JP2020037099A - 耐塩性多孔質媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】大きな陽イオン交換容量を有する耐塩性多孔質媒体の提供。【解決手段】多孔質担体及び架橋ポリマーコーティングを含む多孔質媒体、たとえばビーズ、繊維又は膜、であって、架橋ポリマーコーティングのポリマーが、少なくとも１種の（Ａ）アミノアルキル（メタ）アクリルアミド、少なくとも１種の（Ｂ）（メタ）アクリルアミド、少なくとも１種の（Ｃ）スルホン酸基又はカルボキシル基を有する（メタ）アクリルアミド、を含むコポリマーからなる多孔質媒体を開示する。また、多孔質媒体を調製する方法、並びに所望のタンパク質及び１種又は複数の負荷電化学種を含有する流体を処理する方法、又はマイクロエレクトロニクス産業で使用される有機溶剤から金属を除去する方法も開示する。【選択図】なし

Description

発明の背景
[0001]モノクローナル抗体（ｍＡｂ）の生産及びその精製には、この方法が高コストであることにより、問題が生じ続けている。高コストに寄与しているのは、単離中に生体分子が経る必要があるいくつかの精製工程である。たとえば、精製工程のうちの１つは、高い選択性で、また薬物分子の活性領域であるＦａｂ領域とは最小の相互作用で、ブドウ球菌タンパク質Ａがサブクラス１、２及び４のＩｇＧ分子と結合する、タンパク質Ａアフィニティークロマトグラフィーである。バイオテクノロジー市場が急速に成長するにしたがい、生物学的製剤を適時な空間に、コストを抑えて市場へ送り出すに当たり、これらの精製工程における改良がより望ましく、より重要になりつつある。
[0002]タンパク質精製中、イオン交換媒体による最終精製工程には、媒体が不純物に選択的であるだけでなく、塩導電率が高く、たとえば１５ｍＳ／ｃｍまで又はそれ以上の原料に耐えることも必要である。
[0003]上記には、不純物に選択的であるだけでなく、塩導電率が高い原料にも耐えるイオン交換媒体に、満たされていないニーズの存在することが示されている。
[0004]加えて、マイクロエレクトロニクス産業における使用のための、マイクロエレクトロニクスウェットエッチング化学薬品（ＷＥＣ）から微量金属イオンを効果的に除去することができる、またリソグラフィー法で用いることができる、イオン交換媒体に、満たされていないニーズが存在する。
発明の簡単な概要
[0005]本発明は、負の電荷を有する架橋ポリマーを含む、多孔質媒体、たとえば、ビーズ、繊維及び膜を提供する。この媒体は耐塩性特性及び生物学的製剤、抗体及び／又はタンパク質、たとえばＩｇＧに対する、流速１０ＣＶ／分で１７０ｍｇ／ｍＬまでの高い動的結合容量（ＤＢＣ）をもっている。また、この多孔質媒体は、有機溶剤、たとえばマイクロエレクトロニクス産業で使用される有機溶剤に存在する金属を除去する能力も高い。
本発明の一実施形態による多孔質媒体、たとえば膜の調製を図式的に示す図である。 本発明の別の実施形態による多孔質媒体、たとえば膜の調製を図式的に示す図である。 ポリ（アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート−ｃｏ−（アミノプロピル）メタクリルアミド−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）試料の注入に対する三重検出溶出プロファイルを示す図であり、図中、１は屈折率（ＲＩ）を示し、３は粘度を示し、２は相対角度レーザー光散乱（ＲＡＬＳ）データを示し、４はｌｏｇ ＭＷを示す。 本発明の一実施形態による、ポリ（アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート−ｃｏ−（アミノプロピル）メタクリルアミド−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）試料の注入から得られる、ＭＷ分布プロットの重ね合わせを示す図であり、図中１は正規化重量分率（ＷＦ／ｄｌｏｇ ＭＷ）を示し、２は累積重量分率を示し、３はマルク−ホウインク−桜田プロット（ｌｏｇ（〔η〕）対ｌｏｇ（Ｍ））を示す。 実施例８による多孔質膜の、様々な塩濃度での１０％ブレークスルーでのＩｇＧに対するＤＢＣを示す図である。 図５（黒塗り棒グラフ）に例示した多孔質膜の１０％ブレークスルーでのＩｇＧに対するＤＢＣと市販の膜（灰色棒グラフ）Ｎａｔｒｉｘ Ｓｂ−ＨＤのブレークスルー性能との関係を示す図である。 実施例８の多孔質膜の微量金属除去効率を示す図である。
発明の詳細な説明
[0013]本発明は、多孔質担体及び架橋ポリマーコーティングを含む耐塩性多孔質媒体であって、架橋ポリマーコーティングが重合モノマー（Ａ）のうちの少なくとも１種、重合モノマー（Ｂ）のうちの少なくとも１種及び重合モノマー（Ｃ）のうちの少なくとも１種を含み、
モノマー（Ａ）が式：
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−（ＣＨ２）ｎ−Ｎ’Ｒ２Ｒ３
〔式中、ｎは１〜６である〕
を有し、
モノマー（Ｂ）が式：
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ４）−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ５Ｒ６
を有し、
モノマー（Ｃ）が式：
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ８）−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｃ（Ｒ７）２−（ＣＨ２）ｍ−Ｘ
〔式中、ｍは１〜３であり、ＸはＳＯ３Ｈ又はＣＯＯＨである〕
を有する
〔これらの式中、
Ｒ１、Ｒ４及びＲ８は独立にＨ又はＣ１〜Ｃ６アルキルであり、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は独立にＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、Ｃ１〜ＣアルコキシＣ１〜Ｃアルキル、又はトリフェニルメチルである〕、
耐塩性多孔質媒体を提供する。
[0014]一実施形態では、Ｒ１はＣ１〜Ｃ６アルキルであり、Ｒ４はＨである。他の実施形態では、Ｒ１はＣ１〜Ｃ６アルキルであり、Ｒ４はＨであり、Ｒ８はＨである。
[0015]本願を通じてＣ１〜Ｃ６アルキル基は１個、２個、３個、４個、５個又は６個の炭素原子を有することができ、そのアルキル基は直鎖又は分枝であることができる。アルキル基の例にはメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、２−メチルブチル、ｎ−ヘキシル、２−メチルペンチル及び３−メチルペンチルが含まれる。
[0016]本発明の一実施形態では、Ｒ１はメチルである。
[0017]上記の実施形態のうちのいずれについても、Ｒ２及びＲ３はＨであり、Ｒ５及びＲ６は独立にＣ１〜Ｃ６アルキルである。
[0018]上記の実施形態のうちのいずれについても、Ｒ２及びＲ３はＨであり、Ｒ５及びＲ６はメチルである。
[0019]上記の実施形態のうちのいずれについても、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５及びＲ６は独立にＨ、メチル、フェニル、メトキシメチル、又はトリフェニルメチルである。
[0020]特定の実施形態では、Ｒ２及びＲ３はＨであり、Ｒ５及びＲ６は独立にメチル、フェニル、メトキシメチル又はトリフェニルメチルである。
[0021]上記の実施形態のうちのいずれについても、Ｒ７はアルキル、好ましくはメチルである。
[0022]上記の実施形態のうちのいずれについても、コポリマーは１種の重合モノマー（Ａ）、１種の重合モノマー（Ｂ）及び１種の重合モノマー（Ｃ）を含む。
[0023]上記の実施形態のうちのいずれについても、コポリマーは１種の重合モノマー（Ａ）、１種の重合モノマー（Ｂ）及び２種の異なる重合モノマー（Ｃ）を含む。
[0024]上記の実施形態のうちのいずれについても、重合モノマー（Ｃ）のうちの一方中のＸはＳＯ３Ｈであり、他方の重合モノマー（Ｃ）中のＸはＣＯＯＨである。
[0025]一実施形態では、媒体は多孔質膜である。
[0026]他の実施形態では、媒体はビーズ又は繊維である。
[0027]多孔質媒体中で使用するイオン交換ポリマーは、モノマーの任意の適切な組合せ、たとえば、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及び２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ−イソプロピルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びエチルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びフェニルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びジエチルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ−（イソブトキシメチル）アクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ−（トリフェニルメチル）アクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド及びＮ−イソプロピルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド及びｔｅｒｔブチルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド及びフェニルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド及びジエチルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド及びエチルアクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド及びＮ−（イソブトキシメチル）メタクリルアミド、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド及びＮ−（トリフェニルメチル）アクリルアミド、及び
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド及びＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド
から調製することができる。
[0028]本発明は、実施形態中で、以下：
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ−ジメチルアクリルアミドを含むターポリマー、
アクリル酸、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ−ジメチルアクリルアミドを含むターポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ−ジメチルアクリルアミドを含むターポリマーであって、このターポリマーの第一級アミン部分を使用して媒体に架橋されるターポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、１種のアミノアルキルメタクリルアミド及びＮ−ジメチルアクリルアミドを含むターポリマーであって、このターポリマーの第一級アミン部分を使用して媒体に架橋されるターポリマー、
アクリル酸、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ−ジメチルアクリルアミドを含むターポリマーであって、このターポリマーの第一級アミン部分により媒体に架橋されるターポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミド又は任意のアルキルアクリルアミドたとえば、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−ジエチルメタクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）メタクリルアミド及びＮ−（トリフェニルメチル）メタクリルアミドを含むターポリマーであって、このターポリマーの第一級アミン部分を使用して媒体に架橋されるターポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド又は任意のアルキルアクリルアミドたとえば、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）メタクリルアミド及びＮ−（トリフェニルメチル）メタクリルアミドを含むターポリマーに由来し、このターポリマーの第一級アミン部分を使用して媒体に架橋される耐塩性イオン交換多孔質膜であって、たとえば、モノクローナル抗体の回収、モノクローナル抗体の最終精製又はウイルスベクター精製に有利に使用することができる、耐塩性イオン交換多孔質膜、
多孔質膜にコーティングしたターポリマーの耐塩性特性がポリマーのアルキルアクリルアミド部分により有利に付与される、耐塩性イオン交換多孔質膜、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミド又は任意のアルキルアクリルアミドたとえば、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）メタクリルアミド及びＮ−（トリフェニルメチル）メタクリルアミドを含むターポリマーであって、第一級アミン部分を使用して媒体に架橋されてカチオン交換多孔質膜を形成し、このカチオン交換多孔質膜は、たとえば、マイクロＥ溶剤中の微量金属汚染物質の回収に有利に使用することができる、ターポリマー、
アクリル酸、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ−ジメチルアクリルアミドを含むターポリマー、
アクリル酸、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドを含むターポリマーであって、このターポリマーの第一級アミン部分を使用して媒体に架橋される、ターポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド及びＮ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミドを含むテトラポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド及びスチレンスルホネートを含むテトラポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド及びＮ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミドを含むテトラポリマーであって、このテトラポリマーの第一級アミン部分を使用して媒体に架橋される、テトラポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド及びスチレンスルホネートを含むテトラポリマーであって、このテトラポリマーの第一級アミン部分を使用して媒体に架橋される、テトラポリマー、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド及びアクリル酸を含むテトラポリマー、及び
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド及びアクリル酸を含むテトラポリマーであって、このテトラポリマーの第一級アミン部分を使用して媒体に架橋される、テトラポリマー
のうちの１種又は複数を提供する。
[0029]コポリマーの分子量の範囲は任意の適切な範囲、たとえば、５０〜４０００ｋＤ、１００〜３５００ｋＤ、又は２００〜１５００ｋＤ、５０〜３１２６ｋＤであることができる。もっとも好ましい分子量の範囲は、２０７ｋＤ〜１２７０ｋＤであり、実施形態中では、５０〜３１２６ｋＤ、好ましくは２０７ｋＤ〜１２７０ｋＤであり、分子量は三重検出分析ＧＰＣにより判定される。
[0030]コモノマーはコポリマー中に任意の適切なモル比で、たとえば、クロマトグラフィー適用の際、高い耐塩性を提供するモノマー組合せの範囲で存在することができ、特に２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及びジメチルアクリルアミドを含むターポリマーは、モル比１：０．１：１〜モル比５：０．５：２である。
[0031]実施形態では、マイクロエレクトロニクス溶剤の利用における金属イオン除去のために、大きなイオン交換容量を提供するモノマーの組合せの範囲、特に２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及び任意のアルキルアクリルアミド（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）メタクリルアミド、アクリルアミド及びＮ−（トリフェニルメチル）メタクリルアミド等）を含むモノマーの組合せの範囲は、モル比１：０．１：１〜モル比５：０．５：２である。
[0032]実施形態では、膜に利用するために、クロマトグラフィー適用の際、耐塩性に影響を与えながら、なおもタンパク質の効率的な回収ができるモノマーの組合せの範囲は、モル比１：０．２５：２〜モル比２：０．５：１である。この範囲は特に２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド及び任意のアルキルアクリルアミド（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）メタクリルアミド、アクリルアミド及びＮ−（トリフェニルメチル）メタクリルアミド等）を含むターモノマーを使用して膜に架橋されるポリマーを形成する場合に適用できる。
[0033]実施形態では、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネートと、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミドと、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドとのターモノマーを使用して、タンパク質精製のための、膜に架橋されるポリマーを形成する場合、高い耐塩性を付与しながら、同時に最大でＩｇＧに対し２００ｍｇ／ｍｌの高い動的結合容量を提供するポリマー濃度の範囲は、１重量％〜１０重量％である。
[0034]本発明は、多孔質媒体を生産する方法であって、その方法が：
（ｉ） モノマー（Ａ）、モノマー（Ｂ）及びモノマー（Ｃ）の混合物を重合させてターポリマーを得るステップ、及び
（ｉｉ） （ｉ）で得たターポリマーを多孔質担体にコーティングし、ｉｎ ｓｉｔｕ架橋させて多孔質担体に配置されたコポリマーコーティングを得るステップ
を含む、方法をさらに提供する。
[0035]モノマーの重合は適切な開始剤−遊離基、カチオン性、又はアニオン性開始剤、特に遊離基開始剤、たとえば、アゾ化合物、過硫酸塩、過酸化物、過酸、過酢酸及び有機金属等の熱活性化遊離基開始剤を使用して実施することができる。遊離基開始剤の例には、ＡＩＢＮ、４，４−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、ベンゾイルペルオキシド、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、ジクミルペルオキシ、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−アミルペルオキシベンゾエート、及び過硫酸カリウムが含まれる。
[0036]本方法によれば、架橋剤は２種以上の基、たとえば、２種、３種、４種以上の架橋官能基、たとえば、ジエポキシド、ジアルデヒド、ジハライド及びジエステルから選択される架橋剤を含む。たとえば、架橋剤はエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリルトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリコールジメシレートエステル及びジトシレートエステル及びその任意の組合せから選択される。
[0037]本発明は、微量金属を含有する流体を処理する方法であって、その方法が、上記のように流体を媒体又は多孔質膜と接触させるステップ、及び濃度が低下した微量金属を含有する流体を回収するステップを含む方法をさらに提供する。
[0038]本発明の一実施形態によれば、多孔質膜はナノ多孔性膜、たとえば、直径が１ｎｍ〜１００ｎｍの間の細孔を有する膜、又は微孔膜、たとえば、直径が０．００５μｍ〜１０μｍの間の細孔を有する膜であることができる。
[0039]コーティングが設けられる多孔質担体は、任意の適切な材料、たとえば、ポリマー、金属性材料、又はセラミック性材料、並びに特にポリマー、たとえばポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンエーテルスルホン（ＰＰＥＳ）、ポリフェニレン酸化物（ＰＰＯ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（フタラジノンエーテルスルホンケトン）（ＰＰＥＳＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）及びそのブレンドであることができる。
[0040]一実施形態では、コポリマーは多孔質高密度ポリエチレン膜、ポリエーテルスルホン膜、ポリフッ化ビニリデン膜、ポリテトラフルオロエチレン膜、ポリフェニルスルホン膜、ポリフェニル硫化物膜、ポリエチレン及びポリプロピレン膜、ポリエステル膜、メルトブローンポリエステル膜、メルトブローンポリプロピレン膜、セルロース膜、ナイロン膜及びポリ塩化ビニル／アクリロニトリルにコーティングされ、架橋されて、多孔質媒体又は膜を生産する。
[0041]本発明の実施形態による多孔質媒体は、少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を備え、入口と出口との間に少なくとも１つの流体流路を画定するハウジングに配置することができ、このハウジング中で少なくとも１つの本発明の膜、又は少なくとも１つの本発明の膜を備えるフィルターが流体流路を横切って、濾過装置又は濾過モジュールを提供する。一実施形態では、入口及び第１の出口を備え、入口と第１の出口との間に第１の流体流路を画定するハウジング、並びに第１の流体流路を横切ってハウジングに配置される、少なくとも１つの本発明の膜、又は少なくとも１つの本発明の膜を備えるフィルターを備える濾過装置を提供する。
[0042]クロスフロー用途の場合、一実施形態では、少なくとも１つの入口及び少なくとも２つの出口を備え、入口と第１の出口との間に少なくとも第１の流体流路及び入口と第２の出口との間の第２の流体流路を画定するハウジング内に、第１の流体流路を横切っている少なくとも１つの本発明の多孔質膜、又は少なくとも１つの本発明の膜を備えるフィルターが配置されて、濾過装置又は濾過モジュールを提供する。例示的な一実施形態では、濾過装置はクロスフロー濾過モジュールを備え、このハウジングは、入口、濃縮液出口を備える第１の出口、及び浸透出口を備える第２の出口を備え、入口と第１の出口との間に第１の流体流路及び入口と第２の出口との間に第２の流体流路を画定しており、少なくとも１つの本発明の膜、又は少なくとも１つの本発明の膜を備えるフィルターが、第１の流体流路を横切って配置されている。
[0043]濾過装置又はモジュールは滅菌可能であることができる。適切な形状で、入口及び１つ又は複数の出口を備える任意のハウジングを採用することができる。
[0044]ハウジングは、任意の不浸透性熱可塑性材料を含み、処理する流体と適合性がある、任意の適切な硬質の不浸透性材料から作製することができる。たとえば、ハウジングはステンレス鋼等の金属、又はポリマー、たとえば、アクリル、ポリプロピレン、ポリスチレン、又はポリカーボネート樹脂等の透明な又は半透明なポリマーから作製することができる。
[0045]以下の例は本発明をさらに例示するが、当然ながら、多少なりとも本発明の範囲を限定するものと解釈するべきではない。
実施例１
[0046]本例は、本発明の一実施形態による、ターポリマー溶液の調製方法を例示する。
[0047]ターポリマー、ポリ（アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート−ｃｏ−（アミノプロピル）メタクリルアミド−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）の１０％溶液の調製：２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート（１５．６ｇ、７５ｍＭ）、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩（４．５ｇ、２５ｍＭ）及びＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（１０ｇ、１００ｍＭ）をＤＩ水（２６０ｇ）及び８ＭのＮａＯＨ（１７．１ｇ）と混合し、この混合物を５分間脱気し、過硫酸アンモニウム（０．６９０ｇ、３ｍＭ）を添加し、混合した。この反応混合物を窒素ガス下６０℃で２時間撹拌し、室温まで冷却してターポリマー溶液を得た。
実施例２
[0048]本例は、本発明の別の実施形態によるターポリマー溶液の調製方法を例示する。
[0049]ポリ（スチレンスルホネート−ｃｏ−（アミノプロピル）メタクリルアミド−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）の１０％溶液の調製：ナトリウム４−ビニルベンゼンスルホネート（１５．４６ｇ、７５ｍＭ）、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩（４．５ｇ、２５ｍＭ）及びＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（１０ｇ、１００ｍＭ）をＤＩ水（２６０ｇ）及び８ＭのＮａＯＨ（１７．１ｇ）と混合し、この混合物を５分間脱気し、過硫酸アンモニウム（０．６９０ｇ、３ｍＭ）を添加した。反応混合物を窒素ガス下６０℃で２時間撹拌し、室温まで冷却してターポリマー溶液を得た。
実施例３
[0050]本例は、本発明の別の実施形態によるテトラポリマー溶液の調製方法を例示する。
[0051]ポリ（アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート−ｃｏ−（アミノプロピル）メタクリルアミド−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド−ｃｏ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド）の調製、９．５％溶液：２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート（１０．４５ｇ、５０ｍＭ）、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩（２．２４ｇ、１２．５ｍＭ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（５ｇ、５０ｍＭ）及びｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド［１．６ｇ、ＩＰＡ（９ｇ）中１２．６ｍＭ］をＤＩ水（１６４．７ｇ）及び８ＭのＮａＯＨ（１０ｇ）と混合し、この混合物を５分間脱気し、過硫酸アンモニウム（０．４３１ｇ、１．９ｍＭ）を添加した。この反応混合物を窒素ガス下６０℃で２時間撹拌し、室温まで冷却して上記のテトラポリマー溶液を得た。
実施例４
[0052]本例は、本発明のさらに別の実施形態によるテトラポリマー溶液の調製方法を例示する。
[0053]ポリ（アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート−ｃｏ−（アミノプロピル）メタクリルアミド−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）の調製、１０％溶液：２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート（７．３ｇ、３５．３ｍＭ）、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩（２．５２ｇ、１４．１ｍＭ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（７ｇ、７０．６ｍＭ）及びアクリル酸［２．５４ｇ、３５．３ｍＭ及びＩＰＡ（９ｇ）］をＤＩ水（１５５ｇ）及び８ＭのＮａＯＨ（１０ｇ）中で混合し、この混合物を５分間脱気し、過硫酸アンモニウム（０．５３２ｇ、２．３ｍＭ）を添加した。この反応混合物を窒素ガス下６０℃で２時間撹拌し、室温まで冷却して上記のテトラポリマー溶液を得た。
実施例５
[0054]本例は、本発明のさらなる実施形態によるテトラポリマー溶液の調製方法を例示する。
[0055]ポリ（アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート−ｃｏ−（アミノプロピル）メタクリルアミド−ｃｏ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド−ｃｏ−スチレンスルホネート）の調製、８％溶液：ナトリウム４−ビニルベンゼンスルホネート（４．１６ｇ、２０ｍＭ）、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド塩酸塩（１．８ｇ、１０ｍＭ）、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート（４．１８ｇ、２０ｍＭ）及びＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（４ｇ、４０ｍＭ）をＤＩ水（１５６．３４ｇ）中で８ＭのＮａＯＨ（１７．１ｇ）と混合し、５分間脱気し、次いで過硫酸アンモニウム（０．６９０ｇ、３ｍＭ）を添加した。この反応混合物を窒素ガス下６０℃で２時間撹拌し、室温まで冷却して上記のポリマー溶液を得た。
実施例６
[0056]本例は、本発明の一実施形態による多孔質膜の調製方法を例示する。
[0057]５％スルホン化ポリマーコーティング（１００ｇ混合物）：実施例１からの１０％スルホン化ポリマー（５０ｇ）を水（４９ｇ）、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（１５０ｍｇ）及びトリトンＸ−１００（８５０ｍｇ）と混合し、溶解するまで撹拌した。この溶液のｐＨを水性ＮａＯＨで１０に調整して、コーティング溶液を得た。細孔直径３μｍのＨＤＰＥ膜をディップコーティングにより、このコーティング溶液でコーティングした。このコーティングした膜を２つのピペット間にはさみ、上部から下部に向けて削って、ＨＤＰＥ膜上に薄いコーティングを得た。膜上のコーティングを６５℃で１時間又は室温で一晩架橋させた。得られた膜を２４時間冷水中に浸出させ、乾燥させた。
実施例７
[0058]本例は、本発明の別の実施形態による多孔質膜の調製方法を例示する。
[0059]２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート（１０４．５ｇ、５０４ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（５０ｇ、５０４ｍｍｏｌ）、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミドＨＣｌ（２２．４ｇ、１２６ｍｍｏｌ）、及び１７０ｇのイソプロパノールを含むＤＩ水（１．５２４ｋｇ）と混合した。この混合物のｐＨを８ＭのＮａＯＨ（１００ｇ）で９．６に調整した。この反応混合物を窒素ガスで１５分間脱気し、過硫酸アンモニウム（３．８８ｇ、１．５ｍｏｌ％）を添加した。この混合物を６０℃で２時間撹拌し、室温まで冷却して１０％ポリマー溶液を得た。
[0060]０．８５％トリトンＸ１００界面活性剤及び０．４５％ジエポキシド架橋剤、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルを用いて、上記の１０％ポリマー溶液から４％ポリマーコーティング溶液を調製した。この溶液のｐＨを１０に調整し、細孔直径３μｍのＨＤＰＥ膜を上記の溶液中でディップコーティングした。コーティングした膜を６５℃で１時間熱架橋させ、一晩ＤＩ水中に浸出させ、６５℃で一晩乾燥させた。
実施例８
[0061]本例は、一実施形態による膜の微量金属を除去する能力を例示する。
[0062]基準値：０．２μｍの膜試料を１００ｍＬのＩＰＡ（１０ｍＬ／分）、２００ｍＬのＤＩＷ、１００ｍＬの５％ＨＣｌ、２００ｍＬのＤＩ水及び２００ｍＬのＩＰＡで洗い流した。１００ｍＬの試料を採取し、ＩＣＰ−ＭＳにより金属分析を実施した。
[0063]金属曝露：実施例７からの０．２μｍの膜試料をスパイクされたＩＰＡ（１ｐｐｂの金属）に７ｍＬ／分の溶出速度で曝露した。最初の１０ｍＬの溶出液を廃棄し、ＰＦＡボトルに次の１０ｍＬの溶出液を採取した。ＩＣＰ−ＭＳにより金属分析を実施した。この実験をｎ＝２について繰り返した。
[0064]出版物、特許出願及び特許を含む、本明細書で引用する全参考文献は、各参考文献が参照により組み込まれることが個別に及び具体的に示され、その全体が本明細書に記載されているのと同じ程度まで、参照により本明細書に組み込まれる。
[0065]本発明を記載する文脈における（特に以下の特許請求の範囲の文脈における）「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」及び「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」及び同様の指示語の使用は、本明細書中に別に示さない限り又は文脈により明らかに矛盾しない限り、単数及び複数の両方を包含するように解釈するものとする。１つ又は複数の項目のリスト（たとえば、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ Ａ ａｎｄ Ｂ）」）が続く用語「少なくとも１つ」の使用は、本明細書中に別に示さない限り又は文脈により明らかに矛盾しない限り、リスト記載の項目から選択される１つの項目（Ａ又はＢ）又はリスト記載の項目のうちの２つ以上の任意の組合せ（Ａ及びＢ）を意味すると解釈するものとする。用語「を含む／を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「を有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「を含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」は、別に示さない限りオープンエンドの用語（すなわち、「含むが、これらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ， ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ，）」を意味する）として解釈するものとする。本明細書中の値の範囲の記載は、本明細書中に別に示さない限り、その範囲内に含まれる各々の別々の値を個別に言及する略記方法として働くことを単に意図しており、各々の別々の値は本明細書中に個別に記載されているかのように明細書に組み込まれる。本明細書に記載されている全ての方法は、本明細書中に別に示さない限り又は文脈により明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施することができる。本明細書に提供されている任意の及び全ての例、又は例示的な文言（たとえば「等の」）の使用は、本発明をより良好に明らかにすることを単に意図しており、別に特許請求しない限り、本発明の範囲に限定を課すものではない。本明細書中のいかなる文言も、特許請求されていない任意の要素が本発明の実施に必須であることを示すと解釈するべきではない。
[0066]本発明を実施するための本発明者らに知られている最良の形態を含む、本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載されている。それらの好ましい実施形態の変形形態は上記記載を読む際に当業者に明らかになるであろう。本発明者らは、当業者がそのような変形形態を適宜採用することを予想し、本発明者らは本発明が本明細書で具体的に記載している以外の形式で実施されることを意図している。したがって、本発明は、準拠法により認められる通りの、本明細書に添付の特許請求の範囲に記載されている主題の全ての修正形態及び等価物を含む。さらに、本明細書中に別に示さない限り又は文脈により明らかに矛盾しない限り、その全ての可能な変形形態における上記要素のいかなる組合せも本発明に包含される。

Claims (21)

  1. 多孔質担体及び架橋ポリマーコーティングを含む多孔質媒体であって、
    架橋ポリマーコーティングのポリマーが、少なくとも１種の重合モノマー（Ａ）、少なくとも１種の重合モノマー（Ｂ）、少なくとも１種の重合モノマー（Ｃ）を含み、
    モノマー（Ａ）が式：
    ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−（ＣＨ２）ｎ−Ｎ’Ｒ２Ｒ３
    〔式中、ｎは１〜６である〕
    を有し、
    モノマー（Ｂ）が式：
    ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ４）−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ５Ｒ６
    を有し、
    モノマー（Ｃ）が式：
    ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ８）−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｃ（Ｒ７）２−（ＣＨ２）ｍ−Ｘ
    〔式中、ｍは１〜３であり、ＸはＳＯ３Ｈ又はＣＯＯＨである〕
    を有する
    〔これらの式中、Ｒ１、Ｒ４、及びＲ８は独立にＨ又はＣ１〜Ｃ６アルキルであり、
    Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は独立にＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、Ｃ１〜ＣアルコキシＣ１〜Ｃアルキル、又はトリフェニルメチルである〕、
    多孔質媒体。
  2. Ｒ１がＣ１〜Ｃ６アルキルであり、Ｒ４がＨである、請求項１に記載の多孔質媒体。
  3. Ｒ１がメチルである、請求項１又は２に記載の多孔質媒体。
  4. Ｒ２及びＲ３がＨであり、Ｒ５及びＲ６が独立にＣ１〜Ｃ６アルキルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  5. Ｒ２及びＲ３がＨであり、Ｒ５及びＲ６がメチルである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  6. Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５及びＲ６が独立にＨ、メチル、フェニル、メトキシメチル又はトリフェニルメチルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  7. Ｒ２及びＲ３がＨであり、Ｒ５及びＲ６が独立にメチル、フェニル、メトキシメチル又はトリフェニルメチルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  8. Ｒ７がアルキルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  9. Ｒ７がメチルである、請求項８に記載の多孔質媒体。
  10. コポリマーが１種の重合モノマー（Ａ）、１種の重合モノマー（Ｂ）及び１種の重合モノマー（Ｃ）を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  11. コポリマーが１種の重合モノマー（Ａ）、１種の重合モノマー（Ｂ）及び２種の異なる重合モノマー（Ｃ）を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  12. 重合モノマー（Ｃ）のうちの一方中のＸがＳＯ３Ｈであり、他方の重合モノマー（Ｃ）中のＸがＣＯＯＨである、請求項１１に記載の多孔質媒体。
  13. 多孔質膜である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  14. ビーズ又は繊維である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の多孔質媒体。
  15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の多孔質媒体を生産する方法であって、
    （ｉ） モノマー（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の混合物を重合させて、ターポリマーを得るステップ、及び
    （ｉｉ） （ｉ）で得たターポリマーを架橋剤とともに多孔質担体にコーティングし、ｉｎ ｓｉｔｕで架橋させて多孔質担体に配置された架橋ターポリマーコーティングを得るステップ
    を含む、方法。
  16. 架橋剤が、ジエポキシド、ジアルデヒド、ジハライド、ジエステル、ジスルホニルクロリド及びジアシルクロリドから選択される、２種以上の架橋官能基を含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 架橋剤が、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリルトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリコールジメシレートエステル及びグリコールジメソイルクロリド、ジトシレートエステル及びその任意の組合せから選択される、請求項１５又は１６に記載の方法。
  18. 所望のタンパク質及び１種又は複数の不純物を含む流体を処理する方法であって、流体を請求項１〜１４のいずれか一項に記載の多孔質媒体と接触させるステップ、及び不純物の濃度が低下した所望のタンパク質を回収するステップを含む、方法。
  19. 所望のタンパク質が抗体である、請求項１８に記載の方法。
  20. 所望のタンパク質が生物学的製剤である、請求項１８に記載の方法。
  21. 微量金属を含む流体を処理する方法であって、流体を請求項１〜１２又は請求項１４のいずれか一項に記載の多孔質媒体又は請求項１３に記載の多孔質膜と接触させるステップ、及び濃度が低下した微量金属を含む流体を回収するステップを含む、微量金属を含む流体を処理する方法。
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