特表 2017-534839 ナノフィブリル化表面特徴を有する高表面積繊維媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2017-534839(P2017-534839A)

(43)【公表日】2017年11月24日

(54)【発明の名称】ナノフィブリル化表面特徴を有する高表面積繊維媒体

(51)【国際特許分類】

   G01N 30/88 20060101AFI20171027BHJP

   B01D 15/38 20060101ALI20171027BHJP

   B01D 15/36 20060101ALI20171027BHJP

   C12N 7/02 20060101ALI20171027BHJP

   C07K 1/16 20060101ALN20171027BHJP

【ＦＩ】

   G01N30/88 201G

   G01N30/88 201X

   G01N30/88 Z

   G01N30/88 201R

   B01D15/38

   B01D15/36

   C12N7/02

   C07K1/16

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2017-511980(P2017-511980)

(86)(22)【出願日】2015年8月19日

(85)【翻訳文提出日】2017年4月25日

(86)【国際出願番号】US2015045873

(87)【国際公開番号】WO2016036508

(87)【国際公開日】20160310

(31)【優先権主張番号】62/044,630

(32)【優先日】2014年9月2日

(33)【優先権主張国】US

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】504115013

【氏名又は名称】イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・ポール・アマラ

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・ボイル

(72)【発明者】

【氏名】デイビッド・ヤヴォルスキー

(72)【発明者】

【氏名】ベンジャミン・カカセ

【テーマコード（参考）】

4B065

4D017

4H045

【Ｆターム（参考）】

4B065AA95X

4B065BD14

4B065CA60

4D017AA11

4D017BA07

4D017CA17

4D017CB01

4D017DA03

4D017EA05

4H045AA30

4H045EA20

4H045GA21

4H045GA23

4H045GA26

(57)【要約】

高表面積熱可塑性多孔質ナノファイバーと該ファイバーの表面上のイオン交換リガンド官能基とを含むクロマトグラフィー媒体。前記多孔質ナノファイバーは、フィブリル状又は隆起付きであってよい高度にもつれたナノフィブリルの個別の束から成る複雑な構造を示す。前記多孔質ファイバーは、溶融押出プロセスにおけるその製造の際にファイバー中に埋め込まれる可溶性の無機又はポリマー系ポロゲンの抽出を介して、調製することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

個別の多孔質束中に配置された複数のナノファイバーを含むクロマトグラフィー媒体であって、
前記ナノファイバーが、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー及びアフィニティクロマトグラフィーより成る群から選択されるクロマトグラフィーを可能にする官能基をその上に付与されている、前記クロマトグラフィー媒体。

【請求項2】

前記の個別の束がナノファイバーとマイクロファイバーとの混合物を含む、請求項１に記載の媒体。

【請求項3】

前記官能基がカチオン交換官能基である、請求項１に記載の媒体。

【請求項4】

前記官能基がアニオン交換官能基である、請求項１に記載の媒体。

【請求項5】

前記ナノファイバーの表面がスルホプロピル側基で変性されている、請求項１に記載の媒体。

【請求項6】

前記ナノファイバーが実質的に長手方向軸を画定する本体領域を含み且つこの本体領域から外側に延びる複数の突起部を有する、請求項１に記載の媒体。

【請求項7】

サンプル中の生体分子を精製する方法であって、
前記サンプルを多孔質ナノファイバーの床と接触させることを含み、
前記多孔質ナノファイバーが個別の束中に配置され、
前記多孔質ナノファイバーがクロマトグラフィーを可能にする官能基をその上に付与されている、前記方法。

【請求項8】

前記生体分子がウイルスを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記官能基が前記ナノファイバーにグラフトされている、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記官能基が結合／溶離モードでの精製を可能にする、請求項７に記載の方法。

【請求項11】

長手方向軸を持つ形状付与ファイバーを含むクロマトグラフィー媒体であって、
前記ファイバーが前記軸から延びる分岐した突起部を有し、
前記形状付与ファイバーがイオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー及びアフィニティクロマトグラフィーより成る群から選択されるクロマトグラフィーを可能にする官能基をその上に付与されている、前記クロマトグラフィー媒体。

【請求項12】

前記形状付与ファイバーが前記の長手方向軸から延びる分岐した突起部を少なくとも３個有する、請求項１１に記載の媒体。

【請求項13】

前記形状付与ファイバーが前記の長手方向軸から延びる分岐した突起部を少なくとも３個有し、前記の分岐した突起部がこの分岐した突起部から延びるサブ突起部を有する、請求項１１に記載の媒体。

【請求項14】

前記形状付与ファイバーが前記の長手方向軸から延びる突起部を少なくとも６個有し、前記の突起部のそれぞれがそれらから延びるサブ突起部を少なくとも４個有する、請求項１１に記載の媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１４年９月２日に出願された米国仮特許出願第６２／０４４，６３０号の優先権を主張するものであり、その開示内容は、参照により本明細書において援用される。

【0002】

分野
本明細書に開示される実施形態は、例えば、陽イオン交換クロマトグラフィーモードでタンパク質を結合／溶離精製させるためのクロマトグラフィー固定相として使用するのに好適な多孔質高表面積繊維に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
モノクローナル抗体などの様々な治療用生体分子の商業規模の精製は、現在ビーズをベースとしたクロマトグラフィー樹脂を使用して達成されている。モノクローナル抗体は治療剤及び診断剤としてますます重要性を増している。候補モノクローナル抗体（ｍＡｂ）のためのハイブリドーマライブラリーをスクリーニングする方法は時間を消費し、また大きな労力を要する。好適なｍＡｂを発現するハイブリドーマ細胞株が確立されたら、精製法を開発してさらなる特性評価のために十分なｍＡｂを産生させなければならない。従来の精製方法は、Ａタンパク質又はＧタンパク質親和性クロマトグラフィー、並びにイオン交換クロマトグラフィーを使用することを伴う。精製された抗体は脱塩され、透析を使用して生理的緩衝液に交換される。この方法全体は、典型的には完了まで数日を要し、複数のｍＡｂを並行して評価すべき場合は特に面倒な場合がある。

【0004】

クロマトグラフィー樹脂は、現在、ビーズが親和性モード、陽イオン交換モード又は陰イオン交換モードで機能することを可能にする様々なリガンド構造で製造される。これらの樹脂は、製造規模（例えば、１０，０００リットル）で生体分子をバッチ処理するのに十分な吸着容量を材料に与える高い多孔質及び大きい表面積を示す。クロマトグラフィー樹脂は、典型的には、最小の流動不均一性でもって効率的なカラム充填を可能にする球形構造を提供する。ビーズ間の間隙により、クロマトグラフィーカラムを通した対流輸送のための流路が得られる。これにより、クロマトグラフィーカラムを大きい層厚み、高い線速度、最小限の圧力降下とすることができる。これらの要因の組み合わせにより、クロマトグラフィー樹脂が生体分子の大規模精製に必要な必須の効率、高い透過性及び十分な結合容量を与えることが可能になる。

【0005】

ビーズベースのクロマトグラフィーでは、吸着に利用可能な表面積のほとんどはビーズの内側にある。結果として、分離プロセスは、質量輸送速度が典型的には細孔拡散によって制御されるため、本質的に遅い。この拡散抵抗を最小にし、同時に動的結合容量を最大にするために、小径のビーズを使用することができる。しかしながら、小径のビーズを使用すると、カラムの圧力降下が増大するという犠牲が生じる。従って、分取クロマトグラフィー分離の最適化には、効率／動的容量（小さいビーズが好ましい）とカラムの圧力降下（大きいビーズが好ましい）との間での妥協を伴うことが多い。

【0006】

クロマトグラフィー媒体は、典型的には、コストが非常に高く（１０００ドル／Ｌ以上）、また大規模生産のカラムのために十分な量が必要となる、その結果として、バイオ医薬製造業者はクロマトグラフィー樹脂を何百回も再利用している。これらの再生サイクルのそれぞれはかなりの量の緩衝媒体を消費し、各工程は、各洗浄、滅菌及びカラム充填操作の確認に関連する追加コストを招いている。

【0007】

官能化繊維質媒体及び／又はその複合材料をベースとするバイオ医薬品の分離について、いくつかの技術が特許文献に記載され、市販されている。ほとんどは、多孔質ゲルを繊維マトリックスに取り入れることに依存しており、このゲルは、適当な結合容量を得るために必要な表面積を提供する。しかしながら、このような構造では、ゲルの位置と質量との不十分な均一性により、一般に効率が不十分になる（浅い突破及び溶出前部）。さらに、層の厚みが小さくても流れ抵抗が高くなることがあり、それほど高くない圧力負荷下でのゲル圧縮によって問題が悪化することが多い。とられてきた他のアプローチは、繊維マトリックス内に微粒子を取り入れることであり、これらの微粒子は多孔質で、本来的に吸着官能性を有しているものが多く、例えば活性炭素及びシリカゲルである。

【0008】

近年、ＥＭＤ Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社は、吸着媒体として表面官能化翼状繊維を利用した生体分子精製用の繊維系クロマトグラフィー媒体を開発した。繊維表面上の翼状突出部は、同様の寸法の一般の円形繊維よりもはるかに高い表面積を付与する。得られる表面官能化繊維媒体も、このような翼状突出部を欠く同様に官能化された繊維よりもはるかに高いタンパク質結合容量を有する。

【0009】

現在、タンパク質精製用途のために他の新規技術が開発中であり、これらには、膜吸着剤、モノリス及び市販の樹脂系を用いたフロースルー吸着剤精製方法が含まれる。膜吸着剤及びモノリスは、これらの用途に許容可能な結合容量を付与することができるが、これらの技術は、典型的にはそれら自体の規模に限界があり、また、このような精製媒体の極めて高いコストによって、これらの技術が既存の精製工程テンプレートと共に価格の影響を受けやすい産業に採用されることがさらに制限される場合がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0010】

概要
当技術分野で現在知られている精製技術の制限の多くに対処するために、本明細書に開示される実施形態は、低コストで高表面積の熱可塑性繊維と、その繊維の表面にあるイオン交換リガンド官能基とを含むクロマトグラフィー媒体に関する。所定の実施形態では、イオン交換リガンドは、生物学的供給流れからタンパク質を選択的に結合することができる。その後、結合したタンパク質は、例えば、イオン強度の高い溶離緩衝液を使用することによって溶液条件を変更することでクロマトグラフィー媒体から遊離できる。所定の実施形態では、表面ペンダント官能基を媒体に付加し、高表面積繊維に陽イオン交換又は陰イオン交換官能基を与える。このペンダント官能基は、組換え融合タンパク質、Ｆｃ含有タンパク質、ＡＤＣ（抗体薬剤結合体、ワクチン、血漿タンパク質（ＩｇＭ、血液凝固因子など）及びモノクローナル抗体（ｍＡｂ）などの生体分子のイオン交換クロマトグラフィー精製に有用である。

【0011】

所定の実施形態では、繊維系固定相は多孔質であり、高度に絡み合ったナノフィブリルの個別の束からなる複雑な構造を示す。所定の実施形態では、当該ナノフィブリル束内に位置するナノフィブリルの各々は、１ミクロン以下の直径を有する。これらの繊維は、典型的には１〜１２平方メートル／グラムの範囲の表面積を与える。所定の実施形態では、多孔質繊維はフィブリル化又は隆起化されたものである。

【0012】

所定の実施形態では、ナノファイバー束は、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド４，６、ポリアミド、ポリアミド１２、ポリアミド６，１２及び様々なポリアミドの共重合体又はブレンドを含めたナイロンと、ポリ乳酸ＰＬＡといった２種の非混和性重合体のブレンドを溶融押出することによって製造できる。溶融押出後、繊維を約２０ミクロンの目標直径にまで引き延ばす。その後、ＰＬＡ重合体のポロゲン成分を、水酸化ナトリウム溶液で処理することによって抽出し、ナイロンマイクロファイバー全体にわたって細長い空洞又はチャネルを残す。得られた繊維媒体は、共線状構成で緩やかに整列した高度に絡み合ったナイロンナノファイバー束の様相を有する。これらの束は、通常のマイクロファイバーの流動特性を有し、また充填層形式において高い透過性も示す。対照的に、束にされていない個々のナノファイバーは、充填層形式において非常に低い透過性を示す。ナノファイバーのこのユニークな構造は、適切なイオン交換リガンドでの表面変性後に、高いタンパク質結合容量を可能にする高い透過性の高表面積基材を提供する。ペンダントイオン交換官能基で変性された繊維は、モノクローナル抗体といったタンパク質のクロマトグラフィー精製に有用である。

【0013】

所定の実施形態では、表面積増大化（ＳＡＥ）繊維は、表面官能性スルホプロピル（ＳＰ）リガンドで変性され、かつ、ＩｇＧの精製のための結合／溶離陽イオン交換クロマトグラフィーに使用される。ＳＡＥ繊維媒体は、スルホプロピル（ＳＰ）基といったペンダントイオン交換リガンドを導入するように表面変性できる。官能化媒体は、クロマトグラフィーカラムといった好適な装置に充填され、目標充填密度にまで圧縮できる。その後、精製対象となるタンパク質溶液をこの繊維充填物に通すとすぐに、この対象タンパク質は、イオン交換プロセスを通じてＳＡＥ繊維の表面上のリガンドと結合することができる。例えば、ｐＨ５では、スルホプロピル基は強く負に荷電しており、ｐＩが約７よりも高いＩｇＧなどのタンパク質を結合させることになる。この対象タンパク質（例えば、ＩｇＧ）の結合後、カラムを典型的には５０ｍＭ酢酸塩緩衝液（ｐＨ５）といった好適な緩衝液で洗浄して、結合していないいかなる不純物も除去する。その後、緩衝液のイオン強度を０．５Ｍ塩化ナトリウム／５０ｍＭ酢酸塩（ｐＨ５）溶液などにより上昇させて、結合したＩｇＧをＳＡＥ繊維カラムから溶離させる。続いて、繊維カラムを、５〜１０カラム容量の０．５Ｍ水酸化ナトリウム及び５〜１０カラム容量の５０ｍＭ酢酸塩緩衝液（ｐＨ５）などで洗浄することによって再生することができる。ＳＡＥ繊維媒体は、別の陽イオン交換（ＣＥＸ）結合／溶離サイクルに利用できる状態となる。従って、本明細書に開示される実施形態は、高表面積官能化多孔質繊維を含む媒体を用いた生体分子の単離、精製又は分離方法に関する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１（ａ）は、所定の実施形態に係る、２０ミクロンの繊維直径を有する通常の非多孔質ナイロンモノフィラメントの４０００倍のＳＥＭ画像である。図１（ｂ）は、所定の実施形態に係る、１５ミクロンの繊維直径の１５翼状ナイロン繊維の、シース材料を完全に除去した後の５０００倍のＳＥＭ画像である。図１（ｃ）は、所定の実施形態に係る、ブレンド組成物ＰＡ６／Ａｌｂａｆｉｌ（登録商標）ＣａＣＯ₃ ７５／２５を有し、延伸比２：１で押出されたモノフィラメントの、埋め込まれたポロゲンとシース材料を完全に除去した後の４０００倍のＳＥＭ画像である。図１（ｄ）は、所定の実施形態に係る、コアブレンド組成物ナイロン／ＰＬＡ ７０／３０を有する１５翼状繊維の、埋め込まれたポロゲンとシース材料を完全に除去した後の１０，０００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。図１（ｅ）は、所定の実施形態に係る、コアブレンド組成物ナイロン／ＰＬＡ ６０／４０を有する表面積増大化（ＳＡＥ）コア／シース繊維の、埋め込まれたポロゲンとシース材料を完全に除去した後の５０００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。図１（ｆ）は、所定の実施形態に係る、「島」組成物ＰＡ６ナイロン１００／０と「海」組成物ＰＡ６ナイロン／ＰＬＡ ５５／４５とを１／１のｉ／Ｓ比で有する「海中連結島型」（ＣＩＳＴ）繊維の、埋め込まれたポロゲンとシース材料を完全に除去した後の５０００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。

【図2】図２（ａ）は、所定の実施形態に係る、ＰＡ６ナイロンの延伸比２：１押出モノフィラメントの１０００倍のＳＥＭ画像である。図２（ｂ）は、所定の実施形態に係る、ＰＡ６ナイロンの延伸比２：１押出モノフィラメントの４０００倍のＳＥＭ画像である。図２（ｃ）は、所定の実施形態に係る、ＰＡ６／Ｍｕｌｔｉｆｅｘ−ＭＭ（商標）ＣａＣＯ₃ ７５／２５のブレンド組成物を有する延伸比１．３：１押出モノフィラメントから無機ポロゲンを抽出した後の１０００倍のＳＥＭ画像である。図２（ｄ）は、所定の実施形態に係る、ＰＡ６／Ｍｕｌｔｉｆｅｘ−ＭＭ（商標）ＣａＣＯ₃ ７５／２５のブレンド組成物を有する延伸比１．３：１押出モノフィラメントから無機ポロゲンを抽出した後の４０００倍のＳＥＭ画像である。図２（ｅ）は、所定の実施形態に係る、ＰＡ６／Ａｌｂａｆｉｌ（登録商標）ＣａＣＯ₃ ７５／２５のブレンド組成物を有する延伸比２：１押出モノフィラメントから無機ポロゲンを抽出した後の１０００倍のＳＥＭ画像である。図２（ｆ）は、所定の実施形態に係る、ＰＡ６／Ａｌｂａｆｉｌ（登録商標）ＣａＣＯ₃ ７５／２５のブレンド組成物を有する延伸比２：１押出モノフィラメントから無機ポロゲンを抽出した後の４０００倍のＳＥＭ画像である。

【図3】図３（ａ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ６５／３５のブレンド組成物を有する押出配合フィラメント（配合押出機）から高分子ポロゲンを抽出した後の２０００倍のＳＥＭ画像である。図３（ｂ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ６０／４０のブレンド組成物を有する押出配合フィラメント（配合押出機）から高分子ポロゲンを抽出した後の８０倍のＳＥＭ画像である。図３（ｃ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ５５／４５のブレンド組成物を有する押出配合フィラメント（配合押出機）から高分子ポロゲンを抽出した後の７５倍のＳＥＭ画像である。図３（ｄ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ５０／５０のブレンド組成物を有する押出配合フィラメント（配合押出機）から高分子ポロゲンを抽出した後の６５倍のＳＥＭ画像である。

【図4】図４（ａ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ６５／３５コアブレンド組成物を有するコア／シース繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の２０００倍のＳＥＭ画像である。図４（ｂ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ６０／４０コアブレンド組成物を有するコア／シース繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の４００倍のＳＥＭ画像である。図４（ｃ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ５５／４５コアブレンド組成物を有するコア／シース繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の２０００倍のＳＥＭ画像である。図４（ｄ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ５０／５０コアブレンド組成物を有するコア／シース繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の４００倍のＳＥＭ画像である。

【図5】図５（ａ）は、所定の実施形態に係る、表面積増大化（ＳＡＥ）繊維の低温ＳＥＭ断面画像である。図５（ｂ）は、所定の実施形態に係る、表面積増大化（ＳＡＥ）ナイロン／ＰＬＡ ６０／４０繊維の低温ＳＥＭ断面画像である。

【図6】図６は、所定の実施形態に係る、選択された繊維についてのＫｒ ＢＥＴ表面積測定値のグラフである。

【図7】図７（ａ）は、所定の実施形態に係る、溶融ポンプ速度比Ｓ：Ｃ ２：１でのＰＡ６／ＰＬＡ ７０／３０コアブレンド組成物を有する１５翼状繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の１００００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。図７（ｂ）は、所定の実施形態に係る、溶融ポンプ速度比Ｓ：Ｃ ２：１でのＰＡ６／ＰＬＡ ７０／３０コアブレンド組成物を有する１５翼状繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の２００００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。

【図8】図８（ａ）は、所定の実施形態に係る、ＰＡ６／ＰＬＡ ６０／４０コアブレンド組成物を有するコア／シース繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の５０００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。図８（ｂ）は、所定の実施形態に係る、溶融ポンプ速度比Ｓ：Ｃ ２：１でのＰＡ６／ＰＬＡ ６０／４０コアブレンド組成物を有する１５翼状繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の５０００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。図８（ｃ）は、所定の実施形態に係る、溶融ポンプ速度比Ｓ：Ｃ １：１でのＰＡ６／ＰＬＡ ６０／４０コアブレンド組成物を有する１５翼状繊維の、高分子ポロゲンとＰＬＡシース抽出後の５０００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。

【図9】図９は、所定の実施形態に係る、ＳＰ表面変性ＳＡＥ繊維（左側）と、同様にＳＰ変性された１５翼状繊維（右側）とについてのＩｇＧ ＳＢＣ（静的結合容量）値のグラフである。

【図10】図１０は、所定の実施形態に係る、ＳＰ表面変性ＳＡＥ繊維（左側）と、同様にＳＰ変性された１５翼状繊維（右側）とについてのリゾチームＳＢＣ値のグラフである。

【図11】図１１は、所定の実施形態に係る、ＳＰ表面変性ＳＡＥ繊維（左側）と、同様にＳＰ変性された１５翼状繊維（右側）とについてのメチレンブルーＳＢＣ値のグラフである。

【図12】図１２（ａ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ６０／４０コアブレンド組成物を有するＳＡＥ繊維の４００倍のＳＥＭ画像である。図１２（ｂ）は、所定の実施形態に係る、ナイロン／ＰＬＡ ６０／４０コアブレンド組成物を有するＳＡＥ繊維の５０００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。図１２（ｃ）は、所定の実施形態に係る、「島」組成物ナイロン／ＰＡ６ １００／０と「海」組成物ナイロン／ＰＬＡ ５５／４５とを１／１のＩ／Ｓ比で有するＣＩＳＴ繊維の１０００倍のＳＥＭ画像である。図１２（ｄ）は、所定の実施形態に係る、「島」組成物ナイロン／ＰＡ６ １００／０と「海」組成物ナイロン／ＰＬＡ ５５／４５とを１／１のＩ／Ｓ比で有するＣＩＳＴ繊維の５０００倍の低温ＳＥＭ断面画像である。

【図13】図１３（ａ）は、所定の実施形態に係る、フラクタル状繊維１の光学顕微鏡写真である。図１３（ｂ）は、所定の実施形態に係る、フラクタル状繊維２の光学顕微鏡写真である。図１３（ｃ）は、所定の実施形態に係る、雪片状繊維の光学顕微鏡写真である。図１３（ｄ）は、所定の実施形態に係る、フラクタル状繊維２のＳＥＭ顕微鏡写真である。図１３（ｅ）は、所定の実施形態に係る、雪片状繊維のＳＥＭ顕微鏡写真である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本明細書で開示される実施形態は、タンパク質の結合／溶離精製に好適な高表面積繊維を含む。繊維は多孔質であり、その製造中に溶融押出プロセスで繊維に埋め込まれた溶解性無機又は高分子ポロゲンを抽出することによって製造できる。溶解性無機ポロゲンは、沈降炭酸カルシウム、シリカゲル又は他の任意の溶解性固体無機粒子を含むことができる。溶解性高分子ポロゲンの例は、ポリ乳酸ＰＬＡである。この重合体は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液に溶解する。溶解性高分子ポロゲンは、１０〜９０重量％の範囲の添加量で、好ましくは３５〜６０重量％の範囲の添加量で繊維に配合できる。溶解性高分子ポロゲンの添加量が約２５重量％未満であると、最小限の繊維表面積増大しか得られず、また、これらの繊維は、ポロゲン抽出後に所望の多孔質又はフィブリル化表面特徴も欠く。溶解性高分子ポロゲンの添加量が約６５重量％よりも高いと、ポロゲン抽出後の繊維の構造的完全性が損なわれる場合がある。溶解性無機ポロゲンは、５〜４０重量％の範囲の添加量で、好ましくは１５〜２５重量％の範囲の装填量で繊維に配合できる。溶解性無機ポロゲンの添加量が約１５重量％未満であると、最小限の繊維表面積増大しか得られず、また、これらの繊維はポロゲン抽出後に所望の多孔質表面特徴も欠く。溶解性無機ポロゲンの添加量が約３０重量％よりも高いと、押出中又はポロゲン抽出後の繊維の構造的完全性が損なわれる場合がある。添加量は、押出機に導入される様々な材料の前処理乾燥重量によって又はポロゲン除去前後の繊維重量を比較することによって測定できる。

【0016】

繊維に好適な材料としては、ナイロンＰＡ６が挙げられるが、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ乳酸、共重合体、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、又は熱可塑性ウレタン、ポリエーテルウレタン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリトリメチレンテレフタレート、コポリエステル、又は液晶重合体などの他の任意の溶融加工可能な熱可塑性重合体を使用することができる。これらの熱可塑性材料は、ペレット又は粉末として得ることができ、その後、これらの材料を市販の溶融配合及び繊維溶融押出加工装置によって製品繊維に処理加工することができる。これらの繊維は、それぞれ図１ａ及び図１ｂに示されるように、通常の円形マイクロファイバー又は翼状繊維よりもはるかに高い表面積を与える。所定の実施形態において、繊維は、タンパク質、モノクローナル抗体その他の対象生体分子の結合／溶離又はフロースルー精製のための適切なペンダント陽イオン交換リガンド官能基を導入するように表面変性できる。繊維表面に配置できる好適なリガンドとしては、陽イオン交換クロマトグラフィー用途のためのスルホプロピル基、陰イオン交換クロマトグラフィー用途のためのハロゲン化テトラアルキルアンモニウム、第一級アミン及び第二級アミン、並びに逆相クロマトグラフィー及び疎水性相互作用クロマトグラフィー用途のためのｎ−アルキル鎖、フェニル、ベンジル又は他の芳香族基が挙げられる。リガンドは、セリウム酸化還元グラフト重合、ＡＴＲＰ、ＲＡＦＴ、又は電子線、ＵＶ若しくはガンマ線源によって開始されるフリーラジカル重合によって繊維表面に導入することができる。

【0017】

所定の実施形態において、好適な熱可塑性重合体は、配合押出機などで１種以上の好適なポロゲン添加剤とブレンドされる。重合体及び／又はポロゲンは、予備乾燥及びドライブレンドされる。その後、このブレンド物を押出機に導入し、単一ストランドダイから水浴に押出し、続いてペレット化することができる。あるいは、ベース重合体及びポロゲンペレット又は粉末をドライブレンドし、予め配合することなく繊維又はフィラメント紡績機に直接供給することができる。その後、適切に装備された繊維紡糸機を使用して、ペレットを二成分フィラメントに溶融紡糸することができる。ブレンドされたベース重合体／ポロゲン材料はコアを形成し、ポロゲン重合体は外部シースを形成する。繊維を紡糸し、延伸し及び巻取った後に、ポロゲンを、使用されるポロゲンの性質に応じて、１Ｍ塩酸溶液又は１．５Ｎ水酸化ナトリウム溶液といった好適な抽出剤で二成分フィラメントから抽出することができる。

【0018】

図１ｃ〜図１ｆにおいて、所定の実施形態に係る高表面積繊維のいくつかの例が示されている。図１ｃは、溶解性無機ポロゲンアプローチを利用して製造された多孔質マイクロファイバーの表面ＳＥＭ画像である。この押出モノフィラメントは、ナイロンと２５重量％の沈降炭酸カルシウム（Ａｌｂａｆｉｌ（登録商標）ＰＣＣ）との溶融配合ブレンドから製造した。繊維を紡糸し、延伸し、そして炭酸カルシウムポロゲンを塩酸で抽出した後に、繊維の表面上に多数の細孔が観察可能である。Ｋｒ ＢＥＴ表面積測定から、ほぼ同じ繊維直径の通常の非多孔質ナイロン繊維よりも、この材料についてのＢＥＴ表面積が約３００％の増加することを示す。

【0019】

図１ｄは、溶解性高分子ポロゲンアプローチを利用して製造された多孔質１５翼状繊維の低温ＳＥＭ断面画像を示す。この押出二成分繊維は、翼状繊維コアを構成するナイロン及び３０重量％のＰＬＡの溶融配合ブレンドと、繊維コアを取り囲み、溶融紡糸中に翼状突起を安定化させる溶解性ＰＬＡシース（図示せず）とから製造された。繊維を紡糸し、延伸し、そして繊維シースと繊維コア内とからＰＬＡ高分子ポロゲンを水酸化ナトリウム溶液で抽出した後に、翼状繊維の断面全体にわたって多数の細孔が観察可能である。

【0020】

図１ｅは、溶融性高分子ポロゲンアプローチを利用して製造された多孔質コア／シース繊維の低温ＳＥＭ断面画像を示す。この繊維構造を、表面積増大化（ＳＡＥ）型繊維という。この押出二成分繊維は、繊維コアを構成するナイロン及び４０重量％のＰＬＡの溶融配合ブレンドと、繊維コアを取り囲み、かつ、溶融紡糸中に材料を安定化させる溶解性ＰＬＡシース（図示せず）とから製造された。繊維を紡糸し、延伸し、そして繊維シースと繊維コア内とからＰＬＡ高分子ポロゲンを水酸化ナトリウム溶液で抽出した後に、緩やかに整列したナイロンナノフィブリルの束ねられた構造が、ＳＡＥ繊維の断面全体にわたって観察される。この表面積増大化構造によって繊維表面積が大幅に増大し、Ｋｒ ＢＥＴ表面積測定から、このアプローチによって１０．６ｍ²／ｇ程度に高い値が達成可能であることが示される。対照的に、非多孔質の１５翼状繊維は、わずか１．４ｍ²／ｇのそれほど高くない表面積を有する。

【0021】

図１ｆは、溶解性高分子ポロゲンアプローチを利用して製造された別のタイプの多孔質二成分繊維の低温ＳＥＭ断面画像を示す。この繊維構造を「海中連結島」（ＣＩＳＴ）型繊維という。この押出二成分繊維は、繊維の「海」領域と、連続する３６のナイロン「島」の配列を構成するナイロンと４５重量％のＰＬＡとの溶融配合ブレンドから製造された。繊維を紡糸し、延伸し、そして繊維の「海」領域からＰＬＡ高分子ポロゲンを水酸化ナトリウム溶液で抽出した後に、緩やかに整列したナイロンナノフィブリル及びそれより大きなミクロンサイズのナイロン島の構造が、ＣＩＳＴ繊維の断面全体にわたって観察される。この「海中連結島」の構造によって繊維の表面積が大幅に増大し、またＮ₂ＢＥＴ表面積の測定値から、このアプローチによって７ｍ²／ｇ程度に高い値が達成可能であることが示される。

【0022】

所定の実施形態では、本明細書に開示される多孔質繊維は、規則的又は不規則な形状の断面を有することができる。例示的な形状としては、円形、楕円形及び多角形、並びに中央本体がそこから延びる複数の半径方向突起を有する翼形状が挙げられる。所定の実施形態では、繊維断面は、略翼形状であり、中間領域は、繊維の中心を通って延下する長手方向軸を含み、中間領域から外側に延びる複数の突起を有する。所定の実施形態では、複数の突起は、中間領域から略半径方向に延びる。この構成の結果として、複数のチャネルが突起によって画定される。突起間の好適なチャネル幅は、約２００〜約１０００ナノメートルの範囲である。好適な繊維は、米国特許出願公開第２００８／０１０５６１２号に開示されており、その開示は、参照により本明細書において援用する。所定の実施形態では、繊維は、図１３（ａ）に示すように、長手方向軸から延びる少なくとも３つの分岐した突起を有するフラクタル状繊維である。所定の実施形態では、繊維は、図１３（ｂ）及び１３（ｄ）に示すように、長手方向軸から延びる少なくとも３つの分岐した突起を有するフラクタル状繊維であり、それぞれの分岐した突起は、そこから延びる副突起を有する。所定の実施形態では、繊維は、図１３（ｃ）及び１３（ｅ）に示すように、長手方向軸から延びる少なくとも６つの突起を有する雪片状繊維であり、それぞれの突起は、そこから延びる少なくとも４つの副突起を有する。

【0023】

所定の実施形態では、タンパク質の結合／溶離精製に好適な高表面積繊維は、異なる形状の断面を有する中実繊維である。イオン交換リガンドを有するこれらの形状の繊維は、クロマトグラフィー分離に使用されるに十分な表面積と許容可能な流動特性を示す。これらの形状の繊維は、ＢＥＴガス吸着により１グラム当たり０．５〜５平方メートルの表面積を有する。繊維は二成分繊維として製造される。シース材料を除去して、高表面積のコアを露出させる。このコアはイオン交換リガンドで変性され、タンパク質分離に使用される。使用可能な断面の例を図１３に示す。

【0024】

高表面積多孔質繊維の表面官能化は、例えば、エポキシ官能性重合体コーティングを繊維表面に付着させ、続いて加熱して重合体コーティングを繊維表面に共有結合させ、その後エポキシ開環プロセスを行って繊維表面にスルホン酸官能基を導入させることにより実施することができる。

【0025】

他の実施形態では、結合／溶離陽イオン交換クロマトグラフィー用途のための表面グラフトイオン交換リガンドを有するＳＡＥ型繊維の変性を行うことができる。ＳＡＥ繊維の表面を架橋ＨＰＡ／ＭＢＡｍ ９５／５重合体コーティングで活性化して繊維表面上に高反応性ヒドロキシ官能性コーティングを与え、続いて２−（アクリルアミド）−２−メチル−１−プロパンスルホン酸ナトリウム塩などと共にセリウム酸化還元重合を行って重合体グラフト繊維基材を与える。

【0026】

約０．１〜０．４ｇ／ｍｌ、好ましくは約０．３５ｇ／ｍｌの好適なカラム充填密度により、クロマトグラフィー評価において許容可能な性能のために十分な流動均一性が得られる。

【0027】

所定の実施形態では、媒体（官能化充填繊維）は、ビーズ系媒体とは異なり、予め充填された形式でユーザに供給できる。繊維を熱的手段又は化学的手段のいずれかによって融合させて、圧力容器内に収容することができる半剛性構造を形成させることができる。このような構造により、媒体及び付属装置を使用準備済みにすることができる。クロマトグラフィービーズ系媒体は、一般にばら材料（湿潤）として供給され、そこでユーザが必要とするのは圧力容器（カラム）を装填して、様々な手段により、空隙又はチャネルのない十分に充填された層を作製することである。充填の均一性を確保するために、一般的にフォローアップテストを必要とする。対照的に、所定の実施形態によれば、製品が使用できる状態で到着するので、ユーザは充填を必要としない。

【0028】

本明細書に開示される実施形態の表面官能化多孔質繊維媒体は、充填層形式で高い透過率を示す。充填密度に応じて、層透過率は２５００ｍＤａｒｃｙ〜１００ｍＤａｒｃｙ未満の範囲とすることができる。充填繊維層は、高い線速度では圧縮されない。

【0029】

本明細書に開示される実施形態の表面積増大化繊維媒体は、クロマトグラフィーカラム又は他の装置といった好適なハウジング内の充填層形式に構成することができる。表面積増大化短繊維の充填繊維層は、短繊維の希釈水性懸濁液をクロマトグラフィーカラムに装填し、続いてクロマトグラフィーカラムの上部溶媒分配ヘッダーを１〜１０ｃｍの目標層深さまで軸方向に圧縮することにより製造できる。軸方向に圧縮するとは、短繊維充填の充填密度を０．１〜０．４ｇ／ｍＬの目標値にまで増大させるために、クロマトグラフィーカラム又は他の適切なハウジング内に装填された短繊維充填の層深さを減少させることであると定義される。この圧縮を流れ分配ヘッダーの機械的変位によって達成して、カラム又は装置の体積をより小さくし、それに応じてクロマトグラフィー媒体の充填密度を増加させる。この文脈において、圧縮される軸は、短繊維が充填されるカラムの垂直軸である。短繊維は圧縮可能であるので、短繊維の充填密度は、このような軸方向の圧縮が行われると、それに対応して増大する。対照的に、半径方向に圧縮するとは、短繊維充填の充填密度を０．１〜０．４ｇ／ｍＬの目標値に増大させるために、クロマトグラフィーカラム又は他の適切なハウジング内の短繊維充填の内径を縮小させることであると定義される。半径方向の圧縮操作は、繊維媒体充填の層深さを変化させない。

【0030】

実施例
実施例１．無機又は高分子ポロゲンの溶融配合。
この実験では、ナイロンと、炭酸カルシウム、シリカ又はポリ乳酸重合体（ＰＬＡ）などの様々な無機又は高分子ポロゲン添加剤とをブレンドした。ナイロンと無機及びＰＬＡ高分子ポロゲンとの三元混合物も製造した。その後、これらのブレンド物を繊維押出実験のために使用した。

【0031】

ナイロン６と無機充填剤との数種のブレンド物を、配合押出機を使用して作製した。ナイロンとＰＬＡと無機ポロゲンとの三元混合物を含有する追加のブレンド物も製造した。４つの異なるタイプの無機充填剤を試験した：ＳＭＩ社製のＡｌｂａｆｉｌ Ａ−Ｏ−２５５−１２、ＳＭＩ社製のＶｉｃａｌｉｔｙ Ｈｅａｖｙ、ＳＭＩ社製のＭｕｌｔｉｆｅｘ−ＭＭ（商標）、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ社製のＳｙｌｏｉｄ ２４４ＦＰ。予備乾燥した材料を秤量し、ドライブレンドした。このドライブレンド物を、マイクロトルーダーに十分に供給されるように調節された供給コンベア上に置いた。この材料を単一ストランドダイから水浴中に押出し、次いでペレット化した。この作業で使用された特定のナイロン／ポロゲン配合物を以下の表１に要約する。

【0032】

【表1】

【0033】

実施例２．無機ポロゲンを装填したモノフィラメントの溶融押出。
この実験では、ブレンドされたナイロン／無機ポロゲンペレットを直径約２０ミクロンのモノフィラメント繊維に溶融紡糸するための方法の一般的な説明を提供する。

【0034】

ブレンドされたナイロン／無機ポロゲンペレットを、繊維紡績機を使用してモノフィラメントに溶融紡糸した。繊維紡績機は、Ｈｉｌｌｓ Ｉｎｃ．社（米国フロリダ州メルボルン）製のＬＢＳシステムである。押出したモノフィラメント繊維サンプルを約２０ミクロンの直径にまで延伸した。繊維を紡糸し、延伸し、巻取った後、無機ポロゲンを、続いて以下に記載の手順に従ってモノフィラメントから抽出した。

【0035】

実施例３．押出モノフィラメントからの無機ポロゲンの抽出。
この実験では、１Ｍ塩酸溶液を使用して、押出モノフィラメント繊維から無機ポロゲンを抽出するための方法を説明する。その後、繊維を中和し、洗浄し、そして繊維の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により検査する。Ｋｒ ＢＥＴ表面積測定も実施する。

【0036】

蓋付きの１００ｍＬガラスジャーに、１．０ｇの押出モノフィラメント（直径約２０μｍ）と、５０ｍＬの１．０Ｍ塩酸（５０ｍｍｏｌ）とを加えた。懸濁液を３０℃で一晩撹拌した。繊維固体を真空濾過により単離し、０．５ＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ（１×１００ｍＬ）、脱イオン水（１×１００ｍＬ）及びエタノール（１×１００ｍＬ）で洗浄した。材料をオーブンに入れて４０℃で１８時間乾燥させた。無機ポロゲン抽出実験の結果を以下の表２に示す。無機ポロゲンの抽出後に、繊維表面形態のＳＥＭ検査を実施した。これらの画像を図２に示す。Ａｌｂａｆｉｌ（登録商標）含有モノフィラメントは、ポロゲン抽出後の繊維表面に大きなミクロンサイズの細孔又は空洞をもたらす。Ｍｕｌｔｉｆｅｘ−ＭＭ（商標）−ポロゲンの粒径はそれよりも小さい（＜０．２ミクロン）ため、ポロゲン抽出後の繊維表面にかなり小さな細孔が観察される。同様に処理されたナイロン繊維対照サンプルでは、そのような細孔は明らかではない。Ｋｒ ＢＥＴ表面積測定から、非多孔質ナイロン繊維対照サンプルよりも、Ａｌｂａｆｉｌ（登録商標）ポロゲンを用いて製造された材料のＢＥＴ表面積が有意に増大（約３００％）することが明らかになった。

【0037】

【表2】

【0038】

実施例４．高分子ポロゲンとの溶融配合。
この実験では、ナイロンと、高分子ポロゲン、ポリ乳酸重合体とを様々な量でブレンドした。その後、これらのブレンド物を繊維押出実験のために使用した。

【0039】

様々なナイロン／ＰＬＡブレンドサンプルを、配合押出機を使用して作製した。所定の範囲のＰＬＡとナイロン６とのブレンドを作製した。これらを以下の表３に示す。適切な量の乾燥ペレットを秤量し、ドライブレンドした。その後、このドライブレンド混合物を配合押出機上の供給コンベアベルトに添加した。供給ベルトを、配合押出機に十分に供給されるように調節した。材料を単一ストランドダイから水浴中に押出し、次いでペレット化した。

【0040】

【表3】

【0041】

実施例５．押出フィラメントからのＰＬＡポロゲンの抽出。
この実験では、１．５Ｎ水酸化ナトリウム溶液を使用して、溶融配合機から押出したフィラメントからＰＬＡポロゲンを抽出するための方法を説明する。その後、繊維を中和し、洗浄し、重量測定アッセイを実施し、そして繊維の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により検査する。

【0042】

蓋付の２５０ｍＬガラスジャーに、２．０ｇの押出フィラメント（直径約２．０ｍｍ）と、０．２Ｌの１．５Ｎ水酸化ナトリウム（０．７５ｍｏｌ）とを加えた。この懸濁液を室温で一晩撹拌した。繊維固体を真空濾過により単離し、脱イオン水（３×２５０ｍＬ）及びエタノール（１×２５０ｍＬ）で洗浄した。材料をオーブンに入れて６０℃で３時間乾燥させた。２ｍｍの押出フィラメントからのＰＬＡ高分子ポロゲン抽出実験の結果を以下の表４に示す。これらのデータから、ＰＬＡポロゲンは、低ＰＬＡ充填サンプル（３５重量％ＰＬＡ）よりも高ＰＬＡ充填サンプル（５０重量％ＰＬＡ）に対して容易に抽出されることが分かる。実際の収率と予想収率との大きな差は、これらの大きな２ｍｍ直径のフィラメントの内部へのアクセスが制限されているためである。ＰＬＡ高分子ポロゲンの抽出後にフィラメント表面形態のＳＥＭ検査を実施した。これらの画像を図３に示す。これらのデータは、フィラメントからＰＬＡポロゲンを抽出した後のフィブリル化表面形態の様相を示す。これらの表面特徴は、４０重量％以上のＰＬＡ添加量について顕著である。これらのようなフィブリル化表面形態は、繊維基材の表面積を大きく増大させることが予想される。

【0043】

【表4】

【0044】

実施例６．高分子ポロゲンを充填した繊維の溶融押出。
この実験では、配合されたナイロン／ＰＬＡ高分子ポロゲンペレットを、直径約２０ミクロンのコア／シース又は１５翼状二成分繊維に溶融紡糸するための方法の一般的な説明を提供する。

【0045】

ブレンドされたナイロン／ＰＬＡペレットを、二成分繊維紡績機を使用して繊維に溶融紡糸した。この二成分繊維紡績機は、Ｈｉｌｌｓ Ｉｎｃ．社（米国フロリダ州メルボルン）製のＬＢＳ Ｓｙｓｔｅｍである。押出繊維サンプルは、ＰＬＡのシースと、コア中にブレンドペレットとを有する（又はその逆）コア／シース及び１５翼状繊維である。サンプルを以下の表５に要約する。

【0046】

【表5】

【0047】

実施例７．手作業でブレンドされたサンプルを使用した溶融押出。
この実験では、ナイロンとＰＬＡ高分子ポロゲンペレットとの手作業でブレンドされた混合物を直径約２０ミクロンのコア／シース二成分繊維に溶融紡糸するための方法の一般的な説明を提供する。

【0048】

様々な溶融押出繊維サンプルを、コア／シース紡糸パックを取り付けたＨｉｌｌｓ Ｉｎｃ．社（米国フロリダ州メルボルン）製の実験室規模の二成分押出機を使用して、溶融紡糸により作製した。ダイのシース側にポリ乳酸（ＰＬＡ）ペレットを供給した。ダイのコア側については、重合体ペレットを、押出機に供給する前にバッグ中で単に攪拌することによって様々な比率で混合した。後の処理加工及び分析のために、繊維を延伸してコアに巻取った。サンプルを以下の表６に要約する。

【0049】

【表6】

【0050】

実施例８．ＰＬＡ抽出の一般的手順。
この実験では、１．５Ｎ水酸化ナトリウム溶液を使用して、押出二成分コア／シース繊維からのＰＬＡポロゲン抽出の方法を説明する。その後、繊維を中和し、洗浄し、重量測定アッセイを行い、そして繊維の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により検査する。Ｋｒ ＢＥＴ表面積測定も実施する。

【0051】

蓋付きの１リットルのパイレックス（登録商標）ボトルに、５．０ｇの切断短繊維（長さ１．０ｍｍ）と、０．５Ｌの１．５Ｎ水酸化ナトリウム（０．７５ｍｏｌ）とを加えた。この懸濁液を室温で一晩撹拌した。繊維固体を真空濾過により単離し、脱イオン水（３×２５０ｍＬ）及びエタノール（１×２５０ｍＬ）で洗浄した。材料をオーブンに入れて６０℃で１８時間乾燥させた。押出二成分繊維（直径２０ミクロン）からのＰＬＡ高分子ポロゲンの抽出実験の結果を以下の表７に示す。これらのデータから、ＰＬＡポロゲンが、全ての繊維サンプルについて繊維シースと繊維コア内との両方から抽出されたことが分かる。実際の収率と予想収率との小さな差は、二成分繊維内からＰＬＡポロゲンが完全に抽出されたという証拠である。ＰＬＡ高分子ポロゲンの抽出後に繊維表面形態のＳＥＭ検査を実施した。これらの画像を図４に示す。これらのデータから、３５重量％を超えるＰＬＡ添加量を有する繊維からＰＬＡポロゲンを抽出した後に、フィブリル化された表面形態の様相が見出される。これらの繊維は、高度に絡み合ったナイロンナノフィブリルの束から構成されているように見える。約５０重量％を超えるＰＬＡポロゲン添加量の場合には、個々のナイロンナノファイバーを与える繊維構造が明らかに示されている。４０重量％のＰＬＡサンプルに関する低温ＳＥＭ断面画像を図５に示す。これらの断面画像から、この繊維が、数百の緩く軸方向に整列したナイロンナノフィブリルから構成されるように見え、繊維断面内にはかなりの空隙が存在することが分かる。これらのようなフィブリル化された表面形態は、繊維基材の表面積を大きく増大させることが予想される。図６において、２５重量％を超えるＰＬＡ高分子ポロゲン添加量で構成された抽出ナイロン繊維サンプルについて、高いＫｒ ＢＥＴ表面積が測定されることが示されている。

【0052】

【表7】

【0053】

実施例９．多孔質コアを有する翼状繊維の溶融押出。
この実験では、配合されたナイロン／ＰＬＡ高分子ポロゲンペレットを直径約１５ミクロンの１５翼状二成分繊維に溶融紡糸する方法の一般的な説明を提供する。続いて、ＰＬＡを、繊維シースのみならず繊維コア内からも抽出する。結果として、これらの１５翼状繊維は、多孔質のコア構造を与える。

【0054】

ブレンドされたナイロン／ＰＬＡペレットを、二成分繊維紡績機を使用して繊維に溶融紡糸した。二成分繊維紡績機は、Ｈｉｌｌｓ Ｉｎｃ．社（米国フロリダ州メルボルン）製のＬＢＳシステムである。押出繊維サンプルは１５翼状繊維であり、これをＰＬＡのシースと繊維コアとしてのブレンドペレットとで製造した。繊維シースと繊維コア内とからＰＬＡを抽出した後に、多孔質構造を有する１５翼状繊維が得られる。ＰＬＡ高分子ポロゲンの抽出の一般的手順は、上記の実施例に記載されている。繊維コア組成物としてナイロン／ＰＬＡ ７０／３０及び６０／４０ブレンドを使用して製造された様々な１５翼状繊維サンプルを図７及び図８に示す。これらの画像は、翼状繊維の断面内で延在する円筒形の孔又は空洞の様相を示す。このような特徴は、翼状繊維の表面積をさらに増大させることが予想される。

【0055】

実施例１０．ＳＡＥ繊維の表面変性のための一般的手順。
この実験では、ＳＡＥ繊維をペンダント強陽イオン交換官能基で表面変性させるための一般的手順を説明する。この手順は、エポキシ官能性重合体コーティングの繊維表面への付着、重合体コーティングを繊維表面に共有結合させるための加熱工程、その後の繊維表面にスルホン酸官能性を導入させるためのエポキシ開環プロセスを含む。

【0056】

ポリメタクリル酸グリシジルをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解してなる１重量％溶液の２５ｇを３０ｍＬのガラスバイアル中で調製した。別の３０ｍＬのガラスバイアルに、繊維０．２グラムと１％ポリメタクリル酸グリシジル重合体溶液１２．５ｇとを加えた。この懸濁液を室温で一晩撹拌した。その後、繊維固体を真空濾過により単離し、１００℃のオーブンに３０分間置いた。繊維固体をオーブンから取り出し、４０ｍＬのＭＥＫに室温で１時間にわたって再懸濁した。繊維固体を真空濾過により単離し、次いで、１Ｍ亜硫酸ナトリウム／０．４Ｍテトラ−ｎ−ブチルアンモニウム硫酸水素塩溶液１５ｍＬに懸濁した。この懸濁液にＮ₂を５分間スパージし、バイアルを密封し、８０℃で一晩加熱した。この懸濁液を室温にまで冷却した。繊維固体を真空濾過により単離し、脱イオン水（５×３０ｍＬ）及びエタノール（１×３０ｍＬ）で洗浄した。繊維を６０℃で２時間乾燥させた。表面積増大化（ＳＡＥ）コア／シース繊維、並びに非多孔質１５翼状対照サンプルの表面変性の結果を以下の表８に示す。また、これらのスルホン酸官能化繊維の両方について、それぞれＩｇＧと、リゾチームと、大型タンパク質、小型タンパク質及び小分子プローブとしてのメチレンブルーとを使用して、静的結合容量の測定も実施した。標準的な陽イオン交換結合条件をこれらの静的結合容量試験の全てについて使用し、その結果を図９、１０、１１及び以下の表９にまとめる。これらのデータから、１５翼状繊維についてＳＡＥ繊維の静的結合容量が増大したことを示しており、また分子サイズの減少に伴ってＳＡＥ繊維の結合容量の利点が増大する。

【0057】

【表8】

【0058】

【表9】

¹１．４ｍ²／ｇの１００％露出表面積の１５翼状繊維に基づく。

【0059】

実施例１１．ＳＡＥ繊維の表面変性（７８９５−１３６）。
この実験では、結合／溶離陽イオン交換クロマトグラフィー用途のための表面グラフトイオン交換リガンドでＳＡＥ型繊維を変性する手順を説明する。このプロセスの第一工程は、架橋ＨＰＡ／ＭＢＡｍ ９５／５重合体コーティングを用いてＳＡＥ繊維表面を活性化することを含む。この工程により、後の重合体グラフトプロセスによく適した、繊維表面上に高反応性ヒドロキシル官能性コーティングが得られる。第二工程では、ＨＰＡ／ＭＢＡｍ変性繊維を、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸ナトリウム塩とセリウムイオン酸化還元重合させて重合体グラフト繊維基材を得る。グラフト重合体は、陽イオン交換クロマトグラフィー用途のためのペンダントスルホン酸官能基を提供する。

【0060】

ＨＰＡ／ＭＢＡｍ ９５／５によるＳＡＥナイロン繊維表面変性。５００ｍＬのパイレックス（登録商標）ボトルに、アクリル酸ヒドロキシプロピル（ＨＰＡ、４．９ｇ、３８ｍｍｏｌ）と、Ｎ、Ｎ’−メチレンビス（アクリルアミド）（ＭＢＡｍ、０．２８ｇ、２ｍｍｏｌ）と、水（２５３ｍＬ）とを加えた。表面積増大化（ＳＡＥ）ナイロン繊維６．０ｇをこの混合物に添加した。過硫酸アンモニウム（０．６３ｇ、３ｍｍｏｌ）を添加した。湿った固形物を８０℃で４時間加熱した。

【0061】

室温にまで冷却した後、固形物をブフナー漏斗に移し、温水（４×２００ｍＬ）及びエタノール（１×２００ｍＬ）で洗浄した。材料を真空下で２０分間乾燥させた。この材料をオーブンに移し、６０℃で１８時間乾燥させた。
白色繊維として６．４６ｇを得た。

【0062】

ＨＰＡ／ＭＢＡｍ変性ナイロン繊維のグラフト重合。３個の１２５ｍＬガラスジャーに、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸ナトリウム塩（ＡＭＰＳ−Ｎａ）と、水と、ＨＰＡ／ＭＢＡｍ変性ＳＡＥナイロン繊維（上記参照）と、１ＭのＨＮＯ₃溶液とを（以下の表に記載の量で）加えた。硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）（ＣＡＮ）を１ＭのＨＮＯ₃に溶解してなる０．４Ｍ溶液を各ボトルに加えた。反応ボトルに蓋をし、窒素をスパージし、混合物を３５℃で１８時間加熱した。

【0063】

室温にまで冷却した後に、固形物を、０．２Ｍアスコルビン酸の０．５Ｍ硫酸（３×８０ｍＬ）溶液、脱イオン水（３×８０ｍＬ）、０．５Ｍ水酸化ナトリウム溶液（３×８０ｍＬ）、脱イオン水（３×８０ｍＬ）及びエタノール（１×８０ｍＬ）で洗浄した。この材料をオーブンに入れて６０℃で１８時間乾燥させた。
白色繊維状固体のサンプルを得た（回収及び重量付加データについては表を参照）。

【0064】

【表10】

【0065】

実施例１２．静的結合容量の測定。
この実験では、陽イオン交換モードにおけるＳＰ表面変性ＳＡＥ繊維のＩｇＧ静的結合容量を提示する。

【0066】

ＳＰ変性ＳＡＥナイロン繊維のＩｇＧ静的結合容量測定の結果を以下の表１１に示す。これらのデータから、ＳＰ表面変性ＳＡＥ繊維についてかなりのＩｇＧ静的結合容量が示され、これらのＩｇＧ ＳＢＣ値は市販のビーズ系陽イオン交換クロマトグラフィー樹脂に匹敵する。

【0067】

【表11】

【0068】

実施例１３．動的結合容量の測定。
この実験では、ＳＰ表面変性ＳＡＥ繊維のクロマトグラフィーカラムへの充填及び充填された繊維層の透過性を説明する。陽イオン交換モードにおけるＳＰ表面変性ＳＡＥ繊維のＩｇＧ動的結合容量も提示する。

【0069】

例７８９５−１３６ＢのＳＰ官能化ＳＡＥ繊維媒体についてのＩｇＧ動的結合容量測定の結果を以下の表１２に示す。媒体１．０ｇを１１ｍｍ内径のＶａｎｔａｇｅカラムに充填し、３．０ｃｍの層深さ（２．８５ｍＬのカラム容量、０．３５ｇ／ｍＬの繊維充填密度）に圧縮した。０．３５ｇ／ｍＬでの充填繊維透過率を、５０ｍＭ酢酸塩緩衝液（ｐＨ５）を使用して２００ｍＤａであると決定した。動的結合容量の測定を、２００ｃｍ／時間〜６０ｃｍ／時間の範囲の線速度で実施した。これらの速度は、５４秒〜３分の滞留時間に相当する。例７８９５−１３６Ｂの繊維媒体は、５０ｍｇ／ｍＬの範囲のＩｇＧ動的結合容量を示す。

【0070】

【表12】

【0071】

実施例１４．「海中連結島」（ＣＩＳＴ）繊維の溶融押出。
この実験では、ナイロンとＰＬＡ高分子ポロゲンペレットとを手作業でブレンドした混合物を、直径約２０ミクロンの「海中連結島」（ＣＩＳＴ）型繊維に溶融紡糸するための方法の一般的な説明を提供する。その後、繊維を中和し、洗浄し、重量測定アッセイを行い、そして繊維の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により検査する。Ｎ₂ ＢＥＴ表面積測定も実施する。

【0072】

様々な溶融押出繊維サンプルを、「海中連結島」紡糸パック（３６の島構成）を取り付けたＨｉｌｌｓ Ｉｎｃ．社（米国フロリダ州メルボルン）製の実験室規模二成分押出機を使用して溶融紡糸により作製した。ダイの「島」側にナイロン６ペレットを供給した。ダイの「海」側については、重合体ペレットを、押出機に供給する前に、バッグ中で単に撹拌することによって様々な比率で混合した。この実施例においては、ブレンド組成はＰＬＡ及びナイロン６であった。後の処理加工及び分析のために、繊維を延伸し、コアに巻き取った。サンプルを以下の表に要約する。押出二成分繊維の「海」領域内からＰＬＡ高分子ポロゲンを抽出した後に、多孔質構造を有するＣＩＳＴ繊維が得られる。ＣＩＳＴ型繊維のいくつかの例を、以下の表１４に要約する。ＰＬＡ高分子ポロゲンの抽出の一般的手順は、上記の実施例に記載されている。繊維「海」領域組成物として製造された様々な範囲のナイロン／ＰＬＡポロゲンブレンドを使用して、様々なＣＩＳＴ繊維サンプルを製造した。ＣＩＳＴ繊維及びＳＡＥ型繊維の表面の低温ＳＥＭ断面画像を図１２に示す。断面画像から、大きなチャネル又は隙間がＣＩＳＴ繊維の内部全体に広がっており、そしてこれらの特徴は、ＳＡＥ型繊維よりも内部表面にかなり近づきやすくすることが分かる。当該特徴は、このようなナノフィブリル化繊維支持体の内部表面領域に対する大型タンパク質及び生体分子のアクセスを向上させることが予想される。

【0073】

【表13】

【0074】

【表14】

【0075】

実施例１５．ＳＡＥ、ＣＩＳＴ、１５翼状、円形ナイロン繊維の表面変性。
この実験では、結合／溶離陽イオン交換クロマトグラフィー用途のための表面グラフトイオン交換リガンドでＳＡＥ、ＣＩＳＴ、及び１５翼状繊維を変性するための手順を説明する。このプロセスでは、繊維表面を、３−スルホプロピルメタクリレートカリウム塩とのセリウムイオン酸化還元重合を使用して一工程で変性させて、重合体グラフト繊維基材を得る。グラフト重合体は、陽イオン交換クロマトグラフィー用途のためのペンダントスルホン酸官能基を提供する。

【0076】

１２５ｍＬのボトルに、３−スルホプロピルメタクリレートカリウム塩（３−ＳＰＭＡ）と、水と、ＣＩＳＴナイロン繊維と、１ＭのＨＮＯ₃溶液とを加えた（以下の表に記載の量で）。硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）（ＣＡＮ）を１ＭのＨＮＯ₃に溶解してなる０．４Ｍ溶液をボトルに添加した。反応ボトルに蓋をし、混合物を５時間にわたって３５℃に加熱した。

【0077】

室温にまで冷却した後に、ボトルからの繊維固体を、０．２Ｍアスコルビン酸の０．５Ｍ硫酸溶液（３×５０ｍＬ）、脱イオン水（３×５０ｍＬ）、０．５Ｍ水酸化ナトリウム溶液（３×５０ｍＬ）、脱イオン水（３×５０ｍＬ）及びエタノール（１×５０ｍＬ）で洗浄した。この材料をオーブンに入れて６０℃で１８時間乾燥させた。
白色繊維状固体のサンプルを得た（回収及び付加重量データについては表を参照）。

【0078】

【表15】

【0079】

実施例１６．静的結合容量の測定。
この実験では、陽イオン交換モードにおけるＳＰ表面変性ＳＡＥ、ＣＩＳＴ、１５翼状、及び単純な円形繊維のＩｇＧ静的結合容量を提示する。ＳＡＥ繊維（サンプル＃７８９５−１４２Ａ及び７８９５−１４２Ｂ）について、グラフト工程において３−ＳＰＭＡ単量体を７．５ｍｍｏｌから１９ｍｍｏｌに増加させると、ＩｇＧ静的結合容量が４７ｍｇ／ｇから２１２ｍｇ／ｇに実質的に増加することが分かった。ＣＩＳＴ繊維（エントリー７９９３−２Ａ−１、７９９３−２Ａ−２）は、低３−ＳＰＭＡ単量体充填条件（７．５ｍｍｏｌ）で、ＳＡＥ型繊維に匹敵するＩｇＧ ＳＢＣ値を与える。１５翼状繊維（エントリー７８９５−６２Ｄ）を３−ＳＰＭＡ単量体３８ｍｍｏｌを用いて変性させると、このサンプルでは１３０ｍｇ／ｇのＩｇＧ ＳＢＣ値が得られる。これに対し、単純な１５ミクロンの円形繊維では、評価した全てのグラフト条件下で、非常に低いＩｇＧ ＳＢＣ値が得られる。これは、突起又は内部多孔質構造を欠く円形繊維の非常に低い表面積に起因すると考えられる。

【0080】

ＳＰ変性表面積増大化（ＳＡＥ）、「海中連結島」（ＣＩＳＴ）、非多孔質１５翼状及び円形対照繊維（直径１５μｍ）のＩｇＧ静的結合容量の測定結果を以下の表１６に示す。

【0081】

【表16】

【0082】

実施例１７．成形繊維の溶融押出。
成形繊維を、二成分溶融紡糸プロセスを使用して製造する。この二成分繊維は、第１の材料のコアと第２の重合体のシースとを有する。これらのコア及びシース材料は、当業者に知られている任意の種類の溶融加工可能な熱可塑性樹脂とすることができる。一連のダイプレートを使用して、二つの重合体供給流れを、所与の数の繊維及び所望の断面形状に分割し向け直す（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）。繊維を、溶融紡糸後に適当なサイズに延伸する。繊維の特性を表１７に要約する。

【0083】

【表17】

【0084】

実施例１８．成形繊維の表面変性の一般的手順。
成形繊維を実施例１０に従って製造した。ＩｇＧ静的結合容量データについては表を参照されたい。

【0085】

【表18】

【0086】

実施例１９．成形ナイロン繊維の表面変性。
成形繊維を、実施例１１に従って製造した。回収及び付加重量データについては表を参照されたい。

【0087】

【表19】

【0088】

実施例２０．動的結合容量の測定。
上記実施例１９からの表面変性フラクタル状繊維を、実施例１３に記載の方法に従って充填した。
動的結合容量の測定を、２００ｃｍ／時間〜６００ｃｍ／時間の範囲の線速度で実施した。これらの速度は、５４秒〜１８秒の滞留時間に相当する。実施例１９の繊維媒体は、７２ｍｇ／ｍＬの範囲のＩｇＧ動的結合容量を示す。

【0089】

【表20】

【0090】

実施例２１．未変性ＳＡＥ繊維のグラフト重合。
陰イオン交換クロマトグラフィー（ＡＥＸ）用途のためのテトラアルキルアンモニウム（Ｑ型）高分子リガンド官能基をによるＳＡＥ繊維の表面変性。５００ｍＬのボトルに、メタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ、１．７０ｇ、１２ｍｍｏｌ）と水（２３２．８ｍＬ）とを加える。この溶液にＳＡＥ繊維５ｇを添加する。この反応混合物に１ＭのＨＮＯ₃溶液（７．２２ｍＬ、７．２ｍｍｏｌ）を添加し、次いで硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）を１ＭのＨＮＯ₃に溶解してなる０．４Ｍ溶液（０．６０２ｍＬ、０．２４０ｍｍｏｌ）を添加する。
この反応混合物を１時間にわたって３５℃に加熱する。
室温にまで冷却した後に、固形物を脱イオン水（３×１００ｍＬ）で洗浄し、この湿った材料（１２．２１ｇ）を次の工程で直ちに使用する。

【0091】

エポキシ官能化ＳＡＥ繊維のＱ官能化。
２５０ｍＬのボトルに、上記実施例からの湿ったＧＭＡ官能化ＳＡＥ繊維と、５０重量％トリメチルアミン（水性）のメタノール溶液とを添加する（以下の表２１に記載の量で）。この混合物を室温で１８時間撹拌する。
続いて、０．２Ｍアスコルビン酸の０．５Ｍ硫酸溶液（３×５０ｍＬ）、脱イオン水（３×５０ｍＬ）、１Ｍ水酸化ナトリウム溶液（３×５０ｍＬ）、脱イオン水（３×５０ｍＬ）及びエタノール（１×５０ｍＬ）で繊維固体を洗浄する。この材料をオーブンに入れて４０℃で１２時間乾燥させる。
白色繊維状固体のサンプルを得る。

【0092】

【表21】

【0093】

実施例２２．非変性ＳＡＥ繊維のグラフト重合。
疎水性相互作用クロマトグラフィー（ＨＩＣ）用途のためのポリメタクリル酸ヒドロキシエチル重合体官能基によるＳＡＥ繊維の表面変性。５００ｍＬのボトルに、メタクリル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ、１．６９ｇ、１３ｍｍｏｌ）と水（２３２．５ｍＬ）とを加える。この溶液にＳＡＥ繊維５．００ｇを添加する。この反応混合物に１ＭのＨＮＯ₃溶液（７．２１ｍＬ、７．２ｍｍｏｌ）を添加し、次いで硝酸アンモニウムセリウム（IV）を１ＭのＨＮＯ₃に溶解してなる０．４Ｍ溶液（０．６０１ｍＬ、０．２４０ｍｍｏｌ）を添加する。
この反応混合物を１時間にわたって３５℃に加熱する。
室温にまで冷却した後に、固形物を、０．２Ｍアスコルビン酸の０．５Ｍ硫酸溶液（３×１００ｍＬ）、脱イオン水（３×１００ｍＬ）、１Ｍ水酸化ナトリウム溶液（３×１００ｍＬ）、脱イオン水（３×１００ｍＬ）及びエタノール（１×１００ｍＬ）で洗浄した。この材料をオーブンに入れて４０℃で１２時間乾燥させる。

【0094】

実施例２３．組換えＡタンパク質親和性リガンドｒＳＰＡによるＳＡＥ繊維表面変性。
アフィニティークロマトグラフィー用途のための組換えＡタンパク質親和性リガンドによるＳＡＥ繊維の表面変性。２５０ｍＬのボトルに、１Ｍ重炭酸ナトリウム（１００ｍＬ）と、組換えＡタンパク質（ｒＳＰＡ＃ＲＮ０９１１３９、１５０ｍｇ、４７．５ｍｇ／ｍＬの水溶液として）と、水（９０ｍＬ）とを加える。この反応混合物に上記実施例２１からのＧＭＡグラフトＳＡＥ繊維（３５０ｍｇ）を添加する。この混合物を３７℃で２．５時間加熱する。
室温にまで冷却した後に、固形物をブフナー漏斗に移し、０．１Ｍ重炭酸ナトリウム（３×１００ｍＬ）で洗浄する。湿繊維固体を、０．２Ｍ重炭酸ナトリウム／０．５Ｍ塩化ナトリウム溶液中１０重量％チオグリセロール溶液の１００ｍＬに懸濁する。この混合物を室温で一晩撹拌する。

【0095】

固形物をブフナー漏斗に移し、０．１５Ｍ塩化ナトリウムを有する０．１ＭのＴＲＩＺＭＡ塩基溶液（１×７５ｍＬ）、０．０５Ｍ酢酸溶液（１×７５ｍＬ）で洗浄した。ＴＲＩＺＭＡ塩基及び酢酸の洗浄サイクルをさらに２回繰り返す。最後に、ＳＡＥ繊維固体を脱イオン水（１×７５ｍＬ）及び２０重量％エタノール（１×７５ｍＬ）で洗浄する。ＳＡＥ繊維固体を、２０重量％のエタノール溶液中で保存する。

【0096】

実施例２４．エポキシ官能化繊維のポリアリルアミン変性。
陰イオン交換クロマトグラフィー（ＡＥＸ）用途のポリアリルアミン高分子リガンド官能基によるＳＡＥ繊維の表面変性。３０ｍｌのボトルに、上記実施例２１からのＧＭＡグラフトＳＡＥ繊維（０．５ｇ）と、水（１０ｍＬ）と、４０重量％ポリアリルアミン塩酸塩溶液（４０重量％溶液の１．２５ｇ）と、１．０Ｍ水酸化ナトリウム（１０ｍＬ）とを加える。この反応混合物を１８時間にわたって３５℃に加熱する。
室温にまで冷却した後に、固形物を脱イオン水（３×５０ｍＬ）及びアセトン（１×５０ｍＬ）で洗浄する。
この湿った材料をオーブンに入れて４０℃で１２時間乾燥させる。

【0097】

実施例２５．フロースルー宿主細胞タンパク質除去。
実施例２１に従って製造したＱ官能化ＳＡＥ繊維媒体を、フロースルー精製（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）モードにおけるＨＣＰ除去活性について評価する。Ｑ官能化繊維媒体０．３４ｇを、１４．５ｍｍ内径カラムに充填し、０．６ｃｍの層深さ（１．００ｍＬのカラム容量、０．３４ｇ／ｍＬの繊維充填密度）に圧縮する。

【0098】

モノクローナル抗体を含む細胞培養培地を清澄化し、次いでＡタンパク質カラムクロマトグラフィーを用いて分離し、溶液のｐＨをｐＨ５に調整する。続いて、Ａタンパク質溶離液のｐＨをＴＲＩＺＭＡ塩基でｐＨ８に調整し、その後０．２ミクロンの膜を通して濾過する。

【0099】

Ｑ官能化ＳＡＥ繊維媒体カラムを、緩衝液（２５ｍＭのＴｒｉｓ、ｐＨ８）で平衡化する。８．２ｇ／Ｌのモノクローナル抗体Ａタンパク質溶離液（ｐＨ８）１００ミリリットルを、流速１．０ｍＬ／分でカラムに通す。１０個の１０ｍＬ画分を集める。溶離緩衝液として２５ｍＭのＴｒｉｓ（ｐＨ８）中１Ｍ塩化ナトリウム溶液を使用して、結合した宿主細胞タンパク質（ＨＣＰ）を溶離する。２個の１０ｍＬ溶離画分も集める。１０個のフロースルー画分と２個の溶離画分とを、それぞれＨＣＰ−ＥＬＩＳＡとＡタンパク質ＨＰＬＣにより分析して、ＨＣＰ除去及びモノクローナル抗体回収レベルを決定する。

【0100】

実施例２６．ウイルスの結合／溶離精製のためのＳＡＥ繊維媒体性能。
バクテリオファージΦ６についての静的結合容量及び溶離回収実験を以下に示される通りに実施する。陰イオン交換モード結合／溶離操作も、実施例１３に記載されたのと同様の手順に従って、充填カラム形式で実施できる。５個のプラスチック遠心管に、実施例２１のＱ官能化ＳＡＥ繊維媒体を加える。ＳＡＥ繊維サンプルのそれぞれを、２５ｍＭのＴｒｉｓ緩衝液（ｐＨ８、０．１８ｍｇ／ｍＬのＨＳＡを有する）５ｍＬで１０分間にわたって撹拌しながら平衡化する。これらの管を室温で卓上遠心機において１０分間にわたり４０００ｒｐｍで回転させて、ＳＡＥ繊維媒体をペレット化する。上清２．５ｍＬを除去し、そして２５ｍＭのＴｒｉｓ緩衝液（ｐＨ８、０．１８ｍｇ／ｍＬ ＨＳＡ）中１．７×１０⁷ｐｆｕ／ｍＬΦ６溶液２．５ｍＬを各管に加える。サンプルを室温で１時間撹拌する。その後、管を室温で卓上遠心分離機において４０００ｒｐｍで１５分間回転させてＳＡＥ繊維媒体をペレット化する。上清２．５ｍＬを除去し、そしてこれらのサンプルについて、プラーク形成アッセイにより、結合していないΦ６のアッセイを行う。これらの管を、遠心分離しながら２５ｍＭのＴｒｉｓ緩衝液（ｐＨ８、０．１８ｍｇ／ｍＬ ＨＳＡを有する）の２．５ｍＬ洗浄液で３回洗浄し、各洗浄と上清２．５ｍＬの除去との合間にＳＡＥ繊維媒体をペレット化する。洗浄後、２５ｍＭのＴｒｉｓ緩衝液（ｐＨ８、０．１８ｍｇ／ｍｌ ＨＳＡを有する）中１．０Ｍ塩化ナトリウム溶液２．５ｍＬを各管に加える（５ｍＬの総容量、最終塩化ナトリウム濃度は０．５Ｍである）。これらのサンプルを室温で１０分間撹拌する。その後、これらの管を室温で卓上遠心分離機において４０００ｒｐｍで１０分間遠心して、ＳＡＥ繊維媒体をペレット化する。上清２．５ｍＬを除去し、そしてこれらの溶離サンプルを、溶離したΦ６についてプラーク形成アッセイによりアッセイした。Ｑ官能化ＳＡＥ繊維媒体は、フロースルーウイルス除去又は結合／溶離ウイルス精製用途のための予備充填装置形式又はクロマトグラフィーカラムに一体化できる。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図3A-3B】

【図3C-3D】

【図4A-4B】

【図4C-4D】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図13E】

【国際調査報告】