FR2519762A1 - SUPPORT FOR THE ANALYSIS OF HYDROPHILIC SUBSTANCES WITH LOW MOLECULAR WEIGHT - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION A POUR OBJET UN SUPPORT POREUX POUR L'ANALYSE DE SUBSTANCES HYDROPHILES DE FAIBLE MASSE MOLECULAIRE. ELLE EST CARACTERISEE EN CE QU'IL EST CONSTITUE DE COPOLYMERE RETICULE COMPORTANT DES GROUPES METHYLOLS, CE COPOLYMERE ETANT OBTENU A PARTIR DE MONOMERES DE LA SERIE DU STYRENE ET D'UN AGENT DE RETICULATION COPOLYMERISABLE AVEC LE MONOMERE, EN CE QUE SA SURFACE EXTERNE EST HYDROPHILE ET EN CE QUE LA SURFACE INTERNE DES PORES EST HYDROPHOBE. ELLE SE RAPPORTE A UN SUPPORT POUR L'ANALYSE DE SUBSTANCES HYDROPHILES.THE SUBJECT OF THE PRESENT INVENTION IS A POROUS SUPPORT FOR THE ANALYSIS OF HYDROPHILIC SUBSTANCES OF LOW MOLECULAR MASS. IT IS CHARACTERIZED IN THAT IT IS CONSTITUTED OF A CROSS-LINKED COPOLYMER CONTAINING METHYLOL GROUPS, THIS COPOLYMER BEING OBTAINED FROM MONOMERS OF THE STYRENE SERIES AND OF A CROSS-LINING AGENT CO-POLYMERISABLE WITH THE MONOMER, IN THAT ITS SURFACE IS EXTERNAL HYDROPHILIC AND IN THAT THE INTERNAL SURFACE OF PORES IS HYDROPHOBIC. IT RELATES TO A SUPPORT FOR THE ANALYSIS OF HYDROPHILIC SUBSTANCES.
Description
SUPPORT POUR L'ANALYSE DE SUBSTANCES HYDROPHILESSUPPORT FOR THE ANALYSIS OF HYDROPHILIC SUBSTANCES
DE FAIBLE MASSE MOLECULAIRE.LOW MOLECULAR MASS.
La présente invention se rapporte à un support poreux pour l'analyse de substances hydrophiles de faible poids moléculaire ainsi qu'à son procédÉ de préparation Plus particulièrement, l'invention se rapporte a un support poreux, pour l'analyse de substances hydrophiles de faible masse moléculaire constitué d'un copolymère réticulé-possédant des groupes méthylols préparés à partir d'un monomère des séries de styrène et d'un agent de réticulation The present invention relates to a porous support for the analysis of hydrophilic substances of low molecular weight as well as to its process of preparation. More particularly, the invention relates to a porous support, for the analysis of hydrophilic substances of low molecular weight consisting of a cross-linked copolymer having methylol groups prepared from a monomer of the styrene series and a crosslinking agent
copolymérisable avec le monomère La surface externe du support est hydro- copolymerizable with the monomer The outer surface of the support is hydrophilic
phile du fait de la présence d'un polymère hydrosoluble fixé sur elle et la surface interne des pores du support est hydrophobe ou moins hydrophile phile due to the presence of a water-soluble polymer attached to it and the inner surface of the pores of the support is hydrophobic or less hydrophilic
que la surface externe du support.than the outer surface of the support.
Récemment, on a mis au point un support capable d'interagir spécifi- Recently, a medium capable of specifically interacting with
quement avec une substance se trouvant dans les organismes vivants, par exemple, dans la chromatographie liquide-liquide à grande vitesse souvent utilisée pour analyser des substances qui se rencontrent dans les organisme vivants, en particulier, dans l'urine, le sérum ou similaires D'autre part un support susceptible d'être dispersé dans le sérum, l'urine ou similaires et d'interagir avec une substance particulière présente dans ces milieux, peut être appliqué à une séparation par affinité des substances considérées with a substance in living organisms, for example, in high-speed liquid-liquid chromatography often used to analyze substances found in living organisms, in particular, in urine, serum or the like. a carrier capable of being dispersed in serum, urine or the like and interacting with a particular substance present in those media may be applied to an affinity separation of the substances
et/ou à des réactions antigène-anticorps. and / or antigen-antibody reactions.
On sait qu'il est possible de préparer un polymère réticulé poreux du styrène par polymérisation en suspension dans l'eau, du styrène et d'ur agent de réticulation copolymérisable avec le styrène, en présence d'un It is known that it is possible to prepare a porous crosslinked polymer of styrene by water suspension polymerization, styrene and a crosslinking agent copolymerizable with styrene, in the presence of a
"régulateur" de pore."regulator" of pore.
2 ' Ainsi il est par exemple possible entre autre de trouver une 2 'Thus, for example, it is possible, among other things, to find a
description detaillée d'un copolymère styrène/divinylbenzène dans la detailed description of a styrene / divinylbenzene copolymer in the
revue "J Polymer Sci " Part 2-A,835 ( 1964) Bien qu'on puisse obtenir dans ce procédé de petits grains en utilisant un polymère hydrosoluble en tant qu'agent de suspension principal, le polymère hydrosoluble reviewed "J Polymer Sci" Part 2-A, 835 (1964) Although small grains can be obtained in this process using a water-soluble polymer as the main suspending agent, the water-soluble polymer
adhère à la surface des petits grains et il est difficile d'éliminer total- adheres to the surface of small grains and it is difficult to eliminate total-
ment le polymère, même par lavages à plusieurs reprises Les petits the polymer, even by repeated washing
grains ne peuvent pas être employés pour la chromatographie sur gel utili- grains can not be used for gel chromatography
sant un solvant organique, car la pression augmente du fait de la visco- organic solvent, because the pressure increases because of the visco-
sité du polymère fixé et ainsi, certains réactions indésirables se produi- of the fixed polymer and thus some undesirable reactions occur.
sent. Par ailleurs, on peut obtenir des polymères du styrène réticulés relativement purs si,,en tant qu'agent de suspension, on emploie un phosphate difficilement soluble dans l'eau comme les phosphates de calcium et de magnésium, car il est possible d'éliminer facilement le phosphate par feels. On the other hand, relatively pure crosslinked styrene polymers can be obtained if, as a suspending agent, a phosphate which is hardly soluble in water such as calcium and magnesium phosphates is used, since it is possible to eliminate easily phosphate by
lavage, des petits grains obtenus, à l'aide d'un acide ou similaire. washing, small grains obtained, using an acid or the like.
Toutefois, on ne peut pas disperser facilement le polymère obtenu dans l'eau, les tampons, le sérum, l'urine, etc, en raison de leur surface hydrophobe. La présente invention a pour objet un support destiné à l'analyse However, the resulting polymer can not be easily dispersed in water, buffers, serum, urine, etc. because of their hydrophobic surface. The subject of the present invention is a support intended for analysis
de substances hydrophiles de faible masse moléculaire. hydrophilic substances of low molecular weight.
La présente invention a en outre pour objet un support dont la surface externe est fortement hydrophile et dont la surface interne The present invention further relates to a support whose outer surface is highly hydrophilic and whose inner surface
des pores est moins hydrophile que sa surface externe. pores is less hydrophilic than its outer surface.
L'invention se rapporte également à la préparation de ces supports. The invention also relates to the preparation of these supports.
Le support poreux de la présente invention est constitué d'un copo- The porous support of the present invention consists of a copro-
lymére réticulé comportant des groupes méthylols Le copolymère s'obtient à partir d'un monomère de la série du styrène et d'un agent de réticulation crosslinked monomer having methylol groups The copolymer is obtained from a monomer of the styrene series and a crosslinking agent
copolymérisable avec ce monomêre La surface externe du support est hydro- copolymerizable with this monomer The outer surface of the support is hydrophilic
phile grâce au polymère hydrosoluble fixé sur elle La surface interne des pores du support est hydrophobe ou moins hydrophile que la surface phile thanks to the water-soluble polymer fixed on it The inner surface of the pores of the support is hydrophobic or less hydrophilic than the surface
externe du support.external support.
Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que l'on soumet un mélange de monomère de la série du styrène et un agent de réticulation, copolymérisable avec le monomére, à une polymérisation en suspension dans l'eau en présence d'un régulateur de pore et d'un polymère hydrosoluble, l'on sèche le copolymère réticulé obtenu et fixe des groupes méthylols The process of the invention is characterized in that a monomer mixture of the styrene series and a crosslinking agent, copolymerizable with the monomer, are subjected to a suspension polymerization in water in the presence of a regulator. of pore and a water-soluble polymer, the crosslinked copolymer obtained is dried and fixed methylol groups
sur le copolymère.on the copolymer.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaltront à la lecture Other objects and advantages of the invention will appear on reading
de la description suivante.of the following description.
On obtient le copolymére réticulé poreux par polymérisation en sus- The porous crosslinked copolymer is obtained by polymerization in addition to
pension d'un monomère de la série du styrène et d'un agent de réticulation copolymérisable avec le monomère, dans une solution de polymère hydrosoluble, en présence d'un régulateur de pore Par monomère de la série du styrène, on entend ici les styrène, a-méthylstyrène, chlorométhylstyrêne, ainsi que leurs combinaisons En tant qu'agent de réticulation copolymérisableavec' a monomer of the styrene series and a crosslinking agent copolymerizable with the monomer, in a solution of water-soluble polymer, in the presence of a pore regulator By monomer of the styrene series, is understood here to mean styrene , α-methylstyrene, chloromethylstyrene, as well as their combinations as a crosslinking agent copolymerizable with
monomère, on peutemployer di-ou trivinylbenzene,isocyanurate de trallyle, dimé- monomer, it is possible to use di- or trivinylbenzene, trallyl isocyanurate,
thacrylate d'alcool polyhydroxylé, diacrylate d'alcool polyhydroxylé ou polyhydroxy alcohol tetracrylate, polyhydroxy alcohol diacrylate or
phtalate de diallyle Parmi ces agents, il est tout particulièrement préfé- Among these agents, diallyl phthalate is particularly preferred.
rable d'utiliser le divinylbenzène car, en ce cas, il est facile d'intro- to use divinylbenzene because, in this case, it is easy to introduce
duire les groupes méthylols La proportion d'agent de réticulation est de préférence comprise entre 30 et 70 % de la somme des poids de monomère et d'agent de réticulation Dans la présente invention, le copolymère The proportion of crosslinking agent is preferably between 30 and 70% of the sum of the weight of monomer and crosslinking agent. In the present invention, the copolymer
préféré est le copolymère styrène/divinylbenzène. preferred is the styrene / divinylbenzene copolymer.
On fait subir une polymérisation radicalaire au monomère et à l'agent The monomer and the agent are subjected to radical polymerization.
de réticulation, en présence d'un polymère hydrosoluble à haute concentra- in the presence of a water-soluble polymer with a high concentration of
tion de la présente invention, tel qu'oxyde de polyéthylène, alcool poly- of the present invention, such as polyethylene oxide, polyhydric alcohol,
vinylique, acétatessaponifiés de polyvinyle, à divers taux de saponifica- polyvinyl acetates, acetates, at various saponification levels,
tion, polyvinyl pyrrolidone, méthyl cellulose, ou similaires La proportion polyvinyl pyrrolidone, methyl cellulose, or the like.
de polymère hydrosoluble est de préférence de 5 à 60 % et, plus particuliè- of water-soluble polymer is preferably from 5 to 60% and more particularly
rement, 10 à 40 % du poids de mélange monomère/agent de réticulation afin de conférer une bonne hydrophilie au copolymère résultant Avec moins de 5 % 10 to 40% of the weight of the monomer / crosslinking agent mixture in order to impart good hydrophilicity to the resulting copolymer with less than 5%
en poids de polymère hydrosoluble, on n'obtient pas une hydrophilie suffi- in weight of water-soluble polymer, a sufficient hydrophilicity is not obtained.
sante, tandis qu'avec plus de 60 % en poids, on n'obtient pas de petits grains parfaitement sphériques et on a quelques problèmes pour introduire les groupes méthylols dans les petits grains résultants car la viscosité du système est trop grande On peut ajouter une petite quantité d'un agent de suspension du phosphate tel que l'hydroxyapatite ou similaire ou un while with more than 60% by weight, small perfectly spherical grains are not obtained and there are some problems in introducing the methylol groups into the resulting small grains because the viscosity of the system is too great. small amount of a phosphate suspending agent such as hydroxyapatite or the like or a
agent tensioactif anionique, à la solution aqueuse de polymère hydrosoluble. anionic surfactant, to the aqueous solution of water-soluble polymer.
On peut régler le diamètre du copolymère, selon l'invention, en jouant sur la nature et les proportions de polymère hydrosoluble, les proportions relatives de monomère et d'eau, la vitesse d'agitation, la quantité d'agent tensioactif et similaires Le support préféré de l'invention se présente sous la forme de grains sphériques d'un diamètre de l'ordre de 1 à 30 p. On emploie le régulateur de pore pour régler la dimension de pore du support; il peut être un solvant organique inerte insoluble dans le monomère En tant qu'exemples de régulateurs de pores, on peut citer 4- The diameter of the copolymer according to the invention can be adjusted by varying the nature and proportions of the water-soluble polymer, the relative proportions of monomer and water, the stirring speed, the amount of surfactant and the like. preferred support of the invention is in the form of spherical grains with a diameter of the order of 1 to 30 p. The pore regulator is used to adjust the pore size of the support; It can be an inert organic solvent insoluble in the monomer. As examples of pore regulators, there can be mentioned 4-
les hydrocarbures aromatiques tels que benzène, toluène, xylène, les hydro- aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, hydro-
carbures chlorés tels que trichloroéthylène, chloroforme, tétrachlorure de carbone, les hydrocarbures aliphatiques tels que n-hexane, n-heptane, chlorinated carbides such as trichlorethylene, chloroform, carbon tetrachloride, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane,
n-octane, n-dodécane et similaires ainsi que leurs combinaisons. n-octane, n-dodecane and the like as well as combinations thereof.
Dans la présente invention, on peut régler facilement la dimension des In the present invention, the size of the
pores en jouant sur la nature et/ou les proportions de régulateur de pore. pores playing on the nature and / or proportions of pore regulator.
En général, on utilise de préférence 20 à 300 parties en poids de régulateur In general, 20 to 300 parts by weight of regulator are preferably used.
de pore pour 100 parties en poids de mélange monomère/agent de réticulation. of pore per 100 parts by weight of monomer / crosslinking agent mixture.
On peut faire varier les dimensions des pores des supports de l'in- The dimensions of the pores of the carriers of the invention can be varied.
vention en fonction des usages Pour analyser des substances hydrophiles de faible masse moléculaire sans absorption des protéines de masse moléculaire according to usage To analyze hydrophilic substances of low molecular weight without absorption of molecular weight proteins
élevée, la masse moléculaire d'exclusion des supports de la présente inven- the molecular weight of exclusion of the supports of the present invention
tion doit être inférieure à 30 000, c'est-à-dire, à la masse moléculaire des protéines sériques D'autre part, pour absorber les protéines d'une masse moléculaire égale ou supérieure à 30 000 lorsqu'on analyse des substances hydrophiles de faible poids moléculaire, il est préférable must be less than 30 000, that is, the molecular weight of serum proteins. On the other hand, to absorb proteins of molecular weight equal to or greater than 30 000 when hydrophilic substances are analyzed. low molecular weight, it is better
qu'elle soit d'au moins 30 000.that it be at least 30,000.
L'initiateur de polymérisation peut être tout initiateur classique employé dans la polymérisation radicalaire en suspension des monomères vinyliques, comme par exemple, un peroxyde organique tel que le peroxyde The polymerization initiator may be any conventional initiator employed in the radical suspension polymerization of vinyl monomers, such as, for example, an organic peroxide such as peroxide.
de benzoyle ou le perbenzoate de butyle, un dérivé azo tel que l'azobis- of benzoyl or butyl perbenzoate, an azo derivative such as azobis
isobutyronitrile, et similaires On utilise de préférence le peroxyde isobutyronitrile, and the like Peroxide is preferably used
de benzoyle carlepolymère hydrosoluble peut alors se greffer facilement. The water-soluble benzoyl carelipolymer can then be grafted easily.
Si on utilise, en tant que support, le copolymêre poreux réticulé à la surface duquel le polymère hydrosoluble est fixé ou greffé, la substance hydrophile a du mal à diffuser dans les pores car l'hydrophilie n'est pas suffisamment grande, bien qu'il soit possible de disperser le copolymère dans l'eau En outre, le copolymère est extrêmement visqueux du fait de la présence du polymère hydrosoluble à sa surface et la pression croit à l'élution du fait de la faible vitesse d'écoulement de l'éluant et de la médiocre reproductibilité de l'élution, lorsqu'il If the crosslinked porous copolymer on whose surface the water-soluble polymer is attached or grafted is used as a carrier, the hydrophilic substance has difficulty diffusing into the pores because the hydrophilicity is not sufficiently great, although It is also possible to disperse the copolymer in water. In addition, the copolymer is extremely viscous because of the presence of the water-soluble polymer on its surface and the pressure increases in elution because of the low flow rate of the polymer. eluent and the poor reproducibility of elution, when
est tassé dans la colonne.is packed in the column.
C'est pour cela que dans la présente invention, on introduit des For this reason, in the present invention,
groupes méthylols dans le copolymère afin de remédier à ces inconvénients. methylol groups in the copolymer to overcome these disadvantages.
Les méthodes d'introduction des groupes méthylols sont bien connues; Methods for introducing methylol groups are well known;
on peut par exemple, chlorométhyler le copolymére puis, hydrolyser. it is possible, for example, to chloromethylate the copolymer and then hydrolyze.
On peut citer, par exemple, les méthodes de chlorométhylation qui con- For example, chloromethylation methods which
sistent à employer le formaldéhyde, ou l'un de ses dérivés et l'acide use formaldehyde, or one of its derivatives and the acid
chlorhydrique, en présence, de Zn Cl 2 comme catalyseur; employer le chloro- hydrochloric acid in the presence of ZnCl 2 as a catalyst; use chlorine
méthyl niéthyl éther en présence d'Al Cl 3 ou de Sn CI 4 comme catalyseur ou similaire Dans la réaction de *chlorométhylation, le polymère hydrosoluble à la surface du copolymère peut aussi réagir et le copolymère se colore davantage qu'en l'absence de polymère hydrosoluble, ce qui provoque l'apparition d'une coloration brune à la surface du support Le polymère hydrosoluble ayant réagi chimiquement est partiellement décroché de la In the chloromethylation reaction, the water-soluble polymer at the surface of the copolymer may also react and the copolymer may stain more than in the absence of methylmethyl ether in the presence of AlCl 3 or SnCl 4 as a catalyst or the like. water-soluble polymer, which causes the appearance of a brown color on the surface of the support The water-soluble polymer which has reacted chemically is partially removed from the
surface, ce qui permet d'obtenir un support de faible viscosité. surface, which makes it possible to obtain a medium of low viscosity.
Si on utilise, par exemple, le chlorométhyl méthyl éther, on l'emploie à raison de 2 à 20 parties en poids par partie, en poids, de copolymère réticulé et, de préférence, de 3 à 10 parties en poids, afin de permettre une agitation homogène et de tenir compte des pertes de If, for example, chloromethyl methyl ether is used, it is employed in a proportion of from 2 to 20 parts by weight per part by weight of crosslinked copolymer and, preferably, from 3 to 10 parts by weight, in order to allow homogeneous agitation and take into account the losses of
chlorométhyl méthyl éther par évaporation au cours de la réaction. chloromethyl methyl ether by evaporation during the reaction.
Le rapport pondéral, le plus particulièrement préférable, du chlorométhyl méthyl éther au copolymère réticulé est d'environ 5/1 Le catalyseur utilisé de préférence est Sn C 14 en raison de son pouvoir catalytique At de la facilité du traitement après la chlorométhylation La quantité de catalyseur est habituellement de l'ordre de 0,5 à 30 parties en poids pour 100 parties en poids de chlorométhyl méthyl éther et on le choisit The weight ratio, most preferably, of chloromethyl methyl ether to the crosslinked copolymer is about 5/1. The catalyst preferably used is Sn C 14 because of its catalytic ability and ease of treatment after chloromethylation. The catalyst is usually in the range of 0.5 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of chloromethyl methyl ether and is chosen
convenablement en fonction du taux de chlorométhylation recherché. suitably depending on the desired level of chloromethylation.
On effectue, en général, la réaction à une température de O à 580 C In general, the reaction is carried out at a temperature of 0 to 580 ° C.
(point d'ébullition du chlorométhyl méthyl éther). (boiling point of chloromethyl methyl ether).
Le taux de chlorométhylation du copolymère est, de préférence, The chloromethylation level of the copolymer is preferably
de 20 groupes chlorométhyles pour 10 unités aromatiques. chloromethyl groups for 10 aromatic units.
Au terme de la chlorométhylation, on convertit les groupes de chlorométhyles en groupes méthylols (-CH 20 H) par hydrolyse en milieu alcalin à la température ambiante ou plus élevée Dans le système H 20/Na OH, la vitesse de réaction est faible et l'addition de méthanol accélère la réaction On choisit la concentration en alcalin, la quantité de méthanol, la température et le temps de réaction en fonction du taux d'introduction At the end of the chloromethylation, the chloromethyl groups are converted to methylol groups (-CH 2 H) by alkaline hydrolysis at room temperature or higher. In the H 20 / NaOH system, the reaction rate is low and the reaction rate is low. addition of methanol accelerates the reaction The alkali concentration, the amount of methanol, the temperature and the reaction time are chosen according to the introduction rate
des groupes méthylols.methylol groups.
Les supports selon la présente invention ont leur surface externe fortement hydrophile par conséquent, ils peuvent se disperser facilement The supports according to the present invention have their outer surface strongly hydrophilic therefore they can disperse easily
dans un milieu aqueux La surface interne des pores du support est éga- in an aqueous medium The inner surface of the pores of the support is also
lement hydrophile, mais à un degré moindre que la surface externe et donc, les substances hydrophiles de faible masse moléculaire peuvent pénétrer librement dans les pores La surface interne des pores ne porte que des groupes méthylols mais fixés par un polymère non-hydrosoluble et elle est However, to a lesser extent than the outer surface, hydrophilic substances of low molecular weight can freely penetrate the pores. The inner surface of the pores bears only methylol groups but is fixed by a non-water-soluble polymer and is
moins hydrophile que la surface externe. less hydrophilic than the outer surface.
Le degré d'hydrolyse des groupes chlorométhyls est de préférence d'environ % ou plus Le nombre de groupes méthylols introduit dans le substrat est The degree of hydrolysis of the chloromethyl groups is preferably about 1% or more. The number of methylol groups introduced into the substrate is
par conséquent de 0,1 à 0,5 par unité aromatique. therefore from 0.1 to 0.5 per aromatic unit.
La viscosité des supports de l'invention est si faible qu'on peut obtenir une grande vitesse d'écoulement dans une colonne garnie du support pour The viscosity of the supports of the invention is so low that a high flow rate can be obtained in a packed column of the support for
la chromatographie liquide à grande vitesse En outre, dans la chromato- high-speed liquid chromatography In addition, in the chromato-
graphie liquide à grande vitesse, on obtient une bonne reproductibilité et un bon fractionnement des substances hydrophiles de faible masse moléculaire. Lessupportsde la présente invention capablesd'exclure les substances de masse moléculaire inférieure à 30 000 et qui présentent un diamètre de 1 à 30 p, s'utilisent de préférence pour l'analyse de substances hydrophiles de faible masse moléculaire, en particulier, celles qui se trouvent dans des échantillons renfermant ainsi des substances de masse moléculaire élevée, comme, par exemple, les protéines sériques, car ils ne peuvent pas absorber ces substances de masse moléculaire élevée et donc, high-speed liquid chromatography, good reproducibility and good fractionation of low molecular weight hydrophilic substances are obtained. The carriers of the present invention capable of excluding substances having a molecular weight of less than 30,000 and having a diameter of 1 to 30 p are preferably used for the analysis of low molecular weight hydrophilic substances, in particular those which are found in samples containing high molecular weight substances, for example, serum proteins, because they can not absorb these high molecular weight substances and therefore,
ils peuvent servir à l'analyse en continu de tels échantillons. they can be used for the continuous analysis of such samples.
D'autre part, les supports de l'invention, capables d'exclure les substances d'une masse moléculaire au moins égale à 30 000 peuvent s'utiliser dans divers domaines, par exemple en tant que supports pour la séparation de substances hydrophiles de faible masse moléculaire, pour l'élimination des protéines avant l'entrée dans la colonne, pour les réactions antigène-anticorps et similaires, car ils sont capables d'absorber totalement des substances de masse moléculaire élevée comme les protéines hydrophiles En ce cas, le diamètre de ce support peut être compris entre 1 et 300 p, bien qu'il soit préférable que ce diamètre soit On the other hand, the supports of the invention, capable of excluding substances of a molecular weight of at least 30,000 can be used in various fields, for example as supports for the separation of hydrophilic substances from low molecular weight, for removal of proteins before entry into the column, for antigen-antibody reactions and the like, as they are able to fully absorb high molecular weight substances such as hydrophilic proteins In this case, the diameter of this support may be between 1 and 300 p, although it is preferable that this diameter is
compris entre 1 et 30 si on souhaite l'utiliser dans les colonnes des- between 1 and 30 if it is desired to use it in the columns of
tinées à l'analyse de substances hydrophiles de faible masse moléculaire. for the analysis of hydrophilic substances of low molecular weight.
L'invention sera d'ailleurs mieux comprise à la lecture des The invention will be better understood by reading the
exemples suivant donnés à titre illustratif mais non-limitatif. following examples given for illustrative but non-limiting.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
On introduit une solution de 12,5 g de méthyl cellulose dans 625 g d'eau contenant 0,125 g de sodium lauryl sulfate dans un autoclave et après addition de 21,8 g de styrène, 18,2 g de divinylbenzène et 60 g de toluène, en tant que régulateur de pore, dans l'autoclave, on amorce la polymérisation par addition de peroxyde de benzoyle et on effectue A solution of 12.5 g of methyl cellulose in 625 g of water containing 0.125 g of sodium lauryl sulfate is introduced into an autoclave and after addition of 21.8 g of styrene, 18.2 g of divinylbenzene and 60 g of toluene. , as a pore regulator, in the autoclave, the polymerization is initiated by the addition of benzoyl peroxide and is carried out
la polymérisation à 600 C pendant 17 h sous agitation vigoureuse. the polymerization at 600 C for 17 h with vigorous stirring.
On lave le polymère soignement à l'eau puis à l'acétone On sèche le polymère lavé à 400 C sous pression réduite Le diamètre du polymère sec est de l'ordre de 3 à 20 p En soumettant le polymère à un tamisage, The polymer is washed well with water and then with acetone. The washed polymer is dried at 400 ° C. under reduced pressure. The diameter of the dry polymer is of the order of 3 to 20 μ. By subjecting the polymer to sieving,
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on recueille des grains de 10 à 20 p de diamètre La masse moléculaire exclue par ces polymèresest de l'ordre de 7 000; on la détermine au moyen de polystyrène de poids moléculaire connu en utilisant le tétrahydrofuranne grains of 10 to 20 μm in diameter are collected. The molecular weight excluded by these polymers is of the order of 7,000; it is determined by means of polystyrene of known molecular weight using tetrahydrofuran
en tant qu'éluant.as an eluent.
On ajoute 5 g de grains et 1,5 mlde tétrachlorure d'étain anhydre à 35 mni de chlorométhyl méthyl éther, et on chauffe le mélange sous condenseur à reflux pendant 6 h à 50-60 C La couleur des grains devient plus foncée, 5 g of grains and 1.5 ml of anhydrous tin tetrachloride are added to 35 ml of chloromethyl methyl ether, and the mixture is heated under reflux condenser for 6 hours at 50-60 ° C. The color of the grains becomes darker,
jusqu'à brun-noiratre avec l'avancement de la réaction Lorsque la réac- black-brown with the progress of the reaction.
tion est finie, on lave les grains à plusieurs reprises dans du méthanol chargé d'acide chlorhydrique, puis à l'acétone jusqu'à ce qu'ils prennent une couleur jaune ocre Le taux de chlorométhylation des grains est d'environ 62 groupes chlorométhyles pour 100 groupes aromatiques; It is finished, the grains are washed several times in methanol charged with hydrochloric acid, then with acetone until they take an ocher yellow color. The degree of chloromethylation of the grains is about 62 chloromethyl groups. per 100 aromatic groups;
ce taux est déterminé par comparaison des bandes d'absorption infrarouges(I. this rate is determined by comparing the infrared absorption bands (I.
à 1600 cm-1 dues aux groupes aromatiques et à 1260 cm dues aux groupes chlorométhyliques, à une courbe d'étalonnage obtenue à partir de mélanges at 1600 cm-1 due to aromatic groups and at 1260 cm due to chloromethyl groups, to a calibration curve obtained from mixtures
de cumène et de chlorure de p-iso-propyl benzyle en différentes proportions. cumene and p-iso-propyl benzyl chloride in various proportions.
On chauffe les grains chlorométhylés dans une solution aqueuse à 10 % The chloromethylated grains are heated in a 10% aqueous solution
d'hydroxyde de sodium à 60 C pendant 9 heures pour effectuer l'hydrolyse. of sodium hydroxide at 60 ° C for 9 hours to effect the hydrolysis.
L'intensité de la bande d'absorption I R à 1260 cm-' des grains hydrolysés, due au groupe chlorométhyle, est diminuée et il apparalt, d'autre part, une bande d'absorption à 1090-1100 cm-' du groupe CO D'après la diminution d'intensité de la bande à 1260 cm-', on déduit qu'on a transformé environ % des groupes chlorométhyle en groupes méthylols, c'est-à-dire qu'on a The intensity of the IR absorption band at 1260 cm -1 of the hydrolysed grains, due to the chloromethyl group, is decreased and, on the other hand, an absorption band at 1090-1100 cm -1 of the CO group appears. From the decrease in intensity of the band at 1260 cm -1, it is deduced that about% of the chloromethyl groups have been converted into methylol groups, i.e.
introduit dans les grains 34 groupes méthylols pour 100 unités aromatiques. introduced into the grains 34 methylol groups per 100 aromatic units.
Les grains obtenus selon la présente invention se dispersent The grains obtained according to the present invention disperse
extrêmement bien dans l'eau et dans diverses solutions tampons sans coagu- extremely well in water and in various buffer solutions without coagula-
lation ni agglomération apparentes. lation or apparent agglomeration.
Après avoir garni un tube en acier inoxydable, de 4 mm de diamètre t 500 mm de long, du support de l'invention, on soumet 20 pt d'un mélange After filling a stainless steel tube, 4 mm in diameter and 500 mm long, the support of the invention is subjected to 20 pt of a mixture
d'acide p-aminobenzoique, de créatinine et d'acide urique à une chromato- of p-aminobenzoic acid, creatinine and uric acid to a chromato-
graphie sur cette colonne en utilisant une solution tampon aqueuse phosphor que 1/20 N comme éluant On effectue la chromatographie dans les conditions suivantes: détecteur ultraviolet et réglé à 250 nm, vitesse d'élution 1 ml/min et pression de 20 bars Le temps d'élution est de 10,4 min pour l'acide p-aminobenzoique, 7,5 min pour la créatinine et 5,5 min on this column using an aqueous phosphor buffer solution of 1/20 N as eluent. The chromatography is carried out under the following conditions: ultraviolet detector and set at 250 nm, elution rate 1 ml / min and pressure 20 bar. Elution time is 10.4 min for p-aminobenzoic acid, 7.5 min for creatinine and 5.5 min
pour l'acide urique.for uric acid.
Par ailleurs, on effectue une chromatographie sur un mélange d'albumine de sérum de boeuf et des trois composés ci-dessus, sur la même colonne L'albumine s'élève en premier et on sépare parfaitement les quatre substituants les uns des autres (cf la Figure 1, qui donne Moreover, chromatography is carried out on a mixture of albumin of beef serum and of the three compounds above, on the same column Albumin rises first and the four substituents are perfectly separated from each other (cf. Figure 1, which gives
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la courbe d'élution) Lorsqu'on répète la chromatographie, on n'observe qu'un peu d'adsorption de l'albumine au cours de la première et de la seconde répétition et plus du tout ensuite Par conséquent, on obtient the elution curve) When the chromatography is repeated, only a slight adsorption of the albumin during the first and second repetitions is observed, and then at all thereafter.
presque les mêmes résultats par la suite. almost the same results later.
On constate donc que le support de la présente invention est tout à fait approprié à l'analyse de substances hydrosolubles de faible masse moléculaire et qu'il n'adsorbe pas les protéines de masse moléculaire élevée. It is thus found that the carrier of the present invention is quite suitable for the analysis of water-soluble low molecular weight substances and does not adsorb high molecular weight proteins.
EXEMPLE COMPARATIF No 1 -COMPARATIVE EXAMPLE 1
Après avoir garni le même tube en acier inoxydable du polymère préparé selon le procédé de l'Exempte 1, mais non encore chlorométhylé, After having filled the same stainless steel tube with the polymer prepared according to the process of Exempt 1, but not yet chloromethylated,
on soumet le même échantillon que dans l'Exempte 1, à une chromatographie. the same sample as in Example 1 is subjected to chromatography.
La pression s'élève au-dessus de 80 bars pour un débit de 1 ml/min, ce qui indique un effet important de la viscosité de la méthyl cellulose fixée sur la surface interne des pores du polymère Les quatre constituants de l'échantillon ne se séparent presque pas les uns des autres et ils The pressure rises above 80 bar for a flow rate of 1 ml / min, which indicates a significant effect of the viscosity of the methyl cellulose attached to the inner surface of the polymer pores. The four constituents of the sample almost no separate from each other and they
s'éluent très vite.elute very quickly.
EXEMPLE COMPARATIF No 2 -COMPARATIVE EXAMPLE 2 -
On soumet 59 de polymère de l'Exempte 1 à une chlorométhylation selon le protocole de l'Exempte 1, sauf que le temps de réaction est de 24 h au lieu de 6 et on obtient des grains ayant un taux de chlorométhylation de 64 % environ On hydrolyse les grains dans une solution de 25 g de Na OH dans 100 g de méthanol, à 60 % pendant 15 h pour obtenir un support ayant 59 of polymer of Exempt 1 are subjected to chloromethylation according to the procedure of Example 1, except that the reaction time is 24 hours instead of 6 and grains having a degree of chloromethylation of about 64% are obtained. The grains are hydrolyzed in a solution of 25 g of NaOH in 100 g of methanol, 60% for 15 h to obtain a support having
environ 58 (en moyenne) groupes méthylols pour 100 groupes aromatiques. about 58 (average) methylol groups per 100 aromatic groups.
Après avoir garni le même tube en acier inoxydable que dans l'Exempte 1 avec le support, on soumet un mélange d'albumine de sérum de boeuf, d'acide p-amino-benzoique, de créatinine et d'acide urique à une chromatographie sur cette colonne, avec le même éluant à un débit After having filled the same stainless steel tube as in Example 1 with the support, a mixture of albumin of beef serum, p-amino-benzoic acid, creatinine and uric acid is subjected to chromatography. on this column, with the same eluent at a flow
de 1 ml/min; on trouve les temps d'élution suivants: acide p-amino- 1 ml / min; the following elution times are found: p-amino acid
benzo&que 6,4 min; créatinine 5,9 min et acide urique 4,8 min. Donc, le temps d'élution est plus court que dans l'Exempte 1 et benzo & that 6.4 min; creatinine 5.9 min and uric acid 4.8 min. So the elution time is shorter than in Exempt 1 and
on ne peut pas séparer l'acide p-aminobenzoique de la créatinine. p-aminobenzoic acid can not be separated from creatinine.
La courbe d'élution de cette chromatographie est représentée Figure 2. The elution curve of this chromatography is shown in FIG.
Ces résultats montrent que l'interaction entre les substances hydrophiles de faible masse moléculaire et la surface interne des pores du support est plus importante dans le support de l'invention que dans le support These results show that the interaction between hydrophilic substances of low molecular weight and the internal surface of the pores of the support is greater in the support of the invention than in the support.
de cet Exemple Comparatif No 2.of this Comparative Example No. 2.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
En opérant selon le protocole de l'Exempte 1, on polymérise 21,8 g de styrène et 18,2 g de divinylbenzène en présence de 56,4 g de toluène et de 3,6 g de n-dodécane en tant que régulateur de pore pourobtenir un copolymère styrène/divinylbenzène pour lequel le poids moléculaire By operating according to the protocol of Example 1, 21.8 g of styrene and 18.2 g of divinylbenzene were polymerized in the presence of 56.4 g of toluene and 3.6 g of n-dodecane as a pore to obtain a styrene / divinylbenzene copolymer for which the molecular weight
exclu est de l'ordre de 16 000 On soumet le copolymère à une chloro- excluded is of the order of 16 000. The copolymer is chlorinated
méthylation dans les mêmes conditions que dans l'Exempte 1, sauf qu'on adopte un temps de réaction de 2 h au lieu de 6, pour obtenir un copolymère chlorométhylé dont le taux de chlorométhylation est d'environ 42 groupes chlorométhylés pour 100 unités aromatiques On soumet le copolymère à une hydrolyse dans une solution aqueuse à 10 % d'hydroxyde de sodium à 60 C pendant 5 h environ; on obtient un support qui comporte, en moyenne, methylation under the same conditions as in Example 1, except that a reaction time of 2 hours instead of 6 is adopted, to obtain a chloromethylated copolymer whose chloromethylation rate is about 42 chloromethyl groups per 100 aromatic units The copolymer is hydrolyzed in a 10% aqueous solution of sodium hydroxide at 60 ° C. for about 5 hours; we get a support that includes, on average,
environ 20 groupes méthylolspour 100 unités aromatiques. about 20 methylol groups for 100 aromatic units.
La même colonne que dans l'Exempte 1, garnie de ce support, se trouve sous une pression d'environ 25 bars pour un débit d'élution de 1 ml/min de tampon phosphorique aqueux M/20 On soumet la même quantité, 20 p, d'un mélange d'acide urique, de créatinine et d'acide p-aminobenzolque a une chromatographie sur cette colonne Les trois constituants se séparent parfaitement Un essai effectué sur un mélange d'albumine du sérum de boeuf et de ces trois constituants montre que The same column as in Example 1, filled with this support, is under a pressure of about 25 bar for an elution rate of 1 ml / min of aqueous phosphoric buffer M / 20. p, a mixture of uric acid, creatinine and p-aminobenzoic acid has a chromatography on this column The three constituents separate perfectly A test carried out on a mixture of albumin of beef serum and these three constituents show that
l'albumine n'est pas du tout adsorbé. albumin is not adsorbed at all.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
On dissout 2 g de méthyl cellulose dans 125 g d'eau et on ajoute 0,025 g de lauryl sulfate de Na Après avoir introduit ce mélange dans 2 g of methyl cellulose are dissolved in 125 g of water and 0.025 g of Na lauryl sulphate are added. After introducing this mixture into
un ballon de 300 ml, on lui ajoute 3,27 g de styrène, 2,73 g de divinyl- a 300-ml flask was added 3.27 g of styrene, 2.73 g of divinyl-
benzène et 6,75 g de toluène et 2,25 g de n-dodécane comme régulateur de pore puis, on agite le mélange à 60 C pendant 17 h en présence de peroxyde de benzoyle pour amorcer la réaction On lave les grains obtenus à l'eau, puis a l'acétone et on les sèche à la température ambiante sous pression réduite Le diamètre des grains sphériques est pratiquement uniforme et benzene and 6.75 g of toluene and 2.25 g of n-dodecane as a pore regulator and then the mixture is stirred at 60 ° C. for 17 hours in the presence of benzoyl peroxide to initiate the reaction. water, then acetone and dried at room temperature under reduced pressure The diameter of the spherical grains is substantially uniform and
de 20 environ.about 20.
Le poids moléculaire exclu par ces grains est de l'ordre de 100 000; cette valeur a été établie en éluant du polystyrène de poids moléculaires The molecular weight excluded by these grains is of the order of 100,000; this value was established by eluting polystyrene of molecular weights
variés sur une colonne garnie de ces grains. varied on a column packed with these grains.
On place 5 g de ces grains dans un ballon, on ajoute 35 ml de chloro- 5 g of these grains are placed in a flask and 35 ml of chlorine are added.
méthyl méthyl éther et 1,5 ml de Sn C 14 anhydre On reflue le mélange à 60 C pendant 6 h afin de chlorométhyler les grains Les grains se coloren methyl methyl ether and 1.5 ml of anhydrous Sn C 14 The mixture is refluxed at 60 ° C. for 6 hours in order to chloromethylate the grains.
progressivement en brun foncé avec l'avancement de la réaction. gradually dark brown with the progress of the reaction.
Au terme de la réaction, on lave les grains à l'aide de méthanol renfer- At the end of the reaction, the grains are washed with methanol containing
mant de l'acide chlorhydrique, à plusieurs reprises, puis à l'acétone. hydrochloric acid, several times, then with acetone.
La couleur finale des grains est jaune-brunâtre Il apparaît de nouvelles bandes d'absorption à 1260 et 670 cm-1 dans le spectre infrarouge des grains après chlorométhylation Le taux de chlorométhylation est d'environ The final color of the grains is yellow-brownish. New absorption bands appear at 1260 and 670 cm-1 in the infrared spectrum of the grains after chloromethylation. The chloromethylation rate is approximately
groupes chlorométhyle pour 100 unités aromatiques. chloromethyl groups per 100 aromatic units.
Oh verse les grains dans une solution de 259 de Na OH dans 100 ml Oh pour the grains in a solution of 259 of NaOH in 100 ml
de méthanol et on laisse réagir ce mélange à 60 C pendant 15 heures. of methanol and this mixture is allowed to react at 60 ° C. for 15 hours.
On voit apparat-re unenouvelle bande d'absorption infrarouge à 1090 cm-1 due à l'introduction des groupes CH 20 H On introduit ainsi 30 groupes We see a new infrared absorption band at 1090 cm-1 due to the introduction of CH 20 H groups.
méthylols pour 100 unités aromatiques. methylols per 100 aromatic units.
On disperse soigneusement les grains dans l'eau, diverses solutions The grains are carefully dispersed in water, various solutions
tampons, l'urine, etc, sans noter d'agrégation. tampons, urine, etc., without noting aggregation.
On garnit de ces grains une colonne en acier inoxydable de 4 mm These grains are packed with a 4 mm stainless steel column
de diamètre et 500 mm de long pour chromatographie liquide à grande vitesse. of diameter and 500 mm long for high speed liquid chromatography.
On soumet dans cette colonne une solution d'albumine de sérum de boeuf dans un tampon phosphorique M/20 à une chromatographie liquide à grande vitesse; on élue à l'aide de ce tampon phosphorique selon un débit de 1 ml/min On n'observe pas d'élution de l'albumine De plus, on n'observe pas l'élution de l'albumine même après avoir fait passer 50 pú d'albumine This column is subjected to a solution of albumin serum albumin in M / 20 phosphoric buffer at high speed liquid chromatography; eluted with this phosphoric buffer at a flow rate of 1 ml / min Elimination of albumin is not observed Moreover, the elution of albumin is not observed even after passing 50 μl of albumin
de sérum de boeuf à 10 % cinquante fois de suite. of 10% beef serum fifty times in a row.
On fait passer un échantillon de 20 pz d'une solution d'acide urique, de créatinine, d'acide p-amino-benzo 7 que et d'albumine dans un tampon phosphorique M/20 dans la colonne On sépare parfaitement l'acide urique, la créatinine et l'acide p-amino-benzoîque les uns des autres sans éluer l'albumine La Figure 3 représente un enregistrement des pics d'élution pour une vitesse de déroulement du papier de 10 cm/3 min, mesuré à une longueur d'onde de 250 nm La pression est de 25 bars pour un débit de A 20 μl sample of a solution of uric acid, creatinine, p-amino benzoic acid and albumin in a M / 20 phosphoric buffer is passed through the column. uric, creatinine and p-amino-benzoic acid from each other without eluting albumin. Figure 3 shows a record of elution peaks for a paper unwinding speed of 10 cm / 3 min, measured at a wavelength of 250 nm The pressure is 25 bar for a flow rate of
1 ml/min.1 ml / min.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
On prépare un copolymére styrène-divinylbenzène comme dans l'Exempte 1 sauf qu'on emploie 459 de toluene et 15 g de n-dodécane comme régulateur de pore, au lieu de 60 g de toluène Le poids moléculaire exclu par le polymère obtenu est de l'ordre de 100 000 On introduit ensuite des groupes méthylols dans le polymère comme dans l'Exempte 1; le taux final A styrene-divinylbenzene copolymer is prepared as in Example 1 except that 459 toluene and 15 g of n-dodecane are used as pore regulators, instead of 60 g of toluene. The molecular weight excluded by the polymer obtained is In the order of 100,000, methylol groups are introduced into the polymer as in Example 1; the final rate
est d'environ 40 groupes méthylols pour 100 unites aromatiques. is about 40 methylol groups per 100 aromatic units.
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Après avoir garni le tube comme dans l'Exempte 1 avec le support obtenu, on soumet de l'albumine à une chromatographie L'albumine est After having packed the tube as in Exempt 1 with the support obtained, albumin is subjected to chromatography. Albumin is
absorbée par la colonne et elle n'est pas éluée. absorbed by the column and it is not eluted.
EXEMPLE COMPARATIF No 3 -COMPARATIVE EXAMPLE 3 -
On prépare un copolym'ère styrène/divinylbenzène selon le protocole de l'Exempte 3, sauf qu'on utilise 13,9 g de phosphate de calcium et 4,07 mg de n-dodécylbenzènesulfonate de sodium au lieu de la méthyl cellulose et du lauryl sulfate de sodium de l'Exempte 3 Après lavage à l'au, on tamise le copolymère pour obtenir des grains d'un diamètre de 10 à 20 p. Toutefois, l'éventail des diamètres est large La masse moléculaire exclue A styrene / divinylbenzene copolymer is prepared according to the protocol of Example 3 except that 13.9 g of calcium phosphate and 4.07 mg of sodium n-dodecylbenzenesulfonate are used instead of methyl cellulose and Sodium lauryl sulfate of Example 3 After washing with Au, the copolymer is sieved to obtain grains with a diameter of 10 to 20 percent. However, the range of diameters is wide The molecular mass excluded
est de l'ordre de 100 000.is in the order of 100,000.
On lave soigneusement les grains à l'acide chlorhydrique pour éliminer le phosphate de calcium Les grains ne se dispersent pas du tout The grains are carefully washed with hydrochloric acid to remove calcium phosphate The grains do not disperse at all
dans l'eau et ils restent agglutinés. in water and they remain agglutinated.
Apres séchage des grains, on effectue la chlorométhylation comme After drying the grains, the chloromethylation is carried out
dans l'Exempte 3 Les grains sont légèrement colorés en jaune clair. in Exempt 3 The grains are slightly colored in light yellow.
Les groupes chlorométhyles sont convertis en groupes méthylols comme dans l'Exempte 3 Les grains obtenus sont moins hydrophiles que ceux de l'Exemp Le 3 et ils ne se dispersent pas bien dans l'eau ni dans l'urine L'albumine n'est pas totalement adsorbée sur colonne garnie de ces grains et on obtient un très large pic d'albumine On pense que c'est parce que les grains sont moins hydrophiles que ceux de l'Exempte 3 The chloromethyl groups are converted into methylol groups as in Example 3 The grains obtained are less hydrophilic than those of the Exemp Le 3 and they do not disperse well in water or in the urine. not completely adsorbed on a column packed with these grains and we obtain a very large peak of albumin It is thought that it is because the grains are less hydrophilic than those of the Exempte 3
et que les protéines ne peuvent pas pénétrer dans les pores. and that the proteins can not penetrate the pores.
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
On prépare des petits grains de copolymère styrène-divinylbenzene, capables d'exclure des masses moléculaires de 300 000, comme dans l'Exempte mais en utilisant 4,5 g de toluène et 4,5 g de n-dodécane pour régulariser les pores On traite les grains comme dans l'Exempte 3 pour obtenir des supports comportant des groupes méthylols Le support obtenu sedisperse bien dans du sérum et dans de l'urine On n'observe pas l'élution de l'albumine avec une colonne garnie de ces grains même lorsqu'on fait passer 50 fois des échantillons de 50 p Z de solution à 10 % d'albumine Small styrene-divinylbenzene copolymer grains, capable of excluding molecular weights of 300,000, are prepared as in Exempt but using 4.5 g of toluene and 4.5 g of n-dodecane to regulate the pores on treats the grains as in Example 3 to obtain supports having methylol groups The support obtained sedisperse well in serum and in urine Elution of albumin is not observed with a column packed with these grains even when samples of 50 μl of 10% albumin solution are passed 50 times
de sérumde boeuf.of beef serum.
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1983
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