JP2010500919A - Solid support - Google Patents

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Abstract

ビーズがビーズ中の孔及び孔内に配置されたポリマーを有するポリマー含浸ビーズを含む固体支持体が記載される。その支持体は特にペプチドの、固相合成、及び分子、特に酵素の固定だけでなく、或る範囲の更なる適用に有益である。  A solid support is described that includes a polymer-impregnated bead having beads in the beads and a polymer disposed in the pores. The support is particularly useful for a range of further applications, as well as solid phase synthesis of peptides, and immobilization of molecules, especially enzymes.

Description

本発明はポリマーを含む固体支持体、支持体の調製方法及び固相方法における支持体の使用に関する。支持体は基質との相互作用が必要とされる広範囲の物理的方法及び化学的方法、例えば、固相有機合成、固相抽出、固相試薬、種の固定、細胞培養、触媒作用、クロマトグラフィー及び医療診断に有益である。   The present invention relates to a solid support comprising a polymer, a method for preparing a support and the use of the support in a solid phase method. Supports can be used in a wide range of physical and chemical methods that require interaction with the substrate, such as solid phase organic synthesis, solid phase extraction, solid phase reagents, species fixation, cell culture, catalysis, chromatography And useful for medical diagnosis.

固相合成方法に有益な固体支持体材料が知られている。広範囲の物理的方法及び化学的方法(例えば、有機分子、特にペプチド及びオリゴヌクレオチドの合成、種の固定、触媒作用における支持体、イオン交換、材料からの種の抽出及びクロマトグラフィーを含む)が固体支持体材料を使用する。
多段階の有機分子の合成は典型的には夫々の段階で生成された、中間体をその後の段階(中間体が供給原料として利用される)に進行する前に、分離するための多くの単離工程を伴なう。これらの方法は時間を浪費し、高価であるかもしれず、また収率に関して有効ではないかもしれない。中間体は過剰の試薬及び反応副生物を除去するための精製をしばしば必要とし、操作、例えば、沈殿、濾過、2相溶媒抽出、固相抽出、結晶化及びクロマトグラフィーが使用されるかもしれない。
固相合成は液相合成に対し幾つかの利点を与える。例えば、液相合成に使用される単離操作は標的分子を固体支持体に可逆的に結合することにより或る程度回避されるかもしれない。過剰の試薬及び副生物の一部は濾過及び固体支持体の洗浄により除去し得る。標的分子は幾つかの方法で高収率又は更には実質的に定量的な収率で回収し得る。液相合成における高収率の回収はしばしば困難である。加えて、固体支持体に関する操作を行なうのに必要とされる時間は典型的には液相合成における匹敵する段階を行なうのに必要とされる時間よりも極めて少ない。
或る範囲の方法における種の固定がまた知られている。例えば、ポリマー支持体が伝統的な有機化学(化学触媒作用及びバイオ触媒作用を含む)における使用のための触媒の固定のために普通に使用される。固定化酵素が広範囲の方法(有機化学反応を含む)に、又はキラル分割、例えば、二級アルコールの分割のための固定化ペニシリンアミダーゼの使用(E. Baldaroら, Tet. Asym. 4, 1031, (1993))のために使用されてもよく、また固定化ペニシリンGアミダーゼがアモキシシリンの製造におけるベンジルペニシリンの加水分解のために使用されている(Carleysmith, S.W.及びLilly, M.D., Biotechnol. Bioeng., 21, 1057-73, 1979)。
Solid support materials useful for solid phase synthesis methods are known. A wide range of physical and chemical methods (including synthesis of organic molecules, especially peptides and oligonucleotides, species immobilization, supports in catalysis, ion exchange, species extraction from materials and chromatography) are solid Support material is used.
The synthesis of multi-stage organic molecules is typically produced in each stage, and many intermediates for separating the intermediate before proceeding to the subsequent stage (the intermediate is utilized as a feedstock). It involves a separation process. These methods may be time consuming and expensive, and may not be effective with respect to yield. Intermediates often require purification to remove excess reagents and reaction byproducts, and operations such as precipitation, filtration, two-phase solvent extraction, solid phase extraction, crystallization and chromatography may be used. .
Solid phase synthesis offers several advantages over liquid phase synthesis. For example, the isolation procedure used for liquid phase synthesis may be avoided to some extent by reversibly binding the target molecule to a solid support. Excess reagents and some of the by-products can be removed by filtration and washing the solid support. The target molecule can be recovered in several ways in high yield or even in substantially quantitative yield. High yield recovery in liquid phase synthesis is often difficult. In addition, the time required to perform operations on solid supports is typically much less than the time required to perform comparable steps in liquid phase synthesis.
Species fixation in a range of methods is also known. For example, polymer supports are commonly used for catalyst immobilization for use in traditional organic chemistry (including chemical catalysis and biocatalysis). The immobilized enzyme can be used in a wide range of methods (including organic chemistry) or chiral resolution, eg, the use of immobilized penicillin amidase for resolution of secondary alcohols (E. Baldaro et al., Tet. Asym. 4, 1031, (1993)) and immobilized penicillin G amidase has been used for hydrolysis of benzylpenicillin in the manufacture of amoxicillin (Carleysmith, SW and Lilly, MD, Biotechnol. Bioeng., 21, 1057-73, 1979).

固体支持体、例えば、ポリマービーズはまた医療適用及び診断適用のために生物学的巨大分子を固定するのに使用されてもよい。この適用の例として、タンパク質、モノクローナル抗体及びポリクローナル抗体の固定が挙げられる。細胞培養は特定の表面特性及び形態を有する固体支持体で普通行なわれる。固定化酵素はシグナルを発生するためのセンサー、例えば、グルコースオキシダーゼ/ペルオキシダーゼ結合酵素系(これはグルコースの存在下で過酸化水素を発生し、これは順に着色された、蛍光又は発光シグナルを与えるための多種の基質の酸化のためのペルオキシダーゼの基質である)によるグルコースの検出として使用されてもよい。
種々の蛍光体(その蛍光は特定のカチオン又はアニオンに感受性である)はpH測定のための水素イオンを含む特定のイオンの濃度を示すためにポリマービーズに固定されてもよい。
ポリマー粒子は固体支持体が静止相と称されるクロマトグラフィーにしばしば使用される。クロマトグラフィーの或る様式では、静止相のコストが高く、使用を制限するかもしれない。静止相の物理的性質は或る適用では完全有効性を得るのに適しないかもしれない。例えば、軟質ポリマーがアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー及びゲル透過クロマトグラフィーにしばしば使用されるが、粒子の変形し得る性質のために高流量では有効に使用されないかもしれない。クロマトグラフィーのその他の様式に使用される硬質マクロ細孔のポリマーはしばしば機械的にもろいかもしれず、その後に短い寿命を問題としている。
Solid supports such as polymer beads may also be used to immobilize biological macromolecules for medical and diagnostic applications. Examples of this application include the immobilization of proteins, monoclonal antibodies and polyclonal antibodies. Cell culture is usually performed on solid supports having specific surface characteristics and morphology. The immobilized enzyme is a sensor for generating a signal, such as a glucose oxidase / peroxidase coupled enzyme system (which generates hydrogen peroxide in the presence of glucose, which in turn gives a colored, fluorescent or luminescent signal. It may be used as a detection of glucose by a peroxidase substrate for the oxidation of a wide variety of substrates.
Various phosphors, whose fluorescence is sensitive to specific cations or anions, may be immobilized on polymer beads to indicate the concentration of specific ions, including hydrogen ions for pH measurement.
Polymer particles are often used in chromatography where the solid support is referred to as the stationary phase. In some forms of chromatography, the stationary phase is expensive and may limit its use. The physical properties of the stationary phase may not be suitable for obtaining full effectiveness in certain applications. For example, soft polymers are often used for affinity chromatography, ion exchange chromatography and gel permeation chromatography, but may not be used effectively at high flow rates due to the deformable nature of the particles. Rigid macroporous polymers used in other modes of chromatography are often mechanically fragile and are subsequently problematic for short lifetimes.

クロマトグラフィー分離における固体支持体又は静止相の適用(例えば、分取クロマトグラフィーを使用する高価な製品の精製のために医薬工業及びバイオテクノロジー工業で使用される複雑な高技術分離及び鉱業で使用される大規模分離を含む)は非常に広範囲にわたる。触媒コンバーター及びその他の工業方法における重要な成分である、世界のパラジウムの大部分が固定化クラウンエーテルを使用して精製し得る(Traczyk, F.P.; Bruening, R.L.; Izatt, N.E.“水溶液からの金属イオンの除去及び回収のための分子認識技術(MRT)の適用”; In Fortschritte in der Hydrometallurgie; 1998, Vortrage beim 34. Metallurgischen Seminar des Fachausschusses fuer Metallurgische Aus-und Weiterbildung der GDMB; 18-20 November 1998; Goslar)。
固相抽出及び固相試薬の調製におけるポリマー粒子の使用がまた化学工業、医薬工業及びバイオテクノロジー工業で知られている。
既知の固相支持体は一般に適用に適した特別なサイズ及び物理的性質のポリマー粒子を含む。使用の容易さのために、これらのポリマー粒子はしばしば球形であり、かつ特定の粒子サイズ分布を有する。粒子の球形の性質がポリマーの流動特性及び濾過特性を改良する。固体支持体の使用は操作上の利点を有するが、固相アプローチに不利がある。例えば、ペプチド及びオリゴヌクレオチドの固相合成に普通使用される市販の支持体は高価であるかもしれない。ポリマー粒子は典型的にはモノマーの溶液が重合の開始の前に不混和性溶媒(連続相)中に分散される分散又は乳化重合方法によりつくられてもよい。生成されたポリマー粒子は典型的にはその後に濾過され、洗浄され、分類される。これらの方法は連続相へのモノマー損失、或る範囲の粒子サイズの発生及び重合中の微細な粒子の発生を含む幾つかの点で不利である。連続相へのモノマーの損失は原料コスト及び環境上のコストの両方に関して有効ではないかもしれない。特別な適用に必要とされる粒子サイズを分離するためのポリマー粒子の分類は労力を要し、かつ複雑なプロセスであるかもしれず、典型的には篩分け及び(又は)空気分級(これらは収率の損失をもたらし得る)を伴なう。“微細な”粒子が通常生成される。これらの微粉はポリマービーズの分離に問題であるかもしれず、また付加的な加工、例えば、それらの除去のための沈降及びデカントを必要とするかもしれない。
製造の望ましくないコスト及び調製中の廃物に加えて、或る種の欠点が既知のポリマー粒子の物理的性質により生じるかもしれない。微孔性ポリマー及びマクロ細孔ポリマーが一般に使用され、それらの製造が高価かつ複雑であるかもしれない。
微孔性ポリマーは比較的低いレベルの架橋剤(これはポリマー粒子が好適な溶媒中で溶媒和し、従って膨潤することを可能にする)を有する。しかしながら、微孔性ポリマー粒子は一般に軟質であり、一般に充填されたカラム床中の高い流量における使用に適さない。加えて、軟質ポリマーは望ましくない程に圧縮されるかもしれず、例えば、濾過中に汚損を生じ、使用されるシンター又はメッシュへの圧縮貫入をしばしばもたらす。
マクロ細孔ポリマーはポリマーマトリックス中に高レベルの架橋剤を有し、大きい孔を含む。これらのポリマー粒子は一般に硬質であり、かつ充填カラム中で良好な流動特性を有する。硬質マクロ細孔粒子及びマクロ網状粒子は充填カラム床中の高流量に一層適している。しかしながら、硬質の性質のために、粒子が脆く、物理的応力下で構造的に破損するかもしれない。
Application of solid supports or stationary phases in chromatographic separations (eg used in complex high technology separation and mining industries used in the pharmaceutical and biotechnology industries for the purification of expensive products using preparative chromatography) (Including large-scale separations) are very extensive. Most of the world's palladium, an important component in catalytic converters and other industrial processes, can be purified using immobilized crown ethers (Traczyk, FP; Bruening, RL; Izatt, NE “metal ions from aqueous solutions. Application of molecular recognition technology (MRT) for removal and recovery of wastes ”; In Fortschritte in der Hydrometallurgie; 1998, Vortrage beim 34. Metallurgischen Seminar des Fachausschusses fuer Metallurgische Aus-und Weiterbildung der GDMB; 18-20 November 1998; Goslar) .
The use of polymer particles in solid phase extraction and preparation of solid phase reagents is also known in the chemical, pharmaceutical and biotechnology industries.
Known solid phase supports generally comprise polymer particles of special size and physical properties suitable for application. For ease of use, these polymer particles are often spherical and have a specific particle size distribution. The spherical nature of the particles improves the flow and filtration characteristics of the polymer. The use of a solid support has operational advantages but is disadvantageous for the solid phase approach. For example, commercially available supports commonly used for solid phase synthesis of peptides and oligonucleotides may be expensive. The polymer particles may typically be made by a dispersion or emulsion polymerization process in which a solution of monomers is dispersed in an immiscible solvent (continuous phase) prior to initiation of polymerization. The produced polymer particles are typically subsequently filtered, washed and classified. These methods are disadvantageous in several respects including monomer loss to the continuous phase, generation of a range of particle sizes and generation of fine particles during polymerization. Monomer loss to the continuous phase may not be effective in terms of both raw material costs and environmental costs. Classification of polymer particles to separate the particle sizes required for a particular application can be labor intensive and complex processes, typically sieving and / or air classification (these are With a loss of rate). “Fine” particles are usually produced. These fines may be problematic for the separation of the polymer beads and may require additional processing, such as sedimentation and decanting for their removal.
In addition to the undesirable cost of manufacture and the waste during preparation, certain disadvantages may arise due to the physical properties of known polymer particles. Microporous and macroporous polymers are commonly used and their production may be expensive and complex.
Microporous polymers have a relatively low level of cross-linking agent, which allows the polymer particles to solvate and thus swell in a suitable solvent. However, microporous polymer particles are generally soft and generally not suitable for use at high flow rates in packed column beds. In addition, soft polymers may be compressed undesirably, for example, causing fouling during filtration, often resulting in compression penetration into the used sinter or mesh.
Macroporous polymers have a high level of crosslinker in the polymer matrix and contain large pores. These polymer particles are generally hard and have good flow properties in packed columns. Hard macropore particles and macroreticular particles are more suitable for high flow rates in packed column beds. However, due to the hard nature, the particles are brittle and may structurally break under physical stress.

製造のコスト、廃物、支持体の物理的保全性及び不十分な製品性能と関連する課題がポリマー支持体の容器として有効に使用される孔を有する予備形成された固体ビードを提供することにより軽減されるかもしれない。   Reducing the costs associated with manufacturing costs, waste, physical integrity of the support and poor product performance by providing a preformed solid bead with pores that can be used effectively as a container for polymer supports May be.

第一の局面において、本発明はビーズがビーズ中の、好ましくはビーズを貫通する一つ以上の孔及びその一つ以上の孔内に配置されたポリマーを有することを特徴とするポリマー含浸ビーズを含む固体支持体を提供する。   In a first aspect, the present invention provides a polymer-impregnated bead characterized in that the bead has one or more holes in the bead, preferably penetrating the bead and a polymer disposed in the one or more holes. A solid support is provided.

本発明の固体支持体の例示実施態様を平面図、側面図及び断面図で示す。Illustrative embodiments of the solid support of the present invention are shown in plan, side and cross-sectional views. ポリマープラグ3が一般に円筒形である支持体を示す。1 shows a support in which the polymer plug 3 is generally cylindrical. ポリマープラグ4が一般に円筒形であり、かつビーズ1が管形である支持体を示す。1 shows a support in which the polymer plug 4 is generally cylindrical and the beads 1 are tubular. ビーズ1中にふくれた形状の孔2を有する本発明の固体支持体を示す。2 shows a solid support of the present invention having a bulging shaped hole 2 in a bead 1. エッチングされたガラスビーズを示す。Etched glass beads are shown. エッチングされたガラスビーズを示す。Etched glass beads are shown. ビーズの孔中にポリマープラグを有する15/0のエッチングされたガラスビーズを示す。Figure 5 shows 15/0 etched glass beads with polymer plugs in the bead holes. ビーズの孔中にポリマープラグを有する15/0のガラスビーズのグループを示す。A group of 15/0 glass beads with polymer plugs in the pores of the beads is shown. ビーズの孔をライニングするニンヒドリンで染色されたポリマーのリングを有する15/0のエッチングされたガラスビーズを示す。Figure 5 shows 15/0 etched glass beads with ninhydrin dyed polymer rings lining the pores of the beads.

本明細書に使用される“ポリマー”という用語は無機ポリマー(その中で、シリカが一例であろう)及び有機ポリマー(その中で、ポリスチレンが一例であろう)を含む。
有利には、ビーズが硬質であり、機械的に丈夫であり、また充填カラム床中で高流量で利用し得る。ビーズはまた容易にバッチ様式の操作で濾過して迅速な加工を可能にする。
ビーズは不活性材料を含むことが好適である。不活性材料はガラス、セラミック、ポリマー、金属、例えば、鋼、木材及びその他の天然材料から選ばれることが好適である。好ましい実施態様において、ビーズはガラスから予備形成される。装身具工業で普通使用されるガラス種ビーズがこの適用に特に有益である。それらは大規模で製造され、コストがかからず、しかも有益な寸法及び構造保全性の支持体を与える。
ビーズは球形、ほぼ球形又は楕円形であることが好適である。ビーズの球形の性質は多くの適用で有利であり、例えば、カラム中の充填を促進し、また濾過中に床にわたって流動特性を改良する。しかしながら、不規則な形状、卵形及びその他の形状のビーズが使用されてもよい。
別の実施態様において、管材料の短い片が使用されてもよい。
本発明はあらゆるサイズのビーズを使用してもよいが、ビーズ中の孔中のポリマープラグが大きい程、ポリマーへの物質の拡散が有効ではない。ビーズ中の孔はビーズ中の孔の軸に垂直の寸法で好ましくは2mm未満、特に1mm未満、更に好ましくは0.01〜0.75mm、0.01〜0.5mm、特に0.05〜0.5mmの直径を有する。ビーズが小さい程、物質が結合又は吸収されているポリマー内の拡散が良好であり、そしてまたビーズ間の充填が緊密である。
ビーズは直径が好適には2mm以下、好ましくは1.5mm以下、望ましくは1.2mm以下である。ビーズは直径が好ましくは少なくとも0.01mm、望ましくは少なくとも0.05mmである。好ましい実施態様において、ビーズは直径が0.1〜1.2mm、更に好ましくは0.1〜1.0mm、望ましくは0.3〜0.8mmである。一般に、ビーズは機能の面からできるだけ小さい直径であることが好ましいが、これは一層小さいビーズを製造することの経済性とバランスされるべきである。最適には、ビーズは0.4〜0.7mmの直径を有する。
The term “polymer” as used herein includes inorganic polymers (of which silica will be an example) and organic polymers (of which polystyrene will be an example).
Advantageously, the beads are rigid, mechanically strong and can be utilized at high flow rates in a packed column bed. The beads are also easily filtered in a batch mode operation to allow rapid processing.
Suitably the beads comprise an inert material. The inert material is preferably selected from glass, ceramics, polymers, metals such as steel, wood and other natural materials. In a preferred embodiment, the beads are preformed from glass. Glass seed beads commonly used in the jewelry industry are particularly beneficial for this application. They are manufactured on a large scale, are inexpensive and provide a useful dimensional and structural integrity support.
The beads are preferably spherical, approximately spherical or elliptical. The spherical nature of the beads is advantageous in many applications, such as facilitating packing in the column and improving flow characteristics across the bed during filtration. However, irregularly shaped, oval and other shaped beads may be used.
In another embodiment, a short piece of tubing may be used.
The present invention may use beads of any size, but the larger the polymer plug in the pores in the bead, the less effective the diffusion of the material into the polymer. The pores in the beads have a diameter perpendicular to the axis of the holes in the beads, preferably less than 2 mm, in particular less than 1 mm, more preferably from 0.01 to 0.75 mm, from 0.01 to 0.5 mm, in particular from 0.05 to 0.5 mm. The smaller the beads, the better the diffusion in the polymer to which the material is bound or absorbed, and the closer the packing between the beads.
The diameter of the beads is suitably 2 mm or less, preferably 1.5 mm or less, desirably 1.2 mm or less. The beads are preferably at least 0.01 mm in diameter and desirably at least 0.05 mm. In a preferred embodiment, the beads have a diameter of 0.1 to 1.2 mm, more preferably 0.1 to 1.0 mm, desirably 0.3 to 0.8 mm. In general, the beads are preferably as small as possible in terms of function, but this should be balanced with the economics of producing smaller beads. Optimally, the beads have a diameter of 0.4 to 0.7 mm.

本発明はビーズが好ましくは単一の孔を含み、更にその孔が典型的には多孔性材料と関連する寸法よりも大きい寸法のものである点で多孔性支持体から区別される。固体支持体は孔内にポリマーの単一プラグ又は塊を含むことが好適である。ビーズは多孔性であってもよいが、それはまた存在し得る細孔に加えて孔を有することが必要である。孔は好適にはダンベル形又はふくらんでおり(中央で一層広い)、これが孔中のポリマーの物理的保持を助け、又は孔は円筒形であってもよい。
好ましい実施態様において、ビーズの孔がポリマーでライニングされ、その結果、基質がポリマーライニングを有するビーズを通過し得る。これは接触のための一層接近可能な表面積を与え、ビーズ中の基質の流れを改良し得る。
好適なビーズは、例えば、ミユキビーズ及びトーホービーズから商業上得られてもよく、又はキャピラリー管材料を短い片に切断し、次いでこれらをガラスが融解する点より丁度下の温度に加熱することによりつくられてもよい。この温度で、キャピラリー管材料の小片が元に収縮してビーズを形成する。
典型的には、11/0及び15/0のサイズのガラス種ビーズが容易に入手し得る。例えば、15/0サイズのビーズは孔の方向に約1.15mmの寸法であり、約1.55mmの幅である。
ポリマーはビーズの孔中に生成されることが好適である。ポリマーは直接又は間接にビーズに共有結合されてもよい。ビーズが活性部位を有する材料からつくられ、例えば、木材がセルロース材料中にヒドロキシル基を与える場合、そのポリマーは直接に結合されてもよい。ビーズが一層不活性の材料、例えば、ガラスからつくられる場合、ビーズを処理してポリマーが結合し得る活性部位を与えることが望ましいかもしれない。ビーズがガラスを含む場合、それはエッチング剤、好ましくはフッ化物エッチング溶液、例えば、フッ化水素溶液及び二フッ化アンモニウム溶液で処理されて誘導体との反応に適した表面を与えることが好適である。
The present invention is distinguished from a porous support in that the bead preferably comprises a single pore, and that the pore is typically of a size larger than that associated with the porous material. The solid support preferably comprises a single plug or mass of polymer within the pores. The beads may be porous, but it is also necessary to have pores in addition to the pores that may be present. The holes are preferably dumbbell-shaped or puffy (wider in the center), which helps physical retention of the polymer in the holes, or the holes may be cylindrical.
In a preferred embodiment, the pores of the beads are lined with a polymer so that the substrate can pass through the beads with the polymer lining. This can provide a more accessible surface area for contact and improve the flow of the substrate in the beads.
Suitable beads may be obtained commercially, for example from Miyuki beads and Toho beads, or by cutting the capillary tube material into short pieces and then heating them to a temperature just below the point at which the glass melts. It may be made. At this temperature, a small piece of capillary tube material shrinks to form beads.
Typically, glass seed beads of 11/0 and 15/0 sizes are readily available. For example, a 15/0 sized bead is approximately 1.15 mm in size in the direction of the hole and approximately 1.55 mm wide.
Suitably the polymer is produced in the pores of the beads. The polymer may be covalently bound to the beads directly or indirectly. The beads may be made from a material having an active site, for example if the wood provides hydroxyl groups in the cellulosic material, the polymer may be bound directly. If the beads are made from a more inert material, such as glass, it may be desirable to treat the beads to provide an active site to which the polymer can bind. If the bead comprises glass, it is preferably treated with an etchant, preferably a fluoride etch solution, such as a hydrogen fluoride solution and an ammonium difluoride solution, to provide a surface suitable for reaction with the derivative.

ビーズが誘導体化されてポリマーとの反応のための活性部位を与えることが望ましい。ガラス表面を誘導体化するための既知の材料及び方法が使用されてもよい。特に好ましい実施態様において、誘導体はシランを含み、ポリマーに結合するための活性部位を含む。活性部位はビニル基であることが好ましい。
シラン基は式-(O)nSi[(CH2)p[Z]qCR=CR2](4-n)(式中、nは1から3までであり、pは0から6までであり、Rは独立にH又はアルキルであり、qは0又は1であり、かつZは2価の結合基である)の基であることが好適である。
Zが式-(CH2)rNRC(O)-(式中、rは1から6までである)の基であることが好ましい。
特に好ましい実施態様において、支持体がそれに結合されたシラン基を有するガラスビーズを含み、そのシラン基が-O3SiCH=CH2及び-O3Si(CH2)3NHCOCH=CH2から選ばれる。-O3SiCH=CH2基はトリエトキシビニルシランから誘導されることが好ましい。-O3Si(CH2)3NHCOCH=CH2基はアミノプロピルトリメトキシシランから誘導されることが好ましく、これがガラスと反応させられ、次いでそのアミン基がアクリロイルクロリドと反応させられる。
ポリマーは所望の適用に従ってあらゆる好適な材料であってもよい。好ましい実施態様において、ポリマーは有機ポリマーであり、ポリマー樹脂、ポリアクリルアミド、ポリスチレン、セルロース、ポリジメチルアクリルアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリ尿素、ポリアクリロイルモルホリン及びポリベータヒドロキシエステル、ポリハイプ、ポリアルキレングリコール、例えば、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール並びに多糖、例えば、アガロースから選ばれる。
ポリマーは無機ポリマーであってもよく、好適にはアルミナ、シリカ及びその他の金属酸化物から選ばれる。
It is desirable for the beads to be derivatized to provide an active site for reaction with the polymer. Known materials and methods for derivatizing the glass surface may be used. In a particularly preferred embodiment, the derivative comprises a silane and an active site for attachment to the polymer. The active site is preferably a vinyl group.
Silane group has the formula - (O) n Si [( CH 2) p [Z] q CR = CR 2] (4-n) ( wherein, n is from 1 to 3, p is 0 to 6 And R is independently H or alkyl, q is 0 or 1, and Z is a divalent linking group.
Z is preferably a group of the formula — (CH 2 ) r NRC (O) —, where r is from 1 to 6.
In a particularly preferred embodiment, the support comprises glass beads with bound silane groups thereto, the silane group is selected from -O 3 SiCH = CH 2 and -O 3 Si (CH 2) 3 NHCOCH = CH 2 . The —O 3 SiCH═CH 2 group is preferably derived from triethoxyvinylsilane. The —O 3 Si (CH 2 ) 3 NHCOCH═CH 2 group is preferably derived from aminopropyltrimethoxysilane, which is reacted with glass, and then its amine group is reacted with acryloyl chloride.
The polymer may be any suitable material according to the desired application. In a preferred embodiment, the polymer is an organic polymer and is a polymer resin, polyacrylamide, polystyrene, cellulose, polydimethylacrylamide, polymethyl methacrylate, polyurea, polyacryloylmorpholine and polybetahydroxyester, polyhype, polyalkylene glycol, such as Selected from polyethylene glycols and polypropylene glycols and polysaccharides such as agarose.
The polymer may be an inorganic polymer and is preferably selected from alumina, silica and other metal oxides.

ポリマーは更に反応させられて所定の適用のための特別な機能性を得てもよい。好適には、ポリマーが少なくとも二つの官能基を有する化合物と反応させられ、一つの官能基はポリマーと反応するためであり、その他の官能基は所望の適用における使用のための自由な機能性を与えるためである。好ましい実施態様において、ポリマー、例えば、N-アクリロイルサルコシンメチルエステルとのポリジメチルアクリルアミドコポリマー及びポリアクリロイルモルホリンコポリマーが、ジアミン化合物、例えば、エチレンジアミンと反応させられる。例えば、アミン官能化支持体はペプチド合成、オリゴヌクレオチド合成及び固相有機化学における使用に適している。
アミン官能化支持体は、例えば、所望によりコハク酸を使用してカルボン酸への変換により更に官能化されてもよい。例として、アミン官能化支持体がタンパク質、例えば、プロテインAを固定するための調製においてN-ヒドロキシスクシンイミド及び1-エチル-3-[3-ジメチルアミノプロピル]カルボジイミド塩酸塩で処理されてもよい。
更なる実施態様において、支持体がビーズ並びにビーズの孔内の、ポリマー及び付加的な材料を含む。付加的な材料の例として、不活性材料、例えば、高い吸収性を有する化学的に不活性な材料が挙げられる。特に好ましい不活性材料はポリハイプである。ポリハイプは多孔性かつ高度に吸収性である。この材料は物質が支持体により吸収される適用に特に好ましい。
本発明の固体支持体はまたポリマーにより支持された機能性材料を含んでもよい。好適な機能性材料の例として、触媒、有機合成、例えば、ペプチド合成のための開始剤種、医薬活性物質、農業化学活性物質、巨大分子、酵素、核酸配列及びタンパク質が挙げられる。
本発明は貴金属触媒、例えば、パラジウム触媒を支持するのに特に有益である。特別な有利な例は酢酸パラジウムである。好ましい実施態様において、酢酸パラジウムがポリ尿素で支持される。
The polymer may be further reacted to obtain special functionality for a given application. Preferably, the polymer is reacted with a compound having at least two functional groups, one functional group reacts with the polymer and the other functional group provides free functionality for use in the desired application. To give. In a preferred embodiment, polymers such as polydimethylacrylamide copolymer and polyacryloylmorpholine copolymer with N-acryloyl sarcosine methyl ester are reacted with a diamine compound such as ethylene diamine. For example, amine functionalized supports are suitable for use in peptide synthesis, oligonucleotide synthesis and solid phase organic chemistry.
The amine functionalized support may be further functionalized, for example, by conversion to a carboxylic acid, optionally using succinic acid. As an example, an amine functionalized support may be treated with N-hydroxysuccinimide and 1-ethyl-3- [3-dimethylaminopropyl] carbodiimide hydrochloride in preparation for immobilizing proteins such as protein A.
In a further embodiment, the support comprises a bead and a polymer and additional material within the bead's pores. Examples of additional materials include inert materials, such as chemically inert materials with high absorbency. A particularly preferred inert material is polyhype. Polyhype is porous and highly absorbent. This material is particularly preferred for applications where the substance is absorbed by the support.
The solid support of the present invention may also comprise a functional material supported by a polymer. Examples of suitable functional materials include catalysts, initiators for organic synthesis, eg peptide synthesis, pharmaceutically active substances, agrochemical active substances, macromolecules, enzymes, nucleic acid sequences and proteins.
The present invention is particularly useful for supporting noble metal catalysts such as palladium catalysts. A particularly advantageous example is palladium acetate. In a preferred embodiment, palladium acetate is supported with polyurea.

本発明の固体支持体は有効かつ比較的簡単な方法により製造されてもよい。本発明は、第二の局面において、孔をその中に有するビーズを用意する工程、ビーズをモノマー又はモノマーの溶液と接触させる工程、ポリマーを生成するようにモノマーの重合を行なう工程及び必要によりポリマーを含むビーズを更なる処理にかけてポリマーをビーズの表面から除去する工程を含むことを特徴とする、固体支持体材料の製造方法を提供する。
その重合は当業者に知られている方法により開始されることが好適である。例えば、モノマー又はモノマーの溶液を含むビーズがモノマー溶媒と不混和性である溶媒に添加され、加熱されて重合を行なう。モノマー溶液が水性である場合、溶媒が、例えば、ケロセンである。
ポリマーは通常の手段、例えば、加熱及び紫外線照射により乾燥又は硬化されてもよい。
好ましくは、ポリマーが一旦生成されると、ポリマーを含むビーズがポリマーをビーズの外表面から除去してビーズの一つ以上の孔に配置されたポリマーを残すように、例えば、ロールミル中で、物理的磨耗にかけられる。
好適には、ビーズが意図されるポリマー支持体の成分モノマー又は成分モノマーの溶液に暴露される際に、キャピラリー作用がこの溶液を一つ以上の孔中に保持し、ポリマーが重合の当業者に知られている既知の開始方法により生成される。
必要により、固体支持体材料の製造方法はビーズをモノマー又はモノマーの溶液と接触させる前にビーズの表面を処理して活性部位を与える工程を含んでもよい。
装身具及び織物トレードに使用されるガラスビーズが種ビーズとして普通知られている。種ビーズの使用はポリマープラグが好適にはダンベル形であり、又はふくれている点で特別な利点を有し、このようなものとして、ポリマーがその形状のために物理的に拘束されるであろう。ポリマープラグそれ自体は好適にはその形状のためにビーズの孔内に固定される。
The solid support of the present invention may be produced by an effective and relatively simple method. The present invention provides, in the second aspect, a step of preparing a bead having pores therein, a step of contacting the bead with a monomer or a solution of the monomer, a step of polymerizing the monomer to form a polymer, and optionally a polymer A method for producing a solid support material is provided, comprising the step of subjecting the beads comprising a further treatment to remove the polymer from the surface of the beads.
The polymerization is preferably initiated by methods known to those skilled in the art. For example, beads containing monomers or monomer solutions are added to a solvent that is immiscible with the monomer solvent and heated to effect polymerization. When the monomer solution is aqueous, the solvent is, for example, kerosene.
The polymer may be dried or cured by conventional means such as heating and UV irradiation.
Preferably, once the polymer is produced, the bead containing polymer is physically removed, for example, in a roll mill, so as to remove the polymer from the outer surface of the bead and leave the polymer disposed in one or more pores of the bead. Subject to mechanical wear.
Preferably, when the beads are exposed to a component monomer or component monomer solution of the intended polymer support, capillary action holds the solution in one or more pores and the polymer is It is generated by a known starting method that is known.
If desired, the method of manufacturing the solid support material may include a step of treating the surface of the bead to provide an active site prior to contacting the bead with the monomer or monomer solution.
Glass beads used in jewelry and textile trade are commonly known as seed beads. The use of seed beads has a particular advantage in that the polymer plug is preferably dumbbell shaped or blistered, and as such, the polymer is physically constrained due to its shape. Let's go. The polymer plug itself is preferably secured within the hole of the bead due to its shape.

好ましい場合には、ポリマープラグが重合中又は重合に続いて硬質ビーズに共有結合されてもよい。また、一種以上の成分モノマーが重合の開始前にビーズ表面に共有結合し得る。
ポリマーが物理的拘束のために孔中に拘束され、ビーズの表面に共有結合される場合、ポリマー-ビーズ組み合わせは特に丈夫である。
本発明の固体支持体は固体支持体が使用されるあらゆる化学方法又は物理方法に使用されてもよい。
別の実施態様において、本発明はビーズがビーズ中に孔を有し、かつ孔の壁がポリマーのリングをビーズの孔中に与えるようにポリマーの層を含む、ポリマー含浸ビーズを含む固体支持体を提供する。
プラグではなくポリマーのライニング又はリングを有する支持体が一層希薄なポリマー溶液を使用することによる以外はポリマーのプラグを有するものと同じ方法により製造し得る。ポリマー溶液の濃度を適応させることにより、ライニングの厚さが調節し得る。好ましい実施態様において、ライニングは少なくとも1ミクロンであり、望ましくは少なくとも5ミクロンの厚さであり、ビーズ中の孔のサイズと同じくらいに厚くて固体プラグではなくポリマーのリングが依然としてあることを確実にすることを可能にし得る。好適には、ライニングは100ミクロンまで、好ましくは50ミクロンまで、更に好ましくは20ミクロンまでの厚さである。特に好ましい範囲は1〜100ミクロン、5〜100ミクロン、及び5〜50ミクロンの厚さである。
例えば、1ミクロンから20ミクロンまでの厚さのポリマーのライニングを有する支持体が、細胞培養適用及び医療診断適用に特に有利である。
In preferred cases, the polymer plug may be covalently attached to the rigid beads during or subsequent to polymerization. Also, one or more component monomers can be covalently bonded to the bead surface prior to initiation of polymerization.
The polymer-bead combination is particularly robust when the polymer is constrained in the pores due to physical constraints and is covalently bonded to the surface of the bead.
The solid support of the present invention may be used in any chemical or physical method in which the solid support is used.
In another embodiment, the present invention provides a solid support comprising a polymer-impregnated bead, wherein the bead has pores in the bead and the pore walls include a layer of polymer such that a polymer ring is provided in the pores of the bead. I will provide a.
Supports with polymer linings or rings rather than plugs can be made by the same method as with polymer plugs, except by using a dilute polymer solution. By adapting the concentration of the polymer solution, the thickness of the lining can be adjusted. In a preferred embodiment, the lining is at least 1 micron and desirably at least 5 microns thick to ensure that it is as thick as the size of the holes in the beads and still has a polymer ring rather than a solid plug. It may be possible to do. Suitably, the lining is up to 100 microns, preferably up to 50 microns, more preferably up to 20 microns thick. Particularly preferred ranges are thicknesses of 1-100 microns, 5-100 microns, and 5-50 microns.
For example, a support having a polymer lining of thickness from 1 micron to 20 microns is particularly advantageous for cell culture and medical diagnostic applications.

固体支持体は有機種、特に巨大分子の固相合成に特に有益である。好ましい実施態様において、固体支持体はペプチド、オリゴヌクレオチド又はオリゴ糖の合成に使用されてもよい。ポリマー支持体としてのポリジメチルアクリルアミドがペプチドの合成に特に有利である。
本発明の固体支持体はまた支持体と接触させられる液(バッチ形態又は支持体上の流れとして)から種を除去するための固相抽出、例えば、イオン抽出及びイオン交換に有益である。
本発明の固体支持体は固相試薬、金属触媒及びその他の触媒、バイオ触媒、酵素、タンパク質、ポリクローナル抗体及びモノクローナル抗体を含む抗体、全細胞並びにポリマーを含む種を固定するのに特に有益である。本発明は、特にポリジメチルアクリルアミド及びその他の同様の親水性ポリマーと組み合わせて、酵素、例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ及びグルコースオキシダーゼを支持するのに特に有利である。
本発明はアフィニティークロマトグラフィー、例えば、プロテインAのアフィニティーリガンドの固定に特に有益である。アフィニティークロマトグラフィーは生物学的製品、例えば、バイオ医薬品の分離に主に使用される。アフィニティーリガンドは静止相に固定されることが好適である。このリガンドは支持体と接触させられる生物学的混合物の成分に特別なアフィニティーを有する。アフィニティーはあらゆる形態の相互作用、例えば、酵素と基質、受容体とリガンドそして抗原と抗体で見られるような特異的な生物学的相互作用に基づいてもよい。
好ましい実施態様において、アフィニティーリガンドはプロテインAを含み、免疫グロブリンと相互作用するのに使用される。プロテインAは幾つかの免疫グロブリン抗体のFc領域に結合し、多くのバイオ医薬品が免疫グロブリンをベースとする。
更なる実施態様において、本発明はビーズがビーズ中の孔及びその孔内に配置されたポリマーを含み、そのポリマーが固定化プロテインAを含むポリマー含浸ビーズを含む固体支持体を提供する。
当業界では、大きい分子、例えば、プロテインAを有する静止相は支持体がマクロ細孔樹脂又は低レベルの架橋を有する一層軟質の支持体である二つの形態で利用できる。マクロ細孔樹脂は低表面積続いて低ローディングを問題としている。一層軟質の支持体は低〜中間圧力クロマトグラフィーにおける使用に充分な剛性を与えるのに充分な架橋剤を用いて製造される。しかしながら、これらは依然として比較的高度に架橋され、生物学的巨大分子により容易に浸透し得ない。結果として、クロマトグラフィー分離で観察されるバンドは比較的広く、固定化リガンドの全てが接近し得るとは限らない。
Solid supports are particularly useful for solid phase synthesis of organic species, especially macromolecules. In a preferred embodiment, the solid support may be used for the synthesis of peptides, oligonucleotides or oligosaccharides. Polydimethylacrylamide as the polymer support is particularly advantageous for peptide synthesis.
The solid supports of the present invention are also useful for solid phase extraction, such as ion extraction and ion exchange, to remove species from the liquid contacted with the support (batch form or as a stream on the support).
The solid support of the present invention is particularly useful for immobilizing solid phase reagents, metal catalysts and other catalysts, biocatalysts, enzymes, proteins, antibodies including polyclonal and monoclonal antibodies, whole cells and species including polymers. . The present invention is particularly advantageous for supporting enzymes such as horseradish peroxidase and glucose oxidase, particularly in combination with polydimethylacrylamide and other similar hydrophilic polymers.
The present invention is particularly useful for affinity chromatography, eg, immobilization of protein A affinity ligands. Affinity chromatography is mainly used for the separation of biological products such as biopharmaceuticals. Suitably the affinity ligand is immobilized in the stationary phase. This ligand has a particular affinity for the component of the biological mixture that is contacted with the support. Affinity may be based on any form of interaction, such as specific biological interactions such as found with enzymes and substrates, receptors and ligands and antigens and antibodies.
In a preferred embodiment, the affinity ligand comprises protein A and is used to interact with immunoglobulin. Protein A binds to the Fc region of some immunoglobulin antibodies, and many biopharmaceuticals are based on immunoglobulins.
In a further embodiment, the present invention provides a solid support comprising beads impregnated with beads in the beads and a polymer disposed in the pores, the polymer comprising polymer-impregnated beads comprising immobilized protein A.
In the art, stationary phases with large molecules, such as protein A, are available in two forms where the support is a macroporous resin or a softer support with low levels of cross-linking. Macroporous resins have a low surface area followed by low loading. Softer supports are made with sufficient crosslinker to provide sufficient rigidity for use in low to intermediate pressure chromatography. However, they are still relatively highly cross-linked and cannot be easily penetrated by biological macromolecules. As a result, the bands observed with chromatographic separation are relatively wide and not all of the immobilized ligands are accessible.

有利には、本発明は極めて低いレベルの架橋を含む好適なポリマーの固定を可能にし、従ってポリマー中の全ての活性部位への改良された拡散及び接近を与える。
更に好ましい実施態様において、本発明はビーズがビーズ中に孔を有し、孔の壁がビーズの孔中にポリマーのリングを与えるようにポリマーの層を含み、そのポリマーが固定化プロテインAを含むポリマー含浸ビーズを含む固体支持体を提供する。
更なる実施態様において、固体支持体は細胞培養、特に幹細胞培養の分野で支持体として使用されてもよい。ブロック又は被覆プレートとしてのポリヒドロキシエステルが幹細胞の培養にしばしば使用される。これらの系では、細胞がしばしば回収し難く、またしばしば物理的応力によりポリマー表面から取りはずされる。この系では、細胞-ポリマー相互作用に対する物理的応力がケージ環境のために軽減され、即ち、ポリマーがビーズの外表面ではなくビーズ内にあり、更にポリマーがブロックポリマー又は被覆プレートと較べて一層使用できる物理的形態で提供される。
固体支持体は電気伝導ポリマー及び発光ポリマーを伴なう適用に使用されてもよい。発光ポリマーを含む固体支持体がディスプレーパネル上に配置されてもよい。
本発明の支持体は抗体、オリゴヌクレオチド、酵素又は蛍光体を含む種を固定するのに使用されてもよく、アレイ中に位置されてもよく、夫々の支持体が溶液の異なる成分をアッセイする。表面に結合されたポリマーに共有結合されたリガンドを有するビーズが“ウェル”として使用されてもよい。次いで抗原又は相補DNAもしくはRNA配列の如き標的リガンドの特異的結合が確立された方法を使用して検出し得る。
本発明の固体支持体はクロマトグラフィー分離、例えば、アフィニティークロマトグラフィー、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、通常の相クロマトグラフィー、キラルクロマトグラフィー及びゲル透過クロマトグラフィーのための静止相の調製に有益である。
Advantageously, the present invention allows for the immobilization of suitable polymers containing very low levels of cross-linking, thus providing improved diffusion and access to all active sites in the polymer.
In a further preferred embodiment, the present invention includes a layer of polymer such that the bead has pores in the bead and the walls of the pore provide a polymer ring in the pores of the bead, the polymer comprising immobilized protein A. A solid support comprising polymer-impregnated beads is provided.
In a further embodiment, the solid support may be used as a support in the field of cell culture, particularly stem cell culture. Polyhydroxyesters as blocks or coated plates are often used for stem cell culture. In these systems, cells are often difficult to recover and are often detached from the polymer surface by physical stress. In this system, the physical stress on the cell-polymer interaction is mitigated due to the cage environment, i.e. the polymer is in the bead, not the outer surface of the bead, and the polymer is more used compared to the block polymer or coated plate. Provided in a physical form that can.
Solid supports may be used in applications involving electrically conducting polymers and light emitting polymers. A solid support comprising a light emitting polymer may be disposed on the display panel.
The supports of the present invention may be used to immobilize species including antibodies, oligonucleotides, enzymes or fluorophores and may be located in an array, each support assaying a different component of the solution. . Beads with ligands covalently bound to the polymer bound to the surface may be used as “wells”. The specific binding of the target ligand, such as an antigen or complementary DNA or RNA sequence, can then be detected using established methods.
The solid support of the present invention is useful for the preparation of stationary phases for chromatographic separations such as affinity chromatography, ion exchange chromatography, reverse phase chromatography, conventional phase chromatography, chiral chromatography and gel permeation chromatography. It is.

更なる適用において、固体支持体は吸収剤として使用されてもよい。この適用では、支持体がビーズ(それらにポリマーが結合されている)に結合された不活性吸収材を含むことが特に有利である。ポリハイプが特に好ましい不活性材料である。固体支持体は家庭のこぼれた物、例えば、茶、コーヒー及びワインを吸収するのに使用されてもよく、又は大規模適用で、例えば、流出物から油を吸収するのに使用されてもよい。吸収剤支持体はこぼれた物を吸収するのに使用され、次いで物理的に除去されてもよく、又は水本体中の流出油の場合には、油を有効にトラップし、次いで水本体の底部に沈む。
本発明の固体支持体は時間の期間にわたって放出される化合物、例えば、医薬又は農業化学の化合物又は組成物を運ぶためのキャリヤーとして使用されてもよい。この使用は支持体中の化合物のローディングに従って化合物の用量レジームを調整する手段を与える。医薬品の場合、これは患者に、例えば、化学療法で周期的な大用量を服用するように要求するのではなく、例えば、連続の徐々の放出で活性物質の正確な用量を助ける点で有利であるかもしれない。
好ましい実施態様において、本発明はビーズがビーズ中の孔及びその孔内に配置され、更に医薬化合物又は組成物を含むポリマーを有するポリマー含浸ビーズを含む固体支持体を提供する。
本発明の固体支持体はポリマー支持体が現在使用されているあらゆる化学的、生物学的又は物理的固体方法に適用されてもよい。
本発明はイムノアッセイの如き医療診断試験に特に有益である。従って、更に本発明はポリマー含浸ビーズを含む固体支持体(そのビーズはビーズ中の孔及びその孔内に配置されたポリマー並びにサンプル中の化合物と選択的に反応又は結合するための支持体中のポリマーにより支持された、機能性材料、例えば、酵素、例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼを有する)を用意し、そしてそのサンプルを固体支持体と接触させる、サンプル中の化合物の存在を検出するための医療診断方法を提供する。
In further applications, the solid support may be used as an absorbent. In this application, it is particularly advantageous for the support to comprise an inert absorbent material bound to beads (to which a polymer is bound). Polyhype is a particularly preferred inert material. The solid support may be used to absorb household spills such as tea, coffee and wine, or may be used in large scale applications to absorb oil from spills, for example. . The absorbent support may be used to absorb spills and then physically removed or, in the case of spilled oil in the water body, effectively trap the oil and then the bottom of the water body Sink in.
The solid support of the present invention may be used as a carrier to carry compounds that are released over a period of time, such as pharmaceutical or agrochemical compounds or compositions. This use provides a means to adjust the dose regime of the compound according to the loading of the compound in the support. In the case of pharmaceuticals, this is advantageous in that it does not require the patient to take large doses, e.g., with chemotherapy, rather than helping the precise dose of the active substance, e.g., continuous gradual release. might exist.
In a preferred embodiment, the present invention provides a solid support comprising polymer-impregnated beads, wherein the beads are disposed within and within the pores of the beads and further comprise a polymer comprising a pharmaceutical compound or composition.
The solid support of the present invention may be applied to any chemical, biological or physical solid process in which the polymer support is currently used.
The present invention is particularly useful for medical diagnostic tests such as immunoassays. Thus, the present invention further provides a solid support comprising polymer-impregnated beads (the beads in a support for selectively reacting or binding to the pores in the beads and the polymer disposed in the pores and the compounds in the sample. A medical diagnostic for detecting the presence of a compound in a sample, comprising a functional material supported by a polymer, for example an enzyme, for example with horseradish peroxidase, and contacting the sample with a solid support Provide a method.

ビーズはまたポリマーで充填されたカラム並びに孔及び間隙スペースにローディング又は充填されてモノリスを形成してもよい。更に、本発明は塊、例えば、カラム配置中に充填され、必要により間隙スペース中にポリマーを含んでもよい本発明の複数の固体支持体材料ビーズを含む固体支持体モノリスを提供する。
所望されるように、モノリス中のビーズ間の間隙スペースはビーズの孔内に保持されたポリマーと異なるポリマーで充填し得る。別の実施態様において、モノリス中のビーズ間の間隙スペースは異なる成分、例えば、細胞培養栄養素で充填されてもよい。この例では、細胞が孔内のポリマーマトリックス上で培養されてもよい。
ビーズの孔中のポリマーは、例えば、染料を使用して着色されて美観特性又は機能特性を与えてもよい。
また、本発明はポリマープラグ又はライニングを有するビーズが一層大きいビーズの孔内にポリマープラグ又はライニングを有する一層小さいビーズを更に含む実施態様を含む。一層小さいビーズ中のポリマーは一層大きいビーズ中のポリマーと同じであってもよく、また異なっていてもよい。
図1〜4は夫々本発明の固体支持体の例示実施態様を平面図、側面図及び断面図で示す。図5及び図6は本発明における使用のためのエッチングされたガラスビーズを示す。図7〜9は本発明の固体支持体の写真を示す。
図1中、ビーズ1中の孔2はその中に配置されたポリマー3を有する。断面図から、ポリマーの端部4はポリマーの中央5よりも大きい直径であり、ダンベル形断面を与え、ポリマー3は孔2内に物理的に保持されて高められた強度を支持体に与える。
図2はポリマープラグ3が一般に円筒形である支持体を示す。
図3中、ポリマープラグ4が一般に円筒形であり、かつビーズ1が管形である。
図4はビーズ1中にふくれた形状の孔2を有する本発明の固体支持体を示し、ポリマー3はポリマープラグを孔2中に物理的に保持する手段を与えるように端部よりも孔内で厚い。
図5及び図6中のエッチングされたガラスビーズがポリマープラグ又はライニングを受け取る前に示される。図5中、エッチングされた15/0ビーズが一層小さい0.25mmのガラスビーズの隣に示され、図6中では、一層小さい0.65mmのガラスビーズの隣に示される。
図7はビーズの孔中にポリマープラグを有する15/0のエッチングされたガラスビーズを示す。
図8はビーズの孔中にポリマープラグを有する15/0のエッチングされたガラスビーズのグループを示し、そのポリマーがポリマーを一層明らかに示すためにニンヒドリンで着色されていた。
図9はビーズの孔をライニングするニンヒドリンで染色されたポリマーのリングを有する15/0のエッチングされたガラスビーズを示す。
本発明が下記の非限定実施例により説明される。
The beads may also be loaded or packed into a polymer packed column and pores and interstitial spaces to form a monolith. The present invention further provides a solid support monolith comprising a plurality of solid support material beads of the present invention that may be packed in a mass, eg, a column arrangement, and optionally include a polymer in the interstitial space.
As desired, the interstitial space between the beads in the monolith can be filled with a polymer that is different from the polymer retained in the pores of the beads. In another embodiment, the interstitial spaces between the beads in the monolith may be filled with different components, such as cell culture nutrients. In this example, the cells may be cultured on a polymer matrix in the pores.
The polymer in the pores of the beads may be colored using, for example, a dye to provide aesthetic or functional properties.
The invention also includes embodiments in which the beads with polymer plugs or linings further comprise smaller beads with polymer plugs or linings in the pores of the larger beads. The polymer in the smaller beads may be the same as or different from the polymer in the larger beads.
1-4 show exemplary embodiments of the solid support of the present invention in plan, side and sectional views, respectively. 5 and 6 show etched glass beads for use in the present invention. 7-9 show photographs of the solid support of the present invention.
In FIG. 1, a hole 2 in a bead 1 has a polymer 3 disposed therein. From the cross-sectional view, the polymer end 4 is larger in diameter than the polymer center 5 to provide a dumbbell-shaped cross section, and the polymer 3 is physically retained within the pore 2 to provide increased strength to the support.
FIG. 2 shows a support in which the polymer plug 3 is generally cylindrical.
In FIG. 3, the polymer plug 4 is generally cylindrical and the bead 1 is tubular.
FIG. 4 shows the solid support of the present invention having a bulge-shaped hole 2 in the bead 1 and the polymer 3 is more in the hole than at the end so as to provide a means to physically hold the polymer plug in the hole 2. It ’s thick.
The etched glass beads in FIGS. 5 and 6 are shown before receiving the polymer plug or lining. In FIG. 5, etched 15/0 beads are shown next to smaller 0.25 mm glass beads and in FIG. 6 next to smaller 0.65 mm glass beads.
FIG. 7 shows 15/0 etched glass beads with polymer plugs in the pores of the beads.
FIG. 8 shows a group of 15/0 etched glass beads with polymer plugs in the pores of the beads, the polymer being colored with ninhydrin to more clearly show the polymer.
FIG. 9 shows a 15/0 etched glass bead with a polymer ring dyed with ninhydrin lining the pores of the bead.
The invention is illustrated by the following non-limiting examples.

実施例1−活性表面を有するビーズの調製
1.ビーズエッチング
サイズ15/0のガラスビーズ(144g)を250cm3のポリプロピレンびんに入れ、二フッ化アンモニウムの溶液であるDip'n Etch(100cm3)で覆った。びんを6時間にわたって超音波浴に入れ、16時間放置した。
ビーズを水(10x50cm3)、水酸化ナトリウム水溶液(15%w/v、10x50cm3)、水(10x50cm3)、塩酸水溶液(1モル/dm3、10x50cm3)、次いで水(10x50cm3)で洗浄した。次いでビーズを100℃で1時間乾燥した(収量138g、BI)。
同じ操作を使用して、サイズ11/0のビーズ(100g)のバッチをエッチングしてエッチングされたビーズ(BII)97gを得た。
2.エッチングされたビーズとビニルトリエトキシシランの反応
エッチングされたサイズ15/0のビーズ30gをポリプロピレンびんに入れ、メタノール中のビニルトリエトキシシランの溶液(40cm3、1:1v/v)で覆い、水(1cm3)を添加した。その混合物を1時間にわたって超音波浴に入れ、次いでアセトンで洗浄し、窒素の流れの下で乾燥させてビニル官能性ビーズ(BVI)を得た。
3.エッチングされたビーズとアミノプロピルトリメトキシシランの反応
エッチングされたサイズ15/0のビーズ(30g、BI)30gをポリプロピレンびんに入れ、メタノール中のアミノプロピルトリメトキシシランの溶液(40cm3、1:1v/v)で覆い、水(1cm3)を添加した。その混合物を1時間にわたって超音波浴に入れ、次いでアセトンで洗浄し、窒素の流れの下で乾燥させてアミノプロピル官能性ビーズ(BAmI)を得た。
4.アミノプロピル官能化ビーズとアクリロイルクロリドの反応
先に調製されたアミノプロピル官能化ビーズ(30g、BAmI)をジクロロメタン(30cm3)中で覆い、アクリロイルクロリド(5cm3)続いて4-メチルモルホリン(5cm3)を添加した。その混合物をかき混ぜ、1時間放置し、次いでジクロロメタン(3x30cm3)で洗浄し、その後に窒素の流れ中で乾燥させてアクリルアミド官能性ビーズ(BAcI)を得た。
Example 1-Preparation of beads with active surface
1. Glass beads (144 g) with a bead etching size of 15/0 were placed in a 250 cm 3 polypropylene bottle and covered with Dip'n Etch (100 cm 3 ), a solution of ammonium difluoride. The bottle was placed in an ultrasonic bath for 6 hours and left for 16 hours.
Wash the beads with water (10x50 cm 3 ), aqueous sodium hydroxide (15% w / v, 10x50 cm 3 ), water (10x50 cm 3 ), aqueous hydrochloric acid (1 mol / dm 3 , 10x50 cm 3 ), then water (10x50 cm 3 ) did. The beads were then dried at 100 ° C. for 1 hour (yield 138 g, BI).
Using the same procedure, a batch of size 11/0 beads (100 g) was etched to give 97 g of etched beads (BII).
2. Reaction of etched beads with vinyltriethoxysilane 30g of etched 15/0 size beads are placed in a polypropylene bottle and covered with a solution of vinyltriethoxysilane in methanol (40cm 3 , 1: 1v / v) Water (1 cm 3 ) was added. The mixture was placed in an ultrasonic bath for 1 hour, then washed with acetone and dried under a stream of nitrogen to give vinyl functional beads (BVI).
3. Insert etched beads aminopropyltrimethoxysilane reaction etched bead size 15/0 of (30g, BI) and 30g of polypropylene bottle, a solution of aminopropyltrimethoxysilane in methanol (40 cm 3, 1 : covered with 1v / v), was added water (1cm 3). The mixture was placed in an ultrasonic bath for 1 hour, then washed with acetone and dried under a stream of nitrogen to give aminopropyl functional beads (BAmI).
4. Reaction of aminopropyl-functionalized beads with acryloyl chloride The aminopropyl-functionalized beads (30 g, BAmI) prepared previously were covered in dichloromethane (30 cm 3 ), then acryloyl chloride (5 cm 3 ) followed by 4-methylmorpholine ( 5 cm 3 ) was added. The mixture was agitated and left for 1 hour, then washed with dichloromethane ( 3 × 30 cm 3 ) and then dried in a stream of nitrogen to give acrylamide functional beads (BAcI).

実施例2−固体支持体の調製
1.ポリジメチルアクリルアミドの重合
N,N-ジメチルアクリルアミド(100ミリモル、9.9g)、N-アクリロイルサルコシンメチルエステル(13ミリモル、2.0g)及びビス-アクリロイルエチレンジアミン(5ミリモル、0.82g)並びに水(3cm3)を丸底フラスコに入れた。過硫酸アンモニウム水溶液(2cm3中0.75g)を添加した。先の実施例1の4節で調製されたアクリルアミドビーズ(30g、BAcI)をモノマー溶液に直ちに添加し、わずかな真空を適用して気泡をビーズの孔から除去した。
ステンレス鋼篩を使用して過剰のモノマー溶液を排出した。次いでビーズを含む篩を80℃のケロセンの浴に入れて、ビーズの全てがケロセン中に浸漬されることを確実にした。
2時間後、ビーズを含む篩を冷水の浴に入れ、1時間放置した。今、孔内に封入されたポリマーを含むビーズを磁気撹拌棒とともに三角フラスコに移した。水(50cm3)を添加し、その混合物を磁気撹拌機で5分間撹拌した。ビーズの表面から侵食されたポリマーの小さい不規則な粒子を含む上澄みをデカントにより除去した。上澄みがポリマーの認められる粒子を含まなくなるまで、この洗浄プロセスを繰り返した。ビーズ-ポリマー複合固体支持体(BPI)を水の下に貯蔵した。
Example 2-Preparation of a solid support
1.Polydimethylacrylamide polymerization
N, N-dimethylacrylamide (100 mmol, 9.9 g), N-acryloylsarcosine methyl ester (13 mmol, 2.0 g) and bis-acryloylethylenediamine (5 mmol, 0.82 g) and water (3 cm 3 ) in a round bottom flask. I put it in. Aqueous ammonium persulfate solution (0.75 g in 2 cm 3 ) was added. The acrylamide beads (30 g, BAcI) prepared in section 4 of Example 1 above were immediately added to the monomer solution and a slight vacuum was applied to remove bubbles from the pores of the beads.
Excess monomer solution was drained using a stainless steel sieve. The sieve containing the beads was then placed in an 80 ° C. kerosene bath to ensure that all of the beads were immersed in the kerosene.
After 2 hours, the sieve containing the beads was placed in a cold water bath and left for 1 hour. Now, the beads containing the polymer enclosed in the holes were transferred to an Erlenmeyer flask with a magnetic stir bar. Water (50 cm 3 ) was added and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 5 minutes. The supernatant containing small irregular particles of polymer eroded from the surface of the beads was removed by decanting. This washing process was repeated until the supernatant did not contain any particles of polymer observed. A bead-polymer composite solid support (BPI) was stored under water.

2.ビーズ-ポリマー複合材料とエチレンジアミンの反応
先に調製されたビーズ-ポリマー複合材料(約33g、BPI)の上の水を排出し、ビーズをエチレンジアミンで覆った。その混合物を一夜(約16時間)放置し、次いで水(10x50cm3)で洗浄した。
そのアミン官能性ビーズ(BPAmI)を水の下に貯蔵した。その固体支持体はペプチド合成における使用に適している。
3.11/0のビーズ中のポリハイプの重合
スチレン(3cm3)、ジビニルベンゼン(7cm3)及びソルビタンモノオレエート(スパン80)(2cm3)をビーカーに入れ、200rpmで撹拌し、滑らかなエマルションが生成するまで過硫酸アンモニウム(0.75g)を含む水(300cm3)を徐々に添加した。
サイズ11/0のエッチングされたビーズ(30g、BII)を丸底迅速フィットフラスコ中でこのエマルション約50cm3と混合した。わずかな真空を適用して空気をビーズの孔から排除し、その混合物を60℃で2時間加熱した。
生成した固体ブロックをスパチュラで破壊し、水(約50cm3)を添加した。水(50cm3)を添加し、その混合物を5分間にわたって磁気撹拌機で撹拌した。ビーズの表面から侵食されたポリマーの小さい不規則な粒子を含む上澄みをデカントにより除去した。上澄みがポリマーの認められる粒子を含まなくなるまで、この洗浄プロセスを繰り返した。ビーズ-ポリマー複合材料を100℃で一夜乾燥させ、乾燥貯蔵した(BPII)。
2. Reaction of bead-polymer composite and ethylenediamine The water on the bead-polymer composite (about 33 g, BPI) prepared earlier was drained and the beads were covered with ethylenediamine. The mixture was left overnight (about 16 hours) and then washed with water (10 × 50 cm 3 ).
The amine functional beads (BPAmI) were stored under water. The solid support is suitable for use in peptide synthesis.
Polyhype polymerized styrene (3 cm 3 ), divinylbenzene (7 cm 3 ) and sorbitan monooleate (span 80) (2 cm 3 ) in 3.11 / 0 beads in a beaker and stirred at 200 rpm to produce a smooth emulsion Until then, water (300 cm 3 ) containing ammonium persulfate (0.75 g) was gradually added.
Size 11/0 etched beads (30 g, BII) were mixed with about 50 cm 3 of this emulsion in a round bottom quick fit flask. A slight vacuum was applied to expel air from the pores of the beads and the mixture was heated at 60 ° C. for 2 hours.
The resulting solid block was broken with a spatula and water (about 50 cm 3 ) was added. Water (50 cm 3 ) was added and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 5 minutes. The supernatant containing small irregular particles of polymer eroded from the surface of the beads was removed by decanting. This washing process was repeated until the supernatant did not contain any particles of polymer observed. The bead-polymer composite was dried at 100 ° C. overnight and stored dry (BPII).

4.15/0のビーズ中のポリハイプの重合
サイズ15/0のエッチングされたビーズ(34g)を先に実施例2-3で調製されたエマルション約50cm3と混合し、同じ操作にかけた。生成されたビーズ-ポリマー複合材料を100℃で一夜乾燥させ、乾燥貯蔵した(収量34.5g、BPIII)。
5.BPIII内のポリアクリロイルモルホリンの重合
4-アクリロイルモルホリン(90ミリモル、12.65g)、N-アクリロイルサルコシンメチルエステル(15ミリモル、2.36g)及びビス-アクリロイルエチレンジアミン(2ミリモル、0.35g)並びに水(1cm3)を丸底フラスコに入れた。過硫酸アンモニウム水溶液(1cm3中0.5g)を添加した。先の実施例2-4で調製されたポリハイプビーズ(34.55g、BPIII)をモノマー溶液に直ちに添加し、わずかな真空を適用して残っている気泡をビーズの孔から排除した。
ステンレス鋼篩を使用して過剰のモノマー溶液を排出した。次いでビーズを含む篩を80℃のケロセンの浴に入れて、ビーズの全てがケロセン中に浸漬されることを確実にした。ケロセン中の浸漬のもとに加熱することの別法として、ビーズを室温で紫外線照射にかけることができた。
2時間後、ビーズを含む篩を冷水の浴に入れ、1時間放置した。今、孔内に封入されたポリマーを含むビーズを磁気撹拌棒とともに三角フラスコに移した。水(50cm3)を添加し、その混合物を磁気撹拌機で5分間撹拌した。ビーズの表面から侵食されたポリマーの小さい不規則な粒子を含む上澄みをデカントにより除去した。上澄みがポリマーの認められる粒子を含まなくなるまで、この洗浄プロセスを繰り返した。ビーズ-ポリマー複合材料 (BPIV)を水の下に貯蔵した。
50のビーズを除去し、100℃で一夜乾燥させた(181mg)。最終重量はガラスビーズ10g当りポリマー1gの添加に相当した。
6.ビーズ-ポリマー複合材料とエチレンジアミンの反応
先に調製されたビーズ-ポリマー複合材料(BPIV)の上の水を排出し、ビーズをエチレンジアミンで覆った。その混合物を一夜(約16時間)放置し、次いで水(10x50cm3)で洗浄した。そのアミン官能性ビーズ(BPAmII)を水の下に貯蔵し、ペプチド合成における使用に適していた。
Polymerization of polyhype in 4.15 / 0 beads 15/0 etched beads (34 g) were mixed with about 50 cm 3 of the emulsion previously prepared in Example 2-3 and subjected to the same operation. The resulting bead-polymer composite was dried overnight at 100 ° C. and stored dry (yield 34.5 g, BPIII).
5.Polyacryloylmorpholine polymerization in BPIII
4-acryloylmorpholine (90 mmol, 12.65 g), N-acryloyl sarcosine methyl ester (15 mmol, 2.36 g) and bis-acryloylethylenediamine (2 mmol, 0.35 g) and water (1 cm 3 ) were placed in a round bottom flask. . Aqueous ammonium persulfate solution (0.5 g in 1 cm 3 ) was added. The polyhype beads prepared in Example 2-4 above (34.55 g, BPIII) were immediately added to the monomer solution, and a slight vacuum was applied to exclude remaining bubbles from the bead pores.
Excess monomer solution was drained using a stainless steel sieve. The sieve containing the beads was then placed in an 80 ° C. kerosene bath to ensure that all of the beads were immersed in the kerosene. As an alternative to heating under immersion in kerosene, the beads could be subjected to UV irradiation at room temperature.
After 2 hours, the sieve containing the beads was placed in a cold water bath and left for 1 hour. Now, the beads containing the polymer enclosed in the holes were transferred to an Erlenmeyer flask with a magnetic stir bar. Water (50 cm 3 ) was added and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 5 minutes. The supernatant containing small irregular particles of polymer eroded from the surface of the beads was removed by decanting. This washing process was repeated until the supernatant did not contain any particles of polymer observed. Bead-polymer composite (BPIV) was stored under water.
50 beads were removed and dried at 100 ° C. overnight (181 mg). The final weight corresponded to the addition of 1 g polymer per 10 g glass beads.
6. Reaction of bead-polymer composite and ethylenediamine The water on the bead-polymer composite (BPIV) prepared earlier was drained and the beads were covered with ethylenediamine. The mixture was left overnight (about 16 hours) and then washed with water (10 × 50 cm 3 ). The amine functional beads (BPAmII) were stored under water and suitable for use in peptide synthesis.

実施例3−Leu-エンケファリンアミドの合成
1.内部基準アミノ酸のカップリング
アミノ官能性ビーズ(11.8cm3、実施例2-6で生成されたBPAmII)をガラスクロマトグラフィーカラム(直径17mm)に入れ、重力下でN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)のアリコート(10x10cm3)で洗浄した。
Fmoc-Ala-OH(1.25g、4ミリモル)(Fmoc=9-フルオレニルメチルオキシカルボニル)及び2-(1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(TBTU)(1.21g、3.8ミリモル)をDMF(3cm3)に溶解した。4-メチルモルホリン(NMM)(0.528cm3、4.8ミリモル)を添加し、その混合物を2-3分間にわたって予備活性化し、その後にカラムに添加し、重力下でビーズに排出した。
そのカップリング反応は3時間以内にニンヒドリンアッセイにより完結した。ビーズを重力下でDMFのアリコート(10x10cm3)で洗浄した。
ピペリジン/DMF(10cm3、20%v/v)をカラムに添加し、重力下でビーズに排出した。その反応を10分間放置した。20分間にわたるピペリジン/DMF(10cm3、20%v/v)による2回目の処理を行ない、ビーズをDMF(10x10cm3)で洗浄した。
2.結合剤のカップリング
Fmoc-Ala-OHに代えてFmoc-Am-Rink-OHを使用した以外は実施例3-1に示された操作を使用してFmoc-Am-Rink-OH(2.05g、3.8ミリモル)をアッセイされるように5時間カップリングし、次いでピペリジン/DMFで処理した。
Example 3-Synthesis of Leu-enkephalinamide
1. Coupling of internal reference amino acid Amino-functional beads (11.8 cm 3 , BPAmII produced in Example 2-6) were placed in a glass chromatography column (diameter 17 mm) and N, N-dimethylformamide ( DMF) aliquots (10 × 10 cm 3 ).
Fmoc-Ala-OH (1.25 g, 4 mmol) (Fmoc = 9-fluorenylmethyloxycarbonyl) and 2- (1H-benzotriazol-1-yl) -N, N, N ′, N′-tetramethyl Uronium tetrafluoroborate (TBTU) (1.21 g, 3.8 mmol) was dissolved in DMF (3 cm 3 ). 4-Methylmorpholine (NMM) (0.528 cm 3 , 4.8 mmol) was added and the mixture was preactivated for 2-3 minutes before being added to the column and drained to the beads under gravity.
The coupling reaction was completed by ninhydrin assay within 3 hours. The beads were washed under gravity with an aliquot of DMF (10 × 10 cm 3 ).
Piperidine / DMF (10 cm 3 , 20% v / v) was added to the column and discharged onto the beads under gravity. The reaction was left for 10 minutes. Performs second treatment with piperidine / DMF (10cm 3, 20% v / v) over 20 minutes, the beads were washed with DMF (10x10cm 3).
2. Binder coupling
Assay Fmoc-Am-Rink-OH (2.05 g, 3.8 mmol) using the procedure shown in Example 3-1 except that Fmoc-Am-Rink-OH was used instead of Fmoc-Ala-OH Coupling for 5 hours, followed by treatment with piperidine / DMF.

3.Fmoc-Leu-OHのカップリング
次いでFmoc-Ala-OHに代えてFmoc-Leu-OHを使用した以外は実施例3-1に示された操作を使用してFmoc-Leu-OH(1.32g、4ミリモル)をアッセイされるように4時間カップリングし、ピペリジン/DMFで処理した。
4.Fmoc-Phe-OHのカップリング
次いでFmoc-Ala-OHに代えてFmoc-Phe-OHを使用した以外は実施例3-1に示された操作を使用してFmoc-Phe-OH(1.55g、4ミリモル)をアッセイされるように16時間カップリングし、ピペリジン/DMFで処理した。
5.Fmoc-Gly-OHのカップリング
次いでFmoc-Ala-OHに代えてFmoc-Gly-OHを使用した以外は実施例3-1に示された操作を使用してFmoc-Gly-OH(1.19g、4ミリモル)をアッセイされるように16時間カップリングし、ピペリジン/DMFで処理した。
6.Fmoc-Gly-OHのカップリング
次いでFmoc-Ala-OHに代えてFmoc-Gly-OHを使用した以外は実施例3-1に示された操作を使用してFmoc-Gly-OH(1.19g、4ミリモル)をアッセイされるように16時間カップリングし、ピペリジン/DMFで処理した。
7.Fmoc-Tyr(tBu)-OHのカップリング
次いでFmoc-Ala-OHに代えてFmoc-Tyr(tBu)-OHを使用した以外は実施例3-1に示された操作を使用してFmoc-Tyr(tBu)-OH(1.84g、4ミリモル)をアッセイされるように16時間カップリングし、ピペリジン/DMFで処理した。
8.ペプチド開裂
ビーズをジクロロメタン(5x10cm3)で洗浄し、水を含むトリフルオロ酢酸(TFA)(10cm3、5%v/v)を添加し、重力下でビーズに排出した。ビーズ内のポリマーが赤色に変化し、開裂が進行していることを示した。10分後、TFAの更なるアリコート(10cm3)を添加し、その混合物を1時間にわたって開裂した。
ビーズをTFA(5x10cm3)で洗浄した。合わせたTFA開裂溶液及び洗浄液をロータリーエバポレーターで油に減少した。その油をジエチルエーテルですり砕いて白色の固体を生成した。エーテルをデカントにより除去し、ペプチドを2時間にわたって空気乾燥させた(収量308mg)。
ペプチドは逆相HPLCにより一種の主成分を含むことが示され、MALDI-TOF質量分光分析により測定して予想分子量を有していた。
3. Fmoc -Leu-OH coupling Fmoc-Leu-OH (1.32) using the procedure shown in Example 3-1 except that Fmoc-Leu-OH was used instead of Fmoc-Ala-OH. g, 4 mmol) were coupled as assayed for 4 hours and treated with piperidine / DMF.
4. Fmoc -Phe-OH coupling Fmoc-Phe-OH (1.55) using the procedure shown in Example 3-1 except that Fmoc-Phe-OH was used instead of Fmoc-Ala-OH. g, 4 mmol) were coupled as assayed for 16 hours and treated with piperidine / DMF.
5. Fmoc -Gly-OH coupling Fmoc-Gly-OH (1.19) using the procedure shown in Example 3-1 except that Fmoc-Gly-OH was used instead of Fmoc-Ala-OH. g, 4 mmol) were coupled as assayed for 16 hours and treated with piperidine / DMF.
6. Fmoc -Gly-OH coupling Fmoc-Gly-OH (1.19) using the procedure shown in Example 3-1 except that Fmoc-Gly-OH was used instead of Fmoc-Ala-OH. g, 4 mmol) were coupled as assayed for 16 hours and treated with piperidine / DMF.
7.Coupling of Fmoc-Tyr (tBu) -OH and then using the procedure shown in Example 3-1 except that Fmoc-Tyr (tBu) -OH was used instead of Fmoc-Ala-OH. -Tyr (tBu) -OH (1.84 g, 4 mmol) was coupled as assayed for 16 hours and treated with piperidine / DMF.
8. The peptide cleavage beads were washed with dichloromethane (5x10cm 3), was added trifluoroacetic acid containing water (TFA) (10cm 3, 5 % v / v), was discharged to the beads under gravity. The polymer in the beads turned red, indicating that the cleavage was progressing. After 10 minutes, a further aliquot of TFA (10 cm 3 ) was added and the mixture was cleaved for 1 hour.
The beads were washed with TFA (5 × 10 cm 3 ). The combined TFA cleavage solution and washings were reduced to oil on a rotary evaporator. The oil was triturated with diethyl ether to produce a white solid. The ether was removed by decanting and the peptide was air dried for 2 hours (yield 308 mg).
The peptide was shown to contain a single major component by reverse phase HPLC and had the expected molecular weight as measured by MALDI-TOF mass spectrometry.

実施例4−酵素の固定
1.固体支持体へのグルコースオキシダーゼ及びホースラディッシュペルオキシダーゼのカップリング
グルコースオキシダーゼ(黒色アスペルギルス、27.6mg)を酢酸ナトリウム(5.5cm3、0.1モル/dm3 pH 5.5)に溶解した。ホースラディッシュペルオキシダーゼ(25.7mg)を酢酸ナトリウム(5.14cm3、0.1モル/dm3 pH 5.5)に溶解した。
これらの溶液のアリコート(3cm3)を1時間にわたって別々に水(500cm3)に対し透析し、次いで酢酸ナトリウム(500cm3、0.1モル/dm3 pH 5.5)に対し透析した。夫々の製剤を3時間にわたって更に酢酸ナトリウム(200cm3、0.1モル/dm3 pH 5.5)に対し透析した。
冷m-過ヨウ素酸ナトリウムのアリコート(0.27cm3、88ミリモル/dm3)を5cm3のポリプロピレン管中の2.7cm3の容積の夫々の透析された酵素溶液に添加することにより夫々の酵素の炭水化物の過ヨウ素酸塩酸化を行なった。管をアルミニウム箔中に包んで内容物を光から保護し、20分間にわたってびんロールで混合した。その反応を水中のグリセロールの10倍希釈液(20mm3)の添加及び迅速な混合により停止した。
反応副生物をフリッジ中の1時間にわたる300cm3容積の0.1モル/dm3 MES、0.15モル/dm3 NaCl, pH 5.0に対する夫々の酸化された酵素溶液の徹底的な透析により除去した。夫々のビーズ製剤の更なる透析を1時間にわたって300cm3容積のこの緩衝液次いで一夜にわたってフリッジ中で300cm3に対し行なった。400cm3の緩衝液に対する夫々の製剤の最終の透析を行なった。これらの酸化された酵素製剤を必要とされるまで冷凍貯蔵した。
Example 4-Immobilization of enzyme
1. Coupling of glucose oxidase and horseradish peroxidase to a solid support Glucose oxidase (black Aspergillus, 27.6 mg) was dissolved in sodium acetate (5.5 cm 3 , 0.1 mol / dm 3 pH 5.5). Horseradish peroxidase (25.7 mg) was dissolved in sodium acetate (5.14 cm 3 , 0.1 mol / dm 3 pH 5.5).
Aliquots (3 cm 3 ) of these solutions were dialyzed separately for 1 hour against water (500 cm 3 ) and then against sodium acetate (500 cm 3 , 0.1 mol / dm 3 pH 5.5). Each formulation was further dialyzed against sodium acetate (200 cm 3 , 0.1 mol / dm 3 pH 5.5) over 3 hours.
Cold m- sodium periodate Aliquots (0.27 cm 3, 88 mmol / dm 3) of each of the enzyme by adding to the dialyzed enzyme solution of each of the volume of 2.7 cm 3 of polypropylene tubes in 5 cm 3 Periodate oxidation of carbohydrates was performed. The tube was wrapped in aluminum foil to protect the contents from light and mixed with a bottle roll for 20 minutes. The reaction was stopped by addition of a 10-fold dilution of glycerol in water (20 mm 3 ) and rapid mixing.
0.1 mol / dm 3 MES of 300 cm 3 volume of the reaction byproducts over 1 hour in the fridge, 0.15 mol / dm 3 NaCl, was removed by exhaustive dialysis of the oxidized enzyme solution respectively for pH 5.0. Further dialysis of each bead formulation was carried out against 300 cm 3 in 300 ml 3 volume of this buffer over the course of 1 hour and then overnight in the fridge. Final dialysis of each formulation against 400 cm 3 buffer was performed. These oxidized enzyme preparations were stored frozen until needed.

実施例2-2で生成されたビーズバッチBPAmIを水中で二重の10cm3のポリプロピレン管に添加して約1cm3の充填容積を得た。上澄みをデカントし、フリッジ中の水(10cm3)に一夜放置した。更なる水洗浄(10cm3)及び0.1モル/dm3リン酸ナトリウム、0.15モル/dm3 NaCl, pH 7.4(3x10cm3)による洗浄をびんロールで毎回10分間の混合で行なった。夫々のビーズ製剤の最後の延長された30分の洗浄を行ない、上澄み容積を約1.5cm3に減少した。
ビーズの一級アミンを保護されたヒドラジンに変換するために、ビーズをスクシンイミジル4-ヒドラジノニコチネートアセトンヒドラゾン(SANH)で処理した。実際に、SANH(25mg)をジメチルスルホキシド(DMSO)(1.2cm3)に溶解し、アリコート(0.3cm3)をビーズ製剤の夫々に添加し、かき混ぜた。0.1Mリン酸ナトリウム、0.15M NaCl, pH 7.4緩衝液(1.5cm3)を夫々の管に添加し、室温で4時間にわたってびんロールで混合した。上澄みを吸引し、洗浄(3x10cm3)を緩衝液で行ない、続いて水(3x10cm3)で洗浄した。次いでビーズを0.1モル/dm3 MES、0.15モル/dm3 NaCl, pH 5.0 (4x10cm3)で洗浄してビーズ製剤をペレットとして残した。
夫々のビーズペレットに酸化されたグルコースオキシダーゼ又は酸化されたホースラディッシュペルオキシダーゼ1cm3を適当に添加し、室温で暗所で3時間混合することにより酸化された酵素の夫々の、それらのアルデヒドを経由してのSANH-修飾ビーズへのカップリングを行なった。
上澄みを吸引し、夫々のビーズ製剤をpH 5.0の緩衝液(5x10cm3)続いて水(5x10cm3)で洗浄し、毎回ビーズ懸濁液を素早く振とうし、次いで上澄みを慎重に吸引した。ビーズ製剤をフリッジ中で10cm3容積の水中で貯蔵した(BPAmII-ホースラディッシュペルオキシダーゼ及びBPAmII-グルコースペルオキシダーゼ)。
The bead batch BPAmI produced in Example 2-2 was added to a double 10 cm 3 polypropylene tube in water to obtain a packed volume of about 1 cm 3 . The supernatant was decanted and left in the water (10 cm 3 ) in the fridge overnight. Further water washing (10 cm 3 ) and washing with 0.1 mol / dm 3 sodium phosphate, 0.15 mol / dm 3 NaCl, pH 7.4 ( 3 × 10 cm 3 ) was performed with a bottle roll each time for 10 minutes of mixing. The last extended 30 minute wash of each bead formulation was performed and the supernatant volume was reduced to about 1.5 cm 3 .
The beads were treated with succinimidyl 4-hydrazinonicotinate acetone hydrazone (SANH) to convert the primary amines of the beads to protected hydrazine. In practice, SANH (25 mg) was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) (1.2 cm 3 ) and an aliquot (0.3 cm 3 ) was added to each of the bead formulations and stirred. 0.1M sodium phosphate, 0.15M NaCl, pH 7.4 buffer (1.5 cm 3 ) was added to each tube and mixed with a bottle roll at room temperature for 4 hours. The supernatant was aspirated and washed ( 3 × 10 cm 3 ) with buffer followed by water ( 3 × 10 cm 3 ). The beads were then washed with 0.1 mol / dm 3 MES, 0.15 mol / dm 3 NaCl, pH 5.0 (4 × 10 cm 3 ), leaving the bead formulation as a pellet.
Appropriately add 1 cm 3 of oxidized glucose oxidase or oxidized horseradish peroxidase to each bead pellet and mix for 3 hours in the dark at room temperature via the aldehyde of each of the oxidized enzymes. Coupling to all SANH-modified beads was performed.
The supernatant was aspirated and each bead formulation was washed with pH 5.0 buffer (5 × 10 cm 3 ) followed by water (5 × 10 cm 3 ), each time the bead suspension was shaken quickly and then the supernatant was carefully aspirated. The bead formulation was stored in 10 cm 3 volumes of water in a fridge (BPAmII-horseradish peroxidase and BPAmII-glucose peroxidase).

実施例5−固定化酵素の試験
固定化ホースラディッシュペルオキシダーゼ
実施例4で生成された固定化ホースラディッシュペルオキシダーゼビーズを毎回の洗浄につき2分間で食塩加リン酸緩衝液(PBS)中で3回洗浄した。PBSを注いで除き、クエン酸でpH6.4に調節された過酸化水素(0.35ミリモル/dm3)及びジアミノベンジジン(0.5mg/cm3)を含むリン酸ナトリウム水溶液(0.1モル/dm3)からなる染色媒体を添加した。5分後、ビーズが完全に暗褐色に染色し、酵素の存在を示すとともに、酵素が活性であることを確認した。
染色を37℃で行なった。ビーズを洗浄して染色媒体を除去し、ニコン倒立顕微鏡で50倍で写真を撮った。
固定化グルコースオキシダーゼ
固定化グルコースオキシダーゼビーズを毎回の洗浄につき2分間で食塩加リン酸緩衝液(PBS)中で3回洗浄した。PBSを注いで除き、全てPBS pH6.9中のD-グルコース(42ミリモル/dm3)、フェナジンメソスルフェート(0.1mg/cm3)及びニトロブルーテトラゾリウム(0.5mg/cm3)からなる染色媒体を添加した。5分後、ビーズが完全に暗青色に染色し、酵素の存在を示すとともに、酵素が活性であることを確認した。
染色を37℃で行なった。ビーズを洗浄して染色媒体を除去し、ニコン倒立顕微鏡で50倍で写真を撮った。
Example 5-Test of immobilized enzyme
Immobilized horseradish peroxidase The immobilized horseradish peroxidase beads produced in Example 4 were washed 3 times in saline phosphate buffer (PBS) for 2 minutes per wash. PBS was removed by pouring from aqueous sodium phosphate solution (0.1 mol / dm 3 ) containing hydrogen peroxide (0.35 mmol / dm 3 ) and diaminobenzidine (0.5 mg / cm 3 ) adjusted to pH 6.4 with citric acid. The dyeing medium is added. After 5 minutes, the beads stained completely dark brown, indicating the presence of the enzyme and confirming that the enzyme was active.
Staining was performed at 37 ° C. The beads were washed to remove the staining media and photographed at 50x with a Nikon inverted microscope.
Immobilized glucose oxidase Immobilized glucose oxidase beads were washed 3 times in saline phosphate buffered saline (PBS) for 2 minutes per wash. Except pouring PBS, all PBS pH 6.9 in D- glucose (42 mmol / dm 3), phenazine meso sulfate (0.1 mg / cm 3) and nitroblue consisting tetrazolium (0.5 mg / cm 3) staining medium Was added. After 5 minutes, the beads stained completely dark blue, indicating the presence of the enzyme and confirming that the enzyme was active.
Staining was performed at 37 ° C. The beads were washed to remove the staining media and photographed at 50x with a Nikon inverted microscope.

実施例6−プロテインAの固定
ビーズへのrプロテインAのカップリング
実施例2-6で生成された充填床容積(5cm3)のビーズバッチBPAmIIを50cm3のポリプロピレン管に分配した。過剰水をデカントし、ビーズ製剤を水(5x40cm3)で洗浄し、毎回ビーズを再懸濁させ、それらを重力下で沈降させた。ホウ酸ナトリウム(0.1モル/dm3、pH8.3、4x40cm3)による洗浄を同様に行ない、ビーズを更に50cm3のこの緩衝液中で一夜冷凍して放置した。
ビーズのアミンをカルボン酸基に変換するために、それらを無水コハク酸で処理した。無水コハク酸(1.2g)をDMSO(60cm3)に溶解した。ホウ酸塩緩衝液をビーズからデカントし、この無水コハク酸溶液のアリコート(30cm3)をビーズ製剤に添加し、素早く振とうし、室温で6時間にわたってびんロールで混合した。ビーズ製剤を水(8x40cm3)で洗浄し、毎回素早くビーズを再懸濁させ、上澄みを吸引した。モルホリノエタンスルホン酸(MES)緩衝液のアリコート(25ミリモル/dm3、pH5.0、40cm3)を添加し、次いでビーズをフリッジ中で一夜放置した。この緩衝液(2x40cm3)によるビーズの更なる洗浄を行ない、ビーズをペレットとして残した。
N-ヒドロキシスクシンイミド(1.6g)を冷MES緩衝液(25ミリモル/dm3、pH5.0、32cm3)に溶解し、この溶液のアリコート(15cm3)をビーズペレットに添加し、素早く混合した。1-エチル-3-[3-ジメチルアミノプロピル]カルボジイミド塩酸塩(EDC、1.6g)をMES緩衝液(25ミリモル/dm3、pH5.0、32cm3)に溶解し、この溶液のアリコート(15cm3)をビーズ製剤に添加した。ビーズ製剤を30分間にわたってびんロールで混合して活性化した。上澄みをデカントし、夫々の製剤をMES緩衝液(25ミリモル/dm3、pH5.0、5x40cm3)で素早く洗浄してビーズをペレットとして残した。
直ちに、rプロテインAの溶液(15cm3、25ミリモル/dm3のMES、pH5.0中4mg/cm3)のアリコート(10cm3)をビーズ製剤に添加し、びんロールで混合しながらカップリングを室温で2時間進行させた。上澄みをデカントし、トリズマ-HCl、pH7.4のアリコート(30cm3)を添加し、2時間にわたって混合して残存するN-ヒドロキシスクシンイミドエステルをブロックした。上澄みをデカントし、水洗浄(8x40cm3)をビーズ製剤に行ない、ビーズを水(10cm3)中に残した(BPAmII-プロテインA)。
Example 6-Immobilization of protein A
Coupling of rProtein A to beads The packed bed volume (5 cm 3 ) of bead batch BPAmII produced in Examples 2-6 was distributed into 50 cm 3 polypropylene tubes. Excess water was decanted and the bead formulation was washed with water (5 × 40 cm 3 ), each time the beads were resuspended and they were allowed to settle under gravity. Washing with sodium borate (0.1 mol / dm 3 , pH 8.3, 4 × 40 cm 3 ) was carried out in the same way, and the beads were further frozen overnight in 50 cm 3 of this buffer and left to stand.
In order to convert the amines of the beads to carboxylic acid groups, they were treated with succinic anhydride. Succinic anhydride (1.2 g) was dissolved in DMSO (60 cm 3 ). The borate buffer was decanted from the beads and an aliquot (30 cm 3 ) of this succinic anhydride solution was added to the bead formulation, shaken rapidly and mixed in a bottle roll for 6 hours at room temperature. The bead formulation was washed with water (8 × 40 cm 3 ), quickly resuspending the beads each time, and the supernatant was aspirated. An aliquot of morpholinoethanesulfonic acid (MES) buffer (25 mmol / dm 3 , pH 5.0, 40 cm 3 ) was added, and the beads were then left overnight in the fridge. Further washing of the beads with this buffer (2 × 40 cm 3 ) was performed, leaving the beads as a pellet.
N- hydroxysuccinimide (1.6 g) of cold MES buffer (25 mmol / dm 3, pH5.0,32cm 3) was dissolved in an aliquot of this solution (15cm 3) was added to the bead pellet was quickly mixed. 1-Ethyl-3- [3-dimethylaminopropyl] carbodiimide hydrochloride (EDC, 1.6 g) was dissolved in MES buffer (25 mmol / dm 3 , pH 5.0, 32 cm 3 ) and an aliquot (15 cm 3 ) was added to the bead formulation. The bead formulation was activated by mixing with a bottle roll for 30 minutes. The supernatant was decanted and each formulation was quickly washed with MES buffer (25 mmol / dm 3 , pH 5.0, 5 × 40 cm 3 ), leaving the beads as pellets.
Immediately, the r Protein A solution (of 15cm 3, 25 mmol / dm 3 MES, in pH5.0 4mg / cm 3) aliquots of a (10 cm 3) was added to the beads formulation, a coupling with mixing in a bottle roll Proceed for 2 hours at room temperature. The supernatant was decanted and an aliquot (30 cm 3 ) of Trizma-HCl, pH 7.4 was added and mixed for 2 hours to block the remaining N-hydroxysuccinimide ester. The supernatant was decanted, water washed (8x40cm 3) performed in bead formulations, leaving the beads in water (10cm 3) (BPAmII- Protein A).

実施例7−吸収剤としての使用
上記実施例2-3で生成された固体支持体を使用して支持体の質量の何倍もの量の赤色油のこぼれを吸収した。固体支持体をこぼれに適用すると、赤色油が固体支持体により完全に吸収され、吸収剤としての使用を例示した。
実施例8−酢酸パラジウムの封入
実施例1、パート3に従って調製されたビーズである、アミノ官能化ビーズ、BAmI(1g)をクロロホルム(0.86g)中の酢酸パラジウム(0.1g)及びポリ(フェニルイソシアネート共ホルムアルデヒド)(0.64g)の溶液に添加し、5分間放置した。真空を瞬間的に適用し、ビーズを篩に移し、過剰の酢酸パラジウム/ポリ(フェニルイソシアネート共ホルムアルデヒド)溶液を排出した。ビーズを含む篩を水浴中に浸漬し、一夜放置して完全に重合させた。ビーズをDMFで洗浄し、更に24時間にわたってDMF中で撹拌して放置して全てのポリマーデブリがビーズの外部から除去されることを確実にした。ビーズを水洗し、空気乾燥させた。
Example 7-Use as Absorbent The solid support produced in Example 2-3 above was used to absorb red oil spills in amounts many times the mass of the support. When the solid support was applied to the spill, the red oil was completely absorbed by the solid support, illustrating its use as an absorbent.
Example 8 Encapsulation of Palladium Acetate Beads prepared according to Example 1, Part 3, amino-functionalized beads, BAmI (1 g), palladium acetate (0.1 g) and poly (phenyl isocyanate) in chloroform (0.86 g) Coformaldehyde) (0.64 g) was added and left for 5 minutes. A vacuum was applied instantaneously, the beads were transferred to a sieve and the excess palladium acetate / poly (phenylisocyanate coformaldehyde) solution was drained. The sieve containing the beads was immersed in a water bath and allowed to stand overnight for complete polymerization. The beads were washed with DMF and left to stir in DMF for an additional 24 hours to ensure that all polymer debris was removed from the exterior of the beads. The beads were washed with water and air dried.

実施例9
新しいビーズのガラス表面のエッチング
中空にされた中央を有する小さいガラスビーズ(新しいビーズ、図4、3.86g)を50cm3のポリプロピレンびんに入れ、Dip'n Etch[二フッ化アンモニウム]溶液(10cm3)で覆った。びんを2時間にわたって超音波浴に入れ、次いで16時間放置した。
ビーズを水(10x5cm3)、水酸化ナトリウム水溶液(15%w/v、10x5cm3)、水(10x5cm3)、塩酸水溶液(1モル/dm3、10x5cm3)次いで水(10x5cm3)で洗浄した。次いでビーズを100℃で1時間乾燥させた(収量2.8g)。
エッチングされたビーズとアミノプロピルトリメトキシシランの反応
エタノール:水(5cm3、95:5v/v)中のアミノプロピルトリメトキシシラン(0.1cm3)の溶液を調製し、10分間放置した。先に調製されたエッチングされたビーズ(2g)をポリプロピレンびんに入れ、この予備活性化溶液で覆った。その混合物を1時間にわたって超音波浴に入れ、次いでアセトンで洗浄し、窒素の流れの下で乾燥させてアミノプロピル官能性ビーズを得た。次いでビーズを2時間にわたって110℃で硬化した。
Example 9
Etching of the glass surface of a new bead Small glass beads with a hollow center (new bead, Fig. 4, 3.86 g) are placed in a 50 cm 3 polypropylene bottle and Dip'n Etch [ammonium difluoride] solution (10 cm 3 ). The bottle was placed in an ultrasonic bath for 2 hours and then left for 16 hours.
The beads were washed with water (10 × 5 cm 3 ), aqueous sodium hydroxide (15% w / v, 10 × 5 cm 3 ), water (10 × 5 cm 3 ), aqueous hydrochloric acid (1 mol / dm 3 , 10 × 5 cm 3 ) and then water (10 × 5 cm 3 ). . The beads were then dried for 1 hour at 100 ° C. (yield 2.8 g).
Reaction of etched beads with aminopropyltrimethoxysilane A solution of aminopropyltrimethoxysilane (0.1 cm 3 ) in ethanol: water (5 cm 3 , 95: 5 v / v) was prepared and left for 10 minutes. The previously prepared etched beads (2 g) were placed in a polypropylene bottle and covered with this preactivation solution. The mixture was placed in an ultrasonic bath for 1 hour, then washed with acetone and dried under a stream of nitrogen to give aminopropyl functional beads. The beads were then cured at 110 ° C. for 2 hours.

アミノプロピル官能化ビーズとアクリロイルクロリドの反応
先に調製されたアミノプロピル官能化ビーズ(2g)を4-メチルモルホリン(0.5cm3)を含むジクロロメタン(2cm3)中で覆い、ジクロロメタン(2cm3)中のアクリロイルクロリド(0.5cm3)の溶液を5分間にわたって徐々に添加した。その混合物をかき混ぜ、1時間放置し、次いでジクロロメタン(3x5cm3)で洗浄し、その後に窒素の流れ中で乾燥させてアクリルアミド官能性ビーズを得た。
ポリジメチルアクリルアミドの重合
N,N-ジメチルアクリルアミド(10ミリモル、1g)、N-アクリロイルサルコシンメチルエステル(1.3ミリモル、0.2g)及びビス-アクリロイルエチレンジアミン(0.25ミリモル、0.04g)並びに水(0.3cm3)を丸底フラスコに入れた。過硫酸アンモニウム水溶液(0.2cm3中0.08g)を添加した。先に調製されたアクリルアミドビーズ(2g)を直ちにそのモノマー溶液に添加し、わずかな真空を適用して気泡をビーズの孔から除去した。
ステンレス鋼篩を使用して過剰のモノマー溶液を排出した。次いでビーズを含む篩をUVランプの下に一夜放置した。
ビーズを含む篩を冷水の浴に入れ、1時間放置した。今、孔内に封入されたポリマーを含むビーズを磁気撹拌棒とともに三角フラスコに移した。水(5cm3)を添加し、その混合物を磁気撹拌機で5分間撹拌した。ビーズの表面から侵食されたポリマーの小さい不規則な粒子を含む上澄みをデカントにより除去した。上澄みがポリマーの認められる粒子を含まなくなるまで、この洗浄プロセスを繰り返した。ビーズ-ポリマー複合固体支持体を水の下に貯蔵した。
Reaction of aminopropyl-functionalized beads with acryloyl chloride The aminopropyl-functionalized beads (2 g) prepared previously were covered in dichloromethane (2 cm 3 ) containing 4-methylmorpholine (0.5 cm 3 ) and in dichloromethane (2 cm 3 ). A solution of acryloyl chloride (0.5 cm 3 ) was added slowly over 5 minutes. The mixture was agitated and left for 1 hour, then washed with dichloromethane ( 3 × 5 cm 3 ) and then dried in a stream of nitrogen to give acrylamide functional beads.
Polymerization of polydimethylacrylamide
N, N-dimethylacrylamide (10 mmol, 1 g), N-acryloylsarcosine methyl ester (1.3 mmol, 0.2 g) and bis-acryloylethylenediamine (0.25 mmol, 0.04 g) and water (0.3 cm 3 ) in a round bottom flask. I put it in. Aqueous ammonium persulfate (0.08 g in 0.2 cm 3 ) was added. The previously prepared acrylamide beads (2 g) were immediately added to the monomer solution and a slight vacuum was applied to remove bubbles from the bead pores.
Excess monomer solution was drained using a stainless steel sieve. The sieve containing the beads was then left overnight under a UV lamp.
The sieve containing the beads was placed in a cold water bath and left for 1 hour. Now, the beads containing the polymer enclosed in the holes were transferred to an Erlenmeyer flask with a magnetic stir bar. Water (5 cm 3 ) was added and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 5 minutes. The supernatant containing small irregular particles of polymer eroded from the surface of the beads was removed by decanting. This washing process was repeated until the supernatant did not contain any particles of polymer observed. The bead-polymer composite solid support was stored under water.

実施例10
エッチングされたビーズとアミノプロピルトリメトキシシランの反応
エタノール:水(50cm3、95:5v/v)中のアミノプロピルトリメトキシシラン(1cm3)の溶液を調製し、10分間放置した。エッチングされたサイズ15/0のビーズ(30g、BI)をポリプロピレンびんに入れ、この予備活性化溶液で覆った。その混合物を1時間にわたって超音波浴に入れ、次いでアセトンで洗浄し、窒素の流れの下で乾燥させてアミノプロピル官能性ビーズを得た。次いでビーズを2時間にわたって110℃で硬化した。
アミノプロピル官能化ビーズとアクリロイルクロリドの反応
先に調製されたアミノプロピル官能化ビーズ(30g)を4-メチルモルホリン(5cm3)を含むジクロロメタン(15cm3)中で覆い、ジクロロメタン(15cm3)中のアクリロイルクロリド(5cm3)の溶液を5分間にわたって徐々に添加した。その混合物をかき混ぜ、1時間放置し、次いでジクロロメタン(3x30cm3)で洗浄し、その後に窒素の流れ中で乾燥させてアクリルアミド官能性ビーズを得た。
ポリジメチルアクリルアミドの重合
N,N-ジメチルアクリルアミド(100ミリモル、9.9g)、N-アクリロイルサルコシンメチルエステル(13ミリモル、2.0g)及びビス-アクリロイルエチレンジアミン(5ミリモル、0.82g)並びに水(3cm3)を丸底フラスコに入れた。過硫酸アンモニウム水溶液(2cm3中0.75g)を添加した。先に調製されたアクリルアミドビーズ(30g)を直ちにそのモノマー溶液に添加し、わずかな真空を適用して気泡をビーズの孔から除去した。
ステンレス鋼篩を使用して過剰のモノマー溶液を排出した。次いでビーズを含む篩をUVランプの下に一夜放置した。
ビーズを含む篩を冷水の浴に入れ、1時間放置した。今、孔内に封入されたポリマーを含むビーズを磁気撹拌棒とともに三角フラスコに移した。水(50cm3)を添加し、その混合物を磁気撹拌機で5分間撹拌した。ビーズの表面から侵食されたポリマーの小さい不規則な粒子を含む上澄みをデカントにより除去した。上澄みがポリマーの認められる粒子を含まなくなるまで、この洗浄プロセスを繰り返した。ビーズ-ポリマー複合固体支持体を水の下に貯蔵した。
実施例11
ライニングを有する固体支持体を製造した。水及び過硫酸アンモニウムのレベルを夫々6cm3の水及び4cm3の過硫酸アンモニウム溶液中1.5gに2倍にした以外は、実施例2の操作に従った。厚さ約50ミクロンのポリマーライニングを有するビーズを製造した。
Example 10
Reaction of etched beads with aminopropyltrimethoxysilane A solution of aminopropyltrimethoxysilane (1 cm 3 ) in ethanol: water (50 cm 3 , 95: 5 v / v) was prepared and left for 10 minutes. Etched size 15/0 beads (30 g, BI) were placed in a polypropylene bottle and covered with this preactivation solution. The mixture was placed in an ultrasonic bath for 1 hour, then washed with acetone and dried under a stream of nitrogen to give aminopropyl functional beads. The beads were then cured at 110 ° C. for 2 hours.
Cover in dichloromethane (15cm 3) containing an amino-functionalized bead and acryloyl chloride reaction destination prepared amino-functionalized beads (30 g) 4-methylmorpholine (5 cm 3), acryloyl in dichloromethane (15 cm @ 3) A solution of chloride (5 cm 3 ) was added slowly over 5 minutes. The mixture was agitated and left for 1 hour, then washed with dichloromethane ( 3 × 30 cm 3 ) and then dried in a stream of nitrogen to give acrylamide functional beads.
Polymerization of polydimethylacrylamide
N, N-dimethylacrylamide (100 mmol, 9.9 g), N-acryloylsarcosine methyl ester (13 mmol, 2.0 g) and bis-acryloylethylenediamine (5 mmol, 0.82 g) and water (3 cm 3 ) in a round bottom flask. I put it in. Aqueous ammonium persulfate solution (0.75 g in 2 cm 3 ) was added. The previously prepared acrylamide beads (30 g) were immediately added to the monomer solution and a slight vacuum was applied to remove air bubbles from the bead pores.
Excess monomer solution was drained using a stainless steel sieve. The sieve containing the beads was then left overnight under a UV lamp.
The sieve containing the beads was placed in a cold water bath and left for 1 hour. Now, the beads containing the polymer enclosed in the holes were transferred to an Erlenmeyer flask with a magnetic stir bar. Water was added (50 cm 3), stirred for 5 min the mixture with a magnetic stirrer. The supernatant containing small irregular particles of polymer eroded from the surface of the beads was removed by decanting. This washing process was repeated until the supernatant did not contain any particles of polymer observed. The bead-polymer composite solid support was stored under water.
Example 11
A solid support with a lining was produced. The procedure of Example 2 was followed except that the water and ammonium persulfate levels were doubled to 1.5 g in 6 cm 3 water and 4 cm 3 ammonium persulfate solution, respectively. Beads with a polymer lining of about 50 microns thickness were produced.

1−ビーズ
2−孔
3−ポリマー
4−ポリマーの端部
5−ポリマーの中央
1-bead 2-hole 3-polymer 4-end of polymer 5-center of polymer

Claims (43)

ビーズがビーズ中の孔及びその孔内に配置されたポリマーを有することを特徴とするポリマー含浸ビーズを含む固体支持体。   A solid support comprising polymer-impregnated beads, wherein the beads have pores in the beads and a polymer disposed in the pores. ビーズが不活性材料を含む、請求項1記載の固体支持体。   The solid support of claim 1, wherein the beads comprise an inert material. 不活性物質がガラス、セラミック、ポリマー、木材(又はその他の天然材料)及び金属から選ばれる、請求項2記載の固体支持体。   3. A solid support according to claim 2, wherein the inert material is selected from glass, ceramic, polymer, wood (or other natural material) and metal. ビーズが一般に球形又は楕円形である、請求項1から3のいずれか1項記載の固体支持体。   4. A solid support according to any one of claims 1 to 3, wherein the beads are generally spherical or elliptical. ビーズが管状である、請求項1から3のいずれか1項記載の固体支持体。   The solid support according to any one of claims 1 to 3, wherein the beads are tubular. ビーズが不規則な形状である、請求項1から3のいずれか1項記載の固体支持体。   The solid support according to any one of claims 1 to 3, wherein the beads have an irregular shape. ビーズ中の孔が一般にダンベル形の長さ方法の断面を有する、請求項1から6のいずれか1項記載の固体支持体。   7. A solid support according to any one of the preceding claims, wherein the pores in the beads have a dumbbell-shaped length method cross section. ビーズ中の孔が一般に管状の形状の長さ方向の断面を有する、請求項1から6のいずれか1項記載の固体支持体。   7. A solid support according to any one of claims 1 to 6, wherein the pores in the beads have a longitudinal cross-section that is generally tubular. ビーズ中の孔が一般にふくれた(中央で一層広い)形状の長さ方向の断面を有する、請求項1から6のいずれか1項記載の固体支持体。   7. A solid support according to any one of the preceding claims, wherein the pores in the beads have a longitudinal cross-section that is generally blistered (wider at the center). ビーズ内のポリマーが2mm未満の粒子サイズを有する、請求項1から9のいずれか1項記載の固体支持体。   10. A solid support according to any one of claims 1 to 9, wherein the polymer in the beads has a particle size of less than 2 mm. ビーズ内のポリマーが0.01〜0.5mmの粒子サイズを有する、請求項1から10のいずれか1項記載の固体支持体。   The solid support according to any one of claims 1 to 10, wherein the polymer in the beads has a particle size of 0.01 to 0.5 mm. ポリマーがビーズの孔中に生成される、請求項1から11のいずれか1項記載の固体支持体。   12. A solid support according to any one of claims 1 to 11, wherein the polymer is produced in the pores of the beads. ポリマーが直接又は間接にビーズに共有結合されている、請求項1から12のいずれか1項記載の固体支持体。   13. A solid support according to any one of claims 1 to 12, wherein the polymer is covalently bonded directly or indirectly to the beads. ビーズがガラスを含み、かつポリマーへの結合のための誘導体との反応に適した活性部位を得るためにエッチング剤で処理されている、請求項1から13のいずれか1項記載の固体支持体。   14. A solid support according to any one of claims 1 to 13, wherein the beads comprise glass and have been treated with an etchant to obtain an active site suitable for reaction with a derivative for binding to the polymer. . ビーズがポリマーとの反応のための活性部位を得るためにシランで誘導体化される、請求項1から14のいずれか1項記載の固体支持体。   15. A solid support according to any one of claims 1 to 14, wherein the beads are derivatized with silane to obtain active sites for reaction with the polymer. 活性部位がビニル基である、請求項15記載の固体支持体。   The solid support according to claim 15, wherein the active site is a vinyl group. シラン基が式:-(O)nSi[(CH2)p[Z]qCR=CR2](4-n)(式中、nは1から3までであり、pは0から6までであり、Rは独立にH又はアルキルであり、qは0又は1であり、かつZは2価の結合基である)の基である、請求項15又は16記載の固体支持体。 Silane group is represented by the formula:-(O) n Si [(CH 2 ) p [Z] q CR = CR 2 ] (4-n) (where n is 1 to 3 and p is 0 to 6) The solid support according to claim 15 or 16, wherein R is independently H or alkyl, q is 0 or 1, and Z is a divalent linking group. Zが式-(CH2)rNRC(O)-(式中、rは1から6までである)の基である、請求項17記載の固体支持体。 Z has the formula - (CH 2) r NRC ( O) - ( wherein, r is a is from 1 to 6) group of a solid support according to claim 17. シラン基が-O3SiCH=CH2及び-O3Si(CH2)3NHCOCH=CH2から選ばれる、請求項15から18のいずれか1項記載の固体支持体。 Silane groups are selected from -O 3 SiCH = CH 2 and -O 3 Si (CH 2) 3 NHCOCH = CH 2, the solid support of any one of claims 15 18. 活性部位がシラン以外の官能基(その官能基はビーズとポリマーの間に共有結合を形成し得る)を含む、請求項1から19のいずれか1項記載の固体支持体。   20. A solid support according to any one of claims 1 to 19, wherein the active site comprises a functional group other than silane, which functional group can form a covalent bond between the bead and the polymer. ポリマーがポリアクリルアミド、ポリスチレン、セルロース、ポリジメチルアクリルアミド、ポリジメチルメタクリレート、ポリ尿素、ポリアクリロイルモルホリン、ポリベータヒドロキシエステル、ポリハイプ、ポリアルキレングリコール、及び多糖から選ばれる、請求項1から20のいずれか1項記載の固体支持体。   21. Any one of claims 1 to 20, wherein the polymer is selected from polyacrylamide, polystyrene, cellulose, polydimethylacrylamide, polydimethylmethacrylate, polyurea, polyacryloylmorpholine, polybetahydroxyester, polyhype, polyalkylene glycol, and polysaccharide. The solid support according to Item. 支持体がビーズの孔内に不活性材料を含み、かつポリマーがその不活性材料に結合され、又は、不活性材料が多孔性である場合には、その不活性材料の孔内に保持される、請求項1から21のいずれか1項記載の固体支持体。   The support contains an inert material within the pores of the bead and the polymer is bound to the inert material or, if the inert material is porous, retained within the pores of the inert material The solid support according to any one of claims 1 to 21. 不活性材料がポリハイプ又は多孔性無機ポリマー、例えば、多孔性シリカを含む、請求項21記載の固体支持体。   The solid support of claim 21, wherein the inert material comprises a polyhype or a porous inorganic polymer, such as porous silica. ポリマーにより支持された機能性材料を更に含む、請求項1から23のいずれか1項記載の固体支持体。   24. The solid support according to any one of claims 1 to 23, further comprising a functional material supported by a polymer. 機能性材料が触媒、ペプチド合成のための開始剤種、オリゴヌクレオチド合成のための開始剤種、固相有機合成のための開始剤種、医薬活性物質、農業化学活性物質、タンパク質又はその他の生物学的巨大分子から選ばれる、請求項24記載の固体支持体。   Functional materials are catalysts, initiator species for peptide synthesis, initiator species for oligonucleotide synthesis, initiator species for solid phase organic synthesis, pharmaceutically active substances, agrochemical active substances, proteins or other organisms 25. A solid support according to claim 24, selected from biological macromolecules. ポリマーがビーズ中の孔中の固体プラグの形態である、請求項1から25のいずれか1項記載の固体支持体。   26. A solid support according to any one of claims 1 to 25, wherein the polymer is in the form of a solid plug in the pores in the beads. ビーズがビーズ中に孔を有し、かつ孔の壁がポリマーのリングをビーズの孔中に与えるようにポリマーの層を含む、ポリマー含浸ビーズを含む、請求項1から25のいずれか1項記載の固体支持体。   26. A polymer-impregnated bead, wherein the bead comprises a polymer-impregnated bead, wherein the bead has a hole in the bead and the wall of the hole includes a layer of polymer so as to provide a ring of polymer in the hole of the bead. Solid support. ポリマーの層が1〜100ミクロンの厚さを有する、請求項27記載の固体支持体。   28. The solid support of claim 27, wherein the polymer layer has a thickness of 1 to 100 microns. 請求項1から25のいずれか1項記載の固体支持体を含み、かつその支持体により結合又は保持された機能性材料(その機能性材料は生物学的サンプル中の化合物との相互作用のための特定の結合部位を有する)を含むことを特徴とする、分析のための生物学的サンプル中の化合物の存在を検出するための医療診断製品。   26. A functional material comprising and supported by or supported by a solid support according to any one of claims 1 to 25 (the functional material is for interaction with a compound in a biological sample) Medical diagnostic product for detecting the presence of a compound in a biological sample for analysis, characterized in that it comprises a specific binding site). 機能性材料がポリマーにより支持された酵素を含む、請求項29記載の医療診断製品。   30. The medical diagnostic product of claim 29, wherein the functional material comprises an enzyme supported by a polymer. カラム中に含まれた請求項1から28のいずれか1項記載の固体支持体を含むことを特徴とするモノリス。   29. A monolith comprising a solid support according to any one of claims 1 to 28 contained in a column. ポリマー含浸ビーズを含む固体支持体(そのビーズはビーズ中の孔及びその孔内に配置されたポリマー並びに生物学的サンプル中の化合物と選択的に反応又は結合するための支持体中のポリマーにより支持された機能性材料を有する)を用意し、そしてその生物学的サンプルを固体支持体と接触させることを特徴とする、生物学的サンプル中の化合物の存在を検出するための医療診断方法。   Solid support comprising polymer-impregnated beads (the beads are supported by a polymer in the support for selectively reacting or binding to the pores in the beads and the polymer disposed in the pores and the compound in the biological sample. Medical diagnostic method for detecting the presence of a compound in a biological sample, characterized in that the biological sample is contacted with a solid support. 孔をその中に有するビーズを用意する工程、ビーズをモノマー又はモノマーの溶液と接触させる工程、ポリマーを生成するようにモノマーの重合を行なう工程及び必要によりポリマーを含むビーズを更なる処理にかけて望ましくないポリマーをビーズの表面から除去する工程を含むことを特徴とする、固体支持体材料の製造方法。   Providing a bead having pores therein, contacting the bead with a monomer or monomer solution, polymerizing the monomer to form a polymer and optionally subjecting the bead containing the polymer to further processing. A method for producing a solid support material, comprising the step of removing the polymer from the surface of the beads. モノマー又はモノマーの溶液をビーズに添加し、重合を溶媒(これはモノマー又はモノマー溶媒と不混和性である)の存在下で行なう、請求項33記載の方法。   34. The method of claim 33, wherein the monomer or monomer solution is added to the beads and the polymerization is carried out in the presence of a solvent (which is immiscible with the monomer or monomer solvent). ポリマーをビーズの外表面から除去してポリマーをビーズの孔に配置して残すようにポリマーを含むビーズを物理的磨耗にかける、請求項33又は34記載の方法。   35. A method according to claim 33 or 34, wherein the beads comprising the polymer are subjected to physical wear so as to remove the polymer from the outer surface of the beads and leave the polymer in the pores of the beads. 化学的方法、生物学的方法又は物理的方法における請求項1から31のいずれか1項記載の固体支持体の使用。   32. Use of a solid support according to any one of claims 1 to 31 in a chemical, biological or physical method. ペプチド、オリゴヌクレオチド、オリゴ糖から選ばれた種の固相合成のための固体支持体の請求項36記載の使用。   37. Use according to claim 36 of a solid support for solid phase synthesis of a species selected from peptides, oligonucleotides, oligosaccharides. 固相抽出のための固体支持体の請求項36記載の使用。   37. Use of a solid support for solid phase extraction. 固相有機化学のための固体支持体の請求項36記載の使用。   38. Use according to claim 36 of a solid support for solid phase organic chemistry. 固相試薬、金属触媒及びその他の触媒、バイオ触媒、酵素、タンパク質、ポリクローナル抗体及びモノクローナル抗体を含む抗体、全細胞並びにポリマーから選ばれた種の固定のための固体支持体の請求項36記載の使用。   37. A solid support for immobilization of a species selected from solid phase reagents, metal catalysts and other catalysts, biocatalysts, enzymes, proteins, antibodies including polyclonal and monoclonal antibodies, whole cells and polymers. use. 細胞培養のための固体支持体の請求項36記載の使用。   37. Use according to claim 36 of a solid support for cell culture. クロマトグラフィー分離のための静止相の調製における固体支持体の請求項36記載の使用。   37. Use of a solid support in the preparation of a stationary phase for chromatographic separation. 吸収剤としての固体支持体の請求項36記載の使用。   Use of a solid support as an absorbent according to claim 36.
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