KR20120093349A - 소수성 상호반응 크로마토그래피용 막 및 그의 사용방법 - Google Patents

소수성 상호반응 크로마토그래피용 막 및 그의 사용방법 Download PDF

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알리시아 엠. 미카
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나트릭스 세퍼레이션즈, 인코포레이티드
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Abstract

복합재 및 소수성 상호반응 크로마토그래피(HIC)를 위한 이들의 사용방법이 설명된다. 특정 구체예에서, 복합재는 지지체 멤버를 통해 뻗어있는 복수개의 포어를 포함하는 지지체 멤버; 및 복수개의 마크로포어와 복수개의 펜던트 소수성 부분을 포함하는, 가교된 마크로다공성 겔을 포함하여 이루어진다. 특정 구체예에서, 복합재는 생물학적 분자 또는 생물학적 이온을 분리 또는 정제하는데 이용될 수 있다.

Description

소수성 상호반응 크로마토그래피용 막 및 그의 사용방법{HYDROPHOBIC INTERACTION CHROMATOGRAPHY MEMBRANES, AND METHODS OF USE THEREOF}
관련 출원
이 출원은 2009년 11월 13일자 미국 가특허출원 제61/261,009호를 기초로 한 우선권 주장 출원으로 상기 기초 출원의 내용은 전부 본 발명에 참조되었다.
소수성은 일반적으로 비극성 화합물과 물과 같은 극성 환경 사이의 척력으로서 정의된다. 소수성 "상호반응"은 기본적으로 소수성(즉, 비극성) 화합물을 배제하여, 소수성 화합물들을 강제로 응집시키는, 극성 환경의 경향의 물리적 발현이다. 이 소수성 상호반응 현상은 소수성 단백질을 고상 지지체에 고정된 소수성 관능기와 응집시키거나 이러한 관능기에 흡착 결합시키기 위해 염 수용액을 사용함으로써 단백질을 분리하는데 응용될 수 있다. 흡착된 단백질은 염 농도가 감소함에 따라 용리에 의해 흡착제로부터 방출되어, 소수성 상호반응을 촉진한 환경을 언와인딩하여, 단백질과 지지체 간의 소수성 상호반응이 소실로 이어진다. 단백질은 소수성이 증가하는 순서로 (즉, 소수성이 가장 낮은 단백질이 먼저 방출된다) 지지체로부터 방출된다. 소수성 상호반응 크로마토그래피(HIC: hydrophobic interaction chromatography)는 HIC 용리 단계 동안 염이 사용된다는 점에서 역상 크로마토그래피와 구별된다.
기본적으로, 소수성 상호반응 크로마토그래피는 바이오분자의 소수성 흡착제와의 소수성 상호반응의 상대 강도에 기초하여 바이오분자를 분리하는 방법이다. 일반적으로, HIC는 선택적 기술이다. HIC는 일반적으로 단백질의 3차 구조 내에 묻혀있지만, 폴리펩타이드 사슬이 부정확하게 폴드되거나 손상을 받은 경우 (예컨대, 프로테아제에 의해) 노출되는 비극성 기에 의해 영향을 받을만큼 민감하다. 이 민감성은 정확하게 폴드되거나 다른 형태로부터 손상되지 않은 단백질을 분리하는데 유용하다. 소수성 상호반응 크로마토그래피는 분리 및 정제를 위한 매우 온화한 방법이다. 정제된 바이오분자에 대한 구조적 손상은 최소한도인데, 이는 부분적으로는 염의 안정화 영향 및 매트릭스와의 보다 약한 상호작용에 기인한다. 그럼에도 불구하고, 정제된 물질의 회수율은 종종 높다. 따라서, HIC는 염 침전의 비변성적인 특징과 크로마토그래피의 정밀성을 결합시켜 탁월한 활성 회수율을 낼 수 있다.
따라서, HIC는 다재다능한 액체 크로마토그래피 기술이며, 종종 이온교환 크로마토그래피 및 겔 여과법과 병용되어, 어떤 정제 방법에서든 강력한 수단으로 사용될 수 있을 것으로 여겨진다. HIC는 또한 단백질 배열 변화를 검색하는데 있어서 분석 툴로서도 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다. HIC는 샘플 전처리에 대한 필요성이 최소이며 따라서 전통적인 단백질 침전 기술과 병용되어 효과적으로 이용될 수 있다. HIC 흡착제에 대한 단백질 결합은 항케이오성 염(antichatropic salt)의 약간 높은 농도에 의해 증진되는데, 이것은 단백질 구조를 안정화시키는 효과도 있다.
가장 널리 시판되는 HIC 매트릭스는 수지 형태이다. 수지는 여러가지 생물학적 분자에 대해 높은 결합력을 나타내지만, 수지를 이용한 HIC 프로세스는 오염 문제와 플럭스 효율이 낮다는 문제가 있다. 이와 대조적으로, 막 형태의 크로마토그래피 매트릭스는 수지에 비해 증가된 플럭스능을 나타낸다. 따라서, 막의 프로세스적 장점과 수지의 분리 효능이 조화롭게 결합된 고결합능 막기반 HIC 매트릭스에 대한 요구가 존재한다.
발명의 개요
특정 구체예에서, 본 발명은:
지지체 멤버를 통해 뻗어있는 복수개의 포어를 포함하는 지지체 멤버; 및
복수개의 마크로포어와 복수개의 펜던트 소수성 부분을 포함하는, 가교된 마크로다공성 겔을 포함하여 이루어지고,
여기서 상기 가교된 마크로다공성 겔은 지지체 멤버의 포어 내에 위치하며; 마크로포어의 평균 포어 직경은 포어의 평균 포어 직경보다 적은 것인 복합재에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 전술한 복합재에 관한 것으로, 여기서 상기 가교된 마크로다공성 겔은 아크릴아미드, N-아크릴옥시숙신이미드, 부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-(N,N-디에틸아미노)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴아미드, 에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, 무수 메타크릴산, 옥타데실 아크릴아미드, 옥틸아크릴아미드, 옥틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아미드, 스테아릴 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 스티렌, 알킬화 스티렌 유도체, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, N-비닐-2-피롤리디논 (VP), 아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산, 스티렌설폰산, 알긴산, (3-아크릴아미도프로필)트리메틸암모늄 할라이드, 디알릴디메틸암모늄 할라이드, 4-비닐-N-메틸피리디늄 할라이드, 비닐벤질-N-트리메틸암모늄 할라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 할라이드, 또는 2-(2-메톡시)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트로부터 유도된 폴리머를 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명은, 펜던트 소수성 부분이 에틸, 부틸, 헥실, 2-에틸헥실, 도데실, 스테아릴, 히드록시프로필, 페닐, 에테르, 또는 폴리(프로필렌 글리콜)기인 전술한 복합재에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 복합재가 막인 것인 전술한 복합재에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 다음의 단계, 즉:
어떤 물질을 함유하는 제1 유액을 전술한 복합재들 중 어느 하나와 접촉시킴으로써, 상기 물질의 일부를 상기 복합재 상에 흡착 또는 흡수시키는 단계
를 포함하는 방법에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 다음 단계, 즉:
제2 유액을 복합재 상에 흡착 또는 흡수된 물질과 접촉시킴으로써, 복합재로부터 상기 물질의 일부를 방출시키는 단계
를 포함하는 방법에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 마크로다공성 겔이 상기 물질과의 특이적인 상호반응을 수행하는 것인, 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 특이적인 상호반응이 소수성 상호반응인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 물질이 생물학적 분자 또는 생물학적 이온인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 생물학적 분자 또는 생물학적 이온은 알부민, 리소자임, 바이러스, 세포, 인간 및 동물 기원의 γ-글로불린, 인간 및 동물 기원의 면역글로불린, 재조합 단백질 및 천연기원의 단백질, 합성 및 천연기원의 폴리펩타이드, 인터류킨-2 및 그의 수용체, 효소, 모노클로날 항체, 트립신 및 그의 억제제, 시토크롬 C, 미오글로빈, 미오글로불린, α-키모트립시노겐, 재조합 인간 인터류킨, 재조합 융합단백질, 핵산 유래 산물, 합성 또는 천연 기원의 DNA, 합성 또는 천연 기원의 RNA로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 전술한 방법들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유액이 완충액인 것인 전술한 방법들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제2 유액이 용액인 것인 전술한 방법들 중 어느 하나에 관한 것이다.
발명의 상세한 설명
개관
특정 구체예에서, 본 발명은 다공성 지지체막 내에 마크로다공성 겔이 함유되어 있는 복합재에 관한 것이다. 이 복합재는 단백질 및 기타 바이오분자와 같은 소수성 용질을 흡착(acsoprtion)/탈착(desorption) 프로세스를 통해, 제거 또는 정제 및 회수하는데 적합하다. 특정 구체예에서, 본 발명은 제조방법이 간단하고도 비용도 저렴한 복합재에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 표면 소수성의 차이에 기초한, 바이오분자의 정제 또는 분리에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 바이오분자는 하나의 단계에서 선택적으로 정제될 수 있다. 특정 구체예에서, 상기 복합재는 시판되는 HIC 수지나 막에 비해 탁월한 성능을 나타낸다. 특정 구체예에서, 상기 복합재는 높은 유속에서, 시판되는 HIC 수지에와 필적할만한 성능을 나타낸다.
예시적인 복합재의 다양한 특성
마크로다공성 겔의 조성
특정 구체예에서, 마크로다공성 겔은 1종 이상의 중합가능한 모노머와 1종 이상의 가교제(cross-linker)와의 인 시투(in situ) 반응을 통해 형성될 수 있다. 특정 구체예에서, 마크로다공성 겔은 1종 이상의 가교가능한 폴리머와 1종 이상의 가교제와의 반응을 통해 형성될 수 있다. 특정 구체예에서, 적절한 크기의 마크로포어들을 갖는 가교된 겔이 형성될 수 있다.
마크로다공성 겔은 소수성 모노머를 포함하도록 선택될 수 있다. 이들 모노머들의 코폴리머를 사용할 수 있다. 소수성 모노머를 포함하는 마크로다공성 겔일 이용하여 소수성 상호반응에 의해 포어를 통하여 통과하는 유액으로부터 분자들을 포획할 수 있다. 특정 구체예에서, 가교된 마크로다공성 겔은 알킬, 알케닐, 아릴, 아르알킬, 알크아릴 및 아르알콕시기로 이루어진 군으로부터 선택된 복수개의 펜던트 소수성 부분들을 포함한다. 특정 구체예에서, 알킬 부분은 1-20개의 탄소 원자를 가질 수 있으며, 여기에 히드록시 또는 할로겐 등의 기가 결합될 수 있다. 특정 구체예에서, 알킬기는 분지상일 수 있다. 특정 구체예에서, 분지상 알킬 관능기는은 2차-탄소, 3차-탄소 또는 네오-탄소 원자를 함유할 수 있다. 특정 구체예에서, 분지상 알킬 관능기는 2차-부틸, 3차-부틸, 3차-펜틸, 3차-헥실, 및 네오펜틸로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특정 구체예에서, 알킬기는 3 내지 8개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 특정 구체예에서, 알킬기는 8개보다 많은 탄소 원자를 가질 수 있다. 특정 구체예에서, 알킬기가 8개보다 많은 탄소 원자를 갖는 경우에도 복합재는 효과적인 소수성 상호반응 크로마토그래피 매질일 수 있다. 이와 같은 결과는 C8보다 길이가 긴 펜던트기를 갖는 재료는 HIC 매질로서 효과가 없으며, 이에 딸, 역상 크로마토그래피 매질로서만 기능하리라는, 적어도 한가지 레퍼런스, 즉 Hydrophobic Interaction Chromatography : Principles and Methods; Amersham Pharmacia Biotech AB: Uppsala, Sweden, 2000와는 반대되는 것이다. 특정 구체예에서, 하나 이상의 니트로기, 할로겐 원자 또는 알킬기로 임의 치환된 아릴기는 페닐 또는 나프틸일 수 있다. 특정 구체예에서, 펜던트 소수성 부분은 2-20개의 탄소 원자를 함유할 수 있으며 하나 이상의 니트로기, 할로겐 원자 또는 히드록시기로 치환될 수 있는 알카노일 또는 아로일과 같은 아실기일 수 있다. 특정 구체예에서, 펜던트 소수성 부분은 아로일기, 예컨대 벤조일, 클로르벤조일, 나프토일, 또는 니트로 벤조일일 수 있다.
특정 구체예에서, 적절한 중합가능한 모노머는 비닐 또는 아크릴기를 함유하는 모노머를 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 중합가능한 모노머는 아크릴아미드, N-아크릴옥시숙신이미드, 부틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴아미드, 에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, 무수 메타크릴산, 옥타데실 아크릴아미드, 옥틸아크릴아미드, 옥틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아미드, 스테아릴 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 스티렌, 알킬화 스티렌 유도체, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, 및 N-비닐-2-피롤리디논 (VP)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특정 구체예에서, 중합가능한 모노머는 부틸, 헥실, 페닐, 에테르, 또는 폴리(프로필렌 글리콜) 측쇄를 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 반응성 관능기를 포함하는 여러가지 기타 비닐 또는 아크릴 모노머를 이용할 수 있으며; 이들 반응성 모노머는 이후에 소수성 부분으로 관능화될 수 있다.
특정 구체예에서, 적절한 모노머는 그의 분별계수를 기초로 선택될 수 있다. 분별계수(log P값)는 2종의 서로 섞이지 않는 용매 사이에서 이온화되지 않은 화합물의 평형 농도의 비율이다. 달리 설명하면, 상기 계수는 2종의 용매 사이에서 당해 화합물의 차별화된 용해도의 평가치이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 복합재를 만드는데 사용된 모노머의 일부는 소수성이다. 예컨대, 에틸 아크릴레이트는 log P (옥탄올-물)가 약 1.2, 페닐 아크릴레이트는 log P (옥탄올-물)가 약 1.9, 및 라우릴 메타크릴레이트는 log P (옥탄올-물)가 약 6.7일 것으로 추정된다. 특정 구체예에서, 본 발명의 복합재는 log P값 (옥탄올-물)이 약 1 내지 약 7인 모노머로부터 유도된 폴리머를 함유할 수 있다. 특정 구체예에서, 제1 모노머는 제2 모노머와 공중합될 수 있는데, 이 때, 제1 모노머는 log P값 (옥탄올-물)이 약 1 내지 약 7이고; 및 제2 모노머는 log P값 (옥탄올-물)이 약 -1 내지 약 1이다. 특정 구체예에서, 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰 비는 약 0.01:1 내지 약 1:1일 수 있다. 특정 구체예에서, 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰 비는 약 0.05:1 내지 약 0.5:1일 수 있다. 특정 구체예에서, 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰 비는 약 0.1:1, 약 0.15:1, 또는 약 0.20:1일 수 있다. 예시적인 모노머 및 이들의 추정된 log P값들 (옥탄올-물)을 표 1에 기재하였다.
Figure pct00001
특정 구체예에서, 모노머는 반응성 관능기를 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 모노머의 반응성 관능기는 여러가지 특이적인 리간드와 반응할 수 있다. 특정 구체예에서, 모노머의 반응성 관능기는 소수성 부분과 반응할 수 있다. 특정 구체예에서, 이 기술은 리간드의 밀도 또는 포어 크기를 부분적으로 또는 전적으로 조절하는 것을 가능케 해준다. 특정 구체예에서, 모노머를 소수성 부분으로 관능화시켜, 얻어진 겔에 소수성 특성을 더 부여할 수 있다. 특정 구체예에서, 모노머의 반응성 관능기는 겔형성 반응에 앞서서 관능화될 수 있다. 특정 구체예에서, 모노머의 반응성 관능기는 겔형성 반응 후에 관능화될 수 있다. 예를 들어, 모노머가 글리시딜 메타크릴레이트이면, 모노머의 에폭사이드 관능기가 부틸 아민과 반응하여, 결과적인 폴리머에 부틸 관능성이 도입될 수 있다. 특정 구체예에서, 모노머, 예컨대, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴아미독심, 무수 아크릴산, 무수 아젤라산, 무수 말레산, 히드라지드, 아크릴로일 클로라이드, 2-브로모에틸 메타크릴레이트, 또는 비닐 메틸 케톤이 더 관능화될 수 있다. 특정 구체예에서, 만일 이 기술이 사용될 경우, 적절한 모노머는 그들의 log P값에 의해서가 아니라, 관능화 후 결과된 폴리머의 전체적인 소수성에 의해 동정된다.
특정 구체예에서, 가교제는 적어도 2개의 비닐 또는 아크릴기를 함유하는 화합물일 수 있다. 특정 구체예에서, 가교제는 비스아크릴아미도아세트산, 2,2-비스[4-(2-아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스(4-메타크릴옥시페닐)프로판, 부탄디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디비닐 에테르, 1,4-시클로헥산디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,10-도데칸디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,4-디아크릴로일피페라진, 디알릴프탈레이트, 2,2-디메틸프로판디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, N,N-도데카메틸렌비스아크릴아미드, 디비닐벤젠, 글리세롤 트리메타크릴레이트, 글리세롤 트리스(아크릴옥시프로필) 에테르, N,N'-헥사메틸렌비스아크릴아미드, N,N'-옥타메틸렌비스아크릴아미드, 1,5-펜탄디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,3-페닐렌디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 폴리(프로필렌) 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 또는 디메타크릴레이트, 디알릴 디글리콜 카보네이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디비닐 에테르, N,N'-디메타크릴로일피페라진, 디비닐 글리콜, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, 1,1,1-트리메틸올에탄 트리메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 (TRIM-M), 비닐 아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 알콕실화 시클로헥산 디메탄올 디카릴레이트, 알콕실화 헥산디올 디아크릴레이트, 알콕실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 방향족 디메타크릴레이트, 카프로락톤 변형 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트 디아크릴레이트, 시클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에톡실화 비스페놀 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 글리세릴 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트, 트리스 (2-히드록시 에틸)이소시아뉴레이트 트리아크릴레이트, 디-트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트 에스테르, 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 카프로락톤 변형 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 테트라(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 및 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
특정 구체예에서, 얻어진 겔 중의 마크로포어의 크기는 가교제 농도가 증가할수록 함께 증가한다. 예를 들어, 가교제 대 모노머(들)의 몰 비는 약 5:95 내지 약 70:30의 범위, 약 10:90 내지 약 50:50의 범위, 또는 약 15:85 내지 약 45:55의 범위일 수 있다. 특정 구체예에서, 가교제 대 모노머(들)의 몰 비는 약 10%, 약 11%, 약 12%, 약 13%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 21%, 약 22%, 약 23%, 약 24%, 또는 약 25%일 수 있다.
특정 구체예에서, 복합재의 특성은 마크로다공성 겔의 평균 포어 직경을 조정함으로써 제어할 수 있다. 마크로포어의 크기는 일반적으로 가교제의 특성과 농도, 용매 또는 겔이 형성되는 용매의 특성, 존재할 경우, 중합 개시제 또는 촉매의 양, 포로젠(porogen)의 특성과 농도에 따라 달라질 수 있다. 특정 구체예에서, 복합재는 포어-크기 분포가 좁을 수 있다.
다공성 지지체 멤버
몇몇 구체예에서, 다공성 지지체 막은 폴리머 재료로 만들어지며, 포어의 평균 크기는 약 0.1 및 약 25 ㎛이고, 부피 다공도(volume porosity)는 약 40% 및 약 90%이다. 많은 다공성 기질 또는 막을 지지체 멤버로서 사용할 수 있으나 지지체는 폴리머 물질일 수 있다. 특정 구체예에서, 지지체는 염가로 구입가능한 폴리올레핀일 수 있다. 특정 구체예에서, 폴리올레핀은 폴리(에틸렌), 폴리(프로필렌), 또는 폴리(비닐리덴 디플루오라이드)일 수 있다. 열에 의해 유도된 상분리(thermally induced phase separation: TIPS), 또는 비용매 유도된 상분리에 의해 만들어지는 연장된 폴리올레핀 막을 예로 들 수 있다. 특정 구체예에서, 지지체 멤버는 천연 폴리머, 예컨대 셀룰로스 또는 그의 유도체일 수 있다. 특정 구체예에서, 적절한 지지체는 폴리에테르설폰 막, 폴리(테트라플루오로에틸렌) 막, 나일론 막, 셀룰로스 에스테르 막, 또는 여과지를 포함한다.
특정 구체예에서, 다공성 지지체는 직물 또는 부직물 섬유재, 예컨대 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀으로 이루어진다. 이러한 섬유상 직물 또는 부직물 지지체 멤버는 포어 크기가 TIPS 지지체 멤버보다 클 수 있고, 몇몇 경우 약 75 ㎛에 달할 수 있다. 지지체 멤버 내의 포어의 크기가 더 크면 마크로다공성 겔 중에 크기가 더 큰 마크로포어를 갖는 복합재를 형성할 수 있다. 예컨대 세라마이드-기재의 지지체와 같은 비폴리머 지지체 멤버도 사용할 수 있다. 다공성 지지체 멤버는 다양한 형상과 크기를 취할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 지지체 멤버는 두께가 약 10 내지 약 2000　㎛, 약 10 내지 약 1000 ㎛, 또는 약 10 내지 약 500 ㎛인 막의 형태이다. 다른 구체예에서, 복수개의 다공성 지지체 유닛을 예컨대 적층하여 결합시킬 수 있다. 한가지 구체예에서, 다공성 지지체 막들, 예컨대 2 내지 10개의 막들의 적층체를 다공성 지지체의 공극 내에 마크로다공성 겔이 형성되기 전에 어셈블링할 수 있다. 다른 구체예에서, 단일 지지체 멤버 유닛을 이용하여 복합재 막을 형성한 다음 이를 사용 전에 적층한다.
마크로다공성 겔과 지지체 멤버의 관계
마크로다공성 겔은 지지체 막 내에 고정되어 있을 수 있다. "고정되다(anchored")라는 용어는 겔이 지지체 멤버의 포어 내부에 유지됨을 의미하는 것으로 의도되는 것이지만, 이 용어가 반드시 겔이 지지체 멤버의 포어에 화학적으로 결합되었다라는 의미로 한정되는 것은 아니다. 비록, 몇몇 경우, 마크로다공성 겔은 지지체 멤버의 포어 표면에 그래프트될 수 있기는 하지만, 겔은 실제로 지지체 멤버에 화학적으로 그래프트되지 않고도, 지지체 멤버의 구조적 구성 요소에 걸려들어 서로 와인딩됨으로써 겔에 부하되는 물리적 구속력에 의해 유지될 수 있다.
지지체 멤버의 포어를 점하는 겔 내에 마크로포어가 존재하기 때문에, 겔의 마크로포어는 지지체 멤버의 포어보다 작은 것이 분명하다. 결과적으로, 복합재의 유동 특성과 분리 특성은 마크로다공성 겔의 특성에 좌우되지만, 지지체 멤버에 존재하는 포어의 크기가 겔의 마크로포어의 크기보다 크다면, 다공성 지지체 멤버의 특성과는 대체로 무관하다. 복합재의 다공성은 지지체 멤버를 겔로 충전함으로써 조절할 수 있는데, 상기 겔의 다공성은 모노머 또는 폴리머, 가교제, 반응 용매, 및 포로젠 (사용될 경우0의 특성과 양에 의해 부분적으로 또는 전적으로 좌우될 수 있다. 지지체 멤버의 포어가 동일한 마크로다공성 겔 재료로 충전되므로, 복합재의 특성에 고도의 일체성이 달성되며, 특정 지지체 멤버에 있어서, 이러한 특성은 전적으로는 아니라 하더라도 적어도 부분적으로는 마크로다공성 겔에 의해 결정된다. 최종적인 결론은 본 발명이 복합재의 마크로포어-크기, 투과성 및 표면적을 제어할 수 있다는 것이다.
복합재의 마크로포어의 크기는 지지체 재료 중의 포어의 수에 의해 좌우된다. 복합재 중의 마크로포어의 수는 지지체 멤버 중의 포어의 수보다 훨씬 많을 수 있는데, 이는 마크로포어가 지지체 멤버 중의 포어보다 작기 때문이다. 전술한 바와 같이, 마크로다공성 겔의 포어 크기에 미치는 지지체 재료의 포어 크기의 영향을 대체로 무시해도 좋을만 하다. 한가지 예외는 지지체 멤버가 포어 크기와 포어 크기 분포에서 큰 차이가 나고, 마크로다공성 겔의 포어 크기가 매우 작고 포어 크기 분포도 매우 좁은 경우이다. 이러한 경우, 지지체 멤버의 다양한 포어 크기 분포가 마크로다공성 겔의 포어 크기 분포에 약하게나마 반영된다. 특정 구체예에서, 이러한 상황에서는 다소 좁은 포어 크기 범위를 갖는 지지체 멤버를 사용할 수 있다.
복합재의 제조
특정 구체예에서, 본 발명의 복합재는 단일 공정법으로 제조할 수 있다. 특정 구체예에서, 이러한 방법들은 반응 용매로서 물 또는 기타 환경적으로 무해한 용매를 이용할 수 있다. 특정 구체예에서, 이러한 방법은 신속할 수 있기 때문에, 제조공정이 보다 쉬울 수 있다.
특정 구체예에서, 본 발명의 복합재는 1종 이상의 모노머, 1종 이상의 가교제, 1종 이상의 개시제 및 임의로 1종 이상의 포로젠을 1종 이상의 적절한 용매에서 혼합함으로써 제조할 수 있다. 특정 구체예에서, 얻어진 혼합물은 균질할 수 있다. 특정 구체예에서, 혼합물은 불균일할 수 있다. 특정 구체예에서, 혼합물을 이어서 적절한 다공성 지지체 내로 도입하여, 겔 형성 반응이 그 안에서 일어날 수 있다.
특정 구체예에서, 겔 형성 반응에 적합한 용매로는 1,3-부탄디올, 디(프로필렌 글리콜) 프로필 에테르, N,N-디메틸아세트아미드, 디(프로필렌 글리콜) 메틸 에테르 아세테이트 (DPMA), 물, 디옥산, 디메틸설폭사이드 (DMSO), 디메틸포름아미드 (DMF), 아세톤, 에탄올, N-메틸피롤리돈 (NMP), 테트라히드로퓨란 (THF), 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 톨루엔, 자일렌, 헥산, N-메틸아세트아미드, 프로판올, 메탄올, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 특정 구체예에서, 고비점 용매가 사용될 수 있는 이는 이러한 용매들이 가연성을 줄여주고 제조를 쉽게 해주기 때문이다. 특정 구체예에서, 저독성 용매를 사용할 수 있으므로, 사용 후 쉽게 폐기할 수 있다. 이러한 용매의 예로는 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 (DPM)를 들 수 있다.
특정 구체예에서, 반응 혼합물에 포로젠을 첨가할 수 있는데, 여기서 포로젠은 광의로, 포어를 발생시키는 첨가제를 가리키는 것이다. 특정 구체예에서, 포로젠은 열역학적 빈용매(poor solvents) 및 추출가능한 용매, 예컨대 폴리(에틸렌글리콜), 계면활성제 및 염이다.
몇몇 구체예에서, 겔 형성반응의 성분들은 실온에서 자발적으로 반응하여 마크로다공성 겔을 형성한다. 다른 구체예에서, 겔 형성 반응은 개시되어야만 한다. 특정 구체예에서, 겔 형성 반응은 예컨대 열 활성화 또는 UV 조사와 같은 공지 방법에 의해 개시될 수 있다. 특정 구체예에서, 이 반응은 광개시제 존재 하에 UV 조사에 의해 개시될 수 있다. 특정 구체예에서, 광개시제는 2-히드록시-1-[4-2(히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온 (Irgacure
Figure pct00002
2959), 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 (DMPA), 벤조페논, 벤조인 및 벤조인 에테르, 예컨대 벤조인 에틸 에테르 및 벤조인 메틸 에테르, 디알콕시아세토페논, 히드록시알킬페논, 및 α-히드록시메틸 벤조인 설폰산 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 열 활성화는 열개시제의 첨가를 필요로 할 수 있다. 특정 구체예에서, 열개시제(thermal initiator)는 1,1'-아조비스(시클로헥산카르보니트릴) (VAZO
Figure pct00003
catalyst 88), 아조비스(이소부티로니트릴) (AIBN), 포타슘 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트, 및 벤조일 퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특정 구체예에서, 겔형성 반응은 UV 조사에 의해 개시될 수 있다. 특정 구체예에서, 광개시제를 겔형성 반응의 반응물에 첨가하고, 모노머, 가교제 및 광개시제의 혼합물을 함유하는 지지체 멤버를 수초 내지 수시간 동안 약 250 nm 내지 약 400 nm의 파장에서 UV 조사에 노출시킬 수 있다. 특정 구체예에서, 모노머, 가교제 및 광개시제의 혼합물을 함유하는 지지체 멤버를 수초 내지 수시간 동안 약 350 nm의 파장에서 UV 조사에 노출시킬 수 있다. 특정 구체예에서, 모노머, 가교제 및 광개시제의 혼합물을 함유하는 지지체 멤버를 약 10분간 약 350 nm에서 UV 조사에 노출시킬 수 있다. 특정 구체예에서, 가시광선 파장의 빛을 이용하여 중합을 개시할 수 있다. 특정 구체예에서, 지지체 멤버를 통해 에너지가 침투할 수 있도록, 지지체 멤버는 사용된 파장에서 흡수도가 낮아야만 한다.
특정 구체예에서, 중합이 수행되는 속도는 마크로다공성 겔에서 얻어지는 ㅍ파크로포어의 크기에 영향을 미칠 수 있다. 특정 구체예에서, 겔 중의 가교제의 농도가 충분한 농도로 증가하면, 겔의 구성성분들이 응집하기 시작해서 폴리머 밀도가 높은 영역과 폴리머가 거의 또는 전혀 없는 영역이 생기게 되는데, 여기서 수자의 영역을 본 발명에서 "마크로포어"라 칭한다. 이러한 메카니즘은 중합 속도에 의해 영향을 받을 수 있다. 특정 구체예에서, 중합은 광중합에서 낮은 광강도가 사용되는 경우처럼, 서서히 수행될 수 있다. 이 경우, 겔 성분들이 응집하는데 시간이 더 많이 걸려서, 겔 내에 보다 큰 포어가 형성되게 된다. 특정 구체예에서, 고강도 광원이 사용되는 경우와 같이, 중합이 고속으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 응집에 걸리는 시간이 보다 짧아서 크기가 작은 포어가 생긴다.
특정 구체예에서, 일단 복합재가 제조되면, 이들을 다양한 용매로 세척하여 미반응 성분들과 지지체에 고정되지 않은 폴리머나 올리고머를 제거한다. 특정 구체예에서, 복합재를 세척하는데 적합한 용매로는 물, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 및 DMF를 들 수 있다.
복합재의 예시적인 용도
특정 구체예에서, 본 발명은 전술한 복합재들 중 어느 하나의 마크로다공성 가교 겔의 마크로포어를 통해 유액이 통과되는 방법에 관한 것이다. 분별조건을 알맞게 조정함으로써, 심지어 동일 크기의 물질을 가지고도 우수한 선택성을 달성할 수 있다.
특정 구체예에서, 본 발명은 단백질이나 면역글로불린과 같은 바이오분자를, 그 바이오분자와 복합재가 함께하는 특이적인 상호반응에 기초해서, 용액으로부터 분리하는 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 단백질이나 면역글로불린과 같은 바이오분자의 정제 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 단백질이나 모노클로날 항체를 고도로 선택적으로 정제하는 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 생물학적 분자 또는 생물학적 이온이 생물학적 활성을 유지하는데 중요할 수 있는 그의 3차 또는 4차 구조를 유지하는 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 분리 또는 정제될 수 있는 생물학적 분자 또는 생물학적 이온에는 알부민, 예컨대, 소의 혈청 알부민 및 리소자임이 포함된다. 특정 구체예에서, 분리될 수 있는 생물학적 분자 또는 생물학적 이온에는 인간 및 동물 기원의 γ-글로불린, 인간 및 동물 기원의 IgG, IgM, 또는 IgE와 같은 면역글로불린, 재조합 및 천연 기원의 단백질, 예컨대, 단백질 A, 피토크롬, 친할로겐성(halophilic) 프로테아제, 폴리(3-히드록시부티레이트) 데폴리머라제, 아큐래신-A 아실라제, 천연 및 합성 기원의 폴리펩타이드, 인터류킨-2 및 그의 수용체, 포스파타제, 데히드로게나제, 리보뉴클리아제 A 등과 같은 효소, 모노클로날 항체, 항체 단편, 트립신 및 그의 억제제, 다양한 기원의 알부민, 예컨대, α-락트알부민, 인간 혈청 알부민, 계란 알부민, 오브알부민 등, 시토크롬 C, 면역글로불린, 미오글로불린, 재조합 인간 인터류킨, 재조합 융합 단백질, 핵산 유도 산물, 합성 또는 천연 기원의 DNA 및 RNA, DNA 플라스미드, 렉틴, α-키모트립시노겐 및 소분자를 포함하는 천연 산물이 포함된다. 특정 구체예에서, 본 발명은 변형체, 불순물 또는 이들과 관련된 오염물로부터 항체 단편을 회수하는 방법에 관한다. 특정 구체예에서, 실질적으로 바이오분자의 분리 또는 정제는 가교된 마크로다공성 겔의 마크로포어 중에서 일어날 수 있다.
특정 구체예에서, 본 발명은 물질의 가역적 흡착 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 흡착된 물질을 마크로다공성 겔을 통해 흐르는 액체를 변화시킴으로써 방출시킬 수 있다. 특정 구체예에서, 물질의 흡수 및 방출을, 가교된 마크로다공성 겔의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있다.
특정 구체예에서, 본 발명은 물질이 완충 용액으로부터 복합재에 적용되는 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 완충액은 소듐 포스페이트이다. 특정 구체예에서, 완충액의 농도는 약 25 mM, 약 50 mM, 약 0.1 M, 또는 약 0.2 M일 수 있다. 특정 구체예에서, 완충 용액의 pH는 약 4, 약 5, 약 6, 약 7, 약 8, 또는 약 9이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 다양한 농도의 염 수용액을 이용함으로써 물질을 용리하는 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 염은 (NH4)2SO4, K2SO4, 글리신-HCl, 포스페이트, 시트르산, 소듐 시트레이트, NaCl, Na2SO4, NaPO4, 소듐 아세테이트, 및 NH4Cl이다. 특정 구체예에서, 염 농도는 약 3.0 M 내지 약 0.2 M일 수 있다. 특정 구체예에서, 염 농도는 약 3.0 M, 약 2.8 M, 약 2.6 M, 약 2.4 M, 약 2.2 M, 약 2.0 M, 약 1.8 M, 약 1.6 M, 약 1.4 M, 약 1.2 M, 약 1.0 M, 약 0.8 M, 약 0.6 M, 약 0.4 M, 또는 약 0.2 M일 수 있다.
특정 구체예에서, 본 발명은 높은 결합용량(binding capacities)을 나타내는 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 10% 브레이크쓰루에서 결합용량이 약 10 mg/mL막, 약 15 mg/mL막, 약 20 mg/mL막, 약 25 mg/mL막, 약 30 mg/mL막, 약 35 mg/mL막, 약 40 mg/mL막, 약 45, mg/mL막, 또는 약 50 mg/mL막을 나타내는 방법에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 통상적인 HIC 수지를 사용할 경우 ㅂ보보고된 경우의 결합용량에 필적하거나 이보다 더 높은 결합용량을 나타낸다. 그러나, 본 발명의 방법은 HIC 수지를 이용하는 방법에서 달성되는 유속보다 훨씬 높은 유속(대류성 유동에 기인한다)에서도 실시할 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 HIC 수지를 이용하는 방법에서 나타나는 압력 강하 문제를 겪지 않는다. 특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 시판되는 HIC 막의 경우 보고된 것보다 더 높은 결합용량을 달성할 수 있다 (예컨대 도 3 참조).
특정 구체예에서, 결합이 일어나는 동안의 유속(제1 유속)은 약 0.1 내지 약 10 mL/분일 수 있다. 특정 구체예에서, 용리가 일어나는 동안의 유속(제2 유속)은 약 0.1 내지 약 10 mL/분일 수 있다. 특정 구체예에서, 제1 유속 또는 제2 유속은 약 0.1 mL/분, 약 0.5 mL/분, 약 1.0 mL/분, 약 1.5 mL/분, 약 2.0 mL/분, 약 2.5 mL/분, 약 3.0 mL/분, 약 4.0 mL/분, 약 4.5 mL/분, 약 5.0 mL/분, 약 5.5 mL/분, 약 6.0 mL/분, 약 6.5 mL/분, 약 7.0 mL/분, 약 7.5 mL/분, 약 8.0 mL/분, 약 8.5 mL/분, 약 9.0 mL/분, 약 9.5 mL/분, 또는 약 10.0 mL/분일 수 있다. 특정 구체예에서, 제1 유속 또는 제2 유속은 약 0.5 mL/분 내지 약 5.0 mL/분일 수 있다.
물의 플럭스,QH2O (kg/m2h)는 다음 방정식을 이용하여 산출하였다:
Figure pct00004
식 중 m 1은 물 샘플이 들어있는 용기의 질량, m 2는 용기의 질량, A는 활성막 표면적(38.5 cm2)이고 t는 시간이다.
막의 수력학적 다시 투과도(Darcy permeability), k (m2)는 다음 방정식에 따라 산출하였다:
Figure pct00005
식 중, η는 물의 점도(Pa?s), δ는 막 두께(m), dH2O는 물의 밀도(kg/m3), ΔP (Pa)는 플럭스 QH2O 측정시의 압력차이다.
막의 수력학적 다시 투과도를 이용하여 다공성 겔 중의 포어의 평균적인 수력학적 반경을 평가할 수 있다. 수력학적 반경, r h 는 포어 부피 대 포어의 젖은 표면적의 비율로서 정의되며, 문헌[J. Happel 및 H. Brenner, Low Reynolds Number Hydrodynamics, Noordhof Int. Publ., Leyden, 1973, p. 393]에 설명된, 다음의 카만-코즈니(Carman-Kozeny) 방정식으로부터 구할 수 있다:
Figure pct00006
식 중 K는 코즈니 상수이고 ε는 막의 다공도이다. 다공도 0.5 <ε< 0.7일 때 코즈니 상수 K
Figure pct00007
5이다. 막의 다공도는 겔 폴리머의 부피를 뺌으로써 지지체의 다공도로부터 구할 수 있다.
특정 구체예에서, 용리 염용액 (제2 유액, 또는 제3 유액 또는 더 나중의 유액)에 첨가제를 첨가할 수 있다. 특정 구체예에서, 첨가제는 저농도(예컨대, 약 1 M 미만, 약 0.5 M 미만, 또는 약 0.2 M 미만)로 첨가된다. 특정 구체예에서, 첨가제는 물과 섞일 수 있는 알코올, 세제, 디메틸 설폭사이드, 디메틸 포름아미드, 또는 무질서유발성 염(chaotropic salt)의 수용액이다. 특정 구체예에서, 첨가제는 물의 표면장력을 감소시킴으로써, 소수성 상호반응을 약화시켜 리간드-용질 복합체(complex)를 후속적으로 해리시킬 수 있으나, 어떠한 특정 이론에 구속되는 것은 아니다.
특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 이온교환 크로마토그래피가 일어나는 동안 높은 염 농도로 용리되거나 암모늄 설페이트와 함께 석출된 물질들을 정제하는 후속 공정일 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 친화성 크로마토그래피 단계에 후속적으로 사용될 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 성장인자(예컨대, IGF-1)와 같은 바이오분자의 정확하게 폴딩된 형태를, 재폴딩 프로세스에서 생성되었을 수 있는, 안정하지만 미스폴딩된 형태로부터 분리하는 중간 정제 단계일 수 있다.
특정 구체예에서, 본 발명은 바이오분자의 1단계 정제 방법에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 흔히 이용되는 통상적인 충전식 컬럼 크로마토그래피 기술에 비해, 대규모화시키기 용이하고, 노동력이 덜 들며, 더 신속하고, 비용도 저렴한, 바이오분자의 분리 방법에 관한 것이다.
복합재의 예시
특정 구체예에서, 본 발명은:
지지체 멤버를 통해 뻗어있는 복수개의 포어를 포함하는 지지체 멤버; 및
복수개의 마크로포어와 복수개의 펜던트 소수성 부분을 포함하는, 가교된 마크로다공성 겔을 포함하여 이루어지고,
여기서, 상기 가교된 마크로다공성 겔은 지지체 멤버의 포어 내에 위치하고; 마크로포어의 평균 포어 직경은 포어의 평균 포어 직경보다 작은 것인,
복합재에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 가교된 마크로다공성 겔이 아크릴아미드, N-아크릴옥시숙신이미드, 부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-(N,N-디에틸아미노)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴아미드, 에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, 무수 메타크릴산, 옥타데실 아크릴아미드, 옥틸아크릴아미드, 옥틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아미드, 스테아릴 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 스티렌, 알킬화 스티렌 유도체, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, N-비닐-2-피롤리디논 (VP), 아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산, 스티렌설폰산, 알긴산, (3-아크릴아미도프로필)트리메틸암모늄 할라이드, 디알릴디메틸암모늄 할라이드, 4-비닐-N-메틸피리디늄 할라이드, 비닐벤질-N-트리메틸암모늄 할라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 할라이드, 또는 2-(2-메톡시)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 유도된 폴리머를 포함하여 이루어진 것인, 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 할라이드는 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 가교된 마크로다공성 겔이 아크릴아미드, 부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 또는 N-비닐-2-피롤리디논 (VP)로부터 유도된 폴리머를 포함하는 것인, 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 펜던트 소수성 부분이 에틸, 부틸, 헥실, 2-에틸헥실, 도데실, 스테아릴, 히드록시프로필, 페닐, 에테르, 또는 폴리(프로필렌 글리콜)기인 것인, 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 가교된 마크로다공성 겔이, log P값 (옥탄올-물)이 약 1 내지 약 7인 모노머로부터 유도된 폴리머를 포함하는 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 가교된 마크로다공성 겔이 log P값 (옥탄올-물)이 약 1, 약 1.5, 약 2, 약 2.5, 약 3, 약 3.5, 약 4, 약 4.5, 약 5, 약 5.5, 약 6, 약 6.5, 또는 약 7인 모노머로부터 유도된 폴리머를 포함하는 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 가교된 마크로다공성 겔이 제1 모노머와 제2 모노머로부터 유도된 폴리머를 포함하는 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 이다 (여기서 제1 모노머는 log P값 (옥탄올-물)이 약 1 내지 약 7이며; 및 제2 모노머는 log P값 (옥탄올-물)이 약 -1 내지 약 1이다).
특정 구체예에서, 본 발명은 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰비가 약 0.01:1 내지 약 1:1인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰비가 약 0.05:1 내지 약 0.5:1인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰비가 약 0.1:1, 약 0.15:1, 또는 약 0.20:1인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 가교된 마크로다공성 겔이 마크로포어를 포함하고; 상기 가교된 마크로다공성 겔의 부피 다공도가 약 30% 내지 약 80%이며; 마크로포어의 평균 포어 직경은 약 10 nm 내지 약 3000 nm인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 가교된 마크로다공성 겔이 마크로포어를 포함하고; 상기 가교된 마크로다공성 겔의 부피 다공도가 약 40% 내지 약 70%인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 가교된 마크로다공성 겔이 마크로포어를 포함하고; 상기 가교된 마크로다공성 겔의 부피 다공도가 약 40%, 약 45%, 약 50%, 약 55%, 약 60%, 약 65%, 또는 약 70%인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 마크로포어의 평균 포어 직경이 약 25 nm 내지 약 1500 nm인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 마크로포어의 평균 포어 직경이 약 50 nm 내지 약 1000 nm인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 마크로포어의 평균 포어 직경이 약 50 nm, 약 100 nm, 약 150 nm, 약 200 nm, 약 250 nm, 약 300 nm, 약 350 nm, 약 400 nm, 약 450 nm, 약 500 nm, 약 550 nm, 약 600 nm, 약 650 nm, 또는 약 700 nm인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 마크로포어의 평균 포어 직경이 약 300 nm 내지 약 400 nm인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 복합재가 막인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버가 빈 공간(void volume)을 가지며; 상기 지지체 멤버의 빈 공간은 실제로 가교된 마크로다공성 겔로 충전된 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버가 폴리머를 포함하며; 상기 지지체 멤버는 두께가 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛이고; 지지체 멤버의 포어의 평균 포어 직경은 약 0.1 ㎛ 내지 약 25 ㎛이고; 지지체 멤버의 부피 다공도는 약 40% 내지 약 90%인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버의 두께가 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버의 두께가 약 30 ㎛ 내지 약 300 ㎛인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버의 두께가 약 30 ㎛, 약 50 ㎛, 약 100 ㎛, 약 150 ㎛, 약 200 ㎛, 약 250 ㎛, 또는 약 300 ㎛인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버의 포어의 평균 포어 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 25 ㎛인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서,지지체 멤버의 포어의 평균 포어 직경이 약 0.5 ㎛ 내지 약 15 ㎛인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버의 포어의 평균 포어 직경이 약 0.5 ㎛, 약 1 ㎛, 약 2 ㎛, 약 3 ㎛, 약 4 ㎛, 약 5 ㎛, 약 6 ㎛, 약 7 ㎛, 약 8 ㎛, 약 9 ㎛, 약 10 ㎛, 약 11 ㎛, 약 12 ㎛, 약 13 ㎛, 약 14 ㎛, 또는 약 15 ㎛인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체에에서, 본 발명은 지지체 멤버의 부피 다공도가 약 40% 내지 약 90%인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버의 부피 다공도가 약 50% 내지 약 80%인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다. 본 발명은 지지체 멤버의 부피 다공도가 약 50%, 약 60%, 약 70%, 또는 약 80%인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버가 폴리올레핀을 포함하는 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버가 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리머 재료를 포함하는 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 지지체 멤버가 폴리머를 포함하는 섬유상 직물 또는 부직물을 포함하고; 상기 지지체 멤버의 두께가 약 10 ㎛ 내지 약 2000 ㎛이며; 상기지지체 멤버의 포어는 평균 포어 크기가 약 0.1 ㎛ 내지 약 25 ㎛이고; 상기 지지체 멤버는 부피 다공도가 약 40% 내지 약 90%인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
예시적인 방법
특정 구체예에서, 본 발명은 다음의 단계, 즉:
어떤 물질을 함유하는 제1 유액을 전술한 복합재들 중 어느 하나와 접촉시킴으로써, 상기 물질의 일부를 상기 복합재 상에 흡착 또는 흡수시키는 단계
를 포함하는 방법에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유액의 유액 유동 경로가 지지체 멤버의 포어에 대해 실질적으로 수직인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유액의 유액 유동 경로가 복합재의 마크로포어를 실질적으로 관통하는 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 다음 단계, 즉:
제2 유액을 복합재 상에 흡착 또는 흡수된 물질과 제2 유속으로 접촉시킴으로써, 복합재로부터 상기 물질의 일부를 방출시키는 단계
를 더 포함하는 방법에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제2 유액의 유액 유동 경로가 지지체 멤버의 포어에 대해 실질적으로 수직인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제2 유액의 유액 유동 경로가 복합재의 마크로포어를 실질적으로 관통하는 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 마크로다공성 겔이 그 물질과 특이적으로 상호반응하는 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 상기 특이적 상호반응이 소수성 상호반응인 것인 전술한 복합재들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 상기 물질이 생물학적 분자 또는 생물학적 이온인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 생물학적 분자 또는 생물학적 이온이, 리소자임, 바이러스, 세포, 인간 및 동물 기원의 γ-글로불린, 인간 및 동물 기원의 면역글로불린, 재조합 및 천연 기원의 단백질, 합성 및 천연 기원의 폴리펩타이드, 인터류킨-2 및 그의 수용체, 효소, 모노클로날 항체, 트립신 및 그의 억제제, 시토크롬 C, 미오글로빈, 미오글로불린, α-키모트립시노겐, 재조합 인간 인터류킨, 재조합 융합단백질, 핵산으로부터 유도된 산물, 합성 및 천연 기원의 DNA, 합성 및 천연 기원의 RNA로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 생물학적 분자 또는 생물학적 이온이 리소자임, hIgG, 미오글로빈, 인간 혈청 알부민, 대두 트립신 저해제, 트랜스퍼링, 에놀라제, 오브알부민, 리보뉴클리아제, 달걀 트립신 억제제, 시토크롬 c, 아넥신 V 또는 α-키모트립시노겐인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유액이 완충액인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유액 중의 완충액 농도가 약 25 mM, 약 50 mM, 약 0.1 M, 또는 약 0.2 M인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유액의 pH가 약 4, 약 5, 약 6, 약 7, 약 8, 또는 약 9인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제2 유액이 염 용액인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 상기 염이 (NH4)2SO4, K2SO4, 글리신-HCl, 포스페이트, 시트르산, 소듐 시트레이트, NaCl, Na2SO4, NaPO4, 소듐 아세테이트, 및 NH4Cl로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 제2 유액의 염 농도가 약 3.0 M 내지 약 0.2 M인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 염 농도가 약 3.0 M, 약 2.8 M, 약 2.6 M, 약 2.4 M, 약 2.2 M, 약 2.0 M, 약 1.8 M, 약 1.6 M, 약 1.4 M, 약 1.2 M, 약 1.0 M, 약 0.8 M, 약 0.6 M, 약 0.4 M, 또는 약 0.2 M인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유속이 약 0.1 내지 약 10 mL/분인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 제2 유속이 약 0.1 내지 약 10 mL/분인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유속 또는 제2 유속이 약 0.1 mL/분, 약 0.5 mL/분, 약 1.0 mL/분, 약 1.5 mL/분, 약 2.0 mL/분, 약 2.5 mL/분, 약 3.0 mL/분, 약 4.0 mL/분, 약 4.5 mL/분, 약 5.0 mL/분, 약 5.5 mL/분, 약 6.0 mL/분, 약 6.5 mL/분, 약 7.0 mL/분, 약 7.5 mL/분, 약 8.0 mL/분, 약 8.5 mL/분, 약 9.0 mL/분, 약 9.5 mL/분, 또는 약 10.0 mL/분인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 본 발명은 제1 유속 또는 제2 유속이 약 0.5 mL/분 내지 약 5.0 mL/분인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 다음의 추가 단계 즉:
제3 유액을 상기 복합재 상에 흡착 또는 흡수된 물질과 접촉시킴으로써, 상기 복합재로부터 상기 물질의 일부를 방출시키는 단계 (여기서 제3 유액은 염 용액이고; 상기 제3 유액의 염 농도는 제2 유액의 염 농도보다 낮다)
를 추가로 포함하는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 다음 단계들, 즉:
모노머, 광개시제, 가교제, 및 용매를 결합시킴으로써 모노머 혼합물을 형성하는 단계;
지지체 멤버를 상기 모노머 혼합물과 접촉시킴으로써, 변형된 지지체 멤버를 형성하는 단계 (여기서, 상기 지지체 멤버는 지지체 멤버를 통해 뻗어있는 복수개의 포어를 포함하고; 상기 포어의 평균 직경은 약 0.1 내지 약 25 ㎛인 것이다);
상기 변형된 지지체 멤버를 폴리머 시트로 커버하여, 커버된 지지체 멤버를 형성하는 단계; 및
상기 커버된 지지체 멤버에 일정 기간 동안 빛을 조사하여, 복합재를 형성하는 단계
를 포함하여 이루어진다.
특정 구체예에서, 본 발명은 복합재를 제2 용매로 세척하는 단계를 더 포함하는, 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 모노머가 아크릴아미드, N-아크릴옥시숙신이미드, 부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴아미드, 에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, 무수 메타크릴산, 옥타데실 아크릴아미드, 옥틸아크릴아미드, 옥틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아미드, 스테아릴 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 스티렌, 알킬화 스티렌 유도체, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, N-비닐-2-피롤리디논 (VP), 아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산, 스티렌설폰산, 알긴산, (3-아크릴아미도프로필)트리메틸암모늄 할라이드, 디알릴디메틸암모늄 할라이드, 4-비닐-N-메틸피리디늄 할라이드, 비닐벤질-N-트리메틸암모늄 할라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 할라이드, 또는 2-(2-메톡시)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 포함하는 것인 전술한 방법들 중 어느 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 광개시제가 모노머 혼합물 중에, 모노머의 총 중량에 대해 약 0.4% (w/w) 내지 약 2.5% (w/w)의 양으로 존재하는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 광개시제가 모노머 혼합물 중에, 모노머의 총 중량에 대해 약 0.6%, 약 0.8%, 약 1.0%, 약 1.2%, 또는 약 1.4% (w/w)의 양으로 존재하는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 광개시제가 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 벤조페논, 벤조인 및 벤조인 에테르, 디알콕시아세토페논, 히드록시알킬페논, 및 α-히드록시메틸 벤조인 설폰산 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 용매가 1,3-부탄디올, 디(프로필렌 글리콜) 프로필 에테르, N,N-디메틸아세트아미드, 디(프로필렌 글리콜) 메틸 에테르 아세테이트 (DPMA), 물, 디옥산, 디메틸설폭사이드 (DMSO), 디메틸포름아미드 (DMF), 아세톤, 에탄올, N-메틸피롤리돈 (NMP), 테트라히드로퓨란 (THF), 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 톨루엔, 자일렌, 헥산, N-메틸아세트아미드, 프로판올, 또는 메탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 모노머 또는 가교제 또는 양자 모두가 용매 중에 약 10% 내지 약 45% (w/w)의 양으로 존재하는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 모노머 또는 가교제 또는 양자 모두가 용매 중에 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 21%, 약 22%, 약 23%, 약 24%, 약 25%, 약 26%, 약 27%, 약 28%, 약 29%, 약 30%, 약 31%, 약 32%, 약 33%, 약 34%, 약 35%, 약 36%, 약 37%, 약 38%, 약 39%, 또는 약 40% (w/w)의 양으로 존재하는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 가교제가 비스아크릴아미도아세트산, 2,2-비스[4-(2-아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스(4-메타크릴옥시페닐)프로판, 부탄디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디비닐 에테르, 1,4-시클로헥산디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,10-도데칸디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,4-디아크릴로일피페라진, 디알릴프탈레이트, 2,2-디메틸프로판디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, N,N-도데카메틸렌비스아크릴아미드, 디비닐벤젠, 글리세롤 트리메타크릴레이트, 글리세롤 트리스(아크릴옥시프로필) 에테르, N,N'-헥사메틸렌비스아크릴아미드, N,N'-옥타메틸렌비스아크릴아미드, 1,5-펜탄디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,3-페닐렌디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 폴리(프로필렌) 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 또는 디메타크릴레이트, 디알릴 디글리콜 카보네이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디비닐 에테르, N,N'-디메타크릴로일피페라진, 디비닐 글리콜, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, 1,1,1-트리메틸올에탄 트리메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 (TRIM-M), 비닐 아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 알콕실화 시클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트, 알콕실화 헥산디올 디아크릴레이트, 알콕실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 방향족 디메타크릴레이트, 카프로락톤 변형 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트 디아크릴레이트, 시클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에톡실화 비스페놀 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 글리세릴 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트, 트리스 (2-히드록시 에틸)이소시아뉴레이트 트리아크릴레이트, 디-트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트 에스테르, 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 카프로락톤 변형 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 테트라(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 및 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은, 모노머에 대한 가교제의 몰% (mol% of cross-linking agent relative to monomer)가 약 10%, 약 11%, 약 12%, 약 13%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 21%, 약 22%, 약 23%, 약 24%, 또는 약 25%인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 커버된 지지체 멤버가 약 350 nm에서 조사되는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 기간이 약 1 분, 약 5 분, 약 10 분, 약 15 분, 약 20 분, 약 30 분, 약 45 분, 또는 약 1 시간인 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 복합재가 마크로포어를 포함하는 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 마크로포어의 평균 포어 직경이 포어의 평균 ㅍ포어 직경보다 작은 것인 전술한 방법들 중 하나에 관한 것이다.
도 1은 (i) 침투물 중의 리소자임의 농도(C) 대 초기 샘플 중의 리소자임의 농도(C0)의 비율(C/C0)과 (ii) 서로 다른 펜던트 소수성 부분을 갖는 3종의 HIC 막에 있어서의 리소자임 결합용량 (mg/mL막) 간의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 2는 (i) 침투물 중의 리소자임의 농도(C) 대 초기 샘플 중의 리소자임의 농도(C0)의 비율(C/C0)과 (ii) 펜던트 부틸 부분과 다양한 수준의 겔-매트릭스 소수성을 갖는 3종의 HIC 막에 있어서의 리소자임 결합용량 (mg/mL막) 간의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 3은 시판되는 2종의 HIC 수지 (TOSOH Bioscience); 2종의 시판되는 HIC 막 (부틸 세파로스 4 Fast Flow 및 사르토바인드 페닐); 및 본 발명의 2종의 HIC 막(부틸 및 페닐)에 대한 리소자임과 mAb의 결합용량 (mg/mL겔/막) (10% 브레이크쓰루)를 도표화한 것이다.
도 4는 소수성 상호반응 크로마토그래피에 의한 미오글로빈 (1), 리소자임 (2) 및 α-키모트립시노겐 A (3)의 분리를 도시한 도면이다. 실시예 5에서 설명된 바와 같이 제조된 폴리(AAm-co-VP-co-BuMe) 막 상에서 표시된 바와 같이 완충액 A로부터 완충액 B로의 완충액 구배 변화 (회색선, 오른쪽의 y축)를 이용하여 단백질을 용리시켰다.
도 5는 본 발명의 다양한 복합재와 여러가지 성능 특성을 요약한 표이다. 이 표에서, EGDMA는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트이고, EGPhA는 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트이다.
실시예
다음에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 각 실시예에 예시된 특정 상세내용은 단지 설명목적을 위해 선택된 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 실험은 달리 언급되지 않는 한 유사한 조건에서 수행되었다.
실시예 1 - 일반 공정
복합재의 제조
다음의 일반 공정에 따라, 광개시형 중합법을 이용하여 후술하는 모노머 용액과 지지체 TR0671 B50 (Hollingsworth & Vose)로부터 복합재를 제조하였다. 칭량된 지지체 멤버를 폴리(에틸렌) (PE) 시트 상에 놓고, 모노머 또는 폴리머 용액을 샘플에 적용시켰다. 이어서 샘플을 또 다른 PE 시트로 덮고 고무 롤러로 밀어서 샌드위치시켜 과량의 용액을 제거하였다. 10분의 기간 동안 350 nm의 파장에서 조사시킴으로써 개시된 중합에 의해, 샘플에서 겔이 인 시투(in situ) 형성되었다. 결과적인 복합재를 RO 수로 철저히 세척하고 0.1 N 염산에 24시간 동안 넣어서 잔류 에폭사이드기를 가수분해시켰다(비록 에폭사이드 가수분해 단계는 이하의 실시예 각각에서도 수행되었지만, 이 단계는 생략가능하다). 막을 24시간 동안 물에서 보관한 다음 실온에서 건조시켰다. 지지체 중에 형성된 겔의 양을 측정하기 위해, 샘플을 50℃의 오븐에서 일정 질량이 될 때까지 건조시켰다. 겔 혼입에 의해 증가된 질량을 건조 겔의 추가 질량 대 다공성 지지체의 초기 질량의 비율로서 산출하였다.
복합재의 플럭스 및 결합 용량 분석
샘플을 수세한 후, 복합재를 통한 물 플럭스를 측정하였다. 표준 공정으로서, 직경 7.8 cm인 디스크 형태의 샘플을 두께가 3-5 mm인 소결된 그리드 상에 장착하고, 압력 제어 하에, 압착 질소가 공급된 셀 내로 어셈블리시켰다. 상기 셀에 탈이온수를 충전하고 100 kPa의 압력을 가하였다. 특정 시간 동안 복합재를 통과한 물을 미리 칭량해둔 용기에 수집하여 무게를 측정하였다.
모든 실험은 침투 아울렛(permeate outlet)에서 실온 및 대기압 하에서 수행하였다. 각각의 측정을 3회 이상 반복하여 ± 5%의 재현성을 달성하였다.
리소자임 및 hIgG를 이용하여 단백질 흡착 실험을 실시하였다. 흡착 단계에서, 직경 25 mm의 단일막 디스크 형태의 복합재를 말단이 막힌(dead-end) 셀 중에 두께가 2 mm인 소결된 그리드 상에 장착하였다. 연동 펌프(모델 P-1, Pharmacia Biotech)를 이용하여 셀에 피드 용액을 공급하였다. 침투 아울렛을 다파장(multi-wavelength) UV 검출기 (Waters 490)에 연결시켰다. 검출기 플로터 아웃풋을 PC 인터페이스가 구비된 디지털 멀티미터에 연결시키고 멀티미터는 PC에 연결시켰다. 검출기 아웃풋을 ± 1 mV의 정밀도로 매 분마다 기록하였다.
280 nm에서 안정한 UV 검출기 기저선이 확립될 때까지, pH 7.0에서 다양한 농도의 암모늄 설페이트를 함유하는 소듐 포스페이트 완충액 20 mM를 흘려보냄으로써, 셀과 막 샘플을 프라임시켰다. 다음 단계에서, 셀을 비우고 대응하는 완충액 중에서 피드 - 리소자임 또는 hIgG 용액으로 재충전시켰다. 모든 완충액, 리소자임 및 hIgG 용액을 포어 크기가 0.2 ㎛인 셀룰로스 아세테이트 막 필터를 통해 여과시켰다. 검출기 아웃풋의 PC 기록 개시와 함께 즉시 펌프를 작동시켰다. 침투물 샘플을 수집하고 칭량하여 유속을 체크하였다.
실시예 2 - 부틸- 관능화된 복합재
22.4 wt% 1,3-부탄디올, 54.3 wt% 디(프로필렌 글리콜) 프로필 에테르 및 23.3 wt% N,N'-디메틸아세트아미드를 함유하는 용매 혼합물 중에 글리시딜 메타크릴레이트 (GMA) 모노머, 부틸 메타크릴레이트 (BuMe) 코모노머 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 (TRIM-M) 가교제를 각각 1:0.15:0.2의 비율로 용해시켜 23 wt% 용액을 제조하였다. 모노머 질량에 대하여 1 wt%의 양으로 광개시제 Irgacure
Figure pct00008
2959를 첨가하였다.
전술한 것과 유사한 수개의 샘플들을 제조하고 평균을 내어 복합재의 질량 증가를 평가하였다. 이 처리에 의하여 기질은 본래 중량의 180%만큼 증량되었다.
이 방법에 의해 제조된 복합재는 100 kPa에서 물 플럭스가 1,200-1,400 kg/m2h 범위이다. 복합재의 리소자임 (LYS) 및 hIgG 흡착 특성을 전술한 바와 같이 단일막 디스크에 대한 일반 공정을 이용하여 시험하였다. 이 실험에 사용된 리소자임의 농도는 pH 7.0에서 2.0 M (NH4)2SO4를 함유하는 소듐 포스페이트 완충액 20 mM 중 0.45 g/L였고 pH 7.0에서 1.5 M (NH4)2SO4를 함유하는 소듐 포스페이트 완충액 20 mM 중 hIgG-0.5 g/L이었다. 유속은 10 베드 부피(bed volume: BV)/분이었다. 침투물(막 브레이크쓰루)의 농도 중 LYS 대 LYS 다이나믹 결합용량(mg/mL)의 플롯을 도 1에 도시하였다. 복합재는 10% 브레이크쓰루에서 대응하는 LYS 및 hIgG 결합 용량이 34 mg/mL막 및 41 mg/mL막이었다. 20 mM 소듐 포스페이트 완충액을 이용하여 탈착시켰다. 용리된 분획들을 수집하여 280 nm에서 분광광도계로 측정하였다. 용리 샘플의 흡광도와 부피로부터 회수율을 평가하였다. 그 결과, LYS 및 hIgG 회수율은 각각 90% 및 75%인 것으로 나타났다.
실시예 3 - 페닐 - 관능화된 복합재
22.3 wt% 1,3-부탄디올, 55.0 wt% 디(프로필렌 글리콜) 프로필 에테르 및 22.7 wt% N,N'-디메틸아세트아미드를 함유하는 용매 혼합물 중에 글리시딜 메타크릴레이트 (GMA) 모노머, 페닐 아크릴레이트 (PhA) 코모노머 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 (TRIM-M) 가교제를 각각 1:0.1:0.13의 비율로 용해시켜 32 wt% 용액을 제조하였다. 광개시제 Irgacure
Figure pct00009
2959를 모노머 질량에 대해 1 wt%의 양으로 첨가하였다.
전술한 것과 유사한 샘플들을 수개 제조하고 복합재의 질량 증가를 평가하기 위해 평균을 구하였다. 기질은 이 처리에 의해 본래 중량의 170%가 증량되었다.
이 방법에 의해 제조된 복합재는 물 플럭스가 100 kPa에서 1,200 - 1,300 kg/m2h 범위였다. 복합재의 리소자임 (LYS) 및 hIgG 흡착특성을, 전술한 바와 같이(실시예 2) 단일막 디스크를 이용한 일반 공정에 따라 시험하였다. 이 실험에 사용된 단백질의 농도와 유속은 실시예 2에 설명된 것과 동일하였다. 침투물 중 LYS의 농도 대 LYS 다이나믹 결합 용량(mg/mL)의 플롯을 도 1에 도시하였다. 10% 브레이크쓰루에서 복합재의 LYS 및 hIgG 결합용량은 각각 24 mg/mL막 및 28.2 mg/mL막이었다. LYS의 회수율은 85-90% 범위, hIgG는 70%인 것으로 나타났다.
실시예 4 - 도데실 - 관능화된 복합재
24.3 wt% 1,3-부탄디올, 53.6 wt% 디(프로필렌 글리콜) 프로필 에테르 및 22.1 wt% N,N'-디메틸아세트아미드를 함유하는 용매 혼합물 중, 글리시딜 메타크릴레이트 (GMA) 모노머, 라우릴 메타크릴레이트 (LMA, 도데실 메타크릴레이트) 코모노머 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 (TRIM-M) 가교제를 각각 1:0.1:0.23의 몰비로 용해시켜 25.7 wt% 용액을 얻었다. 광개시제 Irgacure
Figure pct00010
2959를 모노머 질량에 대해 1 wt%의 양으로 첨가하였다.
전술한 것과 유사한 샘플들을 수개 제조하고 복합재의 질량 증가를 평가하기 위해 평균을 구하였다. 기질은 이 처리에 의해 본래 중량의 180%가 증량되었다.
이 방법에 의해 제조된 복합재는 물 플럭스가 100 kPa에서 1,200 - 1,300 kg/m2h 범위였다. 침투물 중 LYS의 농도 대 LYS 다이나믹 결합 용량(mg/mL)의 플롯을 도 1에 도시하였다. 10% 브레이크쓰루에서 복합재의 LYS 및 hIgG 결합용량은 각각 41 mg/mL막 및 49.4 mg/mL막이었다.
실시예 5 - 비닐 피롤리디논과 아크릴아미도 코모노머를 이용하여 부틸-
관능화된 복합재
99 wt% 디(프로필렌 글리콜) 메틸 에테르 아세테이트 (DPMA) 및 1 wt% DI 물을 함유하는 용매 혼합물 중, 1-비닐-2-피롤리디논 (VP) 모노머, 아크릴아미드 (AAm) 코모노머-1, 부틸 메타크릴레이트 (BuMe) 코모노머-2 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 (TRIM-M) 가교제를 각각 1:0.1:0.14:0.27의 몰비로 용해시킴으로써 19.0 wt% 용액을 제조하였다. 광개시제 Irgacure
Figure pct00011
2959를 모노머 질량에 대해 1 wt%의 양으로 첨가하였다.
전술한 것과 유사한 샘플들을 수개 제조하고 복합재의 질량 증가를 평가하기 위해 평균을 구하였다. 기질은 이 처리에 의해 본래 중량의 150%가 증량되었다.
이 방법에 의해 제조된 복합재는 물 플럭스가 100 kPa에서 1,000 - 1,100 kg/m2h 범위였다. 복합재의 단백질(리소자임 (LYS)) 및 hIgG 흡착 특성을, 전술한 단일막 디스크에 대한 일반 공정(실시예 2)을 이용하여 시험하였다. 이 실험에 사용된 리소자임/hIgG의 농도는 실시예 2에 설명된 것과 동일하였다. 유속은 8 베드 부피(BV)/분이었다. 침투물 중 LYS의 농도 대 LYS 다이나믹 결합 용량(mg/mL)의 플롯을 도 2에 도시하였다. 10% 브레이크쓰루에서 복합재의 LYS 및 hIgG 결합용량은 각각 15 mg/mL막 및 20 mg/mL막이었다. LYS//hIgG 회수율은 70-75% 범위였다.
실시예 6 - 히드록시에틸 메타크릴레이트 코모노머를 이용하여 부틸-
관능화된 복합재
디(프로필렌 글리콜) 메틸 에테르 아세테이트 (DPMA). 광개시제 Irgacure
Figure pct00012
2959 중에, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 (HEMA) 모노머, 부틸 메타크릴레이트 (BuMe) 코모노머 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 (TRIM-M) 가교제를 1:0.1:0.12의 몰비로 용해시킴으로써, 36.0 wt% 용액을 제조하였다.
전술한 일반 공정(실시예 1)에 따라 광개시형 중합법을 이용하여 용액 및 지지체 TR0671 B50 (Hollingsworth & Vose)로부터 복합재를 제조하였다. 사용된 조사 시간은 350 nm에서 10분이었다. 복합재를 폴리에틸렌 시트 사이에서 제거하고, RO 물로 세척하였다. 막을 24 시간 동안 물에서 보관하고 실언에서 건조시켰다.
전술한 것과 비슷한 샘플들을 몇개 더 제조하고 복합재의 질량 증가를 평가하기 위해 평균을 구하였다. 기질은 이 처리에 의해 본래 중량의 130%가 증량되었다.
실시예 2에서 설명된 바와 같이, 물 플럭스 및 리소자임/hIgG 결합 용량 관점에서 막을 특징화시켰다.
이 방법에 의해 제조된 복합재는 100 kPa에서 물 플럭스가 3,200 - 3,500 kg/m2h 범위였다. 복합재의 리소자임/hIgG 흡착 특성을 일반 공정을 이용하여 검사하였다. 2개의 막 디스크를 사용하였다. 이 실험에 사용된 리소자임/hIgG의 농도는 실시예 2에 설명된 것과 동일하였다. 유속은 5 베드 부피(BV)/분이었다. 침투물 중 LYS의 농도 대 LYS 다이나믹 결합용량 (mg/mL)의 플롯을 도 2에 나타내었다. 10% 브레이크쓰루에서 복합재의 LYS 및 hIgG 결합용량은 각각 15 mg/mL막 및 17 mg/mL막 이었다. LYS의 회수율은 80% 범위이고, hIgG는 70% 범위인 것으로 밝혀졌다.
실시예 7 - 구배 크로마토그래피
단백질 선형-구배 체류 데이터를 얻기 위해, 실시예 5에서 설명된 바와 같이 제조된 폴리(AAm-co-VP-co-BuMe)막 (직경 25; 0.14 mL)을 이용하였다. 분자량과 표면 소수성을 달리하는 3종의 단백질을 각 실험에서 시험하였다. 사용된 단백질은 다음과 같았다: 미오글로빈 (말의 골격근에서 유래, MW 17 kDa), 리소자임 (달걀의 난황에서 유래, MW 14.3 kDa), 및 α-키모트립시노겐 A (II형, 소의 췌장에서 유래, MW 25.7 kDa) (Sigma-Aldrich). 시험된 모든 염과 단백질, 암모늄 설페이트, 및 소듐 일염기성 및 이염기성 포스페이트는 Sigma-Aldrich사로부터 구입하였다. 막 크로마토그래피 연구를 Waters 600E HPLC 시스템을 이용하여 수행하였다. 분리 실험에서 단백질 용액을 주사하는데 2-mL 샘플 루프를 이용하였다. Pall 막 홀더로부터 유출된 스트림의 UV 흡광도(280 nm에서) 및 시스템 압력을 연속적으로 기록하였다. 2 M 암모늄 설페이트 (pH 7.0)를 함유하는 용액을 결합 완충액으로서 선택하였으며 이것은 염기성 완충액으로서 20 mM 소듐 포스페이트 완충액 (pH 7.0)을 이용하여 제조하였다. 결합 완충액을 완충액 A로, 용리 완충액 - 20 mM 소듐 포스페이트 (pH 7.0) -을 완충액 B라 칭하였다. 단백질들을 결합 완충액(완충액 A)에 용해시켜 2 mg/mL 용액을 제조하였다. 단백질 용액을 3:1:3 (미오글로빈:리소자임: α-키모트립시노겐 A)의 비율로 혼합하였다.
크로마토그래피 실험에서, 완충액 A를 안정한 UV 흡광 기저선이 얻어질 때까지 막을 통해 통과시켰다. 이어서, 150 μL의 단백질 혼합물을 2-mL 샘플 루프를 이용하여 주사하였다. 결합 완충액을 2 mL/분으로 5분간 실시하였다. 이어서, 2 mL/분의 감소하는 염 구배(0% 완충액 B - 100% 완충액 B)으로 15분 후에 용리액을 얻었다. 도 4는 2 mL/분의 유속에서 하나의 막 디스크를 이용한 미오글로빈, 리소자임 및 α-키모트립시노겐의 매우 우수한 분석 분리를 도시한다. 도 4에서 최초의 피크는 결합 및 후속적으로 용리된 미오글로빈에 기인한 것이었다. 두번째 피크는 리소자임, 세번째 피크는 α-키모트립시노겐에 기인한다. 피크 동정은 단일-단백질 실험으로 확인하였다. 이들 단백질의 용리 시간(tR)을 표 2에 나타내었다.
Figure pct00013
실시예 8 - 막 성능
도 5는 본 발명의 여러가지 복합재와 그의 다양한 성능 특성을 도표화한 것이다. 각각의 샘플들을 제조하고 0.1 M HCl로 가수분해한 다음 50℃의 오븐에서 건조한 다음, 사용을 위해 재습윤화시켰다 - 실제 재료에 있어서 중요한 고려사항이다.
실시예 9 - 페닐 - 관능화된 복합재
이 실시예는 페닐 관능기를 이용하여 본 발명의 복합재를 제조하는 방법을 설명한다.
23.1 wt% 1,3-부탄디올, 54.0 wt% 디(프로필렌 글리콜)프로필 에테르 및 22.9 wt% N,N'-디메틸아세트아미드를 함유하는 용매 혼합물 중에 글리시딜 메타크릴레이트(GMA) 모노머, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 메타크릴레이트(EGPhA) 코모노머 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(TRIM-M) 가교제를 각각 1:0.2:0.18의 몰비로 용해시킴으로써 32 wt% 용액을 제조하였다. 광개시제인 Irgacure
Figure pct00014
2959를 모노머 질량에 대해 1 wt%의 양으로 첨가하였다.
전술한 일반 공정 (실시예 1)에 따라 광개시형 공중합법을 이용하여 지지체 TR0671 B50 (Hollingsworth & Vose)과 용액으로부터 복합재를 제조하였다. 사용된 조사 시간은 350 nm에서 10분이었다. 폴리에틸렌 시트 사이에서 복합재를 제거하고, RO 물로 세척한 다음 0.1 N 염산에 24 시간 동안 넣어 두어, 에폭시기를 가수분해시켰다. 막을 24 시간 동안 물에 보관한 다음 실온에서 건조시켰다.
전술한 것과 유사한 샘플들을 몇개 만들고 복합재의 질량 증량을 평가하기 위해 평균을 내었다. 이 처리에 의해 기질은 본래 중량의 180%가 증량되었다.
이 방법에 의해 제조된 복합재는 100 kPa에서 물 플럭스가 2,200 kg/m2hr 이었다. 이 복합재의 hIgG 흡착 특성을 Waters 600E HPLC 시스템 장비에 부착된 스테인레스 스틸제 Natrix 디스크 홀더내 삽입된 단일층을 이용하여 시험하였다. 이 실험에 사용된 hIgG의 농도는 pH 7.0에서 0.8 M (NH4)2SO4을 함유하는 50 mM 소듐 포스페이트 완충액 중 0.5 g/L이었다. 유속은 10 베드 부피(BV)/분이었다. 이 복합재는 10% 브레이크쓰루에서 hIgG 결합용량이 31.2 mg/ml막이었다. 50 mM 소듐 포스페이트와 5%(w/w) 이소프로판올, pH 7.0을 함유하는 용리 완충액을 이용한 hIgG의 회수율은 99.8%였다.
참고문헌
본 명세서에 인용된 모든 미국특허 및 미국특허출원은 본 명세서에 그 내용이 참조되었다.
등가물
당업자라면 일상적인 실험만으로도, 본 명세서에 설명된 본 발명의 특정 구체예에 상당하는 많은 등가물을 얻을 수 있음을 인식하거나, 확신할 수 있을 것이다. 이러한 등가물은 다음의 청구범위에 의해 모두 포괄되는 것이다.

Claims (48)

  1. 지지체 멤버를 통해 뻗어있는 복수개의 포어를 포함하는 지지체 멤버; 및
    복수개의 마크로포어와 복수개의 펜던트 소수성 부분을 포함하는, 가교된 마크로다공성 겔
    을 포함하여 이루어지고;
    여기서 상기 가교된 마크로다공성 겔은 지지체 멤버의 포어 내에 위치하며; 마크로포어의 평균 포어 직경은 포어의 평균 포어 직경보다 작은 것인 복합재.
  2. 제1항에 있어서, 가교된 마크로다공성 겔은 아크릴아미드, N-아크릴옥시숙신이미드, 부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-(N,N-디에틸아미노)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴아미드, 에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, 무수 메타크릴산, 옥타데실 아크릴아미드, 옥틸아크릴아미드, 옥틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아미드, 스테아릴 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 스티렌, 알킬화 스티렌 유도체, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, N-비닐-2-피롤리디논, 아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산, 스티렌설폰산, 알긴산, (3-아크릴아미도프로필)트리메틸암모늄 할라이드, 디알릴디메틸암모늄 할라이드, 4-비닐-N-메틸피리디늄 할라이드, 비닐벤질-N-트리메틸암모늄 할라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 할라이드, 또는 2-(2-메톡시)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트로부터 유도된 폴리머를 포함하는 것인 복합재.
  3. 제1항에 있어서, 가교된 마크로다공성 겔은 아크릴아미드, 부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 또는 N-비닐-2-피롤리디논으로부터 유도된 폴리머를 포함하는 것인 복합재.
  4. 제1항에 있어서, 펜던트 소수성 부분은 소수성 에틸, 부틸, 헥실, 2-에틸헥실, 도데실, 스테아릴, 히드록시프로필, 페닐, 에테르, 또는 폴리(프로필렌 글리콜)기인 것인 복합재.
  5. 제1항에 있어서, 가교된 마크로다공성 겔은 log P값(옥탄올-물)이 약 1 내지 약 7인 모노머로부터 유도된 폴리머를 포함하는 것인 복합재.
  6. 제1항에 있어서, 가교된 마크로다공성 겔은 제1 모노머와 제2 모노머로부터 유도된 폴리머를 포함하고, 여기서 상기 제1 모노머는 log P값(옥탄올-물)이 약 1 내지 약 7이고; 제2 모노머는 log P값(옥탄올-물)이 약 -1 내지 약 1인 것인 복합재.
  7. 제6항에 있어서, 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰비는 약 0.01:1 내지 약 1:1인 것인 복합재.
  8. 제6항에 있어서, 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰비는 약 0.05:1 내지 약 0.5:1인 것인 복합재.
  9. 제6항에 있어서, 제1 모노머 대 제2 모노머의 몰비는 약 0.1:1 내지 약 0.15:1 또는 약 0.20:1인 것인 복합재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 가교된 마크로다공성 겔은 마크로포어를 포함하고; 상기 가교된 마크로다공성 겔의 부피 다공도는 약 30% 내지 약 80%이고; 마크로포어의 평균 포어 직경은 약 10 nm 내지 약 3000 nm인 것인 복합재.
  11. 제10항에 있어서, 마크로포어의 평균 포어 직경은 약 25 nm 내지 약 1500 nm인 것인 복합재.
  12. 제10항에 있어서, 마크로포어의 평균 포어 직경은 약 50 nm 내지 약 1000 nm인 것인 복합재.
  13. 제10항에 있어서, 마크로포어의 평균 포어 직경은 약 300 nm 내지 약 400 nm인 것인 복합재.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 복합재는 막인 것인 복합재.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 지지체 멤버는 빈 공간을 가지며; 상기 지지체 멤버의 빈 공간은 실제로 가교된 마크로다공성 겔로 충전되는 것인 복합재.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 지지체 멤버는 폴리머를 포함하고; 지지체 멤버의 두께는 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛이며; 지지체 멤버의 포어의 평균 포어 직경은 약 0.1 ㎛ 내지 약 25 ㎛이고; 지지체 멤버의 부피 다공도는 약 40% 내지 약 90%인 것인 복합재.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 지지체 멤버는 폴리올레핀을 포함하는 것인 복합재.
  18. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 지지체 멤버는 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리머 재료를 포함하는 것인 복합재.
  19. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 지지체 멤버는 폴리머를 포함하는 섬유상 직물 또는 부직물 섬유를 포함하고; 상기 지지체 멤버의 두께는 약 10 ㎛ 내지 약 2000 ㎛이며; 지지체 멤버의 포어의 평균 포어 직경은 약 0.1 ㎛ 내지 약 25 ㎛이고; 지지체 멤버의 부피 다공도는 약 40% 내지 약 90%인 것인 복합재.
  20. 어떤 물질을 포함하는 제1 유액을 제1항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 기재된 복합재와 제1 유속으로 접촉시킴으로써, 상기 복합재 상에 상기 물질의 일부를 흡착 또는 흡수시키는 단계를 포함하여 이루어지는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 제1 유액의 유액 유동 경로는 지지체 멤버의 포어에 대해 실질적으로 수직인 것인 방법.
  22. 제20항에 있어서, 제1 유액의 유액 유동 경로는 복합재의 마크로포어를 실질적으로 관통하는 것인 방법.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 방법은:
    제2 유액을 상기 복합재 상에 흡착 또는 흡수된 물질과 제2 유속으로 접촉시킴으로써, 상기 물질의 일부를 복합재로부터 방출시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 제2 유액의 유액 유동 경로는 지지체 멤버의 포어에 대해 실질적으로 수직인 것인 방법.
  25. 제23항에 있어서, 제2 유액의 유액 유동 경로는 지지체 멤버의 포어에 대해 실질적으로 수직인 것인 방법.
  26. 제20항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서, 마크로다공성 겔은 상기 물질과 특이적으로 상호반응하는 것인 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 특이적 상호반응은 소수성 상호반응인 것인 방법.
  28. 제20항 내지 제27항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 물질은 생물학적 물질 또는 생물학적 이온인 것인 방법.
  29. 제28항에 있어서, 생물학적 물질 또는 생물학적 이온은 알부민, 리소자임, 바이러스, 세포, 인간 및 동물 기원의 γ-글로불린, 인간 및 동물 기원의 면역글로불린, 재조합 단백질 및 천연기원의 단백질, 합성 및 천연기원의 폴리펩타이드, 인터류킨-2 및 그의 수용체, 효소, 모노클로날 항체, 트립신 및 그의 억제제, 시토크롬 C, 미오글로빈, 미오글로불린, α-키모트립시노겐, 재조합 인간 인터류킨, 재조합 융합단백질, 핵산 유래 산물, 합성 또는 천연 기원의 DNA, 합성 또는 천연 기원의 RNA로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  30. 제28항에 있어서, 생물학적 물질 또는 생물학적 이온은 리소자임 또는 hIgG인 것인 방법.
  31. 제20항 내지 제30항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 유액은 완충액인 것인 방법.
  32. 제20항 내지 제31항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 유액은 염 용액인 것인 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 방법은:
    제3 유액을 상기 복합재 상에 흡착 또는 흡수된 물질고 접촉시킴으로써, 복합재로부터 상기 물질의 일부를 방출시키는 단계를 추가로 포함하고; 여기서 상기 제3 유액은 염 용액이며; 제3 유액의 염 농도는 제2 유액의 염 농도보다 낮은 것인 방법.
  34. 모노머, 광개시제, 가교제, 용매를 결합시켜 모노머 혼합물을 형성하는 단계;
    지지체 멤버를 상기 모노머 혼합물과 접촉시켜 변형된 지지체 멤버를 형성하는 단계 (여기서 상기 지지체 멤버는 지지체 멤버를 통해 뻗어있는 복수개의 포어를 포함하고, 포어의 평균 포어 직경은 약 0.1 내지 약 25 ㎛이다);
    상기 변형된 지지체 멤버를 폴리머 시트로 커버함으로써, 커버된 지지체 멤버를 형성하는 단계; 및
    상기 커버된 지지체 멤버를 일정시간 동안 조사하여, 복합재를 형성하는 단계
    를 포함하여 이루어지는, 복합재의 제조 방법.
  35. 제34항에 있어서, 복합재를 제2 용매로 세척하는 단계를 더 포함하는 방법.
  36. 제34항 또는 제35항에 있어서, 모노머는 아크릴아미드, N-아크릴옥시숙신이미드, 부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴아미드, 에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, 무수 메타크릴산, 옥타데실 아크릴아미드, 옥틸아크릴아미드, 옥틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아미드, 스테아릴 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 스티렌, 알킬화 스티렌 유도체, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, N-비닐-2-피롤리디논, 아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산, 스티렌설폰산, 알긴산, (3-아크릴아미도프로필)트리메틸암모늄 할라이드, 디알릴디메틸암모늄 할라이드, 4-비닐-N-메틸피리디늄 할라이드, 비닐벤질-N-트리메틸암모늄 할라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 할라이드, 또는 2-(2-메톡시)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 포함하는 것인 방법.
  37. 제34항 내지 제36항 중 어느 하나의 항에 있어서, 광개시제는 모노머 혼합물 중에 모노머 총 중량에 대하여 약 0.4% (w/w) 내지 약 2.5% (w/w)의 양으로 존재하는 것인 방법.
  38. 제34항 내지 제36항 중 어느 하나의 항에 있어서, 광개시제는 모노머 혼합물 중에, 모노머 총 중량에 대하여 약 0.6%, 약 0.8%, 약 1.0%, 약 1.2%, 또는 약 1.4% (w/w) 의 양으로 존재하는 것인 방법.
  39. 제34항 내지 제38항 중 어느 하나의 항에 있어서, 광개시제는 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 벤조페논, 벤조인 및 벤조인 에테르, 디알콕시아세토페논, 히드록시알킬페논, 및 α-히드록시메틸 벤조인 설폰산 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  40. 제34항 내지 제39항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매는 1,3-부탄디올, 디(프로필렌 글리콜) 프로필 에테르, N,N-디메틸아세트아미드, 디(프로필렌 글리콜) 메틸 에테르 아세테이트, 물, 디옥산, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 아세톤, 에탄올, N-메틸피롤리돈, 테트라히드로퓨란, 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 톨루엔, 자일렌, 헥산, N-메틸아세트아미드, 프로판올, 또는 메탄올인 것인 방법.
  41. 제34항 내지 제40항 중 어느 하나의 항에 있어서, 모노머 또는 가교제 또는 양자는 용매 중에 약 10% 내지 약 45% (w/w)의 양으로 존재하는 것인 방법.
  42. 제34항 내지 제40항 중 어느 하나의 항에 있어서, 모노머 또는 가교제 또는 양자는 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 21%, 약 22%, 약 23%, 약 24%, 약 25%, 약 26%, 약 27%, 약 28%, 약 29%, 약 30%, 약 31%, 약 32%, 약 33%, 약 34%, 약 35%, 약 36%, 약 37%, 약 38%, 약 39%, 또는 약 40% (w/w)의 양으로 존재하는 것인 방법.
  43. 제34항 내지 제42항 중 어느 하나의 항에 있어서, 가교제는 비스아크릴아미도아세트산, 2,2-비스[4-(2-아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스(4-메타크릴옥시페닐)프로판, 부탄디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디비닐 에테르, 1,4-시클로헥산디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,10-도데칸디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,4-디아크릴로일피페라진, 디알릴프탈레이트, 2,2-디메틸프로판디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, N,N-도데카메틸렌비스아크릴아미드, 디비닐벤젠, 글리세롤 트리메타크릴레이트, 글리세롤 트리스(아크릴옥시프로필) 에테르, N,N'-헥사메틸렌비스아크릴아미드, N,N'-옥타메틸렌비스아크릴아미드, 1,5-펜탄디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,3-페닐렌디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 폴리(프로필렌) 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 또는 디메타크릴레이트, 디알릴 디글리콜 카보네이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디비닐 에테르, N,N'-디메타크릴로일피페라진, 디비닐 글리콜, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, 1,1,1-트리메틸올에탄 트리메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 비닐 아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 알콕실화 시클로헥산 디메탄올 디카릴레이트, 알콕실화 헥산디올 디아크릴레이트, 알콕실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 방향족 디메타크릴레이트, 카프로락톤 변형 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트 디아크릴레이트, 시클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에톡실화 비스페놀 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭실화 글리세릴 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트, 트리스 (2-히드록시 에틸)이소시아뉴레이트 트리아크릴레이트, 디-트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트 에스테르, 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 카프로락톤 변형 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트, N,N'--메틸렌비스아크릴아미드, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 테트라(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 및 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  44. 제34항 내지 제43항 중 어느 하나의 항에 있어서, 가교제 대 모노머의 몰비는 약 10%, 약 11%, 약 12%, 약 13%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 21%, 약 22%, 약 23%, 약 24%, 또는 약 25%인 것인 방법.
  45. 제34항 내지 제44항 중 어느 하나의 항에 있어서, 커버된 지지체 멤버는 약 350 nm에서 조사되는 것인 방법.
  46. 제34항 내지 제45항 중 어느 하나의 항에 있어서, 기간은 약 1 분, 약 5 분, 약 10 분, 약 15 분, 약 20 분, 약 30 분, 약 45 분, 또는 약 1 시간인 것인 방법.
  47. 제34항 내지 제46항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 복합재는 마크로포어를 포함하는 것인 방법.
  48. 제47항에 있어서, 마크로포어의 평균 포어 직경은 포어의 평균 포어 직경보다 작은 것인 방법.
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