JP2003501521A - 表面修飾法、新規マトリックスおよび該マトリックスの使用 - Google Patents

表面修飾法、新規マトリックスおよび該マトリックスの使用

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Abstract

(57)【要約】 その内部および／または外部表面に求核基Ｘ'を担持するポリマー(Ｐ')を含む多孔性ベースマトリックスの親水性化および／または表面領域拡張の方法。本方法は、(ａ)多数の該Ｘ'をエトキシル化し、それによりその基を−(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎＨに変換する、または(ｂ)(ｉ)求核基Ｘ"を担持する水溶性ポリマー(Ｐ")をエトキシル化し、それによりＰ"を多数の−(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎＨ基を担持するポリヒドロキシポリマー(Ｐ'")に変換する(基−(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎＨにおいて、ｎは整数＞１である)、その後(ii)支持マトリックスにＰ'"を結合させることを特徴とする。本方法により得られる支持マトリックス。支持マトリックスは、床に充填された形または多孔性モノリスプラグの形のとき、マトリックスを通る＞５cm／ｈの流速の液体流を可能にするのに十分な剛性および膨張性を有する。支持マトリックスの使用が、液体クロマトグラフィー、細胞培養、有機分子の段階的固相合成、懸濁液の親和性吸着、固定化触媒での固相触媒に定義されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、その表面に求核基が結合するポリマー(Ｐ')を顕示しているベース
マトリックス(Ｍ)を含む支持マトリックスの、親水性化および／または表面領域
拡張を含む表面修飾に関する。本方法は、少なくとも求核基の一部を、−(ＣＨ2 ＣＨ2Ｏ)nＨを含む基に変換することを意味する。式中、ｎは＞０の整数であり
、一つの同じ支持マトリックスにある複数の−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ相互間で異な
り得る。
【０００２】 本発明は、液体カラムクロマトグラフィーのような親和性吸着に使用すべきで
ある支持マトリックスを第一に考慮する。この分野の使用において、典型的に床
形である支持マトリックスは、貫流液体に付され、それにより液体中の溶質がマ
トリックス上の基と相互作用できる。支持マトリックスは、典型的に粒子の集団
またはモノリスプラグの形である。粒子は充填床または流動／拡張床の形で使用
されている。特定の充填床およびモノリス床形において、膨張性および剛性に関
するマトリックスへの要求がある。“カラム”なる用語は、その中で吸着が起こ
り、原則として３次元幾何学形である、容器を意味する。
【０００３】 背景技術 同様の支持マトリックスが、有機化合物の固相合成における使用のために以前
に製造されている。例えば、Meldal, Meth. Enzymol. 289 (1997) 83-104; Bara
ny et al., ACS Symp. Ser. 680 (ポリ(エチレングリコール)(1997) 239-264),
Yoon-Sik et al. (US 5,466,758)およびBayer et al (4,908,405)参照。これら
のマトリックスにおける物質は、典型的に、僅かに架橋し、ポリエチレングリコ
ール鎖を担持するように誘導体化されているポリスチレンである。Bayer et al.
(4,908,504)は、ポリスチレンに結合した任意の種類の求核基のエトキシル化を
示唆しているが、ある未知の理由のために、Bayer et alはオリゴエチレン鎖の
、ポリスチレン上のクロロメチル基への接合からの出発を好む。この種の物質を
作るための、Yoon-Sik et al. (US 5,466,758)の重要な段階は、最初に環をエト
キシル化し、それにより更にエトキシル化できる求核β−ヒドロキシ基を作るこ
とである。Bayer et alおよびYoon-Sik et alは、その方法を低い程度の架橋を
有するマトリックスに限定している(１２％以下、好ましくは２−３％の重合化
混合物中のジビニルモノマー)。US4,908,405またはUS5,466,758のいずれも多孔
性マトリックスの選択に関して言及していない。架橋の低い程度は、液体カラム
クロマトグラフィーのために好ましくない膨張特性および低すぎる剛性を暗示す
る。
【０００４】 Jones et al(US4,612,224)は、高内部相エマルジョン(ＨＩＰＥ、ｗ／ｏエマ
ルジョン)中の重合化により得られた多孔性支持体の官能化を記載する。ＨＩＰ
Ｅエマルジョンから得られたベースポリマー物質は、ブロックの形であり、記載
される使用は、液体吸着剤としてである。架橋度は、重合化混合物中の架橋モノ
マーは１−２０％であり、２−１０％が好ましい。一つの官能化経路は、ポリオ
キシアルキレン基の、例えば、ポリマーとポリオキシエチレンアニオンとの反応
による、またはヒドロキシまたはカルボキシ官能化形の酸化エチレンとの反応に
よる導入である。
【０００５】 Li et al.(WO95/33553)は、w/o/wエマルジョンから得たビーズおよび、クロマ
トグラフィー、固相合成、細胞培養等における(ａ)酸および水性溶液の吸着のた
め、および(ｂ)基体(支持マトリックス)としてのそれらの使用を記載している。
架橋度は、１−９０％架橋モノマーの間である。ビーズを水性液体の吸着に使用
する場合、ポリオキシアルキレン基の多孔性表面への結合を示唆している。
【０００６】 US4,612,224およびWO95/33553において、ポリオキシアルキレン基は、カチオ
ン交換基(−ＣＯＯ-または−ＯＳＯ2Ｏ-)で末端誘導体化され得る。
【０００７】 ポリアミドおよびポリウレタンのようなエトキシル化非架橋縮合から成る膜が
US3,472,766に記載されている。
【０００８】 架橋度は、剛性および膨張性を決定する多くの変数の一つである。架橋の概念
は、多くの場合、十分に定義されておらず、しばしば測定が困難である。したが
って、カラムクロマトグラフィーに関連して使用する支持マトリックスは、代わ
りに、液体を支持マトリックス粒子の充填床または支持マトリックスの多孔性モ
ノリスを通して通過させた場合の圧力に抵抗する能力により特徴付けされる。
【０００９】 液体カラムクロマトグラフィー、細胞培養、有機分子の段階的固相合成、懸濁
液の親和性吸着、固定化触媒(例えば、酵素)での固相触媒等は、しばしば、物質
が多かれ少なかれ選択性を有するか、特に支持マトリックスの表面の基に結合／
吸着することを必要とする。高い結合能がしばしば好ましい。物質は、典型的に
水性液体媒体中に存在する。これは、大量の液体、例えば水が吸着しさえすれば
よい、純粋な吸着剤と対照的である。
【００１０】 本発明の目的 ・第一の目的は、出発ベースマトリックスの内部および／または外部表面のエト
キシル化により、親水性化されたおよび／または−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基の挿入
により伸張された液体相互作用表面領域を有する多孔性支持マトリックスの製造
のための単純法の提供である。
【００１１】 ・第２の目的は、上記で定義のベースマトリックスの種類の平衡漏出点容量(Ｑ
ｅｑ)および動的能力(ＱＢ)の増加のための単純法である。 ・第３の目的は、−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基の挿入により伸張された表面を有する
、改善された多孔性および／または剛性の支持マトリックスの提供である(出発
ベースマトリックスと比較して)。 ・第４の目的は、親和性吸着および液体クロマトグラフィー法の改善法の提供で
ある。
【００１２】 本発明 本発明者は、上記の使用のための支持マトリックスが、ポリオキシエチレン基
をその場で、酸化エチレンとの反応により作る場合、多かれ少なかれ既存のポリ
オキシエチレン基の結合よりも、良好に最適化できることを認識した。この概念
の理論的解釈は、酸化エチレンが、表面上への密接した充填を可能にする小さい
分子であるが、ポリオキシエチレン基のような大きな基は、一度結合したら、よ
り増強された立体障害を、続いて入るポリオキシエチレンポリマー分子に関して
作るということである。この効果は、得られた表面の親水性／疎水性バランス、
および結合したポリオキシエチレン基により提供された表面拡張に影響する。
【００１３】 本発明の第１の態様は、その内部および／または外部表面に、求核基Ｘ'を担
持するポリマー(Ｐ')を包含する、多孔性ベースマトリックスの親水性化および
／または表面領域拡張の方法である。本方法は、 ａ)多数の該Ｘ'をエトキシル化し、それによりその基を−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨを
包含する基に変換する、または ｂ)(ｉ)求核基Ｘ"を担持する水溶性ポリマー(Ｐ")をエトキシル化し、それによ
りＰ"を多数の−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基を担持するポリヒドロキシポリマー(Ｐ'")
に変換する、その後 (ii)支持マトリックスにＰ'"を結合させる ことを特徴とする。ｎは整数＞１であり、しばしば１−１０００の間、例えば＞ ２、＞３または＞５として選択される。ｎは同じ支持マトリックス上の異なる基
の間で変わり得る。ｎの上限は、典型的に導入された−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基の
４５−５０,０００ダルトンの平均Ｍｗに対応する。
【００１４】 エトキシル化 アルキレンオキサイドの重合化は、１世紀以上実施されている[A. Wurtz, Ann
. Chim. et Phys. 69 (1863), 317]。今日、酸化エチレンの支持体からの重合化
は一般にエトキシル化と呼ばれており、既知の概念である。第１に、イオン化求
核基(Ｘ)を、オキシラン環の開環反応において酸化エチレンと反応させる。重合
化段階において、酸化エチレンを繰り返し最初の段階からの生産物に添加する[R
. W. Body et al. in Encyclopedia of polymer science and engineering, Joh
n Wiley & Sons, Inc. 1986, R. H. Whitmarsh, in Nonionic Sufactants: Poly
oxyalkylene Block Copolymers, Ed. V. M. Nace, Marcel Dekker, New York, 1
996]。形成されたポリマー鎖の分子量分布は、種々の成長種(growing spacies)
の反応性に依存する。複数の求核基が反応混合物に存在する場合、ｎは−(ＣＨ2 ＣＨ2Ｏ)nＨ基のスペクトラムに関する平均値である。この反応スキームは、求
核基Ｘ'を担持するＰ'を含むベースマトリックス、または求核基Ｘ"を担持する
ポリマー(Ｐ")に、即ち、上記の方法(ａ)または(ｂ)に従って適用できる。
【００１５】 Ｘ'およびＸ"は、一般に、電子の遊離対を伴うヘテロ原子(窒素、酸素および
硫黄)を有する求核基から選択し得る。求核基の例は：カルボン酸(−ＣＯＯＨ)
、アミン(−ＮＲ1Ｈ)、アミド(−ＣＯＮＨＲ2)、ヒドロキシル(−ＯＨ)、メルカ
プタン(−ＳＨ)等である。アミン(１級および２級)、アミド(１級アミンからの)
であり、ヒドロキシル基(１級および２級アルコール、およびフェノール)が好ま
しい。フェノール性ヒドロキシルまたは１級ヒドロキシル基は、それらが狭い分
子量分布の−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基をもたらすことができるため、特に好ましい
。この種の基は、また特に安定なエーテル結合を提供する。Ｒ1およびＲ2は、水
素、アルキル(直鎖、分枝鎖または環状アルキル、好ましくはＣ1-6アルキル)、
および−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)mＨ(式中、ｍは典型的に＞１であり、１−１０００の間
が好ましい整数)から選択される。アミンおよびアミドに関して、Ｒ1およびＲ2
はまたＰ'またはＰ"におけるモノマー単位と結合し得、即ち、２級アミン基とア
ミド基(１級アミンから)がＰ'またはＰ"のポリマー鎖の一部であり得る。
【００１６】 本発明の第１の態様の好ましい変法において、Ｘ'およびＸ"は、オリゴエチレ
ングリコール鎖(−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)n'Ｈ)のヒドロキシル基へのプレグラフティン
グによりベースマトリックスに導入されたヒドロキシル基ではない。ｎ'は＞１
、例えば、＜１０の整数である。
【００１７】 エトキシル化の間、求核基Ｘ'およびＸ"は、Ｘ'およびＸ"の求核へテロ原子を
含む連結構造Ｌ(各々Ｌ'P'およびＬ'P")に変換する。Ｌ'P'およびＬ'P"は (ａ)Ｘ'またはＸ"がヒドロキシである場合、−Ｏ−(エーテル)、 (ｂ)Ｘ'またはＸ"がアミンである場合、−ＮＲ1−(アミン)、そして (ｃ)Ｘ'またはＸ"がアミド(−ＣＯＮＨＲ2)である場合、−ＣＯＮＲ2−(アミド)
である。一つの原子価が直接Ｐ'またはＰ"に結合し、他方が直接−(ＣＨ2ＣＨ2
Ｏ)nＨに結合する。Ｒ1およびＲ2は上記と同じ基から選択される。
【００１８】 反応条件(反応温度、溶媒、触媒、基質等)の適当な選択により、分解、架橋お
よびホモ−ポリ(エチレングリコール)の形成を最小化し得る。反応温度は好まし
くは２０−１６０℃の間で選択する。反応は典型的に１０分から数時間の間で行
う。溶媒は、好ましくは、加水分解性副反応を避けるために、非プロトン性であ
る。適当な溶媒は、非プロトン性、例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランお
よびジグリコールエーテルのようなエーテルである。使用できる他の溶媒は、ト
ルエン、ベンゼン、キシレン、ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルフオキ
シドである。反応は、所望によりアルカリ性または酸性触媒の存在下で行う。適
当なアルカリ触媒は、例えば、リチウム、ナトリウムまたはカリウムのようなア
ルカリ金属；ヒドロキシド、アルコキシドおよび有機金属化合物である。適当な
酸性触媒は、例えば、塩酸、硫酸またはｐ−トルエンスルホン酸である。
【００１９】 反応条件は、好ましくは、本発明の支持マトリックスにおいて、ｎが１−１０
００の間の整数、例えば、＞２、＞３または＞５となるように選択する。ｎは同
じ支持マトリックス上の異なる−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基で変わり得る。ｎに与え
られる上限は、４５−５０,０００ダルトンの平均Ｍｗに対応する。
【００２０】 ベースマトリックス ベースマトリックスは多孔性および非多孔性粒子、または多孔性モノリスプラ
グの集団の形であり得る。粒子は球形(ビーズ)であり得る。
【００２１】 ポリマーＰ'は、ベースマトリックスの主要成分を構成し得る。別法において
、ベースマトリックスは、その内部および／または外部表面をポリマーＰ'によ
り被覆された開放多孔性コア物質であり得る。コア物質は、重合および／または
無機または有機起源であり得る。
【００２２】 ポリマーＰ'は、アルケン基を含む１種以上の異なるモノマー、例えば、ビニ
ルモノマーの重合により得られたポリマーであり得る。アクリレート、メタクリ
レート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリル
アミド、ビニルベンゼン、ビニルエーテル、ビニルエステル等がこの種のポリマ
ーの典型的な例である。架橋を導入する一つの方法は、２個以上のアルケン基を
含むモノマー(架橋モノマー)を重合化混合物に包含させることである。
【００２３】 本質的にビニルポリマーを含むベースマトリックスに関して、本発明のポリマ
ーは、＞１２％、例えば、＞１５％(ｗ／ｗ)または＞２０％(ｗ／ｗ)のモノマー
が２個以上のアルケン基を有する重合可能モノマーの混合物の重合化により得ら
れる。この種の好ましいベースマトリックスは、架橋モノマーがモノマーの１５
−８５％(ｗ／ｗ)、例えば２０−７０％(ｗ／ｗ)を成す重合化混合物に基づく。
【００２４】 ポリマーＰ'はまたバイオポリマー、またはバイオポリマー由来のポリマーで
あり得る。適当に誘導体化された形のデキストラン、澱粉、セルロース、アガロ
ース等のような炭水化物が典型的な例である。
【００２５】 ポリマーＰ'はまた２個以上の求核／求電子基を担持するモノマーの重合化に
より得られ得る。モノマー単位が互いにエーテル(−Ｏ−)、チオエーテル(−Ｓ
−)またはアミド(−ＣＯＮＨＲ3)を介して結合しているポリマーが例である(Ｒ3 はＲ1およびＲ2と同じ基から選択される)。これらの変法の中で、架橋を、３個
以上の求核／求電子基を担持するモノマーの包含により導入できる。
【００２６】 全てのポリマーにおいて、架橋を、また重合化段階に続いて導入し得る。 多孔性ガラス(ポリマー)および多孔性酸化ジルコニウムが適当な無機ベースマ
トリックスの例である。
【００２７】 粒子サイズおよび孔容量および孔サイズの選択は、当分野で既知の原則に従っ
て行う。
【００２８】 好ましい粒子集団は、典型的に、１−１０００μmの範囲の平均直径を有する
。粒子集団は、単分散または多分散であり得る。“単分散集団”なる用語は、少
なくとも９５％の粒子が集団の平均サイズ±５％内である粒子の集団を意味する
。
【００２９】 粒子およびモノリスプラグの両方の最適孔サイズは、典型的に１００Å−１０
００μm、もっともしばしば１００Å−１０μmまたは１０Å−１００μmの間に
見られる。最適孔容量は、典型的に１０−９９％、好ましくは２０−９５％の間
で見られる。値に関する数字は、水銀侵入多孔性測定(Mercury intrusion poros
imetry)または逆サイズ排除クロマトグラフィーにより測定したものである。
【００３０】 ベースマトリックスは、粒子の形のマトリックスが、床に戻るように、または
多孔性モノリス床の形のマトリックスが＞５cm／ｈの流速で床を通過するのを可
能にするような膨張性および剛性を有しなければならない。好ましい変法におい
て、下限は＞１５cm／ｈ、例えば、＞５０cm／ｈである。上限はベースマトリッ
クスの量および種類、架橋度、液体の種類等に依存する。剛性および膨張性が低
すぎ、流速が特定のマトリックスに関して高すぎるように選択した場合、マトリ
ックスおよび／または床は崩壊する。通常、上限は常に、＜３０００cm／ｈであ
る。マトリックスはしばしば長時間の使用により圧縮され、上限が“老化”によ
り変化し得ることを意味する。マトリックス(充填床形またはモノリス形の)は、
少なくとも１時間、適用できる液体粘性に耐えなければならない。液体は、液体
クロマトグラフィーにおいて移動相として使用する液体の中から選択し得る。下
記参照。
【００３１】 ポリマーＰ" ポリマーＰ"は、原則として、ポリマーＰ'の上記の種の任意の一つであり得る
が、但し、酸化エチレンと反応性の多数の求核基Ｘ"を顕示する。Ｘ"は、“エト
キシル化”の標題の下に記載の原則に従って選択する。したがって、好ましいポ
リマーＰ"は、ポリヒドロキシポリマー、ポリアミンポリマーおよびポリアミド
ポリマーから選択される。
【００３２】 エトキシル化により、典型的に水中で、ポリマーＰ"はポリヒドロキシポリマ
ー(Ｐ'")に変換する。Derand et al., J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 3
6(5) (1998) 803-参照。
【００３３】 エトキシル化に続き、Ｐ'"をベースマトリックスに固定化する。挿入されたヒ
ドロキシ基、残っているＸ"基、またはＰ"に存在し、エトキシル化が不可能な他
の官能基(Ｚ")を、Ｐ'の求核基Ｘ'でのまたはある他の官能基(Ｚ')でのＰ'"のＰ
'への固定化に使用し得る。Ｐ'およびＰ"／Ｐ'"の両方が疎水性基を担持する場
合、Ｐ'"はＰ'に疎水性吸着により結合し得る。典型的な疎水性基は、アルキル
、フェニルのようなアリールを含むヒドロカルビルである。
【００３４】 新規支持マトリックスにエトキシル化後に挿入し得る他の基 −(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基のＯＨ基または残りの官能基Ｘ'およびＺ'またはＸ"お
よびＺ"を、更なる官能性の挿入に用い得る。これらの付加的官能性は、それ自
体、本発明の種々の分野で既知であり、また将来開発されるであろう官能性も含
む。
【００３５】 官能性の一つの種は、親和性結合(親和性吸着)に基づき、親和性ペアのメンバ
ーにより最も良く代表される。既知の親和性ペアは (ａ)陽性と陰性物質(イオン交換；固定化物質は１級、２級、３級および４級ア
ンモニウム、スルホネート、スルフェート、ホスホネート、ホスフェート、カル
ボキシ等の基から選択される)、 (ｂ)抗体と抗原／ハプテン、 (ｃ)レクチンと炭水化物構造、 (ｄ)ＩｇＧ結合タンパク質とＩｇＧ、 (ｅ)疎水性基のペア、 (ｆ)重合化キレート化剤とキレート、 (ｇ)相補的核酸、 (ｈ)細胞と細胞結合リガンド 等である。
【００３６】 親和性メンバーはまた触媒反応に関与する物質、例えば、酵素、酵素基質、コ
ファクター、補基質等を含む。親和性メンバーはまた生体産生親和性メンバーの
合成模倣物であり得る。
【００３７】 したがって、１個以上の残った官能基Ｘ'およびＺ'またはＸ"およびＺ"を、基
−Ａ−Ｙ(式中、Ａは本分野で既知のように選択された有機スペーサー構造およ
びＹは任意の上記の官能性および／または基である)に変換し得る。
【００３８】 本発明の第２の態様は、その表面に、−Ｌ−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ(式中、ｎは整
数＞１およびＬはリンカー構造である)基に変換されている求核基Ｘ'を有するポ
リマー(Ｐ')を曝す支持ベースマトリックス(Ｍ)である。支持マトリックスは Ａ．(ａ)ベースマトリックス(Ｍ)のＸ'基のエトキシル化により； (ｂ)求核基Ｘ"を担持するポリマー(Ｐ")をエトキシル化し、その後、このように
して得たポリヒドロキシポリマー(Ｐ'")をベースマトリックス(Ｍ)に結合させる
ことにより； −Ｌ−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基が導入されている、 Ｂ．ベースマトリックスが多孔性および／または非多孔性である； Ｃ．床に充填された粒子の形または多孔性モノリス床の形のベースマトリックス
が、床を通過するのに流速＞５cm／ｈ、典型的に＜３０００cm／ｈの液体流を可
能にするのに十分な剛性および膨張性を有する ことを特徴とする。支持マトリックスおよびベースマトリックスの両方とも好ま
しくは多孔性である。
【００３９】 本発明の第２の態様において、ベースマトリックス、Ｐ'、Ｐ、"Ｐ'"、Ｚ'、
Ｚ"、Ｘ'およびＸ"、−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ、Ｌ、Ｌ'P'、Ｌ"P"、ｎおよび−Ａ−
Ｙは原則として本発明の第１の態様に概説したように選択できる。
【００４０】 液体流をマトリックス(充填床および多孔性モノリス)を通過させるための支持
マトリックスにおける要求は、ベースマトリックスに関して上記に慨説する通り
である。
【００４１】 本発明の第３の態様は、本支持マトリックスの液体カラムクロマトグラフィー
における使用である。関連する液体(移動相)は、しばしば種々の緩衝剤および塩
を含む水性である。液体はアセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、
イソプロパノール、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン等の有機物、および
それらのおよび／または水との混合物であり得る。流速は典型的に＞５cm／ｈ、
例えば、＞１５cm／分または１時間あたり＞５０cmでさえある。今日入手可能な
ベースマトリックス材料で、流速の上限は典型的に＜３０００cm／ｈである。支
持マトリックスは、床に充填された粒子の形、または拡張床の形、または多孔性
モノリスプラグの形であり得る。
【００４２】 その増加した剛性にも関わらず、本発明の支持マトリックスはまた液体カラム
クロマトグラフィー以外の分野での使用も判明している。このような他の使用は
、細胞培養、有機分子の段階的固相合成、懸濁液の親和性吸着、固定化触媒(例
えば酵素)での固相触媒であり得る。
【００４３】 本発明を、以下に非限定的実施例により説明する。本発明は、特許請求の範囲
により定義される。
【００４４】 実験部 実施例１．多孔性、ヒドロキシ官能性ポリマーマトリックスのエトキシル化 多孔性ポリ(アセトキシスチレン−コ−ジビニルベンゼン)(ＡｃＳ／ＤＶＢ)マ
トリックス材料を、アセトキシスチレン(１mL)およびジビニルベンゼン(１mL)の
、ポアゲン(porogen)として２−メチル−４−ペンタノール(２mL)およびイニシ
エーターとして５０mg V-65(WAKO)を使用した共重合化により製造した。反応混
合物を６０℃に２０時間に保ち、得られたマトリックスを、過剰のアセトンによ
り抽出した。０.１ｇ水酸化カリウムを６mLメタノールに溶解し、次いで４mLジ(
エチレングリコール)ジエチルエーテルおよび１.５ｇ ＡｃＳ／ＤＶＢと共にガ
ラス容器に移した。容器を密封し、１５時間、５０℃で静置させた。得られたポ
リマーを５回１０mLのメタノールで洗浄し、次いで乾燥させた。
【００４５】 １ｇ加水分解ＡｃＳ／ＤＶＢおよび８０mLジメチルスルフオキシドをステンレ
ススチールリアクターに移した。リアクターは更に注入孔、スターラー、ガス入
口／出口、熱電対、圧変換器を備えた。溶液を次いで数回脱気した。反応混合物
をその後８０℃に加熱し、リアクターを真空にした。入口バルブを開けることに
より、３ｇ酸化エチレンをリアクター上で蒸留した。反応は、圧力が酸化エチレ
ンの添加前と同じ値に落ちるまで行った。エトキシル化ＡｃＳ／ＤＶＢ(ＷＯ−
ＡｃＳ／ＤＶＢ)粒子を水に移し、塩酸を添加して溶液を中和し、粒子を過剰の
水で洗浄した。
【００４６】 実施例２．エトキシル化ポリ(ビニルアルコール)の製造(ＥＯ−ＰＶＡ) カリウム−tert−ブトキシド(３.７ｇ)を１００mLジメチルスルフオキシドに
溶解した。３０ｇポリ(ビニルアルコール)(ＭW１３０００−２３０００)を次い
で添加し、溶解させた。溶液をその後リアクター(実施例１参照)に移し、数回脱
気した。反応混合物を次いで８０℃に加熱し、リアクターを真空にした。入口バ
ルブを開けることにより、３ｇ酸化エチレンをリアクター上で蒸留した。反応は
、圧力が酸化エチレンの添加前と同じ値に落ちるまで行った。
【００４７】 実施例３．ＥＯ−ＰＶＡのSepharose 6 FF(EO-PVA-FF)への結合、およびクロマ
トグラフィー利用の試験 Sepharose 6 FFのビーズ(５０ｇ)(Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Sw
eden)、水(３０mL)、水酸化ナトリウム(ＮａＯＨ)(６.５ｇ)および水素化ホウ素
ナトリウム(０.１ｇ)を、容器中で３０℃で混合した。その後、酢酸を反応混合
物の中和が達成されるまで添加した。得られたゲル(epoxFF)を水で洗浄した。EO
-PVA(８ｇ)および水(３０mL)を３０℃に加温し、その後、epoxFF(４０ｇ)を添加
した。３０分後、ＮａＯＨ(６.６ｇ)および水素化ホウ素ナトリウム(０.２ｇ)を
容器に移し、反応を一晩静置した。酢酸を中和が達成されるまで添加した。
【００４８】 EO-PVA-FFのゲル濾過(フェリチン、ＢＳＡおよびR-naseを使用)は、Sepharose
6FFと比較して、減少したＫav値を提供した(表Ｉ参照)。注入容量は５０μmお
よび検出は２８０nmで行った。
【００４９】
【表１】
【００５０】 実施例４． Ａ．EO-PVA-FFの誘導体化 EO-PVA-FF(４０ｇ)およびグリシジルトリメチルアンモニウムクロリド(２００
ml)を混合し、３０分、３０℃で放置した。その後、ＮａＯＨ ５０ｗ／ｗ％(６
ml)を添加した。混合物を一晩放置し、次いで酢酸で中和した。得られたゲル(Q-
EO-PVA-FF)を次いで水で洗浄した。
【００５１】 Ｂ．ＢＳＡでの前端分析 ＢＳＡでの前端分析を、３００cm／ｈの流速で、５０mM トリス(ｐＨ８)を移
動相として使用して、行った(溶出のために１.０Ｍ ＮａＣｌの添加をした)。サ
ンプル充填を、溶出液のサンプル濃度がその元の値の９５％以上に到達するまで
、連続して行った。平衡漏出点容量(Ｑｅｑ)および、ＱＢ１０％と呼ぶ１０％漏
出点容量での動的能力を測定した(表II参照)。
【００５２】
【表２】
【００５３】 実施例５．カラムクロマトグラフィーをベースにした疎水性／親水性試験 カラムに１ml ＥＯ−ＡｃＳ／ＤＶＢ(実施例１参照)を充填し、次いで１５カ
ラム容量(水)で平衡化した。その後、１０μM プロピオン酸テストステロン(Ｔ
ｐｒ)溶液を注入した(メタノール中１０mM Ｔｐｒ)。勾配溶出を次いで行う：
７０分で、１ml／分の流速で０％アセトニトリル(ＡＣＮ)から９５％ＡＣＮ、結
果を表IIIに示す。検出は２４０nmで行う。
【表３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｇ 65/08 Ｃ０８Ｇ 65/08 ４Ｊ０３１ 81/02 81/02 ４Ｊ１００ Ｃ１２Ｎ 5/06 Ｃ１２Ｎ 11/08 Ｂ 11/08 5/00 Ｅ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4B033 NA22 NB02 NB12 NB35 NC06 4B065 AA90X BC42 BC46 4D017 AA03 AA11 BA03 CA13 DA03 4G069 AA01 AA08 BA22A BE02A BE05A BE14A BE37A DA05 EA01X EB18X EC06X EC13X EC14X EC15X EC16X EC17X FA01 4J005 AA04 BB00 4J031 AA13 AA15 AA53 AB01 AC03 AC04 AC05 AD01 AE19 AF03 AF08 AF09 4J100 BA03H BA08H HA19 HA61 HC38 HE14 HE41 HG27 JA15 JA17 JA50

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その内部および／または外部表面に、求核基Ｘ'を担持する
    ポリマー(Ｐ')を包含する、多孔性ベースマトリックスを親水性化するおよび／
    または表面領域を拡張する方法であり、 (ａ)多数の該Ｘ'をエトキシル化し、それによりその基を−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨを
    包含する基に変換する、または (ｂ)(ｉ)求核基Ｘ"を担持する水溶性ポリマー(Ｐ")をエトキシル化し、それによ
    りＰ"を多数の−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基を担持するポリヒドロキシポリマー(Ｐ'")
    に変換する(基−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨにおいて、ｎは整数＞１である)、その後
    (ii)Ｐ'"をベースマトリックスに結合させることを特徴とする、方法。
  2. 【請求項２】 Ｘ'およびＸ"がヒドロキシ(−ＯＨ)、アミン基(−ＮＨＲ1)
    およびアミド(−ＣＯＮＨＲ2)から選択され、遊離原子価がＰ'またはＰ"に結合
    し、Ｒ1およびＲ2が独立して水素、アルキル、各々Ｐ'およびＰ"中のモノマー単
    位への結合、アルキルおよび−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)mＨ(式中、ｍは典型的に＞１であ
    り、１−１０００の間が好ましい整数)から選択されることを特徴とする、請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 Ｘ'およびＸ"がフェノール性ヒドロキシル基、１級および２
    級アルコール性ヒドロキシル基、１級および２級アミン基およびアミド基から選
    択され、フェノール性および１級ヒドロキシルが好ましいことを特徴とする、請
    求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 ベースマトリックスが、本質的に、重合可能モノマー全量の
    １２重量％以上が２個以上のビニル基を有するモノマーであるモノマーの混合物
    の重合化により得られたビニルポリマーを含むことを特徴とする、請求項１から
    ３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 ポリマーＰ'が、１個のビニル基を有する１個以上の化合物
    と２個以上のビニル基を有する１個以上の化合物の間、例えば、１個以上のスチ
    レンと１個以上のジビニルベンゼンの間で共重合していることを特徴とする、請
    求項１から４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 請求項１の方法(ａ)に従うことを特徴とする、請求項１から
    ５のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 請求項１の方法(ｂ)に従うことを特徴とする、請求項１から
    ５のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 ベースマトリックスが粒子の集団の形または多孔性モノリス
    プラグの形であり、粒子の充填床およびモノリスプラグが、各々、床およびプラ
    グを、＞５cm／ｈ以上の流速で液体流が通過させることが可能であることを特徴
    とする、１から７のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 多孔性または非多孔性粒子の集団の形または多孔性モノリス
    プラグの形である支持マトリックスであり、該マトリックスは基−Ｌ−(ＣＨ2Ｃ
    Ｈ2Ｏ)nＨ(式中、ｎは整数＞１およびＬはリンカー構造である)基に変換されて
    いる求核基Ｘ'を有するポリマー(Ｐ')をその表面に曝すベースマトリックス(Ｍ)
    を含み、 ・−Ｌ−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)nＨ基が (ａ)ベースマトリックス(Ｍ)のＸ'基のエトキシル化により； (ｂ)求核基Ｘ"を担持するポリマー(Ｐ")をエトキシル化し、その後、このように
    して得たポリヒドロキシポリマー(Ｐ'")をベースマトリックス(Ｍ)に結合させる
    ことにより； 導入されている、そして ・充填された粒子で形成された床または多孔性モノリスの形の床のベースマトリ
    ックスが、床を通過するのに流速＞５cm／ｈの液体流を可能にするのに十分な剛
    性および膨張性を有する ことを特徴とする、支持マトリックス。
  10. 【請求項１０】 Ｌが ａ)Ｘ'またはＸ"がヒドロキシル基(−ＯＨ)である場合、−Ｏ−(エーテル)、ま
    たは ｂ)Ｘ'またはＸ"がアミン(−ＮＨＲ1)である場合、−ＮＲ1−(アミン)、または ｃ)Ｘ'またはＸ"がアミド(−ＣＯＮＨＲ2)である場合、−ＣＯＮＲ2−であり、
    式中、Ｒ1およびＲ2は水素、各々Ｐ'およびＰ"中のモノマー単位への結合、アル
    キル、および−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)mＨ(式中、ｍは＞１の整数)から選択されること を特徴とする、請求項９に記載の支持マトリックス。
  11. 【請求項１１】 Ｘ'およびＸ"がフェノール性ヒドロキシル基、１級および
    ２級アルコール性ヒドロキシル基、１級および２級アミン基およびアミド基から
    選択され、フェノール性および１級ヒドロキシルが好ましいことを特徴とする、
    請求項１０に記載の支持マトリックス。
  12. 【請求項１２】 ベースマトリックスが、本質的に、重合可能モノマー全量
    の１２重量％以上が２個以上のビニル基を有するモノマーであるモノマーの混合
    物の重合化により得られたビニルポリマーを含むことを特徴とする、請求項９か
    ら１１のいずれかに記載の支持マトリックス。
  13. 【請求項１３】 マトリックスが ａ)例えば、１−１０００μmの範囲の平均サイズを有する粒子の形、またはモノ
    リス形である、および／または ｂ)１０−９９％の間の孔容量を有する、および／または ｃ)１０Å−１０００μmの範囲の孔サイズを有する ことを特徴とする、請求項９から１２のいずれかに記載の支持マトリックス。
  14. 【請求項１４】 親和性リガンドから選択される官能性を含むことを特徴と
    する、請求項９から１３のいずれかに記載の支持マトリックス。
  15. 【請求項１５】 液体クロマトグラフィーのための、請求項９から１４のい
    ずれかに定義の支持マトリックスの使用。
  16. 【請求項１６】 少なくとも５cm／ｈの液体流速をカラムを通して適用する
    、請求項１５に記載の使用。
  17. 【請求項１７】 細胞培養、有機分子の段階的固相合成、懸濁液の親和性吸
    着、固定化触媒での固相触媒のための、請求項９から１４のいずれかに定義の支
    持マトリックスの使用。
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