KR20090046857A - 고체 지지체 - Google Patents

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KR20090046857A
KR20090046857A KR1020097003743A KR20097003743A KR20090046857A KR 20090046857 A KR20090046857 A KR 20090046857A KR 1020097003743 A KR1020097003743 A KR 1020097003743A KR 20097003743 A KR20097003743 A KR 20097003743A KR 20090046857 A KR20090046857 A KR 20090046857A
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beads
polymer
solid support
bead
solid
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KR1020097003743A
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도날드 에이. 웰링스
사이드 굴자르
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크로마티드 엘티디
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Abstract

본 발명에는 비드를 통과하는 구멍 및 상기 구멍 내에 배치된 고분자를 갖는 고분자 침투 비드를 포함하는 고체 지지체가 기재된다. 상기 지지체는 고체상, 특히 펩티드의 합성 및 분자, 특히 효소의 고정 뿐만 아니라, 추가 적용 영역에 유용하다.

Description

고체 지지체{SOLID SUPPORT}
본 발명은 고분자를 포함하는 고체 지지체, 지지체를 제조하는 방법 및 고체상 공정에서의 상기 지지체의 용도에 관한 것이다. 상기 지지체는 고체상 유기 합성, 고체상 추출, 고체상 시약, 종(species)의 고정, 세포 배양, 촉매 반응, 크로마토그래피 및 의학 진단과 같이 기질과의 상호작용이 필요한 광범위한 물리적 및 화학적 공정에 유용하다.
고체상 합성 공정에 유용한 고체 지지체 물질은 공지되어 있다. 예를들어, 유기 분자, 특히 특정 펩티드 및 올리고누클레오티드의 합성, 종의 고정, 촉매의 지지, 이온 교환, 물질로부터의 종의 추출 및 크로마토그래피를 포함하는 광범위한 물리적 및 화학적 공정은 고체 지지체 물질을 이용한다.
다단계의 유기 분자의 합성은 통상적으로 차후 단계의 진행 전에 각각의 단계에서 생성된 중간물질을 분리하기 위한 다수의 분리 단계를 포함하며, 상기 중간물질은 공급원료(feedstocks)로서 사용된다. 이러한 공정은 시간 소모적이고 고비용일 수 있으며, 수율에 있어서 비효율적일 수 있다. 중간체는 종종 과량의 시약 및 반응 부산물을 제거하기 위한 정제를 필요로 하고, 침전, 여과, 이상(bi-phase) 용매 추출, 고체상 추출, 결정화 및 크로마토그래피와 같은 공정이 이용될 수 있 다.
고체상 합성은 액체상 합성에 비해 몇몇 장점을 제공한다. 예를들어, 액체상 합성에서 사용되는 분리 과정은 고체 지지체에 표적 분자를 역으로 부착시킴으로써 어느 정도 회피될 수 있다. 과량의 시약 및 일부 부산물이 여과 및 고체 지지체의 세척에 의해 제거될 수 있다. 표적 분자는 몇몇 공정에서 높은 수율 또는 본질적으로 양적인 수율로 회수될 수 있다. 용액 상 합성에서 고수율로 회수하는 것은 종종 어렵다. 또한, 고체 지지체 상에서 작업을 수행하는데 필요한 시간은 통상적으로 용액 상 합성에서 동등한 단계를 수행하는데 필요한 시간보다 훨씬 적다.
다양한 공정에서 종의 고정이 또한 공지되어 있다. 예를들어, 고분자 지지체는 화학 촉매작용 및 생체 촉매작용을 포함하는 전통적인 유기 화학에서 사용하기 위한 촉매의 고정에 통상적으로 사용된다. 고정된 효소는 유기 화학 반응 또는 키랄 분리를 포함하는 광범위한 공정에 사용될 수 있는데, 예를들어 이차 알코올의 분리를 위해 고정된 페니실린 아미다아제가 사용되고(E Baldaro et al. Tet. Asym. 4, 1031, (1993)), 아목시실린의 제조에서 벤질페니실린의 가수분해를 위해 고정된 페니실린 G 아미다아제가 또한 사용된다(Carleysmith, S. W. and Lilly, M. D., Biotechnol Bioeng., 21, 1057-73, 1979).
고체 지지체, 예를들어 고분자 비드가 또한 의학 및 진단 적용을 위해 생물학적 거대분자를 고정시키는데 사용될 수 있다. 이러한 적용의 예는 단백질, 모노클로날 항체 및 폴리클로날 항체의 고정을 포함한다. 세포 배양은 통상적으로 특 정 표면 특성 및 형태를 지니는 고체 지지체 상에서 수행된다. 고정된 효소는 신호, 예를들어 글루코오스 옥시다아제/퍼옥시다아제 커플링된 효소 시스템에 의한 글루코오스의 검출을 발생시키기 위한 센서로서 사용될 수 있고, 상기에서 글루코오스의 존재는 매우 다양한 기질의 산화에 대해 퍼옥시다아제에 대한 기질인 과산화수소를 발생시켜, 커플링(coupling)된 형광 또는 발광 신호를 제공한다.
형광이 특정 양이온 또는 음이온에 대해 민감한 다양한 형광제(fluor)가 pH 측정을 위한 수소 이온을 포함하는 특정 이온의 농도를 나타내기 위해 고분자 비드에 고정될 수 있다.
고분자 입자는 종종 고체 지지체가 정지상으로 언급되는 크로마토그래피에 사용된다. 크로마토그래피의 특정 방식에서, 정지상은 고비용이 들어 사용이 제한될 수 있다. 정지상의 물리적 특성은 일부 적용에서 완전한 효과를 얻기에는 적절하지 않을 수 있다. 예를들어, 연성 고분자는 종종 친화성, 이온-교환 및 겔 투과 크로마토그래피에 사용되나, 상기 고분자의 입자의 변형될 수 있는 특성으로 인해 높은 유속에서는 효과적으로 사용될 수 없다. 다른 방식의 크로마토그래피에서 사용되는 견고한 거대다공성(macroporous) 고분자는 종종 기계적으로 취약하여 이후 짧은 수명으로 불편을 겪게 된다.
크로마토그래피 분리에서의 고체 지지체 또는 정지상의 적용은 예를들어 제조용 크로마토그래피를 이용하는 고부가 생성물의 정제를 위해 약학 및 생물공학 산업에서 사용되는 복잡한 첨단 기술적 분리 및 광산업에서 사용되는 대규모 분리를 포함하여 매우 광범위하다. 촉매 변환기 및 기타 산업적 공정에서 중요한 성분 인 세상의 팔라듐의 많은 부분이 고정된 크라운 에테르를 이용하여 정련될 수 있다(Traczyk, F. P., Bruening, R. L., Izatt, N. E. "The Application of Molecular Recognition Technology (MRT) for Removal and Recovery of Metal Ions from Aqueous Solutions", In Fortschritte in der Hydrometallurgie, 1998, Vortrage beim 34. Metallurgischen Seminar des Fachausschusses fuer Metallurgische Aus-und Weiterbildung der GDMB, 18-20 November 1998, Goslar).
고체상 추출 및 고체상 시약의 분리에서의 고분자 입자의 사용이 또한 화학, 약학 및 생물공학 산업에서 공지되어 있다.
공지된 고체상 지지체는 일반적으로 상기 적용에 적합한 위한 입자 크기 및 물리적 특성의 고분자 입자를 포함한다. 상기 고분자의 사용의 용이성을 위해, 입자는 종종 구형이고 규정된 입자 크기 분포를 지닌다. 입자의 구형 특성은 고분자의 유동 및 여과 특성을 개선시킨다. 고체 지지체의 사용이 작업적 장점을 지니지만, 고체상 방법에 불리한 점이 있다. 예를들어, 펩티드 및 올리고누클레오티드의 고체상 합성에 통상적으로 사용되는 시판되는 지지체는 고비용일 수 있다. 고분자 입자는 통상적으로 모노머의 용액이 중합반응의 개시 전에 비혼화 용액(연속상)에 분산되는 분산 또는 에멀젼 중합반응 공정에 의해 제조될 수 있다. 형성된 고분자 입자는 통상적으로 이후에 여과되고, 세척되고, 분류된다. 이러한 공정은 연속상에 대한 모노머의 손실, 다양한 입자 크기의 생성 및 중합반응 동안의 미세한 입자의 생성을 포함하여 여러 측면에서 불리하다. 연속상에 대한 모노머의 손실은 원료 물질 및 환경 비용 둘 모두에 있어서 비효율적일 수 있다. 특정 적용을 위해 필요한 입자 크기를 분리하기 위한 고분자 입자의 분류는 힘들고 복잡한 공정으로, 이는 통상적으로 수율을 감소시킬 수 있는 체질(sieving) 및(또는) 공기 분류를 포함한다. '미세한' 입자가 보통 생성된다. 이러한 미세 입자는 고분자 비드의 분리에서 문제가 될 수 있고, 추가의 공정, 예를들어 이들의 제거를 위한 침전 및 디캔테이션(decantation)을 필요로 할 수 있다.
제조 동안의 요망되지 않는 제조 비용 및 낭비 외에, 특정한 불이익이 공지된 고분자 입자의 물리적 특성과 함께 발생할 수 있다. 미세다공성(microporous) 고분자 및 거대다공성 고분자가 일반적으로 사용되고, 이들의 제조는 고비용이며 복잡하다.
미세다공성 고분자는 비교적 적은 수준의 가교를 지니며, 이는 상기 고분자 입자가 적절한 용매에서 잘 용매화되고 이후에 팽창되도록 한다. 그러나, 미세다공성 고분자 입자는 일반적으로 연성으로, 이는 일반적으로 패킹(packing)된 컬럼 베드에서 높은 유속에서 사용하기에는 적절하지 않다. 또한, 연성 입자는 요망되지 않게 압축되어, 예를들어 여과 동안 사용되는 소결물(sinter) 또는 메시(mesh)로의 압축 침입을 종종 발생시키는 파울링(fouling)을 야기시킨다.
거대다공성 고분자는 고분자 매트릭스 내에 높은 수준의 가교를 지니며, 큰 다공을 함유한다. 이러한 고분자 입자는 일반적으로 견고하며, 패킹된 컬럼에서 우수한 유동 특성을 지닌다. 견고한 거대다공성 및 거대망상형 입자는 패킹된 컬럼 베드에서 높은 유속에 보다 적합하다. 그러나, 견고한 특성으로 인해, 상기 입자는 물리적 스트레스에서 구조적으로 무르고 취약하다.
상기 지지체의 생성 비용, 소모, 물리적 온전성과 관련된 문제점 및 불량한 제품 성능은 상기 고분자 지지체를 위한 용기로서 효과적으로 사용되는 구멍을 지닌 미리형성된 고체 비드를 제공함으로써 개선될 수 있다.
첫번째 양태에서, 본 발명은 비드가 비드 안에 또는 바람직하게는 비드를 통과하는 구멍(들)과 상기 구멍(들) 내에 배치된 고분자를 지니는 고분자 침투(polymer-impregnated) 비드를 포함하는 고체 지지체를 제공한다.
본원에서 사용되는 용어 "고분자"는 실리카가 한 예일 수 있는 무기 고분자 및 폴리스티렌이 한 예일 수 있는 유기 고분자를 포함한다.
유리하게는, 비드는 견고하고 기계적으로 강하며, 패킹된 컬럼 베드에서 높은 유속에서 사용될 수 있다. 비드는 또한 신속한 공정을 가능케 하는 회분식(batch-wise) 수행으로 용이하게 여과할 수 있다.
비드는 적절하게는 비활성 물질을 포함한다. 적절하게는, 비활성 물질은 유리, 세라믹, 고분자, 금속, 예를들어 강철, 목재 및 기타 천연 물질로부터 선택된다. 바람직한 구체예에서, 비드는 유리로부터 미리 형성된다. 보석류 산업에서 통상적으로 사용되는 유리 시드(seed) 비드가 상기 적용에 특히 유용하다. 이들은 대규모로 제조되고, 고비용이 아니며, 유용한 치수 및 구조적 온전성의 지지체를 제공한다.
적절하게는, 비드는 구형이거나, 구형에 근접하거나, 타원형이다. 비드의 구형 특성은 다수의 적용에서 유리하고, 예를들어 컬럼에서의 패킹을 촉진하고, 여과 동안 베드 상에서의 유동 특성을 개선시킨다. 그러나, 불규칙한 형태, 달걀 형태 및 기타 형태의 비드가 사용될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 짧은 조각의 관이 사용될 수 있다.
본 발명은 임의의 크기의 비드를 사용할 수 있으나, 비드 내 구멍 내의 고분자 플러그(plug)가 크면 클수록, 고분자로의 물질 확산이 덜 효율적이게 된다. 바람직하게는, 비드 내의 구멍은 비드를 통과하는 구멍의 축에 직각을 이루는 치수가 2mm 미만, 특히 1mm 미만, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.75mm, 0.01 내지 0.5 mm, 특히 0.05 내지 0.5mm의 직경을 지닌다. 비드가 작으면 작을수록, 물질이 결합되거나 흡수되는 고분자 내에서의 확산이 높아지고, 또한 비드 사이의 패킹이 밀집된다.
적절하게는, 비드는 직경이 2mm 이하, 바람직하게는 1.5mm 이하, 요망되게는 1.2mm 이하이다. 바람직하게는, 비드는 직경이 0.01mm 이상, 요망되게는 0.05mm 이상이다. 한 바람직한 구체예에서, 비드는 직경이 0.1 내지 1.2mm, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.0mm, 요망되게는 0.3 내지 0.8mm이다. 일반적으로, 비드는 기능적 관점(functional perspective)에서 가능한한 직경이 작은 것이 바람직하나, 이는 보다 작은 비드를 생성시키기 위한 경제적인 측면과 균형을 이루어야 한다. 비드는 0.4 내지 0.7 mm의 직경을 지니는 것이 가장 적합하다.
본 발명은 비드가 바람직하게는 단일한 구멍을 포함하고, 더욱이 상기 구멍이 통상적으로 다공성 물질과 관련되는 치수보다 큰 치수를 지닌다는 점에서 다공성 지지체와 구별된다. 적절하게는, 고체 지지체는 구멍 내에 단일한 플러그 또는 고분자 덩어리를 포함한다. 비드는 다공성일 수 있으나, 이는 존재하는 임의의 다공 외에 구멍을 또한 지니는 것이 필요하다. 구멍은 적절하게는 구멍 내 고분자의 물리적 유지(retention)를 돕는 아령 형태 또는 팽창된 형태(중앙에서 폭이 보다 넓음)이거나, 원통형일 수 있다.
한 바람직한 구체예에서, 비드의 구멍은 고분자와 일렬이 되어, 물질이 고분자 라이닝(lining)을 지니는 비드를 통해 통과할 수 있다. 이는 접촉을 위한 보다 접근가능한 표면 영역을 제공하고, 비드를 통과하는 물질의 유동을 개선시킬 수 있다.
적절한 비드는, 예를들어 미유키 비드(Miyuki beads) 및 토호 비드(Toho beads)로 시판되거나, 모세관을 짧은 조각으로 절단한 후, 이를 유리 용융점 바로 아래의 온도로 가열함으로써 제조될 수 있다. 이러한 온도에서, 짧은 조각의 모세관은 다시 수축하여 비드를 형성한다.
통상적으로, 11/0 및 15/0 크기의 유리 시드 비드가 용이하게 이용가능하다. 15/0 크기의 비드는, 예를들어 구멍의 방향에서 약 1.15mm로 측정되고 약 1.55mm의 폭을 가진다.
적절하게는, 고분자는 비드의 구멍에서 형성된다. 고분자는 비드에 직접 또는 간접적으로 공유 결합될 수 있다. 비드가 활성 부위를 지니는 물질로 제조되는 경우, 예를들어 셀룰로오스 물질 내에 히드록실기를 제공하는 목재의 경우, 고분자는 직접 결합될 수 있다. 비드가 보다 비활성인 물질(예를들어, 유리)로 제조되는 경우 비드를 처리하여 고분자가 결합될 수 있는 활성 부위를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 비드가 유리를 포함하는 경우, 부식제, 바람직하게는 불화물 부식 용액, 예를들어 불화수소 용액 및 중불화암모늄 용액으로 처리하여 유도체와의 반응에 적합한 표면을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
바람직하게는, 비드는 고분자와의 반응을 위한 활성 부위를 제공하도록 유도체화된다. 유리 표면을 유도체화시키기 위한 공지된 물질 및 공정이 이용될 수 있다. 한 특정 바람직한 구체예에서, 유도체는 실란을 포함하고, 고분자로의 결합을 위한 활성 부위를 포함한다. 바람직하게는, 활성 부위는 비닐기이다.
실란기는 적절하게는 화학식 -(O)nSi[(CH2)p[Z]qCR=CR2](4-n)을 지니고, 여기서 n은 1 내지 3이고, p는 0 내지 6이고, R은 독립적으로 H 또는 알킬이고, q는 0 또는 1이고, Z는 이가 결합기(divalent linking group)이다.
바람직하게는, Z는 화학식 -(CH2]rNRC(O)-을 지니고, 여기서 r은 1 내지 6이다.
한 특정한 바람직한 구체예에서, 지지체는 유리 비드에 결합된 실란기를 지니는 유리 비드를 포함하고, 상기 실란기는 -O3SiCH=CH2 및 -O3Si(CH2)3NHCOCH=CH2로부터 선택된다. 바람직하게는, -O3SiCH=CH2 기는 트리에톡시비닐 실란으로부터 유래된다. 바람직하게는, -O3Si(CH2)3NHCOCH=CH2 기는 유리와 반응되는 아미노프로필 트리메톡시 실란으로부터 유도된 후, 아민기가 아크릴로일 클로라이드와 반응된다.
고분자는 요망되는 적용에 따라 임의의 적절한 물질일 수 있다. 한 바람직한 구체예에서, 고분자는 유기 고분자이고, 고분자 수지, 폴리아크릴 아미드, 폴리스티렌, 셀룰로오스, 폴리디메틸아크릴아미드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리우레아, 폴리아크릴로일모르폴린 및 폴리베타히드록시 에스테르, 폴리하이브(Polyhipe), 폴리알킬렌 글리콜, 예를들어 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 및 다당류, 예를들어 아가로오스로부터 선택된다.
고분자는 무기 고분자일 수 있고, 이는 적절하게는 알루미나, 실리카 및 기타 금속 산화물로부터 선택된다.
고분자는 제공된 적용에 대해 특정 작용기를 제공하기 위해 추가로 반응될 수 있다. 적절하게는, 고분자는 두개 이상의 작용기를 지니는 화합물과 반응되고, 상기 두개 이상의 작용기 중 하나는 고분자와의 반응을 위한 것이고, 나머지는 요망되는 적용에 사용하기 위한 자유 작용기를 제공하기 위한 것이다. 한 바람직한 구체예에서, 고분자, 예를들어 N-아크릴로일 사르코신 메틸 에스테르를 지니는 폴리디메틸아크릴아미드 및 폴리아크릴로일모르폴린 공중합체는 디아민 화합물, 예를들어 에틸렌 디아민과 반응된다. 아민 작용기를 갖는 지지체는, 예를들어 펩티드 합성, 올리고누클레오티드 합성 및 고체상 유기 화학에 사용하기에 적합하다.
아민 작용기를 갖는 지지체는, 예를들어 숙신산을 이용한 카르복실산으로의 전환에 의해 요망시 추가로 작용기를 갖게 될 수 있다. 예를들어, 아민 작용기를 갖는 지지체는 단백질, 예를들어 단백질 A를 고정시키기 위한 제법에서 N-히드록시숙신이미드 및 1-에틸-3-[3-디메틸아미노프로필]카르보디미드 히드로클로라이드로 처리될 수 있다.
한 추가 구체예에서, 지지체는 비드, 및 비드의 구멍 내의 고분자 및 추가 물질을 포함한다. 추가 물질의 예는 비활성 물질, 예를들어 높은 흡수성을 지니는 화학적 비활성 물질을 포함한다. 특히 바람직한 비활성 물질은 폴리하이프(Polyhipe)이다. 폴리하이프는 다공성이고, 고도로 흡수성이다. 이 물질은 물질이 지지체에 의해 흡수되는 적용에서 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 고체 지지체는 또한 고분자에 의해 지지되는 작용 물질을 포함할 수 있다. 적절한 작용 물질의 예는 촉매, 유기 합성, 예를들어 펩티드 합성을 위한 개시자 종, 약학적 활성 및 농약 활성의 거대분자, 효소, 핵산 서열 및 단백질을 포함한다.
본 발명은 귀금속 촉매, 예를들어 팔라듐 촉매를 지지하는데에 특히 유용하다. 특히 이로운 예는 팔라듐 아세테이트이다. 한 바람직한 구체예에서, 팔라듐 아세테이트가 폴리우레아 상에서 지지된다.
본 발명의 고체 지지체는 효율적이고 상대적으로 간단한 공정에 의해 생성될 수 있다. 본 발명은 제 2의 양태로 비드를 통과하는 구멍을 지니는 비드를 제공하고, 상기 비드와 모노머 또는 모노머의 용액을 접촉시키는 단계, 모노머를 중합시켜 고분자를 형성시키는 단계, 임의로 상기 고분자를 포함하는 비드를 추가 처리하여 상기 비드의 표면으로부터 고분자를 제거하는 단계를 포함하는, 고체 지지체 물질을 생성하는 방법을 제공한다.
적절하게는, 중합반응은 당업자에게 공지된 공정에 의해 개시된다. 예를들어, 모노머 또는 모노머 용액을 함유하는 비드는 모노머 용매와 혼화되지 않는 용매로 첨가되고, 중합반응을 수행하기 위해 가열된다. 모노머 용액이 수성인 경우, 용매는, 예를들어 등유(kerosene)이다.
고분자는 통상적인 수단, 예를들어 가열 및 자외선 조사에 의해 건조되거나 경화될 수 있다.
바람직하게는, 고분자가 형성된 후, 고분자를 포함하는 비드가, 예를들어 롤러 제분기에서의 물리적 마멸에 적용되어, 비드의 구멍(들)에 위치된 비드 이탈 고분자의 외부면으로부터 고분자가 제거된다.
적절하게는, 비드가 소기의 고분자 지지체의 구성 모노머 또는 구성 모노머의 용액에 노출됨에 따라, 모세관 작용은 상기 구멍(들)에 상기 용액을 유지시키고, 중합반응 분야의 당업자에게 공지된 개시 공정에 의해 고분자가 형성된다.
임의로, 고체 지지체 물질을 생성하는 방법은 비드와 모노머 또는 모노머의 용액을 접촉시키기 전에 활성 부위를 제공하도록 비드의 표면을 처리하는 단계를 포함한다.
보석류 및 직물 무역에서 사용되는 유리 비드는 시드 비드로서 통상적으로 공지되어 있다. 시드 비드의 사용은 고분자 플러그가 적절하게는 아령 형태 또는 팽창된 형태인 경우에 특히 이롭고, 고분자는 상기 시드 비드의 형태로 인해 물리적으로 구속될 것이다. 고분자 플러그는 형태로 인해 그 자체가 비드의 구멍 내에 적절하게 고정된다.
고분자 플러그가 중합반응 동안 또는 중합반응 이후 견고한 비드로 공유적으로 연결될 수 있는 것이 바람직하다. 대안적으로, 하나 이상의 구성적 모노머가 중합반응의 개시 전에 비드 표면에 공유적으로 연결될 수 있다.
고분자가 물리적 구속으로 인해 구멍 내에 구속되고, 비드의 표면에 공유적으로 결합되는 경우에 고분자-비드 조합이 특히 강하다. 본 발명의 고체 지지체는 고체 지지체가 사용되는 임의의 화학적 또는 물리적 공정에서 사용될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 본 발명은 비드가 이러한 비드를 통과하는 구멍을 지니고, 상기 구멍의 벽이 고분자 층을 포함하여, 비드의 구멍 내에 고분자의 고리를 제공하는, 고분자 침투 비드를 포함하는 고체 지지체를 제공한다.
플러그가 아닌 고분자의 라이닝 또는 고리를 지니는 지지체가 고분자의 플러그를 지니는 지지체와 동일하나 보다 희석된 고분자 용액을 이용하는 공정에 의해 생성될 수 있다. 고분자 용액의 농도를 맞춤화(tailoring)시킴으로써, 라이닝의 두께가 조절될 수 있다. 한 바람직한 구체예에서, 라이닝은 1 마이크론 이상, 요망되게는 5 마이크론 이상의 두께이고, 이는 고체 플러그가 아닌 고분자의 고리가 여전히 존재하도록 보장하는 비드 내의 구멍의 크기만큼 두꺼울 수 있다. 적절하게는, 라이닝은 100 마이크론 이하, 바람직하게는 50 마이크론 이하, 더욱 바람직하게는 20 마이크론 이하의 두께이다. 특히 바람직한 범위는 1 내지 100 마이크론, 5 내지 100 마이크론, 5 내지 50 마이크론 두께이다.
예를들어, 1 내지 20 마이크론 두께의 고분자의 라이닝을 지니는 지지체가 세포 배양 및 의학 진단 적용에 특히 이롭다.
고체 지지체는 유기 종, 특히 거대분자의 고체상 합성에 특히 유용하다. 한 바람직한 구체예에서, 고체 지지체는 펩티드, 올리고누클레오티드 또는 올리고당류의 합성에 사용될 수 있다. 고분자 지지체로서 폴리디메틸아크릴아미드가 펩티드의 합성에 특히 유리하다.
본 발명의 고체 지지체는 또한 회분 형태이거나 지지체 상에서의 유동이건 간에 지지체와 접촉되는 액체로부터 종을 분리시키는 고체상 추출, 예를들어 이온 추출 및 이온 교환에 유용하다.
본 발명의 고체 지지체는 고체상 시약, 금속 및 기타 촉매, 생체촉매, 효소, 단백질, 폴리클로날 및 모노클로날 항체를 포함하는 항체, 전세포 및 고분자를 포함하는 종을 고정시키기에 특히 유용하다. 본 발명은 효소, 예를들어 호스라디쉬 퍼옥시다아제(horse radish peroxidase) 및 글루코오스 옥시다아제를 지지하는데에 특히 유리하고, 특히 폴리디메틸아크릴아미드 및 기타 유사한 친수성 고분자와의 배합에 특히 유리하다.
본 발명은 친화성 크로마토그래피, 예를들어 단백질 A에 대한 친화성 리간드의 고정에 특히 유용하다. 친화성 크로마토그래피는, 예를들어 생물약제학을 위한 생물학적 생성물의 분리에 주로 사용된다. 친화성 리간드는 정지상에 적절하게 고정된다. 이러한 리간드는 지지체와 접촉되는 생물학적 혼합물의 성분에 특정 친화성을 지닌다. 친화성은 임의의 형태의 상호작용, 예를들어 효소와 기질, 수용체와 리간드 및 항원과 항체를 이용하여 관찰될 수 있는 특정한 생물학적 상호작용에 기초할 수 있다.
한 바람직한 구체예에서, 친화성 리간드는 단백질 A를 포함하고, 면역글로불린과의 상호작용에 사용된다. 단백질 A는 여러 면역글로불린 항체의 Fc 영역에 결합하고, 많은 생물약제학은 면역글로불린에 기초한다.
한 추가 구체예에서, 본 발명은 비드가 이러한 비드를 통과하는 구멍 및 이러한 구멍 내에 배치된 고분자를 지니고, 상기 고분자가 고정된 단백질 A를 포함하는, 고분자 침투 비드를 포함하는 고체 지지체를 제공한다.
당 분야에서, 거대 분자, 예를들어 단백질 A를 지니는 정지상은 지지체가 거대다공성 수지이거나 적은 수준의 가교를 지니는 보다 연성의 지지체인 두가지 형태로 이용가능하다. 거대다공 수지는 적은 표면적 및 이후의 적은 부하의 불편을 겪는다. 보다 연성의 지지체는 저압 내지 중압 크로마토그래피에서 사용하기에 충분한 경직성을 제공하기에 충분한 가교를 지니도록 제조된다. 그러나, 이들은 여전히 비교적 높은 가교가 존재하고, 생물학적 거대분자에 의해 용이하게 침투될 수 없다. 결과로서, 크로마토그래피 분리에서 관찰된 밴드는 비교적 넓으며, 고정된 리간드 모두가 접근가능한 것은 아니다.
유리하게는, 본 발명은 극도로 적은 수준의 가교를 지닌 적절한 고분자의 고정을 가능케 하고, 결과로서 개선된 확산 및 고분자 내의 모든 활성 부위로의 접근을 제공한다.
한 추가의 바람직한 구체예에서, 본 발명은 비드가 이러한 비드를 통과하는 구멍을 지니고, 상기 구멍의 벽이 고분자 층을 포함하여, 비드의 구멍 내에 고분자 고리를 제공하고, 상기 고분자가 고정된 단백질 A를 포함하는, 고분자 침투 비드를 포함하는 고체 지지체를 제공한다.
한 추가 구체예에서, 고체 지지체는 세포 배양, 특히 줄기 세포 배양 분야에서 지지체로서 사용될 수 있다. 블록(block) 또는 코팅된 플레이트로서의 폴리히드록시에스테르가 줄기 세포의 배양에서 종종 사용된다. 이러한 시스템의 이용시, 세포는 종종 회수하기가 어렵고, 종종 물리적 스트레스에 의해 고분자 표면으로부터 제거된다. 이러한 시스템에서, 세포-고분자 상호작용에 대한 물리적 스트레스는 구속된 환경, 즉 고분자가 비드의 외부 표면이 아니라 비드의 내부에 존재함으로 인해 감소되고, 추가로 고분자는 블록 고분자 또는 코팅된 플레이트와 비교하여 보다 사용가능한 물리적 형태로 제공된다.
고체 지지체는 전도성 고분자 및 광 방출 고분자를 포함하는 적용에 사용될 수 있다. 광 방출 고분자를 함유하는 고체 지지체는 디스플레이 패널에 배열될 수 있다.
본 발명의 지지체는 항체, 올리고누클레오티드, 효소 또는 형광제를 포함하는 종을 고정시키는데 사용될 수 있고, 각각의 지지체가 용액의 상이한 성분을 분석하는 어레이(array)에 위치될 수 있다. 표면에 결합된 고분자에 공유적으로 부착된 리간드를 지니는 비드가 '웰(well)'로 사용될 수 있다. 항원 또는 상보성 DNA 또는 RNA 서열과 같은 표적 리간드의 특정 결합은 이후 확립된 방법을 이용하여 검출될 수 있다.
본 발명의 고체 지지체는 크로마토그래피 분리, 예를들어 친화성 크로마토그래피, 이온 교환 크로마토그래피, 역상 크로마토그래피, 정상 상 크로마토그래피, 키랄 크로마토그래피 및 겔 투과 크로마토그래피를 위한 정지상의 제조에 유용하다.
한 추가 적용에서, 고체 지지체는 흡수제로 사용될 수 있다. 이러한 적용에서, 지지체가 비드에 결합되고, 고분자가 결합되는, 비활성 흡수 물질을 함유하는 경우가 특히 유리하다. 폴리하이프가 특히 바람직한 비활성 물질이다. 고체 지지체는 가정용 유출물, 예를들어 차, 커피 및 와인을 흡수하는데 사용될 수 있거나, 예를들어 유출물로부터 오일을 흡수하기 위한 대규모 적용에 사용될 수 있다. 흡수 지지체는 유출물을 흡수한 후 이를 물리적으로 제거하거나, 넓은 수역의 오일 유출물의 경우 오일을 효과적으로 끌어들인 후 상기 수역 아래에 침지시키는데 사용될 수 있다.
본 발명의 고체 지지체는 일정 기간에 걸쳐 방출되는 화합물, 예를들어 약학적 화합물 또는 농약 화합물 또는 조성물을 지니는 담체로 사용될 수 있다. 이러한 용도는 지지체 내의 화합물의 적재(loading)에 따라 화합물의 투여 기간을 맞춤화시키는 수단을 제공한다. 약제의 경우, 이는, 예를들어 화학요법에서 환자가 주기적인 큰 투여량을 취하는 것을 필요로 하는 것이 아니라 연속적인 서방형 투여를 원하는 경우에 활성제의 정확한 투여를 돕는데 유리할 수 있다.
한 바람직한 구체예에서, 본 발명은 비드가 이러한 비드를 통과하는 구멍 및 이러한 구멍 내에 배치된 고분자를 지니고, 약학적 화합물 또는 조성물을 추가로 포함하는, 고분자 침투 비드를 포함하는 고체 지지체를 제공한다.
본 발명의 고체 지지체는 고분자 지지체가 현재 사용되는 임의의 화학적, 생물학적 또는 물리적 고체상 공정에 적용될 수 있다.
본 발명은 면역검정과 같은 의학적 진단 시험에 특히 유용하다. 따라서, 본 발명은 비드가 이러한 비드를 통과하는 구멍, 상기 구멍 내에 배치된 고분자, 및 샘플 내의 화합물과 선택적으로 반응하거나 이에 결합하는 것을 돕는 상기 고분자에 의해 지지되는 작용성 물질, 예를들어 효소(예를들어, 호스라디쉬 퍼옥시다아제)를 지니는, 고분자 침투 비드를 포함하는 고체 지지체를 제공하는 단계, 및 상기 샘플과 상기 고체 지지체를 접촉시키는 단계를 포함하는, 샘플 내의 화합물의 존재를 검출하기 위한 의학 진단 방법을 추가로 제공한다.
비드는 또한 컬럼에 적재되거나 이에 패킹될 수 있고, 구멍 및 간극의 공간은 고분자로 채워져, 모노리스(monolith)가 형성될 수 있다. 본 발명은 컬럼 배열과 같이 한 덩어리로 패킹된 본 발명에 따른 다수의 고체 지지체 물질 비드를 포함하고, 임의로 간극의 공간 내에 고분자를 포함하는, 고체 지지체 모노리스를 추가로 제공한다.
요망되는 바에 따라, 모노리스 내의 비드 사이의 간극 공간은 비드의 구멍 내에 유지된 고분자와 상이한 고분자로 채워질 수 있다. 또 다른 구체예에서, 모노리스 내의 비드 사이의 간극 공간은, 예를들어 세포 배양 영양소와 같은 상이한 성분으로 채워질 수 있다. 이러한 예에서, 세포는 구멍 내의 고분자 매트릭스 상에서 배양될 수 있다.
비드의 구멍 내의 고분자는, 예를들어 심미적 또는 기능적 특성을 제공하는 염료를 이용하여 착색될 수 있다.
본 발명은 또한 고분자 플러그 또는 라이닝을 지니는 비드가 보다 큰 비드의 구멍 내에 고분자 플러그 또는 라이닝을 지니는 보다 작은 비드를 추가로 포함하는 구체예를 포함한다. 보다 작은 비드 내의 고분자는 보다 큰 비드 내의 고분자와 동일하거나 상이할 수 있다.
도 1 내지 4 각각은 평면도, 측면도 및 단면도의 본 발명의 고체 지지체의 예시적인 구체예를 도시한다. 도 5 및 6은 본 발명에 사용하기 위한 부식된 유리 비드를 도시한다. 도 7 내지 9는 본 발명의 고체 지지체의 사진을 도시한다.
도 1에서, 비드(1) 내의 구멍(2)은 구멍에 배치된 고분자(3)를 지닌다. 단면도로부터, 고분자의 말단(4)은 고분자의 중앙(5)보다 직경이 크고, 아령 형태의 단편을 제공하며, 고분자(3)는 구멍(2) 내에 물리적으로 고정되어, 상기 지지체에 대해 향상된 강도를 제공한다.
도 2는 고분자 플러그(3)가 일반적으로 원통형인 지지체를 도시한다.
도 3에서, 고분자 플러그(4)는 일반적으로 원통형이고, 비드(1)는 관형이다.
도 4는 비드(1) 내에 팽창된 형태의 구멍(2) 및 고분자(3)를 지니는 본 발명의 고체 지지체가 말단에서보다 구멍 내부에서 보다 두꺼워서 구멍(2) 내에 고분자 플러그를 물리적으로 유지시키는 수단을 제공한다는 것을 도시한다.
도 5 및 6의 부식된 유리 비드는 고분자 플러그 또는 라이닝을 수용하기 전의 것을 도시한다. 도 5에서, 부식된 15/0 비드는 보다 작은 0.25mm 유리 비드 옆에 도시되어 있고, 도 6에서 0.65mm 유리 비드 옆에 도시되어 있다.
도 7은 비드의 구멍 내에 고분자 플러그를 지니는 15/0 부식된 유리 비드를 도시한다.
도 8은 유리의 구멍 내에 고분자 플러그를 지니는 15/0 유리 비드의 그룹을 도시하며, 상기 고분자는 이러한 고분자를 보다 명확하게 도시하기 위해 닌히드린으로 착색되었다.
도 9는 비드의 구멍을 라이닝(lining)하는 닌히드린으로 염색된 고분자 고리를 지니는 15/0 부식된 유리 비드를 도시한다.
본 발명은 하기의 비제한적인 실시예에 의해 예시된다.
실시예 1 - 활성 표면을 지니는 비드의 제조
1. 비드 부식
크기 15/0의 유리 비드(144g)를 250㎤ 폴리프로필렌 병에 넣고, 암모늄 비플루오라이드의 용액인 Dip'n Etch(100㎤)로 덮었다. 상기 병을 6시간 동안 초음파 배쓰(bath)에 둔 후, 16시간 동안 방치시켰다.
비드를 물(10 x 50㎤), 수성 수산화나트륨(15%w/v, 10 x 50㎤), 물(10 x 50㎤), 수성 염산(1mol/dm3, 10 x 50㎤), 이후 물(10 x 50㎤)로 세척하였다. 이후, 비드를 1시간 동안 100℃에서 건조시켰다(생성량 138g, BⅠ).
크기 11/0의 비드(100g)의 회분을 상기와 동일한 공정을 이용하여 부식시켜, 97g의 부식된 비드를 생성시켰다(BⅡ).
2. 부식된 비드와 비닐트리에톡시실란의 반응
30g의 부식된 크기 15/0의 비드를 폴리프로필렌 병에 넣고, 메탄올 중의 비 닐트리에톡시실란의 용액(40㎤, 1:1v/v)으로 덮고, 물(1㎤)을 첨가하였다. 혼합물을 1시간 동안 초음파 배쓰에 둔 후, 아세톤으로 세척하고, 질소 스트림 하에서 건조시켜, 비닐기를 갖는 비드를 생성시켰다(BVⅠ).
3. 부식된 비드와 아미노프로필트리메톡시실란의 반응
30g의 부식된 크기 15/0의 비드(30g, BⅠ)을 폴리프로필렌 병에 넣고, 메탄올 중의 아미노프로필트리메톡시실란의 용액(40㎤, 1:1v/v)으로 덮고, 물(1㎤)을 첨가하였다. 혼합물을 1시간 동안 초음파 배쓰에 둔 후, 아세톤으로 세척하고, 질소 스트림 하에서 건조시켜, 아미노프로필기를 갖는 비드(BAmⅠ)를 생성시켰다.
4. 아미노프로필 작용기를 갖는 비드와 아크릴로일 클로라이드의 반응
상기와 같이 제조된 아미노프로필 작용기를 갖는 비드(30g, BAmⅠ)를 디클로로메탄(30㎤)으로 덮고, 아크릴로일클로라이드(5㎤)를 첨가한 후, 4-메틸모르폴린(5㎤)을 첨가하였다. 혼합물을 휘젓고, 1시간 동안 둔 후, 디클로로메탄(3x30㎤)으로 세척하고, 질소 스트림에서 건조시켜, 아크릴아미드기를 갖는 비드를 생성시켰다(BAcⅠ).
실시예 2 - 고체 지지체의 제조
1. 폴리디메틸아크릴아미드의 중합반응
N,N-디메틸아크릴아미드(100mmol, 9.9g), N-아크릴로일사르코신 메틸 에스테르(13mmol, 2.0g) 및 비스-아크릴로일에틸렌디아민(5mmol, 0.82g) 및 물(3㎤)을 둥근 바닥 플라스크에 담았다. 수성 암모늄 퍼술페이트(2㎤중 0.75g)를 첨가하였다. 상기 실시예 1의 섹션 4에서 제조된 아크릴아미드 비드(30g, BAcⅠ)를 모노머 용액 에 즉시 첨가하고, 약간의 진공을 적용시켜, 비드의 구멍으로부터 기포를 제거하였다.
과량의 모노머 용액을 스테인리스 강철 체(sieve)를 이용하여 배출시켰다. 비드를 함유하는 체를 이후 80℃의 등유의 배쓰에 두어, 모든 비드가 등유에 침지되도록 하였다.
2시간 후, 비드를 함유하는 체를 저온 수조에 1시간 동안 두었다. 이제 구멍 내에 캡슐화된 고분자를 함유하는 비드를 자기 교반 막대를 지니는 코니컬(conical) 플라스크로 옮겼다. 물(50㎤)을 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 자기 교반기상에서 교반시켰다. 비드의 표면으로부터 침식된 고분자의 작은 불규칙한 입자를 함유하는 상층액을 따라내어 제거하였다. 이러한 세척 과정을 상기 상층액이 식별가능한 고분자의 입자를 함유하지 않을 때까지 반복하였다. 비드-고분자 혼합 고체 지지체(BPⅠ)를 물에 보관하였다.
2. 비드-고분자 혼합물과 에틸렌디아민의 반응
상기에서 제조된 비드-고분자 혼합물(~33g, BPⅠ) 상의 물을 배출시키고, 에틸렌디아민으로 비드를 덮었다. 혼합물을 밤새(~16h) 둔 후, 물(10x50㎤)로 세척하였다.
아민기를 갖는 비드(BPAmⅠ)를 물에 보관하였다. 고체 지지체는 펩티드 합성에 사용하기에 적합하다.
3. 11/0 비드에서의 폴리하이프의 중합반응
스티렌(3㎤), 디비닐벤젠(7㎤) 및 소르비탄 모노올리에이트(Span 80)(2㎤)을 비커에 두고, 200rpm에서 교반하고, 암모늄 퍼술페이트(0.75g)를 함유하는 물(300㎤)을 부드러운 에멀젼이 형성될때까지 첨가하였다.
크기 11/0의 부식된 비드(30g, BⅡ)를 ~50㎤의 상기 에멀젼과 함께 둥근 바닥 퀵 피트(quick fit) 플라스크에서 혼합시켰다. 약간의 진공을 적용시켜 비드의 구멍으로부터 공기를 제거하고, 혼합물을 2시간 동안 60℃에서 가열하였다.
형성된 고체 덩어리를 압설자로 분쇄시키고, 물(~50㎤)을 첨가하였다. 물(50㎤)을 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 자기 교반기에서 교반하였다. 비드의 표면으로부터 침식된 고분자의 작은 불규칙한 입자를 함유하는 상층액을 따라내어 제거하였다. 이러한 세척 과정을 상기 상층액이 식별가능한 고분자의 입자를 함유하지 않을 때까지 반복하였다. 비드-고분자 혼합물을 100℃에서 밤새 건조시키고, 건조 보관하였다(BPⅡ).
4. 15/0 비드에서의 폴리하이프의 중합반응
크기 15/0의 부식된 비드(34g)를 ~50㎤의 상기 실시예 2-3에서 제조된 에멀젼과 혼합시키고, 상기와 동일한 공정에 적용시켰다. 형성된 비드-고분자 혼합물을 밤새 100℃에서 건조시키고, 건조 보관하였다(생성량 34.5g. BPⅢ).
5. BPⅢ 내에서의 폴리아크릴로일모르폴린의 중합반응
4-아크릴로일모르폴린(90mmol, 12.65g), N-아크릴로일사르코신 메틸 에스테르(15mmol, 2.36g) 및 비스-아크릴로일에틸렌디아민(2mmol, 0.35g) 및 물(1㎤)을 둥근 바닥 플라스크에 담았다. 수성 암모늄 퍼술페이트(1㎤ 중의 0.5g)를 첨가하였다. 상기 실시예 2-4에서 제조된 폴리하이프 비드(34.55g. BPⅢ)를 모노머 용액 에 즉시 첨가하고, 약간의 진공을 적용시켜, 비드의 구멍으로부터 임의의 잔류하는 기포를 제거하였다.
과량의 모노머 용액을 스테인리스 강철 체를 이용하여 배출시켰다. 비드를 함유하는 체를 이후 80℃의 등유의 배쓰에 두어, 모든 비드가 등유에 침지되도록 하였다. 등유에서의 침지에 의한 가열에 대한 대안으로서, 비드는 실온에서 자외선 조사에 적용될 수 있다.
2시간 후, 비드를 함유하는 체를 저온 수조에 1시간 동안 두었다. 이제 구멍 내에 캡슐화된 고분자를 함유하는 비드를 자기 교반 막대를 지니는 코니컬 플라스크로 옮겼다. 물(50㎤)을 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 자기 교반기상에서 교반시켰다. 비드의 표면으로부터 침식된 고분자의 작은 불규칙한 입자를 함유하는 상층액을 따라내어 제거하였다. 이러한 세척 공정을 상기 상층액이 식별가능한 고분자의 입자를 함유하지 않을 때까지 반복하였다. 비드-고분자 혼합물(BPⅣ)을 물에 보관하였다.
50개의 비드를 분리하고, 밤새 100℃에서 건조시켰다(181mg). 최종 중량은 10g의 유리 비드당 1g의 고분자의 첨가에 해당하였다.
6. 비드-고분자 혼합물과 에틸렌디아민의 반응
상기에서 제조된 비드-고분자 혼합물(BPⅣ) 상의 물을 배출시키고, 에틸렌디아민으로 비드를 덮었다. 혼합물을 밤새(~16h) 둔 후, 물(10x50㎤)로 세척하였다. 아민기를 갖는 비드(BPAmⅡ)를 물에 보관하였고, 이는 펩티드 합성에 사용하기에 적합하다.
실시예 3 - Leu-엔케팔린아미드의 합성
1. 내부 참조 아미노산의 커플링
아민기를 갖는 비드(11.8㎤, 실시예 2-6에서 생성된 BPAmⅡ)를 유리 크로마토그래피 컬럼(17mm 직경)에 두고, 중력하에서 N,N-디메틸포름아미드(DMF)의 분취액(10x10㎤)으로 세척하였다.
Fmoc-Ala-OH(1.25g, 4mmol)(Fmoc = 9-플루오레닐메틸옥시카르보닐) 및 2-(1H-벤조트리아졸-1-일)-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄 테트라플루오로보레이트(TBTU)(1.21g, 3.8mmol)를 DMF(3㎤)에 용해시켰다. 4-메틸모르폴린(NMM)(0.528㎤, 4.8mmol)을 첨가하고, 상기 혼합물을 컬럼에 첨가하기 전에 2-3분 동안 예비활성화시키고, 중력하에서 비드를 통해 배출시켰다.
닌히드린 분석에 의해 커플링 반응을 3시간 이내에 완료시켰다. 비드를 중력하에서 DMF의 분취액(10x10㎤)으로 세척하였다.
피페리딘/DMF(10㎤, 20%v/v)를 컬럼에 첨가하고, 중력하에서 비드를 통해 배출시켰다. 상기 반응을 10분 동안 방치시켰다. 20분 동안 피페리딘/DMF(10㎤, 20%v/v)를 이용한 두번째의 처리를 수행하고, 비드를 DMF(10x10㎤)로 세척하였다.
2. 결합제의 커플링
Fmoc-Ala-OH 대신 Fmoc-Am-Rink-OH를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1에 기재된 공정을 이용하여 분석하고 피페리딘/DMF로 처리하여 Fmoc-Am-Rink-OH(2.05g, 3.8mmol)를 5시간 이내에 커플링시켰다.
3. Fmoc-Leu-OH의 커플링
다음으로, Fmoc-Ala-OH 대신 Fmoc-Leu-OH를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1에 기재된 공정을 이용하여 분석하고 피페리딘/DMF로 처리하여 Fmoc-Leu-OH(1.32g, 4mmol)를 4시간 이내에 커플링시켰다.
4. Fmoc-Phe-OH의 커플링
다음으로, Fmoc-Ala-OH 대신 Fmoc-Phe-OH를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1에 기재된 공정을 이용하여 분석하고 피페린딘/DMF로 처리하여 Fmoc-Phe-OH(1.55g, 4mmol)를 16시간 이내에 커플링시켰다.
5. Fmoc-GIv-OH의 커플링
다음으로, Fmoc-Ala-OH 대신 Fmoc-Gly-OH를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1에 기재된 공정을 이용하여 분석하고 피페리딘/DMF로 처리하여 Fmoc-Gly-OH(1.19g, 4mmol)를 16시간 이내에 커플링시켰다.
6. Fmoc-Gly-OH의 커플링
다음으로, Fmoc-Ala-OH 대신 Fmoc-Gly-OH를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1에 기재된 공정을 이용하여 분석하고 피페리딘/DMF로 처리하여 Fmoc-Gly-OH(1.19g, 4mmol)를 16시간 이내에 커플링시켰다.
7. Fmoc-Tyr(tBu)-OH의 커플링
다음으로, Fmoc-Ala-OH 대신 Fmoc-Tyr(tBu)-OH를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1에 기재된 공정을 이용하여 분석하고 피페리딘/DMF로 처리하여 Fmoc-Tyr(tBu)-OH(1.84g, 4mmol)를 16시간 이내에 커플링시켰다.
8. 펩티드 분리
비드를 디클로로메탄(5x10㎤)으로 세척하고, 물을 함유하는 트리플루오로아세트산(TFA)(10㎤, 5%v/v)을 첨가하고, 이를 중력하에서 비드를 통해 배출시켰다. 비드 내의 고분자가 적색으로 전환되었고, 이는 분리(cleavage)가 진행되는 것을 나타낸다. 10분 후, TFA의 추가 분취량(10㎤)을 첨가하고, 1시간 동안 혼합물이 분리되도록 두었다.
비드를 TFA(5x10㎤)로 세척하였다. 배합된 TFA 분리 용액 및 세척물을 회전 증발기 상에서 오일로 감소시켰다. 오일을 디에틸 에테르로 분쇄시켜, 백색 고형물을 형성시켰다. 에테르를 따라내어 제거하고, 2시간 동안 펩티드를 대기 건조시켰다(생성량 308mg).
역상 HPLC에 의해 펩티드는 하나의 주요한 성분을 함유하는 것으로 밝혀졌고, 이는 MALDI-TOF 질량분광법에 의해 결정시 예상 분자량을 지니는 것으로 밝혀졌다.
실시예 4 - 효소의 고정
1. 고체 지지체로의 글루코오스 옥시다아제 및 호스라디쉬 퍼옥시다아제의 커플링
글루코오스 옥시다아제(아스퍼길러스 니거(Aspergillus Niger), 27.6mg)를 나트륨 아세테이트(5.5㎤, 0.1mol/dm3 pH 5.5)에 용해시켰다. 호스라디쉬 퍼옥시다아제(25.7mg)를 나트륨 아세테이트(5.14㎤, 0.1mol/dm3 pH 5.5)에 용해시켰다.
이러한 용액의 분취액(3㎤)을 1시간 동안 물(500㎤), 이후 나트륨 아세테이 트(500㎤, 0.1mol/dm3 pH 5.5)에 대해 개별적으로 투석시켰다. 각각의 제조물을 3시간 동안 추가의 나트륨 아세테이트(200㎤, 0.1mol/dm3 pH 5.5)에 대해 투석시켰다.
5㎤ 폴리프로필렌 튜브에서 2.7㎤ 부피의 각각의 투석된 효소 용액에 저온 나트륨-m-페리오데이트의 분취량(0.27㎤, 88mmol/dm3)을 첨가함으로써 각각의 효소에 대한 탄수화물의 과요오드 산화를 수행하였다. 튜브를 알루미늄 호일로 감싸 광으로부터 내용물을 보호하고, 20분 동안 롤러 병(bottle roller)에서 혼합하였다. 수중 글리세롤의 10배 희석액(20mm3)을 첨가하여 반응을 켄칭시키고, 신속하게 혼합하였다.
냉장고에서 1시간 동안 300㎤ 부피의 0.1mol/dm3 MES, 0.15mol/dm3 NaCl, pH 5.0에 대해 각각의 산화된 효소 용액의 광범위한 투석에 의해 반응 부산물을 제거하였다. 1시간 동안 300㎤ 부피, 이후 밤새 냉장고에서 300㎤ 부피의 상기 완충제에 대해 각각의 비드 제조물의 추가 투석을 수행하였다. 400㎤의 완충제에 대해 각각의 제조물의 최종 투석을 수행하였다. 이러한 산화된 효소 제조물을 필요시까지 냉동 보관하였다.
실시예 2-2에서 생성된 비드 회분(batch) BPAmⅠ을 물에 첨가하여 10㎤의 폴리프로필렌 튜브에서 두배로 만들어, 약 1㎤의 패킹된 부피를 발생시켰다. 상층액을 딴 그릇에 옮기고, 냉장고에서 밤새 수중(10㎤)에 담았다. 롤러 병에서 각각 10분의 시간으로 추가의 물(10㎤) 세척 및 0.1mol/dm3의 인산나트륨, 0.15mol/dm3 NaCl, pH 7.4(3x10㎤)을 이용한 세척을 수행하였다. 최종 연장된 30분 동안 각각의 비드 제조물의 세척을 수행하고, 상층액 부피를 약 1.5㎤로 감소시켰다.
비드 상의 일차 아민을 보호된 히드라진으로 전환시키기 위해, 비드에 숙신이미딜 4-히드라지노니코티네이트 아세톤 히드라존(SANH)을 처리하였다. 이러한 실시에서, SANH(25mg)를 디메틸술폭시드(DMSO)(1.2㎤)에 용해시키고, 분취량(0.3㎤)을 비드 제조물 각각에 첨가하고, 볼텍스(vortex)시켰다. 0.1M 인산나트륨, 0.15M NaCl, pH 7.4 완충제(1.5㎤)를 각각의 튜브에 첨가하고, 실온에서 4시간 동안 롤러 병에서 혼합하였다. 상층액을 흡출시키고, 상기 완충액으로 세척(3x10㎤)을 수행한 후, 물(3x10㎤)로 세척하였다. 이후, 비드를 0.1mol/dm3 MES, 0.15mol/dm3 NaCl, pH 5.0(4x10㎤)로 세척하여, 비드 제조물을 펠렛으로 남겼다.
각각의 비드 펠렛에 1㎤의 산화된 글루코오스 옥시다아제 또는 산화된 호스라디쉬 퍼옥시다아제를 적절하게 첨가하고, 어두운 곳에서 실온에서 3시간 동안 혼합시켜, 산화된 효소의 알데히드를 통한 SANH-변형된 비드로의 상기 산화된 효소 각각의 커플링을 수행하였다. 상층액을 흡출시키고, 각각의 비드 제조물을 pH 5.0 완충제(5x10㎤), 이후 물(5x10㎤)로 세척하였고, 각각의 시기에서 비드 현탁액을 잠시 진탕시킨 후, 상층액을 조심스럽게 흡출시켰다. 비드 제조물을 냉장고에 10㎤ 부피의 물에 보관하였다(BPAmⅡ-호스라디쉬 퍼옥시다아제 및 BPAmⅡ-글루코오스 퍼옥시다아제).
실시예 5 - 고정된 효소의 시험
고정된 호스라디쉬 퍼옥시다아제
실시예 4에서 생성된 고정된 호스라디쉬 퍼옥시다아제 비드를 각각의 세척에서 2분 동안 인산염완충염수(PBS)로 3회 세척하였다. PBS를 붓고, 시트르산을 이용하여 pH 6.4로 조정된 과산화수소(0.35mmol/dm3) 및 디아미노벤지딘(0.5mg/㎤)을 함유하는 수성 인산나트륨(0.1mol/dm3)으로 구성된 염색 매질을 첨가하였다. 5분 후, 비드는 전체적으로 암갈색으로 염색되었는데, 이는 효소의 존재를 나타내고, 상기 효소가 활성임을 확증한다.
37℃에서 염색을 수행하였다. 비드를 세척하여 염색 매질을 제거하고, 니콘(Nikon) 도립현미경에서 x 50로 사진을 찍었다.
고정된 글루코오스 옥시다아제
고정된 글루코오스 옥시다아제 비드를 각각의 세척에서 2분 동안 인산염완충염수(PBS)로 3회 세척하였다. PBS를 붓고, PBS(pH 6.9) 중의 모든 D-글루코오스(42mmol/dm3), 페나진 메토술페이트(0.1mg/㎤) 및 니트로블루(nitroblue) 테트라졸륨(0.5mg/㎤)로 구성된 염색 매질을 첨가하였다. 5분 후, 비드는 전체적으로 암청색으로 염색되었고, 이는 효소의 존재를 나타내고, 상기 효소가 활성임을 확증한다.
37℃에서 염색을 수행하였다. 비드를 세척하여 염색 매질을 제거하고, 니콘 도립현미경에서 x 50로 사진을 찍었다.
실시예 6 - 단백질 A의 고정
비드로의 r단백질(rProtein) A의 커플링
실시예 2-6에서 생성된 비드 회분 BPAmⅡ의 패킹된 베드 부피(5㎤)를 50㎤ 폴리프로필렌 튜브에 현탁시켰다. 과량의 물을 따르고, 비드 제조물을 물(5x40㎤)로 세척하였고, 각각의 시기에서 비드를 재현탁시키고, 중력하에서 비드가 가라앉도록 두었다. 나트륨 보레이트(0.1 mol/dm3, pH 8.3, 4x40㎤)를 이용한 세척을 유사하게 수행하고, 비드를 추가의 50㎤의 상기 완충제에 넣어 밤새 냉장고에 두었다.
비드 상의 아민을 카르복실산기로 전환시키기 위해, 이들을 숙신산 무수물로 처리하였다. 숙신산 무수물(1.2g)을 DMSO(60㎤)에 용해시켰다. 비드로부터 보레이트 완충제를 따르고, 숙신산 무수물 용액의 분취액(30㎤)을 비드 제조물에 첨가하고, 잠시 진탕시키고, 실온에서 6시간 동안 롤러 병에서 혼합시켰다. 비드 제조물을 물(8x40㎤)로 세척하고, 각각의 기간 동안 잠시 비드를 재현탁시키고, 상층액을 흡출시켰다. 모르폴리노에탄술폰산(MES) 완충제의 분취액(25mmol/dm3, pH 5.0, 40㎤)을 첨가하고, 비드를 냉장고에 밤새 두었다. 상기 완충제(2x40㎤)를 이용한 비드의 추가 세척을 수행하고, 비드를 펠렛으로 남겼다.
N-히드록시숙신이미드(1.6g)를 저온 MES 완충제(25mmol/dm3, pH 5.0, 32㎤)에 용해시키고, 이러한 용액의 분취액(15㎤)을 비드 펠렛에 첨가하고, 잠시 혼합하였다. 1-에틸-3-[3-디메틸아미노프로필]카르보디이미드 히드로클로라이드(EDC, 1.6g)를 MES 완충제(25mmol/dm3, pH 5.0, 32㎤)에 용해시키고, 이러한 용액의 분취액(15㎤)을 비드 제조물에 첨가하였다. 비드 제조물을 롤러 병에서 30분 동안 혼합하여 활성화시켰다. 상층액을 따라내고, 각각의 제조물을 MES 완충제(25mmol/dm3, pH 5.0, 5x40㎤)로 신속히 세척하여 비드를 펠렛으로 남겼다.
즉시, r단백질 A(15㎤, 25mmol/dm3 MES 중의 4mg/㎤, pH 5.0) 용액의 분취량(10㎤)을 비드 제조물에 첨가하고, 롤러 병에서의 혼합과 함께 실온에서 2시간 동안 커플링이 진행되도록 하였다. 상층액을 따르고, Trizma-HCl(pH 7.4)의 분취량(30㎤)을 첨가하고, 2시간 동안 혼합하여, 임의의 잔여 N-히드록시숙신이미드 에스테르를 차단시켰다. 상층액을 따르고, 비드 제조물에서 수 세척(8x40㎤)을 수행하고, 비드를 수중(10㎤)에 두었다(BPAmⅡ-단백질 A).
실시예 7 - 흡수제로서의 용도
상기 실시예 2-3에서 생성된 고체 지지체를 지지체 부피의 수배의 다량의 적색 오일의 유출물을 흡수하는데 사용하였다. 유출물로의 고체 지지체의 적용에서, 적색 오일은 상기 고체 지지체에 의해 완전히 흡수되었고, 이는 흡수제로서의 상기 지지체의 용도를 입증한다.
실시예 8 - 팔라듐 아세테이트의 캡슐화
실시예 1의 파트 3에 따라 제조된 아미노 작용기를 갖는 BAmⅠ(1g)를 클로로포름(0.86g) 중의 팔라듐 아세테이트(0.1g) 및 폴리(페닐 이소시아네이트-코-포름알데히드)(0.64g)의 용액에 첨가하고, 5분 동안 두었다. 잠시 진공을 적용시키고, 비드를 체로 옮기고 과량의 팔라듐 아세테이트/폴리(페닐 이소시아네이트-코-포름알데히드) 용액을 배출시켰다. 비드를 함유하는 체를 수조에 침지시키고, 밤새 두어 중합반응이 완료되도록 하였다. 비드를 DMF로 세척하고, 추가 24시간 동안 DMF에서 교반하여, 모든 중합 데브리스(debris)가 비드의 외부로부터 제거되도록 하였다. 비드를 물로 세척하고, 대기 건조시켰다.
실시예 9
신규한 비드에 대한 유리 표면의 부식
속이 파진 중심부를 지니는 작은 유리 비드(신규한 비드, 도 4, 3.86g)를 50㎤의 폴리프로필렌 병에 넣고, Dip'n Etch[암모늄 비플루오라이드] 용액(10㎤)으로 덮었다. 병을 2시간 동안 초음파 배쓰에 둔 후, 16시간 동안 두었다.
비드를 물(10 x 5㎤), 수성 수산화나트륨(15%w/v, 10 x 5㎤), 물(10 x 5㎤), 수성 염산(1 mol/dm3, 10 x 5㎤), 이후 물(10 x 5㎤)로 세척하였다. 이후, 비드를 1시간 동안 100℃에서 건조시켰다(생성량 2.8g).
부식된 비드와 아미노프로필트리메톡시실란의 반응
에탄올:물(5㎤, 95:5v/v) 중의 아미노프로필트리메톡시실란(0.1㎤)의 용액을 제조하고, 10분 동안 방치하였다. 상기에서 제조된 부식된 비드(2g)를 폴리프로필렌 병에 넣고, 상기 예비활성화 용액으로 덮었다. 혼합물을 1시간 동안 초음파 배쓰에 둔 후, 아세톤으로 세척하고, 질소 스트림 하에서 건조시켜, 아미노프로필기를 갖는 비드를 생성시켰다. 이후, 비드를 2시간 동안 110℃에서 경화시켰다.
아미노프로필 작용기를 갖는 비드와 아크릴로일 클로라이드의 반응
상기에서 제조된 아미노프로필 작용기를 갖는 비드(2g)를 4-메틸모르폴린(0.5㎤)을 함유하는 디클로로메탄(2㎤)으로 덮고, 디클로로메탄(2㎤) 중의 아크릴로일클로라이드(0.5㎤)의 용액을 5분에 걸쳐 천천히 첨가하였다. 혼합물을 휘젓고, 1시간 동안 방치시킨 후, 디클로로메탄(3x5㎤)으로 세척한 후, 질소 스트림에서 건조시켜, 아크릴아미드기를 갖는 비드를 생성시켰다.
폴리디메틸아크릴아미드의 중합반응
N,N-디메틸아크릴아미드(10mmol, 1g), N-아크릴로일사르코신 메틸 에스테르(1.3mmol, 0.2g) 및 비스-아크릴로일에틸렌디아민(0.25mmol, 0.04g) 및 물(0.3㎤)을 둥근 바닥 플라스크에 담았다. 수성 암모늄 퍼술페이트(0.2㎤ 중의 0.08g)를 첨가하였다. 상기에서 제조된 아크릴아미드 비드(2g)를 모노머 용액에 즉시 첨가하고, 약간의 진공을 적용시켜, 비드의 구멍으로부터 기포를 제거하였다.
과량의 모노머 용액을 스테인리스 강철 체를 이용하여 배출시켰다. 이후, 비드를 함유하는 체를 UV 램프 하에 밤새 두었다.
비드를 함유하는 체를 저온 수조에 두고, 1시간 동안 방치시켰다. 이제, 구멍 내에 캡슐화된 고분자를 함유하는 비드를 자기 교반 막대를 지니는 코니컬 플라스크로 옮겼다. 물(5㎤)을 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 자기 교반기에서 교반하였다. 비드의 표면으로부터 침식된 고분자의 작은 불규칙한 입자를 함유하는 상층액을 따라내어 제거하였다. 이러한 세척 공정을 상기 상층액이 식별가능한 고분자의 입자를 함유하지 않을 때까지 반복하였다. 비드-고분자 혼합 고체 지지체를 물 에 보관하였다.
실시예 10
부식된 비드와 아미노프로필트리메톡시실란의 반응
에탄올:물(50㎤, 95:5v/v) 중의 아미노프로필트리메톡시실란(1㎤)의 용액을 제조하고, 10분 동안 방치하였다. 부식된 크기 15/0의 비드(30g, BⅠ)를 폴리프로필렌 병에 넣고, 상기 예비활성화 용액으로 덮었다. 혼합물을 1시간 동안 초음파 배쓰에 둔 후, 아세톤으로 세척하고, 질소 스트림 하에서 건조시켜, 아미노프로필기를 갖는 비드를 생성시켰다. 이후, 비드를 2시간 동안 110℃에서 경화시켰다.
아미노프로필 작용기를 갖는 비드와 아크릴로일 클로라이드의 반응
상기에서 제조된 아미노프로필 작용기를 갖는 비드(30g)를 4-메틸모르폴린(5㎤)을 함유하는 디클로로메탄(15㎤)으로 덮고, 디클로로메탄(15㎤) 중의 아크릴로일클로라이드(5㎤)의 용액을 5분에 걸쳐 천천히 첨가하였다. 혼합물을 휘젓고, 1시간 동안 방치시킨 후, 디클로로메탄(3x30㎤)으로 세척한 후, 질소 스트림에서 건조시켜, 아크릴아미드기를 갖는 비드를 생성시켰다.
폴리디메틸아크릴아미드의 중합반응
N,N-디메틸아크릴아미드(100mmol, 9.9g), N-아크릴로일사르코신 메틸 에스테르(13mmol, 2.0g) 및 비스-아크릴로일에틸렌디아민(5mmol, 0.82g) 및 물(3㎤)을 둥근 바닥 플라스크에 담았다. 수성 암모늄 퍼술페이트(2㎤ 중의 0.75g)를 첨가하였다. 상기에서 제조된 아크릴아미드 비드(30g)를 모노머 용액에 즉시 첨가하고, 약간의 진공을 적용시켜, 비드의 구멍으로부터 기포를 제거하였다.
과량의 모노머 용액을 스테인리스 강철 체를 이용하여 배출시켰다. 이후, 비드를 함유하는 체를 UV 램프 하에 밤새 두었다.
비드를 함유하는 체를 저온 수조에 두고, 1시간 동안 방치시켰다. 이제, 구멍 내에 캡슐화된 고분자를 함유하는 비드를 자기 교반 막대를 지니는 코니컬 플라스크로 옮겼다. 물(50㎤)을 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 자기 교반기에서 교반하였다. 비드의 표면으로부터 침식된 고분자의 작은 불규칙한 입자를 함유하는 상층액을 따라내어 제거하였다. 이러한 세척 공정을 상기 상층액이 식별가능한 고분자의 입자를 함유하지 않을 때까지 반복하였다. 비드-고분자 혼합 고체 지지체를 물에 보관하였다.
실시예 11
라이닝을 지니는 고체 지지체를 생성시켰다. 물 및 암모늄 퍼술페이트의 수준을 각각 6㎤의 물 및 4㎤ 중의 1.5g의 암모늄 퍼술페이트 용액으로 두배로 한 것을 제외하고는 실시예 2의 공정을 따랐다. 약 50 마이크론 두께의 고분자 라이닝을 지니는 비드가 생성되었다.

Claims (43)

  1. 고분자-침투 비드(polymer-impregnated bead)를 포함하는 고체 지지체로서, 상기 비드가 상기 비드를 통과하는 구멍 및 상기 구멍 내에 배치된 고분자를 갖는 고체 지지체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 비드가 비활성 물질을 포함하는 고체 지지체.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 비활성 물질이 유리, 세라믹, 고분자, 목재(또는 기타 천연 물질) 또는 금속 중에서 선택되는 고체 지지체.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드가 일반적으로 구형(spherical) 또는 타원형인 고체 지지체.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드가 관형(tubular)인 고체 지지체.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드가 불규칙한 형태인 고체 지지체.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드 내의 구멍이 일반적으로 아령 형태(dumb-bell shape)의 종단면(longitudinal cross-section)을 지니는 고체 지지체.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드 내의 구멍이 전체적으로 관 형태의 종단면을 지니는 고체 지지체.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드 내의 구멍이 전체적으로 팽창된(중앙에서 폭이 보다 넓음) 형태의 종단면을 지니는 고체 지지체.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드 내의 고분자가 2mm 미만의 입자 크기를 지니는 고체 지지체.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드 내의 고분자가 0.01 내지 0.5mm의 입자 크기를 지니는 고체 지지체.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자가 상기 비드의 구멍 내에 형성되는 고체 지지체.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자가 직접적 또는 간접적으로 상기 비드에 공유 결합된 고체 지지체.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드가 유리를 포함하고, 상기 고분자로의 결합을 위한 유도체와의 반응에 적합한 활성 부위를 제공하기 위해 부식제(etching agent)로 처리된 것인 고체 지지체.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드가 고분자와의 반응을 위한 활성 부위를 제공하기 위해 실란으로 유도체화되는 고체 지지체.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 활성 부위가 비닐기인 고체 지지체.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 상기 실란기가 화학식 -(O)nSi[(CH2)p[Z]qCR=CR2](4-n)의 화합물이고, 여기서 n이 1 내지 3이고, p가 0 내지 6이고, R이 독립적으로 H 또는 알킬이고, q가 0 또는 1이고, Z가 이가 결합기(divalent linking group)인 고체 지지체.
  18. 제 17항에 있어서, Z가 화학식 -(CH2]rNRC(O)-의 화합물이고, 여기서 r이 1 내지 6인 고체 지지체.
  19. 제 15항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실란기가 화학식 -O3SiCH=CH2 또는 -O3Si(CH2)3NHCOCH=CH2의 화합물 중에서 선택되는 고체 지지체.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 부위가 실란이 아닌 작용기를 포함하고, 상기 작용기가 상기 비드와 상기 고분자 사이에 공유 결합을 형성시킬 수 있는 고체 지지체.
  21. 제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자가 폴리아크릴아미드, 폴리스티렌, 셀룰로오스, 폴리디메틸 아크릴아미드, 폴리디메틸메타크릴레이트, 폴리우레아, 폴리아크릴로일모르폴린, 폴리베타히드록시 에스테르, 폴리하이프(Polyhipe), 폴리알킬렌 글리콜 또는 다당류 중에서 선택되는 고체 지지체.
  22. 제 1항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체가 상기 비드의 구멍 내에 비활성 물질을 포함하고, 상기 고분자가 상기 비활성 물질의 다공(pore)에 결합되거나, 상기 비활성 물질이 다공성인 경우 상기 비활성 물질의 다공 내에서 유지되는 고체 지지체.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 비활성 물질이 폴리하이프 또는 다공성 무기 고분자, 예를들어 다공성 실리카를 포함하는 고체 지지체.
  24. 제 1항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자에 의해 지지되는 작용성 물질을 추가로 포함하는 고체 지지체.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 작용성 물질이 촉매, 펩티드 합성을 위한 개시자 종(species), 올리고누클레오티드 합성을 위한 개시자 종, 고체상 유기 합성을 위한 개시자 종, 약학적 활성제, 농약(agrochemical) 활성제, 단백질 또는 기타 생물학적 거대분자 중에서 선택되는 고체 지지체.
  26. 제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자가 상기 비드 내의 구멍 내의 고체 플러그(plug)의 형태인 고체 지지체.
  27. 제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 고분자-침투 비드를 포함하고, 상기 비드가 상기 비드를 통과하는 구멍을 갖고, 상기 구멍의 벽이 고분자의 층을 포함하여, 상기 비드의 구멍 내에 고분자의 고리를 제공하는 고체 지지체.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 고분자의 층이 1 내지 100 마이크론의 두께를 지니는 고체 지지체.
  29. 제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 따른 고체 지지체를 포함하고, 생물학 적 샘플 내의 화합물과의 상호작용을 위한 특정 결합 부위를 지니는 상기 지지체에 결합되거나 상기 지지체에 의해 유지되는 작용성 물질을 포함하는, 분석을 위한 생물학적 샘플 내의 화합물의 존재를 검출하기 위한 의학용 진단 생성물.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 작용성 물질이 상기 고분자에 의해 지지되는 효소를 포함하는 의학용 진단 생성물.
  31. 컬럼에 함유된, 제 1항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 따른 고체 지지체를 포함하는 모노리스(monolith).
  32. 비드를 통과하는 구멍, 상기 구멍 내에 배치된 고분자 및 생물학적 샘플 내의 화합물과 선택적으로 반응하거나 상기 화합물에 선택적으로 결합하는 것을 돕는 상기 고분자에 의해 지지되는 작용성 물질을 지니는 고분자-침투 비드를 포함하는 고체 지지체를 제공하는 단계, 및 상기 생물학적 샘플과 상기 고체 지지체를 접촉시키는 단계를 포함하는, 생물학적 샘플 내의 화합물의 존재를 검출하기 위한 의학적 진단 방법.
  33. 비드를 통과하는 구멍을 지니는 비드를 제공하고, 상기 비드와 모노머 또는 모노머의 용액을 접촉시키는 단계, 모노머를 중합시켜 고분자를 형성시키는 단계, 및 임의로 상기 고분자를 포함하는 상기 비드를 추가 처리하여 상기 비드의 표면으 로부터 요망되지 않는 고분자를 제거하는 단계를 포함하는, 고체 지지체 물질을 생성하는 방법.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 모노머 또는 모노머의 용액을 상기 비드에 첨가하고, 상기 모노머 또는 모노머의 용매와 혼화되지 않는 용매의 존재하에서 중합반응을 수행하는 방법.
  35. 제 33항 또는 제 34항에 있어서, 상기 고분자를 포함하는 비드를 물리적 마멸에 적용하여 상기 비드의 구멍에 위치된 상기 비드 이탈 고분자의 외부면으로부터 고분자를 제거하는 방법.
  36. 화학적, 생물학적 또는 물리적 공정에서의 제 1항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 따른 고체 지지체의 용도.
  37. 제 36항에 있어서, 펩티드, 올리고누클레오티드 또는 올리고당류 중에서 선택된 종(species)의 고체상 합성을 위한 고체 지지체의 용도.
  38. 제 36항에 있어서, 고체상 추출을 위한 고체 지지체의 용도.
  39. 제 36항에 있어서, 고체상 유기 화학을 위한 고체 지지체의 용도.
  40. 제 36항에 있어서, 고체상 시약, 금속 및 기타 촉매, 생체촉매, 효소, 단백질, 폴리클로날 항체 및 모노클로날 항체를 포함하는 항체, 전세포(whole cell) 또는 고분자 중에서 선택된 종의 고정을 위한 고체 지지체의 용도.
  41. 제 36항에 있어서, 세포 배양을 위한 고체 지지체의 용도.
  42. 제 36항에 있어서, 크로마토그래피 분리를 위한 정지상의 제조에서의 고체 지지체의 용도.
  43. 제 36항에 있어서, 흡수제로서의 고체 지지체의 용도.
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