[发明专利]配体胍基官能化聚合物

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2010年3月3日提交的美国临时专利申请No.61/310005的权益，该专利申请的全部公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及配体官能化的聚合物和制备所述聚合物的方法。该官能化聚合物可用于从生物样品中选择性结合和除去生物材料，例如病毒。

背景技术

靶标生物材料，例如病毒和生物大分子（包括活细胞的组分或产物，例如蛋白质、碳水化合物、脂质和核酸）的检测、定量、分离和纯化一直是研究人员的目标。从诊断上来讲，检测和量化是重要的，例如，作为各种生理状况诸如疾病的指示。对于治疗用途和在生物医学研究中，生物大分子的分离和纯化是重要的。生物大分子例如酶（其为特殊的一类能催化化学反应的蛋白质）在工业上也是有用的；已对酶进行了分离、纯化，然后用于制备甜味剂、抗生素和多种有机化合物（诸如乙醇、乙酸、赖氨酸、天冬氨酸和生物有用的产品，例如抗体和类固醇）。

在活的有机体内的天然状态下，这些生物大分子的结构和相应的生物活性通常保持在相当窄的pH值和离子强度范围内。因此，任何分离和纯化操作必须考虑这些因素以得到具有效价的处理后生物大分子。

某些离子聚合物，特别是阳离子聚合物对于细胞和/或细胞碎片的絮凝以及对于蛋白质沉淀的使用是已知的。相似地，离子聚合物已用于改性过滤介质以提高深层过滤或膜吸附剂型应用中处理液流的杂质的除去。这些絮凝剂的有效性通常会随着正在处理的媒介的电导率的升高（即随着盐含量的升高）而降低。在本领域中，需要在高离子强度条件下对生物物质的亲和力提高的聚合物材料。

根据溶质在流动相（其可以是气体或液体）和固定相之间的交换，可对生物产物混合物进行色谱分离和纯化操作。溶液混合物中各种溶质的分离由于改变了各溶质与固定相的结合相互作用而实现；当受到流动相的离解和置换作用时，与相互作用不太强的溶质相比，较强的结合相互作用一般导致保持时间较长，从而可以实现分离和纯化。

大多数当前的捕获或纯化色谱法是通过传统的柱技术实现的。这些技术在下游纯化中具有严重的瓶颈问题，因为使用这种技术的通过量比较低。对于缓解这些问题的尝试包括增加色谱柱的直径，但这继而会由于装柱有效性和再生性困难而面临挑战。较大的色谱柱直径还会增加难以解决的波道效应的发生率。同样，在传统的色谱柱中，当检测到所需要产物的漏过量高于某一水平时，所述吸收操作会被停止。这会引起吸附介质的动态吸附或有效吸附容量将显著小于总吸附或静态吸附容量。鉴于一些色谱树脂成本较高，这种有效性的缩减会导致严重的经济后果。

聚合物树脂被广泛用于各种目标化合物的分离和纯化。例如，可根据离子基团的存在、根据靶标化合物的大小、根据疏水相互作用、根据亲和相互作用或根据共价键的形成而将聚合物树脂用于纯化或分离靶标化合物。在本领域中，需要对病毒和其他生物物质具有增强亲和力的聚合物基材，以使得能从生物样品中将它们选择性除去。在本领域中还需要配体官能化膜，该膜可克服扩散和结合的限制，并且可以在高通过量和较低压降下操作。

发明内容

本发明涉及配体官能化的聚合物和制备该聚合物的方法。更具体地讲，配体官能化的聚合物包括聚胺聚合物，对所述聚合物进行改性以提供对结合电中性或带负电的生物材料具有所必需的亲和力的接枝配体基团，所述生物材料如细胞、细胞碎片、细菌、孢子、病毒、核酸和蛋白。

在一些实施例中，配体官能化的聚合物可以用作絮凝剂，其中与生物样品（如细胞培养液）接触，从而造成带负电和/或电中性物质与所述聚合物结合并从溶液或悬浮液中沉淀。在另一个实施例中，可以用配体官能化的聚合物涂布基础基材，例如微孔膜。

提供了制备配体官能化的基材的方法。在一些实施例中，所述方法包括将聚胺聚合物与胍基化剂反应，任选地在存在酸性催化剂的情况下反应。

提供了官能化聚合物，其具有如以下化学式所表示的接枝配体侧基：

其中

R²为H、C₁-C₁₂烷基、C₅-C₁₂(杂)芳基或聚合物链的残基；

每个R³独立地为H、C₁-C₁₂烷基或C₅-C₁₂(杂)芳基，