[发明专利]接枝共聚物官能化制品

说明书

技术领域

本公开涉及配体官能化基底以及用于制备所述基底的方法。所述官能化基底可用于从生物样品中选择性结合和除去生物材料，例如核酸、宿主细胞蛋白质、内毒素和病毒。

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。对于治疗应用和在生物医学研究中，诸如抗体和酶的生物大分子的分离和纯化是重要的。

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一般来讲保持在相当窄的pH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力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，已经使用离子聚合物来改变过滤介质以在深度过滤或膜吸附体类型应用中提高从工艺液流中移除杂质。随着被处理介质的电导率增加(即，随着含盐量增加)，这些聚合物的效能通常降低。在本领域中，需要在高离子强度条件下对生物物种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实现分离，是由于改变了各溶质与固定相的结合相互作用；当受到流动相的解离和置换作用时，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留时间较长，以该方式，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色谱技术实现的。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沟流发生率。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，所述吸附操作会被停止。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，需要对其他生物材料具有增强亲和力的聚合物基底，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，所述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

本公开涉及配体官能化聚合物、其制备方法以及具有接枝配体官能的聚合物的基底。更具体地讲，基底包括与其接枝配体官能化聚合物和任选的交联聚合物底漆层。配体官能的聚合物的配体基团包括胍基单体，包括含有胍和双胍的配体。接枝聚合物具有用于在接近或低于中性或带负电生物材料的pI的pH处结合该生物材料的必需亲和力，所述生物材料例如为细胞、细胞碎片、细菌、孢子、病毒、核酸、内毒素和蛋白。

“烷基”是指具有一至约十二个碳原子的直链或支链、环状或无环的饱和单价烃基，如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、戊基等。

“亚烷基”是指具有一至约十二个碳原子的直链饱和二价烃基或具有三至约十二个碳原子的支链饱和二价烃基，如亚甲基、亚乙基、亚丙基、2-甲基亚丙基、亚戊基、亚己基，等等。

“烯基”是指具有二至约十二个碳原子的直链不饱和单价烃基或具有三至约十二个碳原子的支链不饱和烃基。

“芳基”是指单价芳族，例如苯基、萘基，等等。

“亚芳基”是指多价芳族，例如亚苯基、萘，等等。

“亚芳烷基”是指芳基基团附接到上述亚烷基上所形成的基团，如苄基、1-萘乙基，等等。

“杂亚芳基”指为芳族和杂环的二价基团。即，杂亚芳基在具有5或6元的芳环中包含至少一个杂原子。合适的杂原子通常为氧、硫或氨基。所述基团可具有一至五个连接的、稠合的或它们的组合的环。至少一个环为芳杂环，且任何其他环可为芳环、非芳环、杂环、碳环或它们的组合。在一些实施例中，所述杂亚芳基具有至多5个环、至多4个环、至多3个环、至多2个环，或一个环。杂亚芳基基团的实例包括但不限于三嗪二基、吡啶二基、嘧啶二基、哒嗪二基等。

通篇中所用的术语“接枝”是指共价化学键形成于基底与配体官能的聚合物之间。

“烃基”包括芳基和烷基；