JP5508850B2 - ホルミル基含有多孔質担体、それを用いた吸着体、およびそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
1)多孔質担体を体積が減少しなくなるまで沈降させながら充填し、多孔質担体の体積が1mLとなるよう多孔質担体量を調整する。
2)この多孔質担体のスラリーから、加熱中に水が突沸しない程度にまで水を除去し、105℃で15時間加熱して乾燥させて、多孔質担体1mLの乾燥重量(g)を測定する
3)多孔質担体1mLあたりの乾燥重量パーセント、つまり樹脂含量を計算する。樹脂含量(%)=多孔質担体の乾燥重量(g)/乾燥前の多孔質担体の体積(mL)×100。
1) 内径15mmのガラス製メスシリンダーに多孔質担体の50vol%のスラリーを投入する。
2) ガラス製メスシリンダーに振動を与えながら、多孔質担体体積が減少しなくなるまで沈降させて充填し、多孔質担体体積が4mLとなるよう多孔質担体量を調整する。この時の体積を初期体積とする。
3) 金属製ピストン(メスシリンダーの内壁と摩擦を生じず、且つ多孔質担体が漏れないように加工したもの)を、20N用ロードセルを装着したオートグラフ(SHIMADZU製EZ−TEST)に取り付ける。
4) 多孔質担体の120vol%に相当する位置にピストンの底面を合わせる。
5) 気泡が入らないように、試験速度5mm/minでピストンを下降させ、多孔質担体を圧縮して体積を減少させる。
6)任意の点の圧縮応力を測定する。
体積平均粒径が92μm、樹脂含量が6%、排除限界分子量が5000万の多孔質セルロース担体(チッソ社製CK−A)75mLに、RO水を加えて全量を95mLとして、ポリ容器(サンプラテック社製250mL)に入れ、次いで2M水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製水酸化ナトリウムとRO水で調整)27mLを加えて、40℃で30分加温した。液温が40℃に加温された後、エピクロロヒドリン(和光純薬工業社製)9mLを加えて、恒温振とう機(トーマス科学社製サーモスタティックウォーターバスT−25)を用いて、40℃で2時間、100回/分で振とうしながら反応させた。反応終了後、グラスフィルター(TOP社製26G−2)上で、多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄し、エポキシ化多孔質担体を得た。得られたエポキシ化多孔質担体5.4mLを、グラスフィルター(TOP社製3G−2)上で15分間吸引ろ過(サクションドライ)し、サクションドライ後の多孔質担体1.5gをスクリュー菅(マルエム社製)に秤量し、1.3Mチオ硫酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製チオ硫酸ナトリウムとRO水で調整)4.5mLを加えた。45℃で30分間加温した後、45mLのRO水と共に100mLのガラス製ビーカーに移し、1%フェノールフタレイン溶液(和光純薬工業社製フェノールフタレインとエタノールで調整)を数滴添加した。0.01N塩酸(和光純薬工業社製、容量分析用)で滴定し、エポキシ基含量を求めたところ、サクションドライ多孔質担体1gあたり14μmolであった。
D(+)−グルコサミン塩酸塩(和光純薬工業社製)の代わりに発酵グルコサミンK(協和ウェルネス社製)を用いる以外は、参考例1と同様の方法にて、吸着体を得ることができた。
体積平均粒径が92μm、樹脂含量が6%、排除限界分子量が5000万の多孔質セルロース担体(チッソ社製CK−A)とRO水の1:1スラリーを、グラスフィルター(TOP社製17G−2)上で15分間吸引ろ過(サクションドライ)した。得られたサクションドライ済みの多孔質セルロース担体を27.4gをポリ容器(サンプラテック社製100mL)に投入し、これに0.6M水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製水酸化ナトリウムとRO水で調整)27.4mLを加え、40℃で30分加温した。液温が40℃に加温された後、水素化ホウ素ナトリウム(和光純薬工業社製)を54.8mg、架橋剤としてグリセロールポリグリシジルエーテルを含有するデナコールEX−314(ナガセケムテックス社製)27.4mLの順に加え、恒温振とう機(トーマス科学社製サーモスタティックウォーターバスT−25)を用いて、40℃で5時間、100回/分で振とうしながら反応させた。反応終了後、グラスフィルター(TOP社製17G−2)上で吸引ろ過しながら、多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄し、架橋多孔質担体を得た。この架橋多孔質担体の5%圧縮時の圧縮応力は0.020MPa、10%圧縮時の圧縮応力は0.049MPa、15%圧縮時の圧縮応力は0.080MPaであった。
架橋剤にジグリセロールポリグリシジルエーテルを含有するデナコールEX−421(ナガセケムテックス社製)を用いた他は、参考例3と同様の方法で、架橋多孔質担体を得た。1回目の架橋反応で得られた多孔質担体の架橋多孔質担体の5%圧縮時の圧縮応力は0.018MPa、10%圧縮時の圧縮応力は0.046MPa、15%圧縮時の圧縮応力は0.075MPaであった。2回目の架橋反応で得られた架橋多孔質担体の5%圧縮時の圧縮応力は0.021MPa、10%圧縮時の圧縮応力は0.055MPa、15%圧縮時の圧縮応力は0.095MPaであった。
参考例3と同様の方法で、架橋多孔質担体Aを得た。架橋多孔質担体Aのグリセリル基を処理するため、架橋多孔質担体A25.5mLにRO水を加えて全量を38.3mLとして、ポリ容器(サンプラテック社製100mL)に入れ、293mgの過ヨウ素酸ナトリウム(和光純薬工業社製)をRO水に溶解させて25.5mLとした溶液を加え、インキュベーター(イワキガラス社製インキュベーターLOW−TEMP ICB−151L)中で、ミックスローター(井内盛栄堂社製バリアブルミックスローターVMR−5)を用いて、25℃で1時間、100回/分で振とうしながら反応させた。反応後、グラスフィルター(TOP社製17G−2)上で、多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄した。
実施例1で得た多孔質担体B12.5mLにRO水を加えて全量を25mLとして、遠沈管(岩城硝子社製50mL)に入れ、次いで71mgの水素化ホウ素ナトリウム(和光純薬工業社製)を添加し、室温でゆるやかに攪拌しながら1時間反応させた。反応後、グラスフィルター(TOP社製17G−2)上で多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄し、ホルミル基を水酸基に変化させた架橋多孔質担体Cを得た。この架橋多孔質担体Cを出発担体とし、参考例1と同様の方法でエポキシ基を導入し、架橋多孔質担体Dを得た。炭酸バッファーの代わりに0.7M水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製水酸化ナトリウムとRO水で調整)を用い、D(+)−グルコサミン塩酸塩(和光純薬工業社製)の代わりに発酵グルコサミンK(協和ウェルネス社製)を用い、反応を50℃で5時間、次いで室温で一晩で行った以外は、参考例1と同様の方法にて、グルコサミン化多孔質担体を得た。このグルコサミン化多孔質担体を参考例1と同様の方法でホルミル化を行い、ホルミル基含量が多孔質担体1mLあたり7.6μmolであるホルミル基含有多孔質担体を得た。次いで参考例1と同様の方法でプロテインAを固定化し、洗浄を行い、プロテインAが多孔質担体1mLあたり5.3mg固定化された吸着体を得た。得られた吸着体の目的物であるIgGの吸着量を前述の方法で求めた結果、吸着体1mLあたり、48mgであることが分かった。
参考例1と同様の方法でエポキシ化多孔質担体を得て、次いで炭酸バッファーの代わりに、0.7M水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製水酸化ナトリウムとRO水で調整)を用い、D(+)−グルコサミン塩酸塩(和光純薬工業社製)の代わりに発酵グルコサミンK(協和ウェルネス社製)を用いた以外は、参考例5と同様の方法でグルコサミン化多孔質担体を得た。このグルコサミン化多孔質担体を用いて、参考例1と同様の方法にて、ホルミル基含有多孔質担体、吸着体を得た。
0.7M水酸化ナトリウム水溶液の代わりに0.007M水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製水酸化ナトリウムとRO水で調整)を用いる以外は、参考例5と同様の方法にて、ホルミル基含有多孔質担体、吸着体を得た。
0.7M水酸化ナトリウム水溶液の代わりにpH10の0.5M炭酸バッファー(和光純薬工業社製の炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムと、RO水で調整)を用いる以外は、参考例5と同様の方法にて、ホルミル基含有多孔質担体、吸着体を得た。
グルコサミン導入時の溶媒を、pH10の0.25Mリン酸バッファーの代わりに0.007M水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製水酸化ナトリウムとRO水で調整)を用いる以外は、実施例1と同様の方法にて、ホルミル基含有多孔質担体、吸着体を得た。
プロテインA固定化反応のバッファーのpHを10から11に変更する以外は、実施例1と同様の方法にて、吸着体を得た。
プロテインA固定化反応のバッファーのpHを10から11に変更する以外は、参考例5と同様の方法にて、吸着体を得た。
プロテインA固定化反応のバッファーのpHを10から11に変更する以外は、実施例2と同様の方法にて、吸着体を得た。
参考例3と同様の方法で、500mLの架橋多孔質担体Aを得た。この多孔質担体Aを90μmのメッシュ(NONAKA RIKAKI製、ワイヤ径63μm)と分級機(筒井理化学器械社製300−MM)を用いて、2時間、湿式分級を行い、体積平均粒径83μmの多孔質担体Dを得た。この多孔質担体Dを用いたことと、発酵グルコサミンKを添加直後に、4N水酸化ナトリウム水溶液を用いて、反応液のpHを10に調整したことと、グルコサミン化反応を4℃で行ったこと以外は、実施例1と同様の方法にて、グルコサミン固定化量が多孔質担体1mLあたり20μmolのグルコサミン化多孔質担体を得た。次いで、このグルコサミン化多孔質担体を用い、実施例1と同様の方法でホルミル基含有多孔質担体を得た。次いで、用いるバッファーをpH11の0.5Mリン酸+0.15M食塩バッファーに変更した以外は、実施例1と同様の方法でプロテインA固定化吸着体を得た。この吸着体のプロテインA固定化量は吸着体1mLあたり7.5mgであった。得られた吸着体の目的物であるIgGの吸着量を前述の方法で求めた結果、吸着体1mLあたり、51mgであることが分かった。
多孔質担体Dの代わりに多孔質担体Aを用いた以外は、実施例5と同様の方法で、ホルミル基含有多孔質担体、次いでプロテインA固定化吸着体を得た。
多孔質担体Dの代わりに、多孔質担体Aと多孔質担体Dを体積平均粒径が86μmになるように混合した多孔質担体Eを用いた以外は、実施例5と同様の方法で、ホルミル基含有多孔質担体、次いでプロテインA固定化吸着体を得た。
発酵グルコサミンKを添加直後に、4N水酸化ナトリウム水溶液を用いて、反応液のpHを8に調整したこと以外は、実施例5と同様の方法でグルコサミン化多孔質担体を得て、ホルミル基含有多孔質担体を得て、プロテインA固定化吸着体を得た。得られた吸着体の目的物であるIgGの吸着量を前述の方法で求めた結果、吸着体1mLあたり、49mgであることが分かった。
多孔質担体Dの代わりに多孔質担体Aを用いた以外は、実施例8と同様の方法で、ホルミル基含有多孔質担体、次いでプロテインA固定化吸着体を得た。
多孔質担体Dの代わりに、多孔質担体Aと多孔質担体Dを体積平均粒径が86μmになるように混合した多孔質担体Eを用いた以外は、実施例9と同様の方法で、ホルミル基含有多孔質担体、次いでプロテインA固定化吸着体を得た。
実施例8と同様の方法でグルコサミン化多孔質担体を得て、次いで、添加する過ヨウ素酸ナトリウム水溶液の過ヨウ素酸ナトリウム濃度を実施例6の半分とした以外は、実施例6と同様の方法でホルミル化担体を得て、プロテインA固定化吸着体を得た。得られた吸着体の目的物であるIgGの吸着量を前述の方法で求めた結果、吸着体1mLあたり、51mgであることが分かった。
体積平均粒径が92μm、樹脂含量が6%、排除限界分子量が5000万の多孔質セルロース担体(チッソ社製CK−A)175mLに、RO水を加えて全量を221mLとして、ポリ容器(サンプラテック社製500mL)に入れ、次いで2M水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製水酸化ナトリウムとRO水で調整)64mLを加えて、40℃で30分加温した。液温が40℃に加温された後、エピクロロヒドリン(和光純薬工業社製)11mLを加えて、恒温振とう機(トーマス科学社製サーモスタティックウォーターバスT−25)を用いて、40℃で2時間、100回/分で振とうしながら反応させた。反応終了後、グラスフィルター(TOP社製26G−2)上で、多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄し、エポキシ化多孔質担体を得た。
体積平均粒径が97μm、樹脂含量が10%の多孔質セルロース担体(チッソ社製CK−C)を、90μmのメッシュ(NONAKA RIKAKI製)で分級し、体積平均粒径が85μmの多孔質セルロース担体を得た。この担体362mLに、RO水を加えて、全量を489mLとして、セパラブルフラスコに入れ、これを25℃の恒温槽(トーマス科学社製サーモスタティックウォーターバスT−25)中に設置した。次に、過ヨウ素酸ナトリウム(和光純薬工業製)をRO水に溶解させ、11.45mg/mlの過ヨウ素酸ナトリウム溶液を作製し、362mLをセパラブルフラスコに加え、25℃で1時間、回転数150rpmで攪拌した(攪拌機はマゼラ Zを使用)。反応後、グラスフィルター(TOP社製26G−2)上で、多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄し、ホルミル基含有多孔質担体を得た。
平均粒径が97μm、樹脂含量が10%の多孔質セルロース担体(チッソ社製CK−C)27.5mLに、RO水を加えて、全量を41.25mLとして、全量を100mLのポリ容器にうつした。次に、過ヨウ素酸ナトリウム(和光純薬工業製)をRO水に溶解させ、11.45mg/mLの過ヨウ素酸ナトリウム溶液を作製し、27.5mLをポリ容器に加え、インキュベーター(イワキガラス社製インキュベーターLOW−TEMP ICB−151L)中で、ミックスローター(井内盛栄堂社製バリアブルミックスローターVMR−5)を用いて、25℃で1時間、100回/分で振とうしながら反応させた。反応後、グラスフィルター上で、多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄し、ホルミル基含有多孔質担体を得た。
体積平均粒径が93μm、樹脂含量が6%の多孔質セルロース担体(チッソ社製CK−A)57mLに、RO水を加えて、全量を85.5mLとして、全量を250mLのポリ容器にうつした。次に、過ヨウ素酸ナトリウム(和光純薬工業製)をRO水に溶解させ、11.45mg/mLの過ヨウ素酸ナトリウム溶液を作製し、57mLをポリ容器に加え、インキュベーター(イワキガラス社製インキュベーターLOW−TEMP ICB−151L)中で、ミックスローター(井内盛栄堂社製バリアブルミックスローターVMR−5)を用いて、25℃で1時間、100回/分で振とうしながら反応させた。反応後、グラスフィルター上で、多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄し、ホルミル基含有多孔質担体を得た。得られたホルミル基含有多孔質担体のホルミル基含量を前述の方法で測定した結果、ホルミル基含量は多孔質担体1mLあたり5μmoLであった。
体積平均粒径が93μm、樹脂含量が6%の多孔質セルロース担体(チッソ社製CK−A)175mLに、RO水を加えて全量を221mLとして、ポリ容器(サンプラテック社製500mL)に入れ、次いで2M水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製水酸化ナトリウムとRO水で調整)64mLを加えて、40℃で30分加温した。液温が40℃に加温された後、エピクロロヒドリン(和光純薬工業社製)11mLを加えて、恒温振とう機(トーマス科学社製サーモスタティックウォーターバスT−25)を用いて、40℃で2時間、100回/分で振とうしながら反応させた。反応終了後、グラスフィルター(TOP社製26G−2)上で、多孔質担体の20倍体積量のRO水で洗浄し、エポキシ化多孔質担体を得た。
(溶液作製)
A液としてpH7.4リン酸バッファー(シグマ社製)、B液としてpH3.5の35mM酢酸ナトリウム(和光純薬工業社製の酢酸、酢酸ナトリウム、RO水で調整)、C液として1M酢酸(和光純薬工業社製酢酸とRO水で調整)、D液として1mg/mLのIgG溶液(バクスター社製ガンマガードとA液で調整)、E液として6M尿素、F液としてA液に対して0.2vol%の界面活性剤(和光純薬工業社製ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート)を添加した液、中和液として2Mのトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(シグマ社製トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンとRO水で調整)を作製し、各溶液を使用前に脱泡した。
カラムクロマトグラフィー用装置として、Biologic LPシステム(BIO−RAD社製)を用い、直径0.5cm、高さ15cmのカラムに22μmのメッシュを取り付け、参考例、実施例および比較例で得たプロテインA固定化吸着体をそれぞれ3mL入れ、線速400cm/hで20%エタノール水溶液(和光純薬工業社製エタノールとRO水で調整)を1時間通液して充填した。フラクションコレクターに5mlの採取用チューブをセットし、溶出液の採取用チューブについては、あらかじめ中和液を入れた。
A液を9mL通液し、次いでD液をUVをモニターしながら、IgGが10%破過するまで通液した。次いで、A液を30mL通液し、B液を30mL通液してIgGを溶出させた。次にC液を9mL,E液を9mL通液した。吸着体の充填終了後からの操作をさらに2回繰り返し、溶出液中のIgG量とリガンド量を測定した。
Claims (18)
- ホルミル基含有多孔質担体の製造方法であって、
原料多孔質担体にエピハロヒドリンまたは2官能以上のエポキシ化合物を作用させてエポキシ基を導入する工程;
上記エポキシ基をビシナル水酸基に変化させる工程;
上記工程により生じたビシナル水酸基に過ヨウ素酸塩を作用させてホルミル基にする工程;
下記一般式(1)で表される基中の5員環または6員環構造を有する化合物を上記ホルミル基と反応させ、下記一般式(1)で表される基を導入する工程:
上記基(1)に過ヨウ素酸塩を作用させ、下記一般式(2):
- 前記式(1)で表される基が、担体1mL当り5μmol以上である多孔質担体を前駆体とする請求項1に記載の製造方法。
- 過ヨウ素酸塩として過ヨウ素酸ナトリウムまたは過ヨウ素酸カリウムを作用させることにより、前記式(1)で表される基を前記式(2)で表される基に変換する請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記式(1)において、R 1 と−CH(OH)−CH(OH)−とで形成される5員環構造または6員環構造が、糖または糖類似物である請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記式(1)のR 1 と−CH(OH)−CH(OH)−とで形成される5員環または6員環において、水酸基と結合している炭素原子が連続して存在している部分を有し、該連続する炭素原子数が最大2である請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記R 1 が少なくとも1つのチオール基またはアミノ基を含有する原子団である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 糖または糖類似物がグルコサミンである請求項4に記載の製造方法。
- ホルミル基の導入量が担体1mL当り、1μmol以上200μmol以下である請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造方法。
- 多孔質担体が架橋されたものである請求項1〜8のいずれか一項に記載の製造方法。
- 多孔質担体が多糖を含有するものである請求項1〜9のいずれか一項に記載の製造方法。
- 多糖がセルロースおよび/またはセルロース誘導体である請求項10に記載の製造方法。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたホルミル基含有多孔質担体にアフィニティーリガンドを結合させた吸着体。
- アフィニティーリガンドの導入量が担体1mL当り、1mg以上1000mg以下であることを特徴とする、請求項12に記載の吸着体。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたホルミル基含有多孔質担体とアミノ基を有するアフィニティーリガンドを結合させて得られ、結合部位に下記一般式(3)または(4):
- アフィニティーリガンドとしてプロテインAが導入されたことを特徴とする、請求項12〜14のいずれか一項に記載の吸着体。
- 吸着体から目的物中にリークしたリガンドの濃度が、100ppm以下であることを特徴とする、請求項12〜15のいずれか一項に記載の吸着体。
- 精製目的物の吸着量が吸着体1mLあたり1mg以上であることを特徴とする、請求項12〜16のいずれか一項に記載の吸着体。
- 請求項12〜17のいずれか一項に記載の吸着体を使用することを特徴とする、免疫グロブリンの精製方法。
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