[发明专利]改进的色谱介质的制备方法以及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及用来制备具有共价键合的聚合物链的多孔聚合介质的方法。所述介质可以用于色谱纯化，获得具有改进的蛋白质结合容量、动力学性质和选择性的多孔基材，本发明还涉及所述介质的制备和使用方法。

背景技术

在现代卫生保健当中，由活性有机体制得的治疗用蛋白质的重要性在日益提高。这些蛋白质提供了很多优于常规药物的优点，包括对目标疾病的专一性和功效的提高。哺乳动物的免疫系统使用很多蛋白质来控制和消除疾病威胁。随着基因和蛋白质工程学的发展，人们能够开发出许多“设计的”或者重组蛋白质疗法。这些疗法可能基于单独的蛋白质、化学改性的蛋白质、蛋白质片段或蛋白质结合体。在这些生物药物的生产中，人们广泛地采用色谱分离。随着工业日趋成熟，如果能够采用新颖的/先进的技术和方法来提高分离效果，将使得生物药物制造商能够将这些药物以更低的价格提供给更多的病人。

用来纯化蛋白质的常用色谱法包括亲和色谱法、生物亲和色谱法、离子交换色谱法、反相色谱法、疏水性相互作用色谱法、亲水性相互作用色谱法、尺寸排阻色谱法和混合模式色谱法(包括树脂的上述种类的组合)等。这些种类的色谱的应用和效率取决于溶质分子与色谱系统的固定相(色谱介质)之间的表面-表面相互作用的选择性，所述溶质分子和固定相各自都与液体流动相发生相互作用。很多种固定相色谱载体材料可以在市场上购得。

将产品与杂质成功分离的关键通常在于以下对象的正确组合：固定相、基础基质(化学组成和孔结构)和配体性质(配体种类、配体密度、配体分布、配体长度和材料组成)，以及流动相或者溶液性质(缓冲剂种类、pH和电导性)。基础基质和配体的具体设计得到了色谱介质，色谱介质的特征包括一些关键属性，包括蛋白质结合容量、选择性、床渗透性、化学稳定性或处理通量。纯化方法包括主要结合产品(结合和洗脱)、主要结合杂质(流过)以及上述情况的组合(所谓的弱分配等)。在设计这些技术的时候，最关键的一点是控制上述色谱介质的性质，以便能够进行和确保可靠的分离，以得到纯化的蛋白质产品。

可以在很多种多孔基材或基础基质上进行蛋白质分离。用于树脂或珠粒结构的常用材料包括多糖(琼脂糖、纤维素)、合成聚合物(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酰胺)以及陶瓷材料，例如二氧化硅、氧化锆和孔受控的玻璃。

薄膜和整体料也常用于色谱，特别是用于流通应用。常规的薄膜组合物包括合成聚合物，例如聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚醚砜、尼龙和多糖，例如纤维素。人们已经由以下材料开发出了整体料：聚苯乙烯、多糖、聚甲基丙烯酸酯和其他合成聚合物、多糖和陶瓷。薄膜和整体型色谱与珠粒的区别在于，前者将蛋白质吸附在相同的“对流孔”中，所述对流孔控制薄膜和整体料的渗透性。常规的薄膜和整体型对流孔的孔径约为0.6-10微米。可以通过各种开发成熟的技术(包括本文件列出的那些)向这些基材添加配体。

通过使用聚合配体“延伸物”改进蛋白质结合能力和改进树脂选择性的做法包括例如通过接枝将功能聚合物链偶联在基础基质上，所述配体从基础基质的表面延伸出来。配体延伸剂通常产生更大的结合容量，这是因为配体延伸物增大了官能团的可达性，使得目标分子的结合超过了表面上单层吸附的情况。该配体技术的一种这样的应用在US 2004/0059040中有描述。美国专利公开第2004/0059040号揭示了一种用于色谱法的吸附剂材料，其包含涂覆在载体上的聚合物，聚合物主链通过一种或多种连接基团(包括一个或多个酰胺基)连接于载体。US 2004/0059040还揭示了聚合物与载体反应，形成共价连接。该方法可以用来在颗粒表面上提供表面涂层，从而保护颗粒表面，使其不会与流动相发生相互作用(例如防止二氧化硅颗粒被高pH值的流动相溶解)。该方法允许将配体涂覆在颗粒(包括珠粒)的表面上，但是并未提供伸入孔内的配体，以为生物分子提供高容量。

通过将聚合物延伸剂添加到多孔材料表面提供了改进的蛋白质结合容量、结合动力学性质，以及蛋白质选择性的潜在的变化。但是，随着蛋白质分离的要求变得更高，人们更迫切需要开发出新的更高效的技术和方法，以制造新颖的聚合结构。因此，人们希望开发出一种多孔聚合基材，其具有改进的蛋白质结合容量，以及在用于蛋白质分离的时候具有改进的或改良的蛋白质选择性。

针对上述对用于蛋白质分离的具有改进的蛋白质结合容量和树脂选择性的新的多孔聚合物基材的需求，我们开发了一种用来将聚合物延伸剂接枝到多孔聚合基材上的新方法，在此方法中，制得的聚合延伸剂配体具有能够随后与聚合载体发生反应的官能端基。

发明内容