TWI481442B - 雙離子電荷偏差型血球篩選用材料 - Google Patents

雙離子電荷偏差型血球篩選用材料 Download PDF

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Description

雙離子電荷偏差型血球篩選用材料
本發明係關於一種雙離子電荷偏差型材料，特別是關於一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料。
通常，白血球例如可藉由含有纖維材料之過濾器從血液中濾除，再者由於血小板及白血球帶負電，濾材表面一般處理成為帶正電荷，除利用濾材的海綿結構(多孔隙)外，利用帶正電的濾材表面吸附帶負電的血小板及白血球。此外，為了避免凝血或活化血小板，在血液樣品中需要添加抗凝血劑，或者濾材表面需要進一步進行表面處理，以防止凝血。美國專利第5,407,581號揭露處理血液之表面帶負電的濾材，使用PET(聚對苯二甲酸乙二酯)製纖維材料作為基材，再於其表面接枝帶電荷的聚合物，以使濾材表面帶少許負電荷，因為帶正電荷的表面，容易造成緩激肽(bradykinin)的濃度增加，易引發輸血時的過敏反應。然而，作為血球篩選用材料，需要考慮選擇性、不引起凝血、過敏反應等，文獻(美國專利第5,407,581 號)中，雖然揭露使用帶正電荷、帶負電荷的化合物，可得到帶正電的表面、帶負電的表面或電中性的表面，表面整體電荷表現，包括3種(正電、負電或電中性)，然而血液對材料的反應，不是只有3種，再者電中性還包括無電荷或電荷平衡，電荷平衡時電荷分佈亦會影響血液對材料的反應。因此，血球篩選用材料的發展，仍為一重要課題。
鑒於上述之發明背景，為了符合產業上之要求，本發明之目的之一在於提供一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，對血小板、紅血球及白血球具有不同的選擇性。
本發明之目的之一，是在於提供一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，藉由控制帶有不同電荷之帶電基團之間的距離、分佈以及比例，即製造具有特定的雙離子電荷偏差範圍之材料，以達到血球篩選的效果。
再者，本發明之目的之一，是在於提供一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，從血液樣品分離白血球時，不引起凝血反應，不會造成濾材的堵塞。
為了達到上述目的，根據本發明一實施態樣，提供一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其係雙離子 構造單元以及帶電荷構造單元所構成的共聚物，其中雙離子構造單元至少包括一帶正電基團與一帶負電基團，該帶正電基團與該帶負電基團的距離為1~5個碳碳鍵的長度，該帶電荷構造單元與該雙離子構造單元無規則排列而構成一雙離子電荷偏差。
於一實施例，上述雙離子構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團： 雙離子磷基甜菜鹼；Zwitterionic phosphobetain (R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5) 雙離子磺基甜菜鹼；Zwitterionic sulfobetain (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5) 雙離子羧基甜菜鹼；Zwitterionic carboxybetain (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5)。
具體地，例如下述式所示之磷基甜菜鹼甲基丙烯酸酯(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine(phophobetaine methacrylate；PBMA)) 下述式所示之磺基甜菜鹼甲基丙烯酸酯([2-(Methacryloyloxy)ethyl]dimethyl(3-sulfopropyl)-ammonium hydroxide(sulfobetaine methacrylate,SBMA))或下述式所示之羧基甜菜鹼甲基丙烯酸酯 (2-Carboxy-N ,N -dimethyl-N -(2' -(methacryloyloxy)ethyl)ethanamin-ium inner salt(carboxybetaine methacrylate,CBMA))
上述雙離子構造單元係衍生自磺基甜菜鹼甲基丙烯酸酯(Sulfobetaine methacrylate)較理想。
於一實施例，上述帶電荷構造單元包括帶正電荷構造單元以及帶負電荷構造單元之一或兩者。
於一實施例，上述帶正電荷構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團： 一級胺基單體 (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5) 二級胺基單體 (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；R3 =CH3 or CH(CH3 )2 ；m=1~5) 三級胺基單體 (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5) 四級胺基單體 (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)。
具體地，例如具有下述式之甲基丙烯酸2-胺基乙酯(2-aminoethyl methacrylate)、 具有下述式之N-異丙基丙烯醯胺(N -Isopropylacrylamide) 具有下述式之甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯(dimethylaminoethyl methacrylate)或[2-(甲基丙烯醯氧基)乙基]三甲基銨([2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium；TMA)
於一實施例，上述帶負電荷構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團：硫基單體、羧基單體。
具體地，例如具有下述式之甲基丙烯酸3-磺基丙酯(3-sulfopropyl methacrylate)或具有下述式之甲基丙烯酸2-羧基乙酯(2-Carboxyethyl acrylate)
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為5%~34%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。上述電荷偏差範圍，係對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為70~90莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為30~10莫耳%所構成。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為35%~75%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。上述電荷偏差範圍係對雙離子構造單元及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比為30~60莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為70~40莫耳%所構成。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為15%~59%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。上述電荷偏差範圍係對雙離子構造單元及帶負電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為51~80莫耳%，帶負電荷構造單元的莫耳比例為49~20莫耳%所構成。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為60%~90%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。上述電荷偏差範圍，係對雙離子構造單元以及帶負電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為30~50莫耳%，帶負電荷構造單元的莫耳比例為70~50莫耳%所構成。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為5%~35%，一含有白血球的樣品通過該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料後，樣品中的白血球被該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料過濾。上述電荷偏差範圍，係對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為70~90莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為30~10莫耳%所構成。
於一實施例，上述雙離子構造單元中，該帶正電基團與該帶負電基團的距離為2~4個碳碳鍵的長度較理想。
再者，根據本發明另一實施態樣，提供一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其係帶正電構造單元以 及帶負電構造單元所構成的共聚物，其中該帶正電構造單元與該帶負電構造單元的距離為1~5個碳碳鍵的長度，該帶正電構造單元以及該帶負電構造單元無規則排列而構成一雙離子電荷偏差。
於一實施例，上述帶正電構造單元，係衍生自下列群組之一或以上之基團：一級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)、二級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；R3 =CH3 or CH(CH3 )2 ；m=1~5)、三級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)、四級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)。
具有下述式之甲基丙烯酸2-胺基乙酯(2-aminoethyl methacrylate) 具有下述式之N-異丙基丙烯醯胺(N -Isopropylacrylamide) 具有下述式之甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯(dimethylaminoethyl methacrylate)或[2-(甲基丙烯醯氧基)乙基]三甲基銨([2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium；TMA)。
於一實施例，上述帶負電構造單元，係衍生自下列群組之一或以上之基團：硫基單體例：3-sulfopropyl methacrylate(SA)羧基單體例：2-Carboxyethyl acrylate。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為15%~65%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為50%~80%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為20%~70%，一含有白血球的樣品通過該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料後，樣品中的白血球被該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料過濾。
根據本發明的雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，可利用作為血球篩選用材料，藉由控制帶有不同電荷之帶電基團之間的距離、分佈以及比例，符合各種血球分離的需求。
圖1表示依據本發明範例一之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料(共聚物I)的雙離子電荷偏差與血小板、紅血球及白血球吸附實驗結果的條形圖。
圖2表示依據本發明範例二之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料(共聚物II)的雙離子電荷偏差與血小板、紅血球及白血球吸附實驗結果的條形圖。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發明的施行並未限定於該領域之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的組成或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
在血液處理的應用，先前技術(美國專利第5,407,581號)中，雖揭露有關帶電荷基團作為血液處理的濾材，特別是帶些微負電荷的濾材表面，適合應用於對於血液處理，不會產生過敏反應。然而，本發明人等發現濾材表面的整體電荷表現(帶正電、帶負電或電中性)並非影響濾材對各種血球的選擇性之主要因素，亦即各種血球對濾材表面(帶正電、帶負電或電中性的表面)不是只有3種選擇性，再者，上述文獻中，仍利用PET(聚對苯二甲酸乙二酯)等的多孔性纖維材料作為濾材的基材，再對纖維材料進行接枝聚合物等之表面改質處理，得到帶些微負電荷的濾材表面，達到不會產生過敏反應的效果。
然而，根據本發明的雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，沒有使用例如PET等的纖維材料作為血球篩選用濾材的基材，材料本身具有多孔性，自體即為血球篩選用濾材，亦沒有進行材料的表面改質處理等之處理。但是，本發明的雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，可與PP(聚丙烯)纖維或PET等的纖維材料結合，利用作為血球篩選的用途。
根據本發明第一實施例，揭露一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其係雙離子構造單元以及帶電荷構造單元所構成的共聚物，其中雙離子構造單元至少包括一帶正電基團與一帶負電基團，該帶正電基團與該帶負電基團的距離為1~5個碳碳鍵的長度，該帶電荷構造單元與該雙離子構造單元無規則排列而構成一雙離子電荷偏差。
上述雙離子構造單元在本發明的雙離子電荷偏差型血球篩選用材料中，除一般習知的抗生物分子沾黏的效果外，藉由正負電荷的基團之添加，具有提供雙離子電荷偏差的特性，由於電中性表面包括完全不具有帶電荷基團的表面以及具有帶電荷基團的表面，再者帶電荷基團的表面，其特性會隨帶正電基團與帶負電基團的距離而異。所以，上述雙離子構造單元至少包括一帶正電基團與一帶負電基團，該帶正電基團與該帶負電基團的距離為1~5個碳碳鍵的長度較理想，2~4個碳碳鍵的長度更理想。
於一實施例，上述雙離子構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團： 雙離子磷基甜菜鹼；Zwitterionic phosphobetain (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5) 例：磷基甜菜鹼甲基丙烯酸酯2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine(phophobetaine methacrylate；PBMA) 雙離子磺基甜菜鹼；Zwitterionic sulfobetain (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5) 例：磺基甜菜鹼甲基丙烯酸酯[2-(Methacryloyloxy)ethyl]dimethyl(3-sulfopropyl)-ammonium hydroxide(sulfobetaine methacrylate,SBMA) 雙離子羧基甜菜鹼；Zwitterionic carboxybetain (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5) 例：羧基甜菜鹼甲基丙烯酸酯2-Carboxy-N ,N -dimethyl-N -(2' -(methacryloyloxy)ethyl)ethanamin-iuminner salt(carboxybetaine methacrylate,CBMA)
於一實施例，上述帶電荷構造單元包括帶正電荷構造單元以及帶負電荷構造單元之一或兩者。
於一實施例，上述帶正電荷構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團：一級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)例：2-aminoethyl methacrylate二級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；R3 =CH3 or CH(CH3 )2 ；m=1~5)例：N -Isopropylacrylamide三級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5) 例：dimethylaminoethyl methacrylate四級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)例：[2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium(TMA)
於一實施例，上述帶負電荷構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團：硫基單體例：3-sulfopropyl methacrylate(SA)羧基單體例：2-Carboxyethyl acrylate。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為5%~34%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。上述電荷偏差範圍，係對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為70~90莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為30~10莫耳%所構成。
上述電荷偏差範圍，於雙離子電荷偏差型血球篩選用材料為正電荷離子單體(例如TMA)與負電荷離子單體(例如SA)所構成的情況，定義為根據X射線光電子圖譜(XPS)中，波峰位置399eV為正電荷離子單體(TMA)上之四級氮基團(N+ )所貢獻的訊號，由波峰位置168eV為負電荷離子單體(SA)上之硫元素(SO3 - )貢獻的訊號，分別將兩者訊號進行分峰且計算波峰下的積分面積，利用面積的比例為正負電荷單體於雙離子電荷偏差型血球篩選 用材料中所佔的含量。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為35%~75%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。上述電荷偏差範圍，係對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為30~60莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為70~40莫耳%所構成。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為15%~59%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。上述電荷偏差範圍，係對雙離子構造單元以及帶負電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為51~80莫耳%，帶負電荷構造單元的莫耳比例為49~20莫耳%所構成。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為60%~90%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。上述電荷偏差範圍，係對雙離子構造單元以及帶負電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為30~50莫耳%，帶負電荷構造單元的莫耳比例為70~50莫耳%所 構成。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為5%~35%，一含有白血球的樣品通過該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料後，樣品中的白血球被該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料過濾。上述電荷偏差範圍，係對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為70~90莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為30~10莫耳%所構成。
再者，根據本發明第二實施例，一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其係帶正電構造單元以及帶負電構造單元所構成的共聚物，其中該帶正電構造單元與該帶負電構造單元的距離為1~5個碳碳鍵的長度，該帶正電構造單元以及該帶負電構造單元無規則排列而構成一雙離子電荷偏差。
本實施例與第一實施例不同之處，在於本實施例僅使用帶正電構造單元以及帶負電構造單元構成本發明的共聚物，藉由使帶正電構造單元與帶負電構造單元的距離為1~5個碳碳鍵的長度，例如選擇特定的基團，帶正電構造單元以及帶負電構造單元無規則排列而構成一雙離子電荷偏差。
於一實施例，上述帶正電構造單元，係衍生自下列群組之一或以上之基團：一級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)例：2-aminoethyl methacrylate二級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；R3 =CH3 or CH(CH3 )2 ；m=1~5)例：N -Isopropylacrylamide三級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5) 例：dimethylaminoethyl methacrylate四級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)例：[2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium(TMA)
於一實施例，上述帶負電構造單元，係衍生自下列群組之一或以上之基團：硫基單體例：3-sulfopropyl methacrylate羧基單體例：2-Carboxyethyl acrylate。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為15%~65%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為50%~80%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。
於一實施例，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為20%~70%，一含有白血球的樣品通過該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料後，樣品中的白血球被該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料過濾。更理想為對帶正電構造單元以及帶負電構造單元的總和為100莫耳%時，帶正電構造單元的莫耳比例為80莫耳%，帶負電構造單元的莫耳比例為20莫耳%。
範例一：
合成雙離子電荷偏差型血球篩選用材料為帶正電構造單元(TMA)以及帶負電構造單元(SA)所構成的共聚物I：SAmTMAn(其中m及n分別表示SA及TMA 的莫耳比例，例如SA8TMA2表示SA及TMA的莫耳比例為8：2，以下亦使用相同的表示方式)。
依據不同比例將TMA([2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium chloride solution)與SA(3-Sulfopropyl methacrylate potassium salt)混合且攪拌均勻，接著使單體單元的原料(亦即TMA與SA的混合物)為90wt%，加入交聯劑NMBA(N,N -Methylenebisacryl amide,96%,ACROS Co.製)(8wt%)混合攪拌直至均勻後，將起始劑APS(1wt%)加入，於室溫下(25℃)使單體與交聯劑產生自由基聚合反應，最後再加入催化劑TEMED(N,N,N’,N’-Teramethylethylenediamine,99%)(1wt%)加速聚合反應，將混合溶液取出置入於製備共聚物I的模組中，待反應完全以形成共聚物I。反應時間兩小時後，將共聚物II取出並浸入去離子水中且於4℃冰箱中保存，每間隔24小時利用去離子水清洗三次，以確保共聚物I存放於乾淨的環境。各共聚物I的雙離子電荷偏差、二碘甲烷接觸角表示於表1。二碘甲烷接觸角係以二碘甲烷為測試液體，滴至待測之共聚物I的表面，觀察其與共聚物I表面之接觸角度。當接觸角度越大時，表示共聚物I表面較為親水性；反之，當接觸角度變小時，則表示共聚物I表面較呈現疏水性。圖1表示依據本發明範例一之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料(共聚物I)的雙離子電荷偏差與血小板、紅血球及白血球吸附實驗結果的條形圖。
範例二：
合成雙離子電荷偏差型血球篩選用材料為雙離子構造單元(SBMA)以及帶電荷構造單元(帶正電構造單元(TMA)或帶負電構造單元(SA))所構成的共聚物II：SpTMAq(其中p及q分別表示S及TMA的莫耳比例，例如S8TMA2表示SBMA及TMA的莫耳比例為8：2，以下亦使用相同的表示方式)或SpSAr(其中p及r分別表示S及SA的莫耳比例，例如S8SA2表示SBMA及SA的莫耳比例為8：2，以下亦使用相同的表示方式)。
依據不同比例將SBMA(2-(Methacryloyloxy)ethyl]dimethyl(3-sulfopropyl)-ammonium hydroxide)與TMA([2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium chloride solution)或SA(3-Sulfopropyl methacrylate potassium salt)混合且攪拌均勻，接著使單體單元的原料(亦即SBMA與TMA或SA的混合物)為90wt%，加入交聯劑NMBA(8wt%)混合攪拌直至均勻後，將起始劑過硫酸銨APS(1wt%)加入，於室溫下(25℃)使單體與交聯劑產生自由基聚合反應，最後再加入催化劑TEMED(1wt%)加速聚合反應，將混合溶液取出置入於製備共聚物II的模組中，待反應完全以形成共聚物II。反應時間兩小時後，將共聚物II取出並浸入去離子水中且於4℃冰箱中保存，每間隔24小時利用去離子 水清洗三次，以確保共聚物II存放於乾淨的環境。各共聚物II的雙離子電荷偏差、二碘甲烷接觸角表示於表2。圖2表示依據本發明範例二之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料(共聚物II)的雙離子電荷偏差與血小板、紅血球及白血球吸附實驗結果的條形圖。
血小板吸附實驗，係將待測水膠(共聚物I或II)置於24孔培養盤，每格孔盤中加入1mL的PBS後放置37℃烘箱靜置一小時。取出PBS溶液，為了消除抗凝血劑反應且利於血小板活化，首先需添加1mM Mg2+ 和2.5mM Ca2+ 於含富有血小板的人體血漿溶液(Platelet Rich Plasma，PRP)中。於每格孔盤中加入1mL PRP，於37℃下反應2小時後，以PBS清洗5次，將水膠表面未貼附之血小板洗滌。接著將貼附於水膠表面上之血小板進行固定，於24孔培養盤中分別加入1mL濃度為2.5vol%戊二醛溶液，並靜置於4℃冰箱內24小時，再將戊二醛溶液取出後以PBS反覆清洗，以冷凍乾燥機乾燥水膠。待乾操後，利用碳膠帶將水膠固定於載台上，經由電漿技術於表面上鍍一層具導電性之金屬，再利用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察血小板貼附於水膠表面的型態。
紅血球吸附實驗，係將待測水膠(共聚物I或II)置於24孔培養盤，每格孔盤中加入1mL的PBS後放置37℃烘箱靜置一小時。取出PBS並於待測水膠中加入 1mL之紅血球濃厚液，置於37℃內烘箱2小時。將紅血球濃厚液吸出並以PBS沖洗清除未吸附的血球後，加入1mL的2.5vol%戊二醛溶液，並靜置於4℃冰箱內24小時。最後以共軛焦雷射掃描式電子顯微鏡(CLSM)進行紅血球貼附於水膠表面的影像觀察。
白血球吸附實驗，係將待測水膠(共聚物I或II)置於24孔培養盤，每格孔盤中加入1mL的PBS後放置37℃烘箱靜置一小時。取出PBS並於待測水膠中加入1mL之白血球濃厚液，置於37℃內烘箱2小時。將白血球濃厚液吸出並以PBS沖洗清除未吸附的血球後，加入1mL的2.5vol%戊二醛溶液，並靜置於4℃冰箱內24小時。最後以共軛焦雷射掃描式電子顯微鏡(CLSM)觀察白血球貼附於水膠表面的情形。
由上述血小板、紅血球及白血球吸附實驗結果，可得知合成本發明的雙離子電荷偏差型血球篩選用材料時，藉由控制雙離子電荷偏差，可得到所需的血球篩選特性。表3顯示不同的雙離子電荷偏差範圍，材料具有不同的血球篩選特性，其係將TMA與SA利用電漿誘導表面接枝技術，製備出具有不同SA-TMA bias range之PP fiber薄膜(pore 30um,fiber diameter 2um,thickness 0.5mm)，在支架中放置直徑2.5cm之改質完後之薄膜，利用加壓之方式過濾5cc人體紅血球濃厚液，過濾效果利用血液分析 儀(LH780-COULTER® LH 780 Hematology Analyzer,Beckman Coulter Co.)檢測其過濾之血球含量。表3中，雙離子電荷偏差型血球篩選用材料SA2TMA8，進行紅血球濃厚液的過濾時，可得到白血球移除率為99.98%，血小板回收率為3.825%，在紅血球濃厚液的紅血球回收極為有用。
此外，使用雙離子電荷偏差型血球篩選用材料S7TMA3(圖2中白血球吸附率最大之樣品)，進行血小板濃厚液的過濾時，可得到血小板回收率為99.1%，白血球移除率為99.15%，在血小板濃厚液的血小板回收極為有用。
上述範例僅提供作為例示，在不脫離本發明的意圖及範圍下可進行各種變形或變更。
綜上所述，根據本發明的雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，可利用作為血球篩選用材料，藉由控制帶有不同電荷之帶電基團之間的距離、分佈以及比例，材料本身具有多孔性，自體即為血球篩選用濾材，亦沒有進行 材料的表面改質處理等之處理，符合各種血球分離的需求，但亦可與PP(聚丙烯)纖維或PET等的纖維材料結合，利用作為血球篩選的用途。
以上雖以特定實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，熟悉本技藝者瞭解在不脫離本發明的意圖及範圍下可進行各種變形或變更。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

Claims (29)

  1. 一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其係雙離子構造單元以及帶電荷構造單元所構成的共聚物，其中雙離子構造單元至少包括一帶正電基團與一帶負電基團，該帶正電基團與該帶負電基團的距離為1~5個碳碳鍵的長度，該帶電荷構造單元與該雙離子構造單元無規則排列而構成一雙離子電荷偏差。
  2. 根據申請專利範圍第1項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該雙離子構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團：具有下述一般式之雙離子磷基甜菜鹼(Zwitterionic phosphobetain) (R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5)、具有下述一般式之雙離子磺基甜菜鹼(Zwitterionic sulfobetain) (R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5)以及 具有下述一般式之雙離子羧基甜菜鹼(Zwitterionic carboxybetain) (R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5；n=1~5)。
  3. 根據申請專利範圍第1項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該帶電荷構造單元包括帶正電荷構造單元以及帶負電荷構造單元之一或兩者。
  4. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該帶正電荷構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團：具有下述一般式之一級胺基單體 (R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)、具有下述一般式之二級胺基單體(R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；R3 =CH3 or CH(CH3 )2 ；m=1~5)、 具有下述一般式之三級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)以及具有下述一般式之四級胺基單體(R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)。
  5. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該帶負電荷構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團：具有下述一般式之硫基單體(R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)以及具有下述一般式羧基單體(R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)。
  6. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為5%~34%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。
  7. 根據申請專利範圍第6項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為70~90莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為30~10莫耳%。
  8. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為35%~75%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。
  9. 根據申請專利範圍第8項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為30~60莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為70~40莫耳%。
  10. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為15%~59%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。
  11. 根據申請專利範圍第10項之雙離子電荷偏差型血球篩 選用材料，其中對雙離子構造單元以及帶負電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為51~80莫耳%，帶負電荷構造單元的莫耳比例為49~20莫耳%。
  12. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為60%~90%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。
  13. 根據申請專利範圍第12項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中對雙離子構造單元以及帶負電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為30~50莫耳%，帶負電荷構造單元的莫耳比例為70~50莫耳%。
  14. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為5%~35%，一含有白血球的樣品通過該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料後，樣品中的白血球被該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料過濾。
  15. 根據申請專利範圍第14項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單 元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為70~90莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為30~10莫耳%。
  16. 根據申請專利範圍第1項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該雙離子構造單元中，該帶正電基團與該帶負電基團的距離為2~4個碳碳鍵的長度。
  17. 一種雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其係帶正電構造單元以及帶負電構造單元所構成的共聚物，其中該帶正電構造單元與該帶負電構造單元的距離為1~5個碳碳鍵的長度，該帶正電構造單元以及該帶負電構造單元無規則排列而構成一雙離子電荷偏差。
  18. 根據申請專利範圍第17項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該帶正電荷構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團：具有下述一般式之一級胺基單體 (R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)、 具有下述一般式之二級胺基單體(R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；R3 =CH3 or CH(CH3 )2 ；m=1~5)、具有下述一般式之三級胺基單體(R1 ,=H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)以及具有下述一般式之四級胺基單體(R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)。
  19. 根據申請專利範圍第17項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該帶負電荷構造單元係衍生自下列群組之一或以上之基團：具有下述一般式之硫基單體 (R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)以及 具有下述一般式羧基單體(R1 =H or CH3 ；R2 =O or NH；m=1~5)。
  20. 根據申請專利範圍第17項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為15%~65%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板具有活化效果。
  21. 根據申請專利範圍第17項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有負的電荷偏差範圍為50%~80%，該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料對血小板無活化效果。
  22. 根據申請專利範圍第17項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中雙離子電荷偏差型血球篩選用材料具有正的電荷偏差範圍為20%~70%，一含有白血球的樣品通過該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料後，樣品中的白血球被該雙離子電荷偏差型血球篩選用材料過濾。
  23. 根據申請專利範圍第1或17項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其係接枝於聚丙烯纖維，利用作為血球篩選。
  24. 根據申請專利範圍第1項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該雙離子構造單元係衍生自磺基甜菜鹼甲基丙烯酸酯(Sulfobetaine methacrylate)。
  25. 根據申請專利範圍第17項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中對帶正電構造單元以及帶負電構造單元的總和為100莫耳%時，帶正電構造單元的莫耳比例為80莫耳%，帶負電構造單元的莫耳比例為20莫耳%。
  26. 根據申請專利範圍第1項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中對雙離子構造單元以及帶正電荷構造單元的總和為100莫耳%時，雙離子構造單元的莫耳比例為70莫耳%，帶正電荷構造單元的莫耳比例為30莫耳%。
  27. 根據申請專利範圍第1項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該雙離子構造單元係衍生自下述式所示之磷基甜菜鹼甲基丙烯酸酯 (2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine(phophobetaine methacrylate；PBMA))、下述式所示之磺基甜菜鹼甲基丙烯酸酯([2-(Methacryloyloxy)ethyl]dimethyl(3-sulfopropyl)-ammonium hydroxide(sulfobetaine methacrylate,SBMA))或下述式所示之羧基甜菜鹼甲基丙烯酸酯(2-Carboxy-N ,N -dimethyl-N -(2' -(methacryloyloxy)ethyl)ethanamin-ium inner salt(carboxybetaine methacrylate,CBMA))
  28. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該帶正電荷構造單元係衍生自具有下 述式之甲基丙烯酸2-胺基乙酯(2-aminoethyl methacrylate) 具有下述式之N-異丙基丙烯醯胺(N -Isopropylacrylamide) 具有下述式之甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯(dimethylaminoethyl methacrylate)或[2-(甲基丙烯醯氧基)乙基]三甲基銨([2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium；TMA)。
  29. 根據申請專利範圍第3項之雙離子電荷偏差型血球篩選用材料，其中該帶負電荷構造單元係衍生自具有下述式 之甲基丙烯酸3-磺基丙酯(3-sulfopropyl methacrylate)或具有下述式之甲基丙烯酸2-羧基乙酯(2-Carboxyethyl acrylate)
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