DE4234691A1 - Chromatographic support media with polymer coating - comprises porous solid coated with post reacted vinyl] chloroformate functional copolymer thin film for protein sepn. or purificn. - Google Patents
Chromatographic support media with polymer coating - comprises porous solid coated with post reacted vinyl] chloroformate functional copolymer thin film for protein sepn. or purificn.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft in der Chromatographie verwendbare Träger. Der Träger umfaßt einen porösen Feststoff, wie z. B. ein Mineraloxid, auf dem ein dünner Überzug (Film) aus einem Polymer oder Copolymer abgeschieden ist, das Halogenoformiatfunktionen oder abgeleitete Funktionen trägt, die bestehen aus abspaltbaren Gruppen, wie einem Succinimido-, Phenol-, Imidazol- oder Thiosulfat-Rest. The invention relates to usable in the chromatography Carrier. The carrier comprises a porous solid, such as z. B. a mineral oxide on which a thin coating (film) is deposited from a polymer or copolymer, the Halogenoformate functions or derived functions carries, which consist of detachable groups, like one Succinimido, phenol, imidazole or thiosulfate residue.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieses Trä gers zur Herstellung von Chromatographie-Säulen für die Trennung oder Reinigung von Proteinen.The invention further relates to the use of this Trä gers for the preparation of chromatography columns for the Separation or purification of proteins.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Träger für die Herstellung von Säulen, welche die Abtrennung von biologischen Substanzen oder ihre Reinigung aus einem sie enthaltenden Gemisch erlauben, der besteht aus einem Poly meren oder Copolymeren, das auf einem porösen Feststoff, wie z. B. einem Mineraloxid, abgeschieden ist, ein Verfah ren zu seiner Herstellung sowie seine Anwendung in der Chromatographie.The present invention relates to a novel carrier for the preparation of columns, which is the separation of biological substances or their purification from them allow containing mixture consisting of a poly mers or copolymers which are on a porous solid, such as As a mineral oxide is deposited, a Verfah for its manufacture and its use in the Chromatography.
Es ist bekannt, daß es möglich ist, Polymere auf verschie denen mineralischen Trägern abzuscheiden zur Herstellung von Säulen für die Trennung unterschiedlicher Substanzen. Die Abscheidung von synthetischen Polymeren auf Silicium dioxid, Aluminiumoxid oder Titanoxid wurde bereits in ver schiedenen Publikationen beschrieben. Die dafür verwende ten neutralen Polymeren sind beispielsweise Polyethylen glycol, Polyvinylpyrrolidon, Silicone, Polyvinylimidazol, wie in FR-PS 25 98 512 beschrieben, oder Polydimethyl acrylamid, wie in FR-PS 26 31 849 beschrieben. In US-PS 45 17 241 ist ein inerter Träger beschrieben, auf dessen Oberfläche ein Polysuccinimid fixiert ist, das man che misch modifizieren kann, um es an die Verwendung in der Flüssigphasen-Chromatographie für die Trennung von Protei nen anzupassen.It is known that it is possible to different polymers on different which deposit mineral carriers for the production of columns for the separation of different substances. The deposition of synthetic polymers on silicon dioxide, alumina or titanium oxide has already been used in ver various publications. The use for it The neutral polymers are, for example, polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, silicones, polyvinylimidazole, as described in FR-PS 25 98 512, or polydimethyl acrylamide, as described in FR-PS 26 31 849. In US PS 45 17 241 an inert carrier is described, on whose Surface of a polysuccinimide is fixed, which one che to modify it to use in the mix Liquid phase chromatography for the separation of Protei to adapt.
In EP 02 44 802 ist ein modifiziertes Siliciumdioxid be schrieben, das Substituenten mit einer Hydroxylgruppe und aktive Derivate solcher Substituenten aufweist, das durch Einwirkenlassen einer Verbindung, wie eines Chloroformi ats, eines Carboimidazols, eines Cyanobromids oder eines Sulfonylchlorids, modifiziert worden ist. Die Herstellung besteht darin, ein Ethoxytrimethoxysilan an dem Silicium dioxid zu fixieren, es in einem sauren Milieu zu erwärmen zur Herstellung eines Diols, das man in einen Aldehyd um wandelt, der anschließend zu einem primären Hydroxyl redu ziert wird.In EP 02 44 802 a modified silica be wrote the substituent with a hydroxyl group and having active derivatives of such substituents, by Exposure to a compound such as a chloroformi ats, a carboimidazole, a cyanobromide or a Sulfonyl chloride, has been modified. The production is an ethoxytrimethoxysilane on the silicon to fix dioxide, to heat it in an acidic environment to prepare a diol which is converted to an aldehyde which then converts to a primary hydroxyl redu is graced.
In dem Patent EP 03 37 144 ist ein Träger für die Trennung von Substanzen, wie Proteinen, beschrieben, der ein durch covalente Bindung fixiertes Polymer trägt und in der Chro matographie verwendbar ist.In the patent EP 03 37 144 is a carrier for the separation of substances, such as proteins, described by one covalent bond carries fixed polymer and in the chro matography is usable.
In der US-PS 43 32 694 ist ein poröser Träger, wie z. B. Siliciumdioxid, beschrieben, an dem ein Epoxygruppen auf weisendes Polymer adsorbiert ist.In US-PS 43 32 694 is a porous carrier, such as. B. Silica, described on which one epoxy groups pointing polymer is adsorbed.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen reaktionsfähigen Träger, der bestimmt ist für die Herstellung von Säulen für die Trennung oder Reinigung von biologischen Molekülen und insbesondere von Proteinen durch Herabsetzung ihrer irreversiblen Adsorption, was zu einem verbesserten Trenn vermögen, bezogen auf die üblichen Produkte des Standes der Technik, führt. Der erfindungsgemäße Träger weist einen porösen Feststoff, wie z. B. ein Mineraloxid, auf, auf dem ein dünner Überzug (Film) aus einem Polymer oder Copolymer abgeschieden ist. Dieser dünne Überzug (Film) kann an der Oberfläche des Trägers adsorbiert sein oder er kann auf covalente Weise fixiert sein. Außerdem können Vernetzungsreaktionen mit den reaktionsfähigen Funktionen des Polymers oder Copolymers durchgeführt werden.The present invention relates to a reactive Support intended for the manufacture of columns for the separation or purification of biological molecules and in particular of proteins by reducing their irreversible adsorption, resulting in improved separation assets, based on the usual products of the state the technology leads. The carrier according to the invention has a porous solid, such as. B. a mineral oxide, on a thin coating (film) of a polymer or Copolymer is deposited. This thin coating (film) may be adsorbed on the surface of the carrier or he may be fixed in a covalent manner. In addition, you can Crosslinking reactions with the reactive functions of the polymer or copolymer.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstel lung eines Trägers des vorstehend beschriebenen Typs, der bestimmt ist für die Trennung und die Reinigung verschie dener Substanzen, sowie dessen Anwendung in der Chromato graphie für die Trennung und Reinigung von Proteinen.The invention also relates to a method for manufacturing a support of the type described above, the is determined for the separation and cleaning verschie dener substances, and its use in the chromato graphie for the separation and purification of proteins.
Der erfindungsgemäße Träger ist dadurch charakterisiert, daß das Polymer oder Copolymer Halogenformiat-Funktionen oder abgeleitete Funktionen trägt, die bestehen aus ab spaltbaren Gruppen, wie das Carbonat von N-Hydro xysuccinimid oder Phenol.The carrier according to the invention is characterized by that the polymer or copolymer haloformate functions or derived functions that consist of cleavable groups, such as the carbonate of N-hydro xysuccinimide or phenol.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polymeren oder Copolymeren sind vorzugsweise von einem Typ, der wiederkehrende Ein heiten der allgemeinen Formel enthält:The polymers or copolymers used according to the invention are preferably of one type, the recurring one contains the general formula:
in der X ein Halogenatom wie Chlor, oder eine abspaltbare Gruppe bedeutet, die ausgewählt wird aus einem Succinimid-, Phenol-, Imidazol- oder Thiosulfat-Rest und n für eine ganze Zahl zwischen 10 und 10 000, vorzugsweise zwischen 1000 und 5000, steht.in the X is a halogen atom such as chlorine, or a cleavable Group which is selected from a succinimide, Phenol, imidazole or thiosulfate radical and n for one integer between 10 and 10 000, preferably between 1000 and 5000, stands.
Der hier verwendete Ausdruck "abspaltbare Gruppe" steht für Gruppen, die sich nach den klassischen Regeln in einer nucleophilen Reaktion abspalten (abtrennen) können.The term "cleavable group" used here stands for groups that follow the classic rules in one can split off (separate) nucleophilic reaction.
Das so erhaltene Polymer ist beispielsweise ein Vinylpoly chloroformiat, ein Natriumpolyvinyloxycarbonylthiosulfat oder ein N-Hydroxysuccinimidpolyvinylcarbonat.The polymer thus obtained is, for example, a vinylpoly chloroformate, a sodium polyvinyloxycarbonylthiosulfate or an N-hydroxysuccinimide polyvinyl carbonate.
Das copolymerisierbare Monomere kann ein Derivat mit ethy lenischer Unsättigung der Formel seinThe copolymerizable monomer may be a derivative having ethy lenischer unsaturation of the formula
CH₂ = CR₁R₂CH₂ = CR₁R₂
in der bedeuten
R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und
R2 eine hydrophile Gruppe, die eine oder mehr Ester-,
Amid-, Carbamat-, Epoxy-, Imidazolfunktionen trägt
oder auch einen Silanolrest der Formel SiY3, worin Y
steht für ein Halogenatom oder ein Wasserstoffatom
oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
(vorzugsweise eine Methoxygruppe) oder eine Acetoxy-
oder Phenoxygruppe.in the mean
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and
R 2 is a hydrophilic group which carries one or more ester, amide, carbamate, epoxy, imidazole functions or also a silanol radical of the formula SiY 3 , wherein Y represents a halogen atom or a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms (preferably a methoxy group) or an acetoxy or phenoxy group.
R2 kann beispielsweise sein eine niedere Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy, Ethoxy oder n- Propoxy, eine Cyanogruppe oder eine Gruppe der Formel COOR3, in der R3 für eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie eine Methyl- oder Ethylgruppe steht, oder eine Epoxyalkylgruppe, wie z. B. eine Epoxye thyl- oder 2,3-Epoxypropylgruppe.R 2 may, for example, be a lower alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy or n-propoxy, a cyano group or a group of the formula COOR 3 , in which R 3 is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl - or ethyl group, or an epoxyalkyl group, such as. As an epoxyethyl or 2,3-Epoxypropylgruppe.
Außerdem können R1 und R2 auch zusammen mit dem Kohlen stoffatom, das sie tragen, einen Ring bilden, wie z. B. einen Pyrrolidinyl-, Imidazolyl- oder Morpholinylring, oder sie können allgemeiner jeden hydrophilen Ring bilden, der frei von einem reaktionsfähigen Wasserstoffatom ist.In addition, R 1 and R 2 together with the carbon atom they carry form a ring, such as. A pyrrolidinyl, imidazolyl or morpholinyl ring, or more generally, they can form any hydrophilic ring that is free of a reactive hydrogen atom.
Das copolymerisierbare Monomer kann insbesondere ausge wählt werden aus Vinylpyridin, Vinylimidazol, N-Vinylpyr rolidon, N-Vinylmorpholin, Acrylamid, einem alkylsubstitu ierten Acrylamid, wie Dimethylacrylamid, N-Vinylmethylace tamid und Alkylacrylaten oder -methacrylaten mit einer Kette mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen.The copolymerizable monomer may in particular be are selected from vinylpyridine, vinylimidazole, N-vinylpyr rolidone, N-vinylmorpholine, acrylamide, an alkyl substituent Acrylamide, such as dimethylacrylamide, N-vinylmethylace tamide and alkyl acrylates or methacrylates with a Chain with 1 to 10 carbon atoms.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Polymeren und Copolymeren können hergestellt werden aus Vinylhalogenformiaten nach bekannten Verfahren, beispielsweise dem Verfahren nach Meunier et al. ("Polymer", Band 23 (1982), S. 849). Sie müssen in trockenen aprotischen Lösungsmitteln hergestellt und verwendet werden. Diese Polymeren und Copolymeren kön nen modifiziert werden, um ihre Eigenschaften anzupassen oder zu verbessern als Funktion der vorgesehenen Verwen dung und beispielsweise ergeben sie aktive Polycarbonate nach der Reaktion der obengenannten Produkte mit N-Hydro xysuccinimid oder Phenolen, die vorzugsweise aktiviert sind durch eine oder mehr Aktivatorgruppen, wie -NO2 oder -F. Die so erhaltenen aktiven Polycarbonate können in ei nem wäßrigen Medium mit nucleophilen organischen Verbin dungen oder mit den nucleophilen Gruppen von Proteinen reagieren.The polymers and copolymers which can be used according to the invention can be prepared from vinyl haloformates by known processes, for example the process according to Meunier et al. ("Polymer", Vol. 23 (1982), p. 849). They must be prepared and used in dry aprotic solvents. These polymers and copolymers can be modified to adapt or improve their properties as a function of intended use and, for example, give active polycarbonates after the reaction of the above products with N-hydroxysuccinimide or phenols, which are preferably activated by one or more Activator groups, such as -NO 2 or -F. The active polycarbonates thus obtained can react with nucleophilic organic compounds or with the nucleophilic groups of proteins in an aqueous medium.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Trägers besteht darin, den vorher getrockneten porösen Feststoff zu imprägnieren mit einer Lösung eines Polymers oder Copo lymers, das die Chloroformiat-Reste und/oder davon abge leitete Funktionen enthält, und ihn anschließend mit dem Lösungsmittel zu spülen. Vorzugsweise ist das Polymer oder Copolymer in einer erhöhten Konzentration (mehr als 5 Gew.-%) in dem Lösungsmittel löslich, um eine gute Adsorp tion an dem porösen Feststoff zu gewährleisten. Die ver wendeten Lösungsmittel können Verbindungen sein, die frei von aktivem Wasserstoff und nucleophilen Funktionen sind. Beispiele für verwendbare Lösungsmittel sind Alkyl- oder Arylhalogenide, Aceton, Acetonitril, Tetrahydrofuran.The inventive method for producing the carrier consists of the previously dried porous solid to be impregnated with a solution of a polymer or copo lymers containing the chloroformate residues and / or abge contains guided functions, and then with the To rinse solvent. Preferably, the polymer or Copolymer in an increased concentration (more than 5 % By weight) in the solvent to give a good adsorp tion to ensure the porous solid. The ver solvents used may be compounds that are free of active hydrogen and nucleophilic functions. Examples of useful solvents are alkyl or Aryl halides, acetone, acetonitrile, tetrahydrofuran.
Der poröse Feststoff ist vorzugsweise ein Mineraloxid, wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Titan- oder Zirkoniumo xid. Erfindungsgemäß verwendet man vorzugsweise Silicium dioxid. Dieses Oxid kann einer vorherigen Behandlung un terzogen worden sein mit einem reaktionsfähigen Silan, beispielsweise solchen, wie sie in der US-PS 44 15 631 be schrieben sind, d. h. solchen, die Amin-, Hydroxy-, Epoxy-, Ester- oder Thiol-Gruppen tragen. Man kann beispielsweise ein Siliciumdioxid mit einer Korngrößenverteilung zwischen etwa 1 µm und etwa 1 mm und mit einem Porendurchmesser zwischen etwa 2 und etwa 500 nm verwenden. The porous solid is preferably a mineral oxide, such as Silica, alumina or titanium or zirconium dioxide. The invention preferably uses silicon dioxide. This oxide can be a prior treatment un be subjected to a reactive silane, for example, such as those in US-PS 44 15 631 be are written, d. H. those which are amine, hydroxy, epoxy, Wear ester or thiol groups. You can, for example a silica with a particle size distribution between about 1 μm and about 1 mm and having a pore diameter between about 2 and about 500 nm.
Gegebenenfalls kann das abgeschiedene Polymer oder Copoly mer nach bekannten Methoden vernetzt werden, beispiels weise durch Behandlung mit einer Ethylendiaminlösung.Optionally, the deposited polymer or copoly mer are crosslinked by known methods, for example by treatment with an ethylenediamine solution.
Auf diese Weise ist es möglich, den erfindungsgemäßen Trä ger zu verwenden, um chemische Gruppen oder Verbindungen zu fixieren, welche die anschließende Trennung von Protei nen oder hydrophilen Polymeren erlauben unter Anwendung eines Mechanismus des Ausschlusses durch die Größe, des Ionenaustauschs, der Hydrophobierung, der Wechselwirkungen mit Farbstoffen oder komplex gebundenen Metallen oder der Wechselwirkungen mit spezifischen Liganden (Affinitäts oder Immunoaffinitäts-Chromatographie).In this way it is possible to Trä the invention ger to use chemical groups or compounds to fix what the subsequent separation of Protei NEN or hydrophilic polymers allow using a mechanism of exclusion by size, Ion exchange, hydrophobing, interactions with dyes or complexed metals or the Interactions with specific ligands (affinity or immunoaffinity chromatography).
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.The following examples are intended to illustrate the invention, without restricting it to it.
Vinylchloroformiat (VCF) wurde nach der von Meunier et al. beschriebenen Methode ("Polymer", Band 23 (1982), S. 849) polymerisiert.Vinyl chloroformate (VCF) was prepared according to the method described by Meunier et al. method described ("Polymer", Vol. 23 (1982), p. 849). polymerized.
Eine Lösung von 10 Gew.-% VCF in Dichlormethan wird unter Rückfluß des Lösungsmittels auf eine Temperatur von 35°C gebracht. Der Initiator ist das Dicyclohexylperoxydicarbo nat, das in einem Mengenanteil von 1,2%, bezogen auf das Monomere, zugegeben wird. Das Reaktionsmedium wird unter trockenem Stickstoff gehalten. Nach 48-stündiger Reaktion wird das Polymer durch Äther ausgefällt, dann abfiltriert und unter Vakuum bei Umgebungstemperatur 12 h lang ge trocknet.A solution of 10% by weight VCF in dichloromethane is added Reflux of the solvent to a temperature of 35 ° C brought. The initiator is dicyclohexyl peroxydicarbo nat, in an amount of 1.2%, based on the Monomers added. The reaction medium is absorbed kept dry nitrogen. After 48 hours of reaction the polymer is precipitated by ether, then filtered off and under vacuum at ambient temperature for 12 hours dries.
Das Polymer wird anschließend charakterisiert durch Infra rot-Analyse (Banden C=O bei 1770 cm-1 und C-Cl bei 680 cm-1) und Elementaranalyse (Cl: 32,8% (Theorie 33,3%) C: 34,1% (Theorie 33,7%)).The polymer is then characterized by infrared analysis (bands C = O at 1770 cm -1 and C-Cl at 680 cm -1 ) and elemental analysis (Cl: 32.8% (theory 33.3%) C: 34, 1% (theory 33.7%)).
Die beiden Monomeren werden in Dichlormethan in einer Ge samtkonzentration von 10 Gew.-% und in einem Molverhältnis VCF/VF von 25/75 gelöst.The two monomers are dissolved in dichloromethane in a Ge total concentration of 10 wt .-% and in a molar ratio VCF / VF of 25/75 solved.
Der Polymerisationsinitiator ist das Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer molaren Konzentration von 1,5%, bezogen auf die Monomeren. Die Polymerisationstemperatur beträgt 35°C und die Polymerisationsdauer beträgt 48 h. Das Reakti onsmedium wird unter trockenem Stickstoff gehalten. Nach der Polymerisation wird das Copolymer mit Äther ausge fällt, abfiltriert und dann getrocknet.The polymerization initiator is the azobisisobutyronitrile (AIBN) in a molar concentration of 1.5% on the monomers. The polymerization temperature is 35 ° C and the polymerization time is 48 h. The Reacti Onsmedium is kept under dry nitrogen. To In the polymerization, the copolymer is liberated with ether falls, filtered off and then dried.
Das Polymer wird durch Infrarot-Spektroskopie analysiert (Bande C=O des Chloroformiats bei 1770 cm-1). Die Elemen taranalyse ergibt 16% Chloroformiat-Einheiten und 84% Pyrrolidon-Einheiten.The polymer is analyzed by infrared spectroscopy (band C = O of the chloroformate at 1770 cm -1 ). The elemental analysis yields 16% chloroformate units and 84% pyrrolidone units.
Die Arbeitsweise ist vergleichbar mit derjenigen des oben genannten Copolymers. DMA und VCF werden in Dichlormethan in einer Konzentration von 10 Gew.-% und in einem Molver hältnis DMA/VCF von 40/60 gelöst.The working method is similar to that of the above said copolymer. DMA and VCF are dissolved in dichloromethane in a concentration of 10% by weight and in one molar DMA / VCF ratio of 40/60.
Die radikalische Polymerisation wird durch AIBN (molare Konzentration 1,5%, bezogen auf die Monomeren) eingelei tet. Die Polymerisationsdauer beträgt nur 3 h wegen der höheren Polymerisationsgeschwindigkeit als im obengenann ten Fall. Das Copolymer fällt im Verlaufe der Polymerisa tion aus und wird dann in Toluol gelöst. Das Copolymer wird anschließend mit Äther ausgefällt, danach abfiltriert und getrocknet unter Vakuum bei Umgebungstemperatur für 12 h.The radical polymerization is characterized by AIBN (molar Concentration 1.5%, based on the monomers) einei tet. The polymerization time is only 3 h because of higher polymerization rate than in the above th case. The copolymer falls in the course of Polymerisa tion and is then dissolved in toluene. The copolymer is then precipitated with ether, then filtered off and dried under vacuum at ambient temperature for 12 H.
Die Charakterisierung erfolgt durch Infrarotspektroskopie (Bande C=O von VCF bei 1770 cm-1 und C=O von DMA bei 1640 cm-1) und die Elementaranalyse zeigt an eine Zusammenset zung aus 88 Mol-% DMA und 12 Mol-% VCF.The characterization is carried out by infrared spectroscopy (band C = O of VCF at 1770 cm -1 and C = O of DMA at 1640 cm -1 ) and the elemental analysis shows a composition of 88 mol% DMA and 12 mol% VCF.
Poröses Siliciumdioxid, beispielsweise Nucleosil der Firma MACHEREI-NAGEL mit einer Granulometrie von 10 µm und ei nem Porendurchmesser von 30 nm wird 12 h lang unter Vakuum bei 150°C getrocknet. Das Polymer (oder Copolymer) wird in Dichlormethan in einer Konzentration von 5 Gew.-% gelöst. 1 g Siliciumdioxid wird in 10 ml der Lösung des Polymers (oder Copolymers) suspendiert. Die Mischung wird homogeni siert und entgast durch 5-minütiges Rühren mit einem Ul traschallrührer, dann wird die Suspension 4 h lang bei Um gebungstemperatur gerührt.Porous silica, for example Nucleosil of the company MACHEREI-NAGEL with a granulometry of 10 μm and egg The pore diameter of 30 nm is kept under vacuum for 12 hours dried at 150 ° C. The polymer (or copolymer) is in Dichloromethane dissolved in a concentration of 5 wt .-%. 1 g of silica is dissolved in 10 ml of the solution of the polymer (or copolymer) is suspended. The mixture becomes homogeneous Siert and degassed by stirring for 5 minutes with a UI traschallrührer, then the suspension for 4 h at Um stirred ambient temperature.
Das imprägnierte Siliciumdioxid wird über regenerierte Cellulosemembranen in einer Filtrationszelle unter Stick stoff filtriert; das Produkt wird dann wieder suspendiert und mit Dichlormethan gewaschen. Das Siliciumdioxid wird anschließend unter Vakuum bei Umgebungstemperatur getrock net und in einer inerten Atmosphäre aufbewahrt. The impregnated silica is regenerated via Cellulose membranes in a filtration cell under stick fabric is filtered; the product is then resuspended and washed with dichloromethane. The silica becomes then dried under vacuum at ambient temperature kept in an inert atmosphere.
Die Abscheidung von Polymeren kann festgestellt werden durch Infrarotspektroskopie, die mit imprägnierten Silici umdioxid-Kugeln durchgeführt wird und man beobachtet das Auftreten der Schwingungsbanden C=O bei 1770 cm-1, die dem VCF entsprechen.The deposition of polymers can be detected by infrared spectroscopy performed on impregnated silica spheres and the appearance of the vibrational bands C = O at 1770 cm -1 corresponding to the VCF is observed.
Die Menge des Polymers oder Copolymers wird durch Elemen taranalyse bestimmt. Die Ergebnisse sind die folgenden:The amount of the polymer or copolymer is determined by elements determined by tar analysis. The results are the following:
Das N-Hydroxysuccinimid (NHS) wird in Dimethylformamid (DMF) in einer Konzentration von 0,52 Mol/l gelöst.The N-hydroxysuccinimide (NHS) is dissolved in dimethylformamide (DMF) dissolved in a concentration of 0.52 mol / l.
Diese Lösung wird auf eine Suspension von (nach dem vor stehend beschriebenen Verfahren) umhülltem Siliciumdioxid in Dichlormethan gegossen. Die Suspension enthält 20 g Si liciumdioxid pro Liter Lösungsmittel. Man gießt einen Überschuß von 3 Mol NHS auf 1 Chloroformiat-Einheit und gibt gleichzeitig eine Lösung von Pyridin in Dichlormethan (0,33 Mol/l) zu, bis eine Menge von 1,3 Mol Pyridin pro Mol NHS vorliegt. Die Temperatur wird bei 0°C gehalten und alle 10 min wird vorsichtig gerührt. Das Siliciumdio xid wird anschließend abfiltriert, mit einem Dichlorme than/DMF (50/50, bezogen auf das Volumen)-Gemisch und mit reinem Dichlormethan gespült, dann wird das Produkt unter Vakuum bei Umgebungstemperatur getrocknet. This solution is applied to a suspension of (after Stated method described) coated silica poured into dichloromethane. The suspension contains 20 g of Si licium dioxide per liter of solvent. You pour one Excess of 3 moles of NHS to 1 chloroformate unit and simultaneously gives a solution of pyridine in dichloromethane (0.33 mol / L) until an amount of 1.3 moles of pyridine per Mol NHS is present. The temperature is kept at 0 ° C and stir gently every 10 minutes. The silicon dioxide xid is then filtered off, with a dichloromethane than / DMF (50/50 by volume) mixture and with rinsed with pure dichloromethane, then the product is Vacuum dried at ambient temperature.
Die Elementaranalyse zeigt einen Umwandlungsgrad der Chlo roformiatfunktionen von 95 % an. Die spektroskopische In frarot-Analyse zeigt das Auftreten der C=O-Carbamat-Bande bei 1744 cm-1.The elemental analysis indicates a degree of conversion of the chloroformate functions of 95%. The spectroscopic infrared analysis shows the appearance of the C = O carbamate band at 1744 cm -1 .
Eine Chromatographie-Säule mit einer Länge von 5 cm und einem Innendurchmesser von 4 mm wird mit dem Siliciumdio xid, das nach dem im obigen Beispiel 5 beschriebenen Ver fahren modifiziert worden ist, gefüllt.A chromatography column with a length of 5 cm and an inner diameter of 4 mm is with the Siliziumdio xid obtained by the method described in Example 5 above drive has been modified, filled.
Man läßt eine wäßrige Lösung der Aminomethansulfonsäure (AMS) (NH2-CH2SO3Na) mit einer Konzentration von 0,1 M, die mit einem 0,67 M Phosphatpuffer bei pH 7,4 äquilibriert worden ist, kontinuierlich durch die Säule laufen. Die op tische Dichte bei 260 nm wird bestimmt und sie zeigt die Freisetzung der NHS an, die aufhört, wenn die Reaktion beendet ist. Dieser Versuch erlaubt die Berechnung der Menge an freigesetztem NHS, die 7,5 · 10-5 Mol beträgt.An aqueous solution of aminomethanesulfonic acid (AMS) (NH 2 -CH 2 SO 3 Na) is allowed to pass through the column at a concentration of 0.1 M which has been equilibrated with a 0.67 M phosphate buffer at pH 7.4 to run. The optical density at 260 nm is determined and it indicates the release of the NHS, which ceases when the reaction is complete. This experiment allows the calculation of the amount of released NHS which is 7.5 x 10 -5 moles.
Zum Vergleich zeigt das Hindurchlaufenlassen einer Lösung bei pH 7,4, die frei von AMS ist, daß die Freisetzung des NHS nach einem viel langsameren Verfahren abläuft als im obengenannten Fall.For comparison, passing a solution shows at pH 7.4, which is free of AMS, that the release of the NHS proceeds after a much slower procedure than in the above case.
Die Messung der Ionenkapazität der Säule mit daran fixier tem AMS wurde durchgeführt durch Frontalanalyse einer Py ridinlösung, die mit Citronensäure auf pH 3 gebracht wurde. Die Kapazität betrug, wie gefunden wurde, 5 · 10-5 Äq/g. The measurement of the ionic capacity of the column with AMS fixed thereto was carried out by frontal analysis of a pyridine solution brought to pH 3 with citric acid. The capacity was found to be 5 x 10 -5 eq / g.
Der nach dem Verfahren des obigen Beispiels 6 modifizierte Träger enthält Sulfonatfunktionen, die Kationenaustau scherzentren darstellen. Dieses Material kann für die Trennung von Proteinen nach einem Ionenaustauschverfahren verwendet werden.The modified according to the method of Example 6 above Carrier contains sulfonate functions, the cation exchange represent centers of excellence. This material may be for the Separation of proteins by an ion exchange method be used.
Die Fig. 1 zeigt das Beispiel der Trennung von zwei Proteinen (α-Chymotrypsinogen und Lysozym), die positiv geladen sind, die bei pH 3 eluiert wurden durch portions weise Zugabe einer Lösung von NaCl mit einer Konzentration 1 M in einer Säule mit einer Länge von 5 cm und einem Innendurchmesser von 4,2 mm (Injektion von Proteinen: 0,67 g/l; 50 μl; 10 mM Citrat-Puffer) die den Träger des obi gen Beispiels 6 enthielt. Figure 1 shows the example of the separation of two proteins (α-chymotrypsinogen and lysozyme) positively charged eluted at pH 3 by adding in portions a solution of NaCl of 1 M concentration in a column of length of 5 cm and an inner diameter of 4.2 mm (injection of proteins: 0.67 g / l, 50 μl, 10 mM citrate buffer) containing the carrier of Example 6 above.
Das Chromatogramm zeigt, daß das α-Chymotrypsinogen (1) und das Lysozym vollständig voneinander getrennt sind (Fig. 1).The chromatogram shows that the α-chymotrypsinogen (1) and lysozyme are completely separated ( Figure 1).
Der im Beispiel 5 beschriebene modifizierte Träger, der NHS-Carbonat-Funktionen trägt, wird wie im vorhergehenden Falle in eine Chromatographie-Säule eingeführt (Höhe 8 cm; Durchmesser 4,2 mm).The modified carrier described in Example 5, the NHS carbonate functions will be as above Trap introduced into a chromatography column (height 8 cm; Diameter 4.2 mm).
Eine wäßrige Albuminlösung (Konzentration < 2 g/l) mit einem pH-Wert von 7,4 (0,67 M Phosphat-Puffer) wird durch die Säule laufen gelassen. An aqueous albumin solution (concentration <2 g / l) with a pH of 7.4 (0.67 M phosphate buffer) is determined by the Pillar run.
Die Fluoreszenz (λ ex = 287 nm, λ em = 328 nm) des Abstroms wird ermittelt und erlaubt die Bestimmung der von der Säule fixierten Albuminmenge durch Frontalanalyse; man findet eine Menge von 5 mg/g Träger.The fluorescence (λ ex = 287 nm, λ em = 328 nm) of the effluent is determined and allows the determination of the Column fixed amount of albumin by frontal analysis; you finds a lot of 5 mg / g carrier.
Um die Anwesenheit des an dem Träger fixierten Albumins nachzuweisen, wird eine Verbindung wie Warfarin, mit einer Affinität für dieses Protein injiziert. Nach der Injektion der Verbindung in unterschiedlichen Konzentrationen sind die erhaltenen Chromatogramme charakteristisch für eine Affinität des Wafarins für Albumin. Ähnliche Versuche, die mit einem Träger durchgeführt werden, der mit einem der oben beschriebenen Polymeren imprägniert war, das jedoch frei von Albumin war, zeigen keine Affinität des Trägers gegenüber dem Warfarin-Molekül.To the presence of the fixed on the carrier albumin Demonstrate a connection like warfarin, with a Affinity injected for this protein. After the injection of the compound in different concentrations the chromatograms obtained are characteristic of one Affinity of Wafarin for Albumin. Similar experiments, the be carried out with a carrier using one of impregnated polymer described above, however was free of albumin, show no affinity of the carrier towards the warfarin molecule.
Ein Copolymer, enthaltend Aminobenzamidin-Einheiten, wird hergestellt, indem man ein VCF/VP (50/50, Molverhältnis)- Copolymer, wie es vorstehend beschrieben ist, mit Amino benzamidin (spezifischer Ligand der Serin-Proteasen) rea gieren läßtA copolymer containing aminobenzamidine units becomes prepared by adding a VCF / VP (50/50, molar ratio) - Copolymer as described above with amino benzamidine (specific ligand of serine proteases) rea let it ferment
nach dem folgenden Verfahren:according to the following procedure:
- - 3,9 g Aminobenzamidin werden in 200 ml Dimethylformamid (DMF) gelöst, dem 8 ml Triethylamin (TEA) zugegeben wer den.- 3.9 g of aminobenzamidine are dissolved in 200 ml of dimethylformamide Dissolved (DMF), the 8 ml of triethylamine (TEA) added who the.
- - 1 g Siliciumdioxid, das von einem Copolymer umhüllt ist, welches Chloroformiate-Einheiten enthält, hergestellt wie in dem obigen Beispiel 4, wird in die obige Lösung ein geführt. Die Reaktion wird 20 h lang bei Umgebungstempera tur durchgeführt.1 g of silica coated with a copolymer, which contains chloroformate units, prepared as in Example 4 above, enters the above solution guided. The reaction is carried out at ambient temperature for 20 h performed.
Der Feststoff wird dann abfiltriert, dann mit DMF und da nach mit einem 50/50 (Volumenverhältnis)-Gemisch von DMF und Dichlormethan, anschließend mit reinem Dichlormethan gespült und schließlich getrocknet. Die Bestimmung der Menge an Benzamidin-Einheiten erfolgt durch Frontalanalyse einer Natriumnitratlösung. Die Zunahme der optischen Dichte bei 280 nm nach dem Hindurchlaufenlassen eines be stimmten Lösungsvolumens erlaubt die Berechnung der Menge an ursprünglichen Amidin-Zentren. Die Anzahl der fixierten Benzamidin-Einheiten wurde so gefunden zu 3,7 · 10-5 Ein heiten/g Siliciumdioxid.The solid is then filtered off, then rinsed with DMF and then with a 50/50 (volume ratio) mixture of DMF and dichloromethane, then rinsed with pure dichloromethane and finally dried. The determination of the amount of benzamidine units is carried out by frontal analysis of a sodium nitrate solution. The increase in optical density at 280 nm after passing a certain volume of solution allows the calculation of the amount of original amidine centers. The number of fixed benzamidine units was thus found to be 3.7 x 10 -5 units / g of silica.
Der obige Träger wurde verwendet zur Reinigung einer Tryp sin-Probe. Ein Volumen von 1 ml Trypsin-Lösung, die be reits gereinigt worden ist (T8128 Sigman 45IU pro mg Pro tein), die eine Proteinmenge von 1,12 mg enthält, wird auf den Träger aufgegeben, der mit einer 10 mM Phosphatpufferlösung bei pH 7,4 (Eluant A) eluiert wird.The above carrier was used to purify a Tryp sin sample. A volume of 1 ml of trypsin solution, the be has been cleaned (T8128 Sigman 45IU per mg Pro tein), which contains a protein amount of 1.12 mg, becomes abandoned the vehicle, with a 10 mM Phosphate buffer solution at pH 7.4 (Eluant A) is eluted.
Nach der Elution einer Fraktion der injizierten Proteine in Form eines nicht beibehaltenen Peaks wird eine Glycin- Pufferlösung (50 mM, pH 2,8, NaCl 50 mM) kontinuierlich auf eine Säule aufgegeben (Eluant B). Beide Peaks, die dem ursprünglich fixierten Trypsin entsprechen, treten auf. Nur der zweite Peak zeigt eine enzymatische Aktivität an (Fig. 2) und er enthält 0,46 g Protein.After elution of a fraction of the injected proteins in the form of a non-retained peak, a glycine buffer solution (50 mM, pH 2.8, NaCl 50 mM) is continuously applied to a column (Eluant B). Both peaks corresponding to the originally fixed trypsin occur. Only the second peak indicates enzymatic activity ( Figure 2) and contains 0.46 g of protein.
Die genaue Messung der enzymatischen Aktivität zeigt einen Grad der Reinigung von 4 (165 I.U. pro mg Protein). Die Untersuchung des Einflusses eines Konkurrenten zu dem Li ganden auf das Trypsin wurde durchgeführt unter Erstellung von Chromatogrammen, die der Injektion des eluierten Trypsins entsprachen, mit einer L-Argininlösung in unter schiedlichen Konzentrationen. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen die Verminderung des Retentionsvolumens des Trypsins mit einer zunehmenden Konzentration an L-Arginin, was die Affinität des Proteins gegenüber dem Träger be weist.The exact measurement of enzymatic activity shows one Degree of purification of 4 (165 I.U. per mg protein). The Investigation of the influence of a competitor to the Li The trypsin was performed under preparation of chromatograms that eluted the injection of the Trypsin corresponded with an L-arginine solution in under different concentrations. The results obtained show the reduction of the retention volume of the Trypsin with an increasing concentration of L-arginine, what the affinity of the protein to the carrier be has.
In der Fig. 2 entspricht die Kurve in durchgezogenen Li nien der Injektion von 1 ml reinem Trypsin und die Kurve in punktierten Linien entspricht der Messung der enzymati schen Aktivität des Trypsins.In Fig. 2, the curve in solid lines corresponds to the injection of 1 ml of pure trypsin and the curve in dotted lines corresponds to the measurement of enzymatic activity of trypsin.
Claims (9)
X ein Halogenatom wie Chlor, oder eine abspaltbare Gruppe, wie einen Succinimido-, Phenol-, Imidazol- oder Thiosulfat-Rest, und
n eine ganze Zahl zwischen 10 und 10 000.2. Vehicle according to claim 1, characterized in that the polymer or copolymer contains the repeating unit of the following general formula: in which mean:
X is a halogen atom such as chlorine, or a leaving group such as succinimido, phenol, imidazole or thiosulfate, and
n is an integer between 10 and 10 000.
R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und
R2 eine hydrophile Gruppe, die trägt eine oder mehr Ester-, Amid-, Carbamat-, Epoxy-, Imidazol-Funktionen oder einen Silanolrest der Formel SiY3, worin Y für ein Halogenatom oder ein Wasserstoffatom steht, oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Acetoxy- oder Phenoxygruppe.4. A carrier according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the copolymer is obtained from a copolymerizable monomer of the formula CH 2 = CHR 1 R 2 wherein
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and
R 2 is a hydrophilic group bearing one or more ester, amide, carbamate, epoxy, imidazole functions or a silanol radical of the formula SiY 3 , wherein Y is a halogen atom or a hydrogen atom, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or an acetoxy or phenoxy group.
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