[发明专利]分离生物小分子的整体硅胶柱及其制备方法,和分离生物小分子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及分离生物小分子的整体硅胶柱(monolithic silica column)及 其制备方法，和分离生物小分子的方法。

背景技术

为了分析生物小分子如神经递质和激素，广泛采用利用反相柱作为分 离柱的高效液相色谱法(HPLC)。在生物样品如血浆、血清、唾液或尿液中， 生物小分子以与蛋白质及大量盐的混合物的形式存在，蛋白质的分子量比 生物小分子高。对生物样品中的生物小分子进行HPLC分析时，进行预处 理操作，从而将蛋白质和盐从该生物样品中去除，之后将生物样品装入分 离柱。如果未进行预处理操作，将生物样品直接装入分离柱，则生物样品 中的蛋白质将吸附在分离柱的填料上，导致柱压增加或柱性能劣化，由此 生物小分子将不能有效地被分离且分析灵敏度将会降低。

对于HPLC分析中能够获得高分离能力的分离柱，近年来已经发现整 体硅胶柱作为现有填充微粒的柱的替代的效用(参见日本专利特开 2003-075420号公报(下文称为专利文献1))。与现有填充硅胶微粒的柱不同 的是，整体硅胶柱具有以下结构：三维网络形式的硅胶基体和其空隙集成 在一起，该空隙也称为“直通孔”，“大孔隙”，“通孔(throughpore)”等。此外， 在整体硅胶柱的硅胶基体中也存在细孔，称为“间隙孔(mesopore)”。通孔 的孔尺寸可以单独控制在几个微米到几百个微米的范围内，而间隙孔的孔 尺寸可以单独控制在几个纳米到几十个纳米的范围内。通过从这些存在的 孔隙中可得到的分子筛效应，整体硅胶柱将生物小分子与蛋白质和盐分开。

对于用于分离来源于活体等的特定组分的分离材料，最近已经开发了 在其表面具有磷酸胆碱类似基团的分离材料(参见日本专利特开2002-98676 号公报(下文称为专利文献2))。已经发现含磷酸胆碱类似基团的聚合物由于 源自生物膜的类似磷脂的结构而具有诸如血相容性、补体活性和对生物材 料的非吸附性(non-adsorptivity)等性质。对于含磷酸胆碱类似基团的聚合物， 近年来已经积极开发了利用这些功能的生物学相关的材料。使用专利文献2 中披露的分离材料，据称可以通过控制分离材料表面上存在的磷酸胆碱类 似基团的百分比等从源自身体的组分中分离“细胞”、“蛋白质”和“神经递质” 之一(参见专利文献2的权利要求5)。然而，注意到没有关于用分离材料仅 将特定物质(生物小分子)从例如“神经递质”中分离的讨论。

发明内容

为了允许高精度分析生物样品中的生物小分子如神经递质或激素，非 常需要可防止在柱上吸附蛋白质的分离柱能选择性地分离目标生物小分子 并且可以高产率地回收它们。

期望提供可以在柱中有效保留生物小分子(尤其是要分析的生物小分 子)，同时防止在柱上吸附蛋白质的分离柱。

在本发明的一种实施方式中，由此提供分离生物小分子的整体硅胶柱， 其具有硅胶基体(silica matrix)和在该硅胶基体上形成的孔隙，该硅胶基体和 孔隙二者的表面已经用聚合物改性，使得表面改性的孔隙具有与要分离的 生物小分子的分子大小相当的孔尺寸，该聚合物通过聚合单体组合物而得 到，该单体组合物包括下式(1)所示的含磷酸胆碱类似基团的单体：

R¹，R²和R³相同或相异且各自代表氢原子，C_1-6烷基或C_1-6羟基烷基， R⁴代表C_1-6亚烷基，R⁵代表氢原子或甲基，和n代表1～4的整数。

采用该分离生物小分子的整体硅胶柱，可以因含磷酸胆碱类似基团的 聚合物的高亲水性而防止蛋白质吸附在柱上，使用该聚合物对硅胶基体和 在该硅胶基体中形成的孔隙在其表面进行改性。另外，该表面改性的孔隙 的孔尺寸控制为与要分离的生物小分子的分子大小相当，由此，可以选择 性地使目标生物小分子进入孔隙并且可以保留在那里。

在本发明的另一实施方式中，提供了分离生物小分子的方法，该方法 包括使用所述分离生物小分子的整体硅胶柱。