JP6610266B2 - 分離材及びカラム - Google Patents
分離材及びカラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6610266B2 JP6610266B2 JP2016001573A JP2016001573A JP6610266B2 JP 6610266 B2 JP6610266 B2 JP 6610266B2 JP 2016001573 A JP2016001573 A JP 2016001573A JP 2016001573 A JP2016001573 A JP 2016001573A JP 6610266 B2 JP6610266 B2 JP 6610266B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous polymer
- separation material
- coating layer
- polymer particles
- column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Description
[1] 多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する第1の被覆層と、該第1の被覆層の少なくとも一部を被覆する第2の被覆層と、を備え、多孔質ポリマ粒子が、重合性二重結合を2個有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含み、第1の被覆層が、重合性二重結合を3〜15個有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含み、第2の被覆層が、水酸基を有する高分子を含む、分離材。
[2] 5%圧縮変形弾性率が300〜1500MPaである、[1]に記載の分離材。
[3] 空隙率が40%以上である、[1]又は[2]に記載の分離材。
[4] 多孔質ポリマ粒子の5%圧縮変形弾性率が100〜300MPaである、[1]〜[3]のいずれかに記載の分離材。
[5] 比表面積が30m2/g以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の分離材。
[6] 多孔質ポリマ粒子が、ジビニルベンゼンに由来する構造単位を有するポリマを含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の分離材。
[7] 多孔質ポリマ粒子の平均粒径が10〜300μmであり、粒径の変動係数が3〜15%である、[1]〜[6]のいずれかに記載の分離材。
[8] 多孔質ポリマ粒子1g当たり、30〜400mgの第2の被覆層を備える、[1]〜[7]のいずれかに記載の分離材。
[9] カラムに充填した場合、カラム圧が0.3MPaのときに通液速度が1500cm/h以上である、[1]〜[8]のいずれかに記載の分離材。
[10][1]〜[9]のいずれかに記載の分離材を備えるカラム。
本実施形態の分離材は、多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する第1の被覆層と、該第1の被覆層の少なくとも一部を被覆する第2の被覆層と、を備え、多孔質ポリマ粒子が、重合性二重結合を2個有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含み、第1の被覆層が、重合性二重結合を3〜15個有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含み、第2の被覆層が、水酸基を有する高分子を含むものである。なお、本明細書中、「多孔質ポリマ粒子の表面」とは、多孔質ポリマ粒子の外側の表面のみでなく、多孔質ポリマ粒子の内部における細孔の表面を含むものとする。また、本明細書中、(メタ)アクリル酸とはアクリル酸又はメタクリル酸を意味し、(メタ)アクリレート等の他の類似の表現においても同様である。
本実施形態に係る多孔質ポリマ粒子は、多孔質化剤の存在下でモノマを硬化させた粒子であり、従来の懸濁重合、乳化重合等により合成することができる。多孔質ポリマ粒子は、重合性二重結合を2個有するモノマ(以下、「2官能性モノマ」という。)に由来する構造単位を有するポリマを含んでいる。すなわち、多孔質ポリマ粒子は、2官能性モノマを含有するモノマを重合させて得られるポリマを含んでいる。
1)粒子を、超音波分散装置を使用して水(界面活性剤等の分散剤を含む)に分散させ、1質量%の多孔質ポリマ粒子を含む分散液を調製する。
2)粒度分布計(シスメックスフロー、シスメックス株式会社製)を用いて、上記分散液中の粒子約1万個の画像により平均粒径及び粒径のC.V.を測定する。
微小圧縮試験機(Fisher製)を用いて、室温(25℃)条件にて荷重負荷速度1mN/秒で、四角柱の平滑な端面(50μm×50μm)により粒子を50mNまで圧縮したときの荷重及び圧縮変位を測定する。得られた測定値から、粒子が5%圧縮変形したときの圧縮弾性率(5%K値)を下記式により求めることができる。また、上記測定中の変位量が最も大きく変化する点の荷重を破壊強度(mN)とする。
5%K値(MPa)=(3/21/2)・F・S−3/2・R−1/2
5%K値(MPa)=(3/21/2)・F・S−3/2・R−1/2
F:多孔質ポリマ粒子が5%圧縮変形したときの荷重(mN)
S:多孔質ポリマ粒子が5%圧縮変形したときの圧縮変位(μm)
R:多孔質ポリマ粒子の半径(μm)
本実施形態に係る被覆層は、上記多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する第1の被覆層と、第1の被覆層の少なくとも一部を被覆する第2の被覆層とを含む。これにより、弾性率と空隙率とを両立することができ、カラムとして用いたときのカラムの通液速度を損なわず、タンパク質吸着量が高い分離材を得ることができる。
第1の被覆層は、重合性二重結合を3〜15個有する多官能性モノマに由来する構造単位を有するポリマを含んでいる。すなわち、第1の被覆層は、重合性二重結合を3〜15個有する多官能性モノマを重合させて得られるポリマを含んでいる。これにより、本実施形態の分離材の弾性率を向上することが可能となる。
第2の被覆層は、水酸基を有する高分子を含む。これにより、分離材をカラムとして用いたときのカラム圧の上昇を抑制することができると共に、タンパク質の非特異吸着を抑制することが可能となる。また、分離材のタンパク質吸着量を、天然高分子を用いた場合と同等又はそれ以上とすることが可能となる。さらに、水酸基を有する高分子が架橋されていると、カラム圧の上昇をより抑制することが可能となる。
被覆層を備える分離材は、イオン交換基、リガンド(プロテインA)等を表面上の水酸基等を介して導入することによりイオン交換精製、アフィニティ精製等に使用することができる。イオン交換基の導入方法として、例えば、ハロゲン化アルキル化合物を用いる方法が挙げられる。
500mLの三口フラスコに、モノマとして純度96%のジビニルベンゼン(新日鉄住金化学株式会社製、商品名「DVB960」)16g、多孔質化剤としてヘキサノール16g及びジエチルベンゼン16g、開始剤として過酸化ベンゾイル0.64gを加え、分散相とした。更にポリビニルアルコールを0.5質量%含む水溶液を連続相として使用した。これらの分散液をマイクロプロセスサーバーを使用して乳化後(モノマ濃度25体積%)、得られた乳化液をフラスコに移し、80℃のウォーターバスで加熱しながら、攪拌機を用いて約8時間撹拌した。得られた粒子をろ過後、アセトンで洗浄を行い、多孔質ポリマ粒子a1を得た。多孔質ポリマ粒子a1の粒径をフロー型粒径測定装置で測定し、平均粒径及び粒径のC.V.値を算出した。また、多孔質ポリマ粒子a1の5%圧縮変形弾性率を上述の方法で測定した。結果を表1に示す。
モノマとしてエチレングリコールジメタクリレート16gを使用し、多孔質化剤としてヘキサノール8g及びジエチルベンゼン24gを使用した以外は多孔質ポリマ粒子a1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子a2を合成した。
多孔質化剤としてヘキサノール10g及びジエチルベンゼン10gを使用した以外は多孔質ポリマ粒子a1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子a3を合成した。
多孔質化剤としてヘキサノール18g及びジエチルベンゼン18gを使用した以外は多孔質ポリマ粒子a1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子a4を合成した。
モノマとしてジトリメチロールプロパンテトラアクリレートを使用した以外は多孔質ポリマ粒子a2の合成と同様にして、ポリマ粒子a5を合成した。粒子a5は表面にポリマ被膜が形成されており、多孔質ではなかった。
モノマとして、ジビニルベンゼン4.8g及びメタクリル酸グリシジル8gを使用した以外は多孔質ポリマ粒子a1の合成と同様にして、多孔質ポリマ粒子a6を合成した。
<第1の被覆層の形成>
0.2gのドーパミン塩酸塩、2−ブロモイソブチルブロマイド0.49g及びトリエチルアミン0.21gをDMF10mL溶液中で3時間攪拌した後、多孔質ポリマ粒子a1を1g添加し、10mMのTris−HCl緩衝液(pH8.5)90mLを更に添加して、室温で24時間攪拌した。その後、水で洗浄して、多孔質ポリマ粒子a1にリビング開始基が導入された粒子を得た。
アガロース(Mw12万)を2質量%含有するアガロース水溶液100mLに水酸化ナトリウム4g及びグリシジルフェニルエーテル0.14gを投入して70℃で12時間反応させ、アガロースにフェニル基を導入した。フェニル基が導入されたアガロースをイソプロピルアルコールで3回再沈殿して洗浄し、変性アガロースを得た。次いで、水1mLに対して変性アガロースを20mg含有する変性アガロースの水溶液を調製した。この水溶液70mLに第1の被覆層が形成された粒子を1gの割合で投入し、55℃で24時間攪拌して、粒子に変性アガロース1を吸着させた。変性アガロースを吸着させた粒子をろ過し、熱水で洗浄した。
分離材を含む水懸濁液をろ過して得られた分離材(乾燥重量20g)を5Mの水酸化ナトリウム水溶液200mLに投入し、室温で1時間放置した。別途、ジエチルアミノエチルクロライド塩酸塩の所定量(60g)を水に溶解し100gとした水溶液を添加し、水溶液の温度を70℃まで上げ、撹拌しながら2時間反応させた。反応終了後、生成物をろ別して水洗し、ジエチルアミノエチル(DEAE)基をイオン交換基として有するDEAE変性分離剤を得た。得られたDEAE変性分離材の平均孔径、比表面積及び空隙率を水銀圧入法にて測定した。結果を表2に示す。
得られたDEAE変性分離材の5%圧縮変形弾性率を上述の方法で測定した。結果を表2に示す。
DEAE変性分離材を濃度30質量%のスラリー(溶媒:メタノール)としてφ7.8×300mmのステンレスカラムにて15分充填した。その後、カラムに流速を変えながら水を通し、流速とカラム圧との関係を測定し、0.3MPa時の通液速度(線流速)を測定した。
また、動的吸着量は以下のようにして測定した。20mmol/LのTris−塩酸緩衝液(pH8.0)をカラムに10カラム容量通した。その後、BSA濃度2mg/mLの20mmol/LのTris−塩酸緩衝液を通し、UV測定によってカラム出口でのBSA濃度を測定した。カラム入口と出口のBSA濃度が一致するまで緩衝液を通し、5カラム容量分の1M NaCl Tris−塩酸緩衝液で希釈した。10%breakthroughにおける動的吸着量を以下の式を用いて算出した。結果を表2に示す。
q10=cfF(t10−t0)/VB
q10:10%breakthroughにおける動的吸着量(mg/mL wet resin)
cf:注入しているBSA濃度
F:流速(mL/min)
VB:ベッド体積(mL)
t10:10%breakthroughにおける時間(min)
t0:BSA注入開始時間(min)
多孔質ポリマ粒子a1を被覆するモノマとしてペンタエリスリトールテトラアクリレート(4官能)を使用した以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
多孔質ポリマ粒子a1を被覆するモノマとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(6官能)を使用した以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
多孔質ポリマ粒子a1を被覆するモノマとして9官能のウレタンアクリレート(新中村化学工業株式会社製、商品名「UA−33H」、)を使用した以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
多孔質ポリマ粒子a1を被覆するモノマとして15官能のウレタンアクリレート(新中村化学工業株式会社製、商品名「UA−53H」)を使用した以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
多孔質ポリマ粒子a1を多孔質ポリマ粒子a2に変更した以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
多孔質ポリマ粒子a1を多孔質ポリマ粒子a3に変更した以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
多孔質ポリマ粒子a1を多孔質ポリマ粒子a4に変更した以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
トリメチロールプロパントリアクリレートをエチレングリコールジメタクリレートに変更した以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
ポリマ粒子a5をそのまま分離材として用い、実施例1と同様に評価した。
多孔質ポリマ粒子a6 65gをジエチルアミン/水(体積比50/50)溶液に30℃で24時間浸漬し、エポキシ基をジエチルアミノ基に開環反応させた後、エタノールアミン/メタノール(体積比50/50)溶液に30℃で24時間浸漬し、残存しているエポキシ基をブロッキングして、多孔質ポリマ粒子a6にDEAE基をイオン交換基として導入した。洗浄後、得られた粒子を分離材として用い、実施例1と同様に評価した。
市販のアガロース粒子(GEヘルスケアジャパン株式会社、商品名「Capto DEAE」)をそのまま分離材として用い、実施例1と同様に評価した。
Claims (10)
- 多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する第1の被覆層と、該第1の被覆層の少なくとも一部を被覆する第2の被覆層と、を備え、
前記多孔質ポリマ粒子が、重合性二重結合を2個有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含み、
前記第1の被覆層が、重合性二重結合を3〜15個有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含み、
前記第2の被覆層が、水酸基を有する高分子を含む、分離材。 - 5%圧縮変形弾性率が300〜1500MPaである、請求項1に記載の分離材。
- 空隙率が40%以上である、請求項1又は2に記載の分離材。
- 前記多孔質ポリマ粒子の5%圧縮変形弾性率が100〜300MPaである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の分離材。
- 比表面積が30m2/g以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の分離材。
- 前記多孔質ポリマ粒子が、ジビニルベンゼンに由来する構造単位を有するポリマを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離材。
- 前記多孔質ポリマ粒子の平均粒径が10〜300μmであり、粒径の変動係数が3〜15%である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の分離材。
- 前記多孔質ポリマ粒子1g当たり、30〜400mgの前記第2の被覆層を備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載の分離材。
- カラムに充填した場合、カラム圧が0.3MPaのときに通液速度が1500cm/h以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の分離材。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の分離材を備えるカラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016001573A JP6610266B2 (ja) | 2016-01-07 | 2016-01-07 | 分離材及びカラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016001573A JP6610266B2 (ja) | 2016-01-07 | 2016-01-07 | 分離材及びカラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017122637A JP2017122637A (ja) | 2017-07-13 |
JP6610266B2 true JP6610266B2 (ja) | 2019-11-27 |
Family
ID=59306249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016001573A Expired - Fee Related JP6610266B2 (ja) | 2016-01-07 | 2016-01-07 | 分離材及びカラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6610266B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004083561A (ja) * | 2002-04-11 | 2004-03-18 | Mitsubishi Chemicals Corp | リポ蛋白質分離用イオン交換体及びそれを用いたリポ蛋白質の分離方法 |
JP2009244067A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Jsr Corp | クロマトグラフィーカラム用多孔質粒子およびその製造方法、ならびにプロテインa結合粒子 |
JP5354094B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2013-11-27 | Jsr株式会社 | アフィニティークロマトグラフィー用充填剤 |
WO2012026569A1 (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 液体クロマトグラフィー用充填剤、分離カラム及び液体クロマトグラフィー装置 |
KR20140103893A (ko) * | 2011-07-13 | 2014-08-27 | 인스트랙션 게엠베하 | 크로마토그라피 응용용 복합 재료 |
JP5891703B2 (ja) * | 2011-10-21 | 2016-03-23 | 三菱化学株式会社 | 多孔質架橋粒子および分離剤の製造方法ならびに分離方法 |
JP5731464B2 (ja) * | 2012-10-19 | 2015-06-10 | 積水化学工業株式会社 | ヘモグロビンA1cの測定方法 |
-
2016
- 2016-01-07 JP JP2016001573A patent/JP6610266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017122637A (ja) | 2017-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6778382B2 (ja) | 分離材 | |
JP6790834B2 (ja) | 分離材 | |
JP2017192897A (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6834129B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6911464B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6476887B2 (ja) | 分離材 | |
JP6648565B2 (ja) | 分離材 | |
JP6627514B2 (ja) | 分離材、カラム、及び分離材の製造方法 | |
JP6922892B2 (ja) | 分離材、該分離材を備えるカラム、及び分離材の製造方法 | |
JP6610266B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP2017104828A (ja) | 分離材用の多孔質ポリマ粒子の製造方法、分離材用の多孔質ポリマ粒子、及びカラム | |
JP6676975B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6746915B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6939021B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6848177B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP2017125799A (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6746914B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP2017194427A (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6676976B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP6729041B2 (ja) | 分離材及びカラム | |
JP2020011212A (ja) | 分離材、カラム、及び分離材の製造方法 | |
JPWO2018174022A1 (ja) | 分離材 | |
JP2020044496A (ja) | 分離材及び充填カラム | |
JP2017122638A (ja) | 分離材及びカラム | |
JP2017122639A (ja) | 分離材及びカラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181207 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190924 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191001 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191014 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6610266 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |