磁性顆粒的制造制造技術(shù)

一種生產(chǎn)顆粒的方法，所述方法通過如下方式進(jìn)行：使位于非磁性多孔顆粒的表面上的官能團(tuán)與位于磁性顆粒的表面上的官能團(tuán)反應(yīng)以形成共價(jià)鍵，從而獲得補(bǔ)充有共價(jià)結(jié)合至所述顆粒的外面部分上的磁性顆粒的顆粒。優(yōu)勢包括結(jié)合容量增大。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)大致地涉及適用于分子和細(xì)胞的分離和分析的磁性顆粒的制造，所述磁性顆粒包含多個團(tuán)簇，其中非磁性多孔顆粒中補(bǔ)充有磁性顆粒。
技術(shù)介紹
生物分子和細(xì)胞的分離和分析技術(shù)在許多
中是至關(guān)重要的，所述
包括但不限于生物制藥、生物技術(shù)、食品技術(shù)、分析化學(xué)、藥物化學(xué)和水凈化。例如，基于生物親和性的層析法已被使用超過50年。一種重要的生物親和性系統(tǒng)是固定化蛋白A(immobilizedProteinA)，免疫球蛋白將通過它生物特異性地相互作用。這使得以極高效的方式分離單克隆抗體成為可能。現(xiàn)今最頻繁使用的分離技術(shù)是層析技術(shù)，其中將分離介質(zhì)裝填在圓柱體中并且連接至使得分離感興趣的分子成為可能的層析系統(tǒng)中。這種技術(shù)存在的若干缺陷之一在于處理時間。不但分離其本身需要相當(dāng)長的時間，而且搭建層析系統(tǒng)也費(fèi)時。儀器和設(shè)備價(jià)格昂貴而且需要時間搭建。此外，還需要有專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)才能夠操縱該系統(tǒng)和評估結(jié)果。存在可替代方案，磁性顆粒的使用是其中的一種可替代方案。US6,623,655公開了制備金屬螯合化合物的方法。Zhao等人在LabChip,2009,9,2981-2986中描述了一種制造具有用于細(xì)胞的隔室和帶有磁性納米顆粒的隔室的顆粒的技術(shù)。US4,438,179描述了一種具有結(jié)合至其表面的磁性顆粒的聚合物顆粒。所述磁性材料與一層結(jié)合聚合物結(jié)合，所述結(jié)合聚合物包含這樣的官能團(tuán)，所述官能團(tuán)是離子的或能夠形成金屬螯合物或絡(luò)合物。替代地，磁性材料與聚乙二醇和/或聚丙二醇結(jié)合。WO2012/015891公開了一種顆粒，所述顆粒可能是多孔的，其表面上具有較小的無機(jī)顆粒。所述顆粒是用于打印機(jī)的調(diào)色劑顆粒。GB1577930公開了包埋在多孔聚合物基體中的吸附顆粒和磁性顆粒。所述基體的孔隙率是這樣的，其僅允許至多某特定分子量的分子能夠穿透到基體的間隙中，使得該產(chǎn)品選擇性地吸附溶液中溶解的物質(zhì)。復(fù)合材料，尤其珍珠形式的復(fù)合材料，在食品工業(yè)中尤其有用，例如，用來從各種食物產(chǎn)品中分離出不想要的微量風(fēng)味劑或者從各種產(chǎn)品中回收諸如維他命之類的有用材料。具體應(yīng)用包括從濃縮的酵母提取物中除去苦味的異葎草酮(isohumulone)及從乳清中回收核黃素。含有被選擇性吸附的物質(zhì)的顆粒，因?yàn)樗鼈兊拇判蕴匦远菀着c介質(zhì)分離，因而克服了現(xiàn)有
中這種類型的吸附材料遇到的分離問題。所述吸附顆粒可以具有例如碳、Al2O3、硅膠、活性硅酸鎂、粘土等。所述磁性顆粒可能具有例如磁鐵礦、γ-Fe2O3、鐵氧體等。多孔基體可能為例如PVC、聚丙烯酰胺(任選地與表氯醇交聯(lián))酚醛樹脂、與HCHO交聯(lián)的尼龍-6,6等。US8,518,265涉及一種功能性粉末，其包括磁性顆粒及提供在磁性顆粒表面上的疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)；其中疏水基團(tuán)的數(shù)目(M)與親水基團(tuán)的數(shù)目(N)滿足M/N等于0.2-0.8的條件。所包括的獨(dú)立權(quán)利要求涉及水處理方法(例如廢水諸如工業(yè)廢水的處理)，所述方法包括將功能性粉末分散在含有雜質(zhì)的水中以便雜質(zhì)吸附在粉末的表面上，以及使用磁力從水中除去已吸附有雜質(zhì)的功能性粉末。包括磁性材料的多孔聚合物顆粒當(dāng)前被用于多個目的，諸如各種物質(zhì)的純化等。盡管此類顆粒成功地用在商業(yè)應(yīng)用中，但是仍然有改進(jìn)的余地。在現(xiàn)有技術(shù)顆粒中，磁性材料占據(jù)了顆粒中能被用于純化或分析的空間中的相當(dāng)大一部分。因而，現(xiàn)有技術(shù)中需要提供具有增大的負(fù)載容量的用于純化目的顆粒。還需要針對制造及當(dāng)在各種目的下使用顆粒時的簡單而穩(wěn)健的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個目的在于減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少某些缺陷并且提供用于分離和/或分析的改進(jìn)材料以及所述材料的制造方法。在第一方面，提供了生產(chǎn)顆粒(P)的方法，所述方法包括以下步驟：a.提供-非磁性多孔顆粒(Pp)，所述多孔顆粒(Pp)具有外表面、孔隙和由所述孔隙界定的連接的內(nèi)表面，所述多孔顆粒(Pp)包括至少一種聚合物，所述多孔顆粒(Pp)包括位于所述外表面和內(nèi)表面上的至少一種類型的官能團(tuán)，以及-磁性顆粒(Mp)，所述磁性顆粒(Mp)包括位于其表面上的至少一種類型的官能團(tuán)，其中所有磁性顆粒(Mp)的至少95重量％的最小直徑大于多孔顆粒(Pp)的孔隙的平均直徑，以及b.使位于非磁性多孔顆粒(Pp)的表面上的官能團(tuán)與位于磁性顆粒(Mp)的表面上的官能團(tuán)反應(yīng)從而形成共價(jià)鍵，從而獲得補(bǔ)充有磁性顆粒(Mp)的顆粒(P)，所述磁性顆粒(Mp)共價(jià)結(jié)合至選自多孔顆粒(Pp)的內(nèi)表面和外表面的至少一者上，其中位于磁性顆粒(Mp)的表面上的至少一種類型的官能團(tuán)全部尚未與位于多孔顆粒(Pp)的外表面和內(nèi)表面上的至少一種類型的官能團(tuán)反應(yīng)形成共價(jià)鍵，使得至少一種類型的官能團(tuán)的一部分在選自磁性顆粒(Mp)和多孔顆粒(Pp)的至少一者上仍然可利用。在第二方面，提供了包括非磁性多孔顆粒(Pp)的顆粒(P)，所述多孔顆粒(Pp)具有外表面、孔隙和由所述孔隙界定的內(nèi)表面，所述多孔顆粒(Pp)包括至少一種聚合物，所述顆粒(Pp)具有至少一個共價(jià)結(jié)合至其上的磁性顆粒(Mp)，其中所有磁性顆粒(Mp)的至少95重量％的最小直徑大于多孔顆粒(Pp)的孔隙的平均直徑。根據(jù)本文描述的方面和實(shí)施方案的顆粒(P)與已知磁性顆粒相比較具有增大的結(jié)合容量。通過補(bǔ)充有磁性顆粒(Mp)的顆粒(P)的形成，維持和/或甚至提高了結(jié)合容量，配體也可以固定在磁性顆粒(Mp)上，使得多孔顆粒(Pp)的內(nèi)部容積的主要部分不受影響并且可供與待分離組分發(fā)生吸附和結(jié)合反應(yīng)之用。因?yàn)槎嗫最w粒(Pp)的大部分比表面積在內(nèi)部，所以如果磁性顆粒(Mp)不是太小并且沒有阻塞多孔顆粒(Pp)的孔隙，那么反應(yīng)和/或吸附容量將得以維持。進(jìn)一步的優(yōu)勢是在顆粒(P)制備期間的所有步驟都容易執(zhí)行，甚至在水溶液中并且在中等溫度下(即，在大約20-60℃下)。另一優(yōu)勢是在反應(yīng)期間形成的牽涉位于多孔顆粒(Pp)的表面上和內(nèi)部的基團(tuán)的共價(jià)鍵是穩(wěn)定的，甚至對于單一點(diǎn)附接的分子亦是如此。重要的優(yōu)勢是磁性顆粒強(qiáng)有力地結(jié)合至多孔顆粒上，這使得讓所述顆粒經(jīng)受高流速成為可能。所述顆粒的強(qiáng)度的提高維持了顆粒的完整性，并且還使得它們強(qiáng)有力地粘附至磁性表面，從而使得磁性分離也可以在流動介質(zhì)中進(jìn)行。再一個優(yōu)勢是所述方法可以極少的步驟來執(zhí)行。與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法相比較，所述方法更容易執(zhí)行。顆粒(P)的結(jié)合容量增大是一個優(yōu)勢，結(jié)合容量增大是例如因?yàn)榇判灶w粒(Mp)的表面上的官能團(tuán)使得磁性顆粒(Mp)也會對本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種生產(chǎn)顆粒(P)的方法，所述方法包括以下步驟：a.提供?非磁性多孔顆粒(Pp)，所述多孔顆粒(Pp)具有外表面、孔隙和由所述孔隙界定的連接的內(nèi)表面，所述多孔顆粒(Pp)包括至少一種聚合物，所述多孔顆粒(Pp)包括位于所述外表面和內(nèi)表面上的至少一種類型的官能團(tuán)，以及?磁性顆粒(Mp)，所述磁性顆粒(Mp)包括位于其表面上的至少一種類型的官能團(tuán)，其中所有磁性顆粒(Mp)的至少95重量％的最小直徑大于所述多孔顆粒(Pp)的孔隙的平均直徑，以及b.使位于所述非磁性多孔顆粒(Pp)的表面上的官能團(tuán)與位于所述磁性顆粒(Mp)的表面上的官能團(tuán)反應(yīng)從而形成共價(jià)鍵，從而獲得補(bǔ)充有共價(jià)結(jié)合至選自所述多孔顆粒(Pp)的所述內(nèi)表面和所述外表面中的至少一者上的磁性顆粒(Mp)的顆粒(P)，其中位于所述磁性顆粒(Mp)的所述表面上的所述至少一種類型的官能團(tuán)全部都沒有與位于所述多孔顆粒(Pp)的所述外表面和所述內(nèi)表面上的所述至少一種類型的官能團(tuán)反應(yīng)形成共價(jià)鍵，使得所述至少一種類型的官能團(tuán)中的一部分在選自所述磁性顆粒(Mp)和所述多孔顆粒(Pp)中的至少一者上仍然可利用。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.09.09 SE 1351038-31.一種生產(chǎn)顆粒(P)的方法，所述方法包括以下步驟：
a.提供
-非磁性多孔顆粒(Pp)，所述多孔顆粒(Pp)具有外表面、孔隙和由所述孔隙界
定的連接的內(nèi)表面，所述多孔顆粒(Pp)包括至少一種聚合物，所述多孔顆粒(Pp)包
括位于所述外表面和內(nèi)表面上的至少一種類型的官能團(tuán)，以及
-磁性顆粒(Mp)，所述磁性顆粒(Mp)包括位于其表面上的至少一種類型的官能
團(tuán)，其中所有磁性顆粒(Mp)的至少95重量％的最小直徑大于所述多孔顆粒(Pp)的
孔隙的平均直徑，以及
b.使位于所述非磁性多孔顆粒(Pp)的表面上的官能團(tuán)與位于所述磁性顆粒(Mp)
的表面上的官能團(tuán)反應(yīng)從而形成共價(jià)鍵，
從而獲得補(bǔ)充有共價(jià)結(jié)合至選自所述多孔顆粒(Pp)的所述內(nèi)表面和所述外表
面中的至少一者上的磁性顆粒(Mp)的顆粒(P)，
其中位于所述磁性顆粒(Mp)的所述表面上的所述至少一種類型的官能團(tuán)全部
都沒有與位于所述多孔顆粒(Pp)的所述外表面和所述內(nèi)表面上的所述至少一種類
型的官能團(tuán)反應(yīng)形成共價(jià)鍵，使得所述至少一種類型的官能團(tuán)中的一部分在選自
所述磁性顆粒(Mp)和所述多孔顆粒(Pp)中的至少一者上仍然可利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述多孔顆粒(Pp)包括至少一種選自由
瓊脂糖、二氧化硅、纖維素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯乙烯、右旋糖酐、丙烯
酸酯以及它們的衍生物組成的組中的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述磁性顆粒(Mp)具有比所
述非磁性多孔顆粒(Pp)的密度更高的密度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中位于所述多孔顆粒(Pp)的所
述外表面和內(nèi)表面上的所述至少一種類型的官能團(tuán)是選自由-SH、-S-S-吡啶、
-COOH、-NH2、-CHO、-OH、苯酚、酐、環(huán)氧基、S-Au以及酰胺組成的組中的至
少一者。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中位于所述多孔顆粒(Pp)的所
述外表面和內(nèi)表面上的所述至少一種類型的官能團(tuán)包括至少一種由于與至少一種
選自由以下化合物組成的組中的化合物反應(yīng)而產(chǎn)生的基團(tuán)：二乙烯砜、苯醌、咪
唑、高碘酸鹽、三氯-S-三嗪、甲苯磺酸鹽、重氮化合物、異脲鹽、碳化二亞胺、
肼、表氯醇、戊二醛、溴化氰、雙環(huán)氧乙烷、羰基二咪唑、N-羥基琥珀酰亞胺、
硅烷以及它們的衍生物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述磁性顆粒(Mp)上的至少

\t一種類型的官能團(tuán)包括選自由-SH、-S-S-吡啶、-COOH、-NH2、-CHO、-OH、苯
酚、酐、環(huán)氧基、S-Au以及酰胺組成的組中的至少一者。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述磁性顆粒(Mp)包含至少
一種聚合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中位于所述磁性顆粒(Mp)的所
述表面上的所述至少一種類型的官能團(tuán)包括至少一種由于與至少一種選自由以下
化合物組成的組中的化合物反應(yīng)而產(chǎn)生的基團(tuán)：二乙烯砜、苯醌、咪唑、高碘酸
鹽、三氯-S-三嗪、甲苯磺酸鹽、重氮化合物、異脲鹽、碳化二亞胺、肼、表氯醇、
戊二醛、溴化氰、雙環(huán)氧乙烷、羰基二咪唑、N-羥基琥珀酰亞胺、硅烷以及它們
的衍生物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中在選自由所述多孔顆粒(Pp)
和所述磁性顆粒(Mp)組成的組中的至少一者上引入適合于分子相互作用的分子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中適合于分子相互作用的所述分子是選
自由有機(jī)分子、蛋白質(zhì)、抗原、酶、酶抑制劑、輔因子、荷爾蒙、毒素、維他命、
糖綴合物、核酸、凝集素及碳水化合物組成的組中的至少一者。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述磁性顆粒(Mp)包括包
埋在聚合物基體中的至少一種磁性材料的顆粒，并且其中所述聚合物基體包括所
述至少一種類型的官能團(tuán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中使位于所述磁性顆粒(Mp)
的所述表面上的所述至少一種類型的官能團(tuán)的剩余未反應(yīng)部分發(fā)生反應(yīng)，以促進(jìn)
分子與所述磁性顆粒(Mp)隨后的結(jié)合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中選自以下中的至少一者：
a)位于所述多孔顆粒(Pp)的所述外表面和內(nèi)表面上的所述至少一種類型的官
能團(tuán)，以及...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：斯文·奧斯卡爾森，克里斯托弗·埃里克松，彼得·斯韋德林德，
申請(專利權(quán))人：微球?qū)嶒?yàn)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：瑞典;SE