JP6676975B2 - Separation materials and columns - Google Patents

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本発明は分離材及びカラムに関する。   The present invention relates to a separation material and a column.

従来、タンパク質に代表される生体高分子を分離精製する場合、一般的には合成高分子を母体とする多孔質型粒子、親水性天然高分子の架橋ゲルを母体とする粒子が用いられている。上記の多孔質型の合成高分子を母体とするイオン交換体は、塩濃度による体積変化が小さく、カラムに充填しクロマトグラフィーで用いた場合、通液時の耐圧性が良いといった利点を持っている。しかし、このイオン交換体は、タンパク質等の分離に用いた場合、疎水的相互作用に基づく不可逆吸着等の非特異吸着が起き、ピークの非対称化が発生したり、あるいは、該疎水的相互作用でイオン交換体に吸着されたタンパク質が吸着されたまま回収できない問題点があった。   Conventionally, when separating and purifying a biopolymer represented by a protein, generally, a porous type particle having a synthetic polymer as a base and a particle having a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer as a base have been generally used. . Ion exchangers based on the above-mentioned porous synthetic polymers have the advantage that the volume change due to salt concentration is small, and when packed in a column and used for chromatography, the pressure resistance during passage is good. I have. However, when this ion exchanger is used for separation of proteins and the like, nonspecific adsorption such as irreversible adsorption based on hydrophobic interaction occurs, and asymmetry of peaks occurs or the hydrophobic interaction causes There is a problem that the protein adsorbed on the ion exchanger cannot be recovered while being adsorbed.

一方、デキストラン、アガロース等の多糖に代表される親水性天然高分子の架橋ゲルを母体とする上記のイオン交換体の場合、タンパク質の非特異吸着がほとんどないという利点がある。ところが、このイオン交換体は、水溶液中で著しく膨潤したり、溶液のイオン強度による体積変化及び、遊離酸形と負荷形との体積変化が大きく、機械的強度も充分ではないという欠点を有する。特に、架橋ゲルをクロマトグラフィーで使用する場合、通液時の圧力損失が大きく、通液によりゲルが圧密化するといった欠点がある。   On the other hand, the above-mentioned ion exchanger having a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer represented by a polysaccharide such as dextran or agarose as a base has the advantage that there is almost no non-specific adsorption of proteins. However, this ion exchanger has the disadvantage that it swells significantly in an aqueous solution, changes in volume due to the ionic strength of the solution, changes in volume between the free acid form and the loaded form are large, and has insufficient mechanical strength. In particular, when a crosslinked gel is used for chromatography, there is a disadvantage that the pressure loss at the time of passing the liquid is large, and the gel is compacted by the passing of the liquid.

親水性天然高分子の架橋ゲルが持つ欠点を克服するため、いわば“骨格”となる剛直な物質と組み合わせる試みがこれまでになされている。   In order to overcome the drawbacks of the crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer, attempts have been made to combine it with a so-called "skeleton" rigid substance.

例えば特許文献1では、多孔性高分子の細孔内に天然高分子ゲル等のゲルを保持した複合体を、ペプチド合成の分野で用いるという記載があり、それにより反応性物質の負荷係数を高め、高収率で合成できることが発明の効果として挙げられている。しかもこの特許文献1では、硬質な合成高分子物質でゲルを包囲するため、カラムベッドの形態で使用しても、容積変化がなく、カラムを通過するフロースルーの圧力が変化しないという効果が挙げられている。   For example, Patent Document 1 describes that a complex in which a gel such as a natural polymer gel is held in the pores of a porous polymer is used in the field of peptide synthesis, thereby increasing the load coefficient of a reactive substance. It can be synthesized in high yield as an effect of the invention. Moreover, in Patent Document 1, since the gel is surrounded by a hard synthetic polymer substance, even when used in the form of a column bed, there is no change in volume and the pressure of the flow-through passing through the column does not change. Have been.

特許文献2及び3では、セライト等の無機多孔質体にデキストラン、セルロースといった多糖等のキセロゲルを保持させ、このゲルに収着性能を付加するためにジエチルアミノメチル(DEAE)基等を付与したものをヘモグロビンの除去に使用している。その効果として、カラムでの通液性の良さを挙げている。   Patent Documents 2 and 3 disclose a method in which a xerogel such as a polysaccharide such as dextran or cellulose is held on an inorganic porous material such as celite, and a diethylaminomethyl (DEAE) group or the like is added to the gel to add sorption performance. Used to remove hemoglobin. As an effect thereof, good liquid permeability in the column is mentioned.

特許文献4では、いわゆるマクロネットワーク構造のコポリマの細孔を、モノマから合成した架橋共重合体のゲルで埋めたハイブリッドコポリマのイオン交換体が挙げられている。特許文献4では、架橋共重合体のゲルの架橋度が低い場合、圧力損失、体積変化等の問題があるが、ハイブリッドコポリマにすることで通液特性が改善され、圧力損失が少なくなること、また、イオン交換容量が向上し、リーク挙動が改善されることが挙げられている。   Patent Literature 4 discloses an ion exchanger of a hybrid copolymer in which pores of a copolymer having a so-called macro network structure are filled with a gel of a crosslinked copolymer synthesized from a monomer. In Patent Document 4, when the degree of cross-linking of the gel of the cross-linked copolymer is low, there are problems such as pressure loss and volume change, but by using a hybrid copolymer, the liquid-permeability is improved and the pressure loss is reduced. It is also mentioned that the ion exchange capacity is improved and the leak behavior is improved.

また、有機合成ポリマ基体の細孔内に巨大網目構造を有する親水性天然高分子の架橋ゲルを充填した複合化充填材が提案されている(特許文献5及び6参照)。   Further, a composite filler in which a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer having a huge network structure is filled in pores of an organic synthetic polymer substrate has been proposed (see Patent Documents 5 and 6).

特許文献7では、メタクリル酸グリシジルとアクリル架橋モノマにより構成される多孔質粒子が合成されている。   In Patent Document 7, porous particles composed of glycidyl methacrylate and an acrylic cross-linked monomer are synthesized.

米国特許第4965289号明細書U.S. Pat. No. 4,965,289 米国特許第4335017号明細書U.S. Pat. No. 4,335,017 米国特許第4336161号明細書U.S. Pat. No. 4,336,161 米国特許第3966489号明細書U.S. Pat. No. 3,966,489 特開平1−254247号公報JP-A-1-254247 米国特許第5114577号明細書U.S. Pat. No. 5,114,577 特開2009−244067号公報JP 2009-244067 A

従来のカラム充填材では、天然高分子の課題である通液性、耐久性や、ポリマ粒子の課題である耐アルカリ性、耐圧性、非特異吸着の低減、タンパク質吸着量が低い点等を充分なレベルで解決することは難しい。   With conventional column packing materials, sufficient consideration was given to the problems of natural polymers such as liquid permeability and durability, and problems of polymer particles such as alkali resistance, pressure resistance, reduction of non-specific adsorption, and low protein adsorption. It is difficult to solve at the level.

そこで、本発明は、通液性を確保し、且つタンパク質吸着量の向上及び非特異吸着の低減が可能な分離材及びカラムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a separation material and a column capable of securing liquid permeability, improving the amount of protein adsorption, and reducing non-specific adsorption.

本発明は、下記[1]〜[10]に記載の分離材及び下記[11]に記載のカラムを提供する。
[1] スチレン系モノマを含むモノマを重合することにより得られる多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する、アミノ基を有する親水性高分子を含む被覆層と、を備え、モード径が0.10〜0.40μmである、分離材。
[2] 空隙率が30〜70体積%である、[1]に記載の分離材。
[3] 多孔質ポリマ粒子の比表面積が30m/g以上である、[1]又は[2]に記載の分離材。
[4] スチレン系モノマを含むモノマが、ジビニルベンゼンをモノマ全質量基準で50質量%以上含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の分離材。
[5] 多孔質ポリマ粒子における粒径の変動係数が3〜15%である、[1]〜[4]のいずれかに記載の分離材。
[6] アミノ基を有する親水性高分子が、多糖類又はその変性体にアミノ基が導入された高分子である、[1]〜[5]のいずれかに記載の分離材。
[7] アミノ基を有する親水性高分子が、アガロース又はその変性体にアミノ基が導入された高分子である、[1]〜[5]のいずれかに記載の分離材。
[8] 多孔質ポリマ粒子1g当たり30〜500mgの被覆層を備える、[1]〜[7]のいずれかに記載の分離材。
[9] カラムに充填した場合、カラム圧が0.3MPaのときに通液速度が800cm/h以上である、[1]〜[8]のいずれかに記載の分離材。
[10] 多孔質ポリマ粒子の破壊強度が10mN以上である、[1]〜[9]のいずれかに記載の分離材。
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載の分離材を備えるカラム。
The present invention provides a separation material described in the following [1] to [10] and a column described in the following [11].
[1] A porous polymer particle obtained by polymerizing a monomer containing a styrene-based monomer, and a coating layer containing at least a part of the surface of the porous polymer particle and containing a hydrophilic polymer having an amino group. And a mode diameter of 0.10 to 0.40 μm.
[2] The separation material according to [1], wherein the porosity is 30 to 70% by volume.
[3] The separation material according to [1] or [2], wherein the specific surface area of the porous polymer particles is 30 m 2 / g or more.
[4] The separation material according to any one of [1] to [3], wherein the monomer containing a styrene-based monomer contains 50% by mass or more of divinylbenzene based on the total mass of the monomer.
[5] The separation material according to any one of [1] to [4], wherein the coefficient of variation of the particle diameter of the porous polymer particles is 3 to 15%.
[6] The separation material according to any one of [1] to [5], wherein the hydrophilic polymer having an amino group is a polymer having an amino group introduced into a polysaccharide or a modified product thereof.
[7] The separation material according to any one of [1] to [5], wherein the hydrophilic polymer having an amino group is a polymer having an amino group introduced into agarose or a modified product thereof.
[8] The separation material according to any one of [1] to [7], comprising a coating layer of 30 to 500 mg per 1 g of the porous polymer particles.
[9] The separation material according to any one of [1] to [8], wherein, when packed in a column, the liquid passing speed is 800 cm / h or more when the column pressure is 0.3 MPa.
[10] The separating material according to any one of [1] to [9], wherein the breaking strength of the porous polymer particles is 10 mN or more.
[11] A column comprising the separation material according to any one of [1] to [10].

本発明によれば、通液性を確保し、且つタンパク質吸着量の向上及び非特異吸着の低減が可能な分離材及びカラムを提供することができる。また、本発明に係る分離材及びカラムは、耐アルカリ性の点でも優れている。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a separation material and a column capable of securing liquid permeability, improving the amount of adsorbed protein and reducing non-specific adsorption. Further, the separation material and the column according to the present invention are also excellent in alkali resistance.

以下、本発明の好適な実施形態について説明をするが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.

<分離材>
本実施形態の分離材は、多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と、を備える。なお、本明細書中、「多孔質ポリマ粒子の表面」とは、多孔質ポリマ粒子の外側の表面のみでなく、多孔質ポリマ粒子の内部における細孔の表面を含むものとする。
<Separation material>
The separation material of the present embodiment includes porous polymer particles and a coating layer that covers at least a part of the surface of the porous polymer particles. In this specification, the “surface of the porous polymer particle” includes not only the outer surface of the porous polymer particle but also the surface of the pore inside the porous polymer particle.

(多孔質ポリマ粒子)
本実施形態の多孔質ポリマ粒子は、スチレン系モノマを含むモノマを重合することにより得られ、スチレン系モノマ由来の構造単位を有する。また、本実施形態の多孔質ポリマ粒子は、スチレン系モノマと多孔質化剤とを含む組成物を反応させることにより得ることができる。多孔質ポリマ粒子は、例えば、従来の懸濁重合、乳化重合等によって合成することができる。モノマとしては、スチレン系モノマを使用することができる。具体的なスチレン系モノマとしては、以下のような多官能性スチレン系モノマ、単官能性スチレン系モノマ等が挙げられる。
(Porous polymer particles)
The porous polymer particles of the present embodiment are obtained by polymerizing a monomer including a styrene monomer, and have a structural unit derived from a styrene monomer. Further, the porous polymer particles of the present embodiment can be obtained by reacting a composition containing a styrene-based monomer and a porogen. The porous polymer particles can be synthesized by, for example, conventional suspension polymerization, emulsion polymerization, or the like. As the monomer, a styrene monomer can be used. Specific examples of the styrene monomer include the following polyfunctional styrene monomers and monofunctional styrene monomers.

多官能性スチレン系モノマとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン、ジビニルフェナントレン等のジビニル化合物が挙げられる。これらの多官能性スチレン系モノマは、1種単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。上記の中でも耐久性、耐酸性及び耐アルカリ性に更に優れることから、ジビニルベンゼンを使用することが好ましい。   Examples of the polyfunctional styrene monomer include divinyl compounds such as divinylbenzene, divinylbiphenyl, divinylnaphthalene, and divinylphenanthrene. These polyfunctional styrene-based monomers can be used alone or in combination of two or more. Among them, divinylbenzene is preferably used because it is more excellent in durability, acid resistance and alkali resistance.

モノマは、スチレン系モノマとしてジビニルベンゼンを含む場合、ジビニルベンゼンを、モノマ全質量基準で50質量%以上含むことが好ましく、60質量%以上含むことがより好ましく、70質量%以上含むことがさらに好ましい。ジビニルベンゼンをモノマ全質量基準で50質量%以上含むことにより、耐アルカリ性及び耐圧性に更に優れる傾向にある。   When the monomer contains divinylbenzene as a styrene-based monomer, it preferably contains divinylbenzene in an amount of 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more based on the total mass of the monomer. . By containing 50% by mass or more of divinylbenzene based on the total mass of the monomer, alkali resistance and pressure resistance tend to be further improved.

単官能性スチレン系モノマとしては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン及びその誘導体が挙げられる。これらの単官能性スチレン系モノマは、1種単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、耐酸性及び耐アルカリ性に更に優れるという観点から、スチレンを使用することが好ましい。また、カルボキシ基、アミノ基、水酸基、アルデヒド基等の官能基を有するスチレン誘導体も使用することができる。   Examples of the monofunctional styrene-based monomer include, for example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, o-ethylstyrene, m-ethylstyrene, p-ethylstyrene, 2, 4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, pt-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn Styrene such as -dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, and 3,4-dichlorostyrene, and derivatives thereof. These monofunctional styrene monomers can be used alone or in combination of two or more. Of these, it is preferable to use styrene from the viewpoint of more excellent acid resistance and alkali resistance. Further, a styrene derivative having a functional group such as a carboxy group, an amino group, a hydroxyl group, and an aldehyde group can also be used.

多孔質化剤としては、重合時に相分離を促し、粒子の多孔質化を促進する有機溶媒である脂肪族又は芳香族の炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類等が挙げられる。具体的には、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、オクタン、酢酸ブチル、フタル酸ジブチル、メチルエチルケトン、ジブチルエーテル、1−ヘキサノール、2−オクタノール、デカノール、ラウリルアルコール、シクロヘキサノール等が挙げられる。これら多孔質化剤は、1種単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the porosifying agent include aliphatic or aromatic hydrocarbons, esters, ketones, ethers, and alcohols that are organic solvents that promote phase separation during polymerization and promote the porosity of particles. Can be Specific examples include toluene, xylene, cyclohexane, octane, butyl acetate, dibutyl phthalate, methyl ethyl ketone, dibutyl ether, 1-hexanol, 2-octanol, decanol, lauryl alcohol, cyclohexanol, and the like. These porogens can be used alone or in combination of two or more.

上記多孔質化剤は、モノマ全質量に対して0〜200質量%使用できる。多孔質化剤の量によって、多孔質ポリマ粒子の空隙率をコントロールできる。さらに、多孔質化剤の種類によって、多孔質ポリマ粒子の細孔の大きさ及び形状をコントロールすることができる。   The above-mentioned porous agent can be used in an amount of 0 to 200% by mass based on the total mass of the monomers. The porosity of the porous polymer particles can be controlled by the amount of the porosifying agent. Furthermore, the size and shape of the pores of the porous polymer particles can be controlled by the type of the porosifying agent.

また、溶媒として使用する水を多孔質化剤とすることもできる。水を多孔質化剤とする場合は、モノマに油溶性界面活性剤を溶解させ、水を吸収することによって、多孔質化することが可能となる。   Further, water used as a solvent can also be used as a porosifying agent. When water is used as the porosifying agent, the oil-soluble surfactant can be dissolved in the monomer, and water can be absorbed to make the monomer porous.

多孔質化に使用される油溶性界面活性剤としては、分岐C16〜C24脂肪酸、鎖状不飽和C16〜C22脂肪酸又は鎖状飽和C12〜C14脂肪酸のソルビタンモノエステル、例えば、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノミリステート又はヤシ脂肪酸から誘導されるソルビタンモノエステル;分岐C16〜C24脂肪酸、鎖状不飽和C16〜C22脂肪酸又は鎖状飽和C12〜C14脂肪酸のジグリセロールモノエステル、例えば、ジグリセロールモノオレエート(例えば、C18:1(炭素数18個、二重結合数1個)脂肪酸のジグリセロールモノエステル)、ジグリセロールモノミリステート、ジグリセロールモノイソステアレート又はヤシ脂肪酸のジグリセロールモノエステル;分岐C16〜C24アルコール(例えば、ゲルベアルコール)、鎖状不飽和C16〜C22アルコール又は鎖状飽和C12〜C14アルコール(例えば、ヤシ脂肪アルコール)のジグリセロールモノ脂肪族エーテル;及びこれらの混合物が挙げられる。   Examples of the oil-soluble surfactant used for making the porous material include a sorbitan monoester of a branched C16-C24 fatty acid, a chain unsaturated C16-C22 fatty acid or a chain saturated C12-C14 fatty acid, for example, sorbitan monolaurate, sorbitan Sorbitan monoesters derived from monooleate, sorbitan monomyristate or coconut fatty acids; diglycerol monoesters of branched C16-C24 fatty acids, chain unsaturated C16-C22 fatty acids or chain saturated C12-C14 fatty acids, e.g. Glycerol monooleate (for example, diglycerol monoester of C18: 1 (18 carbon atoms, 1 double bond) fatty acid), diglycerol monomyristate, diglycerol monoisostearate, or diglycerol mono of coconut fatty acid Ester; branched C16-C 4 alcohols (e.g., Guerbet alcohols), linear unsaturated C16~C22 alcohol or chain saturated C12~C14 alcohols (e.g., coconut fatty alcohols) diglycerol mono-fatty ethers; and mixtures thereof.

これらのうち、ソルビタンモノラウレート(例えば、SPAN(スパン、登録商標)20、好ましくは純度約40%を超える、より好ましくは純度約50%を超える、最も好ましくは純度約70%を超えるソルビタンモノラウレート);ソルビタンモノオレエート(例えば、SPAN(スパン、登録商標)80、好ましくは純度約40%を超える、より好ましくは純度約50%を超える、最も好ましくは純度約70%を超えるソルビタンモノオレエート);ジグリセロールモノオレエート(例えば、好ましくは純度約40%を超える、より好ましくは純度約50%を超える、最も好ましくは純度約70%を超えるジグリセロールモノオレエート);ジグリセロールモノイソステアレート(例えば、好ましくは純度約40%を超える、より好ましくは純度約50%を超える、最も好ましくは純度約70%を超えるジグリセロールモノイソステアレート);ジグリセロールモノミリステート(好ましくは純度約40%を超える、より好ましくは純度約50%を超える、最も好ましくは純度約70%を超えるソルビタンモノミリステート);ジグリセロールのココイル(例えば、ラウリル基、ミリストイル基等)エーテル;及びこれらの混合物が好ましい。   Of these, sorbitan monolaurate (eg, SPAN® 20, preferably having a purity of greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, and most preferably having a purity of greater than about 70%) Laurate); sorbitan monooleate (eg, SPAN® 80, preferably more than about 40% pure, more preferably more than about 50% pure, most preferably more than about 70% pure Diglycerol monooleate (eg, preferably greater than about 40% pure, more preferably greater than about 50% pure, most preferably greater than about 70% pure); diglycerol monooleate; Isostearate (e.g., preferably greater than about 40% pure, more preferably Or more than about 50% pure, most preferably more than about 70% pure diglycerol monoisostearate); diglycerol monomyristate (preferably more than about 40% pure, more preferably more than about 50% pure) Sorbitan monomyristate, most preferably greater than about 70% pure); cocoyl (eg, lauryl, myristoyl, etc.) ethers of diglycerol; and mixtures thereof.

これらの油溶性界面活性剤は、モノマ全質量に対して、5〜80質量%の範囲で用いることが好ましい。油溶性界面活性剤の含有量が5質量%以上であると、水滴の安定性が充分となることから、大きな単一孔を形成しやすくなる。また、油溶性界面活性剤の含有量が80質量%以下であると、重合後に多孔質ポリマ粒子が形状をより保持しやすくなる。   These oil-soluble surfactants are preferably used in a range of 5 to 80% by mass based on the total mass of the monomers. When the content of the oil-soluble surfactant is 5% by mass or more, the stability of water droplets becomes sufficient, so that large single pores are easily formed. When the content of the oil-soluble surfactant is 80% by mass or less, the shape of the porous polymer particles can be more easily maintained after polymerization.

重合反応に用いられる水性媒体としては、水、水と水溶性溶媒(例えば、低級アルコール)との混合媒体等が挙げられる。水性媒体には、界面活性剤が含まれていてもよい。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系及び両性イオン系の界面活性剤のうち、いずれも用いることができる。   Examples of the aqueous medium used for the polymerization reaction include water, a mixed medium of water and a water-soluble solvent (for example, lower alcohol), and the like. The aqueous medium may contain a surfactant. As the surfactant, any of anionic, cationic, nonionic and amphoteric surfactants can be used.

アニオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリ等の脂肪酸油、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のジアルキルスルホコハク酸塩、アルケルニルコハク酸塩(ジカリウム塩)、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩などが挙げられる。   Examples of anionic surfactants include fatty acid oils such as sodium oleate and castor oil, alkyl sulfate esters such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, alkyl benzene sulfonates such as sodium dodecyl benzene sulfonate, and alkyl naphthalene sulfones. Acid, alkane sulfonate, dialkyl sulfosuccinate such as sodium dioctyl sulfosuccinate, alkenyl succinate (dipotassium salt), alkyl phosphate ester salt, naphthalene sulfonic acid formalin condensate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate Salts, polyoxyethylene alkyl ether sulfates such as sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, and polyoxyethylene alkyl sulfate salts.

カチオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩が挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include alkylamine salts such as laurylamine acetate and stearylamine acetate, and quaternary ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride.

ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコールアルキルエーテル類、ポリエチレングリコールアルキルアリールエーテル類、ポリエチレングリコールエステル類、ポリエチレングリコールソルビタンエステル類、ポリアルキレングリコールアルキルアミン又はアミド類等の炭化水素系ノニオン界面活性剤、シリコンのポリエチレンオキサイド付加物類、ポリプロピレンオキサイド付加物類等のポリエーテル変性シリコン系ノニオン界面活性剤、パーフルオロアルキルグリコール類等のフッ素系ノニオン界面活性剤が挙げられる。   Examples of the nonionic surfactant include, for example, hydrocarbon nonionic surfactants such as polyethylene glycol alkyl ethers, polyethylene glycol alkyl aryl ethers, polyethylene glycol esters, polyethylene glycol sorbitan esters, polyalkylene glycol alkylamines, and amides. Agents, polyether-modified silicon-based nonionic surfactants such as polyethylene oxide adducts of silicon and polypropylene oxide adducts, and fluorine-based nonionic surfactants such as perfluoroalkyl glycols.

両性イオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の炭化水素界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤、亜リン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。   Examples of amphoteric surfactants include hydrocarbon surfactants such as lauryl dimethylamine oxide, phosphate ester surfactants, and phosphite ester surfactants.

界面活性剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記界面活性剤の中でも、モノマ重合時の分散安定性の観点から、アニオン系界面活性剤が好ましい。   One surfactant may be used alone or two or more surfactants may be used in combination. Among the above surfactants, anionic surfactants are preferable from the viewpoint of dispersion stability during polymerization of monomers.

必要に応じて添加される重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物が挙げられる。重合開始剤は、モノマ100質量部に対して、0.1〜7.0質量部の範囲で使用することができる。   Examples of the polymerization initiator added as needed include, for example, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, orthochlorobenzoyl peroxide, orthomethoxybenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, tert-butyl peroxide Organic peroxides such as oxy-2-ethylhexanoate and di-tert-butyl peroxide; 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobiscyclohexanecarbonitrile, 2,2 ′ Azo compounds such as -azobis (2,4-dimethylvaleronitrile). The polymerization initiator can be used in a range of 0.1 to 7.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer.

重合温度は、モノマ及び重合開始剤の種類に応じて、適宜選択することができる。重合温度は、25〜110℃が好ましく、50〜100℃がより好ましい。   The polymerization temperature can be appropriately selected depending on the type of the monomer and the polymerization initiator. The polymerization temperature is preferably from 25 to 110 ° C, more preferably from 50 to 100 ° C.

多孔質ポリマ粒子の合成において、粒子の分散安定性を向上させるために、高分子分散安定剤を用いてもよい。   In the synthesis of the porous polymer particles, a polymer dispersion stabilizer may be used in order to improve the dispersion stability of the particles.

高分子分散安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリカルボン酸、セルロース類(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等)、ポリビニルピロリドンが挙げられ、トリポリリン酸ナトリウム等の無機系水溶性高分子化合物も併用することができる。これらのうち、ポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンが好ましい。高分子分散安定剤の添加量は、モノマ100質量部に対して1〜10質量部が好ましい。   Examples of the polymer dispersion stabilizer include polyvinyl alcohol, polycarboxylic acid, celluloses (hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, methylcellulose, and the like), and polyvinylpyrrolidone, and an inorganic water-soluble polymer compound such as sodium tripolyphosphate is also used in combination. can do. Of these, polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone is preferred. The addition amount of the polymer dispersion stabilizer is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer.

モノマが単独で重合することを抑えるために、亜硝酸塩類、亜硫酸塩類、ハイドロキノン類、アスコルビン酸類、水溶性ビタミンB類、クエン酸、ポリフェノール類等の水溶性の重合禁止剤を用いてもよい。   In order to suppress the monomer from being polymerized alone, a water-soluble polymerization inhibitor such as nitrites, sulfites, hydroquinones, ascorbic acids, water-soluble vitamins B, citric acid, and polyphenols may be used.

多孔質ポリマ粒子の平均粒径は、好ましくは300μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下である。また、多孔質ポリマ粒子の平均粒径は、通液性の更なる向上の観点から、好ましくは10μm以上、より好ましくは30μm以上、さらに好ましくは50μm以上である。   The average particle size of the porous polymer particles is preferably 300 μm or less, more preferably 150 μm or less, and further preferably 100 μm or less. The average particle size of the porous polymer particles is preferably 10 μm or more, more preferably 30 μm or more, and further preferably 50 μm or more, from the viewpoint of further improving liquid permeability.

多孔質ポリマ粒子の粒径の変動係数(C.V.)は、通液性の更なる向上の観点から、3〜15%であることが好ましく、5〜15%であることがより好ましく、5〜10%であることがさらに好ましい。C.V.を低減する方法としては、マイクロプロセスサーバー(例えば株式会社日立製作所製)等の乳化装置により単分散化することが挙げられる。   The coefficient of variation (CV) of the particle size of the porous polymer particles is preferably 3 to 15%, more preferably 5 to 15%, from the viewpoint of further improving liquid permeability. More preferably, it is 5 to 10%. C. V. As a method for reducing the dispersion, monodispersion may be performed using an emulsifying apparatus such as a microprocess server (for example, manufactured by Hitachi, Ltd.).

多孔質ポリマ粒子又は分離材の平均粒径及び粒径のC.V.(変動係数)は、以下の測定法により求めることができる。
1)超音波分散装置を使用して粒子を水(界面活性剤等の分散剤を含む)に分散させ、1質量%の多孔質ポリマ粒子を含む分散液を調製する。
2)粒度分布計(シスメックスフロー、シスメックス株式会社製)を用いて、上記分散液中の粒子約1万個の画像により平均粒径及び粒径のC.V.(変動係数)を測定する。
C. average particle size and particle size of the porous polymer particles or the separating material. V. (Coefficient of variation) can be determined by the following measurement method.
1) The particles are dispersed in water (including a dispersant such as a surfactant) using an ultrasonic dispersion apparatus to prepare a dispersion containing 1% by mass of porous polymer particles.
2) Using a particle size distribution meter (Sysmex Flow, manufactured by Sysmex Corporation), the average particle size and the C.I. V. (Coefficient of variation) is measured.

多孔質ポリマ粒子の細孔容積は、多孔質ポリマ粒子の全体積基準で30体積%以上70体積%以下であることが好ましく、40体積%以上70体積%以下であることがより好ましい。多孔質ポリマ粒子は、細孔径が0.1μm以上0.5μm未満である細孔、すなわちマクロポアー(マクロ孔)を有することが好ましい。多孔質ポリマ粒子の細孔径は、より好ましくは0.2μm以上0.5μm未満である。細孔径が0.1μm以上であると、細孔内に物質が入りやすくなる傾向にあり、細孔径が0.5μm未満であると、比表面積が充分なものになる。これらは上述の多孔質化剤により調整可能である。   The pore volume of the porous polymer particles is preferably 30% by volume or more and 70% by volume or less, more preferably 40% by volume or more and 70% by volume or less based on the total volume of the porous polymer particles. The porous polymer particles preferably have pores having a pore diameter of 0.1 μm or more and less than 0.5 μm, that is, macropores. The pore diameter of the porous polymer particles is more preferably 0.2 μm or more and less than 0.5 μm. When the pore diameter is 0.1 μm or more, the substance tends to easily enter the pores, and when the pore diameter is less than 0.5 μm, the specific surface area becomes sufficient. These can be adjusted by the above-mentioned porosifying agent.

また、本実施形態の多孔質ポリマ粒子の細孔径分布のモード径(細孔径分布の最頻値、最大頻度径)は、0.01〜0.5μmであることが好ましく、0.05〜0.5μmであることがより好ましい。細孔径分布のモード径がこの範囲にあると、粒子中に液が流れやすくなり、動的吸着量を多くしやすい。   Further, the mode diameter (mode of pore diameter distribution, maximum frequency diameter) of the pore diameter distribution of the porous polymer particles of the present embodiment is preferably 0.01 to 0.5 μm, and 0.05 to 0 μm. More preferably, it is 0.5 μm. When the mode diameter of the pore diameter distribution is in this range, the liquid easily flows into the particles, and the dynamic adsorption amount is easily increased.

多孔質ポリマ粒子の比表面積は、30m/g以上であることが好ましい。より高い実用性の観点から、比表面積は35m/g以上であることがより好ましく、40m/g以上であることがさらに好ましい。比表面積が30m/g以上であると、分離する物質の吸着量が大きくなる傾向にある。 The specific surface area of the porous polymer particles is preferably 30 m 2 / g or more. In light of higher practicality, the specific surface area is more preferably equal to or greater than 35 m 2 / g, and still more preferably equal to or greater than 40 m 2 / g. When the specific surface area is 30 m 2 / g or more, the adsorption amount of the substance to be separated tends to increase.

多孔質ポリマ粒子の破壊強度は、10mN以上であることが好ましく、15mN以上であることがより好ましい。多孔質ポリマ粒子の破壊強度が上記範囲であると、多孔質ポリマ粒子の耐久性に優れ、カラム内に充填を行う際に破砕したり、カラムの通液速度を上げた際に粒子が潰れたりすることを抑制できるため、カラム圧が高くなりにくい。   The breaking strength of the porous polymer particles is preferably 10 mN or more, more preferably 15 mN or more. When the breaking strength of the porous polymer particles is within the above range, the durability of the porous polymer particles is excellent, and the particles are crushed when filling the column, or the particles are crushed when the flow rate of the column is increased. Column pressure does not easily increase.

本実施形態の多孔質ポリマ粒子の破壊強度は、以下のようにして算出することができる。
微小圧縮試験機(Fisher製)を用いて、室温(25℃)条件にて荷重負荷速度1mN/秒で、四角柱の平滑な端面(50μm×50μm)により粒子を50mNまで圧縮したときの荷重及び圧縮変位を測定する。上記測定中の変位量が最も大きく変化する点の荷重を破壊強度(mN)とする。
The breaking strength of the porous polymer particles of the present embodiment can be calculated as follows.
Using a micro-compression tester (manufactured by Fisher), the load when the particles were compressed to 50 mN by the smooth end face (50 μm × 50 μm) of a square pillar at a load application speed of 1 mN / sec at room temperature (25 ° C.). Measure the compression displacement. The load at the point where the displacement amount changes the most during the measurement is defined as the breaking strength (mN).

(被覆層)
本実施形態の被覆層は、アミノ基を有する親水性高分子を含む。アミノ基を有する親水性高分子で多孔質ポリマ粒子を被覆することによりカラム圧の上昇を抑制することができるとともに、タンパク質の非特異吸着を抑制することが可能となる上、分離材のタンパク質吸着量を、天然高分子を用いた場合と同等又はそれ以上とすることが可能となる。さらに、アミノ基を有する親水性高分子が架橋されていると、カラム圧の上昇をより抑制することが可能となる。
(Coating layer)
The coating layer of the present embodiment includes a hydrophilic polymer having an amino group. By coating the porous polymer particles with a hydrophilic polymer having an amino group, it is possible to suppress an increase in column pressure, to suppress nonspecific adsorption of proteins, and to adsorb proteins on the separation material. The amount can be equal to or greater than that when using a natural polymer. Further, when the hydrophilic polymer having an amino group is crosslinked, it is possible to further suppress the increase in column pressure.

(アミノ基を有する親水性高分子)
アミノ基を有する親水性高分子は、例えば、水酸基を有する高分子にアミノ基が導入された高分子である。アミノ基は、−NRで表される基であり、R及びRは、例えば、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。
(Hydrophilic polymer having amino group)
The hydrophilic polymer having an amino group is, for example, a polymer having an amino group introduced into a polymer having a hydroxyl group. Amino group, a group represented by -NR 1 R 2, R 1 and R 2 are, for example, each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

水酸基を有する高分子は、1分子中に2個以上の水酸基を有することが好ましく、親水性高分子であることがより好ましい。水酸基を有する高分子としては、例えば、多糖類又はその変性体等が挙げられる。より好ましくは、アガロース、デキストラン、セルロース、ポリビニルアルコール、及びキトサン、並びにこれらの変性体等が挙げられる。水酸基を有する高分子の重量平均分子量は、1万〜20万であってよい。   The polymer having a hydroxyl group preferably has two or more hydroxyl groups in one molecule, and is more preferably a hydrophilic polymer. Examples of the polymer having a hydroxyl group include a polysaccharide or a modified product thereof. More preferred are agarose, dextran, cellulose, polyvinyl alcohol, and chitosan, and modified products thereof. The weight average molecular weight of the polymer having a hydroxyl group may be 10,000 to 200,000.

ここで、変性体とは、分子中に疎水性基が導入されたものを指す。水酸基を有する高分子は、界面吸着能を向上させる観点から、変性体であることが好ましい。疎水基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基等が挙げられる。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。疎水基は、水酸基と反応する官能基(例えば、エポキシ基)及び疎水基を有する化合物(例えば、グリシジルフェニルエーテル)を、水酸基を有する高分子と従来公知の方法で反応させることにより、導入することができる。このような変性体としては、例えば、多糖類の変性体、好ましくはアガロースの変性体、デキストランの変性体、セルロースの変性体、ポリビニルアルコールの変性体、キトサンの変性体等が挙げられる。   Here, the denatured product refers to a product in which a hydrophobic group is introduced into a molecule. The polymer having a hydroxyl group is preferably a modified form from the viewpoint of improving interfacial adsorption ability. Examples of the hydrophobic group include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group and a naphthyl group. The hydrophobic group is introduced by reacting a functional group that reacts with a hydroxyl group (for example, an epoxy group) and a compound having a hydrophobic group (for example, glycidyl phenyl ether) with a polymer having a hydroxyl group by a conventionally known method. Can be. Examples of such a modified product include a modified product of a polysaccharide, preferably a modified product of agarose, a modified product of dextran, a modified product of cellulose, a modified product of polyvinyl alcohol, a modified product of chitosan, and the like.

すなわち、アミノ基を有する親水性高分子は、多糖類又はその変性体にアミノ基が導入された高分子であってよく、好ましくは、アガロース若しくはその変性体、デキストラン若しくはその変性体、セルロース若しくはその変性体、ポリビニルアルコール若しくはその変性体、又は、キトサン若しくはその変性体にアミノ基が導入された高分子である。   That is, the hydrophilic polymer having an amino group may be a polymer in which an amino group is introduced into a polysaccharide or a modified product thereof, preferably, agarose or a modified product thereof, dextran or a modified product thereof, cellulose or a modified product thereof. It is a polymer in which an amino group is introduced into a modified product, polyvinyl alcohol or a modified product thereof, or chitosan or a modified product thereof.

(被覆層の形成方法)
アミノ基を有する親水性高分子を含む被覆層は、例えば、以下に示す方法により形成することができる。
まず、水酸基を有する高分子の溶液を多孔質ポリマ粒子表面に吸着させる。水酸基を有する高分子の溶液の溶媒としては、水酸基を有する高分子を溶解することのできるものであれば、特に限定されないが、水が最も一般的である。溶媒に溶解させる高分子の濃度は、5〜20(g/L)が好ましい。
この溶液を、例えば40〜95℃で多孔質ポリマ粒子に含浸させる。含浸方法は、水酸基を有する高分子の溶液に多孔質ポリマ粒子を加えて一定時間放置する。含浸時間は多孔質体の表面状態によっても変わるが、通常一昼夜含浸すれば高分子濃度が多孔質体の内部で外部濃度と平衡状態となる。その後、室温にて、高分子が溶解する程度の温度の水、アルコール等で洗浄し、粒子表面に過剰に吸着した高分子を洗浄する。これにより、分離材前駆体が得られる。
(Method of forming coating layer)
The coating layer containing the hydrophilic polymer having an amino group can be formed, for example, by the following method.
First, a solution of a polymer having a hydroxyl group is adsorbed on the surface of the porous polymer particles. The solvent for the solution of the polymer having a hydroxyl group is not particularly limited as long as it can dissolve the polymer having a hydroxyl group, but water is the most common. The concentration of the polymer dissolved in the solvent is preferably 5 to 20 (g / L).
The solution is impregnated with the porous polymer particles at, for example, 40 to 95 ° C. In the impregnation method, porous polymer particles are added to a solution of a polymer having a hydroxyl group, and the mixture is allowed to stand for a certain time. Although the impregnation time varies depending on the surface state of the porous body, the polymer concentration is usually in equilibrium with the external concentration inside the porous body when the impregnation is carried out day and night. Thereafter, the polymer is washed with water, alcohol, or the like at a temperature at which the polymer is dissolved at room temperature to wash the polymer excessively adsorbed on the particle surface. Thereby, a separation material precursor is obtained.

(架橋処理)
水酸基を有する高分子は、架橋されていてもよい。この場合、上記の多孔質ポリマ粒子表面に吸着された水酸基を有する高分子に架橋剤を加えて架橋反応させ、架橋体を形成する。このとき、架橋体は、水酸基を有する3次元架橋網目構造を有する。
(Cross-linking treatment)
The polymer having a hydroxyl group may be crosslinked. In this case, a crosslinking agent is added to the polymer having a hydroxyl group adsorbed on the surface of the porous polymer particles to cause a crosslinking reaction, thereby forming a crosslinked body. At this time, the crosslinked body has a three-dimensional crosslinked network structure having a hydroxyl group.

架橋剤としては、例えばエピクロルヒドリン等のエピハロヒドリン、グルタルアルデヒド等のジアルデヒド化合物、メチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジル化合物などのような水酸基に活性な官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。また、水酸基を有する高分子としてキトサンのようなアミノ基を有する化合物を使用する場合には、ジクロロオクタンのようなジハライドも架橋剤として使用できる。   Examples of the crosslinking agent include two or more hydroxyl-functional groups such as epihalohydrin such as epichlorohydrin, dialdehyde compounds such as glutaraldehyde, diisocyanate compounds such as methylene diisocyanate, and glycidyl compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether. Compounds. When a compound having an amino group such as chitosan is used as the polymer having a hydroxyl group, a dihalide such as dichlorooctane can also be used as a crosslinking agent.

この架橋反応には通常触媒が用いられる。該触媒は架橋剤の種類に合わせて適宜従来公知のものを用いることができるが、例えば、架橋剤がエピクロルヒドリン等の場合には水酸化ナトリウム等のアルカリが有効であり、ジアルデヒド化合物の場合には塩酸等の鉱酸が有効である。   A catalyst is usually used for this crosslinking reaction. As the catalyst, a conventionally known catalyst can be appropriately used according to the type of the crosslinking agent.For example, when the crosslinking agent is epichlorohydrin or the like, an alkali such as sodium hydroxide is effective, and in the case of a dialdehyde compound, Mineral acids such as hydrochloric acid are effective.

架橋剤による架橋反応は、通常、分離材前駆体を適当な媒体中に分散、懸濁させた系に架橋剤を添加することによって行われる。架橋剤の添加量は、水酸基を有する高分子として多糖類を使用した場合、単糖類の1単位を1モルとすると、それに対して0.1〜100モル倍の範囲内で、分離材前駆体の性能に応じて選定することができる。一般に、架橋剤の添加量を少なくすると、被覆層が多孔質ポリマ粒子から剥離しやすくなる傾向にある。また、架橋剤の添加量が過剰で、かつ、水酸基を有する高分子との反応率が高い場合、原料の水酸基を有する高分子の特性が損なわれる傾向にある。   The crosslinking reaction by the crosslinking agent is usually performed by adding the crosslinking agent to a system in which the precursor of the separating material is dispersed and suspended in an appropriate medium. When the polysaccharide is used as the polymer having a hydroxyl group, the amount of the crosslinking agent is within the range of 0.1 to 100 moles per 1 unit of the monosaccharide. Can be selected according to the performance of In general, when the amount of the cross-linking agent is reduced, the coating layer tends to be easily separated from the porous polymer particles. When the amount of the crosslinking agent added is excessive and the reaction rate with the polymer having a hydroxyl group is high, the properties of the polymer having a hydroxyl group as a raw material tend to be impaired.

また、触媒の使用量としては、架橋剤の種類により異なるが、通常、水酸基を有する高分子として多糖類を使用する場合に、多糖類を形成する単糖類の1単位を1モルとすると、これに対して0.01〜10モル倍の範囲、さらに好ましくは0.1〜5モル倍で使用される。   The amount of the catalyst used varies depending on the type of the cross-linking agent. Usually, when a polysaccharide is used as the polymer having a hydroxyl group, when one unit of the monosaccharide forming the polysaccharide is 1 mol, Is used in a range of 0.01 to 10 mol times, more preferably 0.1 to 5 mol times.

例えば、該架橋反応条件を温度条件とした場合、反応系の温度を上げ、その温度が反応温度に達すれば架橋反応が生起する。   For example, when the cross-linking reaction conditions are temperature conditions, the temperature of the reaction system is raised, and when the temperature reaches the reaction temperature, a cross-linking reaction occurs.

水酸基を有する高分子の溶液等を含浸させた多孔質ポリマ粒子を分散、懸濁させる媒体としては含浸させた高分子溶液から高分子、架橋剤等を抽出してしまうことなく、かつ、架橋反応に不活性なものである必要がある。その具体例としては水、アルコール等が挙げられる。   As a medium for dispersing and suspending the porous polymer particles impregnated with a solution of a polymer having a hydroxyl group, a polymer, a crosslinking agent, etc. is not extracted from the impregnated polymer solution, and a crosslinking reaction is performed. Must be inert. Specific examples thereof include water, alcohol, and the like.

架橋反応は、通常、5〜90℃の範囲の温度で、1〜10時間かけて行う。好ましくは、20〜90℃の範囲の温度である。   The crosslinking reaction is usually performed at a temperature in the range of 5 to 90 ° C. for 1 to 10 hours. Preferably, the temperature is in the range of 20 to 90C.

架橋反応終了後、生成した粒子を濾別し、次いで水、メタノール、エタノール等の親水性有機溶媒で洗浄し、未反応の高分子、懸濁用媒体等を除去すれば、多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部が、水酸基を有する高分子を含む被覆層により被覆された分離材前駆体が得られる。   After the cross-linking reaction is completed, the generated particles are separated by filtration, and then washed with a hydrophilic organic solvent such as water, methanol, and ethanol to remove unreacted polymer and a suspending medium. A separation material precursor having at least a part of its surface covered with a coating layer containing a polymer having a hydroxyl group is obtained.

(アミノ基の導入)
水酸基を有する高分子にアミノ基を導入する方法としては、水酸基を有する高分子と、モノ−、ジ−又はトリ−アルキルアミン、モノ−、ジ−又はトリ−アルカノールアミン、モノ−アルキル−モノ−アルカノールアミン、ジ−アルキル−モノ−アルカノールアミン、モノ−アルキル−ジ−アルカノールアミン等のアミン化合物とを反応させる方法が挙げられる。これらのアミン化合物は、ジエチルアミノエチルクロライド等の水素原子の一部が塩素原子に置換されたアルキル基を少なくとも1つ有する。これらのアミン化合物の使用量は、分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。反応条件は、40〜90℃で、0.5〜12時間であることが好ましい。これにより、本実施形態に係る分離材が得られる。
(Introduction of amino group)
As a method for introducing an amino group into a polymer having a hydroxyl group, a polymer having a hydroxyl group, a mono-, di- or tri-alkylamine, a mono-, di- or tri-alkanolamine, a mono-alkyl-mono- A method of reacting with an amine compound such as alkanolamine, di-alkyl-mono-alkanolamine and mono-alkyl-di-alkanolamine is exemplified. These amine compounds have at least one alkyl group such as diethylaminoethyl chloride in which some of the hydrogen atoms have been replaced with chlorine atoms. The use amount of these amine compounds is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separation material. The reaction conditions are preferably at 40 to 90 ° C. for 0.5 to 12 hours. Thereby, the separation material according to the present embodiment is obtained.

分離材は、多孔質ポリマ粒子1g当たり、好ましくは30〜500mg、より好ましくは30〜400mgの被覆層を備える。被覆層の量は熱分解の重量減少等で測定することができる。   The separating material has a coating layer of preferably 30 to 500 mg, more preferably 30 to 400 mg, per 1 g of the porous polymer particles. The amount of the coating layer can be measured by a weight loss due to thermal decomposition or the like.

水酸基を有する高分子には、アミノ基以外のイオン交換基、リガンド(プロテインA)等が導入されてもよい。イオン交換基の導入方法として、例えば、ハロゲン化アルキル化合物を用いる方法が挙げられる。   An ion exchange group other than an amino group, a ligand (protein A), or the like may be introduced into the polymer having a hydroxyl group. Examples of a method for introducing an ion exchange group include a method using a halogenated alkyl compound.

ハロゲン化アルキル化合物としては、モノハロゲノ酢酸、モノハロゲノプロピオン酸等のモノハロゲノカルボン酸及びそのナトリウム塩、ハロゲン化アルキル基を有する4級アンモニウムの塩酸塩などが挙げられる。これらのハロゲン化アルキル化合物は、臭化物又は塩化物であることが好ましい。ハロゲン化アルキル化合物の使用量としては、イオン交換基を付与する分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。   Examples of the halogenated alkyl compound include monohalogenocarboxylic acids such as monohalogenoacetic acid and monohalogenopropionic acid and sodium salts thereof, and quaternary ammonium hydrochlorides having a halogenated alkyl group. These alkyl halide compounds are preferably bromide or chloride. The amount of the halogenated alkyl compound to be used is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separation material to which the ion exchange groups are provided.

イオン交換基の導入には、反応を促進させるために、有機溶媒を用いることが有効である。有機溶媒としては、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、1−ペンタノール、イソペンタノール等のアルコール類が挙げられる。   It is effective to use an organic solvent to promote the reaction when introducing an ion exchange group. Examples of the organic solvent include alcohols such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutanol, 1-pentanol, and isopentanol.

通常、イオン交換基の導入は、分離材表面の水酸基に行われるので、湿潤状態の粒子を、ろ過等により水切りした後、所定濃度のアルカリ性水溶液に浸漬し、一定時間放置した後、水−有機溶媒混合系で、上記ハロゲン化アルキル化合物を添加して反応させる。この反応は温度40〜90℃で、0.5〜12時間行うことが好ましい。上記の反応で使用されるハロゲン化アルキル化合物の種類により、付与されるイオン交換基が決定される。   Usually, the ion-exchange group is introduced into the hydroxyl group on the surface of the separation material. Therefore, after the wet particles are drained by filtration or the like, the particles are immersed in an aqueous alkaline solution having a predetermined concentration, and left for a certain period of time. The above-mentioned alkyl halide compound is added and reacted in a solvent mixture system. This reaction is preferably performed at a temperature of 40 to 90 ° C. for 0.5 to 12 hours. The ion exchange group to be provided is determined by the type of the alkyl halide compound used in the above reaction.

イオン交換基として、強塩基性基の4級アンモニウム基を導入する方法としては、まず、3級アミノ基を導入し、該3級アミノ基にエピクロルヒドリン等のハロゲン化アルキル化合物を反応させ、4級アンモニウム基に変換させる方法が挙げられる。また、4級アンモニウムの塩酸塩等を分離材に反応させてもよい。   As a method of introducing a quaternary ammonium group as a strongly basic group as an ion exchange group, first, a tertiary amino group is introduced, and a halogenated alkyl compound such as epichlorohydrin is reacted with the tertiary amino group. A method of converting to an ammonium group may be mentioned. Alternatively, a quaternary ammonium hydrochloride or the like may be reacted with the separating material.

イオン交換基として、弱酸性基であるカルボキシ基を導入する方法としては、上記ハロゲン化アルキル化合物として、モノハロゲノ酢酸、モノハロゲノプロピオン酸等のモノハロゲノカルボン酸又はそのナトリウム塩を反応させる方法が挙げられる。これらハロゲン化アルキル化合物の使用量は、イオン交換基を導入する分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。   Examples of a method for introducing a carboxy group that is a weakly acidic group as the ion exchange group include a method of reacting a monohalogenocarboxylic acid such as monohalogenoacetic acid or monohalogenopropionic acid or a sodium salt thereof as the halogenated alkyl compound. . The amount of the halogenated alkyl compound to be used is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separation material into which the ion exchange group is introduced.

イオン交換基として、強酸性基であるスルホン酸基の導入方法としては、分離材に対してエピクロロヒドリン等のグリシジル化合物を反応させ、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩又は重亜硫酸塩の飽和水溶液に分離材を添加する方法が挙げられる。反応条件は、30〜90℃で1〜10時間であることが好ましい。   As a method for introducing a sulfonic acid group, which is a strongly acidic group, as an ion exchange group, a glycidyl compound such as epichlorohydrin is reacted with a separating material, and a sulfite or bisulfite such as sodium sulfite or sodium bisulfite is used. A method of adding a separating material to a saturated aqueous solution of The reaction conditions are preferably 30 to 90 ° C. for 1 to 10 hours.

一方、イオン交換基の導入方法として、アルカリ性雰囲気下で、分離材に1,3−プロパンスルトンを反応させる方法も挙げられる。1,3−プロパンスルトンは、分離材の全質量に対して0.4質量%以上使用することが好ましい。反応条件は、0〜90℃で0.5〜12時間であることが好ましい。なお、水酸基を有する高分子にアミノ基を導入する工程は、前述の架橋処理の後であっても前であってもよい。   On the other hand, as a method for introducing an ion exchange group, a method of reacting 1,3-propane sultone with a separating material in an alkaline atmosphere can also be mentioned. 1,3-Propane sultone is preferably used in an amount of 0.4% by mass or more based on the total mass of the separation material. The reaction conditions are preferably 0 to 90 ° C. for 0.5 to 12 hours. The step of introducing an amino group into a polymer having a hydroxyl group may be performed after or before the above-described crosslinking treatment.

本実施形態の分離材又は多孔質ポリマ粒子の細孔容積、モード径、平均細孔径、比表面積及び空隙率は、水銀圧入測定装置(オートポア:株式会社島津製作所製)にて測定した値であり、以下のようにして測定する。試料約0.05gを、標準5mL粉体用セル(ステム容積0.4mL)に加え、初期圧21kPa(約3psia、細孔直径約60μm相当)の条件で測定する。水銀パラメータは、装置デフォルトの水銀接触角130degrees、水銀表面張力485dynes/cmに設定する。また、細孔径0.1〜3μmの範囲に限定してそれぞれの値を算出する。   The pore volume, mode diameter, average pore diameter, specific surface area, and porosity of the separation material or the porous polymer particles of the present embodiment are values measured by a mercury intrusion measuring device (Autopore: manufactured by Shimadzu Corporation). The measurement is performed as follows. About 0.05 g of a sample is added to a standard 5 mL powder cell (stem volume: 0.4 mL), and the measurement is performed under the conditions of an initial pressure of 21 kPa (about 3 psia, a pore diameter of about 60 μm). The mercury parameters are set to a device default mercury contact angle of 130 degrees and a mercury surface tension of 485 dynes / cm. Further, each value is calculated limited to the range of the pore diameter of 0.1 to 3 μm.

本実施形態の分離材のモード径(細孔径分布の最頻値、最大頻度径)は、通液性及びタンパク質吸着量に優れ、非特異吸着を低減できる観点から、0.10〜0.40μmである。分離材のモード径は、通液性の点で更に優れる観点から、好ましくは0.10〜0.35μm、より好ましくは0.10〜0.30μmである。   The mode diameter (mode of pore diameter distribution, maximum frequency diameter) of the separation material of the present embodiment is 0.10 to 0.40 μm from the viewpoint of excellent liquid permeability and protein adsorption amount and reduction of nonspecific adsorption. It is. The mode diameter of the separation material is preferably 0.10 to 0.35 μm, more preferably 0.10 to 0.30 μm, from the viewpoint of further improving the liquid permeability.

本実施形態の分離材の比表面積は、30m/g以上であることが好ましい。より高い実用性の観点から、比表面積は35m/g以上であることがより好ましく、40m/g以上であることがさらに好ましい。比表面積が30m/g以上であると、分離する物質の吸着量が大きくなる傾向にある。分離材の比表面積の上限は特に限定されないが、例えば300m/g以下とすることができる。 The specific surface area of the separation material of the present embodiment is preferably 30 m 2 / g or more. In light of higher practicality, the specific surface area is more preferably equal to or greater than 35 m 2 / g, and still more preferably equal to or greater than 40 m 2 / g. When the specific surface area is 30 m 2 / g or more, the adsorption amount of the substance to be separated tends to increase. The upper limit of the specific surface area of the separation material is not particularly limited, but may be, for example, 300 m 2 / g or less.

本実施形態の分離材の空隙率は、30〜70体積%であることが好ましく、40〜70体積%であることがより好ましい。空隙率がこの範囲にあると、タンパク質吸着量を多くすることができる。   The porosity of the separation material of the present embodiment is preferably 30 to 70% by volume, and more preferably 40 to 70% by volume. When the porosity is in this range, the protein adsorption amount can be increased.

本実施形態の分離材は、タンパク質を静電的相互作用による分離、イオン交換精製、アフィニティ精製に用いるのに好適である。例えば、タンパク質を含む混合溶液の中に本実施形態の分離材を添加し、静電的相互作用によりタンパク質だけを分離材に吸着させた後、該分離材を溶液からろ別し、塩濃度の高い水溶液中に添加すれば、分離材に吸着しているタンパク質を容易に脱離、回収できる。また、本実施形態の分離材は、カラムクロマトグラフィーにおいて、使用することも可能である。すなわち、本実施形態のカラムは、本実施形態の分離材を備え、例えば、本実施形態の分離材を充填してなっている。   The separation material of the present embodiment is suitable for use in separation of proteins by electrostatic interaction, ion exchange purification, and affinity purification. For example, the separating material of the present embodiment is added to a mixed solution containing a protein, and only the protein is adsorbed on the separating material by electrostatic interaction. When added to a high aqueous solution, the protein adsorbed on the separation material can be easily desorbed and recovered. Further, the separation material of the present embodiment can also be used in column chromatography. That is, the column of the present embodiment includes the separating material of the present embodiment, and is, for example, packed with the separating material of the present embodiment.

本実施形態の分離材を用いて分離できる生体高分子としては、水溶性物質が好ましい。具体的には、血清アルブミン、免疫グロブリン等の血液タンパク質などのタンパク質、生体中に存在する酵素、バイオテクノロジーにより生産されるタンパク質生理活性物質、DNA、生理活性をするペプチド等の生体高分子などであり、好ましくは分子量が200万以下、より好ましくは50万以下である。また、公知の方法に従い、タンパク質の等電点、イオン化状態等によって、分離材の性質、条件等を選ぶ必要がある。公知の方法としては、例えば、特開昭60−169427号公報等に記載の方法が挙げられる。   As the biopolymer that can be separated using the separation material of the present embodiment, a water-soluble substance is preferable. Specifically, proteins such as blood proteins such as serum albumin and immunoglobulin, enzymes present in the living body, protein bioactive substances produced by biotechnology, DNA, biopolymers such as bioactive peptides and the like. The molecular weight is preferably 2,000,000 or less, more preferably 500,000 or less. In addition, it is necessary to select the properties, conditions, and the like of the separation material according to the isoelectric point, ionization state, and the like of the protein according to a known method. Known methods include, for example, the method described in JP-A-60-169427.

本実施形態の分離材は、多孔質ポリマ粒子上の被覆層を架橋処理後、分離材の表面にイオン交換基、プロテインAを導入することにより、タンパク質等の生体高分子の分離において、天然高分子からなる粒子又は合成ポリマからなる粒子のそれぞれの利点を有する。特に本実施形態の分離材における多孔質ポリマ粒子は、上述の方法で得られるものであるため、耐久性及び耐アルカリ性を有する。また、本実施形態の分離材は、タンパク質の非特異吸着を低減し、タンパク質の吸脱着が起こりやすい傾向にある。さらに、本実施形態の分離材は、同一流速下でのタンパク質等の吸着量(動的吸着量)が大きい傾向にある。   The separation material of the present embodiment is obtained by introducing a ion-exchange group and protein A to the surface of the separation material after cross-linking the coating layer on the porous polymer particles, and thereby separating natural macromolecules such as proteins. It has the advantages of particles of molecules or particles of synthetic polymers, respectively. In particular, since the porous polymer particles in the separation material of the present embodiment are obtained by the above-described method, they have durability and alkali resistance. In addition, the separation material of the present embodiment tends to reduce non-specific adsorption of proteins and easily cause adsorption and desorption of proteins. Furthermore, the separation material of the present embodiment tends to have a large amount of adsorption of protein and the like (dynamic adsorption amount) under the same flow rate.

本明細書における通液速度とは、φ7.8×300mmのステンレスカラムに本実施形態の分離材を充填し、液を通した際の通液速度を表す。本実施形態の分離材は、カラムに充填した場合、カラム圧0.3MPaのときに通液速度が800cm/h以上であることが好ましい。カラムクロマトグラフィーでタンパク質の分離を行う場合、タンパク質溶液等の通液速度としては、一般に400cm/h以下の範囲であるが、本実施形態の分離材を使用した場合は、通常のタンパク質分離用の分離材よりも速い通液速度800cm/h以上で使用することができる。   The liquid passing rate in the present specification indicates a liquid passing rate when a stainless steel column of φ7.8 × 300 mm is filled with the separating material of the present embodiment and liquid is passed. When the separation material of the present embodiment is packed in a column, it is preferable that the liquid passing speed is 800 cm / h or more when the column pressure is 0.3 MPa. When separating proteins by column chromatography, the flow rate of a protein solution or the like is generally in the range of 400 cm / h or less. However, when the separation material of the present embodiment is used, a normal protein separation speed is used. It can be used at a flow rate of 800 cm / h or more, which is faster than the separation material.

本実施形態の分離材の平均粒径は、10〜300μmであることが好ましい。分取用又は工業用のクロマトグラフィーでの使用には、カラム内圧の極端な増加を避けるために、10〜100μmであることが好ましい。   The average particle size of the separation material of the present embodiment is preferably from 10 to 300 μm. For use in preparative or industrial chromatography, it is preferably from 10 to 100 μm in order to avoid an extreme increase in column internal pressure.

本実施形態の分離材は、カラムクロマトグラフィーでカラム充填材として使用した場合、使用する溶出液の性質によらず、カラム内での体積変化がほとんどないため、操作性に優れる。   When the separation material of this embodiment is used as a column packing material in column chromatography, there is almost no change in volume in the column regardless of the properties of the eluent used, so that the operability is excellent.

分離材のモード径、比表面積等は、多孔質ポリマ粒子の原料、多孔質化剤、水酸基を有する高分子、水酸基を有する高分子を架橋させる架橋剤、被覆層の形成方法等を適宜選択することによって、調整することができる。   The mode diameter, specific surface area and the like of the separation material are appropriately selected from the raw materials of the porous polymer particles, the porosifying agent, the polymer having a hydroxyl group, the crosslinking agent for crosslinking the polymer having a hydroxyl group, the method for forming the coating layer, and the like. This can be adjusted.

なお、本実施形態では、イオン交換基を導入する形態の分離材について説明したが、イオン交換基を導入しなくても分離材として用いることができる。このような分離材は、例えば、ゲルろ過クロマトグラフィーに利用することができる。   Note that, in the present embodiment, the separation material in which an ion exchange group is introduced has been described, but the separation material can be used as a separation material without introducing an ion exchange group. Such a separating material can be used, for example, for gel filtration chromatography.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
(多孔質ポリマ粒子の合成)
500mLの三口フラスコ中で、純度96%のジビニルベンゼン(DVB960、新日鉄住金化学株式会社)16g、ソルビタンモノオレエート(スパン80)6g、及び過酸化ベンゾイル0.64gをポリビニルアルコール水溶液(0.5質量%)に加え、マイクロプロセスサーバーを使用して乳化させた。得られた乳化液をフラスコに移し、80℃のウォーターバスで加熱しながら、撹拌機を用いて約8時間撹拌をして粒子を得た。得られた粒子をろ過後、アセトン洗浄を行い、多孔質ポリマ粒子を得た。得られた多孔質ポリマ粒子の粒径をフロー型粒径測定装置で測定し、平均粒径及び粒径のC.V.値を算出した。また、多孔質ポリマ粒子のモード径、比表面積、空隙率を水銀圧入法にて測定した。結果を表1に示す。
<Example 1>
(Synthesis of porous polymer particles)
In a 500 mL three-necked flask, 16 g of 96% pure divinylbenzene (DVB960, Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), 6 g of sorbitan monooleate (Span 80), and 0.64 g of benzoyl peroxide were added to a polyvinyl alcohol aqueous solution (0.5 mass %) And emulsified using a microprocess server. The obtained emulsion was transferred to a flask, and stirred for about 8 hours using a stirrer while heating in a water bath at 80 ° C. to obtain particles. After filtering the obtained particles, the particles were washed with acetone to obtain porous polymer particles. The particle size of the obtained porous polymer particles was measured with a flow type particle size measuring device, and the average particle size and the C.I. V. Values were calculated. The mode diameter, specific surface area, and porosity of the porous polymer particles were measured by a mercury intrusion method. Table 1 shows the results.

(破壊強度の評価)
多孔質ポリマ粒子の破壊強度を以下のようにして評価した。微小圧縮試験機(Fisher製)を用いて、室温(25℃)条件にて荷重負荷速度1mN/秒で、四角柱の平滑な端面(50μm×50μm)により分離材を50mNまで圧縮したときの荷重及び圧縮変位を測定した。上記測定中の変位量が最も大きく変化する点の荷重を破壊強度(mN)とした。結果を表1に示す。
(Evaluation of breaking strength)
The breaking strength of the porous polymer particles was evaluated as follows. Using a micro compression tester (manufactured by Fisher) at room temperature (25 ° C.) at a load application speed of 1 mN / sec, the load when the separation material is compressed to 50 mN by the smooth end face (50 μm × 50 μm) of a square prism. And the compression displacement were measured. The load at the point where the displacement amount changed the most during the measurement was defined as the breaking strength (mN). Table 1 shows the results.

(線流速の評価)
多孔質ポリマ粒子をφ7.8×300mmのステンレスカラムにスラリー(溶媒:メタノール)濃度30質量%にて15分間かけて充填した。その後、カラムに流速を変えて水を流し、流速とカラム圧の関係を測定し、カラム圧0.3MPa時の線流速を算出した。結果を表1に示す。
(Evaluation of linear velocity)
The porous polymer particles were packed into a stainless steel column of φ7.8 × 300 mm at a slurry (solvent: methanol) concentration of 30% by mass over 15 minutes. Thereafter, water was flowed through the column at different flow rates, the relationship between the flow rate and the column pressure was measured, and the linear flow rate at a column pressure of 0.3 MPa was calculated. Table 1 shows the results.

(被覆層の形成)
アガロース水溶液(2質量%)100mLに水酸化ナトリウム4g、グリシジルフェニルエーテル0.4gを加え、70℃で12時間反応させることにより、アガロースにフェニル基を導入した。
(Formation of coating layer)
A phenyl group was introduced into agarose by adding 4 g of sodium hydroxide and 0.4 g of glycidyl phenyl ether to 100 mL of an agarose aqueous solution (2% by mass) and reacting at 70 ° C. for 12 hours.

得られた変性アガロースをイソプロピルアルコールで3回再沈殿させ、洗浄した。4.5g/Lの変性アガロース水溶液700mLに多孔質ポリマ粒子を10g投入し、55℃で24時間撹拌することにより、多孔質ポリマ粒子の表面に被覆層を形成した。その後、室温にて、多孔質ポリマ粒子の表面を55℃の純水で洗浄した。多孔質ポリマ粒子1gに対する変性アガロースの吸着量(被覆層の量)は、乾燥させた粒子の熱重量減少を測定することにより算出した。結果を表2に示す。   The resulting denatured agarose was reprecipitated three times with isopropyl alcohol and washed. 10 g of the porous polymer particles was added to 700 mL of a 4.5 g / L modified agarose aqueous solution, and the mixture was stirred at 55 ° C. for 24 hours to form a coating layer on the surface of the porous polymer particles. Thereafter, the surface of the porous polymer particles was washed with 55 ° C. pure water at room temperature. The amount of the modified agarose adsorbed on 1 g of the porous polymer particles (the amount of the coating layer) was calculated by measuring the thermal weight loss of the dried particles. Table 2 shows the results.

粒子に吸着した変性アガロースを次のようにして架橋させた。10gの粒子を分散させた0.4M水酸化ナトリウム水溶液にエチレングリコールジグリシジルエーテルを39g添加し、室温にて8時間撹拌した。その後、加熱した2質量%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液で洗浄後、純水で洗浄し、粒子(分離材)を水中で保管した。   The modified agarose adsorbed on the particles was crosslinked as follows. 39 g of ethylene glycol diglycidyl ether was added to a 0.4 M aqueous sodium hydroxide solution in which 10 g of particles were dispersed, and the mixture was stirred at room temperature for 8 hours. Then, after washing with a heated 2% by mass aqueous solution of sodium dodecyl sulfate, the particles were washed with pure water, and the particles (separating material) were stored in water.

(アミノ基の導入)
分離材の分散液について、遠心分離により水を除去した後、分離材20gを、ジエチルアミノエチルクロライド塩酸塩を所定量溶解させた水溶液100mLに分散させ、70℃で10分撹拌した。その後、70℃に加温した5MのNaOH水溶液100mLを添加し、1時間反応させた。反応終了後、濾過、水/エタノール(体積比8/2)で2回洗浄し、ジエチルアミノエチル(DEAE)基を導入したDEAE変性分離材を得た。得られたDEAE変性分離材のモード径、比表面積、空隙率を水銀圧入法にて測定した。結果を表2に示す。
(Introduction of amino group)
After water was removed from the dispersion of the separation material by centrifugation, 20 g of the separation material was dispersed in 100 mL of an aqueous solution in which a predetermined amount of diethylaminoethyl chloride hydrochloride was dissolved, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 10 minutes. Thereafter, 100 mL of a 5M NaOH aqueous solution heated to 70 ° C. was added, and the mixture was reacted for 1 hour. After completion of the reaction, the mixture was filtered and washed twice with water / ethanol (volume ratio: 8/2) to obtain a DEAE-modified separation material into which a diethylaminoethyl (DEAE) group was introduced. The mode diameter, specific surface area, and porosity of the obtained DEAE-modified separation material were measured by a mercury intrusion method. Table 2 shows the results.

(イオン交換容量の評価)
分離材のイオン交換容量を以下のように測定した。5mL容量のDEAE変性分離材を、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液20mLに1時間浸漬し、室温で撹拌した。その後、洗浄液として用いた水のpHが7以下となるまで洗浄を行った。洗浄した分離材を0.1Nの塩酸20mLに浸漬し、1時間撹拌させた。DEAE変性分離材をろ過で取り除いた後、ろ液の塩酸水溶液を中和滴定することによって、DEAE変性分離材のイオン交換容量を測定した。結果を表3に示す。
(Evaluation of ion exchange capacity)
The ion exchange capacity of the separation material was measured as follows. A 5 mL DEAE-modified separation material was immersed in 20 mL of a 0.1 N aqueous sodium hydroxide solution for 1 hour and stirred at room temperature. Thereafter, washing was performed until the pH of water used as the washing liquid became 7 or less. The washed separating material was immersed in 20 mL of 0.1N hydrochloric acid and stirred for 1 hour. After removing the DEAE-modified separation material by filtration, the ion exchange capacity of the DEAE-modified separation material was measured by neutralizing and titrating the hydrochloric acid aqueous solution of the filtrate. Table 3 shows the results.

(カラム特性評価)
上記の多孔質ポリマ粒子の線流速の評価と同様にして、得られたDEAE変性分離材の線流速を評価した。結果を表3に示す。
また、動的吸着量を以下のようにして測定した。20mmol/LのTris−塩酸緩衝液(pH8.0)をカラムに10カラム容量流した。その後、BSA濃度2mg/mLの20mmol/L Tris−塩酸緩衝液を流し、UVによりカラム出口でのBSA濃度を測定した。カラム入口と出口のBSA濃度が一致するまで液を流し、5カラム容量分の1M NaClのTris−塩酸緩衝液で希釈した。10%breakthroughにおける動的吸着量は以下の式を用いて算出した。結果を表3に示す。
10=cF(t10−t)/V
10:10%breakthroughにおける動的吸着量(mg/mL wet resin)
:注入しているBSA濃度
F:流速(mL/min)
:ベッド体積(mL)
10:10%breakthroughにおける時間
:BSA注入開始時間
(Column characteristics evaluation)
The linear flow velocity of the obtained DEAE-modified separation material was evaluated in the same manner as in the evaluation of the linear flow velocity of the porous polymer particles. Table 3 shows the results.
Further, the amount of dynamic adsorption was measured as follows. 20 column volumes of 20 mmol / L Tris-HCl buffer (pH 8.0) were applied to the column. Thereafter, a 20 mmol / L Tris-HCl buffer having a BSA concentration of 2 mg / mL was passed, and the BSA concentration at the column outlet was measured by UV. The solution was allowed to flow until the BSA concentration at the column inlet and the BSA concentration at the outlet matched, and the column was diluted with 5 column volumes of 1 M NaCl Tris-HCl buffer. The dynamic adsorption amount at 10% breakthrough was calculated using the following equation. Table 3 shows the results.
q 10 = c f F (t 10 -t 0) / V B
q 10 : Dynamic adsorption amount at 10% breakthrough (mg / mL wet resin)
c f : BSA concentration injected F: flow rate (mL / min)
V B : bed volume (mL)
t 10 : Time at 10% breakthrough t 0 : BSA injection start time

(タンパク質の非特異吸着能評価)
DEAE変性分離材0.5gをBSA濃度20mg/mLのリン酸緩衝液(pH7.4)50mLに投入し、室温で24時間撹拌を行った。その後、遠心分離で上澄みをとった後、分光光度計でろ液のBSA濃度を算出することにより、粒子に吸着したBSA量を算出した。BSAの濃度は、分光光度計により280nmの吸光度から算出した。結果を表3に示す。
(Evaluation of nonspecific adsorption ability of protein)
0.5 g of the DEAE-modified separation material was added to 50 mL of a phosphate buffer (pH 7.4) having a BSA concentration of 20 mg / mL, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Then, after taking the supernatant by centrifugation, the amount of BSA adsorbed on the particles was calculated by calculating the BSA concentration of the filtrate using a spectrophotometer. The concentration of BSA was calculated from the absorbance at 280 nm using a spectrophotometer. Table 3 shows the results.

(耐アルカリ性評価)
DEAE変性分離材を0.5Mの水酸化ナトリウム水溶液中で24時間撹拌し、リン酸緩衝液で洗浄後、カラム特性評価と同様の条件にて充填した。BSAの10%breakthrough動的吸着量を測定し、アルカリ処理前の動的吸着量と比較した。動的吸着量の減少率が3%以下である場合を○、3%を超え20%以下である場合を△、20%を超える場合を×とした。結果を表3に示す。
(Alkali resistance evaluation)
The DEAE-modified separating material was stirred in a 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution for 24 hours, washed with a phosphate buffer, and then packed under the same conditions as in the column characteristic evaluation. The 10% breakthrough dynamic adsorption of BSA was measured and compared with the dynamic adsorption before alkali treatment. The case where the reduction rate of the dynamic adsorption amount was 3% or less was evaluated as ○, the case where it exceeded 3% and 20% or less was evaluated as Δ, and the case where it exceeded 20% was evaluated as ×. Table 3 shows the results.

<実施例2>
被覆層の形成においてエチレングリコールジグリシジルエーテルの添加量を10gに変更した以外は、実施例1と同様にして分離材の作製及び評価を行った。
<Example 2>
The production and evaluation of the separation material were performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of ethylene glycol diglycidyl ether was changed to 10 g in forming the coating layer.

<実施例3>
被覆層の形成においてエチレングリコールジグリシジルエーテルの添加量を40gに変更した以外は、実施例1と同様にして分離材の作製及び評価を行った。
<Example 3>
The production and evaluation of the separation material were performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of ethylene glycol diglycidyl ether added was changed to 40 g in forming the coating layer.

<比較例1>
被覆層の形成において、多孔質ポリマ粒子の表面を55℃の純水で洗浄する代わりに多孔質ポリマ粒子を80℃の純水で充分にろ過洗浄した以外は、実施例1と同様にして分離材の作製及び評価を行った。
<Comparative Example 1>
In forming the coating layer, separation was performed in the same manner as in Example 1 except that the porous polymer particles were sufficiently filtered and washed with pure water at 80 ° C. instead of washing the surface of the porous polymer particles with pure water at 55 ° C. The material was produced and evaluated.

<比較例2>
被覆層の形成においてエチレングリコールジグリシジルエーテルの添加量を40gに変更し、多孔質ポリマ粒子の表面を15℃の純水で洗浄した以外は、実施例1と同様にして分離材の作製及び評価を行った。
<Comparative Example 2>
Preparation and evaluation of a separation material in the same manner as in Example 1 except that the amount of ethylene glycol diglycidyl ether added was changed to 40 g in forming the coating layer, and the surfaces of the porous polymer particles were washed with pure water at 15 ° C. Was done.

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表2,3の結果より、分離材のモード径が0.10〜0.40μmであると、動的吸着量が向上し、更には通液性の向上及び非特異吸着の低減の点でも優れることが分かる。   From the results in Tables 2 and 3, when the mode diameter of the separation material is 0.10 to 0.40 μm, the dynamic adsorption amount is improved, and further, the liquid permeability is improved and the non-specific adsorption is reduced. You can see that.

Claims (11)

スチレン系モノマを含むモノマを重合することにより得られる多孔質ポリマ粒子と、
該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する、アミノ基を有する親水性高分子を含む被覆層と、を備える分離材であって
前記分離材の細孔径分布の最大頻度径が0.10〜0.40μmである、分離材。
Porous polymer particles obtained by polymerizing monomers including styrene-based monomers,
Covering at least a portion of the surface of the porous polymer particles, and a coating layer containing a hydrophilic polymer having an amino group, a separation material which Ru provided with,
The separation material, wherein the maximum frequency diameter of the pore size distribution of the separation material is 0.10 to 0.40 μm .
空隙率が30〜70体積%である、請求項1に記載の分離材。   The separation material according to claim 1, wherein the porosity is 30 to 70% by volume. 多孔質ポリマ粒子の比表面積が30m/g以上である、請求項1又は2に記載の分離材。 The separation material according to claim 1, wherein the specific surface area of the porous polymer particles is 30 m 2 / g or more. 前記スチレン系モノマを含むモノマが、ジビニルベンゼンをモノマ全質量基準で50質量%以上含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 3, wherein the monomer containing the styrene-based monomer contains divinylbenzene in an amount of 50% by mass or more based on the total mass of the monomer. 前記多孔質ポリマ粒子における粒径の変動係数が3〜15%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 4, wherein the coefficient of variation of the particle size of the porous polymer particles is 3 to 15%. 前記アミノ基を有する親水性高分子が、多糖類又はその変性体にアミノ基が導入された高分子である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydrophilic polymer having an amino group is a polymer having an amino group introduced into a polysaccharide or a modified product thereof. 前記アミノ基を有する親水性高分子が、アガロース又はその変性体にアミノ基が導入された高分子である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydrophilic polymer having an amino group is a polymer having an amino group introduced into agarose or a modified product thereof. 前記多孔質ポリマ粒子1g当たり30〜500mgの前記被覆層を備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 7, comprising 30 to 500 mg of the coating layer per 1 g of the porous polymer particles. カラムに充填した場合、カラム圧が0.3MPaのときに通液速度が800cm/h以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 8, wherein, when packed in a column, the liquid passing speed is 800 cm / h or more when the column pressure is 0.3 MPa. 前記多孔質ポリマ粒子の破壊強度が10mN以上である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 9, wherein the breaking strength of the porous polymer particles is 10 mN or more. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の分離材を備えるカラム。   A column comprising the separation material according to claim 1.
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