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In vielen Fällen ist es vorteilhaft, Gemische der obengenannten Lösungsmittel zu verwenden, oder die
Polymerisation in einem Lösungsmittel für das Polymere zu beginnen und im Verlauf der Polymerisation kontinuierlich ein Fällungsmittel für das Polymere zuzugeben. Das Fällungsmittel kann auch zu bestimm- ten Zeitpunkten in einer oder mehreren Portionen zugegeben werden. Ausserdem kann die Monomerenmi- schung zusammen mit einem geeigneten Initiator als Lösung oder ohne Lösungsmittel in eine vorgelegte Lö- sungsmittelmenge eingespeist werden, so dass während der Polymerisation eine gleichmässige, geringe Mono- merenkonzentration aufrecht erhalten wird.
Durch Verwendung von (Meth)-Acrylmonomeren unterschiedli- cher Hydrophilie und Variation der Polymerisationsbedingungen lassen sich innerhalb eines sehr weiten Be- reiches Produkte mit dem jeweiligen Verwendungszweck angepasster Quellbarkeit, Dichte und spezifischer
Oberfläche bei guter mechanischer Stabilität herstellen.
Die Copolymerisate können durch Suspensionspolymerisation hergestellt werden. Die gebräuchlichste
Art der Perlpolymerisation, bei der die Monomeren, gegebenenfalls unter Zusatz eines organischen Lö- sungsmittels, in Wasser suspendiert werden, lässt sich in diesem Fall nur mit geringem Erfolg anwenden, da das Anhydrid sehr rasch hydrolysiert, die entstehende Dicarbonsäure hauptsächlich in die Wasserphase über- geht und nur in geringer Menge in das Polymere eingebaut wird. Daher wird die Suspensionspolymerisation zweckmässig in organischem Medium durchgeführt. Die Monomeren und der Initiator werden in einem mit
Paraffinen nicht mischbaren, gegen Anhydridgruppen inerten Lösungsmittel wie z. B. Acetonitril, Dimethyl- formamid, Dimethylsulfoxyd oder Hexamethylphosphorsäuretriamid gelöst und meistens unter Zusatz von
Dispergatoren in der zusammenhängenden Phase verteilt.
Als zusammenhängende Phase eignen sich beson- ders Paraffinkohlenwasserstoffe wie Hexan, Heptan, Octan und höhere Homologe, Cycloaliphaten wie Cyclo- hexan, sowie Paraffingemische wie Benzinfraktionen oder Paraffinöl. Das Volumenverhältnis, zusammen- hängende Phase : Monomerenphase beträgt 1 : 1 bis 10 : 1, vorzugsweise 2 : 1 bis 5 : 1.
Zur Stabilisierung der Suspension können beispielsweise Glycerin-mono-und dioleate, sowie Gemische dieser Verbindungen, Sorbitan-mono-und trioleate bzw. -stearate, Polyäthylenglykolmonoäther mit Stearyl- bzw. Laurylalkohol oder Nonylphenol, Polyäthylenglykolmonoester mit Ölsäure, Stearinsäure und andern
Fettsäuren mit mehr als 10 C-Atomen, sowie das Na-Salz des Sulfobernsteinsäuredioctylesters verwendet werden.
Diese Stoffe werden in Mengen von vorzugsweise 0, 1 bis 10%, bezogen auf die Monomerenmischung, eingesetzt und im allgemeinen in der Kohlenwasserstoffphase gelöst. Die Partikelgrösse der Suspensionspoly- merisate kann ausser durch Vergrösserung der Mhrgeschwindigkeit durch Zugabe von 0, 1 bis 2%, bezogen auf
Monomeren, einer weiteren oberflächenaktiven Substanz, z. B. eines Alkylsulfonates verringert werden.
Die Polymerisation wird durch radikalische Initiatoren ausgelöst. Geeignete Initiatoren sind z. B. Azoverbindungen oder Perverbindungen. Die zur Polymerisationsauslösung gebräuchlichste Azoverbindung ist das Azoisobuttersäurenitril. Als Perverbindungen kommen hauptsächlich Diacylperoxyde wie Dibenzoylperoxyd oder Perearbonate wie Diisopropyl- und Dicyclohexylpercarbonat in Frage, es können jedoch auch Dialkylperoxyde, Hydroperoxyde und in organischen Lösungsmitteln wirksame Redoxsysteme zur Initiierung verwendet werden.
Die Initiatoren werden in Mengen von 0,01 bis 10%, vorzugsweise 0, 1 bis 3%, bezogen auf die Gewichtsmenge der Monomerenmischung zugesetzt.
Die Polymerisation wird bei Temperaturen von etwa 20 bis 200 C, vorzugsweise 50 bis 1000C in Abhängigkeit von der Zerfallsgeschwindigkeit der Initiatoren und meistens unterhalb des Siedepunktes der Lösungsmittel und bei Perlpolymerisationen unterhalb der Mischungstemperatur der beiden Phasen durchgeführt. Ausserdem ist es in der Regel vorteilhaft, in inerter Atmosphäre unter Abwesenheit von Sauerstoff zu polymerisieren.
Die durch Fällungspolymerisation erhaltenen Copolymerisate sind farblose bis schwach gelb gefärbte, pulvrige Substanzen mit Schüttvolumina von 1, 5 bis 30 ml/g, vorzugsweise 2 bis 20 ml/g, und spezifischen Oberflächen von 0, 1 bis 500 m2/g, bevorzugt 1 bis 400 m2/g. Der nach Verseifung der Anhydridgruppen titrimetrisch bestimmte Gehalt an Carboxylgruppen liegt bei 0,02 bis 10 mÄquiv/g, vorzugsweise bei 0, 4 bis 4 mÄquiv/g.
Die Suspensionspolymerisate sind weisse oder schwach gefärbte Perlen, die in einigen Fällen unregelmässig geformt sein können und einen Durchmesser von 0,03 bis l mm, vorzugsweise 0,05 bis 0, 5 mm, und Schüttvolumina von etwa 1, 4 bis 8 ml/g, vorzugsweise 1, 4 bis 5 ml/g, besitzen. Ihr nach der Hydrolyse der Anhydridgruppen bestimmter Carboxylgruppengehalt beträgt 0, 02 bis 10 mÄquiv/g, vorzugsweise 0, 4 bis 4 mÄquiv/g.
Die erfindungsgemäss erhältlichen Copolymerisate enthalten die copolymerisierten Einheiten statisch verteilt. Auf Grund ihrer hohen Vernetzungsdichte sind die Copolymerisate in allen Lösungsmitteln unlöslich.
Molekulargewichte sind daher nicht bestimmbar.
Die Copolymerisate können in Wasser auf das 1, bis 2,5-fache ihres Schüttvolumen quellen. Sie eignen sich vorzüglich als Trägerharze zur Fixierung von Substanzen, die mit den Anhydridgruppen der Copolymerisate reagieren können.
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Die Trägerharze werden dabei bei Temperaturen zwischen 0 und 300C direkt in die wässerige Lösung des zu bindenden Stoffes, vorzugsweise in die wässerige Lösung eines Proteins eingetragen, wobei der pH-Wert konstant zu halten ist.
Sollen Proteine an die erfindungsgemäss erhältlichen Copolymerisate gebunden werden, so arbeitet man zweckmässigerweise mit einem pH-Staten in einem pH-Bereich von 3 bis 10, vorzugsweise von PH 5, 5 bis PH 9,0. Wird als Protein Penicillinacylase eingesetzt, so arbeitet man zweckmässigerweise zwischen PH 5,7 und PH 6, 8. Während der Bindungsreaktion muss zur Konstanthaltung des pH-Bereiches ständig eine Base zugesetzt werden. Dabei kommen anorganische Basen (beispielsweise Alkalilaugen) und organische Basen (beispielsweise tertiäre organische Amine) in Frage.
Im Gegensatz zu den Erfahrungen der Literatur mit andern Harzen, nach denen die Umsetzung in gepufferten Lösungen durchgeführt wird, waren die Ausbeuten an gebundenem Enzym mit den oben beschriebenen Harzen umso besser, je niedriger der Salzgehalt der Lösungen war.
Das Gewichtsverhältnis von gebundener Substanz, beispielsweise Protein bzw. Peptid zu Trägerharz kann in weiten Grenzen variiert und dem späteren Verwendungszweck angepasst werden. Gute Ausbeuten er-
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polymeremtimalen Verhältnisse sind jedoch sowohl von der Zusammensetzung und der Struktur des Polymeren als auch von der Art des Proteins abhängig. Bei zahlreichen Enzymen ist es zweckmässig, Stabilisatoren der Enzym- lösung zuzusetzen.
Als solche kommen Polyäthylenglykole oder nichtionische Netzmittel zur Abschwächung der Denaturie- rung an Oberflächen in Frage, sowie die bekannten SH-Reagentien oder Metallionen bei speziellen Enzy- men.
Die notwendige Reaktionszeit ist abhängig von der Art des Polymeren. Im Normalfall ist die Reaktion nach 20 h bei Raumtemperatur abgeschlossen. Bei 40C läuft die Reaktion besser noch etwas länger. Bei präparativen Ansätzen wird der Ansatz nicht früher als 2 h nach Beendigung der Alkalizugabe durch den pH-Staten abgebrochen. Das Polymere mit dem gebundenen Protein wird hierauf abgesaugt oder abzentrifu- giert und der Rückstand mit Salzlösungen hoher Ionenstärke, beispielsweise 1 M-Natriumchloridlösung, und anschliessend mit einem Puffer gewaschen, in dem das Enzym stabil ist. Bei der Waschung mit Lösungen hoher Salzkonzentration wird ionogen gebundenes Protein vom Träger abgelöst.
Zur Beurteilung des Erfolges der Proteinbindung wurde bei Enzymen die enzymatische Aktivität sowohl im Polymeren als auch in der Restlösung und in den Waschwassern bestimmt. Bei Proteinen ohne spezifische Wirkung wurde der Stickstoffgehalt im Polymeren nach Kjeldahl bestimmt. Die Ausbeuten bei der Proteinbindung liegen zwischen 10 und über 90%. Betrachtet man die enzymatische Aktivität, so ist es in einigen Fällen vorteilhaft, keinen zu grossen Überschuss an Polymerenmaterial zu verwenden, da sonst zwar das Protein vollständig gebunden wird, die Aktivität jedoch darunter leidet.
Die Trägerharze sind geeignet, alle Substanzen zu binden, die eine funktionelle Gruppe tragen, die befähigt ist, mit der Anhydridgruppe des Polymeren zu reagieren. Bei den Proteinen und Peptiden sind dies vor allem die endständigen Aminogruppen des Lysins und die freien Aminogruppen der Peptidkettenenden.
An Träger gebundene Peptide und Proteine sind von grosser wissenschaftlicher und technischer Bedeutung. Die in den meisten Fällen teuren und instabilen Enzyme werden durch die Bindung an das Harz wesentlich stabilisiert. Ausserdem gestattet die leichte und vollständige Rückgewinnung des Enzymharzes eine vielfache Anwendung über lange Zeitspannen.
Folgende Substanzen können beispielsweise an die erfindungsgemäss erhältlichen Copolymerisate fi- xiert werden :
Enzyme : Hydrolasen wie Proteasen, beispielsweise Trypsin, Chymotrypsin, Papain, Elastase ; Amidasen, beispielsweise Asparaginase, Glutaminase, Urease ; Acyltransferasen, beispielsweise Penicillinacylase ; Lyasen, beispielsweise Hyaluronidase.
Andere Proteine, wie Plasmabestandteile, Globuline (Antikörper).
Polypeptide, wieKallikrein-Inhibitor oder Insulin.
Aminosäuren wie Lysin oder Alanin.
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l : 80g Tetraäthylenglykoldimethacrylat, 20gMaleinsäurea. tihydridundlgAzoisobutter-säurenitril werden in 11 Benzol gelöst und unter Rühren 4 h auf 600C erwärmt. Dann gibt man 1 g Azoisobuttersäurenitril und 200mlBenzin (Kp. 100 bis 140 C) zu und polymerisiert weitere 5 h bei 70 C. DaspulverigePolymere wird abgesaugt, einmal in Benzol und dreimal in Petroläther (Kp. 30 bis 500C) aufgeschlämmt und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute : 94 g
Schüttvolumen : 3, 5 ml/g
Quellvolumen in Wasser : 4,7 ml/g spez. Oberfläche : 5 m/g Säuregehalt nach Verseifung der Anhydridgruppen : 3, 5 mÄquiv/g.
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Beispiel 2 : Eine Lösung von 90 g Äthylenglykolidimethacrylat, 10 g Maleinsäureanhydrid und 1 g Azoisobuttersäurenitril in 11 Benzol wird unter Rühren zunächst bei 60 C polymerisiert. Nach 4 h gibt man 200 ml Benzin (Kp. 100 bis 140 ) und 1 g Azoisobuttersäurenitril zu und polymerisiert 2 h bei 70 C und 2 h bei 80 C weiter.
Anschliessend saugt man das Polymere ab, wäscht gründlich mit Petroläther (Kp. 30 bis 50 C) und trocknet im Vakuum.
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<tb>
<tb>
Ausbeute <SEP> : <SEP> 97g <SEP>
<tb> Schüttvolumen <SEP> : <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> ml/g
<tb> Quellvolumen <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> : <SEP> 8,0 <SEP> ml/g
<tb> spez. <SEP> Oberfläche <SEP> : <SEP> 298 <SEP> m2/g
<tb>
Säuregehalt nach Verseifung der Anhydridgruppen: 1,5 mÄquiv/g.
Beispiel 3 : Die Copolymerisation von 90 gDiäthylenglykoldimethacrylatmitlOgMaleinsäureanhydrid unter den Bedingungen von Beispiel 2 ergibt :
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<tb>
<tb> Ausbeute <SEP> : <SEP> 96 <SEP> g
<tb> Schüttvolumen <SEP> : <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> ml/g
<tb> Quellvolumen <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> : <SEP> 6,7 <SEP> ml/g
<tb> spez. <SEP> Oberfläche: <SEP> 9,2 <SEP> m2/g
<tb>
Säuregehalt nach Verseifung der Anhydridgruppen : 1, 9 mÄquiv/g.
Beispiel 4: 80 g Tetraäthylenglykoldimethacrylat, 20 g Maleinsäureanhydrid und 1 g Azoisobutter-
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mere wird analog zu Beispiel 1 aufgearbeitet
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<tb>
<tb> Ausbeute <SEP> : <SEP> 95 <SEP> g
<tb> Schüttvolumen <SEP> : <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> ml/g
<tb> Quellvolumen <SEP> : <SEP> 3,0 <SEP> ml/g
<tb>
Säuregehalt nach Verseifung der Anhydridgruppen : 2, 6 mÄquiv/g.
Beispiel 5 : In einem Rührgefäss werden 1 1 Benzin (Ip, 100 bis 140 C) und 1 g Azoisobuttersäurenitril 1 h auf 900C erwärmt. Dann wird bei 800C eine Lösung von 95 g Äthylenglykoldimethaerylat, 5 g Maleinsäureanhydrid und 1 g Azoisobuttersäurenitril innerhalb 3 h zugetropft und weitere 2 h bei der gleichen Temperatur gerührt.
Das Polymere wird abgesaugt, mehrmals mit Benzol und Petroläther (Kp. 30 bis 50 C) gewaschen und im Vakuum getrocknet
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<tb>
<tb> Ausbeute <SEP> : <SEP> 96 <SEP> g
<tb> Schüttvolumen <SEP> : <SEP> 14 <SEP> ml/g
<tb> Quellvolumen <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> : <SEP> 18, <SEP> 2 <SEP> ml/g
<tb> spez. <SEP> Oberfläche <SEP> : <SEP> 70 <SEP> m2/g <SEP>
<tb>
Säuregehalt nach Verseifung der Anhydridgruppen : 0, 5 mÄquiv/g.
Beispiel 6 : Eine Lösung von 62,5 g Tetraäthylenglykoldimethacrylat, 37,5 g Maleinsäureanhydrid und 1 g Azoisobuttersäurenitril in 150 ml Butylacetat und 11 Benzin (Kp. 100 bis 140 C) wird unter Rühren 2 h bei 70oC, 2 h bei 750C und 1, 5 h bei 90 C polymerisiert. Das Polymere wird abgesaugt, 24 h im SoxhletExtraktor mit Benzol extrahiert und im Vakuum getrocknet.
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<tb>
<tb>
Ausbeute <SEP> : <SEP> 77 <SEP> g
<tb> Schüttvolumen <SEP> : <SEP> 7, <SEP> 3 <SEP> ml/g <SEP>
<tb> Quellvolumen <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> : <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> ml/g
<tb> spez. <SEP> Oberfläche <SEP> : <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP> m2/g <SEP>
<tb>
Säuregehalt nach Verseifung der Anhydridgruppen: 4,0 mÄquiv/g.
Beispiel 7: Eine Lösung von 90 g Tetraäthylenglykoldimethacrylat, 10 g Maleinsäureanhydrid und 1, 0 g Azoisobuttersäurenitril in 200 ml Acetonitril wird in 1000 ml Benzin (Kp. 100 bis 140 C), in dem 5 g eines Gemisches von Glycerin-mono- und -dioleat gelöst wurden, suspendiert. Das Reaktionsgemisch wird bis zur Bildung fester Perlen (etwa 2 h) bei 600C und anschliessend 20 h bei 650C polymerisiert.
Das Polymerisat wird abfiltriert, dreimal in Benzol und dreimal in Petroläther (Kp. 30 bis 50 C) aufgeschlämmt und im Vakuum bei 500C getrocknet.
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<tb>
<tb>
Ausbeute <SEP> : <SEP> 94 <SEP> g
<tb> mittlerer <SEP> Teilchendurchmesser <SEP> :-0, <SEP> 35 <SEP> mm
<tb> Schüttvolumen <SEP> : <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> ml/g <SEP>
<tb> Quellvolumen <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> : <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> ml/g
<tb> spez. <SEP> Oberfläche <SEP> : <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> m <SEP> /g
<tb>
Säuregehalt nach Verseifung der Anhydridgruppen : 1, 5 mÄquiv/g.
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In many cases it is advantageous to use mixtures of the abovementioned solvents, or the
To begin polymerization in a solvent for the polymer and to continuously add a precipitant for the polymer in the course of the polymerization. The precipitating agent can also be added in one or more portions at specific times. In addition, the monomer mixture can be fed into an initial amount of solvent together with a suitable initiator as a solution or without a solvent, so that a uniform, low monomer concentration is maintained during the polymerization.
By using (meth) acrylic monomers of different hydrophilicity and varying the polymerisation conditions, products with swellability, density and specificity adapted to the respective intended use can be created within a very wide range
Produce a surface with good mechanical stability.
The copolymers can be prepared by suspension polymerization. The most common
The type of bead polymerization in which the monomers are suspended in water, optionally with the addition of an organic solvent, can only be used with little success in this case, since the anhydride hydrolyzes very quickly, and the dicarboxylic acid formed is mainly transferred into the water phase. and is only incorporated into the polymer in small quantities. The suspension polymerization is therefore expediently carried out in an organic medium. The monomers and the initiator are in one with
Paraffins immiscible, inert to anhydride groups solvents such. B. acetonitrile, dimethyl formamide, dimethyl sulfoxide or hexamethylphosphoric triamide dissolved and mostly with the addition of
Dispersants distributed in the coherent phase.
Paraffin hydrocarbons such as hexane, heptane, octane and higher homologues, cycloaliphatics such as cyclohexane, and paraffin mixtures such as gasoline fractions or paraffin oil are particularly suitable as a coherent phase. The volume ratio, contiguous phase: monomer phase is 1: 1 to 10: 1, preferably 2: 1 to 5: 1.
To stabilize the suspension, for example glycerol mono- and dioleates and mixtures of these compounds, sorbitan mono- and trioleates or stearates, polyethylene glycol monoethers with stearyl or lauryl alcohol or nonylphenol, polyethylene glycol monoesters with oleic acid, stearic acid and others
Fatty acids with more than 10 carbon atoms and the sodium salt of the dioctyl sulfosuccinate can be used.
These substances are used in amounts of preferably 0.1 to 10%, based on the monomer mixture, and are generally dissolved in the hydrocarbon phase. The particle size of the suspension polymers can also be increased by increasing the milling speed by adding 0.1 to 2%, based on
Monomers, another surfactant, e.g. B. an alkyl sulfonate can be reduced.
The polymerization is triggered by radical initiators. Suitable initiators are e.g. B. azo compounds or per compounds. The azo compound most commonly used to initiate polymerization is azoisobutyronitrile. Mainly diacyl peroxides such as dibenzoyl peroxide or percarbonates such as diisopropyl and dicyclohexyl percarbonate come into consideration as per compounds, but dialkyl peroxides, hydroperoxides and redox systems effective in organic solvents can also be used for initiation.
The initiators are added in amounts of 0.01 to 10%, preferably 0.1 to 3%, based on the amount by weight of the monomer mixture.
The polymerization is carried out at temperatures of about 20 to 200 ° C., preferably 50 to 1000 ° C., depending on the rate of decomposition of the initiators and mostly below the boiling point of the solvent and, in the case of bead polymerizations, below the mixing temperature of the two phases. In addition, it is usually advantageous to polymerize in an inert atmosphere in the absence of oxygen.
The copolymers obtained by precipitation polymerization are colorless to pale yellow colored, powdery substances with bulk volumes of 1.5 to 30 ml / g, preferably 2 to 20 ml / g, and specific surfaces of 0.1 to 500 m2 / g, preferably 1 to 400 m2 / g. The carboxyl group content, determined titrimetrically after the saponification of the anhydride groups, is 0.02 to 10 meq / g, preferably 0.4 to 4 meq / g.
The suspension polymers are white or slightly colored pearls, which in some cases can be irregularly shaped and have a diameter of 0.03 to 1 mm, preferably 0.05 to 0.5 mm, and bulk volumes of about 1.4 to 8 ml / g , preferably 1.4 to 5 ml / g. Their carboxyl group content, determined after hydrolysis of the anhydride groups, is 0.02 to 10 meq / g, preferably 0.4 to 4 meq / g.
The copolymers obtainable according to the invention contain the copolymerized units in a statically distributed manner. Because of their high crosslinking density, the copolymers are insoluble in all solvents.
Molecular weights cannot therefore be determined.
The copolymers can swell in water to 1 to 2.5 times their bulk volume. They are particularly suitable as carrier resins for fixing substances which can react with the anhydride groups of the copolymers.
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The carrier resins are added directly to the aqueous solution of the substance to be bound, preferably to the aqueous solution of a protein, at temperatures between 0 and 30 ° C., the pH value being kept constant.
If proteins are to be bound to the copolymers obtainable according to the invention, it is expedient to work with a pH stat in a pH range from 3 to 10, preferably from pH 5.5 to pH 9.0. If penicillin acylase is used as the protein, it is expedient to work between PH 5.7 and PH 6.8. During the binding reaction, a base must be constantly added to keep the pH range constant. Inorganic bases (for example alkali lyes) and organic bases (for example tertiary organic amines) come into consideration.
In contrast to the experience of the literature with other resins, according to which the reaction is carried out in buffered solutions, the yields of bound enzyme with the resins described above were the better, the lower the salt content of the solutions.
The weight ratio of bound substance, for example protein or peptide to carrier resin, can be varied within wide limits and adapted to the later intended use. Good yields
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However, polymer maximum ratios are dependent on the composition and structure of the polymer as well as on the type of protein. With numerous enzymes, it is advisable to add stabilizers to the enzyme solution.
These include polyethylene glycols or nonionic wetting agents to reduce denaturation on surfaces, as well as the known SH reagents or metal ions for special enzymes.
The necessary reaction time depends on the type of polymer. The reaction is normally complete after 20 hours at room temperature. At 40C the reaction runs better a little longer. In the case of preparative batches, the batch is terminated by the pH stat not earlier than 2 hours after the addition of alkali has ended. The polymer with the bound protein is then suctioned off or centrifuged off and the residue is washed with salt solutions of high ionic strength, for example 1 M sodium chloride solution, and then with a buffer in which the enzyme is stable. When washing with solutions of high salt concentration, ionically bound protein is detached from the carrier.
To assess the success of protein binding, the enzymatic activity of enzymes was determined both in the polymer and in the residual solution and in the washing water. In the case of proteins without a specific effect, the nitrogen content in the polymer was determined according to Kjeldahl. The protein binding yields are between 10 and over 90%. If one considers the enzymatic activity, it is advantageous in some cases not to use too large an excess of polymer material, since otherwise the protein will be completely bound, but the activity will suffer as a result.
The carrier resins are suitable for binding all substances which carry a functional group which is capable of reacting with the anhydride group of the polymer. In the case of proteins and peptides, these are mainly the terminal amino groups of the lysine and the free amino groups of the peptide chain ends.
Peptides and proteins bound to carriers are of great scientific and technical importance. The enzymes, which are expensive and unstable in most cases, are substantially stabilized by their binding to the resin. In addition, the easy and complete recovery of the enzyme resin allows multiple applications over long periods of time.
The following substances can, for example, be fixed to the copolymers obtainable according to the invention:
Enzymes: hydrolases such as proteases, for example trypsin, chymotrypsin, papain, elastase; Amidases, for example asparaginase, glutaminase, urease; Acyl transferases, e.g. penicillin acylase; Lyases, for example hyaluronidase.
Other proteins such as plasma components, globulins (antibodies).
Polypeptides such as kallikrein inhibitor or insulin.
Amino acids like lysine or alanine.
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l: 80g tetraethylene glycol dimethacrylate, 20g maleic acid a. TihydridundlgAzoisobutter-Säurenitril are dissolved in 11 benzene and heated to 60 ° C for 4 h with stirring. Then 1 g of azoisobutyronitrile and 200 ml of gasoline (boiling point 100 to 140 ° C) are added and polymerization is carried out for a further 5 hours at 70 ° C. The powdery polymer is filtered off with suction, slurried once in benzene and three times in petroleum ether (boiling point 30 to 500 ° C) and dried in vacuo.
Yield: 94 g
Bulk volume: 3.5 ml / g
Swelling volume in water: 4.7 ml / g spec. Surface area: 5 m / g. Acid content after saponification of the anhydride groups: 3.5 meq / g.
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Example 2: A solution of 90 g of ethylene glycolide dimethacrylate, 10 g of maleic anhydride and 1 g of azoisobutyronitrile in 11 benzene is initially polymerized at 60 ° C. with stirring. After 4 hours, 200 ml of gasoline (boiling point 100 to 140) and 1 g of azoisobutyronitrile are added and polymerization is continued for 2 hours at 70 ° C. and 2 hours at 80 ° C.
The polymer is then filtered off with suction, washed thoroughly with petroleum ether (boiling point 30 to 50 ° C.) and dried in vacuo.
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<tb>
<tb>
Yield <SEP>: <SEP> 97g <SEP>
<tb> bulk volume <SEP>: <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> ml / g
<tb> Source volume <SEP> in <SEP> water <SEP>: <SEP> 8.0 <SEP> ml / g
<tb> spec. <SEP> surface <SEP>: <SEP> 298 <SEP> m2 / g
<tb>
Acid content after saponification of the anhydride groups: 1.5 meq / g.
Example 3: The copolymerization of 90 g of diethylene glycol dimethacrylate with 10 g of maleic anhydride under the conditions of Example 2 gives:
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<tb>
<tb> Yield <SEP>: <SEP> 96 <SEP> g
<tb> bulk volume <SEP>: <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> ml / g
<tb> Source volume <SEP> in <SEP> water <SEP>: <SEP> 6.7 <SEP> ml / g
<tb> spec. <SEP> surface: <SEP> 9.2 <SEP> m2 / g
<tb>
Acid content after saponification of the anhydride groups: 1.9 meq / g.
Example 4: 80 g of tetraethylene glycol dimethacrylate, 20 g of maleic anhydride and 1 g of azoisobutter
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mere is worked up analogously to Example 1
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<tb>
<tb> Yield <SEP>: <SEP> 95 <SEP> g
<tb> bulk volume <SEP>: <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> ml / g
<tb> Source volume <SEP>: <SEP> 3.0 <SEP> ml / g
<tb>
Acid content after saponification of the anhydride groups: 2.6 meq / g.
Example 5: 1 l of gasoline (Ip, 100 to 140 ° C.) and 1 g of azoisobutyronitrile are heated to 90 ° C. for 1 hour in a stirred vessel. Then a solution of 95 g of ethylene glycol dimethaerylate, 5 g of maleic anhydride and 1 g of azoisobutyronitrile is added dropwise at 80 ° C. over the course of 3 hours and the mixture is stirred for a further 2 hours at the same temperature.
The polymer is filtered off with suction, washed several times with benzene and petroleum ether (boiling point 30 to 50 ° C.) and dried in vacuo
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<tb>
<tb> Yield <SEP>: <SEP> 96 <SEP> g
<tb> bulk volume <SEP>: <SEP> 14 <SEP> ml / g
<tb> Source volume <SEP> in <SEP> water <SEP>: <SEP> 18, <SEP> 2 <SEP> ml / g
<tb> spec. <SEP> surface <SEP>: <SEP> 70 <SEP> m2 / g <SEP>
<tb>
Acid content after saponification of the anhydride groups: 0.5 meq / g.
Example 6: A solution of 62.5 g of tetraethylene glycol dimethacrylate, 37.5 g of maleic anhydride and 1 g of azoisobutyronitrile in 150 ml of butyl acetate and 11 gasoline (boiling point 100 to 140 ° C.) is stirred for 2 hours at 70 ° C., 2 hours at 750 ° C. and 1 , Polymerized at 90 ° C. for 5 h. The polymer is filtered off with suction, extracted with benzene in a Soxhlet extractor for 24 hours and dried in vacuo.
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<tb>
<tb>
Yield <SEP>: <SEP> 77 <SEP> g
<tb> bulk volume <SEP>: <SEP> 7, <SEP> 3 <SEP> ml / g <SEP>
<tb> Source volume <SEP> in <SEP> water <SEP>: <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> ml / g
<tb> spec. <SEP> surface <SEP>: <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP> m2 / g <SEP>
<tb>
Acid content after saponification of the anhydride groups: 4.0 meq / g.
Example 7: A solution of 90 g of tetraethylene glycol dimethacrylate, 10 g of maleic anhydride and 1.0 g of azoisobutyronitrile in 200 ml of acetonitrile is dissolved in 1000 ml of gasoline (boiling point 100 to 140 C) in which 5 g of a mixture of glycerol mono- and - dioleate were dissolved, suspended. The reaction mixture is polymerized at 60 ° C. until solid beads are formed (approx. 2 h) and then at 65 ° C. for 20 h.
The polymer is filtered off, slurried three times in benzene and three times in petroleum ether (boiling point 30 to 50 ° C.) and dried in vacuo at 50 ° C.
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<tb>
<tb>
Yield <SEP>: <SEP> 94 <SEP> g
<tb> mean <SEP> particle diameter <SEP>: -0, <SEP> 35 <SEP> mm
<tb> bulk volume <SEP>: <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> ml / g <SEP>
<tb> Source volume <SEP> in <SEP> water <SEP>: <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> ml / g
<tb> spec. <SEP> surface <SEP>: <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> m <SEP> / g
<tb>
Acid content after saponification of the anhydride groups: 1.5 meq / g.