JP2002145951A - 重合体吸着剤及び製造方法 - Google Patents
重合体吸着剤及び製造方法Info
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- Y10S530/815—Carrier is a synthetic polymer
Abstract
ーマトリックスを提供する選択された多孔度及び透過性
特性を有する新規なマクロポーラスポリマーの提供。 【解決手段】(a)50から100重量%のポリビニル
芳香族モノマー及び(b)0から50重量%のモノ不飽
和ビニル芳香族モノマーのマクロポーラスポリマーであ
って、(i)特定の全多孔度;(ii)特定のオペレイ
ショナルなメソポロシティー;(iii)特定の平均粒
子直径;(iv)特定の表面積;(v)10バール圧に
おいて700から1,800未満の流れ抵抗値及び60
バール圧において1,500から7,000未満の流れ
抵抗値;及び(vi)ポリマーについて75から150
グラムインシュリン/リッターである総インシュリン容
量及びポリマーについて60から150グラムインシュ
リン/リッターである動的インシュリン容量を有する、
ポリマー。
Description
マトグラフィー(RPC)における使用に好適な剛性ポ
リマーマトリックスを提供する選択された多孔度及び透
過性特性を有する新規なマクロポーラスポリマーに関す
る。そのポリマーは、長期間の使用の間で圧力の増加の
無い大規模クロマトグラフィーカラムの固定相として特
に有用である。
の分離精製に要求されるような)高性能分取モードにお
いて、クロマトグラフィーカラム内部で発生した高い操
作圧力に耐えるために機械的に剛性でなければならな
い。シリカマトリックスは、過去においてこれらの用途
に一般的に使用され、満足すべき機械的剛性を有してい
る。しかし、シリカマトリックスは、高pH条件下で稼
動されることができず、そのことが幅広い範囲の生体分
子を分離するための使用が厳しく制限されている。この
要因は、クロマトグラフィー操作者が利用可能できる選
択肢を狭め、シリカメディアの製品寿命(それらは厳し
い条件下で清浄化できないのでより早く劣化する)に悪
影響を及ぼし、結果的に商業的生産プロセス全体の経済
性をより悪いものとしている。
は、非常に広範囲なpH条件に亘り典型的に稼動される
ことができるが、生体分子の分離に広く利用に供され
る。クロマトグラフィーの操作者は、高いpHでのプロ
セスを進める選択肢を有し、それはある種の分子用の分
離メディアについての溶解度、選択性及び容量等の改善
された特性のような利点を提示することができる。加え
て、重合体樹脂は、高pH条件下で良好に清浄化される
ことができ、従って、カラム有効期限を改善し、結局は
プロセス経済を改良する。しかしながら、現在の重合体
固定相は、高性能生体分子の分離に使用される高圧条件
でのメディアにおいて幾分圧縮性である。この圧縮性は
分離プロセスにとって有害である。何故なら運転可能な
流量の範囲を制限し、カラム内のポリマー床の完全性を
低下させることができるからである。例えば、下記の文
献は、「ウォール効果(wall effects)」
がポリマー圧縮を最小化することが知られている、高速
分析操作の代表的カラム条件(0.5cm未満のカラム
内径)で使用されるポリマーを開示している。しかし、
これらの文献はウォール効果がないことによるポリマー
圧縮からの追加の圧力増大が予期される、大規模な高速
の市販のクロマトグラフィーカラムでの操作を開示して
はいない:ロイド、L.L及びワーナー、F.P.,独
特な高速マクロポーラス樹脂の分取高性能液体クロマト
グラフィー、J.Chromatography、51
2巻、365〜376ページ(1990);ロイド、
L.L.,高性能液体クロマトグラフィーにおける固定
相としての剛性マクロポーラスコポリマー、レビュー、
J.Chromatography、544巻、、20
1〜217ページ、(1991)。
B)含有モノマー混合物のサスペンション重合から生成
された慣用のマクロポーラスコポリマーは、広範囲の細
孔径分布及び表面積を有するポリマーを与える。例え
ば、米国特許第4,686,269号は、モノマーの総
重量を基準として50から300%の有機補助溶剤を用
いて、モノマーを重合して0.5から50ミクロンの平
均粒子直径を有し、及び少なくとも60%のポリビニル
芳香族モノマーを含有する、分析規模での液体クロマト
グラフィーカラム(内径が0.8cm)に使用されるポ
リマーの調製法を開示するが、その文献は、製造規模で
のクロマトグラフィーカラム、即ち、2から100c
m、典型的には5から80cmの内径を有するものにお
いて一般的な、高圧使用条件下で圧縮しない剛性ポリマ
ーマトリックスを提供する、選択された多孔度及び透過
特性を有するポリマーの調製法は開示していない。
する流れの抑制に変換され、クロマトグラフィー系にお
ける追加の背圧を生じさせ、最終的にはサイクル時間の
長期化をもたらす。有意な圧縮を生ぜず、即ち、典型的
なRPCプロセス条件下で発生した高操作圧力に対する
メディアとして耐えることができる重合体固定相が必要
となる。加えて、固定相は、また、望ましいクロマトグ
ラフィー性能を生じさせるために、ある種の標的生体分
子に関する満足すべき物質移動及び容量特性を有するこ
とが不可欠である。
おいて同時に満足すべき圧力及び流れ特性を提供しなが
ら、生体分子の分離精製に好適なマクロポーラスポリマ
ー固定相を提供することである。
1以上のポリビニル芳香族モノマー及び(b)0から5
0重量%の1以上のモノ不飽和ビニル芳香族モノマーの
重合されたモノマー単位を含むマクロポーラスポリマー
であって、 (i)1グラム当たり0.7から2立方センチメートル
の全多孔度; (ii)1グラム当たり0.7から1.9立方センチメ
ートルのオペレイショナルなメソポロシティー(ope
rational mesoporosity); (iii)2から600ミクロンの平均粒子直径; (iv)1グラム当たり200から1500平方メート
ルの表面積; (v)10バール圧において700から1,800未満
の流れ抵抗値及び60バール圧において1,500から
7,000未満の流れ抵抗値;及び (vi)ポリマーについて75から150グラムインシ
ュリン/リッターである総インシュリン容量及びポリマ
ーについて60から150グラムインシュリン/リッタ
ーである動的インシュリン容量(dynamic in
sulin capacity)を有する、ポリマーを
提供する。
ーが, (a)1グラム当たり400から1000平方メートル
の表面積; (b)1グラム当たり0.9から1.4立方センチメー
トルのオペレイショナルなメソポロシティー; (c)10から75ミクロンの平均粒子直径; (d)10バール圧において700から1,500未満
の流れ抵抗値及び60バール圧において1,500から
5,000未満の流れ抵抗値;及び (e)ポリマーについて90から150グラムインシュ
リン/リッターである総インシュリン容量及びポリマー
について75から150グラムインシュリン/リッター
である動的インシュリン容量を有する、上述のマクロポ
ーラスポリマーを提供する。
いて、疎水性ポローゲン及び親水性ポローゲンを含む1
00から170パーセントのポローゲン混合物及び0.
5から10%のフリーラジカル重合開始剤の存在下で、
0から50パーセントのモノビニル芳香族モノマー及び
50から100パーセントのポリビニル芳香族モノマー
を重合することを含むマクロポーラスポリマーのを調製
する方法(全てのパーセント量はモノマーの総重量を基
準としている)であって、(a)親水性ポローゲンは、
疎水性ポローゲンに対して1.2/1より大で3/1ま
での重量比で存在し;及び(b)親水性ポロ−ゲンは、
1以上の(C4〜C10)アルカノールから選択され、
疎水性ポローゲンは、1以上の(C7〜C 10)芳香族
炭化水素及び(C6〜C12)飽和炭化水素から選択さ
れる、方法を提供する。
性溶液を、2から100センチメートルの内径を有する
液体クロマトグラフィーカラム中で上述のマクロポーラ
スポリマーと接触させる混合された生体分子水性溶液の
精製方法であって、カラムが10から100バールの圧
力で操作される、方法を提供する。
による生体分子の大規模分離精製に有用な新規なマクロ
ポーラスポリマーが、選択された多孔度及び透過特性を
有して製造され得ることを見出した。特に、我々は、特
定の重合条件下でモノマー相に対して特定割合の特定の
ポロ−ゲン溶媒の使用が意外にも本発明の剛性ポリマー
マトリックスを提供することを見出した。新規なマクロ
ポーラスポリマーは、標的生体分子用に良好な処理量及
び容量(動的及び平衡)を維持しながら、有意の圧縮及
び圧力の増加をもたらすことなく、高圧RPCにおいて
使用されることができる。
かな別段の指示がない限り、次の用語は次の意味を有す
る。
は、相当するアクリレート又はメタクリレートエステル
のいずれかを意味する;同様に、用語「メタクリル」
は、アクリル酸又はメタクリル酸及びエステル又はアミ
ド等の相当する誘導体を意味する。全てのパーセンテー
ジは、特に断らない限り、関与するポリマー又は組成物
の総重量を基準にして重量%で表される。用語「コポリ
マー」は、位置異性体を含む異なるモノマーの2以上の
単位を含有するポリマー組成物を意味する。ここでは、
次の略語が使用される:g=グラム;ppm=重量/容
量による百万分率、cm=センチメートル、mm=ミリ
メートル、ml=ミリリッター、L=リッター。特に断
らない限り、掲げられた範囲は、両端の値を含み及び組
み合わせ可能であり、温度は摂氏度(℃)である。
ポリマーは、既存の物資と比較して増加した構造剛性を
有し、ポリマーを商業規模での製造プロセスにおける使
用に適したものとしている。増加した構造剛性は、選ば
れた重合条件を使用することによるポリマーマトリック
スの構造の変更によって達成された。
ことは、本発明のマクロポーラスポリマーを調製するう
えで重要である。大きな生体分子を分離するうえで有効
であるためには、好ましくは固定相が、マトリックス中
への、およびマトリックスからの迅速な分子の拡散を可
能にする、開放された多孔性構造を有することである。
更に高水準の多孔度が大きな表面積を許容し、これが標
的分子用のマトリックスの高容量を提供する。最も新し
い、市販の重合体RPC固定相は、これらの規準を中心
に設計されているようであり、低圧条件のもとで(典型
的には、1バールから10バール未満まで及び好ましく
は1から5バールまで;1バール圧=105パスカル又
は105Pa)使用される。本発明のマクロポーラスポ
リマーは増加したポリマー剛性を有し、同時に標的分子
に関する高容量及び迅速な粒子内拡散を確保した。
が2から100、好ましくは5から80、より好ましく
は10から50センチメートルの液体クロマトグラフィ
ーカラムにおいて、マクロポーラスポリマーと水性溶液
とを接触させて水性溶液に溶解させた生体分子混合物を
精製するのに有用であり、ここでそのカラムは、10か
ら100バール及び好ましくは20から80バールで操
作される。典型的には、分取規模のRPCは、20から
80バール圧において10から50cmクロマトグラフ
ィーカラム内で遂行される。
ーラスポリマーを調製するうえで重要な因子を表す。モ
ノマー相に対する混合されたポローゲンの選ばれた比率
並びに疎水性ポローゲンに対する親水性ポローゲンの比
率は、本発明のマクロポーラスポリマーを提供すると信
じられるキーパラメーターである。
が、本発明の場合には、ポリマーマトリックス密度が変
更され、全ポリマーの単位容積当たりより多くの固体ポ
リマーを許容し、それによりマトリックス剛性が増加
し、結果的に標的分子についての容量の増加を伴うと考
えられる。モノマーに対するポローゲン量、及び疎水性
対親水性ポローゲン種のバランスの特定の選択は、同時
に改善されたマトリックス剛性を提供しながら、標的分
子(この場合、生体分子)の結合に好ましい仕様で孔径
分布を与えるものと考えられる。
ーは、2から600ミクロン(μm)の平均粒子直径を
有する典型的な球状コポリマービーズである。高性能逆
相液体クロマトグラフィー(たとえば、直径が2から1
00cmのカラムにおいて)による生体分子の分離精製
に有用なポリマーは、典型的には2から150、好まし
くは5から100、より好ましくは10から75、最も
好ましくは10から30μmの平均粒子直径を有する。
大規模吸着プロセス(直径が数メートルまでのカラム又
は醗酵ブロス等)による生体分子の分離精製に有用なポ
リマーは、典型的には150より大から600まで、好
ましくは200から500、より好ましくは250から
400μmの平均粒子直径を有している。
的にはサスペンション重合により生成され、1グラム当
たり200から1500、好ましくは300から120
0、更に好ましくは400から1000平方メートル
(m2/g)の表面積を有する。マクロポーラスポリマ
ーは、好ましくは米国特許第4、382、124号に記
載されたもの、例えば、その多孔度がポローゲン(「相
エキステンダー」又は「沈殿剤」として知られる)、即
ちそのポリマーに対して非溶媒で、そのモノマーに対し
て溶媒であるもの、の存在下でサスペンション重合によ
りコポリマービーズ中に導入されているものである。慣
用のマクロポーラスポリマーは米国特許第4、382、
124号に従い調製されたもので、典型的には広範囲の
ポロ−ゲン種、モノマー相に対するポローゲン濃度、モ
ノマー種類、架橋モノマー種、架橋剤濃度、重合開始剤
及び開始剤濃度の使用が包含される。しかしながら、本
発明は、ある種の選ばれた種類のポローゲンを使用し、
モノマー相に対して特定の濃度で使用し、特定のモノマ
ー及び選択された架橋度、選択された重合開始剤濃度で
調製されたマクロポーラスポリマーが、高性能逆相液体
クロマトグラフィーによる生体分子の分離精製において
改善された性能を示す剛性ポリマー構造を意外にも有す
るという発見に基づいている。
調製に用いられることができる好ましいポリビニル芳香
族モノマーには、例えば、ジビニルベンゼン、トリビニ
ルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルナフタレン、
ジビニルアントラセン及びジビニルキシレンから選択さ
れる1以上のモノマーが含まれる:上記架橋剤のそれぞ
れの様々な位置異性体のいかなるものも好適であり;好
ましくは、ポリビニル芳香族モノマーはジビニルベンゼ
ンである。典型的には、マクロポーラスポリマーは50
から100%、好ましくは65から100%、より好ま
しくは75から100%のポリビニル芳香族モノマー単
位を含む。
ト、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロ
ールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ジ
エチレングリコールジビニルエーテル及びトリビニルシ
クロヘキサン等の脂肪族架橋性モノマーは、また、ポリ
ビニル芳香族架橋剤に加えて用いられることができる。
使用されるとき、脂肪族架橋性モノマーは、典型的には
マクロポーラスポリマーの重合単位として、マクロポー
ラスコポリマーを形成するのに使用される全モノマー重
量を基準にして0から20%、好ましくは0から10
%、さらに好ましくは0から5%である。
の調製に使用され得る好適なモノ不飽和ビニル芳香族モ
ノマーには、例えば、スチレン、α‐メチルスチレン、
(C 1〜C4)アルキル置換スチレン、ハロ置換スチレ
ン(ジブロモスチレン及びトリブロモスチレン)、ビニ
ルナフタレン及びビニルアントラセンが含まれ;好まし
くは、モノ不飽和ビニル芳香族モノマーは、1以上のス
チレン及び(C1〜C 4)アルキル置換スチレンから選
択される。好適な(C1〜C4)アルキル置換スチレン
の中には、例えば、エチルビニルベンゼン、ビニルトル
エン、ジエチルスチレン、エチルメチルスチレン及びジ
メチルスチレンが含まれ;上記ビニル芳香族モノマー中
でそれぞれの種々のいかなる位置異性体も好適であると
理解される;好ましくはモノ不飽和ビニル芳香族モノマ
ーはエチルビニルベンゼンである。典型的には、マクロ
ポーラスポリマーは、0から50%、好ましくは0から
35%及びより好ましくは0から25%のモノ不飽和ビ
ニル芳香族モノマー単位を含む。
芳香族ビニルモノマー、例えば、塩化ビニル、アクリロ
ニトリル、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸
のアルキルエステル(アルキル(メタ)アクリレート)
等は、また、ビニル芳香族モノマーに加えて使用される
ことができる。使用に際して、マクロポーラスコポリマ
ーを形成するのに使用される全モノマー重量を基準にし
て非芳香族ビニルモノマーは、典型的には、マクロポー
ラスコポリマーの重合単位として、0から20%、好ま
しくは0から10%、より好ましくは0から5%であ
る。
上のジビニルベンゼンコポリマー、スチレン‐ジビニル
ベンゼンコポリマー、ジビニルベンゼン‐エチルビニル
ベンゼンコポリマー及びスチレン‐エチルビニルベンゼ
ン‐ジビニルベンゼンコポリマーから選択され;より好
ましくは、ジビニルベンゼン‐エチルビニルベンゼン及
びスチレン‐エチルビニルベンゼン‐ジビニルベンゼン
ポリマーである。
るために有用なポローゲンには、(C7〜C10)芳香
族炭化水素及び(C6〜C12)飽和炭化水素等の疎水
性ポローゲン;(C4〜C10)アルカノール及びポリ
アルキレングリコール等の親水性ポローゲンが含まれ
る。好適な(C7〜C10)芳香族炭化水素には、例え
ば、1以上のトルエン、エチルベンゼン、オルトキシレ
ン、メタキシレン及びパラキシレンが含まれ;上記それ
ぞれの炭化水素について種々の如何なる位置異性体も好
ましいと理解される。好ましくは、その芳香族炭化水素
は、トルエン又はキシレン又はキシレンの混合物又はト
ルエン及びキシレンの混合物である。好適な(C6〜C
12)飽和炭化水素には、例えば、1以上のヘキサン、
ヘプタン及びイソオクタンが含まれ;好ましくは、飽和
炭化水素は、イソオクタンである。好ましい(C4〜C
10)アルカノールには、例えば、1以上のイソブチル
アルコール、tert‐アミルアルコール、n‐アミル
アルコール、イソアミルアルコール、メチルイソブチル
カルビノール(4‐メチル‐2‐ペンタノール)、ヘキ
サノール及びオクタノールが含まれ;好ましくはそのア
ルカノールは、メチルイソブチルカルビノール及びオク
タノール等の1以上の(C5〜C8)アルカノールから
選択される。好ましくは、ポローゲン混合物は、1以上
の(C5〜C8)アルカノールから選択される親水性ポ
ローゲン及び1以上の(C7〜C10)芳香族炭化水素
から選択される疎水性ポローゲンである。
用されるポローゲンの総量は、モノマーの重量を基準に
して100から170%、好ましくは110から160
%、より好ましくは115〜150%、最も好ましくは
120から140%である。170%より上のポロ−ゲ
ン濃度において、ポリマーは充填されたカラム中で高圧
条件において不良な流れ抵抗値(高圧縮性)を有し;1
00%より低いポロ−ゲン濃度において、ポリマーは、
(カラム貫通試験でのインシュリン容量によって測定さ
れるような)不良なクロマトグラフィー特性を有する。
加えて、本発明のポリマーを調製するのに使用されるポ
ローゲンは、疎水性溶媒(「疎水性ポローゲン」)及び
より疎水性でない溶媒(「親水性」ポローゲン)を含む
混合溶媒系に基づいている。親水性ポローゲンは、多少
制限された水溶解度(例えば、0.5から5%)を有し
ており、疎水性ポローゲン(10から100ppm、ま
たはそれ以下の典型的水溶解度)より多く水溶性であ
る。
ローゲンの比は1.2/1より大で3/1までであり、
好ましくは1.3/1から2.7/1、より好ましくは
1.4/1から2.5/1,最も好ましくは1.6/1
から2.4/1である。約1.2/1以下の親水性/疎
水性比において、許容可能な流れ抵抗性能を有するポリ
マーは、また、減少したクロマトグラフィー性能(イン
シュリン容量試験における物質移動アクセスの制限によ
って測定された)を有する。3/1を超える親水性/疎
水性ポローゲン比においては、ポリマーは、減少した全
体容量性能(カラムフローテスト過程での吸着されるイ
ンシュリンの量の減少により測定)を有するであろう。
典型的には、混合ポローゲンは、(C7〜C10)芳香
族炭化水素及び(C4〜C10)アルカノールを含み、
好ましい混合ポローゲンは、キシレン及びメチルイソブ
チルカルビノールを含む。
合開始剤には、ペルオキシド、ヒドロペルオキシド、及
び関連開始剤等のモノマー可溶性開始剤が含まれ、;例
えば、ベンゾイルペルオキシド、tert‐ブチルヒド
ロペルオキシド、キュメンペルオキシド、テトラリンペ
ルオキシド、アセチルペルオキシド、カプロイルペルオ
キシド、tert‐ブチルペルオクトエート(tert
‐ブチルペルオキシ‐2‐エチルヘキサノエートとして
も知られる)、tert‐アミルペルオクトエート、t
ert‐ブチルペルベンゾエート、tert‐ブチルジ
ペルフタレート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボ
ネート、ジ(4‐tert‐ブチルシクロヘキシル)ペ
ルオキシジカーボネート及びメチルエチルケトンペルオ
キシドがある。また、アゾジイソブチロニトリル、アゾ
ジイソブチルアミド、2,2’‐アゾ‐ビス(2,4‐
ジメチルバレロニトリル)、アゾ‐ビス(α‐メチル‐
ブチロニトリル)及びジメチル、ジエチル、又はジブチ
ルアゾ‐ビス(メチルバレレート)のようなアゾ開始剤
も有用である。好ましいペルオキシド開始剤はベンゾイ
ルペルオキシドのようなジアシルペルオキシド及びte
rt‐ブチルペルオクトエート及びtert‐ブチルペ
ルベンゾエートのようなペルオキシエステルである;よ
り好ましくは、開始剤はベンゾイルペルオキシドであ
る。好適なペルオキシド開始剤の使用濃度は、ビニルモ
ノマーの総重量を基準にして0.5%から10%、好ま
しくは1から9%、より好ましくは2から7%、最も好
ましくは3から5%である。最も好ましくは、フリーラ
ジカル開始剤はモノマーの総重量を基準にして2から7
%で存在し、1以上のジアシルペルオキシド及びペルオ
キシエステルから選択される。
るために有用な分散剤及び沈殿防止剤は、ヒドロキシア
ルキルセルロース骨格、1から24の炭素原子を含有す
る疎水性アルキル側鎖、及びヒドロキシアルキルセルロ
ース骨格のそれぞれの繰り返し単位を置換する平均で1
から8、好ましくは1から5のエチレンオキサイド基を
有する非イオン性界面活性剤であって、該アルキル側鎖
は、ヒドロキシアルキルセルロース骨格の100繰り返
し単位当たり0.1から10のアルキル基の量で存在す
るものである。ヒドロキシアルキルセルロースにおける
アルキル基は、1から24の炭素を含むことができ、直
鎖、分岐鎖又は環状であり得る。より好ましくは、10
0無水グルコース単位当たり0.1から10の
(C16)アルキル側鎖、及びそれぞれの無水グルコー
ス単位を置換する約2.5から4のエチレンオキサイド
基を含有するヒドロキシエチルセルロースである。分散
剤の典型的な使用濃度は、全水性相重量を基準にして約
0.01から約4%である。
に有用な他の分散剤及び沈殿防止剤は、親水性骨格を含
有するポリマーであり、それらは、2相の界面において
それらの親油性部分をモノマー相に及びそれらの親水性
部分を水性相に配向することができる。これらの重合体
分散剤には、セルロース、ポリビニルピロリドン、ポリ
ビニルアルコール及び澱粉等が含まれる。分散剤の混合
物もまた用いることができる。これらの他の分散剤は、
それらが幾分より大量の凝集した物質又はそうでなけれ
ば望ましくない物質を生成する傾向にあるので、あまり
好ましくはない傾向にある。
は、例えば、懸濁助剤(分散剤、保護コロイド及びバッ
ファー等)を含有する連続水性相溶液の調製の後で、5
0から100%のポリビニル芳香族モノマー、フリーラ
ジカル開始剤及びモノマー混合物1部当たり1から1.
7部の混合ポローゲン(疎水性及び親水性ポローゲン)を
含有するモノマー混合物を混合させることを含むことが
できる。それから、モノマー/混合ポローゲン配合物
は、昇温下(典型的には40から120℃、好ましくは
60から100℃;例えば、1から20時間、好ましく
は3から15時間の間)で重合され、ポローゲンは、次
に種々の手段で結果物であるポリマービーズから除去さ
れる;例えば、トルエン、キシレン、及び(C4〜C
10)アルコールは、蒸留又は溶剤洗浄によって除去さ
れ、ポリアルキレングリコールは、水洗により除去され
る。結果として生ずるマクロポーラスコポリマーは、そ
れから脱水そして乾燥等の慣用の手段で分離される。
ー表面の、重合過程で使用される分散剤及び沈殿防止剤
の残留物を浄化する酵素処理を、任意に含むことができ
る。酵素処理は、典型的には重合過程で、重合に引き続
いて又はポリマーの分離後にマクローポーラスポリマー
を酵素物質(1以上のセルロース分解酵素及び蛋白質加
水分解酵素(proteolytic enzyme)
から選択される)と接触させることを含む。日本特許出
願昭61‐141704号及び昭57‐98504号
が、ポリマー樹脂の調製過程での酵素使用の更なる一般
的及び具体的詳細に関して参照されることができる。好
適な酵素には、例として、セルロースをベースとした分
散剤系用のβ‐1,4‐グルカン‐4‐グルカノヒドラ
ーゼ、β‐1,4‐グルカン‐4‐グルカンヒドラー
ゼ、β‐1,4‐グルカン‐4‐グルコヒドラーゼ、β
‐1,4‐グルカン‐4‐セロビオヒドラーゼ等のセル
ロース分解酵素;ゼラチンをベースとした分散剤系用ウ
ロキナーゼ、エラスターゼ及びエンテロキナーゼ等の蛋
白質加水分解酵素が挙げられる。典型的には、ポリマー
に対して使用される酵素量は、ポリマーの全重量を基準
にして2から35%、好ましくは5から25%、より好
ましくは10から20%である。
填されたクロマトグラフィーカラム用途に有用であり、
そこではポリマーの多孔度及び機械的強度は、長期間で
の使用で圧力の増大なしに、高い処理量で生体分子の高
性能分離精製での使用を可能とする。
ーティングされることができ、または慣用のスルホン
化、クロロメチル化及びアミン化等の公知の手段によ
り、様々な慣用のイオン化官能基(カルボン酸基等の弱
酸官能基;第一級、第二級又は第三級アミン官能基等の
弱塩基官能基;スルホン酸基等の強酸官能基;塩化第四
級アンモニウム基又は水酸化第四級アンモニウム基等の
強塩基官能基)で後官能化されることができる。
された剛性ポリマー構造及び重合過程でポリマーに導入
された選択された多孔度の結果である、改善された透過
性(低流れ抵抗)を特徴としている。透過率(K)は、
ダルシー法(Darcy’sLaw)(式1)によりカ
ラムに発生した背圧と関連づけられる:
センチポイズ) V=線速度(cm/時) ΔP=圧力降下(バール) dp=ポリマーの平均粒子直径(ミクロン)
式で表現されている;式1を無次元数にするためには単
位の変換が必要であると理解される。ポリマーがより剛
性(即ち、圧縮性の少ない)であればあるほど、ポリマ
ーの透過性は大きくなり、任意の溶媒粘度、線速度及び
粒子直径の組み合わせにおいて、より低い背圧を与え
る。カラムクロマトグラフィー分離精製への適用にとっ
て典型的な層流条件下で、カラム内の背圧は、また、カ
ルマン‐コーゼニー(Carman‐Kozeny)式
(式2)で表わされることができる:
m3)
びA.カッティの「分取及び非線形クロマトグラフィー
の基本」;アカデミックプレス(1994)及びW.
L.マックカーベ、J.C.スミス及びP.ハリオット
の「ケミカルエンジニアリングにおけるユニット操
作」;マクロウヒル(1985)のような文献が、ダル
シー法及びカルマン‐コーゼニー式(式1及び2)につ
いての更なる一般的及び具体的詳細のために参照され
る。
マトグラフィーカラムにおける透過率(又は流れ抵抗)
がポリマー樹脂床の粒子間空隙容積(即ち、ポリマー粒
子間の容積)に関連することが示される;εは、ポリマ
ー床の単位容積当たりの空隙容積として表される。この
関係は、式3で表される。
特徴的な「流れ抵抗」値を透過率の逆数と定義する。特
徴的な「流れ抵抗」値は、中〜高圧条件下でのメディア
の下でいかに良好な特性を示すかの指標である:低い流
れ抵抗値は、低い圧縮率を表し、高い流れ抵抗値は、不
良な圧縮率を表す。
流れ抵抗のいずれかを表すには、一般に粒子サイズ効果
(式1のdp)が含まれる。本発明の目的の一つは、粒
子サイズ効果とは独立して、増加したポリマー剛性によ
って改善された流れ抵抗を提供することである。ポリマ
ーに関して粒子サイズを減少しただけでは、式1及び2
で与えられるように、より高い背圧を生じる。
マーは、10バール(中間圧力)の操作圧力において7
00から1,800未満、好ましくは700から1,5
00未満、より好ましくは1,300未満の流れ抵抗値
(即ち、1/K)を有する。高圧操作(60バールで代
表されるような)において、マクロポーラスポリマー
は、1,500から7,000未満、好ましくは1,5
00から5,000未満、より好ましくは4,500未
満の流れ抵抗値を有する。RPCにおける使用に好適な
マクロポーラスポリマーは、(i)10バール圧の圧力
において1,800未満の流れ抵抗値及び(ii)60
バール圧において7,000未満の流れ抵抗値を有す
る。上で示した限界より大きな流れ抵抗値を有するポリ
マーは、市販のRPCカラムに見出される中〜高圧にお
ける圧縮に対する十分な抵抗を提供せず、結果として操
作過程での処理量の減少とカラム圧の増大を生ずる。
マーを製造するのに使用されるポローゲンの種類及び比
率によって生成される、選ばれた多孔度及び粒子直径分
布によって特徴付けられる。多孔度は、ミクロメレティ
ックス(Micromeretics)(商標)ASA
P‐2400窒素ポロシメーターを使用して測定され
る。IUPAC命名法に従う多孔度は次の通りである。 ミクロポロシティー=20オングストローム単位未満の
細孔 メソポロシティー=20から500オングストローム単
位の間の細孔 マクロポロシティー=500オングストローム単位より
大の細孔
ルな」ミクロポロシティーは、50オングストローム単
位未満の直径を有する細孔と定義され、「オペレイショ
ナルな」メソポロシティーは、50から500オングス
トローム単位の間の直径を有する細孔と定義される。こ
こで使用される「オペレイショナルな」多孔度とIUP
AC命名法に従い定義される多孔度との間の僅かな相違
は、50オングストローム単位が本発明のマクロポーラ
スポリマーにおいて目的の生体分子の収着に適応させる
ため(20オングストローム単位と比較して)、より好
適で、より適切なカットオフ点であるという事実による
ものである。
7から2の、好ましくは0.9から1.8、より好まし
くは1.0から1.7cm3/gの全多孔度を有する。
典型的には、マクロポーラスポリマーは、0.7から
1.9、好ましくは0.8から1.7、より好ましくは
0.9から1.4cm3/gのオペレイショナルなメソ
ポロシティーを有する。典型的には、マクロポーラスポ
リマーは、0から0.5、好ましくは0から0.3、よ
り好ましくは0から0.2、最も好ましくは0から0.
1cm3/g未満のオペレイショナルなミクロポロシテ
ィーを有する。典型的には、マクロポーラスポリマー
は、0から0.6、好ましくは0から0.5、より好ま
しくは0から0.3cm3/gのマクロポロシティーを
有する。約0.6cm3/gより大きいマクロポロシテ
ィー値は、全容量の点に関して、標的とする分子サイズ
及び形状の生体分子用ポリマーの作業容量を減じる。
び分子形態の生体分子の大規模分離精製用に好適なメデ
ィアとしての、ポリマーマトリックスの能力の指標とし
て使用される。本発明のマクロポーラスポリマーは、典
型的には60から150g/L、好ましくは70から1
50g/L、より好ましくは75から150g/Lの動
的インシュリン容量を有する。典型的には、マクロポー
ラスポリマーは、75から150g/L、好ましくは8
0から150g/L、より好ましくは90から150g
/Lの総インシュリン容量を有する。動的容量は、如何
に早くポリマーマトリックスが生体分子を捕らえるかの
尺度であり、ポリマーに吸着(sorb)した全インシ
ュリンに対して1%の漏れが生じるブレークスルーポイ
ントにおいてのインシュリン容量であると定義される。
インシュリン容量はg/L、すなわちポリマー樹脂1リ
ットル当たりのインシュリンのグラムで定義される。生
体分子の高性能、大規模分取クロマトグラフィーにおけ
る使用に好適な本発明のマクロポーラスポリマーは、典
型的には、動的及び合計インシュリン容量の値として、
それぞれ60および75g/L、好ましくはそれぞれが
70および80g/L、より好ましくはそれぞれが75
およびから90g/Lの値を有する。
用のポリマー樹脂の全容量は、それが精製操作過程でカ
ラムにロードされることができる特定の分子の量に関連
するので重要である。精製プロセス(カラム処理量、溶
媒使用、労力又はサイクル時間)にとって重要な基本的
な経済要因は、直接にカラムにロードされる質量に関係
している。
子に対するポリマーの物質移動効率に関係しているが故
に重要であり、それは精製を行うことのできる時間を記
述する。低い動的容量は、そのポリマーが高速精製プロ
セスには適してないことを示している。
細に述べられている。全ての比率,部及びパーセンテー
ジは、特に断らない限り重量で表されており、使用され
る全ての試薬は、特に断らない限り市販の良質のもので
ある。実施例及び表に使用される略語は相当する記述と
共に下記に挙げられている。
(4‐メチル‐2‐ペンタノール) DVB=ジビニルベンゼン(メタ/パラ異性体の混合
物) EVB=エチルビニルベンゼン(メタ/パラ異性体の混
合物) BPO=ベンゾイルペルオキシド rpm=分当たりの回転数 v/v=容積/容積 w/v=重量/容積 μ=ミクロン nm=ナノメートル g/L=グラム/リッター cm3/g=立法センチメートル/グラム μl=マイクロリッター NA=分析せず
例示している。有機モノマー相は、次の成分を配合する
ことにより1リッタービーカー中で調製された:180
gのジビニルベンゼン混合物(80%DVB/20%E
VB)、73gオルトキシレン、147gMIBC及び
10.6gBPO(75%純度、25%水分)。これら
の量は、122%混合ポローゲン(全モノマー基準)、
2.0の親水性ポローゲン/疎水性ポローゲン比率及び
4.5%のフリーラジカル開始剤、BPO(全モノマー
基準)に相当する。この混合物は、窒素雰囲気下で20
分撹拌された。
素取り入れ口を備えた2リッターの四つ口反応フラスコ
において、次のものを一緒に撹拌して水溶液が調製され
た:783gの脱イオン水、5.0gのカルミナール
(Culminal、商標)MHEC‐8000(メチ
ルヒドロキシエチルセルロース、ハーキュレスケミカル
カンパニーより入手可能、20℃で2%水溶液について
8,000ミリパスカル・秒(mPa・s=センチポイ
ズ、cP)の粘度)、0.158gのラウリル硫酸ナト
リウム、2.94gの50%水酸化ナトリウム(水溶
液)及び3.13gのホウ酸。溶液は、250rpmで
撹拌しながら温度を80℃まで迅速に増加させ、そこで
1時間持続させた。溶液は、それから反応容器を空冷し
て周囲温度まで30分間で冷却された。固体反応物を完
全に溶解させた後、撹拌を止め、有機層(上で作成)が
反応フラスコに加えられた。
もの)は、室温において20分、300rpmで撹拌さ
れ、それから47分に亘り80℃に加熱された。反応混
合物は、反応物を重合するため80℃で12時間保持さ
れた。反応混合物は、それから撹拌機が装備された圧力
容器に移され、100℃で5時間残存反応物を変換して
重合を終了するため加熱された。
度は、撹拌しながら50℃に調整された。水性/ポリマ
ー混合物の水性相のpHは、約3gのホウ酸を加え、引
き続き最終pHに至るまで10%硫酸(水溶液)をゆっ
くりと加えることにより5.0に調整された。全部で2
5.0gのβ‐1,4‐グルカン‐4‐グルカンヒドラ
ーゼ(セルラーゼ(Cellulase)(商標)40
00、バーレーリサーチ、Inc.より入手可能)が、
酵素粉末を反応容器に4回に分けた等重量の充填で、2
4時間に亘り散布しながら水性/ポリマー混合物に添加
された。温度は、酵素処理の間50℃に維持された。水
性/ポリマー混合物の水性相のpHは、50%水酸化ナ
トリウム(水溶液)で12.0に調整され、温度は90
℃に上昇させ、そこで2時間維持された。水性/ポリマ
ー混合物は、室温に冷却され、フラスコから除去され、
1リッターのクロマトグラフィーカラムに置かれた。水
性相は、ポリマーからろ過され、それからポリマー充填
床は2リッターの脱イオン水で洗浄され、引き続き3.
5リッターのアセトンで洗浄され、最終的に7リッター
の脱イオン水で洗浄された。水湿潤ポリマーは、それか
ら100℃の温度で2.5mm(0.1インチ)水銀真
空下で16時間の間乾燥された。
ン%、MIBC/キシレン比及びBPO%が表1で要約
されているように変更された以外は上で提供された記述
に従い調製され;ポリマー試料1‐6は、上で提供され
た記述通りである。サフィックス「C」を伴い表1にお
いて示される全てのポリマーは、本発明の目的にための
比較例である。ポリマー試料1‐5乃至1‐9は、本発
明のマクロポーラスポリマーの代表例である。ポリマー
試料1‐12C、1‐13C及び1‐14Cは、上記に
従い調製されるポリマー試料と共に評価される商業的に
入手可能なクロマトグラフ等級のポリビニル芳香族ポリ
マーである。
ムファルマシアカンパニー、英国、リトルシャルフォン
ト、ウプサラからソアース(Source、商標)30
RPC樹脂として得られる30μmの粒子サイズのポリ
(スチレン‐ジビニルベンゼン)物質である。市販のポ
リマー1‐13Cは、アメルシャムファルマシアカンパ
ニー、英国、リトルシャルフォント、ウプサラからソア
ース(Source、商標)15RPCとして得られる
15μmの粒子サイズのポリ(スチレン‐ジビニルベン
ゼン)物質である。市販のポリマー1‐14Cは、ポリ
マーラブLtd.,英国、シロップシャイアーからPL
RP‐S300として得られる15μmの粒子サイズの
ポリ(スチレン‐ジビニルベンゼン)物質である。
のマクロポーラスポリマーの評価を記載している。約5
ml容積の試料は、小規模の試験カラム(内径1.0c
m×長さ6.3cm)に充填され、水溶液からウシイン
シュリンの前端吸着(front adsorptio
n)を評価した;この試験は、ポリマーマトリックス
が、典型的な使用条件下で標的プローブ分子(例えば、
インシュリン)についての迅速な、効率的な物質移動及
び高容量を可能にするか否かを測定するために設計され
た。加えて、約20mlの試料は、大規模試験カラム
(内径1.0cm×長さ25cm)に充填され、インシ
ュリンの分別/分離が遂行された;この試験は、ポリマ
ーマトリックスが典型的なプロセス条件下で満足な性能
を提供したことを確認するために行われた。
り実施例1に従い調製された)は、35mlの20%エ
タノール/水(v/v)と共に混合され、少なくとも2
時間周囲温度で静置された。ポリマースラリーは、それ
から150cm/時の線速度で20%v/vエタノール
/水溶液中においてフロー充填によりオムニフィット
(Omnifit、商標)ガラスカラム(ミリポアCo
rp.から入手可能の大きさ:長さ6.3cm×内径1
0mm)中に充填された。カラム充填物の品質は、40
cm/時の線速度で20%v/vエタノール/水溶離剤
を流しながら、カラム中に脱イオン水の塩化ナトリウム
1%溶液の50μLのパルスで注入することにより確認
された。カラムの効率(プレート/メートル)及び不均
一はヒュウレットパッカードケムステーション(商標)
ソフトウェアーを使用して計算された。許容可能なカラ
ム充填物パラメーター用の目標値は、0.8から1.8
の不均一を有し、最小で5,000プレート/メートル
であった。
インシュリン溶液(シグマケミカルCoから入手可能)
が調製された。全部で200mlのこの溶液を150c
m/時の線速度でポンプによりカラムに送り、291n
mの波長で設定されたUV分光光度検出器(ABIアナ
リティカル社、クラトス部門より入手可能なスペクトロ
フロー(商標)783)が流出液におけるウシインシュ
リンをモニターするために使用された。
V‐レスポンス曲線中の、ポリマー樹脂に収着される合
計インシュリン量に対して1%のインシュリンブレーク
スルーポイントにおいてポリマー樹脂に収着されるイン
シュリン量を記録することにより得られる。樹脂の全容
量(g/L)は、UV分光光度計により流入溶液及び流
出溶液のインシュリン濃度を測定し、それから質量バラ
ンスを計算することにより決定される。結果は、実施例
3での記載中に要約されている。
それらの透過率特性、即ち、圧縮抵抗性の評価法を記載
している。ポリマーは、それらの「流れ抵抗」又は1/
K値(式3を参照)によって特徴付けられる。
ては、直接樹脂に力(圧力)を及ぼすピストンを装備し
ているカラムを使用することが一般的である。クロマト
グラフィーサイクルを通して最大予想流れ圧力に等しい
か又はより大きい圧力でピストンを床に圧縮させておく
ことが望ましい。本発明のポリマーの透過率特性を試験
するために、ポリマー樹脂は、プロクロム(ProCh
rom、商標)ダイナミックアクシャルコンプレッショ
ンカラム(モデルLC.50)に充填され、最初に10
バール圧、それから60バールの圧縮圧に設定されたピ
ストンで圧縮された。この試験の目的は、それぞれのサ
ンプルの透過率特性(圧縮抵抗)をキャラクタリゼーシ
ョンすることであった。以下詳述する。
そ500mlの湿潤樹脂に相当)は、700mlの20
%エタノール/水溶液(v/v)に加えられ、少なくと
も2時間周囲温度で静置された。このポリマー試料は、
撹拌されてスラリー状にされ、5cm(内径)×54c
m(長さ)プロクロムダイナミックアクシャルコンプレ
ッションL.C.50316Lステンレス鋼カラム(プ
ロクロムS.A.,フランス製)に流入された。ピスト
ンアセンブリー(作動油圧に変換された外部空気圧によ
って運転される)が作動され、変動圧をポリマー樹脂床
に適用する。ピストンは、約10バールの液圧を与える
よう最初に設定される;樹脂床はピストンがもはや動か
なくなったとき充填されたと考えられる。床の高さは、
それから測定された。20%エタノール/水(v/v)
溶液10mlの流れが床を平衡化するために30分間樹
脂床を通過させられた。
子間空隙容積(又は透過率)を測定するため、移動相
は、プローブ分子の適合性に関しては、ポリビニル芳香
族ポリマーの疎水性表面とプローブ分子との相互作用を
除去し又は減少させるよう選択されなければならない。
線状ポリスチレン、ブルーデキストラン及びポリエチレ
ングリコール等の慣用のプローブ分子が使用されてもよ
いが、非極性移動相(テトラヒドロフラン及びトルエン
等)の使用が必要とされる。下記に記載される方法で使
用されるプローブ分子は、しかしながら非極性溶媒の使
用を必要とせず、任意の水性‐有機溶媒系、例えば、2
0%エタノールにおいて使用されることができる。
双方)を測定するために、1%塩化ナトリウム(20%
水性エタノール中のw/v)2mlが系中に注入され
た。塩は伝導率検知器によって検出された。粒子間空隙
容積だけを測定するためには0.1〜0.9μmのイオ
ン荷電エマルションポリマー(ionically c
harged emulsion polymer)又
は微粉砕されたイオン荷電ポリマー(例えば、弱酸官能
基(カルボキシレート基)、強酸官能基(スルホネー
ト)、又は塩化第四級アンモニウム基等のイオン化可能
な官能基を有する架橋ポリスチレン)を1%含有する2
0%エタノール溶液(水性)が、床を通して流れる20
%エタノール(水性)の流れに注入された。粒子は、2
80nmに設定されたUV検知器により検出された。イ
オン荷電ポリマープローブ粒子の大きさのため、粒子
は、本発明のポリマー樹脂の細孔を貫通しなかった。イ
オン荷電ポリマープローブ粒子の表面性質のため(これ
らの粒子は芳香族構造及び表面全体にわたって分布する
高濃度のイオノゲン基(ionogenic grou
p)を有していた)、本発明ポリマー樹脂に対する疎水
性引力/保持力(hydrophobic atten
tion/retention)が防止された。
容積)が決定され、ポリマー粒子の外部の空隙容積と合
計された(イオン荷電エマルション又は粉砕ポリマー溶
離容積)。これらの値は、測定された床容積と一緒に式
2及び3におけるεを計算するのに使用された。10バ
ールにおいて試験の後に、同一の評価が60バールにお
いて遂行された。
9)及び種々の比較ポリマー(サフィックスCを有する
ポリマー)のマクロポーラスポリマーの流れ抵抗及びイ
ンシュリン容量特質を要約する。表中のポリマーの詳細
な記載及びそれらの相当する同定に関し、実施例1の記
載が参照される。表1の記載には、ポリマーを調製する
ためにポローゲンパーセント(全モノマー基準)、親水
性ポローゲン/疎水性ポローゲン比率(MIBC/キシ
レン)及び使用されるフリーラジカル開始剤%(全モノ
マー基準);中間圧及び高圧においてg/Lでのインシ
ュリン容量及び流れ抵抗値;与えられたポリマー試料の
インシュリン容量及び流れ抵抗について個々の値の後の
括弧内の記載は、表1で示されるインシュリン容量及び
流れ抵抗値を生じさせるために試験され、共に平均化さ
れた同一プロセス(同一ポローゲンパーセント、親水性
ポローゲン/疎水性ポローゲン比率及びBPO%)に従
い調製された異なるポリマーの数を示している。表2は
選ばれた試料の追加のポリマー特性(表面積、多孔度)
を提供する。
ゲン濃度が高圧における不満足な圧縮率を示し、一方で
1‐10C及び1‐11Cのポリマーは低すぎるポロー
ゲン濃度が、満足した圧縮率(低流れ抵抗)を提供する
が、著しく低いインシュリン容量を提供することを示し
ている。比較ポリマー1‐1C、1‐2C及び1‐3C
はポローゲンパーセント濃度を低減することは流れ抵抗
特性を改善する傾向があることを示す;しかしながら、
流れ抵抗性能は、高圧操作については不満足であり、加
えて、低ポロ−ゲン濃度及び低MIBC/キシレン比
(比較ポリマー1‐4C)の組み合わせについては動的
インシュリン容量が不満足となることを示している。
リマーを調製するのに使用されるポローゲンパーセント
及び親水性ポローゲン/疎水性ポローゲン比パラメータ
ーを均衡させることにより提供される、高いインシュリ
ン容量及び(高圧における)低い流れ抵抗の予期しない
組み合わせの代表例である。
3Cは、双方とも受け入れられない圧縮率特性を示す
が、ポリマー1‐12Cは、適当なインシュリン容量性
能を提供する。市販のポリマー1‐14Cはぎりぎりの
許容可能な圧縮性能を提供するが、インシュリン容積
は、許容値よりかなり下である。
場合における、本発明のマクロポーラスポリマーを調製
することの効果を記載している。酵素処理は、ポリマー
の表面汚染(例えば、イオン性又は荷電物質)から生じ
るビーズ間の望ましくない引力のために使用過程で時折
おきる、ポリマーの凝集又は集塊を最小限にする。酵素
処理を使用する利点は、結果として生じる球状ポリマー
粒子が凝集せず、即ち、粒子がお互いに接着して集塊を
形成しないことである。酵素処理はポリマービーズ表面
から(重合過程で使用される)分散剤及び沈殿防止剤の
痕跡を浄化及び除去し、その結果、カラム内で自由に流
れ、均一に詰まるポリマービーズを提供し、延いては使
用過程での最小の床容積及び低い圧力降下特性に通じる
ものであると信じられる。
たマクロポーラスポリマーの五つの異なる試料は次のよ
うに処理された:4部分(4A〜4D)がセルラーゼ
(下記に記載)で処理され、1試料(4E)は、セルラ
ーゼで処理されなかった;試料は、それらの沈降特性が
評価された。それぞれのポリマー樹脂の試料は、(約2
5mlの湿潤分散容積に相当する3.5g乾燥物)25
mlのメスシリンダー中で計量された。それぞれのシリ
ンダーに20%エタノール(水性)の20mlが添加さ
れた。それからシリンダーは、ガラス棒で撹拌されスラ
リーを提供し、混合物は16時間又は一晩沈降させられ
た。試料は次いでガラス棒で完全に混合するまで再度撹
拌された。試料を混合後、ガラス棒は除去され、20%
エタノール(水性)で洗浄され、シリンダー内の合計容
積を25.0mlに調整した。約0.5mlの20%エ
タノールが、それぞれの試料を洗浄し、調整するために
使用された。試料は、それから4日間観察され、沈降し
た床容積(樹脂)が、時間の関数として記録された。結
果は、表3に要約されている。
前):約250mlのスラリー化された樹脂(150m
lの樹脂を含有する)が、コンデンサー、機械的撹拌
機、熱電対及び窒素取り入れ口を装備した2リッター
の、四つ口フラスコに添加された。100mlの脱イオ
ン水がスラリーに加えられ、pHがホウ酸を使用して
5.0に調整され、それから28gのセルラーゼ(商
標)4000(ポリマーにつき19%)がスラリーに添
加された。混合物は、37℃に加熱され、3時間撹拌さ
れた。反応混合物は、それから撹拌機が装備された圧力
容器に移され、100℃で5時間加熱された。水性/ポ
リマー混合物は、室温まで冷却され、フラスコから除去
され、1リッターのクロマトグラフィーカラムに置かれ
た。水性相は、ポリマーからろ過され、それからポリマ
ー充填床は7リッターの脱イオン水で洗浄され、引き続
き3.5リッターのアセトンで洗浄され、最終的に7リ
ッターの脱イオン水で洗浄された。水湿潤ポリマーは、
それから100℃の温度において2.5mm水銀真空下
で16時間の間乾燥された。
溶媒洗浄の前):約250mlのスラリー化された樹脂
(150mlの樹脂を含有する)が、撹拌機が装備され
た圧力容器に移され、100℃で5時間加熱された。水
性/ポリマー混合物は、室温まで冷却され、コンデンサ
ー、機械的撹拌機、熱電対及び窒素取り入れ口を装備し
た2リッターの、四つ口フラスコに移動された。100
mlの脱イオン水がスラリーに加えられ、pHがホウ酸
を使用して5.0に調整され、それから28gのセルラ
ーゼ4000(ポリマーにつき19%)がスラリーに添
加された。混合物は、37℃に加熱され、3時間撹拌さ
れた。反応混合物は、それからフラスコから除去され、
1リッターのクロマトグラフィーカラム内に置かれた。
水性相は、ポリマーからろ過され、それからポリマー充
填床は7リッターの脱イオン水で洗浄され、引き続き
3.5リッターのアセトンで洗浄され、最終的に7リッ
ターの脱イオン水で洗浄された。水湿潤ポリマーは、そ
れから100℃の温度おいて2.5mm水銀真空下で1
6時間の間乾燥された。
溶媒洗浄の後、溶媒再洗浄の前):約250mlのスラ
リー化された樹脂(150mlの樹脂を含有する)が、
撹拌機が装備された圧力容器に移され、100℃で5時
間加熱された。水性/ポリマー混合物は、室温まで冷却
され、フラスコから除去され、1リッターのクロマトグ
ラフィーカラム内に置かれた。水性相は、ポリマーから
ろ過され、それからポリマー充填床は7リッターの脱イ
オン水で洗浄され、引き続き3.5リッターのアセトン
で洗浄され、最終的に7リッターの脱イオン水で洗浄さ
れた。その混合物は、コンデンサー、機械的撹拌機、熱
電対及び窒素取り入れ口を装備した2リッターの、四つ
口フラスコに移された。100mlの脱イオン水がスラ
リーに加えられ、pHがホウ酸を使用して5.0に調整
され、それから28gのセルラーゼ4000(ポリマー
につき19%)がスラリーに添加された。その混合物
は、37℃に加熱され、3時間撹拌された。反応混合物
は、それからフラスコから除去され、1リッターのクロ
マトグラフィーカラム内に置かれた。水性相は、ポリマ
ーからろ過され、それからポリマー充填床は7リッター
の脱イオン水で洗浄され、引き続き3.5リッターのア
セトンで洗浄され、最終的に7リッターの脱イオン水で
洗浄された。水湿潤ポリマーは、それから100℃の温
度において2.5mm水銀真空下で16時間の間乾燥さ
れた。
溶媒洗浄の後、ポリマーを乾燥後、溶媒再洗浄の後):
約250mlのスラリー化された樹脂(150mlの樹
脂を含有する)が、撹拌機が装備された圧力容器に移さ
れ、100℃で5時間加熱された。水性の/ポリマー混
合物は、室温まで冷却され、フラスコから除去され、1
リッターのクロマトグラフィーカラム内に置かれた。水
性相は、ポリマーからろ過され、それからポリマー充填
床は7リッターの脱イオン水で洗浄され、引き続き3.
5リッターのアセトンで洗浄され、最終的に7リッター
の脱イオン水で洗浄された。水湿潤ポリマーは、それか
ら100℃の温度において2.5mm水銀真空下で16
時間の間乾燥された。乾燥試料は、コンデンサー、機械
的撹拌機、熱電対及び窒素取り入れ口を装備した2リッ
ターの、四つ口フラスコに移された。100mlの脱イ
オン水がスラリーに加えられ、pHがホウ酸を使用して
5.0に調整され、それから28gのセルラーゼ400
0(ポリマーにつき19%)がスラリーに添加された。
その混合物は、37℃に加熱され、3時間撹拌された。
反応混合物は、それからフラスコから除去され、1リッ
ターのクロマトグラフィーカラム内に置かれた。水性相
は、ポリマーからろ過され、それからポリマー充填床は
7リッターの脱イオン水で洗浄され、引き続き3.5リ
ッターのアセトンで洗浄され、最終的に7リッターの脱
イオン水で洗浄された。水湿潤ポリマーは、それから1
00℃の温度において2.5mm水銀真空下で16時間
の間乾燥された。
0mlのスラリー化された樹脂(150mlの樹脂を含
有する)が、撹拌機が装備された圧力容器に移され、1
00℃で5時間加熱された。水性/ポリマー混合物は、
室温まで冷却され、フラスコから除去され、1リッター
のクロマトグラフィーカラム内に置かれた。水性相は、
ポリマーからろ過され、それからポリマー充填床は7リ
ッターの脱イオン水で洗浄され、引き続き3.5リッタ
ーのアセトンで洗浄され、最終的に7リッターの脱イオ
ン水で洗浄された。水湿潤ポリマーは、それから100
℃の温度において2.5mm水銀真空下で16時間の間
乾燥された。
リマーがポリマー粒子の集塊又は凝集を最小限にするた
め様々な方法で酵素処理されてもよいことを証明する。
18時間の沈降後において、処理ポリマー(4A‐4
D)の容積は小さく、当初の分散された容積の94%で
ある未処理ポリマーと比較して、各サンプルは当初の分
散された容積の60%を表していることから証明され
る。
樹脂の試料が、調製され、カラム操作に使用された場合
の圧力降下特性について評価された。それぞれの樹脂ス
ラリーの約1200ml(約550mlのポリマー樹脂
を含む)が6.2cmのアミコン(商標)バンテージカ
ラム(Vantage column)内に配置され
た。545mlの樹脂床が形成され、レイニン(Rai
nin、商標)HPLXポンプを使用して50ml/分
(178cm/時)でUSP(米国薬局方)等級の水、
3床容積で洗浄され、引き続き65%アセトン/35%
USP等級水の混合物で洗浄され、それから最終的に5
0ml/分において99.5%アセトンで洗浄された。
圧力は、0から6.9×106Pa(1平方インチ当た
り1000psi又はポンド)のレンジのアッシュクロ
フト(Ashcroft)(商標)圧力試験計器で測定
された。セルラーゼ処理された試料は、未処理試料
(1.4×106Pa又は200psi)に比較して、
カラム断面で減少した圧力降下である(1.4×105
Pa又は20psi)を有していた。
Claims (10)
- 【請求項1】(a)50から100重量%の1以上のポ
リビニル芳香族モノマー及び(b)0から50重量%の
1以上のモノ不飽和ビニル芳香族モノマーの重合された
モノマー単位を含むマクロポーラスポリマーであって、 (i)1グラム当たり0.7から2立方センチメートル
の全多孔度; (ii)1グラム当たり0.7から1.9立方センチメ
ートルのオペレイショナルなメソポロシティー; (iii)2から600ミクロンの平均粒子直径; (iv)1グラム当たり200から1500平方メート
ルの表面積; (v)10バール圧において700から1,800未満
の流れ抵抗値及び60バール圧において1,500から
7,000未満の流れ抵抗値;及び (vi)ポリマーについて75から150グラムインシ
ュリン/リッターである総インシュリン容量及びポリマ
ーについて60から150グラムインシュリン/リッタ
ーである動的インシュリン容量を有する、ポリマー。 - 【請求項2】ポリビニル芳香族モノマーが、1以上のジ
ビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルトルエ
ン、ジビニルナフタレン、ジビニルアントラセン及びジ
ビニルキシレンから選択される請求項1に記載のポリマ
ー。 - 【請求項3】モノ不飽和ビニル芳香族モノマーが、1以
上のスチレン及び(C1〜C4)アルキル置換スチレン
から選択される請求項1に記載のポリマー。 - 【請求項4】ポリマーが, (a)1グラム当たり400から1000平方メートル
の表面積; (b)1グラム当たり0.9から1.4立方センチメー
トルのオペレイショナルなメソポロシティー; (c)10から75ミクロンの平均粒子直径; (d)10バール圧において700から1,500未満
の流れ抵抗値及び60バール圧において1,500から
5,000未満の流れ抵抗値;及び (e)ポリマーについて90から150グラムインシュ
リン/リッターである総インシュリン容量及びポリマー
について75から150グラムインシュリン/リッター
である動的インシュリン容量を有する請求項1に記載の
ポリマー。 - 【請求項5】(a)75から100重量%の1以上のポ
リビニル芳香族モノマー及び(b)0から25重量%の
1以上のモノ不飽和ビニル芳香族モノマーの重合された
モノマー単位を含む請求項1に記載のポリマー。 - 【請求項6】ポリマーが、1以上のジビニルベンゼンコ
ポリマー、スチレン‐ジビニルベンゼンコポリマー、ジ
ビニルベンゼン‐エチルビニルベンゼンコポリマー及び
スチレン‐エチルビニルベンゼン‐ジビニルベンゼンコ
ポリマーから選択される請求項1に記載のポリマー。 - 【請求項7】水性サスペンションにおいて、疎水性ポロ
ーゲン及び親水性ポローゲンを含む100から170パ
ーセントのポローゲン混合物及び0.5から10%のフ
リーラジカル重合開始剤の存在下で、0から50パーセ
ントのモノビニル芳香族モノマー及び50から100パ
ーセントのポリビニル芳香族モノマーを重合することを
含むマクロポーラスポリマーを調製する方法(全てのパ
ーセント量はモノマーの総重量を基準としている)であ
って、(a)親水性ポローゲンは、疎水性ポローゲンに
対して1.2/1より大で3/1までの重量比で存在
し;及び(b)親水性ポロ−ゲンは、1以上の(C4〜
C10)アルカノールから選択され、疎水性ポローゲン
は、1以上の(C7〜C 10)芳香族炭化水素及び(C
6〜C12)飽和炭化水素から選択される、方法。 - 【請求項8】親水性ポロ−ゲンが1以上の(C5〜
C8)アルカノールから選択され、疎水性ポローゲンが
1以上の(C7〜C10)芳香族炭化水素から選択され
る請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】更に、1以上のセルロース分解酵素及び蛋
白質加水分解酵素から選択される酵素でマクロポーラス
ポリマーを処理することを含み、ここで、該酵素が重合
過程中、重合に引き続いて又はポリマーの分離後におい
てマクロポーラスポリマーと接触される請求項7に記載
の方法。 - 【請求項10】混合された生体分子の水性溶液を、2か
ら100センチメートルの内径を有する液体クロマトグ
ラフィーカラム中で請求項1のマクロポーラスポリマー
と接触させる混合された生体分子水性溶液の精製方法で
あって、カラムが10から100バールの圧力で操作さ
れる、方法。
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