专利名称：配体胍基官能化聚合物的制作方法
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(其为特殊的ー类能催化化学反应的蛋白质)在エ业上也是有用的；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(诸如こ醇、こ酸、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值和离子強度范围内。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)和固定相之间的交換，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換作用时，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増加色谱柱的直径，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。鉴于ー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カ的接枝配体基团，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。在另ー个实施例中，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
权利要求
1.ー种从流体分离靶标生物物质的方法，其包括将所述流体与配体官能化的聚合物接触，所述聚合物包括 用胍基官能化的水溶性或水分散性氨基聚合物； 借此形成了包含所述官能化的基材和所述靶标生物物质的复合物，并且分离所述复合物；其中所述靶标生物物质选自生物大分子和微生物种。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述生物大分子选自蛋白、酶、核酸和内毒素。
3.根据权利要求I所述的方法，其中所述微生物种选自细菌、病毒、细胞、细胞碎片和孢子。
4.根据权利要求I所述的方法，其中用胍基官能化的所述氨基聚合物是由以下化学式表不的 聚合物
5.根据权利要求I所述的方法，其中所述氨基聚合物选自聚氮丙啶、聚赖氨酸、聚氨基酰胺、聚烯丙基胺、聚こ烯胺、聚ニ甲基胺-环氧氯丙烷-こニ胺、聚胺基硅氧烷和由聚酰胺型胺(PAMAM)和聚丙烯亚胺所形成的树技状体。
6.根据权利要求I所述的方法，该方法包括含有基础基材的官能化的基材，所述基础基材在其表面上具有所述配体官能化的聚合物的涂层。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述基础基材为多孔的。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多孔基础基材为微孔基础基材。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述多孔基础基材为非织造幅材。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述官能化的基材选自颗粒、纤维、膜、片材或者织造或非织造幅材。
11.根据权利要求3所述的方法，其中所述细胞选自古细菌、细菌和真核生物。
12.根据权利要求I所述的方法，其中所述生物流体来源于细胞培养物或发酵过程。
13.根据权利要求I所述的方法，其中所述生物流体包括分离所述沉淀物后的纯化的蛋白或酶的溶液。
14.根据权利要求I所述的方法，其中所述分离的沉淀物包括纯化的蛋白或酶。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述流体具有至少50毫摩尔的盐含量。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述流体具有至少100毫摩尔的盐含量。
17.根据权利要求I所述的方法，其中相对于靶标生物物质的量，配体官能化的聚合物的量为按重量计O. 01%至100%。
18.根据权利要求I所述的方法，其中所述配体官能化的聚合物以O.01至5000微克/mL流体的量存在。
19.根据权利要求I所述的方法，其中用胍基将O.I至100摩尔％的所述配体官能化的聚合物的所述氨基聚合物的可用氨基官能化。
20.根据权利要求I所述的方法，其中官能化的胍基伸出到所述聚合物链之外。
21.根据权利要求I所述的方法，其中官能化的胍基在所述氨基聚合物链中。
22.根据权利要求I所述的方法，其中通过将聚胺聚合物与胍基化剂接触的步骤制备了所述配体官能化的聚合物，所述胍基化剂选自氰酰胺；0_烷基异脲盐；氯甲脒盐酸盐；I-脒基-1，2，4-三唑盐酸盐；3，5-二甲基吡唑-I-甲脒硝酸盐；和碳二亚胺。
23.根据权利要求22所述的方法，该方法还包括使所述配体官能化的聚合物的氨基的一部分烷基化或酰化的步骤。
全文摘要
本发明公开了配体官能化的基材、制备配体官能化的基材的方法以及使用官能化的基材的方法。
文档编号G01N33/543GK102844662SQ201180012084
公开日2012年12月26日 申请日期2011年2月11日 优先权日2010年3月3日
发明者杰拉尔德·K·拉斯穆森, 凯南·塞沙德里, 小罗伯特·T·菲茨西蒙斯, 詹姆斯·I·亨布里, 凯瑟琳·A·博托夫, 埃林·A·赛特怀特, 乔治·W·格里斯格雷贝尔, 何毅, 路易斯·C·哈达德 申请人:3M创新有限公司