JP2016044138A - 担体、担体の製造方法、及び標的物の精製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】標的物の動的結合容量が高く、且つ非特異吸着が起こり易い支持体を用いた場合であったとしても優れた防汚性を有する担体を提供すること。【解決手段】支持体と、酸性基を含む基と、当該酸性基を含む基を介さずに前記支持体表面上に結合したリガンドとを有し、前記酸性基を含む基が、前記支持体表面上に結合していることを特徴とする、担体。【選択図】なし

Description

本発明は、担体、担体の製造方法、及び標的物の精製方法に関する。より詳細には、優れた防汚性を有する担体、担体の製造方法、及び標的物の精製方法に関する。

タンパク質等の標的物を、分離精製、定量又は検出する方法として、標的物に対して親和性又は反応性のある化合物（リガンド）を不溶性支持体上に固定した担体を用いる手法が知られている。
この担体には、標的物への結合能を備えることの他に、不純物が非特異吸着しにくいこと等が要求される。非特異吸着は、標的物の検出感度や定量性、精製した標的物を生体内に応用する場合の安全性に大きく影響を与えるため、これを低減することは重要である。

一方、担体には、天然高分子又は合成高分子で構成される有機系支持体を用いたもの、多孔性シリカゲル粒子等の無機系支持体を用いたものがある。天然高分子で構成される支持体を用いた担体として、多孔性アガロース粒子や多孔性デキストラン粒子に各種官能基を導入したもの等が知られている（特許文献１等）。斯様な天然高分子系の担体は非特異吸着しにくいものではあるが、物理的強度が小さいため耐圧性に欠け、高圧下での分析操作を行うことが困難という欠点がある。
他方、合成高分子で構成される支持体を用いた担体として、ポリアクリルアミドゲル、ポリアクリレートゲル、ポリスチレン、エチレン−無水マレイン酸共重合物等から構成される粒子が開発されているが（特許文献２）、斯様な合成高分子系の担体は、非特異吸着が起こり易いという欠点がある。また、無機系支持体を用いた担体も同様に、非特異吸着が起こり易い欠点がある。このように、支持体の種類や組成等によっては、非特異吸着が起こり易くなる、すなわち担体の防汚性が不十分になるという問題がある。

特開昭６２−２３４３７号公報 国際公開第２０１１／１２５６７４号

本発明が解決しようとする課題は、標的物の動的結合容量が高く、且つ非特異吸着が起こり易い支持体を用いた場合であったとしても優れた防汚性を有する担体を提供することにある。

そこで本発明者らが鋭意検討した結果、酸性基を含む基とリガンドをそれぞれ支持体表面上に結合させた担体が、標的物の動的結合容量が高く、且つ非特異吸着が起こり易い支持体を用いた場合であったとしても優れた防汚性を有することを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の〔１〕〜〔４〕を提供するものである。

〔１〕支持体と、酸性基を含む基と、当該酸性基を含む基を介さずに前記支持体表面上に結合したリガンドとを有し、前記酸性基を含む基が、前記支持体表面上に結合していることを特徴とする、担体。

〔２〕上記〔１〕の担体がカラム容器に充填されているクロマトグラフィーカラム。

〔３〕上記〔１〕の担体を用いることを特徴とする、試料中の標的物を精製する方法。

〔４〕以下の工程１及び２を含むことを特徴とする、担体の製造方法。
（工程１）リガンドと結合可能な反応性基を表面に有する支持体の前記反応性基の一部に、リガンドを結合する工程
（工程２）残りの反応性基に、当該反応性基と反応可能な官能基及び酸性基を有する化合物を反応させる工程

本発明の担体は、標的物の動的結合容量が高く、且つ非特異吸着が起こり易い支持体を用いた場合であったとしても、防汚性に優れる。したがって、本発明の担体は、支持体の組成等に依存することなく、優れた防汚性を示し、極めて高い分離選択性を有する。

実施例１及び２の担体の解離応答性を示す図である。

〔担体〕
本発明の担体は、支持体と、酸性基を含む基と、当該酸性基を含む基を介さずに前記支持体表面上に結合したリガンドとを有し、前記酸性基を含む基が、前記支持体表面上に結合していることを特徴とする。

＜支持体＞
支持体としては、合成高分子系支持体、天然高分子系支持体等の有機系支持体；無機系支持体；これらを組み合わせた有機−有機複合系支持体や有機−無機複合系支持体等が挙げられる。
合成高分子系支持体としては、例えば、ポリビニルアルコール類、ポリ（メタ）アクリレート類、ポリ（メタ）アクリルアミド類、ポリスチレン類、エチレン−無水マレイン酸共重合物等で構成されるもの挙げられる。天然高分子系支持体としては、例えば、セルロース（結晶性セルロース等）、アガロース、デキストラン等の多糖類で構成されるものが挙げられる。無機系支持体としては、ガラスビーズ、シリカゲル、金属、金属酸化物等で構成されるものが挙げられる。
これらの中でも、支持体の耐圧性の観点から、合成高分子系支持体が好ましく、ポリビニルアルコール類、ポリ（メタ）アクリレート類及びポリ（メタ）アクリルアミド類から選ばれる合成高分子で構成される支持体がより好ましい。

また、支持体は、担体表面の表面積が大きく、多孔質であることが好ましい。また、支持体の形態は、粒子状、モノリス状、板状、チップ状、繊維状、膜状（中空糸を含む）等のいずれでもよく、任意の形態でよいが、標的物の動的結合容量の観点から、粒子状、モノリス状、板状、繊維状、膜状が好ましく、粒子状がより好ましい。

支持体は、市販品を用いても、常法に従い合成したものを用いてもよい。市販品としては、多孔質セルロースゲルであるＧＣＬ２０００（生化学工業株式会社製）、架橋アガロース系の支持体であるＳｅｐｈａｒｏｓｅ ＣＬ４Ｂ（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社製）、架橋セルロース系の支持体であるＣｅｌｌｕｆｉｎｅ（ＪＮＣ株式会社製）、デキストランであるＳｅｐｈａｄｅｘ（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社製）、アリルデキストランとメチレンビスアクリルアミドを共有結合で架橋したＳｅｐｈａｃｒｙｌ Ｓ−１０００（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社製）、アクリレート系の支持体であるＴｏｙｏｐｅａｒｌ（東ソー株式会社製）等が挙げられる。

＜酸性基を含む基＞
本発明の担体は、酸性基を含む基が、支持体表面上に結合しているものである。これによって、優れた防汚性が得られる。
酸性基としては、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、ホスホジエステル基、スルフィノ基等が挙げられ、これらが解離したイオン性の官能基及びその塩も含むものとする。これらの中では、酸性基の化学的安定性の観点から、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、ホスホジエステル基、これらが解離したイオン性の官能基又はその塩が好ましい。

酸性基としては、具体的には、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ^-、−Ｓ（＝Ｏ）₂ＯＨ、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-、−Ｏ−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＨ）₂、−Ｏ−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ^-Ｍ⁺）₂、−Ｏ−Ｐ（＝Ｏ）（Ｏ^-）₂、−Ｏ−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＨ）（Ｏ^-Ｍ⁺）、−Ｏ−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＨ）（Ｏ^-）等の１価の酸性基；−Ｏ−（Ｏ＝Ｐ−ＯＨ）−Ｏ−、−Ｏ−（Ｏ＝Ｐ−Ｏ^-Ｍ⁺）−Ｏ−、−Ｏ−（Ｏ＝Ｐ−Ｏ^-）−Ｏ−等の２価の酸性基が挙げられる。なお、上記１価の酸性基は、結合手が１つの酸性基を意味し、２価の酸性基は、結合手が２つの酸性基を意味する。
上記Ｍ⁺は、それぞれ対イオンを示す。対イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン；マグネシウムイオン、カルシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン；アンモニウムイオン；有機アンモニウムイオン等が挙げられる。
これら酸性基の中でも、上記１価の酸性基が好ましく、防汚性の観点から、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ^-、−Ｓ（＝Ｏ）₂ＯＨ、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-がより好ましく、リガンドから標的物を解離する際に少ない解離液の使用量で解離させ、効率よく標的物を分離精製、定量又は検出する観点から、−Ｓ（＝Ｏ）₂ＯＨ、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-が特に好ましい。

酸性基を含む基としては、リガンドから標的物を解離する際に少ない解離液の使用量で解離させ、効率よく標的物を分離精製、定量又は検出する観点から、ｐＫａが−３．０〜５．０の範囲内の基であるのが好ましい。特に、ｐＫａが−３．０〜１．０の範囲内であると、標的物を解離させる際に使用する解離液として一般的に用いられているような解離液を用いた場合でも解離液の量を少なく抑えることができ、標的物を高濃度で回収することができる。

酸性基を含む基としては、酸性基を含む有機基が挙げられ、好適な例としては、以下の式（１）で表される１価の基が挙げられる。

〔式（１）中、Ｒ¹は、炭素数１〜１２の２価の有機基を示し、Ｘは酸性基を示す。〕

上記式（１）中のＸで示される酸性基は、上記１価の酸性基と同様である。中でも、防汚性、動的結合容量の観点から、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ^-、−Ｓ（＝Ｏ）₂ＯＨ、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-が好ましく、リガンドから標的物を解離する際に少ない解離液の使用量で解離させ、効率よく標的物を分離精製、定量又は検出する観点から、−Ｓ（＝Ｏ）₂ＯＨ、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-が特に好ましい。

また、Ｒ¹で示される２価の有機基の炭素数は、好ましくは１〜８であり、より好ましくは１〜６であり、更に好ましくは１〜４である。
Ｒ¹で示される２価の有機基としては、以下の式（２）で表される２価の基が好ましい。

〔式（２）中、Ｒ²は、炭素数１〜１２の２価の炭化水素基を示し、Ｙ¹は、＞Ｓ、＞Ｓ＝Ｏ、＞Ｓ（＝Ｏ）₂、＞ＮＨ、又は＞Ｏを示し、＊は、式（１）中のＸとの結合位置を示す。〕

Ｙ¹としては、＞Ｓ、＞ＮＨが好ましく、＞Ｓがより好ましい。

Ｒ²で示される２価の炭化水素基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。２価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは１〜８であり、より好ましくは１〜６であり、更に好ましくは１〜４である。また、２価の炭化水素基は、好ましくは２価の脂肪族炭化水素基であり、より好ましくはアルカンジイル基である。アルカンジイル基の具体例としては、メタン−１，１−ジイル基、エタン−１，１−ジイル基、エタン−１，２−ジイル基、プロパン−１，１−ジイル基、プロパン−１，２−ジイル基、プロパン−１，３−ジイル基、プロパン−２，２−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基等が挙げられる。

酸性基を含む基の含有量としては、防汚性の観点から、担体の表面積１ｍ²あたり、０．０５μｍｏｌ以上が好ましく、０．５〜３０μｍｏｌがより好ましく、１．０〜１０μｍｏｌがさらに好ましく、２．０〜５．０μｍｏｌが特に好ましい。
酸性基を含む基の含有量は、後述する実施例と同様の方法で測定すればよい。

＜リガンド＞
本発明の担体は、酸性基を含む基を介さずに支持体表面上にリガンドが結合したものである。これによって、リガンドの多点結合が抑えられ、リガンドの三次元構造が維持されるため、リガンドの活性が保たれ、標的物へのアフィニティー低下を防ぐことができる。

本発明において、リガンドは、標的物と特異的に結合するものであればよいが、例えば、タンパク質、核酸、ペプチド、酵素、キレート化合物、レセプター、アプタマー、抗体、抗原、ビタミン、金属イオン等が挙げられる。
タンパク質としては、プロテインＡ、プロテインＧ、アビジン、レクチン等が挙げられる。核酸としては、ＤＮＡ、ＲＮＡが挙げられる。ペプチドとしては、インシュリン、グルタチオン等が挙げられる。酵素としては、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ等が挙げられる。キレート化合物としては、ニトリロ三酢酸等が挙げられる。レセプターとしては、ホルモンレセプター、サイトカインレセプター等が挙げられる。アプタマーとしては、ＤＮＡアプタマー、ＲＮＡアプタマー等が挙げられる。抗体としては、ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＹ等が挙げられる。ビタミンとしては、ビオチン等が挙げられる。金属イオンとしては、Ｎｉ²⁺、Ｃｏ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ｚｎ²⁺、Ｆｅ³⁺等が挙げられる。
斯様なリガンドの中でも、タンパク質、核酸、ペプチド、酵素、キレート化合物が好ましく、タンパク質、ペプチドがより好ましい。中でも、精製の標的物が抗体である場合は、タンパク質が好ましく、イムノグロブリン結合タンパク質がより好ましく、プロテインＡが特に好ましい。

リガンド結合量としては、動的結合容量の観点から、担体の乾燥重量１ｇあたり、好ましくは１０〜２００ｍｇ、より好ましくは２５〜１００ｍｇ、更に好ましくは３０〜１００ｍｇ、特に好ましくは５０〜１００ｍｇである。
リガンド結合量は、後述する実施例と同様の方法で測定すればよい。

＜ヒドロキシ基を含む基＞
また、本発明の担体は、ヒドロキシ基を含む基が、支持体表面上に結合していてもよい。酸性基が、−Ｓ（＝Ｏ）₂ＯＨ、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-等のｐＫａが低い酸由来である場合において、更にヒドロキシ基を含む基が支持体表面上に結合していると、標的物を解離させる際のテーリングを抑えることができる。

ヒドロキシ基を含む基としては、ヒドロキシ基を含む有機基が挙げられ、好適な例としては、以下の式（３）で表される１価の基が挙げられ、より好ましくは以下の式（４）で表される１価の基である。

〔式（３）中、Ｒ³は、炭素数１〜１２の２価又は３価の有機基を示し、ｎは、１又は２を示す。〕

〔式（４）中、Ｒ⁴は、炭素数１〜１２の２価又は３価の炭化水素基を示し、Ｙ²は、＞Ｓ、＞Ｓ＝Ｏ、＞Ｓ（＝Ｏ）2、＞ＮＨ、又は＞Ｏを示し、ｎは、１又は２を示す。〕

式（３）中、Ｒ³で示される２価又は３価の有機基の炭素数は、好ましくは１〜８であり、より好ましくは１〜６であり、更に好ましくは１〜４である。

式（４）中、Ｙ²としては、＞Ｓが好ましい。

Ｒ⁴で示される２価又は３価の炭化水素基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。２価又は３価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは１〜８であり、より好ましくは１〜６であり、更に好ましくは１〜４である。
また、２価又は３価の炭化水素基は、好ましくは２価又は３価の脂肪族炭化水素基であり、より好ましくはアルカンジイル基、アルカントリイル基である。
上記アルカンジイル基の具体例としては、メタン−１，１−ジイル基、エタン−１，１−ジイル基、エタン−１，２−ジイル基、プロパン−１，１−ジイル基、プロパン−１，２−ジイル基、プロパン−１，３−ジイル基、プロパン−２，２−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基等が挙げられる。
上記アルカントリイル基の具体例としては、メタン−１，１，１−トリイル基、エタン−１，１，２−トリイル基、プロパン−１，２，３−トリイル基、プロパン−１，２，２−トリイル基等が挙げられる。

酸性基を含む基の含有量（α）とヒドロキシ基を含む基の含有量（β）とのモル比〔（α）：（β）〕は特に限定されないが、好ましくは１００：０〜５：９５、より好ましくは９９：１〜２５：７５、更に好ましくは９０：１０〜５０：５０、更に好ましくは８５：１５〜５５：４５、特に好ましくは８５：１５〜６０：４０とした場合には、酸性基が、−Ｓ（＝Ｏ）₂ＯＨ、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-等のｐＫａが低い酸由来であるときでも、標的物を解離させる際のテーリングを抑えながら、優れた防汚性を得ることができる。

本発明の担体において、リガンド、酸性基を含む基、ヒドロキシ基を含む基は、担体の安定性の観点から、環状エーテル基が開環してなる基、ホルミル基が還元してなる基、トシル基が求核置換されてなる基等のような、反応性基が開環、還元又は求核置換等してなる基を介して、支持体表面上に共有結合しているものが好ましく、環状エーテル基が開環してなる基を介して支持体表面上に結合しているものがより好ましい。環状エーテル基が開環してなる基としては、開環エポキシ基が好ましい。

ここで、「環状エーテル基」としては、環を構成する原子数が３〜７個の環状エーテル基が好ましい。環状エーテル基は、置換基としてアルキル基を有していてもよい。環状エーテル基の具体例としては、以下の式（５）〜（１０）で表される環状エーテル基が挙げられ、式（５）で表される環状エーテル基がより好ましい。

〔式中、Ｒ⁵〜Ｒ⁸は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示し、＊は結合位置を示す。〕

Ｒ⁵〜Ｒ⁸で示されるアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜４であり、より好ましくは１又は２である。アルキル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。
また、Ｒ⁵〜Ｒ⁸としては、水素原子が好ましい。

〔担体の製造方法〕
本発明の担体の製造方法は、以下の工程１及び２を含むことを特徴とする。斯かる方法によれば、簡便且つ容易に、上記本発明の担体を得ることができる。
（工程１）リガンドと結合可能な反応性基（以下、単に反応性基ともいう）を表面に有する支持体（以下、原料支持体ともいう）の前記反応性基の一部に、リガンドを結合する工程
（工程２）残りの反応性基に、当該反応性基と反応可能な官能基及び酸性基を有する化合物を反応させる工程

＜工程１＞
工程１は、原料支持体の反応性基の一部に、リガンドを結合する工程である。反応性基に対してリガンドを結合させる手法は特に限定されるものではなく、例えば、リガンドに存在するアミノ基やカルボキシ基、チオール基等を利用した、従来のカップリング法で行えばよい。カップリング法としては、（ｉ）臭化シアン、エピクロロヒドリン、ジグリシジルエーテル、トシルクロライド、トレシルクロライド、ヒドラジン、過ヨウ素酸ナトリウム等を用いて原料支持体を活性化し、リガンドとカップリング反応を行い固定する方法、（ii）原料支持体とリガンドが存在する系に、カルボジイミドのような縮合試薬やグルタルアルデヒドのような分子中に複数の反応性基を持つ試薬を加えて、縮合・架橋することにより固定する方法、（iii）原料支持体に反応性基をあらかじめ導入しておき、原料支持体の活性化を経ずに、カップリング反応を行い固定する方法等が挙げられる。

なお、原料支持体として多孔質粒子を用いる場合には、公知のシード重合、懸濁重合等で多孔質粒子を合成すればよい。重合に際しては、モノマーに加えて、重合開始剤、多孔化剤、水系媒体、分散安定剤、界面活性剤、重合調整剤、重合禁止剤、シード粒子等を必要に応じて使用する。モノマーとしては、反応性基を有するモノマーに加え、必要に応じて当該モノマー以外のモノマーを用いてよい。これらモノマーとしては、いずれも、エチレン性不飽和モノマーが挙げられる。具体的には、スチレン系モノマー、ビニルケトン系モノマー、（メタ）アクリロニトリル系モノマー、（メタ）アクリレート系モノマー及び（メタ）アクリルアミド系モノマーから選ばれる１種又は２種以上のモノマーを例示できる。

また、原料支持体が有する反応性基としては、水系中でも安定してカップリング反応を実施できる観点から、環状エーテル基が好ましく、環を構成する原子数が３〜７個の環状エーテル基がより好ましい。環状エーテル基は、置換基としてアルキル基を有していてもよい。環状エーテル基の具体例としては、上記式（５）〜（１０）で表される環状エーテル基が挙げられる。

また、原料支持体に結合させるリガンドは上記と同様であり、上記でも述べたとおり、精製の標的物が抗体である場合は、プロテインＡが特に好ましい。
リガンドの合計使用量は、原料支持体１ｇに対し、通常５０〜３００ｍｇ程度であるが、好ましくは１２０〜１８０ｍｇである。

また、工程１は、塩を添加したバッファー存在下で行うのが好ましい。塩の種類としては、クエン酸三ナトリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられ、バッファーとしては、リン酸ナトリウムバッファー、リン酸カリウムバッファー、ホウ酸バッファー等が挙げられる。バッファーの合計使用量は、原料支持体に対し、通常２０〜８０質量倍程度であるが、好ましくは３５〜４５質量倍である。
また、工程１の反応時間は特に限定されないが、通常０．５〜７２時間程度であり、反応温度は通常１〜６０℃程度である。

＜工程２＞
工程２は、残りの反応性基に、当該反応性基と反応可能な官能基及び酸性基を有する化合物（以下、酸性基含有化合物ともいう）を反応させる工程である。

酸性基含有化合物としては、メルカプト酢酸（ｐＫａ＝３．５〜４．０）、３−メルカプトプロピオン酸（ｐＫａ＝３．５〜４．０）、４−メルカプトブタン酸（ｐＫａ＝３．５〜４．０）等のメルカプトカルボン酸；グリシン（ｐＫａ＝２．０〜２．５）、β−アラニン（ｐＫａ＝２．０〜２．５）等のアミノ酸；２−メルカプトエタンスルホン酸（ｐＫａ＝−２．５〜−２．０）、３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸（ｐＫａ＝−２．５〜−２．０）等のメルカプトスルホン酸；アミノメタンスルホン酸（ｐＫａ＝−２．０〜−１．０）、２−アミノエタンスルホン酸（ｐＫａ＝−２．０〜−１．０）、３−アミノ−１−プロパンスルホン酸（ｐＫａ＝−２．３〜−１．３）等のアミノ基含有スルホン酸；これらの塩等が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩；マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩；有機アンモニウム塩等が挙げられる。
酸性基含有化合物の合計使用量は、残留反応性基１モルに対し、通常０．１〜４０モル当量であるが、リガンドの多点結合を防ぐ観点から、２〜４０モル当量の過剰量にて残留反応性基をブロッキングすることが好ましい。

なお、ヒドロキシ基を含む基を導入する場合は、メルカプトエタノール、チオグリセロール等のメルカプト基を含むアルコール等を酸性基含有化合物と組み合わせて添加すればよい。

また、工程２の反応時間は特に限定されないが、通常０．５〜７２時間程度であり、好ましくは１〜４８時間である。また、反応温度は、溶媒の沸点以下で適宜選択すればよいが、通常２〜１００℃程度である。
なお、上記工程１と工程２は、効率やコストの面から工程１から工程２の順に行うのが好ましい。

そして、上記のようにして得られる本発明の担体は、標的物の動的結合容量が高く、且つ非特異吸着が起こり易い支持体を用いた場合であったとしても、防汚性に優れる。したがって、本発明の担体は、支持体の組成等に依存することなく、宿主細胞に含まれるＨＣＰ（Ｈｏｓｔ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏｔｅｉｎ）やＤＮＡ等の生体由来不純物等に対して優れた防汚性を示し、極めて高い分離選択性を有する。したがって、本発明の担体は、クロマトグラフィー用担体として特に有用である。

〔クロマトグラフィーカラム〕
本発明のクロマトグラフィーカラムは、上記本発明の担体がカラム容器に充填されているものである。該カラムはアフィニティクロマトグラフィーへの使用に適する。

〔標的物の精製方法〕
本発明の試料中の標的物を精製する方法は、上記本発明の担体を用いることを特徴とする。具体的には、以下の工程Ａ及びＢを含む方法が挙げられる。
（工程Ａ）本発明の担体と、前記リガンドに結合する標的物を含む試料とを接触させる工程
（工程Ｂ）前記リガンドと前記標的物とを解離させる解離液と、前記工程Ａで標的物を捕捉した担体とを接触させる工程
精製は、本発明の担体を用いる以外は常法に従い行えばよいが、解離液としては、標的物の解離性の観点から、酸性溶液が好ましく、２５℃におけるｐＨが２．５を超える酸性溶液がより好ましい。上記ｐＨは、より好ましくは３．０〜５．０である。
なお、標的物としては、タンパク質、抗体等の生体関連物質が挙げられる。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例における各分析条件を以下に示す。
＜エポキシ基含有量＞
重合で使用したエポキシ基含有モノマー量より計算されるエポキシ基のモル数が１．００ｍｍｏｌとなるように、支持体水分散体をポリエチレンボトルに正確に測り取り、これに塩化カルシウム３７．５質量％水溶液２５ｍＬ及び０．２規定の塩酸１０ｍＬを加えて、７５℃で１時間撹拌することによりエポキシ基を開環し、冷却後、０．２規定の水酸化ナトリウム水溶液１０ｍＬで中和し、さらにｐＨメーターでｐＨをモニターしながら０．１規定の塩酸で逆滴定することにより、リガンド結合前の支持体のエポキシ基含有量を定量した。

＜プロテインＡ結合量＞
プロテインＡ固定粒子（Ｓ−４）、アフィニティクロマトグラフィー用担体７のプロテインＡの結合量は、ビシンコニン酸（ＢＣＡ）試薬を用いた試薬セットで定量した。具体的には、固形分換算で１ｍｇの粒子（Ｓ−４）、アフィニティクロマトグラフィー用担体７をテストチューブに採取し、これをＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社のＢＣＡ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔで定量した。反応は、３７℃で３０分間、転倒混和することによって行った。検量線は、担体に結合させたプロテインＡと同一のロットのものを用いて作成した。

＜酸性基の結合量＞
固形分換算で０．５ｇのアフィニティクロマトグラフィー用担体１〜７を正確に測り取り、電気伝導度測定計（Ｍｅｔｒｏｈｍ製 ７９４ Ｂａｓｉｃ Ｔｉｔｒｉｎｏ）を用いて、酸性基の結合量を算出した。

（実施例１）
（１）３６０ｇの純水にポリビニルアルコール（クラレ社製 ＰＶＡ−２１７）０．７２ｇを添加し、加熱撹拌しポリビニルアルコールを溶解させ、冷却した後、ドデシル硫酸ナトリウム（花王社製 エマール１０Ｇ）０．１８ｇ、炭酸ナトリウム０．３６ｇ及び亜硝酸ナトリウム０．１８ｇを添加し、撹拌して、水溶液（Ｓ−１）を調製した。
一方、グリシジルメタクリレート（三菱レーヨン社製）６．８８ｇ、グリセロールモノメタクリレート（日油社製）１．３７ｇ、トリメチロールプロパントリメタクリレート（サートマー社製）４．１２ｇ及びポリエチレングリコール＃４００ジメタクリレート（新中村化学社製、９Ｇ）１．３７ｇからなる単量体組成物を、２−オクタノン（東洋合成社製）２０．６３ｇ及びアセトフェノン（井上香料製造所社製）５．３０ｇの混液に溶解させ、単量体溶液（Ｓ−２）を調製した。
次いで、前記水溶液（Ｓ−１）を、５００ｍＬセパラブルフラスコ内に全量投入し、温度計、撹拌翼及び冷却管を装着して、温水バスにセットし、窒素雰囲気下で撹拌を開始した。セパラブルフラスコ内に前記単量体溶液（Ｓ−２）を全量投入して、温水バスにより加温し内温が８５℃に到達したところで２，２’−アゾイソブチロニトリル（和光純薬工業社製）０．５３ｇを添加し、８６℃に温度を維持した。
（２）その後、８６℃に温度を維持したまま３時間撹拌を行い、反応液を冷却した後、斯かる反応液をろ過し、純水とエタノールで洗浄した。洗浄した粒子を純水に分散させてデカンテーションを３回行い、小粒子を除いた。次いで、粒子の濃度が１０質量％となるように粒子を純水に分散させ、多孔質粒子分散液（Ｓ−３）を得た。この多孔質粒子のエポキシ基含有量は、粒子の乾燥重量１ｇあたり１．５７ｍｍｏｌであった。
（３）次に、改変プロテインＡ（Ｒｅｐｌｉｇｅｎ製 ｒＳＰＡ）０．１５ｇを、１．０Ｍクエン酸三ナトリウム／０．１Ｍリン酸ナトリウムバッファー（ｐＨ６．６）４０ｍＬに分散させプロテインＡ分散液を得、このプロテインＡ分散液に、前記多孔質粒子分散液（Ｓ−３）を粒子乾燥重量換算で１ｇ添加した。この分散液を２５℃で５時間振とう撹拌し、プロテインＡを粒子に固定した。この粒子を、プロテインＡ固定粒子（Ｓ−４）とする。プロテインＡ固定粒子（Ｓ−４）のプロテインＡ結合量は、粒子の乾燥重量１ｇあたり６３．２ｍｇであった。
（４）前記プロテインＡ固定粒子（Ｓ−４）を、０．１Ｍリン酸ナトリウムバッファー（ｐＨ７．６）で洗浄した後、１．０Ｍメルカプト酢酸（和光純薬工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）４０ｍＬに分散させ、２５℃で１７時間振とう撹拌することで、未反応のエポキシ基を完全に開環（ブロッキング）させた。
その後、０．１Ｍリン酸ナトリウムバッファー（ｐＨ７．６）、０．５Ｍ水酸化ナトリウム水溶液、０．１Ｍクエン酸ナトリウムバッファー（ｐＨ３．２）で洗浄し、アフィニティクロマトグラフィー用担体１を得た。メルカプト酢酸の結合量は、担体の表面積１ｍ²あたり、２．４８μｍｏｌであった。

（実施例２）
実施例１のエポキシ開環工程に用いる溶液を、１．０Ｍメルカプト酢酸（和光純薬工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）から、１．０Ｍ ３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（和光純薬工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）に変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、アフィニティクロマトグラフィー用担体２を得た。３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウムの結合量は、担体の表面積１ｍ²あたり、３．１２μｍｏｌであった。

（実施例３）
実施例１のエポキシ開環工程に用いる溶液を、１．０Ｍメルカプト酢酸（和光純薬工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）から、０．８０Ｍ ３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（和光純薬工業社製）／０．２０Ｍ チオグリセロール（旭化学工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）に変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、アフィニティクロマトグラフィー用担体３を得た。３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウムの結合量は、担体の表面積１ｍ²あたり、２．８８μｍｏｌであった。

（実施例４）
実施例１のエポキシ開環工程に用いる溶液を、１．０Ｍメルカプト酢酸（和光純薬工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）から、０．５０Ｍ ３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（和光純薬工業社製）／０．５０Ｍ チオグリセロール（旭化学工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）に変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、アフィニティクロマトグラフィー用担体４を得た。３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウムの結合量は、担体の表面積１ｍ²あたり、１．８３μｍｏｌであった。

（比較例１）
実施例１のエポキシ開環工程に用いる溶液を、１．０Ｍメルカプト酢酸（和光純薬工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）から、１．０Ｍ チオグリセロール（旭化学工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）に変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、アフィニティクロマトグラフィー用担体５を得た。酸性基の結合量は、担体の表面積１ｍ²あたり、＜０．０５μｍｏｌであった。

（比較例２）
実施例１のエポキシ開環工程に用いる溶液を、１．０Ｍメルカプト酢酸（和光純薬工業社製）／０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）から、０．１Ｍ硫酸ナトリウム水溶液（ｐＨ８．３）に変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、アフィニティクロマトグラフィー用担体６を得た。酸性基の結合量は、担体の表面積１ｍ²あたり、＜０．０５μｍｏｌであった。

（比較例３）
特開２０１０−１３３７３４号公報の実施例３を再現して多孔質粒子（Ｓ−５）分散液を得た。多孔質粒子（Ｓ−５）のエポキシ基含有量は、粒子の乾燥重量１ｇあたり０．２５ｍｍｏｌであった。次いで、ｒＰｒｏｔｅｉｎＡＴＭから、改変プロテインＡ（Ｒｅｐｌｉｇｅｎ製 ｒＳＰＡ）に変更した以外は特開２０１０−１３３７３４号公報の実施例６と同様の操作を行うことで、上記多孔質粒子（Ｓ−５）に改変プロテインＡを固定し、アフィニティクロマトグラフィー用担体７を得た。このアフィニティクロマトグラフィー用担体７のプロテインＡ結合量は、粒子の乾燥重量１ｇあたり２７．７ｍｇであった。また、酸性基の結合量は、担体の表面積１ｍ²あたり、＜０．０５μｍｏｌであった。

（試験例１ 動的結合容量（ＤＢＣ）測定試験）
ＧＥヘルスケア社製ＡＫＴＡｐｒｉｍｅ ｐｌｕｓを用いて、線流速６０ｃｍ／ｈｒにおけるタンパク質（ヒトＩｇＧ抗体、Ｅｑｕｉｔｅｃｈ Ｂｉｏ社製 ＨＧＧ−１０００）に対する実施例１〜４及び比較例１〜３で得られた担体１〜７のＤＢＣを測定した。カラムは容量４ｍＬ（５ｍｍφ×２００ｍｍ長）のものを、タンパク質は２０ｍＭリン酸ナトリウム／１５０ｍＭ塩化ナトリウムバッファー（ｐＨ７．５）で２５ｍｇ／ｍＬに希釈したものをそれぞれ使用し、溶出先端１０％ブレークスルーのときのタンパク質捕捉量とカラム充填体積からＤＢＣを求めた。結果を表１に示す。

また、実施例１〜２で得られた担体１〜２から、捕捉したタンパク質を５０ｍＭクエン酸緩衝液（ｐＨ３．２）で解離させ、その際の解離応答性をＧＥヘルスケア社製ＡＫＴＡｐｒｉｍｅ ｐｌｕｓで３ＣＶ（３ Ｃｏｌｕｍｎ Ｖｏｌｕｍｅ）まで測定した。結果を図１に示す。
図１に示すように、３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウム（３−メルカプト−１−プロパンスルホン酸のｐＫａ＝−２．５〜−２．０）で表面修飾した実施例２の担体２は、メルカプト酢酸（ｐＫａ＝３．５〜４．０）で表面修飾した実施例１の担体１より少ない量の解離液でタンパク質の解離が始まった。
また、実施例３〜４で得られた担体３〜４から、捕捉したタンパク質を５０ｍＭクエン酸緩衝液（ｐＨ３．２）で解離させ、その際の解離応答性をＧＥヘルスケア社製ＡＫＴＡｐｒｉｍｅ ｐｌｕｓで３ＣＶ（３Ｃｏｌｕｍｎ Ｖｏｌｕｍｅ）まで測定したところ、テーリングがほとんどみられなかった。

（試験例２ ＨＣＰ測定試験）
実施例１で得られた担体１を７０μＬ（湿潤状態）秤取り、１．０ｍｇ／ｍＬモノクローナル抗体溶液（モノクローナル抗体Ｔｒａｓｔｕｚｕｍａｂのバイオシミラーを含有するＣＨＯ細胞培養上清）２．４５ｍＬを加えて、室温で１．５時間撹拌振とうして、抗体を担体に捕捉した。
次いで、前記抗体を捕捉させた担体の全量をスピンカラム（Ｔｈｅｒｍｏ製）に移し、遠心分離（１０００ｒｐｍ）によって抗体溶液を除いた。
次に、２０ｍＭリン酸ナトリウム／１５０ｍＭ ＮａＣｌバッファー（ｐＨ７．５）をスピンカラムに加え、合計８４０μＬを遠心分離によって通液し、担体を洗浄した。
次いで、２０ｍＭリン酸ナトリウム／１．０Ｍ ＮａＣｌバッファー（ｐＨ７．５）をスピンカラムに加え、合計８４０μＬを遠心分離によって通液し、担体を洗浄した。
次に、２０ｍＭリン酸ナトリウム／１５０ｍＭ ＮａＣｌバッファー（ｐＨ７．５）をスピンカラムに加え、合計８４０μＬを遠心分離によって通液し、担体を洗浄した。
その後、５０ｍＭクエン酸緩衝液（ｐＨ３．２）をスピンカラムに加え、合計７００μＬを遠心分離によって通液し、担体に捕捉されていたモノクローナル抗体を解離した。解離液中の抗体濃度を、ＢｉｏＲＡＤ製Ｓｍａｒｔｓｐｅｃ Ｐｌｕｓを使用して吸光度から算出した。
そして、Ｃｙｇｎｕｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製 ＣＨＯ ＨＣＰ ＥＬＩＳＡ ｋｉｔ，３Ｇを用い、Ｈｏｓｔ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏｔｅｉｎ（ＨＣＰ）濃度を測定し、抗体濃度でスタンダード化した。
また、実施例２〜４及び比較例１〜３で得られた担体２〜７についても、上記と同様にしてＨＣＰ測定試験を行った。
結果を表１に示す。

酸性基を有する化合物で表面を修飾した実施例１〜４の担体１〜４は、防汚性に優れるためＨＣＰ値が低く、また、ＤＢＣも高かった。一方、水酸基を有する化合物のみで表面を修飾した比較例１の担体５は、防汚性が不十分であるためＨＣＰ値が高くなった。また、表面を修飾していない比較例２〜３の担体６〜７は、防汚性が不十分であるためＨＣＰ値が高く、また、ＤＢＣが低かった。
このように、実施例１〜４の担体１〜４は、標的物の動的結合容量が高く、且つ優れた防汚性を有するものであった。

Claims (17)

1. 支持体と、
   酸性基を含む基と、
   当該酸性基を含む基を介さずに前記支持体表面上に結合したリガンドと、を有し、
   前記酸性基を含む基が、前記支持体表面上に結合していることを特徴とする、
   担体。
2. 前記酸性基が、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、ホスホジエステル基、又はこれらが解離したイオン性の官能基若しくはその塩である、請求項１に記載の担体。
3. 前記酸性基を含む基のｐＫａが、−３．０〜５．０である、請求項１又は２に記載の担体。
4. 前記酸性基を含む基が、以下の式（１）で表される１価の基である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の担体。
   

   

   〔式（１）中、Ｒ¹は、炭素数１〜１２の２価の有機基を示し、Ｘは酸性基を示す。〕
5. Ｘが、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ^-Ｍ⁺、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ^-、−Ｓ（＝Ｏ）₂ＯＨ、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-Ｍ⁺、又は−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｏ^-である（Ｍ⁺は、対イオンを示す）、請求項４に記載の担体。
6. 前記酸性基を含む基の含有量が、担体の表面積１ｍ²あたり、０．０５μｍｏｌ以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の担体。
7. 前記リガンドが、タンパク質、核酸、ペプチド、酵素、又はキレート化合物である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の担体。
8. 前記リガンドが、プロテインＡである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の担体。
9. 前記リガンドが、環状エーテル基が開環してなる基を介して前記支持体表面上に結合している、請求項１〜８のいずれか１項に記載の担体。
10. 前記支持体が、有機系支持体、無機系支持体、有機−有機複合系支持体又は有機−無機複合系支持体である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の担体。
11. 前記支持体が、多孔質である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の担体。
12. 前記支持体が、粒子状、モノリス状、板状、繊維状又は膜状である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の担体。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の担体がカラム容器に充填されているクロマトグラフィーカラム。
14. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の担体を用いることを特徴とする、試料中の標的物を精製する方法。
15. 以下の工程Ａ及びＢを含むことを特徴とする、標的物の精製方法。
    （工程Ａ）請求項１〜１２のいずれか１項に記載の担体と、前記リガンドに結合する標的物を含む試料とを接触させる工程
    （工程Ｂ）前記リガンドと前記標的物とを解離させる解離液と、前記工程Ａで標的物を捕捉した担体とを接触させる工程
16. 以下の工程１及び２を含むことを特徴とする、担体の製造方法。
    （工程１）リガンドと結合可能な反応性基を表面に有する支持体の前記反応性基の一部に、リガンドを結合する工程
    （工程２）残りの反応性基に、当該反応性基と反応可能な官能基及び酸性基を有する化合物を反応させる工程
17. 前記リガンドと結合可能な反応性基が、環状エーテル基である、請求項１６に記載の製造方法。

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