JP2003524680A - Affinity control type material using stimulus-responsive polymer and separation / purification method using the material - Google Patents

Affinity control type material using stimulus-responsive polymer and separation / purification method using the material

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JP2003524680A
JP2003524680A JP2000616920A JP2000616920A JP2003524680A JP 2003524680 A JP2003524680 A JP 2003524680A JP 2000616920 A JP2000616920 A JP 2000616920A JP 2000616920 A JP2000616920 A JP 2000616920A JP 2003524680 A JP2003524680 A JP 2003524680A
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target substance
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義勝 秋山
光夫 岡野
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Abstract

(57)【要約】 刺激応答性高分子および標的物質に対する親和力を有する親和性物質(リガンド)が独立して支持体に結合、好ましくは共有結合、している親和力制御型材料が提供される。この材料は、タンパク質との非特異的吸着を抑え分離性能の高い支持体を利用して、温度以外の条件(例えば、溶液中のpHまたは有機溶媒もしくは塩などの濃度)のうち少なくとも1つの条件を一定にしたま、物理的刺激で生理活性物質などの標的物質を分離精製し、優れた分離性能を達成することができる。   (57) [Summary] An affinity-controlling material is provided in which an affinity substance (ligand) having an affinity for a stimulus-responsive polymer and a target substance is independently bound to a support, preferably covalently. This material utilizes a support that suppresses nonspecific adsorption to proteins and has high separation performance, and uses at least one of conditions other than temperature (for example, pH in solution or concentration of organic solvent or salt). With a constant, a target substance such as a physiologically active substance can be separated and purified by physical stimulation to achieve excellent separation performance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、(a)刺激応答性高分子(stimulus−responsiv
epolymer)および(b)親和力制御型材料(affinity con
trolling material)と接触して溶液中に存在する標的物質に
対する親和力を有する親和性物質(リガンド)(affinitive sub
stance(ligand))を含む親和力制御型材料に関する。当該材料に
刺激、例えば、物理的刺激、を受けさせることによってリガンドの周囲に与えら
れた化学的および/または物理的環境を変化させ、それによりリガンドと標的物
質の間の親和力を変化させることができる。環境変化は、典型的には刺激応答性
高分子の構造変化に関係する。
The present invention provides (a) a stimulus-responsive polymer (stimulus-responsiv)
epolymer) and (b) affinity control type material (affinity con)
Affinity substance (ligand) having an affinity for a target substance present in a solution in contact with a controlling material (affinitive sub)
stance (ligand)). By subjecting the material to a stimulus, for example a physical stimulus, it is possible to change the chemical and / or physical environment provided around the ligand, thereby changing the affinity between the ligand and the target substance. it can. Environmental changes are typically associated with structural changes in stimuli-responsive macromolecules.

【0002】 本発明において、「溶液」という用語は種々の液体を意味し、溶液は典型的に
は溶解された緩衝成分および塩(イオン)を含有する。典型的な溶液は、液体成
分として水、有機溶媒およびそれらの混合溶液のような溶媒を有する。有機溶媒
としては特に水と混和性のある溶媒、例えば、水混和性アルコール、アセトニト
リル、テトラヒドロフラン等、およびこれらの混合溶媒が挙げられる。本発明に
おいて、「親和力の変化」、「親和力を変化させること」等という用語は見かけ
の親和力(apparent affinity)、すなわち、適用される条件
下で測定することができる親和力を指す。
In the present invention, the term “solution” means various liquids, which typically contain dissolved buffer components and salts (ions). Typical solutions have solvents such as water, organic solvents and mixed solutions thereof as liquid components. Examples of the organic solvent include water-miscible solvents such as water-miscible alcohol, acetonitrile, tetrahydrofuran, and the like, and mixed solvents thereof. In the present invention, the terms "change in affinity", "changing affinity" and the like refer to apparent affinity, ie the affinity that can be measured under the conditions applied.

【0003】 親和力制御型材料は以下で分離媒体(separation medium)
あるいは分離材料(separation material)とも称する。 さらに、本発明は、他の物質を含む混合物から望ましい標的物質(金属イオン
、医薬品、生体成分(biological components)など)を
除去あるいは分離および/または精製する親和力制御型材料に関する。
Affinity controlled materials are referred to below as separation media.
Alternatively, it is also referred to as a separation material. Furthermore, the present invention relates to affinity-controlled materials that remove or separate and / or purify desired target substances (metal ions, pharmaceuticals, biological components, etc.) from a mixture containing other substances.

【0004】 さらに、本発明は、上記親和力制御型材料を用いて標的物質(金属イオン、医
薬品、生体成分など)を分離精製する方法に関する。当該方法は、温度以外の条
件(例えば、溶液中のpHまたは有機溶媒もしくは塩などの濃度)のうち少なく
とも1つの条件を一定にすることを含むことが好ましい。
Further, the present invention relates to a method for separating and purifying a target substance (metal ion, drug, biological component, etc.) using the affinity control type material. The method preferably includes keeping at least one of the conditions other than the temperature (for example, the pH in the solution or the concentration of the organic solvent or the salt) constant.

【0005】[0005]

【従来の技術】[Prior art]

物質の混合物から生体成分、医薬品などを有効に分離精製するための手段とし
て親和性結合(affinity binding)に基づくイオン交換クロマ
トグラフィー、逆相クロマトグラフィー、および他のアフィニティークロマトグ
ラフィー並びに種々のバッチ式プロトコル(batch−wise proto
cols)などがこれまでに用いられている。さらに、近年バイオテクノロジー
技術の発展に伴い、組み換えタンパク質などの新規な生理活性物質が多数開発さ
れている。同時に、生理活性を失わないでこれらの物質を分離精製する改良方法
が求められている。
Affinity binding-based ion exchange chromatography, reverse phase chromatography, and other affinity chromatography and various batch protocols as a means for effectively separating and purifying biological components, pharmaceuticals, etc. from a mixture of substances. (Batch-wise proto
cols) etc. have been used so far. Further, in recent years, with the development of biotechnology, many new physiologically active substances such as recombinant proteins have been developed. At the same time, there is a need for an improved method of separating and purifying these substances without losing their physiological activity.

【0006】 アフィニティークロマトグラフィーによる複数の物質の混合物から標的物質の
分離および/または精製並びに他の吸着に基づく分離技術は分離工程(吸着工程
)および放出工程(脱着工程または溶出工程)を典型的に包含する。結合工程と
比較して、放出工程は分離媒体と接触している液体の組成物の変化を必要とする
。適切な変化を実施する具体例は、有機溶媒を移動相に添加すること、移動相の
塩濃度を高めること、または移動相のpH値を変化させることである。これはバ
ッチ式処理において用いられる乱流液相(turbulent liquid
phase)または非乱流液相(non−turbulent liquid
phase)にも適用される。これらの操作は生理活性物質の失活の原因となる
。また、従来のクロマトグラフィーにより活性を保持したまま生理活性物質を分
離精製することができたとしても、多くの場合、移動/液体相に添加した有機溶
媒、塩などを少なくとも精製した若しくは単離した標的物質から一部除去する必
要がある。これにより標的物質の活性および/または回収/収量が低下するとい
う別の問題点があった。
Separation and / or purification of target substances from a mixture of substances by affinity chromatography and other adsorption-based separation techniques typically involve a separation step (adsorption step) and a release step (desorption or elution step). Include. Compared to the binding process, the release process requires a change in the composition of the liquid in contact with the separation medium. Examples of making appropriate changes are the addition of organic solvents to the mobile phase, increasing the salt concentration of the mobile phase, or changing the pH value of the mobile phase. This is the turbulent liquid phase used in batch processing.
phase) or non-turbulent liquid phase
Phase) is also applied. These operations cause deactivation of the physiologically active substance. Further, even if a physiologically active substance can be separated and purified while retaining its activity by conventional chromatography, in many cases, the organic solvent, salt, etc. added to the mobile / liquid phase are at least purified or isolated. It is necessary to partially remove it from the target substance. This causes another problem that the activity and / or recovery / yield of the target substance is reduced.

【0007】 この10年間でいわゆるクロマトグラフィー技術やクロマトグラフィーにおい
て用いられる種類の不溶性分離媒体(insoluble separatio
n medium)への目的物質の結合または分配に基づく他の技術と刺激応答
性高分子を組み合わせることに関心が集まっている。
In the last ten years, so-called chromatographic techniques and insoluble separation media of the kind used in chromatography
There is interest in combining stimuli-responsive macromolecules with other techniques based on binding or partitioning of the target substance to the N medium.

【0008】 最近、刺激応答性高分子に共有結合しているイオン交換基を含む分離媒体につ
いての記載が見られる。例えば、WO99/61904に対応する日本出願14
0722/98を参照されたい。
Recently, there has been a description of separation media containing ion-exchange groups covalently bound to stimuli-responsive polymers. For example, Japanese application 14 corresponding to WO99 / 61904
See 0722/98.

【0009】 Galaef et al(J.Chromatog.A684(1994)3
7−43およびWO94/154951は、複数のリガンド基がベースマトリッ
クス(base matrix)に共有結合しているクロマトグラフィーシステ
ムにおける標的物質の温度溶出を記載している。温度応答性高分子は多点結合(
multi−point attachment)によりリガンド基に間接的に
結合している。すなわち、熱応答性高分子(thermo−responsiv
e polymer)の結合は、ベースマトリックスへのリガンドの事前結合(
prior attachment)に依存している。温度を変化させることに
より、リガンドは多かれ少なかれその標的物質に親和性結合(affinity
bond)しやすくなる。
Galaef et al (J. Chromatog. A684 (1994) 3
7-43 and WO 94/154951 describe the temperature elution of target substances in a chromatography system in which a plurality of ligand groups are covalently bound to a base matrix. The temperature-responsive polymer is a multi-point bond (
It is indirectly attached to the ligand group by a multi-point attachment. That is, a thermo-responsive polymer (thermo-responsiv)
The binding of the e polymer) is the pre-binding of the ligand to the base matrix (
prior attachment). By varying the temperature, the ligand more or less affinity binds to its target substance.
bond).

【0010】 Hofman et al.,(WO8706152)は、リガンドを温度応
答性高分子に結合させる分離方法を記載している。結合と標的物質の溶出が臨界
溶液温度(critical solution temperature)の
同じ側で生じる。臨界溶液温度という用語については熱応答性高分子に関する記
載においてさらに言及する。
Hofman et al. , (WO8706152) describe a separation method in which a ligand is bound to a temperature-responsive polymer. Binding and elution of the target substance occur on the same side of the critical solution temperature. The term critical solution temperature is further referred to in the description of thermoresponsive polymers.

【0011】 刺激応答性高分子を含むが温度応答性高分子に共有結合したリガンドを有して
いない分離材料に基づくクロマトグラフィーについて記載した文献も数多く存在
する。Gewehr et al(Macromolecular Chemi
stry and Physics 193(1992)249−256)は、
温度応答性高分子で被覆した多孔質シリカビーズ上のゲルクロマトグラフィーを
記載している。Hosoya et al(細谷ら)(Anal.Chem.6
7(1995)1907−1911);Yamamoto et al.(山本
ら)(Proc.114th National Meeting of the
Pharmaceutical Society of Japan,Tok
yo(1994)160;Kanazawa et al(金澤ら)(薬学雑誌
117(10−11)(1997)817−824頁);Kanazawa e
t al(金澤ら)(Anal.Chem.68(1)(1996)100−1
05);Kanazawa et al(金澤ら)(Anal.Chem.69
(5)(1997)823−830);Kanazawa et al(金澤ら
)(J.Pharm.Biomed.Anal.15(1997)1545−1
550);Yakushiji et al(薬師寺ら)(Langmuir1
4(16)1998)4657−466268);Kanazawa et a
l(金澤ら)(Trends Anal. Biochem.17(7)(19
98)435−440);Yakushiji et al(薬師寺ら)(An
al.Chem.71(6)1999)1125−1130);Grace &
Co(EP534016);Okano(岡野)(特開平6−108643)
は、生体分子の分離に用いる熱応答性高分子によって被覆されたマトリックス上
の逆相クロマトグラフィーを記載している。このマトリックスは多孔質であって
もよい。利用される疎水性基は高分子中にそのようなものとして本来備わってい
る。重合化後に高分子に共有結合しているリガンドはない。
There are also numerous references describing chromatography based separation materials that include stimuli-responsive polymers but do not have a ligand covalently bound to a temperature-responsive polymer. Gewehr et al (Macromolecular Chemi
stry and Physics 193 (1992) 249-256)
Gel chromatography on porous silica beads coated with a temperature responsive polymer is described. Hosoya et al (Hosoya et al.) (Anal. Chem. 6).
7 (1995) 1907-1911); Yamamoto et al. (Yamamoto et al.) (Proc.114 th National Meeting of the
Pharmaceutical Society of Japan, Tok
yo (1994) 160; Kanazawa et al (Kanazawa et al.) (Pharmaceutical Journal 117 (10-11) (1997) 817-824); Kanazawa e.
t al (Kanazawa et al.) (Anal. Chem. 68 (1) (1996) 100-1.
05); Kanazawa et al (Kanazawa et al.) (Anal. Chem. 69).
(5) (1997) 823-830); Kanazawa et al (Kanazawa et al.) (J. Pharm. Biomed. Anal. 15 (1997) 1545-1).
550); Yakushiji et al (Yakushiji et al.) (Langmuir1)
4 (16) 1998) 4657-466268); Kanazawa et a.
l (Kanazawa et al.) (Trends Anal. Biochem. 17 (7) (19)
98) 435-440); Yakushiji et al (Yakushiji et al.) (An.
al. Chem. 71 (6) 1999) 1125-1130); Grace &
Co (EP534040); Okano (Okano) (JP-A-6-108643).
Describes reverse phase chromatography on a matrix coated with a thermoresponsive polymer used for the separation of biomolecules. This matrix may be porous. The hydrophobic groups utilized are naturally present in the polymer as such. No ligand is covalently attached to the macromolecule after polymerization.

【0012】 (a)刺激応答性高分子および親和性リガンド(affinity liga
nd)の間で抱合体(conjugate)を用いて共有結合により機能化され
た(covalently functionalized)分離媒体および(
b)刺激応答性高分子および親和性リガンドの個々の/独立した結合によって機
能化された分離媒体に基づきクロマトグラフィー上で分離を実施するという一般
的着想(general ideas)のある側面がそれぞれ1999年3月2
8日および1999年5月27日に日本化学会の全国大会で発表された(SPS
J(日本高分子学会)、年会、要旨集583頁)。
(A) Stimuli-responsive polymer and affinity ligand (affinity liga)
nd) and a separation medium covalently functionalized with a conjugate.
b) Each aspect of the general idea of carrying out a chromatographic separation based on a separation medium functionalized by individual / independent binding of a stimuli-responsive macromolecule and an affinity ligand, 1999 respectively. March 2
It was announced at the National Convention of the Chemical Society of Japan on 8th and May 27, 1999 (SPS
J (Polymer Science Society of Japan), Annual Meeting, pp. 583).

【0013】 分離媒体は、しばしば多孔質であっても非多孔質であってもよい粒子の形態で
ある。典型的には、この粒子はリガンドが直接的に若しくは間接的に、例えば、
スペーサーを介して結合しているベースマトリックスを含む。粒子の材料は、ス
チレン架橋重合体物(polimerisate)、アクリレート/メタクリレ
ート架橋重合体物および同様な物質の架橋重合体物のような合成高分子であって
もよい。しかし、ポリスチレン粒子およびポリメタクリレート粒子自体は相対的
に疎水性であり、したがって、しばしば目的とする標的物質とともに存在する可
能性のある種々の物質の顕著でかつ非特異的な吸着を示す。このような粒子が親
和性に基づく分離において支持体として使用しようとする場合、したがって疎水
性/非特異性吸着を最小化するためにその粒子を十分に親水性にすることが必要
である。粒子の分離精製能力を改善するために、粒子径のそろった粒子(モノサ
イズ化された(monosized)粒子または均散化された(monodis
persed)粒子)を使用することがしばしば好都合である。
Separation media are often in the form of particles that can be porous or non-porous. Typically, the particles will have a ligand directly or indirectly, for example,
It includes a base matrix that is bound through a spacer. The material of the particles may be synthetic macromolecules such as styrene crosslinked polymers, acrylate / methacrylate crosslinked polymers and crosslinked polymers of similar materials. However, polystyrene particles and polymethacrylate particles themselves are relatively hydrophobic and therefore often exhibit significant and non-specific adsorption of various substances that may be present with the target substance of interest. If such particles are to be used as supports in affinity-based separations, then it is necessary to make the particles sufficiently hydrophilic to minimize hydrophobic / non-specific adsorption. In order to improve the separation and purification ability of particles, particles of uniform particle size (monosized particles or monodispersed particles) are used.
It is often convenient to use particles).

【0014】 これまで長い間粒子径のそろった多孔質粒子の形態の親水性合成高分子支持体
が求められているものが、その製造法はあまり多くないのが実状である。
Although hydrophilic synthetic polymer supports in the form of porous particles having a uniform particle size have been required for a long time, the number of manufacturing methods therefor is not so large.

【0015】[0015]

【発明の開示】DISCLOSURE OF THE INVENTION

本発明の目的は、上記の問題点の解決策を提供し、それによって改善された分
離方法および分離材料を可能にすることである。ような現状に鑑み、タンパク質
との非特異的吸着を抑え分離性能の高い支持体を利用して、温度以外の条件(例
えば、溶液中のpHまたは有機溶媒もしくは塩などの濃度)のうち少なくとも1
つの条件を一定にしたまま、物理的刺激で生理活性物質などの標的物質を分離精
製する親和力制御型材料およびかかる親和力制御型材料を用いた標的物質の分離
精製法を提供することである。
The object of the present invention is to provide a solution to the abovementioned problems, thereby enabling improved separation methods and materials. In view of the present situation, at least one of the conditions other than temperature (for example, pH in the solution or the concentration of the organic solvent or salt, etc.) is utilized by utilizing a support having high separation performance by suppressing non-specific adsorption with proteins.
It is intended to provide an affinity control type material for separating and purifying a target substance such as a physiologically active substance by a physical stimulus while keeping the two conditions constant, and a method for separating and purifying a target substance using the affinity control type material.

【0016】 本発明者は、鋭意研究の結果、刺激応答性高分子および標的物質の親和性物質
(リガンド)をそれぞれ独立して支持体に、すなわち、分離結合構造(sepa
rate linking structures)を介して結合することで親
和力制御型材料を合成できることを見出した。また、本発明者は、かかる親和力
制御型材料によって吸着された標的物質を、物理的刺激以外の条件のうち少なく
とも1つの条件を一定にしたまま、温度変化のような物理的刺激のもとで脱着で
きることを見出した。例えば、もしこの刺激が温度変化であるならば、一定にし
ておくべき条件は、例えば、pH、有機溶媒の濃度、塩濃度などの中から選択す
ることが可能である。また、本発明者は、リガンドと標的物質の間の結合能力は
、リガンドが支持体/ベースマトリックスに結合するスペーサーの長さ、あるい
は支持体に結合する刺激応答性高分子の大きさが標的物質に依存することを見出
した。
As a result of earnest studies, the present inventor has found that a stimuli-responsive polymer and an affinity substance (ligand) for a target substance are independently supported by a support, that is, a separated binding structure (sepa).
It was found that an affinity-controlled material can be synthesized by binding via rate linking structures. Further, the present inventor has made the target substance adsorbed by the affinity control type material under physical stimulation such as temperature change while keeping at least one condition other than physical stimulation constant. I found that it can be removed. For example, if this stimulus is a temperature change, the conditions to be kept constant can be selected from, for example, pH, the concentration of the organic solvent, the salt concentration and the like. Further, the present inventors have found that the binding ability between the ligand and the target substance depends on the length of the spacer that binds the ligand to the support / base matrix, or the size of the stimuli-responsive polymer that binds to the support. Found to depend on.

【0017】 また、本発明者は本発明において支持体として粒子径のそろった(モノサイズ
化された=均散化された)ものであってもよい親水性多孔質ポリマー粒子を使用
することも見い出した。かくて、本発明のこの部分において、本発明者は、膜乳
化法によって得られたモノマーの乳濁液/懸濁液の重合化により得られた粒子を
使用することを見い出した。またこの実施態様は、酸性物質あるいは塩基性物質
で粒子を化学処理し、親水性基または/またはリガンドおよび/または刺激応答
性高分子の共有結合、例えば、ヒドロキシ基および/またはアミノ基の共有結合
を可能にする基を含む。この化学処理は、膜乳化法において用いられる出発材料
(モノマー)が利用された酸性物質あるいは塩基性物質と反応することができる
ということを必要とする。典型的な反応性基はこれまでエポキシ基であった。本
発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。
The present inventor may also use hydrophilic porous polymer particles, which may have a uniform particle size (monosized = evenly dispersed), as the support in the present invention. I found it. Thus, in this part of the invention, the inventor has found to use particles obtained by polymerisation of an emulsion / suspension of the monomers obtained by the membrane emulsification method. Also, in this embodiment, the particles are chemically treated with an acidic substance or a basic substance, and a hydrophilic group or / and a ligand and / or a stimuli-responsive polymer is covalently bonded, for example, a hydroxy group and / or an amino group is covalently bonded. It includes a group that enables This chemical treatment requires that the starting materials (monomers) used in the membrane emulsification process be able to react with the utilized acidic or basic substances. Typical reactive groups have hitherto been epoxy groups. The present invention has been completed based on these findings.

【0018】 すなわち、本発明は、導入部分で定義した種類の親和力制御型材料/分離媒体
に関する。主要な特徴点のうちの1つはベースマトリックスに対して刺激応答性
高分子とリガンドが個々の/独立した結合により結合しているということである
。臨界レベル/強度(critical level/intensity)の
一方の側から他方の側に当該高分子に関する適切な刺激のレベルおよび/または
強さを変化させると、リガンドとその標的物質の間における親和力の可逆的な変
化がもたらされる。この刺激は物理的刺激であってもよく、実験の部においては
温度変化を典型的な例として挙げている。
That is, the present invention relates to affinity controlled materials / separation media of the type defined in the introduction. One of the main features is that the stimuli-responsive macromolecule and the ligand are bound to the base matrix by individual / independent binding. Varying the appropriate level and / or intensity of stimulus for the macromolecule from one side of the critical level / intensity to the other side causes reversible affinity between the ligand and its target substance. Changes are brought about. This stimulus may be a physical stimulus and the experimental part gives a temperature change as a typical example.

【0019】 さらに、本発明は、変更した条件以外の条件のうち少なくとも1つの条件を一
定にしたまま物理的刺激のもとで刺激応答性高分子の化学的または物理的環境を
変更すること、すなわち、他の刺激のうち少なくとも1つの刺激を一定にしたま
ま熱応答性高分子を1つの物理的刺激の変化にさらすことにより、標的物質の親
和性物質における親和力を可逆的に変化させる親和力制御型材料に関する。もし
変化させる刺激が温度である場合、温度以外の少なくとも1つの条件/刺激(例
えば、pH、有機溶媒の濃度または塩の濃度)を本質的に一定に維持する。
Further, the present invention is to change the chemical or physical environment of the stimuli-responsive polymer under physical stimulation while keeping at least one condition other than the changed condition constant. That is, the affinity control for reversibly changing the affinity of the target substance for the affinity substance by exposing the thermoresponsive polymer to the change of one physical stimulus while keeping at least one of the other stimuli constant. Regarding mold material. If the stimulus to be changed is temperature, then at least one condition / stimulus other than temperature (eg, pH, concentration of organic solvent or concentration of salt) is kept essentially constant.

【0020】 さらに、本発明は、リガンドと標的物質との間の親和力が (a)リガンドをベースマトリックスに結合するスペーサーの長さ、あるいは (b)刺激応答性高分子の大きさ、例えば、分子量により反映されている通りの
大きさ に依存する上で定義した通りの親和力制御型材料/分離媒体に関する。
Furthermore, the present invention provides that the affinity between the ligand and the target substance is (a) the length of the spacer that binds the ligand to the base matrix, or (b) the size of the stimuli-responsive polymer, eg, the molecular weight. By an affinity controlled material / separation medium as defined above depending on the size as reflected by

【0021】 さらに、本発明は、支持体(ベースマトリックス)が、好ましくは均一な粒子
径を有するおよび/または膜乳化法から得られたモノマー乳濁液/懸濁液の重合
化により製造される親水性多孔質ポリマー粒子を含む、上で定義した通りの親和
力制御型材料に関する。酸性物質あるいは塩基性物質と反応性のある官能基を示
す疎水性粒子は、この種の物質と反応させることにより疎水性の度合いを低下さ
せることが可能である。反応性基の典型的な例はエポキシ基である。すなわち、
もし膜乳化法が重合化を必要とする場合は、出発モノマーはエポキシ基を含有す
る。
Furthermore, the invention provides that the support (base matrix) preferably has a uniform particle size and / or is produced by polymerizing a monomer emulsion / suspension obtained from the membrane emulsification process. It relates to an affinity-controlled material as defined above comprising hydrophilic porous polymer particles. Hydrophobic particles having a functional group reactive with an acidic substance or a basic substance can reduce the degree of hydrophobicity by reacting with a substance of this type. A typical example of a reactive group is an epoxy group. That is,
If the film emulsification method requires polymerization, the starting monomers contain epoxy groups.

【0022】 さらに、本発明は、かかる親和力制御型材料をクロマトグラフィー用充填剤と
して利用することに関する。 本発明の別の実施態様は、液体試料(溶液)(液体I)から1種若しくは2種
以上の標的物質を分離する方法である。この実施態様は次の工程を含む: (a)標的物質を含有する液体試料(液体(I))を(クロマトグラフィー用充
填剤を含む)分離媒体と接触させ(この分離媒体はリガンドで機能化されており
、このリガンドは標的物質に親和性結合(affinity binding)
することが可能である)、この接触は前記標的物質を前記リガンドに結合するこ
とを許容する条件下で実施されること; (b)前記標的物質を前記リガンドからこの標的物質を含有していない液体(I
I)に放出するように、前記担体(carrier)を液体(II)に接触させ
ること。
Furthermore, the present invention relates to the use of such an affinity control type material as a packing material for chromatography. Another embodiment of the present invention is a method for separating one or more target substances from a liquid sample (solution) (liquid I). This embodiment comprises the steps of: (a) contacting a liquid sample containing the target substance (liquid (I)) with a separation medium (containing chromatographic packing material), which separation medium is functionalized with a ligand. This ligand has affinity binding with the target substance.
This contact is performed under conditions that allow the target substance to bind to the ligand; (b) the target substance from the ligand is free of this target substance. Liquid (I
Contacting said carrier with liquid (II) so as to release into I).

【0023】 工程(a)と(B)の間に液体試料は分離媒体から分離されることが好ましい
。工程(b)の後で、液体(II)は分離媒体から分離してもよい。標的物質は
、もしそのように望むのであれば、液体(II)から取り出してもよい。分離媒
体は工程(a)と(B)の間に洗浄してもよい。
The liquid sample is preferably separated from the separation medium between steps (a) and (B). After step (b), liquid (II) may be separated from the separation medium. The target substance may be removed from the liquid (II) if so desired. The separation medium may be washed between steps (a) and (B).

【0024】 生物学的におよび/または生理学的に活性である分子、例えば、ヌクレオチド
構造(核酸を含む)、ポリペプチド構造(タンパク質を含む)、炭水化物構造、
ステロイド構造等の中から選択される構造を有する生物学的有機分子(bioo
rganic molecules)である標的物質に関しては、上記液体は典
型的にはこれまで水性であった。
Molecules that are biologically and / or physiologically active, such as nucleotide structures (including nucleic acids), polypeptide structures (including proteins), carbohydrate structures,
A biological organic molecule having a structure selected from steroid structures and the like (bio)
For target substances that are organic molecules, the liquids have typically been aqueous.

【0025】 本発明のこの実施態様は下記の点によって特徴付けられる: (i) 前記分離媒体は、本明細書中の他の箇所で定義した通りの刺激応答性
高分子とリガンドが別個に結合されている支持体/ベースマトリックスを含むこ
と、および (ii) 工程(a)において、かつ少なくともリガンドに標的物質を結合する
間に、刺激応答性高分子が標的物質のリガンドへの結合を高めるコンフォメーシ
ョン(conformation)となるレベル/強度の刺激を分離媒体に受け
させること、および (iii)工程(b)において、かつ少なくともリガンドから標的物質を放出す
る間に、刺激応答性高分子が標的物質のリガンドへの結合を妨げるコンフォメー
ションとなるレベル/強度の刺激を分離材料に受けさせること。
This embodiment of the invention is characterized by the following points: (i) The separation medium comprises a stimuli-responsive macromolecule and a ligand bound separately as defined elsewhere herein. A support / base matrix, and (ii) a stimuli-responsive polymer that enhances binding of the target substance to the ligand in step (a) and at least during binding of the target substance to the ligand. The stimuli-responsive macromolecules of the target substance are subjected to a conformational level / intensity of stimulation on the separation medium, and (iii) in step (b) and at least during the release of the target substance from the ligand. Subjecting the separation material to a level / strength stimulus that results in a conformation that prevents it from binding to the ligand.

【0026】 工程(a)及び(B)に対しては同じ種類の刺激を受けさせることが好ましい
。工程(a)と比較して、工程(b)における刺激のレベル/強さは用いられた
刺激感応性高分子(stimulus−sensitive polymer)
についての臨界レベル/強度の反対側にある。工程bの後、典型的には個々の洗
浄/再生工程(washing/regeneration steps)およ
び平衡工程(equilibration steps)の後で工程aを繰り返
す場合は、この処理を循環させることができる。
It is preferable to apply the same kind of stimulation to the steps (a) and (B). Compared to step (a), the level / intensity of stimulation in step (b) depends on the stimulus-sensitive polymer used.
On the opposite side of the critical level / strength. If step a is repeated after step b, typically after individual washing / regeneration steps and equilibration steps, the process can be cycled.

【0027】 本発明の方法の種々の実施態様はバッチ式(batch−wise)でもクロ
マトグラフィーによる方法でも実施することが可能である。クロマトグラフィー
による方法は、例えば、個々の工程およびベースマトリックスに結合された刺激
応答性高分子に関して分離媒体の床(bed)に適切な刺激を受けさせながら、
プラグ流れ(plug flow)(移動相)における種々の液体を前記床に通
過させることにより実施することが可能である。この床は多孔質モノリス(po
rous monolith)であってもよいし充填された若しくは流動化粒子
の床であってもよい。
The various embodiments of the process according to the invention can be carried out both batch-wise and by chromatographic methods. Chromatographic methods include, for example, subjecting the bed of the separation medium to appropriate stimulation with respect to the individual steps and the stimuli-responsive polymer bound to the base matrix,
It can be carried out by passing various liquids in a plug flow (mobile phase) through the bed. This floor is a porous monolith (po
It may be a loose monolith) or a bed of packed or fluidized particles.

【0028】[0028]

【発明を実施するための最良の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

刺激応答性高分子 本発明において使用されるべき物理的刺激とは、例えば温度である。 Stimulus-Responsive Polymer The physical stimulus to be used in the present invention is, for example, temperature.

【0029】 使用される具体的な刺激応答性高分子に応じて、他の刺激、例えば、光、磁場
、pH等が適用されてもよい。刺激応答性高分子はしばしば「インテリジェント
な高分子(intelligent polymers)」と呼ばれる。
Other stimuli may be applied, such as light, magnetic fields, pH, etc., depending on the particular stimuli-responsive polymer used. Stimuli-responsive macromolecules are often referred to as "intelligent polymers."

【0030】 刺激応答性高分子は、それらが正しい種類および強度若しくはレベルの刺激に
さらされると、それらの物理化学的性質の構造的かつ可逆的変化を受けることに
より特徴付けられる。この変化は、顕著な疎水性から顕著な親水性への転換また
は顕著な親水性から顕著な疎水性への転換であると言ってよい。この転換が生じ
るのに必要な刺激の厳密なレベル/強度は刺激の臨界レベル(critical
level)または臨界強度(critical intensity)と呼
ばれ、当該高分子の構造、またしばしば他の条件(溶媒、塩などの溶質、等)に
よって決まる。この種の最も周知でありかつ最も利用される高分子は熱に応答す
る(熱応答性高分子または温度応答性高分子)。温度応答性高分子は、それらが
顕著な親水性状態から顕著な疎水性状態へ、および顕著な疎水性状態から顕著な
親水性状態へ転換する鋭敏な温度限界(sharp temperature
limit)によって認識される。溶液中における温度応答性高分子については
、コンフォメーション/物理化学的性質の変化はいわゆる臨界溶液温度(cri
tical solution temperature:CST)において起
こる。
Stimuli-responsive macromolecules are characterized by undergoing structural and reversible changes in their physicochemical properties when they are exposed to the right type and intensity or level of stimulus. It can be said that this change is a conversion from a marked hydrophobicity to a marked hydrophilicity or a conversion from a marked hydrophilicity to a marked hydrophobicity. The exact level / intensity of stimulation required for this conversion to occur is the critical level of stimulation.
It is called level or critical intensity and depends on the structure of the polymer and often on other conditions (solvent, solute such as salt, etc.). The most well known and most utilized macromolecules of this type are responsive to heat (thermoresponsive or temperature responsive macromolecules). Temperature responsive macromolecules have a sharp temperature limit at which they switch from a predominantly hydrophilic state to a predominantly hydrophobic state and from a predominantly hydrophobic state to a predominantly hydrophilic state.
limit). For temperature responsive polymers in solution, conformational / physicochemical property changes are referred to as the so-called critical solution temperature (cri
Tal solution temperature (CST).

【0031】 水性媒体における温度応答性高分子については、低臨界溶液温度(LCST)
または高臨界溶液温度(UCST)がある。LCSTを有する高分子について、
当該高分子は、温度がLCSTより低い温度からLCSTを通過しているときに
親水性コンフォメーションから疎水性コンフォメーションへ変化する。UCST
を有する高分子について、当該高分子は、温度がUCSTより低い温度からUC
STを通過しているときに疎水性コンフォメーションから親水性コンフォメーシ
ョンへ変化する。LCSTおよびUCSTの厳密な値は高分子および他の適用条
件(溶媒、他の溶質、等)によって決まる。
For temperature-responsive polymers in aqueous media, low critical solution temperature (LCST)
Or there is a high critical solution temperature (UCST). Regarding the polymer having LCST,
The polymer changes from a hydrophilic conformation to a hydrophobic conformation as it passes through the LCST from a temperature below the LCST. UCST
The polymer having a temperature from lower than UCST to UC
It changes from a hydrophobic conformation to a hydrophilic conformation as it passes through the ST. The exact values of LCST and UCST depend on the macromolecule and other application conditions (solvent, other solutes, etc.).

【0032】 上で述べたように、温度応答性高分子を用いたときの本発明の特徴の1つは、
リガンドへの結合およびリガンドからの放出は適用されるCSTの反対側で行わ
れる。
As mentioned above, one of the features of the present invention when the temperature responsive polymer is used is
Binding to and release from the ligand occurs on the opposite side of the applied CST.

【0033】 本発明において使用される刺激応答性高分子は、標的物質と支持体に結合され
たリガンドとの間の親和力と比較して、標的物質に対する有する親和性が取るに
足らない(insignificant)ことが好ましい。リガンドと刺激応答
性高分子との間には有意な(significant)親和力がないことが好ま
しい。
The stimuli-responsive polymer used in the present invention has an insignificant affinity for the target substance as compared with the affinity between the target substance and the ligand bound to the support. It is preferable. It is preferred that there is no significant affinity between the ligand and the stimuli-responsive macromolecule.

【0034】 本発明において用いる刺激応答性高分子としては、例えば、ポリ(N−イソ
プロピルアクリルアミド)をはじめとするポリ(N−置換アクリルアミド)、ポ
リ(N−イソプロピルメタクリルアミド)をはじめとするポリ(N−置換メタク
リルアミド)、ポリ(N,N−二置換アクリルアミド)、ポリ(N,N−二置換
メタクリルアミド)、ポリメチルビニルエーテル、ポリ(エチレンオキシド−プ
ロピレンオキシド)共重合体、部分けん化ポリビニルアルコールをはじめとする
ポリビニルアルコール誘導体、およびメチルセルロースをはじめとするセルロー
ス誘導体などが挙げられる。また、刺激応答性高分子を支持体/ベースマトリッ
クスに共有結合するために、刺激応答性高分子にアミノ基、カルボキシル基、水
酸基などの反応性官能基を導入することもできる。
Examples of the stimuli-responsive polymer used in the present invention include poly (N-substituted acrylamides) including poly (N-isopropylacrylamide) and poly ((N-isopropylmethacrylamide)). N-substituted methacrylamide), poly (N, N-disubstituted acrylamide), poly (N, N-disubstituted methacrylamide), polymethyl vinyl ether, poly (ethylene oxide-propylene oxide) copolymer, partially saponified polyvinyl alcohol Examples thereof include polyvinyl alcohol derivatives such as the above, and cellulose derivatives such as methyl cellulose. Further, in order to covalently bond the stimuli-responsive polymer to the support / base matrix, it is possible to introduce a reactive functional group such as an amino group, a carboxyl group or a hydroxyl group into the stimulus-responsive polymer.

【0035】 リガンド リガンドは親和性結合(affinity bonds)若しくは共有結合、
好ましくは後者によってベースマトリックスに結合することが可能である。本発
明の概念によれば、それは刺激応答性高分子によってもたらされるものではない
Ligands Ligands are affinity bonds or covalent bonds,
It is possible to bind to the base matrix, preferably by the latter. According to the inventive concept, it is not provided by a stimuli-responsive macromolecule.

【0036】 リガンドのうち典型的な1種は多かれ少なかれ純然たるイオン性(静電的)相
互作用により標的物質に親和性結合する。あるいは、この結合は、従来の親和性
結合(親和性吸着)のようなより複雑な相互作用を含む。イオン性相互作用に関
して、リガンドは正に荷電した若しくは負に荷電した物(entities)を
含む(イオン交換;固定化された物は第一級アミン、第二級アミン、第三級アミ
ンおよび第四級アンモニウム、スルホン酸塩、硫酸塩、ホスホン酸塩、リン酸塩
、カルボキシ等の基)。より複雑な相互作用は次に示す2つで1組となる個々の
親和性メンバー(individual affinity member)で
あるリガンドによって例証される。
A typical one of the ligands binds to the target substance by more or less pure ionic (electrostatic) interactions. Alternatively, this binding involves more complex interactions such as conventional affinity binding (affinity adsorption). With respect to ionic interactions, ligands include positively or negatively charged entities (ion exchange; immobilized materials include primary amines, secondary amines, tertiary amines and quaternary amines). Groups such as quaternary ammonium, sulfonate, sulfate, phosphonate, phosphate, carboxy). The more complex interactions are illustrated by the ligands, which are two individual affinity members, as shown below.

【0037】 (a)抗体および抗原/ハプテン (b)レクチンおよび炭水化物構造 (c)IgG結合タンパク質およびIgG (d)高分子キレート化剤およびキレート (e)相補的な核酸 親和力メンバーはまた、触媒反応に関与する物質(entities)、例え
ば、酵素、酵素基質、補助因子(cofactors)、補助基質(cosub
strates)等をも含む。細胞−細胞および細胞−表面の相互作用のメンバ
ー並びに生物学的に製造される親和性メンバーの合成物(synthetic
mimetics of bioproduced affinity mem
bers)も含まれる。リガンドという用語はまた、親和力によって複雑な生体
分子(biomolecules)、例えば、オリゴもしくはポリペプチド構造
(タンパク質を含む)、オリゴおよびポリヌクレオチド構造(核酸を含む)、オ
リゴ−若しくはポリサッカライド構造等を有する複雑な生体分子に結合する多少
複雑な有機分子分子をも含む。
(A) antibodies and antigens / haptens (b) lectins and carbohydrate structures (c) IgG binding proteins and IgG (d) macromolecular chelators and chelates (e) complementary nucleic acids Affinity members also catalyze reactions (Entities) involved in, for example, enzymes, enzyme substrates, cofactors, cosubstrates
(states) etc. are also included. Synthetic members of cell-cell and cell-surface interaction and biologically produced affinity members.
mimetics of bioproduced affinity mem
bers) are also included. The term ligand also refers to a complex having complex biomolecules by affinity, such as oligo- or polypeptide structures (including proteins), oligo and polynucleotide structures (including nucleic acids), oligo- or polysaccharide structures, etc. It also includes some complex organic molecules that bind to various biomolecules.

【0038】 本発明において使用されるリガンドの更に別の例としては、チバクロンブルー
(CIBACRONE BLUE)F3G−A(商品名;Fluka(社)製)
をはじめとする色素および他の複合色素(complex dyes)、イミノ
ジ酢酸(iminodiacetic acid)、グルコースをはじめとする
糖鎖、ヘパリンおよびレクチンをはじめとするタンパク質、ビオチン、ベンズア
ミジン、リシン、アルギニン、ペプチド類およびDNAが挙げられる。また、本
発明によれば、2価アルキル基またはエチレンオキシド基のようなスペーサーを
介して標的物質の親和性物質を支持体に共有結合で結合することによって標的物
質の結合能を制御することも可能である。ベースマトリックス(すなわち、クロマトグラフィー用充填剤) 本発明の方法において使用する分離媒体は有機材料および/または無機材料に
基づくものであってよいベースマトリックス(担体)を含む。使用される液体が
水性である場合、ベースマトリックスは親水性であることが好ましい。このこと
は上で述べた種類の生体分子である標的物質に特に適用される。
Still another example of the ligand used in the present invention is Cibacrone Blue F3G-A (trade name; manufactured by Fluka).
And other complex dyes (complex dyes), iminodiacetic acid, sugar chains such as glucose, proteins such as heparin and lectin, biotin, benzamidine, lysine, arginine, peptides and DNA is mentioned. Further, according to the present invention, it is also possible to control the binding ability of the target substance by covalently binding the affinity substance of the target substance to the support through a spacer such as a divalent alkyl group or an ethylene oxide group. Is. Base Matrix (ie Chromatographic Packing) The separation medium used in the method of the present invention comprises a base matrix (support) which may be based on organic and / or inorganic materials. If the liquid used is aqueous, the base matrix is preferably hydrophilic. This applies in particular to target substances which are biomolecules of the type mentioned above.

【0039】 ベースマトリックスは高分子に基づくものが好ましく、当該高分子は不溶性で
あり水中で多少膨張するものが好ましく、ゲルが好ましい。誘導体化されて(d
erivatized)親水性になった疎水性高分子もこの定義中に含まれる。
好適な高分子は、ポリヒドロキシ高分子、例えば、アガロース、デキストラン、
セルロース、澱粉、プルラン等のようなポリサッカライドに基づくポリヒドロキ
シ高分子、並びにポリアクリル酸アミド、ポリメタクリル酸アミド、ポリ(ヒド
ロキシアルキルビニルエーテル)、ポリ(ヒドロキシアルキルアクリレート)お
よびポリメタクリレート(例えば、ポリグリシジルメタクリレート)。ポリビニ
ルアルコール並びにスチレンおよびジビニルベンゼンに基づく高分子、並びに前
記の高分子に対応するモノマーの2種若しくは3種以上が含まれる共重合体のよ
うな完全に合成された高分子である。水溶性の高分子は、例えば、吸着若しくは
共有結合を介して不溶性物体に結合させることにより誘導体化されて不溶性とな
る。OHに転換できる基を示すモノマーの重合により、あるいは最終的な高分子
の親水性化(hydrophilization)、例えば、親水性高分子のよ
うな適当な化合物の吸着により、親水性基は疎水性高分子上(例えば、モノビニ
ルベンゼンおよびジビニルベンゼンの共重合体上)に導入することができる。
The base matrix is preferably based on a polymer, the polymer is preferably insoluble and swells slightly in water, and a gel is preferred. Derivatized (d
Included in this definition are hydrophobic macromolecules that have been made erivatized).
Suitable macromolecules are polyhydroxy macromolecules such as agarose, dextran,
Polysaccharide-based polyhydroxy polymers such as cellulose, starch, pullulan, etc., as well as polyacrylic acid amides, polymethacrylic acid amides, poly (hydroxyalkyl vinyl ethers), poly (hydroxyalkyl acrylates) and polymethacrylates (eg polyglycidyl). Methacrylate). Completely synthesized polymers such as polyvinyl alcohol and polymers based on styrene and divinylbenzene, and copolymers containing two or more of the monomers corresponding to said polymers. The water-soluble polymer is derivatized to become insoluble by binding to an insoluble substance through, for example, adsorption or covalent bond. Hydrophilic groups can be treated as hydrophobic polymers by polymerization of monomers that exhibit groups that can be converted to OH or by final hydrophilization of the polymers, for example by adsorption of suitable compounds such as hydrophilic polymers. It can be introduced on top (for example on a copolymer of monovinylbenzene and divinylbenzene).

【0040】 ベースマトリックスにおいて使用される適当な無機材料はシリカ、酸化ジルコ
ニウム、グラファイト、酸化タンタル等である。 好ましいベースマトリックスは、加水分解に対して不安定な基、例えば、シラ
ン基、エステル基、アミド基およびシリカ中にそのようなものとして存在する基
を欠いている。好ましいベースマトリックスは、刺激応答性高分子および/また
はリガンドを共有結合により結び付けるために使用することが可能である官能基
を含有する。この種の官能基の例としてヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基
等が挙げられる。
Suitable inorganic materials used in the base matrix are silica, zirconium oxide, graphite, tantalum oxide and the like. Preferred base matrices lack hydrolytically labile groups, such as silane groups, ester groups, amide groups and groups present as such in silica. Preferred base matrices contain functional groups that can be used to covalently attach stimuli-responsive macromolecules and / or ligands. Examples of this type of functional group include a hydroxy group, a carboxy group, an amino group and the like.

【0041】 マトリックスは多孔質であっても非多孔質であってもよい。このことは、除去
されるべき化合物に対してマトリックスが十分に若しくは部分的に透過性(多孔
質)であっても、完全に非透過性(非多孔質)であってもよいことを意味する。
The matrix may be porous or non-porous. This means that the matrix may be fully or partially permeable (porous) or completely impermeable (non-porous) to the compound to be removed. .

【0042】 細孔(pores)は大きさ≧0.1μm、例えば、≧0.5μmを有するも
のであってよく、このことは直径が≧0.1μmそれぞれ≧0.5μmの球体(
a sphere≧0.1μm respective≧0.5μm in d
iameter)が通過することができることを意味する。適用される液体はこ
の種の細孔システム(伝達性細孔システム(convective pore
system)を通じて流れることが可能であるといってよい。支持体マトリッ
クスが床に充填されたビーズの形態である場合は、伝達性細孔システムの細孔径
と粒子の直径との割合は典型的には0.01−0.3の区間、好ましくは0.0
5−0.2の区間である。大きさ≧0.1μm、例えば、≧0.5μmである細
孔はしばしばマクロ細孔(macropores)と呼ばれる。
The pores may have a size ≧ 0.1 μm, for example ≧ 0.5 μm, which means spheres (≧ 0.5 μm in diameter each ≧ 0.5 μm).
a sphere ≧ 0.1 μm reactive ≧ 0.5 μm in d
i.e.) can be passed through. The liquid to be applied is of this type of pore system (conductive pore system).
It can be said that it is possible to flow through the system. When the support matrix is in the form of beads packed in the bed, the ratio of the pore size of the transmissive pore system to the diameter of the particles is typically in the range 0.01-0.3, preferably 0. .0
The section is 5-0.2. Pores of size ≧ 0.1 μm, eg ≧ 0.5 μm are often referred to as macropores.

【0043】 また、ベースマトリックスは大きさ≦0.5μm、例えば、≦0.1μmであ
る細孔有していてもよく、このことは直径が≦0.5μm、例えば、≦0.1μ
mの球体のみがが通過することができることを意味する。孔径≦0.5μm、例
えば、≦0.1μmである細孔はしばしばミクロ細孔(micropores)
と呼ばれる。本発明の1実施態様として、ベースマトリックスは1−1000μ
m、好ましくは高性能適用(high performance applic
ations)に対しては5−50μmの範囲、予備的な目的に対しては50−
300μmの範囲の大きさを有する不規則な若しくは球状の形態を有する。使用
される粒子は、単分散系(monosized)であっても多分散系(poly
sized)であってもよい。単分散化された粒子という用語は、それらの平均
直径の±5%以内の大きさを有する粒子が95%より多い粒子集団(parti
cle populations)を意味し、この粒子集団は本発明について言
えば、均一サイズの表現粒子(expression particles)を
企図するものである。多分散化された粒子は他の粒子集団を包含する。
The base matrix may also have pores with a size ≦ 0.5 μm, eg ≦ 0.1 μm, which means a diameter ≦ 0.5 μm, eg ≦ 0.1 μm.
This means that only m spheres can pass. Pore sizes <0.5 μm, eg ≦ 0.1 μm, are often micropores.
Called. In one embodiment of the invention, the base matrix is 1-1000μ.
m, preferably high performance applications
in the range of 5-50 μm, for preliminary purposes 50-
It has an irregular or spherical morphology with a size in the range of 300 μm. The particles used may be monodisperse or polydisperse.
size). The term monodispersed particles refers to a particle population (partially greater than 95% of particles having a size within ± 5% of their average diameter).
cle populations, which for the purposes of the present invention contemplate uniform sized expression particles. Polydispersed particles include other particle populations.

【0044】 またベースマトリックスは上で定義した通りの少なくともマクロ細孔を有する
モノリスの形態であってもよい。代替の幾何学形態(alternative
geometric forms)は管等の内壁である。
The base matrix may also be in the form of a monolith having at least macropores as defined above. Alternate geometric form
A geometric form is an inner wall of a pipe or the like.

【0045】 上で定義した通りの刺激応答性高分子およびリガンドはベースマトリックスの
外部表面および/または内部表面(マクロ細孔および/またはミクロ細孔の表面
)に結合することが可能である。上で述べたように、刺激応答性高分子およびリ
ガンドは物理的吸着および/または共有結合、好ましくは後者によってベースマ
トリックスに結合される。
The stimuli-responsive macromolecules and ligands as defined above are capable of binding to the outer and / or inner surface (macropore and / or micropore surface) of the base matrix. As mentioned above, the stimuli-responsive macromolecule and the ligand are bound to the base matrix by physical adsorption and / or covalent bonds, preferably the latter.

【0046】 支持体/ベースマトリックスとして均一な粒子径を有する親水性多孔質ポリマ
ー粒子を使用することが特に好ましく、上で述べた通りこの粒子は膜乳化法およ
びその後の酸性物質若しくは塩基性物質による化学的処理により製造される。
It is particularly preferred to use hydrophilic porous polymer particles having a uniform particle size as the support / base matrix, which particles, as mentioned above, depend on the membrane emulsification process and subsequent acidic or basic substances. Manufactured by chemical treatment.

【0047】 本発明において用いる膜乳化法とは、第1の液体をガラス膜(好ましくはガラ
ス製)に透過して第1の液体と混和しない第2の液体に送り、かくして第2の液
体中で実質的に同じ大きさの小液滴(droplets)を形成することを含む
。なお、この方法は、たとえば、S.Omi,K.Katami,A.Yama
moto,and M.Iso,J.Appl.Polym.Sci.,51(
1994)1−11に記載されている。第1の液体が重合性モノマーを含有し前
記小液滴が重合化を受ける場合は、粒子は第2の液体中で形成することになる。
The film emulsification method used in the present invention means that the first liquid permeates a glass film (preferably made of glass) and is sent to a second liquid immiscible with the first liquid, and thus in the second liquid. And forming substantially the same size of droplets. Note that this method is described, for example, in S. Omi, K .; Katami, A .; Yama
motor, and M.M. Iso, J .; Appl. Polym. Sci. , 51 (
1994) 1-11. If the first liquid contains a polymerizable monomer and the droplets undergo polymerization, particles will form in the second liquid.

【0048】 かくて、本発明者の新規な発見に従って、好ましい支持体材料(ベースマトリ
ックス)は次のようにして製造される:高分子粒子のための出発材料として有用
なモノマーおよび希釈剤等から液体混合物(第1の液体)を調製する。次に、多
孔質ガラス膜の片側をこの液体混合物で充填し、反対側を第1の液体と混和しな
い第2の液体で充填する。液体混合物に圧力を加えて膜を通過させ第2の液体中
で小液滴を形成させる。例えば、第1の液体は水と不混和性であってもよく、第
2の液体は水性であってエマルジョン安定化剤等を含有していてもよく、その結
果、実質的に均一な大きさを有する小液滴からなるエマルジョンが得られる。続
いて、例えば、加熱することにより均一な粒子径を有するラテックス粒子が得ら
れることにより重合が実施される。もしモノマーが酸性物質若しくは塩基性物質
と反応性を有する基を含有するならば、ラテックス粒子をこの種の物質を含有す
る溶液中で撹拌して親水性多孔質ポリマー粒子が得られる。この後処理の間に、
アミノ基のような反応性官能基を支持体に導入することができる。これらの反応
性官能基を使用することによって、刺激応答性高分子またはリガンドを支持体に
共有結合させることができる。
Thus, according to the inventor's novel discoveries, a preferred support material (base matrix) is prepared as follows: From monomers and diluents etc. useful as starting materials for polymeric particles. A liquid mixture (first liquid) is prepared. Next, one side of the porous glass membrane is filled with this liquid mixture and the other side is filled with a second liquid immiscible with the first liquid. Pressure is applied to the liquid mixture to pass through the membrane to form droplets in the second liquid. For example, the first liquid may be immiscible with water and the second liquid may be aqueous and may contain an emulsion stabilizer or the like, resulting in a substantially uniform size. An emulsion consisting of small droplets having Subsequently, for example, by heating, latex particles having a uniform particle size are obtained, whereby the polymerization is carried out. If the monomer contains groups which are reactive with acidic or basic substances, the latex particles are stirred in a solution containing this type of substance to give hydrophilic porous polymer particles. During this post-processing,
Reactive functional groups such as amino groups can be introduced into the support. By using these reactive functional groups, the stimuli-responsive polymer or ligand can be covalently attached to the support.

【0049】 均一な粒子径を有する親水性多孔質ポリマー粒子を製造する際に使用されるモ
ノマーの例として、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、ジアクリ
ル酸エステル(例えば、ジアクリル酸エチレン)、ジメタクリル酸エステル(例
えば、ジメタクリル酸エチレン)、グリシジルビニルベンジルエーテル、ジビニ
ルベンゼン等を挙げることができる。また、これらのモノマーを任意に組み合わ
せることもできる。 エマルジョン 本発明の均一な粒子径を有する親水性多孔質ポリマー粒子の製造
に用いられる希釈剤としては、使用されるモノマーとともに重合しない化合物で
あれば良い。そのような希釈剤の例として、トルエンなどの芳香族溶媒/化合物
、ドデカンなどの脂肪族化合物などを挙げることができる。
Examples of the monomer used for producing the hydrophilic porous polymer particles having a uniform particle diameter include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, diacrylate ester (eg ethylene diacrylate), dimethacrylic acid. Esters (eg, ethylene dimethacrylate), glycidyl vinyl benzyl ether, divinyl benzene and the like can be mentioned. Further, these monomers can be combined arbitrarily. Emulsion The diluent used in the production of the hydrophilic porous polymer particles having a uniform particle size of the present invention may be any compound that does not polymerize with the monomer used. Examples of such diluents include aromatic solvents / compounds such as toluene, aliphatic compounds such as dodecane, and the like.

【0050】 本発明の均一な粒子径を有する親水性多孔質ポリマー粒子の製造に用いられる
酸性物質あるいは塩基性物質の例として、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、水酸化ナト
リウム、アンモニア、1,6−ジアミノヘキサンをはじめとする脂肪族ジアミン
などを挙げることができる。
Examples of the acidic substance or basic substance used for producing the hydrophilic porous polymer particles having a uniform particle diameter of the present invention include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, sodium hydroxide, ammonia, 1,6 And aliphatic diamines such as diaminohexane.

【0051】 本発明の分離材料の製造 本発明による親和力制御型材料/分離材料は、例えば、次のようにして製造す
ることができる。 (a)刺激応答性高分子またはその共重合体を支持体に共有結合によって固定化
し、次いで標的物質の親和性物質を当該支持体に共有結合によって固定化するこ
とを含む方法;または (b)標的物質の親和性物質を支持体に共有結合によって固定化し、次いで刺激
応答性高分子またはその共重合体を当該支持体に共有結合によって固定化するこ
とを含む方法;または (c)標的物質の親和性物質および刺激応答性高分子またはその共重合体をそれ
ぞれ支持体に共有結合によって同時に固定化することを含む方法。
Production of Separation Material of the Present Invention The affinity control material / separation material of the present invention can be produced, for example, as follows. (A) A method comprising covalently immobilizing a stimuli-responsive polymer or a copolymer thereof on a support, and then covalently immobilizing an affinity substance of a target substance on the support; or (b) A method comprising covalently immobilizing an affinity substance of a target substance to a support, and then immobilizing a stimuli-responsive polymer or a copolymer thereof to the support covalently; or (c) the target substance A method comprising simultaneously covalently immobilizing an affinity substance and a stimuli-responsive polymer or a copolymer thereof on a support.

【0052】[0052]

【実施例】【Example】

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれによっ
て何ら限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0053】[0053]

【実施例1】 1.刺激応答性高分子の合成 N−イソプロピルアクリルアミド(20g)、3−メルカプトプロピオン酸(
0.18g)、および2,2’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)(0.27g)
をテトラヒドロフラン(200ml)に溶解し、重合管に入れた。溶液中の酸素
は凍結融解脱気法により除いた。重合は60℃で2時間行い、再沈殿溶媒として
ジエチルエーテルを用いることで片末端にカルボキシル基を有するポリ(N−イ
ソプロピルアクリルアミド)を合成した。
Example 1 1. Synthesis of stimuli-responsive polymer N-isopropylacrylamide (20 g), 3-mercaptopropionic acid (
0.18 g), and 2,2'-azobis (4-cyanovaleric acid) (0.27 g)
Was dissolved in tetrahydrofuran (200 ml) and placed in a polymerization tube. Oxygen in the solution was removed by the freeze-thaw degassing method. Polymerization was performed at 60 ° C. for 2 hours, and poly (N-isopropylacrylamide) having a carboxyl group at one end was synthesized by using diethyl ether as a reprecipitation solvent.

【0054】 分子量の測定はGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)と末端基定量法を用い
た。GPCでは、移動相として10mM臭化リチウムを含むジメチルホルムアミ
ド、カラムとしてα−3000(東ソー株式会社製)、標準物質としてポリスチ
レンを用いたところ、数平均分子量約4500、重量平均分子量約10000の
ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)であった。末端基定量法では、0.0
1規定の水酸化ナトリウム水溶液を用いて合成したポリ(N−イソプロピルアク
リルアミド)のカルボキシル基を求めたところ、その数平均分子量が約5000
であった。合成したポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)の数平均分子量が
、GPCおよび末端基定量法のそれぞれの方法でほぼ一致したことを確認した。
The molecular weight was measured by GPC (gel permeation chromatography) and end group quantification method. In GPC, dimethylformamide containing 10 mM lithium bromide as a mobile phase, α-3000 (manufactured by Tosoh Corporation) as a column, and polystyrene as a standard substance were used, and a number average molecular weight of about 4500 and a weight average molecular weight of about 10,000 ( N-isopropylacrylamide). In the end group determination method, 0.0
When the carboxyl group of poly (N-isopropylacrylamide) synthesized using a 1N aqueous sodium hydroxide solution was determined, the number average molecular weight was about 5,000.
Met. It was confirmed that the number average molecular weights of the synthesized poly (N-isopropylacrylamide) were almost the same by the GPC and the end group quantification method.

【0055】 合成したポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)(10g)、N−ヒドロキ
シこはく酸イミド(0.25g)、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド
(0.45g)をテトラヒドロフラン(60ml)に溶解し、室温で12時間攪
拌した。析出物をろ取した後、再沈殿溶媒としてジエチルエーテルを用いて、片
末端のカルボキシル基をN−ヒドロキシこはく酸イミドでエステル化したポリ(
N−イソプロピルアクリルアミド)を合成した。 2.均一な粒子径を有する親水性多孔質ポリマー粒子の合成 メタクリル酸グリシジル(3.1ml)、ジメタクリル酸エチレン(1.9m
l)、トルエン(7.1ml)そしてドデカン(0.4ml)および2,2‘−
アゾビス(2,4−ジメチル−バレロニトリル)50mgを原料として、平均細
孔径1.95μmのMPG(ミクロ多孔質ガラス)パイプを通して加圧により2
wt%のポリビニルアルコール水溶液中に原料を押し出すことでO/Wエマルジ
ョンを調製した。重合は70℃で6時間行い、粒子径のそろったラテックス粒子
を高収率で合成した。このラテックス粒子の平均粒子径は12.5μm、CV(
変動係数(coefficient of variation))値は12.
4%であり、粒子径がそろっていることを確認した。さらに、合成したラテック
ス粒子(3.5g)を1,6−ヘキシルジアミン(1.8g)を含む水溶液(1
60ml)に分散させて30℃で2時間撹拌した。
The synthesized poly (N-isopropylacrylamide) (10 g), N-hydroxysuccinimide (0.25 g) and N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (0.45 g) were dissolved in tetrahydrofuran (60 ml) at room temperature. It was stirred for 12 hours. After the precipitate was collected by filtration, diethyl ether was used as a reprecipitation solvent, and the carboxyl group at one end was esterified with N-hydroxysuccinimide poly (
N-isopropylacrylamide) was synthesized. 2. Synthesis of hydrophilic porous polymer particles having uniform particle size Glycidyl methacrylate (3.1 ml), ethylene dimethacrylate (1.9 m
l), toluene (7.1 ml) and dodecane (0.4 ml) and 2,2'-
50 mg of azobis (2,4-dimethyl-valeronitrile) was used as a raw material, and pressure was applied to 2 through an MPG (microporous glass) pipe having an average pore diameter of 1.95 μm.
An O / W emulsion was prepared by extruding raw materials into a wt% polyvinyl alcohol aqueous solution. The polymerization was carried out at 70 ° C. for 6 hours to synthesize latex particles having a uniform particle size in high yield. The average particle size of these latex particles is 12.5 μm, and CV (
The coefficient of variation (coefficient of variation) is 12.
It was 4%, and it was confirmed that the particle diameters were uniform. Furthermore, the synthesized latex particles (3.5 g) were added to an aqueous solution (1) containing 1,6-hexyldiamine (1.8 g).
60 ml) and the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours.

【0056】 塩酸−塩化カルシウム法(Nakamura et al.,高分子論文集、
37(7)(1981)485−491)によれば、1,6−ヘキシルジアミン
で処理する前のラテックス粒子表面には、エポキシ基が3.1mmol/g存在
していたことを記載している。さらに、滴定を用いるアッセイ法により1,6−
ヘキシルジアミンで処理した粒子径均一親水性多孔質ポリマー粒子の表面には0
.36mmol/gのアミノ基が導入されたことを明らかにした。
Hydrochloric acid-calcium chloride method (Nakamura et al., Collection of Polymers,
37 (7) (1981) 485-491) describes that epoxy groups were present at 3.1 mmol / g on the surface of latex particles before treatment with 1,6-hexyldiamine. . In addition, the assay method using titration
0 on the surface of the hydrophilic porous polymer particles having a uniform particle size treated with hexyldiamine
. It was revealed that 36 mmol / g of amino group was introduced.

【0057】 さらに、1,6−ヘキシルジアミンで処理した粒子径均一親水性多孔質ポリマ
ー粒子(3.5g)を無水酢酸10ml中で撹拌して、表面のアミノ基をアセチ
ル化し、アミド化粒子を合成した。このアミド化粒子は、20mMリン酸緩衝液
(pH7.0)の移動相では牛血清アルブミン(BSA)を吸着しなかった。こ
のことから、この粒子径均一親水性多孔質ポリマー粒子は、アフィニティークロ
マトグラフィーなどのタンパク質を分離するクロマトグラフィー担体(ベースマ
トリックス)として有用な親水性を有していることを明らかにした。 3.ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)の支持体への固定化 1,6−ヘキシルジアミンで処理した粒子径均一親水性多孔質ポリマー粒子(
4.5g)、片末端のカルボキシル基をN−ヒドロキシこはく酸イミドでエステ
ル化したポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)(4.5g)、そしてアセト
ニトリル(75ml)を室温で12時間攪拌した。アセトニトリル、テトラヒド
ロフラン、メタノール、アセトンで洗浄した後、室温で乾燥した。元素分析によ
り、支持体である粒子径均一親水性多孔質ポリマー粒子に3.4wt%のポリ(
N−イソプロピルアクリルアミド)が固定化されたことを確認した。さらに、温
度による親和力制御能を比較するために、支持体に残存しているアミノ基を無水
酢酸でアセチル化した充填剤(noCB)も合成した。 4.チバクロンブルーF3G−Aの支持体への固定化 ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)を固定化した支持体(0.70g)
(上記3から得られたもの)、1,3−ブタジエンジエポキシド(0.09ml
)あるいはエチレングリコールジグリシジルエーテル(0.21g)、そしてア
セトニトリル(10ml)を30℃で1時間撹拌することで、支持体に残存して
いるアミノ基とスペーサーとなるジエポキシド化合物の一方のエポキシ基を反応
させた。その懸濁液に無水酢酸(0.11ml)を加えて30℃で1時間撹拌す
ることで、支持体の未反応アミノ基をアセチル化した。ポリ(N−イソプロピル
アクリルアミド)およびスペーサーをそれぞれ固定化した支持体をアセトニトリ
ル、アセトンで洗浄した後、室温で乾燥した。
Further, the hydrophilic polymer particles having a uniform particle size and treated with 1,6-hexyldiamine (3.5 g) were stirred in 10 ml of acetic anhydride to acetylate the amino groups on the surface to form amidated particles. Synthesized. The amidated particles did not adsorb bovine serum albumin (BSA) in the mobile phase of 20 mM phosphate buffer (pH 7.0). From this, it was revealed that the hydrophilic porous polymer particles having a uniform particle size have hydrophilicity useful as a chromatography carrier (base matrix) for separating proteins such as affinity chromatography. 3. Immobilization of poly (N-isopropylacrylamide) onto a support 1,6-hexyldiamine-treated hydrophilic porous polymer particles having a uniform particle size (
4.5 g), poly (N-isopropylacrylamide) (4.5 g) in which the carboxyl group at one end was esterified with N-hydroxysuccinimide, and acetonitrile (75 ml) were stirred at room temperature for 12 hours. After washing with acetonitrile, tetrahydrofuran, methanol, and acetone, it was dried at room temperature. According to elemental analysis, 3.4 wt% of poly (
It was confirmed that N-isopropylacrylamide) was immobilized. Further, in order to compare the affinity control ability with temperature, a filler (noCB) in which the amino group remaining on the support was acetylated with acetic anhydride was also synthesized. 4. Immobilization of Cibacron Blue F3G-A on a support Poly (N-isopropylacrylamide) -immobilized support (0.70 g)
(Obtained from 3 above), 1,3-butadiene diepoxide (0.09 ml)
) Or ethylene glycol diglycidyl ether (0.21 g) and acetonitrile (10 ml) at 30 ° C. for 1 hour with stirring, whereby the amino group remaining on the support and one epoxy group of the diepoxide compound serving as a spacer are removed. It was made to react. Acetic anhydride (0.11 ml) was added to the suspension and the mixture was stirred at 30 ° C. for 1 hour to acetylate the unreacted amino group of the support. The support on which poly (N-isopropylacrylamide) and the spacer were immobilized was washed with acetonitrile and acetone, and then dried at room temperature.

【0058】 ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)およびスペーサーをそれぞれ固定化
した支持体の混合物(0.61g)、アミノヘキシル化チバクロンブルーF3G
−A(0.89g)、水(10ml)を加え、水酸化ナトリウムでpH11に調
整した後、25℃で3時間撹拌して、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)
とチバクロンブルーF3G−Aをそれぞれ支持体に固定化した充填剤を合成した
。チバクロンブルーF3G−Aの固定化量は滴定により求め、スペーサーとして
1,3−ブタジエンジエポキシドを用いた充填剤(CB−4)は21μmol/
g、スペーサーとしてエチレングリコールジグリシジルエーテル(CB−10)
を用いた充填剤は12μmol/gであった。
A mixture of supports (0.61 g) each having poly (N-isopropylacrylamide) and a spacer immobilized thereon, aminohexylated cibacron blue F3G
-A (0.89 g) and water (10 ml) were added, pH was adjusted to 11 with sodium hydroxide, and the mixture was stirred at 25 ° C for 3 hours to give poly (N-isopropylacrylamide).
And Cibacron Blue F3G-A were respectively immobilized on a support to synthesize a filler. The amount of Cibacron Blue F3G-A immobilized was determined by titration, and the amount of the filler (CB-4) using 1,3-butadiene diepoxide as a spacer was 21 μmol /
g, ethylene glycol diglycidyl ether (CB-10) as a spacer
The filler used was 12 μmol / g.

【0059】[0059]

【実施例2】 1.充填剤の充填 noCB、CB−4およびCB−10は水による湿式充填剤により、内径4.
6mm、長さ30mmのステンレススチール製カラムにそれぞれ充填した。 2.充填剤により吸着されたBSAに対する吸着量の測定 移動相としてpH5のクエン酸緩衝液(I=0.01)を用い、20℃を基準
として40℃におけるそれぞれの充填剤の吸着量を破か曲線で求めた。その結果
を表1に示す。
Example 2 1. Filling of fillers NoCB, CB-4 and CB-10 were wet-filled with water and had an inner diameter of 4.
Each of them was packed in a stainless steel column having a length of 6 mm and a length of 30 mm. 2. Measurement of Adsorption Amount for BSA Adsorbed by Filler Using a citrate buffer solution (I = 0.01) of pH 5 as a mobile phase, the adsorption curve of each filler at 40 ° C. with reference to 20 ° C. I asked for. The results are shown in Table 1.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】 CB−4と比較してCB−10でBSAの吸着量が大きくなっている。これは
、支持体とチバクロンブルーF3G−Aとの間のスペーサー長さがBSAの吸着
量に影響していることを示している。また、支持体に結合したポリ(N−イソプ
ロピルアクリルアミド)は、BSAの吸着に大きく影響しないことも示している
。 3.アフィニティークロマトグラフィーにおける充填財の温度変化による親和力
制御 CB−10を用いて、40℃でBSAを充填剤CB−10のリガンドであるチ
バクロンブルーF3G−Aに吸着させた後に、20℃に温度を変化させることで
刺激応答性高分子の構造を変化させた。高分子の構造変化によりリガンドからB
SAが脱着して移動相に溶出されることを確認した。その結果を図1に示す。移
動相としてpH5のクエン酸緩衝液(I=0.01)を用い、40℃でBSA(
111μg)をCB−10のカラムに負荷した。マイクロBCATM PROTE
IN ASSAY REAGENT KIT(Pierce社製)を用いて溶出
液中のBSAの量を測定した。過剰量のBSAが1〜4mlの溶出液量で溶出し
た。溶出液量が6mlまで40℃で移動相(カラム)を流してBSAの溶出が確
認されなくなった後、移動相の流れを止めて20℃で20分間冷却した。20℃
のまま移動相を再び流したところ、支持体に結合しているポリ(N−イソプロピ
ルアクリルアミド)の構造変化により、40℃でリガンドに吸着したBSAが脱
着してカラムから溶出した(溶出液量7〜9ml)。また、この温度変化で溶出
したBSAの量は、CB−10のBSAに対する吸着量の90%であった。これ
らの結果は、刺激応答性高分子および標的物質に対する親和性を有するリガンド
が別個の結合を介して共有結合によって固定化された支持体/ベースマトリック
スを含む材料を用いて標的物質が除去または分離精製することができることを明
らかにした。また、この結果は標的物質とリガンドとの間の親和力が温度のよう
な物理的刺激により制御できることを示したものである。
The adsorption amount of BSA is larger in CB-10 than in CB-4. This indicates that the spacer length between the support and Cibacron Blue F3G-A affects the adsorption amount of BSA. It is also shown that poly (N-isopropylacrylamide) bound to the support does not significantly affect the adsorption of BSA. 3. Affinity Control by Temperature Change of Packing Material in Affinity Chromatography Using CB-10, after adsorbing BSA to Cibacron Blue F3G-A which is a ligand of the packing material CB-10 at 40 ° C, the temperature was raised to 20 ° C. The structure of the stimuli-responsive polymer was changed by changing it. Due to the structural change of the polymer
It was confirmed that SA was desorbed and eluted in the mobile phase. The result is shown in FIG. A citrate buffer solution (I = 0.01) having a pH of 5 was used as a mobile phase, and BSA
111 μg) was loaded onto the column of CB-10. Micro BCA TM PROTE
The amount of BSA in the eluate was measured using IN ASSAY REAGENT KIT (manufactured by Pierce). Excess BSA was eluted with an eluate volume of 1-4 ml. After elution of BSA was not confirmed by flowing the mobile phase (column) at 40 ° C until the amount of the eluate was 6 ml, the flow of the mobile phase was stopped and the mixture was cooled at 20 ° C for 20 minutes. 20 ° C
When the mobile phase was allowed to flow again as it was, BSA adsorbed to the ligand was desorbed at 40 ° C. and was eluted from the column due to the structural change of poly (N-isopropylacrylamide) bound to the support (eluate volume 7 ~ 9 ml). The amount of BSA eluted by this temperature change was 90% of the amount of CB-10 adsorbed on BSA. These results show that the target substance is removed or separated using a material containing a support / base matrix in which a stimuli-responsive polymer and a ligand having an affinity for the target substance are covalently immobilized through separate bonds. It has been clarified that it can be purified. Moreover, this result shows that the affinity between the target substance and the ligand can be controlled by a physical stimulus such as temperature.

【0062】[0062]

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明における親和力制御型材料は以下のような利点を有する。 1)標的物質の分離精製において化学的に過酷な溶出条件を用いる必要がないの で、生理活性物質などの活性あるいは回収率を従来の分離精製法よりも大き く改善できる。 2)標的物質の親和性物質および刺激応答性高分子が支持体に共有結合している ので、これらが剥離して分離精製を妨げることがない。 3)アフィニティークロマトグラフィー充填剤として用いた場合、充填剤の再生 が従来の担体よりも速やかに行うことができる。 4)従来のアフィニティークロマトグラフィー充填剤では不可能であった多種類 の標的物質の分離精製が可能となる。   The affinity control type material in the present invention has the following advantages. 1) There is no need to use chemically harsh elution conditions for separation and purification of target substances     Therefore, the activity or recovery rate of physiologically active substances, etc. is greater than that of conventional separation and purification methods.     Can be improved. 2) The affinity substance of the target substance and the stimuli-responsive polymer are covalently bound to the support.     Therefore, they do not peel off and interfere with separation and purification. 3) Regeneration of packing material when used as packing material for affinity chromatography     Can be carried out more quickly than with conventional carriers. 4) Many types not possible with conventional affinity chromatography packing materials     It becomes possible to separate and purify the target substance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 温度変化によるBSAの親和力制御をBC−10で行ったときのクロマトグラ
ムである。
FIG. 1 is a chromatogram when BC-10 was used to control the affinity of BSA by changing the temperature.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年6月15日(2001.6.15)[Submission date] June 15, 2001 (2001.6.15)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【0010】 Ohnishi et al(特開平9−49830号公報)、Ohnish
i(特開平8−103653号公報)、Ohnishi(特開平7−13650
5号公報)およびOhnishi(特開平7−135957号公報)は刺激応答
性高分子および支持体マトリックスの表面に特異的な親和性を有する物質を含む
分離材料を開示している。しかしながら、これらの文献は、リガンドを温度応答
性高分子に結合することによって得られた共重合体(複合体)をベースマトリッ
クスの固定化する分離システムに基づく温度変化による標的物質の溶出を報告し
ているのみである。このような複合体を使用すると、標的物質の溶出温度がリガ
ンドの種類および性質に左右されて変動するので、リガンドの種類により複合体
の種類を変えることによって温度制御を実施しなければならない。 Hofman et al.,(WO8706152)は、リガンドを温度応
答性高分子に結合させる分離方法を記載している。結合と標的物質の溶出が臨界
溶液温度(critical solution temperature)の
同じ側で生じる。臨界溶液温度という用語については熱応答性高分子に関する記
載においてさらに言及する。
Ohnishi et al (Japanese Patent Laid-Open No. 9-49830), Ohnish
i (JP-A-8-103653), Ohnishi (JP-A-7-13650)
5) and Ohnishi (JP-A-7-135957) disclose a separation material containing a stimuli-responsive polymer and a substance having a specific affinity for the surface of a support matrix. However, these publications report elution of a target substance by temperature change based on a separation system that immobilizes a copolymer (complex) obtained by binding a ligand to a temperature-responsive polymer on a base matrix. Only. When such a complex is used, the elution temperature of the target substance varies depending on the type and property of the ligand, and therefore the temperature must be controlled by changing the type of the complex depending on the type of the ligand. Hofman et al. , (WO8706152) describe a separation method in which a ligand is bound to a temperature-responsive polymer. Binding and elution of the target substance occur on the same side of the critical solution temperature. The term critical solution temperature is further referred to in the description of thermoresponsive polymers.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D017 AA03 BA07 CA20 DA03 EB07 4G066 AC22C AE01B AE02B AE14B CA07 CA08 CA20 DA07 DA11 EA02 4H045 AA20 CA42 GA26 4J031 AA03 AA13 AA15 AA16 AA20 AA22 AA53 AF08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 4D017 AA03 BA07 CA20 DA03 EB07                 4G066 AC22C AE01B AE02B AE14B                       CA07 CA08 CA20 DA07 DA11                       EA02                 4H045 AA20 CA42 GA26                 4J031 AA03 AA13 AA15 AA16 AA20                       AA22 AA53 AF08

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 刺激応答性高分子および標的物質に対する親和力を有する親和性
物質(リガンド)が独立して支持体に結合、好ましくは共有結合、している親和
力制御型材料。
1. An affinity control type material in which a stimuli-responsive polymer and an affinity substance (ligand) having an affinity for a target substance are independently bound to a support, preferably covalently bound.
【請求項2】 溶液中における親和力制御型材料および親和性物質の混合物に物
理的刺激を受けさせることにより前記高分子によって与えられた親和性物質の周
囲の化学的あるいは物理的な環境を変化することにより、親和性物質および標的
物質の間の親和力を変化させることが可能である請求項1記載の親和力制御型材
料。
2. The chemical or physical environment around the affinity substance provided by the polymer is changed by subjecting the mixture of the affinity control type material and the affinity substance in the solution to physical stimulation. The affinity control material according to claim 1, which can change the affinity between the affinity substance and the target substance.
【請求項3】 温度以外の条件のうち少なくとも1つの条件を一定にしたまま標
的物質の親和性物質における親和力を物理的刺激で可逆的に変化させる請求項1
または2記載の親和力制御型材料。
3. The affinity of the target substance for the affinity substance is reversibly changed by physical stimulation while keeping at least one of the conditions other than temperature constant.
Alternatively, the affinity control type material according to item 2.
【請求項4】 物理的刺激が温度変化であることを特徴とする請求項1、2また
は3記載の親和力制御型材料。
4. The affinity control type material according to claim 1, 2 or 3, wherein the physical stimulus is a temperature change.
【請求項5】 標的物質の親和性物質が刺激応答性高分子と相互に作用しない請
求項1、2、3または4のいずれか1項記載の親和力制御型材料。
5. The affinity control type material according to claim 1, wherein the affinity substance of the target substance does not interact with the stimuli-responsive polymer.
【請求項6】 標的物質の親和性物質を支持体と結合するスペーサーの長さある
いは刺激応答性高分子の大きさにより標的物質の結合能力を制御することを特徴
とする請求項1〜5のいずれか1項記載の親和力制御型材料。
6. The binding ability of a target substance is controlled by the length of a spacer for binding an affinity substance of the target substance to a support or the size of a stimuli-responsive polymer. The affinity control type material according to any one of items.
【請求項7】 支持体が、側鎖にエポキシ基を有するモノマーを原料として膜乳
化法と酸性物質あるいは塩基性物質で化学処理する方法で製造した粒子径均一親
水性多孔質ポリマー粒子を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記
載の親和力制御型材料。
7. The support contains hydrophilic porous polymer particles having a uniform particle size, which are produced by a film emulsification method using a monomer having an epoxy group in a side chain as a raw material and a chemical treatment with an acidic substance or a basic substance. 7. The affinity control type material according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 クロマトグラフィー用充填剤として利用することを特徴とする請
求項1〜7のいずれか1項記載の親和力制御型材料。
8. The affinity control type material according to any one of claims 1 to 7, which is used as a packing material for chromatography.
【請求項9】 請求項1〜7のいずれか1項に記載された親和力制御型材料を使
用する標的物質の分離精製法。
9. A method for separating and purifying a target substance using the affinity control type material according to claim 1.
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