[發(fā)明專利]配體接枝官能化基材

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980142280.7
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN102203173A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡納安·塞莎德里;杰拉爾德·K·拉斯穆森;克林頓·P·小沃勒;道格拉斯·E·韋斯;何毅
• 申請（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: C08J7/18
• 分類號: C08J7/18;G01N33/566;G01N33/569
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業(yè)平;金小芳

本申請以美國公司3M?Innovative?Properties?Company的名義作為國際專利申請?zhí)峤唬⒁?008年9月19日提交的美國臨時專利申請序列號No.61/098,337的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配體官能化基材以及用于制備該基材的方法。該官能化基材可用于從生物樣品中選擇性結(jié)合和除去生物材料，例如病毒。

背景技術(shù)

靶標(biāo)生物材料，例如病毒和生物大分子(包括活細胞的組分或產(chǎn)物，例如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂質(zhì)和核酸)的檢測、定量、分離和純化一直以來都是研究人員的目標(biāo)。從診斷上來講，檢測和定量是重要的，例如，作為各種生理狀況(例如疾病)的指示。對于治療和在生物醫(yī)學(xué)研究中，生物大分子的分離和純化是重要的。生物大分子例如酶(其為特殊的一類能催化化學(xué)反應(yīng)的蛋白質(zhì))在工業(yè)上也是有用的；已對酶進行了分離、純化，然后用于制備甜味劑、抗生素和多種有機化合物(例如乙醇、乙酸、賴氨酸、天冬氨酸和生物有用的產(chǎn)品，例如抗體和類固醇)。

在其體內(nèi)天然狀態(tài)下，這些生物大分子的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的生物活性一般來講保持在相當(dāng)窄的pH和離子強度范圍內(nèi)。因此，任何分離和純化操作必須考慮這些因素以便所得的處理后的生物大分子具有效力。

根據(jù)溶質(zhì)在流動相(其可以是氣體或液體)和固定相之間的交換，可對生物產(chǎn)物混合物進行色譜分離和純化操作。由于各溶質(zhì)與固定相的結(jié)合相互作用不同，溶液混合物中各種溶質(zhì)得以實現(xiàn)分離。當(dāng)受到流動相的離解和置換作用時，與相互作用不太強的溶質(zhì)相比，較強的結(jié)合相互作用一般導(dǎo)致保留時間較長，從而可以實現(xiàn)分離和純化。

大多數(shù)當(dāng)前的捕獲或純化色譜法是通過常規(guī)的柱色譜技術(shù)實現(xiàn)的。這些技術(shù)在下游純化中具有嚴重的瓶頸問題，因為使用這種技術(shù)的通過量比較低。緩解這些問題的嘗試包括增加色譜柱的直徑，但這繼而由于有效且可重復(fù)性裝柱的困難而面臨挑戰(zhàn)。較大的色譜柱直徑還會增加難以解決的溝流發(fā)生。另外，在常規(guī)的色譜柱中，當(dāng)檢測到所需要產(chǎn)物的漏過量高于某一水平時，所述吸收操作會被停止。這會引起吸附介質(zhì)的動態(tài)吸附或有效吸附容量將顯著小于總吸附或靜態(tài)吸附容量。鑒于一些色譜樹脂成本較高，這種有效性的縮減會導(dǎo)致嚴重的經(jīng)濟后果。

聚合物樹脂被廣泛用于各種靶標(biāo)化合物的分離和純化。例如，基于離子基團的存在、基于靶標(biāo)化合物的尺寸、基于疏水相互作用、基于特定的受體-配體親和相互作用，或基于共價鍵的形成或前述相互作用的組合，聚合物樹脂可用于純化或分離靶標(biāo)化合物。在本領(lǐng)域中，需要對病毒具有增強的親和力的聚合物基材，以使得能從生物樣品有效除去病毒。在本領(lǐng)域中還需要配體官能化膜，該膜可克服擴散和結(jié)合的局限性，并且可以在高通過量和較低壓降下操作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及配體官能化基材(優(yōu)選多孔基材)和制備該基材的方法。更具體地講，該官能化基材包括基礎(chǔ)基材，優(yōu)選多孔基礎(chǔ)基材，其已被改性以提供接枝配體基團，該接枝配體基團具有用于結(jié)合帶電生物材料(例如病毒)的必要特異性結(jié)合能力。所述配體官能化基材可描述為基材與式I或II的配體化合物的接枝反應(yīng)產(chǎn)物：

其中每個R⁴獨立地為H、烷基或芳基，每個R⁶獨立地為亞烷基或亞芳基，c可為0或1至500的整數(shù)，且d為0或1，前提是當(dāng)d為0時，c為1至500；或

其中x可為0，y至少為1，且x+y為2至2000。

提供了制備配體官能化基材的方法。該方法可包括提供基材，優(yōu)選多孔基材，所述基材可為熱塑性聚合物或多糖聚合物；將親電官能團接枝至基材的表面以制備具有從其表面伸出的接枝的親電官能團的基材；以及使該接枝的親電官能團與式I和/或II的配體化合物反應(yīng)以制備具有從基材的表面伸出的接枝的配體基團的基材。

在一些實施例中，基材聚合物具有表面官能團，接枝化合物可結(jié)合至該表面官能團。接枝化合物具有對基材聚合物的表面官能團來說是反應(yīng)性的第一官能團以及對配體化合物的胺(或亞胺)來說是反應(yīng)性的第二親電官能團。例如，多糖基材具有羥基，所述羥基可通過與接枝化合物的加成、縮合或置換反應(yīng)而與接枝化合物反應(yīng)，從而提供用于隨后與配體化合物反應(yīng)的接枝的反應(yīng)性親電官能團。

在其他實施例中，所述基材聚合物不具有這種表面官能團；可將諸如聚丙烯之類的聚合物暴露于等離子體放電，從而提供可用于與接枝化合物反應(yīng)的表面羥基。或者，可使用具有烯鍵式不飽和基團和第二反應(yīng)性親電官能團的烯鍵式不飽和接枝單體接枝諸如聚丙烯之類的聚合物，所述烯鍵式不飽和基團用于電離輻射引發(fā)接枝以將自由基提供至聚合物表面，所述第二反應(yīng)性親電官能團用于隨后的與配體化合物的反應(yīng)。