DE2437870A1 - ORGANIC POLYMERS - Google Patents

ORGANIC POLYMERS

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DE2437870A1
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William Edward Hornby
David Lindsey Morris
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Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL. !NG. ÜROEN I NG DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL D1PL.-CHEM. DR. SCHÖN DIPL.-PHYS. HERTEL PATENTANWÄLTE DR. MÜLLER-BORE DIPL. ! NG. ÜROEN I NG DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL D1PL.-CHEM. DR. SCHÖN DIPL.-PHYS. HERTEL PATENTANWÄLTE

c 6. Aug.c Aug 6

D/S/Sh - N 1165D / S / Sh - N 1165

NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION 66-74 Victoria Street, London S.W. 1NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION 66-74 Victoria Street, London S.W. 1

EnglandEngland

Organische PolymereOrganic polymers

Die Erfindung betrifft organische Polymere und befaßt sich insbesondere mit einem neuen Polymeren, das als Träger für ein biologisch aktives Material verwendet werden kann.The invention relates to organic polymers and is particularly concerned with a new polymer used as a carrier for a biologically active material can be used.

Die Verwendbarkeit von Enzymen sowie anderen biologisch aktiven Materialien zur Durchführung von biochemischen Reaktionen kann dadurch erhöht werden, daß sie auf feste Träger unter Bildung einer biologisch aktiven Matrix aufgebracht werden, so daß sie beispielsweise aus der Reaktionsmischung entfernt oder zur Durchführung von Verfahren eingesetzt werden können, bei deren Ausführung die Reaktanten kontinuierlich über sie hinwegfließen. Ferner ist die Stabilität eines biologisch aktiven Materials, das auf einem festen Träger sitzt oft größer, als diejenige des gleichen Materials in freiem Zustand.The usability of enzymes, as well as other biologically active ones Materials for carrying out biochemical reactions can be increased by placing them on solid supports under formation a biologically active matrix are applied so that they are removed, for example, from the reaction mixture or for Implementation of processes can be used in the implementation of which the reactants flow continuously over them. Furthermore, the stability of a biologically active material that sits on a solid support is often greater than that of the same material in the free state.

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Dr. Müller-Borö Dipl.-Ing. Groening · Dr. Deufel · Dr. Schön · Dipl.-Phys. HertelDr. Müller-Borö Dipl.-Ing. Groening Dr. Deufel Dr. Schön · Dipl.-Phys. Hertel

33 Braunschweig, Am Bürgerpark a 8 München 22, Robert-Koch-Straße 133 Braunschweig, Am Bürgerpark a 8 Munich 22, Robert-Koch-Strasse 1

Telefon (0531) 7 38 87 Telefon (089) 29 36 45, Telex 5-22 050 mbpat. Kabel: Muebopat MünchenTelephone (0531) 7 38 87 Telephone (089) 29 36 45, Telex 5-22 050 mbpat. Cable: Muebopat Munich Bank: ZentraHKM· Baytr. Volksbanken München, Kto.-Nr. 9822 - Postscheck: Münchin 964 95 - 802Bank: ZentraHKM · Baytr. Volksbanken Munich, account no. 9822 - Postal check: Münchin 964 95 - 802

Organische Polymere bilden geeignete Träger für biologisch aktive Materialien, sie können jedoch mit diesen kaum direkt umgesetzt werden. Bisher war es üblich, die Polymeren zur Einführung von aktiven Stellen zu behandeln, die für eine Umsetzung mit dem biologisch aktiven Material geeignet sind.Organic polymers form suitable carriers for biologically active materials, but they can hardly work with them directly implemented. Heretofore, it has been customary to treat the polymers for the introduction of active sites necessary for a reaction with the biologically active material are suitable.

So kann beispielsweise die Polymerisationsreaktion selbst vorzeitig beendet werden. Auf diese Weise wird ein Polymeres mit niedrigem Molekulargewicht sowie mit einer Anzahl von Endgruppen, die für die Reaktion zur Verfügung stehen, geschaffen.For example, the polymerization reaction itself can be premature be terminated. In this way, a polymer with low molecular weight and with a number of end groups, available for the reaction.

Diesen Polymeren fehlen jedoch häufig die günstigen Eigenschaften ihrer Gegenstücke mit hohem Molekulargewicht. Wahlweise können aktive Stellen nach Verfahren erzeugt werden, bei deren Ausführung einige der Bindungen des Polymergrundgerüstes aufgespalten werden. Durch derartige Verfahren wird natürlich die Festigkeit des erhaltenen Polymeren aufgeweicht.However, these polymers often lack the beneficial properties of their high molecular weight counterparts. Optionally can active sites are generated by methods which, when carried out, break some of the bonds of the polymer backbone will. Such processes naturally weaken the strength of the polymer obtained.

Durch die Erfindung wird ein neues Polymeres geschaffen, das als Träger für ein biologisch aktives Material geeignet ist. Ferner fällt in den Rahmen der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Polymeren.The invention creates a new polymer which is suitable as a carrier for a biologically active material. A process for producing such a polymer also falls within the scope of the invention.

Durch die Erfindung wird ein organisches Polymeres zur Verfügung gestellt, das als Träger für ein biologisch aktives Material geeignet ist. Dieses Material weist Imidatgruppen auf, die eine Verknüpfungsreaktion mit einem biologisch aktiven Material einzugehen vermögen.The invention provides an organic polymer which is suitable as a carrier for a biologically active material is. This material has imidate groups that enter into a linking reaction with a biologically active material capital.

Ferner fällt in den Rahmen der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Polymeren, das als Träger für ein biologisch aktives Material geeignet ist. Dieses Verfahren besteht darin, ein Polymeres mit primären oder sekundären Amidogruppen, aminosubstituierten aromatischen Gruppen oder Nitrilgruppen zur Umwandlung wenigstens eines Teils der Amido- Amino- · oder Nitrilgruppen in Imidatgruppen umzusetzen, ohne daß dfcbei eine merkliche Aufspaltung des Polymergrundgerüstes erfolgt.A method of production also falls within the scope of the invention an organic polymer suitable as a carrier for a biologically active material. This procedure exists therein, a polymer having primary or secondary amido groups, amino-substituted aromatic groups, or nitrile groups to convert at least some of the amido, amino or nitrile groups into imidate groups without dfcbei a noticeable splitting of the polymer backbone takes place.

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Durch die Erfindung wird eine biologisch aktive Matrix aus einem biologisch aktivem Material geschaffen, die mit einem organischen Polymeren über einen Imidatrest verknüpft ist.By the invention, a biologically active matrix is created from a biologically active material, which with an organic Polymer is linked via an imide residue.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer biologisch aktiven Matrix, welches darin besteht, ein biologisch aktives Material mit einem organischen Polymeren mit Imidatgruppen umzusetzen, um das biologisch'aktive Material mit dem Polymeren über Imidatreste zu verknüpfen.The invention also relates to a method of production a biologically active matrix, which consists of a biologically active material with an organic polymer to react with imidate groups in order to link the biologically active material with the polymer via imidate residues.

Das organische Polymere mit primären oder sekundären Amido~ gruppen, aminosubstituierten aromatischen Gruppen oder Nitrilgruppen kann ein wasserlösliches oder unlösliches Polymeres sein. Es kann sich beispielsweise um ein natürlich vorkommendes Polymeres, wie beispielsweise ein Protein, z. B. Collagen, handeln, wobei es jedoch vorzugsweise ein wasserunlösliches synthetisches Polymeres, beispielsweise ein Polyacrylamid oder' ein Homologes davon (primäre Amidogruppen) ein Nylon, ein Polyurethan oder ein Harnstoff/Formaldehyd-Polymeres (sekundäre Amidogruppen), ein Polyaminostyrol (Aminogruppen) oder ein Polyacrylnitril (Nitrilgruppen) ist. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden unter Verwendung von Nylon erzielt. Dies ist das bevorzugte Polymere. Das organische -Polymere kann in Form von Kügelchen oder einer Bahn aus einer durchlässigen Ware, beispielsweise einem gewebten Gewebe, oder in irgendeiner anderen üblichen vergossenen oder extrudierten Form vorliegen. Vorzugsweise wird es in Form eines hohlen Rohres hergestellt.The organic polymer with primary or secondary amido ~ groups, amino-substituted aromatic groups or nitrile groups can be a water soluble or insoluble polymer. For example, it can be a naturally occurring one Polymer such as a protein, e.g. B. collagen act, but it is preferably a water-insoluble synthetic polymer, for example a polyacrylamide or a homologue thereof (primary amido groups) a nylon, a polyurethane or a urea / formaldehyde polymer (secondary amido groups), a polyaminostyrene (amino groups) or a Is polyacrylonitrile (nitrile groups). Excellent results have been obtained using nylon. this is that preferred polymers. The organic polymer can be in the form of beads or a sheet of a permeable product, for example a woven fabric, or in any other conventional molded or extruded form. Preferably it is made in the form of a hollow tube.

Das organische Polymere wird vorzugsweise zu der gewünschten Form ausgeformt, worauf die Oberfläche zur Einführung der Imidatgruppen behandelt wird.The organic polymer preferably becomes the desired one Molded shape, whereupon the surface is treated to introduce the imidate groups.

Primäre oder sekundäre Amidogruppen können in Imidatgruppen unter Einsatz eines Alkylierungsreagenses umgewandelt werden, beispielsweise eines Dialkylsulfats·, wie Dimethylsulfat oder Diäthylsulfat, unter Verwendung von Chlorformiat, eines Alkylhalogenids, wie beispielsweise Jodmethan oder Jodäthan, oderPrimary or secondary amido groups can be converted to imidate groups using an alkylating reagent, for example a dialkyl sulfate, such as dimethyl sulfate or diethyl sulfate, using chloroformate, an alkyl halide, such as iodomethane or iodoethane, or

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eines Triäthyloxonxumsalzes. Die Reaktion wird vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, beispielsweise bei 30 bis 100 0C. Das Alkylierungsreagens kann erforderlichenfalls in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, beispielsweise Toluol, aufgelöst werden. Aminogruppen, die an aromatischen Kernen sitzen, können in Imidatgruppen durch Umsetzung mit ortho-Estern überführt werden. Nitrilgruppen können in Imidatgruppen durch Kondensation mit einem Alkohol in Gegenwart einer Säure umgewandelt werden.of a triethyloxonxum salt. The reaction is preferably carried out at elevated temperatures, for example at 30 to 100 ° C. The alkylating reagent can, if necessary, be dissolved in a suitable organic solvent, for example toluene. Amino groups on aromatic nuclei can be converted into imidate groups by reaction with ortho-esters. Nitrile groups can be converted to imidate groups by condensation with an alcohol in the presence of an acid.

Beispiele für die angenommenen Reaktionsmechanismen im Zusammenhang mit der Aktivierung eines Polyacrylamids, eines Nylons sowie eines Harnstoff/Formaldehyd-Polymeren werden nachfolgend angegeben:Examples related to the assumed reaction mechanisms with the activation of a polyacrylamide, a nylon and a urea / formaldehyde polymer are followed specified:

CONHCONH

(O(O

j 2 3 "4j 2 3 "4

-CH - CH --CH - CH -

PolyacrylamidPolyacrylamide

-(CH J-C-L(CH ) _- (CH J-C-L (CH) _

|-A-(c„2,n. ^So, _(ciVn_ _<♦> _ (ch^_| -A- (c " 2 , n . ^ So, _ (ciVn _ _ <♦> _ (ch ^ _

d ' OCHbut

(n = 4,6,10,11 or 12)(n = 4,6,10,11 or 12)

CH3SO4'CH 3 SO 4 '

-(CH*)-NH-C-NH-CH„- (CH *) - NH-C-NH-CH "

2 (j 2 y * . I 2 (j 2 y *. I

0 ' OCH0 'OCH

HarnstoffformaldehydpolymeresUrea-formaldehyde polymer

Man sieht, daß sogar im Falle von Nylon sowie eines Harnstoff/ Formaldehyd-Polymeren, das sekundäre Amidogruppen in dem Polymergrundgerüst aufweist, die Erzeugung einer Imidatgruppe keine Spaltung der Bindungen bedingt, die das Polymergrundgerüst bilden.It can be seen that even in the case of nylon as well as a urea / formaldehyde polymer, the secondary amido groups in the polymer backbone has, the generation of an imidate group does not cause any cleavage of the bonds that form the polymer backbone form.

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In diesen letzteren Fällen bilden die Imidatgruppen einen Teil des Polymergrundgerüstes, während in den Fällen von Polyacrylamiden, Polyaminostyrolen sowie Polyacrylnitrilen die Imidatgruppen an dem Polymergrundgerüst hängen. Vorzugsweise sind die Imidatgruppen in regelmäßigen Abständen längs der Polymerke'tte angebracht.In these latter cases the imidate groups form part of the polymer backbone, while in the cases of Polyacrylamides, polyaminostyrenes and polyacrylonitriles, the imidate groups hang on the polymer backbone. Preferably the imidate groups are attached at regular intervals along the polymer chain.

Das organische Polymere, welches die Imidatgruppen enthält, kann mit einem biologisch aktiven Material zum Verbinden des biologisch aktiven Materials mit dem Polymeren über die Imidatreste unter Ausbildung einer biologisch aktiven Matrix umgesetzt werden·. Ein Beispiel für den angenommenen Reaktionsmechanismus zum Verknüpfen eines Enzyms durch Umsetzung einer der Aminogruppen desselben mit einer Amidatgruppe des Polymeren unter Bildung einer Amidingruppe ist folgendes:The organic polymer, which contains the imidate groups, can with a biologically active material for bonding the biologically active material to the polymer via the imide residues be implemented with the formation of a biologically active matrix ·. An example of the proposed reaction mechanism for linking an enzyme by converting a the amino groups of the same with an amidate group of the polymer to form an amidine group is as follows:

CH-. SOCH-. SO

Träger -C= NH-Carrier -C = NH-

OCH., , X Enzym-NH.,OCH.,, X enzyme-NH.,

CH3SO4 V ' (+)CH 3 SO 4 V '(+)

Träger -C= NH-Carrier -C = NH-

NHNH

Enzymenzyme

Viele biologisch aktive Materialien können mit den organischen Polymeren gemäß vorliegender Erfindung zur Erzeugung von biologisch aktiven Matrices verknüpft werden. Es kann sich um Enzyme handeln, die in Tieren vorkommen oder aus Tieren isoliert worden sind, ferner um Pflanzengewebe oder mikrobiologisches Gewebe, wie beispielsweise proteolytische Enzyme, wie z. B. Trypsin,Many biologically active materials can be used with the organic polymers of the present invention to produce biologically active matrices can be linked. They can be enzymes that occur in animals or have been isolated from animals are, further to plant tissue or microbiological tissue, such as proteolytic enzymes, such as. B. trypsin,

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Chrymotrypsin und Pepsin, in Frage kommen ferner Hydrolasen, wie beispielsweise ß-Galactosidase, Ribonuklease, Alkaliphosphats,' Amyloglucosidase, Dextranase, Cholesterinesterase, Urease, Penicillinase und Invertase. Ferner seien Dehydrogenasen erwähnt, wie Milchsäuredehydrogenase, Leberalkoholdehydrogenase, Hefealkoholdehydrogenase sowie Glucose-6-phosphatdehydrogenase. Weitere Beispiele sind Kinasen, wie beispielsweise Kreatinphosphokinase, Pyruvatkinase und Hexokinase. Außerdem seien Oxidasen, wie beispielsweise Glucoseoxidase, Cholesterinoxidase sowie Catalase erwähnt. Weiterhin kommen Transaminasen in ■ Frage, wie beispielsweise Glutamat-Pyruvattransaminase und Glutamat-Oxalacetattransaminase, desgleichen Amidasen, wie z. B. Amidase und Penicillinamidase.Chrymotrypsin and pepsin, hydrolases are also possible, such as ß-galactosidase, ribonuclease, alkali phosphate, ' Amyloglucosidase, dextranase, cholesterol esterase, urease, penicillinase and invertase. There are also dehydrogenases mentioned, such as lactic acid dehydrogenase, liver alcohol dehydrogenase, yeast alcohol dehydrogenase and glucose-6-phosphate dehydrogenase. Further examples are kinases such as creatine phosphokinase, pyruvate kinase and hexokinase. Also be Oxidases such as glucose oxidase, cholesterol oxidase and catalase are mentioned. Furthermore, transaminases come in ■ Question, such as glutamate pyruvate transaminase and glutamate oxaloacetate transaminase, as well as amidases, such as e.g. B. Amidase and penicillin amidase.

Wahlweise kann das biologisch aktive Material ein Cofaktor sein, beispielsweise Nicotinamidadenindinucleotid (NAD), Nicotinamidadenindinucleotidphosphat (NADP) oder eine reduzierte Form davon, Adenosindiphosphatribose (ADP-Ribose), Adenosintr!phosphat (ATP), Adenosindiphosphat (ADP), Adenosinmonophosphat (AMP), Pyridoxaminphosphat, Pyridoxalphosphat, ein Pterin, ein Flavin oder Co-Enzym A. Ferner kann es sich um einen Inhibitor handeln, wie beispielsweise eine Organophosphorverbindung, ein Antigen oder einen Antikörper.Alternatively, the biologically active material can be a cofactor, for example, nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP) or a reduced form thereof, adenosine diphosphate ribose (ADP-ribose), adenosine triphosphate (ATP), adenosine diphosphate (ADP), adenosine monophosphate (AMP), pyridoxamine phosphate, pyridoxal phosphate, a pterine, a flavin or coenzyme A. It can also be an inhibitor, such as an organophosphorus compound, an antigen or an antibody.

Die Vernetzungsreaktion, bei deren Durchführung das biologisch aktive Material kovalent mit dem organischen Polymeren verknüpft wird, wird vorzugsweise unter sehr milden Bedingungen durchgeführt. Alkalische Bedingungen werden bevorzugt. Der günstigste pH-Wert, bei welchem das biologische aktive Material mit dem organischen Polymeren verknüpft werden kann, ist der höchste pH-Wert, den das biologisch aktive Material in Lösung ohne Verlust seiner Aktivität tolerieren kann. Gewöhnlich liegt dieser pH-Wert zwischen 7 und 10 und vorzugsweise zwischen 7,5 und 9. Die Menge des biologisch aktiven Materials, das mit dem organischen Polymeren pro Einheitsgewicht des Polymeren ■ verknüpft wird, sowie die spezifische Aktivität des gebundenen "biologisch aktiven Materials kann in der Weise maximiert werden,The crosslinking reaction, during which the biologically active material is covalently linked to the organic polymer is preferably carried out under very mild conditions. Alkaline conditions are preferred. Of the the most favorable pH value at which the biologically active material can be linked to the organic polymer the highest pH that the biologically active material can tolerate in solution without losing its activity. Usually this pH is between 7 and 10 and preferably between 7.5 and 9. The amount of biologically active material that with the organic polymer per unit weight of the polymer ■ is linked, as well as the specific activity of the bound "biologically active material can be maximized in such a way that

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daß der pH-Wert des Reaktionsmediums, die Reaktionszeit sowie das Verhältnis des biologisch aktiven Materials zu dem organischen Polymeren in der Reaktionsmischung entsprechend eingestellt werden. Eine ausreichende Reaktionszeit liegt gewöhnlich zwischen ungefähr 15 Minuten und 1 Stunde.that the pH of the reaction medium, the reaction time and the ratio of the biologically active material to the organic Polymers in the reaction mixture are adjusted accordingly. There is usually a sufficient response time between about 15 minutes and 1 hour.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Imidatgruppen des organischen Polymeren zuerst mit einer funktionellen Gruppe einer bifunktionellen organischen Verbindung, die zusätzlich eine funktioneile Gruppe aufweist, welche selbst mit einem biologisch aktiven Material umgesetzt werden kann, zur Einführung einer hängenden reaktiven Seitenkette an das Polymere umgesetzt werden. Das biologisch aktive Material kann dann mit der reaktiven Seitenkette nach irgendeiner geeigneten Methode verknüpft werden. Die bifunktionelle Verbindung kann beispielsweise Amino-Hydroxyl- oder Carboxylgruppen aufweisen, die mit dem biologisch reaktiven Material nach bekannten Methoden durch Umsetzung mit einer bis-Imidoverbindung verknüpft werden können, worauf das biologisch aktive Material damit verbunden wird (vgl. die GB-PS In another embodiment of the invention, the imidate groups of the organic polymer can first with a functional group of a bifunctional organic compound, which also has a functional group which itself reacted with a biologically active material can be implemented to introduce a pendant reactive side chain to the polymer. The biologically active one Material can then be linked to the reactive side chain by any suitable method. The bifunctional The compound can, for example, be amino-hydroxyl or carboxyl groups have that with the biologically reactive material by known methods by reaction with a bis-imido compound can be linked, whereupon the biologically active material is connected to it (cf. the GB-PS

(Patentanmeldung 16 148/73 j. Vorzugsweise ist die bifunktionelle Verbindung eine Aminoverbindung, insbesondere ein aliphatisches oder aromatisches Diamin, ein Alkanolamin oder eine Aminosäure. Vorzugsweise weist die bifunktionelle Verbindung eine Alkylgruppe auf, die bis zu ungefähr 10 Kohlenstoffatome enthält, insbesondere eine geradkettige Alkylgruppe, die 4 bis Kohlenstoffatome enthält. Beispiele für bevorzugte bifunktionelle Verbindungen sind Hexamethylendiamin, #-Aminobutyrat, Glycin, Lysin sowie Äthandiamin.(Patent application 16 148/73 j. The bifunctional compound is preferably an amino compound, in particular an aliphatic one or aromatic diamine, an alkanolamine or an amino acid. Preferably the bifunctional compound has a An alkyl group containing up to about 10 carbon atoms, especially a straight-chain alkyl group containing 4 to 4 carbon atoms. Examples of preferred bifunctional Compounds are hexamethylenediamine, # -aminobutyrate, glycine, Lysine and ethane diamine.

Erfindungsgemäße biologisch aktive Matrices aus biologisch aktiven Materialien, die mit organischen Polymeren verknüpft sind, können zur Durchführung einer Vielzahl von industriellen biochemischen Verfahren eingesetzt werden. Sie eignen sich ferner für eine Verwendung in automatisch arbeitenden Laboranalysevor-Biologically active matrices according to the invention made from biologically active Materials that are linked to organic polymers can be used to carry out a variety of industrial biochemicals Process are used. They are also suitable for use in automatically working laboratory analysis devices.

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ο —ο -

richtungen.directions.

Die Erfindung ist besonders im Zusammenhang mit normalen hydrophoben organischen Polymeren geeignet, die in der Regel nicht die optimale Umgebung zur Entwicklung der Funktionen von biologisch aktiven Materialien, wie beispielsweise bestimmten Enzymen, darstellen. Das Vorliegen von geladenen Imidatgruppen übt eine Neigung dahingehend aus, daß die Oberfläche des Polymeren hydrophil wird, wodurch die Aktivität derartiger biologisch aktiver Materialien verbessert wird.The invention is particularly suitable in connection with normal hydrophobic organic polymers, as a rule not the optimal environment for developing the functions of biologically active materials, such as certain Enzymes. The presence of charged imidate groups tends to make the surface of the polymer hydrophilic, thereby reducing activity such biologically active materials is improved.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1 The following examples illustrate the invention. example 1

Herstellung eines Nylonrohrs, das als Träger für Glucoseoxidase dient.Manufacture of a nylon tube that serves as a carrier for glucose oxidase.

Ein Nylonrohr (Typ 6) mit einer Bohrung von 1 mm wird mit Dimethylsulfat gefüllt. Die Enden des Rohres werden verschlossen, worauf das Rohr in siedendes Wasser während einer Zeitspanne von 4 Minuten eingetaucht Wird. Das Dimethylsulfat wird dann aus dem Rohr herausgesaugt, worauf dieses zuerst mit eiskaltem Methanol und dann mit eiskaltem 0,1 m-Phosphat (pH 7,8) gewaschen wird. Das Rohr wird dann mit einer Lösung des Enzyms (0,4 mg/ml Glucoseoxidase in 0,1 m-N-Äthylmorpholin, pH 8,7) gefüllt. Die Rohrenden werden verschlossen. Es wird während einer Zeitspanne von 1 bis 2 Stunden bei 40C gehalten. Das Rohr wird dann mit 100 ml eines 0,2 m-Phosphatpuffers (pH 7,8) gewaschen. Das Nylonrohr mit darauf abgeschiedener Oxidase, das auf diese Weise hergestellt worden ist, besitzt eine Aktivität von 1,3 μ Mol oxidierter Glucose/Minute Verweilzeit/Meter Rohr bei 200C, pH 5,6, 5 mM Glucoselösung.A nylon tube (type 6) with a bore of 1 mm is filled with dimethyl sulfate. The ends of the tube are sealed and the tube is immersed in boiling water for a period of 4 minutes. The dimethyl sulfate is then sucked out of the tube, whereupon this is washed first with ice-cold methanol and then with ice-cold 0.1 M phosphate (pH 7.8). The tube is then filled with a solution of the enzyme (0.4 mg / ml glucose oxidase in 0.1 mN ethylmorpholine, pH 8.7). The pipe ends are closed. It is kept at 4 ° C. for a period of 1 to 2 hours. The tube is then washed with 100 ml of a 0.2 M phosphate buffer (pH 7.8). The nylon tube with oxidase deposited thereon, which has been produced in this way, has an activity of 1.3 μmol oxidized glucose / minute residence time / meter tube at 20 ° C., pH 5.6, 5 mM glucose solution.

Beispiel 2Example 2

Nylonrohr, auf dem Chymotrypsin sitzt.Nylon tube on which chymotrypsin sits.

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Dieses Rohr wird nach einer Methode hergestellt, die der in Beispiel 1 beschriebenen Methode zur Herstellung des Glucoseoxidasederivats ähnelt. Diesmal wird jedoch eine Lösung von Chymotrypsin (1 mg/ml in 0,1 m-N-Äthylmorpholin, pH 8,7) als Enzym verwendet.This tube is made by a method similar to that described in Example 1 for making the glucose oxidase derivative resembles. This time, however, a solution of chymotrypsin (1 mg / ml in 0.1 m-N-ethylmorpholine, pH 8.7) is used as Enzyme used.

Beispiel 3Example 3

Nylonpulver, auf dem Lactatdehydrogenase sitzt.Nylon powder with lactate dehydrogenase on it.

10g Nylonpulver (Typ 6) werden während einer Zeitspanne von 2 Stunden in 200 ml eines 5 %igen (Volumen/Volumen) Dimethylsulfat in Toluol am Rückfluß gekocht und dann mit Äther gewaschen und getrocknet. 200 mg dieses Materials werden in 3,5 ml eines 0,2 m-N-Äthylmorpholins (pH 8,5), das 1 mg Lactatdehydrogenase enthält, suspendiert und während einer Zeitspanne von 2 Stunden bei 00C gerührt. Das Material wird dann einige Male mit 0,5 m-NaCl in 0,1 m-Phosphat (pH 7,0)* gewaschen. Unter diesen Bedingungen werden 92 % des Enzyms immobilisiert. Die Zubereitung besitzt eine Aktivität von 410 μ Mol oxidierter NADH/Minute/g Träger.10 g nylon powder (type 6) are refluxed in 200 ml of a 5% (volume / volume) dimethyl sulfate in toluene for a period of 2 hours and then washed with ether and dried. 200 mg of this material in 3.5 ml of a 0.2 mN-Äthylmorpholins (pH 8.5) containing 1 mg lactate dehydrogenase, and stirred for a period of 2 hours at 0 0C. The material is then washed several times with 0.5 M NaCl in 0.1 M phosphate (pH 7.0) *. 92% of the enzyme is immobilized under these conditions. The preparation has an activity of 410 μ mol oxidized NADH / minute / g carrier.

Beispiel 4Example 4

Harnstoff/Formaldehyd-Harz, auf dem Lactatdehydrogenase sitzt.Urea / formaldehyde resin on which lactate dehydrogenase sits.

Das Harz wird in der gleichen Weise wie das Nylonpulver aktiviert. Die Lactatdehydrogenase wird auf einer 200 mg Probe dieses Materials nach der in Beispiel 3 beschriebenen Methode immobilisiert. Nach dieser Methode werden 90 % des Enzyms imrno-The resin is activated in the same way as the nylon powder. The lactate dehydrogenase is determined on a 200 mg sample of this material according to the method described in Example 3 immobilized. According to this method, 90% of the enzyme is

bilisert. Die Aktivität des Materials beträgt 50 μ Mol oxidierter NADH/Minute/g Träger.bilisert. The activity of the material is 50 μ mol oxidized NADH / minute / g carrier.

Beispiel 5Example 5

Harnstoff/Formaldehyd, auf dem Lactatdehydrogenase sitzt, wobei ein Abstandsmaterial vorgesehen ist.Urea / formaldehyde on which lactate dehydrogenase sits, whereby a spacer material is provided.

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Das Harz wird in der vorstehend beschriebenen Weise aktiviert. 1 g des Materials werden dann mit 10 ml 1,0 m-Hexamethylendiamin in Wasser während einer Zeitspanne von 30 Minuten bei'2O0C umgesetzt. Das Material wird anschließend mit Wasser und Methanol gewaschen und dann getrocknet.The resin is activated in the manner described above. 1 g of the material are then reacted with 10 ml of 1.0 m-hexamethylenediamine in water for a period of 30 minutes bei'2O 0 C. The material is then washed with water and methanol and then dried.

Lactatdehydrogenase wird dann mit den auf diese Weise eingeführten Aminogruppen verkuppelt, wobei Äthyladipimidat-HCl verwendet wird. Zu diesem Zweck werden 100 mg des Trägers unter Rühren in 4 ml Äthanol sowie 2 ml N-Äthylmorpholin, das 100 mg Äthyladipimidat-HCl enthält, während einer Zeitspanne von 15 Minuten bei 2O0C suspendiert. Das Material wird dann in Wasser gewaschen und mit 1 mg Lactatdehydrogenase in der beschriebenen Weise verbunden. Nach dieser Methode werden 99 % des Enzymproteins immobilisiert. Die Aktivität des Materials ist doppolt so groß wie diejenige des entsprechenden Derivats, das ohne das Hexamethylendiaminabstandsmaterial hergestellt worden ist.Lactate dehydrogenase is then coupled to the amino groups thus introduced using ethyl adipimidate HCl. For this purpose, 100 mg of the carrier with stirring in 4 ml of ethanol and 2 ml of N-ethylmorpholine, 100 mg of the Äthyladipimidat-HCl contains, over a period of 15 minutes at 2O 0 C suspended. The material is then washed in water and combined with 1 mg of lactate dehydrogenase in the manner described. According to this method, 99% of the enzyme protein is immobilized. The activity of the material is twice as great as that of the corresponding derivative made without the hexamethylenediamine spacer material.

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Claims (28)

PatentansprücheClaims 1. Organisches Polymeres, das sich als Träger für ein biologisch aktives Material eignet, dadurch gekennzeichnet, daß es Imidatgruppen aufweist, die eine Verknüpfungsreaktion mit einem biologisch aktiven Material einzugehen vermögen.1. Organic polymer that can be used as a carrier for a biologically Active material is suitable, characterized in that it has imidate groups that have a linking reaction with a able to enter biologically active material. 2. Polymeres nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein wasserunlösliches synthetisches Polymeres ist.2. Polymer according to claim 1, characterized in that it is a water-insoluble synthetic polymer. 3. Polymeres nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sekundäre Amidogruppen aufweist.3. Polymer according to claim 1 or 2, characterized in that it has secondary amido groups. 4. Polymeres nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Nylon, einem Polyurethan oder einem Harnstoff/Formaldehyd-Polymeren besteht.4. Polymer according to one of the preceding claims, characterized in that it consists of a nylon, a polyurethane or a urea / formaldehyde polymer. 5. Polymeres nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines hohlen Rohres vorliegt.5. Polymer according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the form of a hollow tube. 6. Polymeres nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Imidatgruppen einen Teil des Polymergrundgerüstes bilden.6. Polymer according to one of the preceding claims, characterized in that the imidate groups are part of the polymer backbone form. 7: Verfahren zur Herstellung eines organischen Polymeren, das für eine Verwendung als Träger für ein biologisch aktives Material geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polymeres mit primären oder sekundären Amidogruppen, aminosubstituierten aromatischen Gruppen oder Nitrilgruppen zur Umwandlung wenigstens eines Teils der Amido-, Amino- oder Nitrilgruppen in Imidatgruppen ohne merkliche Spaltung des Polymergrundgerüstes umgesetzt wird.7: Process for the preparation of an organic polymer suitable for use as a carrier for a biologically active Material is suitable, characterized in that a polymer with primary or secondary amido groups, amino-substituted aromatic groups or nitrile groups for converting at least part of the amido, amino or nitrile groups is converted into imidate groups without noticeable cleavage of the polymer backbone. 509808/1152509808/1152 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polymere ein wasserunlösliches synthetisches Polymeres ist.8. The method according to claim 7, characterized in that the used polymers is a water-insoluble synthetic polymer. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, ' daß das eingesetzte Polymere primäre oder sekundäre Amidogruppen aufweist und die Reaktion unter Einsatz eines Alkylierungsreagenses durchgeführt wird.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that ' that the polymer used has primary or secondary amido groups and the reaction using an alkylation reagent is carried out. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere aus einem Nylon, einem Polyurethan oder Harnstoff/Formaldehyd-Polymeren besteht.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that that the polymer consists of a nylon, a polyurethane or urea / formaldehyde polymer. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Alkylierungsreagens aus einem Dialkylsulfat besteht. 11. The method according to claim 9, characterized in that the alkylating reagent used consists of a dialkyl sulfate. 12. Biologisch aktive Matrix, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem biologisch aktiven Material besteht, das mit einem organischen Polymeren über einen Imidatrest verknüpft ist.12. Biologically active matrix, characterized in that it consists of a biologically active material that is linked to an organic polymer via an imide residue. 13. Biologisch aktive Matrix nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das biologisch aktive Material ein Enzym, ein Co-Faktor, ein Inhibitor, ein Antigen oder Antikörper ist.13. Biologically active matrix according to claim 12, characterized in that that the biologically active material is an enzyme, a cofactor, an inhibitor, an antigen or antibody is. 14. Biologisch aktive Matrix nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polymere ein wasserunlösliches synthetisches Polymeres ist.14. Biologically active matrix according to claim 12 or 13, characterized characterized in that the organic polymer is a water-insoluble synthetic polymer. 15. Biologisch aktive Matrix nach einem der Ansprüche 12 bis15. Biologically active matrix according to one of claims 12 to 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere sekundäre Amidogruppen enthält.14, characterized in that the polymer has secondary amido groups contains. 509808/1152509808/1152 16. Biologisch aktive Matrix nach einem der Ansprüche 12 bis16. Biologically active matrix according to one of claims 12 to 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere aus einem Nylon, einem Polyurethan oder einem Harnstoff/Formaldehydr-Polymeren besteht.15, characterized in that the polymer consists of a nylon, a polyurethane or a urea / formaldehyde polymer consists. 17. Biologisch aktive Matrix nach einem der Ansprüche 12 bis17. Biologically active matrix according to one of claims 12 to 16, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines hohlen Rohres vorliegt.16, characterized in that it is in the form of a hollow tube is present. 18. Biologisch aktive Matrix nach einem der Ansprüche 12 bis18. Biologically active matrix according to one of claims 12 to 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Imidatresteeinen Teil des Polymergrundgerüstes bildet.17, characterized in that the imide residues are a part of the polymer backbone. 19. Biologisch aktive Matrix nach einem der Ansprüche 12 bis19. Biologically active matrix according to one of claims 12 to 18, dadurch gekennzeichnet, daß das biologisch aktive Material in einem Abstand von dem Polymergrundgerüst durch eine Alkylgruppe gehalten wird, die bis zu 10 Kohlenstoffatome enthält.18, characterized in that the biologically active material at a distance from the polymer backbone by a Alkyl group is kept containing up to 10 carbon atoms contains. 20. Verfahren zur Herstellung einer biologisch aktiven Matrix, dadurch gekennzeichnet, daß ein biologisch aktives Material mit einem organischen Polymeren mit Imidatgruppen zur Verknüpfung des biologisch aktiven Materials mit dem Polymeren durch Imidatreste umgesetzt wird.20. A method for producing a biologically active matrix, characterized in that a biologically active material with an organic polymer with imidate groups to link the biologically active material with the polymer is implemented by imide residues. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete biologisch aktive Material ein Enzym, ein Co-Faktor, ein Inhibitor, ein Antigen oder ein Antikörper ist,21. The method according to claim 20, characterized in that the biologically active material used is an enzyme Is a co-factor, an inhibitor, an antigen or an antibody, 22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte organische Polymere sekundäre Amidogruppen aufweist.22. The method according to claim 20 or 21, characterized in that the organic polymers used have secondary amido groups having. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte organische Polymere aus einem Nylon, einem Polyurethan oder einem Harnstoff/Formaldehyd-Polymeren besteht.23. The method according to any one of claims 20 to 22, characterized in that that the organic polymer used consists of a nylon, a polyurethane or a urea / formaldehyde polymer consists. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Imidatgruppen einen Teil des Polymergrundgerüstes bilden.24. The method according to any one of claims 20 to 23, characterized in that that the imidate groups form part of the polymer backbone. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß es bei einem pH-Wert innerhalb eines Bereiches von 7 bis 10 durchgeführt wird.25. The method according to any one of claims 20 to 24, characterized in that that it is carried out at a pH within a range of 7-10. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Imidatgruppen des organischen Polymeren zuerst mit einer funktionellen Gruppe einer bifunktionellen organischen Verbindung, die zusätzlich eine funktionelle Gruppe aufweist, die selbst mit einem biologisch aktiven Material umgesetzt werden kann, zur Umsetzung gebracht wird.26. The method according to any one of claims 20 to 25, characterized in that that the imidate groups of the organic polymer first with a functional group of a bifunctional organic compound, which additionally has a functional group, itself with a biologically active Material can be implemented, is brought to implementation. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete bifunktionelle Verbindung ein Amin ist.27. The method according to claim 26, characterized in that the bifunctional compound used is an amine. 28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete bifunktionelle Verbindung aus einer Alkylgruppe besteht, die bis zu 10 Kohlenstoffatome enthält.28. The method according to claim 26 or 27, characterized in that that the bifunctional compound used is selected from an alkyl group which contains up to 10 carbon atoms. cnnono/iicr»cnnono / iicr »
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