conceivable that one or more polymer, different polymers are applied to the carrier material. Among other things, it is conceivable that the reaction conditions are such choose, that two or more mutually different polymers simultaneously on the carrier material be applied, wherein a layer is formed on the substrate, the comprises two or more polymers different from each other.

Werden zwei oder mehr voneinander verschiedene Trägermaterialien verwendet, so ist es denkbar, dass auf jedem Trägermaterial eine Lage eines Polymeres aufgebracht wird, die ein Polymeres oder zwei oder mehr voneinander verschiedene Polymere umfassen kann.Become Uses two or more mutually different carrier materials, so It is conceivable that on each substrate one layer of a Polymer is applied, which is a polymer or two or more may comprise different polymers.

Weiterhin ist es auch möglich, dass in einem Schritt zwei oder mehr Lagen mindestens eines Polymeren auf das Trägermaterial aufgebracht werden, wobei die erste Lage des Polymeren an das Trägermaterial gebunden ist, die zweite Lage des Polymeren an die erste Lage gebunden ist und gegebenfalls jede weitere Lage des Polymeren an die jeweils vorhergehende Lage gebunden ist. Dabei kann jede Lage prinzipiell eine einzige Polymerart oder zwei oder mehr voneinander verschiedene Polymere umfassen.Farther it is also possible in one step, two or more layers of at least one polymer on the carrier material be applied, wherein the first layer of the polymer bonded to the carrier material is, the second layer of the polymer is bonded to the first layer and optionally each further layer of the polymer to each previous situation is bound. Each situation can in principle a single type of polymer or two or more different from each other Include polymers.

Ferner kann gemäß der zweiten Ausführungsform eine Lösung des mindestens einen Polymeren mit dem Trägermaterial bei Reaktionsbedingungen in Kontakt gebracht, bei denen die Lösung des mindestens einen Polymers unter Theta-Bedingungen vorliegt. Hinsichtlich dieser Ausführungsform erfolgt das Aufbringen des mindestens einen Polymeren auf das Trägermaterial ganz besonders bevorzugt während des Inkontaktbringens der Lösung mit dem Trägermaterial.Further can according to the second embodiment a solution the at least one polymer with the support material at reaction conditions contacted in which the solution of the at least one polymer under theta conditions is present. With regard to this embodiment, the application of the at least one polymer on the support material in particular preferred during contacting the solution with the carrier material.

Bevorzugt wird gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren in einem ersten Schritt eine Lage mindestens eines Polymeren auf das Trägermaterial aufgebracht und auf diese erste Lage in einem zweiten Schritt eine zweite Lage und auf die zweite Lage gegebenfalls in einem dritten Schritt eine dritte Lage und so fort. Bezüglich der geeigneten Methoden des Aufbringens sei auf obenstehende ausführliche Diskussion verwiesen.Prefers is according to the above described method in a first step one layer at least of a polymer on the carrier material applied and on this first layer in a second step one second layer and on the second layer, if necessary in a third Step a third layer and so on. Regarding the appropriate methods the application is referred to the above detailed discussion.

Unter dem Begriff Bindung des Polymeren an den Träger werden sämtliche kovalent-reversiblen, kovalent-irreversiblen und nicht-kovalenten Wechselwirkungen verstanden, über die das mindestens eine Polymer mit dem Trägermaterial oder/und mit einer gegebenfalls bereits auf das Trägermaterial aufgebrachten oder gegebenenfalls auf einer Polymerlage aufgebrachten Polymerlage wechselwirken kann.By the term binding of the polymer to the carrier are all covalently reversible, ko understood valent irreversible and non-covalent interactions over which the at least one polymer can interact with the support material and / or with an optionally already applied to the support material or optionally applied to a polymer layer polymer layer.

Demgemäß können im Wesentlichen sämtliche Polymere eingesetzt werden, die beispielsweise zur Ausbildung solcher nicht-kovalenten Wechselwirkungen in der Lage sind. Hierbei ist es unter anderem denkbar, dass mindestens eine funktionelle Gruppe, über die das Polymer mindestens eine dieser Wechselwirkungen ausbildet, im Polymerstrang selbst oder/und in mindestens einer Seitenkette des Polymerstrangs liegt.Accordingly, in Essentially all Polymers are used, for example, to form such non-covalent interactions are capable. Here is It is conceivable, among other things, that at least one functional group, over which the polymer forms at least one of these interactions, in Polymer strand itself or / and in at least one side chain of the Polymer strand lies.

Wechselwirkungen können jedoch auch beispielsweise über Kohlenwasserstoffketten und weitere Struktureinheiten, über die van der Waals-Wechselwirkungen aufgebaut werden können, erfolgen.interactions can but also for example about Hydrocarbon chains and further structural units, via the van der Waals interactions can be established.

Bezüglich der kovalent-reversiblen Wechselwirkung sind unter anderem beispielhaft die Bindung über Disulfidbrücken oder über labile Ester oder Imine wie beispielsweise Schiffsche Basen oder Enamine genannt.Regarding the covalent-reversible interaction are exemplary among others binding via disulfide bonds or labile Esters or imines such as Schiff bases or enamines called.

In einer weiteren Ausführungsform können sämtliche der vorstehend beschriebenen Polymere oder/und Copolymere oder deren Gemische auch in underivatisierter Form auf den Träger aufgebracht werden, solange gewährleistet ist, dass sie, wie vorstehend beschrieben, zu mindestens einem Trägermaterial kovalente oder/und nicht-kovalente Wechselwirkungen ausbilden können.In a further embodiment can all the above-described polymers or / and copolymers or their Mixtures also applied in underivatisierte form on the carrier be guaranteed as long as in that it is, as described above, at least one carrier material can form covalent and / or non-covalent interactions.

Zur Derivatisierung des Polymeren, das auf den Träger aufgebracht ist, können dann die vorstehend beschriebenen Aktivierungs- und Derivatisierungsschritte verwendet werden, an die sich noch Vernetzungsschritte anschließen können, wie sie in der WO 00/32649 und WO 00/78825 beschrieben sind.to Derivatization of the polymer applied to the support can then the activation and derivatization steps described above can be used, which can still be followed by crosslinking steps, such as they are described in WO 00/32649 and WO 00/78825.

In dieser Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dann dadurch gekennzeichnet, dass vor der kovalenten Bindung der mindestens zwei unter schiedlichen Gruppen an das mindestens zwei gleiche oder verschiedenene funktionelle Gruppen aufweisende Polymere besagtes Polymere auf einen Träger aufgebracht wird.In this embodiment is the inventive method then characterized in that prior to covalent bonding of the at least two different groups to the at least two identical or different functional group-containing polymers said polymer on a support is applied.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform des Verfahrens kann das mindestens zwei gleiche oder verschiedenene funktionelle Gruppen aufweisende Polymere auch durch Polymerisation oder Polykondensation mindestens zweier gleich oder verschieden funktionalisierter Monomerer direkt auf dem Träger erzeugt werden.In another particular embodiment of the process may be at least two of the same or different functional polymers also by polymerization or polycondensation of at least two, the same or different functionalized monomer can be generated directly on the support.

Dabei können vorzugsweise olefinisch ungesättigte Momomere, die vorzugsweise OH-Gruppen, gegebenenfalls substituierte Amingruppen, SH-Gruppen, OSO₃H-Gruppen, SO₃H-Gruppen, OPO₃H₂-Gruppen, OPO₃HR-Gruppen, PO₃H₂-Gruppen, PO₃HR-Gruppen, COOH-Gruppen und Gemische aus zwei oder mehr enthalten, wobei R vorzugsweise einen Alkylrest bedeutet, nach den bekannten Methoden miteinander in Anwesenheit des Trägermaterials polymerisiert werden. Auch können die Monomeren weitere polare Gruppen, wie beispielsweise -CN, enthalten. Weitere geeignete Monomere sind beispielsweise Ethylenimin, Allylamin oder Vinylpyrrolidon.In this case, preferably olefinically unsaturated monomers, preferably OH groups, optionally substituted amine groups, SH groups, OSO ₃ H groups, SO ₃ H groups, OPO ₃ H ₂ groups, OPO ₃ HR groups, PO ₃ H ₂ Groups, PO ₃ contain HR groups, COOH groups and mixtures of two or more, wherein R is preferably an alkyl radical, are polymerized together by the known methods in the presence of the support material. Also, the monomers may contain other polar groups such as -CN. Further suitable monomers are, for example, ethyleneimine, allylamine or vinylpyrrolidone.

Als Polymerisationstechniken seien vorzugsweise die Emulsions-, Suspensions-, Dispersions- und Fällungspolymerisation genannt, wobei die Polymerisation in Gegenwart des Träger bzw. des Trägermaterials durchgeführt wird. Die Polymerisation kann durch die üblichen Methoden, beispielsweise durch Radikalstarter, wie Azoverbindungen oder Peroxide, durch kationische oder anionische Starter oder durch energiereiche Strahlung initiiert werden.When Polymerization techniques are preferably the emulsion, suspension, Dispersion and precipitation polymerization called, wherein the polymerization in the presence of the carrier or of the carrier material is carried out. The polymerization can be carried out by the usual methods, for example by free-radical initiators, such as azo compounds or peroxides, by cationic or anionic initiators or initiated by high-energy radiation become.

In einer Ausführungsform ist es möglich, die Polymerisation so durchzuführen, dass keine Reaktion zwischen den entstehenden Polymerketten und der Oberfläche des Trägers stattfindet. Diese Ausführungsform kann vorzugsweise dann angewendet werden, wenn als eines der mindestens zwei Monomeren ein hydrophi les Monomeres, wie beispielsweise Ethylenimin, Allylamin oder Vinylpyrrolidon, zum Einsatz kommt. In Gegenwart eines hydrophilen Trägers, wie beispielsweise Kieselgel, wird das entstehende Polymere gewöhnlich stark auf der Trägeroberfläche adsorbiert.In an embodiment Is it possible, to carry out the polymerization that no reaction between the resulting polymer chains and the surface of the carrier takes place. This embodiment can preferably be applied if, as one of the at least two monomers a hydrophilic monomer, such as ethyleneimine, Allylamine or vinylpyrrolidone, is used. In present a hydrophilic carrier, such as silica gel, the resulting polymer usually becomes strong adsorbed on the support surface.

Zur Erhöhung der Stabilität des beschichteten Trägers, kann das Polymere auch mit dem Träger vernetzt werden. Dies kann vorzugsweise durch Erhitzen erreicht werden, wobei funktionelle Gruppen des zunächst adsorbierten Polymeren mit dem Träger bzw. funktionelle Gruppen des Trägers mit dem Polymeren reagieren, wobei die Bindung eintritt.to increase stability the coated carrier, For example, the polymer can also be crosslinked with the carrier. This can preferably be achieved by heating, wherein functional Groups of the first adsorbed polymers with the carrier or functional groups of the carrier react with the polymer, the binding occurs.

Es ist jedoch auch möglich, die (Co)Polymerisation so durchzuführen, dass das Polymere auf der Oberfläche des Trägers direkt chemisch gebunden wird. Diese Ausführungsform ist dann bevorzugt, wenn besonders stabile beschichtete Träger hergestellt werden sollen. Hierzu kann der Träger mit Gruppen versehen werden, die mit dem auf der Oberfläche des Trägers gebildeten Polymerketten unter den Polymerisationsbedingungen reagieren. Möglich ist aber auch, dass funktionelle Gruppen des Polymeren mit der Oberfläche des Trägers reagieren. Wird als Trägermaterial Kieselgel verwendet, können beispielsweise Silanol-Gruppen, die sich auf der Oberfläche des Kieselgels befinden, an der Polymerisation der mindestens zwei funktionalisierten Momomeren teilnehmen, wodurch Träger und Polymeres miteinander verankert werden. Auch ist es möglich, beispielsweise Vinylsilane auf der Oberfläche des Trägers zu verankern, deren Vinylgruppen an der Copolymerisation der mindestens zwei gleich oder verschieden funktionalisierten Monomeren teilnehmen.It but it is also possible to carry out the (co) polymerization in such a way that the polymer is on the surface of the carrier directly chemically bound. This embodiment is then preferred when particularly stable coated carrier to be produced. For this purpose, the carrier be provided with groups on the surface of the carrier formed polymer chains under the polymerization conditions. Possible but it is also that functional groups of the polymer react with the surface of the carrier. Used as a carrier material Silica gel can be used For example, silanol groups located on the surface of the Kieselgels are at the polymerization of at least two functionalized monomers participate, thereby creating carriers and polymer are anchored together. It is also possible, for example Vinyl silanes on the surface of the carrier whose vinyl groups participate in the copolymerization of at least participate in two identically or differently functionalized monomers.

Zur weiteren Erhöhung der Stabilität der gebildeten stationären Phase kann die Polymerisation der zwei gleich oder verschieden funktionalisierten Monomeren auch in Gegenwart eines oder mehrerer Vernetzer durchgeführt werden. Vernetzend wirkende Substanzen sind beispielsweise bifunktionelle Verbindungen, wie beispielsweise Divinylbenzol oder Ethylenglykoldiacrylat.to further increase stability the formed stationary Phase may be the polymerization of the same or different functionalized Monomers are also carried out in the presence of one or more crosslinkers. Crosslinking substances are, for example, bifunctional Compounds such as divinylbenzene or ethylene glycol diacrylate.

Auch können mindestens zwei gleich oder unterschiedlich funktionalisierte Monomerbausteine, die vorzugsweise die vorstehend genannten Gruppen tragen, nach den bekannten Methoden miteinander in Anwesenheit des Trägermaterials polykondensiert werden.Also can at least two identical or differently functionalized monomer units, which preferably carry the abovementioned groups, according to known methods together in the presence of the carrier material be polycondensed.

Dabei können auch die Methoden und Reagenzien auf ONB-Cl-Basis, wie sie in der WO 00/32649 und WO 00/78825 beschrieben sind, zum Einsatz kommen.there can also the methods and reagents based on ONB-Cl, as described in the WO 00/32649 and WO 00/78825 are described, are used.

Die erhaltenen funktionalisierten Polykondensate können vorzugsweise vom Polyphenylen-, Polyester-, Polyamid-, Polyether-, Polyetherketon-, Polyethersulfon-, Polyurethan- oder Polysiloxylsilan-Typ sein. Es können bei diesem Reaktionstyp auch gemischte Polykondensate entstehen. Die Polykondensation kann dabei in Lösung wie auch in der Schmelze durchgeführt werden.The obtained functionalized polycondensates may preferably be derived from polyphenylene, Polyester, polyamide, polyether, polyether ketone, polyethersulfone, Polyurethane or polysiloxysilane type. It can at This type of reaction also produces mixed polycondensates. The Polycondensation can be in solution as well as in the melt.

Bevorzugt werden Polykondensate vom Polyester-Typ verwendet. Diese können zur Erhöhung der Stabilität auch durch Zusatz weiterer polyfunktioneller Verbindungen, wie beispielsweise mehrwertiger Alkohole, beispielsweise Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Zucker, weiter vernetzt werden. Auch ist die Vernetzung über polyfunktionelle Isocyanate möglich, sofern die Polyester Gruppen aufweisen, die mit den Isocyanat-Gruppen reaktiv sind. Beispielsweise können Hydroxylgruppen-enthaltende Polyester mit Polyisocyanaten umgesetzt werden, wobei in die Polyester Urethan-Einheiten eingebaut werden.Prefers Polycondensates of the polyester type are used. These can be used for increase stability also by adding further polyfunctional compounds, such as polyhydric alcohols, for example trimethylolpropane, pentaerythritol or sugar, to be further crosslinked. Also, the networking is about polyfunctional Isocyanates possible, if the polyesters have groups with the isocyanate groups are reactive. For example, you can Hydroxyl-containing polyester reacted with polyisocyanates are incorporated, wherein incorporated into the polyester urethane units.

Das erhaltene beschichtete Trägermaterial kann dann beispielsweise aus der bei Polymerisation bzw. Polykondensation erhaltenen Reaktionsmischung durch Abfiltrieren isoliert und durch Auswaschen mit geeigneten Lösungsmitteln von nicht auf der Oberfläche des Trägermaterials gebundenen Polymer- bzw. Polykondensationspartikeln befreit werden.The obtained coated carrier material can then, for example, from the polymerization or polycondensation isolated reaction mixture by filtration and by Wash with suitable solvents not on the surface of the carrier material be released bound polymer or polycondensation.

Demgemäß ist das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen ent haltende Polymere direkt auf dem Träger durch Polymerisation oder Polykondensation von mindestens zwei gleich oder verschieden funktionalisierten Monomeren erzeugt wird.Accordingly, that is inventive method also characterized in that the at least two same or different functional groups ent holding polymers directly on the carrier by polymerization or polycondensation of at least two or differently functionalized monomers.

Es auch möglich, vorstehend beschriebene Polymerisation, die zur Beschichtung des Trägers führt, analog zur bekannten „imprinting-Technik" in Anwesenheit des später zu erkennenden Substrats durchzuführen. Im Sprachgebrauch dieser Technik wird für den Begriff Substrat auch häufig der Begriff Templat verwendet.It also possible, Polymerization described above, used for coating the carrier leads, analog to the well-known "imprinting technique" in the presence of the later to be detected substrate. In the usage of this Technology is for The term substrate is also common the term template is used.

Vorausetzung für diese Polymerisation ist, dass die mindestens zwei gleich oder verschieden funktionalisierten Monomeren bereits die zur Bindung befähigten Gruppen tragen. Vorzugsweise trägt dabei jedes Monomere eine dieser Gruppen, wobei die Gruppen unterschiedlich sind.prerequisite for this Polymerization is that the at least two are the same or different functionalized monomers already capable of binding groups wear. Preferably wearing each monomer is one of these groups, the groups being different are.

Es ist aber auch möglich, Monomere einzusetzen, die bereits mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen aufweisen.It but it is also possible Monomers that already have at least two different capable of binding Have groups.

Vorzugsweise wird die Polymerisation in Gegenwart porenbildender Substanzen durchgeführt.Preferably the polymerization is carried out in the presence of pore-forming substances.

Zur Durchführung der Polymerisation können die weiter oben beschriebenen Polymerisationstechniken verwendet werden.To carry out the polymerization, the above-described polymerization techniques ken be used.

Nach Herauslösen oder Herausspülen des Substrats mit geeigneten Lösungsmitteln wird in Stufe (ii) mindestens ein Sorbens mit einem vorgebildeten Wechselwirkungsraum für das Substrat erhalten.To leaching or rinsing out of the substrate with suitable solvents in step (ii) at least one sorbent with a preformed one Interaction space for obtained the substrate.

Vorzugsweise werden für diese Ausführungsform die für die Polymerisation verwendeten Monomeren so ausgewählt, dass das auf dem Träger gebildete Polymere ein möglichst steifes und hochvernetztes Gerüst besitzt, damit der Wechselwirkungsraum möglichst stabil ist. Vorzugsweise werden daher als mindestens eines der funktionalisierten Monomere Acrylsäure oder Methacrylsäure oder deren Derivate oder Mischungen davon eingesetzt, die bekanntlich die Herstellung von Polymerisaten oder Copolymerisaten mit hohen Glasübergangstemperaturen erlauben. Als besonders gut für diesen Zweck geeignete Monomere seien beispielsweise Methacrylsäure und Ethylenglykoldimethacrylat genannt.Preferably be for this embodiment the for the monomers used in the polymerization were chosen such that that on the carrier polymers formed as possible has stiff and highly cross-linked framework, so that the interaction space as possible is stable. Preferably, therefore, as at least one of the functionalized Monomeric acrylic acid or methacrylic acid or their derivatives or mixtures thereof, which are known the preparation of polymers or copolymers with high Glass transition temperatures allow. As especially good for For this purpose, suitable monomers are, for example, methacrylic acid and Called ethylene glycol dimethacrylate.

Als weiteres Beispiel sei die Polymerisation von Methacrylsäure mit Hydroxyethylacrylat genannt, wobei ein Polymeres erhalten wird, das als zur Bindung befähigte Gruppen Carboxyl- und Hydroxylgruppen enthält.When Another example is the polymerization of methacrylic acid with Called hydroxyethyl acrylate, whereby a polymer is obtained, that as capable of binding Groups contains carboxyl and hydroxyl groups.

Es ist aber auch möglich, die weiter oben beschriebene Polykondensation, die zur Beschichtung des Trägers führt, in Gegenwart des später zu erkennenden Substrats durchzuführen, wobei als Monomere solche Verbindungen eingesetzt werden, die bereits unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen aufweisen. Vorzugsweise weist dabei jedes Monomere eine dieser Gruppen auf, wobei die Gruppen unterschiedlich sind.It but it is also possible the polycondensation described above, the coating of the carrier leads, in the presence of later to perform substrate to be detected, wherein as monomers such compounds are used, which are already different binding capable groups exhibit. In this case, each monomer preferably has one of these groups on, where the groups are different.

Es ist aber auch möglich, Monomere einzusetzen, die bereits mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen aufweisen.It but it is also possible Monomers that already have at least two different capable of binding Have groups.

Nach Herauslösen oder Herausspülen des Substrats mit geeigneten Lösungsmitteln wird in Stufe (ii) mindestens ein Sorbens mit einem vorgebildeten Wechselwirkungsraum für das Substrat erhalten.To leaching or rinsing out of the substrate with suitable solvents in step (ii) at least one sorbent with a preformed one Interaction space for obtained the substrate.

Demzufolge ist diese Ausführungsform auch dadurch gekennzeichnet, dass das Polymere direkt auf dem Träger durch Polymerisation oder Polykondensation mindestens eines Monomeren, das mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung befähigten Gruppen aufweist, oder von mindestens zwei Monomeren, die jeweils mindestens eine zur Bindung befähigte Gruppen aufweisen, wobei besagte Gruppen unterschiedlich sind, hergestellt wird, und die Polymerisation oder Polykondensation in Gegenwart des später zu bindenden Substrats stattfindet.As a result, is this embodiment also characterized in that the polymer directly on the support by Polymerization or polycondensation of at least one monomer, the at least two different groups capable of binding or at least two monomers, each at least one capable of binding Groups, said groups are different prepared is, and the polymerization or polycondensation in the presence later takes place to binding substrate.

Vorzugsweise erfolgt in den Ausführungsformen, in denen die Polymerisation oder Polykondensation besagter Monomerer direkt in Gegenwart des Trägers durchgeführt wird, in Gegenwart mindestens eines zweiten oder dritten Monomeren, das keine zur Bindung befähigte Gruppe besitzt. Das mindestens eine zweite oder dritte Monomere hat dabei die Funktion eines Spacers.Preferably takes place in the embodiments, in which the polymerization or polycondensation of said monomers directly in the presence of the wearer carried out is, in the presence of at least one second or third monomer, which did not enable binding Owns a group. The at least one second or third monomer has the function of a spacer.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die zur Bindung des mindestens bivalenten Substrats an das mindestens eine Sorbens benötigten mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen gebundenen an ein Polymeres vorliegen. Es ist auch möglich, die Gruppen ohne Verwendung eines Polymeren in Stufe (ii) direkt auf der Oberfläche des Trägers zu immobilisieren.It is not absolutely necessary for the binding of at least bivalent substrate to the at least one sorbent needed at least two different groups bound to a polymer. It is also possible, the groups directly without use of a polymer in step (ii) on the surface of the carrier to immobilize.

Vorzugsweise wird die Immobilisierung direkt auf dem Träger dann durchgeführt, wenn dieser aus einem anorganischen Material aufgebaut ist. Als anorganisches Material sind vorzugsweise Kieselgel oder Aluminiumoxid zu nennen.Preferably the immobilization is carried out directly on the support then, if this is constructed of an inorganic material. As inorganic Material should preferably be mentioned silica gel or alumina.

Vorzugsweise erfolgt die Immobilisierung über Aktivierungs- und/oder Silanisierungsreagenzien. Die Verküpfung mit der Oberfläche des Trägers kann auch unter Verwendung eines Spacers durchgeführt werden.Preferably the immobilization takes place via Activating and / or silanizing reagents. The connection with the surface of the carrier can also be carried out using a spacer.

Vorzugsweise können als AktivierungsReagenzien die in der WO 00/32648 beschriebenen eingesetzt werden.Preferably can as activating reagents described in WO 00/32648 be used.

Silanisierungsreagenzien umfassen auch vorzugsweise solche Siliciumverbindungen, die eine Hydrosilylierungreaktion eingehen können.silanization reagents also preferably include those silicon compounds which have a Hydrosilylation reaction can go.

Vorzugsweise werden als Silanisierungsreagenzien Halogensilane, bevorzugt Chlorsilane, Alkoxysilane und Silazane eingesetzt.Preferably are used as silanization reagents halosilanes, preferably chlorosilanes, Alkoxysilanes and silazanes used.

Hierbei kann in einer Ausführungsform eine Verbindung, die die zur Bindung des Substrats aufzubringende benötigte Gruppe besitzt, zunächst mit einer geeigneten Siliciumverbindung umgesetzt werden. Das Produkt kann anschließend mit Hydroxyl-Gruppen, die sich auf der Oberfläche des Trägers befinden, unter Ausbildung einer kovalenten Sauerstoff-Silicium-Bindung immobilisiert werden. Beispielsweise können Alkylreste, die auch gegebenenfalls substituiert sein können, beispielsweise mit Amino-, Harnstoff-, Ether-, Amid- und Carbamatgruppen, unter Verwendung alkylierter Silane auf diese Weise auf der Oberfläche immobilisiert werden.in this connection can in one embodiment a compound to be applied to bind the substrate needed Group owns, first be reacted with a suitable silicon compound. The product can subsequently with hydroxyl groups located on the surface of the carrier to form immobilized to a covalent oxygen-silicon bond. For example, you can Alkyl radicals, which may also be optionally substituted, for example with amino, urea, ether, amide and carbamate groups, under Use of alkylated silanes are immobilized in this way on the surface.

Beispielsweise ist es auf diese Weise möglich, den 3-Aminopropylrest über ein Siliciumatom auf der Oberfläche des Trägers zu immobilisieren. Die Aminogruppe kann dann weiter umgesetzt werden, beispielsweise mit Säurechloriden zu Amiden. Es können aliphatische, vorzugsweise aber aromatische Säurechloride verwendet werden, sowie aktivierte Bausteine, insbesondere ONB-aktivierte Bausteine, wie sie beschrieben sind in der WO 00/32649 und WO 00/78825.For example is it possible in this way the 3-aminopropyl over a silicon atom on the surface of the carrier to immobilize. The amino group can then be reacted further, for example with acid chlorides to amides. It can aliphatic, but preferably aromatic, acid chlorides are used, as well as activated building blocks, in particular ONB-activated building blocks, as described in WO 00/32649 and WO 00/78825.

Beispiele für Siliciumverbindungen, mit denen Alkylreste auf den Träger aufgebracht werden können, sind Methyl- und Octyltrichlorsilan, mit denen relativ kurze bzw. mittlere Alkylreste eingeführt werden können, sowie Octadecyl-, Docosyl- und Tricontyltrichlorsilan, mit denen relativ lange Ketten eingeführt werden können. Mit 3-Aminopropyl-triethoxysilan ist beispielsweise die Einführung eines eine Aminogruppe enthaltenden kurzkettigen Alkylrests möglich.Examples for silicon compounds, with which alkyl radicals on the carrier can be applied Methyl and octyltrichlorosilane, with which relatively short or medium Introduced alkyl radicals can be, as well Octadecyl, docosyl and tricontyltrichlorosilane with which relative long chains introduced can be. With For example, 3-aminopropyltriethoxysilane is the introduction of a an amino group-containing short-chain alkyl groups possible.

Ferner ist auch die Verwendung von Silylglycidylethern möglich, die nach Hydrolyse Diole bilden, die auch als Diolphasen bezeichnet werden.Further the use of silyl glycidyl ethers is also possible form diols after hydrolysis, also called diol phases become.

Andererseits ist es auch möglich, zunächst die Oberfläche des Trägers mit einer Siliciumverbindung umzusetzen, die noch eine oder mehrere funktionelle Gruppen besitzt. Anschließend können die zur Bindung ausgewählten oder ermittelten Gruppen, die auf dem Träger immobilisiert werden sollen, über geeignete Verbindungen über die eine oder mehrere funktionellen Gruppen eingeführt werden.on the other hand it is also possible first the surface of the carrier to react with a silicon compound that has one or more has functional groups. Subsequently, those selected for binding or determined groups to be immobilized on the carrier, via suitable Connections via the one or more functional groups are introduced.

Beispielsweise können zum Aufbringen auf die Oberfläche des Trägers Siliciumverbindungen verwendet werden, die noch eine Doppelbindung besitzen. Über besagte Doppelbindung können dann die die zur Bindung vorgesehenen Gruppen eingeführt werden können. Beispiele für geeignete Siliciumverbindungen sind Vinylsilan oder (Meth)Acryloxypropyltrimethoxysilan.For example can for application to the surface of the carrier Silicon compounds are used, which are still a double bond have. about said double bond can then the groups intended for bonding are introduced can. examples for suitable silicon compounds are vinylsilane or (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane.

Die beschriebenen Methoden können auch in Kombination verwendet werden.The described methods also be used in combination.

Gegebenenfalls kann die Anbindung der zur Bindung vorgesehenen Gruppen auch über einen Spacer erfolgen, wobei vorzugsweise eine kurzkettige Kohlenstoffkette zwischen der zu immobilisierenden Gruppe und dem Träger eingebaut wird. Die Verknüpfung von Träger und zu immobilisierender Gruppe kann vorzugsweise über geeignete Carbodiimide, wie beispielsweise Dicyclocarbodiimid, Diisopropylcarbodiimid, N-Cyclohexyl-N'-2-(N-methylmorpholino)-ethylcarbodiimid-p-toluolsulfonat, N-Ethyl-N'-(3-dimethylaminopropyl)carbo-diimid-hydrochlorid, Chloroformiate, Carbonyldiimidazole oder Diisocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat, erfolgen. Auch homo- oder heterotelechele Polyethylenglykole können verwendet werden.Possibly the connection of the groups intended for the binding can also over a Spacer done, preferably a short-chain carbon chain installed between the group to be immobilized and the support becomes. The link from carrier and group to be immobilized may preferably be prepared via suitable Carbodiimides such as dicyclocarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, N-cyclohexyl-N'-2- (N-methylmorpholino) -ethylcarbodiimide p-toluenesulfonate, N-ethyl-N '- (3-dimethylaminopropyl) carbo-diimide hydrochloride, Chloroformates, carbonyldiimidazoles or diisocyanates, such as hexamethylene diisocyanate, respectively. Homo- or heterotelechech polyethylene glycols can also be used become.

Bei Verwendung eines Spacers entsteht vorzugsweise eine bürstenförmige Phase, bei der die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen vorzugsweise entweder am Ende des Spacers und/oder seitlich am Spacer gebunden sind.at Using a spacer is preferably a brush-shaped phase, in which the at least two different groups capable of binding preferably either at the end of the spacer and / or laterally on the spacer are bound.

Demzufolge ist diese Ausführungsform auch dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe (ii) die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung mit einem zweiten Substrat befähigten Gruppen über ein Reagenz auf einen Träger aufgebracht wird, das ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend AktivierungsReagenzien, SilanisierungsReagenzien und Spacer, oder Gemische aus zwei oder mehreren dieser Reagenzien.As a result, is this embodiment also characterized in that in step (ii) the at least two different groups capable of binding to a second substrate Reagent to a carrier is applied, the selected is selected from the group comprising activating reagents, silanization reagents and spacers, or mixtures of two or more of these reagents.

Es hat sich für die substratspezifische Bindung als ungünstig erwiesen, Sorbentien einzusetzen, die als die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen die beim Stand der Technik beschriebenen Gruppen aufweisen, nämlich Hydroxylgruppen aus dem Kieselgelgerüst bzw. Silanol- und Alkylgruppen, die über das Silanisierungsreagenz eingebracht werden. Somit ist eine Kombination aus den Gruppen Hydroxyl, Silanol und Alkyl oder Hydroxyl und Alkyl oder Silanol und Alkyl, wobei die Gruppen jeweils an Kieselgel immobilisiert sind, von der Erfindung ausgeschlossen.It has for the substrate-specific binding proved unfavorable, sorbents to use as the least two different ones to bond enabled Groups which have groups described in the prior art, namely Hydroxyl groups from the silica gel skeleton or silanol and alkyl groups, the above the silanization reagent are introduced. Thus, a combination from the groups hydroxyl, silanol and alkyl or hydroxyl and alkyl or silanol and alkyl, the groups each immobilized on silica gel are excluded from the invention.

Besonders gut geeignete Gruppen im Sinne der Erfindung sind hingegen Gruppen wie der Phenyl-, der Hydroxyphenyl-, der Carboxyl-, der Amin- und der Amid-Rest sowie der Hydroxyl-, Indol-, Imidazol- und Guanidin-Rest. Vorzugsweise werden diese Reste über einen Spacer unter Ausbildung einer bürstenförmigen Phase an die Oberfläche des Trägers gebunden.Particularly suitable groups within the meaning of the invention, however, groups such as the phenyl, the hydroxyphenyl, the carboxyl, the amine and the amide radical and the hydroxyl, indole, imidazole and guanidine radical. Preferably, these radicals are bonded to the surface of the carrier via a spacer to form a brush-shaped phase.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist demzufolge dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe (ii) die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung mit einem zweiten Substrat befähigten Gruppen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phenyl-, Hydroxyphenyl-, Carboxyl-, Amin-, Amid-, Hydroxyl-, Indol-, Imidazol- und Guanidin-Rest.A particularly preferred embodiment is characterized in that in step (ii) the at least two different groups capable of binding to a second substrate selected are selected from the group consisting of phenyl, hydroxyphenyl, carboxyl, Amine, amide, hydroxyl, indole, imidazole and guanidine residues.

Das nach den vorstehend beschriebenen Methoden hergestellte mindestens eine Sorbens kann nach den üblichen Methoden zu vorzugsweise Folien, Filme, Mikrotiterplatten oder Nanobeads verarbeitet werden. Vorzugsweise wird das mindestens eine Sorbens der Stufe (ii) im Nanoformat hergestellt und verwendet.The at least produced by the methods described above A sorbent can be the usual one Methods for preferably films, films, microtiter plates or nanobeads are processed. Preferably, the at least one sorbent of the step (ii) prepared and used in nanoformat.

Das zu bindende Substrat bzw. das aus einem Substratgemisch selektiv zu bindende Substrat wird nun in Stufe (iii) mit dem mindestens einen Sorbens in Kontakt gebracht. Dabei kann das Substrat bzw. das Substratgemisch in fester, flüssiger oder gasförmiger Phase vorliegen, oder auch in Mischungen aus zwei oder mehr dieser Phasen.The substrate to be bound or that of a substrate mixture selectively substrate to be bound is now in step (iii) with the at least brought a sorbent into contact. In this case, the substrate or the substrate mixture in solid, liquid or gaseous phase or in mixtures of two or more of these phases.

Vorzugsweise liegen Substrat bzw. Substratgemisch in flüssiger Phase vor. Einsetzbar sind dabei Lösungen wie auch Suspensionen oder Dispersionen des Substrats bzw. Substratgemischs. Als Flüssigkeiten können sowohl Wasser wie auch organische Lösungsmittel, Gemische organischer Lösungsmittel und Gemische umfassend Wasser und organische Lösungsmittel verwendet werden. In allen Fällen können Puffer, Salze, Säuren, Basen oder Modifier, wie beispielsweise Ionenpaarreagenzien, in beliebiger Konzentration in der Flüssigkeit vorhanden sein. Vorzugsweise ist die Konzentration 10 mmolar bis 2 molar bezogen auf einen Liter Flüssigkeit. Vorzugsweise liegt das zu bindende Substrat in wässeriger Form vor, beispielsweise als Körperflüssigkeit.Preferably are substrate or substrate mixture in the liquid phase. usable are solutions as well as suspensions or dispersions of the substrate or substrate mixture. As liquids can both Water as well as organic solvents, Mixtures of organic solvents and mixtures comprising water and organic solvents. In all cases can Buffers, salts, acids, Bases or modifiers, such as ion-pair reagents, in be present in any concentration in the liquid. Preferably the concentration is 10 mmolar to 2 molar relative to one liter of liquid. Preferably, the substrate to be bound is in aqueous form, for example as body fluid.

Zur Prüfung der Bindung bzw. des Bindungsverhaltens des Substrats an das Sorbens können die bekannten Verfahren und Methoden herangezogen werden. Unter Bindung zwischen Sorbens und Substrat wird dabei vorzugsweise die nicht-kovalente Bindung verstanden.to exam the binding or binding behavior of the substrate to the sorbent can the known methods and methods are used. Under Binding between sorbent and substrate is preferably the non-covalent Bond understood.

Unter nicht-kovalenter Bindung sind dabei vorzugsweise die eingangs beschriebenen Wechselwirkungen zu verstehen.Under Non-covalent bond are preferably those described above To understand interactions.

Es ist jedoch auch möglich, dass das mindestens eine Substrat kovalent-reversibel oder kovalent-irreversibel an das mindestens eine Sorbens gebunden wird.It but it is also possible that the at least one substrate is covalently reversible or covalently irreversible to which at least one sorbent is bound.

Vorzugsweise eignen sich in Stufe (iv) zur Prüfung der Bindungsstärke des mindestens einen zweiten Substrats an das mindestens eine Sorbens der Stufe (iii) chromatographische Verfahren und Auswertungsmethoden. Insbesondere zu nennen sind säulenchromatographische Verfahren, beispielsweise die bekannte HPLC-Methode. Das mindestens eine Sorbens wird hierbei als stationäre Phase der Säule verwendet. Aus der Reihenfolge der eluierten Substrate kann unmittelbar auf deren Bindungsstärke an das jeweils verwendete Sorbens geschlossen werden. Das am stärksten gebundene Substrat wird zuletzt eluiert.Preferably are suitable for testing in step (iv) the bond strength the at least one second substrate to the at least one sorbent the stage (iii) chromatographic methods and evaluation methods. Particular mention should be made of column chromatographic Method, for example, the known HPLC method. That at least a sorbent is used here as the stationary phase of the column. From the order of the eluted substrates can directly on their bond strength be closed to the particular sorbent used. The most bound Substrate is eluted last.

Es können Frontalanalysen durchgeführt werden, bei der verdünnte Lösungen des zu trennenden Substratgemischs kontinuierlich auf die stationäre Phase aufgegeben werden. Das am stärksten gebundene Substrat kann so von den weniger stark gebundenen unterschieden werden, da letztere zuerst im Eluat erscheinen.It can Frontal analyzes performed be diluted at the solutions of the substrate mixture to be separated continuously to the stationary phase be abandoned. The strongest bound substrate can thus be distinguished from the less bound since the latter first appear in the eluate.

Aber auch die bekannten Elutionstechniken sind durchführbar, wobei relativ konzentrierte Lösungen des Substratgemischs auf den Säulenkopf aufgegeben und dann mit einem Fließmittel eluiert werden. Die schwach gebundenen Substrate erscheinen zuerst im Eluat. Das am stärksten gebundene Substrat kann dann gegebenenfalls auch durch Verwendung eines stärker eluierenden Fließmittels vom Sorbens desorbiert werden.But The known elution techniques are feasible, with relatively concentrated Solutions of the Substrate mixture on the column head abandoned and then eluted with a flow agent. The weak bound substrates appear first in the eluate. The most bound Substrate can then optionally also by using a more eluting flow agent be desorbed by the sorbent.

Vorteilhaft kann auch die Mikrocalorimetrie eingesetzt werden. Hierbei wird die bei der Bindung des Substrats an das Sorbens frei werdende Adsorptionswärme gemessen.Advantageous Microcalorimetry can also be used. This is measured the adsorption heat released in the binding of the substrate to the sorbent.

Eine weitere vorteilhaft anwendbare Methode ist die Surface Plasmon Resonance-Methode, bei der die Resonanzfrequenz anregbarer Elektronen bestimmt wird, die von den physikalischen Eigenschaften der Grenzschicht von Substrat und Sorbens, also auch der Bindungsstärke, abhängig ist.Another favorably applicable method is the Surface Plasmon Resonance method, which determines the resonant frequency of excitable electrons, which depends on the physical properties of the electrons Boundary layer of substrate and sorbent, including the bond strength, is dependent.

Vorteilhaft kann auch als Prüfmethode Fluoreszenz-Labeling zum Einsatz kommen, wobei die mit einem fluoreszierende Farbstoff markierten Substrate nur dann fluoreszieren, wenn sie mit dem komplementären Rezeptor wechselwirken.Advantageous can also be used as a test method Fluorescence labeling are used, with a fluorescent Dye-labeled substrates fluoresce only when they with the complementary Receptor interact.

Eine weitere Methode ist die Enzyme Linked Immunosorbent Assay-Methode (Elisa), bei der beispielsweise Antigene, die an das Sorbens gebunden sind, durch Behandeln mit Immunreagenzien nachgewiesen werden können. Auch kompetitive und nicht-kompetitive Assays sind einsetzbar, darunter Radioassays.A Another method is the Enzyme Linked Immunosorbent Assay method (Elisa), for example, in which antigens bound to the sorbent can be detected by treatment with immunoreagents. Also Competitive and non-competitive assays can be used, including Radio assays.

Demgemäß ist diese Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zur Prüfung der Bindungsstärke des Substrats an das Sorbens in Stufe (iv) ein Verfahren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Chromatographie, Mikrocalorimetrie, Surface Plasmon Resonance, Fluoreszenz-Labeling, kompetitive und nicht-kompetitive Assays, darunter Radioassay und Elisa verwendet wird.Accordingly, this is embodiment the invention characterized in that for testing the bond strength of the Substrate to the sorbent in step (iv) a method selected from the group comprising Chromatography, Microcalorimetry, Surface Plasmon resonance, fluorescence labeling, competitive and non-competitive Assays including Radioassay and Elisa are used.

Aus der Bindungsstärke kann eine Aussage getroffen werden, welches der Sorbentien beziehungsweise welche der darauf aufgebrachten Gruppen für die Bindung des Substrats verantwortlich sind. Diese Methode erlaubt somit, das betreffende Substrat zu isolieren, zu identifizieren und zu charakterisieren. Damit ist die Validierung von Funktion und Eigenschaften des Substrats möglich.Out the bond strength a statement can be made as to which of the sorbents or which of the groups applied thereto for binding the substrate are responsible. This method thus allows the relevant Isolate, identify and characterize substrate. This is the validation of function and properties of the substrate possible.

Demzufolge ist das Verfahren zur selektiven Bindung besagten Substrats auch dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich die Stufe (v) umfasst:

• (v) Isolierung des mindestens einen zweiten Substrats.

Accordingly, the method for selectively binding said substrate is also characterized by additionally comprising the step (v):

• (v) isolating the at least one second substrate.

Weiter ist das Verfahren zur selektiven Bindung besagten Substrats auch dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich die Stufe (vi) umfasst:

• (vi) Charakterisierung und Identifizierung des mindestens einen zweiten Substrats.

Further, the method for selectively binding said substrate is also characterized by additionally comprising the step (vi):

• (vi) characterization and identification of the at least one second substrate.

Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Sorbentien eigenen sich insbesondere zur selektiven Bindung von natürlichen Substraten oder natürlichen Wirkstoffen sowie synthetischer Wirkstoffe. Diesen Substraten und Wirkstoffen ist gemeinsam, dass sie einen Pharmakophor besitzen, also eine räumliche Anordnung von Gruppen, die die Grundlage für die biologische Wirkung in lebenden Organismen bilden. Der Pharmakophor verankert den Wirkstoff in der Bindetasche des natürlichen Rezeptors. Der Pharmakophor ist an ein Gerüst, das in der angelsächsischen Literatur auch als scaffold bezeichnet ist, verankert.The Sorbents produced by the new process are particularly suitable for the selective binding of natural Substrates or natural Active ingredients and synthetic agents. These substrates and Agents have in common that they have a pharmacophore, So a spatial Arrangement of groups that form the basis for the biological effect in form living organisms. The pharmacophore anchors the drug in the binding pocket of the natural Receptor. The pharmacophore is attached to a scaffold that is in the Anglo-Saxon Literature also referred to as scaffold is anchored.

Natürliche Substrate und Wirkstoffe umfassen vorzugsweise Aminosäuren, Oligopeptide, Nukleotide, Nukleoside, Proteine, Glukoproteine, Antigene, Antigen-Determinanten, Antikörper, Kohlenhydrate, Enzyme, Co-Enzyme, Fermente, Hormone, Alkaloide, Glykoside, Steroide, Vitamine, Metabolite, Viren, Mikroorganismen, Inhaltstoffe pflanzlicher und tierischer Gewebe, Zellen, Zellfragmente, Zellkompartimente, Zellaufschlüsse, Lectine, Flavyliumverbindungen, Flavone und Isoflavone.Natural substrates and agents preferably include amino acids, oligopeptides, nucleotides, nucleosides, Proteins, glucoproteins, antigens, antigenic determinants, antibodies, carbohydrates, enzymes, co-enzymes, Ferments, hormones, alkaloids, glycosides, steroids, vitamins, metabolites, Viruses, microorganisms, ingredients of plant and animal origin Tissues, cells, cell fragments, cell compartments, cell digests, lectins, Flavylium compounds, flavones and isoflavones.

Im Rahmen der Erfindung ist es besonders interessant, natürliche Rezeptoren und Enzyme oder sonstige Proteine mit pharmakologischer Wirksamkeit zu zerlegen, erfindungsgemäß mit ihrer Hilfe eine Kollektion von Sorbentien zu erstellen und erfindungsgemäß zu verwenden. Derartige Rezeptoren sind vorzugsweise intrazelluläre oder membranständige Proteine, die synthetische oder natürliche Wirkstoffe zu binden vermögen.in the Within the scope of the invention, it is particularly interesting natural receptors and enzymes or other proteins with pharmacological activity to dissect, according to the invention with their Help to create a collection of sorbents and to use according to the invention. Such receptors are preferably intracellular or membrane-bound Proteins that bind to synthetic or natural agents capital.

Intrazelluläre Rezeptoren können aus Zytoplasma und aus Zellkernen erhalten werden. Solche Rezeptoren bzw. Sorbentien, die mindestens zwei bindende Gruppen dieser Rezeptoren enthalten, können zur selektiven Bindung von Steroidhormonen, wie Glucocorticoiden, Mineralocorticoiden, Androgenen, Estrogenen, Gestagenen, Vitamin-D-Hormonen, sowie von Retinoiden oder Schilddrüsenhormonen verwendet werden.Intracellular receptors can obtained from cytoplasm and from cell nuclei. Such receptors or sorbents containing at least two binding groups of these receptors can contain for the selective binding of steroid hormones, such as glucocorticoids, Mineralocorticoids, androgens, estrogens, progestins, vitamin D hormones, and retinoids or thyroid hormones.

Membranständige Rezeptoren, deren bindende Gruppen erfindungsgemäß auf Sorbentien aufgebracht werden können, sind Guanin-Nukleotid-Protein-gekoppelte Rezeptoren, Ionenkanal-Rezeptoren sowie Enzym-assoziierte Rezeptoren.Membranous receptors, their binding groups according to the invention applied to sorbents can be are guanine nucleotide-protein-coupled Receptors, ion channel receptors and enzyme-associated receptors.

Zu der Gruppe der Guanin-Nukleotid-Protein-gekoppelten Rezeptoren gehören für die medikamentöse Therapie besonders wichtige Neurotransmitter-Rezeptoren, wie Adenosin- und adrenergene Rezeptoren, ATP-(P2Y-)-, Dopamin-GABA_B-, (metabotrope) Glutamat-, Histamin-, Muscarin-, Opioid- und Seroto nin-Rezeptoren. Auch Hormon- und Mediator-Rezeptoren, z. B. von Adiuretin, Glucagon, Somatostatin und Prostaglandine, zählen zu dieser Gruppe.The group of guanine nucleotide protein-coupled receptors includes particularly important neurotransmitter receptors for drug therapy, such as adenosine and adrenergic receptors, ATP (P2Y), dopamine GABA _B , (metabotropic) glutamate, Histamine, muscarine, opioid and serotonin receptors. Also hormone and mediator receptors, z. Adiuretin, glucagon, somatostatin and prostag Landine, belong to this group.

Ionenkanal-Rezepzoren umfassen ATP-(P2X-), GABA_A-, (ionotrope) Glutamat-, Glycin-, 5-HT₃- und Nicotin-Rezeptoren.Ion channel recipes include ATP (P2X), GABA _A , (ionotropic) glutamate, glycine, 5-HT ₃ and nicotine receptors.

Zu den Enzym-assoziierten Rezeptoren zählen Rezeptoren mit Tyrosinkinase-Aktivität, mit assoziierten Tyrosinkinasen, mit Guanylatcyclase-Aktivität sowie Rezeptor-Serin-/Threoninkinasen.To The enzyme-associated receptors include receptors with tyrosine kinase activity, associated with Tyrosine kinases, with guanylate cyclase activity as well as receptor serine / threonine kinases.

Synthetische Wirkstoffe umfassen vorzugsweise Pharmazeutika und Pflanzenschutzmittel.synthetic Active ingredients preferably include pharmaceuticals and crop protection agents.

Pharmazeutika sind beispielsweise Substanzen mit Wirkung auf das Nervensystem (Psychopharmaka, Schlafmittel, Analeptika, Analgetika, Lokal- und Allgemeinanästhetika, Muskelrelaxantien, Antikonvulsiva, Antiparkinsonmittel, Antimetika, ganglionär angreifende Substanzen, am Symphatikus angreifende Substanzen, am Parasympatikus angreifende Substanzen); mit Wirkung auf das Hormonsystem (Hypothalmus-, Hypophysen-, Schilddrüsen-, Nebenschilddrüsen- und Nierenhormone, Thymushormone, das Inselorgan des Pankreas-, der Nebennieren-, der Gonaden-beeinflussende Substanzen); mit Wirkung auf Mediatoren (Histamin, Serotonin, Eicosanoide, Plättchen-aktivierende Faktoren, Kinine); mit Wirkung auf das Herz-Kreislauf-System; mit Wirkung auf den Respirationstrakt (Antiasthmatika, Antitussiva, Expetorantien, Surfactant); mit Wirkung auf den Magen-Darm-Kanal (Verdauungsenzyme, Hepatika); mit Wirkung auf die Niere und ableitende Harnwege (Diuretika); mit Wirkung auf das Auge (Ophtalmika); mit Wirkung auf die Haut (Dermatotherapeutika); Substanzen zur Prophylaxe und Therapie von Infektionserkrankungen (antibakteriell wirksame Pharmaka, Antimykotika, Chemotherapeutika für Viren- und Protozoenerkrankungen, Anthelminthika); mit Wirkung auf maligne Tumoren (Antimetaboliten, Zytostatika, Topoisomerase-Hemmstoffe, Mitosehemmstoffe, zytostatisch wirksame Antibiotika, Hormone und Hormonantagonisten); mit Wirkung auf das Immunsystem und immunologisch wirksame Stoffe (Seren, Immunmodulatoren, Immunsuppressiva).pharmaceuticals are for example substances with effect on the nervous system (Psychotropic drugs, sleeping pills, analeptics, analgesics, and local and general anesthetics, Muscle relaxants, anticonvulsants, antiparkinson agents, antimetics, ganglionär attacking substances, substances affecting the symphatic, am Parasympatikus attacking substances); with effect on the hormone system (Hypothalmus, pituitary, thyroid, parathyroid and Kidney hormones, thymic hormones, the pancreatic islet organ, the Adrenal, gonadal-affecting substances); with effect on mediators (histamine, serotonin, eicosanoids, platelet-activating Factors, kinins); with effect on the cardiovascular system; With Effect on the respiratory tract (antiasthmatics, antitussives, Expetorantien, Surfactant); with effect on the gastrointestinal tract (Digestive enzymes, hepatics); with effect on the kidney and dissipative Urinary tract (diuretics); with effect on the eye (Ophtalmika); With Effect on the skin (dermatotherapeutic agents); Substances for prophylaxis and therapy of infectious diseases (antibacterial drugs, Antifungals, chemotherapeutics for viral and protozoal diseases, Anthelminthics); with effect on malignant tumors (antimetabolites, Cytostatics, topoisomerase inhibitors, mitotic inhibitors, cytostatic effective antibiotics, hormones and hormone antagonists); with effect on the immune system and immunologically active substances (serums, immunomodulators, Immunosuppressants).

Pflanzenschutzmittel sind beispielsweise Insektizide, Herbizide, Pestizide und Fungizide.Pesticides For example, insecticides, herbicides, pesticides and fungicides.

Als beispielhafte Verbindungen und Verbindungsklassen synthetischer Wirkstoffe seien genannt Phenothiazine und Phenothiazinanaloge, Butyrophenone und Diphenylbutylpiperidine, Benzamide, Benzodiazepine, Hydoxytryptophane, Coffeine, Amphetamine, Opioide und Morphine, Phetidine und Methadone, Salicyl- und Acetylsalicylsäurederivate, Arylpropionsäurederivate, Anthranilsäurederivate, Anilinderivate, Pyrazolderivate, Sulfapyridine, Hydroxychloroquin und Chloroquin, Penicillamin, N-methylierte Barbiturate und Thiobarbiturate, Dipropylessigsäuren, Hydantoine, Dopamine, Noradrenolin und Adrenolin, Mutterkornalkaloide, Carbaminsäure-Derivate, Phosphorsäureester, Belladonna-Alkaloide, Hypophthalmushormone, HVL-Hormone, Hypophysenhinterlappenhormone, Thiouracile und Mercaptoimidazole, Sulfonylharnstoffe, Histamine, Triptane, Prostaglandine, Dipyradimole, Hirudin und Hirudinderivate, Thiazide, Psoralene, Benzoylperoxid und Azeleinsäure, Vitamin A, Vitamin K, Vitamin B₁, B₂, B₆, Nicotinsäureamid, Biotin, Vitamin B₁₂, Vitamin C, Halogenverbindungen, Aldehyde, Alkohole, Phenole, N-haltige Heterocyclen, Pyrethrine und Pyrethroide, Phosphorsäureester, Thiophosphorsäureester, Carbaminsäureester, β-Lactame, Aminogylcoside, Tetracycline, Fluorchinolone, Oxazolidinone, Diaminobenzylpyrimidine, Pyrazinamide, Griseofulvin, Aziridine, Actinomycine, Anthracycline, Zytokine, monoklonale und polyklonale Antikörper. Ferner können Antigen-Determinanten, Lectine, Flavyliumverbindungen, Flavone und Isoflavone sowie Mono- und Oligosaccharide genannt werden.Phenothiazines and phenothiazine analogs, butyrophenones and diphenylbutylpiperidines, benzamides, benzodiazepines, hydroxytryptophans, coffeines, amphetamines, opioids and morphines, phytidines and methadones, salicylic and acetylsalicylic acid derivatives, arylpropionic acid derivatives, anthranilic acid derivatives, aniline derivatives, pyrazole derivatives, sulfapyridines, may be mentioned as examples of compounds and compound classes of synthetic active compounds. Hydroxychloroquine and chloroquine, penicillamine, N-methylated barbiturates and thiobarbiturates, dipropylacetic acids, hydantoins, dopamine, noradrenoline and adrenoline, ergot alkaloids, carbamic acid derivatives, phosphoric esters, belladonna alkaloids, hypophthalmic hormones, HVL hormones, pituitary pituitary hormones, thiouracils and mercaptoimidazoles, sulfonylureas, histamines , Triptans, prostaglandins, dipyradimoles, hirudin and hirudin derivatives, thiazides, psoralens, benzoyl peroxide and azelaic acid, vitamin A, vitamin K, vitamin B ₁ , B ₂ , B ₆ , nicotine acid amide, biotin, vitamin B ₁₂ , vitamin C, halogen compounds, aldehydes, alcohols, phenols, N-containing heterocycles, pyrethrins and pyrethroids, phosphoric esters, thiophosphoric acid esters, carbamic acid esters, β-lactams, aminoglycosides, tetracyclines, fluoroquinolones, oxazolidinones, diaminobenzylpyrimidines, pyrazinamides, Griseofulvin, aziridines, actinomycins, anthracyclines, cytokines, monoclonal and polyclonal antibodies. Further, antigenic determinants, lectins, flavylium compounds, flavones and isoflavones as well as mono- and oligosaccharides may be mentioned.

Die synthetischen Wirkstoffe können auch unter Verwendung natürlicher Wirkstoffe aufbereitet sein. Ferner umfasst der Begriff auch potenzielle Wirkstoffe sowie Substanzen, die Pharmakophore tragen, sowie das Gerüst (scaffold), an dem besagte Pharmakophore verankeri sind.The synthetic agents can also using natural Be prepared active ingredients. Furthermore, the term also includes potential Active substances and substances that carry pharmacophores, as well as the framework (scaffold) to which said pharmacophores are anchored.

Wie eingangs bereits erwähnt, ist das neue Verfahren zur selektiven Abtrennung besagten Substrats insbesondere dazu geeignet, Informationen darüber zu erhalten, ob ein beliebiges Substrat mit einem natürlichen Rezeptor überhaupt in Wechselwirkung treten kann. Umgekehri ist es auch möglich, unter Verwendung von z. B. allen für die Substraterkennung relevanten Gruppen Bibliotheken von synthetischen molekularen Bereichen, also Epitopen, herzustellen, deren Bestandteile jeweils zwei, drei oder auch mehr unterschiedliche Wechselwirkungstellen enthalten. Wenn man z. B. einen bekannten Wirkstoff in Kontakt mit diesen synthetischen Rezeptorbibliotheken bringt, wird eine Wahrscheinlichkeitsaussage erhalten über die Art der Bindungsstelle am natürlichen Rezeptor.As already mentioned at the beginning, is the new method for selective separation of said substrate in particular suitable for information about it to get whether any substrate with a natural Receptor at all can interact. Conversely, it is also possible under Use of z. B. all for the substrate recognition relevant groups libraries of synthetic molecular regions, ie epitopes, whose components in each case two, three or even more different interaction sites contain. If you z. B. a known drug in contact with brings these synthetic receptor libraries becomes a probability statement get over the nature of the binding site on the natural receptor.

Bei der Erfindung wird somit ein neues Komplementaritätsprinzip angewendet, das auf Seiten des Rezeptors bzw. Sorbens und auf Seiten des Substrats jeweils mindestens zwei unterschiedliche Reste von Verbindungen oder Gruppen, die in Verbindungen für die Bindung verantwortlich sind, umfassen. Vorzugsweise werden dabei die Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aminosäuren, Zucker, Nukleotide, Nukleoside, Pyrimidin- und Purinbasen.In the invention, therefore, a new principle of complementarity is used, which on the side of the receptor or sorbent and on the side of the substrate in each case comprise at least two different residues of compounds or groups which are responsible for binding in compounds. Preferably In this case, the compounds are selected from the group comprising amino acids, sugars, nucleotides, nucleosides, pyrimidine and purine bases.

Von allen möglichen Kombinationen dieser bivalenten molekularen Bereiche untereinander ist allerdings nur eine kleine Auswahl kompatibel komplementär, d. h. in ihrer Wechselwirkung energetisch günstig. Die Mehrzahl der Kombinationen ist energetisch ungünstig, z. B. alle Paarungen von hydrophoben Resten einerseits und hydrophilen Resten andererseits, oder alle Reste, die sich abstoßen.From all possible Combinations of these bivalent molecular regions with each other However, only a small selection is compatible complementary, d. H. in their interaction energetically favorable. The majority of combinations is energetically unfavorable, z. B. all pairings of hydrophobic residues on the one hand and hydrophilic On the other hand, or any residues that repel each other.

Kompatibel sind beispielsweise die Kombinationen der zur Bindung befähigten paarweisen Gruppen OH-/Phenyl- mit Amino-/Alkyl-Rest, aber nicht OH-/Phenyl- mit Alkyl-/Amino-Rest, da nur die hydrophilen OH- und Amino-Reste sowie die hydrophoben Phenyl- und Alkylreste einander binden. Weitere kompa tible Kombinationen sind beispielsweise Carboxyl-/Amino- mit Amino-/Carboxylrest sowie Imidazol-/Hydroxyl- mit Amid-/Amid-Rest. Nicht-kompatibel im Sinne dieser Betrachtung ist die Kombination Hydroxyl-/Phenyl- mit Alkyl-/Amino-Rest, da ein hydrophiler keinen hydrophoben Rest zu binden vermag.Compatible For example, the combinations of the pairwise capable of binding are Groups OH- / phenyl- with amino- / alkyl-radical, but not OH- / phenyl- with alkyl- / amino-radical, since only the hydrophilic OH and amino radicals and the hydrophobic Phenyl and alkyl radicals bind each other. Further compatible combinations Examples are carboxyl / amino with amino / carboxyl radical and imidazole / hydroxyl with amide / amide residue. Not compatible in the sense of this consideration, the combination of hydroxyl / phenyl with alkyl / amino radical, because a hydrophilic can not bind a hydrophobic residue.

Bei zwanzig natürlichen Aminosäuren ergeben sich für Dublette von Bausteinen mit jeweils mindestens einer zur Bindung befähigten Gruppe insgesamt 380 Varianten. Für eine Bibliothek, die lediglich die sinnvollen Strukturvarianten beinhaltet, braucht man allerdings wesentlich weniger dieser synthetischen Dublette von Bausteinen, die man auch als Dublett-Rezeptoren bezeichnen kann, weil bei einer Reihe von Aminosäuren die Funktionalität gleich ist, wie z. B. bei Threonin und Serin, bei Glutamin und Asparagin, bei Valin, Isoleucin und Leucin, usw.. Es ist daher im Allgemeinen ausreichend, von diesen zwanzig Aminosäuren vorzugsweise lediglich bis zu sieben zu verwenden.at twenty natural ones amino acids arise for Duplicate of building blocks, each with at least one for binding enabled Group a total of 380 variants. For a library that only The meaningful structural variants, however, you need much less of this synthetic doublet of building blocks, which can also be referred to as doublet receptors, because at one Series of amino acids which functionality is the same, such. In threonine and serine, in glutamine and asparagine, in valine, isoleucine and leucine, etc. It is therefore generally sufficient, of these twenty amino acids preferably only to use up to seven.

Da die beweglich angebrachten Rezeptorgruppen im synthetischen Rezeptor ihre Raumkoordinaten entsprechend der Anforderungen des Substrats verändern können, werden häufig für den gewünschten Bindungszweck nicht die Aminosäuren selbst mit ihren unterschiedlich langen Ketten benötigt, sondern nur das für die Wechselwirkung benötigte Prinzip. In diesem Sinn sind oftmals die Funktionen von beispielsweise Arginin, Lysin, Tryptophan und Histidin einfach durch Aminogruppen darstellbar, vorausgesetzt, es wird nur die Basenfunktion benötigt.There the movably mounted receptor groups in the synthetic receptor their spatial coordinates according to the requirements of the substrate change can, become common for the desired Binding purpose not the amino acids even with their different lengths chains needed, but only that for the interaction needed Principle. In this sense, the functions of, for example, are often Arginine, lysine, tryptophan and histidine simply by amino groups representable, provided that only the base function is needed.

Werden beispielsweise von sieben Aminosäuren lediglich vier Aminosäuren oder das Prinzip dieser Aminosäuren im Sinne der Erfindung verwendet, so ergeben sich nach Permutation insgesamt lediglich 35 verschiedene Kombinationen an Dublett-Rezeptoren.Become for example, of seven amino acids only four amino acids or the principle of these amino acids used in the context of the invention, so arise after permutation a total of only 35 different combinations of doublet receptors.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit auch eine kombinatorische Bibliothek umfassend eine Kollektion von Sorbentien mit jeweils mindestens zwei un terschiedlichen Gruppen, die zur Bindung mindestens eines Substrats mit mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen geeignet sind, wobei die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen der Sorbentien und die des mindestens einen Substrats zueinander komplementär sind.Another The invention thus also relates to a combinatorial library comprising a collection of sorbents each having at least two different groups that bind at least one Substrate with at least two different groups suitable are, each having at least two different groups the sorbents and the at least one substrate to each other complementary are.

Diese kombinatorische Bibliothek ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen der Sorbentien und die mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen des mindestens einen Substrats ausgewählt sind unter Gruppen, die Bestandteile unterschiedlicher Aminosäuren, Zucker, Nukleotide, Nukleoside, Pyrimidin- oder Purinbasen sind.These combinatorial library is preferably characterized that the at least two different groups of sorbents and the at least two different groups of the at least a substrate selected are among groups that contain components of different amino acids, sugars, Nucleotides, nucleosides, pyrimidine or purine bases.

In einer weiteren Ausführungsform ist die kombinatorische Bibliothek dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Sorbentien die Stufen (i) und (ii) umfasst:

• (i) Ermittlung von mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen, die zur Bindung eines ersten synthetischen oder natürlichen Substrats an ein Sorbens befähigt sind,
• (ii) Aufbringen jeweils mindestens zweier unterschiedlicher zur Bindung mit einem zweiten synthetischen oder natürlichen Substrat befähigten Gruppen auf jeweils einen Träger unter Bildung mindestens eines Sorbens, wobei es sich bei den Gruppen um Gruppen handelt, die zu denen der Stufe (i) gleich oder komplementär sind, und das zweite Substrat der Stufe (ii) gleich oder verschieden vom ersten Substrat gemäß Stufe (i) ist.

In a further embodiment, the combinatorial library is characterized in that the preparation of the sorbents comprises steps (i) and (ii):

• (i) determining at least two different groups capable of binding a first synthetic or natural substrate to a sorbent,
• (ii) applying at least two different groups capable of binding to a second synthetic or natural substrate to a support to form at least one sorbent, said groups being groups identical or complementary to those of step (i) and the second substrate of step (ii) is the same or different from the first substrate of step (i).

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch ein Sorbens-Substrat-Komplex, der bei der selektiven Abtrennung des Substrats erhalten wird. Dieser Sorbens-Substrat-Komplex umfasst mindestens ein Sorbens mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen und mindestens ein Substrat mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen, wobei die zur Bindung befähigten Gruppen des mindestens einen Sorbens und die des mindestens einen Substrats zueinander komplementär sind.One Another subject of the invention is also a sorbent-substrate complex, obtained in the selective separation of the substrate. This Sorbent-substrate complex includes at least one sorbent with at least two different ones capable of binding Groups and at least one substrate with at least two different capable of binding Groups, wherein the groups capable of binding of at least a sorbent and that of the at least one substrate to each other complementary are.

Vorzugsweise umfassen die mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen des mindestens einen Sorbens und die mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen des mindestens einen Substrats unterschiedliche Gruppen, die Bestandteil von Aminosäuren, Zuckern, Nukleotiden, Nukleosiden, Pyrimidin- oder Purinbasen sind.Preferably comprise at least two different groups of at least a sorbent and the at least two different groups of the at least one substrate different groups, the component of amino acids, Sugars, nucleotides, nucleosides, pyrimidine or purine bases.

Im Sorbens-Substrat-Komplex besteht die Bindung zwischen dem mindestens einen Sorbens und Substrat in einer nicht-kovalenten, kovalent-reversiblen oder kovalent-irreversiblen Bindung. Vorzugsweise ist die Bindung nicht-kovalent reversibel.in the Sorbent Substrate Complex is the bond between the at least a sorbent and substrate in a non-covalent, covalently-reversible or covalently irreversible binding. Preferably, the bond is non-covalently reversible.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung des neuen Verfahrens zur selektiven Bindung eines Substrats an Sorbentien durch mindestens bivalente Bindung und die Verwendung der kombinatorischen Bibliothek.One Another object of the invention is the use of the new Method for selectively binding a substrate to sorbents by at least bivalent binding and the use of combinatorial Library.

Eine Verwendungsmöglichkeit besteht in der Detektion von Rezeptor-Wirkstoff-Wechselwirkungen sowie dem Wirkstoff-Screening.A possible use consists in the detection of receptor-drug interactions and drug screening.

Vorzugsweise werden für die Detektion von Rezeptor-Wirkstoff-Wechselwirkungen sowie für das Wirkstoff-Screening die oben aufgeführten Wirkstoffe bzw. Wirkstoffklassen eingesetzt.Preferably be for the detection of receptor-drug interactions as well as for drug screening the ones listed above Active ingredients or classes of active substances used.

Auch für die Entwicklung neuer Wirkstoffkandidaten (Leadsubstanzen) kann die Erfindung vorteilhaft verwendet werden. Diese Leadsubstanzen können bezüglich ihrer Wirkung, Selektivität, Bioverfügbarkeit, Pharmakokinetik und Toxizität unter Verwendung des neuen Verfahrens bzw. der kombinatorischen Bibliothek optimiert werden.Also for the Development of new drug candidates (Leadsubstanzen), the Invention can be used advantageously. These Leadsubstanzen can respect their Effect, selectivity, Bioavailability, pharmacokinetics and toxicity using the new method or the combinatorial Library to be optimized.

Dabei ist es auch denkbar, dass Wirkstoffkandidaten nur mit einem Abschnitt der biologischen Bindungsstelle in Wechselwirkung treten. Durch Kombination und Verbindung von mindestens zwei solchen Wirkstoffkandidaten, die an wenigstens zwei Abschnitten der biologischen Bindungsstelle binden, kann man auf einfache Weise neue Wirkstoffe finden. Diese Wirkstoffsuche funktioniert auch unter Verwendung einer hochparallelisierter Verfahrensdurchführung.there It is also conceivable that drug candidates only with a section interact with the biological binding site. By Combination and combination of at least two such drug candidates, at least two sections of the biological binding site bind, you can easily find new agents. These Agent search also works using a highly parallelized Process implementation.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit liegt in der Trennung stereoisomerer und strukturisomerer Verbindungen.A further application possibility lies in the separation of stereoisomeric and structurally isomeric compounds.

Ferner ist die Reinigung und/oder Trennung von Substraten und Substratgemischen möglich.Further is the cleaning and / or separation of substrates and substrate mixtures possible.

Vorzugsweise erfolgt die Reinigung und/oder Trennung durch chromatographische Methoden. Als weitere geeignete Methoden können Elektrophorese, Elektrofokusierung, Flachgelelektrophorese, Parallelchromatographie, parallele Flashchromatographie und Kapillartechniken genannt werden. Bei ausreichend hoher Selektivität kann ein Substrat auch direkt aus dem gelösten Gemisch durch Zugabe des Sorbens adsorbiert, ausgerührt und in Form eines Sorbens-Substrat-Kompexes abfiltriert werden.Preferably the purification and / or separation takes place by chromatographic Methods. As further suitable methods electrophoresis, electro-focussing, Flat gel electrophoresis, parallel chromatography, parallel flash chromatography and capillary techniques. At sufficiently high selectivity, a Substrate also directly from the dissolved Mixture adsorbed by addition of the sorbent, stirred and in the form of a sorbent substrate complex be filtered off.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten bestehen in der Entfernung von Schadstoffen und Abbauprodukten aus Stoffgemischen, wobei die Substanzen auch in sehr niedriger Konzentration vorliegen können.Further applications persist in the removal of pollutants and degradation products Substance mixtures, the substances also in very low concentration may be present.

Vorzugsweise können Schadstoffe und Abbauprodukte aus Körperflüssigkeiten, wie Blut, abgetrennt werden. Solche Schadstoffe und Abbauprodukte liegen beispielsweise bei Vergiftungen, als Stoffwechselprodukte oder Metabolite vor. Sie können biogener Natur sein und im Körper selbst gebildet, diesem aber auch von außen zugeführt worden sein, beispielsweise über die Haut, über die Mund schleimhäute oder durch Injektion, beispielsweise in die Blutbahn. Zu Schadstoffen und Abbauprodukten sind auch Schlangengifte und Rauschmittel zu zählen.Preferably can Pollutants and degradation products from body fluids, such as blood, are separated. Such pollutants and degradation products are for example poisoning, as metabolites or metabolites. You can biogener Be nature and in the body itself formed, but this has also been supplied from outside, for example on the Skin, over the mouth mucous membranes or by injection, for example into the bloodstream. To pollutants and degradation products are also snake venoms and intoxicants too counting.

Vorzugsweise können die neuen Sorbentien in Dialyseeinrichtungen eingesetzt werden.Preferably can the new sorbents are used in dialysis facilities.

Ferner ist die Entfernung von Schadstoffen aus Lösungsmitteln, aus Prozesswässern und aus Prozessen zur Lebensmittelherstellung möglich.Further is the removal of pollutants from solvents, from process waters and from processes for food production possible.

Mit Hilfe der Erfindung können auch pharmakokinetische Untersuchungen, insbesondere zur Metabolisierung und Bioverfügbarkeit durchgeführt werden.With Help the invention can also pharmacokinetic studies, especially for metabolism and bioavailability carried out become.

Das neue Verfahren zur selektiven Bindung kann auch vorteilhaft zur Abreicherung dynamisch kombinatorischer Bibliotheken verwendet werden. Hierbei wird zweckmäßigerweise so vorgegangen, dass aus einer Mischung, die neben einer Vielzahl von Edukten auch gewünschtes Substrat, vorzugsweise einen Wirkstoff, enthält, letzteres im Sinne der Erfindung abgetrennt wird. Daraufhin wird sich in der Mischung das Gleichgewicht unter Bildung weiteren Substrats neu einstellen. Der Vorgang der Abtrennung wird dann so lange wiederholt, bis kein Substrat mehr gebildet wird.The novel selective bonding method can also dynamically combine to deplete it dynamically natoric libraries. In this case, it is expedient to proceed from a mixture which, in addition to a large number of educts, also contains the desired substrate, preferably an active substance, the latter being separated in the context of the invention. As a result, the equilibrium in the mixture will re-adjust to form additional substrate. The process of separation is then repeated until no substrate is formed.

Die Erfindung soll durch die nachstehenden Beispiele erläutert werden.The The invention will be illustrated by the following examples.

Beispiel 1: Selektive Bindung N-blockierter Aminosäuren als Substrate an Sorbentien auf Basis Polyvinylamin/Kieselgel durch mindestens bivalente BindungExample 1: Selective Binding of N-blocked amino acids as substrates of sorbents based on polyvinylamine / silica gel at least bivalent binding

Es wurden die Retentionseigenschaften von acht verschiedenen Aminosäurederivaten (Substrate in Tabelle 1) an vier verschiedenen Sorbentien auf Basis Polyvinylamin/Kieselgel (Sorbentien in Tab. 2) untersucht, wobei als Analysenmethode die Chromatographie gewählt wurde. Die Sorbentien werden nachfolgend auch als stationäre Phasen, synthetische Rezeptoren oder auch als Rezeptoren bezeichnet, auch in den anderen Beispielen.It were the retention properties of eight different amino acid derivatives (Substrates in Table 1) based on four different sorbents Polyvinylamine / silica gel (sorbents in Tab. 2) investigated, wherein as the analytical method the chromatography was chosen. The sorbents will be subsequently also as stationary Phases, synthetic receptors or also called receptors, also in the other examples.

Bei den Aminosäurederivaten handelte es sich um Glutamin- (1-4) und Glutamat-Derivate (5-8), deren Aminogruppen jeweils mit den vier verschiedenen Schutzgruppen Acetyl- (Ac), tert.-Butyloxycarbonyl- (Boc), Benzyloxycarbonyl- (Z) sowie Fluorenylmethoxycarbonyl- (Fmoc) blockiert waren.

The amino acid derivatives were glutamine (1-4) and glutamate derivatives (5-8), the amino groups of which were each protected by the four different protecting groups acetyl (Ac), tert-butyloxycarbonyl (Boc), benzyloxycarbonyl ( Z) and Fluorenylmethoxycarbonyl- (Fmoc) were blocked.

Bei den verwendeten Rezeptor-Phasen handelte es sich um Polyvinylamin-beschichtetes, sphärisches Kieselgel mit 20 μm Partikelgröße und 1000 Å Porendurchmesser. Beim Beschichtungsvorgang entstand zunächst die Amino-Phase A. Die derivatisierten Rezeptor-Phasen B bis D wurden durch Festphasensynthese nach bekannten Methoden aus der Amino-Phase A hergestellt.

The receptor phases used were polyvinylamine-coated, spherical silica gel with 20 μm particle size and 1000 Å pore diameter. During the coating process, the amino phase A first formed. The derivatized receptor phases B to D were prepared by solid-phase synthesis by known methods from the amino phase A.

Alle Rezeptor-Phasen besaßen noch einen messbaren Gehalt an freien Aminogruppen, die im protonierten Zustand ionische Wechselwirkungen mit geeigneten anionischen Gruppen, z. B. Carboxylatgruppen, der Substrate eingehen konnten. Die Rezeptoren C und D enthielten zusätzlich einen für lipophile Wechselwirkungen geeigneten Rest.All Possessed receptor phases still a measurable content of free amino groups in the protonated State ionic interactions with suitable anionic groups, z. B. carboxylate groups, which could undergo substrates. The receptors C and D also included one for lipophilic interactions suitable residue.

Der Aminogruppengehalt der Rezeptoren wurde aus chromatographischen Durchbruchskurven mit 10 mM 4-Toluolsulfonsäure in DMF bestimmt. Die ermittelten Mengen von Aminogruppen pro Gramm Rezeptor-Phase sind in Tabelle 3 zusammengefasst.

The amino group content of the receptors was determined from chromatographic breakthrough curves with 10 mM 4-toluenesulfonic acid in DMF. The determined amounts of amino groups per gram of receptor phase are summarized in Table 3.

Als mobile Phase für die chromatographischen Untersuchungen an den Substraten 1 bis 8 wurde wässriger Tris-HCl-Puffer von pH 7,5 verwendet. Die Elution erfolgte unter isokratischen Bedingungen bei Pufferkonzentrationen von 10 bis 500 mM.When mobile phase for the chromatographic investigations on the substrates 1 to 8 became more watery Tris-HCl buffer of pH 7.5 used. The elution was carried out under isocratic conditions at buffer concentrations of 10 to 500 mM.

Als Maß für die Stärke der Wechselwirkung zwischen Substrat und Rezeptor in den jeweiligen Pufferlösungen wurde die anlagenunabhängige, relative Elutionsgrösse k' (Kapazitätsfaktor) verwendet. Sie berechnet sich aus der Differenz aus Elutionsvolumen am Peakmaximum und Säulentotvolumen, dividiert durch das Säulentotvolumen, wie in nachfolgender Gleichung dargestellt:

As a measure of the strength of the interaction between substrate and receptor in the respective buffer solutions, the plant-independent, relative elution size k '(capacity factor) was used. It is calculated from the difference between the elution volume at the peak maximum and the column dead volume divided by the column dead volume, as shown in the following equation:

Die k'-Werte der Substrate in 10 bzw. 50 mM Tris-HCl-Puffer sind in den Tabellen 4 und 5 zusammengestellt.

The k 'values of the substrates in 10 or 50 mM Tris-HCl buffer are summarized in Tables 4 and 5.

Der Vergleich der k'-Werte innerhalb und zwischen den Tabellen 4 und 5 lieferte folgende Beobachtungen und Interpretationen der Beobachtungen:Of the Comparison of k'-values within and between Tables 4 and 5 provided the following observations and interpretations of the observations:

1. Beobachtung:1st observation:

Die acetylierte Rezeptor-Phase B (ND 03001#2) band selbst bei der niedrigsten Pufferkonzentration keines der Substrate in nennenswertem Maße (k' ≤ 1,6).The acetylated receptor phase B (ND 03001 # 2) bound even at the lowest Buffer concentration of none of the substrates appreciably (k '≤ 1.6).

Interpretation der Beobachtung: Interpretation of observation:

Dieser Rezeptor enthält nur noch sehr wenige Aminogruppen für mögliche ionische Wechselwirkungen mit den Carboxylatgruppen der Substrate. Weder die Acetylgruppen noch die Polyvinylaminketten der Rezeptor-Phase sind in der Lage nennenswerte lipophile Wechselwirkungen einzugehen.This receptor contains only very few amino groups for possible ionic interactions with the carboxylate groups of the substrates. Neither the acetyl groups nor the polyvinylamine chains of Re zeptor phase are able to enter into appreciable lipophilic interactions.

2. Beobachtung:2nd observation:

Die Substrate mit zwei Carboxylatgruppen (5-8) banden in 10 mM Puffer ca. 20 bis 40 mal stärker als die entsprechenden Substrate mit nur einer Carboxylatgruppe (1-4). In 50 mM war die Bindung der Dicarboxylate noch 10 bis 25 mal stärker als die der Monocarboxylate.The Substrates with two carboxylate groups (5-8) bound in 10 mM buffer about 20 to 40 times stronger as the corresponding substrates with only one carboxylate group (1-4). In 50 mM, the binding of the dicarboxylates was still 10 to 25 sometimes stronger than that of the monocarboxylates.

Interpretation der Beobachtung: Interpretation of observation:

Offensichtlich bestehen ionische Wechselwirkungen zwischen Carboxylatgruppen der Substrate und den Aminogruppen der Rezeptoren. Diese Wechselwirkungen führen bei Dicarboxylaten aufgrund der Bivalenz der Wechselwirkung zu sehr viel stärkerer Bindung als bei Substraten mit nur einer Carboxylgruppe. Die Amidgruppe leistet im wässrigen Medium keinen nennenswerten Bindungsbeitrag.Obviously exist ionic interactions between carboxylate groups of Substrates and the amino groups of the receptors. These interactions to lead for dicarboxylates, due to the bivalence of the interaction too much much stronger Binding as for substrates with only one carboxyl group. The amide group Performs in watery Medium no significant binding contribution.

3. Beobachtung: 3rd observation:

Mit Erhöhung der Pufferkonzentration von 10 auf 50 mM verringerten sich die Bindungsstärken, bei Monocarboxylaten um einen Faktor von etwa vier, bei Dicarboxylaten um einen Faktor von etwa zehn.With increase In the buffer concentration from 10 to 50 mM, the binding strengths decreased with monocarboxylates by a factor of about four, for dicarboxylates by one factor from about ten.

Interpretation der Beobachtung: Interpretation of observation:

Auch dieses Ergebnis erklärt sich aus ionischen Wechselwirkungen, die bei höherer Pufferkonzentration geschwächt werden. Die Schwächung resultiert offenbar aus der Konkurrenz der Puffersalze mit den Carboxylatgruppen der Substrate um die Ammoniumgruppen des Rezeptors. Bei der starken Bindung der Substrate 5-8 wirkt sich die Konkurrenz der Puffersalze stärker aus, da zwei Carboxylatgruppen davon betroffen sind.Also explains this result from ionic interactions that are weakened at higher buffer concentrations. The weakening apparently results from the competition of the buffer salts with the carboxylate groups the substrates around the ammonium groups of the receptor. At the strong Bonding of substrates 5-8 affects the competition of buffer salts stronger from, since two carboxylate groups are affected.

4. Beobachtung: 4. observation:

Bei sonst identischen Substraten nahmen die k'-Werte mit der Größe des organischen Restes der N-Schutzgruppe drastisch zu. Die Größe dieses Bindungszuwachses war unabhängig von der Pufferkonzentration.at otherwise identical substrates, the k 'values increased with the size of the organic residue of the N-protecting group drastically too. The size of this Binding gain was independent from the buffer concentration.

Interpretation der Beobachtung: Interpretation of observation:

Damit ist gezeigt, dass neben den ionischen Wechselwirkungen zwischen den Carboxylatgruppen der Substrate und den Ammoniumgruppen der Rezeptoren zusätzlich lipophile Wechselwirkungen zwischen Substrat und Rezeptor vorhanden sind. Aus diesem Grunde wirkt sich die Bindungsverstärkung beim Übergang von kleinen zu großen organischen Resten in der N-Schutzgruppe besonders auf den Rezeptor-Phasen C und D aus, deren Rezeptorgruppen für lipophile Wechselwirkungen besonders geeignet sind.In order to is shown that in addition to the ionic interactions between the carboxylate groups of the substrates and the ammonium groups of the Additional receptors lipophilic interactions between substrate and receptor present are. For this reason, the binding enhancement affects the transition from small to big organic radicals in the N-protecting group especially on the receptor phases C and D, their receptor groups for lipophilic interactions are particularly suitable.

Fazit: Conclusion:

Mit den oben beschriebenen Experimenten ließ sich klar nachweisen, dass die synthetischen Rezeptoren gleichzeitig zwei oder drei bindende Wechselwirkungen mit entsprechenden Substrate eingehen können, vorausgesetzt Rezeptor und Substrat sind hinsichtlich ihrer funktionellen Gruppen entsprechend komplementär ausgestattet.With The experiments described above clearly demonstrated that the synthetic receptors simultaneously bind two or three May interact with corresponding substrates, provided Receptor and substrate are in terms of their functional groups correspondingly complementary fitted.

Daraus kann gefolgert werden, dass durch Design eines entsprechend zu einer Zielsubstanz komplementären Rezeptors sich Begleitsubstanzen oder Nebenprodukte leicht abtrennen lassen. Das Maß für die Durchführbarkeit der Trennung ist der Quotient aus den k'-Werten, die Selektivität alpha, die in nachstehender Formel angegeben ist.
Selektivität: alpha = k₂'/k₁' Mit der Benzyl-Amino-Rezeptor-Phase D beispielsweise betrug alpha etwa 25 (263/9,7) für die chromatographische Trennung von Z-Gln (3) und Z-Glu (7) mit 10 mM Tris-HCl-Puffer (pH 7,5) als mobiler Phase.It can be concluded that by design of a corresponding to a target substance receptor complementary substances or by-products can be easily separated. The measure of the feasibility of the separation is the quotient of the k'-values, the selectivity alpha, which is given in the following formula.
Selectivity: alpha = k ₂ '/ k ₁ ' For example, with the benzyl-amino receptor phase D alpha was about 25 (263 / 9.7) for the chromatographic separation of Z-Gln (3) and Z-Glu (7 ) with 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) as the mobile phase.

Es konnte somit gezeigt werden, dass ein quantifizierbarer Zusammenhang bestand zwischen den jeweils gezielt eingebrachten Molekülresten und den Bindungsstärken.It could thus be shown to be a quantifiable connection existed between each targeted introduced molecule residues and the bond strengths.

Beispiel 2: Bindung des Flavanons Naringenin als Substrat an Rezeptor-Phasen der Firma instAction durch mindestens bivalente BindungExample 2: Binding of the Flavanone's naringenin as a substrate at the company instAction receptor phases by at least bivalent bond

Die Wechselwirkung zwischen Naringenin (1) und sieben verschiedenen Rezeptor-Phasen der Firma instrAction- (Tab. 6 und 7) wurde in Acetonitril als Lösemittel gemessen. Für diese Messungen wurde die direkte Methode der Gleichgewichtsbestimmung im sog. „Rührbecherversuch" angewendet.The interaction between naringenin ( 1 ) and seven different receptor phases of the company instrAction- (Table 6 and 7) was measured in acetonitrile as a solvent. For these measurements, the direct method of equilibrium determination was used in the so-called "mixing bowl test".

Für die Rührbecherversuche wurden genau gewogene Mengen Rezeptor-Phase (je ca. 100 – 300 mg) in genau gemessenen Volumina Lösemittel (15 mL) suspendiert. Diesen Suspensionen wurden portionsweise genau gemessene Naringeninmengen (z. B. 1,0 mL einer 10 mM Lösung in Acetonitril) zugesetzt. Das Narin genin verteilte sich zwischen der Rezeptor-Phase und dem Lösemittel unter Einstellung eines dynamischen Gleichgewichts.For the stirring cup experiments exactly weighed amounts of receptor phase (about 100 - 300 mg each) were added in precisely measured volumes of solvent (15 mL). These suspensions were portionwise exactly Measured naringenin levels (eg, 1.0 mL of a 10 mM solution in Acetonitrile). The narin genin was distributed between the Receptor phase and the solvent under adjustment of a dynamic equilibrium.

Die Lage des Gleichgewichts ließ sich dann exakt ermitteln, indem man die Naringenin-Konzentration im Lösemittel per Hochleistungsflüssigkeits-Chromatographie (HPLC) bestimmte. Hierbei erhielt man direkt die Stoffmenge des Naringenins in der flüssigen Phase (Acetonitril). Die Stoffmenge des Naringenins an der Rezeptor-Phase berechnete sich als Differenz zwischen zugefügtem Naringenin und in Lösung befindlichem Naringenin. Bei jedem Rührbecherversuch wurde das Gleichgewicht mit steigender Naringeninkonzentration im System mehrfach (6–12 mal) ermittelt. Die dabei eingetretenen Naringenin- und Lösemittelzugaben sowie entnahmen wurden sorgfältig bilanzieri und bei der Stoffmengenberechnung berücksichtigt.The position of the equilibrium could then be determined exactly by determining the naringenin concentration in the solvent by high performance liquid chromatography (HPLC). This gave directly the amount of naringenin in the liquid phase (acetonitrile). The amount of naringenin at the Re zeptor phase was calculated as the difference between added naringenin and dissolved naringenin. In each beaker experiment, the equilibrium was determined several times (6-12 times) with increasing naringenin concentration in the system. The resulting naringenin and solvent additions and withdrawals were carefully accounted for and taken into account in the substance quantity calculation.

Bei jeder Gleichgewichtseinstellung erhielt man einen Punkt auf der Adsorptionsisothermen (Auftragung rezeptorgebundenes Naringenin [RS] gegen Naringenin in Lösung [S]). Unter Verwendung des Langmuir-Modells für Adsorptionsisothermen wurden die Gleichgewichtskonstanten für die Assoziation (K_A) und die maximale Beladbarkeit (R₀) durch nichtlineare Regression berechnet.
Langmuir-Isotherme: [RS] = [R₀] × [S]/(1/K_A + [S])At each equilibration, a point was obtained on the adsorption isotherms (plot of receptor-bound naringenin [RS] versus naringenin in solution [S]). Using the Lang For adsorption isotherms, the equilibrium constants for the association (K _A ) and the maximum loading capacity (R ₀ ) were calculated by nonlinear regression.
Langmuir isotherm: [RS] = [R ₀ ] × [S] / (1 / K _A + [S])

Bei besonders schwachen Wechselwirkungen versagte die Methode der nichtlinearen Regression. In diesen Fällen wurden K_A und R₀ durch lineare Regression aus dem Diagramm nach Scatchard ([RS]/[S] aufgetragen gegen [RS]) ermittelt.In particularly weak interactions, the method of nonlinear regression failed. In these cases K _A and R _{0 were} determined by linear regression from the Scatchard plot ([RS] / [S] plotted against [RS]).

In der Auftragung nach Scatchard stellen sich einfache Langmuir-Isothermen als Geraden dar.
Scatchard Linearisierung: [RS]/[S] = -K_A × [RS] + K_A × [R₀]In the Scatchard plot, simple Langmuir isotherms are straight lines.
Scatchard Linearization: [RS] / [S] = -K _A × [RS] + K _A × [R ₀ ]

Ein wichtiger Vorteil der Auftragung nach Scatchard ist, dass Abweichungen von der Linearität sehr leicht entdeckt werden können. Solche Abweichungen können auf Rezeptor-Phasen hindeuten, die gleichzeitig Bindestellen verschiedener Bindestärke und -anzahl aufweisen.One important advantage of applying Scatchard is that deviations from the linearity can be discovered very easily. Such deviations can indicate receptor phases that simultaneously bind to different binding strength and number.

Die Werte für die Assoziationskonstante K_A und die maximale Beladbarkeit R₀ sind in Tab. 8 dargestellt.The values for the association constant K _A and the maximum loadability R ₀ are shown in Tab. 8.

Beobachtungen und Interpretation der Beobachtungen: Naringenin konnte aufgrund seiner phenolischen Hydroxylgruppen polare Wechselwirkungen mit den primären Aminogruppen der Amino-Phase A ausbilden. Im aprotischen Lösemittel Acetonitril waren diese Wechselwirkungen gut messbar. Das Vorhandensein von starken (K_A2) und schwachen Bindestellen (K_A1) kann so gedeutet werden, dass Naringenin offenbar die Möglichkeit besitzt, mono-, bi- und trivalente polare Bindungen einzugehen, entsprechend den drei vorhandenen Phenolgruppen.Observations and interpretation of the observations: Naringenin was able to form polar interactions with the primary amino groups of amino phase A because of its phenolic hydroxyl groups. In the aprotic solvent acetonitrile these interactions were well measurable. The presence of strong (K _A2 ) and weak binding sites (K _A1 ) can be interpreted as meaning that naringenin apparently has the ability to form mono-, bi-, and trivalent polar bonds, corresponding to the three phenolic groups present.

In den Rezeptor-Phasen C, D und G sind die meisten der primären Aminogruppen von Phase A mit lipophilen Resten derivatisiert. Hätten diese Reste keinen Anteil an der Bindung des Naringenins, so müssten die Beladbarkeiten R₀ dieser Phasen sinken, entsprechend dem geringeren Aminogruppengehalt. Die Gleichgewichtskonstanten sollten etwa gleich bleiben, da die Art der Wechselwirkung sich ja nicht ändern würde. Tatsächlich stiegen die Beladbarkeiten zum Teil deutlich an, z. B. von 14,7 auf 38,5 mmol/g Phase für den Naphthoyl-derivatisierten Rezeptor (Rezeptor-Phasen A und G). Dieses Resultat kann nur mit zusätzlichen Wechselwirkungen zwischen Naringenin und den Derivatisierungsgruppen erklärt werden. Diesen drei Rezeptorgruppen gemein ist die Fähigkeit, lipophile Wechselwirkungen einzugehen. Naringenin seinerseits besitzt ebenfalls lipophile Molekülteile, um an solchen Wechselwirkungen teilzunehmen.In the receptor phases C, D and G, most of the primary amino groups of phase A are derivatized with lipophilic residues. If these residues had no part in the binding of naringenin, the loadings R _{0 of} these phases would have to decrease, corresponding to the lower amino group content. The equilibrium constants should remain about the same, since the type of interaction would not change. In fact, the loading capacity increased in part significantly, z. From 14.7 to 38.5 mmol / g phase for the naphthoyl-derivatized receptor (receptor A and G phases). This result can only be explained by additional interactions between naringenin and the derivatization groups. Common to these three receptor groups is the ability to engage in lipophilic interactions. Naringenin, in turn, also has lipophilic moieties to participate in such interactions.

Hieraus folgt, dass Naringenin mit den Rezeptor-Phasen C, D und G gleichzeitig polare Bindungen, nämlich mit den noch verbliebenen Aminogruppen, und lipophile Bindungen, mit den Rezeptorgruppen MVS, BzlO bzw. NaphCar, realisieren konnte. Bemerkenswert ist der Umstand, dass diese lipophilen Bindungen in einem organischen Lösemittel (Acetonitril) beobachtet werden konnten. Dies bedeutet, dass zwischen Naringenin und den lipophilen Rezeptorgruppen Kontakte stattfinden, die sich energetisch gegenüber einer Solvatation der lipophilen Gruppen mit einem organischen Lösemittel behaupten.From this follows that naringenin with the receptor phases C, D and G simultaneously polar bonds, namely with the remaining amino groups, and lipophilic bonds, with the receptor groups MVS, BzlO or NaphCar. Noteworthy is the fact that these lipophilic bonds in one organic solvents (Acetonitrile) could be observed. This means that between Naringenin and the lipophilic receptor group contacts take place which are energetically opposite solvation of the lipophilic groups with an organic solvent claim.

Die Assoziationskonstanten K_A mit den Rezeptor-Phasen C, D und G setzen sich demnach aus Anteilen aus polaren und lipophilen Bindungen zusammen. Die Assoziationskonstanten sind hier durchweg geringer als bei der Amino-Phase A. Offenbar sind die lipophilen Bindungen schwächer als die polaren, was wiederum darauf zurück geführt werden kann, dass das verwendeten organische Lösemittel (Acetonitril) relativ polar ist.The association constants K _A with the receptor phases C, D and G are accordingly composed of fractions of polar and lipophilic bonds. The association constants here are consistently lower than in the case of the amino phase A. Apparently, the lipophilic bonds are weaker than the polar, which in turn can be attributed to the fact that the organic solvent used (acetonitrile) is relatively polar.

Die Rezeptor-Phasen E, F und H enthalten Rezeptorgruppen, die sich sowohl an lipophilen als auch an polaren Bindungen beteiligen können – alle drei enthalten Aminogruppen, eingebettet in zum Teil ausgedehnten aromatischen Strukturen. In der Tat finden sich die beiden höchsten K_A-Werte bei den Rezeptor-Phasen E und F. Man darf annehmen, dass hier ein kooperatives Zusammenwirken der polaren und der lipophilen Bindungsanteile besonders begünstigt war, während in den Rezeptoren C, D und G lipophile Rezeptorgruppen auf Kosten von Aminogruppen eingebaut worden waren.The receptor phases E, F and H contain receptor groups that can participate in both lipophilic and polar bonds - all three contain amino groups embedded in partially extended aromatic structures. In fact, the two highest K _A values are found in the receptor phases E and F. It can be assumed that a cooperative interaction of the polar and the lipophilic binding moieties was particularly favored here, while in the receptors C, D and G lipophilic Receptor groups were incorporated at the expense of amino groups.

Fazit: In diesem Beispiel wurde gezeigt, dass ein Substrat (Naringenin) in einem Lösemittel gegenüber entsprechenden Rezeptor-Phasen verschiedene Bindungen eingehen kann. Bei geeigneter Wahl der Rezeptorgruppen in der stationären Phase können gleichzeitig polare und lipophile Wechselwirkungen zur Bindung des Substrats aktiviert werden. Entsprechend können Rezeptor-Phasen hergestellt werden, die für Bindung bestimmter Substrate oder Substratgruppen optimiert sind, indem verschiedene Bindungsmöglichkeiten gleichzeitig vorhanden sind und dadurch selektive Wechselwirkungsräume entstehen.Conclusion: In this example it was shown that a substrate (naringenin) in a solvent opposite corresponding Receptor phases can undergo different bonds. If appropriate Choice of receptor groups in the stationary phase can be polar and polar lipophilic interactions are activated to bind the substrate. Correspondingly Receptor phases are prepared for binding certain substrates or substrate groups are optimized by different bonding possibilities simultaneously are present and thereby create selective interaction spaces.

Beispiel 3: Bindung von strukturell verwandten Benzolderivaten als Substrate an eine Rezeptor-Phase der Firma instrAction durch mindestens bivalente BindungExample 3: Binding of structurally related benzene derivatives as substrates to a receptor phase the company instrAction by at least bivalent binding

Die Wechselwirkung zwischen strukturell verwandten Benzolderivaten und einer instrAction Rezeptor-Phase C (ND 02048#2, K1000-PVA-FA-2-5-Dod-MVS-100) wurde in einem unpolaren organischen Lösemittelgemisch gemessen. Neben den 4-Methylvaleriansäuregruppen (MVS) enthielt die Rezeptor-Phase C noch 0,16 mmol/g Aminogruppen. Als Lösemittel diente ein Gemisch aus Methyl-tert.-butylether/Heptan(1 Volumenteil/3 Volumenteile). In diesem unpolaren Lösemittelgemisch waren vorwiegend polare Wechselwirkungen zu erwarten und andererseits waren alle Testsubstanzen darin gut löslich.The Interaction between structurally related benzene derivatives and An instrAction Receptor Phase C (ND 02048 # 2, K1000-PVA-FA-2-5-Dod-MVS-100) was used in one non-polar organic solvent mixture measured. In addition to the 4-methylvaleric acid groups (MVS) contained the Receptor phase C still 0.16 mmol / g of amino groups. As a solvent Served a mixture of methyl tert-butyl ether / heptane (1 part by volume / 3 parts by volume). In this non-polar solvent mixture predominantly polar interactions were to be expected and on the other hand All test substances were well soluble in it.

Die Assoziationskonstanten (K_A) und maximalen Beladbarkeiten (R₀) für die Wechselwirkungen zwischen der Rezeptor-Phase und den Testsubstanzen wurden mit sogenannten „Rührbecherversuchen" ermittelt.The association constants (K _A ) and maximum loadings (R ₀ ) for the interactions between the receptor phase and the test substances were determined using so-called "stirred beaker experiments".

Für die Rührbecherversuche wurden genau gewogene Mengen Rezeptor-Phase (je ca. 200–350 mg) in genau gemessenen Volumina Lösemittel (15 mL) suspendiert. Diesen Suspensionen wurden portionsweise genau gemessene Substratmengen zugesetzt. Das Testsubstrat verteilte sich zwischen der Rezeptor-Phase und dem Lösemittel unter Einstellung eines dynamischen Gleichgewichts. Die Lage des Gleichgewichts ließ sich exakt ermitteln, indem man die Substratkonzentration im Lösemittel per Hochleistungsflüssigkeits-Chromatographie (HPLC) bestimmte. Hierbei erhielt man direkt die Stoffmenge des Substrats im Lösemittel. Die Stoffmenge des Substrats an der Rezeptor-Phase berechnete sich als Differenz zwischen zugefügtem und in Lösung befindlichem Substrat. Bei jedem Rührbecherversuch wurde das Gleichgewicht mit steigender Substratkonzentration im System mehrfach (6–12 mal) ermittelt. Die Substrat- und Lösemittelzugaben und -entnahmen wurden sorgfältig bilanziert und bei der Stoffmengenberechnung berücksichtigt.For the stirring cup experiments exactly weighed amounts of receptor phase (approximately 200-350 mg each) were added in precisely measured volumes of solvent (15 mL). These suspensions were portionwise exactly measured amounts of substrate added. The test substrate spread between the receptor phase and the solvent under setting a dynamic balance. The position of the equilibrium could be exactly Determine by the substrate concentration in the solvent by high performance liquid chromatography (HPLC). Here one received directly the substance quantity of the Substrate in the solvent. The amount of substance of the substrate at the receptor phase was calculated as difference between added and in solution located substrate. With each stirring cup attempt, the balance became with increasing substrate concentration in the system several times (6-12 times) determined. The substrate and solvent additions and withdrawals were done carefully balanced and taken into account in the substance quantity calculation.

Bei jeder Gleichgewichtseinstellung erhielt man einen Punkt auf der Adsorptionsisothermen (Auftragung rezeptorgebundenes Substrat [RS] gegen Substrat in Lösung [S]). Unter Verwendung des Langmuir-Modells für Adsorptionsisothermen wurde die Gleichgewichtskonstante für die Assoziation (K_A) und die maximale Beladbarkeit (R₀) durch nichtlineare Regression berechnet.
Langmuir-Isotherme: [RS] = [R₀] × [S)/(1/K_A + [S])At each equilibration, one point was obtained on the adsorption isotherms (plot of receptor-bound substrate [RS] versus substrate in solution [S]). Using the Langmuir model for adsorption isotherms, the equilibrium constant for association (K _A ) and maximum loading capacity (R ₀ ) was calculated by non-linear regression.
Langmuir isotherm: [RS] = [R ₀ ] × [S] / (1 / K _A + [S])

Bei besonders schwachen Wechselwirkungen versagte die Methode der nichtlinearen Regression. In diesen Fällen wurden K_A und R₀ durch lineare Regression aus dem Diagramm nach Scatchard ([RS)/[S] aufgetragen gegen [RS]) ermittelt. In der Auftragung nach Scatchard stellen sich einfache Langmuir-Isothermen als Geraden dar.
Scatchard Linearisierung: [RS]/[S] = -K_A × [RS] + K_A × [R₀]In particularly weak interactions, the method of nonlinear regression failed. In these cases K _A and R _{0 were} determined by linear regression from the diagram according to Scatchard ([RS] / [S] plotted against [RS]). The Scatchard plot is based on simple Langmuir isotherms as a straight line dar.
Scatchard Linearization: [RS] / [S] = -K _A × [RS] + K _A × [R ₀ ]

Die erhaltenen Wechselwirkungsparameter K_A und R₀ sind zusammen mit den Testsubstraten in Tabelle 9 dargestellt.The obtained interaction parameters K _A and R ₀ are shown together with the test substrates in Table 9.

Ergebnisbetrachtungen: Result considerations:

Aus Tabelle 9 ist ersichtlich, dass die Stärke der Wechselwirkung zwischen Testsubstanz und Rezeptor-Phase, repräsentiert durch die Assoziationskonstante K_A, mit der Anzahl der Substituenten am Benzolring zunahm.From Table 9 it can be seen that the strength of the interaction between test substance and receptor phase, represented by the association constant K _A , increased with the number of substituents on the benzene ring.

Benzolderivate mit nur einem Substituenten wiesen Assoziationskonstanten von unter 40 L/mol auf, Werte, die im beschriebenen Messaufbau an der Erfassungsgrenzelagen.benzene derivatives with only one substituent showed association constants of 40 L / mol on, values in the described test setup at the detection boundary layers.

Ein zweiter Substituent am Benzolring brachte eine weitere Wechselwirkungsmöglichkeit ins Testmolekül ein. Die beiden schwachen Wechselwirkungen kooperierten und ergaben Assoziationskonstanten für disubstituierte Benzolderivate, die sich näherungsweise als das Produkt der Assoziationskonstanten der monosubstituierten Benzole darstellten. Es wurden demnach K_A Werte von 400 bis 1000 L/mol erhalten.A second substituent on the benzene ring introduced a further possibility of interaction into the test molecule. The two weak interactions cooperated and yielded association constants for the di substituted benzene derivatives which approximated the product of the association constants of the monosubstituted benzenes. Accordingly, K _A values of 400 to 1000 L / mol were obtained.

Der dritte Substituent am Benzolring multiplizierte die Assoziationskonstante des disubstituierten Benzols mit seinem eigenen, relativ schwachen Wechselwirkungspotential (K_A ~ 20–40 L/mol), und man erhielt für das trisubstituierte Benzol eine Assoziationskonstante von 17722 L/mol.The third substituent on the benzene ring multiplied the association constant of the disubstituted benzene with its own relatively weak interaction potential (K _A ~ 20-40 L / mol) and gave an association constant of 17,722 L / mol for the trisubstituted benzene.

Für 4-Amino-3-nitrobenzonitril ist das Scatchard-Diagramm in 2 dargestellt.

Abb. 2: Scatchard-Diagramm für verschiedene Substratkonzentrationen [S] von 4-Amino-3-nitrobenzonitril For 4-amino-3-nitrobenzonitrile, the Scatchard diagram is in 2 shown.

Fig. 2: Scatchard diagram for different substrate concentrations [S] of 4-amino-3-nitrobenzonitrile

Darin bedeuten:In this mean:

a:a:

Bereich trivalenter Wechselwirkungen [S] = 0,0044 – 0,043 mM K_A3 = 17722 L/mol R₀₃ = 3,5 μmol/g PhaseRange of trivalent interactions [S] = 0.0044-0.043 mM K _A3 = 17722 L / mol R ₀₃ = 3.5 μmol / g phase

b:b:

Übergangsbereich trivalenter und bivalenter Bindungen [S] = 0,086 – 0,30 mM K_A2 = 2350 L/mol R₀₂ = 16 μmol/g PhaseTransition region of trivalent and bivalent bonds [S] = 0.086 - 0.30 mM K _A2 = 2350 L / mol R ₀₂ = 16 μmol / g phase

c:c:

Bereich bivalenter Wechselwirkungen [S] = 0,40 – 0,98 mM K_A1 = 855 L/mol R₀₁ = 33 μmol/g PhaseRange of bivalent interactions [S] = 0.40-0.98 mM K _A1 = 855 L / mol R ₀₁ = 33 μmol / g phase

Aus den Langmuir-Isothermen erhielt man nicht nur die Stärke der Wechselwirkung in Form der Assoziationskonstante K_A, sondern auch die Anzahl der Wechselwirkungsstellen als maximale Beladbarkeit R₀. Die maximale Beladbarkeit für die trivalente Wechselwirkung war ca. fünfmal geringer als R₀ für die bivalente Wechselwirkung. Dies ist unmittelbar verständlich, da man annehmen kann, dass in der synthetischen Rezeptor-Phase weniger Bindestellen für drei gleichzeitige Wechselwirkungen vorhanden sind als für zwei oder gar nur eine Wechselwirkung. 4-Amino-3-nitrobenzonitril konnte zusätzlich zu den trivalenten Bindestellen auch bi- und sogar monovalente Bindestellen besetzen; selbstverständlich mit den diesen Bindestellen entsprechenden geringeren Bindestärken (K_A) und höheren maximalen Beladbarkeiten (R₀).From the Langmuir isotherms not only the strength of the interaction in the form of the association constant K _{A was obtained} , but also the number of interaction sites as maximum loading capacity R ₀ . The maximum loadability for the trivalent interaction was about five times less than R ₀ for the bivalent interaction. This is immediately understandable since it can be assumed that there are fewer binding sites for three simultaneous interactions in the synthetic receptor phase than for two or even one interaction. 4-amino-3-nitrobenzonitrile could also occupy bi- and even monovalent binding sites in addition to the trivalent binding sites; of course, comply with these binding sites the lower binder strengths (K _A ) and higher maximum loadings (R ₀ ).

In 2 ist dieser Sachverhalt illustriert: Bestimmte man die Parameter K_A und R₀ mit sehr kleinen Substratkonzentrationen, so beobachtete man vorwiegend die starke, trivalente Wechselwirkung (K_A3 und R₀₃). Die schwächeren mono- und bivalenten Bindestellen wurden aus solch verdünnten Lösungen noch nicht nennenswert besetzt. Bestimmte man K_A und R₀ mit höheren Substratkonzentrationen, erhielt man die Wechselwirkungsgrößen der schwächeren und zahlreicheren bivalenten Bindestellen (z. B K_A1 und R₀₁). Starke Bindestellen waren unter diesen Substratkonzentrationen bereits gesättigt und leisteten nur noch einen konstanten Beitrag zur Adsorptionsisotherme. Monovalente Wechselwirkungen sind in 2 nicht dargestellt.In 2 This situation is illustrated: If one determines the parameters K _A and R ₀ with very small substrate concentrations, then one predominantly observed the strong, trivalent interaction (K _A3 and R ₀₃ ). The weaker mono- and bivalent binding sites were not appreciably occupied by such dilute solutions. If one determined K _A and R ₀ with higher substrate concentrations, one obtained the interaction sizes of the weaker and more numerous bivalent binding sites (eg BK _A1 and R ₀₁ ). Strong binding sites were already saturated under these substrate concentrations and only made a constant contribution to the adsorption isotherm. Monovalent interactions are in 2 not shown.

Generell beweist ein nach links ansteigender, gekrümmter Verlauf der Isothermen im Scatchard-Diagramm das gleichzeitige Vorhandensein von verschieden starken Bindestellen.As a general rule proves a rising to the left, curved course of the isotherms in the Scatchard diagram the simultaneous presence of different strong binding sites.

Fazit: Mit den dargestellten, experimentellen Ergebnissen ließ sich zeigen, dass die Rezeptor-Phase C (Struktur K1000-PVA-FA-2-5-Dod-MVS-100) sowohl starke tivalente als auch schwächere, mono- und bivalente Wechselwirkungen mit 3-Amino-4-nitrobenzonitril eingehen kann.Conclusion: With the presented, experimental results it could be shown the receptor phase C (structure K1000-PVA-FA-2-5-Dod-MVS-100) both strong equivalents and weaker, mono- and bivalent ones Interactions with 3-amino-4-nitrobenzonitrile can enter.

Substraten mit einer geringeren Anzahl von Substituenten gegenüber verhält sich die gleiche Rezeptor-Phase entsprechend, d. h. die maximale Bindestärke richtete sich nach der Anzahl der Substituenten im Substratmolekül.substrates with a smaller number of substituents compared to behaves corresponding to the same receptor phase, d. H. the maximum binding strength was correct depending on the number of substituents in the substrate molecule.

Die Stärke der Bindung konnte darüber hinaus durch die substituentenabhängige Veränderung der permanenten und induzierten Dipole des Substratmoleküls beeinflusst werden.The Strength the bond could over it addition, by the substituent-dependent change of the permanent and induced dipoles of the substrate molecule are influenced.

Beispiel 4: Bindung von Steroiden als Substrate an Rezeptor-Phasen der Firma instrAction durch mindestens bivalente BindungExample 4: Binding of Steroids as substrates at receptor phases of the company instrAction by at least bivalent binding

Die Bindung (Retention) von Estradiol und von Testosteron an eine lediglich Aminogruppen enthaltende Rezeptor-Phase A (SBV 01044 VD/4 in Säule PV 02007) und an eine mit verzweigten Alkygruppen (4-Methylvaleriansäure) zu 27 % derivatisierte Phase C (ND 02001/1 in Säule PV 02001) wurde mit Gradienten-HPLC bestimmt.The Binding (retention) of estradiol and testosterone to one only Amino group-containing receptor phase A (SBV 01044 VD / 4 in column PV 02007) and to one having branched alkyl groups (4-methylvaleric acid) 27% derivatized phase C (ND 02001/1 in column PV 02001) was determined by gradient HPLC.

Für die Gradienten-HPLC wurden folgende Bedingungen verwendet:For gradient HPLC the following conditions were used:

Neutrale Eluentien:Neutral eluents:

• Eluens A: 1 Volumenteil Dimethyformamid + 9 Volumenteile WasserEluent A: 1 part by volume Dimethyformamide + 9 parts by volume water
• Eluens B: DimethylformamidEluene B: dimethylformamide

Saure Eluentien:Acid eluents:

• Eluens A: 10 mM Trifluoressigsäure (TFA) in 1 Volumenteil Dimethyformamid-+ 9 Volumenteile WasserEluene A: 10 mM trifluoroacetic acid (TFA) in 1 part by volume Dimethyformamide + 9 volumes of water
• Eluens B: 10 mM Trifluoressigsäure in DimethylformamidEluent B: 10 mM trifluoroacetic acid in dimethylformamide
• Gradientenprofil: Für 5 Minuten konstant Eluens A mit einer Flußrate von 0,2 mL/min, dann Zumischung von B mit 2 %/min bei 0,6 mL/min bis zur vollständigen Substanzelution.Gradient profile: For 5 minutes constant eluent A with a flow rate of 0.2 mL / min, then Add B at 2% / min at 0.6 mL / min until complete substance elution.

Im Gradienten eluiert die jeweilige Substanz dann, wenn die Gibbs-Energie für den Lösungsvorgang in der mobilen Phase die Rezeptor-Substrat-Bindungsenergie gerade übertrifft. Die Gibbs-Energie ΔG der Rezeptor-Lösungsmittelwechselwirkung geht ebenfalls in die Energie-Bilanz ein: Beim Vorgang der Substratablösung (Desorption) wegen der höheren Anzahl adsorbierter kleiner Lösungsmittelmoleküle in der Regel mit einer Entropieabnahme ΔS sowie mit einer mäßig negativen Wechselwirkungsenthalpie ΔH.in the Gradients then elute the particular substance when the Gibbs energy for the Solution process in the mobile phase just exceeds the receptor-substrate binding energy. Gibbs energy ΔG the receptor-solvent interaction also enters the energy balance: during the process of substrate removal (desorption) because of the higher Number of adsorbed small solvent molecules in the Rule with an entropy decrease ΔS as well as with a moderately negative Interaction enthalpy ΔH.

Bei einer zweckmäßig aufgebauten Rezeptorphase ist während der Substratbindung (Adsorption) die Wechselwirkungsenthalpie ΔH der Lösungsmitteladsorption erheblich weniger negativ als der Beitrag der mehrvalenten Wechselwirkungsenthalpie ΔH zwischen Rezeptor und Substrat.at a purpose built Receptor phase is during substrate binding (adsorption) the interaction enthalpy ΔH of solvent adsorption significantly less negative than the contribution of the multi-valence interaction enthalpy ΔH between Receptor and substrate.

Da die betrachteten Substanzen in Wasser schlecht und in DMF gut löslich waren, war der zur Elution notwendige DMF-Gehalt der mobilen Phase ein grobes, jedoch einfach zu ermittelndes Maß, um die Bindungsstärke mehrerer Substrate gegenüber einem Rezeptor schnell zu vergleichen.There the considered substances were poor in water and readily soluble in DMF, was the necessary for the elution DMF content of the mobile phase coarse, yet easy-to-determine measure, the binding strength of several Substrates opposite to quickly compare a receptor.

Es wurde erwartet, dass sowohl Estradiol als auch Testosteron mit den Alkylgruppen der Rezeptor-Phasen lipophile Wechselwirkungen eingehen, Estradiol sollte außerdem zu einer salzartigen Phenol-Amin Bindung fähig sein. Die in Rezeptor-Phase C (ND 02001/1 in Säule PV 02001) vorliegende 4-Methylvaleriansäuregruppe sollte außerdem den lipophilen Bindungsanteil im Vergleich zur Aminophase A erheblich verstärken.It Both estradiol and testosterone were expected to be associated with the Alkyl groups of the receptor phases undergo lipophilic interactions, Estradiol should be added as well be capable of a salt-like phenol-amine bond. The in receptor phase C (ND 02001/1 in column PV 02001) present 4-methylvaleric acid group should also the lipophilic binding fraction compared to the amino acid A considerably strengthen.

Es wurde prognostiziert, dass Estradiol im Gegensatz zu Testosteron eine bivalente Bindung eingehen kann mit einem ionischen und einem lipophilen Anteil. In diesem Fall sollte Estradiol im verwendeten Lösungsmittelgradienten von der Rezeptor-Phase C erheblich später eluieren als Testosteron. Bei der Phase A waren hingegen insgesamt deutlich kürzere Retentionszeiten zu erwarten sowie geringere Unterschiede im Elutionsverhalten von Testosteron und Estradiol.It it was predicted that estradiol unlike testosterone can form a bivalent bond with an ionic and a lipophilic portion. In this case, estradiol should be used in the solvent elute from the receptor phase C much later than testosterone. In phase A, on the other hand, significantly shorter retention times were achieved to expect as well as smaller differences in the elution behavior of Testosterone and estradiol.

In Tabelle 10 ist der DMF-Anteil der mobilen Phase angegeben, der erforderlich war, um die Rezeptor-Substrat-Bindung zu brechen.In Table 10 shows the DMF content of the mobile phase required was to break the receptor-substrate bond.

1. Beobachtung: 1st observation:

Die Ergebnisse zeigten, dass Estradiol bereits auf der Aminophase A (PV 02007) stärker band als Testosteron, was auf die zusätzliche ionische Wechselwirkung zurückgeführt werden konnte. Auf der alkylierten Phase C (PV 02001) eluierte Estradiol erst bei 46,7 % DMF, was gegenüber der Grundphase eine Zunahme um 33,6 Volumenanteile darstellte. Angesichts der Elutionskraft von DMF entsprach dieses Ergebnis einer drastischen Bindungszunahme. Die Bindung von Testosteron nahm hingegen nur moderat auf 18,5 % DMF zu.The Results showed that estradiol is already on the amino acid A (PV 02007) stronger band as testosterone, suggesting the additional ionic interaction to be led back could. Estradiol eluted on the alkylated phase C (PV 02001) only at 46.7% DMF, which is opposite the base phase represented an increase of 33.6 volume percentages. in view of The elution power of DMF corresponded to this result of a drastic Binding gain. The binding of testosterone, however, took only moderate to 18.5% DMF too.

2. Beobachtung: 2nd observation:

Wie zu erwarten war, nahm die Bindung von Estradiol ab, wenn seine ionische Wechselwirkungsmöglichkeit durch Protonierung der Aminogruppen an der stationären Phase weitgehend ausgeschaltet wird, indem man der mobilen Phase 10 mM Trifluoressigsäure zufügte.As was expected to decrease the binding of estradiol when its ionic Interaction opportunity by protonation of the amino groups on the stationary phase is largely switched off by giving the mobile phase 10 mM trifluoroacetic inflicted.

Die Bindung von Testosteron wurde hingegen im sauren Medium gegenüber der Phase C mäßig verstärkt und bliebt gegenüber der Phase A unverändert. Für beide Substrate war denkbar, dass die wegen der Trifluoressigsäure im Eluens entstan denen Ammoniumgruppen des Rezeptors zusätzliche Wechselwirkungen eingehen, die dem Amin nicht zur Verfügung stehen.The Binding of testosterone, however, was in the acidic medium compared to the Phase C moderately reinforced and Remains opposite Phase A unchanged. For both Substrate was conceivable that due to the trifluoroacetic acid in the eluent which ammonium groups of the receptor undergo additional interactions, which are not available to the amine stand.

Insgesamt fiel auf, dass die Bindungsverstärkung an der Rezeptor-Phase erheblich größer ausfiel, wenn zwei unterschiedliche nicht-kovalente Wechselwirkungsarten genutzt wurden. Die Bindungsverstärkung durch Vergrößerung lediglich der lipophilen Kontaktfläche der aliphatischen Molekülteile war weniger ausgeprägt.All in all noticed that the bond reinforcement at the receptor phase turned out to be significantly larger if two different non-covalent interaction types were used. The bond reinforcement by Magnification only the lipophilic contact surface the aliphatic parts of the molecule was less pronounced.

Diese Befunde wurden weiter gestützt durch Vergleich der Retention charakteristischer Strukturelemente des Estradiol-Moleküls. Mit solchen molekularen Sonden ließen sich schnell umfangreiche HPLC-Tests durchführen. So band 2-Naphthol an Phasen vom Typ C erheblich stärker als Naphthalin und dieses wiederum besser als 1,2,3,4-Tetrahydronaphthol. Aus diesem Verhalten ließ sich wiederum der erwartete ionische Bindungsbeitrag ableiten, während eine polare Bindung der alkoholischen OH-Gruppen im wässrigen Lösungsmittel erwartungsgemäß nicht erfolgte.These findings were further supported by comparison of the retention of characteristic structural elements of the estradiol molecule. Such molecular probes quickly yielded extensive HPLC tests carry out. Thus, 2-naphthol bound much more strongly to phases of type C than naphthalene, and this in turn better than 1,2,3,4-tetrahydronaphthol. From this behavior, in turn, the expected ionic binding contribution could be derived, while a polar binding of the alcoholic OH groups in the aqueous solvent was not expected to occur.

Fazit: Conclusion:

Die bivalente Bindung von phenolischen Steroiden auf alkyl- und aminogruppenhaltigen Phasen wie C (PV 02001) war für ihre Abtrennung von nicht aromatischen Steroiden vorteilhaft. Dabei wurden unter isokratischen Trennbedingungen α-Werte (Trennselektivitäten) bis 10 erreicht.The bivalent binding of phenolic steroids to alkyl and amino groups Phases like C (PV 02001) was for their separation from non-aromatic steroids advantageous. there were under isocratic separation conditions α-values (separation selectivities) to 10 reached.

Auf dem schwach hydrophoben Ionenaustauscher A (PV 02007) war diese Trennung hingegen nicht mit zufriedenstellender Auflösung möglich.On the weakly hydrophobic ion exchanger A (PV 02007) was this Separation, however, not possible with satisfactory resolution.

Das dargestellte Prinzip lässt sich verallgemeinern zur Trennung von phenolischen Substanzen von neutralen oder basischen Aliphaten, aber auch Aromaten. Darüber hinaus können auch mehrwertige Phenole gut getrennt werden.The illustrated principle leaves generalize to the separation of phenolic substances from neutral ones or basic aliphatics, but also aromatics. Furthermore can Also, polyhydric phenols are well separated.

Beispiel 5: Bindung von Lactamen als Substrate an Rezeptor-Phasen der Firma instrAction durch mindestens bivalente BindungExample 5: Binding of Lactams as substrates at receptor phases of the company instrAction by at least bivalent binding

Die Bindung von Methyl-phenylhydantoin (MPH) 1, Diphenylhydantoin (DPH) 2 und Methyl-phenylsuccinimid 3 aus Chloroform zu einer Reihe von 80 % Aminogruppen und 14 % Benzylgruppen (Vernetzungsgrad 5 %) enthaltenden Rezeptor-Phasen (z. B. PV 99047, PV 00010) wurde mittels Frontalanalyse bestimmt.The Binding of methyl phenylhydantoin (MPH) 1, diphenylhydantoin (DPH) 2 and methyl phenylsuccinimide 3 from chloroform to a series of Containing 80% of amino groups and 14% of benzyl groups (degree of crosslinking 5%) Receptor phases (eg PV 99047, PV 00010) was determined by frontal analysis.

Hierzu wurde die in HPLC Säulen (40 × 4 mm) gepackte Rezeptor-Phase mit Substratlösungen steigender Konzentration gespült bis zum jeweiligen Sättigungsgleichgewicht. Aus der Flussrate, der Zeit bis zum Substanzdurchbruch und der Substratkonzentration lassen sich, bei bekannt konstanter Substratkonzentration [S] = [S₀], die jeweiligen Konzentrationen an gebundenem Substrat [RS] berechnen. Aus den für 10-12 Substratkonzentrationen gemessenen Durchbruchskurven konnten über die Adsorptionsisothermen bzw. die Scatchard-Diagramme die Bindungskonstanten K_A und die Sättigungskonzentration [R₀] bestimmt werden, wodurch sich die Bereiche bivalenter und monovalenter Bindung ermitteln ließen.For this purpose, the receptor phase packed in HPLC columns (40 × 4 mm) was rinsed with substrate solutions of increasing concentration up to the respective saturation equilibrium. From the flow rate, the time to substance breakdown and the substrate concentration, the respective concentrations of bound substrate [RS] can be calculated with a known constant substrate concentration [S] = [S ₀ ]. From the breakthrough curves measured for 10-12 substrate concentrations, it was possible to determine the binding constants K _A and the saturation concentration [R ₀ ] via the adsorption isotherms or the Scatchard diagrams, which allowed the determination of the ranges of bivalent and monovalent binding.

Durch die Lösungsmittelwahl wurde sichergestellt, dass im Wesentlichen polare Wechselwirkungen erfasst werden, insbesondere Wasserstoffbrückenbindungen.By the solvent choice it was ensured that essentially polar interactions were recorded be, in particular hydrogen bonds.

Typische aufgefundene Werte sind unter a) bis c) angegeben.

• a) Bindung von MPH an Poly(benzyl-N-allyl-carbamat) auf Kieselgel, 6 Schichten, vernetzt (PAA-OBzl14-2Dod, PV 99047): Bereich bivalenter Bindung: K_A = 12703 M^-1 ΔG = 5,50 kcal/mol R₀ = 12,0 μmol/g Bereich monovalenter Bindung: K_A = 221 M^-1 ΔG = 3,14 kcal/mol R₀ = 301,4 μmol/g
• b) Bindung von DPH an Poly(benzyl-N-allyl-carbamat) auf Kieselgel, 6 Schichten, vernetzt (PAA-OBzl14-2Dod, PV 00010): Bereich bivalenter Bindung: K_A = 19880 M^-1 ΔG = 5,76 kcal/mol R₀ = 4,6 μmol/g Bereich monovalenter Bindung: K_A = 201 M^-1 ΔG = 3,09 kcal/mol R₀ = 226,7 μmol/g
• c) Bindung von MPS an Poly(benzyl-N-allyl-carbamat) auf Kieselgel, 3 Schichten, vernetzt (PAA-OBzl14-2Dod, PV 99047): Bereich monovalenter Bindung: K_A = 75-78M^-1 R₀ = 96,5 – 97,4 μmol/g

Typical values found are given under a) to c).

• a) Bonding of MPH to poly (benzyl-N-allyl-carbamate) on silica gel, 6 layers, crosslinked (PAA-OBzl14-2Dod, PV 99047): range of bivalent binding: K _A = 12703 M ^-1 ΔG = 5.50 kcal / mol R ₀ = 12.0 μmol / g monovalent bond region: K _A = 221 M ^-1 ΔG = 3.14 kcal / mol R ₀ = 301.4 μmol / g
• b) Bonding of DPH to poly (benzyl-N-allyl-carbamate) on silica gel, 6 layers, crosslinked (PAA-OBzl14-2Dod, PV 00010): range of bivalent binding: K _A = 19880 M ^-1 ΔG = 5.76 kcal / mol R ₀ = 4.6 μmol / g monovalent bond region: K _A = 201 M ^-1 ΔG = 3.09 kcal / mol R ₀ = 226.7 μmol / g
• c) Binding of MPS to poly (benzyl-N-allyl-carbamate) on silica gel, 3 layers, crosslinked (PAA-OBzl14-2Dod, PV 99047): Monovalent bond area: K _A = 75-78M ^-1 R ₀ = 96 , 5 - 97.4 μmol / g

1. Beobachtung: 1st observation:

Für die beiden Hydantoine 1 und 2 (MPH und DPH) wurden in umfangreichen Messreihen für mehrere Varianten der Rezeptor-Phasen (z. B. PV 99047, PV 00010) bivalente Bindungskonstanten K_A zwischen 6000 und 23000 M^-1 ermittelt bei Sättigungsstoffmengen R₀ zwischen 3 μmol/g Phase und 12,6 μmol/g Phase. Dies deutete darauf hin, dass zwei Wasserstoffbrücken zum Amin ausgebildet werden konnten. Die monovalente Bindungskonstante lag zwischen 109 und 221 M^-1 (R₀ 239 – 301 μmol/g). Für das Succinimidderivat hingegen wurden lediglich monovalente Bindungskonstanten von 75 bis 78 M^-1 gefunden mit einem Sättigungswert R₀ von 96 μmol/g. Dies kann damit gedeutet werden, dass ein Succinimid nur eine Wasserstoffbrücke ausbilden kann, und deshalb nur zur monovalenten Bindung befähigt ist.For the two hydantoins 1 and 2 (MPH and DPH), bivalent binding constants K _A between 6000 and 23000 M ^{-1 were} determined in extensive series of measurements for several variants of the receptor phases (eg PV 99047, PV 00010) at saturation substance amounts R ₀ between 3 μmol / g phase and 12.6 μmol / g phase. This indicated that two hydrogen bonds could be formed to the amine. The monovalent binding constant was between 109 and 221 M ^-1 (R ₀ 239 - 301 μmol / g). For the succinimide derivative, on the other hand, only monovalent binding constants of 75 to 78 M ^-1 were found, with a saturation value R ₀ of 96 μmol / g. This can be interpreted as meaning that a succinimide can only form a hydrogen bond and is therefore only capable of monovalent bonding.

2. Beobachtung: 2nd observation:

Die Bindungskonstante für eine bivalente Bindung entspricht recht gut dem Produkt der Werte der kombinierten monovalenten Bindungskonstanten. Die zugehörigen monovalenten Gibbs-Energien ΔG addieren sich näherungsweise. Für eine einzelne Wasserstoffbrückenbindung einer Fünfring-Lactamgruppe wurden in Chloroform bei 25 °C Gibbs-Energien ΔG zwischen 2,5 und 3,14 kcal/mol bestimmt, für die bivalenten H-Brücken 5,06 bis 5,88 kcal/mol. Diese Werte übertreffen die anhand der Literatur für das Lösungsmittel Chloroform erwarteten Daten (MPH: K_A = 6014 M^-1, ΔG = 5,06 kcal/mol, R₀ = 3,2 μmol/g; DPH: K_A = 7171 M^-1, ΔG = 5,16 kcal/mol, R₀ = 6,9 μmol/g und K_A = 145 M^-1, ΔG = 2,90 kcal/mol, R₀ = 264,0 μmol/g).The binding constant for a bivalent bond corresponds quite well to the product of the values of the combined monovalent binding constants. The associated monovalent Gibbs energies ΔG add up approximately. Gibbs energies ΔG between 2.5 and 3.14 kcal / mol were determined in chloroform at 25 ° C for a single hydrogen bond of a five-membered lactam group, and 5.06 to 5.88 kcal / mol for the bivalent hydrogen bonds. These values exceed those expected from the literature for the solvent chloroform (MPH: K _A = 6014 M ^-1 , ΔG = 5.06 kcal / mol, R ₀ = 3.2 μmol / g, DPH: K _A = 7171 M) ^-1 , ΔG = 5.16 kcal / mol, R ₀ = 6.9 μmol / g and K _A = 145 M ^-1 , ΔG = 2.90 kcal / mol, R ₀ = 264.0 μmol / g).

Fazit: Conclusion:

Damit konnte gezeigt werden, dass eine bivalente Bindungsverstärkung auch dann auftritt, wenn auf der Substratseite und auf der Rezeptorseite jeweils zwei gleichartige komplementäre Reste (binding-site residues) miteinander in Wechselwirkung treten, ähnlich wie bei Chelateffekten. Im genannten Fall waren dies die Amidgruppen des Substrates und die Amingruppen des Rezeptors. Dabei verhielten sich die Gibbs-Energien näherungsweise additiv, die Bindungskonstanten multiplikativ. Nach diesem Prinzip lassen sich insbesondere Rezeptor-Phasen entwickeln, die sich für die Trennung von homologen Substanzen oder von Substanzen mit unterschiedlicher Wertigkeit hinsichtlich der funktionellen Gruppen (z. B. ein- bis sechswertige Alkohole wie etwa Zucker) eignen.In order to could be shown that a bivalent bond reinforcement as well then occurs when on the substrate side and on the receptor side two identical complementary residues (binding-site residues) interact with each other, similar to chelate effects. In the case mentioned, these were the amide groups of the substrate and the amine groups of the receptor. The Gibbs energies behaved approximately additively, the binding constants multiplicatively. According to this principle In particular, receptor phases can develop which are suitable for separation of homologous substances or substances with different ones Valence in terms of functional groups (eg hexahydric alcohols such as sugars).

Beispiel 6: Bindung einiger C-blockierter Aminosäuren als Substrate an Sorbentien auf Basis Polyvinylamin/Kieselgel als Sorbentien durch mindestens bivalente BindungExample 6: Binding of some C-blocked amino acids as substrates on sorbents based on polyvinylamine / silica gel as Sorbents by at least bivalent binding

Es wurden die Retentionseigenschaften von 18 verschiedenen Aminosäurederivaten (Substrate in Tabelle 11) bei der Chromatographie auf sieben verschiedenen stationären Phasen (synthetische Rezeptoren) untersucht.It were the retention properties of 18 different amino acid derivatives (Substrates in Table 11) in the chromatography on seven different stationary Phases (synthetic receptors) studied.

Bei den Aminosäurederivaten (1-18) handelte es sich um Ester des Alanins, Leucins, Prolins, Lysins, Histidins, Phenylalanins, Tyrosins und des Tryptophans. Die Ester wurden gewählt, um unerwünschte Wechselwirkungen der ionisierbaren Carboxylatfunktionen auszuschließen. Von den Methylestern erwarteten wir keinen nennenswerten Wechselwirkungsbeitrag, ganz im Gegensatz zu den Benzylestern.

The amino acid derivatives (1-18) were esters of alanine, leucine, proline, lysine, histidine, phenylalanine, tyrosine and tryptophan. The esters were chosen to eliminate undesirable interactions of the ionizable carboxylate functions. Of the methyl esters, we did not expect any significant interaction contribution, in contrast to the benzyl esters.

Bei den verwendeten Rezeptor-Phasen handelte es sich um Polyvinylamin-beschichtetes, sphärisches Kieselgel mit 20 μm Partikelgröße und 1000 Å Porendurchmesser. Beim Beschichtungsvorgang entstand zunächst die Amino-Phase A. Die derivatisierten Rezeptor-Phasen B bis K wurden durch Festphasensynthese aus der Amino-Phase A nach bekannten Methoden hergestellt. Die Phasen sind in Tab. 12 zusammengestellt.

The receptor phases used were polyvinylamine-coated, spherical silica gel with 20 μm particle size and 1000 Å pore diameter. The coating process initially gave the amino phase A. The derivatized receptor phases B to K were prepared by solid-phase synthesis from the amino phase A by known methods. The phases are listed in Tab. 12.

Als mobile Phase für die chromatographischen Untersuchungen wurde wässriger 10 mM Tris-HCl-Puffer von pH 7,5 verwendet.When mobile phase for the chromatographic assays became aqueous 10 mM Tris-HCl buffer of pH 7.5.

Als Maß für die Stärke der Wechselwirkung zwischen Substrat und Rezeptor in den jeweiligen Pufferlösungen wurde die anlagenunabhängige relative Elutionsgrösse k' (Kapazitätsfaktor) verwendet. Sie berechnet sich aus der Differenz aus Elutionsvolumen am Peakmaximum und Säulentotvolumen, dividiert durch das Säulentotvolumen.

As a measure of the strength of the interaction between substrate and receptor in the respective buffer solutions, the plant-independent relative elution size k '(capacity factor) was used. It is calculated from the difference between the elution volume at the peak maximum and the column dead volume, divided by the column dead volume.

Die k'-Werte der Substrate in 10 mM Tris-HCl-Puffer sind in Tabelle 13 zusammengestellt.

The k 'values of the substrates in 10 mM Tris-HCl buffer are summarized in Table 13.

1. Beobachtung:1st observation:

In Beispiel 1 wurden k'-Werte von Aminosäurederivaten mit Carboxylatgruppen auf Amino-Phasen untersucht. Die Monocarboxylate Ac-Gln 1 und Boc-Gln 2 aus Beispiel 1 erzielten auf einer Amino-Phase (BV 02042) k'-Werte von 9,5 und 8,8. Im vorliegenden Beispiel 6 erhielt man für einfache Monoamine wie H-Ala-OMe 1 und H-Leu-OMe 3 auf der Carboxylat-Phase I k'-Werte von 13,7 und 12,5.In Example 1 became k 'values of amino acid derivatives investigated with carboxylate groups on amino phases. The monocarboxylates Ac-Gln 1 and Boc-Gln 2 from Example 1 were obtained on an amino phase (BV 02042) k 'values of 9.5 and 8.8. In the present Example 6, simple monoamines such as H-Ala-OMe were obtained 1 and H-Leu-OMe 3 at the carboxylate phase I k 'values from 13.7 and 12.5.

Interpretation der Beobachtung:Interpretation of observation:

Beim Vertauschen der Wechselwirkungsgruppen in Substrat und Rezeptorphase ändern sich die k'-Werte nur wenig. Dies war zu erwarten, da die Stärke der Bindung von der Richtung der Bindung unabhängig sein sollten. Für den planvollen Einsatz von Wechselwirkungsgruppen ist es wichtig, dass eine vergleichbare Bindung stattfindet, unabhängig welche der Gruppen sich fixiert im Rezeptor oder mobil in Substrat befindet.At the Swapping the interaction groups in substrate and receptor phase change the k'-values only little. This was to be expected, given the strength of the bond from the direction be independent of the binding should. For the systematic use of interaction groups it is important that a comparable binding takes place, regardless of which the groups are fixed in the receptor or mobile in the substrate.

2. Beobachtung:2nd observation:

Auf der Amino-Phase A und der Acetamido-Phase B trat praktisch keine Retention der Substrate auf.On the amino phase A and the acetamido phase B occurred virtually none Retention of the substrates.

Interpretation der Beobachtung:Interpretation of observation:

Die Rezeptorphasen A und B enthalten keine Rezeptorgruppen, mit denen im gewählten Puffer eine nennenswerte Wechselwirkung zu den Substraten möglich wäre. Entsprechend lagen die k'-Werte um Null. Diese Phasen lassen sich als Nullpunkte auf einer relativen Wechselwirkungsskala verwenden. Der lipophile Einfluss des Polymergerüstes kann in der Bindungsbilanz vernachlässigt werden.The Receptor phases A and B contain no receptor groups with which in the chosen Buffer a significant interaction with the substrates would be possible. Corresponding were the k'-values around zero. These phases can be expressed as zero points on a relative Use interaction scale. The lipophilic influence of the polymer backbone can neglected in the binding balance become.

3. Beobachtung:3rd observation:

Alle Substrate zeigten deutlich Retention auf der Carboxylat-Phase I. Die k'-Werte liegen zwischen 4,5 und 21,7.All Substrates showed marked retention on the carboxylate phase I. The k 'values are in between 4,5 and 21,7.

Interpretation der Beobachtung: Interpretation of observation:

Alle untersuchten Substrate enthalten mindestens eine Aminogruppe. Diese Aminogruppe ist bei pH 7,5 weitgehend protoniert und kann starke ionische Wechselwirkungen mit den Carboxylat-Anionen der Phase eingehen.All investigated substrates contain at least one amino group. These Amino group is largely protonated at pH 7.5 and can strong ionic interactions with the carboxylate anions of the phase.

4. Beobachtung:4. observation:

Die Rezeptorphasen C und D zeigten geringe Retention mit Substraten, die eine einzelne lipophile Teilstruktur enthielten, z. B. 2, 6, 7, 8, 15 oder 17. Starke Retention (k'-Werte > 8) fanden sich mit Substraten, die mindestens zwei größere lipophile Molekülteile besaßen, wie 4, 14, 16 und 18. Dabei war die Bindung zur aromatischen Rezeptorphase D in jedem Fall größer als zur Alkyl-Rezeptorphase. The Receptor phases C and D showed poor retention with substrates which contained a single lipophilic substructure, e.g. B. 2, 6, 7, 8, 15 or 17. Strong retention (k 'values> 8) was found with substrates that were at least two larger lipophilic ones moieties possessed, such as 4, 14, 16 and 18. The binding was to the aromatic receptor phase D in any case greater than to the alkyl receptor phase.

Interpretation der Beobachtung: Interpretation of observation:

Die Rezeptorphasen C und D können nur lipophile Wechselwirkungen eingehen. Diese Bindungen sind verglichen mit ionischen Wechselwirkungen relativ schwach. Monovalente lipophile Wechselwirkungen liegen im gewählten Puffer daher oft an der Nachweisgrenze. Substrate mit zwei ausgedehnten lipophilen Resten weisen in Folge der lipophilen Kontaktfläche eine erhöhte Retention auf.The Receptor phases C and D can Only lipophilic interactions enter. These bindings are compared relatively weak with ionic interactions. Monovalent lipophilic Interactions are in the chosen Buffer therefore often at the detection limit. Substrates with two extended lipophilic residues have a consequence of the lipophilic contact surface increased Retention on.

5. Beobachtung: 5. observation:

Der größte k'-Wert für das jeweilige Substrat fand sich in den meisten Fällen auf der Rezeptor-Phase K.Of the largest k'-value for the respective Substrate was found in most cases on the receptor phase K.

Interpretation der Beobachtung: Interpretation of observation:

Die Rezeptorphase K enthält zu etwa gleichen molaren Anteilen Carboxylat- und Benzyloxycarbonylgruppen, d. h. Rezeptorgruppen für ionische und für lipophile Wechselwirkungen. Da die Gesamtzahl der Wechselwirkungsgruppen etwa jener der sortenreinen Rezeptorphasen C, D oder I entspricht, sollte man auf der gemischten Rezeptorphase K einen k'-Wert erwarten, der zwischen den k'-Werten der Phasen D und I liegt. Die gefundenen, hohen k'-Werte auf der gemischten Rezeptorphase zeigen, dass in diesen Fällen ionische und lipophile Bindungen gleichzeitig stattfinden und damit ein gemischter, bivalenter Bindemodus vorliegt.The Contains receptor phase K. to approximately equal molar proportions of carboxylate and benzyloxycarbonyl groups, d. H. Receptor groups for ionic and for lipophilic interactions. As the total number of interaction groups for example, that of the unmixed receptor phases C, D or I, one should expect a k 'value on the mixed receptor phase K, the between the k'-values the phases D and I lies. The found, high k'-values on the mixed Receptor phase show that in these cases ionic and lipophilic Bindings take place simultaneously and thus a mixed, bivalent Binding mode is present.

Wegen der Stärke von π-π-Kontakten zwischen Aromaten ist die Bindung aller Substrate, die einen aromatischen Rest aufweisen zur benzylguppenhaltigen Phase K stärker als zur Phase J mit verzweigtem Alkylrest.Because of the strength of π-π contacts between aromatics is the bond of all substrates that have an aromatic Rest have the Benzylguppenhaltigen phase K stronger than to the phase J with branched alkyl radical.

Fazit: Conclusion:

Mit den oben beschriebenen Experimenten ließ sich klar nachweisen, dass man Wechselwirkungen zwischen einem Substrat und einer Rezeptorphase durch geeignete Wahl sortenreiner Rezeptorgruppen gezielt ein- und ausschalten konnte. Zur Regulierung von Affinität und Selektivität können zusätzlich die Lösungsmittelzusammensetzung, die Ionenstärke und der pH-Wert variiert werden.With The experiments described above clearly demonstrated that interactions between a substrate and a receptor phase targeted by a suitable choice of sorted receptor groups and could turn off. To regulate affinity and selectivity, the Solvent composition, the ionic strength and the pH can be varied.

Besitzt ein Substrat zwei lipophile Molekülteile, so kann es bivalent mit der Rezeptorphase wechselwirken, was zu einer deutlichen Verstärkung der Bindung führt. In diesem Fall handelte es sich um den Fall einer bivalenten Wechselwirkung gleichen Typs.has a substrate can have two lipophilic moieties, so it can be bivalent interact with the receptor phase, resulting in a significant enhancement of Binding leads. In this case, it was the case of a bivalent interaction of the same type.

Es konnte auch gezeigt werden, dass bivalente Wechselwirkungen verschiedenen Typs (ionisch und lipophil) möglich sind, wenn sowohl die Rezeptorphase als auch das Substrat entsprechend komplementäre Gruppen enthalten. Auch hierbei kommt es zu einer selektiven Bindungsverstärkung.It could also be shown that bivalent interactions are different Type (ionic and lipophilic) possible are when both the receptor phase and the substrate are appropriate complementary groups contain. Again, there is a selective binding enhancement.

Durch Design eines entsprechend zu einer Zielsubstanz komplementären Rezeptors lassen sich Begleitsubstanzen oder Nebenprodukte leicht abtrennen. Das Maß für die Durchführbarkeit der Trennung ist der Quotient aus den k'-Werten, die Selektivität alpha.
Selektivität: alpha = k₂'/k₁'By design of a corresponding receptor to a target substance accompanying substances or by-products can be easily separated. The measure of the feasibility of the separation is the quotient of the k'-values, the selectivity alpha.
Selectivity: alpha = k ₂ '/ k ₁ '

Mit der Benzyl-Rezeptor-Phase D beispielsweise wäre eine chromatographische Trennung von Boc-Lys-OMe (9) und H-Lys(Boc)-OMe (10) kaum möglich. Auf der Carboxylat-Rezeptorphase I ergab sich ein alpha-Wert von 1,59. Die gemischten Rezeptorphasen J und K zeigten bereits alpha-Werte von 2,25 und 2,06. Dies bedeutete, dass die chromatographische Trennbarkeit eines Gemischs durch geeignetes Design der Rezeptorphase signifikant verbessert wird.With For example, the benzyl receptor phase D would be a chromatographic one Separation of Boc-Lys-OMe (9) and H-Lys (Boc) -OMe (10) hardly possible. On the carboxylate receptor phase I gave an alpha value of 1.59. The mixed receptor phases J and K already showed alpha values from 2.25 and 2.06. This meant that the chromatographic separability of a mixture by suitable design of the receptor phase significantly is improved.

Claims (21)

Verfahren zur Herstellung mindestens eines Sorbens mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen zur selektiven Bindung eines Substrats, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen (i) bis (ii) umfasst: (i) Ermittlung von mindestens zwei zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat, (ii) Aufbringen jeweils mindestens zweier unterschiedlicher zur Bindung mit einem zweiten synthetischen oder natürlichen Substrat befähigten Gruppen auf jeweils einen Träger unter Bildung mindestens eines Sorbens, wobei es sich bei den Gruppen um die gleichen Gruppen der Stufe (i) oder dazu komplementäre oder nicht-komplementäre Gruppen handelt, und das zweite Substrat der Stufe (ii) gleich oder verschieden vom ersten Substrat gemäß Stufe (i) ist.A process for producing at least one sorbent having at least two different bond-capable groups for selectively binding a substrate, characterized in that it comprises steps (i) to (ii): (i) determining at least two groups capable of binding with a sorbent from a synthetic or natural first substrate, (ii) applying at least two different groups capable of binding with a second synthetic or natural substrate to a support in each case to form at least one sorbent, the groups being the same groups of the step ( i) or complementary or non-complementary groups, and the second substrate of step (ii) is the same or different from the first substrate of step (i). Verfahren zur selektiven Bindung eines Substrats mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen an mindestens ein Sorbens, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen (i) bis (iv) umfasst: (i) Ermittlung von mindestens zwei zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat, (ii) Aufbringen jeweils mindestens zweier unterschiedlicher zur Bindung mit einem zweiten synthetischen oder natürlichen Substrat befähigten Gruppen auf jeweils einen Träger unter Bildung mindestens eines Sorbens, wobei es sich bei den Gruppen um die gleichen Gruppen der Stufe (i) oder dazu komplementäre oder nicht-komplementäre Gruppen handelt, und das zweite Substrat der Stufe (ii) gleich oder verschieden vom ersten Substrat gemäß Stufe (i) ist. (iii) Inkontaktbringen mindestens eines zweiten Substrats, das gleich oder verschieden vom ersten Substrat sein kann, mit mindestens einem Sorbens der Stufe (ii), (iv) Prüfung der Bindungsstärke des mindestens einen zweiten Substrats an das mindestens eine Sorbens der Stufe (iii).Method for selectively binding a substrate with at least two different groups capable of binding to at least one sorbent, characterized in that it is the stages (i) to (iv) comprises: (i) Identification of at least two for Bonded with a sorbent Groups of a synthetic or natural first substrate, (Ii) Apply at least two different to the binding with a second synthetic or natural substrate capable of groups on one carrier each forming at least one sorbent, the groups being the same groups of step (i) or complementary or non-complementary groups and the second substrate of step (ii) are the same or different from the first substrate according to step (i) is. (iii) contacting at least one second substrate, which may be the same or different from the first substrate, with at least a sorbent of stage (ii), (iv) testing the binding strength of the at least one second substrate to the at least one sorbent of stage (iii). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung in Stufe (i) das Zerlegen eines synthetischen oder natürlichen ersten Substrats in mindestens zwei Bausteine mit mindestens zwei zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen umfasst.Method according to claim 1 or 2, characterized that the determination in step (i) involves the decomposition of a synthetic or natural first substrate in at least two building blocks with at least two to Bonded with a sorbent Includes groups. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Baustein mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen besitzt.Method according to claim 3, characterized a building block has at least two different groups capable of binding has. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Substrat gleich dem mindestens einen zweiten Substrat ist, und die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung mit dem zweiten Substrat befähigten Gruppen unter solchen ausgewählt werden, die komplementär zu den in Stufe (I) ermittelten Gruppen sind.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the at least one first substrate is the same at least one second substrate, and each at least two different groups capable of binding to the second substrate selected among those be that complementary to the groups determined in step (I). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Substrat verschieden vom mindestens einen zweiten Substrat ist, und die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung mit dem zweiten Substrat befähigten Gruppen unter solchen ausgewählt werden, die komplementär zu den in Stufe (i) ermittelten Gruppen sind.Method according to one of claims 1 to 4, characterized the at least one first substrate is different from the at least one a second substrate, and each of at least two different ones groups capable of binding to the second substrate among such selected be that complementary to the groups determined in step (i). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei zur Bindung mit dem mindestens einen zweiten Substrat befähigten Gruppen ausgewählt werden unter den gemäß Stufe (i) ermittelten Gruppen.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the at least two for binding with the at least one second Substrate enabled Groups selected be under the according to (i) identified groups. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl mindestens zweier zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat in Stufe (i) zu zwei Bausteinen mit jeweils mindestens einer zur Bindung mit dem Sorbens befähigten Gruppe führt und in Stufe (ii) ein Sorbens erhalten wird; oder die Auswahl mindestens zweier zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat in Stufe (i) zu drei Bausteinen mit jeweils mindestens einer zur Bindung mit dem Sorbens befähigten Gruppe führt und in Stufe (ii) mindestens drei Sorbentien erhalten werden; oder die Auswahl mindestens zweier zur Bindung mit einem Sorbens befähigten Gruppen aus einem synthetischen oder natürlichen ersten Substrat in Stufe (i) zu vier Bausteinen mit jeweils mindestens einer zur Bindung mit dem Sorbens befähigten Gruppe führt und in Stufe (ii) mindestens sechs Sorbentien erhalten werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the selection of at least two for binding with a sorbent Groups of a synthetic or natural first substrate in Step (i) to two building blocks each having at least one to bond qualified with the sorbent Group leads and in step (ii), a sorbent is obtained; or the selection at least of two synthetic groups capable of binding with a sorbent or natural first substrate in step (i) to three building blocks, each with at least leads a group capable of binding with the sorbent and in step (ii) at least three sorbents are obtained; or the Selection of at least two groups capable of binding with a sorbent made of a synthetic or natural first substrate in step (i) to four blocks, each with at least leads a group capable of binding with the sorbent and in step (ii) at least six sorbents are obtained. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen des mindestens einen Sorbens ausgewählt werden unter Gruppen, die Bestandteil von Aminosäuren, Zuckern, Nukleotiden, Nukleosiden, Pyrimidin- und Purinbasen sind.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the at least two different for binding enabled Groups of at least one sorbent are selected among groups that Component of amino acids, Sugars, nucleotides, nucleosides, pyrimidine and purine bases. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen des mindestens einen zweiten Substrats ausgewählt werden unter Gruppen, die Bestandteil von Aminosäuren, Zuckern, Nukleotiden, Nukleosiden, Pyrimidin- und Purinbasen sind.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the at least two different for binding enabled Groups of at least one second substrate are selected among groups that are part of amino acids, sugars, nucleotides, Nucleosides, pyrimidine and purine bases. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen in Stufe (ii) kovalent gebunden an ein Polymeres vorliegen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the respective at least two different ones Groups in step (ii) are covalently bound to a polymer. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymere direkt auf dem Träger durch Polymerisation oder Polykondensation mindestens eines Monomeren, das mindestens zwei unterschiedliche zur Bindung befähigte Gruppen aufweist ist, oder von mindestens zwei Monomeren, die jeweils mindestens eine zur Bindung befähigte Gruppen aufweisen, wobei besagte Gruppen unterschiedlich sind, hergestellt wird, und die Polymerisation oder Polykondensation in Gegenwart des später zu bindenden Substrats stattfindet.Method according to claim 11, characterized in that that the polymer directly on the support by polymerization or Polycondensation of at least one monomer containing at least two different capable of binding Has groups, or of at least two monomers, each at least one capable of binding Groups, said groups are different prepared is, and the polymerization or polycondensation in the presence later takes place to binding substrate. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe (ii) die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung mit einem zweiten Substrat befähigten Gruppen über ein Reagenz auf einen Träger aufgebracht werden, das ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend AktivierungsReagenzien, SilanisierungsReagenzien und Spacer, oder Gemische aus zwei oder mehreren dieser Reagenzien.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in step (ii), the at least two different ones for binding equipped with a second substrate Groups over a reagent on a carrier be applied, the selected is selected from the group comprising activating reagents, silanization reagents and spacers, or mixtures of two or more of these reagents. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe (ii) die mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung mit einem zweiten Substrat befähigten Gruppen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phenyl-, Hydroxyphenyl-, Carboxyl-, Amin-, Amid-, Hydroxyl-, Indol-, Imidazol- und Guanidin-Rest.Method according to claim 13, characterized in that in step (ii), the at least two different ones for binding equipped with a second substrate Groups selected are selected from the group consisting of phenyl, hydroxyphenyl, carboxyl, Amine, amide, hydroxyl, indole, imidazole and guanidine residues. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich die Stufe (v) umfasst: (v) Isolierung des mindestens einen zweiten Substrats.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it additionally the Stage (v) includes: (v) isolation of the at least one second Substrate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich die Stufe (vi) umfasst: (vi) Charakterisierung und Identifizierung des mindestens einen zweiten Substrats.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it additionally comprises the step (vi): (vi) characterization and identification of the at least one second substrate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat einen oder mehrere natürliche Wirkstoffe ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aminosäuren, Oligopeptide, Nukleotide, Proteine, Glukoproteine, Antigene, Antikörper, Kohlenhydrate, Enzyme, Co-Enzyme, Hormone, Alkaloide, Steroide, Viren, Mikroorganismen, Inhaltstoffe pflanzlicher und tierischer Gewebe, Zellen, Zellfragmente, Zellkompartimente, Zellaufschlüsse, Lectine, Flavyliumverbindungen, Flavone und Isoflavone, oder einen oder mehrere synthetische Wirkstoffe ausgewählt aus der Gruppe von Substanzen mit Wirkung auf das Nervensystem, mit Wirkung auf das Hormonsystem, mit Wirkung auf Mediatoren, mit Wirkung auf das Herz-Kreislauf-System, mit Wirkung auf den Respirationstrakt, mit Wirkung auf den Magen-Darm-Trakt, mit Wirkung auf die Niere und ableitende Harnwege, mit Wirkung auf das Auge, mit Wirkung auf die Haut, Substanzen zur Prophylaxe und Therapie von Infektionserkrankungen, mit Wirkung auf maligne Tumoren, mit Wirkung auf das Immunsystem und immunologisch wirksame Stoffe, sowie Insektizide, Herbizide, Pestizide und Fungizide umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate contains one or more natural active substances selected from the group comprising amino acids, Oligopeptides, nucleotides, proteins, glucoproteins, antigens, antibodies, carbohydrates, Enzymes, coenzymes, hormones, alkaloids, steroids, viruses, microorganisms, Ingredients of plant and animal tissues, cells, cell fragments, Cell compartments, cell digests, Lectins, flavylium compounds, flavones and isoflavones, or one or more synthetic agents selected from the group of substances with effect on the nervous system, with effect on the hormone system, with effect on mediators, with effect on the cardiovascular system, with effect on the respiratory tract, with effect on the gastrointestinal tract, with effect on the kidney and urinary tract, with effect the eye, with effect on the skin, substances for prophylaxis and Therapy of infectious diseases affecting malignant tumors with effect on the immune system and immunologically active substances, and insecticides, herbicides, pesticides and fungicides. Kombinatorische Bibliothek umfassend eine Kollektion von Sorbentien mit jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen, die zur Bindung mindestens eines Substrats mit mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen geeignet sind, wobei die jeweils mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen der Sorbentien und die des mindestens einen Substrats zueinander komplementär sind.Combinatorial library comprising a collection of sorbents each having at least two different groups, for binding at least one substrate having at least two different groups are suitable, wherein the respective at least two different Groups of sorbents and those of the at least one substrate to each other complementary are. Kombinatorische Bibliothek nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen der Sorbentien und die mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen des mindestens einen Substrats ausgewählt werden unter Gruppen, die Bestandteil von Aminosäuren, Zuckern, Nukleotiden, Nukleosiden, Pyrimidin- und Purinbasen sind.Combinatorial library according to claim 18, characterized characterized in that the at least two different groups sorbents and at least two different groups of the at least one substrate are selected from groups which Component of amino acids, Sugars, nucleotides, nucleosides, pyrimidine and purine bases. Sorbens-Substrat-Komplex umfassend mindestens ein Sorbens mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen und mindestens ein Substrat mit mindestens zwei unterschiedlichen zur Bindung befähigten Gruppen, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Bindung befähigten Gruppen des mindestens einen Sorbens und die des mindestens einen Substrats zueinander komplementär sind.Sorbent-substrate complex comprising at least one Sorbent with at least two different groups capable of binding and at least one substrate having at least two different ones capable of binding Groups, characterized in that the groups capable of binding the at least one sorbent and that of the at least one substrate complementary to each other are. Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 2 bis 17 oder Verwendung einer kombinatorischen Bibliothek nach einem der Ansprüche 18 bis 19 zur Detektion von Rezeptor-Wirkstoff-Wechselwirkungen, zum Wirkstoff-Screening, zur Entwicklung von Leadsubstanzen, zur Abtrennung von Substraten, zur Reinigung von Substraten, zur Trennung isomerer Verbindungen, zur Reinigung von Flüssigkeiten unter Abtrennung von Schadstoffen, zur Abreicherung dynamisch kombinatorischer Bibliotheken.Use of a method according to one of claims 2 to 17 or use of a combinatorial library after one the claims 18 to 19 for the detection of receptor-drug interactions, for drug screening, for the development of leads, for Separation of substrates, for cleaning of substrates, for separation Isomeric compounds, for the purification of liquids with separation of pollutants, to deplete dynamically combinatorial libraries.