JP5045920B2 - Protein capturing material, protein capturing cartridge and manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、タンパク質捕捉材料、タンパク質捕捉用カートリッジ及び製造方法に関する。   The present invention relates to a protein capturing material, a protein capturing cartridge, and a manufacturing method.

近年、遺伝子組み換え技術を利用して、微生物や動物細胞中のタンパク質を大量に合成することができるようになっている。例えば、タンパク質の構造や性質に関する研究では、簡便に純度を高めることができるタンパク質の分離精製が必要とされている。   In recent years, it has become possible to synthesize proteins in microorganisms and animal cells in large quantities using genetic recombination techniques. For example, in research on the structure and properties of proteins, separation and purification of proteins that can easily increase the purity is required.

タンパク質の分離精製の手法としては、例えば、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィーなどが挙げられる。
イオン交換クロマトグラフィーでは、タンパク質を捕捉するための捕捉部としてイオン交換基が導入された樹脂を使用し、疎水性相互作用クロマトグラフィーでは、タンパク質を捕捉するための捕捉部として疎水性官能基が導入された樹脂を使用し、アフィニティクロマトグラフィーでは、タンパク質を捕捉するための捕捉部として抗体やレセプター、金属イオンなどが導入された樹脂を使用するようになっている。具体的には、この樹脂をカラムに充填し、カラムにタンパク質が溶解するタンパク質溶液を透過させることによって、タンパク質を分離精製するようになっている。
これらの樹脂はビーズ状であるため、樹脂内部の捕捉部までタンパク質が拡散するのに時間を要する。したがって、タンパク質溶液を高速で透過させるとタンパク質が樹脂内部の捕捉部に捕捉されずに流出してしまうため、タンパク質溶液を高速で透過させることができず、タンパク質の分離精製に時間がかかるという問題がある。
Examples of protein separation and purification techniques include ion exchange chromatography, hydrophobic interaction chromatography, affinity chromatography, and the like.
In ion exchange chromatography, a resin with an ion exchange group introduced is used as a capture unit for capturing a protein. In hydrophobic interaction chromatography, a hydrophobic functional group is introduced as a capture unit for capturing a protein. In affinity chromatography, a resin into which an antibody, a receptor, a metal ion, or the like has been introduced is used as a capturing part for capturing a protein. Specifically, the resin is separated and purified by filling the resin into a column and allowing the protein solution in which the protein is dissolved to pass through the column.
Since these resins are in the form of beads, it takes time for the protein to diffuse to the trapping portion inside the resin. Therefore, if the protein solution is permeated at a high speed, the protein will flow out without being captured by the capture part inside the resin, so that the protein solution cannot be permeated at a high speed and it takes time to separate and purify the protein. There is.

そこで、タンパク質の分離精製を高速で行うことができるタンパク質捕捉材料として、放射線グラフト重合法を適用して作成されたタンパク質捕捉材料が提案された(例えば、特許文献1〜4参照)。放射線グラフト重合法は、さまざまな形状や材質の高分子基材に、高密度にグラフト(接ぎ木)高分子鎖を付与できる手法として知られている。
具体的には、特許文献1〜3では、多孔質膜(多孔性中空糸膜や多孔性フィルム)に放射線グラフト重合法を適用してグラフト高分子鎖を結合させ、そのグラフト高分子鎖に捕捉部としてイオン交換基(アニオン交換基やカチオン交換基)を導入することによって作成されるタンパク質捕捉材料が提案されている。
また、特許文献4では、多孔質膜(多孔性中空糸膜や多孔性フィルム)に放射線グラフト重合法を適用してグラフト高分子鎖を結合させ、そのグラフト高分子鎖に捕捉部として疎水性官能基を導入することによって作成されるタンパク質捕捉材料が提案されている。
特開平11−12300号公報 特開平11−266862号公報 特開2000−83659号公報 特開平8−141392号公報
Then, the protein capture material produced by applying the radiation graft polymerization method was proposed as a protein capture material which can perform separation and refinement | purification of protein at high speed (for example, refer patent documents 1-4). The radiation graft polymerization method is known as a technique capable of imparting graft (grafting) polymer chains at high density to polymer base materials of various shapes and materials.
Specifically, in Patent Documents 1 to 3, a graft polymer chain is bonded to a porous membrane (a porous hollow fiber membrane or a porous film) by applying a radiation graft polymerization method, and captured by the graft polymer chain. A protein capture material prepared by introducing an ion exchange group (anion exchange group or cation exchange group) as a part has been proposed.
Further, in Patent Document 4, a graft polymer chain is bonded to a porous membrane (porous hollow fiber membrane or porous film) by applying a radiation graft polymerization method, and a hydrophobic functional group is used as a trapping portion for the graft polymer chain. Protein capture materials made by introducing groups have been proposed.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-12300 JP-A-11-266862 JP 2000-83659 A JP-A-8-141392

しかしながら、特許文献1〜3のタンパク質捕捉材料は、捕捉部とイオン交換(静電相互作用)可能なタンパク質であれば、すなわち正の電荷又は負の電荷を帯びたタンパク質であれば、捕捉してしまうため、選択性に乏しいという問題がある。
また、特許文献4のタンパク質捕捉材料は、捕捉部と疎水性相互作用可能なタンパク質であれば、すなわち疎水部分を有するタンパク質であれば、捕捉してしまうため、選択性に乏しいという問題がある。
However, the protein-capturing material of Patent Documents 1 to 3 is a protein capable of ion exchange (electrostatic interaction) with the capturing unit, that is, a protein having a positive charge or a negative charge. Therefore, there is a problem of poor selectivity.
Further, the protein capturing material of Patent Document 4 has a problem of poor selectivity because it captures any protein that can interact with the capturing part in a hydrophobic manner, that is, a protein having a hydrophobic part.

本発明の課題は、高い選択性を有するタンパク質捕捉材料、タンパク質捕捉用カートリッジ及び当該タンパク質捕捉材料の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a protein capture material having high selectivity, a cartridge for protein capture, and a method for producing the protein capture material.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
タンパク質捕捉材料において、
基材と、
前記基材に結合されたグラフト高分子鎖と、
前記グラフト高分子鎖に固定された、所定のタンパク質に親和性がある金属イオンと、
を備え、
前記所定のタンパク質と前記金属イオンとの親和性を利用して、当該所定のタンパク質を捕捉することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
In protein capture materials,
A substrate;
A graft polymer chain bonded to the substrate;
Metal ions immobilized on the graft polymer chain and having affinity for a given protein;
With
The predetermined protein is captured using the affinity between the predetermined protein and the metal ion.

請求項に記載の発明は、さらに、前記金属イオンは、システイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えるタンパク質と親和性があることを特徴とする。 The invention of claim 1 further prior Symbol metal ions, characterized in that there cysteine, protein affinity comprising histidine and / or tryptophan.

請求項に記載の発明は、さらに、前記基材は、連通孔を有する多孔質体よりなるものであることを特徴とする。 The invention according to claim 1, further pre Kimotozai is characterized in that it is made of a porous material having continuous pores.

請求項に記載の発明は、さらに、前記基材は、厚さが1〜10mm、前記連通孔の平均細孔径が0.5〜5μm及び前記連通孔の体積分率が70〜85%のシート状のものであることを特徴とする。 The invention according to claim 1, further pre Kimotozai has a thickness of 1 to 10 mm, an average pore diameter of the communication hole is 0.5~5μm and volume fraction of the communication hole 70 to 85% It is characterized by being in the form of a sheet.

請求項に記載の発明は、さらに、前記グラフト高分子鎖は、前記基材の表面部に結合されており、前記基材の内部には非結合されていることを特徴とする。 The invention of claim 1 further prior Symbol graft polymer chain is bonded to a surface portion of the substrate, the interior of the base material, characterized in that it is non-binding.

請求項に記載の発明は、
請求項1に記載のタンパク質捕捉材料において、
前記基材は、ポリオレフィンから構成されたものであることを特徴とする。
The invention described in claim 2
The protein capture material according to claim 1 ,
The base material is composed of polyolefin.

請求項に記載の発明は、
タンパク質捕捉用カートリッジにおいて、
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料をカートリッジに充填して構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 3
In the protein capture cartridge,
A protein capturing material according to claim 1 or 2 is filled in a cartridge.

請求項に記載の発明は、
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料の製造方法において、
前記基材に電離放射線を照射する照射ステップと、
次いで、所定の官能基を有する重合性単量体を前記基材にグラフト重合することによって、当該所定の官能基を有するグラフト高分子鎖を当該基材に結合させるグラフト重合ステップと、
次いで、前記所定の官能基の少なくとも一部を、前記金属イオンを吸着するための吸着用官能基に変換することによって、当該所定の官能基を有するグラフト高分子鎖を、当該吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖に変換する変換ステップと、
次いで、前記吸着用官能基に前記金属イオンを吸着させることによって、当該金属イオンを前記基材に結合されたグラフト高分子鎖に固定する固定ステップと、
を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 4
In the method for producing a protein capturing material according to claim 1 or 2 ,
An irradiation step of irradiating the substrate with ionizing radiation;
Next, a graft polymerization step of bonding a graft polymer chain having the predetermined functional group to the substrate by graft polymerization of a polymerizable monomer having the predetermined functional group to the substrate;
Next, by converting at least a part of the predetermined functional group into an adsorption functional group for adsorbing the metal ion, the graft polymer chain having the predetermined functional group is converted into the adsorption functional group. A conversion step for converting to a graft polymer chain having;
Next, a fixing step of fixing the metal ion to the graft polymer chain bonded to the base material by adsorbing the metal ion to the functional group for adsorption;
It is characterized by providing.

請求項に記載の発明は、
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料の製造方法において、
前記基材と所定の官能基を有する重合性単量体とを共存させた状態で、当該基材に電離放射線を照射し、当該所定の官能基を有する重合性単量体を当該基材にグラフト重合することによって、当該所定の官能基を有するグラフト高分子鎖を当該基材に結合させる照射・グラフト重合ステップと、
次いで、前記所定の官能基の少なくとも一部を、前記金属イオンを吸着するための吸着用官能基に変換することによって、当該所定の官能基を有するグラフト高分子鎖を、当該吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖に変換する変換ステップと、
次いで、前記吸着用官能基に前記金属イオンを吸着させることによって、当該金属イオンを前記基材に結合されたグラフト高分子鎖に固定する固定ステップと、
を備えることを特徴とする。
The invention described in claim 5
In the method for producing a protein capturing material according to claim 1 or 2 ,
In the state where the substrate and a polymerizable monomer having a predetermined functional group coexist, the substrate is irradiated with ionizing radiation, and the polymerizable monomer having the predetermined functional group is applied to the substrate. An irradiation / graft polymerization step in which a graft polymer chain having the predetermined functional group is bonded to the substrate by graft polymerization;
Next, by converting at least a part of the predetermined functional group into an adsorption functional group for adsorbing the metal ion, the graft polymer chain having the predetermined functional group is converted into the adsorption functional group. A conversion step for converting to a graft polymer chain having;
Next, a fixing step of fixing the metal ion to the graft polymer chain bonded to the base material by adsorbing the metal ion to the functional group for adsorption;
It is characterized by providing.

請求項に記載の発明は、
請求項又は請求項5に記載の製造方法において、
前記グラフト高分子鎖が有する前記所定の官能基を、親水性官能基に変換することによって、前記基材に結合されたグラフト高分子鎖を親水化する親水化ステップを備えることを特徴とする。
The invention described in claim 6
In the manufacturing method of Claim 4 or Claim 5 ,
It comprises a hydrophilization step of hydrophilizing the graft polymer chain bonded to the substrate by converting the predetermined functional group of the graft polymer chain into a hydrophilic functional group.

請求項に記載の発明は、
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料の製造方法において、
前記基材に電離放射線を照射する照射ステップと、
次いで、前記金属イオンを吸着するための吸着用官能基を有する重合性単量体を前記基材にグラフト重合することによって、当該吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖を当該基材に結合させるグラフト重合ステップと、
次いで、前記吸着用官能基に前記金属イオンを吸着させることによって、当該金属イオンを前記基材に結合されたグラフト高分子鎖に固定する固定ステップと、
を備えることを特徴とする。
The invention described in claim 7
In the method for producing a protein capturing material according to claim 1 or 2 ,
An irradiation step of irradiating the substrate with ionizing radiation;
Subsequently, the graft polymer chain having the adsorption functional group is bonded to the substrate by graft polymerization of the polymerizable monomer having the adsorption functional group for adsorbing the metal ion to the substrate. A graft polymerization step;
Next, a fixing step of fixing the metal ion to the graft polymer chain bonded to the base material by adsorbing the metal ion to the functional group for adsorption;
It is characterized by providing.

請求項に記載の発明は、
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料の製造方法において、
前記基材と前記金属イオンを吸着するための吸着用官能基を有する重合性単量体とを共存させた状態で、当該基材に電離放射線を照射し、当該吸着用官能基を有する重合性単量体を当該基材にグラフト重合することによって、当該吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖を当該基材に結合させる照射・グラフト重合ステップと、
次いで、前記吸着用官能基に前記金属イオンを吸着させることによって、当該金属イオンを前記基材に結合されたグラフト高分子鎖に固定する固定ステップと、
を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 8 provides:
In the method for producing a protein capturing material according to claim 1 or 2 ,
In the coexistence of the base material and a polymerizable monomer having an adsorption functional group for adsorbing the metal ions, the base material is irradiated with ionizing radiation, and the polymerization property having the adsorption functional group is obtained. An irradiation / graft polymerization step in which a graft polymer chain having the adsorption functional group is bonded to the substrate by graft polymerization of the monomer to the substrate;
Next, a fixing step of fixing the metal ion to the graft polymer chain bonded to the base material by adsorbing the metal ion to the functional group for adsorption;
It is characterized by providing.

請求項1に記載の発明によれば、タンパク質捕捉材料は、基材に結合されたグラフト高分子鎖と、グラフト高分子鎖に固定された、所定のタンパク質に親和性がある金属イオンと、を備え、所定のタンパク質と金属イオンとの親和性を利用して、当該所定のタンパク質を捕捉するようになっている。したがって、静電相互作用や疎水性相互作用を利用してタンパク質を捕捉する従来のタンパク質捕捉材料よりも高い選択性を有する。   According to the first aspect of the present invention, the protein capturing material comprises a graft polymer chain bonded to a base material, and a metal ion that is fixed to the graft polymer chain and has an affinity for a predetermined protein. The predetermined protein is captured using the affinity between the predetermined protein and the metal ion. Therefore, it has higher selectivity than conventional protein capture materials that capture proteins using electrostatic interaction or hydrophobic interaction.

また、請求項に記載の発明によれば、タンパク質捕捉材料が備える金属イオンは、システイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えるタンパク質と親和性がある。すなわち、金属イオンが、非共有電子対を持つ部分を有するタンパク質と特異的に反応することを利用してタンパク質を捕捉することができる。したがって、本発明のタンパク質捕捉材料は、例えば、所望のタンパク質がシステイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えている場合に、或いは、所望のタンパク質にシステイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを融合させる等して当該所望のタンパク質にシステイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えさせることによって、所望のタンパク質を選択的に捕捉することができる。 Further, according to the invention of claim 1, the metal ions comprise protein capture material, cysteine, an affinity with proteins having histidine and / or tryptophan. That is, the protein can be captured by utilizing the fact that the metal ion specifically reacts with the protein having a portion having an unshared electron pair. Therefore, the protein-capturing material of the present invention can be used, for example, when the desired protein has cysteine, histidine and / or tryptophan, or by fusing cysteine, histidine and / or tryptophan with the desired protein. By providing the desired protein with cysteine, histidine and / or tryptophan, the desired protein can be selectively captured.

また、請求項に記載の発明によれば、基材は、連通孔を有する多孔質体よりなるものである。したがって、例えば、本発明のタンパク質捕捉材料に、所望のタンパク質が溶解したタンパク質溶液を透過させるだけで、その所望のタンパク質を捕捉することができる。
さらに、所望のタンパク質は、連通孔を通っている間に、連通孔内に配置されたグラフト高分子鎖に固定された金属イオンまで容易にアクセスできる。したがって、所望のタンパク質が捕捉されずにタンパク質捕捉材料を通り抜けてしまうことが少なく、高速処理時においても高い捕捉性能を有するタンパク質捕捉材料を構成することができる。
Further, according to the invention described in claim 1, the substrate is made of a porous material having continuous pores. Therefore, for example, the desired protein can be captured only by permeating the protein capturing material of the present invention through a protein solution in which the desired protein is dissolved.
Furthermore, the desired protein can easily access the metal ions fixed to the graft polymer chain disposed in the communication hole while passing through the communication hole. Therefore, a desired protein is rarely passed through the protein capturing material without being captured, and a protein capturing material having a high capturing performance even during high-speed processing can be configured.

また、請求項に記載の発明によれば、基材は、厚さが1〜10mmのシート状のものであり、多孔性中空糸膜や多孔性フィルムを基材とした従来のタンパク質捕捉材料と比較して厚みがある。したがって、物理的強度が高いタンパク質捕捉材料を構成することができるとともに、取り扱い性に優れたタンパク質捕捉材料を構成することができる。
さらに、基材は、連通孔の平均細孔径が0.5〜5μm及び連通孔の体積分率が70〜85%のシート状のものであり、微細な連通孔を多数有している。したがって、拡散性が良好であるためフィルター効率が良く、高速処理時においても高い捕捉性能を有するタンパク質捕捉材料を構成することができる。
Further, according to the invention described in claim 1, the substrate is intended thickness sheet of 1 to 10 mm, conventional protein capture material a porous hollow fiber membrane and a porous film as a base material There is thickness compared with. Therefore, a protein capturing material having a high physical strength can be configured, and a protein capturing material having excellent handleability can be configured.
Furthermore, the base material is a sheet-like material having an average pore diameter of communication holes of 0.5 to 5 μm and a volume fraction of communication holes of 70 to 85%, and has a large number of fine communication holes. Therefore, since the diffusibility is good, the filter efficiency is good, and a protein capturing material having high capturing performance even during high-speed processing can be configured.

また、請求項に記載の発明によれば、グラフト高分子鎖は、基材の表面部に結合されており、基材の内部には非結合されている。すなわち、グラフト高分子鎖が非結合された部分(基材の内部)は、基材自体の物理的・化学的特性を維持しており、グラフト高分子鎖が結合された部分(基材の表面部)の支持体としての役割を果たすため、物理的・化学的安定性に優れたタンパク質捕捉材料を構成することができる。 Further, according to the invention described in claim 1, grayed rafts polymer chain is coupled to the surface portion of the substrate, the inside of the base material is non-binding. That is, the portion where the graft polymer chain is not bonded (inside the substrate) maintains the physical and chemical characteristics of the substrate itself, and the portion where the graft polymer chain is bonded (the surface of the substrate) Part), the protein-capturing material having excellent physical and chemical stability can be constructed.

請求項に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、基材は、ポリオレフィンから構成されている。したがって、物理的・化学的安定性に優れたタンパク質捕捉材料を構成することができるとともに、基材自体の反応性が低いため、金属イオンによる選択的な捕捉が行えるタンパク質捕捉材料を構成することができる。 According to the invention described in claim 2 , it is needless to say that the same effect as that of the invention described in claim 1 can be obtained, and the substrate is made of polyolefin. Therefore, it is possible to construct a protein capture material excellent in physical and chemical stability and to construct a protein capture material capable of selective capture by metal ions because the reactivity of the substrate itself is low. it can.

請求項に記載の発明によれば、タンパク質捕捉用カートリッジは、請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料をカートリッジに充填して構成されているため、使い勝手が良い。 According to the invention described in claim 3 , since the protein capturing cartridge is configured by filling the protein capturing material described in claim 1 or 2 into the cartridge, it is easy to use.

請求項に記載の発明によれば、照射ステップと、グラフト重合ステップと、変換ステップと、固定ステップと、だけを備える簡単な方法で、請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料を製造することができる。 According to the invention described in claim 4 , the protein capturing material according to claim 1 or 2 is obtained by a simple method including only the irradiation step, the graft polymerization step, the conversion step, and the fixing step. Can be manufactured.

請求項に記載の発明によれば、照射・グラフト重合ステップと、変換ステップと、固定ステップと、だけを備える簡単な方法で、請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料を製造することができる。 According to the invention described in claim 5 , the protein-capturing material according to claim 1 or 2 is manufactured by a simple method including only the irradiation / graft polymerization step, the conversion step, and the fixing step. be able to.

請求項に記載の発明によれば、請求項又は請求項5に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、親水化されたグラフト高分子鎖を備えるタンパク質捕捉材料を製造することができる。したがって、グラフト高分子鎖自体の反応性を低下させることができるため、金属イオンによる選択的な捕捉が行えるタンパク質捕捉材料を製造することができる。 According to the invention described in claim 6 , it is needless to say that the same effect as that of the invention described in claim 4 or 5 can be obtained, and a protein capturing material having a hydrophilic graft polymer chain is produced. can do. Therefore, since the reactivity of the graft polymer chain itself can be reduced, a protein capturing material that can be selectively captured by metal ions can be produced.

請求項に記載の発明によれば、照射ステップと、グラフト重合ステップと、固定ステップと、だけを備える簡単な方法で、請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料を製造することができる。 According to the invention described in claim 7 , the protein capture material according to claim 1 or 2 can be produced by a simple method including only the irradiation step, the graft polymerization step, and the fixing step. it can.

請求項に記載の発明によれば、照射・グラフト重合ステップと、固定ステップと、だけを備える簡単な方法で、請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料を製造することができる。 According to the invention described in claim 8 , the protein capturing material according to claim 1 or 2 can be produced by a simple method including only the irradiation / graft polymerization step and the fixing step.

以下、図を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、発明の範囲は、図示例に限定されない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the invention is not limited to the illustrated example.

<タンパク質捕捉材料、タンパク質捕捉用カートリッジ及びタンパク質捕捉材料の製造方法>
図1に、タンパク質捕捉材料10の製造経路の一例を示し、図2に、タンパク質捕捉用カートリッジ100の一例を示す。
タンパク質捕捉材料10は、例えば、所定のタンパク質と金属イオン5との親和性を利用して、所定のタンパク質が溶解するタンパク質溶液からその所定のタンパク質を捕捉して分離するための固定化金属アフィニティ材料である。
タンパク質捕捉材料10は、例えば、連通孔を有する多孔質体よりなる基材1と、基材1に結合された、金属イオン5を吸着するための吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖4と、グラフト高分子鎖4に固定された、所定のタンパク質に親和性がある金属イオン5と、を備えて構成される。すなわち、タンパク質捕捉材料10は、例えば、連通孔を有する多孔質体よりなる基材1に金属イオン5が固定されたグラフト高分子鎖4が結合された構造を有している。
<Protein Capture Material, Protein Capture Cartridge, and Protein Capture Material Manufacturing Method>
FIG. 1 shows an example of a production path for the protein capturing material 10, and FIG. 2 shows an example of a protein capturing cartridge 100.
The protein capturing material 10 is, for example, an immobilized metal affinity material for capturing and separating a predetermined protein from a protein solution in which the predetermined protein is dissolved by using the affinity between the predetermined protein and the metal ion 5. It is.
The protein capturing material 10 includes, for example, a base material 1 made of a porous body having communication holes, and a graft polymer chain 4 having a functional group for adsorption for adsorbing metal ions 5 bonded to the base material 1. And metal ions 5 fixed to the graft polymer chain 4 and having affinity for a predetermined protein. That is, the protein capturing material 10 has a structure in which, for example, a graft polymer chain 4 in which metal ions 5 are fixed is bonded to a base material 1 made of a porous body having communication holes.

ここで、所定のタンパク質は、金属イオン5に親和性があるタンパク質であれば、特に限定されるものではない。
具体的には、所定のタンパク質としては、例えば、非共有電子対を持つ部分を有するタンパク質、好ましくは非共有電子対を持つ部分を表面に有するタンパク質が挙げられる。
非共有電子対を持つ部分を有するタンパク質としては、例えば、非共有電子対を持つアミノ酸残基を有するタンパク質、非共有電子対を持つタグ(標識)が付与されたタンパク質などが挙げられる。
Here, the predetermined protein is not particularly limited as long as the protein has affinity for the metal ion 5.
Specifically, examples of the predetermined protein include a protein having a portion having an unshared electron pair, preferably a protein having a portion having an unshared electron pair on the surface.
Examples of the protein having a portion having an unshared electron pair include a protein having an amino acid residue having an unshared electron pair, and a protein to which a tag (label) having an unshared electron pair is attached.

非共有電子対を持つアミノ酸残基を有するタンパク質としては、例えば、システインなどの含硫アミノ酸残基及び/又はヒスチジンやトリプトファンなどの複素環式アミノ酸残基を有するタンパク質などが挙げられる。
非共有電子対を持つタグが付与されたタンパク質としては、例えば、システインなどの含硫アミノ酸及び/又はヒスチジンやトリプトファンなどの複素環式アミノ酸がタグとして付与されたタンパク質、システインなどの含硫アミノ酸残基及び/又はヒスチジンやトリプトファンなどの複素環式アミノ酸残基を有するポリペプチドがタグとして付与されたタンパク質などが挙げられる。
すなわち、所定のタンパク質としては、例えば、システイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えるタンパク質が挙げられる。
Examples of the protein having an amino acid residue having an unshared electron pair include a protein having a sulfur-containing amino acid residue such as cysteine and / or a heterocyclic amino acid residue such as histidine and tryptophan.
Examples of proteins to which a tag having an unshared electron pair is attached include, for example, sulfur-containing amino acids such as cysteine and / or proteins to which a heterocyclic amino acid such as histidine and tryptophan is attached as a tag, and sulfur-containing amino acid residues such as cysteine. And / or a protein to which a polypeptide having a heterocyclic amino acid residue such as histidine or tryptophan is attached as a tag.
That is, examples of the predetermined protein include a protein comprising cysteine, histidine and / or tryptophan.

金属イオン5は、所定のタンパク質に親和性がある金属イオン(所定のタンパク質に親和性がある金属元素のイオン)であれば、特に限定されるものではない。
具体的には、金属イオン5としては、例えば、所定のタンパク質が有する非共有電子対を持つ部分に親和性がある金属イオンが挙げられる。
所定のタンパク質が有する非共有電子対を持つ部分に親和性がある金属イオンとしては、例えば、2価の金属イオン(Mg2+、Ca2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+など)、2価及び3価の鉄イオン(Fe2+及びFe3+)、希土類元素(Sc、Y及びランタノイド)のイオンなどが挙げられる。
The metal ion 5 is not particularly limited as long as it is a metal ion having an affinity for a predetermined protein (an ion of a metal element having an affinity for a predetermined protein).
Specifically, examples of the metal ion 5 include a metal ion having affinity for a portion having a non-shared electron pair included in a predetermined protein.
Examples of metal ions having affinity for a portion having a non-shared electron pair of a predetermined protein include divalent metal ions (Mg 2+ , Ca 2+ , Cr 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+). , Zn 2+ ), divalent and trivalent iron ions (Fe 2+ and Fe 3+ ), ions of rare earth elements (Sc, Y and lanthanoids), and the like.

金属イオン5は、例えば、所定のタンパク質が有する非共有電子対を持つ部分とアフィニティ相互作用して、結合(電気的な結合又はキレート結合)を形成することによって、当該所定のタンパク質を捕捉する。
なお、タンパク質捕捉材料10は、金属イオン5として、1種類の金属イオンを備えていても良いし、複数種類の金属イオンを備えていても良い。
The metal ion 5 captures the predetermined protein by, for example, affinity interaction with a portion having a non-shared electron pair included in the predetermined protein to form a bond (electrical bond or chelate bond).
In addition, the protein capture | acquisition material 10 may be provided with one type of metal ion as the metal ion 5, and may be provided with multiple types of metal ion.

タンパク質捕捉材料10は、例えば、グラフト重合法を適用して製造される。
具体的には、タンパク質捕捉材料10は、例えば、図1に示すように、照射ステップと、グラフト重合ステップと、変換ステップと、親水化ステップと、固定ステップと、により製造される。
The protein capturing material 10 is manufactured by applying, for example, a graft polymerization method.
Specifically, for example, as shown in FIG. 1, the protein capturing material 10 is manufactured by an irradiation step, a graft polymerization step, a conversion step, a hydrophilization step, and a fixing step.

照射ステップでは、基材1に電離放射線(例えば、電子線)を照射する。すなわち、基材1にラジカルを発生させる。
グラフト重合ステップでは、所定の官能基(例えば、エポキシ基)を有する重合性単量体(例えば、グリシジルメタクリレート(GMA))を基材1にグラフト重合することによって、所定の官能基を有するグラフト高分子鎖2を基材1に結合させる。すなわち、ラジカルを開始点として、所定の官能基を有するグラフト高分子鎖2を成長させる。
変換ステップでは、グラフト高分子鎖2が有する所定の官能基の少なくとも一部を、吸着用官能基(例えば、イミノジ酢酸基(−N(CHCOOH)))に変換することによって、所定の官能基を有するグラフト高分子鎖2を、吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖3に変換する。
親水化ステップでは、吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖3に残存する所定の官能基を、親水性官能基(例えば、ジオール基((−OH)))に変換することによって、基材1に結合されたグラフト高分子鎖を親水化する。
固定ステップでは、親水化されたグラフト高分子鎖4が有する吸着用官能基に金属イオン5(例えば、Ni2+)を吸着させることによって、金属イオン5を基材1に結合されたグラフト高分子鎖4に固定する。
なお、図1は、タンパク質捕捉材料10の製造経路の一例であり、タンパク質捕捉材料10の製造経路は、図1に限られるものではない。
In the irradiation step, the substrate 1 is irradiated with ionizing radiation (for example, an electron beam). That is, radicals are generated on the substrate 1.
In the graft polymerization step, a polymerizable monomer having a predetermined functional group (for example, an epoxy group) (for example, glycidyl methacrylate (GMA)) is graft-polymerized on the substrate 1, thereby increasing the graft height having the predetermined functional group. The molecular chain 2 is bonded to the substrate 1. That is, the graft polymer chain 2 having a predetermined functional group is grown using a radical as a starting point.
In the conversion step, at least a part of the predetermined functional group of the graft polymer chain 2 is converted into an adsorption functional group (for example, iminodiacetic acid group (—N (CH 2 COOH) 2 )). The graft polymer chain 2 having a functional group is converted into a graft polymer chain 3 having a functional group for adsorption.
In the hydrophilization step, a predetermined functional group remaining in the graft polymer chain 3 having a functional group for adsorption is converted into a hydrophilic functional group (for example, a diol group ((—OH) 2 )), whereby a base material is obtained. The graft polymer chain bonded to 1 is hydrophilized.
In the fixing step, the metal ion 5 (for example, Ni 2+ ) is adsorbed on the adsorption functional group of the grafted polymer chain 4 that has been hydrophilized, thereby grafting the polymer chain in which the metal ion 5 is bonded to the substrate 1. Fix to 4.
FIG. 1 is an example of a manufacturing path for the protein capturing material 10, and the manufacturing path for the protein capturing material 10 is not limited to FIG. 1.

タンパク質捕捉用カートリッジ100は、例えば、図2に示すように、タンパク質捕捉材料10をカートリッジ20に充填して構成されている。
そして、例えば、シリンジポンプや送液ポンプなどを用いてタンパク質捕捉用カートリッジ100に所定のタンパク質が溶解したタンパク質溶液を供給し、タンパク質捕捉材料10の一方の面(例えば、下面)から他方の面(例えば、上面)に向けてタンパク質溶液を透過させることによって、タンパク質捕捉材料10に所定のタンパク質を捕捉させる。
なお、カートリッジ20には、1枚のタンパク質捕捉材料10を充填しても良いし、複数枚のタンパク質捕捉材料10を充填しても良い。
The protein capturing cartridge 100 is configured, for example, by filling a cartridge 20 with a protein capturing material 10 as shown in FIG.
Then, for example, a protein solution in which a predetermined protein is dissolved is supplied to the protein capturing cartridge 100 using a syringe pump or a liquid feed pump, and the other surface (for example, the lower surface) of the protein capturing material 10 is For example, the protein capturing material 10 captures a predetermined protein by allowing the protein solution to permeate toward the upper surface).
The cartridge 20 may be filled with one protein capturing material 10 or a plurality of protein capturing materials 10.

基材1の形状は、連通孔を有する多孔質体であれば、特に限定されるものではない。
基材1の好ましい形状としては、例えば、厚さが1〜10mm、連通孔の平均細孔径が0.5〜5μm及び連通孔の体積分率が70〜85%のシート状が挙げられる。
The shape of the substrate 1 is not particularly limited as long as it is a porous body having communication holes.
Examples of a preferable shape of the substrate 1 include a sheet shape having a thickness of 1 to 10 mm, an average pore diameter of communication holes of 0.5 to 5 μm, and a volume fraction of communication holes of 70 to 85%.

基材1の厚さが1mm未満の場合には、厚さが薄くなり過ぎる。そのため、取り扱い難く、例えば、カートリッジ20への充填が困難であるなどの傾向を示すとともに、物理的強度が低く、例えば、繰り返し使用に適さないなどの傾向を示す。
一方、基材1の厚さが10mmを超える場合には、厚さが厚くなり過ぎる。そのため、取り扱い難く、例えば、カートリッジ20への充填が困難であるなどの傾向を示す。
When the thickness of the base material 1 is less than 1 mm, the thickness becomes too thin. For this reason, it tends to be difficult to handle, for example, it is difficult to fill the cartridge 20, and the physical strength is low, for example, it tends to be unsuitable for repeated use.
On the other hand, when the thickness of the base material 1 exceeds 10 mm, the thickness becomes too thick. Therefore, it tends to be difficult to handle, for example, it is difficult to fill the cartridge 20.

また、連通孔の平均細孔径が0.5μm未満の場合には、孔径が小さくなり過ぎる。そのため、タンパク質溶液をタンパク質捕捉材料10の一方の面から他方の面へと透過させる際の溶液透過性が低下し、高速処理が困難になる傾向を示す。
一方、連通孔の平均細孔径が5μmを超える場合には、孔径が大きくなり過ぎる。そのため、タンパク質溶液をタンパク質捕捉材料10の一方の面から他方の面へと透過させて所定のタンパク質を捕捉させる際、タンパク質溶液を高速に透過させると、所定のタンパク質が捕捉されずにタンパク質捕捉材料10を通り抜けてしまう傾向を示す。
ここで、連通孔の平均細孔径とは、例えば、バブルポイント法などの所定の評価法を利用して得られる平均流量細孔径のことである。
Further, when the average pore diameter of the communication holes is less than 0.5 μm, the pore diameter becomes too small. Therefore, the solution permeability at the time of allowing the protein solution to permeate from one surface of the protein capturing material 10 to the other surface is lowered, and high-speed processing tends to be difficult.
On the other hand, when the average pore diameter of the communication holes exceeds 5 μm, the pore diameter becomes too large. Therefore, when the protein solution is permeated from one surface of the protein capturing material 10 to the other surface to capture a predetermined protein, if the protein solution is permeated at a high speed, the predetermined protein is not captured and the protein capturing material is captured. The tendency to pass through 10 is shown.
Here, the average pore diameter of the communication holes is an average flow pore diameter obtained by using a predetermined evaluation method such as a bubble point method.

また、連通孔の体積分率が70%未満の場合には、連通孔の割合が少なくなり過ぎる。そのため、タンパク質溶液をタンパク質捕捉材料10の一方の面から他方の面へと透過させる際の溶液透過性が低下し、高速処理が困難になる傾向を示す。
一方、連通孔の体積分率が85%を超える場合には、連通孔の割合が多くなり過ぎる。そのため、物理的強度が低く、例えば、繰り返し使用に適さないなどの傾向を示す。
In addition, when the volume fraction of the communication holes is less than 70%, the ratio of the communication holes is too small. Therefore, the solution permeability at the time of allowing the protein solution to permeate from one surface of the protein capturing material 10 to the other surface is lowered, and high-speed processing tends to be difficult.
On the other hand, when the volume fraction of the communication holes exceeds 85%, the ratio of the communication holes becomes too large. For this reason, the physical strength is low, and for example, it tends to be unsuitable for repeated use.

基材1を形成する材料は、グラフト重合法を適用してタンパク質捕捉材料10を製造できるのであれば、特に限定されるものではない。
基材1を形成する好ましい材料としては、例えば、物理的・化学的安定性に優れている、基材1自体の反応性が低いなどの特徴を有するポリオレフィン(例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなど)が挙げられる。その他、基材1を形成する材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂、ポリオレフィンとフッ素樹脂との組み合わせ(混合体や共重合体)などが挙げられる。また、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレンなども挙げられる。
The material for forming the substrate 1 is not particularly limited as long as the protein capturing material 10 can be produced by applying a graft polymerization method.
Preferred materials for forming the substrate 1 include, for example, polyolefins having characteristics such as excellent physical and chemical stability and low reactivity of the substrate 1 itself (for example, polyethylene and polypropylene). It is done. In addition, as a material which forms the base material 1, the combination (mixture and copolymer) etc. of fluororesins, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyolefin, and a fluororesin, etc. are mentioned, for example. Moreover, for example, ethylene-vinyl acetate copolymer, polystyrene and the like can be mentioned.

グラフト重合法は、所定の官能基を有するグラフト高分子鎖2を、基材1にグラフトすることができるのであれば、特に限定されるものではない。
好ましいグラフト重合法としては、例えば、重合開始剤が不要である、基材1の形状に制限がない、基材1全体にラジカルを生成することができるなどの特徴を有する電離放射線(電子線、X線、α線、β線、γ線など)を用いる重合法が挙げられる。その他、グラフト重合法としては、例えば、紫外線を用いる重合法、重合開始剤を用いる重合法などが挙げられる。
The graft polymerization method is not particularly limited as long as the graft polymer chain 2 having a predetermined functional group can be grafted to the substrate 1.
As a preferable graft polymerization method, for example, a polymerization initiator is not required, the shape of the base material 1 is not limited, and radicals can be generated on the entire base material 1 (ionizing radiation (electron beam, And X-ray, α-ray, β-ray, γ-ray, etc.). In addition, examples of the graft polymerization method include a polymerization method using ultraviolet rays and a polymerization method using a polymerization initiator.

所定の官能基を有するグラフト高分子鎖2を形成する重合性単量体は、その所定の官能基を、吸着用官能基に変換することができるのであれば、特に限定されるものではない。
好ましい所定の官能基としては、例えば、吸着用官能基への変換が容易であるなどの特徴を有するエポキシ基が挙げられる。したがって、好ましい重合性単量体としては、例えば、エポキシ基を有する重合単量体であるグリシジルメタクリレート(GMA)やグリシジルアクリレートなどが挙げられる。
The polymerizable monomer that forms the graft polymer chain 2 having a predetermined functional group is not particularly limited as long as the predetermined functional group can be converted into an adsorption functional group.
Preferred examples of the predetermined functional group include an epoxy group having characteristics such as easy conversion to an adsorption functional group. Therefore, preferable polymerizable monomers include, for example, glycidyl methacrylate (GMA) and glycidyl acrylate which are polymerization monomers having an epoxy group.

グラフト高分子鎖3,4が有する吸着用官能基は、金属イオン5を吸着することができるのであれば、特に限定されるものではない。
具体的には、吸着用官能基としては、例えば、イオン交換基やキレート形成基などが挙げられる。イオン交換基としては、例えば、スルホン酸基やリン酸基、カルボキシル基などのカチオン交換基などが挙げられる。キレート形成基としては、例えば、イミノジ酢酸基やイミノジエタノール基などが挙げられる。なお、グラフト高分子鎖3,4は、吸着用官能基として、1又は複数種類のイオン交換基を有していても良いし、1又は複数種類のキレート形成基を有していても良いし、1又は複数種類のイオン交換基及び1又は複数種類のキレート形成基を有していても良い。
好ましい吸着用官能基としては、例えば、金属イオン5とより強固に結合するなどの特徴を有するキレート形成基が挙げられる。金属イオン5とキレート形成基との結合(キレート結合)は、金属イオン5とイオン交換基との結合(静電相互作用による結合)よりも強固であることが知られている。
The adsorption functional group of the graft polymer chains 3 and 4 is not particularly limited as long as the metal ion 5 can be adsorbed.
Specifically, examples of the functional group for adsorption include an ion exchange group and a chelate forming group. Examples of ion exchange groups include cation exchange groups such as sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, and carboxyl groups. Examples of the chelate-forming group include iminodiacetic acid group and iminodiethanol group. The graft polymer chains 3 and 4 may have one or a plurality of types of ion exchange groups or one or a plurality of types of chelate-forming groups as an adsorption functional group. It may have one or more types of ion exchange groups and one or more types of chelate-forming groups.
As a preferable functional group for adsorption, for example, a chelate-forming group having characteristics such as binding to the metal ion 5 more firmly can be mentioned. It is known that the bond between the metal ion 5 and the chelate-forming group (chelate bond) is stronger than the bond between the metal ion 5 and the ion exchange group (bond due to electrostatic interaction).

グラフト高分子鎖4が有する親水性官能基は、グラフト高分子鎖2,3が有する所定の官能基よりも親水性の官能基であれば、特に限定されるものではない。
好ましい親水性官能基としては、例えば、所定の官能基(例えば、エポキシ基)からの変換が容易であるなどの特徴を有するジオール基(2個のヒドロキシル基)などが挙げられる。その他、親水性官能基としては、例えば、ヒドロキシル基や、ヒドロキシアルキル基(アルキル基は好ましくは低級アルキル基)、ピロリドニル基などが挙げられる。
The hydrophilic functional group possessed by the graft polymer chain 4 is not particularly limited as long as it is more hydrophilic than the predetermined functional group possessed by the graft polymer chains 2 and 3.
Preferred hydrophilic functional groups include, for example, diol groups (two hydroxyl groups) having characteristics such as easy conversion from predetermined functional groups (for example, epoxy groups). In addition, examples of the hydrophilic functional group include a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group (an alkyl group is preferably a lower alkyl group), a pyrrolidonyl group, and the like.

グラフト高分子鎖4(グラフト高分子鎖2,3,4)は、連通孔の表面にグラフト(接ぎ木)されて、連通孔内において“ポリマーブラシ”を形成している。すなわち、グラフト高分子鎖4及びグラフト高分子鎖4に固定された金属イオン5の少なくとも一部は、連通孔内に配置されている。   The graft polymer chains 4 (graft polymer chains 2, 3 and 4) are grafted (grafted) on the surface of the communication hole to form a “polymer brush” in the communication hole. That is, at least a part of the graft polymer chain 4 and the metal ion 5 fixed to the graft polymer chain 4 is disposed in the communication hole.

グラフト高分子鎖4(グラフト高分子鎖2,3,4)は、基材1の全体に結合されていても良いし、基材1の表面部に結合されて基材1の内部には非結合されていても良い。
グラフト高分子鎖4が基材1の全体に結合されたタンパク質捕捉材料10は、例えば、グラフト重合における重合性単量体の濃度、溶媒の種類、反応温度、反応時間などを制御して所定の官能基を有するグラフト高分子鎖2を基材1の全体に結合させることによって得られる。
一方、グラフト高分子鎖4が基材1の表面部に結合されて基材1の内部には非結合されたタンパク質捕捉材料10は、例えば、グラフト重合における重合性単量体の濃度、溶媒の種類、反応温度、反応時間などを制御して所定の官能基を有するグラフト高分子鎖2を基材1の表面部のみに結合させることによって得られる。
The graft polymer chain 4 (graft polymer chains 2, 3, and 4) may be bonded to the entire base material 1, or may be bonded to the surface portion of the base material 1 so as not to be present inside the base material 1. It may be combined.
The protein-capturing material 10 in which the graft polymer chain 4 is bonded to the entire base material 1 is, for example, controlled by controlling the concentration of polymerizable monomer, type of solvent, reaction temperature, reaction time, etc. in the graft polymerization. It is obtained by bonding the graft polymer chain 2 having a functional group to the entire base material 1.
On the other hand, the protein-capturing material 10 in which the graft polymer chain 4 is bonded to the surface portion of the base material 1 and is not bonded to the inside of the base material 1 includes, for example, the concentration of the polymerizable monomer in the graft polymerization, It is obtained by binding the graft polymer chain 2 having a predetermined functional group only to the surface portion of the substrate 1 by controlling the type, reaction temperature, reaction time and the like.

グラフト高分子鎖4が基材1の全体に結合されている場合は、グラフト高分子鎖4が基材1の表面部に結合されて基材1の内部には非結合されている場合と比較して、タンパク質捕捉材料10における金属イオン5の固定量を多くすることができるため、より多量の所定のタンパク質を捕捉することができる、捕捉効率が良い、などの利点がある。   When the graft polymer chain 4 is bonded to the whole substrate 1, the graft polymer chain 4 is bonded to the surface portion of the substrate 1 and not bonded to the inside of the substrate 1. And since the fixed amount of the metal ion 5 in the protein capture | acquisition material 10 can be increased, there exists an advantage that a larger amount of predetermined proteins can be captured, capture efficiency is good, etc.

一方、グラフト高分子鎖4が基材1の表面部に結合されて基材1の内部には非結合されている場合、すなわち、タンパク質捕捉材料10が、グラフト高分子鎖4が結合された表面部と、グラフト高分子鎖4が非結合された内部と、の2層構造で構成されている場合は、グラフト高分子鎖4が非結合された内部が、グラフト高分子鎖4が結合された表面部の支持体としての役割を果たすため、グラフト高分子鎖4が基材1の全体に結合されている場合と比較して、膨潤を抑えることができる、物理的強度が高い、などの利点がある。
ここで、グラフト高分子鎖4が結合される表面部は、基材1の膜厚方向における基材1の表面部(表層)を指し、グラフト高分子鎖4が非結合される内部は、基材1の膜厚方向における基材1の内部(内層)を指す。
On the other hand, when the graft polymer chain 4 is bonded to the surface portion of the substrate 1 and is not bonded to the inside of the substrate 1, that is, the protein capturing material 10 is a surface to which the graft polymer chain 4 is bonded. Part and the interior where the graft polymer chain 4 is unbound, the interior where the graft polymer chain 4 is unbound is bound to the graft polymer chain 4. Since it plays a role as a support for the surface portion, it can suppress swelling and has higher physical strength than the case where the graft polymer chain 4 is bonded to the entire substrate 1. There is.
Here, the surface part to which the graft polymer chain 4 is bonded refers to the surface part (surface layer) of the substrate 1 in the film thickness direction of the substrate 1, and the inside to which the graft polymer chain 4 is not bonded is the group The inside (inner layer) of the base material 1 in the film thickness direction of the material 1 is indicated.

基材1にグラフト高分子鎖4(グラフト高分子鎖2,3,4)が結合すると、その部分は基材1の組織が分断されて緻密性に欠け、基材1の剛性が低下する。そのため、グラフト高分子鎖4が結合された部分は、溶媒に対する膨潤度が大きくなるとともに、物理的強度が低下する。その一方で、グラフト高分子鎖4が非結合された部分の割合が多いと、タンパク質捕捉材料10における金属イオン5の固定量が少なくなり、捕捉可能な所定のタンパク質の量が少なくなる、捕捉効率が悪い、などの問題が生じる。したがって、タンパク質捕捉材料10の膜厚方向におけるグラフト高分子鎖4が結合された表面部(両面の場合はその合計)の厚さの割合を、タンパク質捕捉材料10の厚さの40〜60%、タンパク質捕捉材料10の膜厚方向におけるグラフト高分子鎖4が非結合された内部の厚さの割合を、タンパク質捕捉材料10の厚さの60〜40%に設定すると、捕捉性能(捕捉可能な所定のタンパク質の量や捕捉効率など)と、膨潤度や物理的強度(変形耐性を含む)と、のバランスを良好に保つことができる。   When the graft polymer chain 4 (graft polymer chains 2, 3 and 4) is bonded to the base material 1, the structure of the base material 1 is divided at that portion, and the substrate 1 is not dense and the rigidity of the base material 1 is lowered. Therefore, the portion to which the graft polymer chain 4 is bonded increases the degree of swelling with respect to the solvent and decreases the physical strength. On the other hand, when the ratio of the portion where the graft polymer chain 4 is not bonded is large, the amount of the fixed metal ions 5 in the protein capturing material 10 is decreased, and the amount of the predetermined protein that can be captured is decreased. Problems such as bad. Therefore, the ratio of the thickness of the surface portion (the total in the case of both surfaces) to which the graft polymer chain 4 is bonded in the film thickness direction of the protein capturing material 10 is 40-60% of the thickness of the protein capturing material 10; When the ratio of the internal thickness where the graft polymer chains 4 are not bonded in the film thickness direction of the protein capturing material 10 is set to 60 to 40% of the thickness of the protein capturing material 10, the capturing performance (predetermined to be captured) The balance between the amount of protein and the capture efficiency, etc.) and the degree of swelling and physical strength (including deformation resistance) can be kept good.

<タンパク質の分離精製方法>
次に、タンパク質捕捉材料10を用いたタンパク質の分離精製方法について説明する。
<Protein separation and purification method>
Next, a protein separation and purification method using the protein capture material 10 will be described.

タンパク質捕捉材料10は、例えば、捕捉ステップと、溶出ステップと、によって、所定のタンパク質を分離精製することができる。   The protein capture material 10 can separate and purify a predetermined protein by, for example, a capture step and an elution step.

まず、捕捉ステップで、タンパク質捕捉材料10によって、所定のタンパク質を捕捉する。具体的には、例えば、タンパク質捕捉用カートリッジ100に、所定のタンパク質が溶解したタンパク質溶液を供給することによって、タンパク質捕捉材料10に当該所定のタンパク質を捕捉させる。   First, a predetermined protein is captured by the protein capturing material 10 in the capturing step. Specifically, for example, the protein capturing material 10 captures the predetermined protein by supplying a protein solution in which the predetermined protein is dissolved to the protein capturing cartridge 100.

次いで、溶出ステップで、タンパク質捕捉材料10によって捕捉されている所定のタンパク質を溶出するための溶出液を使用して、当該所定のタンパク質をタンパク質捕捉材料10から溶出させる。具体的には、例えば、タンパク質捕捉用カートリッジ100に溶出液を供給することによって、所定のタンパク質を溶出させる。
ここで、溶出液は、例えば、タンパク質捕捉材料10が備える金属イオン5と、溶出させる所定のタンパク質と、の組み合わせに応じて、適宜選択される。
具体的には、溶出液としては、例えば、タンパク質と金属イオン5とのアフィニティ相互作用を弱める溶液や、当該アフィニティ相互作用の平衡関係をずらす溶液などが挙げられる。より具体的には、例えば、競合試薬が溶解する溶液、キレート剤が溶解する溶液、所定のpHの緩衝液などが挙げられる。
Next, in the elution step, the predetermined protein is eluted from the protein capturing material 10 by using an eluate for eluting the predetermined protein captured by the protein capturing material 10. Specifically, for example, a predetermined protein is eluted by supplying an eluate to the protein capturing cartridge 100.
Here, the eluate is appropriately selected depending on, for example, the combination of the metal ions 5 included in the protein capturing material 10 and the predetermined protein to be eluted.
Specifically, examples of the eluent include a solution that weakens the affinity interaction between the protein and the metal ion 5, and a solution that shifts the equilibrium relationship of the affinity interaction. More specifically, for example, a solution in which a competitive reagent dissolves, a solution in which a chelating agent dissolves, a buffer solution having a predetermined pH, and the like can be given.

<実施例>
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<Example>
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these.

(タンパク質捕捉材料の製造)
まず、タンパク質捕捉材料10を製造した。
実施例では、所定の官能基を有する重合性単量体としてGAMを選択し、吸着用官能基としてイミノジ酢酸(IDA)基を選択し、親水性官能基としてジオール基を選択し、金属イオン5としてNi2+を選択した。そして、例えば、図1に示す製造経路で、Ni2+が固定されたタンパク質捕捉材料10(ニッケル固定シート)を製造した。
(Manufacture of protein capture materials)
First, the protein capturing material 10 was manufactured.
In the examples, GAM is selected as a polymerizable monomer having a predetermined functional group, an iminodiacetic acid (IDA) group is selected as a functional group for adsorption, a diol group is selected as a hydrophilic functional group, and metal ions 5 Ni 2+ was selected as Then, for example, the protein capturing material 10 (nickel-fixed sheet) to which Ni 2+ is fixed is manufactured by the manufacturing route shown in FIG.

具体的には、窒素雰囲気下、室温で、基材1に電子線を200kGy照射した(照射ステップ)。基材1としては、シート状の、連通孔を有するポリエチレン多孔質体(厚さが2.0mm、連通孔の平均細孔径が1μm、空孔率(連通孔の体積分率)が75%)を使用した。   Specifically, the substrate 1 was irradiated with 200 kGy of an electron beam at room temperature in a nitrogen atmosphere (irradiation step). The base material 1 is a sheet-like polyethylene porous body having communication holes (thickness is 2.0 mm, average pore diameter of communication holes is 1 μm, porosity (volume fraction of communication holes) is 75%) It was used.

次いで、電子線が照射された基材1を、GMAの20体積%メタノール溶液(GMA溶液)に40℃で所定時間浸漬することによって、基材1にGMAをグラフト重合させた(グラフト重合ステップ)。得られたシートをGMAシートと呼ぶ。
GMAシートのグラフト率[%](=100×(グラフトされたGMAの重量)/(基材1の重量))は、基材1をGMA溶液に浸漬させる時間が増加するほど、増加することを確認した。実施例では、グラフト率150%を採用した。
Next, the substrate 1 irradiated with the electron beam was immersed in a 20% by volume methanol solution (GMA solution) of GMA at 40 ° C. for a predetermined time, thereby grafting GMA to the substrate 1 (graft polymerization step). . The obtained sheet is called a GMA sheet.
The graft ratio [%] (= 100 × (weight of grafted GMA) / (weight of substrate 1)) of the GMA sheet increases as the time for immersing the substrate 1 in the GMA solution increases. confirmed. In the examples, a graft rate of 150% was employed.

次いで、GMAシートを、ジオキサンの50体積%水溶液を溶媒とする0.425Mイミノジ酢酸二ナトリウム(NH(CHCOONa))溶液に80℃で所定時間浸漬することによって、グラフトされたグラフト高分子鎖2が有するエポキシ基をIDA基に変換した(変換ステップ)。その後、1M塩酸を使ってコンディショニングした。得られたシートをIDAシートと呼ぶ。
IDAシートのモル転化率[%](=100×(導入されたIDA基のモル数)/(IDA基導入前のエポキシ基のモル数))はGMAシートをイミノジ酢酸二ナトリウム溶液に浸漬させる時間が増加するほど、増加することを確認した。実施例では、モル転化率60%を採用した。
Next, the grafted graft polymer was obtained by immersing the GMA sheet in a 0.425 M disodium iminodiacetate (NH (CH 2 COONa) 2 ) solution using a 50% by volume aqueous solution of dioxane as a solvent at 80 ° C. for a predetermined time. The epoxy group of chain 2 was converted to an IDA group (conversion step). Then, it was conditioned using 1M hydrochloric acid. The obtained sheet is called an IDA sheet.
Molar conversion rate [%] of IDA sheet (= 100 × (number of moles of introduced IDA group) / (number of moles of epoxy group before introduction of IDA group)) is the time for immersing the GMA sheet in disodium iminodiacetate solution It has been confirmed that it increases as the number increases. In the examples, a molar conversion of 60% was employed.

次いで、IDAシートを、0.5M硫酸に80℃で4時間浸漬することによって、IDA基を有するグラフト高分子鎖3に残存するエポキシ基をジオール基に変換し、IDA基を有するグラフト高分子鎖3を親水化した(親水化ステップ)。得られたシートをIDA-ジオールシートと呼ぶ。
IDA-ジオールシート湿潤体積あたりのIDA基のモル数、すなわちIDA-ジオールシートのIDA基密度は、0.76mmol/mLであった。
Subsequently, the epoxy group remaining in the graft polymer chain 3 having the IDA group is converted into a diol group by immersing the IDA sheet in 0.5 M sulfuric acid at 80 ° C. for 4 hours, and the graft polymer chain having the IDA group 3 was hydrophilized (hydrophilization step). The obtained sheet is called IDA-diol sheet.
The number of moles of IDA group per IDA-diol sheet wet volume, that is, the IDA group density of the IDA-diol sheet was 0.76 mmol / mL.

次いで、例えば、円筒形状のカートリッジ20に、カートリッジ20の内径(例えば、直径13mm)に合わせてディスク状に裁断したIDA-ジオールシートを1枚充填して、IDA-ジオールカートリッジを作成した。   Next, for example, a cylindrical cartridge 20 was filled with one IDA-diol sheet cut into a disk shape in accordance with the inner diameter (for example, 13 mm in diameter) of the cartridge 20 to produce an IDA-diol cartridge.

次いで、20mM酢酸緩衝液(pH7.5)を溶媒とする10mM硫酸ニッケル溶液を、120mL/hの流量でIDA-ジオールカートリッジに供給することによって、IDA-ジオールシートに透過させ、IDA-ジオールシートに備えられたグラフト高分子鎖4に金属イオン5(Ni2+)を固定した(固定ステップ)。その後、緩衝液を使ってシートを洗浄した。得られたシートをニッケル固定シートと呼ぶ。
このようにして、タンパク質捕捉材料10(ニッケル固定シート)を製造するとともに、タンパク質捕捉材料10が充填されたタンパク質捕捉用カートリッジ100を製造した。
Next, a 10 mM nickel sulfate solution containing 20 mM acetate buffer (pH 7.5) as a solvent is supplied to the IDA-diol cartridge at a flow rate of 120 mL / h to permeate the IDA-diol sheet. Metal ions 5 (Ni 2+ ) were fixed to the graft polymer chains 4 provided (fixing step). Thereafter, the sheet was washed with a buffer solution. The obtained sheet is called a nickel fixing sheet.
In this way, the protein capturing material 10 (nickel fixing sheet) was manufactured, and the protein capturing cartridge 100 filled with the protein capturing material 10 was manufactured.

具体的には、固定ステップでは、例えば、IDA-ジオールカートリッジの出口からの流出液を連続的に採取し、流出液中のNi2+の濃度を吸光光度法によって測定した。そして、流出液中のNi2+の濃度が、供給液(硫酸ニッケル溶液)中のNi2+の濃度に達するまで、硫酸ニッケル溶液を透過させた。
IDA-ジオールシートに透過させた硫酸ニッケル溶液の体積が0〜約13mLの範囲では、流出液中のNi2+の濃度は0(ゼロ)mMであった。
IDA-ジオールシートに透過させた硫酸ニッケル溶液の体積が約13〜約65mLの範囲では、硫酸ニッケル溶液の供給量が増加するにつれて、流出液中のNi2+の濃度は増加した。
IDA-ジオールシートに透過させた硫酸ニッケル溶液の体積が約65mL以上の範囲では、流出液中のNi2+の濃度が供給液(硫酸ニッケル溶液)中のNi2+の濃度と同等となり、IDA-ジオールシートに約65mLの硫酸ニッケル溶液を透過させた時点で、吸着が平衡に達することが分かった。
IDA-ジオールシート湿潤体積あたりのNi2+平衡吸着量、すなわちニッケル固定シートのNi2+固定密度は、0.59mmol/mLであった。
Specifically, in the fixing step, for example, the effluent from the outlet of the IDA-diol cartridge was continuously collected, and the concentration of Ni 2+ in the effluent was measured by absorptiometry. Then, the concentration of Ni 2+ in effluent, feed to reach a concentration of Ni 2+ of (nickel sulfate solution) and allowed to transmit nickel sulfate solution.
When the volume of the nickel sulfate solution permeated through the IDA-diol sheet was in the range of 0 to about 13 mL, the concentration of Ni 2+ in the effluent was 0 (zero) mM.
When the volume of the nickel sulfate solution permeated through the IDA-diol sheet was in the range of about 13 to about 65 mL, the concentration of Ni 2+ in the effluent increased as the supply amount of the nickel sulfate solution increased.
When the volume of the nickel sulfate solution permeated through the IDA-diol sheet is about 65 mL or more, the concentration of Ni 2+ in the effluent is equivalent to the concentration of Ni 2+ in the feed solution (nickel sulfate solution), and the IDA-diol It was found that the adsorption reached equilibrium when about 65 mL of nickel sulfate solution was permeated through the sheet.
The Ni 2+ equilibrium adsorption amount per wet volume of the IDA-diol sheet, that is, the Ni 2+ fixing density of the nickel fixing sheet was 0.59 mmol / mL.

ここで、吸着用官能基としてIDA基が導入された市販の固定化金属アフィニティ材料(ヒスチジンタグ融合タンパク質精製用カラム)のNi2+固定密度は、0.030〜0.037mmol/mLである。したがって、本発明のタンパク質捕捉材料10(ニッケル固定シート)は、市販の固定化金属アフィニティ材料の16〜20倍のNi2+固定密度を有し、市販の固定化金属アフィニティ材料よりも高密度に金属イオン5を固定できることが分かった。 Here, the Ni 2+ fixation density of a commercially available immobilized metal affinity material (column for purifying histidine tag fusion protein) into which an IDA group has been introduced as an adsorption functional group is 0.030 to 0.037 mmol / mL. Therefore, the protein-capturing material 10 (nickel-fixed sheet) of the present invention has a Ni 2+ fixing density 16 to 20 times that of a commercially available immobilized metal affinity material, and has a higher density than that of a commercially available immobilized metal affinity material. It was found that ions 5 could be fixed.

また、SEM(scanning electron microscope)を用いて、基材1とニッケル固定シートを観察した。その結果、基材1の多孔構造と、ニッケル固定シートの多孔構造と、にほとんど差違はなく、基材1にグラフト高分子鎖4を結合させて金属イオン5を固定させても、多孔構造を維持できることが分かった。   Moreover, the base material 1 and the nickel fixed sheet were observed using SEM (scanning electron microscope). As a result, there is almost no difference between the porous structure of the base material 1 and the porous structure of the nickel fixing sheet, and even if the graft polymer chain 4 is bonded to the base material 1 to fix the metal ions 5, the porous structure is obtained. It turns out that it can be maintained.

(透水性)
次に、タンパク質捕捉材料10の透水性を測定した。
例えば、ニッケル固定シートに一定圧力及び一定温度下で純水を透過させ、ニッケル固定シートの透水性を測定した。
(Water permeability)
Next, the water permeability of the protein capturing material 10 was measured.
For example, pure water was allowed to permeate through a nickel fixing sheet at a constant pressure and temperature, and the water permeability of the nickel fixing sheet was measured.

具体的には、例えば、1枚のニッケル固定シートが充填されたタンパク質捕捉用カートリッジ100に、一定圧力及び一定温度下で純水を供給し、純水透過流束[m/h](=(一定圧力(ΔP=0.1 MPa)・一定温度(25℃)下での純水の透過流量)/(ニッケル固定シートの断面積(π(ニッケル固定シートの半径)))を求めた。
IDA基密度が0.76mmol/mL、Ni2+固定密度が0.59mmol/mLのニッケル固定シートの純水透過流束は、36m/h(ΔP=0.1 MPa,25℃)であった。
Specifically, for example, pure water is supplied to the protein capturing cartridge 100 filled with one nickel fixing sheet at a constant pressure and a constant temperature, and a pure water permeation flux [m / h] (= ( The permeation flow rate of pure water under a constant pressure (ΔP = 0.1 MPa) and a constant temperature (25 ° C.) / (The cross-sectional area of the nickel fixed sheet (π (radius of the nickel fixed sheet) 2 )) was determined.
The pure water permeation flux of the nickel fixed sheet having an IDA group density of 0.76 mmol / mL and Ni 2+ fixed density of 0.59 mmol / mL was 36 m / h (ΔP = 0.1 MPa, 25 ° C.).

ここで、Ni2+固定密度が0.030〜0.037mmol/mLである、吸着用官能基としてIDA基が導入された市販の固定化金属アフィニティ材料(ヒスチジンタグ融合タンパク質精製用カラム)の純水透過流束は、7.0m/h(ΔP=0.1 MPa,25℃)である。したがって、本発明のタンパク質捕捉材料10(ニッケル固定シート)は、市販の固定化金属アフィニティ材料の5倍以上の純水透過流束を有し、市販の固定化金属アフィニティ材料よりも透水性が高いことが分かった。すなわち、本発明のタンパク質捕捉材料10(ニッケル固定シート)は、市販の固定化金属アフィニティ材料よりも、高速にタンパク質を分離精製できることが分かった。 Here, pure water of a commercially available immobilized metal affinity material (column for purifying histidine tag fusion protein) having an Ni 2+ immobilization density of 0.030 to 0.037 mmol / mL and an IDA group introduced as a functional group for adsorption. The permeation flux is 7.0 m / h (ΔP = 0.1 MPa, 25 ° C.). Therefore, the protein capture material 10 (nickel-fixed sheet) of the present invention has a pure water permeation flux 5 times or more that of a commercially available immobilized metal affinity material, and has a higher water permeability than a commercially available immobilized metal affinity material. I understood that. That is, it was found that the protein capture material 10 (nickel-fixed sheet) of the present invention can separate and purify proteins at a higher speed than a commercially available immobilized metal affinity material.

(タンパク質の分離精製)
次に、タンパク質捕捉材料10を用いて所定のタンパク質の分離精製を行った。
実施例では、所定のタンパク質として、ヒスチジンがタグとして付与された緑色蛍光タンパク質(以下、「ヒスチジンタグ融合タンパク質」と呼ぶ)を選択し、溶出液として、競合試薬(イミダゾール)が溶解する溶液(250mMイミダゾール溶液)を選択した。
(Protein separation and purification)
Next, the protein capture material 10 was used to separate and purify a predetermined protein.
In the examples, a green fluorescent protein to which histidine is added as a tag (hereinafter referred to as “histidine tag fusion protein”) is selected as a predetermined protein, and a solution (250 mM) in which a competitive reagent (imidazole) is dissolved as an eluent. Imidazole solution) was selected.

まず、例えば、ヒスチジンタグ融合タンパク質と、その他のタンパク質(リゾチームなど)と、が溶解したタンパク質溶液を調製した(タンパク質溶液準備ステップ)。   First, for example, a protein solution in which a histidine tag fusion protein and other proteins (such as lysozyme) were dissolved was prepared (protein solution preparation step).

次いで、例えば、1枚のニッケル固定シートが充填されたタンパク質捕捉用カートリッジ100に、120mL/h、室温で、45mLのタンパク質溶液を供給し、ニッケル固定シートにタンパク質溶液を透過させることによって、ヒスチジンタグ融合タンパク質を捕捉させた(捕捉ステップ)。   Next, for example, by supplying 45 mL of the protein solution to the protein capturing cartridge 100 filled with one nickel fixing sheet at 120 mL / h at room temperature, and allowing the protein solution to permeate the nickel fixing sheet, the histidine tag The fusion protein was captured (capture step).

次いで、例えば、ヒスチジンタグ融合タンパク質を捕捉したニッケル固定シートが充填されたタンパク質捕捉用カートリッジ100に、5mLの30mMリン酸緩衝液(300mM NaCl,pH7.8)を供給し、ニッケル固定シートにリン酸緩衝液を透過させることによって、洗浄した(洗浄ステップ)。   Next, for example, 5 mL of 30 mM phosphate buffer (300 mM NaCl, pH 7.8) is supplied to the protein-capturing cartridge 100 filled with the nickel-fixing sheet capturing the histidine tag fusion protein, and the nickel-fixing sheet is phosphated. Washing was done by permeating the buffer (washing step).

次いで、例えば、ヒスチジンタグ融合タンパク質を捕捉したニッケル固定シートが充填されたタンパク質捕捉用カートリッジ100に、2mLの250mMイミダゾール溶液を供給し、ニッケル固定シートに250mMイミダゾール溶液を透過させることによって、ニッケル固定シートにより捕捉されているヒスチジンタグ融合タンパク質を溶出させた(例えば、溶出ステップ)。   Next, for example, 2 mL of a 250 mM imidazole solution is supplied to the protein capturing cartridge 100 filled with the nickel fixing sheet that has captured the histidine tag fusion protein, and the 250 mM imidazole solution is allowed to permeate the nickel fixing sheet. The histidine-tagged fusion protein that was captured by was eluted (eg, elution step).

そして、タンパク質溶液準備ステップにおいて調整されたタンパク質溶液中のタンパク質分布と、捕捉ステップにおいてタンパク質捕捉用カートリッジ100の出口から流出してきた流出液(以下、「流出タンパク質溶液」と呼ぶ)中のタンパク質分布と、溶出ステップにおいてタンパク質捕捉用カートリッジ100の出口から流出してきた流出液(以下、「流出溶出液」)中のタンパク質分布と、をゲル濾過分析法によって測定した。
具体的には、液体クロマトグラフィーによって、タンパク質溶液、流出タンパク質溶液及び流出溶出液のクロマトグラムを得た。その結果を図3に示す。
The protein distribution in the protein solution adjusted in the protein solution preparation step, and the protein distribution in the effluent (hereinafter referred to as “outflow protein solution”) flowing out from the outlet of the protein capturing cartridge 100 in the capturing step. In the elution step, the protein distribution in the effluent flowing out from the outlet of the protein capturing cartridge 100 (hereinafter referred to as “effluent eluate”) was measured by gel filtration analysis.
Specifically, chromatograms of the protein solution, the effluent protein solution, and the effluent eluate were obtained by liquid chromatography. The result is shown in FIG.

図3(a)は、タンパク質溶液(実線)及び流出タンパク質溶液(破線)のクロマトグラムである。図3(a)によれば、タンパク質溶液と比較して、流出タンパク質溶液のヒスチジンタグ融合タンパク質のピークが減少していた。これにより、ニッケル固定シートによってヒスチジンタグ融合タンパク質が捕捉されることが分かった。   FIG. 3A is a chromatogram of the protein solution (solid line) and the effluent protein solution (dashed line). According to FIG. 3A, the peak of the histidine tag fusion protein in the effluent protein solution was reduced as compared with the protein solution. Thereby, it was found that the histidine tag fusion protein was captured by the nickel fixing sheet.

図3(b)は、流出溶出液のクロマトグラムである。図3(b)によれば、流出溶出液にはヒスチジンタグ融合タンパク質のピークが検出された。これにより、ニッケル固定シートに溶出液として250mMイミダゾール溶液を透過することによって、ニッケル固定シートに捕捉されていたヒスチジンタグ融合タンパク質を溶出できることが分かった。   FIG. 3 (b) is a chromatogram of the effluent eluate. According to FIG. 3B, the peak of the histidine tag fusion protein was detected in the effluent eluate. Thus, it was found that the histidine tag fusion protein captured by the nickel fixed sheet can be eluted by permeating the 250 mM imidazole solution as an eluent through the nickel fixed sheet.

さらに、図3によれば、ピーク面積の比から、流出溶出液中のヒスチジンタグ融合タンパク質の濃度は、タンパク質溶液中のヒスチジンタグ融合タンパク質の10倍であることが分かった。これにより、タンパク質捕捉材料10(ニッケル固定シート)を用いると、所定のタンパク質(ヒスチジンタグ融合タンパク質)を10倍の濃縮度で分離精製できることが分かった。   Furthermore, according to FIG. 3, it was found from the ratio of peak areas that the concentration of the histidine tag fusion protein in the effluent eluate was 10 times that of the histidine tag fusion protein in the protein solution. Thus, it was found that when the protein capturing material 10 (nickel-fixed sheet) is used, a predetermined protein (histidine tag fusion protein) can be separated and purified at a concentration of 10 times.

また、タンパク質溶液準備ステップにおいて調整されたタンパク質溶液中のタンパク質分布と、流出溶出液中のタンパク質分布と、を電気泳動分析法によって測定した。
具体的には、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)法によって、タンパク質溶液及び流出溶出液のバンドを得た。その結果を図4に示す。
Further, the protein distribution in the protein solution prepared in the protein solution preparation step and the protein distribution in the effluent eluate were measured by electrophoresis analysis.
Specifically, protein solution and effluent eluate bands were obtained by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). The result is shown in FIG.

図4によれば、タンパク質溶液のバンドには、ヒスチジンタグ融合タンパク質のバンドと、その他のタンパク質のバンドと、が現れたのに対し、流出溶出液のバンドには、ヒスチジンタグ融合タンパク質のバンドと、ヒスチジンタグ融合タンパク質の分解物のバンドと、が現れた。これにより、ニッケル固定シートによってヒスチジンタグ融合タンパク質が捕捉され、ニッケル固定シートに溶出液として250mMイミダゾール溶液を透過することによって、ニッケル固定シートに捕捉されていたヒスチジンタグ融合タンパク質を溶出できることが分かった。   According to FIG. 4, the histidine tag fusion protein band and other protein bands appear in the protein solution band, whereas the effluent eluate band contains the histidine tag fusion protein band and the other protein bands. And a band of degradation product of histidine tag fusion protein appeared. Thereby, it was found that the histidine tag fusion protein was captured by the nickel-fixed sheet, and the histidine tag fusion protein captured by the nickel-fixed sheet could be eluted by permeating the nickel-fixed sheet with a 250 mM imidazole solution as an eluent.

さらに、SDS−PAGE法によって得られたバンドの色の濃さ及び面積から、所定の画像解析ソフトを用いて、タンパク質溶液中のヒスチジンタグ融合タンパク質の純度(=100×(タンパク質溶液中のヒスチジンタグ融合タンパク質の重量)/(タンパク質溶液中の全タンパク質の重量))と、流出溶出液中のヒスチジンタグ融合タンパク質の純度(=100×(流出溶出液中のヒスチジンタグ融合タンパク質の重量)/(流出溶出液中の全タンパク質の重量))を算出した。なお、ヒスチジンタグ融合タンパク質の分解物の量は、ヒスチジンタグ融合タンパク質の量に含めた。
その結果、タンパク質溶液及び流出溶出液の純度は、それぞれ30及び98であることが分かった。これにより、タンパク質捕捉材料10(ニッケル固定シート)を用いると、所定のタンパク質(ヒスチジンタグ融合タンパク質)を98%の純度で分離精製できることが分かった。
Furthermore, from the color depth and area of the band obtained by the SDS-PAGE method, the purity of the histidine tag fusion protein in the protein solution (= 100 × (the histidine tag in the protein solution) was determined using a predetermined image analysis software. (Weight of fusion protein) / (weight of total protein in protein solution)) and purity of histidine-tagged fusion protein in effluent eluate (= 100 × (weight of histidine tag fusion protein in effluent eluate) / (outflow) The total protein weight)) in the eluate was calculated. The amount of degradation product of histidine tag fusion protein was included in the amount of histidine tag fusion protein.
As a result, the purity of the protein solution and the effluent eluate was found to be 30 and 98, respectively. Thus, it was found that when the protein capturing material 10 (nickel-fixed sheet) is used, a predetermined protein (histidine tag fusion protein) can be separated and purified with a purity of 98%.

以上説明した本発明のタンパク質捕捉材料10によれば、基材1に結合されたグラフト高分子鎖4と、グラフト高分子鎖4に固定された、所定のタンパク質に親和性がある金属イオン5と、を備え、所定のタンパク質と金属イオン5との親和性を利用して、当該所定のタンパク質を捕捉するようになっている。したがって、静電相互作用や疎水性相互作用を利用してタンパク質を捕捉する従来のタンパク質捕捉材料よりも高い選択性を有する。   According to the protein capturing material 10 of the present invention described above, the graft polymer chain 4 bonded to the base material 1, the metal ion 5 having an affinity for a predetermined protein fixed to the graft polymer chain 4, and The predetermined protein is captured by utilizing the affinity between the predetermined protein and the metal ion 5. Therefore, it has higher selectivity than conventional protein capture materials that capture proteins using electrostatic interaction or hydrophobic interaction.

また、本発明のタンパク質捕捉材料10によれば、金属イオン5は、システイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えるタンパク質と親和性がある。すなわち、金属イオン5が、非共有電子対を持つ部分を有するタンパク質と特異的に反応することを利用してタンパク質を捕捉することができる。したがって、本発明のタンパク質捕捉材料は、例えば、所望のタンパク質がシステイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えている場合に、或いは、所望のタンパク質にシステイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを融合させる等して当該所望のタンパク質にシステイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えさせることによって、所望のタンパク質を選択的に捕捉することができる。   Moreover, according to the protein capturing material 10 of the present invention, the metal ion 5 has an affinity for a protein comprising cysteine, histidine and / or tryptophan. That is, the protein can be captured by utilizing the fact that the metal ion 5 specifically reacts with a protein having a portion having an unshared electron pair. Therefore, the protein-capturing material of the present invention can be used, for example, when the desired protein has cysteine, histidine and / or tryptophan, or by fusing cysteine, histidine and / or tryptophan with the desired protein. By providing the desired protein with cysteine, histidine and / or tryptophan, the desired protein can be selectively captured.

また、本発明のタンパク質捕捉材料10によれば、基材1は、連通孔を有する多孔質体よりなるものである。したがって、例えば、本発明のタンパク質捕捉材料10に、所望のタンパク質が溶解したタンパク質溶液を透過させるだけで、その所望のタンパク質を捕捉することができる。
さらに、所望のタンパク質は、連通孔を通っている間に、連通孔内に配置されたグラフト高分子鎖4に固定された金属イオン5まで容易にアクセスできる。したがって、所望のタンパク質が捕捉されずにタンパク質捕捉材料10を通り抜けてしまうことが少なく、高速処理時においても高い捕捉性能を有するタンパク質捕捉材料10を構成することができる。
Moreover, according to the protein capture | acquisition material 10 of this invention, the base material 1 consists of a porous body which has a communicating hole. Therefore, for example, the desired protein can be captured only by allowing the protein capturing material 10 of the present invention to permeate a protein solution in which the desired protein is dissolved.
Furthermore, the desired protein can easily access the metal ion 5 fixed to the graft polymer chain 4 disposed in the communication hole while passing through the communication hole. Therefore, the protein capturing material 10 having a high capturing performance can be configured even when a desired protein is rarely captured and hardly passes through the protein capturing material 10 even during high-speed processing.

また、本発明のタンパク質捕捉材料10によれば、基材1は、厚さが1〜10mmのシート状のものであり、多孔性中空糸膜や多孔性フィルムを基材とした従来のタンパク質捕捉材料と比較して厚みがある。したがって、物理的強度が高いタンパク質捕捉材料10を構成することができるとともに、取り扱い性に優れたタンパク質捕捉材料10を構成することができる。
さらに、基材1は、連通孔の平均細孔径が0.5〜5μm及び連通孔の体積分率が70〜85%のシート状のものであり、微細な連通孔を多数有している。したがって、拡散性が良好であるためフィルター効率が良く、高速処理時においても高い捕捉性能を有するタンパク質捕捉材料10を構成することができる。
Moreover, according to the protein capture | acquisition material 10 of this invention, the base material 1 is a sheet-like thing with a thickness of 1-10 mm, The conventional protein capture which used the porous hollow fiber membrane and the porous film as the base material Thick compared to the material. Therefore, the protein capturing material 10 having high physical strength can be configured, and the protein capturing material 10 having excellent handleability can be configured.
Furthermore, the base material 1 is a sheet-like thing with the average pore diameter of a communicating hole of 0.5-5 micrometers, and the volume fraction of a communicating hole of 70-85%, and has many fine communicating holes. Therefore, since the diffusibility is good, the filter efficiency is good, and the protein capture material 10 having high capture performance even during high-speed processing can be configured.

また、本発明のタンパク質捕捉材料10によれば、金属イオン5が固定されたグラフト高分子鎖4が結合された部分(表面部)と、金属イオン5が固定されたグラフト高分子鎖4が非結合された部分(内部)と、の2層構造で構成可能である。すなわち、グラフト高分子鎖4が非結合された部分(内部)は、基材自体の物理的・化学的特性を維持しており、グラフト高分子鎖4が結合された部分(表面部)の支持体としての役割を果たすため、物理的・化学的安定性に優れたタンパク質捕捉材料10を構成することができる。   In addition, according to the protein capturing material 10 of the present invention, the graft polymer chain 4 to which the metal ion 5 is immobilized and the graft polymer chain 4 to which the metal ion 5 is immobilized and the graft polymer chain 4 to which the metal ion 5 is immobilized are non-bonded. It can be configured with a two-layer structure including a joined portion (inside). That is, the portion (inside) where the graft polymer chain 4 is not bonded maintains the physical and chemical characteristics of the substrate itself, and the portion (surface portion) where the graft polymer chain 4 is bonded is supported. Since it plays a role as a body, the protein capturing material 10 excellent in physical and chemical stability can be constituted.

また、本発明のタンパク質捕捉材料10によれば、基材1は、ポリオレフィンから構成されている。したがって、物理的・化学的安定性に優れたタンパク質捕捉材料10を構成することができるとともに、基材1自体の反応性が低いため、金属イオン5による選択的な捕捉が行えるタンパク質捕捉材料10を構成することができる。   Moreover, according to the protein capture | acquisition material 10 of this invention, the base material 1 is comprised from polyolefin. Therefore, the protein capturing material 10 having excellent physical and chemical stability can be configured, and the reactivity of the base material 1 itself is low, so that the protein capturing material 10 capable of selective capturing with the metal ions 5 is provided. Can be configured.

また、以上説明した本発明のタンパク質捕捉用カートリッジ100によれば、タンパク質捕捉材料10をカートリッジ20に充填して構成されているため、使い勝手が良い。   Further, according to the protein capturing cartridge 100 of the present invention described above, since the protein capturing material 10 is filled in the cartridge 20, it is easy to use.

また、以上説明した本発明のタンパク質捕捉材料10の製造方法によれば、照射ステップと、グラフト重合ステップと、変換ステップと、親水化ステップと、固定ステップと、だけを備える簡単な方法で、タンパク質捕捉材料10を製造することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the protein capture | acquisition material 10 of this invention demonstrated above, it is a simple method provided only with an irradiation step, a graft polymerization step, a conversion step, a hydrophilization step, and a fixation step, The capture material 10 can be manufactured.

また、本発明のタンパク質捕捉材料10の製造方法によれば、親水化ステップで、基材1に結合されたグラフト高分子鎖を親水化することができる。したがって、グラフト高分子鎖4自体の反応性を低下させることができるため、金属イオン5による選択的な捕捉が行えるタンパク質捕捉材料10を製造することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the protein capture | acquisition material 10 of this invention, the graft | grafting polymer chain couple | bonded with the base material 1 can be hydrophilized by a hydrophilization step. Therefore, since the reactivity of the graft polymer chain 4 itself can be reduced, the protein capturing material 10 that can be selectively captured by the metal ions 5 can be manufactured.

なお、本発明は、上記した実施の形態のものに限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist thereof.

<変形例1>
上記した実施の形態では、照射ステップと、グラフト重合ステップと、変換ステップと、親水化ステップと、固定ステップと、によってタンパク質捕捉材料10を製造するようにしたが、例えば、所定の官能基を有する重合性単量体に代えて、吸着用官能基を有する重合性単量体を基材1にグラフト重合すると、グラフト重合ステップのみで、吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖4を基材1に結合させることができるため、変換ステップを省略することができるとともに、吸着用官能基は親水性であるため、親水化ステップを省略することができる。
ここで、吸着用官能基を有する重合性単量体は、金属イオン5を吸着するためのイオン交換基を有する重合性単量体や、金属イオン5を吸着するためのキレート形成基を有する重合性単量体であれば任意である。
具体的には、吸着用官能基を有する重合性単量体としては、例えば、イオン交換基(カチオン交換基)を有するアクリル酸などが挙げられる。また、例えば、所定の官能基(例えば、エポキシ基)を有する重合性単量体(例えば、グリシジルメタクリレートやグリシジルアクリレートなど)の所定の官能基を吸着用官能基に変換することによって作成した重合性単量体などが挙げられる。
<Modification 1>
In the above-described embodiment, the protein capturing material 10 is manufactured by the irradiation step, the graft polymerization step, the conversion step, the hydrophilization step, and the fixing step. For example, the protein capturing material 10 has a predetermined functional group. When a polymerizable monomer having an adsorption functional group is graft-polymerized to the substrate 1 instead of the polymerizable monomer, the graft polymer chain 4 having the adsorption functional group is converted into the substrate 1 only by the graft polymerization step. Therefore, since the adsorption functional group is hydrophilic, the hydrophilization step can be omitted.
Here, the polymerizable monomer having a functional group for adsorption is a polymerizable monomer having an ion exchange group for adsorbing the metal ion 5 or a polymerization having a chelate forming group for adsorbing the metal ion 5. It is optional if it is a sex monomer.
Specifically, examples of the polymerizable monomer having a functional group for adsorption include acrylic acid having an ion exchange group (cation exchange group). In addition, for example, a polymerizable produced by converting a predetermined functional group of a polymerizable monomer (for example, glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, etc.) having a predetermined functional group (for example, epoxy group) into an adsorption functional group. And monomers.

以上説明した変形例1のタンパク質捕捉材料10の製造方法によれば、照射ステップと、グラフト重合ステップと、固定ステップと、だけを備える簡単な方法で、タンパク質捕捉材料10を製造することができる。   According to the method for producing the protein-capturing material 10 of Modification 1 described above, the protein-capturing material 10 can be produced by a simple method including only the irradiation step, the graft polymerization step, and the fixing step.

<変形例2>
上記した実施の形態では、照射ステップと、グラフト重合ステップと、変換ステップと、親水化ステップと、固定ステップと、によってタンパク質捕捉材料10を製造するようにしたが、例えば、基材1と所定の官能基を有する重合性単量体とを共存させた状態で、基材1に電離放射線を照射すると(照射・グラフト重合ステップ)、上記した実施の形態における照射ステップとグラフト重合ステップとを同時に行うことができる。
ここで、基材1と所定の官能基を有する重合性単量体とを共存させた状態とは、例えば、所定の官能基を有する重合性単量体が溶解する溶液(GMA溶液など)中に基材1を浸漬させた状態や、所定の官能基を有する重合性単量体が溶解する溶液を基材1に含浸させた状態などのことである。
<Modification 2>
In the above-described embodiment, the protein capturing material 10 is manufactured by the irradiation step, the graft polymerization step, the conversion step, the hydrophilization step, and the fixing step. When the substrate 1 is irradiated with ionizing radiation in the coexistence of a polymerizable monomer having a functional group (irradiation / graft polymerization step), the irradiation step and the graft polymerization step in the above-described embodiment are performed simultaneously. be able to.
Here, the state in which the substrate 1 and the polymerizable monomer having a predetermined functional group coexist is, for example, in a solution (GMA solution or the like) in which the polymerizable monomer having the predetermined functional group is dissolved. The substrate 1 is immersed in the substrate 1 or the substrate 1 is impregnated with a solution in which a polymerizable monomer having a predetermined functional group is dissolved.

以上説明した変形例2のタンパク質捕捉材料10の製造方法によれば、照射・グラフト重合ステップと、変換ステップと、親水化ステップと、固定ステップと、だけを備える簡単な方法で、タンパク質捕捉材料10を製造することができる。   According to the method for producing the protein-capturing material 10 of Modification 2 described above, the protein-capturing material 10 is a simple method including only the irradiation / graft polymerization step, the conversion step, the hydrophilization step, and the fixing step. Can be manufactured.

<変形例3>
上記した実施の形態では、照射ステップと、グラフト重合ステップと、変換ステップと、親水化ステップと、固定ステップと、によってタンパク質捕捉材料10を製造するようにしたが、例えば、基材1と吸着用官能基を有する重合性単量体とを共存させた状態で、基材1に電離放射線を照射すると(照射・グラフト重合ステップ)、上記した実施の形態における変換ステップ及び親水化ステップを省略できるとともに、照射ステップとグラフト重合ステップとを同時に行うことができる。
ここで、基材1と吸着用官能基を有する重合性単量体とを共存させた状態とは、例えば、吸着用官能基を有する重合性単量体が溶解する溶液中に基材1を浸漬させた状態や、吸着用官能基を有する重合性単量体が溶解する溶液を基材1に含浸させた状態などのことである。
<Modification 3>
In the above-described embodiment, the protein capturing material 10 is manufactured by the irradiation step, the graft polymerization step, the conversion step, the hydrophilization step, and the fixing step. When the base material 1 is irradiated with ionizing radiation in the coexistence of a polymerizable monomer having a functional group (irradiation / graft polymerization step), the conversion step and the hydrophilization step in the above-described embodiment can be omitted. The irradiation step and the graft polymerization step can be performed simultaneously.
Here, the state in which the base material 1 and the polymerizable monomer having a functional group for adsorption coexist is, for example, the base material 1 in a solution in which the polymerizable monomer having a functional group for adsorption is dissolved. For example, the substrate 1 is immersed, or the substrate 1 is impregnated with a solution in which a polymerizable monomer having a functional group for adsorption is dissolved.

以上説明した変形例3のタンパク質捕捉材料10の製造方法によれば、照射・グラフト重合ステップと、固定ステップと、だけを備える簡単な方法で、タンパク質捕捉材料10を製造することができる。   According to the method for producing the protein capturing material 10 of Modification 3 described above, the protein capturing material 10 can be produced by a simple method including only the irradiation / graft polymerization step and the fixing step.

上記した実施の形態において、親水化ステップを変換ステップの後に行うようにしたが、親水化ステップを行うタイミングに制限は無く、グラフト重合ステップの後で行っても良いし、固定ステップの後に行っても良い。変形例2についても同様である。
また、親水化ステップは、必ずしも行う必要はない。親水化ステップは、所定の官能基がエポキシ基のように疎水性の官能基である場合は有効であるが、所定の官能基が親水性の官能基である場合は特に行う必要はない。
In the above-described embodiment, the hydrophilization step is performed after the conversion step, but there is no limitation on the timing of performing the hydrophilization step, which may be performed after the graft polymerization step, or after the fixing step. Also good. The same applies to the second modification.
Further, the hydrophilization step is not necessarily performed. The hydrophilization step is effective when the predetermined functional group is a hydrophobic functional group such as an epoxy group, but it is not particularly necessary when the predetermined functional group is a hydrophilic functional group.

上記した実施の形態及び変形例1〜3において、基材1の形状は、シート状に限ることはなく、例えば、円板状や四角板状などであっても良く、従来のタンパク質捕捉材料の基材のように中空糸状やフィルム状などであっても良い。
また、基材1は、連通孔を有する多孔質体よりなるものである必要はなく、グラフト重合法によって、基材1を形成する高分子素材(主鎖)に、グラフト高分子鎖(側鎖)を付与することができるのであれば任意であり、例えば、繊維、不織布、非多孔質体の高分子基材などであっても良い。
In the above-described embodiment and modifications 1 to 3, the shape of the substrate 1 is not limited to a sheet shape, and may be, for example, a disk shape or a square plate shape. It may be in the form of a hollow fiber or a film as in the base material.
Further, the substrate 1 does not have to be made of a porous body having communication holes, and a graft polymer chain (side chain) is added to a polymer material (main chain) forming the substrate 1 by a graft polymerization method. ) Can be applied, and may be, for example, a fiber, a nonwoven fabric, a non-porous polymer base material, or the like.

上記した実施の形態及び変形例1〜3において、タンパク質捕捉材料10に所定のタンパク質を捕捉させる際、タンパク質捕捉材料10をカートリッジ20に充填するようにしたが、これに限ることはなく、例えば、容器内に所定量のタンパク質捕捉材料10を収容し、その中へタンパク質溶液を注入するなどして、タンパク質捕捉材料10に所定のタンパク質を捕捉させても良い。
また、実施例において、材料(IDA-ジオールシート)をカートリッジ20に充填して、固定ステップを行うようにしたが、材料をカートリッジ20に充填するタイミングに制限は無く、例えば、基材1をカートリッジ20に充填して、照射ステップから固定ステップを行っても良いし、電子線が照射された基材1をカートリッジ20に充填して、グラフト重合ステップから固定ステップを行っても良いし、GMAシートをカートリッジ20に充填して、変換ステップから固定ステップを行っても良いし、IDAシートをカートリッジ20に充填して、親水化ステップから固定ステップを行っても良いし、固定ステップを行った後、タンパク質捕捉材料10(ニッケル固定シート)をカートリッジ20に充填するようにしても良い。
In the above-described embodiment and Modifications 1 to 3, the protein capturing material 10 is filled in the cartridge 20 when the protein capturing material 10 captures a predetermined protein. However, the present invention is not limited to this. For example, A predetermined amount of protein-capturing material 10 may be accommodated in a container, and a protein solution may be injected into the protein-capturing material 10 to cause the protein-capturing material 10 to capture a predetermined protein.
In the embodiment, the material (IDA-diol sheet) is filled in the cartridge 20 and the fixing step is performed. However, there is no restriction on the timing of filling the material into the cartridge 20, and for example, the substrate 1 is placed in the cartridge. 20 may be filled, and the fixing step may be performed from the irradiation step, or the base material 1 irradiated with the electron beam may be filled into the cartridge 20 and the fixing step may be performed from the graft polymerization step. The cartridge 20 may be filled and the fixing step may be performed from the conversion step, or the IDA sheet may be filled into the cartridge 20 and the hydrophilic step may be performed, or the fixing step may be performed. The cartridge 20 may be filled with the protein capturing material 10 (nickel fixing sheet).

上記した実施の形態及び変形例1〜3において、タンパク質捕捉材料10は、所定のタンパク質が溶解するタンパク質溶液から所定のタンパク質を捕捉して分離精製するようにしたが、これに限ることはなく、タンパク質捕捉材料10が有する連通孔を通過できる物質(気体、液体、ゾル、ゲルなど)であれば、タンパク質捕捉材料10は、その物質から所定のタンパク質を捕捉して分離精製することができる。   In the above-described embodiment and Modifications 1 to 3, the protein capturing material 10 captures and separates and purifies a predetermined protein from a protein solution in which the predetermined protein dissolves, but is not limited thereto. As long as it is a substance (gas, liquid, sol, gel, etc.) that can pass through the communication holes of the protein capture material 10, the protein capture material 10 can capture and isolate and purify a predetermined protein from the substance.

本発明のタンパク質捕捉材料の製造経路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacture path | route of the protein capture material of this invention. 本発明のタンパク質捕捉用カートリッジの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cartridge for protein capture | acquisition of this invention. 液体クロマトグラフィーによって得られた、タンパク質溶液及び流出タンパク質溶液のクロマトグラム(a)、流出溶出液のクロマトグラム(b)を示す図である。It is a figure which shows the chromatogram (a) of the protein solution and the outflow protein solution, and the chromatogram (b) of the outflow eluate obtained by the liquid chromatography. ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)法によって得られたタンパク質溶液及び流出溶出液のバンドを示す図である。It is a figure which shows the band of the protein solution and effluent eluate obtained by the polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) method.

符号の説明Explanation of symbols

1 基材
2 所定の官能基を有するグラフト高分子鎖
3,4 吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖
5 金属イオン
10 タンパク質捕捉材料
20 カートリッジ
100 タンパク質捕捉用カートリッジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Graft polymer chain 3, 4 which has a predetermined functional group Graft polymer chain 5 which has a functional group for adsorption 5 Metal ion 10 Protein capture material 20 Cartridge 100 Cartridge for protein capture

Claims (8)

基材と、
前記基材に結合されたグラフト高分子鎖と、
前記グラフト高分子鎖に固定された、システイン、ヒスチジン及び/又はトリプトファンを備えるタンパク質に親和性がある金属イオンと、
を備え、
前記基材は、連通孔を有する多孔質体よりなるものであるとともに、厚さが1〜10mm、前記連通孔の平均細孔径が0.5〜5μm及び前記連通孔の体積分率が70〜85%のシート状のものであり、
前記グラフト高分子鎖は、前記基材の表面部に結合されて、前記基材の内部には非結合されており、
記タンパク質と前記金属イオンとの親和性を利用して、当該タンパク質を捕捉することを特徴とするタンパク質捕捉材料。
A substrate;
A graft polymer chain bonded to the substrate;
A metal ion having affinity for a protein comprising cysteine, histidine and / or tryptophan, which is fixed to the graft polymer chain;
With
The base material is made of a porous body having communication holes, has a thickness of 1 to 10 mm, an average pore diameter of the communication holes of 0.5 to 5 μm, and a volume fraction of the communication holes of 70 to 85% sheet-like,
The graft polymer chain is bonded to the surface portion of the base material and is not bonded to the inside of the base material.
By utilizing the affinity of the previous northern protein and the metal ion, protein-capture material characterized by capturing those 該Ta protein.
請求項1に記載のタンパク質捕捉材料において、
前記基材は、ポリオレフィンから構成されたものであることを特徴とするタンパク質捕捉材料。
The protein capture material according to claim 1 ,
The protein-capturing material, wherein the base material is made of polyolefin.
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料をカートリッジに充填して構成されていることを特徴とするタンパク質捕捉用カートリッジ。 A protein-capturing cartridge, wherein the protein-capturing material according to claim 1 or 2 is filled in a cartridge. 請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料の製造方法において、
前記基材に電離放射線を照射する照射ステップと、
次いで、所定の官能基を有する重合性単量体を前記基材にグラフト重合することによって、当該所定の官能基を有するグラフト高分子鎖を当該基材に結合させるグラフト重合ステップと、
次いで、前記所定の官能基の少なくとも一部を、前記金属イオンを吸着するための吸着用官能基に変換することによって、当該所定の官能基を有するグラフト高分子鎖を、当該吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖に変換する変換ステップと、
次いで、前記吸着用官能基に前記金属イオンを吸着させることによって、当該金属イオンを前記基材に結合されたグラフト高分子鎖に固定する固定ステップと、
を備えることを特徴とする製造方法。
In the method for producing a protein capturing material according to claim 1 or 2 ,
An irradiation step of irradiating the substrate with ionizing radiation;
Next, a graft polymerization step of bonding a graft polymer chain having the predetermined functional group to the substrate by graft polymerization of a polymerizable monomer having the predetermined functional group to the substrate;
Next, by converting at least a part of the predetermined functional group into an adsorption functional group for adsorbing the metal ion, the graft polymer chain having the predetermined functional group is converted into the adsorption functional group. A conversion step for converting to a graft polymer chain having;
Next, a fixing step of fixing the metal ion to the graft polymer chain bonded to the base material by adsorbing the metal ion to the functional group for adsorption;
A manufacturing method comprising:
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料の製造方法において、
前記基材と所定の官能基を有する重合性単量体とを共存させた状態で、当該基材に電離放射線を照射し、当該所定の官能基を有する重合性単量体を当該基材にグラフト重合することによって、当該所定の官能基を有するグラフト高分子鎖を当該基材に結合させる照射・グラフト重合ステップと、
次いで、前記所定の官能基の少なくとも一部を、前記金属イオンを吸着するための吸着用官能基に変換することによって、当該所定の官能基を有するグラフト高分子鎖を、当該吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖に変換する変換ステップと、
次いで、前記吸着用官能基に前記金属イオンを吸着させることによって、当該金属イオンを前記基材に結合されたグラフト高分子鎖に固定する固定ステップと、
を備えることを特徴とする製造方法。
In the method for producing a protein capturing material according to claim 1 or 2 ,
In the state where the substrate and a polymerizable monomer having a predetermined functional group coexist, the substrate is irradiated with ionizing radiation, and the polymerizable monomer having the predetermined functional group is applied to the substrate. An irradiation / graft polymerization step in which a graft polymer chain having the predetermined functional group is bonded to the substrate by graft polymerization;
Next, by converting at least a part of the predetermined functional group into an adsorption functional group for adsorbing the metal ion, the graft polymer chain having the predetermined functional group is converted into the adsorption functional group. A conversion step for converting to a graft polymer chain having;
Next, a fixing step of fixing the metal ion to the graft polymer chain bonded to the base material by adsorbing the metal ion to the functional group for adsorption;
A manufacturing method comprising:
請求項又は請求項5に記載の製造方法において、
前記グラフト高分子鎖が有する前記所定の官能基を、親水性官能基に変換することによって、前記基材に結合されたグラフト高分子鎖を親水化する親水化ステップを備えることを特徴とする製造方法。
In the manufacturing method of Claim 4 or Claim 5 ,
Production comprising the step of hydrophilizing the graft polymer chain bonded to the substrate by converting the predetermined functional group of the graft polymer chain into a hydrophilic functional group. Method.
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料の製造方法において、
前記基材に電離放射線を照射する照射ステップと、
次いで、前記金属イオンを吸着するための吸着用官能基を有する重合性単量体を前記基材にグラフト重合することによって、当該吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖を当該基材に結合させるグラフト重合ステップと、
次いで、前記吸着用官能基に前記金属イオンを吸着させることによって、当該金属イオンを前記基材に結合されたグラフト高分子鎖に固定する固定ステップと、
を備えることを特徴とする製造方法。
In the method for producing a protein capturing material according to claim 1 or 2 ,
An irradiation step of irradiating the substrate with ionizing radiation;
Subsequently, the graft polymer chain having the adsorption functional group is bonded to the substrate by graft polymerization of the polymerizable monomer having the adsorption functional group for adsorbing the metal ion to the substrate. A graft polymerization step;
Next, a fixing step of fixing the metal ion to the graft polymer chain bonded to the base material by adsorbing the metal ion to the functional group for adsorption;
A manufacturing method comprising:
請求項1又は請求項2に記載のタンパク質捕捉材料の製造方法において、
前記基材と前記金属イオンを吸着するための吸着用官能基を有する重合性単量体とを共存させた状態で、当該基材に電離放射線を照射し、当該吸着用官能基を有する重合性単量体を当該基材にグラフト重合することによって、当該吸着用官能基を有するグラフト高分子鎖を当該基材に結合させる照射・グラフト重合ステップと、
次いで、前記吸着用官能基に前記金属イオンを吸着させることによって、当該金属イオンを前記基材に結合されたグラフト高分子鎖に固定する固定ステップと、
を備えることを特徴とする製造方法。
In the method for producing a protein capturing material according to claim 1 or 2 ,
In the coexistence of the base material and a polymerizable monomer having an adsorption functional group for adsorbing the metal ions, the base material is irradiated with ionizing radiation, and the polymerization property having the adsorption functional group is obtained. An irradiation / graft polymerization step in which a graft polymer chain having the adsorption functional group is bonded to the substrate by graft polymerization of the monomer to the substrate;
Next, a fixing step of fixing the metal ion to the graft polymer chain bonded to the base material by adsorbing the metal ion to the functional group for adsorption;
A manufacturing method comprising:
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