KR960000655B1 - 단백질 흡착도가 낮은 여과 매질 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

단백질 흡착도가 낮은 여과 매질
본 발명은 아미드 물질에 대한 친화성이 낮은 다공질 매질에 관한 것이다.
보다 상세하게는 본 발명은 결과 피복막(coated membrane)의 단백질 흡수 경향이 낮은 개질된 표면의 여과막으로 유용한 미세기공성 중합체 매질에 관한 것이다. 연구 임상시험 및 처리와 관련된 것을 포함하여 약학 및 생물학적 분야에서는 단백질성 물질을 함유한 유체를 흔히 검사 또는 여과한다.
진단검사 또는 여과에 사용되는 다수의 매질은 고체물 또는 겔상물질을 보유하는데 적절한 기능을 한다. 일반적으로 단백질성 물질 함유 유체의 여과에 사용하는 그러한 매질도 막에서의 압력 강하가 낮기 때문에 처음 배치되었을 때는 빠른 흐름속도를 제공한다. 그러나 셀룰로오스 에스테르와 같은 많은 이들 물질은 가수분해 안정성이 낮고, 계속적으로 사용할 때, 특히 증기 살균조건이 노출되었을때 천천히 분해되는 경향이있다. 어떤 매질, 특히 아세트산 셀룰로오스 및 질산셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 에스테르는 용액 또는생물체 물질에 장기간 검출되었을때 분해되는 경향이 있다.
또한 이들 물질은 부서지기 쉽고 질산 셀룰로오스는 인화성이 있다. 폴리아미드, 특히 나일론과 같은 다른 매질은 일반적으로 가수분해 안정성, 상대적으로 낮은 인화성 및 고강도 유연성과 같은 바람직한 물성을 보인다. 폴리아미드, 특히 나일론 66은 완벽한 기공 정격의 정확한 제조 제어의 결과, 보유시키려는 물질에 대해 높은 보유력을 보인다. 많은 용도에 있어서, 폴리아미드 매질은 막을 통해 낮은 압력 강하를 보이는 막의 형태로 사용된다.
그러나 단백질성 물질을 함유하는 용액을 여과 또는 통과시키는 용도에서는 단백질성 물질과 그러한 막과의 연속접촉의 결과 흡수된 단백질 물질에 의해 막의 기공이 막히고 따라서 기능이 저하되기 때문에, 여과매질을 통해서 압력차가 흔히 높아진다. 많은 경우에 막힘은 비 가역적이고 값비싼 막을 버려야만 한다. 따라서 여러면에서 의도하는 목적에 아주 적합한 막이 바람직하지 못한 단백질 물질의 흡수 때문에 사용하지못하게 된다. 보유된 단백질이 바람직한 경우도 있으나 재사용이 불가능하고 따라서 비용의 손실을 가져온다.
본 발명의 다공성 중합체 매질에 관한 것으로 바람직하게는 여과 매질 또는 진단 매질에 유용한 막형태 및 본래 미세기공 형태에 관한 것이다. 본 발명에 따라 낮은 단백질 친화도 또는 흡수 흡착도, 특별하게는낮은 흡착도를 가지는 다공성, 바람직하게는 미세가공성 중합체 매질 또는 기질, 또는 바람직하게는 액 친화성, 가장 바람직하게는 친수성의 기질, 전형적으로는 아미드기 함유물질, 특히 단백질성 물질에 낮은 친화도 또는 흡수 흡착도를 가지는 매질을 제공하는 것이다. 다공성 중합체 기질의 표면은 아미드기 함유물질, 특별하게는 단백질성 물질에 대해 낮은 친화도를 제공하도록 개질된다. 중합체 기질의 표면에서 아미드기 함유물질에 대해 낮은 친화도를 가지는 부속된(pendant) 히드록실기가 풍부한 두번째 중합체 물질을 배합하여 표면을 개질한다. 처음 사용할때 본 발명에 따른 다공성 중합체 매질은 처리하지 않은 중합체 기질특성과 아주 유사한 바람직한 여과 특성을 보인다. 따라서 화학적 처리를 한 많은 다공성 중합체 매질과는 달리, 본 발명에 따른 매질은 미처리막의 낮은 수준과 비유되는 추출 가능한 오염물이 낮은 수준을 보인다.
이점은 사용전에 추가적인 처리단계를 하는 것이 바람직하지 못한 물질을 제조하는 자 또는 사용하는 자 모두에게 중요하다. 본 발명에 따른 매질은 처음 사용될때 특히 흐름속도 및 압력 강하에 대하여, 같은 중합체 기질을 만든 처리하지 않은 매질과 실질적으로 같은 유체 흐름 양상을 보인다. 그러나 처리되지 않은 다공성 기질의 양상과 비교하면, 크게 감소된 단백질성 물질의 흡착성 때문에 본 발명에 따른 다공성 중합체 매질의 유체 흐름 특성은 사용에 따라 점진적으로 변한다. 부수적으로 본 발명에 따른 다공성 중합체 매질은 생성뮬류에서의 단백질의 손실을 크게 줄인다. 중합체 기질의 표면상에 형성되는 표면 개질 중합체 또는 두번째 중합체 물질은 부속된 히드록실 부분을 가지는 중합체 물질이다.
중합체 기질을 적절한 히드록실 함유 단량체의 용액으로 처리하는 것에 의해 다공성 중합체 기질에 형성되고 공유 결합되며 그후에 처리된 기질을 이온화복사, 바람직하게는 감마선에 노출시킨다. 그 결과 단량체가 중합화되고 중합체 기판에 그라프트된다.
표면 개질 중합체를 형성하는 바람직한 단량체는 히드록실 함유 비닐형 단량체이다.
사용된 이온화 복사에는 짧은 파장의 자외선 또는 감마선이 있다.
본 발명은 단백질 물질과 같은 아미드기 함유물질에 친화도 또는 흡착도가 낮은 중합체물질에 관한 것으로, 그러한 매질에는 다공성 중합체 기질 또는 아미드기 함유물질 특히 단백질성 물질에 낮은 친화도를 제공하도록 부속된 히드록실기가 풍부한 두번째 중합체 물질로 표면을 개질한 기질이 있다.
그러한 물질에 대한 친화도는 매질이 형성된 중합체 기질보다 훨씬 낮다.
여기서 사용되는 ″단백질성 물질″이라는 용어에는 단백질 및 아미드기가 포함되고 다른 부분에 비해 아미드부분의 비율이 높은 아미드 부분 또는 기질과 입체적으로 접근 가능한 기질도 포함될 수 있다. 복수로 또는 단수로 사용된 ″표면″, ″중합체 기질 표면″, ″막 표면″등의 용어는 외관상 보이는 전체표면, 즉 외부 또는 바깥쪽 표면뿐만이 아니라, 중합체 기질 또는 매질의 기공을 한정하는 내부 표면을 포함하는 것으로, 유체 특히 액체와 접촉할 수 있는 중합체 기질 또는 막 매질의 부분을 의미한다.
내부 및 외부 표면 모두의 영역을 지칭하는 ″중합체 기질 표면 영역″과 구분해서, 물질의 노출된 평면 치수영역을 지칭하는 용어로서 여기서는 ″중합체 표면 영역″을 사용한다.
본 발명에 따른 매질은, 이온화 복사에 노출되었을때 그들의 표면에서 복사 종을 형성할 수 있고, 단량체용액으로 사용된 용매와 역반응을 일으키지 않는 중합체 물질로부터 제조할 수 있다. 적절한 중합체 기질은 이온화 복사의 영향하에 수소원자 및 라디칼의 분리가 가능한 탄소-수소 결합을가지고, 있다.
여과 매질로 사용될때, 액체가 통과하는 매질에서 바람직한 흐름특성을 보이는 이들 물질이 일반적으로 중합체 기질로 사용된다.
따라서 액 친화성 기질이 바람직하고 친수성 매질이 특히 바람직하다.
그러나 여과 및 관련기술 분야에 흔히 사용되는 적절한 처리를 한 소수성 매질도 또한 사용될 수 있다. 여기 사용된 액 친화도(liquophilicity)는 그것이 접촉하는 액체에 의한 기질 또는 막 매질의 습윤도를 말한다. 고체구조, 예컨데 막의 습윤도 또는 액 친화도는 구조 결정의 표면 에너지 및 적용된 액체의 표면장력의 작용이다. 만약 결정의 표면 에너지가 적어도 액체의 표면 장력과 같으면, 액체는 자발적으로 고체구조를 습운시킨다. 예컨데 표면에너지가 72다인/cm 또는 그 이상인 미세 기공막은 72다인/cm의 표면장력을가지는 물에 의해 습윤될 것이고 즉 친수성이다.
다공성 구조(기질, 매질, 막등)의 액체에 의한 습윤도는 다공성 구조 이상에 액체의 소적을 떨어뜨려 측정할 수 있다.
접촉각은 정량적인 습윤점도를 제공한다. 접촉각이 매우 높으면 습윤도가 낮다는 것을 지시하고, 접촉각이 0이면 완전히 완벽하게 습윤시킨다.
본 발명에 따라 기질 또는 매질로 사용된 물질은, 바람직하게는 적용되는 액체와 접촉각이 작고 적용되는 액체에 의해 즉시 또는 자발적으로 습윤되는 것이 특징이다. 실제에 있어서, 본 발명에 따른 다공성 구조에 사용되는 액체의 소적이 자발적으로 습윤 가능하거나, 또는 액 친화성 미세 가공의 본 발명에 따라 형성된 기질 또는 매질에 놓여졌을때, 액체의 소적을 접촉각 0을 효과적으로 제공하면서 기질 또는 매질을 통과 및습윤시킨다. 본 발명에 전형적으로 사용되는 다공성 중합체 기질에는 용융 방사 웨브와, 미세하고 균일한 기공 구조때문에 바람직하게는 아미드기 함유물질 특히 단백질성 물질에 정상적으로 낮은 친화도를 보이는 막이 있다.
그러한 물질의 예에는 폴리아미드 폴리술폰 및 폴리아크릴로니트릴이 있다.
본 발명에 따른 사용에 특히 바람직한 것에는 폴리아미드, 예컨데 나일론, 바람직한 나일론에는 폴리헥사메틸렌 아디프아미드, 폴리-ε-카프로락탐, 폴리에틸렌 세바스아미드, 폴리-7-아미노 헵타드아미노 또는 폴리메탄메틸렌 아젤레아미드, 가장 바람직하게는 폴리헥사메틸렌 아디프아미드(나일론 66)가 있다. 실질적으로 알콜에 불용성이고 친수성인 스킨레스(skinless) 폴리아미드 막이 특히 바람직하다. 이들 막은 또한 메틸렌 CH2대 아미드 NHCO의 비가 5대 1 내지 7대 1인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 단백질성 물질에 낮은 친화도를 보이는 중합체 기질을 또한 사용한다. 그러한 물질의 예에는셀룰로오스 에스테르, 예컨데 질산 셀룰로오스, 폴리올레핀, 예컨데 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에스테르, 예컨데 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 플루오르 중합체 예컨데 폴리비닐리덴 디플루오라이드 및 폴리테트라플루오로에틸렌이 있다.
본 발명에 따른 다공성 중합체 매질이 여과 매질로 사용될때 이들은 유체의 흐름에 대한 저해, 저항성이 낮고 전형적으로 절대 기공정격(기공의 직경)이 0.05 내지 100미크론, 바람직하게는 0.1 내지 30미크론 범위인 것을 특징으로 한다. 막이 기질로 사용될때 바람직한 기공의 직경범위는 바람직하게는 미세기공 매질의 직경과 대응하고 전형적으로는 0.05 내지 10미크론, 바람직하게는 0.1 내지 3미크론이다. 본 발명에 따른 다공성 중합체 매질은 0.005 내지 0.050인치(0.0125 내지 1.2mm)의 두께를 가지며, 여과 매질로 사용될때의 적절한 두께는 0.005 내지 0.020인치(0.0125 내지 0.50 mm), 전형적으로는 0.001 내지 0.010인치(0.0255 내지 0.255mm)이다. 주로 여과 매질로 사용될때의 물질의 공극체적(공극%)는 적절하게는 30 내지 95%, 전형적으로는 50 내지 90%이다. 본 발명에 따른 바람직한 다공성 중합체 기질에는 미국특허 제4,340,479호(출원인 : 폴 코오포레이션)에 기재된 친수성 막이 있다. 기본적으로 미국특허 제4,340,479호에 개시된 폴리아미드 여과막은 메틸렌 대 아미드의 비가 5대 1 내지 7대 1의 범위에 속하는 알콜 불용성 폴리아미드 수지로부터 제조된 막이다.
이 군의 막에는 헥사메틸렌 디아민 및 아디프산의 공중합체(나일론 66), 헥사메틸렌 디아민 및 세바스산의 공중합체(나일론 610), 폴리-ε-카프로락탐의 단일 중합체(나일론 6)와, 헥사메틸렌 디아민 및 아젤라산의 공중합체(나일론 69)가 있다. 나일론 66이 바람직하다. 본 발명에 특히 유용한 상기 막 물질은 폴 코오퍼레이션으로부터 ″ULTIPORN66″이라는 상품명으로 구입할 수 있다.
단백질성 물질에 낮은 친화도를 가지는 두번째 중합체 물질은 부속된 히드록실기 또는 반응하여 히드록실기를 형성할 수 있는 기가 풍부한 단일 작용성 불포화 단량체로부터 중합체 기판상에 특별하게는 두번째 중합체 물질의 형성시 또는 형성후에, 원 상태로 형성되고 그리고 이온화 복사의 영양하에 기질과 중합화체 또는 공유적으로 결합될 수 있는 중합체 물질의 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 사용되는 적절한 단량체로 기재된 여기에 사용되는 ″단일 작용성″, ″작용기″, ″작용도″란 용어는 중합체 기질과 중합화 또는 결합하는 것으로 믿어지는 작용기를 지칭한다. 특별한 이론과 관련되지 않는한, 이온화 복사의 영향하에 단량체 분자의 불포화 결합은 다른 단량체와 중합반응 및 가교결합 반응으로 되고 기질과 결합을 형성하는 반응으로 된다. 비닐 또는 에틸렌 불포화가 특히 바람직하다. 본 발명에 적합하게 사용되는 단량체는 단지 하나의 작용기, 즉 하나의 불포화 단위를 갖는다. 그러나 본 발명의 바람직한 단량체는 하나의 히드록실기를 갖는 반면, 복수의 히드록실기를 갖는 화합물도 또한 적합하다. 단량체 또는 두번째 중합체 물질에 필요한 부속된 히드록실기 또는 그것을 형성할 수 있는 기는 본 발명의 단백질의 흡수 흡착성이 낮은 특성과 크게 관련이 있다. 아래에 논의되는 소혈청 알부민 흡착시험(Bovine Serum Albumin Adsorption Test)에 의해 측정된 단백질성 물질의 흡착성이 낮은 개질된 매체에 제공되는 물질이 두번째 중합체 물질에 적합하다.
이 시험에 따르면 100미크로그램/cm2이하로 단백질성 물질을 흡수하는 물질이 단백질성 물질에 친화력이 낮은 본 발명의 목적에 적합한 것으로 간주되고 35미크로그램/cm2이하 흡수하는 물질이 바람직하다.
반대로 본 발명에 따른 기공에 대해서, 약 100미크로그램/cm2이상의 단백질성 물질을 흡수하는 중합체는 단백질성 물질에 대해 친화도가 높은 것으로 간주된다. 매질의 개질된 표면을 형성할 수 있는 두번째 중합체 물질은 에틸렌 또는 비닐 불포화 및 히드록실기를 특징으로 하는 부분을 가지는 단량체에서 유도된다. 그러나 바람직한 화합물에는 또한 다른 기 예컨데 카르복실레이트 부분, 히드록실기 또는 모범적으로는 히드록시 형성치환 아크릴레이트 에스테르가 있다. 분자의 알코올 또는 히드록시 함유부분(카르복실산에서 유도된 분자부분과는 반대로)은 2 내지 5개의 탄소원자 바람직하게는 2 내지 3개의 탄소원자를 가지는 치환된 저급 알킬기를 구성한다. 반응하여 히드록실기를 형성할 수 있는 치환체가 존재하지만 치환체는 히드록실기가 바람직하다. 단량체의 혼합물도 또한 사용될 수 있다. 가장 바람직한 히드록실 함유 단량체 및/또는 그것으로부터 형성된 히드록실 함유 중합체 물질은 히드록실기가 부속된 것이다. ″부속″이라는 용어가 의미하는 것은 중합체의 골격부를 형성하는 탄소원자에 붙은기가 아니라 골격에서 떨어져 있는 탄소원자, 예컨데 탄소원자 가지에 결합되어 있는 것을 말한다.
바람직한 단량체의 예에는 예컨데 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 3히드록시프로필 아크릴레이트 및 3-히드록시프로필 메타크릴레이트가 있다.
이들 화합물은 롬 앤드 하아스 화학사(Rohm and Haas Chemical Company)의 제품, 상품명″ROCRYL″로써 상업적으로 얻을 수 있고 각각 ROCRYL 410, 400, 430 및 420으로 명명되어 있다. 달리 본 발명에 사용되는 적합한 이들 및 다른 화합물은 다른 상업적인 방법 또는 유기 화학자에게 공지의 반응 및 기술로 제조하여 얻을 수 있다.
상기 제시한 구조특징 이외에, 적합한 단량체는 자유 라디칼을 형성하여 이온화 복사에 반응하는 것과 같은 성질이 더 요구된다. 적절한 단량체 화합물은 전부는 아니지만 실질적으로 거의 본 발명에 사용되는 용매계에 가용성이어야 한다. 만족할 만한 중합반응동안 사용되는 중합체 기질 또는 단량체에 악영향을 미침이 없이 용해도를 극대화하는 용매가 사용된다. 바람직한 용매에는 극성용매, 특히 히드록실화 용매, 예컨데 물, 저급지방 알코올 예컨데 에탄올, 및 그의 혼합물이 있다.
본 발명에 사용되는 단량체 화합물의 용액의 농도범위는 용액 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 5.0중량 퍼센트, 바람직하게는 0.2 내지 3.0중량 퍼센트이다. 두번째 또는 표면개질 중합체 물질 및, 두번째 중합체물질을 형성하는데 사용되는 단량체의 농도는 단백질성 물질에 실질적으로 낮은 친화도를 가지는 다공성 중합체 매질을 제공하도록 선택된다. 그러나 충분히 높은 농도에서 기질의 막힘을 초래하여 매질의 흐름특성에 악영향을 미치는 농도는 피하여야 한다.
다공성 중합체 기질을 포화시키는데 사용되는 특별한 공정은 특별히 결정적인 것은 아니고 공지의 기술이 사용된다. 예컨데 뱃치법에서, 기질의 부분을, 두번째 또는 히드록실 함유 화합물을 형성하는데 사용되는 단량체 화합물의 용액에 충분한 시간동안 침지시켜 중합체 기질을 ″포화″ 또는 함침, 즉 기질의 기공을 통과시킨다. 연속공정에서, 기질에 성분의 용액을 충분한 시간동안 통과시켜 기질을 포화시킨다.
바람직한 친수성 다공성 중합체 기질을 사용하여 다공성 중합체 매질을 제조할때에는 사전처리가 필요하지 않다. 그러나 액 소수성 특히 소수성 물질을 기질로 사용할때 기질은 포화 또는 함침시키기 전에 단량체함유 용액으로 습윤되어야만 한다. 액체, 예컨데 습윤제를 함유한 물, 또는 물보다 표면장력이 낮은 혼화가능한 액체, 예컨데 저급알코올, 특히 에탄올 또는 물과 에탄올의 혼합물과 소수성 기질을 접촉시키는 것에 의해 습윤을 달성시킬 수 있다. 소수성 중합체 기질을 습윤시키는데 사용되는 액체 또는 용액이 그라프트 단계를 방해하는 경우에 있어서, 두 용액이 실질적으로 혼화 가능한 경우에 예컨데 물과 같은 중합 반응이 실행되는 용매로 기질을 접촉 및 포화시키는 것에 의해 습윤제를 제거할 수 있다. 그런 다음에 용매 포화, 바람직하게는 물이 포화된 소수성 기질은 친수성 기질과 같은 방법으로 단량체 기질과 접촉될 수 있다. 다른 방법으로, 알코올 그라프트 단계에 악영향을 미치지 않을때, 알코올과 같은 혼화 가능한 저 표면장력을 낮은 농도로 함유하는 수성 용매계등의 용매계로 사용되는 단량체 용액을 제조할 수 있고 그에 따라 습윤을 향상시키고 기질을 함침시킨다.
보유된 단량체 용액을 또한 포함하는 다공성 또는 미세기공성 중합체 기판의 표면을 조사(照射)하는 바람직한 방법은 표면처리 중합체 막이 노출되는 이온화 복사의 유형에 따라 어느정도 달라진다. 바람직한 방법으로 감마선이 사용되면 흔히 막을 대량으로 처리하는 것이 바람직한데, 예컨데 단량체로 처리된 중합체 기질을 휘감아 말아서 조사한다. 이 공정에서 조사하기 전에 전형적으로는 막 물질을 풀어서 단량체 함유 용액을 통과시킨 다음 다시 감거나 또는 달리 감은 막 물질 전체를 단량체 함유 용액에 침지시킬 수도 있다. 이온화 자외선 조사에 노출시켜 중합화 반응 또는 가교 결합이 달성될때에는 연속공정이 바람직하다. 이 경우 전형적인 공정은 미세기공 막 물질을 단량체 함유 용액에 통과시키고 이어서 단량체 처리 다공성 막 물질을 조사영역에 통과시킨다.
중합반응을 일으키는 에너지원으로 감마선을 사용할 때 단량체 용액으로 포화된 감긴 중합체 기질은 탈기된다. 즉 같은 방법으로 단량체 용액 함유 로울을 처리하여 용액에 존재하는 공기를 제거한다. 이것은 공기를 불활성 기체, 예컨데 헬륨, 아르곤, 크립톤 등으로 대체한 공정에 의해, 또는 바람직하게는 단량체 용액함유 로울을 감압시키는 것에 의해 달성될 수 있다. 그후, 조사될때까지 공기없는 포장속에 로울을 넣고 밀봉시킨다. 단량체 용액 함유 중합성 다공성 막은 포장속에서 직접 조사되기 때문에, 포장물질은 감마선의 투과를 의미있게 방해하지 않으며 또 감선선의 영향으로 분해되지 않는 물질로 선택된다. 적절한 포장물질에는 많은 플라스틱, 얇은 금속 종이(납 제외) 및 보로실리케이트 유리가 있다.
중합체 기질 및 히드록실 함유 표면 개질 중합체 사이의 중합화 및 이중결합의 형성에는 충분하고, 히드록실함유 표면 개질 물질이 막 물질의 흐름 특성에 악영향은 미칠 정도로 매질의 기공을 막기에는 불충분한 양이 적절한 감마선 조사량이 된다. 달리 표면하면 처리 또는 개질된 막에서의 압력강하가 처리되지 않은 기질보다 지나치게 커서는 안된다. 적절하게는 0.2내지 10메가래드(Mrad)의 양이 사용되고 바람직하게는 0.5 내지 3메가래드가 사용된다. 전형적으로는 시간당 5,000 내지 150,000래드에 4 내지 60시간 노출시킨다.
기질 표면에 두번째 중합체 물질을 형성하기 위해 사용되는 이온화 복사의 에너지원이 자외선 복사일때, 전형적으로는 단량체 화합물의 중합반응 및 기질 매질과 아교 결합되는 중합체의 그라프트에 영향을 미치는 적절한 파장 및 강도의 자외선에 함침된 매질을 노출시킨다. 파장 및 강도는 단량체, 기질 및 처리조건에 따라 달라진다. 전형적으로는 180 내지 420나노메타의 방출이 포함되고 램프의 강도는 100 내지 200와트/ cm2이다.
본 발명의 적합한 파장의 빛을 방출하고 동시에 과량의 열을 발생시키지 않는 어떠한 자외선 원도 사용될수 있다. 바람직한 자외선 원에는 매질 압력 및 오존이 없는 수은등, 예컨데 미국 자외선사에 의해 제조된 모델 C10012A가 있다. 많은 조사원 및 구성이 본 발명에 사용될 수 있지만 효과적으로 보이는 구성은, 타원형 단면의 일체로 된 디자인을 가지는 알루미늄통을 사용하는 것이다. 본 발명에 따라 사용될때, 타원체의 한 촛점에 수은등을 배치하고 기질 함침 표면은 다른 촛점 또는 그 부분에 배치한다. 상기한 바와같이,램프와 막의 거리는 아크릴 단량체 및 가교 결합제의 중합반응 및 그라프트에 영향을 미친다. 사용되는 자외선원 및 램프의 유형에 따라 조사되는 표면으로부터의 적절한 거리는 1/2 내지 8인치(1.3 내지 20.3cm)바람직하게는 3/4 내지 6인치(1.9 내지 15.2cm), 가장 바람직하게는 약 41/2인치(11.4cm)이다.
연속 작업에서 매질을 이동시키는 라인속도는 함침된 기질과 자외선원과의 거리, 조사가 실행되는 통안의 온도 및 용매계의 조성과 같은 요인에 따라 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 표면 개질 생성물을 제조하는 라인 속도는 전형적으로 5 내지 50피트/분(1.5 내지 15미터/분), 바람직하게는 20 내지 30피트/분(6 내지 9미터/분)이다.
이 범위의 라인속도가 물에 가장 잘 습윤되는 매질을 제조하는데 가장 유효하다. 함침된 막은 1/2 내지 2초, 바람직하게는 약 1초 동안 조사된다.
사용된 복사 기술에 관계없이, 표면 개질을 완전히 세척하여 중합체 기질과 공유 결합하지 않은 모든 잔여 단량체 및 중합체를 제거하여야 한다. 이런 목적을 달성하는 어떠한 기술 및 일반적인 공지의 기술, 예컨데 막을 뱃치식으로 침지하고 배수하는 법, 세척제 또는 용매를 다공성 막에 통과시키는 법, 또는 물 또는 물/알콜 혼합물을 교환하는 법 등이 전형적으로 사용될 수 있다.
단량체 용액을 형성하는데 사용된 용매계와 같은 것이 사용되더라도 바람직한 세척제에는 물, 특히 탈염수가 있다. 세척공정은 주변온도에서 적절히 실행된다.
복사 중합반응에 일반적으로 사용된 기술로 건조 및 숙성을 한다. 적절한 기술의 예에는 밀봉오븐, 적외선 오븐을 사용 단량체 처리기질과 가열된 금속 드럼을 접촉시키는 것이 있다. 처리된 매질의 더 적은 부분에 대해 뱃치 건조가 실행될때 건조전의 매질을 프레임에 고정하는 것에 의해 수축을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 친수성 다공성 중합체 매질은 높은 유체 침투성을 보인다. 그러나 더 중요한 것은 소 혈청 알부민 단백질 흡수 시험에서 측정된 바와같이 미처리 기질에 비해 1 내지 50%, 전형적으로는 1,5 내지 20%로, 이들 매체는 단백질 흡수 수준이 낮다는 것이다.
본 발명에서 예상되는 여러가지 수정 및 변화된 형태에 대해 일정한 구체예가 아래 실시예에 기재되어 있다. 그러나 이들 실시예가 본 발명의 개시된 특별한 형태로 제한하려는 것이 아니고 본 발명은 본 발명의 사상 및 범위내의 모든 수정, 균등 및 변경된 것을 포함한다.
[실시예 1]
단량체 용액의 제조
96체적부의 탈염수 및 그 체적부의 3차 부틸 알코올을 함유하는 용매계에 2부의 HPA를 첨가하여 3-히드록시프로필 아크릴레이트(HPA) (RocrylTM430, 롬 앤드 하아스 제품)의 수성용액을 제조하였다. 균일하게 혼합될때까지 용액을 교반하여 2체적% 농도의 HPA를 제조하였다.
[실시예 2]
단백질성 물질에 친회력이 낮은 다공성 중합체 매질의 제조
미세기공성 나일론 66(ULTIPOR N66, 폴 코오퍼레이션에서 구입가능)의 200피트(61m)×10인치(25.4cm) 로울을 실시예 1에서 제조한 2.0 체적 퍼센트의 히드록시 프로필 아크릴레이트 용액과 접촉시켰다. 로울형태의 미세기공성 나일론 기질을 단량체 용액에 침지하고 완전히 포화되게 하였다. 로울로부터 초과용액을 제거하기 위하여 어떠한 시도도 하지 않았다. 포화로울을 조사실, 특별하게는 0.030인치(0.076cm)의 벽두께를 가지는 스테인레스강 용기로 옮기고 밀봉하였다. 로울을 25000래드/시간의 조사량으로 총 60시간 감사선에 노출시켜 총 조사량이 1.5메가래드가 되게 하였다. 로울을 용기에서 꺼내 탈염수로 로울 주의를 24시간 순환시켜 잔여 단량체 및 그라프트되지 않은 중합체를 세척 제거하였다. 다음 시험을 위해 로울로부터 매질의 적은 부분을 떼어내어 프레임에 고정하고 100℃에서 15분간 건조시켰다.
[실시예 3]
소의 혈청 알부민(BSA) 단백질 흡착시험
표준적인 방법에 따라서 BSA 단백질 흡착시험을 하였다. 이 방법에서 0.1mg/ ml의 무명찰 BSA 및 약105cpm/ml의125I-명찰 BSA를 함유하는 용액을 pH 7.2의 인산염 완충 식염수액(PBS)에서 제조하였다. PBS 용액은 탈염수 속에 리터당 0.2그램의 일염기 인산나트륨, 리터당 1.2그램의 이염기 인산나트륨 무수물 및 리터당 8.77그램의 염화나트륨을 함유하였다.
다공성 매질 피검체의 시료를 주사기형 여과 호울더에 배치하였다. BSA검사 용액을 보유하는 저장기 및 주사기형 여과재 사이의 유체 이동은 타이곤(Tygon : 상품명) 튜빙(tubing) 및 차례로 배열된 연동식 펌프에 의해 제공되었다. 다공성 매질 피검체 시료를 필터 호울더에 넣기전에, 1.0ml의 용액을 0.3ml/분의 흐름속도로 15분간 튜빙 및 여과 호울더에 재순환시켜서 튜빙 및 여과 호울더 양쪽 모두의 부위에 결합하는 잠재적인 비 특이성 단백질을 차단하였다. 재순환에 이어서 BSA 용액을 튜빙 및 여과 호울더에 배수시켰다. 주변 온도에서 약 0.3ml/분의 흐름속도로 수분간 약 2.0ml의 PBS 용액을 튜빙 및 여과 호울더를 통해 순환시켜 튜빙 및 여과 호울더로부터 잔여 BSA 용액을 제거하였다.
다공성 중합체 매질 피검체의 직경 13mm 디스크를 차단된 여과 호울더에 배치하였다. 저장기로부터 여과 호울더로125I-BSA 용액을 0.8ml/분/cm2의 흐름속도로 이동시켰다.
391미크로그램/cm2의 BSA가 여과 호울더로 이동되는 동안 5분간 시험을 계속하였다. 여과 호울더에서 매질 피검체를 꺼내고 여과지상에 점 건조시켰다.
막 디스크에 의해 흡착된 단백질(BSA)의 양을 감파 계수기에서 방사상을 계수하여 측정하였다. 미처리막 및 단백질성 물질에 친화성이 낮은 다공성 매질을 제공하기 위하여 실시예 1, 2에 따라 처리된 막이 표 1에 보고되었다. 이들 결과는 효과적인 여과 영역에 의해 분할된 막에 의해 흡착된 BSA의 양을 제공한다.
[표 1]
Figure kpo00001
[실시예 4]
중합 및 그라프트 처리의 불변성
실시예 1 및 2에 따라 제조된 다공성 중합체 여과막을 34℃에서 표 (2)에 지시된 흐름속도를 과량의 물로 세척하였다. 그후 막에 대해 BSA 단백질 흡착도를 시험하였고 그 결과는 아래와 같다.
[표 2]
Figure kpo00002
상기 결과는 실시예 1 내지 3에 사용된 히드록시프로필 아크릴레이트와 같은 히드록실 양이 풍부한 기와의 공유적 결합을 사용한 그라프트된 다공성 중합체 매질을 형성하는 공정에 의해서 물의 세척에 대해 비교적 불변적으로 결합하는 친화력이 낮은 물질을 가지는 막이 얻어진다는 것을 암시한다.

Claims (20)

  1. 다공성 중합체 기질 ; 그리고 상기 다공성 중합체 기질의 표면에 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 단일 작용성 단량체로부터 인시튜 형성되고 공유적으로 결합되어 있는, 아미드기 함유 물질에 대해 낮은 친화도를 가지는 표면 개질 중합체 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합체 기질은 이온화 복사의 영향하에 라디칼을 형성할 수 있는 탄소-수소결합을 가지는 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다공성 중합체 기질이 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  4. 제3항에 있어서, 상기 폴리아미드가 나일론 66인 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  5. 제1항에 있어서, 상기 다공성 중합체 막이 친수성 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다공성중합체 매질.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중합체 물질이 부속된 히드록실기가 풍부한 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  7. 제1항에 있어서, 상기 다공성 중합체 기질이 미세가공인 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  8. 제1항에 있어서, 상기 다공성 중합체 기질 및 상기 매질이 미세가공인 것을 특징으로 하는 다공성중합체 매질.
  9. 제1항에 있어서, 상기 표면 개질 중합체 물질을 형성하는 단량체는 에틸렌계 불포화 화합물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  10. 제1항에 있어서, 상기 아미드기 함유 물질은 단백질성 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  11. 제10항에 있어서, 상기 매질은 소 혈청 알부민 흡착시험에 의한 측정으로 평방 센티미터 당 100미크로그램 이하의 단백질성 물질 흡착도를 가지는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질.
  12. 적어도 하나의 히드록실기를 가지고, 아미드기 함유물질에 대해 낮은 친화도를 가지는 중합체를 형성할 수 있는 단일 작용성 단량체 화합물의 용액에 다공성 중합체 기질을 접촉시키고, 그리고 상기 기질의 표면에서 상기 단량체 화합물의 중합반응을 일으키도록 상기 중합체 기질 및 상기 단량체 화합물을 이온화복사에 노출시켜 상기 매질을 형성하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 낮은 아미드기 함유 흡수흡착도를 가지는 다공성 중합체 매질의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 중합체 기질이 이온화 복사의 영향하에 라디칼을 형성할 수 있는 탄소-수소결합을 가지는 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 다공성 중합체 기질이 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 폴리아미드가 나일론 66인 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 단량체로부터 형성될 수 있는 상기 중합체에는 부속된 히드록실기가 풍부한것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 단량체로부터 형성될 수 있는 상기 중합체는 복수의 부속된 히드록실기를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 단량체가 에틸렌계 불포화 화합물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질의 제조 방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 다공성 중합체 기질 및 상기 매질이 미세기공성인 것을 특징으로 하는 다공성중합체 매질의 제조 방법.
  20. 제12항에 있어서, 상기 아미드기 함유물질이 단백질성 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 다공성 중합체 매질의 제조 방법.
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