CS273487B1 - Macroporous polymer membranes for biopolymers' chromatographic separation - Google Patents

Macroporous polymer membranes for biopolymers' chromatographic separation Download PDF

Info

Publication number
CS273487B1
CS273487B1 CS698788A CS698788A CS273487B1 CS 273487 B1 CS273487 B1 CS 273487B1 CS 698788 A CS698788 A CS 698788A CS 698788 A CS698788 A CS 698788A CS 273487 B1 CS273487 B1 CS 273487B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
macroporous
monomer
separation
membranes
biopolymers
Prior art date
Application number
CS698788A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS698788A1 (en
Inventor
Frantisek Ing Drsc Svec
Tatiana B Csc Tennikova
Boris G Drsc Belenkii
Original Assignee
Svec Frantisek
Tatiana B Csc Tennikova
Boris G Drsc Belenkii
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Svec Frantisek, Tatiana B Csc Tennikova, Boris G Drsc Belenkii filed Critical Svec Frantisek
Priority to CS698788A priority Critical patent/CS273487B1/en
Priority to US07/281,266 priority patent/US4889632A/en
Priority to DK198806883A priority patent/DK175611B1/en
Priority to CA000585567A priority patent/CA1323968C/en
Priority to JP63311043A priority patent/JPH021747A/en
Priority to DE3851616T priority patent/DE3851616T2/en
Priority to EP88120747A priority patent/EP0320023B1/en
Priority to US07/411,665 priority patent/US4923610A/en
Priority to US07/468,907 priority patent/US4952349A/en
Publication of CS698788A1 publication Critical patent/CS698788A1/en
Publication of CS273487B1 publication Critical patent/CS273487B1/en

Links

Abstract

The solution concerns macroporous polymerous membranes for chromatographic biopolymer separation.According to the solution they consist of macroporous copolymer of mono- and divinylic monomer, while the monovinylic monomer is glycidyl methacrylate in the amount of 5 to 80 percent by volume and the divinylic monomer is ethylene dimethacrylate, whose quantity in the overall amount of polymerised monomers ranges from 20 to 95 percent by volume, and on the inner surface, achieving in dry state area of 1 to 400 square meters per gram, they carry chemical function groups of the original monomer and/or their derivates, selected from a group consisting of epoxy, allyl, hydroxyl, amino, sulphonic, hydrogen sulphate, sulfhydryl, or alkyl group with a strand containing up to 18 C atoms.These macroporous polymerous membranes enable chromatographic separation of biopolymers at industrial rate and according to a preset program.

Description

Vynález se týká makroporézních polymerních membrán pro ehromatografleké dělení biopolymerů.The present invention relates to macroporous polymer membranes for the ehromatographic separation of biopolymers.

Jakkoliv je problematika separace makromolekul z jejich směsi s nízko- nebo vysokomolekulárními látkami v současné době velmi frekventovaná v literatuře i praxi, a bylo dosaženo značných úspěchů, není ji dosud možné považovat za vyřešenou. S rozvojem moderních vědních a technických disciplin, jako je například biotechnologie, se problém účinné separace vyráběného produktu z reakčního média stává rozhodujícím kritériem úspěchu řešení. Není zpravidla příliš velkým problémem nalézt způsob analytické identifikace hledané látky ani stanovit její koncentraci. Potíže však přináší dosud ne zcela vyřešená otázka preparativní, průmyslové separace s vysokou účinností při rozumném vynakládání práce, energie a nákladů jak kapitálových, tak i materiálovýchr a při minimálním zatěžování životního prostředí.Although the issue of separation of macromolecules from their mixture with low- or high-molecular substances is currently very frequent in the literature and practice, and considerable success has been achieved, it has not yet been considered as solved. With the advancement of modern scientific and technical disciplines, such as biotechnology, the problem of efficient separation of the product produced from the reaction medium becomes a crucial criterion for the success of the solution. It is not usually a big problem to find a method of analytical identification of a substance or to determine its concentration. Problems, however, brings not yet fully resolved the issue of preparative industrial separation with high efficiency at a reasonable expenditure of labor, energy and capital costs of both, as well as material r and with minimal environmental impact.

Z hlediska použití je nejdůležitější dělení a izolace biopolymerů. Do této skupiny makromolekulárních látek patří oligo- a poly-peptidy, bílkoviny, enzymy, lektiny, protilátky, antigeny, nukleové kyseliny, polysacharidy. Separace biopolymerů z přírodních zdrojů je obecně známým problémem již od minulého století.The most important for the application is the separation and isolation of biopolymers. This group of macromolecular substances includes oligo- and polypeptides, proteins, enzymes, lectins, antibodies, antigens, nucleic acids, polysaccharides. Separation of biopolymers from natural sources has been a common problem since the last century.

Původní způsoby čištění spočívaly zejména ve srážení například bílkovin, respektive jejich vysolování neutrálními solemi, které lze provádět i za současné změny pH a dosahovat tak i několikanásobné frakcionace v jednom stupni. I tak však k získání čisté bílkoviny vedla dlouhá cesta korunovaná úspěchem až v roce 1926, kdy Sumner izoloval krystalickou ureázu. Nicméně i nyní, jak bude později ukázáno, se vlivu iontové síly nebo pH při dělení bílkovin opět používá.The original purification methods consisted mainly of the precipitation of proteins, for example, or their salting-out with neutral salts, which can be carried out with simultaneous pH changes and thus achieve multiple fractions in one step. Even so, the long way to obtain pure protein was crowned with success only in 1926, when Sumner isolated crystalline urease. However, even now, as will be shown later, the effect of ionic strength or pH in protein separation is reused.

Paralelně se vyvíjela i metoda nazvaná svým objevitelem M. Cvettem chromatografii (Ber. Deut. Botan. Ges. 24, 316, 1906). Významným mezníkem se však Stala až práce A. J.In parallel, a method called its discovery by M. Cvett, chromatography (Ber. Deut. Botan. Ges. 24, 316, 1906), was also developed. However, the work of A. J.

P. Martina a R. L. M. Synge (Biochem. J. 35, 1358, 1941), která zavedla pojem teoretického patra v kapalinové chromatografii. Také bylo uvedeno, že kolony naplněné mikročásticemi jsou zejména výhodné pro dělení makromolekul, jejichž difúzní koeficienty jsou velmi malé. Protože v té době mikročástice nebyly ještě objeveny, realizoval se proces vysoce účinné kapalinové chromatografie (HPLC) až o dvacet let později.P. Martina and R. L. M. Synge (Biochem. J. 35, 1358, 1941), which introduced the notion of a theoretical tray in liquid chromatography. It has also been reported that columns loaded with microparticles are particularly advantageous for the separation of macromolecules whose diffusion coefficients are very small. As the microparticles had not yet been discovered at that time, the High Performance Liquid Chromatography (HPLC) process was only implemented twenty years later.

Chromatografie polymerů se rozvinula až na základě poznatků Petersona a Sobera (J. firner. Chem. Soc. 76, 1711, 1954), že se bílkoviny mohou adsorbovat na diethylaminoethylderivátu celulózy a potom postupně eluovat roztokem s rostoucí iontovou silou.The chromatography of the polymers was developed based on the knowledge of Peterson and Sober (J. firner. Chem. Soc. 76, 1711, 1954) that the proteins can be adsorbed onto the diethylaminoethyl cellulose derivative and then eluted sequentially with a solution with increasing ionic strength.

Později byly ke stejnému účelu použity i jiné deriváty celulózy, například karboxymethylový. Koncem padesátých let firma Pharmacia Uppsala ve Švédsku zavedla sesítěné dextranové gely pro vylučovací chromatografii (SEC) bílkovin a nukleových kyselin (Ger. pat. 1292883, Brit. pat. 974 054), při které dochází k dělení na základě dostupnosti různého podílu porézní struktury gelu pro species s různou velikostí makromolekuly. Malá mechanická pevnost gelových médií však neumožnila plně realizovat princip HPLC.Later other cellulose derivatives, such as carboxymethyl, have also been used for the same purpose. In the late 1950s, Pharmacia Uppsala introduced cross-linked dextran exclusion chromatography (SEC) gels of proteins and nucleic acids in Sweden (Ger. Pat. 1292883, Brit. Pat. 974 054), where the separation was based on the availability of various proportions of porous gel structure for species with different size macromolecules. However, the low mechanical strength of the gel media did not allow the HPLC principle to be fully realized.

Ke zlomu došlo při frakcionaci bacitracimu na mikročásticích silikagelu derivatizovaného .alkylsilany (K. Tsuji, J. H. Robinson, J. Chromatogr. 112, 663, 1976). S použitím kyselé mobilní fáze obsahující organické rozpouštědlo bylo rozděleno několik strukturních forem uvedeného peptidu metodou tzv. chromatografie S obrácenou fázi (RPLC) na koloně dlouhé 30 cm. Záhy nato se objevily i práce popisující použití silikagelu i pro vysoce účinnou vylučovací chromatografii (SEC) a iontovýměnnou chromatografii (IELC) bílkovin při téměř kvantitativním výtěžku a zachování aktivity. Oproti gelovýra materiálům je v uvedených případech možné použít až téměř o dva řády vyšších průtokových rychlostí mobilní fáze, což podstatně zkracuje doby analýzy.A breakthrough occurred when bacitracim fractionated on alkylsilane-derivatized silica gel microparticles (K. Tsuji, J.H. Robinson, J. Chromatogr. 112, 663, 1976). Using an acidic mobile phase containing an organic solvent, several structural forms of said peptide were separated by the so-called reverse phase chromatography (RPLC) method on a 30 cm column. Soon thereafter, work describing the use of silica gel for high performance size exclusion chromatography (SEC) and ion exchange chromatography (IELC) of proteins appeared, with almost quantitative yield and activity retention. Compared to gel materials, it is possible to use up to two orders of magnitude higher flow rates of the mobile phase in these cases, which significantly shortens the analysis times.

Makromolekuly obecně interagují se stacionární fází v ehromatografleké koloně různými způsoby. To vede k tomu, že kapacitní faktor definovaný při isokratické eluci, tedy eluci, využívající stále stejné rozpouštědlo, jakoMacromolecules generally interact with the stationary phase in the ehromatographic column in various ways. This leads to the capacity factor defined in the isocratic elution, i.e. eluting using the same solvent as

CS 273487 Bl k' = - *0^0 kde tR je retenční doba hledané látky a tg mrtvý objem kolony, se prudce mění při nepatrné změně složení eluentu. Při jistém složení je k' tak vysoké, že se makromolekula v koloně prakticky nepohybuje. Malá změna rozpouštědla však způsobí pokles k' k hodnotě blízké nule a makromolekula prochází kolonou, aniž by s její náplní jakkoliv interagovala. Běžně vynášená a publikovaná závislost log k' na složení eluentu je tedy velice strmá, mnohdy téměř vertikáli)í. Z toho ovšem také vyplývá, že délka chromatografické kolony nemá v tomto případě rozhodující vliv na kvalitu dělení. Lze tedy použít velmi krátkých kolon, obsahujících jenom nezbytně nutné množství sorbentu, které je potřebné pro sorpci dělených makro molekul v takovém množství, aby se rozdělené látky daly detegovat.EN 273 487 Bl k '= - * 0 ^ 0 where t R is retention time of the analyte and TG dead volume of the column, is changing rapidly at slight modification of the eluent composition. At a certain composition, k 'is so high that the macromolecule practically does not move in the column. However, a small change in solvent causes a drop to a value close to zero and the macromolecule passes through the column without interacting with the column. The commonly reported and reported dependence of log k 'on the eluent composition is thus very steep, often almost vertical. However, it also follows that the length of the chromatographic column does not have a decisive influence on the quality of the separation in this case. Thus, very short columns can be used, containing only the necessary amount of sorbent needed to adsorb the split macromolecules in such an amount that the resolved substances can be detected.

Ukázalo se, že při chromatografii makromolekul například metodou RPLC je rozlišovací funkce úměrná ,1/2 .-1It has been shown that in the chromatography of macromolecules, for example, by the RPLC method, the resolution function is proportional to 1/2.

J/2 kde je difúzní koeficient solutu, d^ průměr částic naplněných v koloně a tg doba, po níž se mění složení rozpouštědlové směsi (gradient). Protože první veličina je charakteristickou konstantou dělené látky, je možné kvalitu dělení zlepšovat pomalou změnou složení rozpouštědla nebo zmenšováním rozměru částic náplně kolony. V prvém případě se prodlužuje i doba potřebná k rozdělení směsi, ve druhém potom roste tlaková ztráta na koloně a je nutné přivádět eluent při velmi vysokém tlaku, který může dosahovat několik jednotek až desítek MPa.Where the diffusion coefficient of the solute is d, the diameter of the particles loaded in the column and the tg the time over which the composition of the solvent mixture (gradient) changes. Since the first quantity is a characteristic constant of the separated substance, the quality of the separation can be improved by slowly changing the solvent composition or reducing the particle size of the column packing. In the first case, the time required for the separation of the mixture also increases, in the second case the pressure drop on the column increases and it is necessary to feed the eluent at very high pressure, which can reach several units up to tens of MPa.

Uvedené okolnosti ukazují, že zvětšení měřítka chromatografické separace Z analytického nebo laboratorního může představovat značný problém. Je zřejmé, že použití objemných kolon s relativně velkým průměrem může i při použití nestlačitelných náplní znamenat obtíže projevující se ve výsledcích, které nejsou srovnatelné s předchozími. Často se projevuje tzv. chvostování chromatografických píků, popřípadě jejich překryv. Důvodem může být například rozdílná rychlost toku eluentu na různých místech příčného průřezu kolony.These circumstances indicate that increasing the scale of chromatographic separation from analytical or laboratory can be a significant problem. Obviously, the use of bulky columns with a relatively large diameter can, even when using incompressible packings, entail difficulties manifesting in results that are not comparable to the previous ones. The so-called tailing of chromatographic peaks, or their overlap, often occurs. This may be due, for example, to the varying flow rate of the eluent at different locations in the column cross-section.

Aby se tomu zamezilo, je třeba dosáhnout uniformní rychlosti horizontální fronty kolonou směrem od přítoku eluentu k výtoku z kolony.' Tento problém je diskutován v US pat. 3250058 a k jeho řešení se používají rozrážece zamontované uvnitř kolony. Způsob ovlivňování toku kapaliny v koloně je předmětem i dalších patentů (US 3539505, DOS 2036525, DOS 2224794, Jap. 73-68752) a umožňuje zvětšit měřítko dělení, avšak na úkor původní jednoduchosti.To avoid this, it is necessary to achieve a uniform horizontal queue speed through the column from the eluent inlet to the column outlet. This problem is discussed in US Pat. 3250058 and to solve it use splitters mounted inside the column. A method of influencing the flow of liquid in a column is also the subject of other patents (US 3539505, DOS 2036525, DOS 2224794, Jap. 73-68752) and allows to increase the scale of separation but to the detriment of the original simplicity.

Aby se složitost konstrukce kolony obešla, používají někteří autoři zásahy do samotné náplně (US 3856681) nebo zvláštních způsobů plnění kolony (US 4211656). Později se ukázalo, že dobrého efektu může být dosaženo, jestliže jsou drobné částice sorbentu, na kterém dochází k dělení, inkorporovány do porézní inertní matrice, mající tvar vláken. Tato vláknitá hmota je potom naplněna do kolony zvláštní konstrukce, ve které potom dochází k daleko menším tlakovým ztrátám a rozmývání zón (US 4384957, US 4512897, US 4496461, US 4604198) .In order to circumvent the complexity of the column design, some authors use interventions in the packing itself (US 3856681) or special methods of filling the column (US 4211656). Later, it has been shown that a good effect can be obtained if the fine particles of the sorbent on which the separation takes place are incorporated into a porous inert matrix having the shape of fibers. The fibrous mass is then packed into a column of special construction, in which there is much less pressure loss and zone wash (US 4384957, US 4512897, US 4496461, US 4604198).

Jak bylo již naznačeno, je převážná většina náplní chromatografických kolon pro dělení biopolymerů porézní, at se jedná o anorganické (silikagel, sklo) nebo organické polymery (styrendivinylbenzenové, akrylátové nebo methakrylátové kopolyméry atd.), zpravidla ve formě sférických částic (F. E. Regnier, Chromatographia 24, 241, 1987). Tyto částice se vyrábějí převážně suspenzní technikou, v poslední době se objevují i vícestupňové disperzní metody (seeded polymerization). Po skončení polymerizace se až na výjimky musí ze surového produktu získat úzká velikostní frakce sorbentu, protože kvalita naplněné kolony, a tedy i její účinnost silně závisí na rozptylu rozměru částic. Frakcionace částic je velmi obtížná a podíl pro HPLC použitelných částic představuje jenom malou část celého surového produktu.As already indicated, the vast majority of packings of biopolymers separation columns are porous, whether inorganic (silica gel, glass) or organic polymers (styrene divinylbenzene, acrylate or methacrylate copolymers, etc.), usually in the form of spherical particles (FE Regnier, Chromatography) 24, 241 (1987). These particles are mainly produced by the suspension technique, and more recently, multi-stage dispersion methods (seeded polymerization) have emerged. Upon completion of the polymerization, a narrow sorbent size fraction must be recovered from the crude product, with few exceptions, since the quality of the packed column and hence its efficiency is strongly dependent on the particle size dispersion. Particle fractionation is very difficult and the HPLC usable particle fraction represents only a small fraction of the entire crude product.

3'3 '

CS 273487 BlCS 273487 Bl

S ohledem na používání částic malého průměru (5 až 10 um), musejí i organické sorbenty být mechanicky dostatečně pevné, což předpokládá relativně vysokou koncentraci síťovadla v polymerizační násadě. Přitom současně existující požadavek porozity se řeší syntézou makroporézních částic, tedy částic vyznačujících se porozitou i v suchém stavu i popřípadě v termodynamicky špatných rozpouštědlech (autorské osvědčení č. ČS 168268,In view of the use of small diameter particles (5 to 10 µm), organic sorbents must also be mechanically sufficiently strong, which implies a relatively high crosslinker concentration in the polymerization batch. At the same time, the existing porosity requirement is solved by the synthesis of macroporous particles, ie particles characterized by porosity in the dry state as well as in possibly thermodynamically poor solvents (Author's Certificate No. CS 168268,

Brit 1512462, Canada 1049194). Z morfologického hlediska jsou makroporézní polymery charakterizované tzv. globulární strukturou, tedy částice sestávají ze vzájemně spojených submikroskopických sférických útvarů zvaných globule. Měrný povrch makroporézních polymerů je potom vlastně povrchem těchto globulí a intersticiální prostory mezí nimi jsou póry (viz například Z. Pelzbauer a kol., J. Chromatogr. 171, 101, 1979). Globulární struktura porézní částice do jisté míry připomíná sférické těleso naplněné drobnými také sférickými globulemi. Tato představa není již příliš vzdálená poměrům panujícím uvnitř naplněné chromatografické kolony, která má však tvar válce. Pokud by byla kolona naplněna částicemi s globulárním rozměrem (0,1 až 0,4 ýum) , šance realizovat chromatografické dělení by byla nepatrná, protože tlak, který by bylo třeba vyvinout, by byl nereálně vysoký. Proto byly podle čs. autorského osvědčení č. 268443 vynalezeny polymerni fólie mající tloušťku 0,2 až 15 mm charakterizované v celkovém objemu stejnou makroporézní strukturou, jakou mají částice běžně používané v různých typech HPLC.Brit 1512462, Canada 1049194). From a morphological point of view, macroporous polymers are characterized by a so-called globular structure, ie particles consist of interconnected submicroscopic spherical formations called globules. The specific surface area of the macroporous polymers is then actually the surface of these globules and the interstitial spaces therebetween are pores (see, for example, Z. Pelzbauer et al., J. Chromatogr. 171, 101, 1979). The globular structure of the porous particle resembles to a certain extent a spherical body filled with tiny as well as spherical globules. This notion is no longer distant from the conditions prevailing inside the packed chromatographic column, which however has the shape of a cylinder. If the column were packed with particles with a globular size (0.1 to 0.4 µm), the chances of realizing the chromatographic separation would be slight, since the pressure to be applied would be unrealistically high. Therefore, according to MS. No. 2,744,433, polymeric films having a thickness of 0.2 to 15 mm characterized in total volume by the same macroporous structure as the particles commonly used in different types of HPLC have been invented.

Membrány pro elektrodialýzu mající pouze povrchovou vrstvu tvořenou makroporézním polymerem jsou předmětem US pat. 3926864. Po modifikaci ionogenními skupinami má takový povrch výrazné antifouling” vlastnosti. Protože však je třeba dosáhnout i dobrých vlastností elektrodialyzačních, polymerizace je vedena tak, aby vnitřní část membrán byla mikroporézní (gelová). Pro dělení polymerů nelze proto tyto membrány použít, vhodné jsou pro odsolování vod, odstraňování iontů a podobně.Electrodialysis membranes having only a macroporous polymer surface layer are the subject of US Pat. 3926864. After modification with ionogenic groups, such a surface has pronounced antifouling properties. However, since it is also necessary to achieve good electrodialysis properties, the polymerization is conducted so that the inner part of the membranes is microporous (gel). Therefore, these membranes cannot be used for separating polymers; they are suitable for water desalination, ion removal and the like.

Membrány podle tohoto vynálezu (fólie, desky) mají tvar blízký deskám pro chromatografii v tenké vrstvě, kdy však je sorbent deponován ve vrstvě nanesené na pevném nepórezním podkladě (sklo, kov). K vlastnímu dělicímu procesu, který zahrnuje prvky chromatografícké separace, se však využívá vrstva ve směru tangenciálním, tj. v délce, která mnohokrát převyšuje rozměr částic sorbentu. Nevýhodou tenkých vrstev, které jsou sypané nebo sklíčené, je i malá odolnost proti mechanickému poškození. Pro preparativní práci lze chromatografii v tenké vrstvě použít jenom obtížně.The membranes according to the invention (foils, plates) have a shape close to the thin-layer chromatography plates, but the sorbent is deposited in a layer deposited on a solid non-porous substrate (glass, metal). However, the actual separation process, which includes chromatographic separation elements, utilizes a layer in the tangential direction, i.e. in a length that many times exceeds the particle size of the sorbent. The disadvantage of thin layers, which are loose or depressed, is also low resistance to mechanical damage. Thin layer chromatography is difficult to use for preparative work.

Uvedený přehled o současném stavu techniky jasně dokumentuje, že zatím neexistuje spolehlivá a jednoduchá metoda pro dělení polymerů ve větším měřítku. Bylo proto nutné nalézt principiálně nové řešení, které je předmětem tohoto vynálezu. Ten v sobě spojuje jednak samotné membrány, charakterizované způsobem přípravy, spočívajícím v polymerizaci a modifikaci, jednak jejích použití pro dělení biopolymerů.This overview of the prior art clearly illustrates that there is not yet a reliable and simple method for large-scale separation of polymers. It was therefore necessary, in principle, to find a novel solution which is the object of the present invention. It combines both the membranes themselves, characterized by the method of preparation consisting of polymerization and modification, and their use for the separation of biopolymers.

Bředmětem předloženého vynálezu jsou makroporézní polymerni membrány pro chromatografické dělení biopolymerů, jejichž podstata spočivá v tom, že sestávají z makroporézního kopolymeru mono- a divinylického monomeru, přičemž monovinylický monomer je glycidylmethakrylát v množství 5 až 80 % obj. a divinylický monomer je ethylendimethakrylát, jehož podíl na celkovém množství zpolymerizovaných monomerů je 20 až 95 % obj. a na vnitřním povrchu, který i v suchém stavu dosahuje velikosti 1 až 400 m2/g, nesou chemické funkční skupiny původního monomeru a/nebo jejich deriváty, vybrané ze skupiny sestávající ze skupiny epoxidové, allylové, hydroxylové, aminové, sulfonové, hydrogensulfátové, sulfhydrilové, alkylové s řetězem obsahujícím až 18 C atomů.The subject of the present invention are macroporous polymer membranes for the chromatographic separation of biopolymers consisting of a macroporous copolymer of a mono- and divinylic monomer, wherein the monovinyl monomer is glycidyl methacrylate in an amount of 5 to 80% by volume and the divinyl monomer is ethylene dimethacrylate. 20 to 95% by volume of the total polymerized monomers, and on the inner surface, which, even in the dry state, is 1 to 400 m 2 / g, carry the chemical functional groups of the original monomer and / or derivatives thereof selected from the group consisting of epoxy, allyl, hydroxyl, amine, sulfone, hydrogensulfate, sulfhydril, alkyl chains of up to 18 carbon atoms.

Tyto membrány lze připravit polymerizaci směsi mono- a divinylického monomeru v přítomnosti inertního porogenního rozpouštědla, nebo směsi rozpouštědel iniciovanou radikálovým iniciátorem, která probíhá ve vyhřívané formě, mající jeden rozměr (zpravidla tloušťku) shodný s požadovaným rozměrem finální membrány. Lze použít libovolnou směs obou typů. monomerů a tímto způsobem variovat porézní vlastnosti vznikající membrány. I výběr monomerů může být širší.These membranes can be prepared by polymerizing a mixture of mono- and divinyl monomer in the presence of an inert porogenic solvent, or a solvent mixture initiated by a free-radical initiator, in heated form having one dimension (usually thickness) equal to the desired dimension of the final membrane. Any mixture of both types can be used. monomers and in this way vary the porous properties of the resulting membrane. The choice of monomers may also be wider.

CS 273487 BlCS 273487 Bl

Pro iniciaci radikálové polymerizace se používá azobisisobutyronitril, ale lze použít libovolného radikálového iniciátoru vybraného ze skupiny azolátek, peroxidů, hydroperoxidů, redoxních soustav a podobně.Azobisisobutyronitrile is used to initiate radical polymerization, but any radical initiator selected from the group of azo compounds, peroxides, hydroperoxides, redox systems and the like can be used.

Důležitou součástí polymerizujícího systému je porogenní rozpouštědlo. S výhodou se používá cyklohexanol nebo jeho směs s dodekanolem. Samozřejmě lze použít i jiných porogenní ch činidel, například alifatické nebo aromatické alkoholy, estery, ethery, ketony, uhlovodíky, silikonový olej, nízkomolekulární polymery a další.An important part of the polymerization system is a porogenic solvent. Preferably cyclohexanol or a mixture thereof with dodecanol is used. Of course, other porogenic agents such as aliphatic or aromatic alcohols, esters, ethers, ketones, hydrocarbons, silicone oil, low molecular weight polymers, and others can be used.

Membrána obsahující epoxidové skupiny v bočních řetězcích není zpravidla finálním produktem a je modifikována chemicky tak, aby se upravil charakter vnitřního povrchu.The membrane containing epoxy groups in the side chains is generally not the final product and is chemically modified to modify the inner surface character.

Chemickou modifikací se na povrch membrány naváží skupiny například allylové, aminové, sulfonované, hydrogensulfátové, hydroxylové, sulfhydrilové, alkylove s délkou řetězce až 16 uhlíkových atomů..By chemical modification, groups of, for example, allyl, amine, sulfonated, hydrogen sulfate, hydroxyl, sulfhydril, alkyl groups of up to 16 carbon atoms are bonded to the membrane surface.

Při chromatografickém dělení biopolymerů za použití membrán podle vynálezu se postupuje například tak, že výseč libovolného rozměru a tvaru získaná z makroporézní polymerní membrány se umístí na podložce zaručující stálost polohy na kterékoliv stěně tvořící část komory a umožňující shromaždování kapaliny prošlé membránou. Komora se naplní roztokem polymeru nebo směsí polymerů; který se pod tlakem nižším než 1 MPa nechá procházet membránou, ve které se polymer (polymery) nasorbuji, Do komory se přivede čerpadlem rozpouštědlo, ve kterém byl polymer (polymery) rozpuštěn, 'a potom se podle určeného programu mění vlastnosti rozpouštědla tak, aby se jednotlivé složky nasorbovaného polymeru postupně znovu rozpouštěly a eluovaly z membrány, čímž dojde k vlastnímu dělení. Průběh dělení se bud pouze deteguje vhodným zařízením a složení polymeru, nebo směsi polymerů se vyhodnocuje kvalitativně nebo kvantitativně, nebo se jednotlivé frakce jímají a produktem jsou jednotlivé složky dělené směsi jako individua (preparativni separace).Chromatographic separation of biopolymers using the membranes of the invention is accomplished, for example, by placing a sector of any size and shape obtained from a macroporous polymeric membrane on a support plate for position stability on any wall forming part of the chamber and allowing collection of liquid through the membrane. The chamber is filled with a polymer solution or polymer blend; which is passed through a membrane in which the polymer (s) is adsorbed under a pressure of less than 1 MPa. A solvent is introduced into the chamber through the pump in which the polymer (s) has been dissolved, and then the individual components of the adsorbed polymer were gradually redissolved and eluted from the membrane, thereby separating itself. The course of the separation is either detected only by a suitable device and the composition of the polymer or the polymer mixture is evaluated qualitatively or quantitatively, or the individual fractions are collected and the individual components of the split mixture are produced as individual (preparative separation).

Programová změna vlastností rozpouštědla způsobující postupné rozpouštění jednotlivých součástí směsí (gradient) se může týkat pH, iontové síly, obsahu organického rozpouštědla, teploty a dalších proměnných.Programmatic change of solvent properties causing gradual dissolution of the individual components of the mixtures (gradient) may relate to pH, ionic strength, organic solvent content, temperature and other variables.

Makroporézní polymerní membrány pro dělení polymerů, zejména potom biopolymerů, a způsob tohoto dělení mají řadu výhod Oproti známému stavu techniky. Především jejich příprava je velmi jednoduchá a neni omezena ani co do rozměru. Membrány se vyznačují dostatečnou mechanickou stálostí a odolností proti fyzikálním i chemickým vlivům. Přitom lze mechanickou pevnost v případě potřeby ještě zvýšit zapolymerizováním armovací složky do membrány v procese její přípravy. Protože membrány obsahují reaktivní skupiny, lze je snadno chemicky modifikovat a na jejich vnitřní povrch zavést funkční skupiny měnící jeho vlastnosti, a tím významně rozšiřující možnosti použití. Samotné dělení například biopolymerů potom probíhá oproti známým řešením velmi rychle při značně vyšším zatížení hmotnostní jednotky dělicího elementu oproti zatížení, které je možné na chromatógrafických kolonách. Přitom tlak, který je nutno vyvinout, aby se dosáhlo požadovaného průtoku, je o jeden až dva řády nižší, než u kolonových metod srovnatelné účinnosti. Zásadní předností membrán a způsobu jejich použití podle tohoto vynálezu však je možnost vytvářet teoreticky neomezeně velké plochy, na kterých se realizuje dělení polymerů, a tím i realizovat až průmyslový proces získávání individuálních látek. Přitom potřebnou plochu není nezbytně nutné získat zvyšováním rozměru jedné membrány a komory, ale je možné i kombinovat potřebný počet menších membrán a komor do bloků splňujících stejný účel.Macroporous polymer membranes for separating polymers, especially biopolymers, and the process for separating them have a number of advantages over the prior art. Especially their preparation is very simple and is not limited in size. The membranes are characterized by sufficient mechanical stability and resistance to physical and chemical influences. The mechanical strength can be further increased if necessary by polymerizing the reinforcing component into the membrane in the process of its preparation. Because the membranes contain reactive groups, they can be easily chemically modified and functional groups can be introduced on their inner surface to alter their properties and thereby significantly extend their application. The actual separation of biopolymers, for example, then proceeds very quickly in comparison with the known solutions at a considerably higher load on the weight unit of the separating element compared to the load which is possible on the chromatographic columns. The pressure required to achieve the desired flow rate is one to two orders of magnitude lower than that of column methods of comparable efficiency. However, the essential advantage of the membranes and the method of their use according to the invention is the possibility to create theoretically unlimited large areas on which the polymer separation is carried out, and thus to realize the industrial process for obtaining individual substances. It is not necessary to obtain the required surface by increasing the size of one membrane and chamber, but it is also possible to combine the required number of smaller membranes and chambers into blocks fulfilling the same purpose.

Příklad 1Example 1

Forma tvořená dvěma kovovými deskami, ve kterých jsou vyvrtány komunikující kanálky, a distanční vložkou o síle 1 mm čtvercového tvaru ze silikonového kaučuku, ve které je vyříznut otvor ve tvaru čtverce o délce strany 8 cm a otvor umožňující plnění prostoru formy zvnějšku, se naplní polymerizační směsí, sestávající z 6 ml glycidylmethakrylátu,The mold, consisting of two metal plates in which the communicating channels are drilled, and a 1 mm square spacer made of silicone rubber, in which a 8 cm square square hole is cut and a hole allowing filling the mold space from the outside, is filled with polymerization a mixture consisting of 6 ml of glycidyl methacrylate,

CS 273487 Bl ml ethylendimethakrylátu, 0,12 g azobisisobutyronitrilu, 16,2 ml cyklohexanolu a 1,8 ml dodekanolu. Do kanálků, formy se přivádí po dobu 8 hodin voda teplá 70 ‘c. Po skončení polymerizace se nechá forma vychladnout a rozebere se. Deska makroporézní membrány se důkladně promyje alkoholem, vodou a opět alkoholem a nechá uschnout. Razidlem se z čtvercové desky vyrazí kruhový terč o průměru 10 mm (plocha povrchu cca 300 mm?). Měrný povrch membrány v suchém stavu činí 62 m2/g.CS 273487 B1 ml ethylene dimethacrylate, 0.12 g azobisisobutyronitrile, 16.2 ml cyclohexanol and 1.8 ml dodecanol. Water of 70 ° C for 8 hours is fed into the mold channels. After the polymerization is complete, the mold is allowed to cool and disassembled. The plate of the macroporous membrane is washed thoroughly with alcohol, water and again with alcohol and allowed to dry. A round target with a diameter of 10 mm (surface area approx. 300 mm?) Is punched from a square plate with a punch. The specific surface area of the membrane in the dry state is 62 m 2 / g.

Příklady 2 až 8Examples 2 to 8

Do formy popsané v příkladu 1 se naplní směs, jejíž složení je uvedeno v tabuloe 1, obsah se shodným způsobem zpolymerizuje a zpracuje.The mixture described in Example 1 is filled into the mold described in Table 1, the contents are polymerized and processed in an identical manner.

TABULKA 1TABLE 1

Složení polymerizační směsi použité pro přípravu makroporézních polymerních membrán a jejich měrný povrchComposition of polymerization mixture used for preparation of macroporous polymer membranes and their specific surface area

Příklad Example GMA ml GMA ml EDMA ml EDMA ml AIBN g AIBN G CyOH ml CyOH ml DoOH ml DoOH ml sg m2/g s g m 2 / g 2 2 4,8 4.8 7,2 7.2 0,12 0.12 18 18 0 0 80 80 3 3 7,2 7.2 4,8 4.8 0,12 0.12 16,2 16.2 1,8 1,8 45 45 4 4 9,6 9.6 2,4 2.4 0,12 0.12 17,1 17.1 0,9 0.9 160 160 5 5 0,6 0.6 11,4 11.4 0,12 0.12 17,1 17.1 0,9 0.9 260 260 6 6 7,2 7.2 4,8 4.8 0,12 0.12 18 18 0 0 53 53 7 7 0,6 0.6 11,4 11.4 0,06 0.06 18 18 0 0 250 250 8 8 7,2 7.2 4,8 4.8 0,24 0.24 14,4 14.4 3,6 3.6 35 35

V záhlaví tabulky značí GMA glycidylmethakrylát, EDMA ethylendimethakrylát, AIBN azobisisobutyronitril, CyOH cyklohexanol, DoOH dodekanol a S velikost měrného povrchu v suchém stavu změřený z tepelné desorpce dusíku dynamickou metodou.At the top of the table, GMA indicates glycidyl methacrylate, EDMA ethylenedimethacrylate, AIBN azobisisobutyronitrile, CyOH cyclohexanol, DoOH dodecanol and S dry surface area measured from thermal nitrogen desorption by the dynamic method.

Příklad 9Example 9

Kruhové terče z makroporézní membrány připravené podle příkladu 3 byly po dobu 24 hodin ponechány v 0,01 mol/1 roztoku NaOH v butanolu. Po skončení reakce se terče promyjí ethanolem, vodou a ve vlhkém stavu uchovávají pro další použití. Na jejich povrchu jsou etherovou vazbou navázány alkylové skupiny se 4 C-uhlíky jak lze doložit infračervenými spektry.The macroporous membrane circular targets prepared according to Example 3 were left in a 0.01 mol / L solution of NaOH in butanol for 24 hours. After completion of the reaction, the targets are washed with ethanol, water and stored in a wet state for further use. Alkyl groups with 4 C-carbons are attached to their surface by ether bonding as evidenced by infrared spectra.

Příklad 10 a 11Examples 10 and 11

Stejným způsobem jako v předešlém příkladě 9 byla provedena modifikace epoxidových skupin membrány oktanolem nebo oktadekanolem. Ve druhém případě byla modifikace provedena při teplotě 65 ’C. Produkt podle IČ analýzy obsahuje až 0,2 mmol/g navázaných alkylů s 8, respektive 18 C-atomy.In the same manner as in the previous Example 9, the epoxide groups of the membrane were modified with octanol or octadecanol. In the latter case, the modification was carried out at a temperature of 65 ° C. The product according to IR analysis contains up to 0.2 mmol / g of attached alkyls having 8 and 18 C atoms, respectively.

Příklad 12Example 12

Kruhové terče o průměru 10 mm vyražené z membrány definované v příkladu 6 byly ponořeny na dobu 6 hodin do komerčního 25 % roztoku amoniaku ve vodě a zahřívány pod zpětným chladičem na teplotu 80 *C. Potom byly terče promyty vodou do vymizení reakce na amoniak.10 mm diameter circular targets punched from the membrane defined in Example 6 were immersed for 6 hours in a commercial 25% solution of ammonia in water and heated to reflux at 80 ° C. The targets were then washed with water until the reaction to ammonia disappeared.

Elementární analýza prokázala přítomnost 1,8 mmol/g aminoskupin v modifikovaném polymeru.Elemental analysis showed the presence of 1.8 mmol / g amino groups in the modified polymer.

Příklady 13 až 20Examples 13 to 20

CS 273487 BlCS 273487 Bl

Příklady 13 až 20Examples 13 to 20

Shodným postupem jako v příkladu 12 byly reakcí s čistým aminem probíhající v baňce nebo zatavené ampuli modifikovány terče z membrány, připravené způsobem popsaným v příkladu 1, Reakčni podmínky a obsah skupin navázaných na polymerní membránu shrnuje tabulka 2.Using the same procedure as in Example 12, the membrane targets prepared by the method described in Example 1 were modified by reaction with the pure amine present in the flask or sealed ampoule. The reaction conditions and the content of groups bound to the polymer membrane are summarized in Table 2.

TABULKA 2TABLE 2

Reakčni podmínky modifikace makroporézní membrány a obsah navázaných skupin v produktu Reaction conditions of macroporous membrane modification and content of bound groups in the product Příklad Example Amin Amin Koncentrace roztoku v H2O % hmot.Concentration of the solution in H 2 0 wt. Reakčni Teplota doba Reaction Temperature time Obsah skupin mmol/g Content of mmol / g groups h h c C 13 13 dimethyl- dimethyl- 100 100 ALIGN! 3 3 60 60 2,0 2,0 14 14 2-hydroxyethyl- 2-hydroxyethyl- 100 100 ALIGN! 6 6 70 70 2,2 2.2 15 15 Dec bis-2-hydroxyethyl- bis-2-hydroxyethyl- 100 100 ALIGN! 6 6 70 70 2,1 2.1 16 16 oktyl- octyl- 100 100 ALIGN! 12 12 70 70 0,4 0.4 17 17 ethyl- ethyl- 50 50 6 6 80 80 1,6 1.6 18 18 ethylendi- ethylenedi 50 50 10 10 80 80 1,7 1.7 19 19 Dec trimethyl-HCl trimethyl HCl 50 50 24 24 80 80 2,2 2.2 20 20 May tributy1 tributy1 100 100 ALIGN! 24 24 80 80 0,1 0.1

Přiklaď 21Example 21

Kruhové terče vyražené z polymerní makroporézní membrány připravené podle příkladu 2 byly ponořeny po dobu 6 hodin do 0,01 mol/1 kyseliny sírové a zahřívány na 80 c. Tím dojde k hydrolýze epoxidové skupiny na dvě vicinální hydroxylové. Produkt může být popřípadě separován a různě použit. Po promytí vodou do vymizení kyselé reakce byly terče ponořeny do roztoku 10,2 g Na OH ve 36 ml vody a směs ochlazena na O ‘c. Za míchání kapaliny nad membránami bylo po kapkách přidáno 24 g propansultonu. Po třiceti minutách byla směs zvolna zahřáta na 35 *C a reakce pokračovala další 3 hodiny. Po skončení zahřívání byla směs ponechána při teplotě místnosti 12 hodin. Terče byly promyty vodou, 0,5 mol/1 HCl a opět vodou do vymizení kyselé reakce. Na povrchu polymerní membrány bylo takto získáno 0,85 mmol/g sulfonovaných skupin.The circular targets punched from the polymeric macroporous membrane prepared according to Example 2 were immersed for 6 hours in 0.01 mol / L sulfuric acid and heated to 80 ° C to hydrolyze the epoxy group to two vicinal hydroxyls. The product can optionally be separated and used differently. After washing with water until the acidic reaction disappeared, the targets were immersed in a solution of 10.2 g of NaOH in 36 ml of water and the mixture cooled to 0 ° C. While stirring the liquid above the membranes, 24 g of propanesultone was added dropwise. After thirty minutes, the mixture was slowly warmed to 35 ° C and the reaction continued for a further 3 hours. After heating, the mixture was left at room temperature for 12 hours. The targets were washed with water, 0.5 M HCl and again with water until the acid reaction disappeared. 0.85 mmol / g of sulfonated groups were thus obtained on the surface of the polymer membrane.

Příklad 22Example 22

Obdélník o rozměru 10 x 5 cm z desky připravené obdobně jako v příkladu 2, jehož epoxydové skupiny byly zhydrolyžovány roztokem kyseliny sírové na vicinální dihydroxyderivát stejně jako v příkladu 21 byl promyt vodou a vysušen. Suchá deska byla ponořena na dobu 5 hodin do směsi allylglycidylether-dioxan (1 : 1 objemově), obsahující 0,3 % obj. eterátu fluoridu boritého a zahřívána na 50 ’c. Produkt s naroubovanými allylovými skupinami byl potom modifikován 30% roztokem thiosíranu draselného ve vodě při teplotě místnosti po dobu 24 hodin, přičemž směsí byl každých 10 minut po dobu 10 minut proháněn kyslík ze zásobní nádrže (bomby). Po promytí vodou, 0,4 mol/1 HCl a opět vodou bylo acidobazickou titrací zjištěno, že membrána obsahuje 0,37 mmol/g sulfonovaných skupin.A 10 x 5 cm rectangle from a plate prepared analogously to Example 2, whose epoxy groups were hydrolyzed with sulfuric acid solution to the vicinal dihydroxy derivative as in Example 21, was washed with water and dried. The dry plate was immersed for 5 hours in an allylglycidyl ether-dioxane (1: 1 by volume) mixture containing 0.3 vol% boron trifluoride etherate and heated to 50 ° C. The allyl grafted product was then modified with a 30% solution of potassium thiosulfate in water at room temperature for 24 hours, and oxygen was pumped from the storage tank (bombs) every 10 minutes for 10 minutes. After washing with water, 0.4 mol / L HCl and again with water, acid-base titration revealed that the membrane contained 0.37 mmol / g sulfonated groups.

Příklad 23Example 23

Kruhový terč o průměru 20 cm, vyříznutý z čtvercové desky o rozměru strany 25 cm a tlouštce 3 mm byl ponořen do skleněné mísy obsahující 100 ml 1,2-diqhlorethanu a ponechán 20 hodin. Potom pří laboratorní teplotě bylo za míchání skláněním mísy pozvolna přidáno 45 ml monohydrátu oxidu sírového. Po jedné hodině reakce byla mebrána vyjmuta a promyta ethanolem a vodou. Acidobázickou titrací vzorku bylo stanoveno, že membrána obsahuje 1,59 mmol/g hydrogensulfátových skupin.A circular target of 20 cm diameter, cut from a 25 cm side square plate and 3 mm thickness was immersed in a glass bowl containing 100 ml of 1,2-dichloroethane and left for 20 hours. Then, at room temperature, 45 ml of sulfur trioxide monohydrate was slowly added while stirring the bowl. After one hour of reaction, it was taken up and washed with ethanol and water. Acid-base titration of the sample determined that the membrane contained 1.59 mmol / g hydrogen sulfate groups.

CS 273487 BlCS 273487 Bl

Příklad 24Example 24

Kruhové terče o průměru 30 mm, vyražené z desky připravené podle příkladu 4 byly smíseny s 10% roztokem sirníku sodného ve vodě. Při teplotě 25 c bylo směsí mírně třepáno po dobu 12 hodin. Terče byly promývány vodou až do vymizení zápachu sirovodíku. Modifikovaný polymer obsahuje 0,52 mmol/g sulfhydrilových skupin.Round targets of 30 mm diameter punched from the plate prepared according to Example 4 were mixed with a 10% solution of sodium sulfide in water. The mixture was gently shaken for 12 hours at 25 ° C. The targets were washed with water until the odor of hydrogen sulfide had disappeared. The modified polymer contains 0.52 mmol / g sulfhydril groups.

Příklad 25Example 25

Na dně nádoby kruhového průřezu o objemu oca 1 ml je umístěn terč o průměru ca 1 cm z membrány o tloušEce 1 mm, připravené podle příkladu 1 a modifikované podle příkladu 9 tak, aby se při zaplněni nádobky kapalinou veškerý průtok realizoval výlučně přes membránu. Obsah nádobky se míchá vrtulovým míchadlem. Pumpou se do nádobky přivádí eluent podle určeného gradientu. Pod membránou umístěnou na ploše opatřené systémem sběrných kanálků, zaručujících dokonalý a rovnoměrný odvod eluentu z každého místa membrány, je i centrální odvodni kapilární otvor, ze kterého je protékající eluent (nebo jeho část) veden k detektoru a potom popřípadě shromaždován k získání separovaných látek. Do nádoby byl předložen roztok obsahující 0,1 mg ribonukleázy, 0,1 mg ovalbuminu a 0,1 mg chymotripsinogenu v 0,02 mol/1 fosfátovém pufru o pH 5,8, ve kterém byl rozpuštěn síran amonný, jehož koncentrace činila 2 mol/1. Za míchání byl do nádoby pod tlakem 0,1 MPa veden stejný pufr, který obsahoval síran amonný ve snižujícím se množství rychlostí 0,5 ml/min., přičemž do stavu, kdy eluent obsahoval 1 % původního množství síranu amonného se dojde za 35 minut. Eluent vytékající z nádobky byl veden do OV detektoru Gilson a záznam odezvy detektoru (chromatogram) ukazující dělení je na obrázku 1. Z membrány bylo přitom eluováno 100 % veškerých původně nasorbovaných bílkovin.At the bottom of a 1 ml round-bottomed vessel, a target of about 1 cm diameter is placed from a 1 mm thick membrane prepared according to Example 1 and modified according to Example 9 so that when the vessel is filled with liquid all flow is exclusively through the membrane. The contents of the container are mixed with a propeller stirrer. The eluent is fed to the vial according to a defined gradient. Under the membrane located on a surface provided with a collection channel system ensuring perfect and uniform drainage of the eluent from each point of the membrane, a central drainage capillary outlet from which the eluent flowing (or a portion thereof) is routed to the detector and then optionally collected to recover separated materials. A solution containing 0.1 mg of ribonuclease, 0.1 mg of ovalbumin and 0.1 mg of chymotripsinogen in 0.02 mol / l phosphate buffer, pH 5.8, in which 2 mol of ammonium sulfate was dissolved, was introduced into the vessel. / 1. While stirring, the same buffer containing the ammonium sulphate in a decreasing amount of 0.5 ml / min was fed into the vessel at 0.1 MPa, and the eluent contained 1% of the original ammonium sulphate in 35 minutes . The effluent from the vial was fed to a Gilson OV detector and the detector response record (chromatogram) showing the separation is shown in Figure 1. 100% of all originally adsorbed proteins were eluted from the membrane.

Příklad 25Example 25

Shodným postupem a na stejném zařízení jako v příkladě 25, avšak s terčem modifikovaným podle příkladu 15, bylo provedeno rozdělení stejné směsi bílkovin. Chromatogram ukazuje obrázek 2.Using the same procedure and on the same apparatus as in Example 25, but with the target modified according to Example 15, the same protein mixture was split. The chromatogram is shown in Figure 2.

Příklad 27Example 27

Na stejném zařízení á za shodných podmínek jako v příkladu 25 byly separovány stejné bílkoviny, avšak množství každé z nich v roztoku předloženém do nádobky bylo 5 mg, tedy 50 x vyšší. Bylo dosaženo zcela stejného rozdělení, které ukazuje obrázek 1.On the same apparatus and under the same conditions as in Example 25, the same proteins were separated, but the amount of each of them in the solution submitted to the vial was 5 mg, 50 times higher. The same distribution as in Figure 1 was achieved.

Příklad 28Example 28

Za podmínek shodných s příkladem 25 a na stejném zařízení, ale s membránou vyrobenou podle příkladu 21 bylo provedeno rozdělení směsi, sestávající z 0,1 mg ribonukleázy a 0,1 mg lysozymu rozpuštěných v 0,02 mol/1 fosfátovém pufru pH 6,8. Eluce byla prováděna při průtoku 1 ml/min. a tlaku 0,1 MPa s využitím gradientu iontové síly stejným pufrem, ve kterém rostl obsah chloridu sodného tak, že po 15 minutách byl obsah soli 0,5 mol/1. Výsledek dělení ukazuje obrázek 3.Under the conditions of Example 25 and on the same apparatus but with the membrane produced according to Example 21, a mixture consisting of 0.1 mg ribonuclease and 0.1 mg lysozyme dissolved in 0.02 mol / l phosphate buffer pH 6.8 was split. . Elution was performed at a flow rate of 1 ml / min. and a pressure of 0.1 MPa using an ionic strength gradient with the same buffer in which the sodium chloride content was increased such that after 15 minutes the salt content was 0.5 mol / l. The result of the division is shown in Figure 3.

Příklad 29Example 29

Za podmínek shodných s příkladem 28 byla na membráně připravené podle příkladu 26 rozdělena stejná směs ribonukleázy a lysozymu. Chromatogram ukazuje obrázek 4.Under conditions identical to Example 28, the same mixture of ribonuclease and lysozyme was separated on the membrane prepared according to Example 26. The chromatogram is shown in Figure 4.

Příklad 30Example 30

Na zařízení ve tvaru hranolu, ve kterém je komora o objemu 10 ml a jehož stěna je tvořena membránou s obdélníkovým tvarem o ploše 6 x 8 cm a tloušEce 1,5 mm připravené podle příkladu 1 a 9, bylo provedeno rozdělení směsi obsahující 150 mg ribonukleázy,A prism-shaped apparatus in which a 10 ml chamber was formed, the wall of which was formed by a rectangular membrane of 6 x 8 cm and a thickness of 1.5 mm prepared according to Examples 1 and 9, was subjected to separation of a mixture containing 150 mg of ribonuclease ,

100 mg ovalbuminu a 150 mg chymotripsinogenu. Průtok eluentu Činil 5 ml/min. při tlaku100 mg ovalbumin and 150 mg chymotripsinogen. The eluent flow rate was 5 ml / min. at pressure

0,8 MPa. S použitím stejného gradientu iontové síly jako v příkladě 1 byla provedena 'i0.8 MPa. Using the same ionic strength gradient as in Example 1, the reaction was carried out

CS 273487 Bl 8 eluce a eluent jímán do zkumavek po 10 ml. V páté zkumavce bylo obsaženo 5 %, v šesté 85 % a v sedmé 10 % ribonukleázy, v osmé zkumavce 15 %, v deváté 75 % a v desáté 10 % ovalbuminu a konečně ve dvanácté 3 %, ve třinácté 28 %, ve čtrnácté 16 %, v patnácté 32 % a v šestnácté 20 % chymotripsinogenu.CS 273487 B1 8 elute and collect the eluent in 10 ml tubes. The fifth tube contained 5%, the sixth 85% and the seventh 10% ribonuclease, the eighth tube 15%, the ninth 75% and the tenth 10% ovalbumin and finally the twelfth 3%, the thirteenth 28%, the fourteenth 16 %, in the fifteenth 32% and in the sixteenth 20% chymotripsinogen.

Příklad 31Example 31

Na membráně a zařízení podle příkladu 25 bylo provedeno rozdělení směsi 0,15 mg mioglobinu a 0,3 mg ovalbuminu s tim rozdílem, že do pufru s klesající iontovou silou byl přidáván acetonitril v takovém množství, aby jeho koncentrace za 20 minut byla 12 % obj. přítlaku 0,25 MPa. Rozdělení ukazuje obrázek 5.A mixture of 0.15 mg of mioglobin and 0.3 mg of ovalbumin was separated on the membrane and the apparatus of Example 25 except that acetonitrile was added to the decreasing ionic strength buffer at a concentration of 12% v / v in 20 minutes. pressure 0.25 MPa. The distribution is shown in Figure 5.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Makroporézní polymerní membrány pro chromatografické dělení biopolymerů, vyznačující se tím, že sestávají z makroporézního kopolymeru mono- a divinylického monomeru, přičemž monovinylický monomer je glycidylmethakrylát v množství 5 až 80 % obj. a divinylický monomer je ethylendimethakrylát, jehož podíl na celkovém množství zpolymerizovaných monomerů je 20 až 95 % obj. a na vnitřním povrchu, který i v· suchém stavu dosahuje velikosti 1 až 400 ma/g, nesou chemické funkční skupiny původního monomeru a/nebo jejich deriváty, vybrané ze skupiny sestávající ze skupiny epoxidové, allylové, hydroxylové, aminové, sulfonové, hydrogensulfátové, sulfhydrilové, alkylové s řetězcem obsahujícím až 18 C atomů.Macroporous polymeric membranes for the chromatographic separation of biopolymers, characterized in that they consist of a macroporous copolymer of mono- and divinyl monomer, wherein the monovinyl monomer is glycidyl methacrylate in an amount of 5-80% by volume and the divinyl monomer is ethylenedimethacrylate having a proportion of the total polymerized monomers 20 to 95% by volume, and on the inner surface, which, even in dry state, reaches 1 to 400 m a / g, carry the chemical functional groups of the original monomer and / or derivatives thereof selected from the group consisting of epoxy, allyl, hydroxyl , amine, sulfone, hydrogen sulfate, sulfhydril, alkyl having up to 18 carbon atoms.
CS698788A 1987-12-10 1988-10-21 Macroporous polymer membranes for biopolymers' chromatographic separation CS273487B1 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS698788A CS273487B1 (en) 1988-10-21 1988-10-21 Macroporous polymer membranes for biopolymers' chromatographic separation
US07/281,266 US4889632A (en) 1987-12-10 1988-12-07 Macroporous polymeric membranes for the separation of polymers and a method of their application
DK198806883A DK175611B1 (en) 1987-12-10 1988-12-09 Macroporous polymeric membranes, in particular for the separation of polymers, their method of preparation and their use
CA000585567A CA1323968C (en) 1987-12-10 1988-12-09 Macroporous polymeric membranes for the separation of polymers and a method of their application
JP63311043A JPH021747A (en) 1987-12-10 1988-12-10 Macro-porous polymer film and its preparation
DE3851616T DE3851616T2 (en) 1987-12-10 1988-12-12 Macroporous polymer membranes, their production and use for the separation of polymers.
EP88120747A EP0320023B1 (en) 1987-12-10 1988-12-12 Macroporous polymeric membranes, their preparation and their use for polymer separation
US07/411,665 US4923610A (en) 1987-12-10 1989-09-25 Macroporous polymeric membranes for the separation of polymers and a method of their application
US07/468,907 US4952349A (en) 1987-12-10 1990-01-23 Macroporous polymeric membranes for the separation of polymers and a method of their application

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS698788A CS273487B1 (en) 1988-10-21 1988-10-21 Macroporous polymer membranes for biopolymers' chromatographic separation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS698788A1 CS698788A1 (en) 1990-07-12
CS273487B1 true CS273487B1 (en) 1991-03-12

Family

ID=5418152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS698788A CS273487B1 (en) 1987-12-10 1988-10-21 Macroporous polymer membranes for biopolymers' chromatographic separation

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS273487B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS698788A1 (en) 1990-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4923610A (en) Macroporous polymeric membranes for the separation of polymers and a method of their application
Tennikova et al. High-performance membrane chromatography of proteins, a novel method of protein separation
Tennikova et al. High-performance membrane chromatography. A novel method of protein separation
AU2004226518B2 (en) Chromatographic separation of substances contained in a liquid sample
CA2391811C (en) New molecularly imprinted polymers grafted on solid supports
CA2349948C (en) A chromatography method and a column material useful in said method
Svec et al. “Molded” rods of macroporous polymer for preparative separations of biological products
WO2012015379A1 (en) Grafting method to improve chromatography media performance
CA2606660A1 (en) Polar functionized polymer modified porous substrate for solid phase extraction
WO2010005364A1 (en) Separation medium for chromatography of various biomolecules
EP1506239B1 (en) Surface graft modified resins and formation thereof
Samsonov Ion-exchange sorption and preparative chromatography of biologically active molecules
Díaz‐Álvarez et al. Recent advances and future trends in molecularly imprinted polymers‐based sample preparation
US4486308A (en) Column packing material and production thereof
US20050143477A1 (en) Macroporous cross-linked polymer particles
Chaves et al. Hydrodynamics and dynamic capacity of cryogels produced with different monomer compositions
Svec et al. New formats of polymeric stationary phases for HPLC separations: molded macroporous disks and rods
CS273487B1 (en) Macroporous polymer membranes for biopolymers' chromatographic separation
Yang et al. Immobilized metal affinity composite membrane based on cellulose for separation of biopolymers
USRE35186E (en) Separation media containing acyl diazepines
US5158682A (en) Separation media containing acyl diazepines
Svec Organic Polymer Support Materials
Svec University of California at Berkeley Berkeley, California
Lloyd et al. Polymers and their Application in Liquid Chromatography

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20051021