[发明专利]配体结合的MBP膜、用途和制造方法

说明书

描述了具有大孔、介孔或微孔中至少一种的自组装聚合物材料的组合物和方法。

技术领域

本发明涉及配体结合的多嵌段聚合物(multi-block polymer，“MBP”)均孔材料、其制备以及在实验室环境、放大环境或商业环境的分析、检测和分离方案中的用途，例如但不限于蛋白质纯化和生产过程所必需的分离技术，并且特别是作为基于柱的亲和分离的替代方案，以及用于监测和检测目的分析物的传感器。

背景技术

从RD到大规模制造，蛋白质纯化在生物分子分离市场中是关键且具有挑战性的一个方面。普遍认为整个蛋白质纯化过程的关键瓶颈涉及许多分离方案。目前蛋白质纯化的一个方面涉及使用带有具有多于一种尺寸方案之连通孔(interconnected pore)的支持多孔材料(supported porous material)、或多孔膜的亲和分离。通常来说，可用于亲和分离的多孔膜通过将反应性基团(公开了羧酸基团等)与生物活性剂(例如蛋白A(Protein A)等)连接而形成。该膜由聚合物材料制成。反应性基团可以直接地是聚合物的一部分或者由通过后续处理形成反应性基团的前体形成。

该膜还通过使亲和配体与反应性双官能单体连接(直接地或通过连接部分)并单独地或在存在另外的单体和“致孔剂”(例如醇)的情况下使亲和配体/单体材料聚合来形成。为了在聚合期间保护亲和配体，可通过可切割部分对其进行保护，所述可切割部分在聚合之后通过处理(例如用酸)来去除。

亲和分离可包括具有聚(芳醚酮)和“致孔剂”(例如聚酰亚胺)的膜，其已经进行浇铸并且随后通过化学反应选择性地去除聚酰亚胺来在铸件中形成孔。然后，通过使膜中的酮基团与携带另外的连接基团的胺反应来使所得多孔膜官能化，所述另外的连接基团可用于进一步连接多种物质，例如蛋白质。

用于亲和分离的多孔膜也由共聚物(包括包含(一般来说)苯乙烯衍生物和丙烯酸烷基酯衍生物的共聚物)制成，并且通过酰胺键与“亲和配体”材料(包括蛋白质)连接。共聚物不是自组装的嵌段共聚物或者通过与多种“活化剂”反应而被/用羟基或氨基官能化，然后使其进一步与亲和配体(公开了蛋白A)反应。

另一些亲和膜通过在有机溶剂中浇铸嵌段共聚物(PEO/PPO聚醚)溶液和聚砜，随后进行水淬灭步骤来形成。所得聚合物膜在表面上具有羟基，其随后进一步衍生化以使生物材料与膜共价结合。另外，在浇铸之前将共聚物衍生化，并且在膜形成之后释放羟基。

来自微相分离结构的膜由来源于具有“极性基团”的丙烯酸烷基酯和苯乙烯的自组装的嵌段聚合物制备。含有携带羧基的单体单元(糖、脂质、蛋白质、肽及其复合材料中的一种或更多种)的共聚物膜也是已知的。

在过去的十年中，对膜色谱的关注逐渐提高，但是膜色谱作为柱色谱的替代方案的广泛商业应用由于在可用材料平台种类以及膜结构和性能缺乏显著技术进步两方面中的限制而受到阻碍。特别地，市售膜色谱材料已建立在具有宽孔径分布的常规膜结构上。这种孔径变化导致跨膜的流动模式不均匀，使穿透曲线变宽并且降低介质容量。在目前的实践中，通过将膜层堆叠在一起如此使沿流线(streamline)的平均渗透率更加均一来使穿透曲线锐化。已经提出了其中膜层的堆叠替代更典型的填充珠柱的色谱装置(参见例如WO2000050888A1)，但是柱的深度由于驱动流过具有亚微孔的膜的堆叠所需的压力而受到严重限制。

然而，尽管在了解蛋白质表达、结构和功能方面取得了重大进展，但是从复杂混合物纯化蛋白质在所有方法规模上对蛋白质开发者而言仍然是重大挑战，并且它需要一系列分离技术。

附图简述

图1是描绘了MBP材料的一般分级孔隙率(hierarchical porosity)的图示。描绘了孔隙率的多个长度尺度。

图2是描绘了在多孔嵌段共聚物膜的表面上的亲和配体的图示。

图3是描绘了用蛋白A配体与EDC进行膜表面修饰的图示。

发明详述