JP2009521553A - マクロ孔質アニオン交換樹脂を作製する方法 - Google Patents

Abstract

マクロ孔質アニオン交換樹脂を作製する方法を記載する。マクロ孔質アニオン交換樹脂は、親水性架橋（メタ）アクリル型高分子物質を含有するビーズなどの粒子の形態である。更に、マクロ孔質アニオン交換樹脂を使用して負に帯電した物質を精製する方法、マクロ孔質アニオン交換樹脂を含有するクロマトグラフカラムを作製する方法、マクロ孔質アニオン交換樹脂を含有する濾過エレメントを作製する方法及びマクロ孔質アニオン交換樹脂を含有する多孔質複合材料を作製する方法を記載する。

Description

マクロ孔質アニオン交換樹脂を作製及び使用する方法を記載する。

イオン交換樹脂は、バイオテクノロジー産業内でタンパク質、酵素、ワクチン、ＤＮＡ、ＲＮＡ及びその類などの各種生物分子の大規模な分離及び／又は精製向けに広く使用されている。大多数のアニオン交換樹脂は、スチレン／ジビニルベンゼンコポリマー類又は架橋アガロースのいずれかに基づいている。スチレン／ジビニルベンゼンコポリマー類の疎水性主鎖は、純粋でない製品の要因となる多くの物質との非特異的相互作用を被りやすい場合がある。架橋アガロース樹脂は、一般に非特異的相互作用に影響されにくいが、これらの材料は、かなり柔軟なゲルである傾向があり、通常、高流速を使用するクロマトグラフカラム内で行われる精製には適していない。

いくつかの既知のアニオン交換樹脂は、（メタ）アクリル型高分子物質に基づいている。しかし、これらのアニオン交換樹脂の多くは、ゲルであり、又は比較的低容量若しくは低多孔性を有する。

マクロ孔質アニオン交換樹脂を作製する方法、マクロ孔質アニオン交換樹脂を使用する負に帯電した物質を精製する方法、マクロ孔質アニオン交換樹脂を含有するクロマトグラフカラムを作製する方法、マクロ孔質アニオン交換樹脂を含有する濾過エレメントを作製する方法及びマクロ孔質アニオン交換樹脂を含有する多孔質複合材料を作製する方法を記載する。

１つの態様では、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する方法を記載する。方法は、（ａ）モノマー混合物、（ｂ）式Ｉ
Ｒ¹−（Ｒ²−Ｏ）_n−Ｒ³ （Ｉ）
（式中、Ｒ¹は、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、アシルオキシ又はハロであり、各Ｒ²は、独立して炭素数１〜４のアルキレンであり、Ｒ³は、水素、アルキル、カルボキシアルキル、アシル又はハロアルキルであり、ｎは、１〜１，０００の整数である）の水溶性ポロゲン並びに（ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物を含有する水相組成物を調製する工程を含む。モノアルコールは、水相溶媒混合物の全重量を基準として少なくとも２０重量％の量で存在する。モノマー混合物は、（１）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー及び（２）正に帯電したイオン性モノマーを含む。モノマー混合物中のモノマーの全てが、２０以下である親油性指数を有する。マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する方法は、更に水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程と、モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程と、粒子からポロゲンを除去する工程とを含む。

第二の態様では、負に帯電した物質を分離又は精製する方法を記載する。方法は、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂と負に帯電した物質とを接触させる工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂上に負に帯電した物質の少なくとも一部を吸着する工程とを含む。

第三の態様では、クロマトグラフカラムを調製する方法を記載する。方法は、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂をカラム内に定置する工程とを含む。

第四の態様では、濾過エレメントを調製する方法を記載する。方法は、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂を濾過材の表面に配置する工程とを含む。

第五の態様では、多孔質複合材料を作製する方法を記載する。方法は、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂を連続多孔質マトリックスに組込む工程とを含む。

本発明の上述の発明の開示は、本発明の開示された各実施形態もあらゆる実施も記載しようと意図していない。図面、「発明を実施するための最良の形態」と実施例により、これらの具体例をより具体的に例示する。

マクロ孔質アニオン交換樹脂を作製する方法を説明する。マクロ孔質アニオン交換樹脂は、親水性で架橋された（メタ）アクリル型高分子物質を含有するビーズなどの粒子の形態である。更に、マクロ孔質アニオン交換樹脂を使用した負に帯電する物質を精製する方法、マクロ孔質アニオン交換樹脂を含有するクロマトグラフカラムを作製する方法、マクロ孔質アニオン交換樹脂を含有する濾過エレメントを作製する方法及びマクロ孔質アニオン交換樹脂を含有する多孔質複合材料を作製する方法を説明する。

用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、「少なくとも１つの」と同じ意味で用いられ、記載された要素の１以上を意味する。

用語「アルキル」は、アルカンのラジカルである一価の基を意味し、そしてそれは、飽和炭化水素である。アルキルは、直鎖状、分枝状、環状又はその組合せであることが可能で、典型的に炭素数１〜２０である。いくつかの実施形態では、アルキル基は、炭素数１〜１０、炭素数１〜８、炭素数１〜６又は炭素数１〜４である。アルキル基の例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第３ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、シクロヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、及びエチルヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。

用語「アルキレン」とは、アルカンのラジカルである二価の基を意味する。アルキレンは、直鎖状、分枝状、環状、又はそれらの組み合わせであることができる。アルキレンは、典型的に炭素数１〜２０である。いくつかの実施形態では、アルキレンは、炭素数１〜１０、炭素数１〜８、炭素数１〜６又は炭素数１〜４である。アルキレンのラジカル中心は、同一炭素原子上に（即ち、アルキリデン）又は異なる炭素原子上にあることができる。

用語「アシルオキシ」は、式−Ｏ−（ＣＯ）−Ｒ（式中、Ｒは、アルキルであり及び（ＣＯ）は、炭素が二重結合で酸素に結合することを示す）の一価の基を意味する。代表的なアシルオキシ基は、Ｒがメチルであるアセトキシである。

用語「アシル」は、式−（ＣＯ）−Ｒ（式中、Ｒは、アルキルであり及び（ＣＯ）は、炭素が二重結合で酸素に結合することを示す）の一価の基を意味する。代表的なアシル基は、Ｒがメチルであるアセチルである。

用語「カルボキシ」は、式−（ＣＯ）ＯＨ（式中、（ＣＯ）は、炭素が二重結合で酸素に結合することを示す）の一価の基を意味する。

用語「カルボキシアルキル」は、カルボキシ基で置換されたアルキルを意味する。

用語「ハロ」とは、フルオロ、クロロ、ブロモ、又はヨードを意味する。

用語「ハロアルキル」は、ハロ基で置換されたアルキルを意味する。

用語「（メタ）アクリル」は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸若しくはメタクリル酸の誘導体又はその組合せを含むモノマー組成物の反応生成物である高分子物質を意味する。本明細書で使用する時、用語「（メタ）アクリレート」は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸若しくはメタクリル酸の誘導体又はその組合せであるモノマー類を意味する。適する誘導体には、置換されていないか、又は置換されていることが可能であるエステル類、塩類、アミド類及びニトリル類などが挙げられる。これらの誘導体の幾つかはイオン基を含むことが可能である。

用語「（メタ）アクリロイル」は、式Ｈ₂Ｃ＝ＣＲ^b−（ＣＯ）−（式中、Ｒ^bは、水素又はメチルであり及び（ＣＯ）は、炭素が二重結合で酸素に結合することを示す）の一価の基を意味する。

用語「モノアルコール」は、１個のヒドロキシ基を有するアルコールを意味する。アルコールは、多くの場合、Ｒがアルキルである式Ｒ−ＯＨである。

用語「ポリマー」又は「ポリマーの」は、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー等である物質を意味する。同様に、用語「重合する」又は「重合」は、ホモポリマー又はコポリマー等を作製する方法を意味する。

用語「帯電した」は、その化学構造の一部としてイオン基を有する物質を意味する。負に帯電した物質はアニオンであり、正に帯電した物質はカチオンである。反対に帯電した対イオンは、典型的にイオン基を伴う。ｐＨを調節することでいくつかのイオン基の電荷を変更することができる。

成語「の範囲内に」は、終端点及び終端点間の全ての数を含む。例えば、１〜１０の範囲内の成語は、１、１０及び１と１０の間の全ての数を含む。

ポロゲンに関して使用される用語「水溶性」は、ポロゲンが水相組成物と混和でき、水溶液を非極性有機溶媒にいかなる感知される程度にも分割しないことを表わす。例えば、５重量％未満、４重量％未満、３重量％未満、２重量％未満又は１重量％未満のポロゲンが、水溶液から、例えばトルエン及びヘプタンなどの非極性有機溶媒に抽出されてもよい。

本明細書で使用する時、用語「室温」は、２０℃〜２５℃の範囲内の温度を意味する。

指示がない限り、明細書及び請求項に使用される外観の寸法、量、物理的特性を表す全ての数字は、用語「約」によって全ての事例において修飾されると理解されたい。従って、指示がない限り、本明細書の数字は、本明細書で開示される教示を使用する所望の特性によって変化し得る近似値である。

アニオン交換樹脂は、マクロ孔質粒子の形態である。本明細書で用いられる時、「マクロ孔質」という用語は、乾燥状態においてさえ永続的な多孔質構造を有する粒子を意味する。溶媒に接触した時に樹脂は膨潤することが可能であるけれども、多孔質構造を通して粒子の内部に接近することを可能にするために膨潤は必要とされない。それに反して、ゲル型樹脂は乾燥状態において永続的な多孔質構造をもたないが、粒子の内部に接近することを可能にするために適する溶媒によって膨潤されなければならない。マクロ孔質粒子が、更にシェリントン（Sherrington）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．、２２７５〜２２８６頁（１９９８年）及びマシンタイヤ（Macintyre）ら、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、３７巻７６２８〜７６３６頁（２００４年）に記載されている。

マクロ孔質アニオン交換樹脂を作製する方法は、ポロゲンの使用を包含し、平均孔径、表面積、アニオン交換容量又はそれらの組み合わせを変更又は制御する。平均孔径、表面積及びアニオン交換容量は、目的分子を分離及び／又は精製するためアニオン交換樹脂の効率を変更することが可能な変数である。平均孔直径で記述される平均孔径及び表面積の両方が、極低温条件下窒素の吸着により測定される。アニオン交換容量は、アニオン交換樹脂に吸着することができる負に帯電した物質（例えば、目的分子）の量を意味する。代表的な目的分子としては、タンパク質類、酵素類、核酸及びその類などの生物分子が挙げられるが、これらに限定されない。アニオン交換容量は、例えば溶媒中で膨潤した樹脂の単位容積又は乾燥樹脂の単位重量につき吸着することができるタンパク質（例えば、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ））などの生体分子の量に換算して与えられてもよい。

アニオン交換容量は、孔が関心分子（すなわち、目的分子）を収容するのに十分大きい場合増加する傾向がある。生物分子の最も大きいアニオン交換容量は、多くの場合、アニオン交換樹脂の全表面積の大部分を拡散により目的分子の接近を可能にするのに十分な大きさである孔の形態にすることにより達成することができる。

多くの生物目的分子の分離に関しては、最も大きいアニオン交換容量は、典型的にアニオン交換樹脂が孔径分布を有する場合に達成することができる。孔の直径は、典型的に約５ナノメートル〜約５００ナノメートルの範囲内である。多くの生物目的分子の分離及び／又は精製に関しては、多くの場合、アニオン交換樹脂の孔の少なくとも一部が、２００ナノメートル以下の直径を有することが望ましい。本明細書に記載したマクロ孔質アニオン交換樹脂を調製する方法は、孔の少なくとも一部が、２００ナノメートル以下（例えば、２〜２００ナノメートルの範囲内）、１５０ナノメートル以下（例えば、２〜１５０ナノメートルの範囲内）又は１００ナノメートル以下（例えば、２〜１００ナノメートルの範囲内）の直径を有する粒子を提供する。

マクロ孔質アニオン交換樹脂を調製する方法は、（ａ）架橋性モノマー及び正に帯電したイオン性モノマーを含有するモノマー混合物、（ｂ）水溶性ポロゲン並びに（ｃ）水及びモノアルコールを含む水相溶媒混合物を含有する水相組成物を形成する工程を含む。マクロ孔質アニオン交換樹脂を調製する方法は、更に水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程、モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程及びアニオン交換樹脂からポロゲンを除去する工程を含む。

アニオン交換樹脂は、架橋性モノマー及び正に帯電したイオン性モノマーを含有するモノマー混合物の反応生成物である。架橋性モノマーは、Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含む。正に帯電したモノマーは、フリーラジカル重合反応を受けることが可能なエチレン性不飽和基並びに負に帯電した物質と交互作用が可能な正に帯電した基を有する。

モノマー混合物中のモノマーの全て又は実質的に全てが、２０以下の親油性指数を有する。本明細書で用いられる「親油性指数」又は「ＬＩ」という用語は、モノマーの疎水性又は親水性の特性を特徴付けるための指数を意味する。親油性指数は、モノマーを同じ容積（１：１）の非極性溶媒（例えば、ヘキサン）と極性溶媒（例えば、７５：２５のアセトニトリル水溶液）に分割することにより測定される。親油性指数は、分割後に非極性相に残るモノマーの重量％に等しい。より疎水性であるモノマーは、より高い親油性指数を有する傾向があり、同様に、より親水性のモノマーは、より低い親油性指数を有する傾向がある。親油性指数の測定が、更にドーティナ（Drtina）ら、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、２９巻４４８６〜４４８９頁（１９９６年）に記載されている。

２０以下であるモノマー混合物の親油性指数について本明細書で使用する時、用語「実質的に全て」は、２０を超える親油性指数を有して存在する任意のモノマーが不純物として存在することを表す。２０を超える親油性指数を有する任意の不純物は、モノマー混合物中のモノマー全重量を基準として２重量％未満、１重量％未満、０．５重量％未満、０．２重量％未満又は０．１重量％未満の量で存在する。いくつかのアニオン交換樹脂では、モノマー混合物中の全て又は実質的に全てのモノマーが、１５以下、１０以下、５以下、３以下又は１以下の親油性指数を有する。

好適な架橋性モノマーとしては、Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせが挙げられる。これらの架橋性モノマーは、一方のポリマー鎖と他方のポリマー鎖とを架橋するよう反応させることができ、又はポリマー鎖の一方の部分と同じポリマー鎖の他方の部分を架橋するよう反応させることができる少なくとも２個の（メタ）アクリロイル基を有する。架橋性モノマーは、水相組成物に可溶性であり、２０以下の親油性指数を有する。

好適なＮ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド架橋性モノマーとしては、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−プロピレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−プロピレンビスメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスアクリルアミド及びＮ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスメタクリルアミドなどの炭素数１〜１０、炭素数１〜８、炭素数１〜６又は炭素数１〜４炭素原子を含有するアルキレン基を有するものが挙げられるがこれらに限定されない。好適なＮ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド架橋性モノマーとしては、Ｎ，Ｎ’−シスタミンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ピペラジンビスアクリルアミド及びＮ，Ｎ’−ピペラジンビスメタクリルアミドが挙げられるがこれらに限定されない。これらの架橋性モノマーは、シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich）（ウィスコンシン州ミルウォーキー（Milwaukee））及びポリサイエンシズ社（Polysciences, Inc.）（ペンシルベニア州ワリントン（Warrington））などの種々の供給元から市販されている。或いは、これらの架橋性モノマーは、例えば、ラスムセン（Rasmussen）ら、反応性ポリマー（Reactive Polymers）、１６巻、１９９〜２１２頁（１９９１／１９９２年）などの当該技術分野において記載される手順により合成することができる。

モノマー混合物は、モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準として１０重量％を超える架橋性モノマーを含む。より少ない量の架橋性モノマーが使用される場合、アニオン交換樹脂は、マクロ孔質粒子の形態よりはむしろゲルの形態になる傾向がある。物質が耐えることができる差圧により測定される剛性又は機械的強度は、モノマー混合物中に含まれる架橋性モノマーの量と共に増加する傾向がある。いくつかのモノマー混合物は、１０重量％を超え、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％又は少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。

モノマー混合物は、多くの場合、全モノマー重量を基準として９５重量％までの架橋性モノマーを含有する。架橋性モノマーの量が９５重量％を超える場合、アニオン交換樹脂は、しばしば減少したアニオン交換容量を有する、というのは、モノマー混合物中に存在する正に帯電したイオン性モノマー量が同じように減少するからである。いくつかのモノマー混合物は、９０重量％まで、８５重量％まで、８０重量％まで、７０重量％まで、６５重量％まで、６０重量％まで、５５重量％まで、５０重量％まで、４５重量％まで又は４０重量％までの架橋性モノマーを含有する。

いくつかのモノマー混合物は、全モノマー重量を基準として１０〜９５重量％、１０〜９０重量％、２０〜９０重量％、２０〜８０重量％、２５〜８０重量％、２５〜７５重量％、２５〜７０重量％、２５〜６０重量％又は２５〜５０重量％の架橋性モノマーを含有する。

モノマー混合物は、正に帯電したイオン性モノマーも含む。正に帯電したイオン性モノマーは、フリーラジカル重合を受けることが可能な少なくとも１つのエチレン性不飽和基を有する。いくつかの実施形態において、エチレン性不飽和基は、（メタ）アクリロイル基又はビニル基である。正に帯電したイオン性モノマーは、弱塩基、強塩基、弱塩基の塩、強塩基の塩又はそれらの組合せであることができる。すなわち、正に帯電したイオン性モノマーは、中性の状態であってもよいが、ｐＨを調節すると帯電され得る。ｐＨを好適に調節すると、生成したアニオン交換樹脂は、負に帯電した物質（すなわち、アニオン類）と相互作用が可能な正に帯電した基を有する。アニオン交換樹脂を調製するために使用されるイオン性モノマーが弱塩基の塩又は強塩基の塩を含む場合、これらの塩の対イオンは、ハロゲン化物（例えば、塩化物）、カルボン酸塩（例えば、酢酸塩又はギ酸塩）、硝酸塩、リン酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、メチルサルフェート又は水酸化物であってもよいが、これらに限定されない。

いくつかの代表的なイオン性モノマーは、アミノ（メタ）アクリレート類、式ＩＩのアミノ（メタ）アクリルアミド類、又はその第四級アンモニウム塩類である。

式ＩＩにおいて、Ｒ⁴は、水素又はメチルであり、Ｌは、オキシ又は−ＮＨ−であり及びＹは、アルキレンである（例えば、炭素数１〜１０、炭素数１〜６又は炭素数１〜４のアルキレン）。各Ｒ⁵は、独立して水素、アルキル、ヒドロキシアルキル（すなわち、ヒドロキシで置換されたアルキル）又はアミノアルキル（すなわち、アミノで置換されたアルキル）である。或いは、２個のＲ⁵基は、それらが結合される窒素原子と共に部分的に不飽和（すなわち、不飽和であるが芳香族でない）若しくは飽和の芳香族である複素環式基を形成することができる、ここで、複素環式基は、所望により部分的に不飽和（例えば、シクロヘキセン）若しくは飽和（例えば、シクロヘキサン）の芳香族（例えば、ベンゼン）である第二環に結合されてもよい。第四級アンモニウム塩の対イオンは、多くの場合、ハロゲン化物類、硫酸塩類、リン酸塩類及び硝酸塩等である。

式ＩＩのいくつかの実施形態において、Ｒ⁵基は、両方とも水素である。他の実施形態において、一方のＲ⁵基は、水素であり、他方は、炭素数１〜１０、炭素数１〜６又は炭素数１〜４のアルキルである。更に他の実施形態において、Ｒ⁵基の少なくとも一方は、ヒドロキシ又はアミノ基がアルキル基の炭素原子のいずれかに位置する状態で炭素数１〜１０、炭素数１〜６又は炭素数１〜４のヒドロキシアルキル又はアミノアルキルである。更に他の実施形態において、Ｒ⁵基は、それらが結合される窒素原子と結合し複素環式基を形成する。複素環式基は、少なくとも１つの窒素原子を含み、酸素又は硫黄などの他のへテロ原子を含有することができる。代表的な複素環式基としては、イミダゾリルが挙げられるがこれに限定されない。複素環式基は、ベンゼン、シクロヘキセン又はシクロヘキサンなどの追加の環に結合されてもよい。追加の環に結合される代表的な複素環式基としては、ベンゾイミダゾリルが挙げられるがこれに限定されない。

代表的なアミノ（メタ）アクリレート類（すなわち、式ＩＩのＬがオキシ）としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレート、Ｎ−ｔ−ブチルアミノプロピルメタクリレート、Ｎ−ｔ−ブチルアミノプロピルアクリレート及びその類などのＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート類が挙げられる。

代表的なアミノ（メタ）アクリルアミド類（すなわち、式ＩＩのＬが−ＮＨ−）としては、例えば、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド、Ｎ−（３−イミダゾリルプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−イミダゾリルプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（２−イミダゾリルエチル）メタクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−イミダゾリルプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−イミダゾリルプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（３−ベンゾイミダゾリルプロピル）アクリルアミド及びＮ−（３−ベンゾイミダゾリルプロピル）メタクリルアミドが挙げられる。

式ＩＩのイオン性モノマーの代表的な四級塩類としては、（メタ）アクリルアミドアルキルトリメチルアンモニウム塩類（例えば、３−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド及び３−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）及び（メタ）アクリルオキシアルキルトリメチルアンモニウム塩類（例えば、２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、２−メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、３−アクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド及び２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムメチルサルフェート）が挙げられるがこれらに限定されない。

イオン交換樹脂に正に帯電した基を付与することができる他のモノマー類としては、アルケニルアズラクトン類のジアルキルアミノアルキルアミン付加物類（例えば、２−（ジエチルアミノ）エチルアミン、（２−アミノエチル）トリメチルアンモニウムクロライド及びビニルジメチルアズラクトンの３−（ジメチルアミノ）プロピルアミン付加物類）並びにジアリルアミンモノマー類（例えば、ジアリルアンモニウムクロライド及びジアリルジメチルアンモニウムクロライド）が挙げられる。

モノマー混合物は、モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準として少なくとも５重量％の正に帯電したモノマーを含む。より低いレベルの正に帯電したモノマーが使用される場合、アニオン交換樹脂は、多くの場合減少したアニオン交換容量を有する。いくつかのモノマー混合物は、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％又は少なくとも３５重量％の正に帯電したモノマーを含有する。

モノマー混合物は、多くの場合、モノマーの全重量を基準として９０重量％未満の正に帯電したイオン性モノマーを含有する。より高いレベルの正に帯電したイオン性モノマーが使用される場合、アニオン交換樹脂は、マクロ孔質粒子よりはむしろゲルとなる傾向にある。すなわち、より高いレベルの正に帯電したイオン性モノマーは、しばしば架橋性モノマー量の同じような減少を伴う。アニオン交換樹脂の剛性及び機械的強度は、架橋性モノマーの量と相関する傾向がある。いくつかのモノマー混合物は、９０重量％未満、８５重量％以下、８０重量％以下、７５重量％以下、７０重量％以下、６５重量％以下、６０重量％以下、５５重量％以下、５０重量％以下、４５重量％以下又は４０重量％以下の正に帯電したモノマーを含有する。

いくつかのモノマー混合物は、全モノマー重量を基準として５〜９０重量％未満、１０〜９０重量％未満、２０〜９０重量％未満、３０〜９０重量％未満、３０〜８０重量％、４０〜９０重量％未満、４０〜８０重量％、５０〜８０重量％又は６０〜８０重量％の正に帯電したモノマーを含有する。正に帯電したモノマーと架橋性モノマーの量を均衡させ、アニオン交換樹脂にアニオン交換容量と機械的強度の所望の組合せを付与する。

マクロ孔質イオン交換樹脂のカラム内使用を含むものなどの用途に関しては、２５〜７５重量％のイオン性モノマー及び２５〜７５重量％の架橋性モノマーを含有するモノマー混合物が、多くの場合、アニオン交換容量と機械的強度の最良の均衡を提供する。いくつかの代表的なモノマー混合物は、３５〜７５重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び２５〜６５重量％の架橋性モノマー、４０〜７５重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び２５〜６０重量％の架橋性モノマー、５０〜７５重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び２５〜５０重量％の架橋性モノマー又は６０〜７０重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び３０〜４０重量％の架橋性モノマーを含む。

いくつかの具体的なモノマー混合物では、架橋性モノマーは、Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミドであり、正に帯電したイオン性モノマーは、式ＩＩのものである。モノマー混合物は、２５〜７５重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び２５〜７５重量％の架橋性モノマー、３５〜７５重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び２５〜６５重量％の架橋性モノマー、４０〜７５重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び２５〜６０重量％の架橋性モノマー、５０〜７５重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び２５〜５０重量％の架橋性モノマー又は６０〜７０重量％の正に帯電したイオン性モノマー及び３０〜４０重量％の架橋性モノマーを含む。例えば、モノマー混合物は、３５重量％の架橋性モノマーと６５重量％の正に帯電したイオン性モノマーを含有することができる。

いくつかのモノマー混合物では、架橋性モノマー及び正に帯電したイオン性モノマー以外のモノマーは存在しないが、他のモノマー混合物では、１個のエチレン性不飽和基を有する親水性であるが非イオン性モノマーを含む。例えば、アニオン交換容量を調節する目的で架橋性モノマーの量を一定に保持しながら親水性非イオン性モノマーを添加することができる。すなわち、アニオン交換容量は、アニオン交換樹脂の架橋量又は剛性を著しく変えることなく改善することが可能である。更に、アニオン交換樹脂の親水性の特徴は、これらの非イオン性モノマーの使用で改善することが可能である。

好適な親水性非イオン性モノマーは、典型的にモノマー混合物中のモノマーの全重量を基準として５０重量％以下の量で存在する。いくつかのアニオン交換樹脂では、モノマー混合物は、モノマーの全重量を基準として４０重量％以下、２０重量％以下、１０重量％以下、５重量％以下、２重量％以下又は１重量％以下の親水性非イオン性モノマーを含有する。

十分に低い親油性指数を有する非イオン性モノマー類の例としては、２−ヒドロキシエチルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（例えば、ＬＩは１）及び３−ヒドロキシプロピルメタクリレート（例えば、ＬＩは２）などのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート類；アクリルアミド（例えば、ＬＩは１未満）及びメタクリルアミド（ＬＩは１未満）；グリセロールモノメタクリレート及びグリセロールモノアクリレート；Ｎ−メチルアクリルアミド（例えば、ＬＩは１未満）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（例えば、ＬＩは１未満）、Ｎ−メチルメタクリルアミド及びＮ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミドなどのＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド類；Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド及びＮ−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニルアミド類；２−アセトキシエチルアクリレート及び２−アセトキシエチルメタクリレート（例えば、ＬＩは９）などのアセトキシアルキル（メタ）アクリレート類；グリシジルアクリレート及びグリシジルメタクリレート（例えば、ＬＩは１１）などのグリシジル（メタ）アクリレート類；並びにビニルジメチルアズラクトン（例えば、ＬＩは１５）などのビニルアルキルアズラクトン類が挙げられるがこれらに限定されない。

モノマー混合物には、一般に実質的に疎水性モノマー類は存在しない。より詳しくは、モノマー混合物には、２０より大きい親油性指数を有するモノマーが実質的に存在しない。実質的に疎水性モノマー類が存在しないアニオン交換樹脂は、非目的タンパク質類、脂質類及びその類などの非目的物質などの不純物の低非特異的吸着を有する傾向がある。一般にはモノマー混合物にはない２０より大きい親油性指数を有するモノマーには、例えば、エチレングリコールジメタクリレート（ＬＩは２５である）、フェノキシエチルメタクリレート（ＬＩは３２である）、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＬＩは３７である）、メチルメタクリレート（ＬＩは３９である）、エチルメタクリレート（ＬＩは５３である）、ブチルメタクリレート（ＬＩは７３である）、シクロヘキシルメタクリレート（ＬＩは９０である）及びラウリルメタクリレート（ＬＩは９７である）などが挙げられる。

水相組成物は、通常、水相組成物（例えばモノマー混合物、ポロゲン及び水相溶媒混合物）の全重量を基準として少なくとも４重量％のモノマー混合物を含有する。いくつかの実施形態では、水相組成物は、少なくとも１０重量％又は少なくとも１５重量％のモノマー混合物を含有することができる。水相組成物は、通常、水相組成物の全重量を基準として５０重量％までのモノマー混合物を含有する。いくつかの実施形態では、水相組成物は、４０重量％、３０重量％、２５重量％又は２０重量％までのモノマー混合物を含有することができる。例えば、水相組成物は、水相組成物の全重量を基準として５〜３０重量％、５〜２５重量％、５〜２０重量％又は１０〜２０重量％のモノマー混合物を含有することができる。

モノマー混合物に加え、水相組成物は、水溶性ポロゲンを含む。ポロゲンは、生物分子の精製及び／又は分離のために使用することができるマクロ孔質アニオン交換樹脂の形成を容易にする。ポロゲンは、モノマーではなく、架橋性モノマー又は正に帯電したイオン性モノマーのいずれかとのフリーラジカル重合反応を受けることが可能なエチレン性不飽和基などの基が存在しない。ポロゲンは、一般に高分子物質に共有結合されず、通常、重合反応が完了後除去される。しかし、重合反応時、ポロゲンは、連鎖移動反応を通してアニオン交換樹脂の高分子物質に共有結合してもよい。好ましくは、ポロゲンは、アニオン交換樹脂の高分子物質に結合されない。ポロゲンは、式Ｉ
Ｒ¹−（Ｒ²−Ｏ）_n−Ｒ³ （Ｉ）
（式中、Ｒ¹は、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、アシルオキシ又はハロであり、各Ｒ²は、独立して炭素数１〜４のアルキレンであり、Ｒ³は、水素、アルキル、カルボキシアルキル、アシル又はハロアルキルであり及びｎは、１〜１，０００の整数である）のアルキレンオキシド又はポリアルキレンオキシドである。

いくつかの代表的なポロゲン類では、両末端基（すなわち、基−Ｒ¹及び基−ＯＲ³）は、ヒドロキシ基（すなわち、Ｒ¹はヒドロキシであり、Ｒ³は水素である）である。他の代表的なポロゲン類では、Ｒ¹は、ヒドロキシであり、Ｒ³は、アルキル（例えば、炭素数１〜２０、炭素数１〜１０、炭素数１〜６又は炭素数１〜４のアルキル）、ハロアルキル（例えば、クロロメチルなどのクロロアルキル）、アシル（例えば、アセチル）又はカルボキシアルキル（例えば、カルボキシメチル）である。すなわち、一方の末端基は、ヒドロキシであり、他方の末端基は、アルコキシ、ハロアルコキシ、アシルオキシ又はカルボキシ（例えば、カルボキシアルコキシ、そしてそれは、カルボキシで置換されたアルコキシである）である。他の代表的なポロゲン類では、Ｒ¹は、アルコキシ（例えば、炭素数１〜１０、炭素数１〜６又は炭素数１〜４のアルコキシ）であり、Ｒ³は、アルキル（例えば、炭素数１〜１０、炭素数１〜６又は炭素数１〜４のアルキル）又はアシル（例えば、アセチル）である。すなわち、一方の末端基は、アルコキシであり、他方の末端基は、アルコキシ又はアシルオキシである。更に他の代表的なポロゲン類では、Ｒ¹は、カルボキシであり、Ｒ³は、カルボキシアルキル（例えば、カルボキシメチル）である。すなわち、両末端基は、カルボキシ（−ＯＲ³は、カルボキシアルコキシである）である。

式Ｉの基Ｒ²は、例えば、メチレン、エチレン又はプロピレンなどのアルキレンである。エチレンＲ²基を有する好適なポロゲン類としては、エチレングリコール及びジエチレングリコール、トリエチレングリコール及び高級同族体などのエチレングリコール系物質が挙げられる。エチレングリコールの高級同族体類は、しばしばポリエチレングリコール（すなわち、ＰＥＧ）又はポリエチレンオキシド（すなわち、ＰＥＯ）と呼ばれる。プロピレンＲ²基を有する他の好適なポロゲン類としては、プロピレングリコール及びジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール及び高級同族体類などのプロピレングリコール系物質が挙げられる。プロピレングリコールの高級同族体類は、しばしばポリプロピレングリコール（すなわち、ＰＰＧ）又はポリプロピレンオキシド（すなわち、ＰＰＯ）と呼ばれる。ポロゲンは、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドのランダム又はブロックコポリマーであってもよい。

式Ｉの下つき文字ｎは、１を超える、２を超える、５を超える、１０を超える、２０を超える、５０を超える、１００を超える、２００を超える又は５００を超える整数であることができる。例えば、ｎは、１〜１，０００の範囲内、１〜８００の範囲内、１〜６００の範囲内、１〜５００の範囲内、１〜２００の範囲内又は１〜１００の範囲内の整数であることができる。

いくつかのポロゲンは、少なくとも２００ｇ／モル、少なくとも４００ｇ／モル、少なくとも８００ｇ／モル、少なくとも１，０００ｇ／モル、少なくとも２，０００ｇ／モル、少なくとも４，０００ｇ／モル、少なくとも８，０００ｇ／モル又は少なくとも１０，０００ｇ／モルの分子量を有するポリアルキレンオキシド類である。ポリアルキレンオキシドポロゲンは、しばしば２０，０００ｇ／モルまで、１６，０００ｇ／モルまで、１２，０００ｇ／モルまで、１０，０００ｇ／モルまで、８，０００ｇ／モルまで、６，０００ｇ／モルまで、４，０００ｇ／モルまで、２，０００ｇ／モルまで又は１，０００ｇ／モルまでの平均分子量を有する。例えば、ポリアルキレンオキシドポロゲンは、典型的に２００〜２０，０００ｇ／モルの範囲内、２００〜１６，０００ｇ／モルの範囲内、２００〜８，０００ｇ／モルの範囲内、２００〜４，０００ｇ／モルの範囲内、２００〜２，０００ｇ／モルの範囲内又は２００〜１，０００ｇ／モルの範囲内の平均分子量を有する。

アニオン交換樹脂を形成するいくつかの方法では、ポロゲン類の混合物を使用することができる。例えば、ポロゲンは、アルキレングリコール（すなわち、式Ｉにおいて、ｎが１に等しい）である第一ポロゲンとポリアルキレンオキシド（すなわち、式Ｉにおいて、ｎが１より大きい）である第二ポロゲンの混合物であることができる。より具体的な例では、ポロゲンは、エチレングリコールとヒドロキシ末端基を有するポリエチレンオキシドとの混合物であることができる。

ポリアルキレンオキシド類は市販されており、ヒドロキシ、メトキシ、ヒドロキシとメトキシの組合せ、ヒドロキシとクロロの組合せ、アルコキシとアセトキシの組合せ又は少なくとも１つのカルボキシ基から選択される末端基（すなわち、基−Ｒ¹及び−ＯＲ³）を有する。かかる材料は、例えば、シグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich）（ウイスコンシン州ミルウォーキー（Milwaukee））、ネクター（Nektar）（アラバマ州フントスビル（Huntsville））及びダウケミカル（Dow Chemical）（ミシガン州ミッドランド（Midland））から入手することができる。

アニオン交換樹脂を調製する方法は、逆懸濁重合法である。（ａ）モノマー混合物、（ｂ）ポロゲン及び（ｃ）水相溶媒混合物を含む水相組成物は、典型的に水相組成物の容積を超える容積の非極性有機溶媒を有する非極性有機溶媒中に液滴として分散又は懸濁される。ポロゲンは、通常、水相組成物内でモノマー混合物の従来の溶媒として機能できる液体である。有用なポロゲン類は、一般に水相組成物と非極性有機溶媒の間をいかなる感知される程度にも分割しない（すなわち、ポロゲンは、水相組成物から非極性有機溶媒にいかなる感知される量でも抽出されない）。例えば、５重量％未満、４重量％未満、３重量％未満、２重量％未満又は１重量％未満のポロゲンを水相組成物からトルエン、ヘプタン又はその類などの非極性有機溶媒に抽出することができる。

フリーラジカル重合反応が進行する場合、多くのポリマー分子は、各水相液滴内で形成される。ポリマー分子は、反応が進行するにつれて成長及び架橋を続ける。分子量が十分に大きくなるとポリマー相は、液滴内の水相組成物から分離する。理論により束縛されるつもりはないが、分子量が増加するにつれて高分子物質からの水性溶媒の除去により少なくとも部分的に孔が形成されると思われる。相分離が発生する点が、平均孔径及び孔径分布に影響を及ぼすことができる。後期の相分離は、より小さい孔及びより大きい表面積を有するアニオン交換樹脂粒子の形成に有利である傾向がある。逆に、初期の相分離は、より大きい孔及びより小さい表面積を有するアニオン交換樹脂粒子の形成に有利である傾向がある。

相分離が発生する点は、ポロゲンと形成高分子物質との相溶性及びポロゲンの量により影響を受ける場合がある。更に、相分離が発生する点は、モノマー混合物中に存在する架橋性モノマーの量により影響を受ける場合があり、架橋性モノマーの量がより多くなると典型的に高分子物質の分子量のより急速な増加により初期の相分離に有利である。

形成高分子物質と相溶するポロゲン類（すなわち、形成高分子物質の良溶媒であるポロゲン類）は、形成高分子物質と相溶しないポロゲン類（すなわち、形成高分子物質の貧溶媒であるポロゲン類）と比較して後期の相分離をもたらす傾向がある。形成高分子物質に対してより高い溶解度を有するポロゲン類は、形成高分子物質に対してより低い溶解度を有するポロゲン類と比較してより小さい孔及びより大きい表面積を有するアニオン交換樹脂粒子の形成をもたらす傾向がある。逆に、形成高分子物質に対してより低い溶解度を有するポロゲン類は、形成高分子物質に対してより大きい溶解度を有するポロゲン類と比較してより大きい孔及びより小さい表面積を有するアニオン交換樹脂粒子の形成をもたらす傾向がある。

アニオン交換樹脂は、関心目的分子向けに設計することができる。すなわち、アニオン交換樹脂は、特定目的分子のアニオン交換容量を最適化するように設計することができる。より大きい孔径を有するアニオン交換樹脂は、多くの場合より大きい目的分子により適している。ポロゲンの分子量、ポロゲンの末端基（すなわち、式Ｉにおける基−Ｒ¹及び−ＯＲ³）、ポロゲンの量及びモノマー混合物の組成物は、平均孔径、表面積及び孔容積に影響を与えることができる。

ポロゲンの添加は、最大結合容量をポロゲン及びモノマー組成物の特定の選択に到達させるまで表面積、孔径及びアニオン交換容量（すなわち、目的分子の容量）を増加させる傾向がある。更に、ポロゲンの添加は、アニオン交換容量が変化しない又はアニオン交換容量の減少のいずれかをもたらすことができる。アニオン交換容量の減少は、典型的に表面積の減少と平均孔径の増加を伴う。本明細書で使用する時、用語「最大結合容量」は、特定目的分子及びポロゲンとモノマー組成物の特定の組合せに対する最大アニオン交換容量を意味する。

ポロゲンがヒドロキシ末端基及び約１，０００ｇ／モルまでの平均分子量を有する状態で、マクロ孔質アニオン交換樹脂は、例えば、モノマー混合物中のモノマー重量を基準として１００重量％まで又はそれ以上のポロゲンを使用し調製することができる。代表的なアニオン交換樹脂は、モノマー混合物中のモノマー重量を基準として８０重量％まで、６０重量％まで、４０重量％まで、２０重量％まで又は１０重量％までのポロゲンを使用し調製することができる。

ヒドロキシ末端基及び約１，０００ｇ／モルまでの平均分子量を有するポリエチレンオキシドをポロゲンとして使用する場合、ポロゲン濃度は、典型的に水相組成物の重量（例えば、モノマー混合物、ポロゲン及び水性溶媒混合物を組合わせた重量）を基準として０．１〜２０重量％の範囲内である。例えば、ポロゲンの量は、水相組成物の全重量を基準として０．２〜２０重量％、０．３〜２０重量％、０．３〜１５重量％、０．５〜１５重量％、１〜１５重量％又は２〜１５重量％の範囲内であることができる。

約１，０００ｇ／モルを超える平均分子量を有するポロゲン類は、典型的により小さい平均分子量を有するポロゲン類よりより少ない量で使用される。これらのより大きい分子量のポロゲン類の場合、最大結合容量に必要な量を超えて水相組成物中のポロゲンの量を増加させると、多くの場合、平均孔径を増加させ、表面積を減少させ、アニオン交換容量を減少させる傾向がある。すなわち、平均孔径、表面積及びアニオン交換容量は、多くの場合、より多量のポロゲンの添加で維持できなくなる。

アルコキシ末端基を有するポロゲン類は、典型的にヒドロキシ末端基を有するポロゲン類よりより少ない量で使用される。アルコキシ末端基を有するポロゲン類は、ヒドロキシ末端基を有するポロゲン類と比較して水相組成物に溶解しにくく、形成高分子物質と相溶しにくい傾向がある。これらのアルコキシ末端基を有するポロゲン類の場合、最大結合容量に必要な量を超えて水相組成物中のポロゲンの量を増加させると、多くの場合、平均孔径を増加させ、表面積を減少させ、アニオン交換容量を減少させる傾向がある。すなわち、平均孔径、表面積及びアニオン交換容量は、より多量のポロゲンの添加で維持できなくなる。

水相組成物は、水に加えて炭素数１〜４のモノアルコールを含む水性溶媒混合物を含有する。好適なモノアルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｔ−ブタノール又はそれらの組み合わせが挙げられる。モノアルコールは、少なくとも部分的にマクロ孔質アニオン交換樹脂の全多孔性に寄与する。すなわち、イオン交換樹脂の多孔性は、モノアルコールの添加でより大きくなる傾向がある（すなわち、モノアルコールは、溶媒と共ポロゲンの両方として機能できる）。

水相溶媒混合物の少なくとも２０重量％がモノアルコールであってもよい。いくつかの実施形態では、水相溶媒混合物の少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％又は少なくとも５０重量％がモノアルコールであってもよい。水相溶媒混合物の８０重量％まで、７０重量％まで又は６０重量％までがモノアルコールであってもよい。例えば、モノアルコールの量は、水相溶媒混合物の２０〜８０重量％、３０〜８０重量％、４０〜８０重量％又は５０〜８０重量％の範囲内であってもよい。

水相溶媒混合物は、水及びモノアルコールと混和できる追加の共溶媒を含有することもできる。好適な水相共溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン及びアセトニトリル等が挙げられるがこれらに限定されない。共溶媒は、例えば、水相組成物中の架橋性モノマーなどの一部のモノマーの溶解度特性を改善することができる。共溶媒は、形成高分子の相分離挙動に影響を及ぼすことができ、得られたアニオン交換樹脂の多孔性に影響を与えることになる。

水相組成物は、非極性有機溶媒中に分散又は懸濁される。非極性有機溶媒と水相組成物の容積比は、通常、２：１〜６：１の範囲内である。モノマー混合物及びポロゲンを含有する水相組成物は、多くの場合非極性有機溶媒中に比較的小さい液滴として分散される。水相組成物の分散液の不活性媒体としての機能に加え、懸濁媒体（すなわち、非極性有機溶媒）の主な目的は、重合反応中に発生する熱を消散することである。いくつかの実施形態では、懸濁媒体の密度は、おおむね水相組成物と同じに選択することができる。これらの密度の近似的な整合は、より球状の粒子並びにより均一なサイズの粒子の形成をもたらす傾向がある。

好適な非極性有機溶媒は、典型的にヘキサン、ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、イソドデカン及びシクロヘキサンなどのアルカン類；四塩化炭素、クロロホルム及び塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素類；ベンゼン及びトルエンなどの芳香族類；低粘度シリコーンオイル類；又はその組合せである。例えば、非極性有機溶媒は、ヘプタンと塩化メチレン又はヘプタンとトルエンの混合物であることができる。

懸濁剤（すなわち、重合安定剤）が、しばしば非極性有機溶媒中の水相組成物液滴の懸濁を容易にするために使用される。親水性であるポロゲンと異なり、懸濁剤は、通常疎水性部分と親水性部分の両方を有する。懸濁剤は、水相組成物と非極性有機溶媒との間の界面張力を調整するように機能する。更に、懸濁剤は、水相組成物液滴の立体安定化をもたらす。この立体安定化は、重合プロセスを通して粒塊粒子の形成を最小にし又は防止する傾向がある。

好適な懸濁剤としては、セスキオレイン酸ソルビタン、ポリエチレンオキシド（２０）トリオレイン酸ソルビタン、ポリエチレンオキシド（２０）モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、ジ−２−エチルヘキシルスルホ琥珀酸ナトリウム、アクリル酸イソオクチルとアクリル酸のコポリマー、アクリル酸ヘキシルとアクリル酸ナトリウムのコポリマー、アクリル酸イソオクチルと２−アクリルアミドイソブチルアミド（acrylamidoisobutyramide）のコポリマー等が挙げられる。懸濁剤の量は、アニオン交換樹脂の寸法に影響を及ぼすことができる（すなわち、より多量の懸濁剤の使用は、しばしばより小さいアニオン交換樹脂粒子の形成という結果になる）。懸濁剤の量は、一般にモノマー混合物中のモノマー全重量を基準として１〜１０重量％である。例えば、モノマー混合物は、モノマーの全重量を基準として０．１〜８重量％又は０．５〜５重量％の懸濁剤を含有できる。

アニオン交換樹脂の寸法は、かなりの程度水相組成物液滴の寸法により決定される。液滴寸法は、攪拌速度、温度、懸濁剤の量、懸濁剤の選択、非極性有機溶媒の選択及び任意の水相共溶媒などの変数により影響され得る。攪拌速度、懸濁剤の種類及び懸濁剤の量は、生成した粒子の凝集又はアグロメレーションを制御するためしばしば変更され得る。凝集がないのが一般に好ましい。

反応開始剤を水相組成物に添加し、フリーラジカル重合反応を開始することができる。フリーラジカル反応開始剤は、通常水相溶媒混合物に可溶性である。一旦懸濁液が形成されると、フリーラジカル開始剤は、熱で、光化学的に、又は酸化還元反応を通して活性化させることが可能である。フリーラジカル反応開始剤は、多くの場合、モノマー混合物のモノマーの全重量を基準として０．０２〜１０重量％の量で使用される。いくつかの実施例では、フリーラジカル反応開始剤は、モノマー類の全重量を基準として２〜６重量％の量で存在する。

好適な水溶性熱反応開始剤としては、例えば、アゾ化合物類、過酸化物類又はヒドロペルオキシド類、過硫酸塩類等が挙げられる。代表的なアゾ化合物類としては、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド及び４，４’−アゾビス−（４−シアノペンタン酸）が挙げられる。市販の熱反応開始剤の例としては、ＶＡＺＯ４４、ＶＡＺＯ５６及びＶＡＺＯ６８などの「ＶＡＺＯ」商品名としてデュポン・スペシャルティ・ケミカル（DuPont Specialty Chemical）（デラウェア州ウィルミントン（Wilmington））から入手可能な物質が挙げられる。好適な過酸化物類及びヒドロペルオキシド類としては、アセチルペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド及びペルオキシ酢酸が挙げられる。適する過硫酸塩には、例えば、過硫酸ナトリウム及び過硫酸アンモニウムが挙げられる。

他の例では、フリーラジカル反応開始剤は、過硫酸アンモニウム又はナトリウムとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）；過硫酸アンモニウム又はナトリウムと第一鉄硫酸アンモニウム；過酸化水素と第一鉄硫酸アンモニウム；クメンヒドロペルオキシドとＮ，Ｎ−ジメチルアニリン又はその類などの酸化還元対である。重合温度は、典型的に選択された具体的なフリーラジカル反応開始剤及び非極性有機溶媒の沸点により決まる。重合温度は熱開始重合については通常約５０℃〜約１５０℃である。いくつかの方法では、温度は、約５５℃〜約１００℃である。レドックス開始重合又は光化学的開始重合については、温度は必要ならば室温又はそれ以下に近いことが可能である。重合時間は約３０分から約２４時間又はそれ以上であることが可能である。典型的には、２〜４時間の重合時間で十分である。

フリーラジカル重合反応が開始されると形成高分子物質は、水相組成物内で沈殿する傾向がある。ポロゲンなどの水相組成物の一部は、高分子物質の孔の中に捕捉され得る。高分子物質の粒子は、例えば、濾過又はデカンテーションにより分離できる。高分子物質の粒子は、次に一連の洗浄工程にかけられポロゲンを除去できる。ポロゲンを除去する好適な溶媒としては、例えば、水、アセトン、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール及びイソプロパノール）、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アセトニトリル及びその類などの極性溶媒類が挙げられる。生成したアニオン交換樹脂は、所望により任意の好適な方法を使用して乾燥することができる。いくつかの方法では、もたらされたアニオン交換樹脂は、スクリーニング、沈殿及び空気分級などの技術を使用して分画することができる。

マクロ孔質アニオン交換樹脂粒子は、不規則形状を有することができ、又は球形状若しくはおおよそ球形状であることができる。いくつかの例では、マクロ孔質アニオン交換樹脂粒子は、ビーズである。粒子の平均径は、画像分析と合わせて光散乱又は電子顕微鏡法などの技術を用いて決定することが可能である。粒子は、通常少なくとも１０マイクロメートルの平均径を有する。例えば、粒子は、少なくとも２０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも４０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル又は少なくとも６０マイクロメートルの平均径を有することができる。粒子は、通常２，０００マイクロメートル以下、１，０００マイクロメートル以下、５００マイクロメートル以下又は２００マイクロメートル以下の平均径を有する。いくつかの用途では、マクロ孔質アニオン交換樹脂は、１０〜２，０００マイクロメートル、２０〜２，０００マイクロメートル、２０〜５００マイクロメートル、５０〜５００マイクロメートル、２０〜２００マイクロメートル、５０〜２００マイクロメートル、５０〜１００マイクロメートル、５０〜７５マイクロメートル、５０〜７０マイクロメートル又は６０〜７０マイクロメートルの平均径を有する。

マクロ孔質アニオン交換樹脂粒子の平均径が約１０マイクロメートル未満又は約２０マイクロメートル未満の場合、粒子を充填したクロマトグラフカラムの背圧は、特に大きい生物分子の精製又は分離に使用することができる大きいカラム（例えば、約５ｃｍを超える直径を有するカラム）にとって容認し難いほど大きくなる場合がある。平均粒子寸法は、２，０００マイクロメートルもの大きさであることができるが、いくつかの用途（例えば、マクロ孔質アニオン交換樹脂が大きいカラム内に定置される用途）の平均粒子寸法は、多くの場合２００マイクロメートル以下である。平均粒子寸法がより大きい場合、クロマトグラフプロセスの効率は、特にマクロ孔質アニオン交換樹脂の孔への低拡散速度をしばしば有するタンパク質類などの大きい生物分子の精製又は分離に対して低い場合がある。例えば、２０〜２００マイクロメートルのアニオン交換樹脂を使用して得ることができるより大きいアニオン交換樹脂で同じ程度の分離又は純度を達成するためには、より多くの樹脂量、より長いクロマトグラフカラム、より遅い流速又はそれらの組み合わせが必要な場合がある。

アニオン交換樹脂粒子の多孔性及び表面積は、極低温条件下（すなわち、チューブ内のアニオン交換樹脂の試料を真空にさらし、チューブを冷却のため液体窒素内に定置する）種々の相対圧力で粒子の表面上に窒素を吸着させることにより特徴づけることができる。窒素を複数の相対圧力（例えば、約０．０〜約１．０）で試料の表面に吸着させ、その後、複数の相対圧力で脱着させる。Ｅ．Ｐ．バレット（Barrett）、Ｌ．Ｓ．ジョイナー（Joyner）及びＰ．Ｐ．ハレンダ（Halenda）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、７３巻、３７３頁（１９５１年）に更に記載される、ＢＪＨ理論は、約２〜約２００ナノメートルの範囲内の孔直径を有する孔に対して複数の相対圧力で吸着又は脱着される窒素の量と関連づけて使用することができる。孔容積、表面積及び平均孔直径を計算することができる。本明細書で使用する時、用語「孔容積」は、約０．０〜約１．０の種々の相対圧力での窒素の吸着からのＢＪＨ理論を使用して計算した累積孔容積を意味する。本明細書で使用する時、用語「表面積」は、約０．０〜約１．０の種々の相対圧力での窒素の吸着からのＢＪＨ理論を使用して計算した累積表面積を意味する。本明細書で使用する時、用語「平均孔直径」は、約０．０〜約１．０の種々の相対圧力での窒素の吸着からのＢＪＨ理論を使用して測定した平均孔直径である。

マクロ孔質アニオン交換樹脂は、孔径の分布を有する。孔直径は、５００ナノメートル以上までであることができる。アニオン交換樹脂は、窒素吸着技術を使用して測定できる寸法範囲の孔を有する。すなわち、少なくとも孔の一部は、２００ナノメートル未満、１５０ナノメートル未満又は１００ナノメートル未満の直径を有する。窒素吸着により測定される平均孔直径は、典型的に少なくとも２ナノメートル、少なくとも５ナノメートル、少なくとも１０ナノメートル、少なくとも２０ナノメートル又は少なくとも３０ナノメートルである。平均孔直径は、２００ナノメートルまで、１００ナノメートルまで、又は８０ナノメートルまでであることができる。例えば、平均孔直径は、１０〜２００ナノメートルの範囲、１０〜１００ナノメートルの範囲、１０〜８０ナノメートルの範囲、２０〜１００ナノメートルの範囲又は２０〜８０ナノメートルの範囲であることができる。

孔容積は、多くの場合、少なくとも０．１０立法センチメートル／ｇである。例えば、孔容積は、少なくとも０．１５立法センチメートル／ｇ、少なくとも０．２０立法センチメートル／ｇ又は少なくとも０．２５立法センチメートル／ｇであることができる。２００ナノメートル以下の直径を有する孔からもたらされる孔容積は、０．１０〜２立法センチメートル／ｇの範囲、０．１５〜２立法センチメートル／ｇの範囲又は０．２〜２立法センチメートル／ｇの範囲であることができる。孔は、生物物質を収容するのに十分な大きさであるが、適切な表面積及びアニオン交換容量を備えるのに十分な小ささである。

表面積は、通常、少なくとも２０ｍ²／ｇ、少なくとも３０ｍ²／ｇ又は少なくとも４０ｍ²／ｇである。表面積は、多くの場合、２０〜２００ｍ²／ｇの範囲、３０〜２００ｍ²／ｇの範囲、２０〜１００ｍ²／ｇの範囲、３０〜１００ｍ²／ｇの範囲又は４０〜２００ｍ²／ｇの範囲である。

アニオン交換樹脂のアニオン交換容量は、吸着することができるウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）などのタンパク質の量に換算して与えられてもよい。より具体的には、いくつかのアニオン交換樹脂は、少なくとも５ｍｇ／ｍＬ（すなわち、５ウシ血清アルブミンｍｇ／アニオン交換樹脂ｍＬ）であるウシ血清アルブミンアニオン交換容量を有する。例えば、いくつかのアニオン交換樹脂は、少なくとも１５ｍｇ／ｍＬ、少なくとも２０ｍｇ／ｍＬ、少なくとも２５ｍｇ／ｍＬ、少なくとも３０ｍｇ／ｍＬ又は少なくとも４０ｍｇ／ｍＬであるウシ血清アルブミンアニオン交換容量を有する。より具体的には、いくつかのアニオン交換樹脂は、５〜１００ｍｇ／ｍＬ、５〜７０ｍｇ／ｍＬ、２０〜７０ｍｇ／ｍＬ、２０〜６０ｍｇ／ｍＬ、３０〜６０ｍｇ／ｍＬ又は３０〜５０ｍｇ／ｍＬのウシ血清アルブミンアニオン交換容量を有する。

本明細書に記載された方法を使用して調製されるアニオン交換樹脂は、親水性であり、通常低非特異的吸着を有する（すなわち、低ＬＩを有するモノマーから調製されるアニオン交換樹脂は、低非特異的吸着を有する）。アニオン交換樹脂は、典型的にアニオン交換樹脂上の正に帯電した基との相互作用を通して種々の負に帯電した物質を吸着し、典型的にアニオン交換樹脂の非イオン性部分上のもしあれば少しの物質を吸着する。この低非特異的吸着が、有利に試料中の他の物質から負に帯電した目的物質のより良い分離又は精製をもたらすことができる。いくつかの例では、帯電した目的物質は、タンパク質溶液（例えば、抗体又はＩｇＧ溶液）から除去する必要があるアニオン性タンパク質類、核酸類、内毒素類、脂質類、リン脂質類又はその類などの不純物である。

第二の態様では、負に帯電した物質を分離又は精製する方法を記載する。方法は、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂と負に帯電した物質を接触させる工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂上の負に帯電した物質の少なくとも一部を吸着する工程とを含む。マクロ孔質アニオン交換樹脂は、（ａ）モノマー混合物、（ｂ）式Ｉの水溶性アルキレンオキシド又はポリアルキレンオキシドポロゲン並びに（ｃ）水及び炭素数１〜４のものアルコールを含む水相溶媒混合物を含有する水相組成物を調製することにより形成される。モノアルコールは、水相溶媒混合物の容積を基準として少なくとも２０容積％の量で存在する。モノマー混合物は、（１）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせ及び（２）正に帯電したイオン性モノマーを含む。モノマー混合物中のモノマー類の実質的に全てが、２０以下の親油性指数を有する。マクロ孔質アニオン交換樹脂の形成は、水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程と、モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程と、粒子からポロゲンを除去する工程とを更に含む。

負に帯電した物質を含有する試料は、アニオン交換樹脂が正に帯電した基を有するｐＨ（例えば、１〜１０のｐＨ）でアニオン交換樹脂と接触することができる。広くは、アニオン交換樹脂に対して負に帯電した物質の有効な吸着を得るため、物質のｐＫ（又はタンパク質についてはｐＩ）を超える少なくとも約１〜２ｐＨ単位のｐＨが使用されてもよい。アニオン交換樹脂から吸着物質を解放するため、所望の場合、ｐＨは、少なくとも約１〜２ｐＨ単位又はそれよりもっと下げられてもよい。或いは、帯電物質が生体分子の場合、試料は、適切なｐＨ（例えば、ＢＳＡの場合、約６〜８のｐＨ）で低イオン強度緩衝剤（例えば、５〜２０ミリモル緩衝塩）中でアニオン交換樹脂と接触させられてもよい。吸着された生体分子を解放するために、高イオン強度緩衝剤をアニオン交換樹脂に接触させる。幾つかの実施形態において、高イオン強度緩衝剤は、材料＋１モルの塩化ナトリウムを吸着させるために用いられた同様の緩衝剤組成物を含む。吸着プロセス及び解放プロセスは、典型的には室温に近い温度で行われる。

ｐＨを制御するために有用な緩衝塩には、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム及びＴＲＩＳ（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン）が挙げられるが、それらに限定されない。他の好適な緩衝剤としては、ＭＯＰＳ（３−モルフォリノプロパンスルホン酸）、ＥＰＰＳ（４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−プロパンスルホン酸）、ＭＥＳ（２−モルフォリノエタンスルホン酸）及びその類などの「グッド（Good）の」緩衝剤が挙げられる。

いくつかの試料は、他の試料構成成分から分離することができる又は精製することができる生物分子を含む。好適な生物分子としては、例えば、タンパク質類、酵素類、ワクチン類、ＤＮＡ及びＲＮＡが挙げられる。試料のｐＨを調節することでいくつかの生物分子の電荷を変えることができる。

第三の態様では、クロマトグラフカラムを調製する方法を記載する。方法は、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程とマクロ孔質アニオン交換樹脂をカラム内に定置する工程とを含む。マクロ孔質アニオン交換樹脂は、（ａ）モノマー混合物、（ｂ）式Ｉの水溶性アルキレンオキシド又はポリアルキレンオキシドポロゲン並びに（ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物を含有する水相組成物を調製することにより形成される。モノアルコールは、水相溶媒混合物の容積を基準として少なくとも２０容積％の量で存在する。モノマー混合物は、（１）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー及び（２）正に帯電したイオン性モノマーを含む。実質的に、モノマー混合物中のモノマー類の全てが、２０以下の親油性指数を有する。マクロ孔質アニオン交換樹脂の形成は、水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程と、モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程と、粒子からポロゲンを除去する工程とを更に含む。

本明細書に記載した方法により調製されるアニオン交換樹脂は、かなり剛性である傾向があり、任意の好適な寸法並びに任意の好適な流速及び圧力条件下のクロマトグラフカラムに使用される際に必要な機械的強度を有する。粒子は、例えば高流速の状態のクロマトグラフカラムに使用することができる。アニオン交換樹脂は、クロマトグラフカラムで一般に遭遇する差圧条件下での使用に好適である。本明細書で用いられる「差圧」という用語は、クロマトグラフカラムを横切る圧力降下を意味する。例えば、治療用タンパク質類の下向流精製又は分離に使用されるクロマトグラフカラムは、少なくとも１５０ｃｍ／ｈｒ、少なくとも２５０ｃｍ／ｈｒ、少なくとも５００ｃｍ／ｈｒ又は少なくとも７００ｃｍ／ｈｒなどの表面速度（例えば、流速）で使用され、生産性を増加させることができる。より速い流速は、典型的により高い生産性につながる。

小さいクロマトグラフカラム（例えば、約５ｃｍ未満の直径を有するカラム）では、アニオン交換樹脂の充填床は、カラム壁によって十分に支持される。カラムにおいて、比較的広範囲の剛性を有するアニオン交換樹脂は、１，３８０ｋＰａ（２００ｐｓｉ）を超える差圧に耐えることが可能である。しかし、大きいクロマトグラフィーカラム（例えば、約５ｃｍを超える直径を有するカラム）では、アニオン交換樹脂の充填床は、カラム壁からほとんど支持されない（例えば、樹脂のより少ない部分がカラムの壁表面と接触する）。かかるカラムにおいて、より高い剛性を有するアニオン交換樹脂は、少なくとも１７３ｋＰａ（２５ｐｓｉ）の差圧に耐えることが可能な傾向がある。一部のアニオン交換樹脂は、３４５ｋＰａ（５０ｐｓｉ）〜１，３８０ｋＰａ（２００ｐｓｉ）の差圧に耐えることが可能である。

適するカラムは当業界で知られており、ガラス、高分子物質、ステンレススチール、チタン及びその合金又はニッケル及びその合金のような材料から作成することが可能である。カラム内にアニオン交換樹脂を有効に充填するようカラムを充填する方法は、当該技術分野において既知である。

クロマトグラフカラムは、液体クロマトグラフなどの分析計器の一部であることが可能である。アニオン交換樹脂が充填されるとクロマトグラフカラムは、イオン性物質を非イオン性物質から分離、又はあるイオン性物質を異なる電荷密度を有する別のイオン性物質から分離するために使用することができる。試料中のイオン材料の量は決定することが可能である。

クロマトグラフカラムは、イオン材料を分離するか、又は精製するための分取液体クロマトグラフシステムの一部であることが可能である。分取液体クロマトグラフシステムは、実験室規模のシステム、実験工場規模のシステム又は工業規模のシステムであることが可能である。

第四の態様では、濾過エレメントを調製する方法を記載する。方法は、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂を濾過材の表面に配置する工程とを含む。マクロ孔質アニオン交換樹脂は、（ａ）モノマー混合物、（ｂ）式Ｉの水溶性アルキレンオキシド又はポリアルキレンオキシドポロゲン並びに（ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物を含有する水相組成物を調製することにより形成される。モノアルコールは、水相溶媒混合物の容積を基準として少なくとも２０容積％の量で存在する。モノマー混合物は、（１）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー及び（２）正に帯電したイオン性モノマーを含む。実質的に、モノマー混合物中のモノマー類の全てが、２０以下の親油性指数を有する。マクロ孔質アニオン交換樹脂の形成は、水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程と、モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程と、粒子からポロゲンを除去する工程とを更に含む。

濾過エレメントはフィルタカートリッジを提供するためにハウジング内に定置することが可能である。好適な濾過材及びフィルタカートリッジを含むシステムが、更に、例えば、米国特許番号第５，４６８，８４７号（ヘイルマン（Heilmann）ら）に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。こうしたフィルタカートリッジは、生体分子を精製するか、又は分離するために用いることが可能である。この態様では、フィルタカートリッジシステムに固有のより低い圧力低下のためクロマトグラフカラム形式におけるよりもより剛性の少ない粒子又はより小さいマクロ孔質粒子を利用することができる。

濾過材は、単一濾過層又は複数の濾過層を有することが可能であり、ガラス又は高分子繊維から調製することが可能である（例えば、ポリプロピレン繊維などのポリオレフィン繊維）。幾つかの実施形態において、濾過材は粗い予備濾過層及び１つ以上のより細かい濾過層を含む。例えば、濾過材は、粗い予備濾過層及び次に段々により小さい平均孔サイズを有する一連の追加の濾過層を含むことが可能である。アニオン交換樹脂は、最小平均孔径を有する濾過材の層に位置することが可能である。

濾過材の孔径の選択は、アニオン交換樹脂の寸法に依存する。典型的に濾過材の孔径は、アニオン交換樹脂の平均寸法より小さくなるように選択される。しかし、アニオン交換樹脂の一部は、濾過材内に入り込むことが可能である。

濾過材は、米国特許番号第３，０５８，５９４号に記載されたものなどの垂直のひだの付いたフィルタの形態であってもよい。他の実施形態では、濾過材は、本明細書に参照により組み込まれる、米国特許番号第４，８４２，７３９号（タング（Tang）ら）に記載されたものなどの水平複合の放射状にひだの付いたフィルタの形態である。ひだの水平配置は、濾過材を含むフィルタカートリッジを垂直方向で用いる用途において望ましい可能性がある。かかる配置は、使用及び保管時フィルタエレメントからのアニオン交換樹脂の損失を減少させることができる。

第五の態様では、多孔質複合材料を作製する方法を記載する。方法は、マクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程と、マクロ孔質アニオン交換樹脂を連続多孔質マトリックスに組込む工程とを含む。マクロ孔質アニオン交換樹脂は、（ａ）モノマー混合物、（ｂ）式Ｉの水溶性アルキレンオキシド又はポリアルキレンオキシドポロゲン並びに（ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物を含有する水相組成物を調製することにより形成される。モノアルコールは、水相溶媒混合物の容積を基準として少なくとも２０容積％の量で存在する。モノマー混合物は、（１）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー及び（２）正に帯電したイオン性モノマーを含む。実質的に、モノマー混合物中のモノマー類の全てが、２０以下の親油性指数を有する。マクロ孔質アニオン交換樹脂の形成は、水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程と、モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程と、粒子からポロゲンを除去する工程とを更に含む。

連続多孔質マトリックスは、典型的には、織繊維ウェブ又は不織繊維ウェブ、多孔質繊維、多孔質膜、多孔質フィルム、中空繊維又は中空管である。好適な連続多孔質マトリックスが、更に、本明細書に参照により組み込まれる、米国特許番号第５，９９３，９３５号（ラスムセン（Rasmussen）ら）に記載されている。

繊維ウェブである連続多孔質マトリックスは、例えば、大きい表面積、製造の容易さ、低い材料コスト並びに様々な繊維組織及び繊維密度のような利点を提供することが可能である。広範囲の繊維直径が適しているが、繊維は、多くの場合、０．０５マイクロメートル〜５０マイクロメートルの平均直径を有する。ウェブ厚さは、最終使用用途に適合させるため変更することが可能である（例えば、約０．２マイクロメートルから約１００ｃｍ）。

複合材料は、例えばメルトブロー法を用いて調製することが可能である。例えば、溶融高分子物質を押し出して、メルトブロー繊維のストリームを製造することが可能である。アニオン交換樹脂を繊維の流れに導入して、繊維と混合することが可能である。繊維とアニオン交換樹脂の混合物をスクリーン上に集め、その結果ウェブを形成できる。アニオン交換樹脂は、繊維ウェブ内に分散させることが可能である。いくつかの実施形態では、アニオン交換樹脂は、繊維ウェブ全体を通して均一に分散させることが可能である。

複合材料は、フィブリル化されたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフィブリル化されたポリマーマトリックスにより調製することも可能である。好適な方法が、より十分に米国特許番号第４，１５３，６６１号（リー（Ree）ら）、米国特許番号第４，５６５，６６３号（エレデ（Errede）ら）、米国特許番号第４，８１０，３８１号（ハゲン（Hagen）ら）及び米国特許番号第４，９７１，７３６号（ハゲン（Hagen）ら）に記載されており、その全てが参照により本明細書に組み込まれる。広くは、これらの方法は、アニオン交換樹脂をポリテトラフルオロエチレン分散液とブレンドしてパテ様塊を得る工程と、パテ様塊を５０℃〜１００℃の温度で強力混合してＰＴＦＥをフィブリル化する工程と、パテ様塊を２軸的にカレンダー処理する工程と、得られたシートを乾燥する工程とを含む。

複合材料を調製する別の方法では、アニオン交換樹脂を液体内に分散し、続いて、均質混合物を形成するのに十分な温度で熱可塑性高分子とブレンドすることが可能である。均質混合物は、所望する形状を有する型に入れることが可能である。混合物の冷却と同時に、液体は、相分離し、分散したアニオン交換樹脂粒子を含有する熱可塑性高分子マトリックスを分離することが可能である。この方法は、更に米国特許番号第４，９５７，９４３号（マックアリスター（McAllister）ら）に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。

連続多孔質マトリックスに組込まれるアニオン交換樹脂の量は、生成した複合材料の容積を基準として少なくとも１容積％、少なくとも５容積％、少なくとも１０容積％、少なくとも２０容積％、少なくとも３０容積％、少なくとも４０容積％又は少なくとも５０容積％である。連続多孔質マトリックスに組込まれるアニオン交換樹脂の量は、生成した複合材料の容積を基準として９９容積％まで、９５容積％まで、９０容積％まで、８５容積％まで又は８０容積％まで含有することが可能である。より多量のアニオン交換樹脂を有する複合材料は、より大きいアニオン交換容量を有する傾向がある。

前述の事項は、現在予見されない本発明の実質的でない修正がそれでもなお本発明の均等物を表しうるにもかかわらず、権能付与的記載が入手できる本発明者らによって予見された実施形態の観点から本発明を記載している。

実施例
これらの実施例は単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した特許請求の範囲の範囲に限定することを意味するものではない。実施例中の全ての部、百分率、比率及びその類は、特に記載がない限り重量単位である。使用される溶媒類及び他の試薬類は、特に記載がない限りシグマ・アルドリッチ・ケミカル社（Sigma-Aldrich Chemical Company）（ウィスコンシン州ミルウォーキー（Milwaukee））から得られた。

試験方法
アニオン交換容量
ＤＩ（脱イオン）水中アニオン交換ビーズの５０容積％のスラリーは、ビーズを水と混合し、混合物を３，０００相対遠心力（ｒｃｆ）で２０分間遠心分離機にかけ、その後全容積が充填ビーズ床の容積の２倍になるように水量を調節することにより調製した。スラリーを十分に混合してビーズを懸濁し、続いて、０．４５マイクロメートルの孔径を有する５ミリリットル酢酸セルロースセントレックス（CENTREX）ＭＦ遠心ミクロフィルタ内に４００マイクロリットルのスラリー試料をピペットで分注した。ミクロフィルタは、ミネソタ州イーガン（Eagan）のＶＷＲを介してシュレイチャー＆シュエル（Schleicher & Schuell）から得られた。３，０００ｒｃｆで５分間遠心分離機にかけることにより水をミクロフィルタのスラリーから除去した。ｐＨ７．５の１０ｍＭ ＭＯＰＳの４ｍＬ溶液をミクロフィルタ上のビーズと混合した。再度３，０００ｒｃｆで１０分間遠心分離機にかけ液体を除去した。ろ液を棄却した。同じＭＯＳＰ緩衝剤中のＢＳＡ（約９ｍｇ／ｍＬ）（ミズリー州セントルイス（St. Louis）のシグマ・アルドリッチ（Sigma-Aldrich）から市販）の試料４．５ｍＬをビーズを含有するミクロフィルタに添加した。混合物を終夜混転し、その後、上澄みを３，０００ｒｃｆで１５分間遠心分離機にかけることによりビーズから除去した。

ろ液をＵＶ分光法により分析し、２８０ナノメートルでの吸収を出発ＢＳＡ溶液のそれと比較し、その差をビーズのＢＳＡアニオン交換容量を計算するために使用した。検定を３個で行い平均した。

表面積及び多孔性の測定
各試料の約０．１〜１．０ｇをジョージア州ノークロス（Norcross）のマイクロメリティックス社（Micromeritics Inc.）から入手可能な直径１．３ｃｍ（０．５インチ）の試料チューブに移し換え、商品名ＶＡＣＰＲＥＰ０６１としてマイクロメリティックス（Micromeritics）から市販の装置を使用し、２４時間、１００℃、１．３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）又は１．５Ｐａ（０．０１５ｍｂａｒ）未満の真空で脱気した。脱気後、試料を１０分間、真空、周囲温度（すなわち、２０℃〜２５℃）で冷却し、続いて、商品名ＴＲＩＳＴＡＲ３０００としてマイクロメリティックス（Micromeritics）から市販の表面積及び多孔性分析器に載置した。

４５点吸着／４０点脱着等温線を相対圧力（Ｐ／Ｐ_o）で約０．０で開始し０．９５〜１．０の点がより密に分布した状態の１．０まで設定した（目標圧力及び点に関する表を参照のこと）。第一「圧力固定用量」は設定しなかった。最大容積増加量をＳＴＰで１０．００ｃｃ／ｇと設定し、「絶対圧力許容誤差」を０．６７ｋＰａ（３ｍｍＨｇ）と設定し、「相対圧力許容誤差」を２．０％と設定した。「高速排出」及び「漏れ試験」のオプションは、使用しなかった。液体窒素のデュワを下げた状態で（すなわち、試料は液体窒素の中に存在しない）、自由空間測定時、０．５時間の排出を実施した。デュワを分析のため上げた（すなわち、試料を包含するチューブを液体窒素内に定置した）。分析時、７７．３５０Ｋ（液体窒素の温度）でＰ_oを１２０分間隔で測定した。窒素ガスに関する標準Ｐｓｔａｔ対温度表を使用したガス吸着性は、以下の値、すなわち、非理想性係数０．００００６２０、密度転換因子０．００１５４６８、分子断面積０．１６２ｎｍ²に設定した。ＢＪＨ吸着／脱着累積孔容積及び累積表面積は、直径１７Å〜２，０００Å（２〜２００ナノメートルの孔に相当する）の孔について計算し、４５吸着点及び４０吸着点時の各相対圧力で吸着されるＮ₂の量に基づいている。

以下の表に分析に使用された吸着及び脱着点を示す。吸着時の累積表面積及び累積孔容積を種々の実施例について以下に記載する。

（実施例１）
重量で５０：５０のＭＡＰＴＡＣ／ＭＢＡコポリマーを水相中でポリエチレングリコール ポロゲン（ＰＥＧ４００）を使用し、逆相懸濁重合により調製した。

高分子安定剤（０．２８ｇ）、トルエン（１３２ｍＬ）及びヘプタン（２４３ｍＬ）を機械的撹拌機（攪拌速度４５０ｒｐｍ）、窒素入口、温度計、温度調整器を備えた加熱マントル及びコンデンサを装着したフラスコに添加した。高分子安定剤は、重量で９１．８：８．２のイソオクチルアクリレートと２−アクリルアミドイソブチルアミド（isobutyramide）（ラスムセン（Rasmussen）ら、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．、５４／５５巻、５３５〜５５０頁（１９９２年）に記載のように調製された）のコポリマーであった。フラスコ内の非水溶液を攪拌しつつ３５℃に加熱し、１５分にわたり窒素でスパージした。

ＭＢＡ（７．０ｇ）、ＭＡＰＴＡＣ（５０重量％水溶液１４．０ｇ）、メタノール（３５ｍＬ）、ＰＥＧ４００（１５ｍＬ）及び脱イオン水（３８ｍＬ）を含有した水溶液を調製した。この第二溶液を３０℃〜３５℃で攪拌加熱し、ＭＢＡを溶解した。過硫酸ナトリウム（１．１２ｇを５ｍＬの脱イオン水に溶解）を更に攪拌した状態で第二溶液に添加した。非水溶液を含む反応フラスコに水溶液を添加した。得られた混合物を攪拌し、５分にわたり窒素でスパージした。

ＴＭＥＤＡ（１．１２ｍＬ）を添加し、重合反応を開始させた。反応温度をすばやく４２．６℃に上げ、続いてゆっくり沈静化させた。反応混合物をＴＭＥＤＡ添加時から合計２．３時間攪拌し、焼成ガラス漏斗を使用して濾過し、アセトン（２×２５０ｍＬ）、メタノール（２×２５０ｍＬ）及びアセトン（１×２５０ｍＬ）で洗浄し、室温、真空下で乾燥し、１５．８ｇの無色の粒子を得た。

走査電子顕微鏡写真に基づき、樹脂は、直径が約２０〜２００マイクロメートルの範囲の球形状粒子の形態であった。タンパク質アニオン交換容量をタンパク質としてＢＳＡを使用した試験方法に記載された手順により測定した。データを表１に示す。

多孔性測定に先立ち、樹脂を更に洗浄し、全ての残留したポロゲンを除去した。約５ｍＬの樹脂粒子を容積を基準として４０ｍＬのアセトニトリルと水の１：１溶液と混合した。混合物を３日間混転した。試料を濾過し、アセトン（３×１００ｍＬ）で洗浄し、その後真空下で乾燥した。表面積と多孔性を試験方法に記載のように測定した。データを表１に示す。

比較例Ｃ１
水溶液中のＰＥＧ４００（ポロゲン）がメタノールに置換されたことを除きアニオン交換ビーズを実施例１に記載のように調製した。タンパク質ＢＳＡのアニオン交換容量を表１に示す。

（実施例２）
実施例２では、各モノマー（ＭＢＡ及びＭＡＰＴＡＣ）の量が２倍になることを除いて実施例１に使用したのと同じ手順を踏襲した。タンパク質ＢＳＡのアニオン交換容量と多孔性の測定値を表１に示す。

（実施例３）
実施例３では、各モノマー（ＭＢＡ及びＭＡＰＴＡＣ）の量が２倍になり、非水相の唯一の溶媒がヘプタン（５３６ｍＬ）であり、メタノールの代わりにＩＰＡ（８０ｍＬ）を使用し、全水相が１５０ｍＬであることを除いて実施例１に使用したのと同じ手順を踏襲した。タンパク質ＢＳＡのアニオン交換容量と多孔性の測定値を表１に示す。

（実施例４）
実施例４では、モノマーの合計量が２倍になり、モノマーがＭＢＡ、ＭＡＰＴＡＣ及びＤＭＡであることを除いて実施例１に使用したのと同じ手順を踏襲した。モノマー混合物中のそれぞれのモノマーの量は、３５重量％のＭＢＡ、３０重量％のＭＡＰＴＡＣ及び３５重量％のＤＭＡであった。タンパク質ＢＳＡのアニオン交換容量と多孔性の測定値を表１に示す。

（実施例５）
実施例５では、非水相の唯一の溶媒がヘプタン（５３６ｍＬ）であり、メタノールの代わりにＩＰＡ（８０ｍＬ）を使用することを除いて実施例４に使用したのと同じ手順を踏襲した。タンパク質ＢＳＡのアニオン交換容量と多孔性の測定値を表１に示す。

（実施例６）
実施例６では、モノマーの合計量が２倍になることを除いて実施例１に使用したのと同じ手順を踏襲した。モノマー混合物中のそれぞれのモノマーの量は、７０重量％のＭＢＡ及び３０重量％のＭＡＰＴＡＣであった。タンパク質ＢＳＡのアニオン交換容量と多孔性の測定値を表１に示す。

（実施例７）
実施例７では、非水相の唯一の溶媒がヘプタン（５３６ｍＬ）であり、メタノールの代わりにＩＰＡ（４０ｍＬ）を使用し、全水相が１１０ｍＬであることを除いて実施例６に使用したのと同じ手順を踏襲した。タンパク質ＢＳＡのアニオン交換容量と多孔性の測定値を表１に示す。

ＮＭ＝検出不可

（実施例８〜１２）
実施例８〜１２では、ＰＥＧの分子量を表２に示したように変更し、ＴＭＥＤＡ添加後の全重合時間を１時間に減少させたことを除いて実施例２に使用したのと同じ手順を踏襲した。タンパク質ＢＳＡのアニオン交換容量と多孔性の測定値を表２に示す。

実施例９の表面の走査電子顕微鏡写真を１５，０００Ｘの倍率で図１に示す。図２は、１５，０００Ｘの倍率での実施例１１の表面の走査電子顕微鏡写真を示す。

（実施例１３）
実施例１３では、ＭＡＰＴＡＣの代わりにＡＰＴＡＣを使用し、非水相の唯一の溶媒がヘプタン（５３６ｍＬ）であり、メタノールの代わりにＩＰＡ（９５ｍＬ）を使用し、全水相が１６０ｍＬであることを除いて実施例６に使用したのと同じ手順を踏襲した。ＢＳＡのアニオン交換容量は、４６ｍｇ／ｍＬであった。

（実施例１４）
重量で６５：３５のＤＭＡＰＭＡ／ＭＢＡコポリマーを、ＰＥＧ４００を水相のポロゲンとして使用した実施例１の一般手順により調製した。非水相の唯一の溶媒は、ヘプタン（５３６ｍＬ）であった。水相は、ＭＢＡ（９．８ｇ）、ＤＭＡＰＭＡ（１８．２ｇ）、氷酢酸（６．１５ｍＬ）、ＰＥＧ４００（１５ｍＬ）、ＩＰＡ（９５ｍＬ）、ＤＩ水（４３．８５ｍＬ）及び過硫酸ナトリウム（０．５５ｇ）から構成した。ＢＳＡのアニオン交換容量は、４０ｍｇ／ｍＬであった。

比較例Ｃ２
比較例Ｃ２では、ＰＥＧ４００をＩＰＡ（１５ｍＬ）に交換したことを除いて実施例１６の手順を繰り返した。ＢＳＡのアニオン交換容量は、３ｍｇ／ｍＬであった。

添付の図面と共に本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解され得る。

本発明は、様々な修正及び代替形態が可能であるが、その明細は図面の例により示されており、及び詳細に記載される。しかしながら、記載される特定の実施形態に本発明を限定することを意図しないことは理解されるべきである。逆に、本発明は、本発明の精神及び範囲内に含まれる、すべての修正、等価な形態、及び代替形態を対象とすることを意図する。

１５，０００Ｘの倍率を用いた１つの代表的なマクロ孔質アニオン交換樹脂の走査電子顕微鏡写真を示す。マクロ孔質アニオン交換樹脂は、６００グラム／モル（ｇ／モル）の平均分子量を有するポリエチレングリコールポロゲンを使用して調製した。 １５，０００Ｘの倍率で撮られた１つの代表的なマクロ孔質アニオン交換樹脂の走査電子顕微鏡写真を示す。マクロ孔質アニオン交換樹脂は、２，０００ｇ／モルの平均分子量を有するポリエチレングリコールポロゲンを使用して調製した。

Claims (20)

1. ａ）
   ｉ）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー、及び
   ｉｉ）正に帯電したイオン性モノマーを含有するモノマー混合物であって、
   前記モノマー混合物中の実質的に全ての前記モノマーが、２０以下の親油性指数を有する混合物と、
   ｂ）式Ｉ
   Ｒ¹−（Ｒ²−Ｏ）_n−Ｒ³ （Ｉ）
   （式中、
   Ｒ¹は、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、アシルオキシ又はハロであり、
   各Ｒ²は、独立して炭素数１〜４のアルキレンであり、
   Ｒ³は、水素、アルキル、カルボキシアルキル、アシル又はハロアルキルであり、
   ｎは、１〜１，０００の整数である）の水溶性ポロゲンと、
   ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物であって、前記モノアルコールが、前記水相溶媒混合物の全重量を基準として少なくとも２０重量％の量で存在する混合物とを含む水相組成物を形成する工程、
   前記水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程、
   前記モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程、及び
   前記粒子から前記ポロゲンを除去しマクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程を含む、マクロ孔質アニオン交換樹脂を調製する方法。
2. 前記マクロ孔質アニオン交換樹脂が、２００ナノメートル以下の直径を有する少なくともいくつかの細孔を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記マクロ孔質アニオン交換樹脂が、少なくとも０．１０立方センチメートル／グラムの細孔容積及び少なくとも２０ｍ²／ｇの表面積を有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記架橋性モノマーが、前記モノマー混合物中の前記モノマーの全重量を基準として１０重量％を超える量で存在する、請求項１に記載の方法。
5. 前記架橋性モノマーが、前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準として２５重量％〜７５重量％の量で存在し、前記正に帯電したイオン性モノマーが、前記モノマー混合物中の前記モノマーの全重量を基準として２５重量％〜７５重量％の量で存在する、請求項１に記載の方法。
6. 前記正に帯電したイオン性モノマーが、式ＩＩ
   

   

   （式中、
   Ｒ⁴は、水素又はメチルであり、
   Ｌは、オキシ又は−ＮＨ−であり、
   Ｙは、アルキレンであり及び
   各Ｒ⁵は、独立して水素、アルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキルであり、又は２個のＲ⁵基が、それらが結合される窒素原子と共に部分的に不飽和若しくは飽和の芳香族である複素環式基を形成し、前記複素環式基が、所望により部分的に不飽和若しくは飽和の芳香族である第二環に結合されてもよい）又はその第四級アンモニウム塩である、請求項１に記載の方法。
7. Ｒ²が、エチレン又はプロピレンである、請求項１に記載の方法。
8. Ｒ¹がヒドロキシであり、Ｒ³が水素である又はＲ¹がヒドロキシであり、Ｒ³がアルキルである、請求項１に記載の方法。
9. 前記ポロゲンが、１，０００ｇ／モル以下の分子量を有するポリエチレンオキシドを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記ポリエチレンオキシドが、ヒドロキシ末端基を有する、請求項９に記載の方法。
11. 前記ポロゲンが、アルキレングリコールを含有する第一ポロゲンとポリアルキレンオキシドを含有する第二ポロゲンとの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記第一ポロゲンがエチレングリコールを含み及び前記第二ポロゲンがヒドロキシ末端基を有するポリエチレンオキシドを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記モノアルコールが、前記水相溶媒混合物の全重量を基準として少なくとも５０重量％の量で存在する、請求項１に記載の方法。
14. ａ）
    ｉ）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー、及び
    ｉｉ）正に帯電したイオン性モノマーを含有するモノマー混合物であって、
    前記モノマー混合物中の実質的に全ての前記モノマーが、２０以下の親油性指数を有する混合物と、
    ｂ）式Ｉ
    Ｒ¹−（Ｒ²−Ｏ）_n−Ｒ³ （Ｉ）
    （式中、
    Ｒ¹は、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、アシルオキシ又はハロであり、
    各Ｒ²は、独立して炭素数１〜４のアルキレンであり、
    Ｒ³は、水素、アルキル、カルボキシアルキル、アシル又はハロアルキルであり、
    ｎは、１〜１，０００の整数である）の水溶性ポロゲンと、
    ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物であって、前記モノアルコールが、前記水相溶媒混合物の全重量を基準として少なくとも２０重量％の量で存在する混合物とを含む水相組成物を形成する工程、
    前記水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程、
    前記モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程、及び
    前記粒子から前記ポロゲンを除去しマクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程、
    を含むマクロ孔質アニオン交換樹脂を調製する工程、
    前記マクロ孔質アニオン交換樹脂と負に帯電した物質とを接触させる工程、及び
    前記マクロ孔質アニオン交換樹脂上の負に帯電した物質の少なくとも一部を吸着する工程を含む、負に帯電した物質を分離又は精製する方法。
15. 前記正に帯電したイオン性モノマーが、式ＩＩ
    

    

    （式中、
    Ｒ⁴は、水素又はメチルであり、
    Ｌは、オキシ又は−ＮＨ−であり、
    Ｙは、アルキレンであり及び
    各Ｒ⁵は、独立して水素、アルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキルであり、又は２個のＲ⁵基が、それらが結合される窒素原子と共に部分的に不飽和若しくは飽和の芳香族である複素環式基を形成し、前記複素環式基が、所望により部分的に不飽和若しくは飽和の芳香族である第二環に結合されてもよい）又は、その第四級アンモニウム塩である、請求項１４に記載の方法。
16. 前記負に帯電した物質が、生物分子である、請求項１４に記載の方法。
17. 前記生物分子が、タンパク質である、請求項１６に記載の方法。
18. ａ）
    ｉ）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー、及び
    ｉｉ）正に帯電したイオン性モノマーを含有するモノマー混合物であって、
    前記モノマー混合物中の実質的に全ての前記モノマーが、２０以下の親油性指数を有する混合物と、
    ｂ）式Ｉ
    Ｒ¹−（Ｒ²−Ｏ）_n−Ｒ³ （Ｉ）
    （式中、
    Ｒ¹は、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、アシルオキシ又はハロであり、
    各Ｒ²は、独立して炭素数１〜４のアルキレンであり、
    Ｒ³は、水素、アルキル、カルボキシアルキル、アシル又はハロアルキルであり、
    ｎは、１〜１，０００の整数である）の水溶性ポロゲンと、
    ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物であって、前記モノアルコールが、前記水相溶媒混合物の全重量を基準として少なくとも２０重量％の量で存在する混合物とを含む水相組成物を形成する工程、
    前記水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程、
    前記モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程、
    前記粒子から前記ポロゲンを除去しマクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程、
    を含むマクロ孔質アニオン交換樹脂を調製する工程、
    及び
    前記マクロ孔質アニオン交換樹脂をカラム内に定置する工程を含む、クロマトグラフィーカラムを調製する方法。
19. ａ）
    ｉ）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー、及び
    ｉｉ）正に帯電したイオン性モノマーを含有するモノマー混合物であって、
    前記モノマー混合物中の実質的に全ての前記モノマーが、２０以下の親油性指数を有する混合物と、
    ｂ）式Ｉ
    Ｒ¹−（Ｒ²−Ｏ）_n−Ｒ³ （Ｉ）
    （式中、
    Ｒ¹は、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、アシルオキシ又はハロであり、
    各Ｒ²は、独立して炭素数１〜４のアルキレンであり、
    Ｒ³は、水素、アルキル、カルボキシアルキル、アシル又はハロアルキルであり、
    ｎは、１〜１，０００の整数である）の水溶性ポロゲンと、
    ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物であって、前記モノアルコールが、前記水相溶媒混合物の全重量を基準として少なくとも２０重量％の量で存在する混合物とを含む水相組成物を形成する工程、
    前記水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程、
    前記モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程、
    前記粒子から前記ポロゲンを除去しマクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程、
    を含むマクロ孔質アニオン交換樹脂を調製する工程、
    及び
    前記マクロ孔質アニオン交換樹脂を濾過材の表面に配置する工程を含む、濾過エレメントを調製する方法。
20. ａ）
    ｉ）Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド又はそれらの組み合わせを含有する架橋性モノマー、及び
    ｉｉ）正に帯電したイオン性モノマーを含有するモノマー混合物であって、
    前記モノマー混合物中の実質的に全ての前記モノマーが、２０以下の親油性指数を有する混合物と、
    ｂ）式Ｉ
    Ｒ¹−（Ｒ²−Ｏ）_n−Ｒ³ （Ｉ）
    （式中、
    Ｒ¹は、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、アシルオキシ又はハロであり、
    各Ｒ²は、独立して炭素数１〜４のアルキレンであり、
    Ｒ³は、水素、アルキル、カルボキシアルキル、アシル又はハロアルキルであり、
    ｎは、１〜１，０００の整数である）の水溶性ポロゲンと、
    ｃ）水及び炭素数１〜４のモノアルコールを含む水相溶媒混合物であって、前記モノアルコールが、前記水相溶媒混合物の全重量を基準として少なくとも２０重量％の量で存在する混合物とを含む水相組成物を形成する工程、
    前記水相組成物を非極性有機溶媒中に懸濁する工程、
    前記モノマー混合物を重合し高分子物質の粒子を形成する工程、
    前記粒子から前記ポロゲンを除去しマクロ孔質アニオン交換樹脂を形成する工程、
    を含むマクロ孔質アニオン交換樹脂を調製する工程、
    及び
    前記マクロ孔質アニオン交換樹脂を連続多孔質マトリックスに組込む工程を含む、多孔質複合材料を作製する方法。

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