JP2009244067A - クロマトグラフィーカラム用多孔質粒子およびその製造方法、ならびにプロテインa結合粒子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クロマトグラフィーカラム用多孔質粒子の製造方法は、水系媒体中、多孔化剤の存在下でエチレン性不飽和基含有モノマーを重合して多孔質粒子を得る工程と、前記多孔質粒子に対して超音波処理を行って、該粒子の表面に存在する皮膜を除去する工程と、を含む。
【選択図】なし
Description
水系媒体中、多孔化剤の存在下でエチレン性不飽和基含有モノマーを重合して多孔質粒子を得る工程と、
前記多孔質粒子に対して超音波処理を行って、該粒子の表面に存在する皮膜を除去する工程と、
を含む。
上記多孔質粒子の製造方法によって得られ、プロテインAを結合させるために用いられる。
本発明の一実施形態にかかるクロマトグラフィーカラム用多孔質粒子およびその製造方法は、水系媒体中、多孔化剤の存在下でエチレン性不飽和基含有モノマーを重合して多孔質粒子を得る工程と、多孔質粒子に対して超音波処理を行って、該粒子の表面に存在する皮膜を除去する工程と、を含む。
懸濁重合または乳化重合など、水溶液中に油溶性の液滴を分散させた状態でエチレン性不飽和基含有モノマーを重合することによって、有機ポリマーからなる多孔質粒子を形成することが好ましい。
非架橋性ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレンなどの芳香族ビニル単量体;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などのカルボキシル基を有するモノマー、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、メトキシエチルアクリレート、メトキシエチルメタクリレートなどの親水性官能基を有する(メタ)アクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミドなどの親水性モノマー、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボニルアクリレート、イソボニルメタクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステルが挙げられる。
架橋性モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、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、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートなどの多官能性(メタ)アクリレート、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジオレフィン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレートなどが挙げられる。さらに、架橋性モノマーとして、例えば、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリビニルアルコールのポリ(メタ)アクリルエステルなどの親水性のモノマーが挙げられる。このうち、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼンなどが好ましい。
本実施形態にかかるクロマトグラフィーカラム用多孔質粒子の製造方法においては、多孔化剤を用いて重合を油滴中で行うことにより、有機ポリマーからなる多孔質を形成することができる。多孔化剤は、油滴内の重合において、モノマーと共に存在し、非重合成分として孔を形成する役割を有する。
本実施形態にかかるクロマトグラフィーカラム用多孔質粒子の製造方法では、モノマーの重合に重合開始剤を使用することができる。重合開始剤は一般的な重合に用いられるものであれば特に限定されない。
本実施形態にかかるクロマトグラフィーカラム用多孔質粒子の製造方法においては、上記重合により得られた多孔質粒子に対して超音波処理を行って、該粒子の表面に存在する皮膜を除去する工程を含む。ここで、超音波処理は、反応液内に含まれる多孔化剤(および必要に応じて未反応モノマー)の除去の前後のどちらでもよい。
本発明の一実施形態に係る多孔質粒子は、上記多孔質粒子の製造方法によって得られ、プロテインAを結合させるために用いられる。
以下、本実施形態にかかるクロマトグラフィーカラム用多孔質粒子およびその製造方法、ならびにプロテインA結合粒子を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。なお、実施例および比較例中の部および%は、特記しない限りそれぞれ重量部および重量%であることを示す。また、以下の記載は本発明の態様を概括的に示すものであり、特に理由なく、かかる記載により本発明は限定されるものではない。
3.1.1.ヒトIgG結合量
プロテインA結合粒子1mgのPBS100μl分散液に、1mg/mlのヒトIgG(シグマ(Sigma)社製)PBS溶液を200ul添加し、室温で振とう撹拌を行った。次に、この混合液をミリポア(Millipore)社製フィルター付きチューブに移し替え、遠心分離により、余分なタンパク質を除去した。次いで、PBSを100μl添加し、振とう撹拌したのち、遠心分離を2回繰り返した。続いて、粒子入りフィルターをエッベンチューブに移し、0.1Mグリシン塩酸(pH3)を200μlフィルター上に添加して、2分間振とう撹拌したのち、遠心分離により、ヒトIgG(hIgG)の回収を行った。この溶液中のhIgG量(ヒトIgG結合量)をBCAアッセイ法により測定した。
水銀ポロシメーター(島津製作所社製 オートポアIV9520)にて多孔質粒子の平均ポア分布および表面積を求めた。測定範囲は10nm−5000nmであった。
日立製走査型電子顕微鏡(型番S−4300)(10,000倍)により、多孔質粒子の表面を観察した。なお、後述する合成例1および2で得られた粒子はいずれも多孔質の表面を有することがSEMにより確認された。表1において、表面に皮膜が全く観察されなかったものを「A」、皮膜が観察されたものを「B」とした。
3.2.1.合成例1(多孔質粒子の合成)
グリシジルメタクリレート(アルドリッチ社製)7.76gおよび2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールトリメタクリレート(和光純薬製)5.173gを4−メチル−2−ペンタノン(和光純薬製)4.8gおよび2,6−ジメチル−4−ヘプタノン(和光純薬製)14.6gに溶解させ、2、2’−アゾイソブチロニトリル(和光純薬製)0.13gを添加し、有機モノマー溶液を調製した。
グリシジルメタクリレート(アルドリッチ社製)5.82gおよび2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールトリメタクリレート(和光純薬製)3.88gを2−ヘプタノン(和光純薬製)6.5gおよび2,6−ジメチル−4−ヘプタノン(和光純薬製)16.8gに溶解させ、2、2’−アゾイソブチロニトリル(和光純薬製)0.069gを添加し、有機モノマー溶液を調製したほかは、合成例1と同様な操作を行うことにより、皮膜を有する多孔質粒子2(4.0g)を得た。
グリシジルメタクリレート(アルドリッチ社製)5.82gおよび2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールトリメタクリレート(和光純薬製)3.88gを2−ヘプタノン(和光純薬製)20.0gに溶解させ、2、2’−アゾイソブチロニトリル(和光純薬製)0.069gを添加し、有機モノマー溶液を調製したほかは、合成例1と同様な操作を行うことにより、皮膜が形成されていない多孔質粒子3(3.8g)を得た。
1gの多孔質粒子1を250mlポリ瓶にいれて、純水100gに分散させ、間接超音波(AZ one社製US−1R 55w 40KHz)を15分間照射した。この液を1分間静置したのち、浮遊物とともに水をデカンテーションした。この操作を4回繰り返したのち、アセトン100gを添加して軽く振とうし、1分間静置したのち、アセトンを除去した。次に、純水を100g添加してデカンテーションする操作を3回繰り返したのち、粒子に0.1M硫酸を100cc添加することにより、グリシジル基を加水分解して2,3−ジヒドロキシプロピル基を生成させた。この液を60℃で5時間転倒混和した。次いで、5cの桐山濾紙で濾過した後、純水100mlに展開して再度濾過した。5mlのアセトンに添加し濾過した。これを繰り返した後、5mlの1,3−ジオキソランに添加し濾過した。この操作を繰り返し、1,3−ジオキソラン溶液と粒子との合計が6.35gになるようにスクリュー管の中で調整し、間接超音波(AZ one社製US−1R 55w 40kHz)を5分間照射した。ここに無水コハク酸(和光純薬製)0.16g、1,3−ジオキソラン4.9ml、およびトリエチルアミン(和光純薬製)0.4mlを加え、インキュベーター(Az One社製SI−300)130rpm 23℃で4時間振とうした。6mlの1,3−ジオキソラン、6mlのアセトン、および6mlの蒸留水で洗浄した後、乾燥させて、2,3−ジヒドロキシプロピル基と無水コハク酸との反応によって生じた、カルボキシル基を有する官能基付き粒子1を0.8g(収率80%)得た。この官能基付き粒子1の表面荷電量を測定したところ、435μmol/gであった。
多孔質粒子1の代わりに多孔質粒子2を用いた他は合成例4と同様に実験を行い、官能基付き粒子2を0.7g得た。収率は70%であった。この粒子の表面荷電量を測定したところ、380μmol/gであった。
超音波処理を行わなかった他は合成例5と同様に実験を行い、官能基付き粒子3を0.9g得た。収率は90%であった。この粒子の表面荷電量を測定したところ、160μmol/gであった。
多孔質粒子2の代わりに多孔質粒子3を用いた他は、合成例6と同様に実験を行い、官能基付き粒子4を0.9g得た。収率は90%であった。この粒子の表面荷電量を測定したところ、250μmol/gであった。
官能基付き粒子1を500mg秤量し、100mM MES(pH5)(和光純薬製)を23.6g添加した。ここに10mg/mlのNHS(和光純薬製)水溶液を500μl添加して、つづいて、10mg/mlのWSC(同仁化学製)900μlを添加した。4℃にて転倒混和を3時間行った。遠心分離(ミリポア社製チビタン)により10秒間行い、溶液除去したのち、100mM MES(pH5)を25ml添加した。ここにプロテインA(Repligen社 rPA)を15mg添加し4℃で30分転倒混和した。反応終了後、50ccの0.5Mモノエタノールアミンおよび0.5M塩化ナトリウム水溶液で2回洗浄したのち、50ccの0.5Mモノエタノールアミンおよび0.5M塩化ナトリウム水溶液中で室温にて転倒混和した。さらに、0.5Mモノエタノールアミンおよび0.5M塩化ナトリウム水溶液で2回洗浄したのち、50ccのTween20(アルドリッチ社製)0.05%のPBS(PIERCE社製)溶液で2回洗浄した後、50ccのTween20(アルドリッチ社製)0.05%のPBS(PIERCE社製)溶液を添加し20分転倒混和した。Tween20(アルドリッチ社製)0.05%のPBS(PIERCE社製)溶液で再度洗浄したのち、溶媒をPBS(PIERCE社製)に置換して、プロテインA結合粒子1を得た。BCAアッセイ法により、プロテインAの結合量を求めたところ、(27.8μg/g)であった。
官能基付き粒子1の代わりに官能基付き粒子2を用いた他は、合成例8と同様に実験を行い、プロテインA結合粒子2を得た。ブラッドフォード法により、プロテインA結合粒子2におけるプロテインAの結合量を求めたところ、(20.6μg/g)であった。
官能基付き粒子1の代わりに官能基付き粒子3を用いた他は、合成例8と同様に実験を行い、プロテインA結合粒子3を得た。ブラッドフォード法により、プロテインA結合粒子3におけるプロテインAの結合量を求めたところ、(11.8μg/g)であった。
官能基付き粒子1の代わりに官能基付き粒子4を用いた他は、合成例8と同様に実験を行い、プロテインA結合粒子4を得た。ブラッドフォード法により、プロテインA結合粒子3におけるプロテインAの結合量を求めたところ、(10.6μg/g)であった。
Claims (3)
- 水系媒体中、多孔化剤の存在下でエチレン性不飽和基含有モノマーを重合して多孔質粒子を得る工程と、
前記多孔質粒子に対して超音波処理を行って、該粒子の表面に存在する皮膜を除去する工程と、を含む、クロマトグラフィーカラム用多孔質粒子の製造方法。 - 請求項1に記載の多孔質粒子の製造方法によって得られ、プロテインAを結合させるために用いられる、クロマトグラフィーカラム用多孔質粒子。
- 請求項2に記載の多孔質粒子にプロテインAを結合させた、プロテインA結合粒子。
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