DE60015137T2

DE60015137T2 - Mit material gefülllte geschäumte substanz

Info

Publication number: DE60015137T2
Application number: DE60015137T
Authority: DE
Inventors: Hans Berg; Mats Carlsson
Original assignee: Amersham Bioscience AB
Current assignee: Cytiva Sweden AB
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2020-05-09
Also published as: ATE279978T1; SE9901825D0; WO2000071245A1; CA2374577A1; DE60015137D1; ES2231188T3; JP2003524403A; EP1200186B1; US6635174B1; EP1200186A1; AU4562800A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Art von Trägermatrizes und die Verwendung der Trägermatrizes in Trennverfahren, Zellkultivierung, Festphasensynthese von organischen Molekülen und in katalytischen Reaktionen (wie Enzymreaktionen) und andere Verwendungen, in denen poröse Trägermatrizes verwendet werden.
Hintergrundtechnologie
In der Chromatographie fließt eine Flüssigkeitsströmung mit Bestandteilen, die aus der Flüssigkeit entfernt werden sollen, durch ein Trennmedium. Die Bestandteile unterscheiden sich typischerweise in ihren Wechselwirkungen mit dem Trennmedium, was zu einem unterschiedlichen Rückhalt führt. Die Bestandteile werden mindestens teilweise voneinander getrennt. Die Wirksamkeit des Trennmediums wird unter anderem von dem Oberflächenbereich abhängen, der für den gelösten Stoff zur Verfügung steht.
Es besteht ein allgemeiner Wunsch, den zur Verfügung stehenden Oberflächenbereich, der in direktem Kontakt mit der durchfließenden Flüssigkeit steht, zu vergrößern. Im Falle, dass die Flüssigkeit wässrig ist und die Trennmedien auf einem hydrophoben Material basieren, wurde beispielsweise eine hydrophile Beschichtung bereitgestellt. Verschiedene Dicken wurden vorgeschlagen, von monomolekularen und dickeren Schichten, die den Durchfluss in der Mitte der Poren erlauben (jeweils EP 221,046 und WO 9719347) bis zu dem vollständigen Auffüllen der Durchflussporen ( EP 288,310 ).
Unter dem Begriff "durchströmendes Medium" wird verstanden, dass die Flüssigkeit einen konvektiven Massentransport bereitstellt. Oberflächen, die von dem durchströmenden Medium erreicht werden, werden deshalb als "konvektive Oberflächen" bezeichnet. Analog dazu werden Poren/Porensysteme, die von dem durchströmenden Medium erreicht werden, als "konvektive Porensysteme" bezeichnet (zum Beispiel Porensystem 1, das unten beschrieben ist). Die Porengrößen von konvektiven Porensystemen betragen typischerweise ≥ 0,1 μm, wie ≥ 0,5 μm, worunter verstanden wird, dass ein Teilchen mit 0,1 μm bzw. ≥ 0,5 μm im Durchmesser in der Lage ist durchzufließen. Im Falle, dass das Medium in Form von einem Bett gepackter Kügelchen vorliegt, liegt das Verhältnis zwischen den konvektiven Porengrößen und dem Durchmesser der Kügelchen typischerweise in dem Intervall 0,01 – 0,3, vorzugsweise 0,05 – 0,2. Poren mit Größen ≥ 0,1 μm, wie ≥ 0,5 μm, werden häufig als Makroporen bezeichnet.
Trennmedien können auch Porensysteme aufweisen, die nur durch Diffusion von Flüssigkeit und/oder von Bestandteilen, die in der Flüssigkeit vorliegen, erreicht werden können (Diffusionsmassentransport) ("Diffusionsporensystem", zum Beispiel Porensystem 2, das unten beschrieben ist, wenn es mikroporös ist). Diffusionsporensysteme sind dadurch gekennzeichnet, dass sie Öffnungen in das konvektive Porensystem aufweisen, die nicht groß genug sind, dass die Flüssigkeitsströmung durchfließen kann. Diese Öffnungen des Porensystems 2 sind typischerweise derart, dass nur Teilchen mit Durchmessern ≤ 0,5 μm, wie ≤ 0,1 μm durchfließen können. Poren mit Größen ≤ 0,5 μm, wie ≤ 0,1 μm, werden häufig als Mikroporen bezeichnet.
Die Zahlen für Porengrößen, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung angegeben werden, beziehen sich auf Werte, die durch SEM oder ESEM (jeweils Scanning-Elektronenmikroskopie und Environmental-Scanning-Elektronenmikroskopie) und/oder durch SEC (Größenausschluss-Chromatographie), die zum Beispiel Polystyrene und Dextrane verwenden, erhalten wurden. Siehe Hagel, "Pore Size Distribution" in "Aqueous Size-Exclusion Chromatography" Elsevier Science Publisher B.V., Amsterdam, Niederlande (1988) 119–155.
Die Ziele der Erfindung

– Ein erstes Ziel ist es, die Gesamtkapazität von makroporösen Matrizes zu steigern.
– Ein zweites Ziel ist es, die Durchbruch-Kapazität von Matrizes mit Makroporen, die mit Trennmedien aufgefüllt sind, zu steigern.

Gesamtkapazität und Durchbruch-Kapazität beziehen sich auf die Fähigkeit der Matrizes mit einer Substanz wechselzuwirken, die in einer Flüssigkeit anwesend ist, die durch die Matrizes fließt. Die Wechselwirkung kann sich auf die Affinitätsbindung zwischen der Substanz und einer Ligandenstruktur mit Affinität für die Substanz und die auf der Trägermatrix anwesend ist, beziehen. Die Wechselwirkung kann auch eine sterisch beschränkte Permeation aufgrund der Größe und Form der Substanz sein.
Die Erfindung
Es wurde jetzt erkannt, dass diese Ziele erreicht werden können, falls die Makroporen einer Grundmatrix ein Innenmaterial umfassen, das ein freies Volumen zwischen dem Innenmaterial und den Porenwänden der Makroporen zurücklässt.
Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine Trägermatrix umfassend a) eine vorzugsweise polymere Grundmatrix mit Makroporen (Porensystem 1) und b) ein in den Makroporen, möglicherweise poröses (Porensystem 2) enthaltenes Innenmaterial. Das kennzeichnende Merkmal der Matrix ist ein kontinuierliches freies Volumen zwischen dem Innenmaterial und den inneren Porenwänden der Makroporen. Die Trägermatrizes können in einem gepackten oder verflüssigten Bettformat oder in der Form eines monolithischen Pfropfens vorliegen. In den bevorzugten Varianten erlaubt das kontinuierliche freie Volumen eine Flüssigkeitsströmung durch die Matrix, vorzugsweise zwischen zwei gegenüberliegenden Enden der Matrix. Die Dimensionen des kontinuierlichen freien Volumens sind typischerweise derart ausgewählt, dass mindestens 1 %, wie mindestens 4 % der Flüssigkeit durch die Matrix in dem kontinuierlichen freien Volumen durchfließen können. Für eine Matrix in Form eines monolithischen Pfropfens bedeutet dies, dass 100 % der Flüssigkeit durch die Matrix fließt.
Porensysteme
Die Größen der Makroporen einer leeren Grundmatrix ohne Innenmaterial liegen typischerweise in dem Intervall 0,1 – 1000 μm, wie 0,5 – 1000 μm, vorzugsweise 1 – 100 μm (Porensystem 1). Die Grundmatrix kann auch einen Satz von kleineren Poren (Porensystem 3) mit Poren im Intervall von 10 Å – 0,5 μm, wie 10 Å – 0,1 μm aufweisen.
Die obere Grenze der Porengrößen (Porensystem 2) hängt von den Porengrößen des Porensystems 1 ab. Im Falle, dass die Poren des Porensystems 1 ausreichend groß sind, kann das Porensystem 2 Innenmaterial enthalten, das makroporös sein kann oder auch nicht (Porensystem 4). Das Porensystem 2 ist in den bevorzugten Varianten mikroporös, d.h. seine Porengrößen betragen ≤ 0,5 μm, wie ≤ 0,1 μm. Falls die Porensysteme 2 und 4 makroporös sind, können sie als ein Teil von Porensystem 1 erachtet werden.
Das freie Volumen, das in den erfindungsgemäßen Matrizes anwesend ist, wird den konvektiven Oberflächenbereich vergrößern. Dies wird schnelleren Massentransport und gesteigerte Durchbruch-Kapazität für Wechselwirkungen mit gelösten Stoffen in einer durchströmenden Flüssigkeit bedeuten. Der konvektive Oberflächenbereich einer erfindungsgemäßen Matrix wird typischerweise mindestens 25 %, wie mindestens 50 % oder mindestens 75 % größer als die konvektive Oberfläche des Grundmaterials ohne Innenmaterial sein.
Die bevorzugten Porensysteme bestehen aus einem dreidimensionalen Netzwerk von Poren, dieses Netzwerk umfasst eine Vielzahl von Poren, Porenverzweigungen, Porengabe lungen etc., und in den bevorzugten Varianten auch Hohlräume, die über die Poren miteinander in Verbindung stehen. Dies betrifft Makroporensysteme, einschließlich konvektiver Porensystemen, ebenso wie Mikroporensysteme.
In den bevorzugten Grundmatrizes ist das Porensystem aus Hohlräumen in der Form von Teilchen mit verbindenden Poren zwischen den Teilchen aufgebaut. Die Durchmesser der Teilchen können zwischen 1 μm – 100 μm, wie 1 μm – 25 μm liegen. Die Durchmesser der Verbindungsporen sind normalerweise ungefähr 1/10 – 1/3 des Durchmessers der Teilchen, zum Beispiel zwischen 0,1 μm – 10 μm, wie 0,5 μm – 10 μm. Falls die Matrizes in der Form von Kügelchen/Teilchen vorliegen, besitzen die Hohlräume typischerweise Durchmesser von < 1/9 des Durchmessers des Teilchens.
In einigen bevorzugten Varianten besitzt das Innenmaterial eine Größe und/oder Form, die es ihm verbietet, die Grundmatrix zu verlassen, d.h. es ist ein sogenanntes "eingesperrtes Innenmaterial".
Grundmatrizes
Grundmatrizes mit Porensystemen, die aus sphärischen Hohlräumen mit Verbindungsporen zwischen den Hohlräumen aufgebaut sind, sind einfach aus dem Stand der Technik erhältlich. Siehe zum Beispiel US 5,833,861 (PerSeptive Biosystems), EP 288,310 (Unilever), EP 68310 (Unilever), WO 9719347 (Amersham Pharmacia Biotech AB), US 5,334,310 (Cornell Research Foundation), WO 9319115 (Amersham Pharmacia Biotech AB) etc.
Die Grundmatrizes können prinzipiell auf Materialien beruhen, die in dem Feld per se für die Herstellung von chromatographischen Adsorptionsmitteln in Form von monolithischen Pfropfen oder Teilchen bekannt sind. So kann der Hauptbestandteil der Grundmatrix auf organischen Polymeren, wie natürlichen Polymeren (sogenannte Biopolymere) und synthetischen Polymeren und anorganischem Material beruhen. Das Innenmaterial beruht vorwiegend auf organischen Polymeren, die natürlich oder synthetisch sein können.
Darstellende Beispiele von Biopolymeren sind Polysaccharide, wie Dextran, Agarose, Cellulose, Carageenan, Alginat, Pullulan und Stärke, einschließlich auch chemisch modifizierter Formen. Makroporöse Formen von Polysacchariden werden am besten gemäß dem Verfahren erhalten, das in der WO 9319115 (Amersham Pharmacia Biotech AB) beschrieben ist, d.h. zunächst wird eine Wasserlösung mit dem Polysaccharidmaterial hergestellt, die anschließend in einer organischen Flüssigkeit, die mit Wasser nicht misch bar ist, suspendiert wird, um eine Emulsion zu bilden, die nach dem Abkühlen einen makroporösen Block ergibt. Das Verfahren kann modifiziert werden, um makroporöse Kügelchen zu erhalten. Makroporöse Polysaccharidmatrizes werden normalerweise sowohl ein, Makroporensystem (Porensystem 1) und ein Mikroporensystem (Porensystem 3) enthalten. Die Porengröße des Makroporensystems kann durch Variieren der relativen Menge der organischen Flüssigkeit und durch geeignete Auswahl des Emulgators während der Herstellung der Grundmatrix kontrolliert werden. Die Porengrößen des Mikroporensystems können durch Variieren der Konzentration des Polysaccharids in der wässrigen Ausgangslösung kontrolliert werden. Die Matrizes können durch Vernetzung stabilisiert werden, zum Beispiel durch die Verwendung von Reagenzien, die bifunktional mit Hydroxylgruppen reagieren. Bisepoxide, Epihalohydrine, etc. sind typische Vernetzungsmittel.
Synthetische Polymere werden am besten durch sogenannte Vinylpolymere dargestellt, d.h. Polymere, die durch Polymerisation von Verbindungen erhältlich sind, die eine oder mehrere polymerisierbare Alkengruppen, wie in Vinylbenzenen, Acryl/Methacrylsäurederivaten (Säuren, Amiden, Nitrilestern, etc.), aufweisen. Die Bildung von Grundmatrix in Form von Teilchen kann in o/w-Emulsionen oder Suspensionen stattfinden, zum Beispiel durch Polymerisation mit dem Monomer, das anfänglich in der Ölphase vorliegt. Durch Verwenden von Blockpolymerisation können monolithische Pfropfenmatrizes erhalten werden. Durch Einschließen einer organischen Flüssigkeit (Porogen), in der die Monomere aber nicht das Polymer löslich sind, werden Grundmatrizes mit verschiedenen Arten von Porenstrukturen erreicht.
Das Grundmaterial kann auch aus anderen synthetischen Polymeren zusammengesetzt sein, zum Beispiel Kondensationspolymeren, in denen die Monomere aus Verbindungen ausgewählt sind, die zwei oder mehr Gruppen zeigen, die ausgewählt sind unter Amino, Hydroxy, Carboxy etc. Gruppen. Besonders hervorgehobene Monomere sind Polyaminomonomere, Polycarboxymonomere (einschließlich analog reaktiven Haliden, Estern und Anhydriden), Polyhydroxymonomeren, Aminocarboxymonomeren, Aminohydroxymonomeren und Hydroxycarboxymonomeren, in denen Poly für zwei, drei oder mehr der funktionalen Gruppe, auf die Bezug genommen wird, steht. Verbindungen mit einer funktionalen Gruppe, die zweifach reaktiv ist, zum Beispiel Carbonsäure oder Formaldehyd, sind in funktionale Verbindungen eineeschlossen. Die betrachteten Polymere sind typischerweise Polycarbonate, Polyamide, Polyamine, Polyether, etc.
Beispiele anorganischer Materialien, die in makroporösen Formen in Grundmatrizes nützlich sein können, sind Silica, Zirkoniumoxid, Graphit, Tantaloxid, etc.
Bevorzugte Matrizes weisen keine Gruppen auf, die gegenüber Hydrolyse instabil sind, wie Silan, Ester, Amidgruppen und Gruppen, die in Silica als solcher anwesend sind.
Der bevorzugte Typ der Grundmatrix ist erhältlich durch Polymerisieren von Vinylmonomeren des oben genannten Typs in einer Emulsion mit hoher innerer Phase (HIPE), die eine Makroporenstruktur mit offenen zwischenverbundenen sphärischen Hohlräumen des oben beschriebenen Typs ergibt. Siehe beispielsweise EP 288,310 (Unilever), EP 68,310 (Unilever), WO 9719347 (Amersham Pharmacia Biotech AB) und US 5,200,433 . Dieses Verfahren wurde kürzlich auf w/o/w-Emulsionen ausgeweitet, in denen die innere w/o-Emulsion in Form von Tropfen vorliegt, die eine HIPE enthalten. Siehe zum Beispiel WO 9531485, die kugelförmige Formen dieses Typs von Matrizes beschreibt. Durch Einschließen eines flüssigen Porogens wird ein Mikroporensystem (Porensystem 3) zusätzlich zu dem Makroporensystem mit sphärischen Hohlräumen gebildet. Siehe hierzu unter der Überschrift "Porensysteme".
In einigen Varianten kann die Grundmatrix aus einer Vielzahl von kleinen Teilchen bestehen, die unlösbar aneinander heften, um Agglomerate zu bilden. Die Spalten zwischen den kleinen Teilchen definieren die Porensysteme. Diese Varianten können in der Form von größeren Teilchen (zum Beispiel Kügelchen) oder monolithischen Pfropfen vorliegen.
Die Oberflächen der Grundmatrix (zum Beispiel des Porensystems 1), die den direkten Kontakt mit einer durchfließenden Flüssigkeit vermitteln, können hydrophob oder hydrophil sein. Unter einer hydrophilen Oberfläche wird verstanden, dass die Oberfläche eine Vielzahl von polaren Gruppen aufweist, die einen Sauerstoff oder einen Stickstoff (hydrophile Gruppen) enthalten. Geeignete polare Gruppen sind Hydroxy (Alkohol und Phenol), Carboxy (-COOH/-COO), Ester, Amide, Ether (so wie in Polyoxyethylen) etc. Unter dem Begriff hydrophob wird verstanden, dass nur wenige oder keine der oben genannten hydrophilen Gruppen anwesend ist. In dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung weisen deutlich hervortretende hydrophile Oberflächen einen Wasserkontaktwinkel < 30° auf.
Eine Grundmatrix mit hydrophoben Oberflächen kann einfach nach per se bekannten Techniken hydrophilisiert werden. Analog dazu können hydrophile Oberflächen hydrophobisiert werden. Deutlich hervortretende hydrophobe Oberflächen weisen einen Wasserkontaktwinkel > 50° auf.
Innenmaterial
Das Innenmaterial ist typischerweise ein polymeres Material, das vorzugsweise porös ist (Porensystem 2).
Das Innenmaterial ist primär an Makroporen in der Grundmatrix angeordnet, in denen die Makroporen ausreichende Größen aufweisen, um ein kontinuierliches freies Volumen wie oben definiert bereitzustellen. Ein Anteil des Innenmaterials kann an größeren Mikroporen oder an Makroporen angeordnet sein, die nicht die ausreichende Größe aufweisen, um ein kontinuierliches freies Volumen bereitzustellen.
Das Innenmaterial kann prinzipiell auf derselben Art von Materialien wie die Grundmatrix beruhen. Siehe oben.
Die Porengrößenverteilung des Porensystems 2 kann während der Bildung des Materials nach denselben Regeln kontrolliert werden, die für chromatographische Matrizes verwendet werden.
Ein bevorzugtes Innenmaterial basiert auf Polysacchariden.
Das Innenmaterial wird typischerweise innerhalb der Makroporen der Grundmatrix gebildet. Ein Verfahren hierfür umfasst die Schritte:

i) Füllen der Makroporen mit einer löslichen Form des Innenmaterials,
ii) Umwandeln der löslichen Form innerhalb der Makroporen in eine unlösliche Form,
iii) Schrumpfen der unlöslichen Form und
iv) irreversibles Stabilisieren des Materials in seiner geschrumpften Form.

Dieses Verfahren wird am besten mit Polyhydroxypolymeren, wie Polysacchariden, dargestellt. Wässrige Lösungen können aus den meisten Polysacchariden hergestellt werden, entweder in einer natürlichen Form oder in einer geeigneten abgeleiteten Form. Die wässrigen Lösungen von Polyhydroxypolymeren werden häufig einfach in Gele umgewandelt, wie im Stand der Technik bekannt ist, entweder durch Absenken der Temperatur oder durch chemische Derivatisierung, zum Beispiel durch Vernetzung. Von Agarose ist zum Beispiel bekannt, dass sie in warmem Wasser löslich ist, aber ihre Lösungen gelieren, wenn die Temperatur abgesenkt wird. Genauso ist Dextran hochlöslich in Wasser, aber wenn es vernetzt ist, wird es ein Gel bilden. Die Gelbildung, wie oben beschrieben, in einem Makroporensystem wird helfen, das Polysaccharid innerhalb des Porensystems zu halten. Es ist bekannt, dass diese Art von Gelen zum Schrumpfen gezwungen werden können. Das Schrumpfen eines Gels, das in einem Makroporensystem angeordnet ist, wird deshalb ein kontinuierliches freies Volumen des oben definierten Typs ergeben. Geeignet substituierte Agarose in Gelform wird zum Beispiel nach Vernetzung unter den geeigneten Bedingungen schrumpfen. Die Vernetzung führt gleichzeitig zu einer irreversibel stabilisierten geometrischen Form. Siehe zum Beispiel WO 9738018 (Seite 7, Ende des 3. Absatzes). Genau wird ein vernetztes Dextrangel, das in Wasser gequollen ist, schrumpfen, falls das Wasser durch eine weniger polare Flüssigkeit, wie Methanol ersetzt wird. Nach der Vernetzung, zum Beispiel mit Bisepoxid oder Epihalohydrin, wird die geschrumpfte Form des Dextrangels irreversibel stabilisiert werden.
Das allgemeine Prinzip, das in dem vorhergehenden Absatz beschrieben wurde, gilt für lösliche Formen von anderen Polymeren, vorausgesetzt, dass die löslichen Formen in eine unlösliche Form transformiert (geschrumpft) werden können, die weniger Volumen besetzt und dass die geschrumpfte Form irreversibel in diesem Volumen stabilisiert werden kann. Der Raum zwischen dem Innenmaterial und den Innenwänden der Makroporen soll dergestalt sein, dass es ein kontinuierliches freies Volumen gibt, das vorzugsweise die Flüssigkeitsströmung durch die Matrix erlaubt. Falls eine lösliche Form des Polymers befeuchten kann, können andere Flüssigkeiten verwendet werden. Die löslichen Formen, auf die Bezug genommen wurde, schließen auch Monomere ein, die in der Lage sind an das Innenmaterial zu polymerisieren.
Eine erste Alternative für die Schritte (ii) – (iv) oben umfasst das im Wesentlichen gleichzeitige Durchführen dieser Schritte. Eine zweite Alternative für die Schritte (ii) – (iv) umfasst Schritt (ii) gefolgt von dem Durchführen der Schritte (iii) und (iv) im Wesentlichen gleichzeitig. Eine dritte Alternative für die Schritte (ii) – (iv) umfasst Durchlaufen der Sequenz Schritt für Schritt. Die Wahl der Alternative wird von der ausgangslöslichen Form abhängen und kann bestimmt werden, wie in dem experimentellen Teil beschrieben.
Typische Verfahren zum Umwandeln einer löslichen Form in eine unlösliche Form (Schritt (ii)) umfasst Absenken der Temperatur, chemische Derivatisierung, zum Beispiel Vernetzung, oder Lösungsmittel-/Flüssigkeitsaustausch. Typische Verfahren zum Schrumpfen (Schritt (iv)) umfassen Vernetzen, Änderung der Ionenstärke oder Austausch von Flüssigkeiten. Für Polymere mit einer Vielzahl von polaren Gruppen bewirkt der Übergang von einer mehr polaren Flüssigkeit zu einer weniger polaren Flüssigkeit häufig das Schrumpfen. Für Polymere mit einer deutlich hervortretenden Hydrophobizität, zum Beispiel indem sie im Wesentlichen frei von polaren Gruppen sind, benötigt ein Schrump fen häufig das Austauschen einer weniger polaren gegen eine mehr polare Flüssigkeit. Typische Verfahren zur Stabilisierung (Schritt (v)) umfassen Vernetzung.
Eine besonders nützliche Variante ist es, ein richtig allyliertes Polysaccharid, wie Agarose, zu verwenden, und Schritt (ii) gemäß der zweiten Alternative durchzuführen. Die oben beschriebene Variante, die wasserlösliche Polymere, wie Dextran verwendet, beruht auf der dritten Alternative.
Die Porenoberflächen (der Mikroporen und/oder der Makroporen) können eine Vielzahl von Affinitätsliganden aufweisen, d.h. Strukturen mit Affinität für ein Gegenstück. Ein Affinitätsligand ist ein individueller Teil eines Affinitätspaares. Affinitätsliganden werden für gewöhnlich verwendet, um den anderen Teil des Paares an die Trägermatrix über Affinität zu binden (über Affinität zu adsorbieren). Gut bekannte Affinitätspaare sind positive und negative Gruppen (Ionenaustausch), Antikörper und Antigene/Haptene, Lecitine und Kohlenhydratstrukturen, IgG-Bindungsproteine und IgG, Chelatgruppen und Chelat bildende Verbindungen, komplementäre Nukleinsäuren, hydrophobe Gruppen auf dem Ligand und auf dem Gegenstück etc. Diese Art von Gruppen kann auf die Trägermatrix durch im Stand der Technik gut bekannte Techniken eingeführt werden. Affinitätsgruppen sind von besonderem Interesse wenn die neuen Trägermatrizes der vorliegenden Erfindung in Trennverfahren verwendet werden, die auf Affinität für eine Substanz, die gereinigt oder aus einer Flüssigkeit, welche die Substanz enthält, entfernt werden soll, beruhen. Sie können auch von Interesse für Matrizes sein, die als Träger in der Zellkultur und in der Festphasensynthese und als Träger für Katalysatoren, wie Enzyme, verwendet werden.
Für den Fall, dass die oben definierten Trägermatrizes für Affinitätsadsorption verwendet werden, weist die Trägermatrix einen Teil eines oben definierten Affinitätspaares auf. Die Verwendung umfasst miteinander in Kontakt bringen der Trägermatrix und einer polaren Flüssigkeit, typischerweise einer wässrigen Flüssigkeit oder einer "nicht"-polaren Flüssigkeit, die den anderen Teil des Affinitätspaares enthält. Die Bedingungen sind ausgewählt, um die Affinitätsbindung zu fördern, und sie werden im Wesentlichen als im Stand der Technik bekannt erachtet. Anschließend wird die Trägermatrix von der Flüssigkeit getrennt und, falls gewünscht, kann der affinitätsadsorbierte Teil freigesetzt und weiter verarbeitet werden.
Die Erfindung wird jetzt durch Beispiele dargestellt. Die Erfindung wird weiterhin in den Patentansprüchen, die Teil der Beschreibung sind, definiert.
Experimenteller Teil Synthese
Beispiel 1A. Kontrolliertes Schrumpfen von Agarose
Herstellung von Agarose Lösung.
Eine Agarose-Lösung wurde in einem Batch-Reaktor durch Hinzufügen von 20 g Agarose zu 300 ml destilliertem Wasser unter Rühren für 2 h bei 95°C hergestellt. Die Lösung wurde auf 70°C abgekühlt. 1,5 ml NaOH 50 %, 0,04 g NaBH₄ und 4,0 ml Allylglycidylether wurden zu der Agarose-Lösung hinzugefügt. Die Reaktion wurde für 2 h unter Rühren bei 70°C fortgesetzt. Die Lösung wurde anschließend mit 60 % Essigsäure und HCl bei pH = 7 – 8 neutralisiert.
Herstellung von Emulsionsmedien.
Dies wurde durchgeführt in einem Emulsionsreaktor durch Hinzufügen von 35 g Ethylcellulose (N-50 Emulgator (Ethylcellulose, Hercules, USA) zu 450 ml Toluol unter Rühren bei 60°C (das Lösen von N-50 in Toluol benötigt ungefähr 2 h).
Emulsion.
Die Agarose-Lösung wurde in die Emulsionsmedien transferiert. Das Rühren wurde bei 120 rpm reguliert. Dadurch bildeten sich Agarosegel-Teilchen.
Die gewünschte maximale Teilchengröße der Agarose-Kügelchen betrug 160 μm. Wenn die Agarosegel-Teilchen zu groß waren, wurde die Drehgeschwindigkeit auf bis zu 220 rpm gesteigert, und extra N-50 wurde hinzugefügt. Die maximale Teilchengröße wurde durch Probenentnahmen überprüft, die in einem Mikroskop mit einer eingebauten Größeneinteilung analysiert wurden. Sobald die 160 μm Größe erreicht war, wurde die Aufschlämmung abgekühlt. Die Aufschlämmung wurde von 60°C auf < 25°C in ungefähr 30 min abgekühlt. Das Gel wurde mit 99,5 % Ethanol und destilliertem Wasser gewaschen.
Kreuzvernetzung mit Epichlorhydrin Schrumpfungsschritt.
53 g Na₂SO₄ wurden zu einem Reaktor mit einer Mischung aus 320 ml Gel (entwässert) und 130 ml destilliertem Wasser unter Rühren hinzugefügt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 50°C gesteigert, und nach 1 h wurden 7 g 50 % NaOH und 0,5 g NaBH₄ zu der Aufschlämmung ebenso hinzugefügt wie 47 g 50 % NaOH und 34 ml Epichlorhydrin, die während einem Zeitraum von 6 – 8 h hinzugefügt wurden. Die Reaktion wurde über Nacht fortgesetzt (ca. 16 h). Das Gel wurde mit destilliertem Wasser und 60 % Essigsäure bei pH = 5 – 7 gewaschen.
Schrumpfung (Berechnungen).
Das Volumen des Gels vor (V₀) und nach (V_c1) Vernetzung wurde gemessen, und die Schrumpfung in Prozent wurde gemäß der Formel: Schrumpfung = (1 – (Vc1/V0)) × 100berechnet.
Derivatisierungsgrad gegenüber Schrumpfungsverhalten.
Die Schrumpfungsstudie gemäß Beispiel 1a wurde zweifach mit verschiedenen Mengen an Allylglycidylether wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten offenbart.
Tabelle 1:
Beispiel 1B. Kontrollierte Schrumpfung von Dextrangelen.
Herstellung von Sephadex-G-200-Aufschlämmung.
3 g Sephadex G-200 (Dextrangel, vernetzt mit Epichlorhydrin, Amersham Pharmacia Biotech AB, Schweden) wurden zu 400 ml destilliertem Wasser hinzugefügt. Das Gel wurde für 24 h unter Rühren bei 20 – 25°C gequollen. Das Volumen des Gels (entwässert) nach dem Schwellen betrug 100 ml.
Schrumpfung und Vernetzung mit 1,4-Butandioldiglycidylether.
5,5 ml entwässertes Dextrangel und 0,5 ml destilliertes Wasser wurden zu einem Reaktor mit 6,0 ml Methanol hinzugefügt. Nach 1 h wurden 3 ml 1,4-Butandioldiglycidylether und 0,13 ml 50 % NaOH zu der Aufschlämmung hinzugefügt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 50°C gesteigert. Die Reaktion wurde über Nacht fortgesetzt. Das Gel wurde mit destilliertem Wasser gewaschen.
Schrumpfung (Berechnungen). Siehe Beispiel 1A.
Menge an Methanol gegenüber Schrumpfungsverhalten.
Die Schrumpfungsstudie gemäß Beispiel 1A wurde zweifach mit verschiedenen Mengen an Methanol wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten offenbart.
Tabelle 2
Beispiel 2: Herstellung von makroporösem Material und Hydrophilisierung davon.
Makroporöse Grundmatrix.
Eine makroporöse Grundmatrix (Kügelchen, Durchmesser, 40 – 500 μm, Porensystem in Form von zwischenverbundenen sphärischen Hohlräumen) wurde gemäß Beispiel 1 in der WO 9719347 (Amersham Pharmacia Biotech AB) aus 10,8 g Styrol, 10,8 g Divinylbenzol (Reinheit 63 %), 1,8 g Span^® 80 (Sorbitanmonooleat, Fluka, Deutschland), 0,8 g Hypermer^® (ICI, England), 139 g destilliertes Wasser (erster Schritt) und 324 g destilliertes Wasser (zweiter Schritt) hergestellt. Teilchen, die größer als 500 μm und kleiner als 40 μm waren, wurden durch Sieben entfernt.
Oberflächenmodifikation durch Adsorption von Polyhydroxypolymer.
20 g Phenyldextran (Substitutionsgrad 0,20 pro Monosaccharid-Einheit) wurde zu einem Reaktor mit einer Mischung aus 1500 ml entwässerter makroporöser Matrix und 500 ml destilliertem Wasser unter Rühren hinzugefügt. Die Reaktion wurde für 2 h unter Rühren bei 20 – 25°C fortgesetzt. Das Gel wurde mit destilliertem Wasser gewaschen.
Vernetzung von adsorbiertem Phenyldextran.
180 g Na₂SO₄ wurden zu einem Reaktor mit einer Mischung aus 1000 ml der entwässerten makroporösen Matrix, an die Phenyldextran adsorbiert hatte, und 300 ml destilliertem Wasser unter Rührer hinzugefügt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 50°C angehoben, und nach 1 h wurden 40 g 50 % NaOH und 3 ml 1,4-Butandioldiglycidylether zu der Aufschlämmung hinzugefügt. Die Reaktion wurde über Nacht (ca. 16 h) fortgesetzt. Das Gel wurde mit destilliertem Wasser und 60 % Essigsäure bei pH = 5 – 7 gewaschen.
Beispiel 3. Herstellung von makroporöser Matrix, die in ihren Makroporen ein poröses Material aufweist, das ein freies Volumen schafft.
Beispiel 3A. Herstellung von Agarose Lösung.
Eine Agarose-Lösung wurde in einem Batch-Reaktor durch Hinzufügen von 120 g Agarose zu 900 ml destilliertem Wasser unter Rühren für 2 h bei 95°C hergestellt. Die Lösung wurde anschließend auf 70°C abgekühlt.
Beispiel 3B.
Herstellung von makroporöser Matrix, die mit allyliertem Agarosegel gefüllt ist.
150 g entwässerte makroporöse Matrix aus Beispiel 2, 1,5 ml 50 % NaOH und 3 ml Allylglycidylether wurden zu 170 g Agarose-Lösung aus Beispiel 3a hinzugefügt. Die Reaktion wurde für 2 h unter Rühren bei 70°C fortgesetzt. Die Lösung wurde anschließend mit 60 % Essigsäure und HCl bei pH 7 – 8 neutralisiert.
Herstellung von Emulsionsmedien.
Dies wurde in einem Emulsionsreaktor durch Hinzufügen von 55 g Ethylcellulose (N-50 Emulgator) zu 450 ml Toluol unter Rühren bei 60°C hergestellt (das Lösung von N-50 in Toluol benötigt ungefähr 2 h).
Entfernung von überschüssigem Agarosegel.
Die Agarose/die entwässerte Matrixaufschlämmung wurde in die Emulsionsmedien überführt. Das Rühren wurde auf 180 rpm reguliert. Dadurch wurden Agarosegel-Teilchen gebildet, und ihre Größen können durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Rührers und dem Hinzufügen von extra N-50 kontrolliert werden.
Die gewünschte maximale Teilchengröße des Agarosebetts betrug 20 μm. Wenn die Agarosegel-Teilchen zu groß waren, kann die Drehgeschwindigkeit auf bis 220 rpm gesteigert werden, und extra N-50 kann hinzugefügt werden. Die maximale Teilchen (Agarose)-Größe wurde durch Probenentnahmen kontrolliert, die in einem Mikroskop mit einer eingebauten Größeneinteilung analysiert wurden. Sobald die Durchmessergröße von 20 μm erreicht wurde, wurde die Aufschlämmung von 60°C auf < 25°C in ungefähr 30 min abgekühlt. Das Gel wurde mit 99,5 % Ethanol und destilliertem Wasser gewaschen. Teilchen kleiner als 40 μm (Agarose-Kügelchen) wurden durch Sieben entfernt.
Vernetzung mit Epichlorhydrin (Schrumpfung).
57 g Na₂SO₄ wurden zu einem Reaktor mit einer Mischung aus 120 ml makroporösem Material (von Beispiel 3B, entwässert), das mit Agarose gefüllt war, und 50 ml destilliertem Wasser unter Rühren hinzugefügt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 50°C angehoben, und nach 1 h wurden 3 g 50 % NaOH und 0,2 g NaBH₄ zu der Aufschlämmung hinzugefügt sowie 18 g 50 % NaOH und 17 ml Epichlorhydrin, die über einen Zeitraum von 6 – 8 h hinzugefügt wurden. Die Reaktion wurde über Nacht (ca. 16 h) fortgesetzt. Das Gel wurde mit destilliertem Wasser und 60 % Essigsäure bei pH = 5 – 7 gewaschen.
Inaktivierung von Allylgruppen.
Bromierung: 50 g NaAc × 3H₂O (Natriumacetat) wurden zu einem Reaktor mit einer Lösung aus 120 ml Epichlorhydrin vernetztem Gel (entwässert) und 350 ml destilliertem Wasser unter Rühren hinzugefügt. Nach 5 min wurde Brom-Wasser (Br₂/H₂O) zu der Lösung hinzugefügt, bis eine dunkelgelbe Farbe erhalten und für über 1 min aufrechterhalten wurde. Die Reaktion wurde für ungefähr 15 min fortgesetzt. Danach wurde Natriumformiat hinzugefügt, was dem Gel eine weiße Farbe verlieh.
10 g Na₂SO₄ wurden zu einem Reaktor mit dem bromierten Gel hinzugefügt. Nach 1 h wurden 30 g 50 % NaOH und 0,04 g NaBH₄ zu der Lösung hinzugefügt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 40°C gesteigert, und die Reaktion wurde für 16 h fortgesetzt. Das Gel wurde anschließend mit destilliertem Wasser bis pH = 7 gewaschen. Teilchen, die größer als 250 μm und kleiner als 40 μm waren, wurden durch Sieben entfernt.
Herstellung von Dextran-Lösung.
17 g Dextran (T40 Mw 40.000 Amersham Pharmacia Biotech AB) wurden zu 14 ml destilliertem Wasser unter Rühren bei 20°C hinzugefügt (das Lösen von Dextran in Wasser dauert ungefähr 4 h).
Epoxid-Aktivierung der makroporösen Matrix, die mit Agarose gefüllt ist.
6,4 g Na-OH (50 %) wurden zu einem Reaktor mit einer Lösung aus 40 ml der Matrix (entwässert) und 16 ml destilliertem Wasser unter Rühren hinzugefügt. Die Mischung wurde auf 20°C abgekühlt. 7,2 ml Epichlorhydrin wurden hinzugefügt. Die Reaktion wurde für 2 h bei 20°C fortgesetzt. Die Mischung wurde anschließend mit Essigsäure bei pH = 6 – 7 neutralisiert, und die aktivierte Matrix wurde mit destilliertem Wasser gewaschen. Die Analyse zeigte 13 μmol Epoxidgruppen/ml des Gels.
Dextran-Kopplung.
Das Epoxid-aktivierte Gel wurde zu dem Reaktor mit der Dextran-Lösung hinzugefügt. Die Mischung wurde für 1 h gerührt. 3,2 g NaOH (50 %) und 0,02 g NaBH wurden anschließend hinzugefügt, und die Reaktion wurde über Nacht (ca. 18 h) fortgesetzt. Die Mischung wurde anschließend mit Essigsäure bei pH = 6 – 7 neutralisiert, und die Matrix wurde mit destilliertem Wasser gewaschen. Der Dextrangehalt der Matrix nach Reaktion betrug 13 mg/ml des Gels.
Einführung von quartären Aminoethylgruppen (Q-Gruppen) (Anionenaustauscher).
35 ml Glycidyltrimethylammoniumchlorid (70 %) wurden unter Rühren zu einer Lösung mit 20 ml der Matrix aus dem vorhergehenden Schritt und 1,2 ml NaOH (50 %) hinzugefügt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 30°C angehoben, und die Reaktion wurde für 19 h fortgesetzt. Die Mischung wurde anschließend mit Essigsäure bei pH = 6 – 7 neutralisiert, und die resultierende Matrix wurde mit destilliertem Wasser, 2 M NaCl und mit nochmals destilliertem Wasser gewaschen. Die Chloridionenkapazität des Produkts betrug 0,18 mmol/ml des Gels.
Beispiel 3C. Makroporöse Matrix, die mit nicht geschrumpftem porösem Innenmaterial aufgefüllt ist.
Herstellung von makroporöser Matrix, die mit Agarosegel aufgefüllt ist. 150 g makroporöse Matrix (entwässert) aus Beispiel 2 wurde zu 170 g Agarose-Lösung aus Beispiel 3a hinzugefügt. Die Aufschlämmung wurde unter Rühren für 2 h bei 70°C gehalten.
Herstellung von Emulsionsmedien.
Analog zu Beispiel 3b. 70 g Ethylcellulose (N-50 Emulgator), 450 ml Toluol.
Entfernung von überschüssigem Agarosegel.
Analog zu Beispiel 3b. Dieselbe Art von Matrixkügelchen.
Vernetzung mit Epichlorhydrin.
Analog zu Beispiel 3b. 22 g Na₂SO₄, 123 ml Matrixkügelchen, die mit Agarose aufgefüllt waren, 57 ml destilliertes Wasser 2 g 50 % NaOH, 0,2 g NaBH₄, 19 g 50 % NaOH und 18 ml Epichlorhydrin. Teilchen, die größer als 250 μm und kleiner als 40 μm waren, wurden durch Sieben entfernt.
Herstellung von Dextran-Lösung.
Analog zu Beispiel 3b. 14,8 g Dextran und 14 ml destilliertes Wasser.
Epoxid-Aktivierung der makroporösen Matrix, die mit Agarose gefüllt ist. Analog zu Beispiel 3b. 6,4 g NaOH (50 %), 40 ml der Matrix und 16 ml destilliertes Wasser, 7,2 ml Epichlorhydrin. Die Analyse zeigte 29 μmol Epoxidgruppen/ml des Gels.
Dextran-Kopplung.
Analog zu Beispiel 3b. 3,2 g NaOH (50 %) und 0,02 g NaBH. Der Dextrangehalt der Matrix nach Reaktion betrug 17 mg/ml des Gels.
Einführung von quaternären Aminoethylgruppen (Q-Gruppen) (Anionenaustauscher). Analog zu Beispiel 3b. 35 ml Glycidyltrimethylammoniumchlorid, 20 ml der Matrix und 1,2 ml NaOH (50 %). Die Chloridionenkapazität des Produkts betrug 0,29 mmol/ml des Gels.
AMALYSEVERFAHREM
Der Epoxid-Gehalt wurde auf einem Radiometer VIT 90 mit 0,1 M HCl, pH-stat Endpunkt pH 7 bestimmt.
Der Dextran-Gehalt wurde durch Berechnen der Differenz zwischen dem Trockengewicht des gekoppelten Dextrans und dem Epoxid-aktivierten Gel bestimmt. Das Trockengewicht wurde nach Trocknen für 18 h in einem Ofen bei 105°C bestimmt und als mg Dextran pro ml des Gels ausgedrückt.

Die Chloridionenkapazität wurde auf einem Mettler DL40Gp Memo Titrator mit 0,1 M AgNO₃ bestimmt. Durchbruch-Kapazität Q_B (C/C₀ = 0,1) für BSA (bovines Serumalbumin) bei 300 cm/h und 1200 cm/h. Ausstattung:

Säule:	HR10/ 10 (Amersham Pharmacia Biotech AB, Schweden)
A-Puffer;Ladepuffer:	50 mM Tris, pH 8,0
B-Puffer; Elutionspuffer:	1,0 M NaCl in 50 mM Tris, pH 8,0
Protein:	bovines Serumalbumin, (Sigma, A–7030, St. Louis, MO, USA)

Verfahren:
Die Durchbruch-Kapazität Q_B wurde auf einer HR-10/ 10-Säule (Betthöhe 7,5 cm Gel) bestimmt.
Das Protein wurde in Puffer A, ungefähr 2 mg/ml (spektrophotometrisch bei 280 nm bestimmt) gelöst. Die Säule wurde zunächst umgangen und der Durchfluss direkt an den UV-Monitor geliefert, in dem der Absorptionswert bei 280 nm der nicht-adsorbierten Proben-Lösung gemessen wurde (C₀), wonach die Durchflussadsorbierte Proben-Lösung durch die Säule floss. Wenn die Absorption des Flusses durch die Säule 10 % der Absorption Co betrug, wurde der Test unterbrochen, das Gel wurde gewaschen, und das BSA, das an das Gel gebunden war, wurde mit Puffer B eluiert. Das Eluat wurde gesammelt und sein BSA-Gehalt bestimmt, was wiederum die Menge von adsorbiertem BSA pro ml des Gels (= die Durchbruch-Kapazität (Q_B) für C/C₀ = 0,1) ergab.
Die Ergebnisse der Beispiele 3a und 3b sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3
Die Ergebnisse zeigen eine gesteigerte Durchbruch-Kapazität für die Matrix, die in Beispiel 3b hergestellt wurde.
Ergebnisse der Environmental-Scanning-Elektronenmikroskopie:
Die Kügelchen wurden teilweise gekreuzt, bevor sie untersucht wurden. Die Fotos zeigten aufgebrochene Kügelchen mit Hohlräumen und kleinere Kügelchen des Innenmaterials. Die kleineren Kügelchen waren aus den Hohlräumen herausgefallen.

Claims

Matrix umfassend a) eine vorzugsweise polymere Grundmatrix, umfassend Makroporen (Porensystem 1) und b) ein in den Makroporen enthaltendes Innenmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenmaterial innerhalb der Makroporen derartig geschrumpft wurde, dass ein freies Volumen zwischen dem Innenmaterial und den Porenwänden der Makroporen zurückbleibt.
Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenmaterial porös ist (Porensystem 2).
Matrix nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kontinuierliche freie Volumen eine Flüssigkeitsströmung durch die Matrix erlaubt, vorzugsweise zwischen zwei entgegengesetzten Enden der Matrix, wenn Flüssigkeitsströmung eine monolithische Form der Matrix oder ein gepacktes Bett der Matrix in Form von Teilchen mit einer Flüssigkeitsströmung beaufschlagt wird; wobei mindestens 1%, wie mindestens 4%, der Flüssigkeit durch die Matrix in das kontinuierliche freie Volumen fließen.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Porenwände in dem Porensystem 1 und/oder in dem Porensystem 2 und/oder die Außenoberfläche des Innenmaterials hydrophil sind, oder b) die Porenwände in dem Porensystem 1 und/oder in dem Porensystem 2 und/oder die Außenoberfläche des Innenmaterials hydrophob sind.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix in der Form eines monolithischen Pfropfens vorliegt und dass 100% der Flüssiglreitsströmung durch die Matrix fließen.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix in der Form von Teilchen vorligt. Wie Fasern und Kügelchen, und dass.wenn die Teilchen in der Form eines gepackten Berts vorliegen. mindestens 1%, verzugswiese mindestens 50%, wie 4–50%, der Flüssigkeitsströmung durch die Teilchen fließen.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Porendurchmesser der Makroporen (Porensystem 1) in dem Intervall von 0,1 bis 1.000 μm liegt, wobei 1 bis 100 μm bevorzugt sind.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie in der Form von Teilchen (Kügelchen) mit einer durchschnittlichen Größe in dem Intervall von 5 bis 1.000 μm, wie 50 bis 1.000 μm oder 100 bis 500 μm, vorliegt und dass das Verhältnis zwischen dem Porendurchmesser des Porensystems 1 und dem Teilchendurchmesser in dem Intervall von 0,01 bis 0,3 liegt, wobei 0,05 bis 0,2 bevorzugt ist.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Porensystem (Porensystem 3) in der Grundmatrix vorliegt, wobei eines oder beide der Porensysteme 2 und 3 Öffnungen in das freie Volumen aufweisen, welche nur einen Diffusionsmassentransport erlauben.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Makroporen (Porensystem 1) ohne Innenmaterial leere kugelförmige Hohlräume und leere Poren umfassen, welche kleiner sind als die Hohlräume und welche die einzelnen Hohlräume über Öffnungen in der Oberfläche der Hohlräume verbinden.
Matrix nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Innenmaterial hauptsächlich an den Hohlräumen befindet, wobei sich das kontinuierliche freie Volumen zwischen dem Innenmaterial und den Innenwänden der Makroporen erstreckt.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundmatrix und/oder das Innenmaterial anorganischen oder organischen Ursprungs ist. beispielsweise auf der Basis eines hydrophilen oder hydrophoben Polymers, ausgewählt aus Copolymerisaten von Divinyl- oder Monovinyimonomeren, wie Divinyl- und Monovinylbenzolen, und Polyhydroxypolymeren, wie Polysacchariden, wenn sie/es organisch ist.
Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenmaterial und/oder die Wände der Makroporen und/oder, sofern vorhanden die Porenwände in dem Porensystem 3 Affinitätstrukturen aufweisen.
Verwendung der Matrix gemäß der Ansprüche 1 bis 13 zu Trennzwecken durch Strömenlassen einer Flüssigkeit, welche Substanzen enthält, die von der Flüssigkeit entfernt werden sollen, durch die Matrix.
Verfahren zur Herstellung einer Matrix, umfassend eine Grundmatrix mit Makroporen, worin sich ein Innenmaterial befindet, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst: (i) Vorsehen einer Grundmatrix mit Makroporen; (ii) Füllen der Makroporen mit einer löslichen Form des Innenmaterials; (iii) Umwandeln der löslichen Form in eine unlösliche Form; (iv) Schrumpfen der unlöslichen Form; und (v) irreversibles Stabilisieren des Materials in seiner geschrumpften Form.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenmaterial ein Polyhydroxypolymer, beispielsweise ein Polysaccharid, welches chemisch modifiziert worden ist, wenn dies erforderlich ist, um die zu verwendende Schrumpfeigenschaft aufzuweisen, umfasst.