JP2017122652A - Separation material and column - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separation material that reduces nonspecific adsorption of protein and has excellent column characteristics including a liquid passing property when is used as a column, and a column having the separation column.SOLUTION: The present invention includes: porous polymer particles containing a polymer, the polymer containing a structure unit derived from divinylbenzene in a concentration of 50% by weight or larger based on the entire mass of the monomer; and a coating layer coating at least a part of the surface of the particles and having a high polymer with a hydroxyl group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、分離材及びカラムに関する。   The present invention relates to a separation material and a column.

従来、タンパク質に代表される生体高分子を分離精製する場合、一般的には多孔質型の合成高分子を母体とするイオン交換体、親水性天然高分子の架橋ゲルを母体とするイオン交換体等が用いられている。多孔質型の合成高分子を母体とするイオン交換体の場合、塩濃度による体積変化が小さいため、カラムに充填してクロマトグラフィーで用いると、通液時の耐圧性に優れる傾向にある。しかし、このイオン交換体を、タンパク質等の分離に用いると、疎水的相互作用に基づく不可逆吸着等の非特異吸着が起きるため、ピークの非対称化が発生する、又は、疎水的相互作用でイオン交換体に吸着されたタンパク質が吸着されたまま回収できないという問題点がある。   Conventionally, when separating and purifying biopolymers typified by proteins, generally ion exchangers based on porous synthetic polymers and ion exchangers based on cross-linked gels of hydrophilic natural polymers Etc. are used. In the case of an ion exchanger based on a porous synthetic polymer, the volume change due to the salt concentration is small. Therefore, when packed in a column and used for chromatography, the pressure resistance during liquid passage tends to be excellent. However, when this ion exchanger is used for separation of proteins, etc., nonspecific adsorption such as irreversible adsorption based on hydrophobic interaction occurs, resulting in peak asymmetry, or ion exchange by hydrophobic interaction. There is a problem that the protein adsorbed on the body cannot be recovered while adsorbed.

一方、デキストラン、アガロース等の多糖に代表される親水性天然高分子の架橋ゲルを母体とするイオン交換体の場合、タンパク質の非特異吸着がほとんどないという利点がある。ところが、このイオン交換体は、水溶液中で著しく膨潤し、溶液のイオン強度による体積変化、及び、遊離酸形と負荷形との体積変化が大きく、機械的強度も十分ではないという欠点を有する。特に、架橋ゲルをクロマトグラフィーで使用する場合、通液時の圧力損失が大きく、通液によりゲルが圧密化するといった欠点がある。   On the other hand, an ion exchanger based on a cross-linked gel of a hydrophilic natural polymer typified by polysaccharides such as dextran and agarose has an advantage that there is almost no non-specific adsorption of protein. However, this ion exchanger swells remarkably in an aqueous solution, and has the disadvantages that the volume change due to the ionic strength of the solution, the volume change between the free acid form and the loaded form are large, and the mechanical strength is not sufficient. In particular, when a cross-linked gel is used in chromatography, there is a disadvantage that the pressure loss during liquid passage is large and the gel is consolidated by liquid passage.

親水性天然高分子の架橋ゲルの欠点を克服するため、例えば、多孔性高分子の細孔内に天然高分子ゲル等のゲルを保持した複合体が、ペプチド合成の分野で知られている(例えば、特許文献1参照)。このような複合体を用いることにより、反応性物質の負荷係数を高め、高収率の合成が可能となる。また、硬質な合成高分子物質でゲルを包囲するため、カラムベッドの形態で使用しても、容積変化がなく、カラムを通過するフロースルーの圧力が変化しないという利点を有する。   In order to overcome the drawbacks of the hydrophilic natural polymer cross-linked gel, for example, a complex in which a gel such as a natural polymer gel is held in the pores of the porous polymer is known in the field of peptide synthesis ( For example, see Patent Document 1). By using such a complex, the load factor of the reactive substance is increased, and high yield synthesis is possible. Further, since the gel is surrounded by a hard synthetic polymer substance, there is an advantage that even if it is used in the form of a column bed, there is no volume change and the pressure of the flow-through passing through the column does not change.

セライト等の無機多孔質体にデキストラン、セルロースといった多糖等のキセロゲルを保持させた分離材が知られている(例えば、特許文献2及び3参照)。このゲルには収着性能を付加するために、ジエチルアミノエチル(DEAE)基等が付与されており、ヘモグロビンの除去に用いられる。このような分離材は、カラムでの通液性が良好である。   Separation materials are known in which xerogels such as polysaccharides such as dextran and cellulose are held in an inorganic porous material such as celite (see, for example, Patent Documents 2 and 3). In order to add sorption performance to this gel, a diethylaminoethyl (DEAE) group or the like is added, which is used for removing hemoglobin. Such a separation material has good liquid permeability in the column.

マクロネットワーク構造のコポリマの細孔を、モノマから合成した架橋共重合体のゲルで埋めたハイブリッドコポリマのイオン交換体が知られている(例えば、特許文献4参照)。架橋共重合体ゲルは、架橋度が低い場合、圧力損失、体積変化等の問題があるが、ハイブリッドコポリマにすることで通液特性が改善され、圧力損失が少なく、イオン交換容量が向上し、リーク挙動が改善される。   An ion exchanger of a hybrid copolymer in which pores of a macro-network structure copolymer are filled with a gel of a crosslinked copolymer synthesized from a monomer is known (for example, see Patent Document 4). Cross-linked copolymer gel has problems such as pressure loss and volume change when the degree of cross-linking is low, but by making it a hybrid copolymer, liquid flow characteristics are improved, pressure loss is low, ion exchange capacity is improved, Leakage behavior is improved.

また、有機合成ポリマ基体の細孔内に巨大網目構造を有する親水性天然高分子の架橋ゲルを充填した複合化充填材が提案されている(例えば、特許文献5及び6参照)。さらに、メタクリル酸グリシジルとアクリル架橋モノマとの共重合により形成される多孔質粒子の合成が知られている(例えば、特許文献7参照)。   In addition, composite fillers in which pores of an organic synthetic polymer substrate are filled with a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer having a giant network structure have been proposed (see, for example, Patent Documents 5 and 6). Furthermore, synthesis of porous particles formed by copolymerization of glycidyl methacrylate and an acrylic cross-linked monomer is known (see, for example, Patent Document 7).

米国特許第4965289号明細書US Pat. No. 4,965,289 米国特許第4335017号明細書US Pat. No. 4,335,017 米国特許第4336161号明細書US Pat. No. 4,336,161 米国特許第3966489号明細書US Pat. No. 3,966,489 特開平1−254247号公報JP-A-1-254247 米国特許第5114577号明細書US Pat. No. 5,114,577 特開2009−244067号公報JP 2009-244067 A

しかしながら、従来の分離材は、タンパク質の非特異吸着を低減し、かつ、カラムとして用いたときの通液性等のカラム特性に優れるといった特性を充分なレベルで兼ね備えるものではない。   However, conventional separation materials do not have sufficient characteristics such as reduced nonspecific adsorption of proteins and excellent column characteristics such as liquid permeability when used as a column.

そこで、本発明は、タンパク質の非特異吸着を低減し、かつ、カラムとして用いたときの通液性等のカラム特性に優れる分離材、及び該分離材を備えるカラムを提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing the separation material which reduces nonspecific adsorption | suction of protein, and is excellent in column characteristics, such as liquid permeability when used as a column, and a column provided with this separation material. .

本発明は、下記[1]〜[10]に記載の分離材を提供する。
[1]ジビニルベンゼンに由来する構造単位をモノマ全質量基準で50質量%以上含む重合体を含有する多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する、水酸基を有する高分子を含む被覆層と、を備える分離材。
[2]水中での膨潤度が1.05以下である、[1]に記載の分離材。
[3]比表面積が30m/g以上である、[1]又は[2]に記載の分離材。
[4]平均細孔径が0.05〜0.6μmである、[1]〜[3]のいずれかに記載の分離材。
[5]多孔質ポリマ粒子の平均粒径が10〜300μmである、[1]〜[4]のいずれかに記載の分離材。
[6]水酸基を有する高分子が多糖類又はその変性体である、[1]〜[5]のいずれかに記載の分離材。
[7]水酸基を有する高分子がアガロース又はその変性体である、[1]〜[5]のいずれかに記載の分離材。
[8]多孔質ポリマ粒子1g当たり、30〜400mgの被覆層を備える、[1]〜[7]のいずれかに記載の分離材。
[9]カラムに充填した場合、カラム圧0.3MPaのときに通液速度が800cm/h以上である、[1]〜[8]のいずれかに記載の分離材。
[10][1]〜[9]のいずれかに記載の分離材を備えるカラム。
The present invention provides the separating material described in [1] to [10] below.
[1] Porous polymer particles containing a polymer containing 50% by mass or more of structural units derived from divinylbenzene based on the total mass of the monomer, and having a hydroxyl group covering at least a part of the surface of the porous polymer particles A separating material comprising a coating layer containing a polymer.
[2] The separating material according to [1], wherein the degree of swelling in water is 1.05 or less.
[3] The separation material according to [1] or [2], wherein the specific surface area is 30 m 2 / g or more.
[4] The separation material according to any one of [1] to [3], wherein the average pore diameter is 0.05 to 0.6 μm.
[5] The separating material according to any one of [1] to [4], wherein the average particle diameter of the porous polymer particles is 10 to 300 μm.
[6] The separating material according to any one of [1] to [5], wherein the polymer having a hydroxyl group is a polysaccharide or a modified product thereof.
[7] The separation material according to any one of [1] to [5], wherein the polymer having a hydroxyl group is agarose or a modified product thereof.
[8] The separating material according to any one of [1] to [7], comprising a coating layer of 30 to 400 mg per 1 g of porous polymer particles.
[9] The separation material according to any one of [1] to [8], wherein when the column is packed, the liquid flow rate is 800 cm / h or more when the column pressure is 0.3 MPa.
[10] A column comprising the separation material according to any one of [1] to [9].

本発明によれば、タンパク質の非特異吸着を低減し、かつ、カラムとして用いたときの通液性等のカラム特性に優れる分離材、及び該分離材を備えるカラムを提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a separation material that reduces nonspecific adsorption of proteins and has excellent column characteristics such as liquid permeability when used as a column, and a column including the separation material. .

以下、本発明の好適な実施形態について説明をするが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.

<分離材>
本実施形態の分離材は、多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層とを備える。なお、本明細書中、「多孔質ポリマ粒子の表面」とは、多孔質ポリマ粒子の外側の表面のみでなく、多孔質ポリマ粒子の内部における細孔の表面を含むものとする。また、本明細書中、(メタ)アクリル酸とはアクリル酸又はメタクリル酸を意味し、(メタ)アクリレート等の他の類似の表現においても同様である。
<Separation material>
The separating material of the present embodiment includes porous polymer particles and a coating layer that covers at least a part of the surface of the porous polymer particles. In the present specification, the “surface of the porous polymer particle” includes not only the outer surface of the porous polymer particle but also the surface of the pores inside the porous polymer particle. In the present specification, (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid, and the same applies to other similar expressions such as (meth) acrylate.

(多孔質ポリマ粒子)
本実施形態に係る多孔質ポリマ粒子は、多孔質化剤、溶解性粒子等を含むモノマを硬化させた粒子であり、従来の懸濁重合、乳化重合等で重合することによって合成することができる。多孔質ポリマ粒子は、ジビニルベンゼンをモノマ全質量基準で50質量%以上含むモノマを重合することにより得られる。すなわち、多孔質ポリマ粒子は、ジビニルベンゼンに由来する構造単位をモノマ全質量基準で50質量%以上含む重合体を含有する。
(Porous polymer particles)
The porous polymer particles according to the present embodiment are particles obtained by curing a monomer containing a porosifying agent, soluble particles, and the like, and can be synthesized by polymerization by conventional suspension polymerization, emulsion polymerization, or the like. . The porous polymer particles can be obtained by polymerizing a monomer containing 50% by mass or more of divinylbenzene based on the total mass of the monomer. That is, the porous polymer particles contain a polymer containing 50% by mass or more of structural units derived from divinylbenzene based on the total mass of the monomers.

上記重合体は、ジビニルベンゼンに由来する構造単位をモノマ全質量基準で、60質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましい。重合体がジビニルベンゼンに由来する構造単位をモノマ全質量基準で50質量%以上含むことにより、分離材の膨潤を抑え、カラム圧の上昇を抑えることが可能となる。   The polymer preferably contains 60 mass% or more, more preferably 70 mass% or more of structural units derived from divinylbenzene, based on the total mass of the monomer. When the polymer contains 50 mass% or more of structural units derived from divinylbenzene on the basis of the total mass of the monomer, it is possible to suppress swelling of the separation material and to suppress an increase in column pressure.

上記重合体は、モノマとして、ジビニルベンゼン以外のモノマを含んでいてもよい。このようなモノマとしては、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン等のジビニル化合物;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコール系ジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリレート等の3官能以上の(メタ)アクリレート;エトキシ化ビスフェノールA系ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールA系ジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート;ジアリルフタレート及びその異性体;トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体;スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン及びその誘導体;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸フェニル、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸トリフルオロエチル、アクリル酸テトラフルオロプロピル等の含フッ素化モノマ;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエンが挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらのうち、耐酸性及び耐アルカリ性に優れるという観点から、スチレンを使用してもよい。また、カルボキシ基、アミノ基、水酸基、アルデヒド基等の官能基を有するスチレン誘導体も使用することができる。   The polymer may contain a monomer other than divinylbenzene as a monomer. Examples of such monomers include divinyl compounds such as divinylbiphenyl and divinylnaphthalene; (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, and (poly) tetramethylene glycol di (meth) acrylate (Poly) alkylene glycol-based di (meth) acrylates such as: trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1 , 1,1-trishydroxymethylethane tri (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylpropane triacrylate and other trifunctional or more (meth) acrylates; Phenol A-based di (meth) acrylate, propoxylated ethoxylated bisphenol A-based di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethanedi (meth) acrylate, ethoxy Di (meth) acrylates such as hydrogenated cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate; diallyl phthalate and isomers thereof; triallyl isocyanurate and derivatives thereof; styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α -Methylstyrene, o-ethylstyrene, m-ethylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, pt-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn -Octylstyrene, pn-no Styrene and its derivatives such as nylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene; methyl acrylate, acrylic acid Ethyl, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, Phenyl acrylate, methyl α-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methacryl (Meth) acrylic esters such as n-octyl, dodecyl methacrylate, lauryl methacrylate and stearyl methacrylate; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate and vinyl butyrate; N-vinyl pyrrole, N-vinyl N-vinyl compounds such as carbazole, N-vinylindole, and N-vinylpyrrolidone; fluorinated such as vinyl fluoride, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethyl acrylate, and tetrafluoropropyl acrylate Monomer; Conjugated dienes such as butadiene and isoprene are included. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, styrene may be used from the viewpoint of excellent acid resistance and alkali resistance. Moreover, the styrene derivative which has functional groups, such as a carboxy group, an amino group, a hydroxyl group, and an aldehyde group, can also be used.

多孔質化剤としては、重合時に相分離を促し、粒子の多孔質化を促進する有機溶媒である脂肪族又は芳香族の炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類等が挙げられる。多孔質化剤として、具体的には、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、オクタン、酢酸ブチル、フタル酸ジブチル、メチルエチルケトン、ジブチルエーテル、1−ヘキサノール、2−オクタノール、デカノール、ラウリルアルコール、シクロヘキサノール等が挙げられる。これらの多孔質化剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the porosifying agent include aliphatic or aromatic hydrocarbons, esters, ketones, ethers, alcohols, and the like, which are organic solvents that promote phase separation at the time of polymerization and promote pore formation of particles. It is done. Specific examples of the porosifying agent include toluene, xylene, cyclohexane, octane, butyl acetate, dibutyl phthalate, methyl ethyl ketone, dibutyl ether, 1-hexanol, 2-octanol, decanol, lauryl alcohol, cyclohexanol and the like. . These porosifying agents can be used singly or in combination of two or more.

上記多孔質化剤は、モノマ全質量に対して0〜200質量%使用できる。多孔質化剤の量によって、多孔質ポリマ粒子の空隙率をコントロールできる。さらに、多孔質化剤の種類によって、多孔質ポリマ粒子の細孔の大きさ及び形状をコントロールすることができる。   The porosifying agent can be used in an amount of 0 to 200% by mass relative to the total mass of the monomer. The porosity of the porous polymer particles can be controlled by the amount of the porous agent. Furthermore, the size and shape of the pores of the porous polymer particles can be controlled by the kind of the porous agent.

溶媒として使用する水を多孔質化剤とすることもできる。水を多孔質化剤とする場合は、モノマに油溶性界面活性剤を溶解させ、水を吸収することによって、粒子を多孔質化することが可能である。   Water used as a solvent can also be used as a porosifying agent. When water is used as the porosifying agent, it is possible to make the particles porous by dissolving the oil-soluble surfactant in the monomer and absorbing water.

多孔質化に使用される油溶性界面活性剤としては、分岐C16〜C24脂肪酸、鎖状不飽和C16〜C22脂肪酸又は鎖状飽和C12〜C14脂肪酸のソルビタンモノエステル、例えば、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレテート、ソルビタンモノミリステート又はヤシ脂肪酸から誘導されるソルビタンモノエステル;分岐C16〜C24脂肪酸、鎖状不飽和C16〜C22脂肪酸又は鎖状飽和C12〜C14脂肪酸のジグリセロールモノエステル、例えば、ジグリセロールモノオレエート(例えば、C18:1(炭素数18個、二重結合数1個)脂肪酸のジグリセロールモノエステル)、ジグリセロールモノミリステート、ジグリセロールモノイソステアレート又はヤシ脂肪酸のジグリセロールモノエステル;分岐C16〜C24アルコール(例えば、ゲルベアルコール)、鎖状不飽和C16〜C22アルコール又は鎖状飽和C12〜C14アルコール(例えば、ヤシ脂肪アルコール)のジグリセロールモノ脂肪族エーテル;及びこれらの混合物が挙げられる。   Examples of the oil-soluble surfactant used for the porous formation include sorbitan monoesters of branched C16 to C24 fatty acids, chain unsaturated C16 to C22 fatty acids or chain saturated C12 to C14 fatty acids, such as sorbitan monolaurate, sorbitan Sorbitan monoesters derived from monooleate, sorbitan monomyristate or coconut fatty acid; diglycerol monoesters of branched C16-C24 fatty acids, chain unsaturated C16-C22 fatty acids or chain saturated C12-C14 fatty acids, for example di- Glycerol monooleate (for example, diglycerol monoester of C18: 1 (18 carbon atoms, 1 double bond) fatty acid), diglycerol monomyristate, diglycerol monoisostearate or diglycerol monoester of coconut fatty acid Ester; Branch C16-C 4 alcohols (e.g., Guerbet alcohols), linear unsaturated C16~C22 alcohol or chain saturated C12~C14 alcohols (e.g., coconut fatty alcohols) diglycerol mono-fatty ethers; and mixtures thereof.

これらのうち、ソルビタンモノラウレート(例えば、SPAN(スパン、登録商標)20、純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるソルビタンモノラウレート)、ソルビタンモノオレエート(例えば、SPAN(スパン、登録商標)80、純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるソルビタンモノオレエート)、ジグリセロールモノオレエート(例えば、純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるジグリセロールモノオレエート)、ジグリセロールモノイソステアレート(例えば、純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるジグリセロールモノイソステアレート)、ジグリセロールモノミリステート(純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるソルビタンモノミリステート)、ジグリセロールのココイル(例えば、ラウリル基、ミリストイル基等)エーテル、又は、これらの混合物が好ましい。   Of these, sorbitan monolaurate (eg, SPAN 20), preferably having a purity of greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, and even more preferably greater than about 70%. Rate), sorbitan monooleate (eg, SPAN 80, sorbitan monooleate, preferably greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, and even more preferably greater than about 70%. ), Diglycerol monooleate (eg, diglycerol monooleate having a purity preferably greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, even more preferably greater than about 70%), diglycerol monoisostearate (For example, the purity is preferably greater than about 40%, more preferably about 50%. More preferably, greater than about 70% diglycerol monoisostearate), diglycerol monomyristate (purity preferably greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, even more preferably about 70%. Sorbitan monomyristate), diglycerol cocoyl (eg, lauryl, myristoyl, etc.) ethers, or mixtures thereof.

これらの油溶性界面活性剤は、モノマ全質量に対して5〜80質量%の範囲で用いることが好ましい。油溶性界面活性剤の含有量が5質量%以上であると、水滴の安定性が充分となることから、大きな単一孔を形成し難くなる。また、油溶性界面活性剤の含有量が80質量%以下であると、重合後に多孔質ポリマ粒子が形状をより保持し易くなる。   These oil-soluble surfactants are preferably used in the range of 5 to 80% by mass relative to the total mass of the monomer. When the content of the oil-soluble surfactant is 5% by mass or more, the stability of water droplets is sufficient, and it is difficult to form a large single hole. Further, when the content of the oil-soluble surfactant is 80% by mass or less, the porous polymer particles are more easily retained in shape after polymerization.

溶解性粒子とは、例えば、酸、アルカリ、溶剤等に溶解性を示す粒子である。溶解性粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、第三リン酸カルシウム、シリカ、ポリマ、金属コロイド等を使用することができる。除去のし易さの観点から、炭酸カルシウム又は第三リン酸カルシウムを用いることが好ましい。溶解性粒子の粒径は粒子内の通液性を向上させる観点から、0.6〜5μmであることが好ましく、1〜5μmであることがより好ましい。   The soluble particles are particles that are soluble in acids, alkalis, solvents, and the like, for example. As the soluble particles, for example, calcium carbonate, tricalcium phosphate, silica, polymer, metal colloid, and the like can be used. From the viewpoint of easy removal, it is preferable to use calcium carbonate or tricalcium phosphate. The particle diameter of the soluble particles is preferably 0.6 to 5 μm and more preferably 1 to 5 μm from the viewpoint of improving liquid permeability in the particles.

重合反応に用いられる水性媒体としては、水、水と水溶性溶媒(例えば、低級アルコール)との混合媒体等が挙げられる。水性媒体には、界面活性剤が含まれていてもよい。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系及び両性イオン系の界面活性剤のうち、いずれも用いることができる。   Examples of the aqueous medium used for the polymerization reaction include water, a mixed medium of water and a water-soluble solvent (for example, lower alcohol), and the like. The aqueous medium may contain a surfactant. As the surfactant, any of anionic, cationic, nonionic and zwitterionic surfactants can be used.

アニオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリ等の脂肪酸油、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のジアルキルスルホコハク酸塩、アルケルニルコハク酸塩(ジカリウム塩)、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩及びポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩が挙げられる。   Examples of the anionic surfactant include fatty acid oils such as sodium oleate and castor oil potassium, alkyl sulfate salts such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate, and alkylnaphthalene sulfone. Acid salts, alkane sulfonates, dialkyl sulfosuccinates such as sodium dioctyl sulfosuccinate, alkenyl succinates (dipotassium salts), alkyl phosphate esters, naphthalene sulfonate formalin condensates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates Salts, polyoxyethylene alkyl ether sulfates such as sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, and polyoxyethylene alkyl sulfate salts.

カチオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩が挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include alkylamine salts such as laurylamine acetate and stearylamine acetate, and quaternary ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride.

ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコールアルキルエーテル類、ポリエチレングリコールアルキルアリールエーテル類、ポリエチレングリコールエステル類、ポリエチレングリコールソルビタンエステル類、ポリアルキレングリコールアルキルアミン又はアミド類等の炭化水素系ノニオン界面活性剤、シリコンのポリエチレンオキサイド付加物類、ポリプロピレンオキサイド付加物類等のポリエーテル変性シリコン系ノニオン界面活性剤、パーフルオロアルキルグリコール類等のフッ素系ノニオン界面活性剤が挙げられる。   Nonionic surfactants include, for example, hydrocarbon nonionic surfactants such as polyethylene glycol alkyl ethers, polyethylene glycol alkyl aryl ethers, polyethylene glycol esters, polyethylene glycol sorbitan esters, polyalkylene glycol alkylamines, or amides. Agents, polyether-modified silicon-based nonionic surfactants such as polyethylene oxide adducts of silicon and polypropylene oxide adducts, and fluorine-based nonionic surfactants such as perfluoroalkyl glycols.

両性イオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の炭化水素界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤及び亜リン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。   Examples of zwitterionic surfactants include hydrocarbon surfactants such as lauryl dimethylamine oxide, phosphate ester surfactants, and phosphite ester surfactants.

界面活性剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記界面活性剤の中でも、モノマ重合時の分散安定性の観点から、アニオン系界面活性剤が好ましい。   One surfactant may be used alone, or two or more surfactants may be used in combination. Among the surfactants, anionic surfactants are preferable from the viewpoint of dispersion stability during monomer polymerization.

必要に応じて添加される重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物が挙げられる。重合開始剤は、モノマ100質量部に対して、0.1〜7.0質量部の範囲で使用することができる。   Examples of the polymerization initiator added as necessary include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, orthochlorobenzoyl peroxide, orthomethoxybenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, tert-butyl peroxide. Organic peroxides such as oxy-2-ethylhexanoate and di-tert-butyl peroxide; 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobiscyclohexanecarbonitrile, 2,2 ′ -Azo compounds such as azobis (2,4-dimethylvaleronitrile). A polymerization initiator can be used in 0.1-7.0 mass parts with respect to 100 mass parts of monomers.

重合温度は、モノマ及び重合開始剤の種類に応じて、適宜選択することができる。重合温度は、25〜110℃が好ましく、50〜100℃がより好ましい。   The polymerization temperature can be appropriately selected according to the type of monomer and polymerization initiator. The polymerization temperature is preferably 25 to 110 ° C, more preferably 50 to 100 ° C.

多孔質ポリマ粒子の合成において、粒子の分散安定性を向上させるために、高分子分散安定剤を添加してもよい。   In the synthesis of the porous polymer particles, a polymer dispersion stabilizer may be added in order to improve the dispersion stability of the particles.

高分子分散安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリカルボン酸、セルロース類(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等)、ポリビニルピロリドンが挙げられ、トリポリリン酸ナトリウム等の無機系水溶性高分子化合物も併用することができる。これらのうち、ポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンが好ましい。高分子分散安定剤の添加量は、モノマ100質量部に対して1〜10質量部が好ましい。   Examples of the polymer dispersion stabilizer include polyvinyl alcohol, polycarboxylic acid, celluloses (hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, etc.), polyvinyl pyrrolidone, and inorganic water-soluble polymer compounds such as sodium tripolyphosphate. can do. Of these, polyvinyl alcohol or polyvinyl pyrrolidone is preferred. The addition amount of the polymer dispersion stabilizer is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer.

モノマが単独で重合することを抑えるために、亜硝酸塩類、亜硫酸塩類、ハイドロキノン類、アスコルビン酸類、水溶性ビタミンB類、クエン酸、ポリフェノール類等の水溶性の重合禁止剤を用いてもよい。   In order to prevent the monomer from polymerizing alone, water-soluble polymerization inhibitors such as nitrites, sulfites, hydroquinones, ascorbic acids, water-soluble vitamin Bs, citric acid, and polyphenols may be used.

多孔質ポリマ粒子の平均粒径は、好ましくは300μm以下、より好ましくは150μm以下、更に好ましくは100μm以下である。また、多孔質ポリマ粒子の平均粒径は、通液性の向上の観点から、好ましくは10μm以上、より好ましくは30μm以上であり、更に好ましくは50μm以上である。   The average particle diameter of the porous polymer particles is preferably 300 μm or less, more preferably 150 μm or less, and still more preferably 100 μm or less. The average particle diameter of the porous polymer particles is preferably 10 μm or more, more preferably 30 μm or more, and further preferably 50 μm or more, from the viewpoint of improving liquid permeability.

多孔質ポリマ粒子又は分離材の平均粒径は、以下の測定法により求めることができる。
(1)粒子を、超音波分散装置を使用して水(界面活性剤等の分散剤を含む)に分散させ、1質量%の多孔質ポリマ粒子を含む分散液を調製する。
(2)粒度分布計(シスメックスフロー、シスメックス株式会社製)を用いて、上記分散液中の粒子約1万個の画像により平均粒径を測定する。
The average particle diameter of the porous polymer particles or the separating material can be determined by the following measurement method.
(1) The particles are dispersed in water (including a dispersant such as a surfactant) using an ultrasonic dispersion device to prepare a dispersion liquid containing 1% by mass of porous polymer particles.
(2) Using a particle size distribution meter (Sysmex Flow, manufactured by Sysmex Corporation), the average particle size is measured from an image of about 10,000 particles in the dispersion.

多孔質ポリマ粒子の細孔容積は、多孔質ポリマ粒子の全体積基準で30体積%以上70体積%以下であることが好ましく、40体積%以上70体積%以下であることがより好ましい。多孔質ポリマ粒子は、細孔径が0.01μm以上0.6μm未満である細孔、すなわちマクロポアー(マクロ孔)を有することが好ましい。多孔質ポリマ粒子の細孔径として、より好ましくは、0.1μm以上0.6μm未満である。細孔径が0.01μm以上であると、細孔内に物質が入り易くなる傾向にあり、細孔径が0.6μm未満であると、比表面積が充分なものになる。これらは上述の多孔質化剤により調整可能である。   The pore volume of the porous polymer particles is preferably 30% to 70% by volume, more preferably 40% to 70% by volume, based on the total volume of the porous polymer particles. The porous polymer particles preferably have pores having a pore diameter of 0.01 μm or more and less than 0.6 μm, that is, macropores (macropores). The pore diameter of the porous polymer particles is more preferably 0.1 μm or more and less than 0.6 μm. If the pore diameter is 0.01 μm or more, a substance tends to easily enter the pores. If the pore diameter is less than 0.6 μm, the specific surface area is sufficient. These can be adjusted by the above-mentioned porous agent.

多孔質ポリマ粒子の比表面積は、30m/g以上であることが好ましい。より高い実用性の観点から、比表面積は35m/g以上であることがより好ましく、40m/g以上であることが更に好ましい。比表面積が30m/g以上であると、分離する物質の吸着量が大きくなる傾向にある。 The specific surface area of the porous polymer particles is preferably 30 m 2 / g or more. From the viewpoint of higher practicality, the specific surface area is more preferably 35 m 2 / g or more, and further preferably 40 m 2 / g or more. When the specific surface area is 30 m 2 / g or more, the adsorption amount of the substance to be separated tends to increase.

(被覆層)
本実施形態に係る被覆層は、水酸基を有する高分子を含む。水酸基を有する高分子で多孔質ポリマ粒子を被覆することによりカラム圧の上昇を抑制することができるとともに、タンパク質の非特異吸着を抑制することが可能となる上、分離材のタンパク質吸着量を、天然高分子を用いた場合と同等又はそれ以上とすることが可能となる。さらに、水酸基を有する高分子が架橋されていると、カラム圧の上昇をより抑制することが可能となる。
(Coating layer)
The coating layer according to the present embodiment includes a polymer having a hydroxyl group. By covering the porous polymer particles with a polymer having a hydroxyl group, an increase in the column pressure can be suppressed, and non-specific adsorption of the protein can be suppressed, and the protein adsorption amount of the separation material can be reduced. It becomes possible to make it equal to or higher than when natural polymers are used. Furthermore, when the polymer having a hydroxyl group is crosslinked, it is possible to further suppress an increase in column pressure.

(水酸基を有する高分子)
水酸基を有する高分子は、1分子中に2個以上の水酸基を有することが好ましく、親水性高分子であることがより好ましい。水酸基を有する高分子としては、例えば、多糖類、好ましくはアガロース、デキストラン、セルロース、ポリビニルアルコール、キトサン等が挙げられ、例えば平均分子量1万〜20万程度のものが使用できる。
(Polymer having a hydroxyl group)
The polymer having a hydroxyl group preferably has two or more hydroxyl groups in one molecule, and more preferably a hydrophilic polymer. Examples of the polymer having a hydroxyl group include polysaccharides, preferably agarose, dextran, cellulose, polyvinyl alcohol, and chitosan. For example, those having an average molecular weight of about 10,000 to 200,000 can be used.

また、水酸基を有する高分子は、界面吸着能を向上させる観点から、疎水基により変性された変性体であってもよい。疎水基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基等が挙げられる。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。疎水基は、水酸基と反応する官能基(例えば、エポキシ基)及び疎水基を有する化合物(例えば、グリシジルフェニルエーテル)を、水酸基を有する高分子と従来公知の方法で反応させることにより、導入することができる。   The polymer having a hydroxyl group may be a modified product modified with a hydrophobic group from the viewpoint of improving the interfacial adsorption ability. Examples of the hydrophobic group include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group and a naphthyl group. A hydrophobic group is introduced by reacting a functional group that reacts with a hydroxyl group (for example, an epoxy group) and a compound having a hydrophobic group (for example, glycidyl phenyl ether) with a polymer having a hydroxyl group by a conventionally known method. Can do.

(被覆層の形成方法)
本実施形態に係る被覆層は、例えば、以下に示す方法により形成することができる。
(Formation method of coating layer)
The coating layer according to the present embodiment can be formed by, for example, the following method.

まず、水酸基を有する高分子の溶液を多孔質ポリマ粒子表面に吸着させる。水酸基を有する高分子の溶液の溶媒としては、水酸基を有する高分子を溶解することのできるものであれば、特に限定されないが、水が最も一般的である。溶媒に溶解させる高分子の濃度は、5〜20(mg/mL)が好ましい。   First, a polymer solution having a hydroxyl group is adsorbed on the surface of the porous polymer particles. The solvent for the polymer solution having a hydroxyl group is not particularly limited as long as it can dissolve the polymer having a hydroxyl group, but water is the most common. The concentration of the polymer dissolved in the solvent is preferably 5 to 20 (mg / mL).

この溶液を、多孔質ポリマ粒子に含浸させる。含浸方法は、水酸基を有する高分子の溶液に多孔質ポリマ粒子を加えて一定時間放置する。含浸時間は多孔質体の表面状態によっても変わるが、通常一昼夜含浸すれば高分子濃度が多孔質体の内部で外部濃度と平衡状態となる。その後、水、アルコール等の溶媒で洗浄し、未吸着分の水酸基を有する高分子を除去する。   This solution is impregnated into porous polymer particles. In the impregnation method, porous polymer particles are added to a polymer solution having a hydroxyl group and left for a predetermined time. Although the impregnation time varies depending on the surface state of the porous body, the polymer concentration is in an equilibrium state with the external concentration inside the porous body if it is usually impregnated day and night. Then, it wash | cleans with solvents, such as water and alcohol, and remove | eliminates the polymer which has a hydroxyl group which is not adsorb | sucked.

(架橋処理)
次いで、架橋剤を加えて多孔質ポリマ粒子表面に吸着された水酸基を有する高分子を架橋反応させて、架橋体を形成する。このとき、架橋体は、水酸基を有する3次元架橋網目構造を有する。
(Crosslinking treatment)
Next, a crosslinking agent is added to cause the polymer having a hydroxyl group adsorbed on the surface of the porous polymer particles to undergo a crosslinking reaction to form a crosslinked body. At this time, the crosslinked body has a three-dimensional crosslinked network structure having a hydroxyl group.

架橋剤としては、例えばエピクロルヒドリン等のエピハロヒドリン、グルタルアルデヒド等のジアルデヒド化合物、メチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジル化合物などのような水酸基に活性な官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。また、水酸基を有する高分子としてキトサンのようなアミノ基を有する化合物を使用する場合には、ジクロロオクタンのようなジハライドも架橋剤として使用できる。   Examples of the crosslinking agent include two or more functional groups active on a hydroxyl group such as an epihalohydrin such as epichlorohydrin, a dialdehyde compound such as glutaraldehyde, a diisocyanate compound such as methylene diisocyanate, and a glycidyl compound such as ethylene glycol diglycidyl ether. Compounds. When a compound having an amino group such as chitosan is used as the polymer having a hydroxyl group, a dihalide such as dichlorooctane can also be used as a crosslinking agent.

この架橋反応には通常触媒が用いられる。該触媒は架橋剤の種類に合わせて適宜従来公知のものを用いることができるが、例えば、架橋剤がエピクロルヒドリン等の場合には水酸化ナトリウム等のアルカリが有効であり、ジアルデヒド化合物の場合には塩酸等の鉱酸が有効である。   A catalyst is usually used for this crosslinking reaction. As the catalyst, a conventionally known catalyst can be appropriately used according to the type of the crosslinking agent. For example, when the crosslinking agent is epichlorohydrin or the like, an alkali such as sodium hydroxide is effective, and in the case of a dialdehyde compound. Mineral acids such as hydrochloric acid are effective.

架橋剤による架橋反応は、通常、分離材を適当な媒体中に分散、懸濁させた系に架橋剤を添加することによって行われる。架橋剤の添加量は、水酸基を有する高分子として多糖類を使用した場合、単糖類の1単位を1モルとすると、それに対して0.1〜100モル倍の範囲内で、分離材の性能に応じて選定することができる。一般に、架橋剤の添加量を少なくすると、被覆層が多孔質ポリマ粒子から剥離し易くなる傾向にある。また、架橋剤の添加量が過剰で、かつ、水酸基を有する高分子との反応率が高い場合、原料の水酸基を有する高分子の特性が損なわれる傾向にある。   The crosslinking reaction with the crosslinking agent is usually performed by adding the crosslinking agent to a system in which the separating material is dispersed and suspended in an appropriate medium. When the polysaccharide is used as the polymer having a hydroxyl group, the addition amount of the crosslinking agent is within a range of 0.1 to 100 mol times per unit of the monosaccharide, and the performance of the separating material. It can be selected according to. Generally, when the addition amount of the crosslinking agent is reduced, the coating layer tends to be easily peeled off from the porous polymer particles. Moreover, when the addition amount of a crosslinking agent is excessive and the reaction rate with the polymer which has a hydroxyl group is high, the characteristic of the polymer which has a hydroxyl group of a raw material tends to be impaired.

また、触媒の使用量としては、架橋剤の種類により異なるが、通常、水酸基を有する高分子として多糖類を使用する場合に、多糖類を形成する単糖類の1単位を1モルとすると、これに対して0.01〜10モル倍の範囲、更に好ましくは0.1〜5モル倍で使用される。   The amount of the catalyst used varies depending on the type of the crosslinking agent. Usually, when a polysaccharide is used as the polymer having a hydroxyl group, if one unit of the monosaccharide forming the polysaccharide is 1 mol, this is used. It is used in the range of 0.01 to 10 mol times, more preferably 0.1 to 5 mol times with respect to.

例えば、該架橋反応条件を温度条件とした場合、反応系の温度を上げ、その温度が反応温度に達すれば架橋反応が生起する。   For example, when the crosslinking reaction condition is a temperature condition, a crosslinking reaction occurs when the temperature of the reaction system is raised and the temperature reaches the reaction temperature.

水酸基を有する高分子の溶液等を含浸させた多孔質ポリマ粒子を分散、懸濁させる媒体としては含浸させた高分子溶液から高分子、架橋剤等を抽出してしまうことなく、かつ、架橋反応に不活性なものである必要がある。その具体例としては水、アルコール等が挙げられる。   As a medium for dispersing and suspending porous polymer particles impregnated with a polymer solution having a hydroxyl group, the polymer or crosslinking agent is not extracted from the impregnated polymer solution, and a crosslinking reaction is performed. Must be inert. Specific examples thereof include water and alcohol.

架橋反応は、通常、5〜90℃の範囲の温度で、1〜10時間かけて行う。好ましくは、30〜90℃の範囲の温度である。   The crosslinking reaction is usually performed at a temperature in the range of 5 to 90 ° C. over 1 to 10 hours. Preferably, the temperature is in the range of 30 to 90 ° C.

架橋反応終了後、生成した粒子を濾別し、次いで水、メタノール、エタノール等の親水性有機溶媒で洗浄し、未反応の高分子、懸濁用媒体等を除去すれば、多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部が、水酸基を有する高分子を含む被覆層により被覆された分離材が得られる。   After completion of the crosslinking reaction, the produced particles are filtered, washed with a hydrophilic organic solvent such as water, methanol, ethanol, etc. to remove unreacted polymer, suspending medium, etc. A separation material in which at least a part of the surface is coated with a coating layer containing a polymer having a hydroxyl group is obtained.

本実施形態の分離材は、多孔質ポリマ粒子1g当たり30〜400mgの被覆層を備えることが好ましく、50〜400mgの被覆層を備えることがより好ましく、100〜400mgの被覆層を備えることが更に好ましい。被覆層の割合が多孔質ポリマ粒子1gに対して400mg以下であると、被覆層を薄膜とすることができ、カラムとして用いたときの通液性がより向上する傾向にある。また、被覆層の割合が多孔質ポリマ粒子1gに対して30mg以上であると、タンパク質吸着量がより高まる傾向にある。被覆層の量は熱分解の重量減少等で測定することができる。   The separating material of the present embodiment preferably includes a coating layer of 30 to 400 mg per 1 g of porous polymer particles, more preferably includes a coating layer of 50 to 400 mg, and further includes a coating layer of 100 to 400 mg. preferable. When the ratio of the coating layer is 400 mg or less with respect to 1 g of the porous polymer particles, the coating layer can be a thin film, and the liquid permeability when used as a column tends to be further improved. Moreover, it exists in the tendency for protein adsorption amount to rise more that the ratio of a coating layer is 30 mg or more with respect to 1 g of porous polymer particles. The amount of the coating layer can be measured by reducing the weight of pyrolysis.

(イオン交換基の導入)
被覆層を備える分離材は、イオン交換基、リガンド(プロテインA)等を表面上の水酸基等を介して導入することによりイオン交換精製、アフィニティ精製等に使用することができる。イオン交換基の導入方法として、例えば、ハロゲン化アルキル化合物を用いる方法が挙げられる。
(Introduction of ion exchange groups)
The separation material having a coating layer can be used for ion exchange purification, affinity purification, etc. by introducing ion exchange groups, ligands (protein A), etc. via hydroxyl groups on the surface. Examples of the method for introducing an ion exchange group include a method using an alkyl halide compound.

ハロゲン化アルキル化合物としては、モノハロゲノ酢酸、モノハロゲノプロピオン酸等のモノハロゲノカルボン酸及びそのナトリウム塩、ジエチルアミノエチルクロライド等のハロゲン化アルキル基を少なくとも1つ有する1級、2級又は3級アミン、ハロゲン化アルキル基を有する4級アンモニウムの塩酸塩などが挙げられる。これらのハロゲン化アルキル化合物は、臭化物又は塩化物であることが好ましい。ハロゲン化アルキル化合物の使用量としては、イオン交換基を付与する分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。   Examples of the halogenated alkyl compound include monohalogenocarboxylic acids such as monohalogenoacetic acid and monohalogenopropionic acid and sodium salts thereof, primary, secondary or tertiary amines having at least one halogenated alkyl group such as diethylaminoethyl chloride, halogen And quaternary ammonium hydrochloride having an alkyl group. These halogenated alkyl compounds are preferably bromides or chlorides. The amount of the halogenated alkyl compound used is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separating material imparting ion exchange groups.

イオン交換基の導入には、反応を促進させるために、有機溶媒を用いることが有効である。有機溶媒としては、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、1−ペンタノール、イソペンタノール等のアルコール類が挙げられる。   For introducing the ion exchange group, it is effective to use an organic solvent in order to promote the reaction. Examples of the organic solvent include alcohols such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutanol, 1-pentanol, and isopentanol.

通常、イオン交換基の導入は、分離材表面の水酸基に行われるので、湿潤状態の粒子を、ろ過等により水切りした後、所定濃度のアルカリ性水溶液に浸漬し、一定時間放置した後、水−有機溶媒混合系で、上記ハロゲン化アルキル化合物を添加して反応させる。この反応は温度40〜90℃で、0.5〜12時間行うことが好ましい。上記の反応で使用されるハロゲン化アルキル化合物の種類により、付与されるイオン交換基が決定される。   In general, since the ion exchange group is introduced into the hydroxyl group on the surface of the separation material, the wet particles are drained by filtration or the like, immersed in an alkaline aqueous solution of a predetermined concentration, left for a certain period of time, and then water-organic. The halogenated alkyl compound is added and reacted in a solvent mixture system. This reaction is preferably carried out at a temperature of 40 to 90 ° C. for 0.5 to 12 hours. The ion exchange group to be provided is determined depending on the kind of the halogenated alkyl compound used in the above reaction.

イオン交換基として、弱塩基性基であるアミノ基を導入する方法としては、上記ハロゲン化アルキル化合物のうち、水素原子の一部が塩素原子に置換されたアルキル基を少なくとも1つ有する、モノ−、ジ−又はトリ−アルキルアミン、モノ−、ジ−又はトリ−アルカノールアミン、モノ−アルキル−モノ−アルカノールアミン、ジ−アルキル−モノ−アルカノールアミン、モノ−アルキル−ジ−アルカノールアミン等を反応させる方法が挙げられる。これらのハロゲン化アルキル化合物の使用量としては、分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。反応条件は、40〜90℃で、0.5〜12時間であることが好ましい。   As a method for introducing an amino group that is a weakly basic group as an ion exchange group, among the halogenated alkyl compounds, a mono- having at least one alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a chlorine atom. , Di- or tri-alkylamines, mono-, di- or tri-alkanolamines, mono-alkyl-mono-alkanolamines, di-alkyl-mono-alkanolamines, mono-alkyl-di-alkanolamines, etc. A method is mentioned. The amount of these halogenated alkyl compounds used is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separating material. The reaction conditions are preferably 40 to 90 ° C. and 0.5 to 12 hours.

イオン交換基として、強塩基性基の4級アンモニウム基を導入する方法としては、まず、3級アミノ基を導入し、該3級アミノ基にエピクロルヒドリン等のハロゲン化アルキル化合物を反応させ、4級アンモニウム基に変換させる方法が挙げられる。また、4級アンモニウムの塩酸塩等を分離材に反応させてもよい。   As a method for introducing a strongly basic quaternary ammonium group as an ion exchange group, first, a tertiary amino group is introduced, and then the tertiary amino group is reacted with a halogenated alkyl compound such as epichlorohydrin. The method of converting into an ammonium group is mentioned. Further, quaternary ammonium hydrochloride or the like may be reacted with the separation material.

イオン交換基として、弱酸性基であるカルボキシ基を導入する方法としては、上記ハロゲン化アルキル化合物として、モノハロゲノ酢酸、モノハロゲノプロピオン酸等のモノハロゲノカルボン酸又はそのナトリウム塩を反応させる方法が挙げられる。これらハロゲン化アルキル化合物の使用量は、イオン交換基を導入する分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。   Examples of the method for introducing a carboxy group that is a weakly acidic group as an ion exchange group include a method in which a monohalogenocarboxylic acid such as monohalogenoacetic acid or monohalogenopropionic acid or a sodium salt thereof is reacted as the halogenated alkyl compound. . The amount of the halogenated alkyl compound used is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separating material into which the ion exchange group is introduced.

イオン交換基として、強酸性基であるスルホン酸基の導入方法としては、分離材に対してエピクロロヒドリン等のグリシジル化合物を反応させ、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩又は重亜硫酸塩の飽和水溶液に分離材を添加する方法が挙げられる。反応条件は、30〜90℃で1〜10時間であることが好ましい。   As a method for introducing a sulfonic acid group which is a strongly acidic group as an ion exchange group, a glycidyl compound such as epichlorohydrin is reacted with a separating material, and a sulfite or a bisulfite such as sodium sulfite or sodium bisulfite. And a method of adding a separating material to the saturated aqueous solution. The reaction conditions are preferably 30 to 90 ° C. and 1 to 10 hours.

一方、イオン交換基の導入方法として、アルカリ性雰囲気下で、分離材に1,3−プロパンスルトンを反応させる方法も挙げられる。1,3−プロパンスルトンは、分離材の全質量に対して0.4質量%以上使用することが好ましい。反応条件は、0〜90℃で0.5〜12時間であることが好ましい。   On the other hand, a method for introducing 1,3-propane sultone to the separation material in an alkaline atmosphere can also be used as an ion exchange group introduction method. 1,3-propane sultone is preferably used in an amount of 0.4% by mass or more based on the total mass of the separating material. The reaction conditions are preferably 0 to 90 ° C. and 0.5 to 12 hours.

本実施形態の分離材の水中での膨潤度は、次の方法で測定する。まず、所定の体積量の25℃で24時間乾燥した分離材をメスシリンダーに投入し、乾燥分離材の体積を測定する。その後、メスシリンダーに水を添加して、24時間湿潤させ、分離材の体積変化から水中での膨潤度を以下の式より算出する。
(湿潤後の分離材体積)/(乾燥分離材の体積)=水中での膨潤度
The degree of swelling of the separation material of this embodiment in water is measured by the following method. First, the separation material dried for 24 hours at 25 ° C. in a predetermined volume is put into a measuring cylinder, and the volume of the dry separation material is measured. Thereafter, water is added to the graduated cylinder and wetted for 24 hours, and the degree of swelling in water is calculated from the following formula from the volume change of the separating material.
(Volume of separation material after wetting) / (Volume of dry separation material) = degree of swelling in water

本実施形態の分離材の水中での膨潤度は1.05以下であることが好ましく、1.03以下であることがより好ましい。また、分離材の水中での膨潤度の下限値は、例えば、1.00以上とすることができる。   The degree of swelling in water of the separation material of the present embodiment is preferably 1.05 or less, and more preferably 1.03 or less. Moreover, the lower limit of the swelling degree of the separating material in water can be set to 1.00 or more, for example.

本実施形態の分離材の吸湿度は、次の方法で測定する。90℃で12時間乾燥した分離材1gを恒温恒湿度試験槽(温度60℃、湿度90%)に18時間放置した後、再度分離材の質量を測定することにより吸湿度を以下の式より算出する。
(吸湿後分離材質量−1)g/1g×100=吸湿度(%)
The moisture absorption of the separation material of this embodiment is measured by the following method. After 1 g of separation material dried at 90 ° C. for 12 hours is left in a constant temperature and humidity test tank (temperature 60 ° C., humidity 90%) for 18 hours, the moisture absorption is calculated from the following equation by measuring the mass of the separation material again. To do.
(Separation material mass after moisture absorption -1) g / 1 g x 100 = moisture absorption (%)

本実施形態の分離材の吸湿度は1〜30質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがより好ましい。分離材の吸湿度が30質量%以下であると、被覆層の厚みによる分離材の通液性が低下を抑制することができる。   It is preferable that the moisture absorption of the separation material of this embodiment is 1-30 mass%, and it is more preferable that it is 1-20 mass%. When the moisture absorption of the separating material is 30% by mass or less, the liquid permeability of the separating material due to the thickness of the coating layer can be prevented from decreasing.

本実施形態の分離材又は多孔質ポリマ粒子の平均細孔径及び比表面積は、水銀圧入測定装置(オートポア:株式会社島津製作所製)にて測定した値であり、以下のようにして測定する。試料約0.05gを、標準5mL粉体用セル(ステム容積0.4mL)に加え、初期圧21kPa(約3psia、細孔直径約60μm相当)の条件で測定する。水銀パラメータは、装置デフォルトの水銀接触角130°、水銀表面張力485dynes/cmに設定する。また、細孔径0.05〜5μmの範囲に限定してそれぞれの値を算出する。   The average pore diameter and specific surface area of the separating material or porous polymer particle of the present embodiment are values measured with a mercury intrusion measuring apparatus (Autopore: manufactured by Shimadzu Corporation), and are measured as follows. About 0.05 g of a sample is added to a standard 5 mL powder cell (stem volume 0.4 mL), and measurement is performed under an initial pressure of 21 kPa (about 3 psia, corresponding to a pore diameter of about 60 μm). Mercury parameters are set to a device default mercury contact angle of 130 ° and a mercury surface tension of 485 dynes / cm. Further, each value is calculated by limiting to a pore diameter range of 0.05 to 5 μm.

本実施形態の分離材は、タンパク質を静電的相互作用による分離、アフィニティ精製に用いるのに好適である。例えば、タンパク質を含む混合溶液の中に本実施形態の分離材を添加し、静電的相互作用によりタンパク質だけを分離材に吸着させた後、該分離材を溶液からろ別し、塩濃度の高い水溶液中に添加すれば、分離材に吸着しているタンパク質を容易に脱離、回収できる。また、本実施形態の分離材は、カラムクロマトグラフィーにおいて、使用することも可能である。   The separation material of this embodiment is suitable for use in separation of proteins by electrostatic interaction and affinity purification. For example, after adding the separation material of the present embodiment to a mixed solution containing protein, adsorbing only the protein to the separation material by electrostatic interaction, the separation material is filtered from the solution, and the salt concentration If added to a high aqueous solution, the protein adsorbed on the separation material can be easily desorbed and recovered. Moreover, the separation material of this embodiment can also be used in column chromatography.

本実施形態の分離材を用いて分離できる生体高分子としては、水溶性物質が好ましい。具体的には、血清アルブミン、免疫グロブリン等の血液タンパク質などのタンパク質、生体中に存在する酵素、バイオテクノロジーにより生産されるタンパク質生理活性物質、DNA、生理活性をするペプチド等の生体高分子などであり、好ましくは分子量が200万以下、より好ましくは50万以下である。また、公知の方法に従い、タンパク質の等電点、イオン化状態等によって、分離材の性質、条件等を選ぶ必要がある。公知の方法としては、例えば、特開昭60−169427号公報等に記載の方法が挙げられる。   The biopolymer that can be separated using the separation material of the present embodiment is preferably a water-soluble substance. Specific examples include proteins such as blood proteins such as serum albumin and immunoglobulin, enzymes present in the living body, protein bioactive substances produced by biotechnology, DNA, biopolymers such as bioactive peptides, etc. Yes, preferably the molecular weight is 2 million or less, more preferably 500,000 or less. In addition, according to a known method, it is necessary to select properties, conditions, and the like of the separation material depending on the isoelectric point, ionization state, and the like of the protein. Examples of known methods include the methods described in JP-A-60-169427.

本実施形態の分離材は、多孔質ポリマ粒子上の被覆層を架橋処理後、分離材の表面にイオン交換基、プロテインAを導入することにより、タンパク質等の生体高分子の分離において、天然高分子からなる粒子又は合成ポリマからなる粒子のそれぞれの利点を有する。特に本実施形態の分離材における多孔質ポリマ粒子は、上述の方法で得られるものであるため、耐久性及び耐アルカリ性を有する。また、本実施形態の分離材は、タンパク質の非特異吸着を低減し、タンパク質の吸脱着が起こり易い傾向にある。さらに、本実施形態の分離材は、同一流速下でのタンパク質等の吸着量(動的吸着量)が大きい傾向にある。   In the separation material of the present embodiment, after the coating layer on the porous polymer particles is cross-linked, an ion exchange group and protein A are introduced into the surface of the separation material, thereby separating the natural polymer in the separation of biopolymers such as proteins. Each has the advantage of particles made of molecules or particles made of synthetic polymers. In particular, since the porous polymer particles in the separation material of the present embodiment are obtained by the above-described method, they have durability and alkali resistance. In addition, the separation material of the present embodiment tends to reduce non-specific adsorption of proteins and easily cause protein adsorption / desorption. Furthermore, the separation material of the present embodiment tends to have a large adsorption amount (dynamic adsorption amount) of protein or the like under the same flow rate.

本明細書における通液速度とは、φ7.8×300mmのステンレスカラムに本実施形態の分離材を充填し、液を通した際の通液速度を表す。本実施形態の分離材は、カラムに充填した場合、カラム圧0.3MPaのときに通液速度が800cm/h以上であることが好ましい。カラムクロマトグラフィーでタンパク質の分離を行う場合、タンパク質溶液等の通液速度としては、一般に400cm/h以下の範囲であるが、本実施形態の分離材を使用した場合は、通常のタンパク質分離用の分離材よりも速い通液速度800cm/h以上で使用することができる。   The liquid passing speed in this specification represents the liquid passing speed when the separation material of this embodiment is packed in a stainless steel column of φ7.8 × 300 mm and the liquid is passed. When the separation material of this embodiment is packed in a column, it is preferable that the liquid passing speed is 800 cm / h or more when the column pressure is 0.3 MPa. When separating proteins by column chromatography, the flow rate of protein solution or the like is generally in the range of 400 cm / h or less. However, when the separation material of the present embodiment is used, the separation rate for normal protein separation is as follows. It can be used at a liquid passing speed of 800 cm / h or more faster than the separating material.

本実施形態の分離材の平均粒径は、10〜300μmであることが好ましい。分取用又は工業用のクロマトグラフィーでの使用には、カラム内圧の極端な増加を避けるために、10〜100μmであることが好ましい。   The average particle size of the separation material of the present embodiment is preferably 10 to 300 μm. For use in preparative or industrial chromatography, it is preferably 10 to 100 μm in order to avoid an extreme increase in column internal pressure.

本実施形態の分離材は、カラムクロマトグラフィーでカラム充填材として使用した場合、使用する溶出液の性質に依らず、カラム内での体積変化がほとんどないため、操作性に優れる。   When used as a column packing material in column chromatography, the separation material of this embodiment is excellent in operability because there is almost no volume change in the column regardless of the properties of the eluent used.

分離材の平均細孔径は、0.05〜0.6μmであることが好ましく、0.05〜0.5μmであることがより好ましく、0.1〜0.5μmであることが更に好ましい。平均細孔径が0.05μm以上であると、細孔内に物質が入り易くなる傾向にあり、平均細孔径が0.6μm以下であると、比表面積が充分なものになる。   The average pore diameter of the separating material is preferably 0.05 to 0.6 μm, more preferably 0.05 to 0.5 μm, and still more preferably 0.1 to 0.5 μm. When the average pore diameter is 0.05 μm or more, a substance tends to easily enter the pores. When the average pore diameter is 0.6 μm or less, the specific surface area is sufficient.

分離材の比表面積は、30m/g以上であることが好ましい。より高い実用性の観点から、比表面積は35m/g以上であることがより好ましく、40m/g以上であることが更に好ましい。比表面積が30m/g以上であると、分離する物質の吸着量が大きくなる傾向にある。分離材の比表面積の上限値は、500m/g以下とすることができる。 The specific surface area of the separating material is preferably 30 m 2 / g or more. From the viewpoint of higher practicality, the specific surface area is more preferably 35 m 2 / g or more, and further preferably 40 m 2 / g or more. When the specific surface area is 30 m 2 / g or more, the adsorption amount of the substance to be separated tends to increase. The upper limit value of the specific surface area of the separating material can be 500 m 2 / g or less.

分離材の平均細孔径、比表面積等は、多孔質ポリマ粒子の原料、多孔質化剤、水酸基を有する高分子等を適宜選択することによって、調整することができる。   The average pore diameter, specific surface area and the like of the separating material can be adjusted by appropriately selecting the raw material of the porous polymer particles, the porosifying agent, the polymer having a hydroxyl group, and the like.

本実施形態の分離材は、カラムに用いることができる。すなわち、本実施形態のカラムは、上記分離材を備える。なお、本実施形態では、イオン交換基を導入する形態の分離材について説明したが、イオン交換基を導入しなくても分離材として用いることができる。このような分離材は、例えば、ゲルろ過クロマトグラフィーに利用することができる。   The separation material of this embodiment can be used for a column. That is, the column of this embodiment includes the separation material. In addition, although this embodiment demonstrated the separation material of the form which introduce | transduces an ion exchange group, even if it does not introduce | transduce an ion exchange group, it can be used as a separation material. Such a separating material can be used for, for example, gel filtration chromatography.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.

(多孔質ポリマ粒子1)
500mLの三口フラスコに、モノマとして、純度96%のジビニルベンゼン(DVB、新日鉄住金化学株式会社製、商品名「DVB960」)10.7g、スチレン5.3g、多孔質化剤として、スパン80 6g、重合開始剤として、過酸化ベンゾイル0.64gを加え、モノマ相とした。また、ポリビニルアルコールを0.5質量%含む水溶液を分散相として使用した。この分散液を、マイクロプロセスサーバーを使用して乳化後、得られた乳化液(モノマ濃度25体積%)をフラスコに移し、80℃のウォーターバスで加熱しながら、撹拌機を用いて約8時間撹拌をした。得られた粒子をろ過後、アセトンで洗浄を行い、多孔質ポリマ粒子1を得た。多孔質ポリマ粒子1の粒径をフロー型粒径測定装置(FPIA−3000、シスメックス株式会社製)で測定し、平均粒径を算出した。結果を表1に示す。
(Porous polymer particles 1)
In a 500 mL three-necked flask, as a monomer, 10.7 g of divinylbenzene having a purity of 96% (DVB, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., trade name “DVB960”), 5.3 g of styrene, and spanning of 60.6 g, As a polymerization initiator, 0.64 g of benzoyl peroxide was added to obtain a monomer phase. Further, an aqueous solution containing 0.5% by mass of polyvinyl alcohol was used as a dispersed phase. This dispersion is emulsified using a microprocess server, and the resulting emulsion (monomer concentration 25 vol%) is transferred to a flask and heated in a water bath at 80 ° C. for about 8 hours using a stirrer. Stir. The obtained particles were filtered and then washed with acetone to obtain porous polymer particles 1. The particle size of the porous polymer particle 1 was measured with a flow type particle size measuring device (FPIA-3000, manufactured by Sysmex Corporation), and the average particle size was calculated. The results are shown in Table 1.

(多孔質ポリマ粒子2)
ジビニルベンゼン、スチレン及びスパン80の使用量を、それぞれ12.3g、3.7g、8gに変更した以外は、多孔質ポリマ粒子1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子2を合成した。
(Porous polymer particles 2)
Porous polymer particles 2 were synthesized in the same manner as the porous polymer particles 1 except that the amounts of divinylbenzene, styrene, and span 80 were changed to 12.3 g, 3.7 g, and 8 g, respectively.

(多孔質ポリマ粒子3)
ジビニルベンゼン10.7g、スチレン5.3g及びスパン80 6gを、ジビニルベンゼン13.4g、スチレン2.6g、スパン80 6g及びオクタノール4gに変更した以外は、多孔質ポリマ粒子1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子3を合成した。
(Porous polymer particles 3)
Except that 10.7 g of divinylbenzene, 5.3 g of styrene and 60.6 g of span were changed to 13.4 g of divinylbenzene, 2.6 g of styrene, 806 g of span and 4 g of octanol, the same as the synthesis of porous polymer particle 1 Porous polymer particles 3 were synthesized.

(多孔質ポリマ粒子4)
ジビニルベンゼン10.7g、スチレン5.3g及びスパン80 6gを、ジビニルベンゼン16g、スパン80 4g、オクタノール4g及びジエチルベンゼン2gに変更した以外は、多孔質ポリマ粒子1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子4を合成した。
(Porous polymer particles 4)
The porous polymer particle 1 was synthesized in the same manner as the synthesis of the porous polymer particle 1 except that 10.7 g of divinylbenzene, 5.3 g of styrene and 60.6 g of span were changed to 16 g of divinylbenzene, 4 g of span 80, 4 g of octanol and 2 g of diethylbenzene. Particle 4 was synthesized.

(多孔質ポリマ粒子5)
ジビニルベンゼン10.7g及びスチレン5.3gを、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA、トリエステル57%)16gに変更した以外は、多孔質ポリマ粒子1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子5を合成した。
(Porous polymer particles 5)
The porous polymer particle 5 was synthesized in the same manner as the synthesis of the porous polymer particle 1 except that 10.7 g of divinylbenzene and 5.3 g of styrene were changed to 16 g of pentaerythritol triacrylate (PETA, triester 57%). did.

(多孔質ポリマ粒子6)
ジビニルベンゼン10.7g及びスチレン5.3gを、ジビニルベンゼン12.8g及び2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート3.2gに変更した以外は、多孔質ポリマ粒子1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子6を合成した。
(Porous polymer particle 6)
Porous polymer particles in the same manner as the synthesis of porous polymer particles 1 except that 10.7 g of divinylbenzene and 5.3 g of styrene were changed to 12.8 g of divinylbenzene and 3.2 g of 2,3-dihydroxypropyl methacrylate. 6 was synthesized.

(多孔質ポリマ粒子7)
市販のアガロース粒子(GEヘルスケアジャパン株式会社、商品名「Capto DEAE」)を多孔質ポリマ粒子7として使用した。
(Porous polymer particle 7)
Commercially available agarose particles (GE Healthcare Japan, trade name “Capto DEAE”) were used as the porous polymer particles 7.

Figure 2017122652
Figure 2017122652

(実施例1)
<被覆層の形成及び架橋>
アガロース水溶液(2質量%)100mLに水酸化ナトリウム4g及びグリシジルフェニルエーテル0.14gを投入して70℃で12時間反応させ、アガロースにフェニル基を導入した。得られた変性アガロースをイソプロピルアルコールで再沈殿させ、洗浄した。次に、20mg/mLの変性アガロース水溶液に多孔質ポリマ粒子1を、水溶液70mLに対して多孔質ポリマ粒子1を1gの割合で投入し、55℃で24時間撹拌して、多孔質ポリマ粒子1に変性アガロースを吸着させた。吸着後、ろ過を行い、熱水で洗浄した。
Example 1
<Formation and cross-linking of coating layer>
To 100 mL of an agarose aqueous solution (2% by mass), 4 g of sodium hydroxide and 0.14 g of glycidyl phenyl ether were added and reacted at 70 ° C. for 12 hours to introduce a phenyl group into the agarose. The obtained modified agarose was reprecipitated with isopropyl alcohol and washed. Next, the porous polymer particles 1 are added to a 20 mg / mL modified agarose aqueous solution at a ratio of 1 g of the porous polymer particles 1 to 70 mL of the aqueous solution, and stirred at 55 ° C. for 24 hours. The denatured agarose was adsorbed on the surface. After adsorption, it was filtered and washed with hot water.

変性アガロースは次のようにして架橋した。エチレングリコールジグリシジルエーテル及び水酸化ナトリウムの濃度がそれぞれ0.64M、0.4Mである水溶液に、水溶液35mLに対して変性アガロースが吸着した多孔質ポリマ粒子1を1gの割合で投入し、24時間室温にて撹拌した。その後、2質量%の熱ドデシル硫酸ナトリウム水溶液で洗浄後、純水で洗浄した。   The modified agarose was crosslinked as follows. 1 g of porous polymer particles 1 on which modified agarose is adsorbed with respect to 35 mL of the aqueous solution are added to an aqueous solution having ethylene glycol diglycidyl ether and sodium hydroxide concentrations of 0.64 M and 0.4 M, respectively, for 24 hours. Stir at room temperature. Then, after washing with 2% by mass of hot sodium dodecyl sulfate aqueous solution, it was washed with pure water.

(タンパク質の非特異吸着能評価)
得られた粒子0.5gをBSA(Bovine Serum Albumin)濃度20mg/mLのリン酸緩衝液(pH7.4)50mLに投入し、24時間室温で撹拌を行った。その後、遠心分離で上澄みをとり、分光光度計でろ液のBSA濃度より、粒子に吸着したBSA量を算出した。BSAの濃度は分光光度計により280nmの吸光度から確認した。結果を表3に示す。
(Evaluation of nonspecific adsorption ability of protein)
0.5 g of the obtained particles were put into 50 mL of a phosphate buffer solution (pH 7.4) having a BSA (Bovine Serum Albumin) concentration of 20 mg / mL and stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, the supernatant was collected by centrifugation, and the amount of BSA adsorbed on the particles was calculated from the BSA concentration of the filtrate with a spectrophotometer. The concentration of BSA was confirmed from the absorbance at 280 nm using a spectrophotometer. The results are shown in Table 3.

<イオン交換基の導入>
変性アガロースが架橋された粒子を含む水懸濁液から粒子をろ別した。得られた粒子(乾燥重量20g)を5Mの水酸化ナトリウム水溶液200mLに投入し、室温で1時間放置した。別途、ジエチルアミノエチルクロライド塩酸塩の所定量(60g)を200mLの水に添加し、ジエチルアミノエチルクロライド塩酸塩の水溶液を調製した。この水溶液を、上記水酸化ナトリウム水溶液に加え、温度を70℃まで上げ、撹拌しながら2時間反応させた。反応終了後、生成物をろ別、水洗して、ジエチルアミノエチル(DEAE)基をイオン交換基として有する(DEAE変性)分離材を得た。得られた分離材の平均細孔径及び比表面積を水銀圧入法にて測定した。また、得られた分離材を乾燥後、熱重量分析により被覆層の質量(被覆量)を測定した。結果を表2に示す。
<Introduction of ion exchange groups>
Particles were filtered from an aqueous suspension containing particles cross-linked with modified agarose. The obtained particles (dry weight 20 g) were put into 200 mL of 5M aqueous sodium hydroxide solution and left at room temperature for 1 hour. Separately, a predetermined amount (60 g) of diethylaminoethyl chloride hydrochloride was added to 200 mL of water to prepare an aqueous solution of diethylaminoethyl chloride hydrochloride. This aqueous solution was added to the aqueous sodium hydroxide solution, the temperature was raised to 70 ° C., and the mixture was reacted for 2 hours with stirring. After completion of the reaction, the product was filtered off and washed with water to obtain a separating material having a diethylaminoethyl (DEAE) group as an ion exchange group (DEAE-modified). The average pore diameter and specific surface area of the obtained separating material were measured by a mercury intrusion method. Moreover, after drying the obtained separating material, the mass (coating amount) of the coating layer was measured by thermogravimetric analysis. The results are shown in Table 2.

(水中での膨潤度)
また、分離材の水中での膨潤度を以下のようにして測定した。10mLメスシリンダーに乾燥した分離材を5mLまで投入し、このメスシリンダーの10mLの目盛まで水を添加し、25℃で24時間放置した。その後、上述の方法により、水中での膨潤度を算出した。結果を表2に示す。
(Degree of swelling in water)
Further, the degree of swelling of the separating material in water was measured as follows. The dried separating material was put into a 10 mL graduated cylinder up to 5 mL, water was added to the 10 mL scale of this graduated cylinder, and the mixture was left at 25 ° C. for 24 hours. Thereafter, the degree of swelling in water was calculated by the method described above. The results are shown in Table 2.

(吸湿度)
分離材の吸湿度は、上述の方法で算出した。結果を表2に示す。
(Hygroscopicity)
The moisture absorption of the separating material was calculated by the method described above. The results are shown in Table 2.

(イオン交換容量評価)
12時間以上水で膨潤させた分離材を0.2〜0.3g定量し、ビーカに移し、0.1Nの水酸化ナトリウム溶液20mLを加え、25℃、1時間撹拌した。その後、フィルタを用いて吸引ろ過を行い、フィルタ上の粒子を洗浄液が中性になるまで洗浄した。その後、分離材をビーカに移し、0.1N塩酸水溶液20mLを添加し、室温で1時間撹拌した。その後、フィルタを用いて吸引ろ過を行い、フィルタ上の分離材を洗浄液が中性になるまで洗浄した。この洗浄液について自動電位差滴定装置を使用して0.1N水酸化ナトリウム水溶液で滴定を行うことによって、分離材のイオン交換容量(mmol/mL)を求めた。結果を表3に示す。
(Ion exchange capacity evaluation)
0.2 to 0.3 g of the separating material swollen with water for 12 hours or more was quantified, transferred to a beaker, added with 20 mL of 0.1N sodium hydroxide solution, and stirred at 25 ° C. for 1 hour. Thereafter, suction filtration was performed using a filter, and the particles on the filter were washed until the washing liquid became neutral. Thereafter, the separating material was transferred to a beaker, 20 mL of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, suction filtration was performed using a filter, and the separation material on the filter was washed until the washing liquid became neutral. The washing solution was titrated with a 0.1N aqueous sodium hydroxide solution using an automatic potentiometric titrator to determine the ion exchange capacity (mmol / mL) of the separating material. The results are shown in Table 3.

(カラム特性評価)
得られた分離材を濃度30質量%のスラリー(溶媒:メタノール)としてφ7.8×300mmのステンレスカラムに15分かけて充填した。その後、カラムに流速を変えながら水を通し、流速とカラム圧との関係を測定し、0.3MPa時の通液速度を測定した。結果を表3に示す。
(Column characteristic evaluation)
The obtained separation material was packed in a φ7.8 × 300 mm stainless steel column as a slurry (solvent: methanol) having a concentration of 30% by mass over 15 minutes. Thereafter, water was passed through the column while changing the flow rate, the relationship between the flow rate and the column pressure was measured, and the liquid flow rate at 0.3 MPa was measured. The results are shown in Table 3.

また、動的吸着量は以下のようにして測定した。20mmol/L Tris−塩酸緩衝液(pH8.0)をカラムに10カラム容量通した。その後、BSA濃度2mg/mLの20mmol/LのTris−塩酸緩衝液を通し、UV測定によってカラム出口でのBSA濃度を測定した。カラム入口と出口のBSA濃度が一致するまで緩衝液を通し、5カラム容量分の1M NaCl Tris−塩酸緩衝液で希釈した。10%breakthroughにおける動的吸着量を以下の式を用いて算出した。結果を表3に示す。
10=cF(t10−t)/V
10:10%breakthroughにおける動的吸着量(mg/mL wet resin)
cf:注入しているBSA濃度(mg/mL)
F:流速(mL/min)
:ベッド体積(mL)
10:10%breakthroughにおける時間(min)
:BSA注入開始時間(min)
The dynamic adsorption amount was measured as follows. 10 column volumes of 20 mmol / L Tris-HCl buffer (pH 8.0) were passed through the column. Thereafter, a BSA concentration at a column outlet was measured by UV measurement through a 20 mmol / L Tris-HCl buffer solution having a BSA concentration of 2 mg / mL. The buffer was passed through until the BSA concentration at the column inlet and outlet coincided, and diluted with 1 M NaCl Tris-HCl buffer for 5 column volumes. The amount of dynamic adsorption at 10% breakthrough was calculated using the following formula. The results are shown in Table 3.
q 10 = c f F (t 10 -t 0) / V B
q 10 : dynamic adsorption amount in 10% breakthrough (mg / mL wet resin)
cf: Injected BSA concentration (mg / mL)
F: Flow rate (mL / min)
V B : Bed volume (mL)
t 10 : time (min) at 10% breakthrough
t 0 : BSA injection start time (min)

(実施例2)
多孔質ポリマ粒子1を多孔質ポリマ粒子2に変更した以外は、実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
(Example 2)
A separator was prepared in the same manner as in Example 1 except that the porous polymer particle 1 was changed to the porous polymer particle 2 and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
多孔質ポリマ粒子1を多孔質ポリマ粒子3に変更した以外は、実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
(Example 3)
A separator was prepared in the same manner as in Example 1 except that the porous polymer particle 1 was changed to the porous polymer particle 3 and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例4)
多孔質ポリマ粒子1を多孔質ポリマ粒子4に変更した以外は、実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
Example 4
A separator was prepared in the same manner as in Example 1 except that the porous polymer particle 1 was changed to the porous polymer particle 4 and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例1)
多孔質ポリマ粒子1を多孔質ポリマ粒子5に変更した以外は、実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
(Comparative Example 1)
A separator was prepared in the same manner as in Example 1 except that the porous polymer particle 1 was changed to the porous polymer particle 5 and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
多孔質ポリマ粒子6をそのまま分離材として用い、実施例1と同様に評価した。
(Comparative Example 2)
The porous polymer particles 6 were used as they were as a separating material and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例3)
多孔質ポリマ粒子7をそのまま分離材として用い、実施例1と同様に評価した。
(Comparative Example 3)
The porous polymer particles 7 were used as a separating material as they were and evaluated in the same manner as in Example 1.

Figure 2017122652
Figure 2017122652

Figure 2017122652
Figure 2017122652

表3に示すとおり、本願実施例1〜4は、比較例1〜3に比べて、タンパク質の非特異吸着を低減し、かつカラムとして用いたときの通液性等のカラム特性に優れることが判明した。   As shown in Table 3, Examples 1 to 4 of the present application can reduce non-specific adsorption of proteins and have excellent column characteristics such as liquid permeability when used as a column, as compared with Comparative Examples 1 to 3. found.

Claims (10)

ジビニルベンゼンに由来する構造単位をモノマ全質量基準で50質量%以上含む重合体を含有する多孔質ポリマ粒子と、
該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する、水酸基を有する高分子を含む被覆層と、
を備える分離材。
Porous polymer particles containing a polymer containing 50% by mass or more of structural units derived from divinylbenzene based on the total mass of the monomers;
A coating layer containing a polymer having a hydroxyl group, covering at least a part of the surface of the porous polymer particles;
Separation material comprising.
水中での膨潤度が1.05以下である、請求項1に記載の分離材。   The separating material according to claim 1, wherein the degree of swelling in water is 1.05 or less. 比表面積が30m/g以上である、請求項1又は2に記載の分離材。 The separation material according to claim 1 or 2, wherein the specific surface area is 30 m 2 / g or more. 平均細孔径が0.05〜0.6μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 3, wherein the average pore diameter is 0.05 to 0.6 µm. 前記多孔質ポリマ粒子の平均粒径が10〜300μmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 4, wherein an average particle diameter of the porous polymer particles is 10 to 300 µm. 前記水酸基を有する高分子が多糖類又はその変性体である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer having a hydroxyl group is a polysaccharide or a modified product thereof. 前記水酸基を有する高分子がアガロース又はその変性体である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer having a hydroxyl group is agarose or a modified product thereof. 前記多孔質ポリマ粒子1g当たり、30〜400mgの前記被覆層を備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載の分離材。   The separating material according to any one of claims 1 to 7, comprising 30 to 400 mg of the coating layer per 1 g of the porous polymer particles. カラムに充填した場合、カラム圧0.3MPaのときに通液速度が800cm/h以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 8, wherein when the column is packed, the liquid flow rate is 800 cm / h or more when the column pressure is 0.3 MPa. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の分離材を備えるカラム。   A column comprising the separation material according to claim 1.
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