JP2021007915A - Production method for coated particle and column production method - Google Patents

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史彦 河内
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真裕 青嶌
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Takeshi Yasue
健 安江
泰史 後藤
Yasushi Goto
泰史 後藤
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Abstract

To provide a production method for particles usable as a separation material excellent in dynamic absorption amount, and to provide a column including the particle.SOLUTION: There is provided a production method for a coated particle comprising a hydrophobic porous polymer particle and a coating layer coating at least a part of the surface of the hydrophobic porous polymer particle. The method includes: preparing the hydrophobic porous polymer particle; obtaining an adsorption particle by dispersing the above porous polymer particle in a solution containing a hydroxy group-containing polymer and a solvent to adsorb the hydroxy group-containing polymer onto the above porous polymer particle; drying the adsorption particle; and cross-linking the hydroxy group-containing polymer using a cross-linking agent after dispersing the adsorption particle in a liquid medium whose solubility of the above hydroxy group-containing polymer is lower than that of the solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、被覆粒子の製造方法及びカラムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing coated particles and a method for producing 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がある。しかし、このイオン交換体は、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こるため、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 biopolymers typified by proteins are separated and purified, generally, ion exchanges based on porous synthetic polymers and ion exchanges based on crosslinked gels of hydrophilic natural polymers are used. The body etc. are used. In the case of an ion exchanger based on a porous synthetic polymer, since the volume change due to salt concentration is small, when it is packed in a column and used for chromatography, it tends to have excellent pressure resistance during liquid passage. However, when this ion exchanger is used for separating proteins and the like, non-specific adsorption such as irreversible adsorption based on hydrophobic interaction occurs, so peak asymmetry occurs or ion exchange occurs due to hydrophobic interaction. There is a problem that the protein adsorbed on the body cannot be recovered while being 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、機械的強度も充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, in the case of an ion exchanger whose parent is a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer typified by a polysaccharide such as dextran or agarose, there is an advantage that there is almost no non-specific adsorption of proteins. However, this ion exchanger has a drawback that it swells remarkably in an aqueous solution, the volume change due to the ionic strength of the solution and the volume change between the free acid type and the loaded type are large, and the mechanical strength is not sufficient. In particular, when the crosslinked gel is used for chromatography, there is a drawback 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、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 crosslinked gels of hydrophilic natural polymers, complexes in which gels such as natural polymer gels are held in the pores of porous polymers are known in the field of peptide synthesis (for example, See Patent Document 1). By using such a complex, the loading coefficient of the reactive substance is increased, and high-yield synthesis becomes possible. Further, since the gel is surrounded by a hard synthetic polymer substance, there is an advantage that the volume does not change and the pressure of the flow-through passing through the column does not change even when used in the form of a column bed.

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2参照)。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 the pores of a copolymer having a macronetwork structure are filled with a gel of a crosslinked copolymer synthesized from a monoma is known (see, for example, Patent Document 2). When the degree of cross-linking is low, the cross-linked copolymer gel has problems such as pressure loss and volume change, but by using a hybrid copolymer, the liquid passage characteristics are improved, the pressure loss is small, and the ion exchange capacity is improved. Leak 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。 Further, a composite filler in which a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer having a huge network structure is filled in the pores of an organic synthetic polymer substrate has been proposed.

米国特許第4965289号明細書U.S. Pat. No. 4,965,289 米国特許第4335017号明細書U.S. Pat. No. 4,335,017

従来の被覆層を備える分離材は、動的吸着量の点で改善の余地がある。そこで本発明は、動的吸着量に優れる分離材として利用できる粒子、及び該粒子を備えるカラムを提供することを目的とする。 The conventional separating material provided with a coating layer has room for improvement in terms of the amount of dynamic adsorption. Therefore, an object of the present invention is to provide particles that can be used as a separating material having an excellent amount of dynamic adsorption, and a column provided with the particles.

本発明は、下記[1]〜[13]に記載の被覆粒子の製造方法、及びカラムの製造方法を提供する。
[1]疎水性多孔質ポリマ粒子を用意することと、水酸基含有高分子及び溶媒を含有する溶液中に上記疎水性多孔質ポリマ粒子を分散させ、該水酸基含有高分子を上記疎水性多孔質ポリマ粒子に吸着させることにより吸着粒子を得ることと、上記吸着粒子を乾燥させることと、上記水酸基含有高分子の溶解度が上記溶媒よりも低い液状媒体中に上記吸着粒子を分散させた後、架橋剤により上記水酸基含有高分子を架橋させることとを含む、疎水性多孔質ポリマ粒子と、該疎水性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、を備える被覆粒子の製造方法。
[2]上記疎水性多孔質ポリマ粒子が、スチレン系モノマに由来する構造単位を有するポリマを含む、[1]に記載の方法。
[3]上記溶媒が水である、[1]又は[2]に記載の方法。
[4]上記液状媒体が、メタノールである、[1]〜[3]のいずれかに記載の方法。
[5]上記水酸基含有高分子が、多糖類又はその変性体である、[1]〜[4]のいずれかに記載の方法。
[6]上記架橋剤が、エピハロヒドリン、ジグリシジル化合物及びトリグリシジル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7]上記被覆粒子の平均粒径が10〜500μmである、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。
[8]上記被覆粒子の細孔径分布におけるモード径が0.05〜0.5μmである、[1]〜[7]のいずれかに記載の方法。
[9]上記被覆粒子の粒径の変動係数が5〜15%である、[1]〜[8]のいずれかに記載の方法。
[10]上記被覆粒子の比表面積が30m/g以上である、[1]〜「9]のいずれかに記載の方法。
[11]上記被覆粒子の被覆層の量が、上記疎水性多孔質ポリマ粒子1gに対して30〜500mgである、[1]〜[10]のいずれかに記載の方法。
[12]上記被覆粒子が分離材である、[1]〜[11]のいずれかに記載の方法。
[13][1]〜[12]のいずれかに記載の方法により、被覆粒子を得ることと、該被覆粒子をカラム管に充填することとを含む、カラムの製造方法。
The present invention provides the method for producing coated particles and the method for producing a column according to the following [1] to [13].
[1] To prepare hydrophobic porous polymer particles, the hydrophobic porous polymer particles are dispersed in a solution containing a hydroxyl group-containing polymer and a solvent, and the hydroxyl group-containing polymer is used as the hydrophobic porous polymer. After adsorbing the adsorbed particles on the particles, drying the adsorbed particles, and dispersing the adsorbed particles in a liquid medium having a solubility of the hydroxyl group-containing polymer lower than that of the solvent, a cross-linking agent. A method for producing coated particles, comprising: cross-linking the hydroxyl group-containing polymer with the above-mentioned, and a coating layer covering at least a part of the surface of the hydrophobic porous polymer particles.
[2] The method according to [1], wherein the hydrophobic porous polymer particles contain a polymer having a structural unit derived from a styrene-based monoma.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the solvent is water.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the liquid medium is methanol.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the hydroxyl group-containing polymer is a polysaccharide or a modified product thereof.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the cross-linking agent is at least one selected from the group consisting of epihalohydrin, a diglycidyl compound and a triglycidyl compound.
[7] The method according to any one of [1] to [6], wherein the average particle size of the coated particles is 10 to 500 μm.
[8] The method according to any one of [1] to [7], wherein the mode diameter in the pore size distribution of the coated particles is 0.05 to 0.5 μm.
[9] The method according to any one of [1] to [8], wherein the coefficient of variation of the particle size of the coated particles is 5 to 15%.
[10] The method according to any one of [1] to "9], wherein the specific surface area of the coated particles is 30 m 2 / g or more.
[11] The method according to any one of [1] to [10], wherein the amount of the coating layer of the coating particles is 30 to 500 mg with respect to 1 g of the hydrophobic porous polymer particles.
[12] The method according to any one of [1] to [11], wherein the coating particles are a separating material.
[13] A method for producing a column, which comprises obtaining coated particles by the method according to any one of [1] to [12] and filling the column tube with the coated particles.

本発明によれば、動的吸着量に優れる分離材として利用できる粒子、及び該粒子を備えるカラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide particles that can be used as a separating material having an excellent amount of dynamic adsorption, and a column having the particles.

以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書中、「疎水性多孔質ポリマ粒子の表面」とは、疎水性多孔質ポリマ粒子の外側の表面のみでなく、疎水性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)アクリレート等の類似の表現においても同様である。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification, the "surface of the hydrophobic porous polymer particles" includes not only the outer surface of the hydrophobic porous polymer particles but also the surface of the pores inside the hydrophobic porous polymer particles. .. Further, in the present specification, (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid, and the same applies to similar expressions such as (meth) acrylate.

本実施形態に係る被覆粒子の製造方法は、疎水性多孔質ポリマ粒子と、該疎水性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、を備える被覆粒子の製造方法に関する。本実施形態に係る被覆粒子の製造方法は、疎水性多孔質ポリマ粒子を用意することと、水酸基含有高分子及び溶媒を含有する溶液中に疎水性多孔質ポリマ粒子を分散させ、該水酸基含有高分子を上記疎水性多孔質ポリマ粒子に吸着させることにより吸着粒子を得ることと、該吸着粒子を乾燥させることと、水酸基含有高分子の溶解度が水よりも低い液状媒体中に該吸着粒子を分散させた後、架橋剤により上記水酸基高分子を架橋させることとを含む。 The method for producing coated particles according to the present embodiment relates to a method for producing coated particles including hydrophobic porous polymer particles and a coating layer that covers at least a part of the surface of the hydrophobic porous polymer particles. The method for producing the coated particles according to the present embodiment is to prepare hydrophobic porous polymer particles and to disperse the hydrophobic porous polymer particles in a solution containing a hydroxyl group-containing polymer and a solvent to increase the hydroxyl group content. Adsorbed particles are obtained by adsorbing molecules on the hydrophobic porous polymer particles, the adsorbed particles are dried, and the adsorbed particles are dispersed in a liquid medium having a lower solubility of a hydroxyl group-containing polymer than water. This includes cross-linking the hydroxyl group polymer with a cross-linking agent.

(疎水性多孔質ポリマ粒子)
本実施形態に係る製造方法において用いられる多孔質ポリマ粒子は疎水性である。疎水性多孔質ポリマ粒子は、疎水性である多孔質ポリマを含む粒子である。多孔質ポリマ粒子は、例えば、疎水性である多孔質ポリマを形成可能なモノマを重合させることにより得ることができる。多孔質ポリマ粒子は、架橋ポリマを含有する粒子であってよい。架橋ポリマは、例えば、芳香族基と該芳香族基に結合した2以上のビニル基とを有する架橋性モノマに由来する構造単位を有する。架橋ポリマによって形成された多孔質ポリマ粒子は、高い弾性率を有することができるため、カラム管に充填されたときに破壊されにくい傾向がある。
(Hydrophobic porous polymer particles)
The porous polymer particles used in the production method according to the present embodiment are hydrophobic. Hydrophobic porous polymer particles are particles containing a hydrophobic porous polymer. Porous polymer particles can be obtained, for example, by polymerizing a monoma capable of forming a hydrophobic porous polymer. The porous polymer particles may be particles containing crosslinked polymers. The crosslinked polymer has, for example, a structural unit derived from a crosslinkable monoma having an aromatic group and two or more vinyl groups bonded to the aromatic group. Porous polymer particles formed by the crosslinked polymer can have a high elastic modulus, and therefore tend to be less likely to be broken when filled in a column tube.

架橋ポリマを含有する疎水性多孔質ポリマ粒子は、例えば、架橋性モノマ及び必要によりその他のモノマを含むモノマ成分と、多孔化剤と、水性媒体とを含む反応液中での懸濁重合により、モノマ成分を重合することを含む方法により合成することができる。架橋性モノマは、例えば、スチレン系モノマであってよい。スチレン系モノマとは、スチレン骨格を有するモノマをいう。 Hydrophobic porous polymer particles containing crosslinked polymers can be obtained, for example, by suspension polymerization in a reaction solution containing a crosslinked monoma and, if necessary, other monoma components, a porosifying agent, and an aqueous medium. It can be synthesized by a method including polymerizing a monoma component. The crosslinkable monoma may be, for example, a styrene-based monoma. The styrene-based monoma refers to a monoma having a styrene skeleton.

架橋性モノマは、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン、及びジビニルフェナントレン等のジビニル化合物であってよい。これらの架橋性モノマは、1種単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。耐久性、耐酸性、及びアルカリ性の観点から、架橋性モノマはジビニルベンゼンが好ましい。 The crosslinkable monoma may be, for example, a divinyl compound such as divinylbenzene, divinylbiphenyl, divinylnaphthalene, and divinylphenanthrene. These crosslinkable monomas may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of durability, acid resistance, and alkalinity, divinylbenzene is preferable as the crosslinkable monoma.

単官能性モノマを架橋性モノマとともに重合してもよい。単官能性モノマとしては、例えば、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、及び3,4−ジクロロスチレン等のスチレン並びにこれらの誘導体が挙げられる。これらは1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。耐酸性及び耐アルカリ性の観点から、単官能性モノマがスチレンであってもよい。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 monofunctional monoma may be polymerized with the crosslinkable monoma. Examples of the monofunctional monoma include 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-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecyl Examples thereof include styrenes such as styrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, and 3,4-dichlorostyrene, and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of acid resistance and alkali resistance, the monofunctional monoma may be styrene. Styrene derivatives having functional groups such as carboxy group, amino group, hydroxyl group and aldehyde group can also be used.

多孔化剤は、重合時に粒子の相分離を促し、それにより疎水性多孔質ポリマ粒子を形成させる成分である。多孔化剤の一例は有機溶媒である。多孔化剤として用いられ得る有機溶媒の例としては、脂肪族又は芳香族の炭化水素、エステル、ケトン、エーテル、及びアルコールが挙げられる。多孔化剤は、例えば、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、及びシクロヘキサノールからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことができる。 The porosifying agent is a component that promotes phase separation of particles during polymerization, thereby forming hydrophobic porous polymer particles. An example of a porosifying agent is an organic solvent. Examples of organic solvents that can be used as the porosifying agent include aliphatic or aromatic hydrocarbons, esters, ketones, ethers, and alcohols. The porosifying agent is at least selected from the group consisting of, for example, toluene, xylene, cyclohexane, octane, butyl acetate, dibutyl phthalate, methyl ethyl ketone, dibutyl ether, 1-hexanol, 2-octanol, decanol, lauryl alcohol, and cyclohexanol. One type can be included.

多孔化剤の量は、架橋性モノマ及びその他のモノマの合計量に対して0〜300質量%であってもよい。多孔化剤の量によって、疎水性多孔質ポリマ粒子の空孔率をコントロールできる。多孔化剤の種類によって、疎水性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 amount of the porosifying agent may be 0 to 300% by mass based on the total amount of the crosslinkable monoma and other monomas. The porosity of the hydrophobic porous polymer particles can be controlled by the amount of the porosifying agent. The size and shape of the pores of the hydrophobic porous polymer particles can be controlled by the type of the porosifying agent.

水性媒体が水を含んでいてもよい。この水を多孔化剤として機能させてもよい。例えば、反応液に油溶性界面活性剤を加えると、モノマ及び油溶性界面活性剤を含む粒子が形成され、この粒子が水を吸収することにより粒子内の相分離を促すことが可能である。相分離した粒子から一方の相を除去することにより、粒子が多孔質化される。 The aqueous medium may contain water. This water may function as a porosifying agent. For example, when an oil-soluble surfactant is added to the reaction solution, particles containing monoma and the oil-soluble surfactant are formed, and the particles can absorb water to promote phase separation in the particles. By removing one phase from the phase-separated particles, the particles are made porous.

油溶性界面活性剤の例としては、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脂肪酸とソルビタンとから形成された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脂肪酸とジグリセロールとから形成されたジグリセロールモノ脂肪族エーテル、及び、ジグリセロールモノ脂肪族エーテルが挙げられる。ソルビタンモノエステルの例としては、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノミリステート、及び、ヤシ脂肪酸のソルビタンモノエステルが挙げられる。ジグリセロールモノエステルの例としては、ジグリセロールモノオレエート、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、及び、ヤシ脂肪酸のジグリセロールモノエステルが挙げられる。ジグリセロールモノ脂肪族エーテルの例としては、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)とジグリセロールとから形成されたモノ脂肪族エーテルが挙げられる。これらは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 oil-soluble surfactants include branched C16 to C24 fatty acids, chain unsaturated C16 to C22 fatty acids or chain saturated C12 to C14 fatty acids and sorbitan monoester formed from sorbitan, branched C16 to C24 fatty acids, and chains. Examples thereof include diglycerol monoaliphatic ether formed from state unsaturated C16 to C22 fatty acid or chain saturated C12 to C14 fatty acid and diglycerol, and diglycerol monoaliphatic ether. Examples of sorbitan monoesters include sorbitan monooleate, sorbitan monomillistate, and sorbitan monoesters of coconut fatty acids. Examples of diglycerol monoesters include diglycerol monooleates, diglycerol monomillistates, diglycerol monoisostearates, and diglycerol monoesters of coconut fatty acids. Examples of diglycerol monoaliphatic ethers include branched C16-C24 alcohols (eg, Gerve alcohol), chain unsaturated C16-C22 alcohols or chain saturated C12-C14 alcohols (eg palm fatty alcohols) and diglycerol. Examples include monoaliphatic ethers formed from. These can be used alone or in combination of two or more.

油溶性界面活性剤の量は、モノマの合計質量を基準として、5〜80質量%であってもよい。これにより、モノマ及び油溶性界面活性剤を含む液滴が安定して形成されやすい。 The amount of the oil-soluble surfactant may be 5 to 80% by mass based on the total mass of the monoma. As a result, droplets containing the monoma and the oil-soluble surfactant are likely to be stably formed.

水性媒体は、例えば、水、又は、水と水溶性溶媒(例えば、低級アルコール)との混合溶媒を含む。水性媒体は、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤は、アニオン系、カチオン系、ノニオン系又は両性イオン系の界面活性剤であってよい。 The aqueous medium contains, for example, water or a mixed solvent of water and a water-soluble solvent (eg, lower alcohol). The aqueous medium may contain a surfactant. The surfactant may be an anionic, cationic, nonionic or zwitterionic surfactant.

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 potassium castor oil, alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, and alkylnaphthalene sulfates. Dialkyl sulfosuccinates such as acid salts, alkane sulfonates, sodium dioctyl sulfosuccinate, alkernyl succinate (dipotassium salt), alkyl phosphate ester salts, naphthalene sulfonate formalin condensates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate Examples thereof include salts, polyoxyethylene alkyl ether sulfates such as sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, and polyoxyethylene alkyl sulfates.

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、及び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、ポリエチレングリコールアルキルアリールエーテル、ポリエチレングリコールエステル、ポリエチレングリコールソルビタンエステル、ポリアルキレングリコールアルキルアミン又はアミド等の炭化水素系ノニオン界面活性剤、シリコーンのポリエチレンオキサイド付加物又はポリプロピレンオキサイド付加物等のポリエーテル変性シリコーン系ノニオン界面活性剤、並びに、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。 Examples of the nonionic surfactant include a hydrocarbon-based nonionic surfactant such as polyethylene glycol alkyl ether, polyethylene glycol alkylaryl ether, polyethylene glycol ester, polyethylene glycol sorbitan ester, polyalkylene glycol alkylamine or amide, and silicone polyethylene. Examples thereof include polyether-modified silicone-based nonionic surfactants such as oxide adducts or 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 the amphoteric ion-based surfactant include hydrocarbon surfactants such as lauryldimethylamine oxide, phosphate ester-based surfactants, and phosphite ester-based surfactants.

界面活性剤は、1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。上記界面活性剤の中でも、モノマの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。 The surfactant may be used alone or in combination of two or more. Among the above-mentioned surfactants, anionic surfactants are preferable from the viewpoint of dispersion stability during polymerization of monoma.

懸濁重合のための反応液は、重合開始剤を含んでもよい。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。重合開始剤の量は、モノマ100質量部に対して、0.1〜7.0質量部であってもよい。 The reaction solution for suspension polymerization may contain a polymerization initiator. Examples of the polymerization initiator include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl orthochloro peroxide, benzoyl orthomethoxy peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, and tert-butylperoxy-2-ethylhexano. Organic peroxides such as ate, di-tert-butyl peroxide; 2,2'-azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobiscyclohexanecarbonitrile, 2,2'-azobis (2,4-azobis) Examples thereof include azo compounds such as dimethylvaleronitrile). The amount of the polymerization initiator may be 0.1 to 7.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monoma.

モノマを含む粒子の分散安定性を向上させるために、反応液が分散安定剤を含んでいてもよい。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る。これらと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とを併用してもよい。分散安定剤がポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンであってもよい。分散安定剤の量は、モノマ100質量部に対して1〜10質量部であってもよい。 In order to improve the dispersion stability of the particles containing the monoma, the reaction solution may contain a dispersion stabilizer. Examples of the dispersion stabilizer include polyvinyl alcohol, polycarboxylic acid, celluloses (hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, etc.), and polyvinylpyrrolidone. These may be used in combination with an inorganic water-soluble polymer compound such as sodium tripolyphosphate. The dispersion stabilizer may be polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone. The amount of the dispersion stabilizer may be 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monoma.

懸濁重合のための反応液は、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含んでもよい。 The reaction solution for suspension polymerization may contain a water-soluble polymerization inhibitor such as nitrites, sulfites, hydroquinones, ascorbic acids, water-soluble B vitamins, citric acid, and polyphenols.

懸濁重合のための重合温度は、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℃であることがより好ましい。 The polymerization temperature for suspension polymerization can be appropriately selected depending on the type of monoma and the polymerization initiator. The polymerization temperature is preferably 25 to 110 ° C, more preferably 50 to 100 ° C.

(被覆層)
被覆層は、多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する。多孔質ポリマ粒子の表面を覆う被覆層が設けられることにより、カラム圧の向上を抑制することができる。被覆層は、水酸基含有高分子の架橋体を含む。被覆層が水酸基含有高分子の架橋体を含むことにより、タンパク質の非特異吸着を抑制することができる。
(Coating layer)
The coating layer covers at least a part of the surface of the porous polymer particles. By providing a coating layer that covers the surface of the porous polymer particles, it is possible to suppress an increase in column pressure. The coating layer contains a crosslinked body of a hydroxyl group-containing polymer. Since the coating layer contains a crosslinked product of a hydroxyl group-containing polymer, non-specific adsorption of the protein can be suppressed.

水酸基含有高分子は、2個以上の水酸基を有していてもよい。水酸基含有高分子は、親水性であることが好ましい。水酸基含有高分子は、例えば、多糖類又はその変性体であってよく、ポリビニルアルコールであってもよい。多糖類としては、アガロース、デキストラン、セルロース、及びキトサンが挙げられる。多糖類の変性体は、多糖類に疎水基が導入されたものを指す。疎水基を導入することで、被覆層の界面吸着能を向上させることができる。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、水酸基含有高分子と反応させることにより、導入することができる。 The hydroxyl group-containing polymer may have two or more hydroxyl groups. The hydroxyl group-containing polymer is preferably hydrophilic. The hydroxyl group-containing polymer may be, for example, a polysaccharide or a modified product thereof, or may be polyvinyl alcohol. Polysaccharides include agarose, dextran, cellulose, and chitosan. A modified product of a polysaccharide refers to a polysaccharide in which a hydrophobic group is introduced. By introducing a hydrophobic group, the interfacial adsorption ability of the coating layer can be improved. 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. The hydrophobic group can be introduced by reacting a functional group (for example, an epoxy group) that reacts with a hydroxyl group and a compound having a hydrophobic group (for example, glycidyl phenyl ether) with a hydroxyl group-containing polymer.

水酸基含有高分子の重量平均分子量は、1万〜200万程度であってもよい。水酸基含有高分子の変性体における疎水基の含有量は、粒子表面に吸着するための疎水的相互作用力の保持と、タンパク質の非特異吸着の抑制のバランスとから、5〜30質量%であることが好ましく、10〜20質量%であることがより好ましく、12〜17質量%であることが更に好ましい。 The weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing polymer may be about 10,000 to 2 million. The content of the hydrophobic group in the modified product of the hydroxyl group-containing polymer is 5 to 30% by mass from the balance between the retention of the hydrophobic interaction force for adsorbing on the particle surface and the suppression of non-specific adsorption of the protein. It is more preferable, it is more preferably 10 to 20% by mass, and further preferably 12 to 17% by mass.

水酸基含有高分子を含む被覆層は、水酸基含有高分子及び溶媒を含有する溶液中に疎水性多孔質ポリマ粒子を分散させ、水酸基含有高分子を疎水性多孔質ポリマ粒子に吸着させることにより吸着粒子を得ることと、該吸着粒子を乾燥させることと、該水酸基含有高分子の溶解度が上記溶媒よりも低い液状媒体中に吸着粒子を分散させた後、架橋剤により水酸基含有高分子を架橋させることとを含む方法により形成することができる。 The coating layer containing the hydroxyl group contains the adsorbed particles by dispersing the hydrophobic porous polymer particles in the solution containing the hydroxyl group and the solvent and adsorbing the hydroxyl group to the hydrophobic porous polymer particles. To obtain, to dry the adsorbed particles, to disperse the adsorbed particles in a liquid medium having a solubility of the hydroxyl group-containing polymer lower than that of the above solvent, and then to crosslink the hydroxyl group-containing polymer with a cross-linking agent. It can be formed by a method including.

被覆層が上記方法で形成されることにより、特別な化学修飾を加えなくても十分に高い動的吸着量を示すことができる被覆粒子を得ることができる。本実施形態に係る被覆粒子における被覆層の形状は明らかではないが、本発明者らは次のように推察する。水などの、水酸基含有高分子の溶解度が高い溶媒中では、吸着粒子上の水酸基含有高分子は膨潤し広がった状態であると考えられる。一方、吸着粒子を一旦乾燥させた後に再度分散させる液状媒体が、水酸基含有高分子の溶解度が低いものであることにより、粒子に吸着した水酸基含有高分子が媒体中に広がりにくく、粒子上の水酸基含有高分子の層が収縮して薄い状態となり、その後水酸基含有高分子を架橋して形成される被覆層はより薄いものとなると考えられる。また、水酸基含有高分子の溶解度が高い溶媒を用いた場合と、本実施形態のように低い溶媒を用いた場合とでは、架橋時の水酸基含有高分子の膨潤・収縮状態が異なることにより、分子鎖の架橋のなされ方も異なると考えられる。 By forming the coating layer by the above method, it is possible to obtain coating particles capable of exhibiting a sufficiently high dynamic adsorption amount without applying special chemical modification. Although the shape of the coating layer in the coating particles according to the present embodiment is not clear, the present inventors infer as follows. It is considered that the hydroxyl group-containing polymer on the adsorbed particles is in a swollen and spread state in a solvent such as water having a high solubility of the hydroxyl group-containing polymer. On the other hand, since the liquid medium in which the adsorbed particles are once dried and then dispersed again has a low solubility of the hydroxyl group-containing polymer, the hydroxyl group-containing polymer adsorbed on the particles does not easily spread in the medium, and the hydroxyl groups on the particles are difficult to spread. It is considered that the layer of the containing polymer shrinks to become a thin state, and then the coating layer formed by cross-linking the hydroxyl group-containing polymer becomes thinner. Further, when a solvent having a high solubility of the hydroxyl group-containing polymer is used and when a solvent having a low solubility as in the present embodiment is used, the swelling / contracting state of the hydroxyl group-containing polymer at the time of cross-linking is different. It is considered that the method of cross-linking the chains is also different.

水酸基含有高分子溶液に用いられる溶媒は、水酸基含有高分子を溶解可能なものである。溶媒は、例えば、水、食塩水であってよい。溶媒は水が好ましい。水酸基含有高分子及び溶媒を含有する溶液における、水酸基含有高分子の濃度は、5〜50mg/mlであってよく、10〜30mg/mlが好ましい。 The solvent used in the hydroxyl group-containing polymer solution is one capable of dissolving the hydroxyl group-containing polymer. The solvent may be, for example, water or saline solution. The solvent is preferably water. The concentration of the hydroxyl group-containing polymer in the solution containing the hydroxyl group-containing polymer and the solvent may be 5 to 50 mg / ml, preferably 10 to 30 mg / ml.

水酸基含有高分子の吸着は化学吸着又は物理吸着であってよい。水酸基含有高分子の吸着は、例えば、疎水性である多孔質ポリマ粒子と、疎水基を導入された水酸基含有高分子との相互作用により行うことができる。具体的には、水酸基含有高分子及び溶媒を含有する溶液に多孔質ポリマ粒子を分散させて、例えばその状態で一定時間放置することにより、水酸基含有高分子溶液を多孔質ポリマ粒子の細孔内に含浸させ、多孔質ポリマ粒子に水酸基含有高分子を吸着させることができる。含浸のための放置時間は、多孔質ポリマ粒子の表面状態によっても変わるが、通常1日放置すれば、多孔質ポリマ粒子の細孔内部の水酸基含有高分子の濃度が、外部の濃度と平衡状態となる。その後、水、アルコール等の溶媒で吸着粒子を洗浄し、未吸着分の水酸基含有高分子を除去する。この段階で、通常、水酸基含有高分子の溶液が粒子の細孔内に保持される。 The adsorption of the hydroxyl group-containing polymer may be chemical adsorption or physical adsorption. The adsorption of the hydroxyl group-containing polymer can be performed, for example, by the interaction between the hydrophobic porous polymer particles and the hydroxyl group-containing polymer into which a hydrophobic group has been introduced. Specifically, the porous polymer particles are dispersed in a solution containing a hydroxyl group-containing polymer and a solvent, and the porous polymer particles are left in that state for a certain period of time, so that the hydroxyl group-containing polymer solution is placed in the pores of the porous polymer particles. Can be impregnated with, and a hydroxyl group-containing polymer can be adsorbed on the porous polymer particles. The leaving time for impregnation varies depending on the surface condition of the porous polymer particles, but if left for one day, the concentration of the hydroxyl group-containing polymer inside the pores of the porous polymer particles is in equilibrium with the external concentration. It becomes. Then, the adsorbed particles are washed with a solvent such as water or alcohol to remove the unadsorbed hydroxyl group-containing polymer. At this stage, a solution of the hydroxyl group-containing polymer is usually held in the pores of the particles.

吸着粒子の乾燥方法は、特に限定されないが、例えば、吸着粒子を乾燥機の中で乾燥させることにより行うことができる。乾燥時の温度は例えば25℃〜90℃であってよく、40〜85℃が好ましく、50〜80℃がより好ましい。乾燥させるための時間は、特に限定されないが、例えば4〜24時間であってよい。乾燥により、吸着粒子の水分を10質量%以下にすることが好ましく、5質量%以下にすることがより好ましい。 The method for drying the adsorbed particles is not particularly limited, but for example, the adsorbed particles can be dried in a dryer. The drying temperature may be, for example, 25 ° C. to 90 ° C., preferably 40 to 85 ° C., more preferably 50 to 80 ° C. The time for drying is not particularly limited, but may be, for example, 4 to 24 hours. By drying, the water content of the adsorbed particles is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

液状媒体は、水酸基含有高分子の溶解度が上記溶媒よりも低いものである。液状媒体としては例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール等のアルコールであってよい。 The liquid medium has a lower solubility of the hydroxyl group-containing polymer than the above solvent. The liquid medium may be, for example, an alcohol such as methanol, ethanol or 2-propanol.

液状媒体は、その後の架橋工程の反応のための媒体として引き続き用いることができる。架橋反応のための媒体は、吸着粒子から水酸基含有高分子が溶解せず、架橋剤等を抽出しづらく、かつ、架橋反応に不活性であることが好ましい。乾燥後の吸着粒子を含む媒体に架橋剤を加えて、吸着粒子上の水酸基含有高分子を架橋させることにより、水酸基含有高分子の架橋ゲルを形成させることができる。架橋工程において反応液を必要により加熱してもよい。 The liquid medium can continue to be used as a medium for the reaction of the subsequent cross-linking step. As the medium for the cross-linking reaction, it is preferable that the hydroxyl group-containing polymer does not dissolve from the adsorbed particles, it is difficult to extract the cross-linking agent or the like, and it is inactive in the cross-linking reaction. By adding a cross-linking agent to the medium containing the adsorbed particles after drying and cross-linking the hydroxyl group-containing polymer on the adsorbed particles, a cross-linked gel of the hydroxyl group-containing polymer can be formed. The reaction solution may be heated if necessary in the crosslinking step.

架橋剤としては、例えばジビニルスルホン及び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、ジイソシアネート化合物、グリシジル化合物などの、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。グリシジル化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のジグリシジル化合物、トリグリシジル化合物などが挙げられる。水酸基含有高分子がキトサンのようにアミノ基を有する場合、ジクロルオクタンのようなジハライドを架橋剤として使用できる。架橋反応には触媒を用いてもよい。触媒は架橋剤の種類により異なるが、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。 Examples of the cross-linking agent include epihalohydrins such as divinyl sulfone and epichlorohydrin, dialdehyde compounds such as glutaraldehyde, methylene diisocyanate, diisocyanate compounds, glycidyl compounds, and other compounds having two or more functional groups active on hydroxyl groups. Examples of the glycidyl compound include diglycidyl compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether and triglycidyl compounds. When the hydroxyl group-containing polymer has an amino group such as chitosan, dihalide such as dichlorooctane can be used as a cross-linking agent. A catalyst may be used for the cross-linking reaction. The catalyst differs depending on the type of the cross-linking agent. For example, when the cross-linking agent is epichlorohydrin or the like, an alkali such as sodium hydroxide is effective, and when the cross-linking agent is a dialdehyde compound, a mineral acid such as hydrochloric acid is effective.

架橋剤の量は、水酸基含有高分子が多糖類又はその変性体である場合、単糖類の1単位を1モルとすると、それに対して0.001〜100倍の範囲内であってもよい。架橋剤の量が0.001倍以上であると、多孔質ポリマ粒子から被覆層が剥離しにくくなる傾向がある。架橋剤の量が100倍以下であると、水酸基含有高分子の特性が発揮されやすい。架橋反応時の触媒の量は、水酸基含有高分子が多糖類又はその変性体である場合、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倍、又は0.1〜5倍の割合であってもよい。 When the hydroxyl group-containing polymer is a polysaccharide or a modified product thereof, the amount of the cross-linking agent may be in the range of 0.001 to 100 times, assuming that one unit of the monosaccharide is 1 mol. When the amount of the cross-linking agent is 0.001 times or more, the coating layer tends to be difficult to peel off from the porous polymer particles. When the amount of the cross-linking agent is 100 times or less, the characteristics of the hydroxyl group-containing polymer are likely to be exhibited. When the hydroxyl group-containing polymer is a polysaccharide or a modified product thereof, the amount of the catalyst at the time of the cross-linking reaction is 0.01 to 10 times that of 1 mol of the monosaccharide forming the polysaccharide. , Or 0.1 to 5 times the ratio.

架橋反応は、例えば、温度5〜90℃で、1〜10時間かけて行うことができる。架橋反応の温度は、30〜90℃であってもよい。架橋反応が終了した後、濾過によって取り出した粒子を水、メタノール、エタノール等の親水性溶媒で洗浄し、未反応の水酸基含有高分子及び媒体等を除去すると、多孔質ポリマ粒子及び被覆層を有する被覆粒子が得られる。被覆層は、通常、細孔内にも形成される。 The cross-linking reaction can be carried out, for example, at a temperature of 5 to 90 ° C. over 1 to 10 hours. The temperature of the cross-linking reaction may be 30 to 90 ° C. After the cross-linking reaction is completed, the particles taken out by filtration are washed with a hydrophilic solvent such as water, methanol, ethanol, etc. to remove the unreacted hydroxyl group-containing polymer, medium, etc., and the particles have porous polymer particles and a coating layer. Coated particles are obtained. The coating layer is also usually formed in the pores.

被覆層の量は、多孔質ポリマ粒子1gに対して例えば30〜500mgであってよい。被覆層の量は、多孔質ポリマ粒子1gに対して、100mg以上であることが好ましく、150mg以上であることがより好ましく、180mg以上であることが更に好ましく、200mg以上であることがより更に好ましい。被覆層の量が100mg以上であると、タンパク質の非特異吸着をより減らすことができるため好ましい。被覆層の量は、多孔質ポリマ粒子1gに対して400mg以下、又は300mg以下であってもよい。被覆層の量は、熱分解の重量減少、アンスロン法等で測定することができる。 The amount of the coating layer may be, for example, 30 to 500 mg per 1 g of the porous polymer particles. The amount of the coating layer is preferably 100 mg or more, more preferably 150 mg or more, further preferably 180 mg or more, still more preferably 200 mg or more, based on 1 g of the porous polymer particles. .. When the amount of the coating layer is 100 mg or more, non-specific adsorption of the protein can be further reduced, which is preferable. The amount of the coating layer may be 400 mg or less, or 300 mg or less, with respect to 1 g of the porous polymer particles. The amount of the coating layer can be measured by the weight loss of thermal decomposition, the Anthrone method or the like.

(イオン交換基の導入)
被覆層を備える被覆粒子は分離材として使用することができる。被覆粒子は、例えば、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おける分離材として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 group)
The coating particles provided with the coating layer can be used as a separating material. The coated particles can be used as a separating material in ion exchange purification, affinity purification, etc. by introducing, for example, an ion exchange group, a ligand (protein A), or the like via a hydroxyl group 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 alkyl halide compound include monohalogenocarboxylic acids such as monohalogenoacetic acid and monohalogenopropionic acid, sodium salts thereof, and primary, secondary or tertiary amines and halogens having at least one alkyl halide group such as diethylaminoethyl chloride. Examples thereof include quaternary ammonium hydrochloride having an alkylated group. These alkyl halide compounds are preferably bromides or chlorides. The amount of the alkyl halide compound used is preferably 0.2% by mass or more with respect to the total mass of the separating material to which the ion exchange group is imparted.

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 the introduction of 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.

イオン交換基の導入は、被覆粒子表面の被覆層の水酸基に対して行うことができる。イオン交換基の導入は、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。 The introduction of the ion exchange group can be performed on the hydroxyl group of the coating layer on the surface of the coating particles. To introduce the ion exchange group, the wet particles are drained by filtration or the like, immersed in an alkaline aqueous solution having a predetermined concentration, left to stand for a certain period of time, and then the above alkyl halide compound is added in a water-organic solvent mixed system. And react. This reaction is preferably carried out at a temperature of 40 to 90 ° C. for 0.5 to 12 hours. The type of alkyl halide used in the above reaction determines the ion exchange group to be added.

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 which is a weakly basic group as an ion exchange group, among the above alkyl halide compounds, a mono-alkazole compound having at least one alkyl group in which a part of hydrogen atoms is replaced with chlorine atoms. , Di- or tri-alkylamine, mono-, di- or tri-alkanolamine, mono-alkyl-mono-alkanolamine, di-alkyl-mono-alkanolamine, mono-alkyl-di-alkanolamine, etc. The method can be mentioned. The amount of these alkyl halide compounds used is preferably 0.2% by mass or more with respect to 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被覆粒子に反応させてもよい。 As a method for introducing a quaternary ammonium group of a strongly basic group as an ion exchange group, first, a tertiary amino group is introduced, and the tertiary amino group is reacted with an alkyl halide such as epichlorohydrin to be quaternary. A method of converting to an ammonium group can be mentioned. Further, quaternary ammonium hydrochloride or the like may be reacted with the coated particles.

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, which is a weakly acidic group, as an ion exchange group include a method in which a monohalogenocarboxylic acid such as monohalogenacetic acid or monohalogenopropionic acid or a sodium salt thereof is reacted as the alkyl halide compound. .. The amount of these alkyl halide compounds used is preferably 0.2% by mass or more with respect to 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、被覆粒子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 the coated particles, and a sulfite such as sodium sulfite or sodium bisulfite or a sulfite is obtained. A method of adding a separating material to the saturated aqueous solution of the above can be mentioned. The reaction conditions are preferably 30 to 90 ° C. for 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、被覆粒子に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、被覆粒子の全質量に対して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, as a method for introducing an ion exchange group, a method of reacting 1,3-propane sultone with coated particles in an alkaline atmosphere can also be mentioned. It is preferable to use 1,3-propane sultone in an amount of 0.4% by mass or more based on the total mass of the coated particles. The reaction conditions are preferably 0 to 90 ° C. for 0.5 to 12 hours.

多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の平均粒径は、500μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましく、100μm以下が更に好ましい。また、多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の平均粒径は、10μm以上が好ましく、30μm以上がより好ましく、50μm以上が更に好ましい。平均粒径が10μm以上であると、粒子が充填された充填カラムの圧力が増加しにくい傾向がある。多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の平均粒径は、10〜500μmであってよい。分取用又は工業用のクロマトグラフィーの充填剤として使用される場合、カラム内圧の極端な増加を避けるために、被覆粒子の粒径が50〜300μmであることが好ましく、50〜100μmであることがより好ましい。 The average particle size of the porous polymer particles and the coated particles is preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less, still more preferably 100 μm or less. The average particle size of the porous polymer particles and the coated particles is preferably 10 μm or more, more preferably 30 μm or more, still more preferably 50 μm or more. When the average particle size is 10 μm or more, the pressure of the packed column packed with particles tends to be difficult to increase. The average particle size of the porous polymer particles and the coated particles may be 10 to 500 μm. When used as a packing material for preparative or industrial chromatography, the particle size of the coated particles is preferably 50 to 300 μm, preferably 50 to 100 μm, in order to avoid an extreme increase in column internal pressure. Is more preferable.

多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の粒径の変動係数(C.V.)は、通液性の観点からは、5〜15%が好ましく、5〜10%がより好ましい。粒径の変動係数を低減する方法としてマイクロプロセスサーバー(日立製作所製)等の乳化装置によりモノマを含む液滴を単分散化する方法がある。 The coefficient of variation (CV) of the particle size of the porous polymer particles and the coated particles is preferably 5 to 15%, more preferably 5 to 10% from the viewpoint of liquid permeability. As a method of reducing the coefficient of variation of the particle size, there is a method of monodispersing droplets containing monoma by an emulsifying device such as a microprocess server (manufactured by Hitachi, Ltd.).

疎水性多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の平均粒径及び粒径の変動係数は、以下の測定法により求めることができる。
1)粒子を、水(界面活性剤等の分散剤を含む)に分散させ、1質量%の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:シスメックス製)を用いて、分散液中の粒子約1万個の画像により、平均粒径、及び粒径の変動係数を測定する。
The average particle size and the coefficient of variation of the particle size of the hydrophobic porous polymer particles and the coated particles can be obtained by the following measurement methods.
1) The particles are dispersed in water (including a dispersant such as a surfactant) to prepare a dispersion liquid containing 1% by mass of particles.
2) Using a particle size distribution meter (Cysmex Flow: manufactured by Sysmex), measure the average particle size and the coefficient of variation of the particle size from images of about 10,000 particles in the dispersion.

疎水性多孔質ポリマ粒子又は被覆粒子の全体積(細孔容積を含む)に対する細孔容積の割合(空隙率)は、30%以上70%以下であることが好ましく、40%以上70%以下であることがより好ましい。 The ratio (porosity) of the pore volume to the total volume (including the pore volume) of the hydrophobic porous polymer particles or the coating particles is preferably 30% or more and 70% or less, preferably 40% or more and 70% or less. More preferably.

疎水性多孔質ポリマ及び被覆粒子の細孔の大部分が、直径0.1μm以上0.5μm以下のマクロポアーであってもよい。疎水性多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の細孔径分布におけるモード径は、0.05〜0.5μm、0.05〜0.3μm、又は0.1〜0.5μmであってよい。細孔径分布におけるモード径が0.1μm以上であると、物質が細孔に入りやすい傾向にある。細孔径分布におけるモード径が0.5μm以下であると、十分な比表面積が得られる傾向にある。空隙率及び細孔径分布におけるモード径は、多孔化剤により調整可能である。 Most of the pores of the hydrophobic porous polymer and the coated particles may be macropores having a diameter of 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. The mode diameter in the pore size distribution of the hydrophobic porous polymer particles and the coated particles may be 0.05 to 0.5 μm, 0.05 to 0.3 μm, or 0.1 to 0.5 μm. When the mode diameter in the pore diameter distribution is 0.1 μm or more, the substance tends to easily enter the pores. When the mode diameter in the pore diameter distribution is 0.5 μm or less, a sufficient specific surface area tends to be obtained. The porosity and the mode diameter in the pore size distribution can be adjusted by the porosity agent.

疎水性多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の比表面積は、30m/g以上であることが好ましく、35m/g以上がより好ましく、40m/g以上が更に好ましい。比表面積が大きいほど、分離される物質の吸着量が相対的に増大する傾向がある。疎水性多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の比表面積は、例えば、150m/g以下又は100m/g以下であってもよい。 The specific surface area of the hydrophobic porous polymer particles and coated particles is preferably 30 m 2 / g or more, more preferably at least 35m 2 / g, more 40 m 2 / g is more preferable. The larger the specific surface area, the more the adsorbed amount of the separated substance tends to increase relatively. The specific surface area of the hydrophobic porous polymer particles and the coated particles may be, for example, 150 m 2 / g or less or 100 m 2 / g or less.

疎水性多孔質ポリマ粒子及び被覆粒子の、細孔径分布におけるモード径(又は平均細孔径)、比表面積、及び空隙率は、水銀圧入測定装置(オートポア:島津製作所製)によって測定することができる。これらは以下のようにして測定できる。約0.05gの試料を、標準5mL粉体用セル(ステム容積0.4cc)に採取し、初期圧21kPa(約3psia、細孔直径約60μm相当)の条件で細孔分布を測定する。水銀パラメータは、装置デフォルトの水銀接触角130degrees、水銀表面張力485dynes/cmに設定する。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 mode diameter (or average pore diameter), specific surface area, and porosity of the hydrophobic porous polymer particles and the coated particles in the pore diameter distribution can be measured by a mercury intrusion measuring device (Autopore: manufactured by Shimadzu Corporation). These can be measured as follows. A sample of about 0.05 g is collected in a standard 5 mL powder cell (stem volume 0.4 cc), and the pore distribution is measured under the condition of an initial pressure of 21 kPa (about 3 psia, equivalent to a pore diameter of about 60 μm). The mercury parameters are set to the device default mercury contact angle of 130 degrees and mercury surface tension of 485 days / cm. Each value is calculated by limiting the pore diameter to the range of 0.05 to 5 μm.

本実施形態に係る被覆粒子は分離材として用いることができる。分離材は、例えば、タンパク質の静電的相互作用による分離、又はアフィニティ精製に利用することができる。例えば、タンパク質を含む混合溶液の中に分離材を添加し、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、分離材を溶液から濾別し、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及び回収できる。本実施形態に係る被覆粒子は、高い動的吸着量、高い静的吸着量、及び低減された非特異吸着量を有し、さらに、カラムとして用いたときに優れた通液性を有し得る。また、本実施形態に係る分離材は、カラム管に充填されたときに、溶出液の性質に依らず、カラム管内での体積変化がほとんどないという、操作性における優れた効果を発揮し得る。 The coated particles according to this embodiment can be used as a separating material. The separating material can be used, for example, for separation by electrostatic interaction of proteins or for affinity purification. For example, a separating material is added to a mixed solution containing a protein, only the protein is adsorbed on the separating material by electrostatic interaction, and then the separating material is filtered off from the solution and added to an aqueous solution having a high salt concentration. Then, the protein adsorbed on the separating material can be easily desorbed and recovered. The coated particles according to the present embodiment have a high dynamic adsorption amount, a high static adsorption amount, and a reduced nonspecific adsorption amount, and can also have excellent liquid permeability when used as a column. .. Further, the separating material according to the present embodiment can exhibit an excellent effect in operability that when the column tube is filled, there is almost no volume change in the column tube regardless of the nature of the eluate.

分離材は、カラムクロマトグラフィーにおけるカラム充填剤としても有用である。カラムクロマトグラフィーに用いられる充填カラムは、カラム管と、カラム管に充填された分離材(被覆粒子、カラム充填材)とを備えることができる。充填カラムは、上述の方法により得た被覆粒子をカラム管に充填することを含む方法により製造することができる。陽イオン交換基又は陰イオン交換基が導入された分離材を、イオン交換用担体として用いることもできる。 The separating material is also useful as a column packing material in column chromatography. The packed column used for column chromatography can include a column tube and a separating material (coating particles, column packing material) filled in the column tube. The packed column can be produced by a method including filling the column tube with the coated particles obtained by the above method. A separating material into which a cation exchange group or an anion exchange group has been introduced can also be used as an ion exchange carrier.

分離材を用いて分離できる生体高分子としては、水溶性の物質が好ましい。生体高分子は、血清アルブミン、免疫グロブリン等の血液タンパク質等のタンパク質、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、又はDNAであってよい。生体高分子の分子量は200万以下、又は50万以下であってもよい。タンパク質の等電点、イオン化状態等によって、イオン交換基の性質及び条件を選ぶことができる。この点に関して、例えば、特開昭60−169427号公報を参照することができる。 As the biopolymer that can be separated using the separating material, a water-soluble substance is preferable. The biopolymer may be a protein such as blood protein such as serum albumin or immunoglobulin, an enzyme present in the living body, a protein bioactive substance produced by biotechnology, or DNA. The molecular weight of the biopolymer may be 2 million or less, or 500,000 or less. The properties and conditions of the ion exchange group can be selected according to the isoelectric point of the protein, the ionization state, and the like. In this regard, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-169427 can be referred to.

カラムでタンパク質の分離を行う場合、カラムに通液されるタンパク質溶液等の通液速度は、一般に400cm/h以下の範囲である。これに対して、本実施形態に係る分離材は、800cm/h以上の通液速度でも高い吸着容量で使用できる。ここでの通液速度とはφ7.8×300mmのステンレスカラム管に充填剤を充填し、液を流した際の通液速度を意味する。 When the protein is separated on the column, the flow rate of the protein solution or the like passed through the column is generally in the range of 400 cm / h or less. On the other hand, the separating material according to the present embodiment can be used with a high adsorption capacity even at a liquid passing rate of 800 cm / h or more. The liquid passing speed here means the liquid passing speed when a stainless column tube having a diameter of 7.8 × 300 mm is filled with a filler and the liquid is allowed to flow.

多孔質ポリマ粒子の表面を、架橋された水酸基含有高分子で被覆することにより、非特異吸着が起こりにくくなる。陽イオン交換基又は陰イオン交換基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、水酸基含有高分子、多孔質ポリマ粒子、グラフト鎖がある場合はグラフト鎖の持つそれぞれの利点を合わせ持った特性が示され得る。特に、本実施形態に係る被覆粒子は、同一流速下でのタンパク質吸着容量(動的吸着容量)が大きい点で、従来のイオン交換樹脂に比べて好ましい性質を有する。 By coating the surface of the porous polymer particles with a crosslinked hydroxyl group-containing polymer, non-specific adsorption is less likely to occur. By introducing a cation exchange group or an anion exchange group, in the separation of biopolymers such as proteins, the advantages of hydroxyl group-containing polymers, porous polymer particles, and graft chains, if any, are combined. The characteristics it has can be shown. In particular, the coated particles according to the present embodiment have a preferable property as compared with the conventional ion exchange resin in that the protein adsorption capacity (dynamic adsorption capacity) under the same flow velocity is large.

以下、実施例を挙げて本発明について更に具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

1.多孔質ポリマ粒子
500mLの三口フラスコ内で、純度96%のジビニルベンゼン(新日鉄住金化学株式会社製)16g、ソルビタンモノオレエート(スパン80)6g、及び過酸化ベンゾイル0.64gを、ポリビニルアルコール水溶液(濃度0.5質量%)に加えた。得られた混合液をマイクロプロセスサーバーで乳化し、連続相としてのポリビニルアルコール水溶液と、連続相中に分散したモノマ相とを含む乳化液を形成させた。得られた乳化液を80℃で8時間撹拌し、ジビニルベンゼンの重合を進行させた。重合体をろ過し、アセトンで洗浄して、疎水性の多孔質ポリマ粒子を得た。得られた多孔質ポリマ粒子の粒径をフロー型粒径測定装置で測定した。平均粒径は99μmで、粒径の変動係数(C.V.値)は8%であった。
1. 1. In a three-necked flask of 500 mL of porous polymer particles, 16 g of divinylbenzene (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) with a purity of 96%, 6 g of sorbitan monooleate (span 80), and 0.64 g of benzoyl peroxide were added to an aqueous polyvinyl alcohol solution (polyvinyl alcohol solution). The concentration was 0.5% by mass). The obtained mixed solution was emulsified by a microprocess server to form an emulsified solution containing a polyvinyl alcohol aqueous solution as a continuous phase and a monoma phase dispersed in the continuous phase. The obtained emulsion was stirred at 80 ° C. for 8 hours to allow the polymerization of divinylbenzene to proceed. The polymer was filtered and washed with acetone to give hydrophobic porous polymer particles. The particle size of the obtained porous polymer particles was measured with a flow type particle size measuring device. The average particle size was 99 μm, and the coefficient of variation (CV value) of the particle size was 8%.

2.分離材
(実施例1)
(水酸基含有高分子による被覆層形成)
デキストラン水溶液(濃度2質量%)490mLに水酸化ナトリウム1.00g、及びグリシジルフェニルエーテル9.20gを加えて混合液を調製した。混合液を12時間反応させて、デキストランにフェニル基を導入した。フェニル基が導入されたデキストラン(変性デキストラン)をメタノールで洗浄した。変性デキストランの疎水基含有量を下記方法により算出したところ、12.0%であった。
2. 2. Separator (Example 1)
(Formation of coating layer with hydroxyl group-containing polymer)
A mixed solution was prepared by adding 1.00 g of sodium hydroxide and 9.20 g of glycidyl phenyl ether to 490 mL of an aqueous dextran solution (concentration: 2% by mass). The mixture was reacted for 12 hours to introduce a phenyl group into dextran. Dextran (modified dextran) into which a phenyl group was introduced was washed with methanol. The hydrophobic group content of the modified dextran was calculated by the following method and found to be 12.0%.

乾燥状態の粉末デキストラン(変性されていないデキストラン)と、揮発分0.1質量%未満まで乾燥させた変性デキストランとを、それぞれ70℃の純水に溶解させ、0.05質量%の水溶液を調製した。分光光度計により各水溶液の269nmの吸光度を測定して濃度を求めることで、下記式より疎水基含有量を算出した。
・疎水基含有量(%)=(CAG/(CHAG+CAG))×100
・CAG:変性デキストラン構成単位の濃度(mmol/L)=A/εGPE×1000
・CHAG:変性されていないデキストラン構成単位の濃度(mmol/L)=[変性されてないデキストラン構成単位の濃度(g/L)/デキストラン構成単位(306g/mol)]×1000
・A:変性デキストランの真の吸光度=変性デキストランの吸光度−変性されていないデキストランの吸収
・εGPE:グリシジルフェニルエーテルの吸光係数=1372(L/(mol・cm))
・変性されてないデキストラン構成単位の濃度(g/L)=変性デキストランのサンプル濃度(質量%)×10−変性されているデキストラン構成単位の濃度(g/L)
・変性されていないデキストランの吸収=変性されてないデキストランの吸光度×[変性デキストランのサンプル濃度(mmol/L)/変性されてないデキストランのサンプル濃度(mmol/L)]
・変性デキストラン成単位の濃度(g/L)=(CAG×変性デキストラン構成単位(456g/mol))/1000
A dry powdered dextran (unmodified dextran) and a modified dextran dried to a volatile content of less than 0.1% by mass are each dissolved in pure water at 70 ° C. to prepare a 0.05% by mass aqueous solution. did. The hydrophobic group content was calculated from the following formula by measuring the absorbance of each aqueous solution at 269 nm with a spectrophotometer to determine the concentration.
Hydrophobic group content (%) = (C AG / (C HAG + C AG )) × 100
CAG : Concentration of modified dextran constituent unit (mmol / L) = A / ε GPE × 1000
C HAG : Concentration of unmodified dextran constituent unit (mmol / L) = [Concentration of unmodified dextran constituent unit (g / L) / dextran constituent unit (306 g / mol)] × 1000
-A: True absorbance of denatured dextran = Absorbance of denatured dextran-Absorption of unmodified dextran-ε GPE : Absorbance coefficient of glycidyl phenyl ether = 1372 (L / (mol · cm))
Concentration of unmodified dextran constituent unit (g / L) = sample concentration of modified dextran (% by mass) x 10-concentration of modified dextran constituent unit (g / L)
-Absorption of undenatured dextran = Absorbance of undenatured dextran x [Sample concentration of denatured dextran (mmol / L) / Sample concentration of undenatured dextran (mmol / L)]
Concentration of modified dextran building unit (g / L) = ( CAG x modified dextran building block (456 g / mol)) / 1000

濃度14.1mg/mLの変性デキストラン水溶液450mLを調製し、そこに多孔質ポリマ粒子10gを分散させた。分散液を24時間攪拌することにより、多孔質ポリマ粒子の表面に変性デキストランを吸着させて吸着粒子を形成した。吸着粒子をろ過し、熱水で洗浄した。 450 mL of a modified dextran aqueous solution having a concentration of 14.1 mg / mL was prepared, and 10 g of porous polymer particles were dispersed therein. By stirring the dispersion for 24 hours, the modified dextran was adsorbed on the surface of the porous polymer particles to form adsorbed particles. The adsorbed particles were filtered and washed with hot water.

洗浄後の吸着粒子を、60℃の送風乾燥機の中で16時間風乾した。その後、10gの吸着粒子を0.4M水酸化ナトリウムメタノール溶液350gに分散させ、得られた分散液にエピクロロヒドリンを13g添加した。その後、分散液を8時間攪拌することにより、吸着粒子上の変性デキストランをエピクロロヒドリンによって架橋した。ろ過によって取り出した吸着粒子を、水及び2質量%のドデシル硫酸ナトリウム水溶液で洗浄して、架橋された変性デキストランを含む被覆層を有する被覆粒子を得た。多孔質ポリマ粒子に対する被覆層の量を熱重量分析から算出すると、多孔質ポリマ粒子1g当たり184mgであった。 The adsorbed particles after washing were air-dried in a blower dryer at 60 ° C. for 16 hours. Then, 10 g of the adsorbed particles were dispersed in 350 g of a 0.4 M sodium hydroxide methanol solution, and 13 g of epichlorohydrin was added to the obtained dispersion. Then, the dispersion was stirred for 8 hours to crosslink the modified dextran on the adsorbed particles with epichlorohydrin. The adsorbed particles taken out by filtration were washed with water and a 2% by mass aqueous sodium dodecyl sulfate solution to obtain coated particles having a coating layer containing crosslinked modified dextran. When the amount of the coating layer with respect to the porous polymer particles was calculated from the thermogravimetric analysis, it was 184 mg per 1 g of the porous polymer particles.

(タンパク質の非特異吸着)
被覆粒子0.2gを、濃度24mg/mLのウシ血清アルブミン(BSA)を含むTris緩衝液(pH8.0)20mLに投入した。分散液を24時間、室温で攪拌した。その後、遠心分離で取得した上澄み液をろ過し、ろ液のBSA濃度を分光光度計で測定した。得られたBSA濃度から、被覆粒子に吸着したBSAの量を算出した。BSAの濃度は分光光度計により280nmの吸光度から確認した。
(Non-specific adsorption of proteins)
0.2 g of the coated particles were added to 20 mL of Tris buffer (pH 8.0) containing bovine serum albumin (BSA) at a concentration of 24 mg / mL. The dispersion was stirred for 24 hours at room temperature. Then, the supernatant obtained by centrifugation was filtered, and the BSA concentration of the filtrate was measured with a spectrophotometer. From the obtained BSA concentration, the amount of BSA adsorbed on the coated particles was calculated. The concentration of BSA was confirmed by a spectrophotometer from the absorbance at 280 nm.

(イオン交換基の導入)
被覆粒子を含む水懸濁液をろ過して得られた被覆粒子(乾燥重量20g)を5Mの水酸化ナトリウム水溶液200mLに添加した。さらに、ジエチルアミノエチルクロライド塩酸塩の所定量(120.5g)を200mL添加し、70℃で撹拌しながら8時間反応させた。反応終了後、濾過し、水/エタノール(体積比5/1)で洗浄し、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分離材(DEAE変性分離材)を得た。以降の、比表面積、イオン交換容量、及びカラム特性の評価には、DEAE変性分離材を用いた。
(Introduction of ion exchange group)
The coated particles (dry weight 20 g) obtained by filtering the aqueous suspension containing the coated particles were added to 200 mL of a 5 M aqueous sodium hydroxide solution. Further, 200 mL of a predetermined amount (120.5 g) of diethylaminoethyl chloride hydrochloride was added, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 8 hours with stirring. After completion of the reaction, the mixture was filtered and washed with water / ethanol (volume ratio 5/1) to obtain a separating material (DEAE-modified separating material) having a diethylaminoethyl (DEAE) group as an ion exchange group. A DEAE-modified separator was used for the subsequent evaluation of the specific surface area, ion exchange capacity, and column characteristics.

得られたDEAE変性分離材の、細孔径分布におけるモード径、比表面積及び空隙率を、水銀圧入測定によって測定した。DEAE変性分離材の粒径をフロー型粒径測定装置で測定し、測定結果から平均粒径及び粒径の変動係数(C.V.)を算出した。 The mode diameter, specific surface area and porosity of the obtained DEAE-modified separator in the pore size distribution were measured by mercury intrusion measurement. The particle size of the DEAE-modified separator was measured with a flow-type particle size measuring device, and the average particle size and the coefficient of variation (CV) of the particle size were calculated from the measurement results.

DEAE変性分離材のイオン交換容量を以下のように測定した。1mL容量の粒子を0.1N水酸化ナトリウム20mLに1時間浸漬し、室温で攪拌した。その後、溶液のpHが7以下となるように水で洗浄を行った。得られた粒子を0.1N塩酸20mLに浸漬し、1時間攪拌させた。粒子をろ過後、塩酸水溶液を中和滴定することにより粒子のイオン交換容量を測定した。 The ion exchange capacity of the DEAE modified separator was measured as follows. The particles having a volume of 1 mL were immersed in 20 mL of 0.1 N sodium hydroxide for 1 hour and stirred at room temperature. Then, it was washed with water so that the pH of the solution became 7 or less. The obtained particles were immersed in 20 mL of 0.1N hydrochloric acid and stirred for 1 hour. After filtering the particles, the ion exchange capacity of the particles was measured by neutralizing and titrating the aqueous hydrochloric acid solution.

(実施例2)
吸着時の変性デキストラン濃度を18.6g/Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして、DEAE変性分離材を得た。
(Example 2)
A DEAE-modified separator was obtained in the same manner as in Example 1 except that the modified dextran concentration at the time of adsorption was changed to 18.6 g / L.

(実施例3)
吸着時の変性デキストラン濃度を22.3g/Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして、DEAE変性分離材を得た。
(Example 3)
A DEAE-modified separator was obtained in the same manner as in Example 1 except that the modified dextran concentration at the time of adsorption was changed to 22.3 g / L.

(比較例1)
吸着時の変性デキストラン濃度を13.9g/Lに変更したこと、変性デキストラン吸着後の乾燥は行わずに水中で湿潤状態のまま吸着工程を終了したこと、及び、架橋時はメタノールの代わりに水を使用して架橋反応を行ったこと以外は実施例1と同様にして、DEAE変性分離材を得た。
(Comparative Example 1)
The modified dextran concentration during adsorption was changed to 13.9 g / L, the adsorption process was completed in a wet state in water without drying after the modified dextran was adsorbed, and water was used instead of methanol during cross-linking. A DEAE-modified adsorbent was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cross-linking reaction was carried out using.

(比較例2)
吸着時の変性デキストラン濃度を17.8g/Lに変更したこと、変性デキストラン吸着後の乾燥は行わずに水中で湿潤状態のまま吸着工程を終了したこと、及び、架橋時はメタノールの代わりに水を使用して架橋反応を行ったこと以外は実施例1と同様にして、DEAE変性分離材を得た。
(Comparative Example 2)
The concentration of modified dextran during adsorption was changed to 17.8 g / L, the adsorption process was completed in a wet state in water without drying after adsorption of modified dextran, and water was used instead of methanol during cross-linking. A DEAE-modified adsorbent was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cross-linking reaction was carried out using.

(比較例3)
吸着時の変性デキストラン濃度を22.5g/Lに変更したこと、変性デキストラン吸着後の乾燥は行わずに水中で湿潤状態のまま吸着工程を終了したこと、及び、架橋時はメタノールの代わりに水を使用して架橋反応を行ったこと以外は実施例1と同様にして、DEAE変性分離材を得た。
(Comparative Example 3)
The modified dextran concentration during adsorption was changed to 22.5 g / L, the adsorption process was completed in a wet state in water without drying after the modified dextran was adsorbed, and water was used instead of methanol during cross-linking. A DEAE-modified adsorbent was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cross-linking reaction was carried out using.

(比較例4)
吸着時の変性デキストラン濃度を13.7g/Lに変更したこと、及び、架橋時の媒体としてメタノールの代わりに水を使用して架橋反応を行ったこと以外は実施例1と同様にして、DEAE変性分離材を得た。
(Comparative Example 4)
DEAE was carried out in the same manner as in Example 1 except that the modified dextran concentration at the time of adsorption was changed to 13.7 g / L and the cross-linking reaction was carried out using water instead of methanol as a medium for cross-linking. A modified separator was obtained.

(比較例5)
吸着時の変性デキストラン濃度を13.7g/Lに変更したこと、変性デキストラン吸着後の粒子乾燥は行わずに水中で湿潤状態のまま吸着工程を終了したこと、水分散スラリーからメタノール分散スラリーへと媒体交換を行った後、メタノールを媒体に使用して架橋反応を行ったこと以外は実施例1と同様にして、DEAE変性分離材を得た。
(Comparative Example 5)
The concentration of modified dextran during adsorption was changed to 13.7 g / L, the adsorption process was completed in a wet state in water without drying the particles after adsorption of modified dextran, and the water-dispersed slurry was changed to a methanol-dispersed slurry. After the medium exchange, a DEAE-modified adsorbent was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cross-linking reaction was carried out using methanol as the medium.

3.充填カラム
DEAE変性分離材をエタノールに分散して、粒子濃度30質量%のスラリーを調製した。このスラリーをφ7.8×300mmのステンレスカラム管に15分かけて充填した。これにより、カラム管に充填された分離材を有する充填カラムを得た。
3. 3. Packing Column The DEAE-modified separator was dispersed in ethanol to prepare a slurry having a particle concentration of 30% by mass. This slurry was filled in a stainless column tube having a diameter of 7.8 × 300 mm over 15 minutes. As a result, a packed column having a separating material filled in the column tube was obtained.

(通液性)
充填カラムに流速を変えながら水を通液させ、そのときの線流速とカラム圧との関係を記録した。測定結果から、カラム圧0.3MPaの時点の線流速を求めた。線流速に基づいて、以下の基準で分離材の通液性を評価した。
A:線流速1500cm/h以上
B:線流速1000cm/h以上1500cm/h以下
C:線流速1000cm/h未満
(Liquid permeability)
Water was passed through the packed column while changing the flow velocity, and the relationship between the linear flow velocity and the column pressure at that time was recorded. From the measurement results, the linear flow velocity at the time when the column pressure was 0.3 MPa was determined. Based on the linear flow velocity, the liquid permeability of the separating material was evaluated according to the following criteria.
A: Linear flow velocity 1500 cm / h or more B: Linear flow velocity 1000 cm / h or more 1500 cm / h or less C: Linear flow velocity less than 1000 cm / h

(動的吸着量)
充填カラムに10カラム容量の緩衝液を通液させた。その後、濃度2mg/mLでタンパク質を含む緩衝液を充填カラムに流しながら、紫外線吸収に基づいてカラム出口でのタンパク質濃度を測定した。カラムの入口及び出口でタンパク質濃度が一致するまで、タンパク質を含む緩衝液を充填カラムに通液させた。続いて、緩衝液に1M NaClを加えた溶液を準備し、これを10カラム容量分、充填カラムに通液させ、それにより分離材に吸着したタンパク質を回収した。各充填カラムの評価において、以下のタンパク質及び緩衝液を用いた。
緩衝液:40mmol/LのTris−塩酸緩衝液(pH8.0)
タンパク質:BSA(牛血清アルブミン)
(Dynamic adsorption amount)
A 10-column volume buffer solution was passed through the packed column. Then, the protein concentration at the outlet of the column was measured based on the absorption of ultraviolet rays while flowing a buffer solution containing protein at a concentration of 2 mg / mL through the packed column. A buffer containing the protein was passed through the packed column until the protein concentrations matched at the inlet and outlet of the column. Subsequently, a solution prepared by adding 1M NaCl to the buffer solution was passed through a packed column for 10 column volumes, whereby the protein adsorbed on the separating material was recovered. The following proteins and buffers were used in the evaluation of each packed column.
Buffer: 40 mmol / L Tris-hydrochloric acid buffer (pH 8.0)
Protein: BSA (bovine serum albumin)

10% breakthroughにおける動的吸着量を、以下の式によって算出した。
10=cF(t10−t)/V
10:10% breakthroughにおける動的吸着量(mg/mL wet resin)
cf:注入しているタンパク質濃度
F:流速(mL/min)
:ベッド体積(mL)
10:10%breakthroughにおける時間(min)
:タンパク質注入開始時間(min)
The amount of dynamic adsorption at 10% breakthrough was calculated by the following formula.
q 10 = c f F (t 10 −t 0 ) / V B
q 10 : Dynamic adsorption amount at 10% breakthrough (mg / mL wet resin)
cf: Injecting protein concentration F: Flow velocity (mL / min)
V B : Bed volume (mL)
time at t 10 : 10% breakthrough (min)
t 0 : Protein injection start time (min)

(静的吸着量)
DEAE変性分離材0.2gを、濃度24mg/mLのウシ血清アルブミン(BSA)を含むTris緩衝液(pH8.0)20mLに投入した。分散液を24時間、室温で攪拌した。その後、遠心分離で取得した上澄み液をろ過し、ろ液のBSA濃度を分光光度計で測定した。得られたBSA濃度から、被覆粒子に吸着したBSAの量を算出した。BSAの濃度は分光光度計により280nmの吸光度から確認した。
(Static adsorption amount)
0.2 g of DEAE-modified separator was added to 20 mL of Tris buffer (pH 8.0) containing bovine serum albumin (BSA) at a concentration of 24 mg / mL. The dispersion was stirred for 24 hours at room temperature. Then, the supernatant obtained by centrifugation was filtered, and the BSA concentration of the filtrate was measured with a spectrophotometer. From the obtained BSA concentration, the amount of BSA adsorbed on the coated particles was calculated. The concentration of BSA was confirmed by a spectrophotometer from the absorbance at 280 nm.

Figure 2021007915
Figure 2021007915

Figure 2021007915
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実施例で得られた分離材では、タンパク質の非特異吸着が抑制されており、良好な通液性を示すことが確認された。実施例の分離材は、水中で架橋反応を行ったもの、乾燥せずにメタノール中で架橋反応を行ったもの、又は乾燥せずに水中で架橋反応を行った比較例の分離材と比較して、10%以上高い動的吸着量を示した。また、実施例では、被覆量の増加に伴い動的吸着量が増加する傾向が確認された。 It was confirmed that the separating material obtained in the examples suppressed non-specific adsorption of proteins and exhibited good liquid permeability. The adsorbents of the examples were compared with those subjected to the crosslinking reaction in water, those subjected to the crosslinking reaction in methanol without drying, or those subjected to the crosslinking reaction in water without drying. The dynamic adsorption amount was 10% or more higher. Further, in the examples, it was confirmed that the dynamic adsorption amount tends to increase as the coating amount increases.

Claims (13)

疎水性多孔質ポリマ粒子を用意することと、
水酸基含有高分子及び溶媒を含有する溶液中に前記疎水性多孔質ポリマ粒子を分散させ、該水酸基含有高分子を前記疎水性多孔質ポリマ粒子に吸着させることにより吸着粒子を得ることと、
前記吸着粒子を乾燥させることと、
前記水酸基含有高分子の溶解度が前記溶媒よりも低い液状媒体中に前記吸着粒子を分散させた後、架橋剤により前記水酸基含有高分子を架橋させることとを含む、
疎水性多孔質ポリマ粒子と、該疎水性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、を備える被覆粒子の製造方法。
Preparing hydrophobic porous polymer particles and
The hydrophobic porous polymer particles are dispersed in a solution containing a hydroxyl group-containing polymer and a solvent, and the hydroxyl group-containing polymer is adsorbed on the hydrophobic porous polymer particles to obtain adsorbed particles.
Drying the adsorbed particles and
This includes dispersing the adsorbed particles in a liquid medium having a solubility of the hydroxyl group-containing polymer lower than that of the solvent, and then cross-linking the hydroxyl group-containing polymer with a cross-linking agent.
A method for producing coated particles, comprising: a hydrophobic porous polymer particle and a coating layer that covers at least a part of the surface of the hydrophobic porous polymer particle.
前記疎水性多孔質ポリマ粒子が、スチレン系モノマに由来する構造単位を有するポリマを含む、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the hydrophobic porous polymer particles contain a polymer having a structural unit derived from a styrene-based monoma. 前記溶媒が水である、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the solvent is water. 前記液状媒体が、メタノールである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid medium is methanol. 前記水酸基含有高分子が、多糖類又はその変性体である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydroxyl group-containing polymer is a polysaccharide or a modified product thereof. 前記架橋剤が、エピハロヒドリン、ジグリシジル化合物及びトリグリシジル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the cross-linking agent is at least one selected from the group consisting of epihalohydrin, a diglycidyl compound and a triglycidyl compound. 前記被覆粒子の平均粒径が10〜500μmである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the average particle size of the coated particles is 10 to 500 μm. 前記被覆粒子の細孔径分布におけるモード径が0.05〜0.5μmである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the mode diameter in the pore size distribution of the coated particles is 0.05 to 0.5 μm. 前記被覆粒子の粒径の変動係数が5〜15%である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the coefficient of variation of the particle size of the coated particles is 5 to 15%. 前記被覆粒子の比表面積が30m/g以上である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the specific surface area of the coated particles is 30 m 2 / g or more. 前記被覆粒子の被覆層の量が、前記疎水性多孔質ポリマ粒子1gに対して30〜500mgである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the amount of the coating layer of the coating particles is 30 to 500 mg with respect to 1 g of the hydrophobic porous polymer particles. 前記被覆粒子が分離材である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the coating particles are a separating material. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法により、被覆粒子を得ることと、該被覆粒子をカラム管に充填することとを含む、カラムの製造方法。
A method for producing a column, which comprises obtaining coated particles by the method according to any one of claims 1 to 12 and filling the column tube with the coated particles.
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WO2022211006A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 三洋化成工業株式会社 Cross-linked polymer, method for separating substance, kit for separating substance, kit for testing for disease, and device for separating substance
WO2023008561A1 (en) 2021-07-30 2023-02-02 東レ株式会社 Blood component adsorbent material

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