[发明专利]配体官能化基底

说明书

技术领域

本发明涉及配体官能化基底以及用于制备该基底的方法。该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、分离和纯化一直以来都是研究人员的目标。从诊断上来讲，检测和定量是重要的，例如，作为各种生理状况(例如疾病)的指示。对于治疗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(例如乙醇、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)。

在其体内天然状态下，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便所得的处理后的生物大分子具有效力。

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留时间较长，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常规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。缓解这些问题的尝试包括增加色谱柱的直径，但这继而由于有效且可重复性装柱的困难而面临挑战。较大的色谱柱直径还会增加难以解决的沟流发生率。另外，在常规的色谱柱中，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靶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，需要对病毒具有增强亲和力的聚合物基底，以使得能从生物样品选择性除去病毒。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基底(优选多孔基底)和制备该基底的方法。更具体地讲，该官能化基底包括基础基底(优选多孔基础基底)，其已被改性以提供具有结合中性或带负电的生物材料(例如病毒)的必要亲和力的接枝配体基团。可将该配体官能化基底描述为基底与下式I所示的配体单体的接枝反应产物：

其中

R¹为H或C₁-C₄烷基；

R²为二价亚烷基，优选具有1至20个碳原子，以及任选含有酯、酰胺、氨基甲酸酯或脲连接基团；

各R³独立地为H或C₁-C₄烷基；

R⁴为H、C₁-C₄烷基或-N(R³)₂；以及X¹为-O-或-NR³-。可将基础基底直接或间接与式I配体单体接枝，如本文进一步所述。

提供了制备配体官能化基底的方法。在一些实施例中，该方法包括：

1)提供基础基底；

2)用溶液涂覆该基础基底，该溶液包含：(a)具有丙烯酰基团并且具有光引发剂基团(“光引发剂单体”)的至少一种接枝单体；(b)一种或多种式I配体单体，(c)可任选地，一种或多种具有至少一个丙烯酰基团和至少一个另外的烯键式不饱和的可自由基聚合基团的单体；以及(d)可任选地，一种或多种亲水性单体；

3)将该带涂层的基础基底暴露于电离辐射(优选电子束或γ辐射)，以形成包含附接到基础基底表面的接枝光引发剂基团的第一官能化基底，以及

4)将该包含接枝光引发剂基团的基础基底暴露于紫外线辐射中，以使剩余的烯键式不饱和的可自由基聚合基团聚合。

术语“烯键式不饱和基团”指可自由基聚合的具有碳-碳双键(或三键)的那些基团，并且包括(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基和乙烯氧基、烯丙基和烯丙氧基以及炔基。