[发明专利]官能化微粒状载体材料和其制备和使用方法

说明书

公开了适合用于色谱柱或筒，例如液相色谱(HPLC)柱的官能化微粒状载体材料。还公开了含有所述官能化微粒状载体材料的色谱柱或筒，制备该官能化微粒状载体材料的方法、和使用官能化微粒状载体材料例如色谱柱或筒中的介质的方法。

发明领域

本发明主要涉及适合用于色谱柱或筒，例如液相色谱柱的官能化微粒状载体材料。本发明进一步涉及含有所述官能化微粒状载体材料的色谱柱或筒，制备官能化微粒状载体材料的方法、和使用官能化微粒状载体材料例如色谱柱或筒中的介质的方法。

发明背景

阳离子和阴离子交换色谱材料是已知的。阳离子交换色谱材料通常含有具有表面连接的阴离子基团例如磺酸基（例如S强阴离子交换）和/或羧甲基（例如CM弱阳离子交换）的介质。阴离子交换色谱材料通常含有具有表面连接的阳离子基团例如季铵（例如Q强阴离子交换）和/或二乙基氨基乙基（例如DEAE弱阴离子交换）的介质。

在分离过程，例如蛋白纯化中，提出的极高分子量(MW)的那些生物分子，高M_W生物分子扩散到所述介质表面是非常有限的。为了处理该问题，开发“触角”概念并发现其非常有用和宽范围的应用。在“触角”概念中，将包括接枝聚合物链的触角接枝到所述介质表面上。所述接枝的聚合物链包含从聚合物端连接至介质表面的离子基团的重复单元。这些聚合物链可以自由旋转，使得发生蛋白分子和聚合物固定相之间的相互作用而不需要生物分子扩散到介质表面上并因此能够实现高蛋白载量。

在触角涂层概念中涉及的最通常的化学使用“从...接枝”概念。在此类化学中，从介质颗粒表面引发基团聚合。对于阳离子交换介质，Ce(IV)盐(例如授予E. Merck的美国专利No.5,453,186)用于表面二醇基的氧化还原化学（例如在聚合之前通过连接的环氧基的水解制备）以生成表面基团，其聚合含磺酸的单体，例如2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)。该化学不是环境友好的，因为其生成明显有害的废料。

努力继续开发适合用作阳离子和/或阴离子交换色谱介质的节约成本的介质，以及包括此类节约成本的介质的色谱柱或筒，包括单次使用和/或一次性色谱柱或筒。

发明概述

本发明涉及适合用作阳离子和/或阴离子交换色谱材料的节约成本的介质。所公开的介质，在本文中称为“官能化微粒状载体材料”适合用于色谱柱或筒，例如在高效液相色谱(HPLC)柱和快速蛋白液相色谱(FPLC)中。

在本发明的一种实施方案中，所述官能化微粒状载体颗粒包含具有颗粒表面的颗粒；和从所述颗粒表面伸出的官能团的组合，所述官能团的组合包括(i) 第一组官能团，通过该第一组官能团能够使一种或多种单体聚合到所述颗粒表面上，和(ii) 第二组官能团，其提高所述颗粒表面的润湿性。在本发明的示例性的实施方案中，所述颗粒包含一种或多种无机金属氧化物颗粒，例如一种或多种二氧化硅或硅胶颗粒。

在本发明的另一种实施方案中，所述官能化微粒状载体材料包含具有颗粒表面的颗粒；和从所述颗粒表面伸出的官能团的组合，所述官能团的组合包括(i) 键合至从所述颗粒表面伸出的至少一种聚合物的颗粒表面上的第一组官能团，和(ii)提高所述颗粒表面的润湿性的第二组官能团。

在本发明的其他实施方案中，所述官能化微粒状载体材料包括具有颗粒表面和至少150 Å的中值孔径的颗粒；和从所述颗粒表面伸出的第一官能团，在所述颗粒表面上的所述第一组官能团键合至从所述颗粒表面伸出的至少一种聚合物。在另一种实施方案中，所述官能化载体材料包含提高所述颗粒表面的润湿性的第二组官能团。