CN111836824A - 用于从溶液中去除污染物的复合材料 - Google Patents

Abstract

复合材料，其包含载体材料和至少一个聚合物层，其中所述至少一个聚合物层以聚合网状物的形式存在，并且包含相对于目标化合物的至少一种非吸附性聚合物，并且其中所述复合材料还包含对杂质化合物具有吸附性的位点；以及至少一种第一吸附剂和至少一种第二吸附剂的组合，其中所述至少一种第一吸附剂包含至少一种复合材料，所述复合材料包含至少一种吸附性聚合物，或至少一种非吸附性聚合物，或至少一种吸附性聚合物以及至少一种非吸附性聚合物。

Description

用于从溶液中去除污染物的复合材料

技术领域

本发明涉及提供能从复杂的原料中完全分离包含不同化学成分的各种杂质的材料、过程和方法。

背景技术

纯化的可溶性大分子是整个行业中非常重要的物质。主要在制药和医疗领域报道了对生物聚合物质的日益增长的需求，主要用于治疗和诊断目的，但也用于组织工程等技术。

从原始加工溶液中分离生物聚合物通常采用色谱方法实现。由于大分子的原始溶液中，例如，来自几乎所有类型生物起始材料的粗提物，特别是来自活组织或死组织、各种培养技术的组织和细胞培养物的粗提物中存在大量不同的杂质，因此常规色谱纯化过程的第一步通常包括目标化合物的结合(“捕获”)，而大多数不需要的产物则完全处于未结合状态或者可以通过选择性洗脱步骤与目标物分离，在该步骤中在目标物质之前或之后释放结合的杂质。然而，就产物回收和整个工艺流程而言，在第一步中结合大部分杂质，而使纯化的目标化合物在溶液中保持未结合状态是非常有利的。

PCT/EP2017/073332教导了如何纯化大分子目标化合物，优选抗体，以及如何使用聚合网状物在一个批次分离步骤中从复杂原料中去除杂质，而使至少一种纯化的目标化合物被排阻在所述网状物之外，因此保留在上清液中，而大部分杂质则被吸附剂保留。所述聚合网状物优选包含交联的多胺，其为复合材料或软凝胶。

基于不同的复合材料设计和多种不同的官能聚合物，本申请提供了多种材料和合成方法。因此，关于各种化学结构的杂质和污染物的分离，获得了极好的选择性。目标化合物的回收率也非常好。最后，在分离过程中实现了液相和固相之间非常高的相体积比，从而在大规模操作中带来了有吸引力的新机遇。

发明内容

本申请的技术目的是提供能从复杂的原料中完全分离包含不同化学成分的各种杂质的材料、工艺和方法，优选地不使目标化合物结合，有利地采用一步法。

本发明涉及以下材料：

复合材料，其包含数量为0、1或2或3或4……或n的吸附性聚合物和数量为n+1或n+2或n+i的非吸附性聚合物，而至少一种非吸附性聚合物连接在最终结合层的边界表面上或载体材料的外表面上。

用于从至少两种杂质中分离至少一种目标化合物的复合材料，其包含至少两种吸附性聚合物，它们各自结合至少一种源自原料的独特杂质，而至少一种目标化合物能够接近的复合材料表面的一部分不与所述目标化合物结合，任选地通过尺寸排阻防止目标化合物进入复合网状物中。

至少两种吸附剂的混合物，其包含至少一种复合材料，而这些复合材料中的至少一种配备有至少一种吸附性聚合物。

至少两种复合吸附剂的混合物，其包含至少两种不同的吸附性聚合物，而所述复合吸附剂中的至少一种可以任选地配备有一种非吸附性聚合物。

本发明涉及以下方法和过程：

方法，其包括聚合物层的化学组成以及液体的组成和pH值，因此能够使具有独特流体动力学半径R_h的普鲁兰(pullulane)标准品和目标化合物被尺寸排阻在复合吸附剂之外。

用于选择性衍生复合材料中所包含的聚合物的官能团的方法。

本发明由说明书所附的权利要求书限定。

一般说明

设计与材料

以下实施方案和描述包括材料设计的原理和相关术语。

本发明的材料包括复合材料，其特征在于，在载体材料上固定至少一个聚合物层，所述层一起形成聚合网状物。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，在至少一个制备步骤中，在载体表面的至少一部分上的至少一个层内固定至少一种聚合物(图1)，从而形成网状物，其包含至少一个离散的表面涂层(图2)。

因此，聚合网状物(图5示出了一个实施方案)包括至少一个层，该层又包括至少一种聚合物。

作为所述网状物的一部分，最后固定的层或者覆盖载体材料或复合物颗粒的外表面(图3示出了一个实施方案)，或者覆盖载体孔内外的较早连接的聚合物层的边界表面(图4)。该最后固定的层包含至少一种非吸附性聚合物n+1。

或者，如以下“衍生”章节中所述，通过部分选择性衍生先前固定步骤所连接的层的外表面来引入非吸附性特性。

在此情况下，重要的是要认识到，本发明的复合材料包含两种不同来源的孔隙度(porosity)：首先，固定的聚合物小球(globule)或线圈(coil)的固有孔隙度小于10nm，如由反向尺寸排阻色谱法(iSEC，请参见方法部分)所确定的，使用流体动力学半径(R_h)低于10nm的分子大小标准物进行校准。该孔隙分数(pore fraction)对于处于溶胀状态的聚合物是重要的。其次，只要固定的聚合物线圈和小球没有完全填充载体孔体积，那么载体材料就会有剩余孔隙。由于聚合物通常表现出较宽的分子量分布，因此在用于固定目的的聚合物溶液中可能出现较宽分布的分子尺寸，也可能出现质量低于2000Da的部分。因此，那些小尺寸的聚合物分子可以在一定程度上穿透邻近聚合物层的孔。

将层定义为在一个制备步骤中固定的至少一种聚合物的部分。在先连接的层和随后步骤连接的层之间的边界表面是这两个层相互接触的位置。它们也可能彼此稍微渗透。聚合网状物(图5)包含至少一个层。基于单个聚合物的已知溶胀行为，利用适当的溶剂，使用iSEC来确定特定聚合物或层的延伸性和孔隙度。

如果一个层包含氨基聚合物，由于质子化官能团的静电排斥，它在酸性溶剂中会溶胀。相反，在这些条件下，带有羧基的聚合物将保持收缩。在碱性溶剂存在下，这种情况通常会颠倒。

以这种方式，对于复合物合成的每个特定中间产物，确定了固定的聚合物和层的部分体积。有关详细信息，请参见下面的“形态”部分。

制备根据图3的复合物设计的优选策略包括用至少一种聚合物溶液填充孔，在固定和蒸发溶剂后使所述聚合物溶胀，而在合成的溶剂和pH条件下，最终的聚合物被排阻在复合物的孔之外。有关细节，请参见下面合成部分中的实施方案。孔的可及性由此通过在标准条件下的反向尺寸排阻色谱法(iSEC)和HPLC来确定。因此，应被排阻在外的最终聚合物本身用作测试探针。相反，根据图4的实施方案优选用大孔载体材料和收缩状态的聚合物实现，而最终被固定的聚合物在制备条件下不会显著侵入倒数第二层的孔中。出于这个原因，优选地，使用了如下最后固定的聚合物：其中低于某一分子量的含量少，优选不含低于5.000Da的级分，更优选低于20.000Da的级分，最优选低于50.000Da的级分。

具有不同结构，主要是不同官能团的不同聚合物是本发明的必要元素。它们表示如下：0、1、2、3、…n表示相对于杂质而言，吸附性或结合性聚合物的数量，而n+1，n+2等代表相对于目标化合物而言，非结合性聚合物的数量。

在整个本申请中，术语吸附和结合以及非共价相互作用作为同义词使用。亲和力是吸附剂对特定物质或一组化学相关物质的潜在结合力的同义词，并且与每种特定物质在固相和液相两相之间的分配相关，如分配系数P所表示。

不同种类的亲和力是指，复合吸附剂具有至少两种不同的结构，能够与至少两种不同类别的杂质或污染物互补相互作用。结合不同净电荷(如其等电点所表示)的杂质的离子配体是一个非常常见的例子。

在化学上相关的化合物、物质、位点或材料表现出相同或相似的结构元件或官能团，特别是对吸附剂或受体的某些表位或相同表位的结合焓起主要作用的残基。

杂质类别是指一些在化学上相关的化合物。

在本发明的上下文中，吸附性是指，在使用的溶剂中，固相和液相之间的分配系数P具有一定的最小值。对于特定化合物，P为至少3，优选至少5，更优选至少10，最优选大于50。在这种情况下，吸附剂对要结合的物质具有一定的亲和力。

分配系数P定义为

P＝C_固体/C_液体

C_固体是所述化合物在固相中的平衡浓度。

C_液体是所述化合物在液相中的平衡浓度。

惰性或非吸附性是指固相和液相之间的分配系数P小。分配系数P优选低于0.2，更优选低于0.05，最优选低于0.02。

被复合吸附剂保留是指，由于任何非共价或共价结合机制如吸附，或由于分配、尺寸排阻或提取机制，而在网状物孔内部的去除。

聚合物

为了本发明的目的，可以使用可溶于水性或有机液体中并且能够进行衍生和交联反应的任何聚合物。在这些化学步骤中溶解的聚合物悬浮液也被认为可用于本发明的目的。

与上文或下文实施方案的任一个结合，聚合物的平均分子量优选为2,000至2,000,000道尔顿，更优选10,000至1,000,000道尔顿，甚至更优选15,000至200,000道尔顿，最优选20,000至100,000道尔顿。

在优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，可交联的聚合物或共聚物分子包含至少一个官能团(“官能聚合物”)。

基本上，官能聚合物可以是包含至少一个或多个相同或不同官能团的任意种类的聚合物。

优选地，官能聚合物带有至少一个OH-、SH-、COOH-、-SO₃H、-PO₄H₂、-PO₃H、环氧基或伯氨基基团或仲氨基基团。

共聚物、缩聚产物(例如聚酰胺)和具有至少四个相同或不同重复单元的低聚物或分子被认为是在本发明的聚合物定义内。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，官能聚合物是含氨基基团的聚合物(“聚胺”)或具有至少四个氨基基团的低聚物。氨基基团是伯氨基基团和仲氨基基团。

在聚胺中，更优选：聚(乙烯基甲酰胺-共-乙烯胺)、线性或支化的聚(乙烯胺)、聚(烯丙胺)、聚(乙撑亚胺)、聚赖氨酸或含有这种氨基聚合物的共聚物。

最优选的是包含5％至80％，优选10％至40％，更优选10％至20％的聚(乙烯基甲酰胺)的聚(乙烯基甲酰胺-共-乙烯胺)的组合物。

在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，聚胺是聚(乙烯胺)和聚(乙烯基甲酰胺-共-乙烯胺)的混合物。

与相关的实施方案一起或在解释中提及了其他优选的聚合物。

在优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，使用工业级原始官能聚合物及其溶液以合成复合吸附剂。

优选地，使用原始聚(乙烯胺)或聚(乙烯基甲酰胺-共-乙烯胺)溶液，其含有来自聚合物制造过程的盐、氢氧化钠、甲酸钠和其它副产物(实施例1)。

由于在聚合物固定化后通常容易洗掉所述工业级聚合物的低分子量杂质和副产物，因此最终的复合材料具有高纯度。

载体材料

任何载体材料均可用于制备本发明的复合材料，只要固定到载体表面上的第一聚合物在制备、漂洗、清洁和应用的条件下保持稳定。优选的载体材料是平均粒径为3μm至10mm，优选在20μm至500μm，最优选35μm至200μm的颗粒状材料。

适用的平均孔径为2nm至5mm，优选的孔径为5nm至500nm，更优选的是在10nm至100nm的范围，最优选的是在15nm至30nm，这是由制造商采用通常方法确定的。多孔载体材料的形式没有特别限制，可以是例如膜、非织造组织、整体式或颗粒状材料。

优选颗粒状和整体式多孔材料作为载体。颗粒状多孔载体材料的形状可以是不规则的或球形的。与上文或下文实施方案的任一个结合，多孔载体材料优选具有基本上不规则的形状。

整体式是指均匀多孔的载体材料片，其厚度为至少0.5mm。在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，整体式载体材料是圆盘、圆环、圆柱体或空心圆柱体，具有至少0.5mm的高度和任意直径。

薄膜材料也在本发明的范围内。薄膜材料可商购获得，其包含涂覆有多孔层的固体颗粒。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，多孔载体材料由金属氧化物、半金属氧化物、陶瓷材料、沸石或天然或合成聚合物材料组成。

在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，多孔载体材料是多孔纤维素、乙酰基纤维素、甲基纤维素、壳聚糖或琼脂糖。

最优选的是颗粒或整体式的纤维素和乙酰基纤维素。

在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，多孔载体材料是多孔聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醚酮、聚烷基醚、聚芳醚、聚乙烯醇或聚苯乙烯。

在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，载体材料是二氧化硅、氧化铝或二氧化钛，平均孔径(直径)在20nm至100nm之间(根据DIN 66133通过压汞法分析)且表面积为至少100m2/g(根据DIN 66132的BET-表面积)。

在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，载体材料是不规则形状的二氧化硅、氧化铝或二氧化钛，表面积为至少150m2/g。

甚至更优选的是不规则形状的硅胶材料，其平均孔直径为20-30nm，和上面列表中的其他载体材料，当在pH 6的20mM乙酸铵中在iSEC条件下溶解和测量时，其允许流体动力学半径Rh低于或等于6nm的聚合物普鲁兰标准品的进入。

最优选的是不规则的二氧化硅，其BET表面积为至少150m2/g，优选250m2/g，孔体积(压汞法)为至少1.5ml/g，优选为1.8ml/g。

设计包含在复合吸附剂中的聚合网状物的形态。

孔径、排阻极限、溶胀和收缩。

以下说明和思考概括了本发明所包括的复合吸附剂的立体化学性质。这些问题对于其制备和使用都至关重要。

如果聚合物被固定在载体材料的孔内，那么它们在干燥状态下不显示任何可观察到的网状物孔隙度。在将这种复合物干燥之后，使用已建立的方法如BET氮吸附或压汞孔隙度测定法，再次近似地发现基础载体材料的孔径分布，至少只要交联度保持低于25％。

这种行为可能归因于聚合物线圈内部的强粘合力，导致网状物收缩至接近被排阻的聚合物体积的值。如果官能团尽可能地带有电荷，例如用聚丙烯酸酯或聚胺，则在干燥阶段所得的排阻体积可能稍大。

如果被溶剂或悬浮液润湿，则聚合物结构显示出根本不同的形态。提供足够的溶剂化，聚合网状物溶胀直至达到最大可能的体积，跨越经典的水凝胶结构。

在这种情况下，聚合网状物的所得孔隙度取决于溶剂的性质(极性等)、pH、离子强度和助剂如洗涤剂的浓度。

当根据本发明处理官能聚合物，特别是带电聚合物时，重要的是区分在固定聚合物的过程中填充载体材料孔的程度，和在使用复合物进行分离时“填充或占据的孔”。

在第一种聚合物连接的情况下，整个载体孔体积填充有试剂溶液。

在后一种情况下，由于交联的聚合物和所得网状物在所选溶剂中的溶胀行为，网状物孔是充满的，即某一流体动力学半径R_h1的分子不再可进入。

在每种特定情况下，可以从可用的聚合物文献中估计潜在的溶胀行为。因此，通过选择适当的溶剂和pH可以实现、调节和控制孔的填充程度。

合适的溶剂是指如技术人员已知的，根据聚合物溶剂化的规则能够使聚合网状物溶胀至预期程度的溶剂。详见H.-G.Elias,Makromoleküle,Hüthig&Wepf,Basel,Bd.1(1990),第145-207页。

对于本发明的复合材料而言，iSEC是确定孔体积和孔体积分数的方法。

如用于刚性多孔材料的汞侵入或BET-氮吸附的方案在此不适用，因为网状物在干燥后会塌陷。

因此，以下是用于合成和使用包含吸附性和非吸附性聚合物的复合物的优选实施方案。

在一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，将官能聚合物以收缩状态引入载体材料中。优选在pH 8.5至13的溶液中施用碱性聚合物(例如包含氨基基团)，优选在pH 1至6之间施用酸性聚合物(例如包含羧基基团)，从而在孔填充的条件下使溶解的聚合物具有最大密度。

在低于8的pH下使碱性聚合物和高于6的pH下使酸性聚合物交联和溶胀之后，初始载体孔体积内被聚合网状物所占据的空间将增加，并最终通过进一步改变pH值而最大化。

在一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，本发明的一个主要目的通过如下达到：使至少一种收缩的可交联的聚合物与至少一种交联剂反应，从而形成网状物，所述网状物在某些溶剂或缓冲液中选择性地溶胀或收缩。

在表征和使用条件下，通过选择合适的溶剂或溶剂混合物，可以将孔填充的程度调节到所需的水平。根据定义，如果具有选定且明确定义的流体动力学半径R_h1的标准分子不能再进入网状物孔，则认为聚合网状物的孔被充满。在本发明中，使用反向尺寸排阻色谱法(iSEC)的方法来校准和调整这种溶胀度，如方法部分所概述的，并在纯化过程中进一步控制，同时通过所选缓冲液的存在来保持相应的溶胀状态。R_h1被定义为“尺寸排阻极限”并且范围在1nm至20nm之间，优选在3nm至10nm之间，最优选在4nm至6nm之间。

基本上，具有确定的最小(“或临界”)流体动力学半径的分子的空间排阻发生在特定的孔体积分数中，如通过与用作模型目标化合物的普鲁兰分子量标准品进行比较所证明的。

因此，在一个优选的实施方案中，并与上文或下文实施方案的任一个结合，通过反向尺寸排阻色谱法，选择分子量定义明确的聚合物标准品，并通过添加适当的溶剂或溶剂混合物，将计算出的分子尺寸与聚合网状物的校准和伴随的调整相关联来确定聚合物溶胀度。

根据本发明，在适当的溶剂，可进入的网状物孔体积在溶胀条件下增加，在收缩条件下降低。

网状物孔尺寸体积和网状物尺寸分布总是与特定连接的聚合物线圈或小球内部或之间的空间有关，而不是与载体材料中最初可用的空间或载体材料中最终保留的空间有关。

以下描述与复合吸附剂设计的基础有关。

设计要素A：将吸附性聚合物固定在载体材料的孔中，而仅所述聚合物的一小部分将连接在外表面上。

为了能够通过完全去除任何杂质来纯化目标化合物，优选的策略包括提供至少两种吸附性聚合物，它们中的每一种对至少一种杂质，优选对几种(a couple of)杂质表现出高亲和力。这几种杂质包括进料杂质清单的各种结构中在化学上相关的物质的一部分。当将这些聚合物固定在至少一种载体材料上时，优选地，目标化合物不穿透所得的聚合网状物，更优选地，不穿透整个复合物的孔体积，因此在空间上被排阻(图3)。当施用至少两种(不同的)吸附性聚合物1、2、……n时，它们或者被包含在同一复合材料中(类别A1)，或者被掺入到基于相同或不同载体材料的至少两种复合材料中(类别A2)。

当涉及至少两种复合材料时，它们各自可以配备有至少一种吸附性聚合物。

这些聚合物中的每一种可以在固定之前或之后被衍生。

设计要素B：在最后固定的层(其包含结合性聚合物)的边界表面上固定至少一种惰性聚合物n+1、n+2……n+i，该惰性聚合物在分离步骤的条件下不与目标化合物结合。在施用条件下不结合目标化合物的聚合物被称为惰性或非吸附性的。

最后的结合性或吸附性聚合物层是指，在固定惰性聚合物之前，与液相形成界面的层。该上层优选在制造过程的倒数第二/前一个步骤中固定。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，在合成条件下，包含结合性聚合物的层完全填充了载体孔(详细信息在“形态”部分给出)。在这种情况下，惰性聚合物不能穿透前体复合物的孔，因此连接在所述前体复合物的外表面上，该外表面也可能已经被结合性聚合物的薄层所覆盖(图3)。

在另一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，在合成条件下，结合性聚合物没有完全填充载体孔。在这种情况下，惰性聚合物可以进入前体复合材料的孔中，并因此沉积在最后的结合性聚合物的边界表面/顶部(图4)。

在本发明内，制定了一种一般策略以避免目标化合物与吸附剂的聚合网状物的可及外表面结合，这依赖于用配体屏蔽所述表面，所述配体在分离条件下，特别是在所选择的溶剂或缓冲剂的存在下，不能与目标化合物显著结合相互作用。

B 1：该目的优选地通过在以下表面上连接或结合或合成至少一个惰性聚合物层n+i(i＝1、2、……k)来实现：B 1.1-复合物的外表面，其已经包含了至少一种吸附性聚合物，

或

B 1.2-载体材料本身的外表面；

或

B 1.3-所述复合物的总的可及表面，包括外表面以及颗粒内表面，即孔体系的可及内表面。

在本申请的上下文中，合成是指从单体产生聚合物，或者优选地，是指在其固定化之前或之后官能聚合物的衍生。

或者，可以设置最终层，该层由于其相反的净电荷而排斥目标化合物。但是，相关实施方案的效果较差，因为例如等电点高于8的蛋白质可能仍会显示带有整体负电荷的表位或小块(patches)。结果，该目标化合物的某些部分可能与带正电的吸附剂结合。特别是对于低浓度的目标蛋白，这种效果在产量方面将是不利的。

对于在水溶液中与生物聚合物的相互作用而言，非吸附性聚合物的实例是中性极性聚合物，如下所示。

下面列出了可以通过B2部分的衍生连接到官能聚合物上的非吸附性基团的优选实例。所述非结合原理也适用于有机溶剂，其中外部的聚合物必须是亲脂性的，其包含脂族和/或芳族配体，优选聚苯乙烯、聚丙烯或其共聚物。

在根据B1.2的一个例外的实施方案中，即，不施用吸附性聚合物(内部层数为n＝0)，仅连接惰性外部聚合物n+1。这种设计对于如下载体材料是有利的：该载体材料的流体动力学半径(R_h)低于或接近所得复合物的所需排阻极限，并且同时对原料中的杂质表现出高亲和力。对于在有机和水性环境中的无机载体材料来说，这种情况是优选的。对于这些应用，还优选的是包含市售的阳离子和阴离子交换树脂的载体材料(例如基于琼脂糖或聚(甲基丙烯酸酯))，更优选的是硅胶、氧化铝、二氧化钛和氧化锆。或者，目标化合物可以进入载体孔本身，但非吸附层不允许目标渗透。一个相关的实例是聚胺，优选聚(乙烯胺)的甲酰基衍生物或乙酰基衍生物，其尺寸排阻极限R_h超过3nm至6nm之间的范围。

载体材料的优选孔径在上面列出。

与上文或下文实施方案的任一个结合，一个优选的实施方案包括多孔硅胶，其在外表面上覆盖有惰性极性中性聚合物，优选如上列出的聚合物之一。与上文或下文实施方案的任一个结合，另一个优选的实施方案包括硅胶，其覆盖有聚胺，优选聚(乙烯胺)，其至少部分地被甲酰化或乙酰化。与上文或下文实施方案的任一个结合，另一个优选的实施方案包括市售离子交换剂或混合模式介质作为载体材料，其中外表面覆盖有惰性聚合物。合适的商业载体材料包括：Capto Q/S/adhere、各种

和

IEX以及混合模式树脂、Q/S/Starax/HEA/PPA/MEP

树脂、

IEX介质、各种

树脂，仅举几个突出的实例。

设计和合成根据段落B的材料的一般方法包括吸附高分子量的中性聚合物或其前体，由于其尺寸而被载体材料的孔排阻，最后通过交联或共价偶联将该聚合物层固定至复合物的一个层，或直接固定至载体材料的表面。然后必须根据B2部分，通过用惰性基团进行衍生化进一步修饰前体聚合物，例如聚胺。

聚合物固定在载体材料或复合材料的外表面上。

在可用的聚合物固定方法中，交联是优选的。为了本申请的目的而合成的任何复合材料的交联度不应超过50％。优选为2％至40％，更优选为5％至30％，最优选为10％至15％。

与上文或下文实施方案的任一个结合，现有技术中已知的任何交联剂均可用于固定根据本发明的聚合物。

可以将交联剂与聚合物一起引入，以允许两者同时反应，或者可以在随后的步骤中单独进行交联反应。

通常，难以预测/选择合适的交联剂浓度，因为只有5％至约40％的官能团应当交联，这可能很难控制。因此，不建议使用过量的交联剂，因为如果孔体积中充满了交联剂的良好溶剂，那么孔体积中会进入一定量的交联剂。

因此，克服此缺点的首选解决方案是使用两相溶剂体系，这在以下与类别III.c有关的部分中有详细介绍，其中防止了交联剂渗透孔内体积。在所述两相溶剂体系中，优选可溶于有机溶剂的交联剂，例如二羧酸的氯化物，或其他活化的至少二价酸的氯化物，而内部颗粒体积被水性溶剂填充。更优选双环氧化物，最优选己二醇二缩水甘油醚。

B 2复合物或网状物外表面的衍生化

固定最后的结合性聚合物后，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，另一个优选的实施方案包括用在接触条件下不结合目标蛋白，特别是在用于分离的溶剂的存在下不结合目标蛋白的配体衍生剩余的可及表面，优选复合物颗粒的外表面。剩余的可及表面是指，在使用所述复合吸附剂的分离步骤期间，与所施加的进料或其他溶剂和溶液接触的表面部分。

可以通过共价衍生作用连接的在水溶液中非吸附性基团的实例为极性不带电荷的配体，如下所示。

当仅转换外表面时，需要非常高的衍生化度。因此，使用过量的试剂，优选为多于聚合物中官能团数量的1.2倍量，更优选为两倍。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，复合起始材料的孔中再次填充水性溶剂，而衍生化试剂不溶于水，并且在不可与水混溶的溶剂中提供。以这种方式避免了一部分试剂将损失在载体材料的孔中，因此将完全可用于预期的反应。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，通过交联将聚胺，优选聚(乙烯胺)固定在载体材料的外表面上，并进一步衍生化，从而产生惰性配体，优选使用乙酸酐、乙酰氯或内酯。在下面的部分II)和III)中概述了另外的详细实施方案。

以下是包括并结合了A和B的设计原理和要素的优选材料实施方案。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，优选用两种吸附性聚合物1和2填充载体材料的孔并涂覆表面，从而形成一层或两层，而将一种另外的非吸附性聚合物n+1最终连接到倒数第二层或聚合物的边界表面上(图3)，优选连接到载体材料的外表面(图4)，从而形成用于去除目的的复合物。

在另一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，优选用两种吸附性聚合物1和2填充载体材料的孔并涂覆表面，从而形成一层或两层，而没有另外的非吸附性聚合物n+1连接到倒数第二层或聚合物的边界表面上，优选不连接到载体材料的外表面，从而形成用于去除目的的复合物。优选地，这些吸附性聚合物中的一种是阳离子性，另一种是阴离子性。

在另一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，用一种吸附性聚合物1填充载体材料的孔并涂覆表面，而将一种非吸附性聚合物n+1最终连接到该倒数第二个聚合物的边界表面/顶部上，优选连接到载体材料的外表面，从而形成用于去除目的的复合物。

同样与上文或下文实施方案的任一个结合，优选实施方案涉及专用于纯化原料的复合吸附剂，所述原料包含至少一种目标化合物和至少一种杂质，所述复合材料包括载体材料和至少一种非吸附性聚合物层，所述至少一种非吸附性聚合物层在施用条件下，特别是在纯化步骤中存在的溶剂中，不与所述至少一种目标化合物结合，而杂质则被吸附在载体材料的内部体积中。优选地，非吸附性聚合物层仅连接到载体材料的外表面，由于其尺寸而不会渗透孔体积。

“目标化合物”是指根据本发明进行纯化的任何有价值的物质，其分子量大于500Da，优选包含至少一个氨基酸或/和至少一个核苷酸或/和单糖单元的物质，更优选肽、蛋白质、糖蛋白、脂蛋白、寡核苷酸、质粒、载体、核酸、RNA、DNA、寡糖、多糖或任何其他生物聚合物，还包括微生物如病毒、细菌或细胞及其片段。

蛋白质优选是抗体、聚乙二醇化抗体或抗体的另一种衍生物或抗体片段。

抗体在此指的是人或其他来源的任意免疫球蛋白，其或者是来自任意种类的用于蛋白质合成的细胞培养物或无细胞体系的重组蛋白，或者是从生物流体或组织中分离的。

进一步优选的是重组蛋白，最优选的是重组抗体。生物聚合物是曾经由活生物体产生的化合物。

原料溶液包含合成或天然来源的混合物。优选地，原料是发酵液，其是过滤后的(细胞培养上清液)或粗品，其仍然含有固体如细胞和细胞碎片。

同样与上文或下文实施方案的任一个结合，进一步优选的实施方案涉及用于纯化原料的复合材料，所述原料包含至少一种目标化合物和至少一种杂质，除了非吸附性聚合物层之外，所述复合材料还包括载体材料和至少一个吸附性聚合物层。

因此，本申请提供了一种复合材料，其包含载体材料和至少一个聚合物层，而所述至少一个聚合物层形成了聚合网状物，并且包括与液相接触的至少一种非吸附性聚合物，并因此含有溶解的目标化合物的原料不结合所述至少一种目标化合物。

在优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，所述至少一种非吸附性聚合物包含选自(羟基)(OH-)、二醇、甲氧基(-O-CH₃)、甲酰基-、乙酰基-、伯酰胺或仲酰胺或乙烯氧基的(至少一种)极性残基。

极性中性基团或残基的特征在于它们既不会形成离子、氢桥和偶极相互作用，也不会与水溶液中的目标化合物发生显著的范德华力或分散性相互作用。

在另外的优选实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，所述至少一个非吸附性层包含选自以下的至少一种极性聚合物或共聚物：聚(乙烯基甲酰胺)、聚(乙烯基乙酰胺)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯醇)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙二醇)、聚(丙烯酸羟乙酯)、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、直链淀粉、支链淀粉(amylopektin)、琼脂糖、任何种类的羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素或乙酰基纤维素。

在一个相关的优选实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，聚合网状物通过尺寸排阻目标化合物。

相应的两个基本设计选项如图3和4所示。

本申请还提供了一种用于从原料中纯化目标化合物的复合材料，所述原料包含至少一种目标化合物和至少一种杂质，

所述复合材料包含载体材料和至少一个聚合物层，而所述至少一个聚合物层形成聚合网状物，并且包含

至少一种非吸附性聚合物，所述非吸附性聚合物与液相接触，因此与含有溶解的目标化合物的原料接触而不结合所述至少一种目标化合物，

而复合材料通过尺寸排阻目标化合物。

各自的设计如图3所示。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，在应用条件下，聚合网状物完全填充载体孔，其特征在于，对于选定的流体动力学半径为R_h1的普鲁兰标准品，90％的孔体积是不可进入的。

在另一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，所述普鲁兰标准品的流体动力学半径R_hi在R_hi＝+/-1.5nm的尺寸偏差内等于目标化合物的流体动力学半径。

本申请还提供了一种复合吸附剂，其包含平均孔径为2nm至5mm的多孔载体材料以及至少一个非吸附层和至少一个吸附层，而所述至少一个非吸附层被固定在最终/最后的吸附层的边界表面上。

就形态，主要是孔径分布、尺寸排阻极限以及所包含的聚合物和层的溶胀/收缩性质而言，本申请包括复合材料及其制备的各种实施方案。提供了就待排阻的靶分子的分子大小而言，如何通过合成和平衡来调节所述复合材料的孔径排阻极限的技术知识。因此，可获得各种设计的材料，它们的孔隙度在纳米水平上不同。孔径排阻极限是在iSEC普鲁兰校正曲线上确定的纳米值，足以在应用条件下将至少90％的特定目标分子排阻在复合材料孔隙之外。

目标分子由流体动力学半径R_h1表征，并且杂质化合物由流体动力学半径R_h2表征，其中R_h1>R_h2。

复合材料包括载体材料和至少一个包含至少一种官能聚合物的聚合物层。

合成所述复合材料的各个层，并且结合以下参数、特征和材料对复合材料进行平衡。以这种方式，生成了具有各种可变的孔径排阻极限R_hi的复合材料。

因此，特定复合材料的孔径排阻极限R_hi适合于流体动力学半径R_h1和R_h2，使得R_h2<R_hi且R_h1Rh1>R_hiRhi。

根据制备方法以及聚合物、层和所得网状物的溶剂依赖性溶胀特性，该排阻极限R_hi大小可变。术语R_hi表示根据溶胀度将获得一系列不同的尺寸。相反，R_h1和R_h2表示特定应用情况下的固定距离。

因此，本申请涉及一种制备复合材料的方法，所述复合材料包含至少一种吸附性聚合物，或至少一种非吸附性聚合物，或至少一种吸附性聚合物以及至少一种非吸附性聚合物，其特征在于，在所述制备方法中，选择并应用了以下参数、特征和材料的组合，从而产生了针对目标化合物的特征性孔径分布和适当的尺寸排阻极限。

相关参数、特征和材料为：

载体材料的孔径分布；

聚合物的结构，主要是化学组成、分子量、构型和构象；

合成过程中特定聚合物的浓度和每种特定聚合物的固定量；

所使用的交联剂，主要是其长度、极性和官能团；

聚合网状物的交联度；

聚合物固化、沉淀或合成的反应途径；

用于溶解特定聚合物的溶剂，主要是溶剂极性，以及用于制备聚合网状物的交联剂；

用于制备的所述溶剂的pH值的变化，以及因此聚合物的酸性和/或碱性残余物的离子化程度。

在优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，至少结合并改变以下三种参数、特征和材料：

合成过程中特定聚合物的浓度和每种特定聚合物的固定量；

聚合物固化、沉淀或合成的反应途径；

用于溶解特定聚合物的溶剂，主要是溶剂极性和溶剂pH，以及用于制备聚合网状物的交联剂。

在另外的优选实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，结合并改变以下参数、特征和材料：

用于特定聚合网状物的溶胀和收缩的溶剂，主要是溶剂极性；

用于溶胀和收缩的所述溶剂中包含的酸、碱或/和盐的pH和浓度，以及因此聚合物的酸性和/或碱性残基的离子化程度。

在进一步优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，结合并改变上述参数、特征和材料，将复合材料的尺寸排阻极限设定为包括在1nm和12nm之间的孔径范围的值，使用已知分子量和已知计算流体动力学半径的普鲁兰标准品确定，优选在应用条件下。

此外，在优选的实施方案中，制备并平衡复合材料，随后被表征为其孔径排阻极限在1nm至12nm范围内，使用分子量为1.300Da至210.000Da的普鲁兰标准品的反向尺寸排阻色谱法(iSEC)，在pH为4至9的20mM醋酸铵缓冲液中测定。这些20mM的缓冲液(pH值介于4到9之间)定义了用于iSEC校准的标准条件。根据固定的聚合物的溶胀性能选择pH。

由于优选将流体动力学半径R_h在4nm至6nm之间的目标化合物排阻在至少90％的孔体积之外，因此在上述条件下进行测试的合适普鲁兰分子质量为21.7kDa至48.8kD。

由于对于具有不同构象的悬浮化合物而言，在纳米尺度(nono-scale)水平上，没有能够足够准确地直接测量孔径分布的方法，因此iSEC是令人满意地确定排阻极限的优选方法。因此，普鲁兰标准品用作校准不同长度的标度，对于复合材料中的孔而言，其足够窄以防止一定大小(流体动力学半径)的分子的进入。

因此，为了确定和调节复合材料的孔径排阻极限，可以使用以下步骤。第一步，在标准条件下用校准的普鲁兰标准品测试复合材料，然后通过改变pH值、缓冲液浓度和缓冲液组成来改变排阻极限，直到近似达到目标值。然后，在相同溶剂条件下，优选使用动态容量测定方法，检查进料中目标化合物的尺寸排阻。最后，可以再次调节pH和缓冲液浓度。优选的液体包括乙酸铵溶液。有关更多详细信息，请参见下面的“应用”部分。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，制备了一种组分体系，其包含至少一种复合材料和至少一种液相，而所述至少一种复合材料与所述液相平衡，从而产生独特的尺寸排阻极限，如由普鲁兰标准品(其由确定的分子量表征)所测定的。

优选的溶剂条件允许将选自1.300Da至210.000Da的分子量范围，相关流体动力学半径R_h在1nm至12nm范围中的独特的普鲁兰标准品化合物排阻在至少90％的所述孔体积之外。

在另一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，改变并选择所述至少一种液相的组成和pH值，以使得具有限定值(选自1.300Da至210kD)的分子量的普鲁兰标准品被排阻在至少90％的复合物孔体积之外。为此目的，优选将缓冲液浓度设置为20mM至50mM之间的浓度，并且pH在pH 4至pH 9之间以一个pH单位的步长变化。最后，可以在两个最佳先前浓度和pH条件之间进一步优化缓冲液浓度和pH。

在另一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，改变所述至少一种液相的组成和pH，直到具有流体动力学半径R_h的目标化合物被排阻在至少90％的网状物体积之外。

这种调整的优选起点是缓冲液的浓度和pH，如先前试验普鲁兰标准品所获得的。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，调整溶剂条件，直到在相同pH下，优选在与用于所述参考普鲁兰的iSEC孔径排阻所使用的相同溶剂中，具有被排除的参考普鲁兰标准品的流体动力学半径(R_h+/-1.5nm)的目标化合物也被排阻在至少90％的网状物孔体积之外。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，所述复合材料由应用条件下的其孔径分布表征，其中总孔径分布和排阻极限是在应用缓冲液中，使用普鲁兰标准品，通过反向尺寸排阻色谱法(iSEC)确定的，优选地，应用缓冲液的pH允许聚合网状物溶胀。

应用是指分离或纯化过程中的任何步骤，其中复合吸附剂与平衡或洗脱缓冲液或洗涤溶剂接触，优选与进料接触。

至少两种复合物的混合物。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，制备了包含至少一种复合材料的至少两种吸附剂的混合物，而这些复合吸附剂中的至少一种配备有至少一种吸附性聚合物。

这些吸附剂中的至少一种可以包含可商购或现有技术已知的任何种类的吸附剂，优选离子交换树脂如Sepharose CM、DEAE、S和Q，或混合模式树脂如Capto Q或Capto S。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，将至少两种复合材料混合，每种复合材料均配备有至少一种吸附性聚合物，以及任选地至少一种非结合性聚合物，从而得到一种用于去除目的的吸附剂的吸附剂混合物。这些吸附性聚合物中的至少两种是不同的。

在另外的优选实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，至少两种吸附剂的混合物包括至少一种仅带有至少一种非吸附性聚合物的复合材料。在本申请中给出了这种设计的实例，例如在其外表面上涂有聚(乙烯醇)的硅胶。

在另一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，所述吸附剂混合物用于以对流为特征的方法中。实例是使用填充柱的色谱方法，以及相关的方法，如膨胀床和流化床分离技术。

此外，在另一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，所述吸附剂混合物用于批次处理过程中，其特征在于使吸附剂与进料接触，例如通过离心将固相和液相分离，然后除去上清液。

因此，本申请涉及至少两种吸附剂的混合物，所述至少两种吸附剂包含至少一种复合材料，所述复合材料包含载体材料和至少一个聚合物层，所述聚合物层配备有至少一种吸附性聚合物，或至少一种非吸附性聚合物，或至少一种吸附性聚合物以及至少一种非吸附性聚合物。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，将复合材料或至少两种吸附剂的混合物(包含至少一种复合材料)在液体中，优选在水性溶剂中，更优选在pH范围在4到9之间，优选在6到8之间的缓冲液中进行平衡，从而产生明确的孔径分布和相关的尺寸排阻极限，如使用iSEC在“方法”部分中定义的标准条件下确定的，使用具有独特分子量和相关流体动力学半径R_h的普鲁兰标准品对所述尺寸排阻极限进行表征并对iSEC条件进行校准。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，为了使由溶胀或收缩表征的聚合物具有充分的构象变化，优选地，所述复合材料之一中的至少一个层携带有至少一种具有阴离子或阳离子残基或两者兼有的聚合物，如上所述。优选的残基是伯胺和仲胺以及羧基。

根据A 1的实施方案，也可以与包括设计要素B的实施方案组合使用。

与上述和下述实施方案结合，一个优选的实施方案包括复合材料，其中在一种载体材料上固定至少两种不同的官能聚合物，从而形成网状物，而每种特定的聚合物吸附进料中的至少一种独特的杂质或几种杂质，而目标化合物任选地被排阻在聚合网状物之外。

与上述和下述实施方案结合，另一个优选的实施方案包括颗粒状复合材料，其中在一种载体材料上固定至少两种不同的官能聚合物，从而形成网状物，而每种特定的聚合物吸附进料中的至少一种独特的杂质或几种杂质，而在所述复合物颗粒的外表面上连接至少一种非结合性聚合物。

与上述和下述实施方案结合，另一个优选的实施方案包括复合材料，其中在一种载体材料上固定至少两种不同的官能聚合物，而每种特定的聚合物吸附进料中的至少一种独特的杂质或几种杂质，而在连接于复合材料上的倒数第二个吸附性聚合物的边界表面上固定至少一种非结合性聚合物。

A.11所述至少两种聚合物随后被连接或

A.12引入并连接/反应，以混合物的形式。

固定到载体材料上的特定聚合物优选以收缩状态的薄层存在，所述层在适当的溶剂中溶胀至一定程度。

为了能够进行这种设计，优选地，用包含所述至少一种聚合物的溶液填充载体材料的孔，并且将溶剂部分或完全蒸发。在抽吸颗粒之后，优选地在减压下通过在去除溶剂期间称重各个复合物批料来控制和调节期望的/实际的蒸发度。

在进一步的优选实施方案中，与上述和下述实施方案结合，随后施加至少两种溶液，它们中的任何一种都包含至少一种聚合物，并且在每个填充步骤之后，在固定各个聚合物之前，至少部分地蒸发溶剂。

固定化是指将聚合物固定到载体表面上或固定到载体孔体积中和/或外边缘，并且将不再溶于用于合成、洗涤、平衡、清洁和应用复合物的溶剂中。

孔填充是指，只有孔体积填充有溶剂或试剂(包括聚合物、衍生试剂、交联剂和反应所需的其他化合物)的溶液。为此目的，使用iSEC确定载体材料的孔体积。向为合成计算/选择的载体材料的量中添加适当体积的试剂溶液，然后确定重量。因此，在蒸发并再次填充之后的每个特定固定步骤中，可以通过随后称重来确定复合物孔中试剂的平均量，从而确定孔中存在的溶液的表观体积。

交联的其他要素

在一个优选实施方案中，与上述和下述实施方案结合，优选地，将任意上述填充步骤的聚合物交联，可以在初始溶液抽吸之后，在部分蒸发(例如浓缩步骤)之后，或在完全蒸发溶剂之后。

当交联过程应该在初始溶液或浓缩溶液中进行时，优选在孔填充之前就已经将交联剂添加到聚合物溶液中。如果该反应在蒸发后进行，则在单独的步骤中添加溶解的交联剂。

在另一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在施加特定的聚合物溶液之前，将交联剂溶液引入孔中。在施加特定的聚合物溶液之前，将孔内的这种交联剂溶液部分或完全蒸发。随后，交联剂扩散到聚合物溶液中，并将与聚合物的官能团反应。

在这些实施方案中，优选在温和的蒸发条件下，优选低于40℃，更优选低于50℃，在低于30分钟的时间内不显著反应的交联剂。优选的交联剂是如下所列的双环氧化物。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，用至少两个不同的步骤实现聚合物的固定。更多详细信息在下面的“合成”部分中给出。

由聚合物制成的层

通过在每个初步的聚合物固定步骤之后蒸发溶剂，有利地实现本发明的设计。结果，单个聚合物或聚合物组合物形成了修补到载体材料表面的薄层。这些单独的层可以通过非共价键(例如离子力)连接或固定，但优选通过共价结合。

在本发明的上下文中定义了，一个层包含至少一种独特的聚合物。一个层的厚度也可以等于载体的总孔径的一定范围，从而在孔隙度测量的条件下占据/填充小直径的孔的一部分，或甚至占据/填充整个孔体积。为此目的，聚合物可以收缩或溶胀。

WO(112908P766PC)中概述了复合材料的制备，所述复合材料具有第一层，所述第一层包括用一种聚合物填充的部分和全部孔，该文献通过引用并入本申请中。各个实施方案支持上文和下文的说明。

尽管对于聚合物层(其构造与某些杂质互补)的构造而言，存在各种设计可能性，但是以下方案简化了选择的数量以及为了实现本发明的基本部分的努力。

聚合物构造

为了结合可以进入至少一种复合材料的多孔网状物的任何物质，吸附性聚合物层优选具有不同的结构，而在聚合物上连接了合适的官能团或配体，或者已经在聚合物中引入了相应的单体单元，从而产生以下极性：

a)至少一种聚合物包含阳离子基团，并因此表现出阴离子交换性质，例如聚胺。

b)至少一种聚合物包含阴离子基团，并因此表现出阳离子交换性质，例如聚丙烯酸酯。

c)至少一种聚合物包含亲脂性基团，并因此在水性溶剂条件下，而不是在有机溶剂中，结合非极性分子位点，例如N-烷基或N-芳基取代的聚胺。

d)至少一种聚合物包含亲水性基团，在极性溶剂中不结合极性物质，但是在非极性溶剂中结合所述极性物质，例如聚(乙烯醇)。

优选的包含阳离子基团的聚合物是上面列出的聚胺。

优选的包含阴离子基团的聚合物是聚(丙烯酸酯)、聚(甲基)丙烯酸酯、聚(苯乙烯磺酸酯)、聚(乙烯基磺酸酯)、聚(膦酸酯)、聚磷酸酯及其共聚物。

包含亲脂性基团的聚合物优选由本发明的各种实施方案中所示的官能聚合物合成。或者，可应用包含亲脂性和极性单体单元的共聚物。

优选的包含亲水性基团的聚合物优选是如上所述的惰性聚合物。

因此，本申请涉及一种复合材料，其包括至少一个吸附层和至少一个非吸附层，其中所述至少一层吸附层包含至少一种吸附性聚合物，其特征在于，每种吸附性聚合物均包含至少一种阴离子、阳离子、亲脂性、亲水性残基或所述残基的两种、三种或四种不同种类的组合。

此外，本申请涉及一种复合材料，其包括至少一个吸附层和至少一个非吸附层，

其中至少一种吸附性聚合物包含至少两种不同的残基，所述残基选自阴离子或阳离子或亲脂性或亲水性残基。

本申请还涉及一种复合材料，其包括至少一个吸附层和至少一个非吸附层，

其中至少一种吸附性聚合物中的至少两种不同的残基包括阳离子残基和亲脂性残基。

本申请还涉及一种复合材料，其包括至少一个吸附层和至少一个非吸附层，

其中至少一种吸附性聚合物中的至少两个不同的残基包括阴离子残基和亲脂性残基。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在至少一种载体材料上连接具有至少一种配体的至少一种聚合物，所述配体具有结构元素a)、b)、c)或d)之一，随后或作为至少两个以上部分的混合物连接。例如，随后可以固定根据a)和c)的结构的部分，然后是b)和d)的混合物。包含具有根据功能元素a)、b)、c)和d)的构造的物质的组合，以及相关的固定步骤和固定顺序的任何实施方案均在本发明的范围内，因此不限于下面列出的示例性实施方案。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，一种复合材料包含两种聚合物的组合，这两种聚合物具有不同的选自a)、b)、c)或d)的结构，其随后或以混合物的形式连接到一种载体材料上。

在另一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，一种复合材料包含三种聚合物的组合，这三种聚合物具有选自a)、b)、c)或d)的不同的结构，其随后或者以混合物的形式连接到一种载体材料上。

在优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，复合材料包含至少两种根据a)、b)、c)或d)的结构的特定聚合物，其连接到一种、两种或更多种载体材料上。

在另一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，将这些阳离子、阴离子、亲脂性和亲水性结构元素的组合并入到同一聚合物中，例如，将根据c)的亲脂性特性与a)或b)的离子性特性结合起来。

此外，可以将各种结构的配体结合到一种特定的官能聚合物上。因此，可以在相同的聚合物内结合功能元素a)、b)、c)或d)中的至少两种，例如，用二羧酸的酸酐，优选使用琥珀酸酐，使聚胺，优选聚(乙烯胺)衍生化，从而产生包含氨基和羧基的两性离子结构，另外任选地使用苯甲酸酐，从而引入亲脂性基团。用邻苯二甲酸酐和其他芳族或脂族或芳脂族(araliphatic)酸酐进行衍生化可以同时引入阴离子残基和亲脂性残基。还优选琥珀酸酐和戊二酸酐。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，聚合物或共聚物包含马来酸酐单元。与亲核化合物反应后，在与水反应后获得二价产物，其分别包含阴离子配体(b型)和羟基(d型)，如果试剂是例如烷基或芳基胺，优选溶解在用于合成目的的非质子溶剂中，则对应于亲脂性配体(c型)。

关于与这些含酸酐的聚合物有关的更详细的实施方案，请参见下面的部分I和II。

那里给出了另外的实施方案，显示了如何用各种试剂，优选使用聚(马来酸酐)、聚(丙烯酸酯)、聚(乙烯醇)或聚胺作为起始原料来实现这种多价配体设计。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在聚合物固定之前，进行具有包含根据a)、b)、c)或d)结构的残基的聚合物的衍生化。

在另一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在聚合物固定后，在固相合成中进行具有包含根据a)、b)、c)或d)结构的残基的聚合物的衍生化。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，并且涉及在水性溶剂体系中使用，优选在至少一种载体材料中设置至多三种构造a)、b)和c)的聚合物，以吸附与各自的聚合物构型互补的杂质结构。为了在非极性有机溶剂中使用，在为了所述目的的至少一种载体材料上设置至多三层构造a)、b)和d)。

基本上，可以自由选择连接各个层的顺序。关于原料的杂质组成，下面更详细地描述了更优选的组合及其合成。

在另外的优选实施方案中，与上述和下述实施方案结合，聚合物起始材料中已经包含了至少一种根据构造a)、b)、c)或d)的残基。实例是包含a)型氨基基团的聚胺，或包含脂族c)型单体单元的马来酸酐的共聚物。

具体实施方式

按分子特性分类

出于分类目的，本发明的各个实施方案有助于通过受体(复合材料)和底物的大小、电荷和极性来定义它们的性质：

优选地，选择或设计新型复合材料的孔中的层中所包含的每种特定聚合物的化学性质，以与特定杂质、一些杂质对或一类杂质的结构互补，如根据性质所定义的，如上文和下文所列。互补是指一对物质的官能团、配体、结合位点或表位由于其构造、构型和/或构象而相互吸引。一种吸引性物质优选是吸附性聚合物，另一种物质是特定的杂质或一类杂质。

具有互补位点的物质对的实例包括：受体-底物、酶-底物、吸附剂及其配体-杂质。最重要的互补配体包括离子性、亲水性和亲脂性基团，表位包含一组这样的配体。相关的结合相互作用主要基于分散力、范德华力、偶极子、氢桥和离子力及其组合。

杂质、化学相关化合物、物质、位点或材料的类别是如上定义的术语。

出于本发明的目的，杂质混合物中的物质成分通过它们的以下性质分类：

·分子大小，由流体动力学半径R_i定义，

·等电点pI，前提是它们包含离子残基

和

·极性(根据其在水、水性和有机溶剂中的溶解度)，例如，由logP值定义，或者在大分子的情况下，简单地由与聚合物层的潜在接触区域中的亲脂性残基的数量和密度定义。

根据设计原理和本申请的内容合成复合物。

基本上可以通过使用用于合成的任何吸附性聚合物，优选官能聚合物，使用各种固定方法(包括简单的沉淀，只要该聚合物不溶于各自使用的溶剂即可)固定，来实现包括上述A和B部分所概述的构造以及根据结构类别a)、b)、c)和d)构造的聚合网状物/复合材料的总体设计。

尽管本发明中复合物的设计和结构是新颖的，超越了现有技术，但许多起始材料、试剂和结构单元以及大多数合成步骤是已知的，因此可以以各种组合的形式用于本发明的目的，只要它们与本发明的上述设计原理兼容。

现有技术

可以根据现有技术中已知的各种方法和方案来执行本专利申请中的任何合成步骤。本领域技术人员已知的任何化学方法均可用于实现这些策略。活化和衍生化反应与肽合成中使用的概念密切相关。例如Houben-Weyl,Vol.E 22a,4^th Edition Supplement中发表的方法、物质和反应在许多方面都适用。主要地，可以使用碳二亚胺、活性酯羰基二咪唑和混合酸酐章节。

没有其他合适和可获取来源的任何限制，以下引用包含可用于聚合物固定和衍生化的方案，还包括官能团活化的化学方法：WO 90/14886、WO 98/32790、WO 96/09116,EP 1224 975和Journal of Chromatography,587(1991)271-275。

物质与合成

根据本发明，针对溶解的或悬浮的分子/物质的混合物产生了/生成了至少两种不同种类的亲和力，至少一种亲和力在孔内(根据设计A)，最后一种在倒数第二个聚合物的表面上或在载体材料本身的外表面上(根据设计B)，如在以下合成实施方案中所述，与上文或下文实施方案的任一个结合。

上面定义了术语不同种类的亲和力。离子配体(结合不同净电荷的杂质，如由其等电点所表示的)是一个非常常见的例子。对于各种更详细的实施例，请参见下文。

根据上述B部分的设计要素的实施方案被称为惰性或非吸附性的，其特征在于，在用于其应用的特定溶剂或缓冲液中，它们对溶解或分散在给定溶剂中的目标化合物的亲和力非常低，优选具有如上定义的分配系数P。

对于聚合物(具有相互作用特性或非结合特性)的连接，为了获得具有这些不同亲和力和相关选择性的结构，可以使用三种主要的合成策略：

I.)同样与上述或下述实施方案中的每一个结合，一组/系列合成实施方案包括，随后或同时在孔内固定至少一种溶解的/可溶的吸附性聚合物，优选官能聚合物(1或2或3或……n聚合物)，并且任选地，在外部载体表面或最后一个吸附层的边界表面上连接至少一个惰性聚合物(n+1或n+2……或n+

i聚合物)，并使其与内部聚合物至少之一连接。所述固定通过以下方式实现：

自发吸附到载体表面上，或者在溶剂蒸发后沉淀，或者在用不良溶剂稀释后沉淀，或者通过填充载体孔引入，优选地，在每个步骤后，在载体孔内进行交联。根据II)或III)部分的原理，这些聚合物中的每一种可以在固定之前或之后被衍生。

所述聚合物(1或2或3，或……n聚合物)中的至少两种以及(n+1或n+2…或n+1聚合物)不同。

不同的聚合物是指相应聚合物的结构和/或分子量不同。结构包括化学成分，例如共聚物的组成或取代度，但是，聚合物的不同构象，例如线圈、小球或它们之间的任何中间状态也都在此定义之内。

优选的是合成具有三个层的复合物，包括聚合物1、2、n+1，更优选的是具有两个层的复合物，包括聚合物1、n+1。

固定化是指将聚合物固定至载体表面或载体孔体积内和/或外缘，如上文所定义的。通常，不能仅通过吸附来实现所要求的稳定性。即使当沉淀的聚合物不溶于所用的溶剂中时，由于潜在的浸出或降解，对于这种材料的应用也存在严格的管控约束。因此，聚合物优选通过交联固定。聚合物1的另一种选择是根据现有技术中描述的各种方法中的一种，共价结合到载体材料或预先连接的聚合物上。

在某些情况下，在载体材料的外表面上连接具有相同聚合物结构的第二层可能是有利的，以获得增强的容量，第二聚合物优选具有高分子量并因此具有更大的流体动力学半径R_h，而溶胀的第一层聚合物1的排阻极限防止聚合物2渗透到孔中。通常，利用分子大小排阻原理，以防止溶解的给定分子大小的聚合物渗透到分子排阻极限适当较小的孔中，提供了一种有用的策略，可以将所述聚合物明确地固定在多孔复合载体材料的外表面上。因此，在优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，使用方法部分中所描述的iSEC来确定多孔材料(载体或已成为复合材料)的孔体积和排阻极限，并根据iSEC数据(在合成的溶剂和温度条件下收集)来选择合适的聚合物，其不渗透所述孔体积的至少70％，优选80％，更优选90％。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，将官能聚合物，优选聚胺，更优选平均分子量为40.000Da的聚(乙烯胺)与交联剂，优选环氧乙烷型交联剂一起填充到标称孔径为25nm的载体材料的孔中，并在优选50℃至150℃的温度下反应优选5分钟至24小时。随后，使用未反应的环氧乙烷基团(其充当颗粒表面的锚)固定平均分子量为90.000Da的聚(乙烯胺)。在相关的优选实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在连接第二聚合物之前，在防止残余(过量)环氧乙烷基团水解的条件下，将第一阶段的氨基衍生化。

II.)同样与上述或下述实施方案中的每一个结合，另一组合成实施方案包括衍生存在于孔中的至少一种固定的官能聚合物1，然后任选地，固定下一个官能聚合物2和外部聚合物n+1。

III.)同样与上述或下述实施方案中的每一个结合，第三系列/组合成实施方案包括选择性衍生

---III a.)主要位于复合物孔内部的特定聚合物的官能团，或

---III b.)聚合物链的官能团，位于载体材料的外层或从外表面突出或超出到液体中，或

---III c.)用至少两种不同的配体分别衍生至少两种聚合物，例如1和2，对应地，1和n+1。

如果根据合成路线III b连接于外缘的配体在使用/应用溶剂中不表现出对目标蛋白质的亲和力，则根据设计原则B)，通常无需引入另一种非吸附性聚合物层。因此，如果一个层，优选一种吸附性聚合物在与进料溶液接触的外表面上被非吸附性配体选择性衍生化，那么一个层，优选一种吸附性聚合物就足够了。下面显示了相关的实施方案，例如具有聚胺的乙酰化。

以下是关于组I.)和组II.)的合成策略的优选实施方案：

在孔内随后或同时固定至少一种聚合物和一种外部聚合物n+1，任选地，与官能团或活性基团的衍生化结合。

这些实施方案包括可以连接至一种或多种载体材料的官能聚合物的几种组合。如上文和下文所建立的，根据本申请提供的设计原理和规则，许多另外的组合可能产生另外的实施方案。

官能聚合物包含至少一个配体、残基或单体单元，其能够与试剂，优选亲核试剂或亲电试剂，特别是与交联剂反应。在上面列出了优选的实例。所述试剂可以例如根据肽化学已知的方法预先被活化，或者可以已经具有活性，例如带有诸如环氧乙烷、酸酐或酰氯的官能团。

合成期间聚合物引入的顺序是任意的。

相对于进料的组成中的平均杂质分数的构成，可以有利地改变聚合物和/或层的连接顺序。

在一个实施方案中，与上述或下述实施方案中的任一个结合，载体材料的内壁和外壁上或在其孔的底部上的第一聚合物层的选择是考虑到对杂质化合物或原料中浓度最高的一类化合物的高结合亲和力。相关的杂质类别将不会被随后固定的聚合物吸附，因为这些聚合物选自具有相对较小或非常小的(甚至接近零)的分配系数的组。

在这种情况下，在孔的顶部至底部，或沿孔壁的向下方向，产生了键合杂质的下降浓度梯度，从而避免了高浓度杂质迅速堵塞孔。

各层通过共价键或非共价相互作用相互连接。

通过改变之前已经讨论过的参数，根据所需的排阻极限调节孔隙度。

至少将倒数第二层n的孔隙度调节到足够小的排阻极限，以防止靶分子进入孔体积。

包含至少一种聚合物n+1的最终层连接在在先聚合物的边界表面上(图3)，或者仅连接在载体材料的外缘上(图4)，优选不穿透网状物孔。根据iSEC分析估算适当的排阻极限。

在最优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，该最终层在用于纯化进料(包括至少一种杂质和至少一种目标化合物)的溶剂中显示出极性和/或电荷，而对目标化合物没有亲合力。聚(乙烯醇)(例如，Poval，Exceval，Kuraray的品牌，Hoechst，德国)是非吸附性聚合物的优选选择。上面列出了其他非吸附性聚合物。

如果固定相和流动相之间的界面(优选颗粒的外边缘)处的最终层包含含氨基的聚合物，则预计带负电荷的高分子量杂质(例如核酸)会结合到该外表面，从而覆盖整个外表面，因此在许多情况下阻碍了目标分子的吸附。同时完成核酸的去除，当处理包含至少一种目标蛋白的发酵液时，这被认为是一大优势。然而，等电点(pI)低于7的目标蛋白可能在一定程度上结合在上述阳离子聚合物结构的外表面上，该聚合物结构当然由于静电排斥而不会与碱性蛋白相互作用。出于这个原因，优选地，应当将外层设计成(在静电上)中性的，因为否则酸性或碱性蛋白质，就作为产物靶向而言，由于其在操作条件下的整体负电荷或正电荷，而可能被结合。然而，如果在下游加工发酵液的单个单元操作步骤中一起施用至少两种复合材料的混合物，则它们中的一种应优选地在外表面上带正电，以结合核酸和寡核苷酸。然后以最小量选择所述带正电的复合物的浓度，所述最小量恰好足以结合这些杂质。在测量了进料的核苷酸浓度和外表面上带有氨基的吸附剂的核酸结合能力后，确定两种复合物的最佳比例，范围为每毫升1mg至1.5mg DNA(来自小牛胸腺)。至少一种另外/其他复合物的外表面保持中性。这是将带负电荷的目标蛋白质作为溶质保持的适当策略，从而避免了各自的损失，同时将寡核苷酸与复合材料结合。

以下是用于合成具有两种(1、2)或三种吸附性聚合物(1、2、3)和一种惰性聚合物n +1的复合材料的本发明的优选实施方案。

在一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，首先连接到多孔载体材料上的聚合物1是亲脂性的，包含具有脂族或芳族单体单元，以及极性单体单元的共聚物，优选地包含聚(乙烯醇)-共-聚乙烯，或共-聚苯乙烯。还优选的是用脂族或芳族残基衍生的官能聚合物。如上文和下文的实施方案示例性地概述的，更优选的是衍生化的聚胺。

在水性介质中，孔内的亲脂性残基或位点对各种结构的杂质表现出足够强的亲和力，因此能够明显(appararently)定量结合这些溶质，从而导致大量去除这些溶质。

在一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，连接至所述亲脂性聚合物的第二聚合物包括具有阳离子交换剂性质的聚合物。上文列出了优选的含酸性基团的聚合物。另外优选的阴离子聚合物是马来酸酐的水解共聚物。

或者，适当改性的聚合物是适用的，其包括与任何官能聚合物(例如，用琥珀酸残基衍生的聚胺)(实施例)结合的阴离子残基或配体。这些阴离子聚合物能够吸附碱性杂质，优选pI值大于7的那些杂质。

在一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，第三层包含阴离子交换剂聚合物，优选连接至聚合物2的阳离子交换剂配体的裸聚胺。

在一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，所述第三层(层3)包含至少一种非吸附性聚合物n+1、n+2、n+i。

与上述和下述实施方案结合，优选的实施方案组合了亲脂性和离子性聚合物，所述离子性聚合物可以是阳离子或/和阴离子性聚合物。还优选仅在孔内是阳离子和/或阴离子聚合物，而外表面被亲水性聚合物屏蔽。

还优选的是在孔内结合了亲脂性、阴离子和阳离子聚合物，而外表面被惰性聚合物屏蔽的实施方案。

因此，本发明涉及一种复合材料以及所述复合材料的合成，所述复合材料包含载体材料和最多四种官能聚合物的组合，其中最多三种官能聚合物主要固定在所述载体材料的孔内，其中一种官能聚合物带有亲脂性单体单元、残基或配体，一种官能聚合物带有阳离子单体单元、残基或配体，一种官能聚合物带有阴离子单体单元、残基或配体，最终连接至倒数第二个聚合物或者连接至载体材料的外表面的官能聚合物带有弱亲水性基团，所述弱亲水性基团对水溶液中的生物聚合物不具有吸附性，优选羟基-、乙酰基-、甲酰基-、酰胺基或甲醛基基团。

主要在内部是指特定聚合物的薄的至少单分子层也可以固定在外部颗粒表面上。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，第一层包含含氨基的聚合物或共聚物，并且惰性聚合物n+1优选是上文列出的聚合物之一。

包含聚(马来酸酐)及其衍生物的实施方案。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，聚合物或共聚物包含马来酸酐单元。与亲核性化合物反应后，生成一种二价产物，分别地，当与水反应时，二价产物包含阴离子配体和羟基(基团)，当试剂是例如芳基或烷基醇或胺时(优选在非质子溶剂中溶解并反应)，二价产物包含羧基基团以及亲脂性酯或酰胺基团。

因此，本申请涉及一种复合材料，其中至少一种吸附性聚合物包含聚(马来酸酐)结构单元/单体单元，其又包含针对阴离子和亲脂性或亲水性残基的前体配体。

本申请还涉及一种复合材料，其中所述至少一种吸附性聚合物包含水解的聚(马来酸酐)单体单元，其包含阴离子和亲脂性或者阴离子和亲水性残基。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，第一层包含聚胺，其优选溶解于水性溶剂中，任选地，以及交联剂。在交联和蒸发水和可选的有机溶剂之后，优选地，干燥所得的复合物。随后，加入溶解的马来酸酐聚合物或交替共聚物，优选聚(异丁烯-alt-马来酸酐)或聚(乙烯-alt-马来酸酐)，而可以将孔和颗粒之间的空隙体积用反应溶液填充至一定程度，优选载体沉降体积的60％至120％。

将该中间聚胺复合物在优选20℃至120℃的温度下在30分钟至24小时的时间段内与马来酸酐聚合物反应。两种聚合物通过酰胺键和盐桥连接，从而形成两个层，其中酸酐基团保持完整，以进行可能期望的进一步化学修饰，即开环反应、酯化、酰胺化和其他已知的典型羰基化学反应。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，最后用高分子量惰性聚合物n+1，优选用上文列出的聚合物之一覆盖马来酸酐层的边界表面或上述复合物的外表面，并优选地，使伸入外部粒子空间的聚(马来酸酐)的可用酸酐基团与n+1聚合物的亲核残基反应。

在一个实施方案中，与上述和下述实施方案结合，另外使用限定量的二价或多价亲核试剂，优选脂族二胺，使马来酸酐聚合物交联。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在至少一种聚合物与马来酸酐聚合物偶联之后，将残余的酸酐残基与羟基、酯基或优选酰胺基团一起，优选与亲核化合物如羟基OH-或醇，更优选与胺一起转化为羧基。如果最终产物不应变成亲脂性的，那么最优选的是氨基乙醇作为选择的试剂。水解优选在水性溶剂中进行。酯和酰胺的形成是在非质子有机溶剂中完成的，该非质子有机溶剂优选为极性至中等极性的那些，更优选为DMF、二噁烷、THF、甲基叔丁基醚(MTBE)、二丁基醚，二氯甲烷或甲苯。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，第一层包含含有马来酸酐单元的聚合物或共聚物，优选聚(异丁烯-alt-马来酸酐)或聚(乙烯-alt-马来酸酐)，并且在溶剂蒸发之后，引入聚胺，优选溶解在水中，并且任选地与交联剂一起，优选地抽吸所得的中间复合物，并使化合物在优选20℃至120℃的温度下反应30分钟至24小时。最后，优选通过与中等亲核化合物，如多元醇或伯醇或仲醇反应，更优选地与胺反应，将残余的酸酐残基与羟基、酯或优选酰胺残基一起转化为羧基。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，同时加入氨基聚合物和亲核化合物。

在一个实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在添加聚胺水溶液之前，优选使用限定量的二价或多价亲核试剂，优选二醇或二胺，更优选脂族或芳族二胺，使马来酸酐聚合物交联。最优选的是乙二胺、丙二胺和1,4双(氨基甲基)苯(1,4bis(amininomethyl)benzene)。

在另外的优选实施方案中，与上述和下述实施方案结合，外表面最终被如上所列的高分子量惰性聚合物覆盖，并且优选地，通过与交联剂的残留环氧乙烷基团反应被固定。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在固定之前或之后，使聚合物或相关共聚物的马来酸酐单元与限定量的带有亲脂性或亲水性残基的亲核性物质，优选醇或胺反应，更优选地与在形式上包含脂族或芳族基团的残基反应，最优选地与氨基乙醇、苯乙胺、苄胺或己胺反应。剩余的酸酐官能团足以完成最终的固定步骤。

与上述和下述实施方案结合，仅通过第一聚合物的羧基之间的离子力固定聚胺，例如，在水解含马来酸酐残基的聚合物之后，或在与酸性聚合物接触后直接固定。上面列出了优选的含酸性基团的聚合物。

可以最后交联氨基聚合物。

任选地，连接非吸附性外部聚合物。上面列出了优选的非吸附性聚合物。

在另一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，将包含马来酸酐的聚合物或共聚物固定后，并用亲核物质衍生化后得到的复合物直接覆盖一层惰性聚合物，如上面所定义/所列。

在另一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，也可以使包含含有马来酸酐单元的聚合物或共聚物的复合物与高分子量的聚胺反应，从而不能进入复合物孔，优选与90.000Da的聚(乙烯胺)或其共聚物反应，从而在孔内部生成羧基基团，在外表面生成阳离子层。

在另一个实施方案中，含马来酸酐的聚合物填充了整个孔体积，而惰性亲核性聚合物连接于外表面。

在另一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，所连接的第一聚合物含有酸性基团，接下来的聚合物含有碱性基团，最后的聚合物是惰性的。

上面列出了优选的含酸性基团的聚合物。

基本上，聚合物连接的顺序可以在各种另外的实施方案中改变，同样与上文或下文实施方案结合。

通过与类别II.)(非选择性)或III a.)(选择性)有关的衍生化获得的优选实施方 案。

以下实施方案列出了几种可以连接到一种或多种载体材料上并随后衍生化的官能聚合物。根据如上文建立的/如本申请给出的原理和规则以及根据全面的现有技术合成方法，可以有许多另外的组合。

聚合物引入的顺序是任意的。

在下面的优选实施方案中，与上述和下述实施方案任一个结合，描述了用于合成在孔内是亲脂性的，但是在颗粒表面是亲水性的复合材料的一般程序。

亲脂性是指相应的聚合物带有衍生化程度为2％至98％，优选5％至80％，最优选10％至50％的脂族或芳族、杂环和/或其他烃基基团。优选的亲脂性配体或残基优选为苯甲酰基-、苄基-、苯基-、萘基-、短链和长链烷基-(n＝1至20)、不同种类的支链烷基、环戊基或环己基。当亲脂性残基已经掺入到预制的聚合物或共聚物中时，亲脂性基团的浓度应在上文和下文描述的用于固定聚合物层的衍生化的相同范围内。

在水性溶剂中，内部亲脂性表面几乎对任何物质都具有增强的亲和力，优选对蛋白质、肽、脂蛋白、脂多糖和相关化合物，这些物质足够小以进入孔，而同时，外部亲水性表面不会结合目标分子。

但是，必须避免将亲脂性聚合物链粘合在一起。由于这个原因，亲脂性配体的浓度必须不超过临界分数，所述临界分数必须通过实验确定。

在例如所引入的苯基或烷基之间存在强大的吸引力，阻止了在水性体系中溶胀。这就是为什么衍生化程度过高会抑制潜在的溶胀，因此必须避免。必须通过iSEC检验，优选在应用的pH值下，更优选在应用的溶剂条件(组成和pH)下，利用iSEC和普鲁兰校准分子量标准品，确定亲脂性衍生物在应用缓冲液中显示出足够的溶胀度，孔隙度R_h值在0.5nm至10nm之间，优选在1nm至6nm之间，最优选在2nm至4nm之间。

为了建立最佳的孔隙度，合成了小系列的复合物，其具有不同浓度的亲脂性单元，优选总计单体单元的10％、20％和30％。通过在所需的后续应用的溶剂中进行iSEC来监测孔隙度，可以轻松揭示所得网状物的孔径是否根据预期范围建立。

聚合物网络与溶质之间的亲脂性相互作用的程度和强度是通过选择合适的配体(例如，根据上面列出的结构单元)而引起的。

通过调整衍生化程度来最终建立所需的亲和力(结合强度)和孔径分布。

使用这样的配体或其组合，补充的亲水/极性相互作用也可以以特定的方式有助于所述亲和力。

将使用这种配备有阳离子外层/上层或表面的部分亲脂性复合物来增强对可进入网状物孔的蛋白质(例如，分子量低于100.000Da的宿主细胞蛋白(HCP))的结合亲和力，从而提供改善的去除特性，而核酸仍将被结合。在一个优选的实施方案中，内部氨基聚合物1含有亲脂性残基，而外部聚合物2是氨基聚合物。

举例来说，在一个实施方案中，使用合成如下复合物的通用方法来实现该设计：所述复合物在外缘(层2)上具有聚(乙烯胺)，在孔内具有含亲脂性基团(例如苯基)的官能聚合物1。

在优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，优选地使用带有亲脂性残基的环氧试剂，在引入亲脂性基团的同时，保存了含氨基的复合物的碱性。

亲脂性碱性复合物实施方案

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，用一元酸或其盐，优选使用50mM盐酸，更优选50mM乙酸铵，平衡至pH低于6后，带有氨基聚合物的复合物变得质子化。因此，聚合网状物溶胀，并且对于衍生试剂而言是完全可进入的。抽吸该悬浮液，并将湿饼用环氧化物的浓缩溶液孵育，其中试剂均匀地分布在溶胀的聚合物内。

抽吸后，引入例如约1M的三乙胺溶液，将pH改变至高于8的值，从而使聚合物的铵残基去质子化。在这种条件下，开始与环氧化物反应。由于在室温下与环氧化物的反应速度较慢，因此反应应在提高的温度下进行，优选在40℃至120℃之间，更优选在50℃至80℃之间，历时5分钟至48小时，优选10分钟至6小时，更优选20分钟至60分钟。

如果颗粒的外表面干燥，那么该外表面上的大部分氨基将保持未反应的状态，因为环氧化物试剂仅在复合物孔内部。

一般酰胺类型的实施方案，包括具有不同亲脂性衍生化程度的复合物。

如实施例中所述，进一步优选的实施方案包括优选在DMF中，与5％、10％和20％当量的任何带有亲脂性基团的酸酐(例如苯甲酸酐)，进行内部反应。作为原料，优选在孔填充和交联之后，通常在剩余的环氧基团水解之前，优选在用酸处理之后，直接使用含聚(乙烯胺)的复合吸附剂，以使网状物溶胀。在这种情况下，可以通过在50℃至120℃下与交联步骤之后剩下的那些环氧乙烷基团结合而连接第二外部氨基聚合物。优选的外部聚合物是上述惰性聚合物。

第二碱性层连接至亲脂性酰胺的实施方案

在另一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，随后将相关的酰胺，优选苯甲酰基中间产物，再次转移到50mM乙酸铵中，优选pH在4至6之间，并通过加热到约60℃通过孔填充步骤后留下的残留环氧基团来连接第二聚胺层，优选具有高分子量的聚(乙烯胺)。最后，对没有与第二聚合物反应的环氧乙烷基团进行酸性淬灭。

为了杂质去除目的，在使原料与复合吸附剂接触期间，合适的pH值低于6.5。然而，在上述实施方案的合成过程中，如果随后的外层共价键合需要剩余的环氧乙烷基团，则必须避免在低于4的pH下暴露10分钟以上，以防止它们水解。在这些条件下，氨基被质子化并彼此排斥，而氨基聚合物溶胀，从而防止第二聚合物进入孔中。只要不回收由于亲脂相互作用而捕获的蛋白质，则所述溶胀需求仍然是衍生化程度的唯一限制。

在交联之后仅使用剩余环氧基的封端的实施方案。

在多孔聚合物中获得轻微亲脂性内表面的最简单方法是，在第一个固定步骤之后，仅利用交联剂的剩余环氧化物基团。在调节条件的同时，为了保持残留的未反应的环氧乙烷基团完整，如上所述，首先在外表面连接第二聚胺，优选聚(乙烯胺)层。然后，通过在50℃至120℃的温度下，与优选溶解在DMF或DMF-水或甚至水中的氨基化合物、醇或另一种亲核化合物反应，而将残留的内部环氧化物基团转化为它们各自的衍生物。为此目的，中间复合物在低于6.5的pH下保持溶胀状态。在试剂已经分布在孔中之后，优选抽吸过量的试剂溶液。

随后将反应混合物加热足够的时间，这主要取决于所选择的温度。优选苯乙胺、羟基苄胺和多巴胺作为配体。

利用活化的聚合物的实施方案

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，可以通过现有技术中已知的任何已知方法，例如，使用水性条件下的表氯醇，或者非质子有机溶剂中的氯碳酸酯或羰基二咪唑(CDI)，或者水性或有机溶剂中的碳二亚胺，将固定的聚胺、聚酸或聚醇活化。优选的聚酸是聚(丙烯酸酯)和聚(甲基丙烯酸酯)。优选的聚醇是聚(乙烯醇)和聚(乙烯醇)共聚物。

为了避免不希望的交联，使用摩尔过量的活化剂是有利的，只要它是二价的。

用分子量为至少100Da的胺进行衍生化应该能够根据元素分析数据(CHN分析)估算反应性环氧浓度。

采用两相化学方法，根据设计II和III进行选择性衍生化的程序。

为了产生根据设计II或III的吸附剂，优选的方法包括使用两种不混溶的溶剂的合成路线。

该技术能够修饰颗粒或其他多孔载体材料的内表面，而不修饰外表面，反之亦然。为此，用不能与水混溶的有机溶剂或者用水性溶剂混合物填充孔体积。悬浮液的液相因此是水性或有机的。

优选的是水或缓冲水溶液与醚、脂族和/或芳族以及卤代溶剂结合。更优选的有机溶剂是甲苯、二氯甲烷、三氯乙烷、正庚烷和1-辛醇。酯如乙酸乙酯也是可行的。

有机液相通常是含有表面修饰所需试剂的溶液。优选的试剂是不溶于水或水溶性差的亲电性化合物，更优选活化的羧酸，最优选酸酐、羧酸氯化物和-叠氮化物、环氧化物和烷基卤化物。

可以使用两性离子染料Betain 30使有机溶剂和水相之间的界面可视化，以便控制用所选溶剂填充颗粒体积的程度。抽吸包含多孔载体材料或复合物的悬浮液后，可以通过可控地缓慢蒸发留在孔内的溶剂，来稍微改变所述界面。溶剂的去除优选通过连续称量材料来确定。

在一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，将湿的多孔载体材料或复合材料保持在20℃至120℃之间，以便从孔中除去目标量的溶剂。

基本上，任何官能聚合物都适合在载体材料的孔的内部或外部进行连接。优选的是具有活化的或亲电的或亲核的配体/官能团的聚合物，更优选的是含有环氧化物、酸酐、内酯、羟基、胺或羧基基团的聚合物。此外，可以使用文献中已知的试剂进一步活化任何种类的官能团。

更优选的是聚醇，如聚(乙烯醇)，聚酸，如聚(丙烯酸酯)或聚(磺酸酯)，和聚酸酐，如聚(马来酸酐)及其共聚物。最优选的是聚胺，特别是聚(乙烯胺)及其共聚物，因为伯氨基或仲氨基对于衍生化，特别是对于稳定酰胺的制备是理想的。

聚(乙烯醇)基本上可以与活化的化合物进行相同的反应，与酸如羧酸、磺酸或膦酸化合物形成酯，或与环氧化物或烷基卤化物(出于产品稳定性的原因，它们是优选的)形成醚。

重要的是要进行适当的溶剂交换，以确保两种不混溶的溶剂之间的界面位于颗粒外表面附近。为了在反应之前和之后进行溶剂的交换，建议从水性条件逐步转移到有机条件，首先是乙醇，然后是丙酮，最后是疏水性有机溶剂，优选甲苯或二氯甲烷。可以颠倒该溶剂顺序，以便例如从甲苯返回至水，然后任选地返回至水性缓冲液。如果在每个步骤之后都小心地抽吸液体，则通常认为每个溶剂交换步骤用五倍床体积进行五次消化就足够了。

基本上，任何种类的配体组合都可以通过使孔体积内和颗粒外表面上所包含的聚合物进行选择性反应来产生。各自的化学反应是技术人员通常已知的。以下是复合材料中等极性和非极性区域的优选组合：

1)内部亲脂性–外部阳离子性的复合物

优选的实施方案包括官能聚合物，更优选聚胺，用脂族或芳族残基进行衍生化而对其进行修饰，旨在修饰孔内部表面，而颗粒外部边缘上的氨基基团保持原始状态，因为外部颗粒表面上的水性环境防止它们与亲脂性试剂接触。

这种选择性反应，在空间上限于与包含第一液相的相应相容性溶剂接触的表面，同时避免在相应不相容的第二液相中发生，其中两个相通过不混溶的溶剂之间的界面分开，这种选择性反应也适用于上文和下文实施方案，也可以与本文描述的任何其他实施方案结合。

可以以相同的方式例如从聚(乙烯醇)和环氧烷烃生成醚。

对于包括组合1)至12)的更详细的实施方案，参见下文。

2)内部亲脂性–外部阴离子性的复合材物

优选的实施方案包含官能聚合物，更优选聚胺，用脂族或芳族残基进行衍生化而进一步修饰孔的内部，其中将试剂溶解在有机溶剂中，并且在溶剂交换后，用活化的羧酸、磺酸或膦酸，优选二羧酸的酸酐，更优选用琥珀酸酐或戊二酸酐衍生化修饰外表面。

3)内部亲脂性-外部非吸附性，优选极性的复合物

优选的实施方案包括官能聚合物，更优选聚胺，其内部用脂族或芳族残基衍生化，然后外部用内酯、乙酸酐或乙酰氯衍生化。

4)内部阳离子性–外部阴离子性的复合物

优选的实施方案包括填充有聚胺的复合物，优选用碱水溶液将该树脂平衡至碱性pH，优选8-11，然后抽吸，任选地用与水不混溶的溶剂洗涤，随后通过加入溶解在与水不混溶的溶剂中的二羧酸，优选琥珀酸的酸酐，而在悬浮液中衍生化。

5)内部阳离子性-外部非吸附性，优选极性的复合物

载体材料填充有聚胺酸性水溶液，而外缘在碱(优选不溶于水的胺，更优选辛胺)的有机溶液的存在下保持去质子化，并用产生酰胺或羟基基团的试剂，优选乙酸酐，或溶解在非水混溶性溶剂中的内酯衍生化。

6)内部阳离子性–外部亲脂性的复合物

与上述4)或5)中相同的步骤，但是使用脂族或芳族羧酸的酸酐，优选具有至少四个碳原子的脂族或芳族羧酸的酸酐，更优选苯甲酸酐，作为衍生化试剂。

7)内部阴离子性-外部阳离子性的复合物

优选的实施方案包括表面完全被聚胺涂覆的复合物，并且其中表面的内部通过与二羧酸的酸酐反应而被修饰，而位于外表面的氨基基团保持在原始条件下未修饰。

8)内部阴离子性–外部非吸附性，优选极性的复合物

优选的实施方案包括表面完全被聚胺涂覆的复合物，并且其中通过在第一步中与二羧酸的酸酐进行反应而对表面的内部进行修饰，而在第二步中，通过与溶解在与水不混溶的溶剂中的内酯或乙酸酐进行反应而对外表面上的氨基基团进行修饰，其中在将孔体积内的溶剂交换为调节至pH值低于6的水溶液后进行第二步。

9)内部阴离子性–亲外部脂性的复合物

与上面8)中相同的步骤，但是选择疏水试剂来修饰外表面，优选亲脂性酸酐或内酯，更优选苯甲酸酐。

10)内部亲水性–外部阳离子性的复合物

通过与溶解在与水不混溶的溶剂中的乙酸酐或内酯反应，而在内表面对聚胺覆盖的复合物进行修饰。在该过程中，颗粒异常地不会悬浮在溶剂中，从而使氨基基团以未被修饰状态从外表面突出。

与上文或下文实施方案的任一个结合，这是适用组合于1)到12)中任何一种的通用过程，避免了外部颗粒表面与溶剂之间的接触，因此将化学修饰反应仅限制在内部表面，而使外部表面保持原始状态，这是该具体实施方案的一般意图。

11)内部亲水性性–外部阴离子性的复合物

通过与溶解在与水不混溶的溶剂中的乙酸酐或内酯反应，而在内表面上对含聚胺的复合物进行修饰。在该步骤期间，颗粒不悬浮在溶剂中，从而防止了从外表面突出的氨基基团参与所述反应。随后，用水填充孔，同时使外表面上的氨基基团与溶解于与水不混溶的溶剂中的二价酸的氯化物或酸酐(例如磺酸、膦酸或羧酸，更优选马来酸、谷氨酸酐，最优选琥珀酸酐)反应。

12)内部亲水性-外部亲脂性的复合物

与步骤11)相同，但是最终试剂是亲脂性酸酐。

实施方案1)至8)优选用于分离生物制品，其中进料和流动相为水性。实施方案3)特别适合于反相应用。

实施方案10)至12)优选用于分离溶质，其中进料和流动相均为有机的。

实施方案6)、9)和12)在水和有机条件的溶剂下/中同样良好地起作用。

也可以使用技术人员已知的各种聚合物、试剂和合成路线，获得与1)–12)中所概述的极性组成相同或相关的结构。

因此，本发明提供了一种用于选择性衍生化位于聚合网状物内部的聚合物的官能团的方法，

其特征在于，聚合网状物被衍生化试剂在与水不混溶的溶剂中的溶液填充，而

该网状物外部的体积填充有水性溶剂。

本发明还提供了一种用于选择性衍生化位于聚合网状物内部的聚合物的官能团的方法，

其特征在于，聚合网状物被衍生化试剂在水性或与水不混溶的溶剂中的溶液填充，而

该网状物外部的体积不包含液体。

此外，本发明提供了一种用于选择性衍生化位于聚合网状物的边界表面上的聚合物的官能团的方法，

特征在于，聚合网状物被水性溶剂填充，而该网状物外部的体积被衍生化试剂在与水不混溶的溶剂中的溶液填充。

基本上，可以使不溶于水或水性溶剂混合物的试剂溶解，并使其与目标聚合物在水相中反应，同时应用上述一般原理和规则，而在有机相中则不发生反应。

衍生化试剂优选在很大程度上不溶于水。优选地，分配系数log P_ow大于1.5，更优选地大于2。

衍生化试剂可能由于副反应(例如在溶剂-水-体系的界面发生的水解)而在一定程度上逐渐失活，只要与聚合物官能团的主要反应进行得足够快以达到预期的衍生化程度即可。优选地，使用1.2倍过量的衍生化试剂，更优选地，使用1.5摩尔当量。

为了实现完全的表面覆盖和高度的衍生化，可以将特定反应重复一次或两次。

因此，聚合网状物或者填充多孔载体材料的整个孔体积(图3)，或者仅填充所述孔体积的一部分(图4)。

选择性引入具有不同极性和电荷的配体的以下方案包括应用两种不混溶的溶剂并靶向聚合物衍生物的组合的方法的优选实施方案。这些实施例只是众多实施方案的选择，可以根据本发明的教导(技术知识)进行。此外，本领域技术人员将知道哪种聚合物和哪些试剂适合于衍生化的目的。

概述：以下操作通常有利的：在引入试剂之前，先从溶胀的聚合物构象开始，以使试剂在聚合网状物的整个上方和内部均匀分布。当施加具有可电离基团的聚合物时，以下程序可适用于产生阳离子或阴离子表面，从而使聚合物采取所需的溶胀构象。

使用pH值低于6.5的一元酸或酸性缓冲液对氨基基团进行质子化引起聚合物充分溶胀，从而使试剂溶液随后在网状物内部均匀分布。二价或多价酸(如硫酸、磷酸或琥珀酸)较不适合溶胀，因为它们具有双重或多重离子官能度，因此可以充当交联剂。

因此，在碱性条件下(即在碱性溶剂的存在下)去质子化之后，包含例如羧酸、磺酸或膦酸残基的酸性聚合物采取溶胀构象。

以这种方式，在孔内部而且在孔外部的反应之前，对上文和下文实施方案的复合物进行处理。

根据路线1)的实施方案

在孔内选择性反应，包括一个(单个)一锅法，用于合成内部为亲脂性且外部表面为阳离子性的复合材料。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，将填充有交联聚(乙烯胺)网状物的前体复合材料(例如根据实施例1合成)的孔用pH值调节至6.5以下的酸或缓冲液平衡。合适的是50mM醋酸铵溶液(pH 6)，这也是确定孔径分布的标准缓冲液。优选的是0.5M至2M的一元酸，例如0.5M至2M盐酸。

随后，将包含质子化的溶胀聚合物的复合物转移到与水不混溶的溶剂中，如上所述逐步转移，优选转移到甲苯或正丁基醚中，并抽吸，优选地，然后进行干燥。然后将复合材料(优选地，包含颗粒)转移到在甲苯中的含有过量的亲脂酸酐试剂(优选苯甲酸酐或甲基戊酸酐)的溶液中。

如果将烷基卤化物用作衍生化试剂，那么聚合物的基本特性将得以保留，而随着反应的进行，网状物将变得越来越亲脂。为此目的，优选烷基溴或芳基烷基溴。更优选具有4至18个碳原子链长的烷基溴。

在这个特定的实施方案中，试剂分布在复合物孔和外部体积之间。固定的聚合物的官能团的浓度通常在0.5M至2M之间。因此，在优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，以实现高衍生化程度，衍生化试剂的浓度优选为0.5M，更优选为1M，最优选为2M。

振摇足够的时间，优选5至20分钟后，试剂将均匀分布在孔和悬浮液的外部体积之间。抽吸后，将复合物转移到三乙胺水溶液中，优选在0.5M和1M之间。溶解的强碱性叔胺会渗透到复合物的孔中，并将从内部聚合物表面突出的质子化的伯氨基基团转化为它们相应的游离碱性形式，进而容易与酸酐反应。同时，复合物外表面上的氨基基团不与亲脂性酸酐接触，因为它们仅被水润湿，因此基本上保持不变。

对于下文和上文所描述的相关实施方案，推荐/强制采用化合物的溶胀、质子化、去质子化和浓缩的上述规则和原理。

根据路线2)的实施方案

一种在孔内部为亲脂性，但在外表面为阴离子性的复合材料的合成。

根据上文路线1)的实施方案，将孔体积中的内部官能团衍生化。然后根据下文路线4)的实施方案的规程将外部官能团衍生化。

或者，将溶解于水或优选地溶解于pH调节至7以上的水性缓冲溶液中的聚(丙烯酸酯)或聚(甲基丙烯酸酯)填充到载体材料的孔中。抽吸悬浮液并优选地进行干燥。随后，逐步地交换溶剂，从乙醇开始，然后是丙酮，甲苯，最后是二氯甲烷。

使活化剂，优选羰基二咪唑(CDI)，更优选烷基氯碳酸酯的溶液分布到孔中，优选地，通过扩散。

为此目的，活化剂以少量的所述溶剂提供，优选地，以过量的浓度提供，更优选地，以1.5至2倍过量提供。

或者，将含有酸性聚合物的载体材料干燥，并将具有活化剂的溶液填充到孔中。

一旦羧基基团的活化完成，其中反应时间优选在15分钟至30分钟之间，然后抽吸，则优选地，使用相当于目标交联度的量的交联剂将聚丙烯酸酯交联。交联剂是二醇，优选二胺。

在另一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，将具有活化的聚丙烯酸酯的颗粒在温和条件下，优选在20℃至40℃之间的减压条件下干燥，并将交联剂溶液快速填充到孔中。

对于最后的衍生化步骤，还优选从干燥的复合物开始。该方法使得试剂能够快速分布在整个聚合物上。

最后，使剩余的活化的羧基基团与溶于有机溶剂的脂族或芳族亲核化合物反应，优选醇、硫醇或胺，更优选苄胺。

在另一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，以期望的比例以混合物的形式同时引入交联剂和衍生化试剂。

该方法也适用于包含其他聚合物、交联剂和衍生化试剂的上文和下文实施方案。

根据路线3)的实施方案

一种在孔内部为亲脂性，但在外表面为惰性的复合材料的合成。

根据上文路线1)的实施方案，通过衍生化来修饰孔体积中的内部官能团。然后根据下文路线4)的实施方案的规程将外部官能团衍生化，而二羧酸的酸酐被乙酸酐或内酯代替。

根据路线4)的实施方案

包括在孔的外部进行选择性反应。

通过外部官能团的选择性衍生，合成一种在孔内部具有阴离子性，但在外表面具有阴离子性的复合材料。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，将填充有交联聚(乙烯胺)的前体复合材料(例如根据实施例5)的孔用50mM乙酸铵溶液(pH 6)或优选地用一元酸平衡，从而使氨基基团质子化。当使用酸时，随后将颗粒用水洗涤两次，以除去过量的酸。

小心抽吸悬浮液后，将仍填充有水性溶剂的颗粒与过量的内酯或酸酐，优选至少100mM的琥珀酸酐溶液和三乙胺(至少100mM)，在与水不混溶的有机溶剂，优选甲苯、二氯甲烷或二正丁基醚中混合，并使其反应较短的时间，优选5分钟至30分钟。在这些条件下，突出到有机溶液中的聚合物链的质子化的氨基基团会转化为游离的氨基基团，从而与酸酐反应，而一部分过量的酸酐(尽管几乎不溶于水)将在界面上被水解。然而，由于基本不存在水溶性差的酸酐，孔内的氨基基团(尽管也部分去质子化)不会或仅在很小的程度上被衍生。

根据路线5)的实施方案

一种在孔内部为阳离子性，但在外表面为惰性的复合材料的合成。

根据上文路线4)的方案，与上述和下述实施方案结合，在另一个优选的实施方案中，使用乙酸酐或乙酰氯，以在外表面上获得不与进料中的任何种类的生物聚合物显著相互作用的惰性基团。

根据路线6)的实施方案

一种在孔内部为阳离子性，但在外表面为亲脂性的复合材料的合成。

根据上文路线4)的方案，与上述和下述实施方案结合，在另一个优选的实施方案中，使用亲脂性酸酐，优选苯甲酸酐或甲基戊酸酐，以获得亲脂性的外表面，其不与有机溶剂中的任何种类的溶质发生显著相互作用，而是结合水性溶剂中的非极性溶质和中极性溶质。

孔内的其他化学修饰。

根据路线7)的实施方案

一种在孔内部为阴离子性，但在外表面为阳离子性的复合材料的合成。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，通过将溶剂从水性悬浮液交换到有机溶剂(优选甲苯或二氯甲烷)中，将pH值低于6的填充有溶胀的质子化的交联聚(乙烯胺)的复合物从水性条件转移到非水性条件，然后彻底抽吸，或者优选地，进行干燥。将抽吸或干燥的复合物浸泡在一种溶液中，所述溶液在非水混溶性溶剂(优选甲苯、二丁醚或二氯甲烷)中含有活化的配体，优选多价羧酸、磺酸或膦酸的氯化物或酸酐，优选琥珀酸酐或戊二酸酐，以将溶解的试剂分配到复合物孔中(如上所述)。然后立即将该材料再次抽吸并用水洗涤，注意不要让多于非常少的有机溶剂从颗粒间隙体积到达沉降的悬浮液的顶部，而水不会显著冲洗孔。然后，通过摇动在优选地有机碱的1M水溶液(例如三乙胺的水溶液)中的颗粒，使氨基基团从阳离子状态转变为游离的碱状态。尽管三乙胺介导的孔内游离氨基基团的生成促进了它们与水不混溶性酸酐的快速反应，但从外部颗粒表面伸入水相的氨基基团并没有被明显地衍生化，因为在该位置各自缺少试剂。

在足够的反应时间后，抽吸颗粒，然后先用丙酮，然后用乙醇洗涤，直到甲苯后的气味消失为止。最终，将材料用水洗涤并在水性缓冲溶液中平衡以储存。优选的反应时间是30分钟至两小时。

根据上文的设计标准B1.2，在孔内没有聚合物层的复合物的实施方案。

本发明的一类重要的复合材料包含裸吸附性载体材料，其具有适当平均尺寸的孔以实现明确定义的所需排阻极限，在外部涂覆至少一个聚合物层，优选至少一个惰性层n+i(i＝1、2、3、k)，而在复合物制备的条件下，所述外部惰性聚合物在空间上被排阻在载体孔之外。但是，大多数市售聚合物，特别是工业级聚合物，表现出较宽的分子量，因此具有回转半径(R_a)分布。结果，只有足够小的聚合物分子才能进入载体孔。这样，几乎不可能在与内部和外部颗粒空间连接的聚合物之间建立清晰的划分。因此，将优选地不会以这种方式实现目标设计。这就是为什么截留低直径聚合物级分是有利的。当处理大量时，通过重量沉淀法分离聚合物或通过尺寸排阻分级分离聚合物实际上是不可行的。

因此，在本发明中公开了一种快速且合理的操作：在一个优选的实施方案中，同样与上述或下述实施方案中的每一个结合，通过使所述溶液与吸附剂(其具有确定目标排阻极限的孔径上限)接触，将不希望的低分子量聚合物级分从溶液中除去。在这种情况下，较小的分子聚合物线圈变得易于吸附在所述吸附剂的孔内，而较大的聚合物分子仅有可忽略的一部分结合到外表面，因为后者仅占材料总可用表面的一小部分。随后，通过过滤、沉降或离心除去溶液，剩下的固体材料即可用于随后的外表面涂覆。

用于除去所述低直径聚合物分子的优选的吸附剂随后还用作用于连接惰性层的载体材料。

如果较低的级分截留不完全，则可以重复该吸附过程。

用于这种聚合物分级分离的优选的吸附剂是氧化铝、二氧化钛，更优选标称孔径在2nm至100nm之间，优选在5nm至50nm之间，更优选在10nm至30nm之间的硅胶，还为了利用其对分离过程中任何极性化合物的高结合能力。根据预先收集的相应聚合物溶液的反向尺寸排阻色谱法(iSEC)数据，计算出在预期的具体分离过程中为了去除低分子量级分所需的此类吸附剂的适当孔隙度和量。

这种负载有聚合物的二氧化硅可用于许多选择性要求较低的吸附过程，例如，从稀释的废液中去除有害物质，或更普遍地，可用于多种废水处理中。

随后，将选择的聚合物固定在所需载体材料的外表面上。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，将载体材料用水填充，并从上清液中抽吸，然后将滤饼悬浮在聚合物的水溶液中。抽吸后，将聚合物涂覆的颗粒用其两倍体积的溶解在与水不混溶的有机溶剂中的交联剂溶液悬浮，优选再次抽吸，加热并在50℃至90℃保持10分钟至120分钟。该反应也可以在悬浮液中进行，所述悬浮液在交联剂的过量溶液中制备，通常导致较高程度的交联。

或者，在另一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，将交联剂溶解或悬浮在聚合物溶液中，使所得反应混合物与载体材料接触，抽吸，并将被涂覆的载体材料加热。

在另一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，将载体材料的孔用与水不混溶的溶剂填充，然后抽吸。随后，将具有收缩的聚合物(优选聚胺或聚醇)的水溶液与交联剂(优选双环氧化物)一起与载体材料混合，并在5分钟至10分钟后抽吸。包含聚合物和交联剂的层保持吸附在载体材料的外表面上。然后，如上文对环氧交联剂所述，通过将被涂覆的材料在50℃至120℃加热足够的时间来实现交联。优选地，在开始交联反应之前，将有机溶剂从孔中蒸发。

在另一个实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，使聚合物吸附到填充有有机溶剂的载体颗粒的外表面上，但是在开始时不添加交联剂。然后，优选地蒸发有机溶剂，并将干燥的颗粒短暂地浸入交联剂，优选双环氧化物的有机溶液中。因此，聚合物层变得负载有适量的交联剂。抽吸后，将颗粒在110℃至60℃的温度下加热10分钟至2小时。

具有仅涂覆在外表面上的材料的实施方案所用的载体优选地包括标称孔径为4nm至100nm的，优选10-50nm，更优选15-30nm的多孔材料。

优选的是无机和有机的整体式或颗粒状多孔材料，更优选颗粒，最优选硅胶、氧化铝、钛和锆的氧化物或纤维素、右旋糖苷凝胶、聚丙烯酸类和聚酯材料，它们都具有在所述孔径范围内的孔。

在一个优选的实施方案中，与上文和下文实施方案的任一个结合，优选在按照上文描述的方法除去低分子量级分之后，将在合成所用的溶剂中表现出至少100.000Da的分子量/至少9nm的R_h值的官能聚合物，优选聚胺，更优选聚(乙烯醇)或其共聚物连接到载体材料上。

在另一个优选的实施方案中，与上文和下文实施方案的任一个结合，将孔在10nm至100nm之间的硅胶与分子量大于100.000Da，优选200.000Da，更优选大于500.000Da的聚(乙烯醇)的溶液接触足够的时间。在优选通过抽吸除去聚合物溶液之后，用二氯甲烷洗涤颗粒，而水保留在孔内。然后将它们悬浮在至少二价的环氧化物，优选己二醇二缩水甘油醚，在与水不混溶的溶剂，优选甲苯或二氯甲烷中的溶液中，并在50℃至130℃的温度下加热10分钟至24小时的时间，直到剩余的外部聚合物层交联。最后，将复合材料用乙醇、水和适合具体应用的缓冲液洗涤。交联度取决于所选溶剂中的交联剂浓度。优选地，使用已建立的气相色谱法，通过时间依赖性的交联剂溶液的浓度测量来确定反应的交联剂的量。

为了首次调整在具有载体材料、聚合物和交联剂的体系中的交联度，使用热重法测量固定的聚合物的量，并合成四个具有不同交联剂浓度的测试批次。最后，可以根据目标交联度调节该浓度。

与活化的聚合物或活化的试剂的反应。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，在以交联的聚胺作为第一层的复合物的外表面连接高分子量的聚(丙烯酸酯)。聚(丙烯酸酯)的固定很容易在水溶液中进行，导致形成由离子力吸附的薄聚合物层。但是，通过与交联剂的剩余环氧化物残基反应，聚丙烯酸酯的羧基将形成稳定性差的酯。

或者，可以应用肽化学中已知的常规活化方法进行羧基-胺偶联，例如在将溶剂交换为二氯甲烷或甲苯之后，用水溶性碳二亚胺或用氯代碳酸烷基酯，形成混合酸酐。

优选使用聚马来酸酸酐作为惰性外部n+1层的前体，因为与使聚合物链暴露的突出的氨基基团快速形成酰胺键，而反应溶液中优选地有机叔胺将铵离子转化为氨基配体并中和第二个马来酸残基。最后将过量的酸酐基团用例如氨基乙醇淬灭。根据具体聚合物或共聚物的溶解度，该反应将需要与水不混溶的有机溶剂作为颗粒外介质，而孔体积仍被水填充。或者，内部和外部体积都可以填充有非质子有机溶剂，优选二甲基甲酰胺(DMF)。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，复合物设计是孔内部为阴离子性，优选包含水解的马来酸酐聚合物，并且，优选在与聚胺(其分子大小足够大，从而在空间上保持被排阻在孔之外)反应之后，在颗粒表面上为阳离子性。

基本上，可以将孔内部的第一聚合物衍生化，然后在另外的活化步骤之后，连接第二聚合物。由于小分子，如羰基二咪唑类型(CDI)或表氯醇(ECH)的二价活化剂，始终可以进入孔，因此孔内部的原始官能团也变得被活化，甚至在一定程度上交联。

为了避免不希望的交联，使用过量的活化剂(至少过量1.5当量)。尽管原则上可行，但是任何化学计量的活化都显著更加困难。

如果对于所需的与溶质的相互作用而言，最初存在的官能团不是必需的，那么它们的化学修饰，即转化为不同的官能团可以被认为是可接受的。最后，在引入所需的配体后，应使过量的活性位点失活。如果例如使用CDI进行聚(乙烯胺)的活化，那么氨基乙醇最终会生成羟基，或者使用(二乙基氨基)乙胺进行失活，甚至将会保留初始聚合物的基本特性。

该活化可以另外用于后续引入其他所需的官能团/配体。

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，还可以在固定之前，提前将一种或两种聚合物衍生化。然而，在较高的衍生化程度下，随后两种聚合物的交联和结合会更加困难。

基本上，聚合网状物孔的衍生化可应用于上述任何实施方案中，包括利用替代载体材料，例如整料、各种组织或任何种类的过滤材料。

此外，从各种材料中选择的平的或扁平形状的装置也可应用于所描述的选择性衍生化过程，条件是它们对于用相应不混溶的溶剂或溶液润湿而言，是相容的。

有关本发明的吸附剂的使用的实施方案

在一个优选的实施方案中，与上述和下述实施方案结合，关于上述设计原理和方法提及的任何复合物和可以制备的任何复合物均可用于从原料中纯化目标化合物。

在另外的优选实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，将至少两种复合物混合以纯化目标化合物，优选从原料中纯化蛋白质。比例是任意的，可以根据具体纯化任务进行估算和调整。当两种复合物混合时，优选的比例在10:90至90:10的范围内。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，选择至少两种复合材料充分混合并用于批次分离过程中。

在充分考虑了相应样品或工艺进料的杂质分布后，选择混合物中复合材料的比例。为了实现杂质的完全去除，首先应评估单个复合材料的去除率。另外，收集的和进一步浓缩的(例如从先前的运行中分离出的)杂质的等电聚焦，使得可以预先选择合适的复合吸附剂及其合适的组合。

各种复合物和复合物混合物可以在柱中应用，包括任何种类的色谱法，优选梯度洗脱或等度洗脱液相色谱法，也可以在膨胀床和流化床技术中应用。

在一个优选的实施方案中，与上文和下文实施方案的任一个结合，将至少两种复合材料充分混合，然后将所得混合物装入色谱柱。

优选地，应用批次分离工艺，避免对流操作。更优选的是两步批次处理，最优选的是一步批次处理。

关于上述各种分离方法，应用至少两种复合材料的组合或体系。

此外，应用包括至少一种复合材料和至少一种液相的体系。

复合吸附剂和相关实施方案的其他一般合成原理和方法。

本申请的目的是提供用于制备复合材料的方法。

该目的通过一种方法来实现，包括：

用至少一种官能聚合物或共聚物和任选地至少一种交联剂的溶液(反应混合物)填充多孔载体材料的至少孔体积，并通过交联、共价连接或沉淀原位固定所述官能聚合物，其中载体材料是颗粒状的、薄膜状的或整体式。

作为载体材料复合吸附剂也可以以另一种制备或商业来源提供。

下述原理和制备的相关实施方案均适用于第一聚合物1和其他吸附性聚合物2、3、n的固定化，以及非吸附性聚合物n+1、n+2……n+i的固定化。因此，以下是根据本发明制备所述复合材料的优选实施方案：

如果将聚合物或共聚物官能化，那么每个分子具有至少一个能够与载体表面发生交联或共价结合，或吸附在该表面上的基团。

与上文或下文实施方案的任一个结合，现有技术中已知的任意交联剂均适用于固定根据本发明的聚合物。

与上文或下文实施方案的任一个结合，交联剂优选为双环氧乙烷或双醛，例如琥珀酸或戊二醛，只要该聚合物含有氨基基团。如果使用双醛作为交联剂，则后续的还原步骤对于稳定目的是有利的。具有多于两个的反应性基团的交联剂也是适用的。

优选地，交联剂应代表聚合网状物的形成中的化学活化的试剂。

或者，可以使用现有技术中，特别是肽合成中已知的试剂和方法，将聚合物作为化学活化的搭档引入。

聚合物也可以是先天反应性的。在这种情况下，聚合物的官能团可以在交联过程中自身产生或随后应用反应性或活化的聚合物，例如来自聚(马来酸)的酸酐或聚环氧乙烷产生。

使用现有技术的碳二亚胺试剂，优选水溶性碳二亚胺，也可以活化交联剂或聚合物两者，以使整个反应在水性或非水性条件下进行。

可以使用任意溶剂进行合成，所述溶剂在制备条件下不与交联剂和/或可交联的聚合物反应或仅缓慢反应，并且优选将所述反应物溶解至至少1％(w/v)溶液。在该上下文中，缓慢意指在选定的温度下，仅使用对比实施例1所示的聚合物交联剂溶液，在至少30分钟之前没有发生可见的胶凝化。

对于合成方法和随后的洗涤和平衡，仅使用水性介质是有利的，优选使用可溶于水或可与水性反应溶液混溶的交联剂。

在一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，交联反应在孔填充期间不是已经开始了，而是随后，优选在升高的温度下或pH变化下开始。因此，与环氧化物交联剂或环氧活化的聚合物的交联在优选高于50℃的温度下开始，而在室温下30分钟后甚至在2小时后也没有发生可见的凝胶化。

在另一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，含氨基的聚合物与反应性交联剂如羰基二咪唑的交联在pH值低于7，优选低于6时被抑制，并且在将pH调节至优选高于7，更优选8之后开始，因为质子化的氨基基团的反应速度非常低。

在另一个实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，首先将交联剂施加到载体材料孔中，任选地使树脂至少部分干燥，最后引入聚合物溶液并交联。

在更优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，将交联剂与可交联的聚合物一起在水或水溶液中施用。尽管甚至低于2％(v/v)的交联剂量，优选使用上述双环氧化物，最优选己二醇二缩水甘油醚，不能完全溶于水，但所形成的乳液令人惊讶地分布在载体材料孔内，从而产生稳定的交联的聚合网状物。

在一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，本发明的目的通过如下达到：使至少一种收缩的可交联的聚合物与至少一种交联剂反应，从而形成包含在网状物中的至少一个聚合物层，其在某些溶剂或缓冲液中选择性地溶胀或收缩。

这是连接第一聚合物层的优选方式。

或者，在一个不同的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，所述第一聚合物可以共价连接于所述载体材料的表面，并且任选地另外进行交联。

在另外的优选实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，任何随后连接的聚合物可以通过共价键或非共价键连接至初步的聚合物层，也可以独立交联。

在一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，用反应溶液(其包含官能聚合物和任选地交联剂)填充孔，并且在一步法中反应，而无需预先或中间干燥。

在另一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，本发明涉及孔填充步骤，其中反应溶液用非溶胀溶剂、溶剂混合物或缓冲液制备。

为了包括初步孔填充在内的反应，优选将可交联的聚合物或共聚物溶解在将使聚合物收缩的溶剂或缓冲液中。因此，单个聚合物线圈或主体的分子体积将最小化，允许将最大量的聚合物引入窄孔中。

在聚丙烯酸酯或其他酸性聚合物的情况下，在酸性pH范围内抑制溶胀，产生非解离构型。在含氨基的聚合物的情况下，碱性pH产生这种所需的分子收缩。中性聚合物，如聚乙烯醇，优选溶解在接近θ点的水性混合物中，例如用水-丙醇混合物。

在一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，用反应溶液填充载体材料，使液体自发浸泡到孔中。现有技术中已知的任意其他孔填充方法也是适用的。

然而，使用浸泡技术难以精确填充多孔颗粒载体材料的整个孔体积。同样，孔体积测定(比较方法)总是意味着一定的误差，准确确定待施加的反应液的所需体积变得更加困难。因此，很难避免大部分颗粒将在外表面上稍微过载液体，例如，仅仅因为液体的表面张力。结果，当加入的反应混合物的体积仅等于所测定的孔体积时，其它颗粒的孔部分必然地不被完全填满。

由于在制造过程中基本上不可能同时将所有颗粒与液体接触，因此该不均匀颗粒填充的问题甚至会变得更加严重，特别是在大量处理时。

关于专用应用，绝对要求用交联的聚合物完全覆盖载体材料的可及表面。

因此，上述类型和不准确程度是不可忽略的。未被聚合物覆盖的载体表面部分将对选择性产生负面影响，并且主要对分离过程中的回收率产生负面影响。目标化合物可能在这些点上有更强的吸附，特别是蛋白质目标化合物在极性载体材料如二氧化硅或其他极性介质上。

应用足够过量的反应混合物体积使整个载体表面能够完全润湿和覆盖聚合物可以避免所述问题。然而，在这种情况下，有必要防止颗粒体积之外的任何交联反应。此外，在制备反应混合物后的足够的适用期内，聚合物和交联剂的任何快速反应也是不可接受的。

令人惊奇地发现，即使当颗粒之间的间隙体积部分或完全包含反应溶液时，也不会将任何颗粒融合在一起。

不限于任何解释，在这种情况下交联剂可能被多孔载体材料吸附(实施例1)。因此，如果施加一定量过量的聚合物交联剂溶液，复合物制备不会受到负面影响。这些意想不到的发现允许根据本发明简化制造方法，特别是在生产大量复合材料时，因为反应优选用沉降的载体材料进行而无需搅拌、摇动或其它运动。

因此，与上文或下文实施方案的任一个结合，用反应溶液填充载体材料的至少孔体积，优选加入与孔体积有关的过量溶液，更优选沉降体积，最优选稍微过量沉降体积。

因此，与上文或下文实施方案的任一个结合，以至少孔体积，优选沉降体积，最优选总沉降体积的110％至120％的量提供官能聚合物和交联剂的溶液，所述官能聚合物优选聚(乙烯胺)或聚(乙烯基甲酰胺-共-乙烯胺)或聚(乙烯基醇)或其共聚物，所述交联剂优选双环氧化物，更优选乙二醇-、丙二醇-、丁二醇-或己二醇二缩水甘油醚，而载体材料的孔变得被完全填充。出乎意料的是，在反应结束时，在孔外没有形成聚合物凝胶，也没有颗粒粘在一起。

在一个优选的实施方案中，同样与上文或下文实施方案的任一个结合，向载体材料中加入过量的含有交联剂的官能聚合物溶液，优选加入载体材料沉降体积的110％至120％，以使颗粒之间的间隙体积被液体完全填充，并在沉降固体的顶部覆盖反应溶液的薄液膜。

因此，本发明还提供了一种制备复合材料的方法，其包括：

用至少一种可交联的聚合物或共聚物和至少一种交联剂的溶液(反应混合物)填充多孔载体材料或干燥的复合吸附剂的至少孔体积，并通过交联原位固定所述可交联的聚合物，其中载体材料或干燥的复合吸附剂是颗粒、薄膜或整体式的。

通过将具有或不具有交联剂的聚合物溶液引入干燥的前体复合吸附剂中，合成了下一个聚合物层。

在优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，可交联的聚合物是聚(马来酸酐)及其共聚物，聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酸)、聚(乙烯醇)和相关的共聚物、聚(乙烯基甲酰胺-共-乙烯胺)或聚(乙烯胺)或其混合物。

一步和原位是指在一个加工操作中将所有反应物混合、反应，并洗涤复合物，以获得所需产物。主要是在施加完全反应混合物时或之后立即通过交联实现固定。

在优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，反应混合物含有盐、缓冲液和/或其他化合物，它们没有被掺入复合产物中。因此，可以使用工业级的聚合物和交联剂，甚至被各种副产品污染。

如果载体材料是单个物品的集合，例如一堆，所述方法优选地包括：

用所述反应混合物至少填充孔体积和各层之间的间隙体积。

在一个优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，按照以上步骤实现了聚合物的固定，而反应混合物含有盐、缓冲液和/或其他化合物，它们没有被掺入复合产物中。这将允许使用工业级或相关原材料的聚合物和交联剂。

引入到载体材料中并固定的聚合物的量优选通过各反应溶液中的聚合物浓度来控制。相比之下，在应用条件下载体孔的填充程度和网状物尺寸分布由聚合物的溶剂依赖性溶胀及其总固定量控制。两个参数结合在一起，固定的聚合物的总量和溶胀度允许调节填充有聚合物的总孔体积的百分比。

对于合成目的，通过在引入聚合物-交联剂溶液之前和之后称量湿材料和干材料来精确确定和标准化填充程度。

在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，通过引入和固定不同的聚合物量并通过随后测量孔径分布来实现和确定在应用条件下的载体孔填充程度和网状物孔尺寸分布。待固定的聚合物的量优选通过反应溶液中的聚合物浓度来调节。因此，为了所述目的，可以容易地阐明可以固定的最大可能聚合物量或任何合适的量。

与上文或下文实施方案的任一个结合，本发明提供了用于合成和使用聚合网状物的方法，当用合适的溶剂平衡时，所述聚合网状物表现出可变的上孔径R_hi，因此能够将大量流体动力学半径低于该排阻极限R_hi(nm)的化合物保留在孔体积内，优选为初始含量的50％，更优选为80％，最优选为>90％，而流体动力学半径为R_hi或高于R_hi的至少一种目标化合物不能够进入聚合网状物的孔体积，因此允许在溶液中，优选在纯化的原料中回收所述目标化合物。

结合吸附、分配和尺寸排阻的所述目的优选通过使用复合材料或复合材料的混合物来实现，所述复合材料包括：至少一种多孔载体材料，其平均孔径为5nm至5mm，其中所述至少一种多孔载体材料的总孔体积填充有至少一种聚合物，所述聚合物是交联的并因此形成网状物，当用适当的溶剂平衡时，所述网状物排阻流体动力学半径R_hi(nm)的标准分子，并因此为流体动力学半径为R_hi或高于R_hi(nm)的合成大分子和天然大分子提供排阻极限。

如果目标化合物是抗体，如果流体动力学半径R_h1高于5nm，优选高于4nm的分子不能进入该网状物，则实现了所述排阻效果。

每个聚合物或层固定步骤的相关反应时间优选为10分钟至100小时，更优选30分钟至48小时，最优选10分钟至24小时。

合成复合材料的温度范围优选20℃至180℃，更优选40℃至150℃，最优选在60℃至110℃。

涉及复合材料的用途的优选的实施方案。

与上文或下文实施方案的任一个结合，本发明提供了用于使用复合吸附剂的材料和方法，实现了从溶液(优选原料)中同时除去几种结构上不同类别的物质，而至少一种目标化合物保持基本上未结合状态，并以高收率回收。

该目标化合物收率优选为80％，更优选为90％，最优选为高于95％。

本申请从原料中回收目标化合物的分离方法优选包括以下步骤(i)至(iv)：

(i)提供至少一种多孔复合材料，所述多孔复合材料包含至少一个聚合物层，所述聚合物层包含至少一种固定的聚合物，并且所述多孔复合材料由孔径排阻极限R_hi表征，所述孔径排阻极限R_hi可以可变地设置；

(ii)任选地根据目标化合物的流体动力学半径R_h1和至少一种杂质的流体动力学半径R_h2调整多孔复合材料的可变孔径排阻极限R_hi，使得R_h2<R_hi并且R_h1>R_hi；

(iii)使复合材料与原料接触足够长的时间，以使杂质化合物保留在聚合网状物中，并将目标蛋白排阻在聚合网状物之外；

(iv)从含有被排阻的目标蛋白质的原料中分离出含有被保留的杂质化合物的复合材料，以获得纯化的原料；

任选地，从纯化的原料中分离目标蛋白。

复合吸附剂可用于色谱法或一步批次分离中。

本申请还涉及一种从原料中回收目标化合物的方法，所述原料是溶液或悬浮液的形式，并且优选为发酵液，并且包含至少一种目标分子，优选蛋白质，更优选抗体，和至少一种杂质化合物，优选选自宿主细胞蛋白(HCP)、DNA、RNA或其他核酸或其两种或更多种的组合，并且任选地包含白蛋白、内毒素洗涤剂和微生物或其片段或其两种或更多种的组合，所述方法包括以下步骤：

i)使所述原料与根据前述权利要求中任一项所述的复合吸附剂接触足

够的时间，其中至少一种杂质化合物被保留；

ii)随后，将复合吸附剂与含有至少一种目标化合物的纯化的原料分离；

iii)任选地，从原料中分离目标化合物。

此外，本申请还涉及以下方法和过程：

根据前述方法的从原料中回收目标化合物的方法，其中目标化合物是目标蛋白质，其由流体动力学半径R_h1表征，并且杂质化合物由流体动力学半径R_h2表征，其中R_h1＞R_h2，所述方法包括以下步骤(i)至(iv)以及可选的步骤(v)：

(i)提供一种复合吸附剂，所述复合吸附剂具有可以可变设置的孔径排阻极限R_hi；

(ii)根据流体动力学半径R_h1和R_h2调整复合吸附剂的可变孔径排阻极限R_hi，使得R_h2<R_hi并且R_h1>R_hi；

(iii)使复合吸附剂与原料接触足够的时间，以使杂质化合物保留在复合吸附剂中，并将目标蛋白质排阻在复合吸附剂之外；

(iv)从含有被排阻的目标蛋白质的原料中分离出含有被保留的杂质化合物的复合吸附剂，以获得纯化的原料；

(v)任选地，从纯化原料中分离目标蛋白。

根据前述方法的从原料中回收目标化合物的方法，其中目标化合物是目标蛋白质，其由流体动力学半径R_h1表征，并且杂质化合物由流体动力学半径R_h2表征，其中R_h1＞R_h2，所述方法包括以下步骤(i)和(iii)至(iv)以及可选的步骤(v)：

(i)提供复合吸附剂，所述复合吸附剂包含至少一种聚合物，所述复合吸附剂由孔径排阻极限R_hi表征，使得R_h2＜R_hi且R_h1＞R_hi；

(iii)使复合吸附剂与原料接触足够长的时间，以使杂质化合物保留在复合吸附剂中，并将目标蛋白排阻在复合吸附剂之外；

(iv)从含有被排阻的目标蛋白的原料中分离出含有被保留的杂质化合物的复合吸附剂，以获得纯化的原料；

(v)任选地，从纯化的原料中分离目标蛋白。

一种方法，其中通过以下中的一种或多种来进行步骤(i)中的所述上述设定或步骤(ii)中的所述调整或步骤(i)中的所述设定以及步骤(ii)中的所述调整：改变聚合物的结构，选择用于产生交联聚合物的交联剂，选择聚合物的交联度，通过改变用于聚合物的制备和使用的溶剂，尤其是改变溶剂的pH值，并因此改变聚合物的质子化程度来控制聚合物的溶胀度，以及控制所述吸附剂复合物中聚合物的浓度和固定化量。

与任何一种前述方法有关的方法，其中所述交联聚合物含有带正电的氨基基团。

前述方法中任一项的方法，其中被复合吸附剂保留的至少一种杂质化合物的流体动力学半径R_h1低于目标化合物，优选保留在纯化的原料中的蛋白质的流体动力学半径，优选地，其中被复合吸附剂保留的至少一种杂质化合物的流体动力学半径R_h1低于4nm，其中优选地，所述杂质化合物是宿主细胞蛋白，并且其中，所述至少一种目标化合物，优选保留在纯化的原料中的蛋白质的流体动力学半径R_h1为4nm或大于4nm。

与前述方法中任一项有关的另一种方法，包括：在步骤(iii)中的接触之前，将步骤(ii)中获得的复合吸附剂平衡至pH低于8；或者在步骤(iii)中的接触之前，将步骤(i)中提供的复合吸附剂平衡至pH低于8。

前述方法中任一项的另一种方法，其中步骤(iii)包括：通过平衡的复合吸附剂去除pI(等电点)为7或大于7的中性或带正电的化合物。

前述方法中任一项的方法，其中将在步骤(i)中提供和/或在步骤(ii)中调整的复合吸附剂的可变孔径排阻极限R_hi设定或调整为1至20nm，优选地，将其设定或调整为3至10nm。

根据前述方法中任一项使用复合吸附剂从原料中回收目标蛋白质的方法，所述原料为溶液或悬浮液的形式，并且优选为发酵液，并且包括至少一种目标分子，优选蛋白质，更优选抗体，以及至少一种杂质化合物。

色谱法包括柱、流化床、膨胀床操作或技术人员已知的相关技术。批次分离是指使进料与复合吸附剂接触，优选混合和悬浮，而在沉淀或离心后除去纯化的溶液。

在一个优选的批次实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，将一定体积的特定原料(例如，来自发酵过程，在除去固体材料如细胞培养物之前或之后或其上清液)与足够量的含有聚合物的复合材料的悬浮液接触。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，原料与复合材料的比例范围在5至100升每kg之间，优选的接触时间为5至60分钟。

优选地，在使用之前，将本申请的复合材料的聚合物在适当的溶剂或缓冲液中溶胀，然后干燥。这种干燥状态也是储存的有利条件。

为了溶胀和平衡目的，优选将包含可带电的配体(如胺或羧基)的复合吸附剂用强碱或酸中和。含氨基聚合物的复合物优选用1.5到2摩尔过量的优选一元酸(如甲酸、乙酸、氨基磺酸、盐酸或高氯酸)处理，优选在玻璃料(frit)上，用三倍体积的液体消化树脂床。抽吸后，重复此洗涤五次，然后用水冲洗，直到洗脱液的pH值为5至8。

现在即可使用或干燥复合材料。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，使用盐酸来转化碱性基团，因为含盐酸盐的聚合物层对各种杂质表现出优异的吸附能力。盐酸的适当浓度为0.2M至1M。

铵、烷基铵、钠和钾是中和复合吸附剂中的酸性配体后的优选阳离子，其中各碱应用浓度为0.1M至0.5M。

包含两性离子配体的复合吸附剂优选在4至9的pH值下用500mM缓冲液处理，然后用具有相同组成的50mM缓冲液处理。优选的是甲酸钠、乙酸钠、乙酸铵、甲酸铵和氯化铵。

抽吸液体后，这些复合吸附剂可直接与进料溶液接触。对于批次处理，优选在与进料接触之前，将其干燥并仅用一个孔体积的水润湿。

为了柱填充的目的，将干燥的存储树脂悬浮在三至五倍床体积的水中，并根据常规方法之一填充在柱中。当杂质被完全去除后，优选使用离心或倾析方法除去带有纯化的目标化合物的上清液。在色谱法中，在色谱柱中装入适当体积的进料，以避免杂质渗透(breakthrough)。收集含有目标产物的流通部分，并任选地用水或低于10mM的非常弱的缓冲液置换间隙填充体积中的产物。

最后，优选地处理复合材料。

根据如下概述的生物分离实施方案，也实现了本发明的上述和下列进一步的目的。

生物分离中的一般任务是去除下面a)–g)中列出的物质。当使用发酵液(过滤前或过滤后)或细胞培养上清液(CCS)作为含有目标化合物的原料时，目标化合物是重组蛋白，优选抗体，并且原料包含以下类别的化合物作为杂质：

a)DNA、RNA、其他核酸、蛋白质和分子量为至少100,000道尔顿的有机物质；

b)宿主细胞蛋白(HCP)，包括分子量低于100,000道尔顿的蛋白酶

c)白蛋白(BSA、HAS、卵清蛋白)；

d)细胞培养基中存在的其他蛋白质以及源自营养物或细胞代谢物的各种分子量的物质；20

e)内毒素；

f)洗涤剂(detergent)；和

g)细菌和微生物如病毒或其片段。

以下是根据本发明的分离目标化合物的方法的优选实施方案：

本发明的分离方法优选涉及原料，例如，发酵液，其代表过滤溶液或原料悬浮液，其仍含有例如细胞和细胞碎片。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，目标化合物是上文定义的物质之一。

在优选的实施方案中，与下文实施方案的任一个结合，不需要的化合物选自DNA、RNA、白蛋白、宿主细胞蛋白(HCP)、内毒素、洗涤剂、细菌和病毒。所述不希望的化合物的片段，如包衣蛋白、S-层、细胞片段或碎片，也都在本实施方案的范围内。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，目标化合物是抗体，并且仅从溶液中去除上面列出的杂质a)、b)和c)。在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，目标化合物是抗体，并且仅从溶液中去除如上文列出的杂质a)和b)。

在进一步优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，目标化合物是抗体，并且仅从溶液中去除作为杂质(不需要的化合物)的DNA和宿主细胞蛋白。

优选地，从原料(例如生物流体、发酵过程的上清液或过滤前的发酵液)中去除污染物或杂质的程度为其在原料中各自总量的>90％、>95％、>99％，伴随物(concomitant)结合不超过目标物质总量的10％，优选5％，更优选1％。

因此，本发明涉及纯化方法，其包含步骤i)、ii)、iii)和(iv)，其特征在于，杂质被去除至少90％，而目标蛋白质被回收至少90％。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，宿主细胞蛋白被去除至少90％，优选至少95％，更优选至少99％的量。

因此，本发明涉及纯化方法，其中将宿主细胞蛋白从原料中去除其初始浓度的至少90％。

在本发明的上下文中，孔体积是指整个特定孔体积部分的整合或总和，其中每个部分由下孔径和上孔径限定。

还与上文或下文实施方案的任一个结合，本发明提供了复合材料的合成和用途，所述复合材料具有确定的孔径分布，能够将大量流体动力学半径R_h2低于4nm的化合物保留在其网状物孔体积内，优选初始含量的50％，更优选80％，最优选>90％，而为4nm或大于4nm的目标化合物(如抗体)不能进入这部分孔体积，而具有较高分子量的另一部分不需要的产物与外表面结合。

上述其他不需要的产物优选是微生物(如细菌和病毒)、核酸和/或分子量大于100,000Da的宿主细胞蛋白。

上述蛋白质纯化的目的优选通过使用复合材料或复合材料的混合物来实现，所述复合材料包括：

至少一种多孔载体材料，其平均孔径为20nm至5mm，其中，在pH为3至11，优选5至9的施用条件下，每种多孔载体材料的总孔体积填充有至少一种交联的官能聚合物，所述复合物至少一种材料由孔径分布表征，其中流体动力学半径R_hi为4nm及高于4nm的分子，特别是分子量为21.7kDa且R_h＝3.98nm的校准的普鲁兰标准品被排阻在至少90％的孔体积之外。

与上文或下文实施方案的任一个结合，本发明提供了一种复合吸附剂的用途，该复合吸附剂包括吸附性聚合物，优选聚(乙烯胺)或聚(乙烯基甲酰胺-共-乙烯胺)；非吸附性聚合物，优选聚(乙烯醇)，以及交联剂，其特征在于，流体动力学半径大于R_h1＝3.98nm的普鲁兰标准品基本上被排阻在孔体积之外，从而确定了在各个溶剂中的上孔径，而流体动力学半径R_h2＝2.13nm的普鲁兰标准品6.2kD可以进入网状物孔体积。基本上排阻是指不能进入至少90％的孔体积。

通过iSEC使用普鲁兰标准品在20mM乙酸铵缓冲液中，优选在6和9之间的pH下，确定孔的可进入性和排阻极限。(请参见方法)。

与其他吸附剂和分离方法结合：

为了满足正在运作的API(活性药物成分)的严格质量要求，根据新技术知识纯化的目标化合物可能需要一个或两个另外的纯化步骤。根据最终API的质量，如果需要低于检测限的去除，或者必须将复杂的异质类副产物或杂质(如宿主细胞蛋白)去除至低于10ppm的水平，则可能是这种情况。

因此，任一上文或下文实施方案的任一复合材料与任意其他纯化步骤顺序使用是本发明的主题。

与上文或下文实施方案的任一个结合，它们在离子交换剂或亲和色谱步骤，或任意其它纯化步骤之前或之后的使用都在本发明的范围内，特别是如果考虑基于亲和力的分离步骤，例如，将目标化合物选择性吸附到含有蛋白质A、蛋白质G或两者的组合的任意种类的分离介质上。

其他纯化步骤包括与任意上文和下文实施方案组合的本发明的复合材料。

此外，与膜过滤、深度过滤或应用整体分离剂的任意组合都被认为是在本发明的范围内。在更优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，在离子交换剂或亲和色谱步骤或其它纯化步骤之前或之后使用聚合网状物。

在一个优选的实施方案中，与上文或下文实施方案的任一个结合，所述离子交换剂材料是本发明的复合材料，更优选地是带有至少一个氨基、羧基或磺酰基残基的复合物，最优选地是伯胺或包含马来酸酐单元的聚合物的反应产物。

因此，本发明涉及与一个或多个附加分离步骤的组合，其特征在于，在任何其他色谱或非色谱纯化步骤之前，用原料悬浮液或溶液进行上述步骤i)、ii)和iii)。

材料和方法

载体材料

硅胶Davisil LC 250(W.R.Grace)，平均标称孔径

粒度40-63μm。

聚合物

聚(乙烯基甲酰胺-共-聚乙烯胺)的水溶液，Lupamin 45-70(BASF)供应商：BTCEurope，Monheim，德国，根据供应商提供的信息，水解度约为30％。

聚(甲基乙烯基醚-alt-马来酸酐)，(Sigma-Aldrich，Steinheim，德国)。

交联剂

己二醇二缩水甘油醚，Ipox RD 18，ipox chemicals，Laupheim(德国)。

聚(乙二醇)二缩水甘油醚M＝500Da，(Sigma-Aldrich，Steinheim，Germany)

蛋白质

白蛋白，IgG-frei<98％，和Lysozym，min.35000FIP U/mg(均由Carl Roth，Karlsruhe，德国提供)

多克隆hIgG Octagam溶液，5mg/ml(Octapharma，海德堡，德国)

试剂

茜素S(Alizarin S)(Carl Roth，Karlsruhe，德国)

任何其他化学品和溶剂均来自Sigma-Aldrich，Steinheim，德国

各种复合吸附剂的孔径分布和孔体积分数

使用反向尺寸排阻色谱法(iSEC)测定了与孔直径和具有各种流体动力学半径的聚合物分子的排阻极限相关的可进入的孔体积分数。为此目的，优选将复合材料装入1ml(50×5mm)色谱柱中，用20mM水性乙酸铵缓冲液(pH 6至9)平衡，并通过应用两种低分子量标准品，并选择具有已知确定的平均分子量Mw的市售普鲁兰聚合物标准品(PPS,MainzGermany)进行校准。

以PSS通过SEC以水、叠氮化钠0.005％作为流动相，在30℃下以1ml/min的流速实现对普鲁兰标准品的分子量测定。三个分析柱，每个8×300mm(PSS SUPREMA 10μm

)，已经与8×50mm预柱(PSS SUPREMA 10μm)串联组合使用。样品浓度为1g/l，每次注射体积为20μl。使用连接到PSS WinGPC数据采集系统的折射率(RI)监测器(Agilent RID)实现检测。

通过评估净洗脱体积V_en(μl)获得特定复合材料中特定标准品可进入的孔体积分数K_av。

因此，K_av描述了具有给定流体动力学半径R_h的特定标准品可以进入的总孔体积的分数。使用甲醇来测定总液体体积V_t＝V_e＝V₀表示K_av值为1。使用210,000Da的普鲁兰标准品来确定填充的复合物颗粒之间的间隙体积V_i，表示颗粒外部的液体体积，因为它已经由孔排阻，因此代表K_av为0(孔体积的0％)。V_o和V_i之间的差值是孔体积V_p。

优选使用以下SEC标准：

甲醇

乙二醇

部分孔体积定义为复合吸附剂中各自的体积分数，其可以被未保留的普鲁兰聚合物标准品以及被未保留的较小分子进入。未保留意指，为了仅确定孔体积分数，在固定相的表面上不发生相应标准品的相互作用或结合。对于本发明的载体材料和复合物，对于醇和亲水性碳水化合物，优选普鲁兰(其在水性溶剂体系中表现出已知的流体动力学半径(R_h))就是这种情况。

根据经验方程式R_h＝0.027Mw^0.5(I.Tatarova等人，J.Chromatogr.A 1193(2008),第130页)，由分子量Mw计算出普鲁兰的R_h值。

IgG的R_h值取自文献(K.Ahrer等人,J.Chromatogr.A 1009(2003),第95页)。

热重法

TGA 2 Star系统，Mettler Toledo，(Gieβen,Germany)

空气流量40ml/min，氮气压力1bar。

温度梯度：起始温度30℃。升温速率25℃/min。

第1段：3.6分钟内从30℃到120℃；

第2段：在120℃保持15分钟；

第3段：在0.4分钟内从120℃到130℃；

第4段：在130℃保持15分钟；

第5段：在8.8分钟内从130℃到350℃；

第6段：在350℃下保持15分钟；

第7段：在26分钟内从350℃到1000℃。

在130℃至720℃的温度范围内复合材料的重量损失是聚合物涂层的量的量度。

样品的起始重量在15mg至25mg之间。样品已预先在105℃，200mbar下干燥。

紫外光测量

Specord 50，Analytik Jena(德国耶拿)

在254nm和280nm处测量吸收值。使用280nm处的吸收值来确定蛋白质结合和回收率。

实施例

将吸附剂从水性溶剂转移到无水溶剂，以及反向转移。

使用容易被质子溶剂水解的试剂进行的任何聚合物衍生和交联必须在无水溶剂中进行，这将另外使聚合物具有令人满意的溶胀。为了这些目的，优选二甲基甲酰胺(DMF)。或者，可以使用N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜。

为了除去并排阻水，复合材料的逐步小心溶剂转移是至关重要的，优选采用以下重复步骤：

在每个步骤中，将树脂悬浮于三倍床体积的特定溶剂中，在五分钟内搅拌，然后抽干。对于每种溶剂，清洗重复五次。第一种溶剂是干燥的乙醇，然后是干燥的丙酮，最后是DMF。

随后使用环氧化物试剂，特定溶剂中的水含量小于0.05％是足够的。使用非常敏感的试剂，例如羰基二咪唑(CDI)，不应超过100ppm的水。

从DMF转移回水性溶剂优选包括用三倍床体积的乙醇或甲醇或丙酮洗涤五次。

参考实施例1

交联聚(乙烯胺)凝胶的制备

为了检查在没有载体材料的情况下的反应，将3ml实施例1的聚合物–交联剂溶液在60℃下加热24小时。六小时后，可见凝胶化。24小时后，得到一片透明的固体弹性凝胶。

实施例1

包含交联聚(乙烯胺)的复合材料

将1.5ml己二醇二缩水甘油醚(Mw 230.2，d＝1.07g/ml)交联剂与90ml水一起振摇，形成均质乳液。将该交联剂溶液加入到30ml的聚(乙烯基甲酰胺-共-聚(乙烯胺))(Lupamin 45-70，原样且未经处理)的水溶液中。混合后，pH为9.5。将28g(100ml干沉降体积)的硅胶Davisil LC 250 40-63μm，干粉，沉降到直径15cm的平底不锈钢圆盘中。床高约25mm。分批加入110ml的聚合物-交联剂溶液，使其均匀分布在二氧化硅上，而将溶液浸泡在孔中，形成粘稠的物质。使用旋转摇振器在200rpm下振摇圆盘10分钟，然后将混合物均质化。加入10ml稀释的聚合物溶液(用7.5ml的水稀释2.5ml的聚(乙烯基甲酰胺-共-聚(乙烯胺)))后，悬浮液变得光滑。所得糊状物被约2mm高的液膜覆盖。在用不锈钢盖盖上圆盘后，在不进一步混合或移动的情况下，将该批次在60℃的干燥烘箱中加热24小时，得到湿的复合物。

用三倍床体积的水在带有烧结的G3玻璃料的漏斗上将产物滤饼(cake)洗涤五次。在每个洗涤步骤中，将固体物质彻底悬浮并轻轻搅拌，得到均匀的悬浮液。

最后，将悬浮液吸出并准备用于实施例3的反应中。

实施例1a

包含交联聚(乙烯胺)盐酸盐的复合材料

在实施例1的复合材料的第五次抽吸步骤之后，加入三倍床体积的2M盐酸，并将悬浮液搅拌10分钟。随后，将产物滤饼用始终为三倍床体积的水洗涤三次，用甲醇：水50：50洗涤一次，再用水洗涤三次，始终在带有烧结的G3玻璃料的漏斗中洗涤。最终洗脱液的pH为6。

小心抽吸后，将复合材料在105℃和200mbar下干燥18小时，得到灰白色粉末。

测定的氮含量为2.74％，碳含量为6.57％，氯含量为4％，均为w/w。

为了完全水解最终未反应的环氧基，可以在环境温度下再将100ml的复合材料与200ml的2n盐酸一起振摇两个小时。

实施例2

通过用苯甲酸酐衍生含有聚(乙烯胺)的复合物来制备苯基树脂。

在19℃至22℃的温度下进行以下操作。

使用带有烧结的G3玻璃料的漏斗，如上所述，将5.3g含有交联聚(乙烯基胺)盐酸盐的实施例1a的复合材料转移到无水环境中，悬浮在二甲基甲酰胺(DMF)中，并抽干。

将280mg苯甲酸酐(Mr＝226，1.24mmol)溶解在16ml DMF中，在圆底烧瓶中与复合物混合，并轻轻振摇15分钟，以使试剂均匀分布在载体孔中。然后抽吸液体。

将140mg(0.62mmol)苯甲酸酐溶于15ml的1M三乙胺(Mr＝101)的DMF溶液中。将该溶液与复合材料的湿滤饼混合，并使用旋转摇振器以约200rpm将悬浮液振摇两个小时。抽吸后，将树脂滤饼用30ml的DMF洗涤两次，用30ml丙酮洗涤两次，并用30ml水洗涤两次。随后将复合材料的氨基基团质子化，用30ml的1M盐酸消化树脂10分钟。抽吸溶液，用水洗涤四次，直到洗脱液的pH在5至6之间，然后抽干。

在减压(200mbar)下于105℃干燥12小时后，获得6.7g的灰白色复合物产物。

实施例3

通过用邻苯二甲酸酐衍生含有聚(乙烯胺)的复合物来制备羧基苯基酰胺树脂。

在19℃至22℃的温度下进行以下操作。

使用萃取管(Macherey Nagel，带有PE玻璃料的空Chromabond色谱柱)，用50mM醋酸铵溶液(pH 6)质子化7.5ml实施例1的聚(乙烯胺)复合物，如上所述转移到无水环境中，悬浮在二甲基甲酰胺(DMF)中，并抽干。然后将复合物与7.5ml的1M邻苯二甲酸酐(7.5mmol，Mr＝148)的DMF溶液混合，并轻轻振摇15分钟，以使试剂均匀分布在载体孔中。然后抽吸液体。加入7.5ml的1M三乙胺(Mr＝101)的DMF溶液，并使用旋转摇振器以约200rpm将悬浮液在20℃振摇3小时。抽吸后，将树脂滤饼用7.5ml的DMF洗涤。

随后加入7.5ml的2M三乙胺的DMF溶液，并将混合物如前所述振摇，从而确保残留的氨基基团和羧基基团保持去质子化，并再次抽吸。

然后再加入7.5ml的1M邻苯二甲酸酐，将悬浮液再振摇3小时，最后抽吸，滤饼用DMF(每次7.5ml)洗涤3次。

为了进行最终纯化，将产物至少连续洗涤两次，每次用酸，然后用碱(以引起聚合物层的交替收缩和溶胀)的DMF(不是水，因为复合物具有亲脂性)溶液，以冲洗掉可能截留的未被共价固定的痕量聚合物的衍生物。对于此目的，合适的酸是浓度为100mM的甲苯磺酸或三氟乙酸和三乙胺作为碱。

上述复合物是亲脂性的。对于多种应用目的，建议降低羧基苯基的浓度，或者将该配体与短链羧酸酯混合或者甚至用短链羧酸酯代替，例如用琥珀酸酐或异戊酸酐作为起始原料。

实施例4

通过用琥珀酸酐衍生含有聚(乙烯胺)的复合物来制备羧基乙基树脂。

在19℃至22℃的温度下进行以下操作。

使用带有烧结的G3玻璃料的漏斗，如上所述，将8g含有交联聚(乙烯胺)盐酸盐的实施例1a的复合材料转移到无水环境中，悬浮在二甲基甲酰胺(DMF)中，并抽干。

将5g琥珀酸酐(50mmol，Mr＝100)溶解在25ml DMF中，在圆底烧瓶中与复合材料混合，并轻轻振摇15分钟，以使试剂均匀分布在载体孔中。然后抽吸液体。将5g(50mmol)琥珀酸酐溶于25ml的2M三乙胺(Mr＝101)的DMF溶液中。将该溶液与复合材料的湿滤饼混合，并使用旋转摇振器以约200rpm将悬浮液振摇三个小时。

抽吸后，将树脂滤饼用75ml的DMF洗涤五次，然后在轻轻搅拌下将其暴露于2M三乙胺的DMF溶液中15分钟，从而确保残留的氨基基团和羧基基团保持去质子化，然后再次抽吸。

然后再加入25ml的1M琥珀酸酐，再次摇动悬浮液3小时，最后将其抽吸，滤饼用DMF洗涤3次，用甲醇洗涤两次，用水洗涤5次，每次75ml。

随后将复合材料中的羧基基团转化为质子化形式，用1M盐酸消化15分钟。抽吸溶液，用水洗涤四次，直到洗脱液的pH在5至6之间，然后抽干。

在减压(200mbar)下于105℃干燥，获得9.4g的复合物产物。

实施例5

两阶段反应，通过乙酰化作用中和颗粒外表面(外缘)的聚(乙烯胺)复合物氨基基 团。

将10ml的乙酸酐和5ml三乙胺溶解在50ml甲苯中。将实施例1a的13.5g的含水潮湿复合材料(相当于4g干材料)与试剂的甲苯溶液混合。

复合物的润湿性最初差。剧烈振摇10分钟后，获得均匀的不透明悬浮液。

在20分钟后通过抽吸终止反应，将滤饼在三倍床体积的丙酮中悬浮并轻轻搅拌5分钟，然后用三倍床体积的丙酮、甲醇和水洗涤滤饼，直到上清液的pH为7.5。

将最后的滤饼样品与茜素S的水溶液(10mM)接触，呈现出亮橙色。

固体保持白色20秒钟，然后颜色逐渐变为粉红色，最后变为微红色。

相反，实施例1a的原料与茜素S接触后立即变成深紫色，与乙酰化产物相比明显更暗。

热重法：重量损失17.6％

实施例6

包含交联聚(乙烯基甲酰胺-共-聚乙烯胺)的复合材料。

将1.15ml聚(乙二醇)二缩水甘油醚(平均Mw 500，d＝1.14g/ml)交联剂与45ml水混合，形成澄清溶液。将该交联剂溶液加入到15ml的聚(乙烯基甲酰胺-共-聚(乙烯胺))(Lupamin 45-70，原始且未经处理的)的水溶液中。混合后，pH为9.5。

将14g(50ml堆积体积)的硅胶Davisil LC 250，40-63μm，干粉，装入直径为12cm的平底不锈钢圆盘中。平(plain)床高约20mm。

分批加入55ml的聚合物交联剂溶液，使其均匀分布在二氧化硅上，而将溶液浸泡在孔中，形成粘稠的物质。通过使用旋转摇振器以200rpm摇动圆盘10分钟，使混合物均质化。加入2ml稀释的聚合物溶液(2.5ml的聚(乙烯基甲酰胺-共-聚(乙烯胺))和7.5ml的水)后，悬浮液变得光滑。所得糊状物被约2mm高的液膜覆盖。在用不锈钢盖盖上圆盘后，在不进一步混合或移动的情况下，将混合物在80℃的干燥烘箱中加热4小时，得到湿复合物。

将产物滤饼用四倍床体积的水消化两次，沉淀后弃去上清液。然后将残余物悬浮在2N盐酸中，并轻轻搅拌10分钟。沉淀后弃去上清液。用水重复该过程三次，用0.6M碳酸钠重复一次，再用水重复三次。随后将水性悬浮液吸到具有烧结的G4玻璃料的漏斗中，在2N盐酸中消化5分钟，并用四倍床体积的水洗涤3次，直到pH为5。

最后，抽吸悬浮液，收集滤饼并在105℃下在真空中(200mbar)干燥四个小时，以得到复合材料，即可用于实施例8-11的应用中。

热重分析：重量损失15.7％

参考实施例6

交联聚(乙烯胺)凝胶的制备

为了检查在没有载体材料的情况下的反应，将3ml实施例6的聚合物–交联剂溶液在80℃下加热4小时。一小时后，胶凝化完成。2小时后，得到一片透明的固体弹性凝胶。

实施例7

从马来酸酐共聚物开始合成含羧基基团的复合材料。

将84mg(724μmol，M＝116)的六亚甲基二胺溶解于50ml甲醇中，然后通过添加210μl(1470μmol)的7N盐酸将其转化为盐酸盐。

将32.5ml的该交联剂溶液加入到10g的硅胶Davisil LC 250中，并通过加热至30℃蒸发溶剂。交联剂盐酸盐保留在硅胶孔中。

在20℃下，将2.7g的聚(甲基乙烯基醚-alt-马来酸酐)用20ml的丙酮溶解，并添加515μl的三乙胺(3.4mmol，M＝101，D＝0.726)，得到澄清的红色溶液。

将该溶液倒在浸渍有交联剂的硅胶上。聚合物溶液被二氧化硅迅速浸透，而湿固体的颜色变成鲜红色。二氧化硅颗粒之间的间隙体积仅保持轻微润湿。

10分钟后，将湿滤饼悬浮在100ml的丙酮中，并使用带有烧结的G4玻璃料的漏斗抽吸悬浮液。滤液最初为粉红色，用每次三倍床体积的丙酮洗涤后，滤饼略带粉红色，并且在用三倍床体积的甲醇洗涤两次之后，滤饼保持白色。

剩余的酸酐基团的水解。

将1.65g(27mmol，M＝61，D＝1.02)的乙醇胺溶解在20mL的甲醇中。将该溶液添加到上述湿润的马来酸酐涂覆的二氧化硅中，使其反应20分钟。

抽吸该悬浮液，用三倍床体积的甲醇洗涤，用2N盐酸水溶液消化5分钟，用水洗涤，直到pH变为5，最后用甲醇洗涤。

在60℃和150mbar下干燥18小时后，粉末的颜色为灰白色。

热重分析：重量损失12.6％

与200mM碳酸钠水溶液(pH 9)孵育5分钟，抽吸，并用五倍床体积的水洗涤三遍后，将实施例7的复合材料在105℃下干燥4小时，随后用于实施例8-11的应用。

蛋白质结合研究

选择了一种碱性蛋白——pI为11.3的溶菌酶，和一种酸性蛋白——pI为4.9的白蛋白进行结合研究，而所用的多克隆hIgG(Octagam)是pI值为4至10的许多实体的混合物。

结合和回收实验以批次模式，利用单个蛋白质的纯溶液以及白蛋白和溶菌酶的混合物进行。

根据回收的上清液和进料溶液的UV吸收值计算出hIgG的回收率。

根据进料溶液和回收的上清液之间的UV吸收值的差计算白蛋白和溶菌酶的结合率。

UV校准在280nm下进行，蛋白质浓度在1mg/ml和30μg/ml之间。

使用单个吸附剂-蛋白质组合进行批次结合/尺寸排阻实验。

将蛋白质溶解在50mM乙酸铵水溶液(pH 6.5)中。用2M乙酸调节pH。这些蛋白质溶液的所得pH在6到7之间。用实施例6和7的复合材料在3mg/ml至0.5mg/ml的蛋白质浓度下研究了蛋白质白蛋白和溶菌酶的吸附以及hIgG的尺寸排阻。

吸附剂和进料溶液之间的质量体积比为1:13和1:40(1g吸附剂和分别13ml和40ml的进料)。

实施例8

将100mg的干燥吸附剂用200μl的50mM乙酸铵水溶液润湿，然后用4ml的蛋白质溶液(c＝0.5mg/ml)孵育，并接触10分钟，同时轻轻摇动。沉淀后除去上清液，并通过20μm聚醚砜(PES)膜过滤。该滤液用于通过测量光密度(UV，280nm)测定蛋白质浓度。

结果

从0.5mg/ml的初始hIgG浓度开始，用实施例7的吸附剂(由具有羧基和羟乙基基团的聚(甲基乙烯基醚-alt-马来酸酐)制成)测定出hIgG的回收率为96％。

从0.5mg/ml的初始浓度开始，用该吸附剂测定出溶菌酶的结合率为95％。

从0.5mg/ml的初始hIgG浓度开始，用实施例6的碱性吸附剂(由具有氨基基团和甲酰基基团的聚(乙烯基甲酰胺-共-聚乙烯胺)制成)测定出hIgG的回收率为100％。

从0.5mg/ml的初始浓度开始，用该吸附剂测定出白蛋白的结合率为85％。

实施例9

将300mg的实施例6的干燥吸附剂用800μl的50mM乙酸铵水溶液润湿，然后用4ml的蛋白质溶液(mg/ml)孵育，并接触10分钟，同时轻轻摇动。沉淀后除去上清液，并通过20μm聚醚砜(PES)膜过滤。剩余的溶液用于测量蛋白质浓度的光密度(UV，280nm)。

从提供的12mg白蛋白中，结合了11.6mg(96.5％)，相当于每克吸附剂39mg。

以下实施例是结合两种复合吸附剂进行的，用于在150mM盐存在下进行蛋白质结合。

实施例10

等量的两种吸附剂的混合物，一种包含氨基基团，另一种包含羧基基团。

蛋白质溶液含有0.5mg/ml白蛋白和0.25mg/ml溶菌酶，溶解在50mM醋酸铵水溶液，100mM氯化钠中。将每种200mg的根据实施例6和7的干燥吸附剂混合，并用800μl的含有100mM氯化钠的50mM乙酸铵水溶液润湿，然后用8ml的蛋白质溶液孵育，接触15分钟，同时轻轻振摇。沉淀后，除去上清液，并通过20μm聚醚砜(PES)膜过滤。该滤液用于测量蛋白质浓度的光密度(UV，280nm)。

观察到蛋白质的总去除率为95％。

实施例11

应用了两个后续步骤的去除。应用了实施例6的含氨基的吸附剂，然后应用了实施 例7的含羧基的吸附剂的方法。

蛋白质溶液的浓度为0.5mg/ml白蛋白和0.25mg/ml溶菌酶，溶于50mM乙酸铵水溶液，100mM氯化钠中。

将200mg的实施例6的干燥碱性吸附剂用400μl的含有100mM氯化钠的50mM乙酸铵水溶液润湿，然后用6ml的蛋白质溶液孵育，并接触15分钟，同时轻轻摇动。沉淀后除去上清液，并使4ml与100mg实施例7的酸性吸附剂接触，并轻轻振摇15分钟。沉淀后，通过20μm聚醚砜(PES)膜过滤上清液。该滤液用于测量蛋白质浓度的光密度(UV，280nm)。

在这两个后续步骤之后，确定蛋白质的总去除率为90％。

另一方面，本发明涉及以下项目：

1、一种复合材料，其包含载体材料和至少一个聚合物层，其中所述至少一个聚合物层以聚合网状物的形式存在，并且包含至少一种非吸附性聚合物，其特征在于，调整所述聚合物层使得所述聚合物层的至少一种非吸附性聚合物能够与液相接触。

2、根据项目1所述的复合材料，其中，所述复合材料或聚合网状物对流体动力学半径R_h为1nm至12nm的目标化合物表现出孔径排阻极限，如用具有流体动力学半径R_h的普鲁兰标准品所校准的。

3、根据项目1或2所述的复合材料，其包含至少一个第一聚合物层，和至少一个第二聚合物层，所述第一聚合物层包含至少一种非吸附性聚合物，所述第二聚合物层包含至少一种吸附性聚合物，其中所述至少一个第一聚合物层存在于最外面的第二聚合物层的最外表面。

4、根据项目2或3所述的复合材料，其中，用分子量为1.300Da至210.000Da的普鲁兰标准品的反向尺寸排阻色谱法(iSEC)，在pH为5至9的20mM乙酸铵缓冲液中，校准对流体动力学半径R_h为1nm至12nm的目标化合物的孔径排阻极限。

5、根据前述项目中任一项所述的复合材料，其中所述至少一种非吸附性聚合物包含(至少一个)选自羟基(OH-)、二醇、甲氧基(-O-CH₃)、甲酰基-、乙酰基、伯酰胺或仲酰胺或乙烯氧基的极性残基。

6、根据前述项目中任一项所述的复合材料，其中所述至少一种非吸附性聚合物选自聚(乙烯基甲酰胺)、聚(乙烯基乙酰胺)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯醇)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙二醇)、聚(丙烯酸羟乙酯)、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、直链淀粉、支链淀粉、琼脂糖、任何种类的羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、乙酰基纤维素或其混合物。

7、根据项目3至6中任一项所述的复合材料，其中，所述至少一种吸附性聚合物包含至少一种阴离子残基，或至少一种阳离子残基，或至少一种亲脂性残基或至少一种亲水性残基，或所述残基的两种、三种或四种不同种类的组合。

8、根据前述权利要求中任一项所述的复合材料，或复合材料，其中，所述至少一种吸附性聚合物包含聚(马来酸酐)结构单元/单体单元，其又包含阴离子残基和亲脂性残基或亲水性残基的前体配体。

9、根据项目8所述的复合材料，其中，所述至少一种吸附性聚合物包含水解的聚(马来酸酐)单体单元，其又包含阴离子残基和亲脂性残基或亲水性残基的前体配体。

10、至少一种第一吸附剂与至少一种第二吸附剂的组合，所述第一吸附剂包含至少一种根据前述项目中的任一项，特别是根据项目3所述的复合材料，其中所述第二吸附剂与所述第一吸附剂不同，特别地，其中所述第一吸附剂和第二吸附剂两者都包含至少一种根据前述项目中任一项的彼此不同的复合材料，或者其中所述第一吸附剂包含至少一种根据前述项目中任一项的复合材料，并且所述第二吸附剂是无机吸附材料。

11、一种系统，其包含至少一种前述项目中的任一项的复合材料和至少一种液相，其中所述至少一种复合材料与所述液相平衡。

12、用于选择性地衍生聚合网状物所包含的聚合物的官能团的方法，其特征在于，用一种溶液填充所述聚合网状物，所述溶液是衍生化试剂在与水不混溶的溶剂中的溶液，其中用水性溶剂填充所述网状物外部的体积。

13、用于选择性地衍生聚合网状物所包含的聚合物的官能团的方法，其特征在于，用一种溶液填充所述聚合网状物，所述溶液是衍生化试剂在溶剂，优选水性或有机溶剂中的溶液，其中所述网状物外部的体积是空的/不含液体。

14、用于选择性地衍生聚合网状物所包含的聚合物的官能团的方法，其特征在于，用水性溶剂填充所述聚合网状物，其中用一种溶液填充所述网状物外部但与其边界表面接触的体积，所述溶液是衍生化试剂在与水不混溶的溶剂中的溶液。

15、一种从原料中回收目标化合物的方法，所述原料是溶液或悬浮液的形式，并且优选为发酵液，并且包含至少一种目标化合物和至少一种杂质化合物，优选蛋白质，更优选抗体，所述杂质化合物优选选自宿主细胞蛋白(HCP)、DNA、RNA或其他核酸或其两种或更多种的组合，并且任选地包含白蛋白、内毒素洗涤剂和微生物或其片段或其两种或更多种的组合，所述方法包括以下步骤：

i)使所述原料与至少一种根据前述项目中任一项所述的复合吸附剂接触足够的时间，其中至少一种杂质化合物被保留；

ii)随后，将所述至少一种复合吸附剂与含有至少一种目标化合物的纯化的原料分离；

iii)任选地，从原料中分离目标化合物。

16、根据项目15的从原料中回收目标化合物的方法，其中目标化合物是目标蛋白质，其由流体动力学半径R_h1表征，并且杂质化合物由流体动力学半径R_h2表征，其中R_h1＞R_h2，所述方法包括以下步骤(i)至(iv)以及可选的步骤(v)：

(i)提供至少一种复合吸附剂，所述复合吸附剂具有可以可变设置的孔径排阻极限R_hi；

(ii)根据流体动力学半径R_h1和R_h2调整所述至少一种复合吸附剂的可变孔径排阻极限R_hi，使得R_h2<R_hi并且R_h1>R_hi；

(iii)使所述至少一种复合吸附剂与原料接触足够长的时间，以使杂质化合物保留在所述至少一种复合吸附剂中，并将目标蛋白质排阻在所述至少一种复合吸附剂之外；

(iv)从含有被排阻的目标蛋白质的原料中分离出含有被保留的杂质化合物的至少一种复合吸附剂，以获得纯化的原料；

(v)任选地，从纯化的原料中分离目标蛋白质。

17、根据项目15或16的从原料中回收目标化合物的方法，其中目标化合物是目标蛋白质，其由流体动力学半径R_h1表征，并且杂质化合物由流体动力学半径R_h2表征，其中R_h1＞R_h2，所述方法包括以下步骤(i)和(iii)至(iv)以及可选的步骤(v)：

(i)提供至少一种复合吸附剂，所述至少一种复合吸附剂包含至少一种聚合物，所述至少一种复合吸附剂由孔径排阻极限R_hi表征，使得R_h2＜R_hi且R_h1＞R_hi；

(iii)使所述至少一种复合吸附剂与原料接触足够长的时间，以使杂质化合物保留在所述至少一种复合吸附剂中，并将目标蛋白质排阻在所述至少一种复合吸附剂之外；

(iv)从含有被排阻的目标蛋白质的原料中分离出含有被保留的杂质化合物的所述至少一种复合吸附剂，以获得纯化的原料；

(v)任选地，从纯化的原料中分离目标蛋白质。

18、根据项目16或17的方法，其中通过以下中的一种或多种来进行步骤(i)中的所述设定或步骤(ii)中的所述调整或步骤(i)中的所述设定以及步骤(ii)中的所述调整：改变聚合物的结构，选择用于产生交联聚合物的交联剂，选择聚合物的交联度，通过改变用于聚合物的制备和使用的溶剂，尤其是改变溶剂的pH值，并因此改变聚合物的质子化程度来控制聚合物的溶胀度，以及控制所述吸附剂复合物中聚合物的浓度和固定化量。

Claims (31)

1.一种用于从溶液或悬浮液中回收目标化合物的复合材料，所述溶液或悬浮液是原料，优选发酵液，或者是先前纯化步骤的洗脱液，所述溶液或悬浮液包含所述目标化合物，并且还包含至少一种杂质化合物，

所述复合材料包含载体材料和聚合网状物，其中所述聚合网状物包含至少一个聚合物层，

其特征在于，所述聚合网状物在其最外表面包含至少一种对所述目标化合物为非吸附性的聚合物，其中该至少一种非吸附性聚合物能够与所述溶液或悬浮液接触；和

其中所述复合材料还包含对所述至少一种杂质化合物具有吸附性的位点。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合网状物包含至少一个第一聚合物层和至少一个第二聚合物层，

其特征在于，所述至少一个第一聚合物层在所述聚合网状物的最外表面，并且包含对所述目标化合物不具有吸附性的至少一种聚合物，并且所述至少一个第二聚合物层包含对所述至少一种杂质化合物具有吸附性的至少一种聚合物，其中所述至少一个第一聚合物层存在于所述至少一个第二聚合物层的最外表面。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其中吸附性位点由载体的表面组成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中所述至少一种非吸附性聚合物包含选自羟基(OH-)、二醇、甲氧基(-O-CH₃)、甲酰基、乙酰基、伯酰胺和仲酰胺、乙烯氧基的极性残基，和两个或更多个所述残基的组合。

5.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中所述至少一种非吸附性聚合物选自聚(乙烯基甲酰胺)、聚(乙烯基乙酰胺)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯醇)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙二醇)、聚(丙烯酸羟乙酯)、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(丙烯酰胺)、聚(甲基丙烯酰胺)、直链淀粉、支链淀粉、琼脂糖、任何种类的羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、乙酰基纤维素、所述聚合物的共聚物及其两种或更多种的组合。

6.一种复合材料，其包含载体材料，

其特征在于，在所述载体上固定聚(马来酸酐)或其共聚物，与所述载体交联或共价连接，其中所述聚(马来酸酐)或其共聚物包含阴离子性和亲脂性或亲水性残基的前体配体。

7.根据权利要求2或从属于权利要求2的权利要求4至5中任一项所述的复合材料，其中所述至少一种吸附性聚合物包含聚(马来酸酐)结构单元/单体单元，其包含阴离子性和亲脂性或亲水性残基的前体配体。

8.根据权利要求6或7所述的复合材料，其中至少一种吸附性聚合物包含水解的聚(马来酸酐)单体单元，其包含阴离子性和亲脂性或亲水性残基。

9.至少一种第一吸附剂和至少一种第二吸附剂的组合，其中所述至少一种第一吸附剂与所述至少一种第二吸附剂相同或与其不同，

其特征在于，所述至少一种第一吸附剂包括至少一种复合材料或由至少一种复合材料组成，所述复合材料包含至少一种吸附性聚合物，或至少一种非吸附性聚合物，或至少一种吸附性聚合物以及至少一种非吸附性聚合物。

10.根据权利要求9所述的组合，其中所述至少一种第二吸附剂包括至少一种复合材料或由至少一种复合材料组成，所述复合材料包含至少一种吸附性聚合物，或至少一种非吸附性聚合物，或至少一种吸附性聚合物以及至少一种非吸附性聚合物。

11.根据权利要求9所述的组合，其中所述至少一种第二吸附剂是无机吸附剂或离子交换材料。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的组合，其中所述至少一种第一吸附剂和所述至少一种第二吸附剂在至少两个分开的装置中提供，所述至少两个分开的装置分别被配置为在色谱中、在流化床中、在膨胀床中或在批次分离中运行。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的组合，其中所述组合是所述至少一种第一吸附剂和所述至少一种第二吸附剂的混合物，其中所述混合物在色谱柱中或在配置为在流化床中、在膨胀床中或在批次分离中运行的装置中提供。

14.根据权利要求13所述的组合，其中所述混合物与至少一种第一吸附剂和至少一种第二吸附剂的另一种混合物组合施用；或者，所述混合物与如权利要求9至11任一项中所定义的至少一种第一吸附剂或至少一种第二吸附剂组合施用；

其中所述组合分别在至少两个分开的装置中提供，所述至少两个分开的装置被配置为在色谱中、在流化床中、在膨胀床中或在批次分离中运行。

15.根据权利要求1至8中任一项所述的复合材料，

其特征在于，将至少一种吸附性聚合物和/或至少一种非吸附性聚合物衍生化。

16.根据权利要求1至8或15中任一项所述的复合材料，其中所述至少一种吸附性聚合物包含至少一种阴离子残基，或至少一种阳离子残基，或至少一种亲脂性残基或至少一种亲水性残基，或所述残基的两种、三种或四种不同种类的组合。

17.根据前述权利要求1至8或15至16中任一项所述的复合材料，其中所述复合材料或所述聚合网状物的至少一个聚合物层对流体动力学半径R_h为1nm至12nm的目标化合物表现出孔径排阻极限，如用具有流体动力学半径R_h的普鲁兰标准品所校准的。

18.根据权利要求17所述的复合材料，其中用分子量为1.300Da至210.000Da的普鲁兰标准品的反向尺寸排阻色谱法(iSEC)，在pH为5至9的20mM乙酸铵缓冲液中，校准对流体动力学半径R_h为1nm至12nm的目标化合物的孔径排阻极限。

19.一种系统，其包含至少一种如前述权利要求1至8或15至18中任一项中所定义的复合材料，和至少一种液相；或者

其包含如权利要求13中所定义的组合，和至少一种液相。

20.一种从溶液或悬浮液中回收目标化合物的方法，所述溶液或悬浮液是原料，优选发酵液，或者是先前纯化步骤的洗脱液，所述溶液或悬浮液包含所述目标化合物，并且还包含至少一种杂质化合物，所述方法包括以下步骤：

i)使所述溶液或悬浮液与至少一种根据前述权利要求1至8或15至18中任一项所述的复合材料，或与如权利要求13中所定义的组合接触足够的时间段，其中所述至少一种杂质化合物被保留；

ii)随后，将所述至少一种复合材料或组合与含有目标化合物的纯化的溶液或悬浮液分离；

iii)任选地，从所述溶液或悬浮液中分离目标化合物。

21.根据权利要求20所述的方法，使所述原料在步骤(i)中与根据权利要求9至12和14中任一项所述的包含至少一种第一吸附剂和至少一种第二吸附剂的组合的至少一种吸附剂接触，其中随后使用所述至少一种第一吸附剂和所述至少一种第二吸附剂，其在色谱柱中或在配置为在批次分离中运行的装置中提供，或者在色谱柱的组合中提供，或者在配置为在批次分离和/或过滤中运行的装置中提供。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其中所述目标化合物由流体动力学半径R_h1表征，并且所述至少一种杂质化合物由流体动力学半径R_h2表征，其中R_h1＞R_h2，所述方法包括以下步骤(i)和(iii)至(iv)以及可选的步骤(v)：

(i)提供所述至少一种复合材料，所述至少一种复合材料或所述聚合网状物的至少一个聚合物层由孔径排阻极限R_hi表征，使得R_h2<R_hi且R_h1>R_hi；

(iii)使所述至少一种复合材料与所述原料接触足够的时间，以使所述至少一种杂质化合物保留在所述至少一种复合材料中，并且将所述目标化合物排阻在所述至少一种复合材料之外；

(iv)从含有被排阻的目标化合物的原料中分离出含有被保留的至少一种杂质化合物的所述至少一种复合材料，以获得纯化的原料；

(v)任选地，从所述纯化的原料中分离纯化的目标化合物。

23.一种用于设定如权利要求1至8或15至18中任一项中所定义的复合材料或聚合网状物的至少一个聚合物层的排阻极限R_hi的方法，其中所述目标化合物由流体动力学半径R_h1表征，并且所述至少一种杂质化合物由流体动力学半径R_h2表征，其中R_h1＞R_h2，所述方法包括以下步骤(i)至(ii)：

(i)提供所述至少一种复合材料，所述复合材料或所述聚合网状物的至少一个聚合物层分别表现出可以可变地设置的孔径排阻极限R_hi；

(ii)根据流体动力学半径R_h1和R_h2调整可变的孔径排阻极限R_hi，使得R_h2<R_hi并且R_h1>R_hi。

24.权利要求23的方法，其中通过以下中的一种或多种来进行步骤(i)中的所述设定或步骤(ii)中的所述调整或步骤(i)中的所述设定以及步骤(ii)中的所述调整：改变所述聚合网状物的所述至少一个聚合物层的结构，选择用于产生交联的至少一个聚合物层的交联剂，选择所述至少一个聚合物层的交联度，通过改变用于制备和使用所述至少一个聚合物层的溶剂，尤其是改变溶剂的pH值，并因此改变所述至少一个聚合物层的质子化程度，来控制所述至少一个聚合物层的溶胀度，和控制所述至少一种复合材料中的聚合网状物的至少一个聚合物层的浓度和固定化量。

25.根据前述权利要求1至8或15至18中任一项所述的复合材料，其中所述目标化合物包含生物聚合物或微生物，所述生物聚合物选自由以下组成的组：肽、蛋白质、糖蛋白、脂蛋白及其两种或更多种的组合，优选抗体、寡核苷酸、质粒、载体、RNA、DNA、寡糖和多糖，并且所述微生物选自病毒、细菌、细胞及其片段，及其两种或更多种的组合，并且其中所述杂质化合物包含宿主细胞蛋白(HCP)、DNA、RNA或其他核酸，或其两种或更多种的组合，并且任选地还包含白蛋白、内毒素洗涤剂和微生物，或其片段，或其两种或更多种的组合。

26.前述权利要求1至8或15至18中任一项所定义的复合材料用于从溶液或悬浮液中回收目标化合物的用途，所述溶液或悬浮液是原料，优选发酵液，或者是先前纯化步骤的洗脱液，所述溶液或悬浮液包含所述目标化合物，其中所述目标化合物包含生物聚合物或微生物，所述生物聚合物选自由以下组成的组：肽、蛋白质、糖蛋白、脂蛋白，优选抗体、寡核苷酸、质粒、载体、RNA、DNA、寡糖和多糖，并且所述微生物选自病毒、细菌、细胞及其片段，或其两种或更多种的组合，并且所述溶液或悬浮液还包含至少一种杂质化合物，所述至少一种杂质化合物优选选自宿主细胞蛋白(HCP)、DNA、RNA或其他核酸，或其两种或更多种的组合，并且任选地还包含白蛋白、内毒素洗涤剂和微生物，或其片段，或其两种或更多种的组合。

27.一种选择性地涂覆多孔载体材料的方法，

其特征在于，用与水不混溶的溶剂填充载体材料，而用官能聚合物的水溶液涂覆载体材料的外表面。

28.一种选择性地涂覆多孔载体材料的方法，

其特征在于，用水溶液填充载体材料，而用在与水不混溶的溶剂中的官能聚合物涂覆载体材料的外表面。

29.用于选择性地衍生聚合网状物所包含的聚合物的至少一个官能团的方法，其特征在于，用一种溶液填充所述聚合网状物，所述溶液是衍生化试剂在与水不混溶的溶剂中的溶液，其中所述网状物外部的体积包含水性溶剂。

30.用于选择性地衍生聚合网状物所包含的聚合物的至少一个官能团的方法，其特征在于，用一种溶液填充所述聚合网状物，所述溶液是衍生化试剂在溶剂，优选水性或有机溶剂中的溶液，其中所述网状物外部的体积是空的/不含液体。

31.用于选择性地衍生聚合网状物所包含的聚合物的至少一个官能团的方法，其特征在于，用水性溶剂填充所述聚合网状物，其中所述网状物外部但与其边界表面接触的体积包含衍生化试剂在与水不混溶的溶剂中的溶液。

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