專利名稱：大孔塑料珠粒材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大孔塑料(Kunststoff)珠粒材料。該塑料珠粒材料是由能夠進行乙烯基聚合的親水性單體構(gòu)成的并對含有親核基團的配體具有結(jié)合活性的交聯(lián)共聚物。本發(fā)明進一步涉及通過單體相的反轉(zhuǎn)懸浮聚合而制備該大孔塑料珠粒材料的方法，以及該材料的用途。
背景技術(shù)：
用于蛋白質(zhì)，特別是酶的多孔聚合物型載體材料是公知的。應用領(lǐng)域在于醫(yī)藥領(lǐng)域，例如，在β-內(nèi)酰胺抗生素，例如青霉素G借助青霉素酰基轉(zhuǎn)移酶(青霉素酰胺酶)酶促裂解產(chǎn)生6-氨基青霉酸(6-APA)方面。重要的發(fā)展目標尤其是盡可能高的負載容量但低溶脹性和盡可能小的殘留溶劑含量。在制備過程中應從根本上避免鹵化溶劑。
DE-OS 22 37 316描述了經(jīng)由單體混合物的自由基聚合制備珠狀交聯(lián)共聚物的方法，該單體混合物包含自由基生成性引發(fā)劑并包含對生物物質(zhì)具有結(jié)合活性的單體、交聯(lián)共聚單體和至少一種其它共聚單體，在此將該單體混合物懸浮在非極性有機液體中形成小液滴并聚合。合適的非極性有機液體特別是脂族烴，尤其是具有6個或更多個碳原子的那些。在實施例中，使用由正庚烷和全氯乙烯構(gòu)成的混合物。單體相與連續(xù)有機相的比例可以為1∶1至l∶10，但優(yōu)選比例為1∶1.5至1∶4。
DE-A 31 06 456描述了相對于DE-OS 22 37 316在聚合物珠粒的結(jié)合能力方面得到改進的方法。如果載體聚合物具有高的交聯(lián)單體含量，且如果由單體和稀釋劑形成的單體相包含溶劑混合物作為稀釋劑，則獲得對蛋白質(zhì)，特別是對酶青霉素?；D(zhuǎn)移酶(青霉素酰胺酶)的特別高的結(jié)合能力。合適的混合物的例子可以是水/甲醇或甲酰胺/甲醇。單體和稀釋劑例如以1∶2.6的比例存在。對于有機連續(xù)相，使用由正己烷和全氯乙烯構(gòu)成的混合物。在實施例中單體相與連續(xù)有機相的比例為大約1∶2.8。在單體混合物中50重量％的交聯(lián)劑含量并使用水/甲醇作為稀釋劑的條件下，可以獲得作為青霉素?；D(zhuǎn)移酶活性測得的結(jié)合能力高達125U/g的載體聚合物。
DE 34 04 021 A1描述了大孔珠狀聚合物，其中，與本發(fā)明不同，后續(xù)引入了環(huán)氧基。尤其所述的用青霉素?；D(zhuǎn)移酶的加載量與本申請的方法相當。對吸濾致濕的材料實現(xiàn)相對較高的結(jié)合能力。如果考慮到在每種情況下同樣地列出的按干重計的值，則可以間接計算溶脹指數(shù)(U/g濕/U/g干)。由此獲得的值在大約3.0的范圍內(nèi)。
DE 198 04 5l8描述了基于丙烯酸酯的珠狀共聚物的制備方法、由此制成的載體聚合物材料及其用途。該載體聚合物材料的特征尤其是對青霉素酰胺酶的結(jié)合能力為至少220[U/g濕]，同時具有最高1.5的低溶脹指數(shù)。
EP 1 352 957 A1描述了具有結(jié)合活性并包含用于酶固定的環(huán)氧基的載體材料。所述載體材料的一個優(yōu)點在于，酶在低離子強度下就已可以被共價鍵合。在下述方法中實現(xiàn)這種官能度在該方法中，在表面上含有環(huán)氧基的載體珠粒材料中，使一部分環(huán)氧基后續(xù)與各種試劑反應。這樣產(chǎn)生附加的氨基，其促進在周圍介質(zhì)中在低離子強度下促進酶的結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
目的與解決方案DE 198 04 518 C2描述了基于丙烯酸酯的珠狀共聚物的制備方法，和由此制成的具有優(yōu)異性能，特別是對青霉素酰胺酶的高結(jié)合能力并同時具有低溶脹指數(shù)的載體聚合物材料。生物大分子的共價鍵合必須在較高離子強度下進行的事實被視為這種載體聚合物材料的一個缺點。
缺點尤其在于，該方法中產(chǎn)生的廢水由于高鹽含量而是環(huán)境的負荷。此外，有些情況下，高鹽含量對要固定的生物大分子也造成一定損害或使其變性。
EP 1 352 957 A1提出了對該問題的解決方案，其中，以在表面具有環(huán)氧基的載體珠粒材料為原料，使一部分環(huán)氧基隨后與各種試劑反應。這產(chǎn)生附加的氨基，其促進在周圍介質(zhì)中在低離子強度下酶的結(jié)合。這種方法具有的缺點是，它復雜并因此提高載體聚合物材料的制備成本。
以DE 198 04 518作為出發(fā)點，意在提供允許生物大分子在較低離子強度下共價鍵合的大孔塑料珠粒材料。在此應避免如EP 1 352 957A1中所述的復雜的后續(xù)改性。同時，溶脹指數(shù)應具有仍可接受的數(shù)值，不高于2.5。
通過由下列類型的單體的自由基聚合而得的平均粒徑為10至1000μm的大孔塑料珠粒材料，實現(xiàn)了該目的，其中單體類型如下a)5至40重量％的在20℃下的水溶性為至少1％的能夠進行乙烯基聚合的單體，其不是能夠進行乙烯基聚合的含有季氨基的單體，b)5至50重量％的含有另一官能團的能夠進行乙烯基聚合的單體，該官能團可以與配體的親核基團進行反應產(chǎn)生共價鍵，c)20至60重量％的含有兩個或更多個烯鍵式不飽和可聚合基團的能夠自由基聚合的親水交聯(lián)單體，其特征在于，另外使用如下單體用于所述聚合物d)1至20重量％的含有季氨基的能夠進行乙烯基聚合的單體。
發(fā)明詳述單體為了確保單體混合物是親水性的，其必須主要由親水單體構(gòu)成。親水性單體是在室溫下形成濃度至少10％的水溶液的那些單體，并優(yōu)選不包含離子基團或通過酸或堿的添加可電離的基團。
每種情況下單體a)、b)、c)和d)合計得到100重量％。
單體a)
單體a)是5至40重量％，優(yōu)選5至20重量％，特別是6至10重量％的能夠自由基聚合并含有乙烯基的親水性單體，其在室溫下形成濃度至少10％的水溶液。單體a)不是能夠進行乙烯基聚合的含有季氨基的單體。單體a)因此總是與單體d)不同。
特別合適的單體a)是丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺，其中甲基丙烯酰胺是優(yōu)選的。其它例子是不飽和可聚合羧酸的羥烷基酯，例如丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸羥乙酯，或N-乙烯基吡咯烷酮。
單體b)單體b)是5至50重量％，優(yōu)選32至40重量％的能夠自由基聚合并含有乙烯基和另一官能團，優(yōu)選環(huán)氧乙烷基團(環(huán)氧基)的單體，該官能團可以與配體的親核基團進行聚合物相似轉(zhuǎn)變反應(polymeranalogen Reaktion)產(chǎn)生共價鍵。特別地，環(huán)氧乙烷基團適合在保持配體生物活性的同時結(jié)合配體。
優(yōu)選的單體b)是甲基丙烯酸縮水甘油酯和/或烯丙基縮水甘油醚。特別優(yōu)選以幾乎相同的量同時使用這兩種單體，以使它們總的比例為30至50重量％，優(yōu)選32至40重量％。
單體c)單體c)是20至60重量％，特別是25至55重量％，特別優(yōu)選40至55重量％的能夠自由基聚合并含有兩個或更多個烯鍵式不飽和可聚合基團的親水性交聯(lián)單體。優(yōu)選的單體c)是N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺或N，N’-亞甲基雙甲基丙烯酰胺。N，N’-亞甲基雙甲基丙烯酰胺特別優(yōu)選。如果適當，還可以使用0至10重量％的能夠自由基聚合并含有兩個或更多個烯鍵式不飽和可聚合基團的其它交聯(lián)單體。親水性的二(甲基)丙烯酸酯是合適的，例如聚環(huán)氧乙烷二(甲基)丙烯酸酯。
單體d)單體d)是1至20重量％，優(yōu)選5至15重量％，特別是8至12重量％的能夠進行乙烯基聚合并含有季氨基的單體，優(yōu)選為在烷基中帶有季氨基的(甲基)丙烯酸烷基酯單體。優(yōu)選的單體d)是甲基丙烯酸三甲銨乙酯或氯化甲基丙烯酸三甲銨乙酯。
優(yōu)選單體組合物大孔塑料珠粒材料優(yōu)選為由下列單體構(gòu)成的共聚物a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺b)甲基丙烯酸縮水甘油酯和/或烯丙基縮水甘油醚c)N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺或N，N’-亞甲基雙甲基丙烯酰胺d)甲基丙烯酸三甲銨乙酯，或更確切地/或者，氯化甲基丙烯酸三甲銨乙酯。
一種特別優(yōu)選的組合物如下，其中單體類型a)、b)、c)和d)的提到的五種單體的比例總計達100重量％a)6至10重量％的甲基丙烯酰胺b)16至20重量％的甲基丙烯酸縮水甘油酯和16至20重量％的烯丙基縮水甘油醚c)46至50重量％的N，N’-亞甲基雙甲基丙烯酰胺d)8至12重量％的氯化甲基丙烯酸三甲銨乙酯共聚物的制備方法該方法基本對應于DE 198 04 518 C2，條件是單體d)是單體混合物的強制需要的成分。
本發(fā)明因此提供了通過由單體和稀釋劑構(gòu)成的單體相的已知反轉(zhuǎn)成珠聚合制備對含有親核基團的配體的具有結(jié)合活性的已交聯(lián)的親水性珠狀共聚物的方法，其中存在如下單體用于所述共聚物a)5至40重量％的在室溫下形成至少10％濃度水溶液的能夠自由基聚合的含有乙烯基的親水性單體，其不是能夠進行乙烯基聚合的含有季氨基的單體，b)5至50重量％的含有乙烯基和另一官能團的能夠自由基聚合的單體，該官能團可以與配體的親核基團進行聚合物相似轉(zhuǎn)變反應產(chǎn)生共價鍵，c)20至60重量％的含有兩個或更多個烯鍵式不飽和可聚合基團的能夠自由基聚合的親水性交聯(lián)單體，以及d)1至20重量％的含有季氨基的能夠進行乙烯基聚合的單體，
條件是a)、b)、c)和d)合計達100重量％，且單體與稀釋劑的比率為1∶1.5至1∶2.5，優(yōu)選1∶1.7至1∶2.3，且所用稀釋劑為由甲醇和水以1∶1.0至1∶4.0的比例構(gòu)成的混合物，其中單體相分散在由有機溶劑(其由具有5至7個碳原子的脂族烴構(gòu)成)構(gòu)成的連續(xù)相中以產(chǎn)生小液滴，其中單體相與連續(xù)相的比例為1∶1.5至1∶4.0，優(yōu)選1∶2.0至1∶3.0，且在這種形式下在聚合引發(fā)劑和保護膠體存在下進行自由基聚合。
稀釋劑單體相由溶解在稀釋劑中的單體a)、b)、c)和d)構(gòu)成，該稀釋劑必須是由甲醇和水以1∶1.0至1∶4.0的比例構(gòu)成的混合物。甲醇和水的特別有利的混合比為1∶1.2至1∶2.5，特別是1∶1.3至1∶1.7。
單體與稀釋劑的比例單體與稀釋劑的比例特別關(guān)鍵。這必須為1∶1.5至1∶2.5，優(yōu)選1∶1.7至1∶2.3，特別優(yōu)選為1.9至2.1。
連續(xù)相合適的連續(xù)相為有機溶劑，其是具有4至7個碳原子的脂族烴。正庚烷是優(yōu)選的，環(huán)己烷特別優(yōu)選。
單體相/連續(xù)相的比例單體相與由有機溶劑形成的連續(xù)相的比例必須為1∶1.5至1∶4.0，優(yōu)選1∶2.0至1∶3.0。
其它工藝條件懸浮單體相中存在的其它成分按本身已知的方式為聚合引發(fā)劑，優(yōu)選為無硫引發(fā)劑，特別優(yōu)選為4，4’-偶氮雙-(4-戊酸)，和保護膠體(乳化劑)，例如由95份甲基丙烯酸正丁酯和5份氯化甲基丙烯酸2-三甲銨乙酯構(gòu)成的分子量(重均)為30000至80000的共聚物。
成珠聚合(也稱作懸浮聚合)在其它方面以已知方式進行，通過例如使用帶有保護膠體的連續(xù)相作為初始進料，并在攪拌下，例如在40至60℃下，使還存在引發(fā)劑的單體相分布在有機相中，然后加熱至60-70℃。水/甲醇混合物可以例如通過共沸法經(jīng)過6小時的時間幾乎完全循環(huán)排出(ausgekreist)。使批料混合物反應大約3-5小時至完全，然后冷卻至室溫。吸濾所形成的珠粒，并例如在真空中干燥12小時。對此另選，也可以濾出珠狀聚合物并用水洗滌，然后以水濕形式使用或被干燥。干燥優(yōu)選在流化床干燥器中進行，因為由該方法可特別有效地除去溶劑殘余物。所得聚合物珠粒(＝載體聚合物材料)的尺寸為50至500微米，特別是120至250微米。
結(jié)合能力本發(fā)明的載體聚合物材料的一個重要應用領(lǐng)域是青霉素G借助源自大腸桿菌(E.coli)的結(jié)合青霉素酰胺酶而裂解產(chǎn)生6-氨基青霉酸(6-APA)。
結(jié)合能力是指在用某種酶將載體聚合物材料最大加載下可以實現(xiàn)的那種酶促活性。結(jié)合能力表示為以每克載體聚合物珠粒的單位數(shù)[U/g濕]計的青霉素酰胺酶活性。使用這種測量方法，本發(fā)明的載體聚合物珠粒的結(jié)合能力為至少200[U/g濕]。
本發(fā)明的大孔塑料珠粒材料對源自大腸桿菌的青霉素酰胺酶的結(jié)合能力為至少200[U/g濕]，產(chǎn)生自1530個單位的青霉素酰胺酶與1克載體聚合材料在最高0.1，優(yōu)選最高0.05[摩爾/升]的鹽濃度存在下的反應。鹽濃度由酶溶液中任選存在的鹽和固定過程混合物中的為固定而添加的鹽或緩沖鹽進行計算確定。
方法測定在各種鹽濃度下對青霉素酰胺酶的結(jié)合能力測定對源自大腸桿菌(EC 3.5.1.11)的青霉素酰胺酶(＝青霉素G酰基轉(zhuǎn)移酶)的結(jié)合能力a)青霉素酰胺酶共價鍵合到載體聚合物材料上將1克載體聚合物材料添加到在5毫升pH值7.5的無菌磷酸鉀緩沖液中的1530個單位的青霉素酰胺酶中，并在23℃培養(yǎng)48小時。
然后將聚合物珠粒放到由燒結(jié)玻璃(孔隙率2或3)構(gòu)成的玻璃料上，并通過在玻璃料上吸濾，用去離子水洗滌兩次，然后用包含0.05％4-羥基苯甲酸乙酯的0.1M pH7.5的磷酸鉀緩沖液洗滌兩次。測定所得載有青霉素?；D(zhuǎn)移酶的珠粒的濕重。
b)結(jié)合能力的測定在37℃，將400-700毫克濕的用青霉素酰胺酶偶聯(lián)的載體聚合物材料(聚合物珠粒)加入30毫升2％濃度的青霉素G在包含0.05％4-羥基苯甲酸乙酯的0.05M pH值7.5的磷酸鉀緩沖液中的溶液中。
在7.8的恒定pH值下，將釋放出的苯基乙酸在均勻攪拌下用0.5MNaOH滴定4分鐘，在此記錄NaOH的消耗。
然后如在a)中那樣，通過玻璃料，借助抽吸使20毫升去離子水通過，而獲得聚合物珠粒。
c)結(jié)合能力的計算此計算以測量曲線的線性區(qū)域(通常為1至3分鐘的區(qū)域)為基礎(chǔ)。結(jié)合能力表示為每克濕載體聚合物材料的青霉素酰胺酶單位數(shù)(U/g濕)。一個單位相當于每分鐘1微摩爾的水解的青霉素G(微摩爾/分鐘)；在此，1升0.5M NaOH等價于500微摩爾水解的青霉素G。
(載體聚合物材料的水含量幾乎恒定并因此可以忽略)。
以[％]為單位的青霉素酰胺酶結(jié)合收率的測定根據(jù)下式計算青霉素酰胺酶(PcA)結(jié)合收率PcA結(jié)合收率[％]＝ A[U/g]×F[g]×100/PcA[U]A＝固定化活性，PcA/g濕固定化產(chǎn)物F＝濕產(chǎn)量＝1克聚合物載體干物質(zhì)的濕重PcA＝每克聚合物載體干物質(zhì)所用的PcA單位數(shù)溶脹指數(shù)聚合物珠粒在水中的溶脹性通過溶脹指數(shù)[毫升濕物質(zhì)/毫升干物質(zhì)]表示。本發(fā)明的大孔塑料珠粒材料在水中的溶脹指數(shù)大于1.5至2.5，優(yōu)選1.7-2.3。溶脹指數(shù)因此高于根據(jù)DE 198 04 518 C2的塑料珠粒材料的情況下(＜1.5)，并低于根據(jù)DE 34 04 021 A1的塑料珠粒材料的情況下(大約3.0)。
溶脹指數(shù)的測定[毫升濕物質(zhì)/毫升干物質(zhì)]將1克聚合物載體干物質(zhì)稱量加入25毫升量筒中。測定以毫升為單位的填裝高度(＝干體積)。然后用0.01％聚山梨醇酯(Polysorbat)80水溶液填充量筒至2/3。將量筒以10分鐘間隔振搖6次。用5毫升聚山梨醇酯80水溶液將附著在壁上的珠粒沖洗回去。3小時后，以毫升為單位讀出在量筒底部沉降的聚合物載體濕物質(zhì)的濕體積。由濕體積/干體積計算的商得出溶脹指數(shù)。
用途本發(fā)明的載體聚合物材料可在攪拌反應器或流動反應器中借助存在的環(huán)氧乙烷基團用于配體的共價鍵合。這可以例如如下實現(xiàn)通過共價鍵合從濃溶液中連接蛋白質(zhì)，特別是酶，并保持其生物活性。此外，還可以使肽、氨基酸、β-內(nèi)酰胺抗生素、脂質(zhì)、核苷酸、多核苷酸、低分子量親核化合物或有機金屬化合物與載體珠粒的環(huán)氧乙烷基團反應。
載有配體的聚合物珠?？梢园幢旧硪阎姆绞接糜谑中晕镔|(zhì)，例如氨基酸(D-苯丙氨酸、對羥基-D-苯丙氨酸、L-叔亮氨酸)，或藥物，例如布洛芬的立體特異性合成。它們還可作為載體用于青霉素G酶促裂解產(chǎn)生6-氨基青霉酸(6-APA)，頭孢菌素G酶促裂解產(chǎn)生7-氨基去乙酰氧基頭孢烷酸(cephalosporansure)(7-ADCA)或頭孢菌素C酶促裂解產(chǎn)生7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)。在DECHEMA Jahrestagung1996-Kurzfassungen(DECHEMA年會1996-節(jié)本)，第1卷，DECHEMAe.V.中描述了該方法。另一些應用領(lǐng)域是在底物上，例如上述裂解產(chǎn)物上的特異性酶促合成以產(chǎn)生阿莫西林和氨芐青霉素。另一應用領(lǐng)域是精細化學品或用于化學合成的基礎(chǔ)產(chǎn)品(例如蘋果酸、蘋果酸鹽(酯))的合成。另一些用途是用經(jīng)載體固定的β-半乳糖苷酶將乳糖水解和使用經(jīng)載體固定的過氧化氫酶將過氧化氫分解。聚合物珠粒也可在分離技術(shù)中用于吸附色譜法或凝膠滲透色譜法。為了特異性吸附，聚合物珠?？梢约虞d源自抗血清的免疫球蛋白級分或加載單克隆抗體。另一應用領(lǐng)域可提及使用載有酶或抗體的載體聚合物材料作為體外治療中的吸附劑，其中從全血中除去病原物質(zhì)或有毒物質(zhì)。
本發(fā)明的大孔塑料珠粒材料特別可用于
●用于蛋白質(zhì)的結(jié)合●用于色譜法中●用于藥物的合成●用于立體特異性合成以獲得對映異構(gòu)體純的物質(zhì)●用于酶的結(jié)合●用于抗體的結(jié)合本發(fā)明的有利性能本發(fā)明的大孔塑料珠粒材料由于能夠進行乙烯基聚合的含有季氨基的單體而能夠通過與固定過程混合物的pH值無關(guān)的離子相互作用來實現(xiàn)配體例如酶的物理吸附。與EP 1 352 957 A1不同，可以在一個步驟中制備塑料珠粒材料，而不用對聚合物進行后處理操作。但是，配體在極低的鹽含量下就已可以以類似于EP 1 352 957 A1的材料的方式以良好的收率共價鍵合。盡管引入了能夠進行乙烯基聚合的含有季氨基的親水性單體，但塑料珠粒材料的溶脹指數(shù)仍在可接受的范圍內(nèi)。
具體實施例方式
實施例方法測定在各種鹽濃度下對青霉素酰胺酶的結(jié)合能力測定對源自大腸桿菌(EC 3.5.1.11)的青霉素酰胺酶(＝青霉素G?；D(zhuǎn)移酶)的結(jié)合能力a)青霉素酰胺酶共價鍵合到載體聚合物材料上將1克載體聚合物材料添加到在5毫升pH值7.5的無菌磷酸鉀緩沖液中的1530個單位的青霉素酰胺酶中，并在23℃培養(yǎng)48小時。
然后將聚合物珠粒放到由燒結(jié)玻璃(孔隙率2或3)構(gòu)成的玻璃料上，并通過在玻璃料上吸濾，用去離子水洗滌兩次，然后用包含0.05％4-羥基苯甲酸乙酯的0.1M pH7.5的磷酸鉀緩沖液洗滌兩次。測定所得載有青霉素?；D(zhuǎn)移酶的珠粒的濕重。
b)結(jié)合能力的測定在37℃下，將400-700毫克濕的用青霉素酰胺酶偶聯(lián)的載體聚合物材料(聚合物珠粒)加入30毫升2％濃度的青霉素G在包含0.05％4-羥基苯甲酸乙酯的0.05M pH值7.5的磷酸鉀緩沖液中的溶液中。
在7.8的恒定pH值下，將釋放出的苯基乙酸在均勻攪拌下用0.5MNaOH滴定4分鐘，在此記錄NaOH的消耗。
然后如在a)中那樣，通過玻璃料，借助抽吸使20毫升去離子水通過，而獲得聚合物珠粒。
c)結(jié)合能力的計算此計算以測量曲線的線性區(qū)域(通常為1至3分鐘的區(qū)域)為基礎(chǔ)。結(jié)合能力表示為每克濕載體聚合物材料的青霉素酰胺酶單位數(shù)(U/g濕)。一個單位相當于每分鐘1微摩爾的水解的青霉素G(微摩爾/分鐘)；在此，1升0.5M NaOH等價于500微摩爾水解的青霉素G。(載體聚合物材料的水含量幾乎恒定并因此可以忽略。)以[％]為單絲的青霉素酰胺酶結(jié)合收率的測定根據(jù)下式計算青霉素酰胺酶(PcA)結(jié)合收率PcA結(jié)合收率[％]＝A[U/g]×F[g]×100/PcA[U]A＝固定化活性，PcA/g濕固定化產(chǎn)物F＝濕產(chǎn)量＝1克聚合物載體干物質(zhì)的濕重PcA＝每克聚合物載體干物質(zhì)所用的PcA單位數(shù)溶脹指數(shù)的測定[毫升濕物質(zhì)/毫升干物質(zhì)]將1克聚合物載體干物質(zhì)稱量加入25毫升量筒中。測定以毫升為單位的填裝高度(＝干體積)。然后用0.01％聚山梨醇酯80水溶液填充量筒至2/3。將量筒以10分鐘間隔振搖6次。用5毫升聚山梨醇酯80水溶液將附著到壁上的珠粒沖洗回去。3小時后，以毫升為單位讀出在量筒底部沉降的聚合物載體濕物質(zhì)的濕體積。由濕體積/干體積計算的商得出溶脹指數(shù)。
實施例1-3
在實施例1-3中一致的實驗條件將有機溶劑和3克作為保護膠體的由95份甲基丙烯酸正丁酯和5份氯化甲基丙烯酸2-三甲銨乙酯構(gòu)成的共聚物加入帶有溫度計、回流冷凝器、氮氣導入管的2升攪拌燒瓶中作為初始進料。在50℃下，在攪拌和氮氣導過的條件下，使由稀釋劑以及100克表1所示的單體混合物構(gòu)成的單體相，以及2克4，4’-偶氮雙-4-氰基戊酸(作為聚合引發(fā)劑)分散在有機相中，然后將其在65至70℃加熱至沸騰。將批料混合物攪拌大約6小時，然后冷卻至室溫。將所形成的聚合物珠粒吸濾，洗滌，并在流化床干燥器中干燥。然后在各種鹽濃度下測定對青霉素酰胺酶的結(jié)合能力[U/g濕]，并測定結(jié)合收率和溶脹指數(shù)[毫升濕物質(zhì)/毫升干物質(zhì)]。結(jié)果總結(jié)在表2中。
表1

表2

權(quán)利要求
1.由下列類型的單體的自由基聚合而得的平均粒徑為10至1000μm的大孔塑料珠粒材料a)5至40重量％的在20℃下的水溶性為至少1％的能夠進行乙烯基聚合的單體，其不是能夠進行乙烯基聚合的含有季氨基的單體，b)5至50重量％的含有另一官能團的能夠進行乙烯基聚合的單體，該官能團可以與配體的親核基團進行反應以產(chǎn)生共價鍵，c)20至60重量％的含有兩個或更多個烯鍵式不飽和可聚合基團的能夠自由基聚合的親水性交聯(lián)單體，其特征在于另外使用如下單體用于所述聚合物d)1至20重量％的含有季氨基的能夠進行乙烯基聚合的單體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的大孔塑料珠粒材料，其特征在于單體d)是在烷基中帶有季氨基的(甲基)丙烯酸烷基酯，特別是甲基丙烯酸三甲銨乙酯或氯化甲基丙烯酸三甲銨乙酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的大孔塑料珠粒材料，其特征在于其在水中的溶脹指數(shù)大于1.5至2.5，且其對源自大腸桿菌的青霉素酰胺酶的結(jié)合能力為至少200[U/g濕]，由1530個單位的青霉素酰胺酶與1克載體聚合物材料在最高0.1[摩爾/升]的鹽濃度存在下的反應得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項或多項的大孔塑料珠粒材料，其特征在于其是由下列單體構(gòu)成的共聚物a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺b)甲基丙烯酸縮水甘油酯和/或烯丙基縮水甘油醚c)N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺或N，N’-亞甲基雙甲基丙烯酰胺d)甲基丙烯酸三甲銨乙酯或氯化甲基丙烯酸三甲銨乙酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的大孔塑料珠粒材料，其特征在于其是由下列單體構(gòu)成的聚合物，其中各組分合計達100重量％a)6至10重量％的甲基丙烯酰胺b)16至20重量％的甲基丙烯酸縮水甘油酯和16至20重量％的烯丙基縮水甘油醚c)46至50重量％的N，N’-亞甲基雙甲基丙烯酰胺d)8至12重量％的氯化甲基丙烯酸三甲銨乙酯。
6.通過由單體和稀釋劑構(gòu)成的單體相的反轉(zhuǎn)成珠聚合制備對含有親核基團的配體具有結(jié)合活性的經(jīng)交聯(lián)的親水性珠狀共聚物的方法，其中存在如下單體用于該共聚物a)5至40重量％的在室溫下形成至少10％濃度水溶液的能夠自由基聚合的含有乙烯基的親水性單體，其不是能夠進行乙烯基聚合的含有季氨基的單體，b)5至50重量％的含有乙烯基和另一官能團的能夠自由基聚合的單體，該官能團可以與配體的親核基團進行聚合物相似轉(zhuǎn)變反應以產(chǎn)生共價鍵，和c)20至60重量％的含有兩個或更多個烯鍵式不飽和可聚合基團的能夠自由基聚合的親水性交聯(lián)單體，以及d)1至20重量％的在烷基中含有季氨基的甲基丙烯酸烷基酯單體，條件是，a)、b)、c)和d)總計達100重量％，且單體與稀釋劑的比例為1∶1.5至1∶2.5，且所用稀釋劑是由甲醇和水以1∶1.0至1∶4.0的比例構(gòu)成的混合物，其中單體相分散在由有機溶劑構(gòu)成的連續(xù)相中產(chǎn)生小液滴，該有機溶劑由具有5至7個碳原子的脂族烴構(gòu)成，其中單體相與連續(xù)相的比例為1∶1.5至1∶4.0，且在這種形式下在聚合引發(fā)劑和保護膠體存在下進行自由基聚合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于所用單體為a)丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺b)甲基丙烯酸縮水甘油酯和/或烯丙基縮水甘油醚c)N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺或N，N’-亞甲基雙甲基丙烯酰胺d)氯化甲基丙烯酸三甲銨乙酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其特征在于所用有機溶劑是環(huán)己烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的塑料珠粒材料用于結(jié)合蛋白質(zhì)的用途。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的塑料珠粒材料用于色譜法中的用途。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的塑料珠粒材料用于藥物合成的用途。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的塑料珠粒材料用于立體特異性合成以獲得對映異構(gòu)體純的物質(zhì)的用途。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的塑料珠粒材料用于結(jié)合酶的用途。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項的塑料珠粒材料用于結(jié)合抗體的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及由下列類型的單體的自由基聚合而得的平均粒徑為10至1000μm的大孔塑料珠粒材料a)5至40重量％的在20℃下的水溶性為至少1％的能夠進行乙烯基聚合的單體，其不是能夠進行乙烯基聚合的含有季氨基的單體，b)5至50重量％的含有另一官能團的能夠進行乙烯基聚合的單體，該官能團可以與配體的親核基團進行反應以產(chǎn)生共價鍵，c)20至60重量％的含有兩個或更多個烯鍵式不飽和可聚合基團的能夠自由基聚合的親水性交聯(lián)單體，其特征在于另外使用d)1至20重量％的含有季氨基的能夠進行乙烯基聚合的單體用于所述聚合物。本發(fā)明進一步涉及通過單體相的反轉(zhuǎn)懸浮聚合而制備該大孔塑料珠粒材料的方法，和該材料的用途。
文檔編號C12N11/08GK101084248SQ200580043969
公開日2007年12月5日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月8日
發(fā)明者S·曼茲勒, C·枚爾, R·雷克滕瓦爾德, S·施瓦茲-巴拉克 申請人:羅姆有限公司