KR100842114B1 - (nitrilotriacetic acid)-end-functionalized polymer, synthesis method thereof and analyzing, separating or purifing method of protein using the same - Google Patents

(nitrilotriacetic acid)-end-functionalized polymer, synthesis method thereof and analyzing, separating or purifing method of protein using the same Download PDF

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KR100842114B1 KR1020070014571A KR20070014571A KR100842114B1 KR 100842114 B1 KR100842114 B1 KR 100842114B1 KR 1020070014571 A KR1020070014571 A KR 1020070014571A KR 20070014571 A KR20070014571 A KR 20070014571A KR 100842114 B1 KR100842114 B1 KR 100842114B1
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백현종
유현오
김정안
이선구
조홍열
이효경
김수정
알레아하스닌
김유진
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Abstract

A method for preparing a polymer end-capped with nitrilotriacetic end groups is provided to obtain a polymer useful in the field of bioengineering, particularly for analyzing, separating or purifying histidine-containing proteins. A method for preparing a polymer end-capped with nitrilotriacetic end groups comprises the steps of: (S1) providing an initiator containing nitrilotriacetic acid; and (S2) carrying out atom transfer radical polymerization of monomers by using the initiator. The initiator has a halogen as a functional group. The monomer is any one selected from styrene, acrylate, methacrylate, acrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, diene, acrylic acid and methacrylic acid.

Description

니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자, 이의 제조방법 및 이러한 고분자를 이용한 단백질의 분석, 분리 또는 정제 방법{(Nitrilotriacetic acid)-end-functionalized polymer, synthesis method thereof and analyzing, separating or purifing method of protein using the same}Nitrilotriacetic acid-end-functionalized polymer, synthesis method, and analyzing, separating or purifing method of protein using the same }

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법(하기 표 1 및 2의 5번)에 있어 α-(p-NTA)-폴리스타이렌의 시간에 따른 분자량 변화(GPC)를 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing the molecular weight change (GPC) of the α- (p-NTA) -polystyrene with time in the preparation method (No. 5 in Tables 1 and 2) according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법(하기 표 1 및 2의 5번)에 있어 α-(p-NTA)-폴리스타이렌(2)과 α-(NTA)-폴리스타이렌(3)의 1H NMR(300MHz) 결과이다. 1 of polystyrene (3) - Figure 2 there α- (p-NTA) in the production method (No. 5 of Table 1 and 2) in accordance with one embodiment of the present invention-polystyrene (2) and α- (NTA) H NMR (300 MHz) results.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법(하기 표 1 및 2의 5번)에 있어 α-(p-NTA)-폴리스타이렌(2)과 α-(NTA)-폴리스타이렌(3)의 GPC 결과이다.3 is a GPC of α- (p-NTA) -polystyrene (2) and α- (NTA) -polystyrene (3) in the manufacturing method according to an embodiment of the present invention (No. 5 in Tables 1 and 2 below). The result is.

도 4는 니트릴로트리아세트산, N' , N'-비스[(tert-부틸옥시카보닐)메틸]-N''-브로모이소부티릴-L-리신 tert-부틸 에스테르(1b), α-(p-NTA)-폴리스타이렌(2), α-(NTA)-폴리스타이렌(3) 및 α-(Ni-NTA)-폴리스타이렌(4)의 FT-IR 결과이다.Figure 4 shows nitrilotriacetic acid, N ' , N' -bis [(tert-butyloxycarbonyl) methyl] -N'' -bromoisobutyryl-L-lysine tert-butyl ester (1b), α- ( FT-IR results of p-NTA) -polystyrene (2), α- (NTA) -polystyrene (3) and α- (Ni-NTA) -polystyrene (4).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 N',N'-비스[(tert-부틸옥시카보닐)메틸]-N''-브로모이소부티릴-L-리신 tert-부틸 에스테르(1b)(하기 표 1 및 2의 5번) 를 개시제로 사용한 스타이렌의 원자 전이 라디칼 중합(ATRP) 결과를 정리한 그래프이다. 도 5에서 (A)는 1차 속도 곡선(the first order kinetic plot)이 직선형이라는 것을 보여주는 그래프이며, (B)는 전환율 대 분자량 곡선으로 이론 분자량에 가깝게 직선으로 증가하였다.5 is N ', N' -bis [(tert-butyloxycarbonyl) methyl] -N'' -bromoisobutyryl-L-lysine tert-butyl ester (1b) according to one embodiment of the invention A graph showing the results of atomic transfer radical polymerization (ATRP) of styrene using (No. 5 in Tables 1 and 2) as an initiator. In FIG. 5, (A) is a graph showing that the first order kinetic plot is linear, and (B) is a conversion rate vs. molecular weight curve, which increases linearly close to the theoretical molecular weight.

도 6 중 (A)-1 및 (A)-2는 각각 α-(Ni-NTA)-폴리스타이렌(4)의 SEM 및 EDX 이미지이며, (B)-1 및 (B)-2는 각각 α-(NTA)-폴리스타이렌(3)의 SEM 및 EDX 이미지이다.In FIG. 6, (A) -1 and (A) -2 are SEM and EDX images of α- (Ni-NTA) -polystyrene (4), respectively, and (B) -1 and (B) -2 are α-, respectively. (NTA) -polystyrene (3) SEM and EDX image.

도 7 중 (A)는 α-(p-NTA)-폴리스타이렌(2)의 TEM 이미지이며, (B)는 α-(NTA)-폴리스타이렌(3)의 TEM 이미지이다.In FIG. 7, (A) is a TEM image of (alpha)-(p-NTA) -polystyrene (2), (B) is a TEM image of (alpha)-(NTA) -polystyrene (3).

도 8은 α-(NTA)-폴리스타이렌(3)으로 만들어진 미셀들과 히스티딘 태그 단백질(녹색형광단백질, Green Fluorescent Protein, GFP)의 결합을 보여주는 형광 현미경 사진이다.FIG. 8 is a fluorescence micrograph showing the binding of micelles made of α- (NTA) -polystyrene (3) with histidine tagged protein (Green Fluorescent Protein, GFP).

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 NTA 말단을 가지는 p(PEGMA)와 히스티딘 태그 단백질(GFP)의 결합을 보여주는 SDS-PAGE 결과이다.9 is SDS-PAGE showing the binding of p (PEGMA) having a NTA terminal and histidine tag protein (GFP) according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 특정 기능기를 말단에 가지는 고분자, 그러한 고분자의 제조방법 및 이러한 고분자를 이용한 히스티딘 함유 단백질의 분석, 분리, 정제 등의 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer having a specific functional group at its end, a method for producing such a polymer, and a method for analyzing, separating and purifying histidine-containing proteins using such a polymer.

고분자와 단백질의 결합은 의학과 바이오기술에서 널리 사용되고 있기 때문에 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 바이오결합(bioconjugation)을 위한 다양한 방법들이 개발되고 있다. 그 중에서 일반적인 방법은 관능기 말단을 가지는 고분자를 라이신(lysine)의 ε-아미노 그룹(ε-amino group), N-말단 아미노 그룹(N-terminal amino group), 또는 시스테인(cysteine)의 치올(thiol)기를 가지는 폴리펩타이드와 반응시키는 것이다.Since the combination of polymer and protein is widely used in medicine and biotechnology, research on this is being actively conducted, and various methods for bioconjugation have been developed. Among them, a general method is to use a polymer having a functional group terminal with an ε-amino group of lysine, an N-terminal amino group, or a cysteine thiol. It is reacted with a polypeptide having a group.

하지만 많은 경우 단백질의 특정 아미노산(specific amino acid)은 둘 이상 존재하며, 이런 경우에는 바이오결합이 비선택적(nonspecific)으로 일어나고 결과적으로 단백질과 고분자의 결합생성물은 불균질(heterogeneous)하게 된다. 이러한 구조적인 불균질성은 생성물의 바이오활성(bioactivity)을 떨어뜨린다. 따라서 선택적 바이오결합(specific bioconjugation)을 만드는 것이 중요하며, 이러한 선택적 바이오결합에 대한 연구가 시도되고 있다.In many cases, however, there are more than one specific amino acid of the protein, in which case the bio-binding occurs nonspecifically, resulting in a heterogeneous combination of protein and polymer. This structural heterogeneity degrades the bioactivity of the product. Therefore, it is important to make specific bioconjugation, and research on such selective bioconjugation has been attempted.

한편 이미노디아세트산(Iminodiacetic acid)이나 니트릴로트리아세트산과 같은 킬레이트에 결합한 금속 이온과 히스티딘 태그(His tag)의 결합은 활발히 연구되고 있다. 킬레이트 결합은 몇 가지 이점을 가진다. 첫째, Ni2 + 등의 금속 이온과 히스티딘의 착물화는 빠른 반응이다. 그리고 에틸렌디아민테트라아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid; EDTA)와 같은 더 강한 킬레이트 또는 경쟁자 리간드를 과량 이용하여 가역적인 반응이 가능하다. 둘째, Ni2 +-NTA는 매우 대중적인 고정화 시스템이다. 니켈 이온은 여섯 개의 결합 자리 중에서 4개의 자리를 차 지하고 나머지 두 개의 자리에 6×His-tag이 결합한다. 마지막으로 His-tag는 C- 또는 N- 말단 모두에 결합할 수 있고 다수의 단백질에 상업적으로 이용할 수 있다.Meanwhile, the binding of metal ions and histidine tags to chelates such as iminodiacetic acid and nitrilotriacetic acid has been actively studied. Chelate bonds have several advantages. First, the complexation of metal ions and histidine, such as Ni 2 + is a fast reaction. And reversible reactions are possible using excess chelates or competitor ligands such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). Second, Ni 2 + -NTA is a very popular immobilization system. Nickel ions occupy four of the six bond sites and 6 × His-tag bonds to the remaining two sites. Finally, His-tag can bind to both C- or N-terminus and is commercially available for many proteins.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 특정 단백질의 분석, 분리 등 생명공학 분야에서 유용하게 사용될 수 있는 특정 말단기를 가지는 고분자, 이러한 고분자의 제조방법 및 이러한 고분자를 이용한 히스티딘 함유 단백질의 분석, 분리, 정제 등의 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is a polymer having a specific end group that can be usefully used in the field of biotechnology, such as the analysis and separation of a specific protein, a method for preparing such a polymer and the analysis, separation, It is to provide a method such as purification.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 말단을 가지는 고분자를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal.

본 발명은 또한 (S1) 니트릴로트리아세트산을 포함하는 개시제를 준비하는 단계; 및 (S2) 상기 개시제를 이용하여 단량체를 원자 이동 라디칼 중합함으로써 고분자를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자의 제조방법을 제공한다.The invention also comprises the steps of preparing an initiator comprising (S1) nitrilotriacetic acid; And (S2) provides a method for producing a polymer having a nitrilo triacetic acid terminal comprising the step of preparing a polymer by atom transfer radical polymerization of the monomer using the initiator.

본 발명은 또한 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 말단을 가지는 고분자를 이용한 히스티딘 함유 단백질의 분석, 분리 또는 정제 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for analyzing, separating or purifying histidine-containing proteins using a polymer having nitrilotriacetic acid ends.

이하, 본 발명의 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자, 이의 제조방법 및 이러한 고분자를 이용한 단백질의 분석, 분리 또는 정제 방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal of the present invention, a method for preparing the same, and a method for analyzing, separating or purifying a protein using the polymer will be described in more detail.

본 발명은 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 말단을 가지는 고분자를 제공하며, 보다 바람직하게는 상기 니트릴로아세트산 말단이 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자를 제공한다.The present invention provides a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal, and more preferably provides a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal, wherein the nitriloacetic acid terminal is represented by the following formula (1).

Figure 112007012931939-pat00001
Figure 112007012931939-pat00001

상기 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자를 형성하는 단량체로는 원자 이동 라디칼 중합할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용될 수 있으며, 예를 들어 스타이렌(styrene), 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 아크릴아마이드(acrylamide), 메타크릴아미드, 디엔, 아크릴릭산, 메타크릴릭산, 이들의 유도체 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 단량체는 목적하는 용도에 맞추어 적절히 선택될 수 있다.As the monomer forming the polymer having the nitrilotriacetic acid terminal, any monomer can be used as long as it is capable of atom transfer radical polymerization. For example, styrene, acrylate, methacrylate, acrylonitrile (acrylonitrile), acrylamide, methacrylamide, diene, acrylic acid, methacrylic acid, derivatives thereof, and the like may be used, but is not limited thereto. Such monomers may be appropriately selected depending on the intended use.

이러한 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자는 금속 이온과 복합체를 형성할 수 있으며, 이러한 복합체에 결합한 금속 이온은 단백질에 함유된 히스티딘 태그(His tag)와 결합하는 특성이 있다. 이러한 금속 이온과 히스티딘의 착물화는 빠른 반응이고, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)와 같은 더 강한 킬레이트 또는 이미다졸과 같은 경쟁자 리간드를 과량 이용하여 가역적인 반응이 가능하므로 본 발명의 니트릴로아세트산 말단을 가지는 고분자는 히스티딘 태그를 가진 단백질의 분석, 분리, 정제 등에 유용하게 사용될 수 있다.Such a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal may form a complex with a metal ion, and the metal ion bound to the complex has a property of binding to a histidine tag contained in the protein. The complexation of these metal ions with histidine is a rapid reaction, and the nitriloacetic acid terminal of the present invention can be reversible by using a strong chelate such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) or a competitor ligand such as imidazole in excess. The macromolecular polymer may be usefully used for analysis, separation and purification of a protein having a histidine tag.

본 발명의 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자와 복합체를 형성하여 단백질의 분석 등에 이용될 수 있는 금속 이온으로 Ni2 +, Cu2 +, Co+2, Zn2 + 등이 사용될 수 있다.Forming a polymer and a composite having a nitrilotriacetic acid terminal of the present invention it includes Ni 2 +, Cu 2 +, Co +2, Zn 2 + can be used as metal ions that can be used for analysis of the protein.

본 발명은 또한 (S1) 니트릴로트리아세트산을 포함하는 개시제를 준비하는 단계; 및 (S2) 상기 개시제를 이용하여 단량체를 원자 이동 라디칼 중합함으로써 고분자를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자의 제조방법을 제공한다.The invention also comprises the steps of preparing an initiator comprising (S1) nitrilotriacetic acid; And (S2) provides a method for producing a polymer having a nitrilo triacetic acid terminal comprising the step of preparing a polymer by atom transfer radical polymerization of the monomer using the initiator.

상기 제조방법에 있어, 개시제는 니트릴로트리아세트산을 포함하고 있으면서 원자 이동 반응으로 유기라디칼을 형성할 수 있는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 저분자 유기 화합물이거나 또는 고분자 유기 화합물일 수 있다. 이러한 개시제에는 원자 이동 반응으로 라디칼을 형성할 수 있는 작용기가 포함되어야 하며, 이러한 작용기로는 Cl, Br, I 등의 할로겐 원소가 바람직하다.In the above production method, the initiator is not particularly limited as long as it contains nitrilotriacetic acid and can form organic radicals by an atomic transfer reaction. For example, the initiator may be a low molecular organic compound or a high molecular organic compound. Such initiators should include functional groups capable of forming radicals by atomic transfer reactions, with halogens such as Cl, Br, and I being preferred.

본 발명의 상기 개시제는 용해도 조절, 분산성 향상 등 여러 가지 목적에 따라 상기 니트로트리아세트산 및 라디칼 형성용 작용기 이외에 다른 여러 가지 작용기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 개시제에 포함된 니트릴로트리아세트산 중 히드록시기의 수소는 t-부틸 등의 보호기로 치환되어 있을 수 있으며, 이 경우 본 발명의 제조방법은 이러한 보호기를 제거하는 단계를 추가로 포함하게 된다.The initiator of the present invention may include various functional groups in addition to the nitrotriacetic acid and the radical-forming functional group according to various purposes such as solubility control and dispersibility improvement. For example, the hydrogen of the hydroxy group in the nitrilotriacetic acid included in the initiator may be substituted with a protecting group such as t-butyl, in which case the production method of the present invention further includes removing the protecting group. .

또한 본 발명은 상기 개시제로 하기 화학식 2로 표시되는 개시제를 사용하는 것을 특징으로 하는 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal, characterized in that using the initiator represented by the formula (2) as the initiator.

Figure 112007012931939-pat00002
Figure 112007012931939-pat00002

상기 화학식 2에서, R은 수소 또는 메틸이며, X은 전술한 작용기들 중 어느 하나이다.In Formula 2, R is hydrogen or methyl, X is any one of the above-described functional groups.

본 발명의 제조방법에 있어, 상기 단량체로는 원자 이동 라디칼 중합을 할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용가능하며, 예를 들어, 스타이렌(styrene), 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 아크릴아마이드(acrylamide), 메타크릴아미드, 디엔, 아크릴릭산, 메타크릴릭산 및 이들의 유도체가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the production method of the present invention, any monomer can be used as long as it can perform atom transfer radical polymerization, for example, styrene, acrylate, methacrylate, acrylonitrile (acrylonitrile), acrylamide, methacrylamide, diene, acrylic acid, methacrylic acid and derivatives thereof may be used, but is not limited thereto.

또한 본 발명의 제조방법은 상기 (S2)단계의 라디칼 중합에 있어 촉매 Mt n+Xn와 리간드를 포함한다.In addition, the preparation method of the present invention includes a catalyst M t n + X n and a ligand in the radical polymerization of the step (S2).

Mt n +Xn는 전이금속 화합물로서 Mt는 전이금속을, X는 전이금속과 결합된 음이 온 성분을 나타내며, n은 전이금속의 형식전하이다. 이러한 전이금속(Mt n +)으로는 Cu1+, Cu2 +, Fe2 +, Fe3 +, Ru2 +, Ru3 +, Cr2 +, Cr3 +, Mo0, Mo+, Mo2 +, Mo3 +, W2 +, W3 +, Rh3 +, Rh4 +, Co+, Co2 +, Re2 +, Re3+, Ni0, Ni+, Mn3 +, Mn4 +, V2 +, V3 +, Zn+, Zn2 +, Au+, Au2 +, Ag+ 및 Ag2 +로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나가 사용될 수 있으며, X로는 할로겐, 탄소수 1 내지 6인 알콕시, (SO4)1/2, (PO4)1/3, (HPO4)1/2, (H2PO4), 트리플레이트, 헥사플루오로포스페이트, 메탄설포네이트, 아릴설포네이트, SeR1, CN 및 R2CO2 로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다. 이때, 상기 R1은 아릴 또는 탄소수가 1 내지 20인 직쇄 또는 분지상 알킬기이고, R2는 H 또는 탄소수 1 내지 6인 직쇄 또는 분지상 알킬기이며, n은 전이금속의 형식전하로서 0≤n≤7이면 더욱 바람직하다.M t n + X n is a transition metal compound, M t is a transition metal, X is a negative ion component combined with a transition metal, n is the formal charge of the transition metal. These transition metal (M t + n) is Cu 1+, Cu 2 +, Fe 2 +, Fe 3 +, Ru 2 +, Ru 3 +, Cr 2 +, Cr 3 +, Mo 0, Mo +, Mo 2 + , Mo 3 + , W 2 + , W 3 + , Rh 3 + , Rh 4 + , Co + , Co 2 + , Re 2 + , Re3 +, Ni 0 , Ni + , Mn 3 + , Mn 4 + , V 2 +, V 3 +, Zn +, Zn 2 +, Au +, Au 2 +, Ag +, and may be any one that is used selected from the group consisting of Ag 2 +, X roneun halogen, alkoxy having 1 to 6 carbon atoms , (SO 4 ) 1/2 , (PO 4 ) 1/3 , (HPO 4 ) 1/2 , (H 2 PO 4 ), triflate, hexafluorophosphate, methanesulfonate, arylsulfonate, SeR 1 Any one selected from the group consisting of, CN and R 2 CO 2 can be used. Wherein R 1 is aryl or a straight or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 is H or a straight or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n is a formal charge of the transition metal, 0 ≦ n ≦ 7 is more preferable.

상기 리간드로는 질소계 리간드, 인계(phosphorus) 리간드 등 촉매의 종류, 단량체의 종류 등에 따라 목적에 맞추어 여러 가지 리간드가 사용될 수 있다("Atom Transfer Radical Polymerization", Chemical Reviews, 2001, Vol. 101, No. 9, p.2941-2942 참조).As the ligand, various ligands may be used according to the purpose according to the type of catalyst, such as nitrogen-based ligand, phosphorus ligand, monomer, etc. ("Atom Transfer Radical Polymerization", Chemical Reviews, 2001, Vol. 101, No. 9, p. 2941-2942).

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으 며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples and the like will be described in detail to help understand the present invention. However, the embodiments according to the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

<< 실시예Example 1>  1> NTANTA 말단을 가지는  Terminal 폴리스타이렌의Polystyrene 제조 Produce

하기 반응식 1에 따라 NTA(니트릴로트라아세트산) 말단을 가지는 기능성 폴리스타이렌을 제조하였다.Functional polystyrenes having NTA (nitrilotraacetic acid) ends were prepared according to Scheme 1 below.

Figure 112007012931939-pat00003
Figure 112007012931939-pat00003

N'N ' ,, N'N ' -비스[(-Bis [( terttert -- 부틸옥시카보닐Butyloxycarbonyl )) 메틸methyl ]-]- N''N '' -- 브로모프로피오닐Bromopropionyl -L-리신 tert-부틸 에스테르(1a)의 합성Synthesis of -L-lysine tert-butyl ester (1a)

50.0 ml THF에 N α,N α-비스[(tert-부틸옥시카보닐)메틸]-L-리신 tert-부틸 에스테르(p-AB NTA, 342 mg, 7.7×10-1 mmol)와 트리에틸아민(TEA, 320 ul, 2.3 mmol)을 넣은 혼합용액에 2-브로모프로피오닐 브로마이드(2-bromopropionyl bromide(90.0 ul, 8.5×10-1 mmol)을 천천히 떨어뜨렸다. 사용한 p- AB NTA의 합성은 공지된 문헌(Langmuir Vol. 19, No. 5, p. 1671-1680, 2003)에 따라 진행하였다. 실험은 질소 하에 얼음 반응조에서 진행하였으며, 2-브로모프로피오닐 브로마이드를 넣은 지 한 시간 뒤 실온에서 12시간 동안 교반시켰다. 그 후에 THF를 날리고, 100ml CH2Cl2에 녹여 물 100ml을 사용하여 5회 적정하였다. 마지막으로 불순물을 함유하고 있는 생성물을 4:1의 n-헥산:에틸아세테이트의 혼합 용매를 흘려서 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 NTA를 가지는 개시제를 합성하였다. 구조는 NMR분석을 통해 확인하였다. N α , N α -bis [( tert -butyloxycarbonyl) methyl] -L-lysine tert -butyl ester ( p-AB NTA , 342 mg, 7.7 × 10 -1 mmol) and triethylamine in 50.0 ml THF (TEA, 320 ul, 2.3 mmol ) was dropped slowly with 2-bromopropionyl bromide (2-bromopropionyl bromide (90.0 ul , 8.5 × 10 -1 mmol) in a mixed solution loaded. with p- AB The synthesis of NTA proceeded according to known literature (Langmuir Vol. 19, No. 5, p. 1671-1680, 2003). The experiment was carried out in an ice bath under nitrogen, and stirred for 12 hours at room temperature one hour after the addition of 2-bromopropionyl bromide. Thereafter, THF was blown, dissolved in 100 ml CH 2 Cl 2 , and titrated five times using 100 ml of water. Finally, the product containing impurities was purified by column chromatography by flowing a mixed solvent of 4: 1 n-hexane: ethyl acetate to synthesize an initiator having NTA. The structure was confirmed by NMR analysis.

N'N ' ,, N'N ' -비스[(-Bis [( terttert -- 부틸옥시카보닐Butyloxycarbonyl )) 메틸methyl ]-]- N''N '' -- 브로모이소부티릴Bromoisobutyryl -L-리신 tert-부틸 에스테르(1b)의 합성Synthesis of -L-lysine tert-butyl ester (1b)

앞서 설명한 1a 합성 절차와 동일하며 2-브로모프로피오닐 브로마이드(bromopropionyl bromide) 대신에 2-브로모이소부티릴 브로마이드(bromoisobutyryl bromide)(103.7 ul, 8.5×10-1 mmol)를 사용하였다. 1a equal to the synthetic procedure described above and was used for 2-bromo-propionyl bromide (bromopropionyl bromide) 2-Bromo-assemble small butyryl bromide (bromoisobutyryl bromide) (103.7 ul, 8.5 × 10 -1 mmol) in place.

α-(p-α- (p- NTANTA )-)- 폴리스타이렌(2)의Of polystyrene (2) 합성 synthesis

Schlenk 플라스크에 스타이렌(1.0ml)과 아니솔(1.0ml)을 넣고 질소로 치환한 다음 freeze-pump-thaw 사이클을 3번 반복한 뒤 CuCl(36.4mg)와 4,4'-디(5-노닐)- 2,2'-바이피리딘(dNbpy, 300.8mg)을 첨가하고, 다시 freeze-pump-thaw 사이클을 두 번 반복하였다. 플라스크를 110℃의 오일 반응조에 넣고 앞서 제조된 개시제 1b(106.5mg, 18.4×10-2 mol)를 넣었다. 일정 시간 간격으로 적당량의 샘플을 취해 THF에 희석시켜 GC와 GPC를 이용하여 중합 정도를 확인하였다. 그 결과를 도 1에 나타내었다. 이후 생성물을 메탄올을 이용하여 침전시켜 573mg의 α-(p-NTA)-폴리스타이렌(2)을 얻었다. 구조는 NMR분석을 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.Add styrene (1.0 ml) and anisole (1.0 ml) to the Schlenk flask, replace with nitrogen, repeat the freeze-pump-thaw cycle three times, and use CuCl (36.4 mg) and 4,4'-di (5- Nonyl) -2,2'-bipyridine (dNbpy, 300.8 mg) was added and again the freeze-pump-thaw cycle was repeated twice. The flask was placed in an oil reactor at 110 ° C. and the initiator 1b (106.5 mg, 18.4 × 10 −2 mol) prepared previously was added. Samples were taken at regular intervals and diluted in THF to determine the degree of polymerization using GC and GPC. The results are shown in FIG. The product was then precipitated using methanol to give 573 mg of α- (p-NTA) -polystyrene (2). The structure was confirmed by NMR analysis, and the results are shown in FIG. 2.

α-(α- ( NTANTA )-)- 폴리스타이렌(3)의Of polystyrene (3) 합성 synthesis

앞서 제조된 α-(p-NTA)-폴리스타이렌(300mg, 61.2×10-3 mmol)과 20.0ml CH2Cl2를 플라스크에 넣고, 트리플루오로아세트산(TFA, 136.7 ul, 18.4×10-4 mol)을 첨가하였다. 그 후, 12시간 동안 실온에서 교반시키고, 메탄올에 침전을 잡아 187mg의 α-(NTA)-폴리스타이렌(3)을 얻었다. 구조는 NMR분석을 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.Put the prepared α- (p-NTA) -polystyrene (300mg, 61.2 × 10 -3 mmol) and 20.0ml CH 2 Cl 2 into the flask, trifluoroacetic acid (TFA, 136.7 ul, 18.4 × 10 -4 mol ) Was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 12 hours, and precipitated in methanol to obtain 187 mg of α- (NTA) -polystyrene (3). The structure was confirmed by NMR analysis, and the results are shown in FIG. 2.

즉, NTA 말단의 폴리스타이렌(3)은 NTA 말단의 폴리스타이렌(2)을 CH2Cl2/TFA에서 t-부틸 부분을 제거함으로써 얻었다. 도 2의 1H-NMR에서 1.38 ppm 과 1.40 ppm의 t-부틸이 사라지는 것으로 확인할 수 있다. 도 3에 나타나는 바와 같이, GPC에서는 최대 분자량 값은 같으면서 높은 분자량에서 뭉침 현상을 보이는 것을 알 수 있는데, 이는 스타이렌 사슬의 카복실 산(carboxylic acid)의 수소 결 합과 GPC 고정상의 상호작용으로 설명할 수 있다. 도 4에 나타나는 바와 같이, IR 결과를 통해서도 상기 합성과정을 확인하였다.In other words, the polystyrene ( 3 ) at the NTA end was obtained by removing the t-butyl portion from the CH 2 Cl 2 / TFA with the polystyrene ( 2 ) at the NTA end. In 1 H-NMR of Figure 2 it can be seen that 1.38 ppm and 1.40 ppm of t-butyl disappears. As shown in FIG. 3, it can be seen that the maximum molecular weight values in GPC are the same, but they show agglomeration at high molecular weights, which can be explained by the interaction of hydrogen bonding of carboxylic acid of styrene chain and GPC stationary phase. Can be. As shown in Figure 4, the synthesis was also confirmed through the IR results.

α-(α- ( NiNi -- NTANTA )-)- 폴리스타이렌(4)의Of polystyrene (4) 합성 synthesis

앞서 제조된 α-(NTA)-폴리스타이렌(100 mg, 21.3×10-3 mmol)을 50 ml DMF에 녹인 후 니켈 클로라이드(NiCl2, 0.4 mmol, 54.4 mg)을 첨가하였다. 실온에서 12시간 동안 교반시킨 후, 메탄올에 침전을 잡아 97mg의 α-(Ni-NTA)-폴리스타이렌(4)을 얻었다.The prepared α- (NTA) -polystyrene (100 mg, 21.3 × 10 −3 mmol) was dissolved in 50 ml DMF, and nickel chloride (NiCl 2 , 0.4 mmol, 54.4 mg) was added thereto. After stirring at room temperature for 12 hours, precipitation was carried out in methanol to obtain 97 mg of α- (Ni-NTA) -polystyrene (4).

개시제Initiator , 촉매 및 , Catalysts and 리간드의Ligand 영향 평가 Impact assessment

개시제, 촉매 및/또는 리간드를 변경한 것을 제외하고는 전술한 방법과 유사하게 약 110℃에서 NTA 유도 개시제를 사용한 스타이렌 원자 이동 라디칼 중합(atom transfer radical polymerization; ATRP)을 실시하여 NTA 말단을 가진 폴리스타이렌을 제조하였으며, 이로써 개시제, 촉매 또는 리간드가 NTA 말단을 가진 폴리스타이렌의 제조에 미치는 영향을 평가하였다. 각 실험의 제조 조건은 하기 표 1과 같으며, 그 결과를 하기 표 2에 종합하여 나타내었다.Similar to the method described above, a styrene atom transfer radical polymerization (ATRP) using an NTA-derived initiator was carried out at about 110 ° C., except that the initiator, catalyst and / or ligand were modified. Polystyrene was prepared, thereby evaluating the effect of initiator, catalyst or ligand on the production of polystyrene with NTA termini. The preparation conditions of each experiment are shown in Table 1 below, and the results are shown in Table 2 below.

번호number [스타이렌]0 [Styrene] 0 [개시제]0 [Initiator] 0 [촉매/리간드]0 [Catalyst / ligand] 0 아니솔Anisole 1One 7.869M7.869M 0.012M0.012M 0.012M0.012M 0.78ml0.78ml 22 4.33M4.33M 0.65×10-2M0.65 × 10 -2 M 1.3×10-2M1.3 × 10 -2 M 7.76ml7.76 ml 33 4.33M4.33M 2.25×10-2M2.25 × 10 -2 M 4.5×10-2M4.5 × 10 -2 M 1.5ml1.5ml 44 7.9M7.9M 4.1×10-2M4.1 × 10 -2 M 4.1×10-2M4.1 × 10 -2 M 0.8ml0.8ml 55 4.4M4.4M 0.92×10-1M0.92 × 10 -1 M 1.84×10-1M1.84 × 10 -1 M 1ml1ml

번호number [M]0/[I]0 [M] 0 / [I] 0 개시제 [I]0 Initiator [I] 0 촉매/리간드Catalyst / ligand 시간 (hr)Hour (hr) 전환율 [%]Conversion rate [%] Mn [103]M n [10 3 ] Mw/Mn M w / M n 1One 672672 1a1a CuBr/PMDETACuBr / PMDETA 1717 2121 117117 1.581.58 22 672672 1a1a 2×CuCl/PMDETA2 × CuCl / PMDETA 77 2121 140140 1.921.92 33 196196 1b1b 2×CuCl/2dNbpy2 × CuCl / 2dNbpy 1414 5858 13.513.5 1.211.21 44 190190 1b1b CuBr/2bpyCuBr / 2bpy 2020 7777 18.918.9 1.241.24 55 4848 1b1b 2×CuCl/2dNbpy2 × CuCl / 2dNbpy 1414 8888 4.94.9 1.091.09

상기 표 1에서, PMDETA는 진공 증류에 의해 정제된 N,N,N',N'',N''-펜타메틸디에틸렌트리아민(Aldrich)을 의미하며, dNbpy는 4,4'-디(5-노닐)-2,2'-바이피리딘을 의미하고, bpy는 2,2'-디피리딜을 의미한다.In Table 1, PMDETA means N, N, N ', N' ', N' '-pentamethyldiethylenetriamine (Aldrich) purified by vacuum distillation, and dNbpy is 4,4'-di ( 5-nonyl) -2,2'-bipyridine and bpy means 2,2'-dipyridyl.

NTA를 가진 ATRP 개시제 1a와 CuBr촉매, PMDETA 리간드를 사용하여 스타이렌을 중합하였다(표 1 및 2의 1번). 이 경우 1a 개시제의 느린 개시(slow initiation)때문에, 낮은 전환율에 높은 분자량을 가지며 분자량 분포가 넓은 고분자가 생성되었다. 개시 속도를 높이기 위해 CuBr/PMDETA대신에 CuCl/PMDETA를 사용하여 할로겐 교환(halogen exchage) 방법을 도입하였다. 그러나, 스타이렌 중합은 여전히 낮은 개시 경향을 보였다(표 1 및 2의 2번).Styrene was polymerized using the ATRP initiator 1a with the NTA, CuBr catalyst, and PMDETA ligand (No. 1 in Tables 1 and 2). In this case, the slow initiation of the 1a initiator resulted in a polymer having a low molecular weight and a high molecular weight and a wide molecular weight distribution. In order to speed up the initiation, a halogen exchage method was introduced using CuCl / PMDETA instead of CuBr / PMDETA. However, styrene polymerization still showed a low initiation tendency (No. 2 in Tables 1 and 2).

이러한 낮은 개시 경향은 바이-피리딘 리간드(bipyridine-based ligand)와 1b 개시제를 사용함으로써 개선할 수 있었으며, 잘 조절된 폴리스타이렌을 얻을 수 있었다(표 1 및 2의 3번). 이러한 결과는 2-브로모이소부티릴(2-bromoisobutyryl)이 2-브로모프로피오닐(2-bromopropionyl) 보다 활성 속도(라디칼의 생성)가 빠르다는 것을 보여준다. 게다가, 바이-피리딘 계열을 사용한 촉매의 빠른 비활성 속도가 개시 효율의 향상을 가져온다. 1b 개시제와 CuCl/dNbpy 촉매는 전형적인 리빙 라디칼 중합의 거동을 보여준다. 1차 속도 곡선(the first order kinetic plot)은 직선형이며 전환율에 대한 분자량 또한 이론 분자량에 가깝게 직선으로 증가하였으며, 분자량 분포는 1.09로 좁게 나타난다(도 5 참조).This low initiation tendency could be improved by using bipyridine-based ligands and 1b initiators, resulting in well controlled polystyrene (No. 3 in Tables 1 and 2). These results show that 2-bromoisobutyryl has a faster activation rate (production of radicals) than 2-bromopropionyl. In addition, the fast deactivation rate of the catalyst using the bi-pyridine series results in an improvement in the starting efficiency. The 1b initiator and CuCl / dNbpy catalyst show the behavior of typical living radical polymerizations. The first order kinetic plot is linear and the molecular weight for conversion also increases linearly close to the theoretical molecular weight, with a narrow molecular weight distribution of 1.09 (see Figure 5).

<< 실험예Experimental Example 1>  1> NTANTA 말단을 가지는  Terminal 폴리스타이렌의Polystyrene 평가 evaluation

GFPGfp (( GreenGreen FluorescenceFluorescence ProteinProtein )의 발현 및 정제Expression and Purification

E.coli BL21(DE3)에 있는 N-말단로 헥사히스티딘(hexahistidine)을 가지는 히스티딘-태그(Histidine-tagged) GFP를 100ml LB 매질에서 O.D가 약 0.6이 될 때까지 37℃에서 키운 후, 0.05mM IPTG를 첨가하고 20℃에서 6시간 동안 유도시켜 주었다. 세포 용해 완충액(Novagen)을 이용하여 세포를 파쇄시키고 이렇게 얻어진 His-tagged GFP 단백질을 5mg Ni-NTA HisBind Resin(Novagen)에 4℃에서 3시간 결합시킨 후, 이를 칼럼에 충진하였다. 그런 다음 세척 완충액(50mM phosphate buffer, pH 8.0, 300mM NaCl 및 30mM 이미다졸)로 4ml씩 2번 정도 세척을 한 뒤, 용출 완충액(50mM phosphate buffer, pH 8.0, 300mM NaCl 및 250mM 이미다졸) 1ml을 흘려주어 얻고자 하는 단백질들이 용출되게 하였다. 용출된 단백질의 순도는 12% SDS-PAGE 겔을 이용하여 확인하였다.Histidine-tagged GFP with hexahistidine as the N-terminus in E. coli BL21 (DE3) was grown at 37 ° C. until the OD was about 0.6 in 100 ml LB medium, followed by 0.05 mM IPTG was added and induced at 20 ° C. for 6 hours. Cells were lysed using Cell Lysis Buffer (Novagen) and His-tagged GFP protein thus obtained was bound to 5 mg Ni-NTA HisBind Resin (Novagen) at 4 ° C. for 3 hours and then packed into a column. Then wash twice with 4 ml each with wash buffer (50 mM phosphate buffer, pH 8.0, 300 mM NaCl and 30 mM imidazole), and then 1 ml of elution buffer (50 mM phosphate buffer, pH 8.0, 300 mM NaCl and 250 mM imidazole). The proteins to be obtained were allowed to elute. The purity of the eluted protein was confirmed using a 12% SDS-PAGE gel.

베시클Vesicle 용액 제조 Solution preparation

베시클 용액(vesicle solution)은 용매를 증발시키는 방법으로 제조하였다. THF 2ml에 전술한 방법으로 제조한 α-(NTA)-폴리스타이렌(3)과 α-(Ni-NTA)-폴리스타이렌(4)를 각각 녹인 후, 빠르게 교반시키면서 물(8ml)을 점차적으로 떨어뜨렸다. 그리고 나서 60℃에서 3시간 동안 열을 가해 THF를 제거하고 30분 동안 초음파 분해를 시켜주었다.A vesicle solution was prepared by evaporating the solvent. After dissolving α- (NTA) -polystyrene ( 3 ) and α- (Ni-NTA) -polystyrene ( 4 ) prepared in the above-described manner in 2 ml of THF, water (8 ml) was gradually dropped while stirring rapidly. Then heat was applied at 60 ° C. for 3 hours to remove THF and sonication for 30 minutes.

α-(NTA)-폴리스타이렌(3)과 α-(Ni-NTA)-폴리스타이렌(4)의 베시클 용액을 한 방울 떨어뜨리고, 40℃에서 4시간 동안 건조시켜 SEM/EDX 시료를 준비하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서와 같이, ~500nm의 균일한 구형 입자를 가진다. 개시제로부터 C와 O를 볼 수 있으며, 니켈을 결합한 4에서 스타이렌 베시클 표면의 NTA와 킬레이트되어진 Ni이 존재하는 것을 볼 수 있다. Si는 실리콘 와이퍼로부터 나온 것이다.A drop of the vesicle solution of α- (NTA) -polystyrene ( 3 ) and α- (Ni-NTA) -polystyrene ( 4 ) was dropped and dried at 40 ° C. for 4 hours to prepare a SEM / EDX sample. The results are shown in FIG. As in Figure 6, it has a uniform spherical particles of ~ 500nm. C and O can be seen from the initiator, and Ni is chelated with NTA on the styrene vesicle surface at the nickel-bonded 4 . Si is from a silicon wiper.

NTANTA 말단을 가진 고분자와  Polymer with terminal GFPGfp 의 결합Combination of

NTA 말단을 가진 폴리스타이렌과 GFP의 결합은 Florescence 현미경법을 이용하여 확인할 수 있다. 제조한 상기 베시클 용액에 GFP 용액(stock solution)을 넣어 결합시킨 후, 이미다졸을 흘려주었다. GFP와 선택적인 결합을 하는 α-(Ni-NTA)-폴리스타이렌(4)의 경우 용출되어 나오는 GFP의 양을 측정해 보았을 때 86%정도 용출됨을 볼 수 있으며, α-(NTA)-폴리스타이렌(3)의 경우도 비선택적으로 결합된 GFP가 존재하지만 이미다졸을 흘려주었을 때 용출되어 나온 물질이 약 10% 정도로 비가역적인 NTA-His tag 결합(Ni을 사용한 선택적 결합이 아닌.비선택적인 결합)으로 인해 잘 제거되지 않음을 확인할 수 있었다(도 8 참조).The binding of polystyrene and GFP with NTA terminus can be confirmed using Florescence microscopy. GFP solution (stock solution) was added to the prepared vesicle solution, followed by binding to imidazole. In the case of α- (Ni-NTA) -polystyrene ( 4 ) which selectively binds to GFP, it can be seen that 86% is eluted when measuring the amount of GFP that is eluted, and α- (NTA) -polystyrene (3). In the case of), non-selectively bound GFP is present, but about 10% of the material eluted when imidazole is flowed is irreversible NTA-His tag bond (non-selective bond, not selective bond using Ni). It could be confirmed that it is not removed well (see FIG. 8).

<< 실시예Example 2>  2> NTANTA 말단을 가지는  Terminal PEGMAPEGMA 의 제조Manufacture

단량체(monomer)로 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 메타크릴레이트(Poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate; PEGMA)를 사용하여 하기 반응식 2에 따라 NTA 말단을 가지는 PEGMA를 제조하였다. PEGMA는 물에 녹기 때문에 바이오 응용에 유용하게 사용될 수 있다.Poly (ethylene glycol) methyl ether methacrylate (PEGAMA) was used as a monomer to prepare PEGMA having an NTA terminal according to Scheme 2 below. Because PEGMA is soluble in water, it can be useful for bio applications.

Figure 112007012931939-pat00004
Figure 112007012931939-pat00004

α-(p-α- (p- NTANTA )-p() -p ( PEGMAPEGMA )(2)의 합성Synthesis of 2

질소 하의 Schlenk 플라스크에 PEGMA(2.4ml)와 아니솔(2.4ml)를 넣어주었다. freeze-pump-thaw를 세 번 해준 다음, CuBr(39.6mg)와 PMDETA(56ul)를 플라스크에 넣고, freeze-pump-thaw를 두 번 더 해주었다. 그 후, 플라스크를 90℃의 오일 반응조에 넣어주었다. 그리고 개시제(1)(159.6 mg, 2.8×10-4 mol)를 플라스크에 넣어 주었다. 중합 중에 0.1ml 정도의 샘플을 취해서 THF에 녹인다음 GC와 GPC로 분석하였다. 중합이 끝나면 디에틸에테르를 이용해서 침전을 잡았다.PEGMA (2.4 ml) and anisole (2.4 ml) were added to a Schlenk flask under nitrogen. After freeze-pump-thaw three times, CuBr (39.6mg) and PMDETA (56ul) were added to the flask and freeze-pump-thaw was added twice. The flask was then placed in an oil reactor at 90 ° C. And initiator ( 1 ) (159.6 mg, 2.8 × 10 -4 mol) was added to the flask. During the polymerization, samples of about 0.1 ml were taken, dissolved in THF, and analyzed by GC and GPC. At the end of the polymerization, diethyl ether was used for precipitation.

α-(α- ( NTANTA )-p() -p ( PEGMAPEGMA )(3)의 합성Synthesis of (3)

α-(p-NTA)-p(PEGMA)(2)(1.004g, 2.2 mmol)를 플라스크에 담고 40.0ml의 THF에 녹였다. 트리플루오로아세트산(TFA, 10 ml, 1.3×10-1mol)을 플라스크에 넣어주었다. 실온에서 12 시간 마그네틱 바를 넣고 섞어준 다음 이소프로필에테르를 이용하여 침전을 잡았다.α- (p-NTA) -p (PEGMA) (2) (1.004 g, 2.2 mmol) was placed in a flask and dissolved in 40.0 ml of THF. Trifluoroacetic acid (TFA, 10 ml, 1.3 × 10 −1 mol) was placed in the flask. The magnetic bar was mixed at room temperature for 12 hours, and then precipitated using isopropyl ether.

상기 제조에 있어 pPEGMA의 중합률은 약 75%이었고, GPC를 통해 확인한 분자량은 26,950g/mol이었으며, 분자량 분포는 1.32이었다. α-(p-NTA)-p(PEGMA)(2)의 구조는 1H-NMR을 통해서 확인하였다. α-(p-NTA)-p(PEGMA)(2)에서 TFA/THF를 이용하여t-부틸 그룹을 제거하여 α-(NTA)-p(PEGMA)(3)을 얻은 후 제거된 것은 1H-NMR을 통해서 확인하였으며, 1H-NMR에서 1.38 ppm과 1.40 ppm에 있는 t-부틸 그룹의 피크가 사라짐을 확인할 수 있었다.In the preparation, the polymerization rate of pPEGMA was about 75%, the molecular weight determined by GPC was 26,950 g / mol, and the molecular weight distribution was 1.32. The structure of α- (p-NTA) -p (PEGMA) (2) was confirmed by 1 H-NMR. In the α- (p-NTA) -p (PEGMA) (2), the t-butyl group was removed using TFA / THF to obtain α- (NTA) -p (PEGMA) (3), followed by removal of 1 H. It was confirmed through -NMR, the peak of the t-butyl group at 1.38 ppm and 1.40 ppm in 1 H-NMR disappeared.

<< 실험예Experimental Example 2>  2> NTANTA 말단을 가지는  Terminal PEGMAPEGMA 의 평가Evaluation of

GFP(Green fluorescent protein)은 다른 보조 효소 없이도 형광을 띄기 때문에 바이오 결합 모델로 사용하였다. SDS-PAGE(Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis)를 통해서 바이오 결합이 일어남을 확인하였으며, 그 결과를 도 9에 나타내었다. 또한 이미다졸을 이용하여 이러한 바이오 결합이 가역적임을 확인하였다.Green fluorescent protein (GFP) was used as a bio-binding model because it fluoresces without other coenzymes. It was confirmed that bio-bonding occurred through SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis), and the results are shown in FIG. 9. Imidazole was also used to confirm that this bio binding was reversible.

하기 반응식 3은 상기 NTA 말단을 가진 p(PEGMA)와 히스티딘 태그 단백질의 바이오결합(biocojugation)을 나타낸다.Scheme 3 below shows the biocojugation of p (PEGMA) with the NTA terminus and histidine tagged protein.

Figure 112007012931939-pat00005
Figure 112007012931939-pat00005

본 발명은 니트릴로트리아세트산 말단을 가진 고분자 및 이러한 고분자와 금속 이온의 복합체를 이용한 히스티딘 함유 단백질의 분석, 분리, 정제 등의 방법을 제공한다. 본 발명의 니트릴로트리아세트산 말단을 가진 고분자는 니트릴로트리아세트산을 가지는 개시제를 이용하여 단량체를 원자 이동 라디칼 중합(ATRP)함으로써 제조될 수 있다.The present invention provides a method of analyzing, separating and purifying a histidine-containing protein using a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal and a complex of such a polymer and a metal ion. The polymer having the nitrilotriacetic acid terminal of the present invention can be prepared by atom transfer radical polymerization (ATRP) of the monomer using an initiator having nitrilotriacetic acid.

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete (S1) 니트릴로트리아세트산을 포함하는 개시제를 준비하는 단계; 및(S1) preparing an initiator comprising nitrilotriacetic acid; And (S2) 상기 개시제를 이용하여 단량체를 원자 이동 라디칼 중합함으로써 고분 자를 제조하는 단계; 및(S2) preparing a polymer by atom transfer radical polymerization of the monomer using the initiator; And 포함하는 것을 특징으로 하는 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자의 제조방법.Method for producing a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal, characterized in that it comprises a. 제4항에 있어서, 상기 개시제는 작용기로 할로겐을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자의 제조방법.The method for producing a polymer having nitrilotriacetic acid terminal according to claim 4, wherein the initiator contains a halogen as a functional group. 제4항에 있어서, 상기 단량체는 스타이렌(styrene), 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 아크릴아마이드(acrylamide), 메타크릴아미드, 디엔(diene), 아크릴릭산 및 메타크릴릭산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자의 제조방법.The method of claim 4, wherein the monomer is styrene, acrylate, methacrylate, acrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, diene, acrylic acid and Method for producing a polymer having a nitrilotriacetic acid terminal, characterized in that any one selected from the group consisting of methacrylic acid. 제4항에 있어서, 상기 개시제에 포함된 니트릴로트리아세트산 중 히드록시기의 수소는 보호기로 치환되어 있으며, 상기 제조방법은 이러한 보호기를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 니트릴로트리아세트산 말단을 가지는 고분자의 제조방법.The method of claim 4, wherein the hydrogen of the hydroxy group in the nitrilotriacetic acid contained in the initiator is substituted with a protecting group, the production method further has a step of removing the protecting group having a nitrilotriacetic acid terminal Method for producing a polymer. 삭제delete 삭제delete
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