CN112969532B - 载体及其制造方法、色谱柱和目标物质的检测或分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐压性能优异、且即便在未固定蛋白质配体的情况下与目标物质的动态结合容量也大、从生物试样中分离目标物质的性能高的载体。一种载体,包含聚合物,该聚合物具有含有下述式(1)表示的2价基团的交联结构。〔式(1)中,R1~R4各自独立地表示单键或2价烃基,R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基,X表示硫基、亚磺酰基、磺酰基、氧基、>N(-R31)、>Si(-R32)2、>P(-R33)、>P(=O)(-R34)、>B(-R35)或>C(-R36)2(R31~R36各自独立地表示氢原子或烃基),*表示键合位点。其中,R1和R3都为2价烃基时,R1和R3可以一起与一同邻接的碳原子形成环,R2和R4都为2价烃基时,R2和R4可以一起与一同邻接的碳原子形成环。〕

Description

载体及其制造方法、色谱柱和目标物质的检测或分离方法
技术领域
本发明涉及有机硫化合物的制造方法、载体、该载体的制造方法、固定有配体的载体、色谱柱和目标物质的检测或分离方法。更详细而言,涉及有机硫化合物的制造方法、由该制造方法而得到的有机硫化合物、载体、该载体的制造方法、固定有配体的载体、色谱柱和目标物质的检测或分离方法。
背景技术
硫醚、亚砜、砜这样的有机硫化合物中无论是高分子化合物还是低分子化合物,存在各种类型的化合物。这样的有机硫化合物存在具有亲水化作用、防污作用、分子识别能力、刺激响应性等性质的趋势,在抗体纯化用载体、表面处理、生物材料制造等广泛的领域中应用。上述有机硫化合物中的亚砜和砜一般通过硫醚的氧化来制造(专利文献1、2等)。
另外,作为硫醚的制造方法,已知有如下方法:例如,使用硫化氢、硫化钠或硫氢化钠使2个环状醚基(例如环氧基等)开环,并向它们之间导入硫基(非专利文献1~3)。根据该方法,能够得到具有来自环状醚基的多个羟基和硫基的化合物。
然而,硫化氢具有可燃性、引火性,此外,毒性也高,因此使用受到很大限制。另外,存在如下与安全性相关的问题:硫化钠、硫氢化钠还具有自放热性,对眼睛、皮肤引发炎症、疼痛等,水溶液示为强碱性并有可能在中和处理时产生硫化氢等。
然而,以抗体医药等为代表的生物医药领域中,蛋白质等目标物质的表达技术显著发展,与此相伴,要求提高基于色谱法等的分离工序中的生产率。作为使生产率提高的方法,可举出:使混在医药品原料中的杂质的浓度通过1次分离而尽可能减少、降低纯化次数和工序数,能够实现以上目的的载体的需求不断提高。
而且,报告了使载体亲水化用以提高目标蛋白质在分离中的杂质除去效率的技术(专利文献3)。作为这样的亲水化载体,已知有细孔内部被水溶性聚合物固定的特定的固相载体(专利文献4)、将丙烯酰胺单体等亲水性单体进行反相悬浮聚合而形成的固相载体、将亲水性单体用保护基等进行疏水化处理后聚合、脱保护而得到的固相载体(专利文献5~7)。
然而,用上述的亲水化技术来改善载体的防污性的情况下,存在耐压性能等降低的问题。
因此,作为使耐压性能改善的载体,提出了一种使用3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇导入交联结构的载体(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2015/119255号
专利文献2:日本特开2016-50897号公报
专利文献3:国际公开第2005/010529号
专利文献4:日本专利第5250985号
专利文献5:日本特表2003-511659号公报
专利文献6:日本特表2009-503203号公报
专利文献7:日本特开2006-111717号公报
非专利文献
非专利文献1:Journal of the Chemical Society,(1948)p.41
非专利文献2:Monatshefte fuRChemie,vol.141,nb.3,(2010)p.323-326非专利文献3:Journal of Organic Chemistry,1986,51,p.1128-1130
发明内容
本发明涉及提供一种能够安全且高效地以简便的操作进行有机硫化合物的制造的新方法,所述有机硫化合物的制造包含使2个环状醚基开环并向它们之间导入硫基的工序。
然而,日本专利文献1中记载的载体专门在将蛋白A等蛋白质配体固定后用于目标蛋白质的分离。一般,为了高效捕捉目标物质,需要固定与其目标物质的种类对应的蛋白质配体。实际上,本发明人等尝试在不使用蛋白质配体的情况下将用3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇交联的载体用于抗体的分离,结果在清洗载体的阶段抗体就溶出了,无法将抗体很好地分离。
另一方面,使用固定了蛋白质配体的载体而从生物试样中分离目标物质的情况下,有时蛋白质配体从载体中漏出而混入到目标物质中。这样的蛋白质配体的混入在分离抗体医药等要求高纯度的物质时特别成为问题。另外,还存在成本变高、单位操作次数增大的问题。
因此,本发明还涉及提供一种耐压性能优异、且即便未固定蛋白质配体时与目标物质的动态结合容量也大、从生物试样中分离目标物质的性能也高的载体。
本发明人等尝试了在含有环状醚基的化合物中加入硫代羧酸使其反应,但并未看到所期望的硫醚(在2个环状醚基开环而成的2价基团之间导入了硫基的化合物)的生成。
然而,本发明人等进行了深入研究,结果发现在使含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐反应的情况下,在2个环状醚基开环而成的2价基团之间导入硫基,能够安全且高效地以简便的操作来制造有机硫化合物,从而完成了本发明。
即,本发明提供以下的<1>~<3>。
<1>一种含有下述式(21)表示的2价基团的化合物的制造方法,包含使含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐反应的工序(以下,也称为“本发明的有机硫化合物的制造方法”)。
〔式(21)中,
R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,
X2表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
*表示键合位点。〕
<2>一种含有式(21)表示的2价基团的化合物,是由<1>所记载的制造方法而得到的。
<3>下述式(β)表示的化合物(以下,也称为“本发明的化合物(β)”)。
〔式(β)中,
R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,
R53和R54各自独立地表示氢原子或甲基,
R55和R56各自独立地表示卤素原子或有机基团,
R57和R58各自独立地表示单键或2价连接基团,
X2表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
n1和n2各自独立地表示0~4的整数。〕
另外,本发明人等进行了深入研究,结果发现包含具有含有特定的2价基团的交联结构的聚合物的载体其耐压性能优异,且即便未固定蛋白质配体时,与目标物质的动态结合容量也大,从生物试样中分离目标物质的性能也高,从而完成了本发明。
即,本发明还提供以下的<4>~<9>。
<4>一种载体(以下,也称为“本发明的载体”),包含具有含有下述式(1)表示的2价基团的交联结构(以下,也称为“特定交联结构”)的聚合物。
〔式(1)中,
R1~R4各自独立地表示单键或2价烃基,
R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基,
X表示硫基、亚磺酰基、磺酰基、氧基、>N(-R31)、>Si(-R32)2、>P(-R33)、>P(=O)(-R34)、>B(-R35)或>C(-R36)2(R31~R36各自独立地表示氢原子或烃基),
*表示键合位点。
其中,R1和R3都为2价烃基时,R1和R3可以一起与一同邻接的碳原子形成环,
R2和R4都为2价烃基时,R2和R4可以一起与一同邻接的碳原子形成环。〕
<5>一种固定有配体的载体(以下,也称为“本发明的固定有配体的载体”),具有<4>所述的载体和配体,上述配体固定于上述载体。
<6>一种色谱柱(以下,也称为“本发明的色谱柱”),在柱状容器中填充有<4>或<5>所述的载体或固定有配体的载体。
<7>一种目标物质的检测或分离方法(以下,也称为“本发明的目标物质的检测或分离方法”),其特征在于,使用<4>或<5>所述的载体或固定有配体的载体。
<8>一种制造<4>所述的载体的方法,包含如下工序:使分子内具有环状醚基的聚合物与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上下述式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物进行反应(以下,也称为“本发明的载体制造方法PR2-1”)。
〔式(α)中,R2、R4、R6和*与上述含义相同。〕
<9>一种制造<4>所述的载体的方法,包含以下的工序B-1和工序B-2(以下,也称为“本发明的载体制造方法PR2-2”,将本发明的载体制造方法PR2-1和本发明的载体制造方法PR2-2一起统称为“本发明的载体制造方法”)。
(工序B-1)使分子内具有环状醚基的单体与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上下述式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物进行反应的工序,
(工序B-2)使用工序B-1中得到的交联性单体来制备载体的工序,
〔式(α)中,R2、R4、R6和*与上述含义相同。〕
根据本发明的有机硫化合物的制造方法,能够安全且高效地以简便的操作来制备有机硫化合物。
本发明的化合物(β)作为交联性单体是有用的。
本发明的载体的耐压性能优异,且即便未固定蛋白质配体时,与目标物质的动态结合容量也大,从生物试样中分离目标物质的性能也高。
因此,根据本发明,能够提供耐压性能优异、且即便在未固定蛋白质配体的情况下与目标物质的动态结合容量也大、从生物试样中分离目标物质的性能也高的色谱柱。
另外,根据本发明的载体制造方法,能够安全且高效地以简便的操作制造耐压性能优异且即便在未固定蛋白质配体的情况下与目标物质的动态结合容量也大、从生物试样中分离目标物质的性能也高的载体。
具体实施方式
<有机硫化合物的制造方法>
本发明的有机硫化合物的制造方法的特征在于:是含有下述式(21)表示的2价基团的化合物的制造方法,包含使含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐反应的工序。
〔式(21)中,
R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,
X2表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
*表示键合位点。〕
(含有环状醚基的化合物)
本发明的有机硫化合物的制造方法使用含有环状醚基的化合物。
这里,作为本说明书中的“环状醚基”,优选构成环的原子数为3~7个的环状醚基。环状醚基可以具有烷基作为取代基。作为环状醚基的具体例,可举出以下的式(3)~(8)表示的环状醚基,为了使反应效率良好,优选式(3)、(7)或(8)表示的环状醚基,更优选式(3)表示的环状醚基。
〔式中,R11~R14各自独立地表示氢原子或烷基,*表示键合位点。〕
R11~R14表示的烷基的碳原子数优选为1~4,更优选为1或2。烷基可以为直链状或支链状,例如,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。另外,作为R11~R14,优选氢原子。
含有环状醚基的化合物可以大致分为低分子化合物、高分子化合物。另外,含有环状醚基的化合物在为低分子化合物、高分子化合物中的任一情况下都可以具有除环状醚基以外的聚合性官能团(以下,也称为“其它聚合性官能团”)。即,含有环状醚基的化合物可以为大分子单体。
另外,含有环状醚基的化合物可以在反应中单独使用1种,也可以在反应中组合2种以上使用。应予说明,含有环状醚基的化合物可以使用市售品,也可以使用以公知的方法为参考而制备的物质。
-含有环状醚基的低分子化合物-
这里,对含有环状醚基的低分子化合物进行具体说明。
本说明书中“含有环状醚基的低分子化合物”是指除“含有环状醚基的高分子化合物”以外的含有环状醚基的化合物。含有环状醚基的低分子化合物的分子量优选为40以上,更优选为50以上,特别是优选为60以上,另外,优选小于5000,更优选小于2500,进一步优选小于1000,特别优选小于750。作为具体的范围,优选为40以上且小于5000,更优选为50以上且小于2500,进一步优选为60以上且小于1000,特别优选为60以上且小于750。
含有环状醚基的化合物为低分子化合物时,环状醚基的个数没有特别限定,在1分子内,优选为1~20个,更优选为1~6个,进一步优选为1~4个,特别优选为1~2个。环状醚基的个数为1个时,容易得到单独一种化合物。环状醚基的个数为2个以上时,例如,可以得到环状硫醚化合物、链状硫醚化合物、含有硫基的网络聚合物、含有硫基的树枝状大分子单元(dendron)、含有硫基的树状化合物、含有硫基的嵌段共聚物、含有硫基的星型聚合物、含有硫基的梯形聚合物、含有硫基的超支化聚合物等。
为了使反应体系内的溶解性、粘性良好并使反应效率良好,含有环状醚基的低分子化合物的总碳原子数优选为2~80,更优选为2~40,进一步优选为3~35,进一步优选为3~30,特别优选为4~25。
含有环状醚基的低分子化合物可以大致分为具有除环状醚基以外的聚合性官能团的低分子化合物和不具有除环状醚基以外的聚合性官能团的低分子化合物。作为“其它聚合性官能团”,可举出聚合性不饱和基团。
含有环状醚基的低分子化合物具有其它聚合性官能团时,其它聚合性官能团的个数在1分子内,优选为1~10个,更优选为1~6个,进一步优选为1~3个,特别优选为1~2个。
作为分子内具有1个环状醚基、但不具有其它聚合性官能团的低分子化合物,例如,可举出环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、1,2-环氧基戊烷、1,2-环氧基己烷、1,2-环氧基庚烷等环氧烷类(优选为总碳原子数2~80的环氧烷类);表氯醇、表溴醇、3-全氟辛基-1,2-环氧基丙烷等卤代环氧烷类(优选为总碳原子数2~80的卤代环氧烷类);缩水甘油基甲基醚、乙基缩水甘油基醚等烷基缩水甘油基醚类(优选为总碳原子数4~80的烷基缩水甘油基醚类);缩水甘油等含有羟基的环状醚化合物(优选为总碳原子数2~80的含有羟基的环状醚化合物);氧化苯乙烯、苄基缩水甘油基醚、2-联苯基缩水甘油基醚等含有芳香族基的环状醚化合物(优选为总碳原子数8~80的含有芳香族基的环状醚化合物);二乙氧基(3-缩水甘油基氧基丙基)甲基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等含有硅的环状醚化合物(优选为总碳原子数4~80的含有硅的环状醚化合物);缩水甘油基三甲基氯化铵等含有环状醚基的有机盐(优选为总碳原子数4~80的含有环状醚基的有机盐)等,可以将它们中的1种单独在反应中使用,也可以将它们中的2种以上组合在反应中使用。
作为分子内分别具有环状醚基和其它聚合性官能团各1个的低分子化合物,例如,可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基甲基酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯缩水甘油基醚、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸3-环氧乙烷基丙基酯、(甲基)丙烯酸4-环氧乙烷基丁基酯、(甲基)丙烯酸5-环氧乙烷基戊基酯、(甲基)丙烯酸6-环氧乙烷基己基酯、(甲基)丙烯酸7-环氧乙烷基庚基酯、(甲基)丙烯酸8-环氧乙烷基辛基酯、(甲基)丙烯酸(3-甲基环氧乙烷基)甲基酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯缩水甘油基醚、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基乙基酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基丙基酯、α-(甲基)丙烯酰基-ω-缩水甘油基聚乙二醇等具有环状醚基的(甲基)丙烯酸酯系单体(优选为总碳原子数6~80的具有环状醚基的(甲基)丙烯酸酯系单体);乙烯基苄基缩水甘油基醚等具有环状醚基的芳香族乙烯基系单体(优选为总碳原子数10~80的具有环状醚基的芳香族乙烯基系单体);烯丙基缩水甘油基醚等具有环状醚基的烯丙基醚系单体(优选为总碳原子数6~80的具有环状醚基的烯丙基醚系单体)、以及3,4-环氧基-1-丁烯等乙烯基环氧烷系单体、2,3-环氧基丙基炔丙基醚等具有三键的环氧烷系单体等,可以将它们中的1种单独在反应中使用,也可以将它们中的2种以上组合在反应中使用。
作为分子内具有2个环状醚基、不具有其它聚合性官能团的低分子化合物,例如,可举出1,4-丁二醇二缩水甘油基醚、1,6-己二醇二缩水甘油基醚、双酚A二缩水甘油基醚、乙二醇二缩水甘油基醚、二乙二醇二缩水甘油基醚、聚乙二醇二缩水甘油基醚、丙二醇二缩水甘油基醚、三丙二醇二缩水甘油基醚、聚丙二醇二缩水甘油基醚、新戊二醇二缩水甘油基醚、甘油二缩水甘油基醚等二缩水甘油基醚类(优选为总碳原子数7~80的二缩水甘油基醚类);环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯等二羧酸二缩水甘油酯类(优选为总碳原子数8~80的二羧酸二缩水甘油酯类);1,3-丁二烯二环氧化物等二环氧烷烃类(优选为总碳原子数4~80的二环氧烷烃类);1,3-双[2-(7-氧杂双环[4.1.0]庚烷-3-基)乙基]-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷等分子内具有2个环氧基环己基的化合物(优选为总碳原子数12~80的分子内具有2个环氧基环己基的化合物)等,可以将它们中的1种单独在反应中使用,也可以将它们中的2种以上组合在反应中使用。
作为在分子内具有2个环状醚基、1个其它聚合性官能团的低分子化合物,例如,可举出4-环己烯-1,2-二羧酸二缩水甘油酯等。
作为分子内具有2个环状醚基、2个其它聚合性官能团的低分子化合物,例如,可举出双环[2.2.1]庚-2,5-二烯-2,3-二羧酸二缩水甘油酯等。
作为分子内具有3个环状醚基、但不具有其它聚合性官能团的低分子化合物,例如,可举出三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚、丙三醇三缩水甘油基醚等三缩水甘油基醚类(优选为总碳原子数10~80的三缩水甘油基醚类)、以及异氰脲酸三缩水甘油酯、氰脲酸三缩水甘油酯、1,2,4-苯三羧酸三缩水甘油酯等,可以将它们中的1种单独在反应中使用,也可以将它们中的2种以上组合在反应中使用。
作为分子内具有4个环状醚基、但不具有其它聚合性官能团的低分子化合物,例如,可举出甲烷四基四(缩水甘油基醚)、山梨糖醇四缩水甘油基醚、季戊四醇四缩水甘油基醚等四缩水甘油基醚类(优选为总碳原子数13~80的四缩水甘油基醚类)等,可以将它们中的1种单独在反应中使用,也可以将它们中的2种以上组合在反应中使用。
-含有环状醚基的高分子化合物-
接下来,对含有环状醚基的高分子化合物进行具体说明。
本说明书中“含有环状醚基的高分子化合物”是指含有环状醚基的化合物中的包含结构单元的重复且分子量大的化合物。含有环状醚基的高分子化合物的重均分子量优选为750以上,更优选为1000以上,进一步优选为2500以上,特别优选为5000以上,另外,优选为250万以下,更优选为100万以下,特别优选为50万以下。应予说明,重均分子量例如可以通过NMR、GPC等进行测定。
作为含有环状醚基的高分子化合物,优选具有含有环状醚基的结构单元的高分子化合物,更优选具有在侧链具有环状醚基的结构单元的高分子化合物。另外,衍生具有环状醚基的结构单元的单体可以为非交联性单体,也可以为交联性单体。
为了使反应体系内的溶解性、粘性良好并使反应效率良好,衍生具有环状醚基的结构单元的单体的总碳原子数优选为2~80,更优选为2~40,进一步优选为3~35,进一步优选为3~30,特别优选为4~25。
作为衍生具有环状醚基的结构单元的单体,优选具有以聚合性不饱和基团为代表的“其它聚合性官能团”的单体。其它聚合性官能团的个数在1分子单体内优选为1~10个,更优选为1~6个,进一步优选为1~2个,特别优选为1个。
作为衍生具有环状醚基的结构单元的单体,例如,可举出分子内分别具有环状醚基和其它聚合性官能团各1个的单体、分子内具有2个以上环状醚基的单体。作为这样的单体,具体而言,可举出上述作为“含有环状醚基的低分子化合物”所举出的化合物中的分子内分别具有环状醚基和其它聚合性官能团各1个的单体、分子内具有2个以上环状醚基的单体。该分子内具有2个以上环状醚基的低分子化合物可以具有也可以不具有上述“其它聚合性官能团”。
作为具有环状醚基的结构单元的含量,在高分子化合物所含有的所有结构单元中,优选为0.1~100质量%,更优选为10~90质量%。
另外,含有环状醚基的高分子化合物也可以具有除了具有环状醚基的结构单元以外的结构单元。作为衍生这样的结构单元的单体(以下,也称为“其它单体MO1”),可举出不具有环状醚基的含有聚合性不饱和基团的单体。其它单体MO1可大致分为非交联性单体、交联性单体,可以使用它们中的一者,也可以将它们并用。
作为其它单体MO1所提供的结构单元的含量,在高分子化合物所含有的所有结构单元中,优选为0~99.9质量%,更优选为10~90质量%。
作为上述非交联性单体,例如,可举出(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体、(甲基)丙烯酰胺系非交联性单体、芳香族乙烯基系非交联性单体、乙烯基酮系非交联性单体、(甲基)丙烯腈系非交联性单体、N-乙烯基酰胺系非交联性单体、不饱和二羧酸酐系非交联性单体等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。在非交联性单体中,优选(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体、芳香族乙烯基系非交联性单体。
作为上述(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体,例如,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基酯、(甲基)丙烯酸异丁基酯、(甲基)丙烯酸正辛基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸羟基丙基酯、丙三醇单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷单(甲基)丙烯酸酯、丁三醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇单(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单(甲基)丙烯酸酯、肌醇单(甲基)丙烯酸酯等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述(甲基)丙烯酰胺系非交联性单体,例如,可举出(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述芳香族乙烯基系非交联性单体,例如,可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤代苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、4-异丙基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-异丁基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯等苯乙烯类;1-乙烯基萘、2-乙烯基萘等乙烯基萘类等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述乙烯基酮系非交联性单体,例如,可举出乙基乙烯基酮、丙基乙烯基酮、异丙基乙烯基酮等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述(甲基)丙烯腈系非交联性单体,例如,可举出丙烯腈、甲基丙烯腈等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述N-乙烯基酰胺系非交联性单体,例如,可举出N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基丙酰胺等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述不饱和二羧酸酐系非交联性单体,例如,可举出马来酸酐、甲基马来酸酐、戊烯二酸酐等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述交联性单体,例如,可举出(甲基)丙烯酸酯系交联性单体、芳香族乙烯基系交联性单体、烯丙基系交联性单体等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。另外,作为交联性单体,优选为2~5官能的交联性单体,更优选为2或3官能的交联性单体。在交联性单体中,优选(甲基)丙烯酸酯系交联性单体、芳香族乙烯基系交联性单体。
作为上述(甲基)丙烯酸酯系交联性单体,例如,可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丁三醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、葡萄糖二(甲基)丙烯酸酯、葡萄糖三(甲基)丙烯酸酯、葡萄糖四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、肌醇二(甲基)丙烯酸酯、肌醇三(甲基)丙烯酸酯、肌醇四(甲基)丙烯酸酯、甘露醇二(甲基)丙烯酸酯、甘露醇三(甲基)丙烯酸酯、甘露醇四(甲基)丙烯酸酯、甘露醇五(甲基)丙烯酸酯等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述芳香族乙烯基系交联性单体,例如,可举出二乙烯基苯、三乙烯基苯、二乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯、二乙烯基乙基苯、二乙烯基萘等。另外,本发明的式(β)表示的化合物也可以作为芳香族乙烯基系交联性单体使用。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,作为上述烯丙基系交联性单体,例如,可举出邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、偏苯三酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸二烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
此外,作为交联性单体,除了上述例示的单体以外,还可以举出二氨基丙醇,三羟基甲基氨基甲烷、葡糖胺等氨基醇与(甲基)丙烯酸的脱水缩合反应物,丁二烯、异戊二烯等共轭二烯烃等。
含有环状醚基的高分子化合物可以为具有一维结构的高分子化合物,也可以为具有多维结构的高分子化合物,可以为线型高分子化合物、支链高分子化合物、板状高分子化合物、网状高分子化合物中的任一者。另外,含有环状醚基的高分子化合物为共聚物时,结构单元的排列为任意的,可以为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等中的任一形态。
另外,也可以将亲和纯化等各种纯化、生物相关物质的检测、体外诊断等中使用的载体或其支撑体作为含有环状醚基的高分子化合物用于硫基导入反应。载体、支撑体的形态可举出颗粒、整料、膜、芯片等。应予说明,上述载体或其支撑体可以使用市售品,也可以使用以国际公开第2015/119255号等中记载的公知的方法作为参考而制备的物质。
(硫代羧酸盐)
本发明的有机硫化合物的制造方法是使硫代羧酸盐与含有环状醚基的化合物反应。由此能够安全且高效地进行使2个环状醚基开环并向它们之间导入硫基的反应。
另外,硫代羧酸盐可以在反应体系中以离子形式存在。另外,与硫代羧酸一起将碱性物质添加到反应体系中等而制成硫代羧酸盐、其离子存在于反应体系中的状态也包含于本发明中的“使含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐的反应”。
作为硫代羧酸的盐,可举出钠盐、钾盐、锂盐等碱金属盐;钙盐、镁盐等与第2族元素的盐,以及铵盐、吡啶鎓盐、咪唑鎓盐、吗啉鎓盐、哌啶鎓盐、吡咯烷鎓盐、鏻盐、锍盐等。其中,为了高效地得到所期望的化合物,优选碱金属盐。
作为硫代羧酸盐,为了高效地得到所期望的化合物,优选下述式(13)表示的化合物。
〔式(13)中,
R22表示氢原子或1价的有机基团,
M表示形成硫代羧酸盐的阳离子。〕
式(13)中,R22表示氢原子或1价的有机基团,为了高效地得到所期望的化合物,优选1价的有机基团。作为1价的有机基团,可举出取代或非取代的烃基。R22中的烃基为包含脂肪族烃基、脂环式烃基和芳香族烃基的概念。其中,为了高效地得到所期望的化合物,优选脂肪族烃基、芳香族烃基,更优选脂肪族烃基。
为了高效地得到所期望的化合物,上述脂肪族烃基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12,进一步优选为1~6,特别优选为1~3。脂肪族烃基可以为直链状,也可以为支链状。另外,作为脂肪族烃基,为了高效地得到所期望的化合物,优选烷基。作为烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等。
为了高效地得到所期望的化合物,上述脂环式烃基的碳原子数优选为3~12,更优选为3~8。另外,作为脂环式烃基,具体而言,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基等环烷基。
为了高效地得到所期望的化合物,上述芳香族烃基的碳原子数优选为6~12,更优选为6~8。另外,作为芳香族烃基,具体而言,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基。
作为R22中的取代基,例如,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子。
另外,M表示形成硫代羧酸盐的阳离子。作为M,例如,可举出钠离子、钾离子、锂离子等碱金属离子;钙离子、镁离子等第2族元素的离子,以及铵离子、吡啶鎓离子、咪唑鎓离子、吗啉鎓离子、哌啶鎓离子、吡咯烷鎓离子、鏻离子、锍离子等。其中,为了高效地得到所期望的化合物,优选碱金属离子。
作为硫代羧酸盐,具体而言,可举出硫代甲酸盐、硫代乙酸盐、硫代丙酸盐、硫代丁酸盐、硫代戊酸盐、硫代己酸盐、硫代辛酸盐、硫代壬酸盐、硫代癸酸盐、硫代十二烷酸盐、硫代苯甲酸盐等。其中,为了高效地得到所期望的化合物,优选硫代乙酸盐,特别优选硫代乙酸的碱金属盐。
另外,硫代羧酸盐可以在反应中单独使用1种,也可以在反应中组合2种以上使用。应予说明,硫代羧酸盐可以使用市售品,也可以使用以公知的方法为参考而制备的物质。
为了高效地得到所期望的化合物,硫代羧酸盐的使用量相对于环状醚基1摩尔,优选为0.01摩尔以上,更优选为0.05摩尔以上,进一步优选为0.1摩尔以上,进一步优选为0.25摩尔以上,特别优选为0.5摩尔以上,另外,为了高效地得到所期望的化合物,相对于环状醚基1摩尔,优选为5摩尔以下,更优选为2.5摩尔以下,进一步优选为1摩尔以下,特别优选为0.75摩尔以下。使硫代羧酸盐的使用量相对于环状醚基1摩尔为0.75摩尔以下时,能够特别高效地得到所期望的化合物。作为具体的范围,优选为0.01摩尔~5摩尔,更优选为0.05摩尔~2.5摩尔,进一步优选为0.1摩尔~1摩尔,特别优选为0.25摩尔~0.75摩尔。
(反应条件等)
含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐的反应(硫基导入反应)可以在溶剂存在下或溶剂非存在下进行,为了高效地得到所期望的化合物,优选在溶剂存在下进行。
作为溶剂,可举出水;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁基醇等醇类;二甲基亚砜等亚砜类;丙酮、甲基乙基酮等酮类;乙醚、四氢呋喃等醚类;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类;N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类;乙腈等腈类等,可以将它们中的1种单独使用,也可以将它们中的2种以上组合使用。作为溶剂,为了高效地得到所期望的化合物,优选含水溶剂(水或者水与除水以外的溶剂的混合液)。为了高效地得到所期望的化合物,该含水溶剂中,水的含量优选为3~100质量%,更优选为20~100质量%。
这些溶剂中,为了高效地得到所期望的化合物,优选选自水、醇类、亚砜类、酮类、醚类和酰胺类中的1种或2种以上的溶剂,特别优选选自水、醇类和亚砜类中的1种或2种以上的溶剂。
溶剂的使用量相对于含有环状醚基的化合物100质量份,通常为0~10000质量份,优选为10~2000质量份。
另外,硫基导入反应可以使用N,N-二异丙基乙基胺等碱性催化剂而进行,也可以在不使用催化剂的情况下使反应进行。
作为硫基导入反应的反应条件,可举出碱性条件、中性条件、酸性条件,为了高效地得到所期望的化合物,硫基导入反应优选在中性~碱性条件下进行。为了高效地得到所期望的化合物,硫基导入反应的pH优选为6以上,更优选为6~14,特别优选为7~14。
这里,上述“中性~碱性条件下”是指在含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐的反应时将反应体系内制作成中性~碱性的状态,无论是否添加除含有环状醚基的化合物和硫代羧酸盐以外的成分(碱性物质等),只要将反应体系内制作成中性~碱性的状态,就属于在“中性~碱性条件下”的反应。即,“中性~碱性条件下”包含如下情况:例如,通过含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐的反应而使体系内自发地变为碱性;另外添加碱性物质而使反应体系内达到中性~碱性的范围;通过代替硫代羧酸盐将硫代羧酸与碱性物质一起添加到反应体系中等来制作出硫代羧酸盐、其离子存在于反应体系中的状态而使反应体系内到达中性~碱性的范围等。
应予说明,上述pH也同样,例如,“pH6以上”是指在含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐的反应时将反应体系内制作成pH6以上的状态,无论是否添加除含有环状醚基的化合物和硫代羧酸盐以外的成分(碱性物质等),只要将反应体系内制作成pH6以上的状态,就属于在“pH6以上”的反应。
硫基导入反应的反应温度通常为0~120℃,优选为20~80℃。
硫基导入反应的反应时间通常为0.01~24小时,优选为0.5~8小时。
硫基导入反应的反应压力没有特别限定,可以在常压下进行反应。
根据上述硫基导入反应,与含有环状醚基的化合物的种类对应地得到种类众多的硫醚化合物(式(21)中的X2为硫基的化合物)。例如,可以使含有环状醚基的化合物和与该化合物为不同分子的含有环状醚基的化合物(这些含有环状醚基的化合物可以为相同种类,也可以为不同种类)分别开环在它们之间导入硫基而使其连接,也可以通过使1分子内含有的2个环状醚基开环在它们之间导入硫基而向分子内导入交联结构。
更具体而言,使用在分子内分别具有环状醚基和其它聚合性官能团各1个的低分子化合物(例如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基苄基缩水甘油基醚等)作为含有环状醚基的化合物时,能够得到具有其它聚合性官能团的硫醚化合物。
另外,使用在分子内具有2个环状醚基的低分子化合物(例如,1,4-丁二醇二缩水甘油基醚、双酚A二缩水甘油基醚、乙二醇二缩水甘油基醚等)作为含有环状醚基的化合物时,能够得到环状硫醚化合物、链状硫醚化合物。
另外,使用在分子内具有3个以上环状醚基的低分子化合物(例如,异氰脲酸三缩水甘油酯等)作为含有环状醚基的化合物时,能够得到含有硫基的网络聚合物。
另外,使用具有2个以上环状醚基的高分子化合物作为含有环状醚基的化合物时,能够得到具有含有式(21)表示的2价基团的交联结构的高分子化合物。
然后,如上所述得到的硫醚化合物的分离只要根据需要将过滤、清洗、干燥、重结晶、再沉淀、透析、离心分离、基于各种溶剂的萃取、中和、色谱等通常的方法适当地组合而进行即可。
另外,制造式(21)中的X2为亚磺酰基或磺酰基的化合物时,只要将上述的硫基导入反应中得到的式(21)中的X2为硫基的化合物(硫醚化合物)氧化即可。
上述氧化可以将国际公开第2015/119255号、日本特开2016-50897号公报等中记载的公知的方法作为参考而进行,具体而言,可举出使用氧化剂的方法。作为氧化剂,可举出过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸、叔丁基过氧化氢等有机氧化剂;过氧化氢、铬酸、高锰酸盐等无机氧化剂。应予说明,这些氧化剂可以单独使用1种或组合2种以上使用。
应予说明,例如将具有含有环状醚基的结构单元的高分子化合物等作为含有环状醚基的化合物在硫基导入反应中使用时,有时硫基导入反应的产物中残留环状醚基,但该残留的环状醚基可以利用公知的方法而使其开环。具体而言,可举出使巯基乙醇、硫代丙三醇等含有巯基的醇、丙三醇等多元醇与环状醚基反应的方法。
另外,硫基导入反应的产物具有其它聚合性官能团时,可以使该产物聚合。此时,也可以与其它单体MO1共聚。
而且,对于本发明的有机硫化合物的制造方法中得到的含有下述式(21)表示的2价基团的化合物,该化合物为低分子化合物时,例如,作为有机溶剂、表面活性剂、亲水化剂、分散稳定剂、交联剂等是有用的。另外,该化合物为高分子化合物时,例如,作为亲和纯化等各种纯化、生物相关物质的检测、体外诊断等中使用的载体或其支撑体、分散稳定剂、凝胶剂、固化剂等是有用的。
〔式(21)中,
R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,
X2表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
*表示键合位点。〕
应予说明,R51和R52表示的环状醚基开环而成的2价基团与含有环状醚基的化合物中含有的环状醚基对应,例如,含有环状醚基的化合物中含有的环状醚基为环氧基时,为如-CHOH-CH2-所示的开环环氧基。
另外,本发明的有机硫化合物的制造方法中得到的含有式(21)表示的2价基团的化合物中的下述式(β)表示的化合物为新型化合物。该化合物(β)由于具有多个聚合性不饱和基团,因此作为交联性单体是有用的,例如,能够作为亲和纯化等各种纯化、生物相关物质的检测、体外诊断等中使用的载体的原料单体等使用。另外,与作为交联性单体的二乙烯基苯相比具有结构柔软性、亲水性高等特性,作为二乙烯基苯等的替代单体是特别有用的。
〔式(β)中,
R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,
R53和R54各自独立地表示氢原子或甲基,
R55和R56各自独立地表示卤素原子或有机基团,
R57和R58各自独立地表示单键或2价连接基团,
X2表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
n1和n2各自独立地表示0~4的整数。〕
式(β)中,R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,该R51和R52与式(21)中的R51和R52含义相同。
R55和R56各自独立地表示卤素原子或有机基团。
作为R55和R56表示的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为R55和R56表示的有机基团,可举出取代或非取代的烃基、该取代或非取代的烃基的碳原子的一部分取代成选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团,优选取代或非取代的烃基。应予说明,取代或非取代的烃基的碳原子的一部分取代成选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团中,醚键、酰胺键、酯键可以为1个,也可以为2个以上。
另外,作为R55和R56表示的有机基团的总碳原子数,优选为1~20,更优选为1~10,进一步优选为1~6,特别优选为1~3。
R55和R56中的“烃基”可以具有取代基,也可以不具有取代基。作为该取代或非取代的烃基,可举出与式(13)中的R22表示的取代或非取代的烃基同样的基团。应予说明,n1为2~4的整数时,n1个R55可以相同,也可以不同,n2为2~4的整数时,n2个R56可以相同,也可以不同。
n1和n2各自独立地表示0~4的整数,优选为0或1,更优选为0。
R57和R58各自独立地表示单键或2价连接基团,优选为2价连接基团,更优选为2价的有机基团。
作为R57和R58表示的2价的有机基团,优选取代或非取代的2价烃基、该取代或非取代的2价烃基的碳原子的一部分取代成选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团,更优选为取代或非取代的2价烃基、该取代或非取代的2价烃基的碳原子的一部分取代成醚键的基团。
应予说明,取代或非取代的2价烃基的碳原子的一部分取代成选自醚键、酰胺键和酯键中的1种以上的基团中,醚键、酰胺键、酯键可以为1个,也可以为2个以上。
另外,作为2价的有机基团的总碳原子数,优选为1~20,更优选为1~10,进一步优选为1~6,特别优选为1~3。
另外,作为R57和R58中的“2价烃基”,可以为2价的脂肪族烃基、2价的脂环式烃基、2价的芳香族烃基中的任一者,优选2价的脂肪族烃基。
上述2价的脂肪族烃基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,进一步优选为1~6,特别优选为1~3。2价的脂肪族烃基可以为直链状,也可以为支链状。另外,作为2价的脂肪族烃基,优选链烷二基。作为链烷二基,可举出甲烷-1,1-二基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基等。
作为取代或非取代的2价烃基的碳原子的一部分取代成醚键的基团,优选-(RgO)q2Rh-表示的基团。
这里,Rg和Rh各自独立地表示碳原子数1~8(优选为碳原子数1~4,更优选为碳原子数1或2)的2价烃基(优选为链烷二基),q2表示1~6的整数(优选为1~3的整数,更优选为1或2)。作为Rg和Rh表示的链烷二基,可举出与上述R57和R58的例示同样的链烷二基。应予说明,q2为2~6的整数时,q2个Rg可以相同,也可以不同。
作为这样的-(RgO)q2Rh-表示的基团,具体而言,可举出-CH2-O-CH2-、-CH2-O-CH2-O-CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-等。
作为R57和R58中的取代基,例如,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子。
<载体>
本发明的载体包含聚合物,该聚合物具有含有下述式(1)表示的2价基团(以下,也称为“2价基团(1)”)的交联结构。
〔式(1)中,
R1~R4各自独立地表示单键或2价烃基,
R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基,
X表示硫基、亚磺酰基、磺酰基、氧基、>N(-R31)、>Si(-R32)2、>P(-R33)、>P(=O)(-R34)、>B(-R35)或>C(-R36)2(R31~R36各自独立地表示氢原子或烃基),
*表示键合位点。
其中,R1和R3都为2价烃基时,R1和R3可以一起与一同邻接的碳原子形成环,
R2和R4都为2价烃基时,R2和R4可以一起与一同邻接的碳原子形成环。〕
(特定交联结构)
特定交联结构含有上述2价基团(1)。
式(1)中,R1~R4各自独立地表示单键或2价烃基。
为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,R1~R4表示的2价烃基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,进一步优选为1~4,特别优选为1或2。
R1~R4表示的2价烃基可以为2价的饱和烃基,也可以为2价的不饱和烃基。另外,作为该2价烃基,可举出2价的脂肪族烃基、2价的脂环式烃基、2价的芳香族烃基,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选2价的脂肪族烃基。应予说明,2价的脂肪族烃基可以为直链状,也可以为支链状。
R1~R4表示的2价烃基为2价的脂肪族烃基时,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,其碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,进一步优选为1~4,特别优选为1或2。作为2价的脂肪族烃基,可举出链烷二基、链烯二基,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选链烷二基。
作为链烷二基,具体而言,可举出甲烷-1,1-二基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,1-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,2-二基、己烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,2-二基、癸烷-1,10-二基等。
R1~R4表示的2价烃基为2价的脂环式烃基时,其碳原子数优选为3~20,更优选为3~14,进一步优选为3~10,特别优选为3~8。作为2价的脂环式烃基,可举出环己烷二基、甲基环己烷二基、环庚烷二基等环烷烃二基、以及金刚烷基等2价的桥环烃基。
R1~R4表示的2价烃基为2价的芳香族烃基时,其碳原子数优选为6~18,更优选为6~12。作为2价的芳香族烃基,优选为亚芳基,具体而言,可举出亚苯基、亚萘基等。
应予说明,2价的脂环式烃基的键合部位和2价的芳香族烃基的键合部位可以为环上的任一碳上。
另外,作为R1和R3、R2和R4可分别一起形成的环,可举出环戊烷环,环己烷环、甲基环己烷环、环庚烷环、环辛烷环等总碳原子数3~10(优选为总碳原子数5~7)的环烷烃环。其中,优选环戊烷环、环己烷环。应予说明,式(1)中的羟基、X所键合的部位可以为上述环上的任一碳上。
R1~R4表示的2价烃基可以具有取代基,也可以不具有取代基。作为该取代基,例如,可举出氯原子、溴原子、氟原子等卤素原子、羟基等。应予说明,取代基的取代位置和个数任意,具有2个以上取代基时,该取代基可以相同,也可以不同。
作为R1~R4的组合,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选R1和R2为单键、R3和R4各自独立地为2价烃基的组合;R1为单键、R2、R3和R4各自独立地为2价烃基、R2和R4与一同邻接的碳原子一起形成环的组合;R2为单键、R1、R3和R4各自独立地为2价烃基、R1和R3与一同邻接的碳原子一起形成环的组合;R1~R4各自独立地为2价烃基、R1和R3与一同邻接的碳原子一起形成环且R2和R4与一同邻接的碳原子一起形成环的组合;
更优选R1和R2为单键、R3和R4各自独立地为2价烃基的组合;R1~R4各自独立地为2价烃基、R1和R3与一同邻接的碳原子一起形成环且R2和R4与一同邻接的碳原子一起形成环的组合;
进一步优选R1和R2为单键、R3和R4各自独立地为2价烃基的组合,
进一步优选R1和R2为单键、R3和R4各自独立地为碳原子数1~10的2价烃基的组合,
特别优选R1和R2为单键,R3和R4各自独立地为碳原子数1~4的链烷二基的组合。
R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基。其中,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选氢原子。
R5和R6表示的烃基为包含脂肪族烃基、脂环式烃基和芳香族烃基的概念,可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。烃基的碳原子数优选为1~4,更优选为1或2。该烃基优选为脂肪族烃基,更优选为烷基。烷基可以为直链状或支链状,例如,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。
X表示硫基、亚磺酰基、磺酰基、氧基、>N(-R31)、>Si(-R32)2、>P(-R33)、>P(=O)(-R34)、>B(-R35)或>C(-R36)2,优选硫基、亚磺酰基或磺酰基,特别优选硫基。
R31~R36各自独立地表示氢原子或烃基。作为R31~R36表示的烃基,可举出与R5表示的烃基同样的基团。
另外,特定交联结构只要是含有上述2价基团(1)的结构,就没有特别限定,可以为2价的交联结构,也可以为3价以上的交联结构,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选为2~6价的交联结构,更优选为2~3价的交联结构,特别优选为2价的交联结构。
另外,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,式(1)表示的2价基团的个数在1个特定交联结构中,优选为1~9个,更优选为1~5个,特别优选为2或3个。
另外,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,特定交联结构的总碳原子数优选为2以上,更优选为3以上,进一步优选为4以上,进一步优选为5以上,特别优选为6以上,另外,优选为60以下,更优选为40以下,进一步优选为30以下,进一步优选为20以下,特别优选为18以下。
作为特定交联结构的优选的具体例,可举出下述式(2)表示的交联结构。
〔式(2)中,
Y1、Y2和Y3各自独立地表示单键或2价连接基团,
n表示0以上的整数。
其它符号与上述含义相同。〕
式(2)中,n表示0以上的整数,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选为0~8的整数,更优选为0~4的整数,特别优选为1或2。应予说明,n为2以上的整数时,n个Y2可以相同,也可以不同。另外,n为1以上的整数时,式(2)中的n+1个X可以相同,也可以不同。R1~R6也同样。
式(2)中,作为Y1~Y3表示的2价连接基团,可举出链烷二基、在碳原子数2以上的链烷二基的碳-碳原子间具有醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基的基团、亚芳基、-C(=O)O-R7-**、-C(=O)NH-R8-**、-Ar-R9-**或-Ar-OR10-**等。
这里,Ar表示亚芳基。另外,Y1、Y3上的**可以为式(2)中的键合于碳原子的键合位点,也可以为另一端的键合位点,优选为式(2)中的键合于碳原子的键合位点。应予说明,Y2上的**可以键合于式(2)中的与R2邻接的碳原子中的任一者。作为Y1~Y3、Ar表示的亚芳基,可举出亚苯基、亚萘基、亚菲基等。
另外,R7~R10各自独立地表示链烷二基、或者碳原子数2以上的链烷二基的碳-碳原子间具有醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基的基团。
作为Y1~Y3、R7~R10表示的链烷二基的碳原子数,优选为1~12,更优选为1~6,特别优选为1~3。该链烷二基可以为直链状,也可以为支链状。作为链烷二基的具体例,可举出甲烷-1,1-二基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,1-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,1-二基、戊烷-1,2-二基、戊烷-1,3-二基、戊烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,1-二基、己烷-1,2-二基、己烷-1,3-二基、己烷-1,4-二基、己烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基等。
作为Y1~Y3、R7~R10表示的“碳原子数2以上的链烷二基的碳-碳原子间具有醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基的基团”,优选-Ra(XaRb)tXbRc-表示的基团(Ra、Rb和Rc各自独立地表示碳原子数1~4的链烷二基,Xa和Xb各自独立地表示醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基,t表示0~30的整数)。
Ra、Rb和Rc表示的链烷二基可以为直链状,也可以为支链状。具体而言,可举出甲烷-1,1-二基、乙烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,1-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基。作为t,优选为0~20的整数,更优选为0~10的整数,进一步优选为0~5的整数,特别优选为0。应予说明,t为2~30的整数时,t个Rb可以相同,也可以不同。Xa也同样。
作为碳原子数2以上的链烷二基的碳-碳原子间具有醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基的基团的优选的具体例,可举出-RaXbRc-表示的基团。
应予说明,Y1~Y3、R7~R10表示的链烷二基、碳原子数2以上的链烷二基的碳-碳原子间具有醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基的基团可以具有取代基,也可以不具有取代基。作为该取代基,例如,可举出羟基等。
Y1、Y3为2价连接基团时,作为该2价连接基团,特别优选-C(=O)O-R7-**。
另外,作为Y2,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选单键、碳原子数2以上的链烷二基的碳-碳原子间具有醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基的基团,更优选单键、碳原子数2以上的链烷二基的碳-碳原子间具有硫基、亚磺酰基或磺酰基的基团,特别优选单键。
为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,特定交联结构的含量相对于聚合物总质量,优选为0.1~90质量%,更优选为1~60质量%,特别优选为3~50质量%。
应予说明,聚合物中的各结构的含量可以通过元素分析、热解气相色谱法等进行测定。
(聚合物)
本发明的载体中含有的聚合物只要是分子内具有特定交联结构的聚合物,就没有特别限定,可以为合成聚合物,也可以为天然聚合物,优选为合成聚合物。另外,聚合物优选为水不溶性聚合物。
作为合成聚合物,例如,可举出具有选自来自(甲基)丙烯酸酯系单体的结构单元、来自(甲基)丙烯酰胺系单体的结构单元、来自(甲基)丙烯腈系单体的结构单元、来自芳香族乙烯基系单体的结构单元、来自乙烯基醚系单体的结构单元、来自乙烯基酮系单体的结构单元、来自N-乙烯基酰胺系单体的结构单元、来自乙烯基环氧烷系单体的结构单元、来自具有三键的环氧烷系单体的结构单元、来自烯丙基系单体的结构单元、来自不饱和二羧酸酐系单体的结构单元、来自环氧基系单体的结构单元和来自不饱和聚亚烷基二醇醚系单体的结构单元中的1种或2种以上的聚合物。另外,作为天然聚合物,例如,可举出由琼脂糖、纤维素(结晶性纤维素等)、葡聚糖等多糖类构成的天然聚合物。
另外,聚合物的含量在本发明的载体中,优选为80~100质量%,更优选为90~100质量%,特别优选为99~100质量%。
另外,本发明的载体中含有的聚合物除了特定交联结构以外,还可以在分子内具有反应性官能团σ。
反应性官能团σ优选可与硫烷基、硫代羧酸盐反应的官能团、可与抗体反应的官能团。例如,可举出选自环状醚基、羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、N-琥珀酰亚胺基、甲酰基、异氰酸酯基、马来酰亚胺基和卤代乙酰基(碘代乙酰基、溴代乙酰基等)中的1种以上的官能团。其中,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选环状醚基、N-琥珀酰亚胺基,特别优选环状醚基。该“环状醚基”与本发明的有机硫化合物的制造方法中使用的含有环状醚基的化合物所含有的“环状醚基”同样。作为环状醚基,为了使反应效率良好,优选式(3)表示的环状醚基。
为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,聚合物中的反应性官能团σ的含量(b)相对于聚合物中的特定交联结构的含量(a)的摩尔比〔(b)/(a)〕优选为0~10,更优选为0~1,特别优选为0~0.1。
另外,作为本发明的载体中含有的聚合物,具有2个以上的上述的环状醚基开环而成的2价基团,它们优选构成特定交联结构的一部分,更优选构成特定交联结构的两末端。
另外,本发明的载体中含有的聚合物除了上述以外,还可以在分子内具有含有选自醚键、硫基、亚磺酰基、磺酰基、羟基和硫烷基中的1种以上的1价基团。作为这样的1价基团,优选下述式(9)表示的基团、含有硫烷基的1价基团、羟基,更优选式(9)表示的基团、含有硫烷基的1价基团。
作为含有硫烷基的1价基团,例如,可举出硫烷基、下述式(30)表示的基团。分子内具有这样的含有硫烷基的1价基团时,还能够用化学键固定抗体等配体。这样固定抗体时,例如,对与抗体键合的目标物质的检测、诊断是有用的。应予说明,抗体等配体的固定例如可以通过使具有与硫烷基反应的反应性官能团和与抗体等配体反应的反应性官能团的交联剂(例如,4-马来酰亚胺基丁酸N-琥珀酰亚胺酯等)进行反应这样简便的方法来进行。
〔式(9)中,
R15表示q+1价烃基,
Y4表示醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基,
Y5表示亲水性基团,
q表示0以上的整数,
*表示键合位点。〕
〔式(30)中,*表示键合位点,其它符号与上述含义相同。〕
式(9)中,R15表示q+1价烃基。即,当q=0时,R15为1价烃基,当q=1时,R15为2价烃基,当q=2时,R15为3价烃基。
作为R15表示的1价烃基,可举出与R5表示的烃基同样的基团。作为R15表示的2价烃基,可举出与R1表示的2价烃基同样的基团。R15表示的3价烃基的碳原子数优选为1~12,更优选为1~6。作为3价烃基,优选甲烷-1,1,1-三基、乙烷-1,1,1-三基、乙烷-1,1,2-三基、丙烷-1,2,3-三基、丙烷-1,2,2-三基等烷烃三基。
式(9)中,Y4表示醚键、硫基、亚磺酰基或磺酰基,优选醚键、硫基。
作为Y5表示的亲水性基团,可举出羟基、硫烷基、羧基、氨基、形成有机铵盐的基团等,优选羟基。
q表示0以上的整数,优选为0~4的整数,更优选为0~2的整数。应予说明,q为2以上的整数时,q个Y5可以相同,也可以不同。
为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,聚合物中的上述含有选自醚键、硫基、亚磺酰基、磺酰基、羟基和硫烷基中的1种以上的1价基团的含量(c)相对于聚合物中的特定交联结构的含量(a)的摩尔比〔(c)/(a)〕优选为0~16,更优选为0.1~4。
另外,作为本发明的载体中含有的聚合物,可举出聚合物中含有的结构单元间由特定交联结构交联的聚合物、聚合物中含有的结构单元内由特定交联结构交联的聚合物,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选聚合物中含有的结构单元间由特定交联结构交联的聚合物,更优选聚合物中含有的结构单元的侧链彼此由特定交联结构交联的聚合物。另外,本发明的载体中含有的聚合物除了由特定交联结构交联的结构单元(A)以外,也可以具有:含有反应性官能团σ的结构单元(B),具备含有选自醚键、硫基、亚磺酰基、磺酰基、羟基和硫烷基中的1种以上的1价基团的结构单元(C)。
作为结构单元(A),优选下述式(10)表示的结构单元,作为结构单元(B),优选下述式(11)表示的结构单元,作为结构单元(C),优选下述式(12)表示的结构单元。
〔式(10)中,
R16表示氢原子或甲基,
R17表示单键或2价连接基团,
**表示与特定交联结构键合的键合位点,意味着由特定交联结构交联。〕
〔式(11)中,
R18表示氢原子或甲基,
R19表示单键或2价连接基团,
Z1表示反应性官能团σ。〕
〔式(12)中,
R20表示氢原子或甲基,
R21表示单键或2价连接基团,
Z2表示反应性官能团σ的残基,
Z3表示含有选自醚键、硫基、亚磺酰基、磺酰基、羟基和硫烷基中的1种以上的1价基团。〕
式(10)中的R17、式(11)中的R19、式(12)中的R21表示的2价连接基团优选与式(2)中的Y1表示的2价连接基团同样的基团。应予说明,2个式(10)表示的结构单元由式(2)表示的交联结构交联时,优选式(2)中的Y1、Y3为单键且式(10)中的R17为2价连接基团,或者式(2)中的Y1、Y3为2价连接基团且式(10)中的R17为单键。
Z1、Z2中的“反应性官能团σ”与上述反应性官能团σ同样,另外,Z3表示的含有选自醚键、硫基、亚磺酰基、磺酰基、羟基和硫烷基中的1种以上的1价基团也与上述含有选自醚键、硫基、亚磺酰基、磺酰基、羟基和硫烷基中的1种以上的1价基团同样。应予说明,作为反应性官能团σ的残基,具体而言,可举出环状醚基开环而成的2价基团、-C(=O)-、-NH-C(=O)-,优选环状醚基开环而成的2价基团。应予说明,环状醚基为环氧基时,环状醚基开环而成的2价基团为如-CHOH-CH2-所示的开环环氧基。
作为提供结构单元(A)~(C)的单体,优选分子内具有反应性官能团σ的单体,更优选分子内具有环状醚基的单体。另外,该单体可以为非交联性单体,也可以为交联性单体,还可以进一步具有除反应性官能团σ以外的聚合性官能团。作为“反应性官能团σ以外的聚合性官能团”,可举出聚合性不饱和基团。
反应性官能团σ的个数在1分子单体内,优选为1~20个,更优选为1~6个,进一步优选为1~4个,特别优选为1~2个。反应性官能团σ以外的聚合性官能团的个数在1分子单体内,优选为1~10个,更优选为1~6个,进一步优选为1~2个,特别优选为1个。
作为提供结构单元(A)~(C)的单体,例如,可举出在分子中分别具有环状醚基和除反应性官能团σ以外的聚合性官能团各1个的单体;分子内具有2个环状醚基但不具有除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体;在分子内具有2个环状醚基、1个除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体;在分子内具有2个环状醚基、2个除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体;分子内具有3个环状醚基但不具有除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体;分子内具有4个环状醚基但不具有除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体。此外,也可以使用(甲基)丙烯酸异氰酸根合乙酯等具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯系单体;马来酸酐、甲基马来酸酐、戊烯二酸酐等不饱和二羧酸酐系单体、以及(甲基)丙烯酸等。这些单体可以单独使用1种或组合2种以上使用。
这些单体中,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,优选分子内分别具有环状醚基和除反应性官能团σ以外的聚合性官能团各1个的单体。
作为分子内分别具有环状醚基和除反应性官能团σ以外的聚合性官能团各1个的单体,可举出与能在本发明的有机硫化合物的制造方法中使用的“在分子内分别具有环状醚基和其它聚合性官能团各1个的低分子化合物”所举出的单体同样的单体,可以在反应中单独使用1种,也可以在反应中组合2种以上使用。
作为分子内具有2个环状醚基但不具有除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体,可举出与能在本发明的有机硫化合物的制造方法中使用的“分子内具有2个环状醚基但不具有其它聚合性官能团的低分子化合物”所举出的单体同样的单体,可以在反应中单独使用1种,也可以在反应中组合2种以上使用。
作为分子内具有2个环状醚基并具有1个除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体,例如,可举出4-环己烯-1,2-二羧酸二缩水甘油酯等。
作为分子内具有2个环状醚基并具有2个除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体,例如,可举出双环[2.2.1]庚-2,5-二烯-2,3-二羧酸二缩水甘油酯等。
作为分子内具有3个环状醚基但不具有除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体,例如,可举出三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚、丙三醇三缩水甘油基醚等三缩水甘油基醚类(优选总碳原子数10~80的三缩水甘油基醚类)、以及异氰脲酸三缩水甘油酯、氰脲酸三缩水甘油酯、1,2,4-苯三羧酸三缩水甘油酯等,可以将它们中的1种单独在反应中使用,也可以将它们中的2种以上组合在反应中使用。
作为分子内具有4个环状醚基但不具有除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的单体,例如,可举出甲烷四基四(缩水甘油基醚)、山梨糖醇四缩水甘油基醚、季戊四醇四缩水甘油基醚等四缩水甘油基醚类(优选总碳原子数13~80的四缩水甘油基醚类)等,可以将它们中的1种单独在反应中使用,也可以将它们中的2种以上组合在反应中使用。
聚合物中的结构单元(A)~(C)的合计含有比例相对于特定交联结构100质量份,优选为0~100000质量份,更优选为10~50000质量份,特别优选为100~10000质量份。
另外,本发明的载体中含有的聚合物除了特定交联结构、结构单元(A)~(C)以外,还可以具有结构单元。作为提供这样的结构单元的单体(以下,也称为其它单体MO2),可举出不具有反应性官能团σ的含有聚合性不饱和基团的单体。其它单体MO2大致分为非交联性单体、交联性单体,可以使用它们中的一者,也可以将它们并用。
作为上述非交联性单体,例如,可举出(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体、(甲基)丙烯酰胺系非交联性单体、芳香族乙烯基系非交联性单体、乙烯基酮系非交联性单体、(甲基)丙烯腈系非交联性单体、N-乙烯基酰胺系非交联性单体等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。非交联性单体中,优选(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体、芳香族乙烯基系非交联性单体。
作为上述(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体、(甲基)丙烯酰胺系非交联性单体、芳香族乙烯基系非交联性单体、乙烯基酮系非交联性单体、(甲基)丙烯腈系非交联性单体、N-乙烯基酰胺系非交联性单体,可举出与在“其它单体MO1”中作为(甲基)丙烯酸酯系非交联性单体、(甲基)丙烯酰胺系非交联性单体、芳香族乙烯基系非交联性单体、乙烯基酮系非交联性单体、(甲基)丙烯腈系非交联性单体、N-乙烯基酰胺系非交联性单体所举出的单体同样的单体。
聚合物中的非交联性单体所提供的结构单元的含有比例相对于特定交联结构100质量份,优选为1~500质量份,更优选为1~100质量份。
另外,作为上述交联性单体,例如,可举出(甲基)丙烯酸酯系交联性单体、芳香族乙烯基系交联性单体、烯丙基系交联性单体等。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。另外,作为交联性单体,优选2~5官能的交联性单体,更优选2或3官能的交联性单体。交联性单体中,优选(甲基)丙烯酸酯系交联性单体、芳香族乙烯基系交联性单体。
作为上述(甲基)丙烯酸酯系交联性单体、芳香族乙烯基系交联性单体,烯丙基系交联性单体,可举出与在“其它单体MO1”中作为(甲基)丙烯酸酯系交联性单体、芳香族乙烯基系交联性单体、烯丙基系交联性单体所举出的单体同样的单体。此外,作为交联性单体,除了上述例示的单体以外,还可以举出二氨基丙醇、三羟基甲基氨基甲烷、葡糖胺等氨基醇与(甲基)丙烯酸的脱水缩合反应物、丁二烯、异戊二烯等共轭二烯烃等。
聚合物中的交联性单体所提供的结构单元的含有比例相对于特定交联结构100质量份,优选为1~1000质量份,更优选为10~500质量份。
另外,本发明的载体只要是可作为固相载体使用的形态即可。作为这样的形态,例如,可举出颗粒状、整料状、板状、薄膜状(包括中空丝)、纤维状、盒状、芯片状等,优选为颗粒状。应予说明,颗粒状载体可以为被赋予磁性的磁性粒子、粒径小的胶乳粒子。
另外,作为本发明的载体,优选多孔粒子等多孔载体。另外,作为多孔粒子,优选多孔聚合物粒子。
另外,本发明的载体为颗粒状的载体时,平均粒径(体积平均粒径)优选为0.01~150μm,更优选为20~100μm。另外,平均粒径的变异系数优选为40%以下,更优选为30%以下。
另外,本发明的载体的比表面积优选为1~500m2/g,更优选为10~300m2/g。
另外,本发明的载体的体积平均细孔直径优选为10~300nm。
应予说明,上述平均粒径、变异系数、比表面积和体积平均细孔直径可以通过激光衍射/散射粒径分布测定等而进行测定。
(配体)
本发明的载体既可以固定除特定交联结构以外的配体而使用,也可以不固定除特定交联结构以外的配体而使用,即便不固定除特定交联结构以外的配体(蛋白质配体、肽配体等)时,与目标物质的动态结合容量也大,从生物试样中分离目标物质的性能也高。
固定配体而使用时(即,为本发明的固定有配体的载体时),除该特定交联结构以外的配体只要是与目标物质键合的分子即可,例如,可举出蛋白A、蛋白G、亲和素等蛋白质;胰岛素等肽;DNA、RNA等核酸;酶;亚氨基二乙酸等螯合化合物;抗体;抗原;激素;肝素、LewisX、神经节苷脂等糖质;受体;适体;生物素、其衍生物等维生素类;金属离子;合成色素,以及2-氨基苯基硼酸、4-氨基苯甲脒、谷胱甘肽这样的低分子化合物等。应予说明,上述例示的配体可以使用其整体,也可以使用通过重组、酶处理等而得到的其片段。另外,还可以为人工合成的肽、肽衍生物。
在CLIA、CLEIA等免疫分析(免疫测定法)中使用时,作为配体,优选抗体。另一方面,将抗体作为目标物质时,通常使用抗体亲和配体,作为抗体亲和配体,优选免疫球蛋白结合性蛋白质。作为抗体亲和配体,例如,可举出肽性配体、蛋白质性配体、化学合成性配体(合成化合物)。更具体而言,可举出蛋白A、蛋白G、蛋白L、蛋白H、蛋白D、蛋白Arp、蛋白FcγR、抗体结合性合成肽配体、它们的类似物质等。
特定交联结构以外的配体的固定量相对于载体的干燥重量1g,优选为0~300mg,更优选为0~150mg,进一步优选为0~75mg,进一步优选为0~25mg,特别优选为0~10mg。本发明的载体即便为这样低的固定量时,与目标物质的动态结合容量也大,从生物试样中分离目标物质的性能也高。
应予说明,特定交联结构以外的配体的固定量可以利用BCA法、Bradford法、Lowry法等进行测定。
应予说明,配体在载体上的固定可以按照共价键法、离子键法、物理吸附法、包埋法等常规方法进行。具体而言,可举出使配体键合于能固定配体的官能团的方法。该方法可以以国际公开第2015/119255号小册子、国际公开第2015/041218号小册子等的记载为参考而进行。更具体而言,可举出使载体的环状醚基、羧基、-C(=O)-O-C(=O)-、甲酰基等与配体的氨基等键合的方法。另外,载体的聚合物在分子内具有含有硫烷基的1价基团时,也可以使用4-马来酰亚胺基丁酸N-琥珀酰亚胺酯这样的具有与硫烷基反应的反应性官能团和与配体反应的反应性官能团的交联剂来固定配体。
另外,也可以利用控制配体的取向性的方法(美国专利第6399750号,LjungquistC.等著,rEur.J.Biochem.」,1989年,186卷,557-561页)、介由连接子(间隔子)将配体固定于载体的方法(美国专利第5260373号,日本特开2010-133733号公报,日本特开2010-133734号公报)、通过缔合性基团使配体聚集在载体上的方法(日本特开2011-256176号公报)等进行固定。
<载体的制造方法>
本发明的载体可以适当地组合常规方法来制造,作为载体的制造方法,为了安全且高效地以简便的操作得到目标载体,优选以下的载体制造方法PR2-1、载体制造方法PR2-2。载体制造方法PR2-1、载体制造方法PR2-2中,为了安全且高效地以简便的操作得到目标载体,优选载体制造方法PR2-1。
[载体制造方法PR2-1]该制造方法包含如下工序:使分子内具有环状醚基的聚合物与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上下述式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物进行反应的工序。
[载体制造方法PR2-2]该制造方法包含以下的工序B-1和工序B-2。
(工序B-1)使分子内具有环状醚基的单体与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上下述式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物进行反应的工序
(工序B-2)使用工序B-1中得到的交联性单体来制备载体的工序
〔式(α)中,R2、R4、R6和*与上述含义相同。〕
-载体制造方法PR2-1-
这里,对本发明的载体制造方法PR2-1进行详细说明。
(分子内具有环状醚基的聚合物)
载体制造方法PR2-1中使用的分子内具有环状醚基的聚合物可以使用市售品,也可以使用以公知的方法为参考而制备的物质。这样的聚合物例如可以通过使分子内具有环状醚基的单体(共)聚合而得到。(共)聚合的方法优选为悬浮聚合。
作为分子内具有环状醚基的单体,可举出与作为提供结构单元(A)~(C)的单体所例示的分子内具有环状醚基的单体同样的单体。另外,也可以使上述其它单体MO2(非交联性单体、交联性单体)与分子内具有环状醚基的单体一起共聚。
作为分子内具有环状醚基的单体的合计使用量,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,相对于单体总量100质量份,优选为1~99质量份,更优选为20~95质量份,特别优选为40~90质量份。
作为上述非交联性单体的合计使用量,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,相对于单体总量100质量份,优选为0~50质量份,更优选为0.1~25质量份。作为上述交联性单体的合计使用量,为了提高耐压性能、与目标物质的动态结合容量和目标物质分离能力,相对于单体总量100质量份,优选为1~70质量份,更优选为3~60质量份。
另外,作为上述(共)聚合的具体方法,例如,可举出:使聚合引发剂溶解于含有单体和根据需要的多孔化剂的混合溶液(单体溶液)并使其悬浮在水系介质中并加热到规定温度使其聚合的方法,使聚合引发剂溶解于含有单体和根据需要的多孔化剂的混合溶液(单体溶液)并添加到加热至规定温度的水系介质中使其聚合的方法,使含有单体和根据需要的多孔化剂的混合溶液(单体溶液)在水系介质中悬浮并加热到规定温度再添加聚合引发剂使其聚合的方法等。
作为聚合引发剂,优选自由基聚合引发剂。作为自由基聚合引发剂,例如,可举出偶氮系引发剂、过氧化物系引发剂、氧化还原系引发剂等,具体而言,可举出偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸甲酯、偶氮双-2,4-二甲基戊腈、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰-二甲基苯胺等。聚合引发剂的合计使用量通常相对于单体总量100质量份为0.01~10质量份左右。
上述多孔化剂用于制造多孔粒子,在油滴内的聚合中,与单体一同存在,具有作为非聚合成分而形成孔的作用。多孔化剂只要是能够在多孔表面容易除去的物质,就没有特别限定,例如,可举出各种有机溶剂、可溶于混合单体的线状聚合物等,也可以将它们并用。
作为上述多孔化剂,例如,可举出己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷等脂肪族烃类;环戊烷、环己烷等脂环式烃类;苯、甲苯、二甲苯、萘、乙基苯等芳香族烃类;四氯化碳、1,2-二氯乙烷、四氯乙烷、氯苯等卤代烃类;丁醇、戊醇、己醇、庚醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-己醇等脂肪族醇类;环己醇等脂环式醇类;2-苯基乙基醇、苄基醇等芳香族醇类;二乙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、苯乙酮、2-辛酮、环己酮等酮类;二丁基醚、二异丁基醚、茴香醚、乙氧基苯等醚类;乙酸异戊酯、乙酸丁酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、丙二酸二乙酯等酯类、以及非交联性乙烯基单体的均聚物等线状聚合物。多孔化剂可以单独使用或混合2种以上使用。
上述多孔化剂的合计使用量通常相对于单体总量100质量份为40~600质量份左右。
作为上述水系介质,例如可举出水溶性高分子水溶液等,作为水溶性高分子,例如可举出羟基乙基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、明胶等。
水系介质的合计使用量通常相对于单体总量100质量份为200~7000质量份左右。
另外,使用水作为水系介质的分散介质时,例如,可以使用碳酸钠、碳酸钙、硫酸钠、磷酸钙、氯化钠等分散稳定剂。
另外,上述(共)聚合中可以使用以烷基硫酸酯盐、烷基芳基硫酸酯盐、烷基磷酸酯盐、脂肪酸盐等阴离子性表面活性剂为代表的各种表面活性剂。另外,也可以使用亚硝酸钠等亚硝酸盐、碘化钾等碘化物盐、叔丁基邻苯二酚、苯醌、苦味酸、对苯二酚、氯化铜、氯化铁等阻聚剂。另外,也可以使用十二烷基硫醇等聚合调节剂。
另外,聚合温度可以根据聚合引发剂的种类而决定,通常为2~100℃左右,将偶氮二异丁腈作为聚合引发剂使用时,优选为50~100℃,更优选为60~90℃。另外,聚合时间通常为5分钟~48小时、优选为10分钟~24小时。
(硫烷基化合物)
作为分子内具有2个以上式(α)表示的基团的硫烷基化合物,优选分子内具有2个式(α)表示的基团的化合物。应予说明,硫烷基化合物中含有的2个以上的R2可以相同,也可以不同。R4、R6也同样。
作为这样的硫烷基化合物,优选下述式(14)表示的化合物。
〔式(14)中的各符号与上述含义相同。〕
作为上述硫烷基化合物,例如,可举出二硫苏糖醇、二硫代赤藓醇、1,2-二巯基-1,2-乙二醇、2,3-二巯基-1,4-丁二醇、1,4-二巯基丁烷-2,3-二醇、3,3’-硫代双(1-巯基丙烷-2-醇)等。应予说明,可以在反应中单独使用1种,也可以在反应中组合2种以上使用。
应予说明,硫烷基化合物可以使用市售品,也可以使用以公知的方法为参考而制备的物质。
(硫代羧酸盐)
作为硫代羧酸的盐,可举出钠盐、钾盐、锂盐等碱金属盐;钙盐、镁盐等与第2族元素的盐、以及铵盐、吡啶鎓盐、咪唑鎓盐、吗啉鎓盐、哌啶鎓盐、吡咯烷鎓盐、鏻盐、锍盐等。其中,为了高效地得到所期望的载体,优选碱金属盐。
作为硫代羧酸盐,为了高效地得到所期望的载体,优选下述式(13)表示的物质。
〔式(13)中的R22和M与上述含义相同。〕
作为硫代羧酸盐,具体而言,可举出硫代甲酸盐、硫代乙酸盐、硫代丙酸盐、硫代丁酸、硫代戊酸、硫代己酸、硫代辛酸盐、硫代壬酸盐、硫代癸酸盐、硫代十二烷酸盐、硫代苯甲酸盐等。其中,为了高效地得到所期望的载体,优选硫代乙酸盐,特别优选硫代乙酸的碱金属盐。
另外,硫代羧酸盐可以在反应中单独使用1种,也可以在反应中组合2种以上使用。应予说明,硫代羧酸盐可以使用市售品,也可以使用以公知的方法为参考而制备的物质。
为了高效地得到所期望的载体,选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物的合计使用量相对于环状醚基1摩尔,优选为0.01摩尔以上,更优选为0.05摩尔以上,进一步优选为0.1摩尔以上,进一步优选为0.25摩尔以上,特别优选为0.5摩尔以上,另外,为了高效地得到所期望的载体,相对于环状醚基1摩尔,优选为5摩尔以下,更优选为2.5摩尔以下,进一步优选为1摩尔以下,特别优选为0.75摩尔以下。使选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物的合计使用量相对于环状醚基1摩尔为0.75摩尔以下时,能够特别高效地得到所期望的载体。
(交联反应)
这里,本发明的载体制造方法PR2-1是使选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物与分子内具有环状醚基的聚合物反应(以下,也将该反应简称为“交联反应”)。可以通过该交联反应而得到式(1)中的X为硫基的载体。
另外,如以下的反应式所例示,使用硫代羧酸盐时,聚合物中含有的2个环状醚基开环,并向它们之间导入硫基。
〔式中的符号与上述含义相同。〕
另一方面,如以下的反应式所例示,使用分子内具有2个以上式(α)表示的基团的硫烷基化合物时,该硫烷基化合物作为交联剂发挥作用,聚合物中含有的2个环状醚基开环,并向它们之间导入上述硫烷基化合物的残基。
〔式中的各符号与上述含义相同。应予说明,上述反应式中得到的载体的1个交联结构中含有2个式(1)表示的2价基团(其中,R1=单键,R3=-CH2-,R5=氢原子,X=硫基)。〕
上述交联反应可以在溶剂存在下进行,也可以在溶剂非存在下进行,为了高效地得到所期望的载体,优选在溶剂存在下进行。
作为溶剂,可举出与本发明的有机硫化合物的制造方法中的“硫基导入反应”中可使用的溶剂同样的溶剂。
溶剂的使用量相对于分子内具有环状醚基的聚合物100质量份,通常为0~10000质量份,优选为10~2000质量份。
交联反应的反应温度通常为0~120℃,优选为20~80℃。
交联反应的反应时间通常为0.01~24小时,优选为0.5~8小时。
交联反应的反应压力没有特别限定,可以在常压下进行反应。
另外,使用分子内具有2个以上式(α)表示的基团的硫烷基化合物时,交联反应可以在碱性催化剂存在下进行。作为碱性催化剂,可举出三乙基胺、N,N-二甲基-4-氨基吡啶、二异丙基乙基胺等,可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,在交联反应中使用硫代羧酸盐时,该硫代羧酸盐可以在反应体系中以离子形式存在。另外,将碱性物质与硫代羧酸一起添加到反应体系中等而制作成硫代羧酸盐、其离子存在于反应体系中的状态也包含于“使分子内具有环状醚基的聚合物与硫代羧酸盐反应”。
作为交联反应的反应条件,可举出碱性条件、中性条件、酸性条件,使硫代羧酸盐反应时,为了高效地得到所期望的载体,优选在中性~碱性条件下进行。使硫代羧酸盐反应时,为了高效地得到所期望的载体,交联反应的pH优选为6以上,更优选为6~14,特别优选为7~14。
这里,上述“中性~碱性条件下”是指在分子内具有环状醚基的聚合物与硫代羧酸盐反应时将反应体系内制作成中性~碱性的状态,无论是否添加除了分子内具有环状醚基的聚合物和硫代羧酸盐以外的成分(碱性物质等),只要将反应体系内制作成中性~碱性的状态,就属于“中性~碱性条件下”的反应。即,“中性~碱性条件下”包含如下情况:例如,通过分子内含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐的反应而使体系内自发地变为碱性;另外添加碱性物质而使反应体系内达到中性~碱性的范围;通过代替硫代羧酸盐将硫代羧酸与碱性物质一起添加到反应体系中等来制作出硫代羧酸盐、其离子存在于反应体系中的状态而使反应体系内到达中性~碱性的范围等。
应予说明,上述pH也同样,例如,“pH6以上”是指在分子内具有环状醚基的聚合物与硫代羧酸盐的反应时将反应体系内制作成pH6以上的状态,无论是否添加除了分子内具有环状醚基的聚合物和硫代羧酸盐以外的成分(碱性物质等),只要将反应体系内制作成pH6以上的状态,就属于“pH6以上”时的反应。
-载体制造方法PR2-2-
接下来,对本发明的载体制造方法PR2-2进行说明。
(工序B-1)
载体制造方法PR2-2中的工序B-1是使分子内具有环状醚基的单体与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物反应的工序。工序B-1使用分子内具有环状醚基的单体来代替分子内具有环状醚基的聚合物,除此以外,与载体制造方法PR2-1中的交联反应同样地进行即可。作为分子内具有环状醚基的单体,可举出与作为提供结构单元(A)~(C)的单体所例示的分子内具有环状醚基的单体同样的单体。
根据工序B-1,能够使分子内具有环状醚基的单体和与该单体不同分子的分子内具有环状醚基的单体(这些单体可以为相同种类,也可以为不同种类)分别开环并向它们之间导入硫基或硫烷基化合物的残基使其连接。如以下的反应式所例示,例如,使用分子内分别具有环状醚基和除反应性官能团σ以外的聚合性官能团各1个的单体作为分子内具有环状醚基的单体时,能够得到分子内具有2个除反应性官能团σ以外的聚合性官能团的交联性单体。
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〔式中的各符号与上述含义相同。〕
(工序B-2)
载体制造方法PR2-2中的工序B-2为使用工序B-1中得到的交联性单体来制造载体的工序。工序B-2使用工序B-1中得到的交联性单体来代替分子内具有环状醚基的单体,除此以外,与载体制造方法PR2-1中的“分子内具有环状醚基的聚合物”的制备同样地进行即可。
通过工序B-2,能够得到式(1)中的X为硫基的载体。
另外,制造式(1)中的X为亚磺酰基或磺酰基的载体时,只要将载体制造方法PR2-1中的交联反应或载体制造方法PR2-2中的工序B-2中得到的式(1)中的X为硫基的载体氧化即可。
上述氧化可以以国际公开第2015/119255号、日本特开2016-50897号公报等中记载的公知的方法为参考而进行,具体而言,可举出使用氧化剂的方法。作为氧化剂,可举出过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸、叔丁基过氧化氢等有机氧化剂;过氧化氢、铬酸、高锰酸盐等无机氧化剂。应予说明,这些氧化剂可以单独使用1种或组合2种以上使用。
另外,制造式(1)中的X为氧基的载体时,只要在酸或碱条件下使上述的环状醚基间交联即可,制造式(1)中的X为>N(-R31)的载体时,只要用伯胺或仲胺等使上述的环状醚基间交联即可。另外,制造式(1)中的X为>Si(-R32)2、>P(-R33)、>P(=O)(-R34)、>B(-R35)或>C(-R36)2的载体时,只要用与这些X对应的交联剂使上述的环状醚基间交联即可。
另外,有时在载体制造方法PR2-1中的交联反应或载体制造方法PR2-2中的工序B-2的产物、上述氧化后的载体中残留环状醚基,该残留的环状醚基可以利用公知的方法使其开环。具体而言,可举出使巯基乙醇、硫代丙三醇等含有巯基的醇、丙三醇等多元醇与环状醚基反应的方法。
应予说明,上述各反应中得到的产物的分离只要根据需要将过滤、清洗、干燥、重结晶、再沉淀、透析、离心分离、基于各种溶剂的萃取、中和、色谱等通常的方法适当地组合而进行即可。
而且,可如上所述制造的本发明的载体的耐压性能优异,且即便未固定蛋白质配体时,与目标物质的动态结合容量也大,从生物试样中分离目标物质的性能也高。另外,即便不使用感胶离子盐等捕捉促进剂,也能够捕捉目标物质。另外,例如,还能够不介由化学键而以物理吸附的方式来吸附抗体等生物相关物质。此外,本发明的载体由于能够特异性识别抗体的Fc区域进行吸附,因此选择性分离能力优异。另外,通过这样的对Fc区域的特异性吸附,能够在载体上实现高取向的抗体吸附,其结果,还能够制造可高效识别抗原的载体。
因此,本发明的载体和固定有配体的载体作为色谱载体是有用的。进而适于选自蛋白质和肽中的目标物质的分离,特别适于蛋白质纯化。
另外,本发明的载体和固定有配体的载体还能够用于目标物质的检测、诊断(例如,CLIA、CLEIA等免疫分析(免疫测定法)),作为体外诊断剂用载体或生物化学领域的研究等中的生物相关物质检测用载体也是有用的。更具体而言,可以将支撑体部分制成磁性粒子、胶乳粒子并用于免疫分析,并可以作为基材在ELISA中使用,作为免疫诊断用载体是有用的。应予说明,作为可用生物相关物质检测用载体进行检测的“生物相关物质”,可举出与作为目标物质进行后述的生物相关物质同样的物质,具体而言,可举出蛋白质、肽、氨基酸、糖、多糖、脂质、维生素、核酸(DNA、RNA)等,特别优选蛋白质、肽、氨基酸。
<色谱柱>
本发明的色谱柱是在柱状容器中填充有本发明的载体或本发明的固定有配体的载体的物体。
本发明的色谱柱适于选自蛋白质和肽中的目标物质的分离,特别适于蛋白质纯化。
<目标物质的检测或分离方法>
本发明的目标物质的检测或分离方法的特征在于,使用本发明的载体或本发明的固定有配体的载体。作为目标物质的检测,例如,可举出血凝法、乳胶凝集法、放射免疫分析、酶免疫分析、荧光免疫分析、化学发光免疫分析等基于免疫分析的检测。目标物质的检测例如可以以日本特开2009-031061号公报等中记载的公知的方法为参考而进行。
作为目标物质的分离,可举出基于色谱法的分离。另外,目标物质的分离除了使用本发明的载体或本发明的固定有配体的载体以外,可以与使用固定有蛋白质配体的载体的公知的分离同样地进行。例如,可以以国际公开第2015/119255号等中记载的公知的方法为参考而进行。
作为目标物质的分离方法,可举出包含使本发明的载体或本发明的固定有配体的载体与含有目标物质的试样接触的工序的方法(该工序中,优选使用pH(25℃)优选为5~10的范围、更优选6~9的范围的缓冲液)。另外,优选在由该工序从目标物质中分离出夹杂物后进行使被载体捕捉的目标物质溶出的溶出工序。溶出工序中通常使用使配体与目标物质解离的解离液(溶出工序中优选使用pH(25℃)优选2~7的范围、更优选3~5的范围的解离液)。
另外,分离可以使用本发明的色谱柱。作为这样的方法,可举出包含使含有目标物质的试样流过本发明的色谱柱的工序的方法,优选在由该工序从目标物质中分离出夹杂物后,与上述同样地进行溶出工序。
作为目标物质,例如,可举出蛋白质、肽、氨基酸、糖、多糖、脂质、维生素、核酸(DNA、RNA)等生物相关物质,优选蛋白质、肽,更优选蛋白质。作为目标蛋白质,可举出抗原、抗体、Fc融合蛋白、抗体药物偶联物(ADC)、病毒粒子等,优选抗原、抗体、Fc融合蛋白、抗体药物偶联物(ADC)。作为抗体,可举出多克隆抗体、单克隆抗体、双特异性抗体、合成抗体、人源化抗体、嵌合抗体、单链抗体、Fab片段、Fab’片段、F(ab’)2片段、Fc片段、Fv断片、Fv’断片、由Fab表达文库产生的片段、抗独特型(抗-Id)抗体、上述的任一者的表位结合片段。另外,作为抗体的类型,可举出IgG、IgE、IgM、IgD、IgA。应予说明,亚型没有特别限定。
这样的蛋白质中,优选具有Fc区域的蛋白质,更优选具有Fc区域的抗体。具体而言,可举出具有Fc区域的多克隆抗体、具有Fc区域的单克隆抗体、具有Fc区域的双特异性抗体、具有Fc区域的合成抗体、具有Fc区域的人源化抗体、具有Fc区域的嵌合抗体、Fc片段、具有Fc区域的抗独特型(抗-Id)抗体、上述的任一者的表位结合片段、Fc融合蛋白、具有Fc区域的抗体药物偶联物(ADC)。
作为含有目标物质的试样,例如,可举出全血、血清、血浆、血液成分、各种血细胞、血饼、血小板等血液组成成分、尿、精液、母乳、汗、间质液、间质性淋巴液、骨髄液、组织液、唾液、胃液、关节液、胸水、胆汁、腹水、羊水等体液、菌体液、细胞培养的培养基、细胞培养上清、组织细胞的粉碎液等各种液体。
作为夹杂物,例如,可举出目标以外的蛋白质、酶等。具体而言,将抗体作为目标物质时,是除抗体以外的蛋白质、酶等。另外,将病毒粒子作为目标物质时,是DNA、来自宿主细胞的蛋白质。
关于上述实施方式,本发明进一步公开以下的制造方法等。
<a1>一种含有下述式(21)表示的2价基团的化合物的制造方法,包括使含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐反应的工序。
〔式(21)中,
R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,
X2表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
*表示键合位点。〕
<a2>根据<a1>所述的制造方法,其中,上述硫代羧酸盐为下述式(13)表示的物质。
〔式(13)中,
R22表示氢原子或1价的有机基团,
M表示形成硫代羧酸盐的阳离子。〕
<a3>根据<a1>或<a2>所述的制造方法,其中,上述硫代羧酸盐为硫代乙酸盐。
<a4>根据<a1>~<a3>中任一项所述的制造方法,其中,上述硫代羧酸盐为硫代乙酸的碱金属盐。
<a5>根据<a1>~<a4>中任一项所述的制造方法,其中,上述环状醚基为下述式(3)表示的环状醚基。
〔式(3)中,
R11~R13各自独立地表示氢原子或烷基,
*表示键合位点。〕
<a6>根据<a1>~<a5>中任一项所述的制造方法,其中,将上述反应在中性~碱性条件下进行。
<a7>根据<a1>~<a6>中任一项所述的制造方法,其中,X2为硫基。
<a8>根据<a1>~<a6>中任一项所述的制造方法,其中,X2为亚磺酰基或磺酰基,且进一步包括将上述工序中得到的硫醚化合物氧化的工序。
<a9>根据<a1>~<a8>中任一项所述的制造方法,其中,上述硫代羧酸盐的使用量相对于上述环状醚基1摩尔为0.75摩尔以下。
<a10>一种含有式(21)表示的2价基团的化合物,是由<a1>~<a9>中任一项所述的制造方法而得到的。
<a11>下述式(β)表示的化合物。
〔式(β)中,
R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,
R53和R54各自独立地表示氢原子或甲基,
R55和R56各自独立地表示卤素原子或有机基团,
R57和R58各自独立地表示单键或2价连接基团,
X2表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
n1和n2各自独立地表示0~4的整数。〕
<a12>根据<a11>所述的化合物,其中,R51和R52为开环环氧基。
<a13>根据<a11>或<a12>所述的化合物,其中,R57和R58为取代或非取代的2价烃基、或者该取代或非取代的2价烃基的碳原子的一部分取代为醚键的基团。
<a14>根据<a11>~<a13>中任一项所述的化合物,其中,X2为硫基。
<b1>一种载体,包含具有含有下述式(1)表示的2价基团的交联结构的聚合物。
〔式(1)中,
R1~R4各自独立地表示单键或2价烃基,
R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基,
X表示硫基、亚磺酰基、磺酰基、氧基、>N(-R31)、>Si(-R32)2、>P(-R33)、>P(=O)(-R34)、>B(-R35)或>C(-R36)2(R31~R36各自独立地表示氢原子或烃基),
*表示键合位点。
其中,R1和R3都为2价烃基时,R1和R3可以一起与一同邻接的碳原子形成环,
R2和R4都为2价烃基时,R2和R4可以一起与一同邻接的碳原子形成环。〕
<b2>根据<b1>所述的载体,其中,R1~R4各自独立地为单键或碳原子数1~10的2价烃基。
<b3>根据<b1>或<b2>所述的载体,其中,R1和R2为单键,R3和R4各自独立地为碳原子数1~10的2价烃基。
<b4>根据<b1>~<b3>中任一项所述的载体,其中,R1和R2为单键,R3和R4各自独立地为碳原子数1~4的链烷二基,R5和R6为氢原子。
<b5>根据<b1>~<b4>中任一项所述的载体,其中,在1个上述交联结构中含有1~5个式(1)表示的2价基团。
<b6>根据<b1>~<b5>中任一项所述的载体,其中,X为硫基、亚磺酰基或磺酰基。
<b7>根据<b1>~<b5>中任一项所述的载体,其中,X为硫基。
<b8>根据<b1>~<b7>中任一项所述的载体,其中,为未固定蛋白质配体的载体。
<b9>根据<b1>~<b8>中任一项所述的载体,其中,为颗粒状载体。
<b10>根据<b1>~<b9>中任一项所述的载体,其中,为色谱载体、体外诊断剂用载体或生物相关物质检测用载体。
<b11>根据<b1>~<b9>中任一项所述的载体,其中,为蛋白质纯化色谱载体。
<b12>一种固定有配体的载体,具有<b1>~<b9>中任一项所述的载体和配体,上述配体固定于上述载体。
<b13>根据<b12>所述的固定有配体的载体,其中,上述配体为免疫球蛋白结合性蛋白质、抗体或抗原。
<b14>根据<b12>或<b13>所述的固定有配体的载体,其中,上述载体的聚合物在分子内具有含有硫烷基的1价基团的残基,且介由来自交联剂的连接基团将上述配体固定在上述残基上,该交联剂具有与硫烷基反应的反应性官能团和与配体反应的反应性官能团。
<b15>根据<b12>~<b14>中任一项所述的固定有配体的载体,其中,为色谱载体、体外诊断剂用载体或生物相关物质检测用载体。
<b16>根据<b12>~<b14>中任一项所述的固定有配体的载体,其中,为蛋白质纯化色谱载体。
<b17>一种色谱柱,在柱状容器中填充有<b1>~<b16>中任一项所述的载体或固定有配体的载体。
<b18>一种目标物质的检测或分离方法,其特征在于,使用<b1>~<b16>中任一项所述的载体或固定有配体的载体。
<b19>一种制造<b1>~<b11>中任一项所述的载体的方法,包括如下工序:使分子内具有环状醚基的聚合物与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上下述式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物反应。
〔式(α)中,R2、R4、R6和*与上述含义相同。〕
<b20>一种制造<b1>~<b11>中任一项所述的载体的方法,包括以下的工序B-1和工序B-2。
(工序B-1)使分子内具有环状醚基的单体与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上下述式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物反应的工序
(工序B-2)使用工序B-1中得到的交联性单体来制备载体的工序
〔式(α)中,R2、R4、R6和*与上述含义相同。〕
实施例
以下,举出实施例对本发明进行详细说明,但本发明不限定于这些实施例。
(实施例1有机硫化合物的制造)
按照以下的合成路径,得到化合物(E1)。
即,在反应容器中,使(S)-缩水甘油基甲基醚(东京化成工业株式会社制)0.50g溶解于纯水2.5g,向其中加入溶解于纯水2.5g的硫代乙酸钾(东京化成工业株式会社制)0.33g,以室温搅拌4小时而进行反应。应予说明,随着反应的进行,反应体系中从中性自发地变化为碱性,然后恢复到中性附近。
反应结束后,用乙酸乙酯萃取后,馏去溶剂,以收量0.55g得到化合物(E1)。
对得到的化合物(E1)利用1H-NMR谱测定(装置:Bruker制核磁共振装置600MHz)进行鉴定。
1H NMR(600MHz,D2O):δ2.63(dd,J=7.8,13.8Hz,2H),2.75(dd,J=5.4,13.8Hz,2H),3.37(s,6H),3.47(dd,J=6.6,13.8Hz,2H),3.54(dd,J=3.6,10.8Hz,2H),3.94(m,2H)
(实施例2有机硫化合物的制造)
将硫代乙酸钾的使用量从0.33g变更为0.65g,除此以外,进行与实施例1相同的操作,以收量0.52g得到化合物(E1)。
对得到的化合物(E1)利用1H-NMR谱测定(装置:Bruker制核磁共振装置600MHz)进行鉴定。
1H NMR(600MHz,D2O):δ2.63(dd,J=7.8,13.8Hz,2H),2.75(dd,J=4.8,13.8Hz,2H),3.37(s,6H),3.47(dd,J=6.6,13.8Hz,2H),3.54(dd,J=3.6,10.2Hz,2H),3.94(m,2H)
在上述实施例1、2的全部操作后观察所得到的各产物的外观。另外,算出实施例1、2中的化合物(E1)的收率。将它们的结果示于表1。
[表1]
如表1所示,实施例1的制造方法的收率特别高。另外,产物的外观是透明的,推测副产物特别少。
(实施例3有机硫化合物的制造)
按照以下的合成路径,得到化合物(E2)。
即,在反应容器中,使乙烯基苄基缩水甘油基醚((3-乙烯基苄基)缩水甘油基醚与(4-乙烯基苄基)缩水甘油基醚的混合物)10.0g溶解于纯水17.5g与甲醇47.5g的混合溶剂中。另外,使硫代乙酸钾3.30g溶解于纯水17.5g与甲醇47.5g的混合溶剂,将其加入到上述反应容器中,以室温搅拌4小时而进行反应。应予说明,随着反应的进行,反应体系中从中性自发地变化为碱性,然后恢复到中性附近。
反应结束后,用乙酸乙酯萃取后,馏去溶剂,以收量10.80g得到化合物(E2)。
对得到的化合物(E2)利用1H-NMR谱测定(装置:Bruker制核磁共振装置600MHz)进行鉴定。
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ2.65(m,2H),2.76(m,2H),3.07(br,1H),3.50(m,2H),3.93(m,1H),4.53(d,J=7.8,2H),5.25(dd,J=8.4,10.8,1H),5.75(dd,J=10.2,18.0,1H),6.70(m,1H),7.30(m,4H)
(实施例4有机硫化合物的制造)
按照以下的合成路径,得到化合物(E3)。应予说明,得到许多式中的p为1~5的整数的化合物(E3)。
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即,在反应容器中,使1,4-丁二醇二缩水甘油基醚(东京化成工业株式会社制)0.115g溶解于纯水0.18g与甲醇0.33g的混合溶剂。另外,使硫代乙酸钾0.068g溶解于纯水0.18g与甲醇0.33g的混合溶剂,将其加入到上述反应容器中。以室温搅拌8小时进行反应。应予说明,随着反应的进行,反应体系中从中性自发地变化为碱性,然后恢复到中性附近。
反应结束后,除去溶剂,得到化合物(E3)。
对得到的化合物(E3)利用1H-NMR谱测定(装置:Bruker制核磁共振装置600MHz)、MALDI-TOF mass质量测定(装置:AB SCIEX公司制TOF/TOF(TM)5800system)进行鉴定。
1H NMR(600MHz,D2O,CD3OD):δ1.68(bRs,4H),2.66(m,2H),2.94(m,2H),3.51(m,8H),3.88(m,2H)
MALDI-TOF mass(Matrix:Dithranol):
p=1[M+Na]+:Found m/Z=495.14,计算值(C20H40O8S2Na)495.64.
p=2[M+Na]+:Found m/Z=731.21,计算值(C30H60O12S3Na)731.97.
p=3[M+Na]+:Found m/Z=967.30,计算值(C40H80O16S4Na)968.29.
p=4[M+Na]+:Found m/Z=1203.39,计算值(C50H100O20S5Na)1204.62.
p=5[M+Na]+:Found m/Z=1439.49,计算值(C60H120O24S6Na)1440.95.
(实施例5有机硫化合物的制造)
在反应容器中,使异氰脲酸三缩水甘油酯(东京化成工业株式会社制)1.0g溶解于纯水1.0g与二甲基亚砜(DMSO)5.0g的混合溶剂。另外,使硫代乙酸钾0.58g溶解于纯水1.0g与DMSO5.0g的混合溶剂,将其加入到上述反应容器中,以室温搅拌。粘度缓慢上升,最终形成了溶剂增稠后的状态的凝胶。
(实施例6有机硫化合物的制造)
在反应容器中,使双酚A二缩水甘油基醚(东京化成工业株式会社制)1.93g溶解于DMSO5.0g,向其中加入溶解于DMSO5.0g的硫代乙酸钾0.65g,以室温搅拌。粘度缓慢上升,最终形成了使溶剂凝固的状态的固化物。
(实施例7有机硫化合物的制造)
(1)在448g的纯水中添加聚乙烯醇(KURARAY公司制PVA-217)2.69g,加热搅拌使聚乙烯醇溶解,冷却后,添加十二烷基硫酸钠(和光纯药工业制)0.045g,进行搅拌而制备水溶液S。
另一方面,使由二乙烯基苯(和光纯药工业制)3.63g、1-乙基-4-乙烯基苯(ChemSampCo公司制)0.36g和甲基丙烯酸缩水甘油基酯(三菱化学化学公司制)14.15g构成的单体组合物溶解于2-辛酮(东洋合成公司制)29.38g,制备单体溶液。
接下来,将上述水溶液S的全部量投入到可分离式烧瓶内,安装温度计、搅拌叶片和冷却管,置于温水浴中,在氮气氛下开始搅拌。将上述单体溶液的全部量投入到可分离式烧瓶内,利用温水浴进行加温,内温达到85℃后添加2,2’-偶氮二异丁腈(和光纯药工业公司制)1.34g,使内温为86℃。
(2)其后,在将温度保持在86℃的状态下,进行3小时搅拌。接着,冷却反应液后,将上述反应液过滤,用纯水和乙醇进行清洗。使清洗后的粒子分散于纯水进行3次倾析,除去小粒子。接着,使粒子分散于纯水以使粒子的浓度为10质量%,得到多孔粒子分散液。
(3)其后,在多孔粒子分散液100g中加入硫代乙酸钾2.51g,以室温进行2小时搅拌。随着反应的进行,反应体系中从中性自发地变化为碱性,然后恢复到中性附近。接着,过滤这种反应液,用纯水进行清洗,由此得到多孔交联粒子分散液。应予说明,示出该工序(3)中的反应时,为如下反应,通过FT-IR测定和基于碱水解(5M NaOH)的萃取物的1H-NMR谱测定(装置:Bruker制核磁共振装置600MHz,D2O)来确认交联结构的导入。
(实施例8有机硫化合物的制造)
进行与实施例7的工序(1)~(3)相同的操作,得到多孔交联粒子分散液。
(4)接下来,在上述分散液的全部量中加入α-硫代丙三醇(东京化成工业株式会社制)47.5g和二异丙基乙基胺5.67g,加温到70℃,在保持70℃的状态下,进行3小时搅拌。其后,将上述反应液过滤,用纯水进行清洗。
(5)接下来,加入丙三醇4.06g,加温到70℃,在保持70℃的状态下,进行3小时搅拌。其后,将上述反应液过滤,用纯水进行清洗。使粒子分散于纯水以使粒子的浓度为10质量%,得到多孔交联粒子分散液。
(实施例9有机硫化合物的制造)
在实施例7的工序(1)中,将二乙烯基苯3.63g变更为实施例3中得到的化合物(E2)11.56g,除此以外,进行与实施例7的工序(1)~(3)相同的操作,得到多孔交联粒子分散液。
(比较例1)
将实施例1的硫代乙酸钾0.33g变更为硫代乙酸(东京化成工业株式会社制)0.22g,除此以外,进行与实施例1相同的操作。
操作结束后,进行1H-NMR谱测定(装置:Bruker制核磁共振装置600MHz),得不到含有式(21)表示的2价基团的化合物。
1H NMR(600MHz,D2O):δ2.39(s,3H),2.95(dd,J=6.6,14.4Hz,1H),3.10(dd,J=5.4,14.4Hz,1H),3.37(s,3H),3.45(dd,J=4.2,10.8Hz,1H),3.49(dd,J=3.6,10.2Hz,1H),3.92(m,1H)
(实施例A1载体)
进行与实施例8的工序(1)~(5)相同的操作,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中含有的多孔交联粒子称为“色谱载体V1”。
(实施例A2载体)
工序(3)中,将硫代乙酸钾2.51g变更为DL-二硫苏糖醇3.39g和二异丙基乙基胺5.67g,进而将其反应温度和反应时间变更为70℃、3小时,除此以外,进行与实施例8的工序(1)~(5)相同的操作,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中含有的多孔交联粒子称为“色谱载体V2”。应予说明,示出使用DL-二硫苏糖醇的交联反应时,为如下的反应,通过FT-IR测定和基于碱水解(5M NaOH)的萃取物的1H-NMR谱测定(装置:Bruker制核磁共振装置600MHz,D2O)来确认交联结构的导入。
(比较例B1)
工序(3)中,将硫代乙酸钾2.51g变更为3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇(东京化成工业株式会社制)4.00g和二异丙基乙基胺5.67g,进而将其反应温度和反应时间变更为70℃、3小时,除此以外,进行与实施例8的工序(1)~(5)相同的操作,得到多孔交联粒子分散液。将该分散液中含有的多孔交联粒子称为“色谱载体X1”。示出使用3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇的交联反应时,为如下的反应。
(比较例B2)
不进行工序(3)和工序(5),除此以外,进行与实施例8的工序(1)~(5)相同的操作,得到多孔粒子分散液。将该分散液中含有的多孔粒子称为“色谱载体X2”。
[试验例1-1]
对各实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2,在不结合蛋白质配体的情况下用于抗体的分离纯化,评价其性能。以下示出具体的步骤。
-平衡工序-
即,向容量1mL(5mmφ×50mm长)的柱状容器中以填充高度约5cm填充各载体来制作柱子。将得到的柱子分别连接于GE Healthcare公司制AKTA Prime Plus,以线流速300cm/hr流过4个柱体积(柱容积的4倍)的20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),使其平衡。
-吸附工序-
接下来,使单克隆抗体Trastuzumab(以下,各试验例中,将单克隆抗体Trastuzumab简称为“单克隆抗体”)和BSA溶解于20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)中,将该样品(单克隆抗体:5g/L,BSA:5g/L)100μL以线流速300cm/hr流过柱子。
-清洗工序-
接下来,使20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)以10个柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,由此清洗载体。对该清洗工序中从柱子回收的液体,通过尺寸排阻色谱(柱子:TSKgel UP-SW3000,洗脱液:100mM磷酸钠(pH6.7)/100mM硫酸钠/0.05%叠氮化钠,流速:0.35mL/min,检测UV:280nm)来测定是否含有单克隆抗体,按照以下基准来评价清洗时抗体吸附性能。将结果示于表2。
(清洗时抗体吸附性能评价基准)
A:看不到可判断为来自单克隆抗体的峰。
B:看到可判断为来自单克隆抗体的峰。
-洗脱工序-
其后,使50mM柠檬酸钠缓冲液(pH3.2)以6个柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,回收Abs.280>5mAu的洗脱馏分。
然后,使用分光光度计(Bio-Rad制SmartSpec Plus spectrophotometer),测定所回收的馏分中含有的单克隆抗体量,算出抗体回收率(%)。进而,按照以下基准来评价该抗体回收率(%)。将结果示于表2。
(抗体回收率评价基准)
AA:抗体回收率为90%以上
A:抗体回收率为70%以上且小于90%
B:抗体回收率为20%以上且小于70%
C:抗体回收率小于20%
[试验例1-2]
在容量1mL(5mmφ×50mm长)的柱状容器中以填充高度约5cm填充各实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2来制作柱。将得到的柱子分别连接于GE Healthcare公司制AKTAPrime Plus,以线流速300cm/hr流过4个柱体积(柱容积的4倍)的20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),使其平衡。
接下来,使BSA溶解于20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),将该样品(BSA:5g/L)100μL以线流速300cm/hr流过柱子。
接下来,使20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)以10个柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,清洗载体。使用GE Healthcare公司制AKTA Prime Plus附属的分光光度计来测定液体的吸光度。其结果,使用实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2中的任一载体时,都看到了来自BSA的峰。
其后,使50mM柠檬酸钠缓冲液(pH3.2)以6个柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,使用AKTA Prime Plus附属的分光光度计来测定液体的吸光度。其结果,使用实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2中的任一载体时,都看不到来自BSA的峰。
[试验例1-3]
在容量1mL(5mmφ×50mm长)的柱状容器中以填充高度约5cm填充各实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2来制作柱子。将得到的柱子分别连接于GE Healthcare公司制AKTAPrime Plus,以线流速300cm/hr流过4个柱体积(柱容积的4倍)的20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),使其平衡。
接下来,使单克隆抗体溶解于150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),使该样品(单克隆抗体:5g/L)100μL以线流速300cm/hr流过柱子。
接下来,使20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)以10个柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,使用GE Healthcare公司制AKTA Prime Plus附属的分光光度计来测定液体的吸光度。
其结果,使用实施例的载体V1~V2时,看不到来自单克隆抗体的峰。另一方面,使用比较例的载体X1~X2时,看到了来自单克隆抗体的峰。
[试验例1-4]
在容量1mL(5mmφ×50mm长)的柱状容器中以填充高度约5cm填充各实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2来制作柱子。将得到的柱子分别连接于GE Healthcare公司制AKTAPrime Plus,以线流速300cm/hr流过4个柱体积(柱容积的4倍)的20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),使其平衡。
接下来,使Fc融合蛋白Etanercept溶解于20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),使该样品(Fc融合蛋白:5g/L)100μL以线流速300cm/hr流过柱子。
接下来,使20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)以10个柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,由此清洗载体。使用GE Healthcare公司制AKTA Prime Plus附属的分光光度计来测定液体的吸光度。其结果,使用实施例的载体V1~V2时,看不到来自Fc融合蛋白的峰。另一方面,使用比较例的载体X1~X2时,看到了来自Fc融合蛋白的峰。
其后,使50mM柠檬酸钠缓冲液(pH3.2)以6个柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,使用AKTA Prime Plus附属的分光光度计来测定液体的吸光度。其结果,使用实施例的载体V1~V2时,看到了来自Fc融合蛋白的峰。另一方面,使用比较例的载体X1~X2时,看不到来自Fc融合蛋白的峰。
[试验例1-5]
将单克隆抗体变更为溶菌酶,除此以外,进行与试验例1-3相同的操作。其结果,使用实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2中的任一载体时,都看到了来自溶菌酶的峰。
另外,将单克隆抗体变更为白蛋白(来自人血清),除此以外,进行与试验例1-3相同的操作。其结果,使用实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2中的任一载体时,都看到了来自白蛋白(来自人血清)的峰。
另外,将单克隆抗体变更为α-胰凝乳蛋白酶原A,除此以外,进行与试验例1-3相同的操作。其结果,使用实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2中的任一载体时,都看到了来自α-胰凝乳蛋白酶原A的峰。
[试验例1-6]
准备作为具有下式表示的非蛋白质系合成配体的载体而市售的MAbsorbent A2PHF(Prometic Bioseparations制)。将该载体也称为“比较例B3的载体”、“载体Y1”。
在容量1mL(5mmφ×50mm长)的柱状容器中以填充高度约5cm填充载体Y1来制作柱子。将得到的柱子与GE Healthcare公司制AKTA Prime Plus连接,以线流速300cm/hr流过4个柱体积(柱容积的4倍)的20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),使其平衡。
接下来,使单克隆抗体、Fc融合蛋白、BSA、溶菌酶、白蛋白(来自人血清)和α-胰凝乳蛋白酶原A分别溶解于150mM氯化钠缓冲液(pH7.5),使这些样品(单克隆抗体、Fc融合蛋白、BSA、溶菌酶、白蛋白(来自人血清)或α-胰凝乳蛋白酶原A:5g/L)100μL分别以线流速300cm/hr流过柱子。
接下来,使20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)以10个柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,使用GE Healthcare公司制AKTA Prime Plus附属的分光光度计来测定液体的吸光度。其结果,使用比较例的载体Y1的情况下,使用单克隆抗体、Fc融合蛋白、BSA、溶菌酶、白蛋白(来自人血清)和α-胰凝乳蛋白酶原A中的任一者时,都看不到来自它们的峰。
接下来,从20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)起每级pH0.5逐渐到20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH5.0)以10柱体积、线流速300cm/hr流过柱子,使用GEHealthcare公司制AKTA Prime Plus附属的分光光度计来测定液体的吸光度。其结果,与上述同样,使用单克隆抗体、Fc融合蛋白、BSA、溶菌酶、白蛋白(来自人血清)和α-胰凝乳蛋白酶原A中的任一者时,都看不到来自它们的峰。
在表3中总结了试验例1-2~试验例1-6中的使20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)为流动相时的吸附的有无。将看到吸附的情况记为“A”,将看不到吸附的情况记为“B”。
[试验例2(DBC的测定)]
使用GE Healthcare公司制AKTAprime plus,测定线流速300cm/hr时的相对于蛋白质(人IgG抗体,Equitech Bio公司制HGG-1000)的各实施例和比较例的载体V1~V2、X1~X2的DBC。柱状容器使用容量4mL(5mmφ×200mm长)的柱子,蛋白质使用20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)中溶解有5mg/mL的蛋白质的溶液,由洗脱前端10%breakthrough时的蛋白质捕捉量和柱填充体积而求出DBC。将结果示于表2。
[试验例3(压密线流速的测定)]
将各实施例和比较例中得到的载体V1~V2、X1~X2以达到内径16mm、填充高度100mm的方式填充于柱状容器,将该柱子连接于GE Healthcare Bio-Sciences公司制AKTApilot。接下来,以线流速100cm/hr开始纯水的通液,将线流速每分钟每次逐步提高100cm/hr,将达到2.0MPa时的线流速记录为压密线流速。然后,对压密线流速按照以下基准进行评价。将结果示于表2。
(压密线流速的评价基准)
A:压密线流速为3000cm/hr以上
B:压密线流速小于3000cm/hr
[表2]
/>
[表3]
如表3所示,实施例的载体V1、V2良好地吸附于具有Fc区域的单克隆抗体和Fc融合蛋白。因此,认为实施例的载体V1、V2与蛋白A同样地特异性识别Fc区域而吸附单克隆抗体,可推测吸附于具有Fc区域的抗体、蛋白质。
另外,实施例的载体V1、V2吸附单克隆抗体和Fc融合蛋白,但不吸附于模型蛋白(BSA、溶菌酶、白蛋白(来自人血清)和α-胰凝乳蛋白酶原A),确认了吸附选择性。另一方面,确认了作为具有非蛋白质系合成配体的载体而市售的载体Y1吸附所有试验过的样品,吸附选择性不充分。
[试验例4吸附率试验]
将含有表4所示的各种抗体0.4mg的20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)400μL添加到实施例的载体V1~V2 20μL中。将其孵育30分钟后,回收上清液。接下来,用20mM磷酸缓冲液(pH7.5)400μL进行清洗后,回收清洗液。通过吸光度测定而算出上清液和清洗液中的合计抗体量,由与总抗体量的比例而求出吸附率(%)〔=(1-(上清液和清洗液中的合计抗体量)/总抗体量)×100〕。另外,清洗后,添加50mM柠檬酸钠缓冲液(pH3.2)400μL,由此也能够确认抗体被洗脱。
[表4]
根据试验例4的结果,可以确认实施例的载体V1、V2吸附来自各种动物的抗体。
[试验例5-1抗体固定化粒子的制作1]
(1)将溶解有4-马来酰亚胺基丁酸N-琥珀酰亚胺酯47μg的DMSO 50μL加入到通过进行与实施例7的工序(1)~(3)相同的操作所制备的多孔交联粒子20μL中,在室温下静置2小时。用400μL的DMSO清洗3次,得到导入了N-琥珀酰亚胺基的粒子(应予说明,使用埃尔曼(Ellman)试剂对该反应前后的粒子上的硫烷基量进行定量,结果,硫烷基量大幅减少。由此,确认了通过马来酰亚胺部位与粒子上的硫烷基的加成反应而导入了N-琥珀酰亚胺基。)。
(2)将得到的粒子用20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)400μL进行2次溶剂置换后,向其中添加含有单克隆抗体1.2mg的20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)400μL,以4℃静置15小时。回收反应液后,使用20mM磷酸钠/150mM氯化钠缓冲液(pH7.5)、50mM柠檬酸钠缓冲液(pH3.2)、0.01M氢氧化钠水溶液和20%乙醇水溶液各400μL依次进行清洗,由此得到抗体固定化粒子。
[试验例5-2抗体固定化粒子的制作2]
工序(3)中,将硫代乙酸钾2.51g变更为DL-二硫苏糖醇3.39g和二异丙基乙基胺5.67g,进而将其反应温度和反应时间变更为70℃、3小时,除此以外,进行与实施例7的工序(1)~(3)相同的操作,制备多孔交联粒子。将溶解有4-马来酰亚胺基丁酸N-琥珀酰亚胺酯106μg的DMSO 50μL加入到上述的多孔交联粒子20μL中,以室温静置2小时。用400μL的DMSO清洗3次后,进行与试验例5-1的工序(2)同样的操作,得到抗体固定化粒子。
根据试验例5-1和5-2的结果表明:试验例5-1和5-2中使用的上述多孔交联粒子除了特定交联结构以外还在聚合物的分子内具有硫烷基,不仅能够物理性吸附抗体,而且在与4-马来酰亚胺基丁酸N-琥珀酰亚胺酯这样具有与硫烷基反应的反应性官能团和与抗体反应的反应性官能团的交联剂进行反应时,还能够用化学键将抗体固定化,确认了能够作为免疫诊断用载体等使用。

Claims (15)

1.一种载体,包含聚合物,该聚合物具有含有下述式(1)表示的2价基团的交联结构,所述载体为未固定蛋白质配体的载体且为色谱载体、体外诊断剂用载体或生物相关物质检测用载体,
式(1)中,
R1~R4各自独立地表示单键或2价烃基,
R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基,
X表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
*表示键合位点,
其中,R1和R3都为2价烃基时,R1和R3可以一起与邻接的碳原子一同形成环,
R2和R4都为2价烃基时,R2和R4可以一起与邻接的碳原子一同形成环。
2.根据权利要求1所述的载体,其中,R1~R4各自独立地为单键或碳原子数1~10的2价烃基。
3.根据权利要求1所述的载体,其中,在1个所述交联结构中含有1~5个式(1)表示的2价基团。
4.根据权利要求1所述的载体,含有式(1)表示的2价基团的交联结构为下述式(2)表示的交联结构,
式(2)中,
Y1、Y2和Y3各自独立地表示2价连接基团,
n表示0以上的整数,
R1~R4各自独立地表示单键或2价烃基,
R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基,
X表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
*表示键合位点,
其中,R1和R3都为2价烃基时,R1和R3可以一起与邻接的碳原子一同形成环,
R2和R4都为2价烃基时,R2和R4可以一起与邻接的碳原子一同形成环。
5.根据权利要求1所述的载体,其为颗粒状载体。
6.根据权利要求1所述的载体,其为蛋白质纯化色谱载体。
7.一种色谱柱,在柱状容器中填充有权利要求1~6中任一项所述的载体。
8.一种目标物质的检测或分离方法,其特征在于,使用权利要求1~6中任一项所述的载体。
9.一种制造方法,是制造权利要求1~6中任一项所述的载体的方法,包含如下工序:
使分子内具有环状醚基的聚合物与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上下述式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物进行反应,
式(α)中,R2、R4各自独立地表示单键或2价烃基,
R6表示氢原子或烃基,
*表示键合位点,
其中,R2和R4都为2价烃基时,R2和R4可以一起与邻接的碳原子一同形成环。
10.一种制造方法,是制造权利要求1~6中任一项所述的载体的方法,包含以下的工序B-1和工序B-2,
工序B-1:使分子内具有环状醚基的单体与选自硫代羧酸盐和分子内具有2个以上下述式(α)表示的基团的硫烷基化合物中的化合物进行反应,
工序B-2:使用工序B-1中得到的交联性单体来制备载体;
式(α)中,R2、R4各自独立地表示单键或2价烃基,
R6表示氢原子或烃基,
*表示键合位点,
其中,R2和R4都为2价烃基时,R2和R4可以一起与邻接的碳原子一同形成环。
11.一种制造方法,是下述式(β)表示的化合物的制造方法,包含使含有环状醚基的化合物与硫代羧酸盐在含水溶剂存在下反应的工序,所述含水溶剂中,水的含量为3~100质量%,
式(β)中,
R51和R52各自独立地表示环状醚基开环而成的2价基团,
R53和R54各自独立地表示氢原子或甲基,
R55和R56各自独立地表示卤素原子或有机基团,
R57和R58各自独立地表示单键或2价连接基团,
X2表示硫基、亚磺酰基或磺酰基,
n1和n2各自独立地表示0~4的整数。
12.根据权利要求11所述的制造方法,其中,溶剂的使用量相对于含有环状醚基的化合物100质量份为10~2000质量份。
13.根据权利要求11所述的制造方法,其中,硫代羧酸盐的使用量相对于含有环状醚基的化合物的环状醚基1摩尔为0.01摩尔~5摩尔。
14.根据权利要求11所述的制造方法,其中,所述硫代羧酸盐为下述式(13)表示的物质,
式(13)中,
R22表示氢原子或1价的有机基团,
M表示形成硫代羧酸盐的阳离子。
15.根据权利要求11所述的制造方法,其中,所述硫代羧酸盐为硫代乙酸盐。
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