DD210693A1 - PROCESS FOR IMMOBILIZING BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS - Google Patents

PROCESS FOR IMMOBILIZING BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS Download PDF

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DD210693A1
DD210693A1 DD24405382A DD24405382A DD210693A1 DD 210693 A1 DD210693 A1 DD 210693A1 DD 24405382 A DD24405382 A DD 24405382A DD 24405382 A DD24405382 A DD 24405382A DD 210693 A1 DD210693 A1 DD 210693A1
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Manfred Kuehn
Harald Hamann
Milan Benes
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Adw Ddr
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Abstract

Beschrieben wird eine neue Methode zur Immobilisierung biologisch aktiver Verbindungen nieder-beziehungsweise hochmolekularer Struktur, bei der Haemoglobin oder seine prosthetische Gruppe Haemin zunaechst an imidazol- oder pyridinhaltigen Traegermaterialien koordinativ gebunden werden.Eine nachfolgende Aktivierung dieser modifizierten Traeger mit bifunktionellen Reagentien fuehrt zu reaktiven Traegern, die zur Immobilisierung biologisch aktiver Verbindungen eingesetzt werden koennen. Auf diese Weise koennen biologisch aktive Immobilisate mit grosser Anwendungsbreite in Medizien, Pharmazie, Biotechnologie, Chemie,Landwirtschaft und im Umweltschutz hergestellt werden.A new method is described for the immobilization of biologically active compounds of low or high molecular weight structure, in which haemoglobin or its prosthetic group Haemin are first bound coordinately to imidazole- or pyridine-containing carrier materials. Subsequent activation of these modified carriers with bifunctional reagents leads to reactive carriers can be used for the immobilization of biologically active compounds. In this way, biologically active immobilizates can be produced with a wide range of applications in medicine, pharmacy, biotechnology, chemistry, agriculture and environmental protection.

Description

-A--A-

"Verfahren zur -Immobilisierung <'biologischv''aktiver Verbindun-"Method for -immobilization" of biologically active compounds

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Immobilisierung biologisch aktiver Verbindungen. Die gebildeten Imraobilisate können in der Stoffwandlung eingesetzt werden oder in der Medizin, Biotechnologie und im Umweltschutz Anwendung finden.The invention relates to a method for immobilizing biologically active compounds. The Imraobilisate formed can be used in the transformation of materials or find application in medicine, biotechnology and environmental protection.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen In den letzten Oahren wurden eine ganze Reihe von Verfahren zum Immobilisierung von biologisch aktiven Verbindungen entwickelt« die in verschiedenen Obersichtsartikeln ausführlich beschrieben wurden /zum Beispiel bei Mosbach, K., edi. Methods in Enzymology, Vol. 44, Academic Press, New York;· (1976); Chang, T. M. S., ed., Bioraedical Application of Immobilized Enzymes and Proteins, Vol. i, Plenum Press, New York (1977)/. Die Immobilisierung der biologisch aktiven Verbindungen kann danach durch Adsorption, Geleinschluß, Mikroeinkapselung und kovalente Bindung erfolgen* Alle diese Methoden sind durch eine ganze Reihe von Vor- aber auch Nachteilen, die ihre breiten Einsatzmöglichkeiten immer wieder einschränken, gekennzeichnet· Deshalb ist man weiterhin bestrebt, einfache und billige Immobilisierungaverfahren zu entwickeln, die Immobilisierungsprodukte mit verbesserter Aktivität und Stabilität ergeben. Characteristic of the Known Technical Solutions In recent years, a whole series of methods for the immobilization of biologically active compounds have been developed "which have been described in detail in various reviews articles / for example in Mosbach, K., edi. Methods in Enzymology, Vol. 44, Academic Press, New York (1976); Chang, TMS, ed., Bioraedical Application of Immobilized Enzymes and Proteins, Vol. I, Plenum Press, New York (1977). The immobilization of the biologically active compounds can then be achieved by adsorption, gel entrapment, microencapsulation, and covalent bonding. * All these methods are characterized by a whole series of advantages as well as drawbacks, which limit their wide range of applications again and again. to develop simple and inexpensive immobilization methods that yield immobilization products with improved activity and stability.

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Vom praktischen Standpunkt aus betrachtet stellt die Adsorption die einfachste und ökonomischste Methode zur Immobilisierung dar. Allerdings werden auf diese Weise immobilisierte biologisch aktive Verbindungen beim gegenwärtigen Stand der Technik auch wieder leicht desorbiertv zum Beispiel durch Änderung der Temperatur* des pH-Wertes oder der Ionenstärke, was den breiten Einsatz solcher Immobilisate wesentlich einschränkt .. Dieser Nachteil wird aber oft dadurch kompensiert, daß die für die Adsorption verwendeten Träger wiederholt zur adsorptiven Bindung der biologisch aktiven Verbindungen eingesetzt werden können, Der Nachteil der leichten Desorption bei der nichtkovalenten Bindung kann beseitigt werden durch kovalente Bindung der biologisch aktiven Verbindungen an unlösliche Träger, was aber häufig die ökonomisch ungünstigere Variante darstellt, weil eine Wiederverwendung der Trägermaterialien nach Verlust der biologischen Aktivität in den meisten Fällen nicht möglich ist.From the practical point of view, adsorption is the simplest and most economical method of immobilization. However, biologically active compounds immobilized in this way are also readily desorbed again in the current state of the art, for example by changing the temperature * of the pH or ionic strength, However, this disadvantage is often compensated by the fact that the carriers used for the adsorption can be used repeatedly for adsorptive binding of the biologically active compounds, The disadvantage of easy desorption in the non-covalent bond can be eliminated by covalent binding of the biologically active compounds to insoluble carriers, but this often represents the economically less favorable variant, because reuse of the carrier materials after loss of biological activity in most cases not possible ch is.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein allgemein anwendbares Immobilisierungsverfahren für biologisch aktive Verbindungen nieder- und hochmolekularer Struktur durch koordinative Bindung zu entwickeln* das sich durch einen breiten Anwendungsbereich und eine hohe Bindungsstabilität auszeichnet.The aim of the invention is to develop a generally applicable immobilization method for biologically active compounds of low and high molecular structure by coordinative bonding * which is characterized by a wide range of applications and high binding stability.

Darlegung des Wesens der. ErfindungPresentation of the nature of. invention

Erfindungsgemäß werden Immobilisate von biologisch aktiven Verbindungen hergestellt, indem Hämoglobin oder seine prosthetische Gruppe Hämin an heterocyclenhaltige, unlösliche Trägermate.rialien koordinativ gebunden, die gebildeten modifizierten 'Trägermaterialien mit einem chemischen Reagens aktiviert und an dem aktivierten Trägermaterial dann Verbindungen mit biologischer Aktivität kovalent gebunden werden oder indem zunächst lösliche Konjugate aus biologisch aktiven Ver-According to the invention, immobilizates of biologically active compounds are prepared by coordinating hemoglobin or its prosthetic group hemin with heterocyclic-containing, insoluble support materials, activating the formed modified support materials with a chemical reagent, and then covalently bonding compounds having biological activity to the activated support material or by first dissolving soluble conjugates from biologically active

bindungen und Hämoglobin oder Hämin hergestellt werden, die an heterocyclenhaltigen, unlöslichen Trägermaterialien koordinativ fixiert werden.bonds and hemoglobin or hemin, which are coordinatively fixed to heterocyclic, insoluble support materials.

Immobilisate aus Hämoglobin oder Hämin (Eisen(III)-protoporphyrin IX) und heterocyclenhaltigen Trägern mit kovalent gebundenem imidazol oder Pyridin lassen sich in einfacher Weise durch Zusammengeben der Komponenten in einem geeigneten Lösungsmittel herstellen und zeichnen sich durch eine hohe Stabilität aus. Die koordinative Bindung des Hämins an die genannten Trägermaterialien erfolgt in organischen Lösungsmitteln wie Dimethylformamid oder Hexamethylphosphorsäuretrxamid oder stark alkalischen wäßrigen Lösungen, während das Hämoglobin in wäßrigen Puffersystemen vom pH-V/ert 6 bis 12 gebunden wird. Als unlösliche Trägermaterialien mit kovalent gebundenem Imidazol und Pyridin kommen solche anorganischer, organischer oder bioorganischer Natur mit makroporöser Struktur in Frage, zum Beispiel solche aus porösem Glas oder Kieselgel, Polymere vom Styren-, Acrylat- oder Methacrylattyp oder solche auf der Basis von Polysacchariden wie Cellulose oder vernetzten Oextranen.Immobilizates of hemoglobin or hemin (iron (III) -protoporphyrin IX) and heterocyclic-containing supports with covalently bonded imidazole or pyridine can be prepared in a simple manner by combining the components in a suitable solvent and are characterized by a high stability. Coordinative binding of the hemin to the abovementioned carrier materials takes place in organic solvents such as dimethylformamide or hexamethylphosphoric acid or strongly alkaline aqueous solutions, while the hemoglobin is bound in aqueous buffer systems of pH 6 to 12. As insoluble support materials with covalently bonded imidazole and pyridine are those inorganic, organic or bioorganic nature with macroporous structure in question, for example those of porous glass or silica gel, polymers of styrene, acrylate or methacrylate type or those based on polysaccharides such as cellulose or networked extraterrestrials.

Die weitere Aktivierung der modifizierten Trägermaterialien mit koordinativ gebundenem Hämin beziehungsweise Hämoglobin zur Immobilisierung biologisch aktiver Verbindungen wird in verschiedenen Varianten durchgeführt. Das immobilisierte Hämin zum Beispiel wird vorteilhaft durch Carbodiimide oder nach der gemischten Anhydridmethode mit Chlorameisensäureestern aktiviert. Wesentlich einfacher kann man immobilisiertes Hämin mit aktivierten Carboxylgruppen erhalten, wenn die koordinative Bindung mit aktivierten Estern des Hämins, zum Beispiel den p-Nitrophenyl- oder N-Hydroxysuccinimidestern, mit imidazol- oder pyridinhaltigen Trägermaterialien in chlorierten Kohlenwasserstoffen durchgeführt wird.The further activation of the modified carrier materials with coordinatively bound hemin or hemoglobin for the immobilization of biologically active compounds is carried out in various variants. The immobilized hemin, for example, is advantageously activated by carbodiimides or by the mixed anhydride method with chloroformates. Much easier immobilized hemin with activated carboxyl groups can be obtained if the coordinate binding with activated esters of hemin, for example the p-nitrophenyl or N-hydroxysuccinimide esters, is carried out with imidazole- or pyridine-containing carrier materials in chlorinated hydrocarbons.

Die unlöslichen Trägermaterialien mit koordinativ gebundenem Hämoglobin werden entsprechend der Erfindung vorzugsweise mit bifunktionellen Reagentien wie Dialdehyden, Chinonen, Diisocyanaten, Diisothiocyanaten, Bisdiazoniumverbindungen, Diimidoestern, Cyanurchlorid und anderen aktiviert· Da das Hämoglobin mit seinen funktionellen Gruppen als Immobilisie» rungsmatrix..dient, die funktionellen Eigenschaften des Hämoglobins nicht unbedingt erhalten bleiben müssen, können die Aktivierungsreaktionen je nach Löslichkeit der bifunktionellen Aktiyierungsreagentien sowohl in wäßrigen Systemen als auch in organischen Lösungsmitteln - bei letzteren oftmals auch unter Denaturierung des Hämoglobins - durchgeführt werden . .The insoluble support materials with coordinating bound hemoglobin are activated according to the invention preferably with bifunctional reagents such as dialdehydes, quinones, diisocyanates, diisothiocyanates, bisdiazonium compounds, diimido esters, cyanuric chloride and others. Since the hemoglobin with its functional groups serves as the immobilization matrix Depending on the solubility of the bifunctional Aktiierungsreagentien the activation reactions can not necessarily be retained, the activation reactions can be carried out both in aqueous systems and in organic solvents - in the latter often also under denaturation of hemoglobin. ,

An die nach den genannten Methoden aktivierten Trägermaterialien können in einfacher Weise hochmolekulare biologisch ak~ tivo Verbindungen wie Proteine mit und ohne enzymatischem Aktivität oder auch niedermolekulare biologisch aktive Verbindungen kovalent gebunden werden,, Die dafür geeigneten biologisch aktiven Verbindungen wie zum Beispiel Proteine, Coenzyme, Enzyme, Antikörper, Antigene,, Haptene, Vitamine oder Hormone müssen als einzige Bedingung nukleophile, für die biologische Aktivität jedoch nicht essentielle funktioneile Gruppen wie Amino·», Hydroxyl- oder Mercaptogruppen enthalten. Die Immobilisierung der wasserlöslichen Proteine erfolgt vorzugsweise in wäßrigen Puffersystemen bei Temperaturen von 0 40 C9 wobei die Art und der pH-Wert der Puffer in erster Linie durch die Stabilität der verwendeten Biomakroraoleküle bestimmt wird· Haptene, Vitamine und Hormone dagegen können je nach Löslichkeit in wäßrigen Systemen oder Organischen Lösungsmitteln oder ihren Gemischen mit den aktivierten Trägermaterialien zur Reaktion gebracht werden, wobei in diesen Fällen auch höhere Arbeitstemperaturen als 40°C möglich sind«High molecular biologically active compounds such as proteins with and without enzymatic activity or else low molecular weight biologically active compounds can be covalently bound to the carrier materials activated by the abovementioned methods, the biologically active compounds suitable for this purpose, for example proteins, coenzymes, enzymes , Antibodies, antigens, haptens, vitamins or hormones must contain nucleophilic functional groups, such as amino-, hydroxyl- or mercapto groups, which are not essential for biological activity. The immobilization of the water-soluble proteins is preferably carried out in aqueous buffer systems at temperatures of 0 40 C 9 wherein the nature and the pH of the buffer is determined primarily by the stability of the Biomakroraoleküle used haptens, vitamins and hormones, however, depending on the solubility in aqueous systems or organic solvents or their mixtures with the activated support materials are reacted, in which case higher working temperatures than 40 ° C are possible «

Andererseits ist es aber auch möglich, lösliche Konjugate aus Hämoglobin oder Hämin mit biologisch aktiven Verbindungen nach bekannten Methoden herzustellen und diese zu immobilisieren. In der Regel können zur Bildung solcher zur koordinativen Bindung mit imidazol- oder pyridinhaltigen Trägermaterialien befähigte Konjugate auch die schon weiter oben beschriebenen Verfahren unter Verwendung bifunktioneller Aktivierungsreagentien herangezogen werden, wobei die gleichen Reaktionsbedingungen gewählt werden können, im Gegensatz zur dort beschriebenen heterogenen Reaktion jedoch hier in homogenen Phasen gearbeitet wird. Dadurch muß bei der Gewinnung der hämoglobin- beziehungsweise häminhaltigen Konjugate biologisch aktiver Verbindungen oft noch ein zusätzlicher aber wichtiger Schritt zu ihrer Isolierung in möglichst einheitlicher Form durchgeführt werden, wozu die Methoden der Gelchromatographie oder Affinitätschromatographie herangezogen werden können. Das Verfahren zur Immobilisierung biologisch aktiver Verbindungen durch Immobilisierung ihrer Konjugate wird durch die zusätzlichen Chromatographieschritte zwar aufwendiger, in einigen Fällen werden aber Immobilisate mit wesentlich höheren biologischen Aktivitäten gewonnen. Die nach den beiden beschriebenen Arten herstellbaren Immobilisate biologisch aktiver Verbindungen zeichnen sich durch eine hohe Bindungsstabilität aus. Eine Desorption durch Änderung der Temperatur, des pH-Wertes oder der Ionenstärke tritt beim Einsatz dieser Immobilisate nicht ein. Ihre Anwendung ist deshalb besonders dort angezeigt, wo Änderungen der Reaktionsbedingungen dieser Art auftreten und infolge der durch sie verursachten Desorption Verluste der biologischen Aktivität der Immobilisate eintreten.On the other hand, it is also possible to produce soluble conjugates of hemoglobin or hemin with biologically active compounds by known methods and to immobilize them. As a rule, conjugates which are capable of coordinating with imidazole- or pyridine-containing support materials can also be used for the processes described above using bifunctional activating reagents, although the same reaction conditions can be used here, in contrast to the heterogeneous reaction described therein homogeneous phases is worked. As a result, when obtaining the hemoglobin or heme-containing conjugates of biologically active compounds, an additional but important step for their isolation often has to be carried out in as uniform a form as possible, for which the methods of gel chromatography or affinity chromatography can be used. The process for immobilizing biologically active compounds by immobilizing their conjugates is indeed more complicated by the additional chromatography steps, but in some cases immobilizates are obtained with substantially higher biological activities. The immobilizates of biologically active compounds which can be prepared by the two types described are distinguished by high binding stability. Desorption by changing the temperature, the pH or the ionic strength does not occur when using these immobilizates. Their application is therefore particularly indicated where changes in the reaction conditions of this type occur and, as a result of the desorption caused by them, losses of the biological activity of the immobilizates occur.

Nachfolgend wird die Erfindung durch Beispiele erläutert, die den Inhalt aber nicht einschränken sollen.The invention will be explained by examples which are not intended to limit the content.

Au s f uhr u ng $ b e isjp ie leO u rd e ssuccessful

1 Gramm eines nach dem DOR-WP 124 405 hergestellten imidazolha It ig en Polymeren wird mit 250 ml Boratpuffer (0,1 Mol/L; pH-Wort 9a0) gewaschen», 25 mg lyophilisiertes Hämoglobin werden in 5 ml des gleichen Boratpuffers gelöst, und die Lösung wird zum ümgepufferten Träger gegebene Di© Suspension wird 3 Stunden bsi Umgebungstemperatur geschüttelt und anschließend filtriert. Das abfiltrierte Polymere wird mit 500 ml Natrium» chlcridlösung (I Mol/L) und 500 ml destilliertem Wasser gewaschen» so daß das Eluat farblos ist und danach mit 250 ml Phosphatpuffer (O3I Hol/L.· pH 7,5) umgepuf fe.rt · Zu dem Polymeren werden 10 ml einer 1 %±gen Glutaraldehydlösung im vorstehenden Phosphatpuffer, gegeben, und die Suspension wird wieder 3 Stunden bei Umgebungstemperatur geschüttelt» Nach denn Abfiltrioron des aktivierten Trägers wird mit 250 ml destilliertem Wasser und 250 ml Phosphatpuffer (0sl Mol/L; .pH 7,5;.+ 1 x 10 " Mol/L EDTA) gewaschen. 500 Ureaseeinheiten in IO ml des vorstehendem Phosphatpuffers werden zum Träger addiert, und die Suspension wird 12 Stunden bei 5 C geschüttelt. Das Ureaeeiramobilisat wird abgetrennt, mit 500 ml Na-1 gram of a manufactured according to the DOR-WP 124405 imidazolha It ig en polymers with 250 ml borate buffer (0.1 mol / L; pH-word 9 a 0) are washed ", 25 mg lyophilized hemoglobin in 5 ml of the same Borate buffer dissolved and the solution is added to the buffered carrier. The suspension is shaken for 3 hours at ambient temperature and then filtered. The filtered-off polymer is washed with 500 ml of sodium chloride solution (1 mol / l) and 500 ml of distilled water, so that the eluate is colorless and then recirculated with 250 ml of phosphate buffer (O 3 l sal / L. · pH 7.5) Add 10 ml of a 1 % solution of glutaraldehyde in the above phosphate buffer to the polymer and shake the suspension again for 3 hours at ambient temperature. After filtering off the activated carrier, dilute with 250 ml of distilled water and 250 ml of phosphate buffer ( 0 s 1 mol / L; pH 7.5; + 1 x 10 -5 mol / L EDTA) 500 urease units in 10 ml of the above phosphate buffer are added to the carrier and the suspension is shaken at 5 ° C. for 12 hours. The ureaeira immobilizate is separated off, with 500 ml of Na

— 3 triumchloridlösung (1 Mol/L + 1 χ 10 Mol/L EDTA) gewaschen* und im Eluat wird die nicht gebundene Uroaseaktivität nach der pH-State Methode bestimmte Danach werden 70 % der Urease·» aktivität am Träger gebunden»- 3 triumchloridlösung (1 mol / L + 1 χ 10 mol / L EDTA) washed * and in the eluate, the unbound urease activity is determined by the pH-state method Thereafter, 70 % of urease · »activity bound to the carrier»

1 Gramm eines nach dem DDR-WP 136 269 hergestellten pyridinhaltigen Polymeren wird wie im Beispiel 1 beschrieben mit Hämoglobin beladen und mit einer 1 ^igen Glutaraldehydlösung aktiviert» Das aktiviert© Polymere wird mit 250 ml Phosphatpuffer (O1,1 Hol/L; pH 7S5) gewaschenβ 50 iag NAD (-ß-Nicotinäinidadenindinucleofcid) werden -im gleichen Phosphatpuffer gelöst} ZUiIt Polymeren gegeben,, und die Suspension wird 12 Stun"-1 g of a pyridine-containing polymer prepared according to DDR-WP 136 269 is loaded with hemoglobin and activated with a 1% glutaraldehyde solution as described in Example 1. The activated polymer is mixed with 250 ml of phosphate buffer (O 1 , 1Hal / L, pH washed 7 S 5) β 50 iag NAD (-SS- Nicotinäinidadenindinucleofcid) are dissolved -in the same phosphate buffer given} ZUiIt polymers ,, and the suspension is 12 stun "-

den bei 5 C geschüttelt. Der Träger wird abgetrennt und mit 100 ml Phoophatpuffor (0,1 Mol/L; pH 7,0) gewaschen. Die NAD-Bindung war vollständig. Die Aktivitätsausbeute betrug 10 %, wenn die Aktivität von 50 mg löslichem NAD 100 % betrug (Reaktion mit Alkoholdehydrogenase und Äthanol).shaken at 5 ° C. The carrier is separated and washed with 100 ml of Phoophatpuff (0.1 mol / L, pH 7.0). NAD binding was complete. The activity yield was 10 % when the activity of 50 mg of soluble NAD was 100% (reaction with alcohol dehydrogenase and ethanol).

Beispiel 5Example 5

1 Grasira eines nach Collraan et. al. (D, Amer. Chem. Soc, 96 (1974), 6800) hergestellten imidazolhaltigen Polystyrenderivateo wird nach Beispiel 1 mit Hämoglobin beladen. Der Träger wird mit destilliertem Wasser, einem Gemisch aus Wasser und Aceton (1/1; V/V) und Aceton gewaschen. 75 mg 2,4,6-Trichlorsyfli.-triazin werden in 10 ml Aceton gelöst, bei 0 - 50C wird der Hämoglobinträger zur Lösung addiert, und die Suspension wird 6 Stunden bei 5°C geschüttelt. Der aktivierte Träger wird abgetrennt und mit 100 ml Aceton, 250 ml destilliertem Wasser und 250 ml Boratpuffer (0,1 Mol/L; pH 9,0) gewaschen. 50 Milligramm Glucoseoxidase mit einer Aktivität von 40 Einheiten pro Milligramm werden in 5 ml Boratpuffer (0,1 Mol/L; pH 9,0) gelöst, zum aktivierten Träger gegeben,und die Suspension wird 12 stunden bei 50C geschüttelt. Der Träger wird abfiltriert, mit 250 ml eiskalter Natriumchloridlösung (1 Mol/L) gewaschen, und im Eluat wird die Glucoseoxidaseaktivität bestimmt (nach der o-Dianisidin-Methode). Im Eluat wird keine Enzymaktivität gefunden. 1 Gramm Träger besitzt nach der Immobilisierung eine Glucoseoxidaseaktivität, die 10 rag löslicher Glucoseoxidase mit einer Aktivität von 40 Einheiten pro Milligramm entspricht.1 Grasira one after Collraan et. al. (D, Amer. Chem. Soc, 96 (1974), 6800) imidazole-containing Polystyrenderivateo is loaded according to Example 1 with hemoglobin. The support is washed with distilled water, a mixture of water and acetone (1/1, v / v) and acetone. 75 mg of 2,4,6-Trichlorosyl-triazine are dissolved in 10 ml of acetone, at 0 - 5 0 C, the hemoglobin carrier is added to the solution, and the suspension is shaken at 5 ° C for 6 hours. The activated carrier is separated and washed with 100 ml of acetone, 250 ml of distilled water and 250 ml of borate buffer (0.1 mol / L, pH 9.0). 50 milligrams of glucose oxidase with an activity of 40 units per milligram dissolved in 5 ml of borate buffer (0.1 mol / L; pH 9.0) was dissolved was added to the activated carrier, and the suspension is shaken for 12 hours at 5 0 C. The support is filtered off, washed with 250 ml of ice-cold sodium chloride solution (1 mol / L), and in the eluate the glucose oxidase activity is determined (according to the o-dianisidine method). No enzyme activity is found in the eluate. One gram of carrier after immobilization has a glucose oxidase activity corresponding to 10 μg of soluble glucose oxidase with an activity of 40 units per milligram.

Beispiel 4 . .' . . ; ' ' 10 ral eines imidazolhaltigen Trägers auf der Basis der makroporösen Perlzellulose werden nach Beispiel 1 mit Hämoglobin beladen. Der Träger wird wie im Beispiel 3 beschrieben mit Aceton gewaschen und bei Ό - 50C mit 10 ml einer Lösung Ver- Example 4 . . ' , , ; 10 'of an imidazole-containing carrier based on the macroporous perl cellulose are loaded according to Example 1 with hemoglobin. The carrier is as described in Example 3, washed with acetone and Ό - 5 0 C and 10 ml of a solution comparison

setzt» die hergestellt wird aus 100 mg Hexamethylen-di-iso·=· cyanat in 10 ral getrocknetera Aceton« Die Suspension wird 1 Stunde bei 0 - 50C aufbewahrt und dann 3 Stunden bei Umgebungstemperatur geschüttelt« Nach dem Abfiltrieren wird der aktivierte Träger mit 250 ml Aceton gewaschen, im Vakuum wird das restliche Aceton abgesaugt^ und der Träger wird in 10 ml einer wäßrigen Peroxidaselösung mit einer Aktivität von 310 Einheiten pro 10 ml eingetragene Die Suspension wird 12 Stunden bei 50C geschüttelt ο Nach dieser Zeit ist eine vollständige Peroxidasebindung eingetreten« denn nach dem Waschen des abfiltrierten Trägers mit Natriumchloridlösung konnte im Gesarateluat weder Peroxidaseaktivität noch Protein nachgewiesen werden» Das Immobilisat besaß eine Peroxidaseaktxvität von 110 Einheiten pro Gramm Träger (mit Guajakol als Substrat bestimmt ) Osets "which is prepared from 100 mg hexamethylene-di-iso · = · cyanate in 10 ral getrocknetera acetone" The suspension is 1 hour at 0 - 5 0 C stored and then agitated for 3 hours at ambient temperature "After filtration, the activated carrier washed with 250 ml of acetone, in vacuo, the residual acetone is filtered off with suction ^ and the support is in 10 ml of an aqueous peroxidase solution with an activity of 310 units per 10 ml registered The suspension is shaken for 12 hours at 5 0 C ο After this time is a complete peroxidase binding occurred because after washing the filtered carrier with sodium chloride solution, neither peroxidase activity nor protein could be detected in the starting material. The immobilizate had a peroxidase reactivity of 110 units per gram of carrier (with guaiacol as substrate) O

1 Gramm eines nach Leal et« al» (CJ* Araers Chem* Soc. 97 (1975) 5125) hergestellten imidazolhaltlgen Trägers auf der Basis vors porösem Kieselgel wird mit 250 ral Chloroform gewaschen« 50 Milligramm Hämin-bis-p-nitrophenylester werden in 10 ml Chloroform gelöst und zum imidazolhaltigen Kieselgel addiert« Die Suspension wird 8 stunden bei Umgebungstempera- . tür gerührt und danach filtriert«, Der Träger wird zunächst mit Chloroform gewaschen bis das Eluat farblos ist und danach weiter mit Aceton und destilliertem Wasser» 100 Milligramm Glucosedehydrogenase werden in 10 ml'Boratpuffer (O4I Mol/L; pH 9»Q) gelöst,und in diese Lösung wird das modifizierte Kieselgel eingetragen« Die Inimobilisieryng erfolgt bei 5 C im Verlaufe von 12 Stunden« Der Träger wird dann abfiltriert und mit Natriumchloridlösung (1 Hol/L) und Phosphatpuffer (O8I Mol/L; pH 7,5) gewaschen0 bis im Eluat kein Protein mehr nachweisbar ist« 1 Gramra dieses Glucosedehydrogenaseträgers besitzt ein© Umsatzgeschwindigkeit von 0,3 rag NADP zu NADPH pro Minute (spektralphotometrisch bestimmt)·1 gram of an imidazole-containing, porous silica-based support prepared according to Leal et al. (CJ * Araer s Chem. Soc. 97 (1975) 5125) is washed with 250 ml of chloroform, 50 milligrams of hemin-bis-p-nitrophenyl ester Dissolved in 10 ml of chloroform and added to the imidazole-containing silica gel. "The suspension is 8 hours at ambient temperature. The support is washed first with chloroform until the eluate is colorless and then further with acetone and distilled water. 100 milligrams of glucose dehydrogenase are dissolved in 10 ml of borate buffer (O 4 I mol / L; pH 9 Q). The modified silica gel is added to this solution. The immobilization is carried out at 5 ° C. for 12 hours. The support is then filtered off and washed with sodium chloride solution (1 well / L) and phosphate buffer (O 8 I mol / L; pH 7 , 5) 0 to washed in the eluate no longer detectable protein is "1 Gramra this Glucosedehydrogenaseträgers has a © turnover rate of 0.3 rag NADP to NADPH per minute (determined spectrophotometrically) ·

Beispiel 6Example 6

1 Gramm eines nach dem '$£ 160 192 aus einem imidazolhaltigen Polymeren und Hämin hergestellten Trägers wird 10 Stunden in 10 ml absolutem Aceton aufbewahrt und danach durch Anlegen eines Vakuums entgast. In die Suspension werden unter Rühren bei O - 5°C 250 Milligramm Chlorameisensäureäthylester in 10 ml absolutem Aceton eingetragen. Die Suspension wird weitere 3 Stunden bei 0 - 5°C gerührt, und durch Filtration wird der Träger abgetrennt und mit 250 ml Aceton gewaschen. 100 Milligramm Albumin oder IgG werden in 25 ml Phosphatpuffer (0,1 Mol/L; pH 7,.5) gelöst und mit dem aktivierten Träger 12 Stunden bei 50C gerührt. Nach dem Filtrieren wird das Produkt mit 250 ml Natriumchloridlösung (1 Mol/L) gewaschen. An 1 Gramm des Trägers werden 84 Milligramm Albumin beziehungsweise 60 mg IgG gebunden.1 gram of a carrier prepared by the '$ £ 160 192 of an imidazole-containing polymers, and hemin is kept for 10 hours in 10 ml of absolute acetone and then degassed by applying a vacuum. 250 milligrams of ethyl chloroformate in 10 ml of absolute acetone are added to the suspension while stirring at 0-5.degree. The suspension is stirred for a further 3 hours at 0-5 ° C, and the carrier is separated by filtration and washed with 250 ml of acetone. 100 milligrams of albumin or IgG are dissolved in 25 ml of phosphate buffer (0.1 mol / L, pH 7, 5) and stirred with the activated carrier at 5 ° C. for 12 hours. After filtration, the product is washed with 250 ml of sodium chloride solution (1 mol / L). To 1 gram of the carrier, 84 milligrams of albumin or 60 mg of IgG are bound.

Beispiel 7Example 7

20 Milligramm lyophilisiertes Hämoglobin und 300 Milligramm Urease mit einer Aktivität von 3 Einheiten pro Milligramm werden in 50 ml Phosphatpuffer (0,1 Mol/L; pH 7,5) gelöst und mit 2 ml einer 25 %igen Glutaraldehydlösung versetzt. Die Lösung wird 4 Stunden bei 50C aufbewahrt und danach mit 1 Gramm eines nach dem DDR-VVP 124 405 hergestellten imidazolhaltigen Polymeren versetzt. Die Suspension wird 12 Stunden bei 50C gerührt und danach filtriert. Das Polymere wird mit Natrium-* chloridlösung (1 Mol/L) gewaschen,und seine Aktivität wird mit der pH-state Methode mit Harnstoff als Substrat bestimmt. Ein Gramm des Trägers besitzt eine Aktivität von 255 Einheiten. Nach gelchromatographischer Reinigung des Konjugates besitzt ein Gramm Träger jedoch eine Aktivität von 450 Einheiten.20 milligrams of lyophilized hemoglobin and 300 milligrams of urease with an activity of 3 units per milligram are dissolved in 50 ml of phosphate buffer (0.1 mol / L, pH 7.5) and added with 2 ml of a 25 % glutaraldehyde solution. The solution is stored for 4 hours at 5 0 C and then treated with 1 gram of an imidazole-containing polymer prepared according to the DDR-VVP 124 405. The suspension is stirred for 12 hours at 5 0 C and then filtered. The polymer is washed with sodium chloride solution (1 mol / L) and its activity is determined by the pH-state method with urea as substrate. One gram of the carrier has an activity of 255 units. However, after gel chromatographic purification of the conjugate, one gram of carrier has an activity of 450 units.

Claims (2)

1, Verfahren zur Immobilisierung von Verbindungen mit nukleophile Eigenschaften besitzenden funktionellen Gruppen nieder- und hochmolekularer Struktur,, dadurch gekennzeichnet, daß. Hämoglobin oder seine prosthetische Gruppe Hämin an unlösliche Trägeraaterialien mit kovalent gebundenen 3tickstoffheterocyclen^,, die mindestens ein endocyclisches Stickstoffatom rait freiem Elektronenpaar besitzen, koordinaciv gebunden» die gebildeten modifizierten Trägerrnateriölien mit einem chemischen Reagens aktiviert und an dem aktivierten Trägermaterial die Verbindungen mit nucieophiIe eigenschaften besitzenden funktioneilen Gruppen nie™ der- und hochmolekularer Struktur kovalent gebunden werden oder indem zunächst lösliche Konjugate aus den Verbindung gen jnit nucleophile Eigenschaften besitzenden funktionell l@n Gruppen nieder- und hochmolekularer Struktur und Hämoglobin oder Harain hergestellt werden, die an die unlöslichen Trägermaterialien mit kovalent gebundenen stickstoffheterοcyc1eηe die eb0η fa11s miηdesten& ein endocyclisches Stickstoffatom -mit freiem Elektronenpaar besitzen, koordin a t i ν g e b ι? η Ö e η we r d e η β 1, Process for the immobilization of compounds with nucleophilic properties possessing functional groups of low and high molecular weight structure, characterized in that. Hemoglobin or its prosthetic group hemin to insoluble carrier materials having covalently bonded 3-nitro heterocycles having at least one endocyclic nitrogen atom having free electron pair coordinate activated the modified carrier drug oils formed with a chemical reagent and functionalizing the compounds having nucieophilic properties on the activated carrier material Covalently bound to groups of high molecular weight structure, or by first preparing soluble conjugates of the compounds with nucleophilic properties of functionally low molecular weight and high molecular weight structures and hemoglobin or harain attached to the insoluble support materials with covalently bonded nitrogen c yc1eη e the eb0η fa11s miηdes ten & have an endocyclic nitrogen atom with a free electron pair, coordinated ati ν geb ι? η e e η we rde η β 2. Verfahren nach Punkt ^-> dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen mit nucleophile Eigenschaften besitzenden funktionellen Gruppen nieder- und hochmolekularer Struktur biologisch aktive·Substanzen sind wie Plasmaproteine, Enz/me, Antikörper, Antigone, Hämagglutinine, Verbindungen mit Proteincharakter ganz, allgemein also oder Heptene, Coenzyme, Vitamine, Hormone« Peptide oder Aminosäuren und natürlich oder synthetisch hergestellte Aktivatoren oder Inhibitoren„2. Method according to point ^ ->, characterized in that the compounds with nucleophilic properties possessing functional groups of low and high molecular structure biologically active substances such as plasma proteins, Enz / me, antibodies, antigons, hemagglutinins, compounds with protein character quite, in general or heptene, coenzymes, vitamins, hormones "peptides or amino acids and naturally or synthetically produced activators or inhibitors"
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