CN103619911B

CN103619911B - 交联的聚‑e‑赖氨酸非颗粒状支持物

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Publication number: CN103619911B
Application number: CN201280028657.8A
Authority: CN
Inventors: D·威灵斯
Original assignee: Spheritech Ltd
Current assignee: Spheritech Ltd
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: US9938378B2; AU2012244686A1; GB2504641A; GB2504439B; DK2699619T3; KR101953865B1; HUE036430T2; GB201320463D0; EP2699619A1; HUE038184T2; JP6262645B2; CA2833695A1; WO2013041250A1; KR20140038417A; DK2699620T3; GB2504439A; PT2699619T; EP2699619B1; JP2014517855A; CA2833695C

Abstract

本发明提供了一种非颗粒状交联的聚‑ε‑赖氨酸聚合物。聚‑ε‑赖氨酸和交联剂通过酰胺键连接并且交联剂可具有能够与聚‑ε‑赖氨酸的α碳胺反应的至少两个官能团。聚合物合适地在水和其他溶剂中是可溶的，并且是以宏观形式例如片、物品或纤维而提供。所述宏观形式的聚合物可用于广泛的应用，包括伤口处理，用作医学诊断剂包括颗粒状支持物和被支持物结合或保留的功能性材料，以及肽、寡核苷酸、寡糖的合成，物质的固定化、细胞培养和色谱分离。

Description

交联的聚-E-赖氨酸非颗粒状支持物

本发明涉及一种非颗粒状聚合物支持物（polymeric support），制备所述支持物的方法和所述支持物在固相过程中的用途。尤其是，本发明涉及一种含有交联的聚-ε-赖氨酸的非颗粒状聚合物支持物。所述支持物在广泛的物理和化学过程中有用，特别是当与底物的相互作用是例如固相合成、固相萃取、固相试剂、物质的固定化、细胞培养、催化、色谱分析以及医学诊断所需要的。

对于本发明，术语聚合物支持物用于描述以任何形式的聚合物，例如整块料材、膜、纤维，除了特定的形式。

聚-ε-赖氨酸是一种由通过羧基和第五位（ε）氨基之间的酰胺键连接的氨基酸赖氨酸组成的自然发生的短链多分散的聚酰胺。这种结构其不寻常在于所述酰胺键由羧基和赖氨酸的第五位（ε）氨基之间形成，而在肽的氨基酸之间并且传统采用聚赖氨酸的正常肽键是在羧基和α氨基之间形成。在自然发生的聚-ε-赖氨酸的多分散性通常是在25-35个氨基酸之间。在传统的市售聚赖氨酸中，肽具有更宽的可控性不佳的多分散性，其通常含有5-500个氨基酸的任意。

交联的聚-ε-赖氨酸在结构上具有比传统的聚赖氨酸更有弹性的性质，是由于酰胺键之间更大的链长。结构上聚-ε-赖氨酸实际上是一种α-氨基的尼龙5。

目前，聚-ε-赖氨酸是通过大规模的细菌发酵来制备用作食品防腐剂。其价格低廉并以商业数量随时可得。在本发明中，我们描述了聚-ε-赖氨酸的交联以形成不溶性聚合物支持物，其可应用于广泛的技术中。这些包括但不限于固相肽合成、固相寡核苷酸合成、固相萃取、固相试剂、物质的固定化、细胞培养、催化、色谱分析、农药的缓释、和药品的缓释、再生医学和医学诊断。

在固相合成过程中有用的固体支持材料是已知的。广泛的物理和化学过程采用固体支持材料，包括例如有机分子尤其是肽和寡核苷酸的合成、物质的固定化、催化剂的支持物、离子交换、从材料中提取物质、诊断和色谱分析。

通常情况下，有机分子的多级合成涉及众多的分离步骤以在进展到随后阶段之前分离在每个阶段产生的中间体。这些进程往往费时、昂贵并可能对于产率来说是低效的。中间体通常需要纯化以除去过量的试剂和反应副产物，并且可采用例如沉淀、过滤、双相溶剂萃取、固相萃取、结晶和色谱分析的步骤。

固相合成提供了超越液相合成的一些优势。例如，通过可逆地将目标分子附着于固体支持物可以在一定程度上避免液相合成中使用的分离步骤。通过过滤和洗涤固体支持物去除过量的试剂和一些副产物。目标分子可以在一些过程中以基本上定量的产率回收，这在液相合成中通常是特别困难的。此外，固体支持物上进行操作所需的时间通常远小于在液相合成中进行相应阶段所需的时间。

在一系列过程中的物质固定化也是已知的。例如，在传统的有机化学包括化学催化和生物催化中使用的催化剂的固定化通常使用聚合物支持物。也可以采用固定化的酶进行有机化学反应或手性拆分，例如固定化的青霉素酰胺酶用于仲醇的拆分（E.Baldaro等人Tet.Asym.4，1031，(1993）），以及固定化的青霉素G酰胺酶也可用于在制备阿莫西林中苄青霉素的水解（Carleysmith，S.W.和Lilly，M.D.Biotechnol.Bioeng.，21，1057-73，1979）。

固体支持物也可用于在医疗和诊断应用中固定化生物大分子。这包括蛋白质、单克隆和多克隆抗体的固定化。细胞培养通常在固体支持物上进行，具有特定的表面特性和形态。在支持物上的固定化的酶也可用作传感器来产生信号。一个实例是通过葡萄糖氧化酶/过氧化物酶偶联酶系统检测葡萄糖，其中葡萄糖的存在产生过氧化氢，而这又是过氧化物酶的底物，所述过氧化物酶用于氧化广泛多样的底物来提供的颜色、荧光或冷光信号。

其荧光对特定的阳离子或阴离子敏感的各种荧光剂可用于指示特定离子的浓度，包括用于pH测量的氢离子。

聚合颗粒通常用于色谱分析，其中固体支持物被称为稳定相。在特定模式的色谱分析中，稳定相的成本可能是限制性的。在其他模式中，稳定相的物理性质可能降低技术的效率。例如，亲和、离子交换和凝胶渗透色谱分析中常用的软聚合物因为颗粒的可变形性质不能在高流速下使用。用于许多其他模式的色谱分析的刚性大孔聚合物往往是机械易碎的并由此遭受短的使用期的困扰。

在色谱分离中固体支持物或固定相的应用是非常广泛的，例如用于制药和生物技术行业的复杂的高科技分离和用于采矿业的较大规模的过程。制药行业的一些最有价值的药物是通过制备色谱进行纯化，并且改良的色谱分离会是技术上有益的并在经济上有利的。在采矿和贵重金属回收行业中，世界上大部分的钯可使用固定化的冠醚进行精炼（refine），钯是广泛的工业应用和过程中的关键组分，包括催化转换器和高价值产品的制造（Traczyk，F.P.;Bruening，R.L.;Izatt，N.E."The Application of MolecularRecognition Technology(MRT）for Removal and Recovery of Metal Ions fromAqueous Solutions";In Fortschritte in der Hydrometallurgie;1998，beim34.Metallurgischen Seminar des Fachausschusses fuer Metallurgische Aus-und Weiterbildung der GDMB;18-20November1998;Goslar）。

聚合颗粒在固相萃取和固相试剂制备中的用途在化学、制药和生物技术行业也是已知的。

已知的固相支持物一般包括满足所述应用的具有物理性质的聚合物材料。为了方便使用，这些聚合物颗粒通常是大块料材。

在肽合成中，聚苯乙烯被广泛用作聚合物支持物来支持增长中的肽，并且其相对廉价、非常便于获得，而且在肽合成中提供可接受的性能。肽和寡核苷酸的固相合成中常用的其它市售的支持物可能是昂贵的，例如由于复杂的制造流程。一般使用微孔聚合物和大孔聚合物。微孔聚合物具有相对低水平的交联剂，其允许聚合物颗粒在合适的溶剂中溶剂化并因而膨胀。大孔聚合物通常在聚合物基质中具有高水平的交联剂并包含大孔。这些聚合物材料通常是刚性的并具有良好的流动特性，而且适于在填充柱中使用。

仍然需要找到一种可选的或改进的并符合成本效益的聚合物适合在广泛的应用中用作非颗粒状支持物，例如大块料材支持物。我们现在已经发现，一种交联的聚-ε-赖氨酸聚合物提供了极好的特性组合，可根据所需的属性通过适当地选择交联剂而定制，并可以符合成本效益地用在广泛的应用。

在第一方面中，本发明提供一种非颗粒状交联的聚-ε-赖氨酸聚合物。

所述非颗粒状交联的聚-ε-赖氨酸聚合物优选地是以宏观形式。术语“宏观形势”表示聚合物制成非颗粒状的形式并且是大块料材，并且具有能够用作单个实体或以单个实体进行操作的形式，与所述单个实体相对的是颗粒状形式需要多颗粒才能起作用。宏观形式的例子包括片、纤维和物品，就此而言物品在所有3个维度上具有显著的长度，相对地纤维在一个维度上具有显著长度而片在两个维度上具有显著长度。

非颗粒状聚合物可以包含孔。孔的大小和分布根据所需用途而定制。优选地，非颗粒状聚合物含有大孔、微孔或超大孔，或者以微孔水凝胶或纤维的形式。

本发明还提供了包含根据本发明第一方面的交联的聚-ε-赖氨酸的非颗粒状支持物。

优选地，交联剂使得聚-ε-赖氨酸不可溶。非颗粒状交联的聚-ε-赖氨酸聚合物特别可用于提供广泛的应用，特别是其中交联提供一种不溶于水和其它溶剂的聚合物。当采用较低水平的交联，聚合物可溶于水而且这提供了如下所述在某些应用中的优势。适宜地，聚合物包括聚-ε-赖氨酸和通过酰胺键连接的交联剂。

交联的聚-ε-赖氨酸中的聚-ε-赖氨酸组分是交联的聚合物的主成分。交联剂作用于将聚-ε-赖氨酸聚合物连接在一起从而聚-ε-赖氨酸聚合物提供一种结构，例如用于一系列应用中的格架，所述应用包括支持例如多肽和多核苷酸的有机分子合成，色谱分析，用作如下文所述的功能性材料的支持物。

聚-ε-赖氨酸聚合物通过反应的交联剂适当地交联，所述交联剂具有至少两个官能团，优选地两个或更多个羧酸基团，能与聚-ε-赖氨酸聚合物中的游离α氨基反应。交联剂可以具有三个或更多个官能团连接到相同数量的聚-ε-赖氨酸聚合物链，或更少的链但具有多个连接到一个或多个所述链。交联剂可以含有其它官能团，其不参与交联反应，并在使用交联的聚合物时保持可用于和其他物质的反应。

聚合物支持物中的交联水平可用来控制最终的交联的聚-ε-赖氨酸的物理形态和化学反应性。引进高水平的交联会产生适合用于制备大孔聚合物支持物的刚性结构，而低水平的交联会产生更软更多微孔材料。氨基功能性高与低水平的交联相伴随，其可以容易地通过控制加帽而定制。处理、溶剂化和物理性质也可以通过引入不同的交联剂被定义。

适宜地，交联剂包括特定的化合物或化合物组。交联剂可以包括重复单元并是多分散的，然而多分散性是窄的以确保适当地控制交联时形成的格架结构。所述交联剂包括至少两个能与聚-ε-赖氨酸的α碳氨基反应的官能团。适合于此目的的常见的官能团的实例包括羧酸。

酰胺键是可生物降解的，并且本发明所述交联的聚合物以及包含其的支持物在生物可降解性尤为重要的一些应用中是特别有用的。另外，酰胺键可被代谢例如通过酶包括蛋白酶，也可被生物降解并在医疗应用中的使用特别有优势，而且特别是在人体或动物体中的医疗应用。本发明所述聚合物和支持物在医疗应用中提供益处，其中聚合物或支持物随着时间的推移适当地降解，因而不需要在其功能完成之后去除支持物的流程。

在一个特别优选的实施方案中，交联剂和聚-ε-赖氨酸之间的键包括酰胺键，优选地至少20％，更优选至少50％，所需地至少90％，特别是几乎所有的键是酰胺键。

在进一步优选的实施方案中，所述聚合物是轻微交联的，并且从1%上至50％、1-20％以及1-10％的ε氨基被交联。本发明的轻度交联的聚合物和支持物在有机物质（例如肽和核苷酸序列）合成以及在递送活性物质（例如药物活性剂）中特别有用。

因此，在一个优选的实施方案中，交联剂包括两个或更多个羧酸基团和连接两个或更多个的基团的脂肪链。交联剂可以包括多元酸。在一个优选的实施方案中，交联剂包括分子式为X[CO₂H]_n的化合物，其中n为2或更大，优选2-6，更优选为2-4，并且X是疏水性或亲水性的连接基团，优选脂肪族的。适当地，基团X具有的分子量为14-250，更优选为28-140，不包括连接基团上的任何功能取代基。X可以包含杂原子例如氧和氮作为连接基团的骨架的部分，并且可以包含官能团用于在使用交联的聚-ε-赖氨酸期间与其他物质反应。

连接酸性基团的脂族链可以是亲水的，优选双-羧基-聚亚烷基二醇，例如双-羧基-聚乙二醇，或脂族链可以是疏水的提供疏水性交联剂，例如癸二酸提供更亲脂性的支持物。交联剂可以衍生自前体材料，例如酸酐。其它合适的交联剂的例子包括次氮基三乙酸、戊二酸和HOOCCH₂CH₂CONHCH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂CH₂NHCOCH₂CH₂COOH。

当交联剂具有少于5个原子的时候，非颗粒状支持物或宏观形式的物理整体性会受到破坏或失去。在一个优选的实施方案中，X包括烃基并且仅包括氢和碳原子，优选为3-14个，更优选6-12个，而且特别是6-8个碳原子。优选地，交联剂具有8-10个碳原子。所述烃基可以是直链或支链的，优选为直链。所述烃基可以是饱和的或不饱和的，优选为饱和的。优选的交联剂的实例包括具有8-10个碳原子的二羧酸，如癸二酸、十二烷酸和壬二酸。

聚-ε-赖氨酸可在交联之前衍生化或被修饰以允许本领域的技术人员所熟悉的其他交联化学。例如，聚-ε-赖氨酸可在交联之前衍生化或被修饰以允许本领域的技术人员所熟悉的其他交联化学。例如，聚-ε-赖氨酸可通过与戊二酸反应然后使用多功能胺使用本文描述的活化化学进行交联而被预衍生化。

聚-ε-赖氨酸可以使用氨基酸（例如天冬氨酸和谷氨酸）被交联。交联的聚-ε-赖氨酸在这种情况下仅在降解时只生成天然存在的氨基酸。与胱氨酸反应，将产生以类似的方式交联的聚合物，但在这种情况下结构中将包含半胱氨酸二硫键，其在降解时也会产生天然存在的氨基酸。

优选的交联剂的例子包括谷氨酸、胱氨酸，EDTA（乙二胺四乙酸）、己二酸、十二烷二酸、合成肽（特别是基于天然胶原蛋白结构的肽）、含有三肽序列-Arg-Gly-Asp-的合成肽、纤维蛋白原和其他天然蛋白质中的细胞结合肽、含有多个羧酸基团的天然存在的聚合物包括明胶、特别适合用于金属螯合和色谱分析的具有多个羧酸基团的藻酸和冠醚。其它合适的例子如下：

虽然聚-ε-赖氨酸的多分散性不是至关重要的，在一个优选的实施方案中，聚-ε-赖氨酸的多分散性适宜为10-50，并且优选25-35个氨基酸之间。较窄的多分散性允许更精确地控制交联聚合物支持物的最终性能。交联的-ε-赖氨酸将具有许多应用例如在多种模式的色谱分析中，但可能对于手性拆分特别有优势，因为沿链的重复的L-手性中心。悬垂的α氨基可以很容易地进行修饰来与其它色谱结合位点或其它的手性基团合并，将赋予支持物的一系列的手性选择性的性能。

适宜地，聚-ε-赖氨酸和交联剂的相对量是这样选择的，使得聚-ε-赖氨酸是交联的-ε-赖氨酸的聚合物的主要组分。当需要完全交联的聚合物，选择聚-ε-赖氨酸聚合物和交联剂的相对量以提供关于聚-ε-赖氨酸的α氨基和交联官能团的化学计量摩尔当量。当需要氨基功能化时，采用相应的较低量的交联剂以提供所需比例的自由氨基。适宜地，交联的-ε-赖氨酸聚合物具有0-95％的α氨基作为自由氨基。在一个优选的实施方案中，其中较大比例的氨基（例如50-100％）是已反应的，该交联的-ε-赖氨酸聚合物会适宜地呈现相对刚性的特性。当小比例的氨基是已反应的（例如5-50％的氨基）以提供交联，该聚合物是适宜的相对较软的或凝胶状。软或凝胶状聚合物在多肽特别是长的多肽的合成中是特别有用的。

在一个优选的实施方案中，交联的-ε-赖氨酸聚合物含有大于0.001到20mmol/g、0.01-10mmol/g的交联的-ε-赖氨酸聚合物，优选地0.1-8mmol/g和更优选地1-8mmol/g，特别是对于多肽合成，例如从1-3mmol/g。

在另一个实施方案中，交联的-ε-赖氨酸聚合物含有0.01-0.3mmol/g，其特有利于核酸序列的合成。

交联的聚-ε-赖氨酸聚合物可进一步反应以为给定的应用提供特定功能。适宜地，该聚合物与化合物反应，所述化合物具有至少三个官能团，两个官能团用来与聚合物反应以提供两个聚合物链之间的交联而另外的官能团为在所需应用中使用提供自由的功能性。

交联的聚-ε-赖氨酸支持物可进一步功能化，例如按所需通过使用琥珀酸转化为羧酸。举例来说，在用于固定化蛋白质（例如蛋白A）的活化聚合物的制备中，氨基功能化的支持物可以用N-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-3-[3-二甲基氨基丙基]碳二亚胺盐酸盐来处理。

交联的聚-ε-赖氨酸聚合物可以包含过量的交联剂以提供用于给定的应用的羧酸功能化。

非颗粒状聚合物通常可通过分散或乳化聚合作用来制备，其中单体的溶液在聚合反应开始之前分散在不混溶的溶剂（连续相）中。聚-ε-赖氨酸和交联剂以及聚合反应组分（例如催化剂和起始剂）的混合物经过适当的混合并浇铸成所需的宏观形式，例如片或物品或者可以纺织成纤维。在纤维的情况下，聚合物可以在聚-ε-赖氨酸的纤维已经纺织之后进行交联，或者交联在在交联之前或期间进行。通常是随后过滤、洗涤并分类以分离所需的粒度分布。

本发明的非颗粒状聚合物可以是多孔的，优选是具有大孔的或微孔的。这些术语是本领域技术人员已知的。

术语“大孔”是指聚合物通常是相对高度交联和刚性的。大孔聚合物通常具有埃级别（1-5000A，即0.1-500nm）的孔。

术语“微孔”是指聚合物具有相对低水平交联材料并且可以不具有孔并在合适的溶剂中可溶且膨胀而形成凝胶例如微孔水凝胶。根据本发明的微孔聚合物或支持物需要是能够提供半透明的或优选地透明的聚合物的尺寸。

术语“超大孔”是指聚合物一般是高度交联的但具有比大孔聚合物大的多的孔，例如海绵。孔通常是微米至mm级别，通常是0.5μm高至1mm。合适地，用于细胞培养的本发明的聚合物或支持物具有20μm-500μm的孔。

可以生产具有一个尺寸的孔或特征的产品但生产该产品的聚合物可以具有更小的孔。例如，具有微米至mm级别的孔的超大孔产品可以从微孔或大孔聚合物来制备。在下文的实施例1中，产品是超大孔的，但实际的聚合物是微孔的。

根据本发明的聚合物或支持物适宜地包含10-500微米，例如10-100微米的空隙。在优选地实施方式中，大孔聚合物包含50-300微米并且更优选的100-200微米的空隙。

本发明在支持贵金属催化剂（例如钯催化剂）是特别有用的。一个特别有利的例子是在功能化而形成羧酸的交联的-ε-赖氨酸上支持的醋酸钯。

涉及电导和发光聚合物的应用中可以使用所述支持物。包含发光聚合物的支持物可布置在显示面板上。

聚合物支持物对于固相合成有机物质，特别是大分子是特别有用的。在一个优选的实施方案中，聚合物支持物可用于肽、寡核苷酸或寡糖的合成。

本发明还提供了根据本发明的大块料材聚合物支持物在层析过程中作为固相的用途。

本发明的聚合物支持物也可用于固相萃取以从与支持物接触的酒类（liquor）去除物质，以批次形式或作为流经过支持物，例如离子萃取和离子交换。

本发明的支持物可用于固定化物质包括抗体、寡核苷酸、酶或荧光剂，并可被定位在阵列中，每个支持物测定溶液的不同组分。具有共价连接到其表面或通过聚合物结合到表面的配位体的聚合物，也可以采用“井”来使用。如抗原或者互补的DNA或RNA序列的靶配体的特异性结合随后可以使用已有的方法进行检测。

本发明的大块料材聚合物支持物也可以用于固定化在生物催化中使用的生物催化剂或整个细胞。生物催化剂经常使用于列中或具有过滤板的系统，用于在提取中从混合物分离固相。

本发明的大块料材聚合物支持物特别可用于固定化物质包括固相试剂、金属和其它的催化剂、生物催化剂、酶、蛋白质、抗体包括多克隆抗体和单克隆抗体、全细胞和聚合物。本发明是特别有利地支持酶，例如脂肪酶Cal B。脂肪酶Cal B可以用在酯交换过程中。

本发明还提供了使用本发明的支持物或聚合物的生物柴油的酶生产方法。

本发明中也特别可用于例如蛋白A的亲和配体的固定化。蛋白A适用于单克隆抗体的纯化。

在进一步的用途中，本发明的聚合物支持物也可被使用在化学催化中，例如通过固定化过渡金属催化剂和配体。

在又一用途中，本发明可用在细胞培养中。动物细胞系的大量培养对于病毒疫苗和生物技术的许多产品的制造是基础性的。在动物细胞培养中通过重组DNA技术产生的生物制品包括酶、合成的激素，免疫生物学物质（单克隆抗体、白介素、淋巴因子）和抗癌剂。在细菌培养中使用rDNA可以生产许多简单的蛋白质；糖基化（碳水化合物改性）的更复杂的蛋白被目前必须在动物细胞中制备。这样一个复杂的蛋白质的一个重要的例子是促红细胞生成素。不断增长的哺乳动物细胞培养的成本高，所以企业都在不断寻找改进技术。

细胞可以悬浮或贴壁培养。然而，贴壁细胞所需要的表面可包被有细胞外基质成分以增加粘合性，并提供生长和分化所需的其他信号。一般来说，来自固体组织细胞是附着的。器官型培养涉及在三维的环境而不是二维的培养皿中生长的细胞。这种3D培养系统在生化和生理上更类似于体内组织，但对于维护在技术上具有挑战性，因为有许多因素（如扩散）。明胶是水解的胶原蛋白，其中链间和链内酰胺键经化学水解而形成可溶性的肽链。胶原蛋白是一个理想的自然环境，用于细胞的附着和分化。聚-ε-赖氨酸也可以与其他蛋白共聚合，例如与明胶形成胶原样环境。

在进一步的方面，本发明提供了根据本发明的聚合物、大孔或微孔支持物或涂层用于优选地在支持物的表面或涂层上培养细胞的用途。合适的是，干细胞可培养在本发明的聚合物支持物上以减少不受控制的分化和控制所需的分化。

在一个特别优选的实施方案中，本发明有益于用于伤口护理。慢性伤口被金属蛋白酶加剧，所述金属蛋白酶可被酶所需的金属离子金属螯合的聚合物颗粒所维持失活。交联的聚-ε-赖氨酸（优选用金属螯合物质加帽的）适于在本申请中使用。

本发明提供了非颗粒状交联的聚-ε-赖氨酸或包括交联的聚-ε-赖氨酸的大块料材支持物作为伤口处理产品或其组分的用途。伤口处理产品可包括柔性物品，但优选地包括自支持物品。伤口处理产品适宜地包括根据本发明的聚合物或颗粒状支持物和用于治疗伤口的组分或组合物和/或治疗剂。

凡提到了本文中本发明的聚合物的合适的用途方面，本发明的支持物也适用于这些用途，除另有说明外。

在优选的实施方式中，本发明提供了包含交联的聚-ε-赖氨酸的片，其具有微孔、大孔或巨大孔的片，用于伤口控制中。这些片可在内部使用，然后进行操作后手术，作为贴片以阻止粘附。相似地，聚合物可体内使用以促进组织再生。

这些片也可用于在外伤口控制中的应用。本发明中描述的聚合物的一些优势在于生物相容性、多孔性、亲水性性质和化学修饰的容易性。化学修饰可以附着其他物质例如细胞结合蛋白、细胞结合肽或抗凝肽。

本发明中描述的聚合物的特别优点来自其生物相容性并且在某些情况下是由于被体内生物吸收的能力而在酶降解的时候产生天然物质。

聚合物的片在卫生应用中具有潜在的用途，例如作为尿布中的吸收剂。片形式的聚合物的应用的其他实例是递送抗生素、抗微生物和抗真菌试剂用于女性保健。特别地，聚合物片本身具有有用的抗腐性质，因为聚-ε-赖氨酸具有抗细菌和抗真菌性质。交联剂癸二酸和十二烷酸也是抗腐的，因此具有其他交联剂的聚合物片也具有抗腐性质，并且是优选的。

本发明特别可用于医学诊断测试，如免疫测定法中。因此，本发明进一步提供医学诊断，用于检测包含根据本发明的聚合物和如酶的功能性材料的化合物的存在，所述酶例如辣根过氧化物酶，所述功能性材料由支持物中的聚合物所支持，与待检测的化合物选择性地相互作用或结合。

许多医学诊断依靠固体支持物来固定化多种诊断配体。本发明的聚合物支持物可以使用在其中通过液相物理分离固相的医学诊断过程中。

在进一步的应用中，该聚合物支持物可用作吸收剂。聚合物支持物可以用于吸收家庭溢出物，例如茶、咖啡和红酒，或可用于较大规模的应用，例如，吸收溢出物的油。吸收支持物可用于吸收溢出物，然后剩下以进行生物降解，或在水体的油溢出物情况下，有效地捕获油和将油留在上浮的主体中用于收集和处理。有利地，所述交联的聚-ε-赖氨酸是可生物降解的，有利于处理而减少对环境的影响。

本发明的聚合物支持物可用作可生物降解载体以携带在一段时间段内释放的化合物，例如药物或农用化合物或组合物。此用途提供了一种手段，根据支持物中化合物的装载量而定制化合物的剂量规则。对于药物的情况，这有利于辅助活性剂的剂量，例如连续缓慢释放，而不是需要患者采取的周期性大剂量，例如化疗。

适宜地，支持物包括微孔并且以透明的性质进行制备。支持物适宜地提供替换的聚合物用于光学应用，包括例如隐形眼镜和角膜绷带。聚合物可以浇铸成隐形眼镜的形式。以这种形式，聚合物可以提供抗细菌和抗真菌表面，并且也可以用于药物的缓慢释放。透明形式的支持物的光学性质也可以用于光学设备，例如显微镜和望远镜。

本发明提供了生产透镜的方法，包括在存在聚合物催化剂的情况下组合聚-ε-赖氨酸和交联剂并浇铸进透镜形式的容器以生产透明的微孔大块料材。

已经制备了三维大孔结构用于广泛的应用。这些包括但不限于有孔的大块料材，作为稳定相用于色谱、有孔碟用于物质的过滤、有孔材料用于电渗泵、固体支持物用于固相合成和其他化学转化、绝缘材料、有孔膜用于燃料电池应用和多维度支架用于组织工程。

用于制备3D结构的现有技术中的问题主要涉及不能产生轮廓清楚的孔外形尺寸和相连的通道。在孔外形尺寸更清楚的情况下，能够使用的聚合物类型的范围是受限的。PCT/EP2010/005699描述了用于将于洞相连的受控的孔引入大孔聚合物。本发明所描述的聚合物也可使用该技术以大孔形式存在并且在本文中以实施例的形式进行描述。在本文中描述的聚合物也可用于形成其他大孔结构，例如聚HIPE的结构。

在一个优选的实施方式中，通过大孔聚合物的自组装形成3D结构。

在色谱应用中，3D结构经常是指大块料材。当大块料材用于色谱应用时，3D结构代替了传统的某些稳定相。扩散是某些稳定相的孔中物质传递的典型驱动力，与扩散相反，这种经过大块料材的孔的对流使得能够实质上增加大分子例如蛋白质的分离速度。典型地，将大块料材制备成平的或管状的模具，从模具取出片或圆柱体，并且冲压或削切有孔聚合物而得到盘。通过添加制孔剂而将孔渗入这些大块料材中。例如在二氧化硅基的大块料材中，制孔剂通常是大分子，例如聚乙二醇。在例如聚苯乙烯基的大块料材中，制孔剂经常是甲苯。现在使用的制孔剂引入了大范围孔径分布并具有不良的连通性，这对于大块料材的色谱性能是有害的。由本发明的交联的聚-ε-赖氨酸制备的大块料材柱子特别可用于色谱和广泛的色谱应用，例如亲和色谱、离子交换色谱、反相色谱、正相色谱和手性色谱。

质子交换膜燃料电池也称为聚合物电解质膜（PEM）燃料电池，是已经开发用于例如交通用途的燃料电池。这些PEM燃料电池使用特别的聚合物电解质膜，其性质在于必须产生有效的对流，这是通过均一的孔结构造成的。可以通过使用本文描述的技术而特别应用的其他化学和物理性质可提供在该领域中的附加益处。本发明的聚合物可容易地进行修饰以引入大量的性质，可应用于本发明领域。

使用本发明的聚合物所制备的3D大孔聚合物也可以包含由聚合物支持的功能性材料。合适的功能性材料的实例包括催化剂、用于肽合成的引发剂物质、药物活性物质、农药活性物质、大分子、酶、核酸序列和蛋白质。

本发明特别可用于支持稀有金属催化剂，例如钯催化剂。一个特别有利的例子是在功能化而形成羧酸的交联的聚-ε-赖氨酸上支持的醋酸钯。

聚-ε-赖氨酸的手性性质也对这些催化剂赋予手性选择性。

本发明的3D大孔聚合物可以用在其中使用固体支持物的任何化学或物理过程。

3D大孔聚合物或聚合物包被可用在涉及导电和发光聚合物的应用中。含有发光聚合物的颗粒状支持物可安置在显示板上。

3D大孔聚合物特别可用于有机物质例如大分子的固相合成。在优选的实施方式中，3D大孔聚合物可用于肽、寡核苷酸或寡糖的合成。

根据本发明的3D大孔聚合物通过使用比传统所使用的更简单的设备而简化了固相合成。3D大孔聚合物本身可以大块料材的形式用在柱基系统中。在这种情况下，聚合物形成的3D大孔聚合物提供了用于固相合成的支持物。

如果3D大孔聚合物在用于固相合成的传统聚合物支持物周围形成，3D大孔聚合物可以是惰性的并且仅仅提供机械骨架用于支持固相合成的传统聚合物。

在上文描述的2个实施例中，3D大孔聚合物可被封装在如专利WO2008/012064中描述的种子珠中。

在优选的实施方式中，本发明的交联的聚合物是3D大孔聚合物的形式，并且可用于固定化物质包括蛋白质、多肽、抗体、寡核苷酸、酶、完整细胞或荧光剂。大孔聚合物可被定位在阵列中，阵列中的每个3D大孔聚合物用于测定溶液的不同组分。具有共价连接到其表面或通过聚合物结合到表面的配位体的3D大孔聚合物可以采用“井”来使用。如抗原或者互补的DNA或RNA序列的靶配体的特异性结合随后可以使用已有的方法进行检测。

本发明的3D大孔聚合物也可以用于固定化生物催化剂。生物催化剂经常使用于列中或具有过滤板的系统，用于在提取中从混合物分离固相。本文中所指的固相合成和色谱中观察到的问题与在固相萃取中观察到的问题相似。本发明的3D大孔聚合物提供了在色谱和固相合成中提供的相似优点。

本发明的3D大孔聚合物特别可用于固定化物质包括固相试剂、金属和其它的催化剂、生物催化剂、酶、蛋白质、抗体包括多克隆抗体和单克隆抗体、全细胞和聚合物。本发明是特别有利地支持酶，例如脂肪酶Cal B。脂肪酶Cal B通常用于生物柴油的生产。而且通过本发明3D大孔聚合物结构的对流流动的改进特别适用于粘稠植物油流过基质并因此在生物柴油生产中具有特定的应用。

在又一用途中，本发明可用在细胞培养中。动物细胞系的大量培养对于病毒疫苗和生物技术的许多产品的制造是基础性的。在动物细胞培养中通过重组DNA技术产生的生物制品包括酶、合成的激素，免疫生物学物质（单克隆抗体、白介素、淋巴因子）和抗癌剂。在细菌培养中使用rDNA序列可以生产许多简单的蛋白质；糖基化（碳水化合物改性）的更复杂的蛋白被目前必须在动物细胞中制备。这样一个复杂的蛋白质的一个重要的例子是促红细胞生成素。不断增长的哺乳动物细胞培养的成本高，所以企业都在不断寻找改进技术。

细胞可以悬浮或贴壁培养。然而，贴壁细胞所需要的表面可包被有细胞外基质成分以增加粘附性，并提供生长和分化所需的其他信号。一般来说，来自固体组织细胞是附着的。器官型培养涉及在三维的环境而不是二维的培养皿中生长的细胞。这种3D培养系统在生化和生理上更类似于体内组织，但对于维护在技术上具有挑战性，因为有许多因素（如扩散）。

本文所描述的发明可以制备可生物降解聚合物，其提供了用于细胞培养的更天然环境，而提供的可生物降解材料经工程改造在降解时仅释放天然氨基酸。这些3D大孔聚合物结构在产生大于100μm的孔时通常称为超大孔的，在静态和对流环境下经得起快速的细胞和营养物转移。本发明的3D大孔聚合物结构可被制造成或铸造成几乎任何形状或大小，并因此为再生医学提供了重要支架。明胶是水解的胶原蛋白，其中链间和链内酰胺键经化学水解而形成可溶性的肽链。胶原蛋白是一个理想的自然环境，用于细胞的附着和分化。聚-ε-赖氨酸也可以与其他蛋白共聚合，例如与明胶形成胶原样环境。本文描述的发明可以制备可生物降解聚合物，其为其他细胞培养应用提供了更天然的环境。本发明可用于培养藻类，例如布朗葡萄藻（Botryococcus braunii），用于生产生物燃料。交联的聚-ε-赖氨酸制备成3D大孔支架可以提供用于藻类培养的易修饰环境，并且可以设计成浮在池塘的表面上，改进了与UV光的接触。

本发明特别可用于医学诊断测试，如免疫测定法中。因此，本发明进一步提供医学诊断，用于检测包含根据本发明的颗粒状支持物、大孔支持物、微孔支持物或涂层和如酶的功能性材料的化合物的存在，所述酶例如辣根过氧化物酶，所述功能性材料由支持物中的聚合物所支持，与待检测的化合物选择性地相互作用或结合。

许多医学诊断依靠固体支持物来固定化多种诊断配体。本发明的3D大孔聚合物可以使用在其中通过液相物理分离固相的医学诊断过程中。

诊断、筛选和化合物文库应用经常使用微阵列系统。可以组合聚-ε-赖氨酸、交联剂和活化试剂分别经过打印机在一定的表面上以制定准确的排列用于微阵列。相似地，打印技术可用于制备用于伤口护理和再生医学的人工皮肤。

在另外的实施方式中，聚合物可通过电场纺丝法或通过用于纤维制造的传统技术制造成纤维。纤维垫、散纤维或编制的纤维可用于所描述的所有领域。

聚合物也可通过喷射而使用，从而提供了有用的涂层用于广泛的用途，包括例如抗微生物和抗真菌涂层。

本发明通过参考附图进行实例说明：

图1示出了聚-ε-赖氨酸的图解表示。

图2示出了与双官能羧酸交联的聚-ε-赖氨酸的图解表示。

图3示出了与天冬氨酸交联的聚-ε-赖氨酸作为例子的图解表示。

图4示出了与胱氨酸交联的聚-ε-赖氨酸的图解表示。

图5示出了与次氮基三乙酸交联的聚-ε-赖氨酸的图解表示。

图6示出了实施例1的产品在聚丙烯酸酯球溶解前的SEM。

图7a和7b示出了实施例2的自组装超大孔的片的SEM。

图8a、8b和8c示出了通过实施例3的聚合物而显示增殖的染色细胞的切片样品。

图9示出了通过实施例4的聚合物而显示增殖的染色细胞的切片样品。

图10示出了来自实施例6的自组装超大孔的管的照片。

图11示出了来自实施例9的所得交联的纳米纤维垫的SEM。

图12示出了实施例10的透镜的照片。

由下面的非限制性实施例来说明本发明。

实施例1-制备超大孔交联的聚-ε-赖氨酸

将聚-ε-赖氨酸（200mg，1mmol胺含量）溶解在DMF/水（2.45cm³，1:1v/v）中，并加入NMM（0.137cm³，1.2mmol），然后加入戊二酐（70mg，0.6mmol的戊二酐，即超过胺）。使反应进行2小时。

加入N-羟基琥珀酰亚胺（143mg），随后加入Expancel920DEX80d30（80μm聚丙烯酸酯球）（50mg，～3cm³），并且加入EDCl（224mg，1.2mmol）以启动聚合。将混合物进行混合1分钟，在聚丙烯表面上浇铸成片，然后用穿孔器切成盘。聚合在室温下过夜进行直到完成。

在溶解聚丙烯酸酯球前的产品SEM显示在图6中。所显示出的空穴的大小是大约20-100微米，通过与图右下的300微米标尺相比较。

上文制备的盘用DMF处理过夜以溶解聚丙烯酸酯球，然后用磷酸钾缓冲液（100mmol/dm³，pH7）和水充分洗涤，然后从水中冷冻干燥出来。

超大孔交联的聚-ε-赖氨酸已经用于支持人胚胎干细胞的三维生长和增殖。

实施例2-制备自组装的超大孔交联的聚-ε-赖氨酸的片

制备含有溶于水（100cm³）的聚-ε-赖氨酸（4.93g，28.7mmol胺含量）、十二烷二酸（3.47g，30mmol羧基含量）和氢氧化钠（1.15g，28.7mmol）的溶液。

将水（30cm³）中的EDCl（14.46g，75mmol）和HONSu（1.65g，14mmol）的溶液加入上述溶液中，并将混合物立即倒入槽以5mm厚的层。

20-30分钟之后，混合物已经固化而形成了5mm厚的超大孔的片。用水充分洗涤片并随后通过冷冻干燥进行干燥。

自组装的超大孔的片的SEM显示在图7a和7b中。

实施例3-在自组装的超大孔交联的聚-ε-赖氨酸上3D培养小鼠胚胎干细胞（ESC）

将从上述片切下来的超大孔的盘用磷酸盐缓冲液（3xPBS）和进行UV照射30分钟，随后进行细胞接触。

用小鼠胚胎干细胞接种盘并培养在补充有1mMβ-巯基乙醇（Gibco，Invitrogen，UK）、2mM L-谷氨酰胺（Gibco，Invitrogen，UK）、1000U/mL白血病抑制因子（LIF）（Millipore，UK）和2%胎牛血清（PAA）的Advanced^TM高葡萄糖DMEM（Gibco，Invitrogen，UK）中。每隔一天更换该培养基。

与聚合物接触的ESC的免疫染色包括在4%多聚甲醛（PFA）中固定细胞，随后用PBS（3x）进行洗涤。用封闭溶液（10%胎牛血清，0.1%Triton X-100的PBS）在室温对细胞进行温育40分钟。去除封闭溶液并加入一级抗体溶液（Oct4/Nanog），在4℃温育细胞过夜。洗涤（3xPBS）细胞，加入二级抗体溶液并在室温温育2小时，随后洗涤（3xPBS）细胞，然后用核标记物DAPI（1cm³DAPI:1μL（1/100**工作储液+1mLPBS）进行复染色，在室温避光温育5分钟。在PBS中洗涤细胞3次，并在玻片上用滑动和荧光封固剂进行固定。

通过聚合物显示增殖的染色细胞的切片样品显示在图8a、8b和8c中。

将ESC接种到聚合物，以测定ESC的附着，最重要的是聚合物ESC随时间的自我更新有作用。

在图8a中，将ESC接种到超大孔聚合物，并且使其增殖7天。7天之后，固定ESC和聚合物，明胶包埋，冷冻并切片，其后用DAPI（蓝色）和碱性磷酸酶（红色）进行共染色。聚合物支持ESC活性和粘附，并且ESC保持碱性磷酸酶表达。标尺代表100μm并且图形是整个群体的代表显示。实验重复3次。

对于图8b，将ESC接种到超大孔聚合物，并且使其增殖7天。7天之后，固定ESC和聚合物，明胶包埋，冷冻并切片，其后用自我更新标记物nanog（绿色）进行染色。显示聚合物支持ESC活性和粘附，而且ESC保持对nanog的阳性，因此保持了自我更新的能力。标尺代表25μm.图形是整个群体的代表显示。

在图8c中，将ESC接种到超大孔聚合物，并且使其增殖7天。7天之后，固定ESC和聚合物，明胶包埋，冷冻并切片，其后用自我更新标记物Oct4（红色）和核标记物DAPI（蓝色）进行共染色。聚合物支持ESC粘附，并且ESC保持对Oct4的阳性，因此保持了自我更新的能力。标尺代表50μm。图形是整个群体的代表显示。

聚合物支持ESC粘附并且ESC保持碱性磷酸酶的表达多至7天。相似地，ESC在7天后保持自我更新标记物，转录因子，Nanog和Oct4的表达。总的来说，这说明所述具体的聚合物不仅支持ESC活性也支持ESC多能性的保持，这在ESC放大培养条件中是重要的。

实施例4－肾细胞在自组装的超大孔交联的聚-ε-赖氨酸上的3D培养

用肾干细胞（KSC）接种盘并培养在补充有10%胎牛血清（PAA）、2mM L-谷氨酰胺（Gibco，Invitrogen，UK）、1％NEAA（Gibco，Invitrogen，UK）、1mM2-β-巯基乙醇（Gibco，Invitrogen，UK）的高葡萄糖DMEM（Gibco，Invitrogen，UK）中。每隔一天更换该培养基。

将KSC（GFP染色的）接种到聚合物上并监视粘附/相互作用。在开始的第一天，KSC在表面上保持圆形，然而在第10天，KSC形态在聚合物表面周围是典型的平的。

通过聚合物而显示增殖的染色细胞的切片样品显示在图9。将KSCGFP接种到超大孔聚合物上并监视粘附/相互作用。在开始的第一天，KSC在表面上保持圆形，然而在第10天，KSC形态在聚合物表面周围是典型的平的。

实施例5－施万神经细胞在自组织的超大孔交联的聚-ε-赖氨酸上的培养

将超大孔聚合物的样品以一式三份置于12孔组织培养板的孔中，并进行UV消毒1小时，其后在施万细胞生长培养基【SCGM（DMEM＋10％FBS＋GGF＋福司柯林）】中对样品进行水合。将两种密度的细胞（500,000和50,000个施万细胞）接种到SCGM中的各个超大孔聚合物支架上。使用阿拉玛蓝吸收测定法来测试细胞增殖。

阿拉玛蓝结果显示施万细胞最初附着并在24小时后在超大孔聚合物支架中存活。在所有经测试的样品中，总的细胞增殖进行超过5天。

总之，通过在所有经测试样品中24小时时，阿拉玛蓝的减少证明了最初的施万细胞附着和生长。所有经测试的材料支持施万细胞的长期生存，并因此是支持神经再生的合适生物材料。

实施例6－制备自组装的超大孔交联的聚-ε-赖氨酸的管

将水（30cm³）中的EDCl（14.46g，75mmol）和HONSu（1.65g，14mmol）的溶液加入上述溶液中，并将混合物立即倒入管形状的模子。

20-30分钟之后，混合物已经固化而形成了15mm外径的管，壁厚为5mm。用水充分洗涤管并随后通过冷冻干燥进行干燥。

自组装的超大孔的管的照片显示在图10中。

实施例7－制备用于色谱分离的超大孔的柱大块料材

制备含有溶于水（10cm³）的聚-ε-赖氨酸（0.49g，2.9mmol胺含量）、十二烷二酸（0.35g，3.0mmol羧基含量）和氢氧化钠（0.115g，2.9mmol）的溶液。

将水（3cm³）中的EDCl（1.45g，7.5mmol）和HONSu（0.165g，1.4mmol）的溶液加入上述溶液中，并立即将混合物用于填充空的HPLC柱子（4.6mm直径x10cm）。

20-30分钟之后，混合物已经固化而形成了大孔料材。在HPLC系统上用水充分洗涤该大块料材。

实施例8－蛋白A在交联的聚-ε-赖氨酸超大孔的柱大块料材上的固定化用于抗体制备

rProtein A偶联到交联的聚-ε-赖氨酸

将N-羟基琥珀酰亚胺（1g）溶解于冷的MES缓冲液（25mmol/dm³，pH5.0，2.5cm³），并与溶解于MES缓冲液（25mmol/dm³，pH5.0，2.5cm³）中的EDCl（1g）混合。使用HPLC泵将该溶液通过所述大块料材。大块料材支持物用MES缓冲液（25mmol/dm³，pH5.0，50cm³）洗涤并立即将rProtein A溶液（5cm³，在25mmol/dm³MES中是4mg/cm³，pH5.0）通过柱并静置过夜。大块料材用Trizma-HCl（30cm³pH为7.4）洗涤，以阻断聚合物上的任何剩余的N-羟基琥珀酰亚胺酯。大块料材用水（100cm³）洗涤并储存在水中。

基于蛋白A的大块料材进行了测试，以确定它是否保留人IgG，使用在本领域技术人员已知的标准条件。显示了柱如预期地保留人IgG。

实施例9－制备电纺纤维

在40℃和30％湿度下，将含有DMSO（6cm³）中的聚丙烯腈（0.8g，150,000平均分子量）、聚-ε-赖氨酸（0.4g）和癸二酸（0.24g）的溶液进行电纺（24kV，0.5cm³/hr）到滚筒上。

将所制备的电纺纤维垫的部分（5cm2）用EDCl的水溶液（5cm³水中1g）处理1小时，然后用水充分洗涤。将所得到交联的纤维垫用N,N-二甲基甲酰胺充分洗涤以去除PAN支持物，再用甲醇进行洗涤，然后在空气中干燥。

所得到的交联的纳米纤维垫的SEM显示在图11中。

实施例10－制备光学透明透镜

制备含有溶于水（1.5cm³）的聚-ε-赖氨酸（0.49g，2.9mmol胺含量）、癸二酸（0.15g，1.45mmol羧基含量）和氢氧化钠（0.06g，1.5mmol）的溶液。

将水（1cm³）中的EDCl（0.83g，4.35mmol）的溶液加入上述溶液中，并立即将混合物用于填充聚丙烯试管的底以证明浇铸透镜的能力。

20-30分钟之后，混合物已经固化而形成了透明的聚合物，类似于隐形眼镜。用水充分洗涤该透镜，然后置于空气中进行干燥。

透镜的照片显示在图12中。

Claims

1.不溶于水的非颗粒状的交联的聚-ε-赖氨酸聚合物，其包含通过酰胺键连接的聚-ε-赖氨酸和交联剂，

其中所述交联剂

包含至少两个能够与聚-ε-赖氨酸的α碳胺反应的官能团，且

选自：式X[CO₂H]_n的化合物，其中

n为2或更大，

X为脂肪链；或

选自：双-羧基-聚亚烷基二醇；次氮基三乙酸；氨基酸；EDTA；合成肽；天然蛋白质；及HOOCCH₂CH₂CONHCH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂CH₂NHCO CH₂CH₂COOH。

2.根据权利要求1的聚合物，其中所述交联剂

包含

两个或更多个羧酸基团、和

连接所述两个或更多个基团的脂肪链，且

是直链或支链的烃基。

3.根据权利要求1的聚合物，其中所述交联剂是戊二酸。

4.一种非颗粒状支持物，其包括根据权利要求1～3中任一项的聚合物。

5.根据权利要求4的非颗粒状支持物，其中交联的聚-ε-赖氨酸支持物用于直接或间接包被非颗粒状介质。

6.根据权利要求4或5的非颗粒状支持物，其中所述交联的聚-ε-赖氨酸用于包被有机非颗粒状介质或无机非颗粒状介质。

7.一种三维结构，其包括根据权利要求1～3中任一项的交联的聚-ε-赖氨酸。

8.根据权利要求7的三维结构，其被交联的聚-ε-赖氨酸所包被，其中用于包被的交联的聚-ε-赖氨酸直接或间接共价结合至微孔的、大孔的或纤维的结构。

9.基于非颗粒状的交联的聚-ε-赖氨酸的支持物或三维结构，其包含不溶于水的非颗粒状的交联的聚-ε-赖氨酸聚合物，所述非颗粒状的交联的聚-ε-赖氨酸聚合物包含通过酰胺键连接的聚-ε-赖氨酸和交联剂，

其中所述交联剂包含至少两个能够与聚-ε-赖氨酸的α碳胺反应的官能团，且

其中所述交联的聚-ε-赖氨酸是功能化的以提供包含下述的材料：催化剂、用于固相有机合成的引发剂物质、药物活性物质、农药活性物质、促进细胞培养或分化的物质、或蛋白质。

10.根据权利要求9的基于非颗粒状的交联的聚-ε-赖氨酸的支持物或三维结构，其中所述交联的聚-ε-赖氨酸是功能化的以提供包含下述的材料：用于肽合成的引发剂物质或用于寡核苷酸合成的引发剂物质。

11.片或纤维，其包括：

根据权利要求1～3中任一项的聚合物、

根据权利要求4～6中任一项的支持物、

根据权利要求7或8的三维结构、或

根据权利要求9或10的支持物或三维结构。

12.物品，其包括：

根据权利要求1～3中任一项的聚合物、

根据权利要求4～6中任一项的支持物、

根据权利要求7或8的三维结构、或

根据权利要求9或10的支持物或三维结构。

13.伤口处理用产品，其包括：

根据权利要求1～3中任一项的聚合物、

根据权利要求4～6中任一项的支持物、或

权利要求9或10中的支持物、和

治疗剂。

14.伤口处理用产品，其包括：

根据权利要求1～3中任一项的聚合物、

根据权利要求4～6中任一项的支持物、或

权利要求9或10中的支持物、和

用于治疗伤口的组分。

15.根据权利要求13或14的伤口处理用产品，其中所述聚合物或支持物是片的形式。

16.医学诊断剂，其包含：

根据权利要求4～6中任一项的支持物、或

权利要求9或10中的支持物、及

被所述支持物结合或保留的功能性材料。

17.根据权利要求16的医学诊断剂，其中所述功能性材料包含被所述支持物支持的酶。

18.根据权利要求4～6中任一项的支持物、根据权利要求7或8的三维结构、或根据权利要求9或10的支持物或三维结构在选自下述的方法中的用途：固相萃取；固相有机化学；选自固相试剂、金属催化剂、生物催化剂、酶、抗体、完整细胞和聚合物的物质的固定化；细胞培养；用于色谱分离的稳定相的制备；用作吸收剂或用作受控释放产品的可生物降解载体；生产透镜或生物柴油的酶生产。

19.根据权利要求18的用途，其中所述方法选自：肽、寡核苷酸或寡糖的固相合成，及多克隆或单克隆抗体的固定化。

20.根据权利要求18的用途，其中所述方法是蛋白质的固定化。