分離材料的制作方法

專利名稱：分離材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及以含羥基的載體為基礎的分離材料及其制備方法。載體的表面涂有用共價鍵結合的聚合物，而聚合物含有式Ⅰ所示的相同的或不同的重復單元。
式中R2為H或CH3Y為
，-CN，-CHO，-OH，-CH2-NH2或-CH2NR2R3，R′和R″各為H或CH3，若Y＝-OH，則R′和R″基之一亦可以是-OH，X為-OH，-NR2R3或OR4，R2和R3各為一個烷基，苯基，苯烷基或烷基苯，在烷基中有多至10個碳原子，而這些基中可被烷氧基，氰基，氨基，一烷氧基或二烷氧基，三烷銨基，羧基，磺酸基，醋酸基或乙酰氨基進行一次或多次取代，
式中R＊和R1為H或CH3，本發明的對象也包括將該分離材料應用于生物高聚物的分級。
本發明分離材料的結構與EP0154246中所述的那些相載體相似，但與那里所述的材料相反的是在本發明的化合物中，在載體粒子表面的高聚物有不同的結構和性能，在EP0154246所述的材料在兩相體系中，首先用作分配色層分離法的相載體，而本身不含有色層分離法的活性基，與此相反，本發明的材料本身具有色層分離法的活性，并可作離子交換劑，也可作為親合色層分離法或疏水色層分離法的載體。
本發明分離材料由含有羥基的載體粒子組成，在載體上在羥基的α-碳原子上用式Ⅱ和/或Ⅲ所示的單體將聚合物材料進行接枝。
作為載體粒子一般參考的是已知的多孔和非多孔色層分離法載體，此載體表面具有脂肪族的伯或仲羥基官能團。
其中優先選用的有例如以丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯為基礎的親水聚合物，聚乙烯醇為基礎的聚合物，二元取代硅凝膠，以瓊脂糖為基礎的聚糖類，纖維素，纖維素衍生物或以葡聚糖為基礎的聚合物，當然也可使用以單體如乙烯基化合物，丙烯酰胺，(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯腈為基礎的其它聚合物或共聚物。
在羥基的α-碳原子上與載體粒子結合的聚合物材料以式Ⅱ和/或Ⅲ所示單體為基礎，這些單體是(甲基)丙烯酸(Y＝-COOH)，(甲基)丙烯酸衍生物(Y＝
)，烯丙胺(Y＝-CH2NH2，-CH2NR2R3)，(甲基)丙烯腈(Y＝-CN)，丙烯醛(Y＝-CHO)，乙烯基羧酸酯(Y＝-OCOCHR5R6)或式Ⅲ所示的碳酸次乙烯酯。
所有這些單體是在水溶液中完全可以聚合的，具有可逆結合基的物質，這些物質可以是中性、酸性或堿性。
如果將式Ⅲ所示的碳酸次乙烯酯或Ⅱ所示的乙烯基羧酸酯CR＊R＊＊＝CR1-OCOCHR5R6作為單體使用，最好將所得到的產品轉化為帶羥基的分離材料。這種轉化成為一個羥基相的過程可通過已知的適度堿性皂化或適度酸性皂化來完成，例如此反應可用碳酸鉀甲醇溶液于室溫下進行，Y.Tezuka等在高分子化學186，685-694，(1985)文獻中作了說明。
在式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中R1最好為H，也就是說丙烯酸衍生物是最好的，在式Ⅱ中的Y最好為
，-OCOCHR5R6或-CH2NH2，其次最好為-CN或-CHO，與此相應的是在式Ⅰ的Y首先最好為
，-OH(因為-OCOCHR5R6最好轉變為羥基相)或-CH2NH2，其次最好為-CN或-CHO。
R5和R6互不相關地為H或有直至5個碳原子的烷基，最好是R5和R6中至少一個為H，其它基特別好的有乙酰氧基，丙酰氧基，丁酰氧基，戊酰氧基和己酰氧基。
X不僅在式Ⅰ中而且在式Ⅱ中均為OR4，-OH或NR2R3，最好為NR2R3，X為NR2R3，而R2和R3中之一為H的化合物為最佳。
R2和/或R3最好為一個烷基，苯基，苯烷基或烷苯基，其中烷基和/或苯基或被烷氧基、氰基、氨基、一烷氨基或二烷氨基、三烷銨基、羧酸基、磺酸基、乙酰氧基或乙酰氨基進行一次或多次取代，更好是進行一次或二次取代，最好是進行一次取代。
R2和/或R3基最好為烷基，烷氧基烷基，氰烷基，氨基烷基、一烷基氨基烷基或二烷基氨基烷基，三烷基銨烷基，羧基烷基或磺酸烷基，烷基中可至10碳原子，更好至6碳原子，最好至4碳原子，烷基可以是直鏈的或分支的。因此，R2和/或R3最好為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、2-甲氧基乙基、2-，3-或4-惡戊基、2-，3-，4-或5-惡己基、2-，3-，4-，5-或6-惡庚基、異丙基、2-丁基、異丁基、2-甲基丁基、異戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-惡-3-甲基丁基、3-惡-4-甲基丁基、2-甲基-3-惡戊基、2-甲基-3-惡己基，此外也可以是庚基、辛基、壬基或癸基。
另外，被氰基、羧基或磺酸基取代了的烷基也是最好的，因此，R2和/或R3最好為氰甲基、氰乙基、氰丙基、氰丁基、氰戊基、氰己基、2-氰丙基、2-氰丁基、羧甲基、羧乙基、羧丙基、羧異丙基、羧丁基、羧戊基、羧己基、羧-2-甲基丙基、羧-2-甲基丁基、磺酸甲基、磺酸乙基、磺酸丙基、磺酸丁基、磺酸戊基、磺酸己基、磺酸2-甲基丙基、磺酸2-甲基丁基、磺酸3-甲基丁基、磺酸-2-甲基戊基、磺酸-3-甲基己基或磺酸-2-乙基戊基。
此外，這些烷基最好被氨基、一烷基氨基或二烷基氨基或三烷基銨基進行一次取代，這些烷基可以相同也可以不同，可以有多至10個碳原子，更好是多至6個碳原子，最好是多至4個碳原子，因此，最好為二甲基氨乙基、二乙基氨乙基、甲基氨乙基、甲基氨丙基、二甲基氨丙基、乙基氨乙基、丙基氨乙基、丙基氨丙基、二丙基氨乙基、二丙基氨丁基、二乙基氨乙基、三甲基銨乙基、三甲基銨丙基、三甲基銨丁基、三乙基銨乙基、三乙基銨丙基、三乙基銨丁基、氨乙基、氨丙基、氨丁基或氨戊基，所以這些烷基和被取代的烷基同樣最好作為苯基上的取代基。
R2和/或R3最好也有-(CH2)n-SO2-(CH2)-S-(CH2)nOH結構的硫砜，其中n＝2，3，4，5或6，最好地為2，3或4。
R2和/或R3最好也有一個苯基的意義，這個苯基是被氰基、氰烷基、氨基、氨烷基、一烷基氨基或二烷基氨基、烷基、烷氧基、烷氧基烷基、一烷氨基烷基或二烷氨基烷基、三烷基銨一或三烷基胺烷基、羧基、羧烷基、磺酸或磺酸烷基進行過一次取代的。這些取代基的特殊意義與上述指定最好的烷基和被取代的烷基相符，苯基上的取代基最好是在對位上。
對-乙酰氧苯基、對-氨基苯基或對-乙酰氨基苯基同樣有R2和/或R3的特殊意義。
另外，R2和/或R3最好為烷苯基或苯烷基，其中所說明的特殊意義同樣適用于烷基，被取代的烷基或被取代的苯基。
因此下述的一些被取代的苯基被認為特別好，例如4-氰苯基、4-烷苯基、4-(N，N-二甲氨基)-苯基、4-(N，N-二烷基氨乙基)-苯基、4-乙氧基苯基、4-乙氧基乙苯基、4-三烷基銨苯基、4-羧基苯基、4-磺酸苯基、苯乙基、4-(N-乙氨基)苯基丙基或4-氰苯基-乙基。
其它的有式Ⅰ所示的單元或式Ⅱ所示的單體，在這些式中R2和/或R3為有5-10碳原子的環狀基或雙環基，這個環狀基或雙環基可以是芳香環或飽和環，環中一個或及幾個CH-或CH2基由N或NH，N或NH和S，或N或NH和O所取代。
因此，R2和/或R3最好為一個吡啶基、咪唑基、吲哚基，此外，最好為一個吡咯基、嘧啶基、吡嗪基、喹啉基或異喹啉基。
R2和/或R3例如亦可為一個噻唑基、噻二唑基、嗎啉基、三嗪基、哌嗪基、苯并噻唑基、嘌呤基、吡唑基、三唑基、吡咯烷基或異惡唑基，這里尤其好的是芳基、雜環基。
為了達到適宜的離子交換，R2和R3基團必須這樣配合;要么兩個基含有一個酸性基或一個堿性基，要么兩個基團中一個為中性。根據所希望離子交換劑的功能和任務將這些基作相應的安排并因此為R2和R3配上合適的基，這不會給技術人員造成困難。R2和R3兩個基中的一個最好是中性基。
R4最好為烷基、烷氧基烷基、氰烷基、羧烷基或磺酸烷基，在烷基中有多至10個碳原子，更好為多至6個碳原子，最好為有多至4個碳原子，該烷基可以是直鏈的或分支的，因此R4最好為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、2-甲氧基乙基、2-惡戊基、3-惡戊基或4-惡戊基、異丙基、2-丁基、異丁基、2-甲基丁基、異戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-惡-3-甲基丁基、3-惡-4-甲基丁基、2-甲基-3-惡戊基或2-甲基-3-惡己基。
此外，被氰基，羧基或磺酸基取代了的烷基也是最好的，因此R4最好為氰甲基、氰乙基、氰丙基、氰丁基、氰戊基、氰己基、2-氰丙基、2-氰丁基、羧基甲基、羧基乙基、羧基丙基、羧基異丙基、羧基丁基、羧基戊基、羧基己基、羧基-2-甲基丙基、羧基-2-甲基丁基、磺酸甲基、磺酸乙基、磺酸丙基、磺酸丁基、磺酸戊基、磺酸己基、磺酸-2-甲基丙基、磺酸-2-甲基丁基、磺酸-3-甲基丁基、磺酸-2-甲基戊基、磺酸-3-甲基己基或磺酸-2-乙基戊基。
所有這些烷基和被取代的烷基作為苯基上的取代基。同樣最好。
R4最好也有一個苯基的意義，這個苯基最好被氰基、氰烷基、烷基、烷氧基、烷氧烷基、羧基、羧基烷基、磺酸或磺酸烷基進行過一次取代。這些取代基的特殊意義符合于上述的最好烷基和被取代的烷基。苯基上的取代基最好在對位上。
在式Ⅱ所示單體中的R＊和R＊＊最好為H，因此式Ⅰ中的R′和R″最好亦為氫。
在式1中Y＝-OH的分離材料也是最好的，而R′和R″基之一也是-OH，作為單體那就必須使用式Ⅲ所示的碳酸次乙烯酯。并接著將聚合產生的產品轉化成一個羥基相。
在式Ⅲ中R＊和R1最好為H，式Ⅰ中的n表示重復單元數，為2-100，最好為5-60，特別是鏈長為10-30最好。
為了制備本發明材料，將含有羥基的載體粒子懸浮在一種單體溶液中，最好是懸浮在水溶液中，聚合物材料的接枝是在隔絕氧的情況下，用通常的氧化還原聚合一步實現的。聚合催化劑可采用鈰(Ⅳ)離子，因該催化劑在載體離子的表明上形成自由基，在此自由基處開始進行單體的接枝聚合。技術人員可按愿望通過調節鈰(Ⅳ)鹽和單體的濃度有效地控制生成鏈的長度和數目。
關于這種已知方法的細節可參見E.MinoundS.KaizermaninJ.ofPolymerSci.Vol.ⅩⅩⅪ，Nr.122(1958)，242-243。
為了制取結合在共聚物表面上的分離材料，可簡單地將式Ⅱ和/或式Ⅲ所示相應的不同的單體懸浮于溶液中。
為了得到本發明的離子交換劑，這里必須這樣選擇式Ⅰ所示的共聚用單體或兩個單體含有酸性或堿性基團，或者一個單體是中性。在其它方面，技術人員由當前技術水平得知的一般規則和條件適于用來選擇適合作共聚用的單體。
從式Ⅱ和/或式Ⅲ所示的可采用眾多單體，可以得到從弱堿性、弱酸性到強酸性或強堿性的離子交換劑以及載體的許多品種，它們可用于親合色層分離法或疏水色層分離法。
本發明的材料特別適用于生物高分子，例如縮氨酸，旦白質和核酸的分級。
這種材料另外還可用于病毒，細胞器原核的或真核的細胞以及蛋白質絡合物的分離和提純。
對于每一個分離課題可用一系列單體制取最理想分離材料，以致可將親合作用和離子鍵聯系起來。
在式Ⅰ中含有
，-CH2NH2或-CH2NR2R3的分離材料特別適宜于作離子交換材料，含有式Ⅰ中的-CHO基的材料特別適用于親合色層分離法。
實踐表明可以制成有很多高結合容量的本發明材料，它可作為通常的離子交換劑或作親合色層分離法的通常載體。
此外，在這些材料中例如脫氧核糖核酸結合是完全可逆的，而限制片斷(Restriktionsfragment)則按其大小被分離開。
這種新離子交換劑的一大優點在于每個帶電的大分子通過接枝上去的鏈狀高聚物的運動，可在距基體的最佳距離處找到一個對應的相反基團。
此外，因為帶有堿性離子交換基的離子交換劑與一大分子的酸性基的排列相適用，而不是相反，故被結合的大分子沒有出現結構的變化。因此就本發明材料來說，結構和作用原理都是新的、不同類型的許多分離材料，可用于分離大分子，尤其是分離生物高聚物。
下述實施例可對本發明作進一步說明在這些實施例中，將下述含羧基的載體用作原料Fractogel TSK HW65(S)-5S(S)-以乙烯基為基礎的多孔性的混合聚合物，1毫當量OH/克(Fa.E.Merck)。
Lichrospher -Diol二元醇被取代的硅膠(Fa.E.Merck)實施例1一種弱酸性陽離子交換劑的制備將50毫升抽濾過的Fractogal HW65(S)懸浮在由19克丙烯酸和150毫升水組成的溶液中，用氬氣沖洗，在隔絕氧條件下于25℃加入15毫升0.4摩爾的由硝酸鈰(Ⅳ)銨溶于0.1摩爾硝酸中形成的溶液，在同一溫度下攪拌3小時，將反應產物抽濾，用水洗，隨后用500毫升亞硫酸鈉的10%醋酸溶液洗，接著再用500毫升0.2摩爾NaOAC-溶液洗，最后再用水洗滌。
該產品每毫升含有0.8mVal酸性基，和結合溶菌酶為每毫升被填充(gepackten)凝膠(由20微摩爾磷酸鈉緩沖劑組成，pH為7.0)99毫克(溶菌酶)，此溶菌酶以0.5摩爾/升NaCl在磷酸鹽中再完全放出。
實施例2一種弱酸性離子交換劑的制備將100毫升沉降的Lichrospher -Diol(孔徑1000 ，粒度10微米)用蒸餾水洗，用0.2摩爾的NaOAC溶液洗，并再用水徹底洗滌，接著使其懸浮在帶有恒溫夾套的1000毫升反應器內的，由104克N，N-二甲基氨乙基丙烯酰胺(A)和700毫升水(用HNO3調到pH為5.0)組成的溶液中。調溫至25℃并用氬氣排出懸浮液中的空氣氧。在隔絕空氣狀態下加入1000毫升0.4摩爾的硝酸鈰-銨在1摩爾硝酸中的溶液，此懸浮液用翼形攪拌器以約200轉/分的轉速攪拌3小時，通入空氣停止反應。將反應產品過濾，用500毫升水洗滌，再用500毫升0.2摩爾Na2SO3在10%醋酸中的溶液洗滌，隨后用500毫升0.2摩爾NaOAC沖洗，再用水洗至中性。
N-含量1.1%對牛血清白朊的結合容量60毫克/毫升凝膠(0.05摩爾Tris-緩沖劑，pH8.3)實施例3
一種堿性離子交換劑的制備在Li Chrospher -Diol上(孔徑1000 ，粒度10微米)接枝聚合，制備過程與實施例2相似;但用123克N，N-二乙基氨乙基-丙烯酰胺(B)代替(A)。
N-含量0.5%;對牛血清白朊的結合容量45毫克/毫升凝膠(0.5摩爾Tris-緩沖劑，pH8.3)實施例4一種強堿性的陰離子交換劑的制備原料Li Chrospher -Diol(孔徑1000 ，粒度10微米)制備過程類似于實施例2;用113克三甲基銨乙基-丙烯酰胺(C)代替(A)。
N-含量0.5%，對牛血清白朊的結合容量76.3毫克/毫升凝膠(0.05摩爾Tris緩沖劑，pH8.3)實施例5一種強酸性離子交換劑的制備原料Li Chrospher -Diol(孔徑1000 ，粒度10微米)制備過程類似于實施例2;用150克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(D)代替(A)。
N0.2%;S0.2%，對溶菌酶的結合容量36毫克/毫升凝膠(20毫摩爾PO4，pH7.0)實施例6一種弱堿性離子交換劑的制備原料Fractogel TSK HW55(S)制備過程類似于實施例2，用100毫升Fractogel 代替Li Chrospher -Diol，并加入60gN，N-二甲基氨乙基-丙烯酰胺(A)。
N5.31%;對牛血清白朊的結合容量57毫克/毫升凝膠(0.05摩爾Tris，pH8.3)實施例7一種堿性的離子交換劑的制備原料Fractogel TSK HW65(M)制備過程類似于實施例2，用123gN，N-二乙基氨乙基-丙烯酰胺代替(A)。
N2.5%;對牛血清白朊的結合容量79毫克/毫升凝膠(0.5摩爾Tris-緩沖劑，pH8.3)實施例8一種強堿陰離子交換劑的制備原料Fractogel TSK HW65(M)100毫升
113g三甲基銨乙基丙烯酰胺制備過程類似于實施例2。
N3.80%;對牛血清白朊的結合容量154毫克/毫升凝膠(0.05摩爾Tris-緩沖劑，pH8.3)實施例9類似于實施例2由100毫升Fractogel
TSK HW65(S)和150克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸制備一種強酸性的離子交換劑。
N0.5%，S0.7%;對溶菌酶的結合容量51毫克/毫升凝膠(20毫摩爾PO4，pH7.0)在上述實例中Tris為三(羧甲基)氨基甲烷·HClPO4為磷酸鈉緩沖劑實施例10類似于實施例1，通過100毫升Fractogel
TSK HW65(S)和60克丙烯腈反應制備適用于反相色層分離法用的Cyano-Fractogel。
N的含量8.9%。
實施例11
類似于實施例2可由100毫升Li Chrospher -Diol(孔徑1000 ，粒度10微米)，39.2克丙烯醛和50g N-甲基丙烯酰胺通過混合接枝聚合制備一種適合于伯胺色層分離法，或適合于固定伯胺和蛋白質以及適合于親合色層分離法的醛相。
實施例12類似于實施例1由100毫升Fractogel TSK HW65(S)和160g烯丙胺制備一種氨相。
N的含量0.55%實施例13類似于實施例2由100毫升沉降的Li Chrospher -Diol(孔徑1000 和粒度10微米)和36克醋酸乙烯制備一種醋酸基相，該醋酸基相可在室溫下用K2CO3甲醇溶液處理轉化成一種羧基相。(參見Y.Tezuka et.al.，Macromol.Chem.186，685-694(1985))。
實施例14類似于實施例2由100毫升沉降的Li Chrospher -Diol(孔徑1000 和粒度10微米)和140克碳酸次乙烯酯制備一種相，此種相通過緩和堿性或酸性皂化，容易轉化成所希望得到的羧基相。下面實例涉及應用實施例
實施例A脫氧核糖核酸一限制斷片(DAN-Restriktionsfragmenten)的分級將按實施例2制成的堿性離子交換劑加入在一個Superformance 一柱(50×10毫米，制造廠E.Merck)內的20毫摩爾Tris-HCl中(pH6.5)，并用同一緩沖劑以2毫升/分速度使之達到平衡，把3個吸附單元(260毫微米)加到由pDSI質粒組成的限制片斷中，pDSI質粒有長度為11，18，31，45，80，85，87，222，262，267，270，314，434，458，587和657的堿基配對(Basenpaaren)，繼而在1毫升/分的平衡緩沖劑中用呈梯度(0-1摩爾NaCl)的NaCl進行洗提，結果是每一種限制斷片都得到很好分離。
實施例B山羊血清的分級將按實施例8制成的材料裝入Superformance 柱(50×10毫米)中，用20毫摩爾Tris-HCl，pH8.3使達到平衡，加入處在250微升緩沖劑中的50微升血清，用線形梯度為0-500毫摩爾的Na2SO4在同一緩沖劑中進行洗提，結果是白蛋白和球蛋白顯著分離。
實施例C
β-乳球蛋白A和B的分離將按實施例3制成的材料裝入一個Superformance
柱中(50×10mm)中，用20毫摩爾Na-PO4′pH6.8使之達到平衡，將0.6毫克市售的β乳球蛋白A和B混合物加到100微升緩沖劑中，并用50毫升線形梯度為0-500毫摩爾的Na2SO4在上述的緩沖劑中洗提，結果是β-乳球蛋白A和β-乳球蛋白B獲得很好的分離。
實施例D帶單克隆抗體的鼠腹水液體的分級將按實施例3制成的材料裝入一個Superformance
柱(50×10毫米)中，用20毫摩爾Tris-HCl pH8.3使之達到平衡，加入1.5毫升處在4.5毫升緩沖劑中的腹水液體，用梯度(100毫升)為0-250毫摩爾的Na2SO4在起始緩沖劑中進行洗提。
實施例E人血清免疫球蛋白(IgG)的分級1.將按實施例5制成的材料裝入一Superformance
柱(50×10mm)中，用10毫摩爾Na OAC/HOAC，pH5.0使之達到平衡，加入3.5毫克IgG，用呈梯度(100毫升，0-1M)的NaCl在相同的緩沖劑中洗提，可得到相當好的分級。
2.用實施例9制成的材料，進行類似于1的分級。
3.用傳統的SP-Tractogel650(S)類似于E1對IgG進行分級，得到的洗提分布圖表明在此幾乎沒有得到分級。
從這些試驗得知，應用傳統材料比用本發明的離子交換劑的分離效果差。
實施例F帶單克隆抗體的鼠腹水液體的分級將按實施例5制成的強酸性離子交換劑裝入一Superformance (50×10毫米)中，用10毫摩爾Na OAC/HOAC，pH5.0使之達到平衡，加入100微升腹水，并用梯度(50毫升)從0到50毫摩爾的NaCl洗提，可使帶單克隆抗體的免疫球蛋白很好地分離。
從上述實例中可看出，用本發明的離子交換劑可達到很好的分離結果。這些材料用于分離生物高分子是有利的。
權利要求
1.以含有羥基的載體為基礎的分離材料，載體表面涂有用共價鍵結合的聚合物，其特征在于聚合物含有式Ⅰ所示的相同的或不同的重復單元。
式中R1為H或CH3
或-CH2NR2R3，R′和R″各為H或CH3，如果Y=-OH，R′和R″基之一也可以是-OH。X為-OH，-NR2R3或OR4，R2和R3各為一個烷基，苯基，苯烷基或烷基苯，在烷基中有多至10個碳原子，而這些基中可被烷氧基，氰基，氨基，一烷氨基或二烷氨基，三烷銨基，羧基，磺酸基，醋酸基或乙酰氨基進行一次或多次取代。一個帶有5-10個碳原子的環基或雙環基，其中一個或幾個CH基或CH2基由N或NH，N或NH和S或N或NH和O取代。或一個-(CH2)n-SO2-(CH2)nS(CH2)nOH結構的硫砜化合物，其中n=2-6，而R2和R3基之一也可以是H。其中R2和R3可這樣相互配合；要么兩個基都是酸性或堿性要么一個基或二個基是中性，n為2至100，而R4為一個烷基、苯基、苯烷基或烷苯基，在烷基上有多至10個碳原子，這些基中可被烷氧基、氰基、羧基、磺酸基或醋酸基進行一次或多次取代。
2.按照權利要求1所述的分離材料，其特征在于式1中的Y為
，而X＝-OH或-OR4，其中R4具有權利要求1中所述的意義。
3.按照權利要求1所述的分離材料，其特征在于式1中的Y為
，而X＝NR2R3，其中R2和R3各為烷基、烷氧基烷基、氰基烷基、氨基烷基、一烷基氨烷基或二烷基氨烷基、三烷基氨烷基、羧烷基、磺酸烷基，烷基中各有多至10個碳原子。不被取代的或被一個或幾個烷基、烷氧基、烷氧烷基、氰基、氰烷基、氨烷基、氨基、一烷基氨基或二烷基氨基、一烷基氨基烷基或二烷基氨基烷基、三烷基氨基、三烷基氨烷基、羧基、羧烷基、磺酸基、磺酸烷基、醋酸基或乙酰氨基，被取代的苯基，在烷基中有多至10個碳原子。一個帶有5-10個碳原子的環基或雙環基，其中一個或幾個CH-基或CH2-基被N或NH，N或NH和S，或N或NH和O取代。或一個-(CH2)n-SO2-(CH2)nS(CH2)nOH結構的硫砜化合物，其中n＝2-6，而R2和R3基之一也可以是H。其中R2和R3可這樣相互配合;要么兩個基都是酸性或堿性要么一個基或二個基是中性。
4.按照權利要求1所述的分離材料，其特征在于式1中的Y為-CH2NH2或-CH2NR2R3，該處理R2和R3具有權利要求1給定的意義。
5.按照權利要求1所述的分離材料，其特征在于式1中的Y為-CH、-CHO或-OH。
6.以含有羥基的載體為基礎，載體表面涂有在鈰(Ⅳ)離子存在下通過接枝共聚以共價鍵結合的聚合物的分離材料的制備方法，其特征在于將含有羥基的載體粒子懸浮在式Ⅱ和/或式Ⅲ所示的單體溶液中并使之聚合，而且必要時將所得的產品繼而轉化成帶有羥基的分離材料。CR＊R＊＊＝CR1-Y Ⅱ式中R1，R＊和R＊＊各為H或CH3，Y為
，-CN，-CHO，-OCOCHR5R6，-CH2NH2或-CH2NR2R3，X為-OH，-NR2R3或OR4，R2和R3各為一個烷基、苯基、苯基烷基或烷基苯基，在烷基中有多至10個碳原子，而這些基中可被烷氧基、氰基、氨基、一烷氨基或二烷氨基、三烷氨基、羧基、磺酸基、醋酸基或乙酰氨基進行一次或多次取代。一個有5-10個碳原子的環基或雙環基，其中一個或幾個CH-基或CH2-基被N或NH，N或NH和S，或N或NH和O取代。或一個-(CH2)n-SO2-(CH2)nS(CH2)nOH結構的硫砜化合物，其中n＝2-6，而R2和R3基之一也可以是H。這里R2和R3可這樣相互配合;要么兩個基都是酸性或堿性要么一個基或二個基是中性。R4為一個烷基、苯基、苯基烷基或烷基苯基，在烷基中有多至10個碳原子，這些基中可被烷氧基、氰基、羧基、磺酸基或醋酸基進行一次或多次取代。而R5和R6各為H或有多至5個碳原子的烷基
一個帶有5-10個碳原子的環基或雙環基，其中一個或多個CH基或CH2基由N或NH，N或NH和S或N或NH和O取代。或一個-(CH2)n-SO2-(CH2)nS(CH2)nOH結構的硫砜化合物，其中n＝2-6，而R2和R3基之一也可以是H。其中R2和R3可這樣相互配合;要么兩個基都是酸性或堿性要么一個基或二個基是中性，n為2至100，而R4為一個烷基、苯基、苯烷基或烷苯基，在烷基上有多至10個碳原子，這些基中可被烷氧基、氰基、羧基、磺酸基或醋酸基進行一次或多次取代。本發明的分離材料可用于分離高分子，尤其是用于生物聚合物的分級。分離和凈化生物高分子如核酸、蛋白質、酶、亞細胞單元、縮氨酸、單克隆抗體或完整細胞對基因工程和生物工程有重要意義。對于生物高聚物的一些分離方法在文獻中已有敘述。例如已知，在多水的聚乙二醇-葡聚糖兩相體系中的核酸的混合物和蛋白質混合物可用逆流分配方法進行分離(P.A.Albertson(1971)，2nd Ed.，Almquist & Wiksell，Stockholm)，在EP0154246中將兩相體系中生物高聚物分配色層分離法的相載體作為這方面的繼續發展做了說明。相載體是由非吸附的、在相體系中不溶解的基礎載體粒子所組成，基礎載體粒子的表面涂上一層對于相體系的一個相有親合力的粘附牢固的物質(例如化學結合的聚丙烯酰胺)。使用離子交換劑將一些生物高分子進行分級，也是已知的。常用的材料由帶有相應官能團的高聚物組成，例如聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯、瓊脂糖、交聯的葡聚糖或硅膠。但這些材料的溶解力和結合容量常常很不令人滿意，而要分離的生物分子經常變性或不再能完全洗提出來。本發明的目的在于開發能在色層分離法中通用的、可將生物高聚物分級的分離材料，該分離材料沒有上述的缺點，也就是說，該分離材料能與要分離的分子結合，結合容量高，完全可逆而不變性。意外地發現，本發明分離材料能滿足上述條件，而且適用于高分子分級，特別是適用于生物聚合物分級。這些分離材料普遍用于親合色層分離法、反相色層分離法或疏水色層分離法或特別適用于離子交換色層分離法。所以本發明的對象是以含有羥基的載體為基礎的分離材料，載體的表面涂有用共價鍵結合的聚合物，其特征在于聚合物含有式Ⅰ所示的相同的或不同的重復單元。本發明另一對象是以含有羥基的載體為基礎，載體表面涂有用共價鍵結合的聚合物的分離材料的制造方法。通過在鈰(Ⅳ)離子存在下的接技結合，即在鈰存在下使含有羥基的載體粒子懸浮在式Ⅱ和/或式Ⅲ所示的單體溶液中，并進行聚合，并在這種情況下，接著將由此得到的產品轉化成帶有羥基的分離材料。CR＊R＊＊＝CR1-Y Ⅱ式中R1，R＊和R＊＊各為H或CH3，Y為
，-CN，-CHO，-OCOCHR5R6，-CH2NH2或-CH2NR2R3，X為-OH，-NR2R3或OR4，R2和R3各為一個烷基、苯基、苯基烷基或烷基苯基，在烷基中有多至10個碳原子，而這些基中可被烷氧基、氰基、氨基、一烷氨基或二烷氨基、三烷銨基、羧基、磺酸基、醋酸基或乙酰氨基進行一次或多次取代。一個有5-10個碳原子的環基或雙環基，其中一個或幾個CH-基或CH2-基被N或NH，N或NH和S，或N或NH和O取代。或一個-(CH2)n-SO2-(CH2)nS(CH2)nOH結構的硫砜化合物，其中n＝2-6，而R1和R2基之一也可以是H。其中R2和R3可這樣相互配合;要么兩個基都是酸性或堿性要么一個基或二個基是中性。R4為一個烷基、苯基、苯基烷基或烷基苯基，在烷基中有多至10個碳原子，這些基中可被烷氧基、氰基、羧基、磺酸基或醋酸基進行一次或多次取代。R5和R6各為H或有多至5個碳原子的烷基。
式中R＊和R1為H或CH3，
7.按權利要求6所述分離材料的制備方法，其特征在于使式Ⅱ和/或Ⅲ所示的不同單體進行共聚合。
8.按權利要求1至5的至少一項所述的分離材料應用于生物高分子的分級。
9.按權利要求1至5的至少一項所述的分離材料應用于親和色層分離法或離子交換色層分離法中。
全文摘要
本發明涉及以含有羥基的載體為基礎的分離材料，以及將此材料用于生物高聚物的分級。載體的表面涂有用共價鍵結合的聚合物，而聚合物含有式I所示的相同的或不同的重復單元。
文檔編號B01D15/08GK1036516SQ8910187
公開日1989年10月25日 申請日期1989年3月1日 優先權日1988年3月31日
發明者沃那·牧勒, 焦基姆·金克爾 申請人:默克專利股份有限公司