用於離子交換色譜的接枝共聚物的製作方法

2023-09-14 10:47:40

專利名稱：用於離子交換色譜的接枝共聚物的製作方法
用於離子交換色譜的接枝共聚物本發明涉及改性的分離材料、其的製備，和其用於從液體分離帶電生物聚合物的應用。
現有技術離子交換色譜可能是最頻繁採用的用於純化藥物蛋白質、肽和其他生物聚合物的 方法。基本所有工業純化工藝都包括一個或更多個離子交換步驟。特別重要的是對目標分 子具有高連接容量的離子交換樹脂。其中離子基團只位於線型接枝聚合物上，該聚合物進而與載體表面共價鍵接的合 適分離材料的使用特別有利(W. Muller, J. Chromatography 1990, 510, 133-140)。通過將相應的官能化單體接枝到多個不同表面上獲得的官能化聚合物被已知許 多年。如果官能化涉及化學鍵接的離子基團，則相應的材料可用於離子交換色譜。相對大量可能的預期用於生物聚合物分級的接枝聚合物結構在專利EP 0 337 144或US 5，453，186中找到。該專利中還要求了包含多於一個單體單元(共聚)的接枝聚 合物。為了該接枝共聚，單體必須以使得兩種單體包含鹼性或酸性基團或者一種單體為中 性的方式選擇，以獲得合適的交換。沒有解釋優選用於接枝共聚的單體的組合和類型，這意 味著本領域技術人員在他獲得適用於純化藥物蛋白質、肽和其他生物聚合物的分離材料前 必須進行大量實驗。EP 1 473 075 A描述了用於離子交換色譜的材料。為了製備該材料，將由2_丙烯 醯氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸、N(異丁氧基甲基)丙烯醯胺和羥甲基甲基丙烯酸酯組成的 聚合物溶液吸附到含羥基的載體，例如多孔硝酸纖維素上。然而，該「吸附」沒有涉及載體材 料與施塗的塗層之間的化學連接。在吸附中，水凝膠一水溶脹的交聯聚合物，在載體的孔中 聚合。只通過在孔中聚合，材料變得足夠尺寸穩定，使得其在應用中壓力穩定。需要至少三 種單體用於製備使用的水凝膠；並且需要至少五種組分用於製備實際的分離材料，即載體、 單體1、單體2和交聯劑以及右旋糖苷。Kobayashi 等人[Journal of Chromatography, Vol. 958, No. 1-2, 109 _ 119， (2002)]進而描述了通過將包含異丙基丙烯醯胺和丙烯酸的聚合物接枝到二氧化矽或矽膠 上獲得的色譜材料。該接枝的目的是通過引入不帶電單體產生疏水性能。由於載體表面不 存在脂族羥基並且二氧化矽對水解而言是穩定的，因此使得聚合物與無機二氧化矽的連接 更加困難。US 2004/203149 Al描述了由載體材料和凝膠組成的色譜材料。獲得載體擔載的 多孔交聯凝膠。正如還在EP 1 473 075 A中所述，水凝膠在載體的孔中聚合，得到足夠尺 寸穩定的材料，其在應用中壓力穩定。沒有出現與載體共價鍵接，而是相反水凝膠與載體纏 繞。優選使用疏水載體材料。正如還被KcAayashi所述，在所有情形中所希望的分離材料 的製備都需要交聯劑，其在材料的應用中對連接性能具有顯著影響。另外，優選使用的丙烯 醯胺對水解而言並不足夠穩定。目的因此，本發明的目的是製備具有以高容量連接蛋白質和其他生物聚合物的離子基團並 且可用於工業規模的製備應用的載體材料。該載體材料應當對水解而言是穩定的，特別是對鹼穩定，以確保分離材料在pH ^ 13下純化或再生，保持了載體的必要性能。發明主題
本發明涉及包括無機或有機載體材料的分離材料，特徵在於由至少兩個單體單元構成 的聚合物與載體材料連接，其中至少2個不同的重複單元出現在分離材料中，而這些單元 的一個帶電並且這些單元的至少一個帶有中性基團。實驗表明，用作為中性共聚單體的N-烷氧基烷基丙烯醯胺衍生的載體材料適用 作用於分離帶電的生物分子，特別是帶電的生物聚合物的分離材料。由於與N-烷氧基烷基 丙烯醯胺接枝共聚，因此實現了表面上低電荷密度的好的利用。因此本目的還通過製備多孔顆粒或其他模塑品的含羥基表面上的相應接枝共聚 物而實現。根據本發明，通過反應與這些表面連接的接枝聚合物由兩個或更多個重複單元 構成，其中這些單元的至少一個帶電並且至少一個單元與中性基團連接，使得這些接枝聚 合物能夠通過離子相互作用連接帶電物質。本發明因此進一步涉及能夠通過離子相互作用連接帶電物質，特別是生物聚合物 的分離材料。為了製備這些載體材料，可以使由兩個或更多個重複單體單元構成的接枝聚 合物通過化學反應與多孔顆粒或其他模塑品的含羥基表面連接，其中這些單元的至少一個 帶電並且這些單元的至少一個與中性基團連接。特別地，本發明涉及具有交聯合成聚合物或交聯瓊脂糖或右旋糖苷，或者包含具 有有機塗層的無機載體的複合材料作為基質載體的相應分離材料。基於其表面與共聚物共價鍵接的相應含羥基的基質載體的用於離子交換色譜的 這類分離材料顯著在於如下事實
a)基質載體含有脂族羥基，
b)該共聚物與該載體共價鍵接，
c)該共聚物含有至少兩個不同的單體單元，
d)單體單元以線型方式連接，
e)該共聚物具有至少一個單體單元，該單體單元帶有磺酸或羧酸形式或者胺基或銨基 形式的電荷，並且另外含有烷基和/或亞烷基和任選的醯胺基，但不含芳基，
或者其帶有磺酸或羧酸形式或者胺基或銨基形式的負電荷，並且另外含有烷基和/或 亞烷基，但不含芳基，
f)該共聚物具有至少一個通式(1)的不帶電單體單元
權利要求
1.用於離子交換色譜的分離材料，其包括交聯合成聚合物或交聯瓊脂糖或交聯右旋糖 苷，或者包含具有有機塗層的無機載體的複合材料作為載體材料，該載體材料的表面與共 聚物共價鍵接，特徵在於a)基質載體含有脂族羥基，b)該共聚物與該載體共價鍵接，c)該共聚物含有至少兩個不同的單體單元，d)該單體單元以線型方式連接，e)該共聚物具有至少一個單體單元，該單體單元帶有磺酸、羧酸形式或者胺基或銨基 形式的電荷，並且含有烷基和/或亞烷基和任選的醯胺基，但不含芳基，f)該共聚物具有至少一個通式(1)的不帶電單體單元
2.根據權利要求1的用於離子交換色譜的分離材料，特徵在於e)該共聚物具有至少一個具有通式(1)的帶電單體單元，其中 R1表示氫， Y表示氫，和R3 表示 R4-S03M、R4-COO, R4-NR9R10 或 R4-NR9RiqR11X 其中R4表示具有2 — 4個C原子的直鏈或支鏈亞烷基，R9、R10和R11彼此獨立地表示氫、甲基、乙基、丙基、苯基或苄基，M表示氫、Na、K或NH4，禾口X表示Cl、Br、I或甲基硫酸根或者該共聚物具有至少一個通式O)的單體單元
3.根據權利要求1的用於離子交換色譜的分離材料，特徵在於 f)該共聚物具有至少一個通式(1)的不帶電單體單元，其中R1表示氫，R2表示氫或甲基，和R3表示甲基、乙基、丙基、甲氧基丙基、甲氧基乙基，其中 Y表示S，或 R3表示甲基或乙基，其中 Y表示甲基。
4.根據權利要求1一 3的一項或多項的分離材料，特徵在於e)該共聚物具有至少一個選自以下的帶負電荷的單體單元2-丙烯醯氨基-2-甲基丙 烷磺酸、2-丙烯醯氨基乙烷磺酸、羧甲基丙烯醯胺、羧乙基丙烯醯胺、羧丙基丙烯醯胺、羧甲 基甲基丙烯醯胺、羧乙基甲基丙烯醯胺、羧丙基甲基丙烯醯胺、丙烯酸和甲基丙烯酸，和f)該共聚物含有至少一個選自以下的不帶電的單體單元二甲基丙烯醯胺、乙氧基乙 基丙烯醯胺、甲氧基乙基丙烯醯胺和甲氧基丙基丙烯醯胺。
5.根據權利要求1一 4的一項或多項的分離材料，特徵在於e)該共聚物具有至少一個選自以下的帶正電的單體單元2-(丙烯醯基氨基乙基) 三甲基氯化銨、3_(丙烯醯基氨基丙基)三甲基氯化銨、2-( 二乙基氨基乙基)丙烯醯胺、2-(二乙基氨基乙基)甲基丙烯醯胺、2-( 二甲基氨基乙基)丙烯醯胺、2-( 二甲基氨基乙 基)甲基丙烯醯胺、3_( 二乙基氨基丙基)丙烯醯胺、3-( 二乙基氨基丙基)甲基丙烯醯胺、3-(二乙基氨基丙基)丙烯醯胺、3-( 二乙基氨基丙基)甲基丙烯醯胺、2-(甲基丙烯醯基氨 基乙基)三甲基氯化銨和3-(丙烯醯基氨基丙基)三甲基氯化銨，和f)該共聚物含有至少一個選自以下的不帶電的單體單元二甲基丙烯醯胺、乙氧基乙 基丙烯醯胺、甲氧基乙基丙烯醯胺和甲氧基丙基丙烯醯胺。
6.製備多孔顆粒或其他模塑品的含羥基表面上的接枝共聚物的方法，特徵在於該接枝 聚合物由兩個或更多個重複單體單元構成，其中這些單元的至少一個帶電並且這些單元的 至少一個帶有不帶電的基團，該基團帶有單或二烷基和/或烷氧基乙基或烷氧基丙基取代 的醯胺基，該接枝聚合物通過化學反應與含羥基的表面連接，得到能夠通過離子相互作用 連接帶電物質，特別是生物聚合物的材料。
全文摘要
本發明涉及具有改進性能的改性的分離材料、其的製備，和其用於從液體分離帶電生物聚合物的應用。
文檔編號C07K1/18GK102112191SQ200980129665
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月8日 優先權日2008年7月30日
發明者H·格拉爾夫斯, L·布裡奇 申請人:默克專利股份公司