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JP6627514B2 - Separation material, column, and method for producing separation material - Google Patents

Separation material, column, and method for producing separation material Download PDF

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JP6627514B2 JP2016001637A JP2016001637A JP6627514B2 JP 6627514 B2 JP6627514 B2 JP 6627514B2 JP 2016001637 A JP2016001637 A JP 2016001637A JP 2016001637 A JP2016001637 A JP 2016001637A JP 6627514 B2 JP6627514 B2 JP 6627514B2
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Description

本発明は分離材、カラム、及び分離材の製造方法に関する。   The present invention relates to a separation material, a column, and a method for producing the separation material.

従来、タンパク質に代表される生体高分子を分離精製する場合、一般的には多孔質型の合成高分子を母体とするイオン交換体、親水性天然高分子の架橋ゲルを母体とするイオン交換体等が用いられている。多孔質型の合成高分子を母体とするイオン交換体の場合、塩濃度による体積変化が小さいため、カラムに充填してクロマトグラフィーで用いると、通液時の耐圧性に優れる傾向にある。しかし、このイオン交換体を、タンパク質等の分離に用いると、疎水的相互作用に基づく不可逆吸着等の非特異吸着が起きるため、ピークの非対称化が発生する、又は該疎水的相互作用でイオン交換体に吸着されたタンパク質が吸着されたまま回収できないという問題点がある。   Conventionally, when a biopolymer represented by a protein is separated and purified, generally, an ion exchanger based on a porous synthetic polymer or an ion exchanger based on a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer is generally used. Are used. In the case of an ion exchanger having a porous synthetic polymer as a base, since the volume change due to salt concentration is small, when the ion exchanger is packed in a column and used for chromatography, it tends to be excellent in pressure resistance during passage. However, when this ion exchanger is used for separation of proteins and the like, nonspecific adsorption such as irreversible adsorption based on hydrophobic interaction occurs, resulting in peak asymmetry or ion exchange due to the hydrophobic interaction. There is a problem that the protein adsorbed on the body cannot be recovered while being adsorbed.

一方、デキストラン、アガロース等の多糖に代表される親水性天然高分子の架橋ゲルを母体とするイオン交換体の場合、タンパク質の非特異吸着がほとんどないという利点がある。ところが、このイオン交換体は、水溶液中で著しく膨潤し、溶液のイオン強度による体積変化、及び、遊離酸形と負荷形との体積変化が大きく、機械的強度も充分ではないという欠点を有する。特に、架橋ゲルをクロマトグラフィーで使用する場合、通液時の圧力損失が大きく、通液によりゲルが圧密化するといった欠点がある。   On the other hand, an ion exchanger having a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer represented by a polysaccharide such as dextran or agarose as a base has the advantage that there is almost no nonspecific adsorption of proteins. However, this ion exchanger has the disadvantage that it swells remarkably in an aqueous solution, the volume change due to the ionic strength of the solution, the volume change between the free acid form and the loaded form is large, and the mechanical strength is not sufficient. In particular, when a crosslinked gel is used in chromatography, there is a disadvantage that the pressure loss at the time of passing the liquid is large and the gel is compacted by the passing of the liquid.

親水性天然高分子の架橋ゲルの欠点を克服するため、例えば、多孔性高分子の細孔内に天然高分子ゲル等のゲルを保持した複合体が、ペプチド合成の分野で知られている(例えば、特許文献1参照)。このような複合体を用いることにより、反応性物質の負荷係数を高め、高収率の合成が可能となる。また、硬質な合成高分子物質でゲルを包囲するため、カラムベッドの形態で使用しても、容積変化がなく、カラムを通過するフロースルーの圧力が変化しないという利点を有する。   In order to overcome the drawbacks of the crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer, for example, a complex in which a gel such as a natural polymer gel is held in the pores of a porous polymer is known in the field of peptide synthesis ( For example, see Patent Document 1). By using such a complex, the load coefficient of the reactive substance can be increased, and high-yield synthesis can be achieved. In addition, since the gel is surrounded by a hard synthetic polymer material, there is an advantage that even when used in the form of a column bed, there is no change in volume and the pressure of the flow-through passing through the column does not change.

セライト等の無機多孔質体にデキストラン、セルロースといった多糖等のキセロゲルを保持させた分離材が知られている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。このゲルには吸着性能を付加するために、ジエチルアミノエチル(DEAE)基等が付与されており、ヘモグロビンの除去に用いられる。このような分離材は、カラムでの通液性が良好である。   BACKGROUND ART Separating materials in which xerogels such as polysaccharides such as dextran and cellulose are held on an inorganic porous material such as celite (for example, see Patent Documents 2 and 3). This gel is provided with a diethylaminoethyl (DEAE) group or the like in order to add adsorption performance, and is used for removing hemoglobin. Such a separation material has good liquid permeability in a column.

マクロネットワーク構造のコポリマの細孔を、モノマから合成した架橋共重合体ゲルで埋めた、ハイブリッドコポリマのイオン交換体が知られている(例えば、特許文献4参照)。架橋共重合体ゲルは、架橋度が低い場合、圧力損失、体積変化等の問題があるが、ハイブリッドコポリマにすることで通液特性が改善され、圧力損失が少なく、イオン交換容量が向上し、リーク挙動が改善される。   There is known an ion exchanger of a hybrid copolymer in which pores of a copolymer having a macro network structure are filled with a crosslinked copolymer gel synthesized from a monomer (for example, see Patent Document 4). Crosslinked copolymer gel has problems such as pressure loss and volume change when the degree of crosslinking is low.However, by using a hybrid copolymer, the liquid permeation characteristics are improved, the pressure loss is reduced, and the ion exchange capacity is improved. The leak behavior is improved.

また、有機合成ポリマ基体の細孔内に巨大網目構造を有する親水性天然高分子の架橋ゲルを充填した複合化充填材が提案されている(例えば、特許文献5、特許文献6参照)。さらに、メタクリル酸グリシジルとアクリル架橋モノマにより構成される多孔質粒子を合成する技術が知られている(例えば、特許文献7参照)。   Further, a composite filler in which a crosslinked gel of a hydrophilic natural polymer having a huge network structure is filled in pores of an organic synthetic polymer substrate has been proposed (for example, see Patent Documents 5 and 6). Furthermore, a technique for synthesizing porous particles composed of glycidyl methacrylate and an acrylic cross-linked monomer is known (for example, see Patent Document 7).

米国特許第4965289号明細書U.S. Pat. No. 4,965,289 米国特許第4335017号明細書U.S. Pat. No. 4,335,017 米国特許第4336161号明細書U.S. Pat. No. 4,336,161 米国特許第3966489号明細書U.S. Pat. No. 3,966,489 特開平1−254247号公報JP-A-1-254247 米国特許第5114577号明細書U.S. Pat. No. 5,114,577 特開2009−244067号公報JP 2009-244067 A

しかしながら、従来の分離材は、タンパク質の非特異吸着が多く、吸着量が充分でなく、また、カラムとして用いたときの通液性に劣るという問題がある。   However, the conventional separation material has a problem that the amount of nonspecific adsorption of protein is large, the amount of adsorption is not sufficient, and the liquid permeability when used as a column is poor.

そこで、本発明は、タンパク質の非特異吸着が低減され、吸着量が高く、カラムとして用いたときの通液性に優れる分離材及び該分離材を備えるカラム、並びに分離材の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a separation material having reduced non-specific adsorption of proteins, a high adsorption amount, and excellent liquid permeability when used as a column, a column including the separation material, and a method for producing the separation material. The purpose is to:

本発明は、下記[1]〜[12]に記載の分離材及び該分離材を備えるカラム、並びに分離材の製造方法を提供する。
[1] 多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と、を備え、被覆層が、水酸基を有する架橋高分子に、活性水素基と水酸基とを有する高分子がグラフトしているグラフトポリマを含む、分離材。
[2] 多孔質ポリマ粒子が、ジビニルベンゼンを含有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含む、[1]に記載の分離材。
[3] 前記活性水素基が、アミノ基又はチオール基である、[1]又は[2]に記載の分離材。
[4] 細孔径(モード径)が0.1〜0.5μmである、[1]〜[3]のいずれかに記載の分離材。
[5] 多孔質ポリマ粒子の粒径の変動係数が5〜15%である、[1]〜[4]のいずれかに記載の分離材。
[6] 水酸基を有する架橋高分子が、多糖類又はその変性体由来の架橋高分子である、[1]〜[5]のいずれかに記載の分離材。
[7] 水酸基を有する架橋高分子が、アガロース又はその変性体由来の架橋高分子である、[1]〜[6]のいずれかに記載の分離材。
[8] 活性水素基と水酸基とを有する高分子が、活性水素基を有する、デキストラン、ポリグリセリンモノメタクリレート又はポリヒドロキシエチルメタクリレートである、[1]〜[7]のいずれかに記載の分離材。
[9] 活性水素基と水酸基とを有する高分子の重量平均分子量が、5000〜100000である、[1]〜[8]のいずれかに記載の分離材。
[10] 多孔質ポリマ粒子1g当たり30〜400mgの被覆層を備える、[1]〜[9]のいずれかに記載の分離材。
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載の分離材を備えるカラム。
[12] [1]〜[10]のいずれかに記載の分離材の製造方法であって、
多孔質ポリマ粒子の表面に水酸基を有する高分子を吸着させ、当該高分子を架橋する工程と、
架橋された高分子に、活性水素基と反応し得る基を導入する工程と、
活性水素基と反応し得る基に、活性水素基と水酸基とを有する高分子を反応させる工程と、を備える、製造方法。
The present invention provides a separation material described in the following [1] to [12], a column including the separation material, and a method for producing the separation material.
[1] A porous polymer particle, and a coating layer that covers at least a part of the surface of the porous polymer particle, wherein the coating layer has an active hydrogen group and a hydroxyl group in a crosslinked polymer having a hydroxyl group. A separating material containing a graft polymer on which a polymer is grafted.
[2] The separation material according to [1], wherein the porous polymer particles include a polymer having a structural unit derived from a monomer containing divinylbenzene.
[3] The separation material according to [1] or [2], wherein the active hydrogen group is an amino group or a thiol group.
[4] The separation material according to any one of [1] to [3], wherein the pore diameter (mode diameter) is 0.1 to 0.5 μm.
[5] The separation material according to any one of [1] to [4], wherein the coefficient of variation of the particle diameter of the porous polymer particles is 5 to 15%.
[6] The separation material according to any one of [1] to [5], wherein the crosslinked polymer having a hydroxyl group is a crosslinked polymer derived from a polysaccharide or a modified product thereof.
[7] The separation material according to any one of [1] to [6], wherein the crosslinked polymer having a hydroxyl group is a crosslinked polymer derived from agarose or a modified product thereof.
[8] The separation material according to any one of [1] to [7], wherein the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is dextran, polyglycerin monomethacrylate or polyhydroxyethyl methacrylate having an active hydrogen group. .
[9] The separation material according to any one of [1] to [8], wherein the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group has a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000.
[10] The separating material according to any one of [1] to [9], comprising a coating layer of 30 to 400 mg per 1 g of the porous polymer particles.
[11] A column comprising the separation material according to any one of [1] to [10].
[12] The method for producing a separation material according to any one of [1] to [10],
A step of adsorbing a polymer having a hydroxyl group on the surface of the porous polymer particles and crosslinking the polymer,
A step of introducing a group capable of reacting with an active hydrogen group into the crosslinked polymer;
Reacting a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group with a group capable of reacting with the active hydrogen group.

本発明によれば、タンパク質の非特異吸着が低減され、吸着量が高く、カラムとして用いたときの通液性に優れる分離材及び該分離材を備えるカラム、並びに分離材の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nonspecific adsorption | suction of a protein is reduced, the adsorption amount is high, and the separation material which is excellent in liquid permeability when used as a column, a column provided with the separation material, and the manufacturing method of a separation material are provided. be able to.

以下、本発明の好適な実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.

<分離材>
本実施形態の分離材は、多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と、を備える。なお、本明細書中、「多孔質ポリマ粒子の表面」とは、多孔質ポリマ粒子の外側の表面のみでなく、多孔質ポリマ粒子の内部における細孔の表面を含むものとする。また、本明細書中(メタ)アクリル酸とはアクリル酸又はメタクリル酸を意味し、(メタ)アクリレート等の他の類似の表現においても同様である。
<Separation material>
The separation material of the present embodiment includes porous polymer particles and a coating layer that covers at least a part of the surface of the porous polymer particles. In the present specification, the “surface of the porous polymer particle” includes not only the outer surface of the porous polymer particle but also the surface of the pore inside the porous polymer particle. In this specification, (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid, and the same applies to other similar expressions such as (meth) acrylate.

(多孔質ポリマ粒子)
本実施形態に係る多孔質ポリマ粒子は、多孔質化剤を含むモノマを重合させて得られるポリマを含む粒子であり、例えば、従来の懸濁重合、シード重合等によって合成することができる。すなわち、多孔質ポリマ粒子は、例えば、上記モノマに由来する構造単位を有するポリマを含む。モノマとしては、特に限定されないが、例えば、アクリル系モノマ、スチレン系モノマを使用することができる。具体的なモノマとして以下のような多官能性モノマ、単官能性モノマ等が挙げられる。
(Porous polymer particles)
The porous polymer particles according to the present embodiment are particles containing a polymer obtained by polymerizing a monomer containing a porogen, and can be synthesized by, for example, conventional suspension polymerization, seed polymerization, or the like. That is, the porous polymer particles include, for example, a polymer having a structural unit derived from the above monomer. The monomer is not particularly limited, but for example, an acrylic monomer or a styrene monomer can be used. Specific monomers include the following polyfunctional monomers and monofunctional monomers.

多官能性モノマとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン、ジビニルフェナントレン等のジビニル化合物;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコール系ジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリレート等の3官能以上の(メタ)アクリレート;エトキシ化ビスフェノールA系ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールA系ジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート;ジアリルフタレート及びその異性体;トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体が挙げられる。これらモノマの中で、例えば、新中村化学工業社製のNKエステル(A−TMPT−6P0、A−TMPT−3E0、A−TMM−3LMN、A−GLYシリーズ、A−9300、AD−TMP、AD−TMP−4CL、ATM−4E、A−DPH)等が、商業的に入手可能である。これらの多官能性モノマは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。耐久性、耐酸性、耐アルカリ性及び弾性率を向上させる観点、並びに、カラム充填時及び粒子取り扱い時における粒子の破壊を抑制する等の観点からは、モノマがジビニルベンゼンを含有することが好ましい。すなわち、多孔質ポリマ粒子は、ジビニルベンゼンを含有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含むことが好ましい。   Examples of the polyfunctional monomer include divinyl compounds such as divinylbenzene, divinylbiphenyl, divinylnaphthalene, and divinylphenanthrene; (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, and (poly) (Poly) alkylene glycol-based di (meth) acrylates such as tetramethylene glycol di (meth) acrylate; trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tri (meth) acrylate, tetramethylol propane tetra (meth) acrylate, penta Erythritol tri (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethanetri (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylpropane triacrylate, etc. Trifunctional or higher (meth) acrylate; ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, propoxylated ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, 1,1,1- Di (meth) acrylates such as trishydroxymethylethanedi (meth) acrylate and ethoxylated cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate; diallyl phthalate and its isomers; triallyl isocyanurate and its derivatives. Among these monomers, for example, NK esters (A-TMPT-6P0, A-TMPT-3E0, A-TMM-3LMN, A-GLY series, A-9300, AD-TMP, AD manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) -TMP-4CL, ATM-4E, A-DPH) and the like are commercially available. These polyfunctional monomers can be used alone or in combination of two or more. It is preferable that the monomer contains divinylbenzene from the viewpoints of improving durability, acid resistance, alkali resistance and elastic modulus, and suppressing the destruction of particles during column filling and particle handling. That is, the porous polymer particles preferably include a polymer having a structural unit derived from a monomer containing divinylbenzene.

上記多孔質ポリマ粒子は、モノマ単位としてジビニルベンゼンを含む場合、ジビニルベンゼンをモノマ全質量基準で60質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましく、80質量%以上含むことが更に好ましい。ジビニルベンゼンを60質量%以上含むことにより、耐アルカリ性がより良好となるため好ましい。   When the porous polymer particle contains divinylbenzene as a monomer unit, it preferably contains divinylbenzene in an amount of 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more based on the total mass of the monomer. More preferred. It is preferable to include divinylbenzene in an amount of 60% by mass or more because alkali resistance is further improved.

単官能性モノマとしては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン及びその誘導体;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸フェニル、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸トリフルオロエチル、アクリル酸テトラフルオロプロピル等の含フッ素化モノマ;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエンが挙げられる。これらの単官能性モノマは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。上記の中でも耐酸性及び耐アルカリ性に優れるという観点から、スチレンを使用することが好ましい。また、カルボキシ基、アミノ基、水酸基、アルデヒド基等の官能基を有するスチレン誘導体も使用することができる。   As the monofunctional monomer, for example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, o-ethylstyrene, m-ethylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4- Dimethylstyrene, pn-butylstyrene, pt-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecyl Styrene such as styrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene and derivatives thereof; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, acrylic acid Isobutyl, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate , Dodecyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, methyl α-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, methacryl (Meth) acrylates such as isobutyl acrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, Vinyl esters such as vinyl butyrate; N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone; vinyl fluoride, vinylidene fluoride, tetrafluoroethyl Emissions, hexafluoropropylene, trifluoroethyl acrylate, containing fluorinated monomers such as acrylic acid tetrafluoropropyl; butadiene include conjugated dienes such as isoprene. These monofunctional monomers can be used alone or in combination of two or more. Among them, styrene is preferably used from the viewpoint of excellent acid resistance and alkali resistance. Further, a styrene derivative having a functional group such as a carboxy group, an amino group, a hydroxyl group, or an aldehyde group can also be used.

多孔質化剤としては、重合時に相分離を促し、粒子の多孔質化を促進する有機溶媒である脂肪族又は芳香族の炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類等が挙げられる。多孔質化剤として、具体的には、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、オクタン、酢酸ブチル、フタル酸ジブチル、メチルエチルケトン、ジブチルエーテル、1−ヘキサノール、2−オクタノール、デカノール、ラウリルアルコール、シクロヘキサノール等が挙げられる。これらの多孔質化剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the porosifying agent include aliphatic or aromatic hydrocarbons, esters, ketones, ethers, and alcohols that are organic solvents that promote phase separation during polymerization and promote the porosity of particles. Can be Specific examples of the porosifying agent include toluene, xylene, cyclohexane, octane, butyl acetate, dibutyl phthalate, methyl ethyl ketone, dibutyl ether, 1-hexanol, 2-octanol, decanol, lauryl alcohol, cyclohexanol, and the like. . These porosifying agents can be used alone or in combination of two or more.

上記多孔質化剤は、例えば、モノマ全質量に対して0を超え300質量%以下の範囲で使用できる。多孔質化剤の量によって、多孔質ポリマ粒子の空隙率をコントロールできる。さらに、多孔質化剤の種類によって、多孔質ポリマ粒子の細孔の大きさ及び形状をコントロールすることができる。   The above-mentioned porous agent can be used, for example, in a range of more than 0 to 300% by mass based on the total mass of the monomers. The porosity of the porous polymer particles can be controlled by the amount of the porogen. Further, the size and shape of the pores of the porous polymer particles can be controlled by the type of the porosifying agent.

溶媒として使用する水を多孔質化剤とすることもできる。水を多孔質化剤とする場合は、モノマに油溶性界面活性剤を溶解させ、水を吸収することによって、粒子を多孔質化することが可能である。   Water used as a solvent can also be used as a porosifying agent. When water is used as the porosifying agent, the particles can be made porous by dissolving the oil-soluble surfactant in the monomer and absorbing the water.

多孔質化に使用される油溶性界面活性剤としては、分岐C16〜C24脂肪酸、鎖状不飽和C16〜C22脂肪酸又は鎖状飽和C12〜C14脂肪酸のソルビタンモノエステル、例えば、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノミリステート又はヤシ脂肪酸から誘導されるソルビタンモノエステル;分岐C16〜C24脂肪酸、鎖状不飽和C16〜C22脂肪酸又は鎖状飽和C12〜C14脂肪酸のジグリセロールモノエステル、例えば、ジグリセロールモノオレエート(例えば、C18:1(炭素数18個、二重結合数1個)脂肪酸のジグリセロールモノエステル)、ジグリセロールモノミリステート、ジグリセロールモノイソステアレート又はヤシ脂肪酸のジグリセロールモノエステル;分岐C16〜C24アルコール(例えば、ゲルベアルコール)、鎖状不飽和C16〜C22アルコール又は鎖状飽和C12〜C14アルコール(例えば、ヤシ脂肪アルコール)のジグリセロールモノ脂肪族エーテル、及びこれらの混合物が挙げられる。   Examples of the oil-soluble surfactant used for making porous include sorbitan monoesters of branched C16 to C24 fatty acids, chain unsaturated C16 to C22 fatty acids or chain saturated C12 to C14 fatty acids, for example, sorbitan monolaurate, sorbitan Sorbitan monoester derived from monooleate, sorbitan monomyristate or coconut fatty acid; diglycerol monoester of branched C16-C24 fatty acid, chain unsaturated C16-C22 fatty acid or chain saturated C12-C14 fatty acid, such as diester Glycerol monooleate (for example, diglycerol monoester of C18: 1 (18 carbon atoms, 1 double bond) fatty acid), diglycerol monomyristate, diglycerol monoisostearate, or diglycerol mono of coconut fatty acid Ester; branched C16-C 4 alcohols (e.g., Guerbet alcohols), linear unsaturated C16~C22 alcohol or chain saturated C12~C14 alcohols (e.g., coconut fatty alcohols) diglycerol mono-fatty ethers, and mixtures thereof.

これらのうち、ソルビタンモノラウレート(例えば、SPAN(スパン、登録商標)20、純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるソルビタンモノラウレート)、ソルビタンモノオレエート(例えば、SPAN(スパン、登録商標)80、純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるソルビタンモノオレエート)、ジグリセロールモノオレエート(例えば、純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるジグリセロールモノオレエート)、ジグリセロールモノイソステアレート(例えば、純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるジグリセロールモノイソステアレート)、ジグリセロールモノミリステート(純度が好ましくは約40%を超える、より好ましくは約50%を超える、更に好ましくは約70%を超えるソルビタンモノミリステート)、ジグリセロールのココイル(例えば、ラウリル基、ミリストイル基等)エーテル、又はこれらの混合物が好ましい。   Of these, sorbitan monolaurate (e.g., SPAN® 20, having a purity preferably greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, and even more preferably greater than about 70%) Rate), sorbitan monooleate (eg, SPAN® 80, preferably having a purity of greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, even more preferably greater than about 70%) ), Diglycerol monooleate (eg, having a purity preferably greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, even more preferably greater than about 70%), diglycerol monoisostearate (E.g., the purity is preferably greater than about 40%, more preferably about 50% Diglycerol monoisostearate), diglycerol monomyristate (purity preferably greater than about 40%, more preferably greater than about 50%, even more preferably about 70%). Sorbitan monomyristate), cocoyl (e.g., lauryl, myristoyl, etc.) ethers of diglycerol, or mixtures thereof.

これらの油溶性界面活性剤は、モノマ全質量に対して5〜80質量%の範囲で用いることが好ましい。油溶性界面活性剤の含有量が5質量%以上であると、水滴の安定性が充分となることから、大きな単一孔を形成しにくくなる。また、溶性界面活性剤の含有量が80質量%以下であると、重合後に多孔質ポリマ粒子が形状をより保持しやすくなる。   It is preferable to use these oil-soluble surfactants in the range of 5 to 80% by mass based on the total mass of the monomers. When the content of the oil-soluble surfactant is 5% by mass or more, the stability of water droplets becomes sufficient, so that it is difficult to form large single pores. When the content of the soluble surfactant is 80% by mass or less, the shape of the porous polymer particles can be more easily maintained after the polymerization.

重合反応に用いられる水性媒体としては、水、水と水溶性溶媒(例えば、低級アルコール)との混合媒体等が挙げられる。水性媒体には、界面活性剤が含まれていてもよい。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系及び両性イオン系の界面活性剤のうち、いずれも用いることができる。   Examples of the aqueous medium used for the polymerization reaction include water, a mixed medium of water and a water-soluble solvent (for example, a lower alcohol), and the like. The aqueous medium may contain a surfactant. As the surfactant, any of anionic, cationic, nonionic and zwitterionic surfactants can be used.

アニオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリ等の脂肪酸油、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のジアルキルスルホコハク酸塩、アルケルニルコハク酸塩(ジカリウム塩)、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩及びポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩が挙げられる。   Examples of the anionic surfactant include fatty acid oils such as sodium oleate and castor oil, alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate, and alkylnaphthalene sulfone. Acid salt, alkane sulfonate, dialkyl sulfosuccinate such as sodium dioctyl sulfosuccinate, alkenyl succinate (dipotassium salt), alkyl phosphate ester salt, naphthalene sulfonic acid formalin condensate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate Salts, polyoxyethylene alkyl ether sulfates such as sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, and polyoxyethylene alkyl sulfates.

カチオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩が挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include alkylamine salts such as laurylamine acetate and stearylamine acetate, and quaternary ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride.

ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコールアルキルエーテル類、ポリエチレングリコールアルキルアリールエーテル類、ポリエチレングリコールエステル類、ポリエチレングリコールソルビタンエステル類、ポリアルキレングリコールアルキルアミン又はアミド類等の炭化水素系ノニオン界面活性剤、シリコンのポリエチレンオキサイド付加物類、ポリプロピレンオキサイド付加物類等のポリエーテル変性シリコン系ノニオン界面活性剤、パーフルオロアルキルグリコール類等のフッ素系ノニオン界面活性剤が挙げられる。   Examples of the nonionic surfactant include, for example, hydrocarbon nonionic surfactants such as polyethylene glycol alkyl ethers, polyethylene glycol alkyl aryl ethers, polyethylene glycol esters, polyethylene glycol sorbitan esters, polyalkylene glycol alkylamines and amides. And polyether modified silicone nonionic surfactants such as polyethylene oxide adducts and polypropylene oxide adducts of silicon, and fluorine nonionic surfactants such as perfluoroalkyl glycols.

両性イオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の炭化水素界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤及び亜リン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。   Examples of the amphoteric surfactant include a hydrocarbon surfactant such as lauryl dimethylamine oxide, a phosphate ester surfactant, and a phosphite ester surfactant.

界面活性剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記界面活性剤の中でも、モノマの重合時の分散安定性の観点から、アニオン系界面活性剤が好ましい。   One type of surfactant may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among the above surfactants, anionic surfactants are preferred from the viewpoint of dispersion stability during polymerization of the monomer.

必要に応じて添加される重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物が挙げられる。重合開始剤は、例えば、モノマ100質量部に対して、0.1〜7.0質量部の範囲で使用することができる。   Examples of the polymerization initiator added as needed include, for example, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, orthochloroperoxybenzoyl, orthomethoxybenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, tert-butyl peroxide Organic peroxides such as oxy-2-ethylhexanoate and di-tert-butyl peroxide; 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobiscyclohexanecarbonitrile, 2,2 ′ And azo compounds such as -azobis (2,4-dimethylvaleronitrile). The polymerization initiator can be used, for example, in a range of 0.1 to 7.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer.

重合温度は、モノマ及び重合開始剤の種類に応じて、適宜選択することができる。重合温度は、25〜110℃が好ましく、50〜100℃がより好ましい。   The polymerization temperature can be appropriately selected depending on the type of the monomer and the polymerization initiator. The polymerization temperature is preferably from 25 to 110 ° C, more preferably from 50 to 100 ° C.

多孔質ポリマ粒子の合成において、粒子の分散安定性を向上させるために、高分子分散安定剤を添加してもよい。   In the synthesis of the porous polymer particles, a polymer dispersion stabilizer may be added in order to improve the dispersion stability of the particles.

高分子分散安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリカルボン酸、セルロース類(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等)、ポリビニルピロリドンが挙げられ、トリポリリン酸ナトリウム等の無機系水溶性高分子化合物も併用することができる。これらのうち、ポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンが好ましい。高分子分散安定剤の添加量は、モノマ100質量部に対して1〜10質量部が好ましい。   Examples of the polymer dispersion stabilizer include polyvinyl alcohol, polycarboxylic acid, celluloses (hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, methylcellulose, and the like), and polyvinylpyrrolidone, and an inorganic water-soluble polymer compound such as sodium tripolyphosphate is also used. can do. Of these, polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone are preferred. The addition amount of the polymer dispersion stabilizer is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer.

モノマが単独で重合することを抑えるために、亜硝酸塩類、亜硫酸塩類、ハイドロキノン類、アスコルビン酸類、水溶性ビタミンB類、クエン酸、ポリフェノール類等の水溶性の重合禁止剤を用いてもよい。   In order to suppress the monomer from being polymerized alone, a water-soluble polymerization inhibitor such as nitrites, sulfites, hydroquinones, ascorbic acids, water-soluble vitamins B, citric acid, and polyphenols may be used.

多孔質ポリマ粒子の平均粒径は、好ましくは500μm以下、より好ましくは300μm以下、更に好ましくは100μm以下である。また、多孔質ポリマ粒子の平均粒径は、好ましくは10μm以上、より好ましくは30μm以上であり、更に好ましくは50μm以上である。多孔質ポリマ粒子の平均粒径が10μm以上であると、カラム充填後のカラム圧を抑制できる傾向がある。   The average particle size of the porous polymer particles is preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less, and still more preferably 100 μm or less. The average particle size of the porous polymer particles is preferably 10 μm or more, more preferably 30 μm or more, and further preferably 50 μm or more. When the average particle size of the porous polymer particles is 10 μm or more, there is a tendency that the column pressure after filling the column can be suppressed.

多孔質ポリマ粒子の粒径の変動係数(C.V.)は、通液性の向上の観点から、5〜15%であることが好ましく、5〜14%であることがより好ましく、5〜13%であることが更に好ましい。C.V.を低減する方法としては、マイクロプロセスサーバー(日立製作所社製)等の乳化装置により単分散化することが挙げられる。   The coefficient of variation (CV) of the particle diameter of the porous polymer particles is preferably from 5 to 15%, more preferably from 5 to 14%, from the viewpoint of improving liquid permeability. More preferably, it is 13%. C. V. As a method for reducing the dispersion, monodispersion is carried out using an emulsifying apparatus such as a microprocess server (manufactured by Hitachi, Ltd.).

多孔質ポリマ粒子又は分離材の平均粒径及び粒径のC.V.は、以下の測定法により求めることができる。
1)多孔質ポリマ粒子又は分離材を、超音波分散装置を使用して水(界面活性剤等の分散剤を含む)に分散させ、1質量%の多孔質ポリマ粒子又は分離材を含む分散液を調製する。
2)粒度分布計(シスメックスフロー、シスメックス株式会社製)を用いて、上記分散液中の多孔質ポリマ粒子又は分離材約1万個の画像により平均粒径及び粒径のC.V.を測定する。
C. average particle size and particle size of the porous polymer particles or the separating material. V. Can be determined by the following measurement method.
1) A dispersion liquid containing 1% by mass of the porous polymer particles or the separating material by dispersing the porous polymer particles or the separating material in water (including a dispersant such as a surfactant) using an ultrasonic dispersion device. Is prepared.
2) Using a particle size distribution meter (Sysmex Flow, manufactured by Sysmex Corporation), the average particle diameter and the C.I. V. Is measured.

多孔質ポリマ粒子の空隙率(細孔容積)は、多孔質ポリマ粒子の全体積基準で30体積%以上70体積%以下であることが好ましく、40体積%以上70体積%以下であることがより好ましい。多孔質ポリマ粒子はマクロポアー(マクロ孔)を有することが好ましく、多孔質ポリマ粒子の細孔径(モード径)は、0.05μm以上0.5μm未満であることが好ましい。多孔質ポリマ粒子の上記細孔径として、より好ましくは、0.05μm以上0.3μm未満である。上記細孔径が0.05μm以上であると、細孔内に物質が入り易くなる傾向にあり、上記細孔径が0.5μm未満であると、比表面積が充分なものになる。これらは上述の多孔質化剤により調整可能である。   The porosity (pore volume) of the porous polymer particles is preferably 30% by volume or more and 70% by volume or less, more preferably 40% by volume or more and 70% by volume or less based on the total volume of the porous polymer particles. preferable. The porous polymer particles preferably have macropores (macropores), and the pore diameter (mode diameter) of the porous polymer particles is preferably 0.05 μm or more and less than 0.5 μm. The pore diameter of the porous polymer particles is more preferably 0.05 μm or more and less than 0.3 μm. When the pore diameter is 0.05 μm or more, the substance tends to easily enter the pores, and when the pore diameter is less than 0.5 μm, the specific surface area becomes sufficient. These can be adjusted by the above-mentioned porosifying agent.

多孔質ポリマ粒子の比表面積は、30m/g以上であることが好ましい。より高い実用性の観点から、比表面積は35m/g以上であることがより好ましく、40m/g以上であることが更に好ましい。比表面積が30m/g以上であると、分離する物質の吸着量が大きくなる傾向にある。 The specific surface area of the porous polymer particles is preferably 30 m 2 / g or more. In light of higher practicality, the specific surface area is more preferably equal to or greater than 35 m 2 / g, and still more preferably equal to or greater than 40 m 2 / g. When the specific surface area is 30 m 2 / g or more, the adsorption amount of the substance to be separated tends to increase.

多孔質ポリマ粒子又は分離材の細孔径(モード径)、比表面積及び空隙率は、水銀圧入測定装置(オートポア:島津製作所社製)を用いて、例えば以下のようにして測定することができる。試料約0.05gを、標準5mL粉体用セル(ステム容積0.4mL)に加え、初期圧21kPa(約3psia、細孔直径約60μm相当)の条件で測定する。水銀パラメータは、装置デフォルトの水銀接触角130degrees、水銀表面張力485dynes/cmに設定する。また、細孔径0.05〜5μmの範囲に限定してそれぞれの値を算出する。   The pore diameter (mode diameter), specific surface area and porosity of the porous polymer particles or the separating material can be measured using a mercury intrusion measuring device (Autopore: manufactured by Shimadzu Corporation), for example, as follows. About 0.05 g of a sample is added to a standard 5 mL powder cell (stem volume: 0.4 mL), and measurement is performed under the conditions of an initial pressure of 21 kPa (about 3 psia, a pore diameter of about 60 μm). The mercury parameters are set to a device default mercury contact angle of 130 degrees and a mercury surface tension of 485 dynes / cm. Further, each value is calculated limited to the range of the pore diameter of 0.05 to 5 μm.

(被覆層)
本実施形態に係る被覆層は、水酸基を有する架橋高分子に、活性水素基と水酸基とを有する高分子がグラフトしているグラフトポリマを含む。多孔質ポリマ粒子が、このような被覆層で被覆されることにより、カラム圧の向上を抑制することができるとともに、タンパク質の非特異吸着を抑制することが可能となる上、分離材のタンパク質吸着量を、天然高分子を用いた場合以上にすることが可能となる。
(Coating layer)
The coating layer according to this embodiment includes a graft polymer in which a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is grafted to a crosslinked polymer having a hydroxyl group. By coating the porous polymer particles with such a coating layer, it is possible to suppress an increase in column pressure, to suppress non-specific adsorption of proteins, and to prevent protein adsorption of the separation material. The amount can be made larger than that when a natural polymer is used.

上記グラフトポリマとしては、例えば、水酸基を有する架橋高分子に対して活性水素基と反応し得る基を導入し、当該基を、活性水素基と水酸基とを有する高分子と反応させて得られるグラフトポリマが挙げられる。当該グラフトポリマは、活性水素基と反応し得る基と、活性水素基とが結合した構造を含むことが好ましい。グラフトポリマがこのような構造を含むことにより、動的吸着量が大きくなる傾向にある。   Examples of the graft polymer include a graft obtained by introducing a group capable of reacting with an active hydrogen group into a crosslinked polymer having a hydroxyl group, and reacting the group with a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group. Polymers. The graft polymer preferably contains a structure in which a group capable of reacting with an active hydrogen group and an active hydrogen group are bonded. When the graft polymer contains such a structure, the amount of dynamic adsorption tends to increase.

水酸基を有する架橋高分子は、1分子中に2個以上の水酸基を有することが好ましく、親水性高分子であることがより好ましい。水酸基を有する架橋高分子としては、例えば、多糖類又はその変性体由来の架橋高分子、ポリビニルアルコール又はその変性体由来の架橋高分子等が挙げられる。多糖類としては、例えばアガロース、デキストラン、セルロース、キトサン等が挙げられる。分子中の水酸基数の観点から、水酸基を有する架橋高分子は、多糖類であることが好ましく、アガロース又はデキストランであることがより好ましい。   The crosslinked polymer having a hydroxyl group preferably has two or more hydroxyl groups in one molecule, and is more preferably a hydrophilic polymer. Examples of the crosslinked polymer having a hydroxyl group include a crosslinked polymer derived from a polysaccharide or a modified product thereof, and a crosslinked polymer derived from polyvinyl alcohol or a modified product thereof. Examples of the polysaccharide include agarose, dextran, cellulose, chitosan and the like. From the viewpoint of the number of hydroxyl groups in the molecule, the crosslinked polymer having a hydroxyl group is preferably a polysaccharide, and more preferably agarose or dextran.

また、水酸基を有する架橋高分子は、界面吸着能を向上させる観点から、疎水基により変性された変性体であってもよい。疎水基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基等が挙げられる。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。疎水基は、水酸基と反応する官能基(例えば、エポキシ基)及び疎水基を有する化合物(例えば、グリシジルフェニルエーテル)を、水酸基を有する高分子と従来公知の方法で反応させることにより、導入することができる。   Further, the crosslinked polymer having a hydroxyl group may be a modified product modified with a hydrophobic group from the viewpoint of improving the interfacial adsorption ability. Examples of the hydrophobic group include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group and a naphthyl group. The hydrophobic group is introduced by reacting a functional group that reacts with a hydroxyl group (for example, an epoxy group) and a compound having a hydrophobic group (for example, glycidyl phenyl ether) with a polymer having a hydroxyl group by a conventionally known method. Can be.

活性水素基と水酸基とを有する高分子は、1分子中に2個以上の水酸基を有することが好ましく、親水性高分子であることがより好ましい。   The polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group preferably has two or more hydroxyl groups in one molecule, and is more preferably a hydrophilic polymer.

活性水素基と水酸基とを有する高分子としては、例えば、活性水素基を有する、多糖類及びその変性体、ポリビニルアルコール及びその変性体、ポリグリセリンモノメタクリレート及びその変性体、並びに、ポリヒドロキシエチルメタクリレート及びその変性体が挙げられる。多糖類としては、例えばアガロース、デキストラン、セルロース、キトサン等が挙げられる。多糖類が還元末端を有するものである場合、活性水素基と水酸基とを有する高分子は、活性水素基を2個以上有する化合物を還元末端に反応させて得られる高分子であることが好ましい。還元末端を有する多糖類としては、例えば、アガロース、デキストランが挙げられる。   Examples of the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group include, for example, a polysaccharide having an active hydrogen group and a modified product thereof, polyvinyl alcohol and a modified product thereof, polyglycerin monomethacrylate and a modified product thereof, and polyhydroxyethyl methacrylate. And denatured products thereof. Examples of the polysaccharide include agarose, dextran, cellulose, chitosan and the like. When the polysaccharide has a reducing end, the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is preferably a polymer obtained by reacting a compound having two or more active hydrogen groups with the reducing end. Examples of the polysaccharide having a reducing end include agarose and dextran.

分子運動性の観点から、活性水素基と水酸基とを有する高分子は、活性水素基を有するデキストラン、活性水素基を有するポリグリセリンモノメタクリレート又は活性水素基を有するポリヒドロキシエチルメタクリレートであることが好ましい。   From the viewpoint of molecular mobility, the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is preferably dextran having an active hydrogen group, polyglycerin monomethacrylate having an active hydrogen group or polyhydroxyethyl methacrylate having an active hydrogen group. .

活性水素基と水酸基とを有する高分子は、高分子1分子に対して活性水素基を1〜5有することが好ましい。   The polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group preferably has 1 to 5 active hydrogen groups per one polymer molecule.

活性水素基と水酸基とを有する高分子は、例えば、水酸基を有する高分子と、活性水素基を有する化合物とを反応させる方法により合成できる。活性水素基と水酸基とを有する高分子をモノマから合成する場合には、例えば、重合の際に活性水素基を有する開始剤を用いる方法も挙げられる。重合方法に特に制限はないが、例えば、ラフト重合及びATRPによるリビング重合が挙げられる。   The polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group can be synthesized, for example, by a method of reacting a polymer having a hydroxyl group with a compound having an active hydrogen group. When a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is synthesized from a monomer, for example, a method using an initiator having an active hydrogen group at the time of polymerization may be mentioned. The polymerization method is not particularly limited, and examples thereof include raft polymerization and living polymerization by ATRP.

活性水素基の具体例は、活性水素を有する官能基として公知な官能基を含む。水酸基を有する高分子への導入が容易であることから、活性水素基は、アミノ基又はチオール基であることが好ましい。   Specific examples of the active hydrogen group include a functional group known as a functional group having active hydrogen. The active hydrogen group is preferably an amino group or a thiol group because it can be easily introduced into a polymer having a hydroxyl group.

活性水素基と水酸基とを有する高分子の重量平均分子量(Mw)は、5000〜100000であることが好ましく、10000〜100000であることがより好ましく、30000〜100000であることが更に好ましい。Mwが、100000以下であると、多孔質ポリマ粒子の細孔が閉塞される可能性が低減される。Mwが、5000以上であると、タンパク質を吸着する能力がより向上する。   The weight average molecular weight (Mw) of the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 100,000, and still more preferably 30,000 to 100,000. When Mw is 100,000 or less, the possibility of closing the pores of the porous polymer particles is reduced. When Mw is 5000 or more, the ability to adsorb proteins is further improved.

本明細書において、Mwとは、標準物質として分子量の異なるプルランを使用し、水を溶媒として、GPCにより測定される数値を示す。   In this specification, Mw indicates a numerical value measured by GPC using pullulan having a different molecular weight as a standard substance and using water as a solvent.

活性水素基と反応し得る基は、対応する活性水素基と反応し得る基であれば特に制限はないが、例えば、エポキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基及び活性エステル基が挙げられる。   The group that can react with the active hydrogen group is not particularly limited as long as it is a group that can react with the corresponding active hydrogen group, and examples thereof include an epoxy group, a carboxyl group, an isocyanate group, and an active ester group.

活性エステル基としては、例えば、カルボキシル基をN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)、トリアジン系縮合剤(DMT−MM)等の縮合剤でエステル化したものが挙げられる。中でも、活性エステル基は、カルボキシル基を、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を縮合剤として、エステル化したものが好ましい。このような活性エステル基は、アミノ基等の活性水素基と高い反応性を有する。   Examples of the active ester group include those obtained by esterifying a carboxyl group with a condensing agent such as N-hydroxysuccinimide (NHS) and a triazine-based condensing agent (DMT-MM). Among them, the active ester group is preferably one obtained by esterifying a carboxyl group with N-hydroxysuccinimide (NHS) as a condensing agent. Such an active ester group has high reactivity with an active hydrogen group such as an amino group.

活性水素基と水酸基とを有する高分子のグラフト量は、例えば、グラフト前後でのXPS、重量変化、熱重量分析等により算出できる。細孔が閉口することを低減する観点、及び、タンパク吸着量が更に向上する観点から、多孔質ポリマ粒子1g当たりの上記高分子のグラフト量は、5〜100mgであることが好ましく、10〜50mgであることがより好ましく、15〜30mgであることが更に好ましい。   The graft amount of the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group can be calculated by, for example, XPS before and after grafting, weight change, thermogravimetric analysis and the like. From the viewpoint of reducing that the pores are closed, and from the viewpoint of further improving the protein adsorption amount, the graft amount of the polymer per 1 g of the porous polymer particles is preferably 5 to 100 mg, and more preferably 10 to 50 mg. Is more preferable, and 15 to 30 mg is still more preferable.

被覆層の量は、多孔質ポリマ粒子1g当たり30〜400mgであることが好ましく、50〜400mgであることがより好ましく、100〜400mgであることが更に好ましい。被覆層の割合が多孔質ポリマ粒子1gに対して400mg以下であると、被覆層を薄膜とすることができ、カラムとして用いたときの通液性がより向上する傾向にある。また、被覆層の割合が多孔質ポリマ粒子1gに対して30mg以上であると、タンパク質吸着量がより高まる傾向にある。被覆層の量は、熱分解の重量減少、アンスロン法等で測定することができる。   The amount of the coating layer is preferably 30 to 400 mg, more preferably 50 to 400 mg, even more preferably 100 to 400 mg per 1 g of the porous polymer particles. When the ratio of the coating layer is 400 mg or less per 1 g of the porous polymer particles, the coating layer can be formed into a thin film, and the liquid permeability when used as a column tends to be further improved. Further, when the ratio of the coating layer is 30 mg or more per 1 g of the porous polymer particles, the protein adsorption amount tends to be further increased. The amount of the coating layer can be measured by a weight loss due to thermal decomposition, anthrone method or the like.

<分離材の製造方法>
本実施形態の分離材は、例えば、1)多孔質ポリマ粒子の表面に水酸基を有する高分子を吸着させ、当該高分子を架橋する工程(吸着架橋工程)と、2)架橋された高分子に、活性水素基と反応し得る基を導入する工程(活性水素基と反応し得る基の導入工程)と、3)活性水素基と反応し得る基に、活性水素基と水酸基とを有する高分子を反応させる工程(グラフト工程)と、を備える方法により製造できる。
<Production method of separation material>
The separation material of the present embodiment includes, for example, 1) a step of adsorbing a polymer having a hydroxyl group on the surface of porous polymer particles and crosslinking the polymer (adsorption crosslinking step); Introducing a group capable of reacting with an active hydrogen group (introducing a group capable of reacting with an active hydrogen group), and 3) a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group as a group capable of reacting with an active hydrogen group (Grafting step).

このような方法によれば、グラフト工程において、活性水素基と反応し得る基と活性水素基とを選択的に反応させることができる。以下、当該方法の具体例について説明する。   According to such a method, a group capable of reacting with the active hydrogen group and the active hydrogen group can be selectively reacted in the grafting step. Hereinafter, a specific example of the method will be described.

(吸着架橋工程)
まず、水酸基を有する高分子の溶液を多孔質ポリマ粒子表面に吸着させる。
(Adsorption crosslinking process)
First, a solution of a polymer having a hydroxyl group is adsorbed on the surface of the porous polymer particles.

水酸基を有する高分子としては、例えば、多糖類又はその変性体、ポリビニルアルコール又はその変性体等が挙げられる。多糖類としては、例えばアガロース、デキストラン、セルロース、キトサン等が挙げられる。粒子の細孔中への被覆のしやすさの観点から、水酸基を有する高分子のMwは、10000〜200000であることが好ましく、20000〜180000であることがより好ましく、20000〜150000であることが更に好ましい。   Examples of the polymer having a hydroxyl group include a polysaccharide or a modified product thereof, and polyvinyl alcohol or a modified product thereof. Examples of the polysaccharide include agarose, dextran, cellulose, chitosan and the like. In light of ease of coating the pores of the particles, the Mw of the polymer having a hydroxyl group is preferably 10,000 to 200,000, more preferably 20,000 to 180,000, and more preferably 20,000 to 150,000. Is more preferred.

水酸基を有する高分子の溶液の溶媒としては、水酸基を有する高分子を溶解することのできるものであれば、特に限定されないが、水が最も一般的である。溶媒に溶解させる高分子の濃度は、5〜20(mg/mL)が好ましい。水酸基を有する高分子を多孔質体の表面(細孔内部を含む)に吸着させるために、多孔質体を、この溶液に含浸させる。含浸方法は、水酸基を有する高分子の溶液に多孔質ポリマ粒子を加えて一定時間撹拌する。含浸時間は多孔質体の表面状態によっても変わるが、通常、6〜12時間撹拌すれば高分子濃度が多孔質体の内部で外部濃度と平衡状態となる。その後、水、アルコール等の溶媒で洗浄し、未吸着分の水酸基を有する高分子を除去する。   The solvent for the solution of the polymer having a hydroxyl group is not particularly limited as long as it can dissolve the polymer having a hydroxyl group, but water is the most common. The concentration of the polymer dissolved in the solvent is preferably 5 to 20 (mg / mL). In order to adsorb the polymer having a hydroxyl group to the surface of the porous body (including the inside of the pores), the porous body is impregnated with this solution. In the impregnation method, porous polymer particles are added to a solution of a polymer having a hydroxyl group, and the solution is stirred for a certain time. Although the impregnation time varies depending on the surface state of the porous body, usually, when the mixture is stirred for 6 to 12 hours, the polymer concentration becomes equilibrium with the external concentration inside the porous body. Thereafter, the polymer having a hydroxyl group that has not been adsorbed is removed by washing with a solvent such as water or alcohol.

次いで、架橋剤を加えて、多孔質ポリマ粒子表面に吸着された水酸基を有する高分子を架橋反応させて、架橋体を形成する。このとき、架橋体は、水酸基を有する3次元架橋網目構造を有する。   Next, a crosslinking agent is added, and a polymer having a hydroxyl group adsorbed on the surface of the porous polymer particles undergoes a crosslinking reaction to form a crosslinked product. At this time, the crosslinked body has a three-dimensional crosslinked network structure having a hydroxyl group.

架橋剤としては、例えば、ジビニルスルホン、エピクロルヒドリン等のエピハロヒドリン、グルタルアルデヒド等のジアルデヒド化合物、メチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジル化合物などのような、水酸基に活性な官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。また、水酸基を有する高分子としてキトサンのようなアミノ基を有する化合物を使用する場合には、ジクロロオクタンのようなジハライドも架橋剤として使用できる。   Examples of the crosslinking agent include functional groups active on hydroxyl groups such as divinyl sulfone, epihalohydrin such as epichlorohydrin, dialdehyde compounds such as glutaraldehyde, diisocyanate compounds such as methylene diisocyanate, and glycidyl compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether. And compounds having two or more of the following. When a compound having an amino group such as chitosan is used as the polymer having a hydroxyl group, a dihalide such as dichlorooctane can also be used as a crosslinking agent.

この架橋反応には通常、触媒が用いられる。該触媒は架橋剤の種類に合わせて適宜従来公知のものを用いることができるが、例えば、架橋剤がエピクロルヒドリン、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ基を有する化合物の場合には水酸化ナトリウム等のアルカリが有効であり、ジアルデヒド化合物の場合には塩酸等の鉱酸が有効である。   A catalyst is usually used for this crosslinking reaction. As the catalyst, a conventionally known catalyst can be appropriately used according to the type of the crosslinking agent.For example, when the crosslinking agent is a compound having an epoxy group such as epichlorohydrin or ethylene glycol diglycidyl ether, sodium hydroxide or the like is used. An alkali is effective, and in the case of a dialdehyde compound, a mineral acid such as hydrochloric acid is effective.

架橋剤による架橋反応は、通常、水酸基を有する高分子の溶液等を細孔内に含浸させた多孔質ポリマ粒子を適当な媒体中に分散、懸濁させた系に架橋剤を添加することによって行われる。架橋剤の添加量は、水酸基を有する高分子として多糖類を使用した場合、単糖類の1単位を1モルとすると、それに対して0.1〜100モル倍の範囲内で、目的とする分離材の性能に応じて選定してもよい。一般に、架橋剤の添加量を少なくすると、被覆層が多孔質ポリマ粒子から剥離しやすくなる傾向にある。また、架橋剤の添加量が過剰で、かつ、水酸基を有する高分子との反応率が高い場合、原料の水酸基を有する高分子の特性が損なわれる傾向にある。   Cross-linking reaction by a cross-linking agent is usually performed by adding a cross-linking agent to a system in which porous polymer particles impregnated with a solution of a polymer having a hydroxyl group or the like in pores are dispersed and suspended in an appropriate medium. Done. When a polysaccharide is used as the polymer having a hydroxyl group, the amount of the cross-linking agent added is within the range of 0.1 to 100 moles per mole of one unit of the monosaccharide. The selection may be made according to the performance of the material. In general, when the amount of the cross-linking agent is reduced, the coating layer tends to be easily separated from the porous polymer particles. When the amount of the crosslinking agent added is excessive and the reaction rate with the polymer having a hydroxyl group is high, the properties of the polymer having a hydroxyl group as a raw material tend to be impaired.

また、触媒の使用量としては、架橋剤の種類により異なるが、通常、水酸基を有する高分子として多糖類を使用する場合に、多糖類を形成する単糖類の1単位を1モルとすると、これに対して、好ましくは0.01〜10モル倍の範囲、より好ましくは0.1〜5モル倍の範囲で使用される。   The amount of the catalyst used varies depending on the type of the cross-linking agent. Usually, when a polysaccharide is used as the polymer having a hydroxyl group, when one unit of the monosaccharide forming the polysaccharide is 1 mol, Is preferably used in the range of 0.01 to 10 times by mole, more preferably in the range of 0.1 to 5 times by mole.

例えば、該架橋反応条件を温度条件とした場合、反応系の温度を上げ、その温度が反応温度に達すれば架橋反応が生起する。   For example, when the cross-linking reaction conditions are temperature conditions, the temperature of the reaction system is increased, and when the temperature reaches the reaction temperature, a cross-linking reaction occurs.

水酸基を有する高分子の溶液等を含浸させた多孔質ポリマ粒子を分散、懸濁させる媒体としては、含浸させた高分子溶液から高分子、架橋剤等を抽出してしまうことなく、かつ、架橋反応に不活性なものである必要がある。その具体例としては、水、アルコール等が挙げられる。   As a medium for dispersing and suspending the porous polymer particles impregnated with a solution of a polymer having a hydroxyl group, the polymer, the crosslinking agent, etc. are not extracted from the impregnated polymer solution, and the cross-linking is performed. It must be inert to the reaction. Specific examples thereof include water, alcohol, and the like.

架橋反応は、通常、5〜90℃の範囲の温度で、1〜15時間かけて行う。好ましくは、30〜90℃の範囲の温度である。   The crosslinking reaction is usually performed at a temperature in the range of 5 to 90 ° C for 1 to 15 hours. Preferably, the temperature is in the range of 30 to 90C.

架橋反応終了後、生成した粒子をろ別し、次いで水、メタノール、エタノール等の親水性有機溶媒で洗浄し、未反応の高分子、懸濁用媒体等を除去すれば、多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部が、水酸基を有する架橋高分子を含む被覆層により被覆された粒子が得られる。   After the cross-linking reaction is completed, the generated particles are separated by filtration, and then washed with a hydrophilic organic solvent such as water, methanol, and ethanol to remove the unreacted polymer and the suspending medium. Particles at least partially coated with a coating layer containing a crosslinked polymer having a hydroxyl group are obtained.

(活性水素基と反応し得る基の導入工程)
次いで、水酸基を有する架橋高分子に活性水素基と反応し得る基を導入する。活性水素基と反応し得る基を導入する方法に特に制限はなく、公知の方法等が使用可能である。例えば、エポキシ基は、所定濃度のアルカリ性水溶液に粒子を浸漬し、分散液を調製した後、エポキシ基を有するハロゲン化アルキル化合物を分散液に添加し、反応させる方法等により導入できる。アルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液が挙げられる。また、エポキシ基を有するハロゲン化アルキル化合物としては、例えば、エピクロロヒドリンが挙げられる。
(Step of introducing a group capable of reacting with an active hydrogen group)
Next, a group capable of reacting with an active hydrogen group is introduced into the crosslinked polymer having a hydroxyl group. The method for introducing a group capable of reacting with an active hydrogen group is not particularly limited, and a known method or the like can be used. For example, the epoxy group can be introduced by immersing particles in an aqueous alkaline solution having a predetermined concentration to prepare a dispersion, then adding an alkyl halide compound having an epoxy group to the dispersion, and reacting the dispersion. Examples of the alkaline aqueous solution include a sodium hydroxide aqueous solution. Examples of the halogenated alkyl compound having an epoxy group include epichlorohydrin.

(グラフト工程)
活性水素基と反応し得る基の導入工程により得られた粒子を、活性水素基と水酸基とを有する高分子の水溶液に分散させた後、触媒等を添加し、活性水素基と反応し得る基を、活性水素基と水酸基とを有する高分子と反応させる。触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液が挙げられる。
(Graft process)
Particles obtained by the step of introducing a group capable of reacting with an active hydrogen group are dispersed in an aqueous solution of a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group. Is reacted with a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group. Examples of the catalyst include an aqueous solution of sodium hydroxide.

そして、得られた粒子をろ別し、洗浄し、未反応の高分子等を除去すれば、多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部が、水酸基を有する架橋高分子に、活性水素基と水酸基とを有する高分子がグラフトしているグラフトポリマを含む被覆層により被覆された分離材が得られる。   Then, the obtained particles are separated by filtration, washed, and unreacted polymer and the like are removed, so that at least a part of the surface of the porous polymer particles becomes a crosslinked polymer having a hydroxyl group, an active hydrogen group and a hydroxyl group. Thus, a separating material covered with a coating layer containing a graft polymer to which a polymer having the following is grafted is obtained.

(イオン交換基の導入)
被覆層を備える分離材は、イオン交換基、リガンド(プロテインA)等を表面上の水酸基等を介して導入することにより、イオン交換精製、アフィニティ精製等に使用することができる。イオン交換基を導入する方法として、例えば、ハロゲン化アルキル化合物を用いる方法が挙げられる。
(Introduction of ion exchange group)
The separation material provided with the coating layer can be used for ion exchange purification, affinity purification, and the like by introducing an ion exchange group, a ligand (protein A), or the like via a hydroxyl group on the surface. As a method for introducing an ion exchange group, for example, a method using a halogenated alkyl compound can be mentioned.

ハロゲン化アルキル化合物としては、モノハロゲノカルボン酸及びそのナトリウム塩、ハロゲン化アルキル基を少なくとも1つ有する1級、2級又は3級アミン及びその塩酸塩、ハロゲン化アルキル基を少なくとも1つ有する4級アンモニウム塩等が挙げられる。モノハロゲノカルボン酸としては、例えば、モノハロゲノ酢酸、モノハロゲノプロピオン酸等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基を少なくとも1つ有する3級アミンとしては、例えば、ジエチルアミノエチルクロライド等が挙げられる。これらのハロゲン化アルキル化合物は、臭化物又は塩化物であることが好ましい。ハロゲン化アルキル化合物の使用量としては、イオン交換基を付与する分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。   Examples of the halogenated alkyl compound include a monohalogenocarboxylic acid and its sodium salt, a primary, secondary or tertiary amine having at least one halogenated alkyl group and its hydrochloride, and a quaternary having at least one halogenated alkyl group. Ammonium salts and the like. Examples of the monohalogenocarboxylic acid include monohalogenoacetic acid, monohalogenopropionic acid and the like. Examples of the tertiary amine having at least one halogenated alkyl group include diethylaminoethyl chloride. These alkyl halide compounds are preferably bromide or chloride. The amount of the halogenated alkyl compound to be used is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separation material to which the ion exchange group is provided.

イオン交換基の導入には、反応を促進させるために、有機溶媒を用いるのが有効である。有機溶媒としては、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、1−ペンタノール、イソペンタノール等のアルコール類が挙げられる。   It is effective to use an organic solvent to promote the reaction when introducing an ion exchange group. Examples of the organic solvent include alcohols such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutanol, 1-pentanol, and isopentanol.

通常、イオン交換基の導入は、分離材表面の水酸基に行われるので、湿潤状態の粒子を、ろ過等により水切りした後、所定濃度のアルカリ性水溶液に浸漬し、一定時間放置した後、水−有機溶媒混合系で、上記ハロゲン化アルキル化合物を添加して反応させる。アルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液が挙げられる。この反応は温度40〜90℃で、還流下、0.5〜12時間行うことが好ましい。上記の反応で使用されるハロゲン化アルキル化合物の種類により、付与されたイオン交換基が決定される。   Usually, the ion-exchange group is introduced into the hydroxyl group on the surface of the separation material. Therefore, after the wet particles are drained by filtration or the like, the particles are immersed in an alkaline aqueous solution having a predetermined concentration, left for a certain period of time, and then mixed with water-organic solution. The above-mentioned alkyl halide compound is added and reacted in a solvent mixture system. Examples of the alkaline aqueous solution include a sodium hydroxide aqueous solution. This reaction is preferably performed at a temperature of 40 to 90 ° C. under reflux for 0.5 to 12 hours. The type of the ion exchange group is determined by the type of the alkyl halide compound used in the above reaction.

イオン交換基として、弱塩基性基であるアミノ基を導入する方法としては、上記ハロゲン化アルキル化合物のうち、アルキル基のうちの少なくとも1つがハロゲン化アルキル基で置換されている、モノ−、ジ−又はトリ−アルキルアミン、モノ−アルキル−モノ−アルカノールアミン、ジ−アルキル−モノ−アルカノールアミン、モノ−アルキル−ジ−アルカノールアミン等を反応させる方法、又はアルカノール基のうちの少なくとも1つがハロゲン化アルカノール基で置換されている、モノ−、ジ−又はトリ−アルカノールアミン、モノ−アルキル−モノ−アルカノールアミン、ジ−アルキル−モノ−アルカノールアミン、モノ−アルキル−ジ−アルカノールアミンを反応させる方法等が挙げられる。これらのハロゲン化アルキル化合物の使用量としては、分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。反応条件としては、40〜90℃で、0.5〜12時間であることが好ましい。   As a method for introducing an amino group, which is a weakly basic group, as an ion exchange group, a mono-, di- or di-alkyl compound in which at least one of the alkyl groups is substituted with a halogenated alkyl group among the above-mentioned halogenated alkyl compounds. -Or tri-alkylamine, mono-alkyl-mono-alkanolamine, di-alkyl-mono-alkanolamine, mono-alkyl-di-alkanolamine, etc., or at least one of the alkanol groups is halogenated A method of reacting a mono-, di- or tri-alkanolamine, mono-alkyl-mono-alkanolamine, di-alkyl-mono-alkanolamine, mono-alkyl-di-alkanolamine substituted with an alkanol group, etc. Is mentioned. The use amount of these alkyl halide compounds is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separation material. The reaction conditions are preferably 40 to 90 ° C. and 0.5 to 12 hours.

イオン交換基として、強塩基性基の4級アンモニウム基を導入する方法としては、まず3級アミノ基を導入し、該3級アミノ基にエピクロルヒドリン等のハロゲン化アルキル基含有化合物を反応させ、4級アンモニウム基に変換させる方法が挙げられる。また、4級アンモニウムクロライド等の4級アンモニウムハロゲナイドなどを分離材に反応させてもよい。   As a method for introducing a quaternary ammonium group as a strongly basic group as an ion exchange group, a tertiary amino group is first introduced, and a compound containing a halogenated alkyl group such as epichlorohydrin is reacted with the tertiary amino group. And a method of converting to a quaternary ammonium group. In addition, a quaternary ammonium halide such as quaternary ammonium chloride may be reacted with the separating material.

イオン交換基として、弱酸性基であるカルボキシ基を導入する方法としては、上記ハロゲン化アルキル化合物として、モノハロゲノ酢酸、モノハロゲノプロピオン酸等のモノハロゲノカルボン酸又はそのナトリウム塩を反応させる方法が挙げられる。これらハロゲン化アルキル化合物の使用量は、イオン交換基を導入する分離材の全質量に対して0.2質量%以上であることが好ましい。   Examples of a method for introducing a carboxy group that is a weakly acidic group as the ion exchange group include a method of reacting a monohalogenocarboxylic acid such as monohalogenoacetic acid or monohalogenopropionic acid or a sodium salt thereof as the halogenated alkyl compound. . The amount of the halogenated alkyl compound to be used is preferably 0.2% by mass or more based on the total mass of the separation material into which the ion exchange group is introduced.

イオン交換基として、強酸性基であるスルホン酸基の導入方法としては、分離材に対してエピクロロヒドリン等のグリシジル化合物を反応させ、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩又は重亜硫酸塩の飽和水溶液に分離材を添加する方法が挙げられる。反応条件は、30〜90℃で1〜10時間であることが好ましい。   As a method for introducing a sulfonic acid group, which is a strongly acidic group, as an ion exchange group, a glycidyl compound such as epichlorohydrin is reacted with a separating material, and a sulfite or bisulfite such as sodium sulfite or sodium bisulfite is used. A method of adding a separating material to a saturated aqueous solution of The reaction conditions are preferably 30 to 90 ° C. for 1 to 10 hours.

一方、イオン交換基の導入方法として、アルカリ性雰囲気下で、分離材に1,3−プロパンスルトンを反応させる方法も挙げられる。1,3−プロパンスルトンは、分離材の全質量に対して0.4質量%以上使用することが好ましい。反応条件は、0〜90℃で0.5〜12時間であることが好ましい。   On the other hand, as a method for introducing an ion exchange group, a method of reacting 1,3-propane sultone with a separating material in an alkaline atmosphere can also be mentioned. 1,3-Propane sultone is preferably used in an amount of 0.4% by mass or more based on the total mass of the separation material. The reaction conditions are preferably 0 to 90 ° C. for 0.5 to 12 hours.

本実施形態の分離材は、タンパク質の静電的相互作用による分離、アフィニティ精製に用いるのに好適である。例えば、タンパク質を含む混合溶液の中に本実施形態の分離材を添加し、静電的相互作用によりタンパク質だけを分離材に吸着させた後、該分離材を溶液からろ別し、塩濃度の高い水溶液中に添加すれば、分離材に吸着しているタンパク質を容易に脱離、回収できる。また、本実施形態の分離材は、カラムクロマトグラフィーにおいて使用することも可能である。   The separation material of the present embodiment is suitable for use in separation by protein electrostatic interaction and affinity purification. For example, the separating material of the present embodiment is added to a mixed solution containing a protein, and only the protein is adsorbed to the separating material by electrostatic interaction. When added to a high aqueous solution, the protein adsorbed on the separation material can be easily desorbed and recovered. Further, the separation material of the present embodiment can be used in column chromatography.

本実施形態の分離材を用いて分離できる生体高分子としては、水溶性物質が好ましい。具体的には、血清アルブミン、免疫グロブリン等の血液タンパク質などのタンパク質、生体中に存在する酵素、バイオテクノロジーにより生産されるタンパク質生理活性物質、DNA、生理活性をするペプチド等の生体高分子などであり、好ましくは分子量が200万以下、より好ましくは50万以下である。また、公知の方法に従い、タンパク質の等電点、イオン化状態等によって、分離材の性質、条件等を選ぶ必要がある。公知の方法として、例えば、特開昭60−169427号公報等に記載の方法が挙げられる。   As the biopolymer that can be separated using the separation material of the present embodiment, a water-soluble substance is preferable. Specifically, proteins such as serum albumin, blood proteins such as immunoglobulin, enzymes present in the living body, protein bioactive substances produced by biotechnology, DNA, biopolymers such as bioactive peptides, etc. The molecular weight is preferably 2,000,000 or less, more preferably 500,000 or less. In addition, it is necessary to select the properties, conditions, and the like of the separation material according to the isoelectric point, ionization state, and the like of the protein according to a known method. Known methods include, for example, the method described in JP-A-60-169427.

本実施形態の分離材は、被覆層を形成した後、分離材の表面にイオン交換基、プロテインAを導入することにより、タンパク質等の生体高分子の分離において、天然高分子からなる粒子又は合成ポリマからなる粒子のそれぞれの利点を有する。特に本実施形態の分離材における多孔質ポリマ粒子は、上述の方法で得られるものであるため、耐久性及び耐アルカリ性を有する。また、本実施形態の分離材は、上記グラフトポリマ(水酸基を有する架橋高分子に、活性水素基と水酸基とを有する高分子がグラフトしているグラフトポリマ)を含む被覆層を備えることにより、非特異吸着を低減し、タンパク質の吸脱着が起こりやすい傾向にある。さらに、本実施形態の分離材は、同一流速下でのタンパク質等の吸着量(動的吸着量)が大きい傾向にある。   The separation material of the present embodiment, after forming the coating layer, by introducing an ion-exchange group, protein A on the surface of the separation material, in the separation of biopolymers such as proteins, particles composed of natural polymers or synthetic It has the advantages of each of the polymer particles. In particular, since the porous polymer particles in the separation material of the present embodiment are obtained by the above-described method, they have durability and alkali resistance. In addition, the separation material of the present embodiment includes a coating layer containing the above graft polymer (a graft polymer in which a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is grafted on a crosslinked polymer having a hydroxyl group). Specific adsorption is reduced, and protein adsorption and desorption tend to occur. Furthermore, the separation material of the present embodiment tends to have a large amount of adsorption of protein and the like (dynamic adsorption amount) under the same flow rate.

本明細書における通液速度とは、φ7.8×300mmのステンレスカラムに本実施形態の分離材を充填し、液を通した際の通液速度を表す。本実施形態の分離材は、カラムに充填した場合、カラム圧0.3MPaのときに通液速度が800cm/h以上であることが好ましい。カラムクロマトグラフィーでタンパク質等の分離を行う場合、カラムに通液されるタンパク質溶液等の通液速度としては、一般に400cm/h以下の範囲である。一方、本実施形態の分離材を使用した場合は、従来のタンパク質分離用の分離材よりも速い800cm/h以上の通液速度で使用しても高吸着量を維持することができる。   The liquid passing speed in the present specification indicates a liquid passing speed when a separating column of the present embodiment is packed in a stainless steel column of φ7.8 × 300 mm and liquid is passed. When the separation material of the present embodiment is packed in a column, it is preferable that the liquid passing speed is 800 cm / h or more at a column pressure of 0.3 MPa. When proteins and the like are separated by column chromatography, the flow rate of the protein solution or the like passed through the column is generally 400 cm / h or less. On the other hand, when the separation material of the present embodiment is used, a high adsorption amount can be maintained even when the separation material is used at a flow rate of 800 cm / h or more, which is faster than a conventional separation material for protein separation.

本実施形態の分離材の平均粒径は、10〜300μmであることが好ましく、分取用又は工業用のクロマトグラフィーでの使用には、カラム内圧の極端な増加を避けるために、10〜100μmであることが好ましく、50〜100μmであることが更に好ましい。   The average particle size of the separation material of the present embodiment is preferably 10 to 300 μm, and for use in preparative or industrial chromatography, in order to avoid an extreme increase in column internal pressure, 10 to 100 μm And more preferably 50 to 100 μm.

本実施形態の分離材は、カラムクロマトグラフィーでカラム充填材として使用した場合、使用する溶出液の性質に依らず、カラム内での体積変化がほとんどないため、操作性に優れる。   When the separation material of the present embodiment is used as a column packing material in column chromatography, there is almost no change in volume in the column irrespective of the properties of the eluate used, so that the operability is excellent.

分離材の空隙率は、分離材の全体積基準で30体積%以上70体積%以下であることが好ましく、40体積%以上70体積%以下であることがより好ましい。分離材はマクロポアー(マクロ孔)を有することが好ましく、分離材の細孔径(モード径)は、0.1〜0.5μmであることが好ましい。分離材の上記細孔径として、より好ましくは、0.2〜0.5μmである。上記細孔径が0.1μm以上であると、細孔内に物質が入り易くなる傾向にあり、上記細孔径が0.5μm以下であると、比表面積が充分なものになる。   The porosity of the separating material is preferably 30% by volume or more and 70% by volume or less, more preferably 40% by volume or more and 70% by volume or less based on the total volume of the separating material. The separating material preferably has macropores (macropores), and the pore size (mode diameter) of the separating material is preferably 0.1 to 0.5 μm. The pore diameter of the separation material is more preferably 0.2 to 0.5 μm. When the pore diameter is 0.1 μm or more, the substance tends to easily enter the pores, and when the pore diameter is 0.5 μm or less, the specific surface area becomes sufficient.

分離材の比表面積は、30m/g以上であることが好ましい。より高い実用性の観点から、比表面積は35m/g以上であることがより好ましく、40m/g以上であることが更に好ましい。比表面積が30m/g以上であると、分離する物質の吸着量が大きくなる傾向にある。 The specific surface area of the separating material is preferably 30 m 2 / g or more. In light of higher practicality, the specific surface area is more preferably equal to or greater than 35 m 2 / g, and still more preferably equal to or greater than 40 m 2 / g. When the specific surface area is 30 m 2 / g or more, the adsorption amount of the substance to be separated tends to increase.

なお、本実施形態では、イオン交換基を導入する形態の分離材について説明したが、イオン交換基を導入しなくても分離材として用いることができる。このような分離材は、例えば、ゲルろ過クロマトグラフィーに利用することができる。
また、本実施形態のカラムは、本実施形態の分離材を備えるものである。本実施形態のカラムは、カラム内に本実施形態の分離材を充填させることで製造することができる。カラム内に分離材を充填させる方法は特に制限させるものではなく、例えば、公知の方法を採用することができる。
Note that, in the present embodiment, the separation material in which an ion exchange group is introduced has been described. However, the separation material can be used without introducing an ion exchange group. Such a separating material can be used, for example, for gel filtration chromatography.
Further, the column of the present embodiment includes the separation material of the present embodiment. The column of the present embodiment can be manufactured by filling the column with the separation material of the present embodiment. The method for filling the column with the separating material is not particularly limited, and for example, a known method can be adopted.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
<多孔質ポリマ粒子1の合成>
500mLの三口フラスコに、純度96%のジビニルベンゼンを16g、Span80を6g、過酸化ベンゾイルを0.64g混合し、モノマ溶液を調製した。0.5質量%のポリビニルアルコール水溶液を溶媒として用いた。上記モノマ溶液及び上記溶媒をマイクロプロセスサーバーを使用して乳化後、得られた乳化液(モノマ濃度25体積%)をフラスコに移し、80℃のウォーターバスで加熱しながら、攪拌機を用いて約8時間撹拌した。得られた粒子をろ過後、アセトンで洗浄し、多孔質ポリマ粒子1を得た。多孔質ポリマ粒子1の粒径をフロー型粒径測定装置で測定し、平均粒径及び粒径のC.V.値を算出した。結果を表1に示す。
(Example 1)
<Synthesis of Porous Polymer Particle 1>
In a 500 mL three-necked flask, 16 g of 96% pure divinylbenzene, 6 g of Span80, and 0.64 g of benzoyl peroxide were mixed to prepare a monomer solution. A 0.5% by mass aqueous solution of polyvinyl alcohol was used as a solvent. After emulsifying the monomer solution and the solvent using a microprocess server, the obtained emulsion (monomer concentration: 25% by volume) is transferred to a flask, and heated to about 80 ° C. with a stirrer while heating in a water bath at 80 ° C. Stirred for hours. The obtained particles were filtered and washed with acetone to obtain porous polymer particles 1. The particle size of the porous polymer particles 1 was measured with a flow type particle size measuring device, and the average particle size and the C.I. V. Values were calculated. Table 1 shows the results.

<被覆層の形成>
アガロース(Mw:100000)の水溶液(2質量%)100mLに、水酸化ナトリウム4g及びグリシジルフェニルエーテル0.4gを添加し、70℃で12時間反応させ、アガロースにフェニル基を導入した。得られた変性アガロースをイソプロピルアルコールで沈殿させた。沈殿させた変性アガロースをろ別し、再度水に溶解した後、イソプロピルアルコールで変性アガロースを沈殿させる操作を更に2回繰り返した後、乾燥し、変性アガロースを得た。得られた変性アガロースを再度水に溶解して20mg/mLの変性アガロース水溶液を調製した。この水溶液700mLに多孔質ポリマ粒子1を10gの割合で投入し、55℃で24時間撹拌することによって、変性アガロースを多孔質ポリマ粒子1に吸着させた。変性アガロースを吸着させた多孔質ポリマ粒子1をろ過し、熱水で洗浄した。
<Formation of coating layer>
To 100 mL of an aqueous solution (2% by mass) of agarose (Mw: 100,000), 4 g of sodium hydroxide and 0.4 g of glycidyl phenyl ether were added, and reacted at 70 ° C. for 12 hours to introduce a phenyl group into the agarose. The resulting denatured agarose was precipitated with isopropyl alcohol. The precipitated denatured agarose was separated by filtration, dissolved again in water, and the operation of precipitating the denatured agarose with isopropyl alcohol was further repeated twice, followed by drying to obtain denatured agarose. The resulting modified agarose was dissolved again in water to prepare a 20 mg / mL modified agarose aqueous solution. The modified agarose was adsorbed on the porous polymer particles 1 by adding 10 g of the porous polymer particles 1 to 700 mL of this aqueous solution and stirring the mixture at 55 ° C. for 24 hours. The porous polymer particles 1 on which the modified agarose was adsorbed were filtered and washed with hot water.

(架橋処理)
多孔質ポリマ粒子1の表面に吸着した変性アガロースを次のようにして架橋した。0.4Mの水酸化ナトリウム水溶液350gに対して多孔質ポリマ粒子1を10g分散させた分散液を調製した後、当該分散液にエチレングリコールジグリシジルエーテルを10g添加し、室温で12時間撹拌し、変性アガロースを架橋させた。得られた粒子をろ別し、純水にて洗浄した。
(Cross-linking treatment)
The modified agarose adsorbed on the surface of the porous polymer particles 1 was crosslinked as follows. After preparing a dispersion in which 10 g of the porous polymer particles 1 are dispersed in 350 g of a 0.4 M sodium hydroxide aqueous solution, 10 g of ethylene glycol diglycidyl ether is added to the dispersion, and the mixture is stirred at room temperature for 12 hours. The modified agarose was crosslinked. The obtained particles were separated by filtration and washed with pure water.

(変性アガロースの架橋体へのエポキシ基の導入)
得られた粒子10gを、0.4Mの水酸化ナトリウム水溶液350gに分散させた。当該分散液にエピクロロヒドリンを20g逐次添加し、3時間撹拌し、変性アガロースの架橋体にエポキシ基を導入した。得られた粒子を2質量%の熱ドデシル硫酸ナトリウム水溶液で洗浄後、純水で洗浄し、エポキシ変性体被覆粒子を得た。
(Introduction of epoxy group into cross-linked modified agarose)
10 g of the obtained particles were dispersed in 350 g of a 0.4 M aqueous sodium hydroxide solution. 20 g of epichlorohydrin was successively added to the dispersion and stirred for 3 hours to introduce an epoxy group into the crosslinked product of the modified agarose. The obtained particles were washed with a 2% by mass aqueous solution of hot sodium dodecyl sulfate, and then washed with pure water to obtain particles modified with an epoxy.

(活性水素基と水酸基とを有する高分子の作製)
デキストラン(Mw:6000)5gを、ジメチルスルホキシド(DMSO)50mLに溶解させてデキストラン溶液を得た。得られたデキストラン溶液に、エチレンジアミン0.1g及びシアノ水素化ホウ素ナトリウム20mgを添加して、60℃で7日間攪拌した。この間、1日置き(すなわち3日目、5日目及び7日目)に、シアノ水素化ホウ素ナトリウム20mgを添加した。
(Preparation of polymer having active hydrogen group and hydroxyl group)
5 g of dextran (Mw: 6000) was dissolved in 50 mL of dimethyl sulfoxide (DMSO) to obtain a dextran solution. 0.1 g of ethylenediamine and 20 mg of sodium cyanoborohydride were added to the obtained dextran solution, followed by stirring at 60 ° C. for 7 days. During this time, every other day (ie, on days 3, 5, and 7), 20 mg of sodium cyanoborohydride was added.

次いで、メタノールを用いて再沈殿させることにより、アミノ基末端を有するデキストラン(以下、場合により「Dex−NH」という)を得た。Dex−NHの重量平均分子量(Mw)は6100であった。 Next, dextran having an amino group terminal (hereinafter, sometimes referred to as “Dex-NH 2 ”) was obtained by reprecipitation using methanol. The weight average molecular weight (Mw) of Dex-NH 2 was 6,100.

(グラフト)
5gのDex−NHを50gの水に溶解させたDex−NH水溶液に、エポキシ変性体被覆粒子10gを分散させた。得られた分散液を、80℃で12時間攪拌して、エポキシ変性体被覆粒子にDex−NHをグラフトさせた。グラフト後の粒子を、ろ別し、熱水で洗浄した。得られた粒子を以下の方法により評価した。
(Graft)
10 g of the epoxy-modified body-coated particles were dispersed in an aqueous Dex-NH 2 solution in which 5 g of Dex-NH 2 was dissolved in 50 g of water. The obtained dispersion was stirred at 80 ° C. for 12 hours, and Dex-NH 2 was grafted onto the particles coated with the epoxy-modified product. The particles after grafting were filtered off and washed with hot water. The obtained particles were evaluated by the following method.

(被覆層量評価)
熱重量分析にて、多孔質ポリマ粒子1g当たりの被覆層量(mg)を算出した。
結果を表3に示す。
(Coating layer amount evaluation)
The amount (mg) of the coating layer per 1 g of the porous polymer particles was calculated by thermogravimetric analysis.
Table 3 shows the results.

(グラフト量評価)
グラフト前後の粒子を熱重量分析することにより、多孔質ポリマ粒子1g当たりのグラフト量(mg)を算出した。結果を表3に示す。
(Evaluation of graft amount)
By performing thermogravimetric analysis on the particles before and after the grafting, the amount of grafting (mg) per 1 g of the porous polymer particles was calculated. Table 3 shows the results.

(タンパク質の非特異吸着性評価)
得られた分離材0.5gをBSA(Bovine Serum Alubumin)濃度20mg/mLのリン酸緩衝液(pH7.4)50mLに投入し、24時間室温で撹拌した。その後、遠心分離を行って上澄み液をとった。分光光度計で上澄み液の280nmの吸光度を測定することによって求めた上澄み液中のBSA濃度から、分離材に吸着したBSA量を算出した。結果を表3に示す。
(Evaluation of nonspecific adsorption of protein)
0.5 g of the obtained separation material was added to 50 mL of a phosphate buffer (pH 7.4) having a concentration of 20 mg / mL of BSA (Bovine Serum Alubumin), and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, centrifugation was performed and a supernatant was obtained. The amount of BSA adsorbed on the separating material was calculated from the BSA concentration in the supernatant determined by measuring the absorbance of the supernatant at 280 nm with a spectrophotometer. Table 3 shows the results.

<イオン交換基の導入>
得られた粒子分散液から、遠心分離により水を除去した。得られた粒子10gを、ジエチルアミノエチルクロライド塩酸塩の水溶液(ジエチルアミノエチルクロライド塩酸塩60gを水に溶解し100gとした水溶液)に分散させ、70℃で10分攪拌した後、70℃に加温した5Mの水酸化ナトリウム水溶液を100mL添加し、1時間反応させた。反応終了後、生成物をろ取して、水/エタノール(体積比8/2)で2回洗浄し、ジエチルアミノエチル(DEAE)基をイオン交換基として有する(DEAE変性)分離材を得た。得られた分離材の細孔径(モード径)、比表面積及び空隙率(ポロシティ)を水銀圧入法にて測定した。結果を、表2に示す。
<Introduction of ion exchange group>
Water was removed from the obtained particle dispersion by centrifugation. 10 g of the obtained particles were dispersed in an aqueous solution of diethylaminoethyl chloride hydrochloride (an aqueous solution obtained by dissolving 60 g of diethylaminoethyl chloride hydrochloride in water to make 100 g), stirred at 70 ° C for 10 minutes, and then heated to 70 ° C. 100 mL of a 5M aqueous sodium hydroxide solution was added and reacted for 1 hour. After the completion of the reaction, the product was collected by filtration and washed twice with water / ethanol (volume ratio: 8/2) to obtain a (DEAE-modified) separation material having a diethylaminoethyl (DEAE) group as an ion exchange group. The pore size (modal size), specific surface area and porosity (porosity) of the obtained separation material were measured by a mercury intrusion method. Table 2 shows the results.

<カラム特性評価>
(通液評価及び動的吸着量評価)
得られた分離材を濃度30質量%のスラリー(溶媒:メタノール)としてφ7.8×300mmのステンレスカラムに15分充填した。その後、カラムに流速を変えながら水を通し、流速とカラム圧との関係を測定し、0.3MPa時の通液速度(線流速)を測定した。結果を表3に示す。
<Evaluation of column characteristics>
(Evaluation of liquid passing and evaluation of dynamic adsorption amount)
The obtained separation material was packed as a slurry (solvent: methanol) with a concentration of 30% by mass into a φ7.8 × 300 mm stainless steel column for 15 minutes. Thereafter, water was passed through the column while changing the flow rate, the relationship between the flow rate and the column pressure was measured, and the liquid passing rate (linear flow rate) at 0.3 MPa was measured. Table 3 shows the results.

動的吸着量を以下のようにして測定した。20mmol/LのTris−塩酸緩衝液(pH8.0)をカラムに10カラム容量通した。その後、BSA濃度2mg/mLの20mmol/LのTris−塩酸緩衝液を通し、UV測定によってカラム出口でのBSA濃度を測定した。カラム入口と出口のBSA濃度が一致するまで緩衝液を通し、5カラム容量分の1M NaCl Tris−塩酸緩衝液で希釈した。10%breakthroughにおける動的吸着量を以下の式を用いて算出した。結果を表3に示す。
10=cF(t10−t)/V
10:10%breakthroughにおける動的吸着量(mg/mL wet resin)
cf:注入しているBSA濃度
F:流速(mL/min)
:ベッド体積(mL)
10:10%breakthroughにおける時間(min)
:BSA注入開始時間(min)
The amount of dynamic adsorption was measured as follows. A 20 mmol / L Tris-HCl buffer (pH 8.0) was passed through the column in 10 column volumes. Thereafter, the solution was passed through a 20 mmol / L Tris-HCl buffer having a BSA concentration of 2 mg / mL, and the BSA concentration at the column outlet was measured by UV measurement. The buffer solution was passed until the BSA concentration at the column inlet and the BSA concentration at the outlet matched, and the column was diluted with 5 column volumes of 1 M NaCl Tris-HCl buffer. The dynamic adsorption amount at 10% breakthrough was calculated using the following equation. Table 3 shows the results.
q 10 = c f F (t 10 -t 0) / V B
q 10 : Dynamic adsorption amount (mg / mL wet resin) at 10% breakthrough
cf: BSA concentration injected F: Flow rate (mL / min)
V B : bed volume (mL)
t 10 : time (min) at 10% breakthrough
t 0 : BSA injection start time (min)

(実施例2)
活性水素基と水酸基とを有する高分子の作製に用いるデキストランのMwを23000に変更したこと以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。活性水素基の導入前後でポリマ分子量に変化はなく、得られたDex−NHのMwは、23000であった。
(Example 2)
A separation material was produced in the same manner as in Example 1 except that the Mw of dextran used for producing a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group was changed to 23,000, and the separation material was evaluated in the same manner as in Example 1. There was no change in the polymer molecular weight before and after the introduction of the active hydrogen groups, and the Mw of the obtained Dex-NH 2 was 23,000.

(実施例3)
活性水素基と水酸基とを有する高分子の作製に用いるデキストランのMwを45000に変更したこと以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。活性水素基の導入前後でポリマ分子量に変化はなく、得られたDex−NHのMwは、45000であった。
(Example 3)
A separation material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the Mw of dextran used for the preparation of the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group was changed to 45,000, and evaluated in the same manner as in Example 1. There was no change in the polymer molecular weight before and after the introduction of the active hydrogen group, and the Mw of the obtained Dex-NH 2 was 45,000.

(実施例4)
Dex−NHを、下記のようにして合成したチオール末端を有するポリグリセリンモノメタクリレート(PGMA−SH、Mw:75000)に変更したこと以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
(Example 4)
A separation material was prepared in the same manner as in Example 1 except that Dex-NH 2 was changed to polyglycerin monomethacrylate (PGMA-SH, Mw: 75000) having a thiol terminal synthesized as described below. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1.

(チオール末端を有するポリグリセリンモノメタクリレートの合成)
2−シアノ−2−プロピルジチオベンゾエート0.4g、グリセリンモノメタクリレート78.1g、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)0.38g、エタノール140mLを混合し、70℃で5時間重合を行った後、水素化ホウ素ナトリウム(0.2g)を5gの水に溶解したものを添加し、3時間撹拌した。ジクロロメタンを用いて得られたポリマを再沈殿させた。得られたポリマのMwをGPCにより測定したところ、75000であった。
(Synthesis of thiol-terminated polyglycerol monomethacrylate)
0.4 g of 2-cyano-2-propyldithiobenzoate, 78.1 g of glycerin monomethacrylate, 0.38 g of 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid) and 140 mL of ethanol were mixed, and the mixture was polymerized at 70 ° C. for 5 hours. After that, a solution obtained by dissolving sodium borohydride (0.2 g) in 5 g of water was added, and the mixture was stirred for 3 hours. The resulting polymer was reprecipitated using dichloromethane. When Mw of the obtained polymer was measured by GPC, it was 75,000.

(実施例5)
Dex−NHを、下記のようにして合成したチオール末端を有するポリヒドロキシエチルメタクリレート(PHEMA−SH、Mw:92000)に変更したこと以外は実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
(Example 5)
A separation material was prepared in the same manner as in Example 1 except that Dex-NH 2 was changed to polyhydroxyethyl methacrylate having a thiol terminal (PHEMA-SH, Mw: 92000) synthesized as described below. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1.

(チオール末端を有するポリヒドロキシエチルメタクリレートの合成)
2−シアノ−2−プロピルジチオベンゾエート0.4g、ヒドロキシエチルメタクリレート78.1g、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)0.38g、エタノール140mLを混合し、70℃で5時間重合を行った後、水素化ホウ素ナトリウム(0.2g)を5gの水に溶解したものを添加し、3時間撹拌した。ジクロロメタンを用いて得られたポリマを再沈殿させた。得られたポリマのMwをGPCにより測定したところ、92000であった。
(Synthesis of thiol-terminated polyhydroxyethyl methacrylate)
0.4 g of 2-cyano-2-propyldithiobenzoate, 78.1 g of hydroxyethyl methacrylate, 0.38 g of 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid) and 140 mL of ethanol were mixed, and the mixture was polymerized at 70 ° C. for 5 hours. After that, a solution obtained by dissolving sodium borohydride (0.2 g) in 5 g of water was added, and the mixture was stirred for 3 hours. The resulting polymer was reprecipitated using dichloromethane. The Mw of the obtained polymer measured by GPC was 92,000.

(比較例1)
多孔質ポリマ粒子1をそのまま分離材として用い、実施例1と同様に評価した。
(Comparative Example 1)
The evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the porous polymer particles 1 were used as a separating material as they were.

(比較例2)
Dex−NHを、デキストラン(Mw:45000)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして分離材を作製し、実施例1と同様に評価した。
(Comparative Example 2)
Except that Dex-NH 2 was changed to dextran (Mw: 45000), a separation material was prepared in the same manner as in Example 1, and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例3)
実施例1と同様の方法により、エポキシ変性体被覆粒子を作製した。次いで、エポキシ変性体被覆粒子10gを、10質量%のポリビニルアルコール(PVA、Mw:12000)水溶液100mLに投入し、1時間撹拌して分散液を得た。得られた分散液に、更に1Mの水酸化ナトリウム水溶液100mL、及び、水素化ホウ素ナトリウム0.36gを加え18時間撹拌して、エポキシ変性体被覆粒子にポリビニルアルコールをグラフトさせた。グラフト後の粒子を、ろ別し、熱水で洗浄した。得られた粒子を分離材として用い、実施例1と同様により評価した。
(Comparative Example 3)
Epoxy-modified body-coated particles were produced in the same manner as in Example 1. Next, 10 g of the epoxy-modified body-coated particles were put into 100 mL of a 10% by mass aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA, Mw: 12000), and stirred for 1 hour to obtain a dispersion. To the obtained dispersion, 100 mL of a 1 M aqueous sodium hydroxide solution and 0.36 g of sodium borohydride were further added and stirred for 18 hours, so that polyvinyl alcohol was grafted on the particles coated with the epoxy-modified product. The particles after grafting were filtered off and washed with hot water. The obtained particles were used as a separating material and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例4)
ポリビニルアルコールを、アガロース(Mw:21000)に変更したこと以外は、比較例2と同様にして分離材を作製し、比較例3と同様に評価した。
(Comparative Example 4)
Except that polyvinyl alcohol was changed to agarose (Mw: 21000), a separation material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, and evaluated in the same manner as in Comparative Example 3.

(比較例5)
市販のアガロース粒子(Capto DEAE:GEヘルスケア)(以下、「多孔質ポリマ粒子2」という)をそのまま分離材として用い、実施例1と同様に評価した。
(Comparative Example 5)
Commercially available agarose particles (Capto DEAE: GE Healthcare) (hereinafter referred to as “porous polymer particles 2”) were used as a separating material as they were, and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例6)
<多孔質ポリマ粒子3の合成>
ジビニルベンゼン16gに代えて2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート11.2g及びエチレングリコールジメタクリレート4.8gを用いたこと並びにSpan80の量を6gから5gに変更したこと以外は、多孔質ポリマ粒子1と同様の方法で多孔質ポリマ粒子3を得た。多孔質ポリマ粒子3の粒径をフロー型粒径測定装置で測定し、平均粒径及び粒径のC.V.値を算出した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 6)
<Synthesis of porous polymer particles 3>
Same as the porous polymer particle 1 except that 11.2 g of 2,3-dihydroxypropyl methacrylate and 4.8 g of ethylene glycol dimethacrylate were used instead of 16 g of divinylbenzene, and that the amount of Span80 was changed from 6 g to 5 g. Thus, porous polymer particles 3 were obtained. The particle size of the porous polymer particles 3 was measured with a flow type particle size measuring device, and the average particle size and the C.I. V. Values were calculated. Table 1 shows the results.

<被覆層の形成>
蒸留水6gに、デキストラン(Mw:150000)1g、水酸化ナトリウム0.6g及び水素化ホウ素ナトリウム0.15gを溶解させた。得られた溶液6gに、4gの多孔質ポリマ粒子3を混合し、デキストランを多孔質ポリマ粒子3に吸着させた。デキストランを吸着させた多孔質ポリマ粒子3をエチルセルロースとトルエンとの混合溶液(エチルセルロース濃度:1質量%)1Lに加え攪拌し、粒子を分散させ、懸濁液を得た。得られた懸濁液に、エピクロルヒドリン5mLを加えて50℃に昇温し、この温度で6時間攪拌して、多孔質ポリマ粒子3の表面に吸着したデキストランを架橋した。反応終了後、粒子を懸濁液からろ別して、トルエン、エタノール、蒸留水で順次洗浄し、分離材を作製した。得られた分離材は、実施例1と同様に評価した。
<Formation of coating layer>
1 g of dextran (Mw: 150,000), 0.6 g of sodium hydroxide and 0.15 g of sodium borohydride were dissolved in 6 g of distilled water. 4 g of the porous polymer particles 3 were mixed with 6 g of the obtained solution, and dextran was adsorbed on the porous polymer particles 3. The dextran-adsorbed porous polymer particles 3 were added to 1 L of a mixed solution of ethyl cellulose and toluene (ethyl cellulose concentration: 1% by mass) and stirred to disperse the particles to obtain a suspension. To the obtained suspension, 5 mL of epichlorohydrin was added, the temperature was raised to 50 ° C., and the mixture was stirred at this temperature for 6 hours to crosslink the dextran adsorbed on the surface of the porous polymer particles 3. After completion of the reaction, the particles were separated from the suspension by filtration and washed sequentially with toluene, ethanol, and distilled water to prepare a separating material. The obtained separation material was evaluated in the same manner as in Example 1.

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表3の結果から、実施例1〜5の分離材は、タンパク質の非特異吸着が低減され、吸着量が高く、カラムとして用いたときの通液性に優れていることがわかる。   From the results in Table 3, it can be seen that the separation materials of Examples 1 to 5 have reduced nonspecific adsorption of proteins, have a high adsorption amount, and have excellent liquid permeability when used as a column.

Claims (12)

多孔質ポリマ粒子と、該多孔質ポリマ粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と、を備え、
前記被覆層が、水酸基を有する架橋高分子に、活性水素基と水酸基とを有する高分子がグラフトしているグラフトポリマを含む、分離材。
Porous polymer particles, comprising a coating layer covering at least a part of the surface of the porous polymer particles,
A separating material, wherein the coating layer includes a graft polymer in which a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is grafted on a crosslinked polymer having a hydroxyl group.
前記多孔質ポリマ粒子が、ジビニルベンゼンを含有するモノマに由来する構造単位を有するポリマを含む、請求項1に記載の分離材。   The separation material according to claim 1, wherein the porous polymer particles include a polymer having a structural unit derived from a monomer containing divinylbenzene. 前記活性水素基が、アミノ基又はチオール基である、請求項1又は2に記載の分離材。   The separation material according to claim 1, wherein the active hydrogen group is an amino group or a thiol group. 細孔径(モード径)が0.1〜0.5μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 3, wherein the pore diameter (mode diameter) is 0.1 to 0.5 µm. 前記多孔質ポリマ粒子の粒径の変動係数が5〜15%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 4, wherein the coefficient of variation of the particle size of the porous polymer particles is 5 to 15%. 前記水酸基を有する架橋高分子が、多糖類又はその変性体由来の架橋高分子である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 5, wherein the crosslinked polymer having a hydroxyl group is a crosslinked polymer derived from a polysaccharide or a modified product thereof. 前記水酸基を有する架橋高分子が、アガロース又はその変性体由来の架橋高分子である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 6, wherein the crosslinked polymer having a hydroxyl group is a crosslinked polymer derived from agarose or a modified product thereof. 前記活性水素基と水酸基とを有する高分子が、活性水素基を有する、デキストラン、ポリグリセリンモノメタクリレート又はポリヒドロキシエチルメタクリレートである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group is dextran, polyglycerin monomethacrylate, or polyhydroxyethyl methacrylate having an active hydrogen group. 前記活性水素基と水酸基とを有する高分子の重量平均分子量が、5000〜100000である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 8, wherein the polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group has a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000. 前記多孔質ポリマ粒子1g当たり30〜400mgの前記被覆層を備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の分離材。   The separation material according to any one of claims 1 to 9, comprising 30 to 400 mg of the coating layer per 1 g of the porous polymer particles. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の分離材を備えるカラム。   A column comprising the separation material according to claim 1. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の分離材の製造方法であって、
多孔質ポリマ粒子の表面に水酸基を有する高分子を吸着させ、当該高分子を架橋する工程と、
架橋された前記高分子に、活性水素基と反応し得る基を導入する工程と、
前記活性水素基と反応し得る基に、活性水素基と水酸基とを有する高分子を反応させる工程と、を備える、製造方法。
It is a manufacturing method of the separation material according to any one of claims 1 to 10,
A step of adsorbing a polymer having a hydroxyl group on the surface of the porous polymer particles and crosslinking the polymer,
Introducing a group capable of reacting with an active hydrogen group into the crosslinked polymer;
Reacting a polymer having an active hydrogen group and a hydroxyl group with a group capable of reacting with the active hydrogen group.
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