配體官能化的聚合物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了配體官能化基底、制備配體官能化基底的方法以及使用官能化基底的方法。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及配體-官能化聚合物，和用于制備其的方法。該官能化聚合物可用于從生物樣品中選擇性結(jié)合和除去生物材料，例如病毒。
技術(shù)介紹
靶標(biāo)生物材料，例如病毒和生物大分子(包括活細胞的組分或產(chǎn)物，例如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂質(zhì)和核酸)的檢測、定量、分離和純化一直以來都是研究人員的目標(biāo)。從診斷 上來講，檢測和量化是重要的，例如，作為各種生理狀況諸如疾病的指示。生物大分子的分離和純化對治療性使用和生物醫(yī)學(xué)研究十分重要。生物大分子例如酶(其為特殊的一類能催化化學(xué)反應(yīng)的蛋白質(zhì))在工業(yè)上也是有用的；已對酶進行了分離、純化，然后用于制備甜味劑、抗生素和多種有機化合物(例如乙醇、乙酸、賴氨酸、天冬氨酸和生物有用的產(chǎn)品，例如抗體和類固醇)。在活的有機體內(nèi)的天然狀態(tài)下，這些生物大分子的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的生物活性一般來講保持在相當(dāng)窄的PH和離子強度范圍內(nèi)。因此，任何分離和純化操作必須考慮這些因素以得到具有效力的處理后生物大分子。使用某些離子聚合物，尤其是陽離子聚合物來使細胞和/或細胞碎片絮凝，以及使蛋白質(zhì)沉淀是已知的。相似地，已經(jīng)使用離子聚合物來改變過濾介質(zhì)以在深度過濾或膜吸收體類型應(yīng)用中提高從工藝液流中移除雜質(zhì)。隨著被處理介質(zhì)的傳導(dǎo)率增加(即，隨著含鹽量增加)，這些絮凝劑的效能通常降低。本領(lǐng)域需要在高離子強度條件下對生物物質(zhì)具有提高的親和力的聚合物材料。根據(jù)溶質(zhì)在流動相(其可以是氣體或液體)和固定相之間的交換，可對生物產(chǎn)物混合物進行色譜分離和純化操作。溶液混合物中各種溶質(zhì)實現(xiàn)分離，是由于改變了各溶質(zhì)與固定相的結(jié)合相互作用；當(dāng)受到流動相的解離和置換作用時，與相互作用不太強的溶質(zhì)相t匕，較強的結(jié)合相互作用一般導(dǎo)致保留時間較長，以該方式，可以實現(xiàn)分離和純化。當(dāng)前的捕獲或純化色譜法是通過傳統(tǒng)的柱色譜技術(shù)實現(xiàn)的。這些技術(shù)在下游純化中具有嚴(yán)重的瓶頸問題，因為使用這種技術(shù)的通過量比較低。對于緩解這些問題的嘗試包括增加色譜柱的直徑，但這繼而會由于裝柱有效性和再生性困難而面臨挑戰(zhàn)。較大的色譜柱直徑還會增加難以解決的溝流發(fā)生率。同樣，在傳統(tǒng)的色譜柱中，當(dāng)檢測到可取產(chǎn)物的漏過量高于某一水平時，所述吸收操作會被停止。這會引起吸附介質(zhì)的動態(tài)吸附或有效吸附容量將顯著小于總吸附或靜態(tài)吸附容量。鑒于一些色譜樹脂成本較高，這種有效性的縮減會導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟后果。聚合物樹脂被廣泛用于各種目標(biāo)化合物的分離和純化。例如，可根據(jù)離子基團的存在、根據(jù)靶標(biāo)化合物的大小、根據(jù)疏水相互作用、根據(jù)親和相互作用或根據(jù)共價鍵的形成而將聚合物樹脂用于純化或分離靶標(biāo)化合物。在本領(lǐng)域中，需要對病毒具有增強親和力的聚合物基底，以使得能從生物樣品選擇性除去病毒。在本領(lǐng)域中還需要配體官能化膜，該膜可克服擴散和結(jié)合的限制，并且可以在高通過量和較低壓降下操作。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及配體官能化的聚合物，和制備其的方法。更具體地講，配體官能化的聚合物包括基體聚合物，具有羰基官能團，其已被改性以提供具有用于結(jié)合電中性或帶負電的生物材料如細胞、細胞碎片、細菌、孢子、病毒、核酸和蛋白質(zhì)的必要親和力的接枝配體基團。 在一些實施例中，配體官能化的聚合物可以用作絮凝劑，從而生物樣品(例如細胞培養(yǎng)流體)被接觸，導(dǎo)致帶負電和/或中性物種結(jié)合到所述聚合物并從溶液或懸浮液中沉淀。在另一個實施例中，基礎(chǔ)基底(例如微孔膜或粒子)可以由所述配體官能化的聚合物涂布。在另一個實施例中，所述配體官能化的聚合物可以接枝到基礎(chǔ)基底的表面。 可以將所述配體官能化的聚合物描述為羰基官能化聚合物的反應(yīng)產(chǎn)物，例如二丙酮(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物，和式I的配體化合物 R3 R3 KR3 I .,丨 Il ,RHN—R—N—Nv R4 I其中R2為共價鍵、C2至C12亞烷基、C5-C12 (雜)亞芳基、R3 NRR3 KR3 ~ 或-R9-N J~ · -".Ai R9為C2至C12亞烷基或C5-C12 (雜)亞芳基，各R3獨立地為H、-OH、C1-C12烷基或C5-C12 (雜)芳基，優(yōu)選為H或C1-C4烷基，R4 為 H、C1-C12 烷基、C5-C12 (雜)芳基或-N (R3)2，優(yōu)選為 H 或 C1-C4 烷基。提供了制備配體官能化基底的方法。在一些實施例中，所述方法包括任選地在存在酸催化劑的情況下使羰基官能化聚合物與式I的配體化合物反應(yīng)。提供具有接枝側(cè)配體基團的官能化聚合物，所述配體基團具有式II ff f3 /R3 — j\[-U-Jsf 、R4 II其中R1為H、C1-C12烷基或C5-C12 (雜)芳基，優(yōu)選為C1-C12烷基；R2為共價鍵、C2至C12亞烷基或C5-C12 (雜)亞芳基權(quán)利要求1.一種配體官能化的聚合物，其包含經(jīng)側(cè)胍基官能化的羰基-官能化(共)聚合物。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配體官能化的聚合物，其中所述側(cè)胍基具有下式3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配體官能化的聚合物，其中所述側(cè)胍基具有下式4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配體官能化的聚合物，其中所述羰基官能化(共)聚合物選自丙烯醛、乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基異丁基酮、雙丙酮(甲基)丙烯酰胺、丙烯酸丙酮酯、一氧化碳共聚物、和雙丙酮(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配體官能化的聚合物，其包含聚合的下式的單體單元6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配體官能化的聚合物，其包含聚合的下式的單體單元7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配體官能化的聚合物，其還包括親水單體單元。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配體官能化的聚合物，其具有下式9.一種聚合物絮凝劑，其包含權(quán)利要求I所述的配體官能化的聚合物。10.一種官能化的基底，其包含基礎(chǔ)基底，所述基礎(chǔ)基底在其表面上具有權(quán)利要求I所述配體官能化的聚合物。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的官能化的基底，其中所述配體官能化的聚合物被涂布在所述基底上。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的官能化的基底，其中所述配體官能化的聚合物被接枝在所述基底上。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的官能化的基底，其中所述基礎(chǔ)基底是多孔的。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的官能化的基底，其中所述多孔的基礎(chǔ)基底為微孔的基礎(chǔ)基。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的官能化的基底，其中所述多孔的基礎(chǔ)基底為非織造幅材。16.一種從流體中分離生物物質(zhì)的方法，其包括使所述流體與權(quán)利要求10所述的官能化的基底接觸從而形成包含所述官能化的基底和所述生物物質(zhì)的絡(luò)合物，和分離所述絡(luò)合物。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述生物物質(zhì)選自細胞、細胞碎片、病毒、蛋白質(zhì)、核酸和內(nèi)毒素。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述官能化基底選自粒子、纖維、膜或片。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述官能化的基底為織造或非織造幅材。20.一種從流體中分離生物物質(zhì)的方法，其包括使所述流體與權(quán)利要求I所述的聚合物接觸從而形成包含所述聚合物和所述生物物質(zhì)的沉淀或絡(luò)合物，和分離所述沉淀或絡(luò)合物。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述生物物質(zhì)選自細胞、細胞碎片、病毒、蛋白質(zhì)、核酸和內(nèi)毒素。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述細胞選自古細菌、細菌和真核生物。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述生物流體衍生于細胞培養(yǎng)或發(fā)酵過程。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述流體在分離所述沉淀之后包含純化的蛋白或酶的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杰拉爾德·K·拉斯穆森，凱瑟琳·A·博托夫，凱南·塞沙德里，埃林·A·賽特懷特，小羅伯特·T·菲茨西蒙斯，詹姆斯·I·亨布里，馬赫福扎·B·阿里，
申請(專利權(quán))人：三M創(chuàng)新有限公司，
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