JPH0820429B2 - 疎水性クロマトグラフィー用担体の製造法 - Google Patents

疎水性クロマトグラフィー用担体の製造法

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JPH0820429B2
JPH0820429B2 JP60114986A JP11498685A JPH0820429B2 JP H0820429 B2 JPH0820429 B2 JP H0820429B2 JP 60114986 A JP60114986 A JP 60114986A JP 11498685 A JP11498685 A JP 11498685A JP H0820429 B2 JPH0820429 B2 JP H0820429B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、疎水性クロマトグラフイー用担体に関する
ものであり、詳しくは、例えばタンパク質・酵素等の生
体関連物質に対する吸着量が高く、しかも高い機械的強
度を合わせもつた疎水性クロマトグラフイー用担体の製
造法に関する。
〔従来の技術〕
疎水性クロマトグラフイーは、担体の疎水性基とタン
パク質の疎水性残基の間の疎水性相互作用に基づく吸着
力(親和力)の差異によりタンパク質を分離するクロマ
トグラフイーである。疎水性クロマトグラフイーの利点
は、もはやイオン交換クロマトグラフイーが効力を無く
する高塩濃度溶液中でタンパク質の吸着力が高いこと、
及びこのように吸着されたタンパク質は塩濃度を低くす
るだけで高収率で回収できることにあり、特に精製の初
期の段階で威力を発揮するクロマトグラフイーである。
従来、疎水性クロマトグラフイー用担体としては、架
橋アガロースに種々のアルキル基を導入したものが知ら
れているが、一般に吸着したタンパク質の溶離が困難な
場合が多く、又機械的強度が弱く、価格も高価なため、
必ずしも工業的に有利なものではなかつた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記実情に鑑み、工業的に有利な疎水性ク
ロマトグラフイー用担体を開発すべく、種々検討を重ね
た結果、親水性の架橋共重合体に疎水性基を導入するこ
とにより、機械的強度の高い、かつ疎水性相互作用に基
づく特にタンパク質の吸着容量が大きく、更に回収率も
高い担体を得ることができることを見出し本発明を完成
した。
〔発明の構成〕
すなわち本発明の要旨は、多価アルコールのポリアク
リル酸およびポリメタクリル酸エステルから選ばれる架
橋剤の少くとも1種と、アクリル酸又はメタクリル酸の
グリシジルエステルとを共重合させ、得られる架橋重合
体のグリシジル基の一部と CnH2n+1OH(I′)又は (式中、nは1〜18、mは0〜2を示しXは水素原子又
はアルキル基を示す)で示される少くとも1種のアルコ
ールとを反応させて、下記一般式(I)あるいは(II)
で示される疎水基を担体中に0.1〜3.5meq/gとなる量で
導入し、 (式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、n、m、X
は式(I′)及び(II′)と同義である) 次いで残存するエポキシ基を加水分解して、一般式
(III) (式中、R2は水素原子又はメチル基を示す) で示されるグリセリンエステル単位を形成させることを
特徴とする疎水性クロマトグラフィー用担体の製造法に
ある。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明による疎水性クロマトグラフイー用担体は、担
体に架橋構造を与える多価アルコールのポリアクリル酸
エステル又はポリメタクリル酸エステル、疎水性相互作
用を発現する上記一般式(I)あるいは(II)で示され
る疎水性基含有エステル及び親水性を付与する一般式
(III)で示されるグリセリンエステルという機能を異
にする3つの構成単位から実質的に成立つている。
多価アルコールのポリアクリル酸エステルまたはポリ
メタクリル酸エステルとしては、通常、エチレングリコ
ールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタク
リレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、
テトラエチレングリコールジメタクリレート、プロピレ
ングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコー
ルジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタ
クリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、1,3
−ブチレングリコールジメタクリレートおよびこれらに
対応するアクリレートが、単独でまたは混合して用いら
れる。好ましくはエチレングリコールのジアクリレート
またはジメタクリレートが用いられる。これらの架橋剤
は樹脂中の10(重量)%以上を占めるべきである。好ま
しくは樹脂の10〜80(重量)%、特に30〜60(重量)%
を占める。樹脂中に占める架橋剤の比率が小さ過ぎると
樹脂の膨潤性が大きくなり、機械的強度の低下を招き、
クロマトグラフイーの担体として不適当となる。逆に架
橋剤の比率が大きくなり過ぎると、疎水基含有エステル
部分の減少によるタンパク質吸着容量の低下または、グ
リセリンエステル部分の減少による親水性の低下をもた
らす。
疎水性基含有エステルの疎水性基としては、−O−CH
3、−O−C2H5、−O−C3H7、−O−C4−H9、−O−C6H
13、−O−C3H17基等下記一般式(IV)あるいは 下記一般式(V)で示されるものが用いられる。
−O−CnH2n+1 (IV) (式中nは1〜18を表わす。) (式中mは0〜2を表わし、Xは水素原子又はアルキル
基を示す。) 疎水性基含有エステルは、担体の疎水基導入量が0.1
〜3.5meq/gとなる量で担体中に存在させる。導入量が0.
1meq/gより小さいと疎水性クロマトグラフイー用担体と
して実用性に乏しく、又導入量が3.5meq/gより大きくな
ると、担体の親水性が低下し、タンパクの回収率が低下
する等実用上種々の障害を生じる。
本発明に係る担体のさらに好適な疎水基導入量は、0.
5〜3meq/gである。また、グリセリンエステル単位は、
(グリセリンエステル単位+疎水基含有エステル単位)
の合計モル数に対するグリセリンエステル単位のモル数
が15〜98%を占める様な量で担体中に存在させるのが好
ましい。グリセリンエステルの量が少ないと担体の親水
性が低下する。
本発明に係る担体は、上記の架橋剤単位、疎水基含有
エステル単位及びグリセリンエステル単位から本質的に
成立つているが、所望ならばアクリル酸又はメタクリル
酸のメチルエステルやエチルエステルなどの単位を含ん
でいても良い。
本発明に係る担体は、架橋剤とアクリル酸又はメタク
リル酸のグリシジルエステルとを共重合させて、架橋共
重合体とし、次いでグリシジルエステルのエポキシ環に
アルコール類、フエノール類を反応させて、グリシジル
エステルの一部を疎水性基含有エステルに変化させた
後、グリシジルエステルの残存エポキシ環を水と反応さ
せて開環することにより容易に製造することができる。
重合反応は公知の任意の方法で行ない得るが、通常は
適当な分散安定剤を存在させた水性媒体中で懸濁重合方
式で行ない、粒状の共重合体を得るのが好ましい。分散
安定剤としては、通常、ゼラチン、ポリアクリル酸ソー
ダ、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコー
ル等が用いられる。また、水性媒体中には塩類を溶解さ
せて重合反応原料の水性媒体中への溶解を防止するのが
好ましい。塩としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウ
ム、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等が用いられる。
重合反応は一般に適当な重合開始剤を用いて行なわれ
る。重合開始剤としては、一般に過酸化ベンゾイル、t
−ブチルハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロ
ニトリル、ジメチルアゾビス(メチルバレート)、アゾ
ビス(α,α−ジメチルパレロニトリル)、2,2′−ア
ゾビス−2,4−ジメチルパレロニトリル等の有機過酸化
物や有機アゾビス化合物等が用いられる。これらの重合
開始剤は、通常、反応原料の0.01〜5(重量)%となる
ような量で使用される。
重合反応は通常、撹拌下に50〜90℃で6〜20時間で完
了する。また、この重合反応に際して、以下の方法を採
用することにより多孔質の架橋共重合体を得ることがで
きる。すなわち多孔質の架橋共重合体の製法は公知であ
り、通常は、(1)反応原料中に、これに均一に混和す
るが、生成する架橋共重合体に対しては親和性の少ない
溶媒を存在させて重合する方法、(2)反応原料中にポ
リスチレンのような線状重合体を存在させて重合し、生
成した架橋共重合体から該線状重合体を抽出除去する方
法、(3)反応原料中にポリスチレンのような線状重合
体とトルエン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミドのよ
うな生成する架橋共重合体に親和性を有する溶媒を存在
させて重合し、生成した架橋共重合体から該線状重合体
を抽出除去する方法、(4)反応原料中に(1)でのべ
た溶媒及び反応原料に均一に混合し、かつ生成する架橋
共重合体に対しても親和性を有する溶媒を共存させて重
合するいずれかが用いられる。
架橋共重合体とアルコール類あるいはフエノール類と
の反応は(IV)式あるいは(V)式に対応する例えばメ
タノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパ
ノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチル
アルコール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、セ
チルアルコール、ステアリルアルコール、ベンジルアル
コール、1−フエニルエタノール、2−フエニルエタノ
ール、フエノール、クレゾール等のアルコール類、フエ
ノール類に架橋共重合体を懸濁させて、還流下あるいは
90〜150℃で5〜24時間反応させればよい。この際触媒
としては濃硫酸、あるいは三フツ化硼素を用いるのが好
ましい。エポキシ環への疎水性基導入の程度は、反応条
件を選択することにより調節することができる。
残存するエポキシ環の開環反応は、上記により疎水性
基を導入した架橋共重合体を硫酸か燐酸を含む水中に懸
濁させ30〜100℃で5〜20時間保持すれば良い。
〔実施例〕
以下実施例により本発明を更に具体的に説明するが本
発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。
実施例 グリシジルメタクリレート210g、エチレングリコール
ジメタクリレート90g、トルエン300g及び2,2′−アゾビ
ス−2,4−ジメチルバレロニトリル3gの混合物を、脱塩
水2100mlにポリビニルアルコール21gと塩化ナトリウム8
4gを溶解した溶液に加え、撹拌しながら70℃で8時間懸
濁重合させた。反応物を冷却したのち生成した共重合体
粒子を別し、水洗した。次いでこの共重合体を、メタ
ノール1.5中に入れ室温で3時間撹拌する操作を3回
反復した後、過し、80℃で16時間乾燥した。
288gの平均径140μの多孔質共重合体粒子が得られ、
収率は96%であつた。
この共重合体粒子40gを表−1に示す各種アルコール2
00mlあるいはフエノール200ml中に入れ、室温で1時間
撹拌後、97%硫酸を0.9ml添加し、引続き還流下あるい
は90℃で8時間反応させた。反応物を別し、メタノー
ル、水で十分洗滌した。
次に、これを10%硫酸水溶液200ml中に入れ、撹拌し
ながら50℃で5時間保持した。冷却後反応物を別し、
十分水洗し、疎水性クロマトグラフイー用担体No.
(a)〜(f)を得た。実験条件・結果を表−1にまと
めて示した。
尚、疎水性基導入量は、固体13C−NMRを用い定量し
た。
応用例−1 0.2重量%の濃度になる様に、牛血清γ−グロブリン
(シグマ社製試薬)を各々0、3、7.5、15重量%硫安
を含有する0.1Mトリス塩酸緩衝溶液(pH7.50)に溶解さ
せた。
実施例により得られた、担体No.(d)(n−ブチル
基導入担体)各5.0mlを0.1Mトリス・塩酸緩衝溶液(pH
7.50)で充分平衡化した後、遠心分離し、付着溶液を除
去し、前記硫安濃度の異なる4種の牛血清γ−グロブリ
ン溶液100ml中に添加し、10℃で12時間振とう撹拌し
た。振とう後、上澄液のUV吸光度(at280nm)を測定す
ることにより、γ−グロブリンの吸着量を求めた。
次いで該吸着担体を全量別し、0.1Mトリス・塩酸緩
衝溶液(pH7.50)50mlでよく洗浄した。次に塩酸分離
し、付着溶液を除いた後、0.1Mトリス・塩酸緩衝溶液
(pH7.50)100ml中に添加し、10℃で12時間振とう撹拌
した。
上澄液の280nmにおけるUV吸光度の測定よりγ−グロ
ブリンの溶離量を求めた。
γ−グロブリンの吸着量及び溶離量の測定結果を表−
2にまとめて示した。
比較例1 実施例と途中まで全く同一の操作を行い、エチレング
リコールジメタクリレートとグリシジルメタクリレート
の多孔質共重合体粒子を得た。この共重合体粒子40gを1
0%硫酸水溶液200ml中に入れ、撹拌しながら50℃で5時
間保持した。冷却後反応物を別し、十分水洗した。得
られた担体は疎水性基を含まず、水酸基を多数含有する
親水性に富んだものである。この担体に関し、応用例−
1と全く同一の操作を行い、γ−グロブリンの吸着量、
溶離量を求めた。その結果を表−3に示した。
表−2及び表−3より疎水性基を導入する効果は明ら
かである。
応用例−2 0.2重量%の濃度になる様に、牛血清γ−グロブリン
を、7.5重量%硫安を含有する0.1Mトリス・塩酸緩衝溶
液(pH7.50)に溶解させた。実施例により得られた担
体、No.(a)、(b)、(c)、(e)、(f)各5.0
mlを0.1Mトリス・塩酸緩衝溶液(pH7.50)で十分平衡化
した後、遠心分離し、付着溶液を除去後、前記牛血清γ
−グロブリン溶液、各100mlに添加し、10℃で12時間振
とう撹拌した。
上澄液のUV吸光度(at280nm)を測定することによ
り、各担体のγ−グロブリン吸着量を求めた。その結果
を表−4に示した。
フエニル基を導入した担体及び鎖長の長いアルキル基
を導入した担体程、γ−グロブリンの吸着量が大きいこ
とがわかる。
〔発明の効果〕
本発明に係る疎水性クロマトグラフイー用担体は、そ
の内部にグリセリンモノエステル構造を含んでいるので
親水性に富んでいる。又基体それ自身は、架橋剤を含め
て全体が脂肪族成分で構成されていて芳香族成分を含ま
ないという特徴がある。従つて、親水性に富んだ基体に
疎水性基を導入した担体となつているので、穏やかな溶
離条件で、タンパク質の回収率が高いという効果が発現
される。更に本発明に係る担体は、機械的強度が高く、
カラムに充填したときの圧力損失が少ない。従つて、本
発明に係る担体は、カラム法で用いる場合、層高を高く
しても、高流速処理が可能となり、工業的に有用な疎水
性クロマトグラフイー用担体である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 220/32 MMP (72)発明者 久保 幸恵 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成工業株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−70353(JP,A) 特公 昭58−58026(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多価アルコールのポリアクリル酸エステル
    およびポリメタクリル酸エステルから選ばれる架橋剤の
    少くとも1種と、アクリル酸又はメタクリル酸のグリシ
    ジルエステルとを共重合させ、得られる架橋共重合体の
    グリシジル基の一部と CnH2n+1OH(I′)又は (式中、nは1〜18、mは0〜2を示しXは水素原子又
    はアルキル基を示す)で示される少くとも1種のアルコ
    ールとを反応させて、下記一般式(I)あるいは(II)
    で示される疎水基を担体中に0.1〜3.5meq/gとなる量で
    導入し、 (式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、n、m、X
    は式(I′)及び(II′)と同義である) 次いで残存するエポキシ基を加水分解して、一般式(II
    I) (式中、R2は水素原子又はメチル基を示す) で示されるグリセリンエステル単位を形成させることを
    特徴とする疎水性クロマトグラフィー用担体の製造法。
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