JP4988574B2 - マクロ孔質イオン交換樹脂 - Google Patents
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Description
カチオン交換能力
0.8センチメートル×4センチメートルのポリプロピレン製の使い捨てクロマトグラフィカラム(カリフォルニア州ハーキュレスのポリプレップカラム・バイオラド・ラボラトリーズ(Hercules,CA))に1mLのイオン交換樹脂を充填した。10mM・MOPS(4−モルホリノプロパンスルホン酸)の溶液である10mLの装填緩衝剤によりpH7.5で洗浄することによってカラム層を平衡させた。その後、MOPS緩衝剤中で12mg/mLの濃度を有する30mLの蛋白質溶液(鶏卵白色リゾチーム、純度約95%、シグマ・ケミカル(Sigma Chemical Co.))をカラム層に装填した。すべての緩衝剤および蛋白質溶液を脱イオン水中で調製した。一切の未結合リゾチームを30mLのMOPS緩衝剤(3つの10mLフラクション)で洗い流した。最後に、結合した蛋白質をMOPS緩衝剤中の15mLの1M・NaClで溶離した。
装填された蛋白質が牛血清アルブミン(BSA、フラクションV、純度96〜99%、シグマ・ケミカル(Sigma Chemical Co.))であったことを除き、用いた手順はカチオン交換能力を決定するために上で記載された方法に似ていた。標準曲線を作成するために、純BSA(アルブミン標準、イリノイ州ロックフォードのピアス・ケミカル(Pierce Chemical Co.(Rockford,IL))を用いた。
VDM−DEEDA付加体の調製
オーバーヘッドスターラーが装着されたフラスコにヘプタン(1000mL)およびVDM(20.00グラム)を添加した。ジエチルエチレンジアミン(16.69グラム)をフラスコに30分にわたり滴下した。その後、混合物を追加の時間にわたり攪拌した。得られた無色沈殿物を濾過した。数時間静置後に、生じた沈殿物の追加の量を濾過した。組み合わせ製品を真空炉内で室温で乾燥させた。収率:32.07グラム。1H NMRおよび13C NMR分析は、純度98.5%を超える予想したアクリルアミド付加体の構造を確認した。このモノマーを特に精製せずに用いた。
逆相懸濁重合によって35:65重量%AMPS/MBAコポリマーを調製した。逆相懸濁重合法は、米国特許第5,403,902号明細書に更に記載されている。メカニカルスターラー(攪拌速度450rpm)、窒素入口、温度計、温度コントローラ付き加熱マントルおよびコンデンサが装着されたフラスコに高分子安定剤(0.28グラム)、トルエン(132mL)およびヘプタン(243mL)を添加した。高分子安定剤は、イソオクチルアクリレートと2−アクリルアミドイソブチルアミドの91.8:8.2重量%コポリマー(ラスムーセン(Rasmussen)ら、Makromol.Chem.、Macromol.Symp.、54/55、535−550(1992年))に記載された通り調製されたもの)であった。フラスコ内の非水溶液を攪拌しつつ35℃に加熱し、15分にわたり窒素でパージした。
表1に示した2種のモノマーの異なる比を用いて、実施例1に記載されたような逆相懸濁重合によって、MBAとAMPSのコポリマーを調製した。合成試料(synthetic prep)から単離された粒子の表面積、孔径および蛋白質リゾチームに関するカチオン交換能力を分析した。その結果も表1に示している。
表2に示したアミン含有モノマーおよびアミン含有モノマーとMBAの比を用いて上の実施例1について記載されたような逆相懸濁重合によって、MBAとアミン含有モノマーのコポリマーを調製した。合成試料から単離された粒子の表面積、孔径およびBSAに関するイオン交換能力を分析した。その結果を表3に示している。
[実施形態1]
20より大きい親油性指数を有するモノマーが実質的にないモノマー混合物の反応生成物を含むイオン交換樹脂であって、前記モノマー混合物が、
(a)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして25重量%を超える量のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーと、
(b)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして少なくとも35重量%の量のイオン性モノマーと
を含み、前記イオン交換樹脂が少なくとも20マイクロメートルの平均サイズおよび少なくとも50m 2 /gの表面積を有するマクロ孔質粒子の形態を取っているイオン交換樹脂。
[実施形態2]
前記モノマー混合物は、25超〜65重量%の前記N,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーおよび35〜75重量%のイオン性モノマーを含む、実施形態1に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態3]
前記イオン交換樹脂はカチオン交換樹脂である、実施形態1に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態4]
前記イオン性モノマーは式I
Rは水素またはメチルである)
のモノマーまたはその塩である、実施形態3に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態5]
前記イオン交換樹脂はアニオン交換樹脂である、実施形態1に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態6]
前記イオン性モノマーはアミノ(メタ)アクリレートまたはその塩を含む、実施形態5に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態7]
前記イオン交換樹脂は50〜500m 2 /gの表面積を有する、実施形態1に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態8]
前記イオン交換樹脂は20〜500マイクロメートルの平均粒度を有する、実施形態1に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態9]
前記イオン交換樹脂は球状ビーズの形を取っている、実施形態1に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態10]
前記イオン交換樹脂は、少なくとも50ミリグラムのリゾチーム/イオン交換樹脂のミリリットルの能力を有するカチオン交換樹脂である、実施形態1に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態11]
前記カチオン交換樹脂は、100〜250ミリグラムのリゾチーム/イオン交換樹脂のミリリットルの能力を有する、実施形態10に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態12]
前記イオン交換樹脂は、少なくとも10ミリグラムの牛血清アルブミン/イオン交換樹脂のミリリットルの能力を有するアニオン交換樹脂である、実施形態1に記載のイオン交換樹脂。
[実施形態13]
イオン交換樹脂を調製する方法において、
20より大きい親油性指数を有するモノマーが実質的にない水相モノマー混合物を形成する工程であって、前記モノマー混合物が、
(a)モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして25重量%を超える量のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーと、
(b)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして少なくとも35重量%の量のイオン性モノマーと
を含む、工程と、
非極性溶媒中に前記水相モノマー混合物を懸濁させる工程と、
前記モノマー混合物を重合させて、少なくとも20マイクロメートルの平均サイズおよび少なくとも50m 2 /gの表面積を有する、イオン交換樹脂のマクロ孔質粒子を形成する工程と
を含む方法。
[実施形態14]
前記モノマー混合物は25超〜65重量%のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーおよび35〜75重量%のイオン性モノマーを含む、実施形態13に記載の方法。
[実施形態15]
前記イオン交換樹脂はカチオン交換樹脂であり、前記イオン性モノマーはスルホン酸またはスルホン酸の塩から選択された基を含む、実施形態13に記載の方法。
[実施形態16]
前記イオン交換樹脂はアニオン交換樹脂であり、前記イオン性モノマーはアミノ(メタ)アクリレートまたはその塩を含む、実施形態13に記載の方法。
[実施形態17]
前記重合工程は水溶性フリーラジカル開始剤を添加することを含む、実施形態13に記載の方法。
[実施形態18]
第1の電荷を有する帯電材料を含むサンプルを、第1の電荷とは逆の第2の電荷を有するイオン交換樹脂に接触させる工程と、
20より大きい親油性指数を有するモノマーが実質的にないモノマー混合物の反応生成物であるイオン交換樹脂上に帯電材料を吸着させる工程と
を含む、帯電材料を分離するか、または精製する方法であって、前記モノマー混合物が、
(a)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして25重量%を超える量のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーと、
(b)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして少なくとも35重量%の量のイオン性モノマーと
を含み、前記イオン交換樹脂が少なくとも20マイクロメートルの平均サイズおよび少なくとも50m 2 /gの表面積を有するマクロ孔質粒子の形態を取っている方法。
[実施形態19]
前記モノマー混合物は25超〜65重量%のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーおよび35〜75重量%のイオン性モノマーを含む、実施形態18に記載の方法。
[実施形態20]
前記帯電材料は生体分子である、実施形態18に記載の方法。
[実施形態21]
イオン交換樹脂が少なくとも部分的に充填されたカラムを含むクロマトグラフィカラムであって、前記イオン交換樹脂が20より大きい親油性指数を有するモノマーが実質的にないモノマー混合物の反応生成物であり、前記モノマー混合物が、
(a)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして25重量%を超える量のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーと、
(b)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして少なくとも35重量%の量のイオン性モノマーと
を含み、前記イオン交換樹脂が少なくとも20マイクロメートルの平均サイズおよび少なくとも50m 2 /gの表面積を有するマクロ孔質粒子の形態を取っているクロマトグラフィカラム。
[実施形態22]
連続多孔質マトリックスと、前記多孔質マトリックス内に導入されたイオン交換樹脂とを含む複合材料であって、前記イオン交換樹脂が20より大きい親油性指数を有するモノマーが実質的にないモノマー混合物の反応生成物であり、前記モノマー混合物が、
(a)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして25重量%を超える量のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーと、
(b)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして少なくとも35重量%の量のイオン性モノマーと
を含み、前記イオン交換樹脂が少なくとも20マイクロメートルの平均サイズおよび少なくとも50m 2 /gの表面積を有するマクロ孔質粒子の形態を取っている複合材料。
[実施形態23]
前記連続多孔質マトリックスは織繊維質ウェブまたは不織繊維質ウェブを含む、実施形態22に記載の複合物品。
[実施形態24]
前記連続多孔質マトリックスはフィブリル化されたポリテトラフルオロエチレンを含む実施形態22に記載の複合物品。
[実施形態25]
濾過材と、
濾過層の表面上に配置されたイオン交換樹脂と
を含む濾過エレメントであって、前記イオン交換樹脂が20より大きい親油性指数を有するモノマーが実質的にないモノマー混合物の反応生成物であり、前記モノマー混合物が、
(a)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして25重量%を超える量のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーと、
(b)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして少なくとも35重量%の量のイオン性モノマーと
を含み、前記イオン交換樹脂が少なくとも20マイクロメートルの平均サイズおよび少なくとも50m 2 /gの表面積を有するマクロ孔質粒子の形態を取っている濾過エレメント。
Claims (4)
- モノマー混合物の反応生成物を含むイオン交換樹脂であって、前記モノマー混合物が、
(a)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして25重量%超〜65重量%の量のN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマーと、ここで、そのN,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミドは、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−プロピレンビス(メタ)アクリルアミド、又はN,N’−ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミドのいずれかであり、
(b)前記モノマー混合物中のモノマーの全重量を基準にして35重量%〜75重量%の量のイオン性モノマーと、ここで前記イオン性モノマーはスルホン酸基、アミノ基、またはそれらの塩を有しており、
を含み、
ここで、前記モノマー混合物は、前記N,N’−アルキレンビス(メタ)アクリルアミド架橋用モノマー及び前記イオン性モノマーのみで構成されており、
前記イオン交換樹脂がマクロ孔質粒子の形態を取っており、
前記マクロ孔質粒子が、少なくとも20マイクロメートルの平均サイズおよび少なくとも50m2/gの表面積を有しているイオン交換樹脂。 - 請求項1に記載のイオン交換樹脂が少なくとも部分的に充填されたクロマトグラフィカラム。
- 連続多孔質マトリックスと、 請求項1に記載のイオン交換樹脂とを含む複合材料。
- 濾過材と、
濾過層の表面上に配置された請求項1に記載されたイオン交換樹脂とを含む、濾過エレメント。
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