(57)【要約】  半相互貫入ポリマー網状組織が記載される。より具体的には、該半相互貫入ポリマー網状組織は、密接に会合した少なくとも２つのポリマーを含む。第１のポリマーは、架橋していないイオン性ポリマーである。第２のポリマーは、別のイオン性ポリマー、又は非イオン性ポリマーであり得る架橋されたポリマーである。半相互貫入ポリマー網状組織を作製する方法、該半相互貫入ポリマー網状組織を含む物品、及び該半相互貫入ポリマー網状組織を使用する方法もまた記載される。半相互貫入ポリマー網状組織は、イオン交換樹脂とし機能し得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、
前記イオン性の第１のポリマーの存在下における第２のモノマー組成物であって、該第２のモノマー組成物は該第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含む該第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される架橋された第２のポリマーと、
を含む半相互貫入ポリマー網状組織を含むポリマー材料。
【請求項２】
前記ポリマー材料が、少なくとも１０重量％の前記イオン性の第１のポリマーを含む、請求項１に記載のポリマー材料。
【請求項３】
前記架橋された第２のポリマーが、前記第１のイオン基の電荷と反対の電荷を有する第２のイオン基を有する、請求項１又は２に記載のポリマー材料。
【請求項４】
前記架橋された第２のポリマーが非イオン性である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマー材料。
【請求項５】
前記半相互貫入ポリマー網状組織がビーズ形態である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマー材料。
【請求項６】
前記半相互貫入ポリマー網状組織がマクロ多孔性である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリマー材料。
【請求項７】
前記イオン性の第１のポリマーが、ポリ（メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）、ポリ（アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）、又はポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリマー材料。
【請求項８】
前記イオン性の第１のポリマーが、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸）又はその塩を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリマー材料。
【請求項９】
イオン性材料を分離、精製、又は固定化する方法であって、
第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、
第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含む、前記第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される、架橋された第２のモノマーと、
を含む、半相互貫入ポリマー網状組織を準備する工程と、
前記半相互貫入ポリマー網状組織を、前記第１のイオン基の電荷と反対の電荷を有するイオン性材料に接触させる工程と、
前記イオン性材料の少なくとも一部分を前記半相互貫入ポリマー材料上に吸着させる工程と、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記半相互貫入ポリマー網状組織をカラム内に定置する工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記半相互貫入ポリマー網状組織を濾過媒体の表面上に配置する工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記半相互貫入ポリマー網状組織を多孔質マトリックス内へ組み込む工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のイオン基の電荷と反対の前記電荷を有する前記イオン性材料が、生体分子である、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
半相互貫入ポリマー網状組織を調製する方法であって、
前記水相組成物中に可溶性であるイオン性の第１のポリマーであって、第１のイオン基を有する前記イオン性の第１のポリマーと、
前記水相組成物中に可溶性である第２のモノマー組成物であって、前記第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含む、前記第２のモノマー組成物と、
水性系溶媒組成物と、
を含む、水相組成物を形成する工程と、
前記水相組成物を、非極性有機溶媒を含有する有機相中に懸濁する工程と、
前記第２のモノマー組成物を前記イオン性の第１のポリマーの存在下で重合し、半相互貫入ポリマー網状組織の粒子を形成する工程と、
を含む、方法。
【請求項１５】
物品であって、
多孔質支持体と、
前記多孔質支持体内へ、前記多孔質支持体の表面上に、又はそれらの組み合わせで組み込まれた半相互貫入ポリマー網状組織粒子と、
を含み、前記半相互貫入ポリマー網状組織粒子は、
第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、
前記イオン性の第１のポリマーの存在下における第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される架橋された第２のポリマーであって、前記第２のモノマー組成物は、前記第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含む、架橋された第２のポリマーと、
を含む、物品。
【請求項１６】
前記多孔質支持体が、膜、濾過媒体、又は多孔質マトリックスである、請求項１５に記載の物品。
【請求項１７】
前記多孔質支持体が、フィブリル化ポリマーを含む、請求項１５又は１６に記載の物品。
【請求項１８】
前記フィブリル化ポリマーが、ポリオレフィン又はポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半相互貫入ポリマー網状組織、該半相互貫入ポリマー網状組織を含む物品、該半相互貫入ポリマー網状組織を作製する方法、及び該半相互貫入ポリマー網状組織を使用する方法が記載される。
【背景技術】
【０００２】
イオン交換樹脂は、例えば、米国特許第７，６８３，１００号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎら）、同第７，６７４，８３５号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎら）、同第７，６７４，８３６号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎら）、及び同第７，０９８，２５３号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎら）に記載されるような、種々のイオン性モノマー及び架橋性モノマーの共重合によって調製されている。一部のイオン交換樹脂は、タンパク質等の生体分子を精製及び／又は分離するために使用されている。大規模な精製及び／又は分離プロセスで有用であるために、多くの場合、相対的に高い結合能、及び大きい直径のクロマトグラフカラムにおいて遭遇する圧流要求に耐える十分な剛性を有するイオン交換樹脂が望ましい。この剛性と結合能との好適な組み合わせを有するイオン交換樹脂を調製することが、業界における課題となっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
半相互貫入ポリマー網状組織が記載される。より具体的には、これらの半相互貫入ポリマー網状組織は、密接に会合した少なくとも２つのポリマーを含む。すなわち、第１のポリマーは、物理的もつれを通じて第２のポリマー内に少なくとも部分的に捕捉される。第１のポリマーは、架橋していないイオン性ポリマーである。第２のポリマーは、別のイオン性ポリマー又は非イオン性ポリマーであり得る架橋されたポリマーである。半相互貫入ポリマー網状組織を作製する方法、該半相互貫入ポリマー網状組織を含む物品、及び該半相互貫入ポリマー網状組織を使用する方法もまた記載される。半相互貫入ポリマー網状組織は、イオン交換樹脂として機能し得る。
【０００４】
第１の態様では、半相互貫入ポリマー網状組織について記載する。半相互貫入ポリマー網状組織は、第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、イオン性の第１のポリマーの存在下で第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される架橋された第２のポリマーとを含有する。第２のモノマー組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。
【０００５】
第２の態様では、半相互貫入ポリマー網状組織を調製する方法について記載する。本方法は、イオン性の第１のポリマー、第２のモノマー組成物、及び水性系溶媒組成物を含有する、水相組成物を形成する工程を含む。イオン性の第１のポリマーは、水相組成物中に可溶性であり、また第１のイオン基を有する。第２のモノマー組成物は、水相組成物中に可溶性であり、また第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。水性系溶媒組成物は、水を含有する。本方法は、非極性有機溶媒を含む有機相中に水相組成物を懸濁する工程、及び第２のモノマー組成物を重合し、半相互貫入ポリマー網状組織の粒子を形成する工程を更に含む。
【０００６】
第３の態様では、イオン性材料を分離、精製、又は固定化する方法を提供する。本方法は、第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、イオン性の第１のポリマーの存在下で第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される架橋された第２のポリマーと、を含有する、半相互貫入ポリマー網状組織を準備する工程を含む。第２のモノマー組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。本方法は、半相互貫入ポリマー網状組織を、第１のイオン基の電荷と反対の電荷を有するイオン性材料に接触させる工程を更に含む。本方法はまた、イオン性材料の少なくとも一部分を半相互貫入ポリマー網状組織上に吸着させる工程を更に含む。
【０００７】
第４の態様では、物品について記載する。物品は、多孔質支持体と、該多孔質支持体内へ組み込まれた、該多孔質支持体の表面上に位置付けられた、又はそれらの組み合わせである半相互貫入ポリマー網状組織粒子とを含む。半相互貫入ポリマー網状組織粒子は、第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、イオン性の第１のポリマーの存在下での第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される架橋された第２のポリマーとを含む。第２のモノマー組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
イオン交換樹脂として機能し得る半相互貫入ポリマー網状組織を提供する。これらのイオン交換樹脂は、該イオン交換樹脂の電荷と反対のイオン電荷を有する種々のイオン性材料の分離、精製、又は固定化のために使用され得る。イオン交換樹脂は、必要に応じて、特定のｐＨ条件下でイオン性である種々の目的材料の精製、分離、又は固定化のための大規模なプロセスにおいて使用され得る。換言すれば、イオン交換樹脂は、高い結合能と、大規模プロセスの圧力及び流量要求に耐えるのに十分な剛性とを提供するように調製され得る。
【０００９】
用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、「少なくとも１つの」と交換可能に用いられ、記載された要素の１つ以上を意味する。
【００１０】
用語「及び／又は（及び／若しくは）」は、「Ａ及び／又はＢ」という表現で使用されるとき、Ａ単独、Ｂ単独、又はＡ及びＢの組み合わせを意味する。
【００１１】
終点による任意の数的範囲の詳細説明は、その範囲の終点、その範囲内の全ての数、及びその示された範囲内の任意のより狭い範囲を含むことを意味する。用語「帯電した」及び「イオン性」は、その化学的構造の一部として少なくとも１つのイオン基、又は１つのイオン基の中和された形態を有する材料を指す。負に帯電した材料は、アニオン性材料（すなわち、アニオン）であり、またｐＨ条件により少なくとも１つのアニオン基又はアニオン基の中和された形態を含有する。典型的なアニオン基又はその中和された形態には、例えば、弱酸性基、弱酸性基の塩、強酸性基、強酸性基の塩、又はそれらの混合物が挙げられる。正に帯電した材料は、カチオン性材料（すなわち、カチオン）であり、またｐＨ条件により少なくとも１つのカチオン基又はカチオン基の中和された形態を含有する。典型的なカチオン基又はその中和された形態には、例えば、弱塩基性基、弱塩基性基の塩、強塩基性基、強塩基性基の塩、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００１２】
本明細書で使用されるとき、用語「ポリマー」又は「ポリマーの」は、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー等である材料を指す。同様に、用語「重合する」又は「重合」は、ホモポリマー、コポリマー、及びターポリマー等の作製プロセスを指す。用語「コポリマー」又は「コポリマーの」は、２つ以上の異なるモノマーを使用して調製されるポリマーを指す。
【００１３】
本明細書で使用されるとき、用語「半相互貫入ポリマー網状組織」は、異なる組成物を有する少なくとも２つのポリマー材料（すなわち、ポリマー）の網状組織を指す。ポリマーのうちの少なくとも１つは架橋されており、またポリマーのうちの少なくとも１つは架橋されていない。２つのポリマー材料は、単に一緒に混ぜ合わされるのではなく、互いにより密接に会合される。例えば、架橋された第２のポリマーはしばしば、架橋されていないポリマーの存在下で形成され、物理的もつれを通じて架橋されていないポリマーを少なくとも部分的に捕捉する。
【００１４】
用語「能力」、「結合能」、及び「イオン交換能」は、交換可能に使用される。この能力は、実施例の項に記載されるように、静的イオン交換能又は動的イオン交換能を判定することによって測定されることが多い。
【００１５】
より具体的には、半相互貫入ポリマー網状組織は、イオン性の第１のポリマー及び架橋された第２のポリマーを含有する。架橋された第２のポリマーは、イオン性の第１のポリマーの存在下での第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される。イオン性の第１のポリマーは、架橋されておらず、（ａ）アニオン基及び／若しくは中和されたアニオン基、又は（ｂ）カチオン基及び／若しくは中和されたカチオンイオン基を有し得る。架橋された第２のポリマーは、イオン性であってもよく、又は非イオン性であってもよい。架橋された第２のポリマーがイオン性の場合、それは多くの場合、イオン性の第１のポリマー上の第１のイオン基と反対の電荷を有する第２のイオン基を含有する。架橋された第２のポリマーは、イオン性の第１のポリマーを少なくとも部分的に捕捉する。
【００１６】
任意の好適なイオン性ポリマーが、イオン性の第１のポリマーとして半相互貫入ポリマー網状組織に含まれ得る。イオン性の第１のポリマーは、ｐＨにより、正に帯電した、負に帯電した、又は中性の複数の第１のイオン基を有する。イオン性の第１のポリマーの存在によって、得られる半相互貫入ポリマー網状組織はイオン交換樹脂として機能し得る。好適な負に帯電したイオン基又はその中和された形態には、例えば、弱酸性基、強酸性基、弱酸性基の塩、強酸性基の塩、又はそれらの組み合わせが挙げられる。酸性基の塩は、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、又は、アルキル基、アリール基、アラルキル基、若しくはそれらの組み合わせで置換されたアンモニウムイオンから選択される、対イオンを有し得る。好適な正に帯電した基又はその中和された形態には、例えば、弱塩基性基、強塩基性基、弱塩基性基の塩、強塩基性基の塩、又はそれらの組み合わせが挙げられる。塩基性基の塩は、例えば、ハロゲン化物（例えば、クロライド）、カルボン酸塩（例えば、アセタート又はギ酸塩）、硝酸塩、リン酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、メチルサルフェート、又は水酸化物から選択される、対イオンを有し得る。
【００１７】
イオン性の第１のポリマーは、少なくとも１つのイオン性モノマーを含む第１のモノマー組成物の重合によって、形成されることが多い。イオン性モノマーは、典型的には、イオン基に加え、フリーラジカル重合を起こすことが可能な少なくとも１つのエチレン性不飽和基を含む。いくつかの実施形態では、エチレン性不飽和基は、（メタ）アクリロイル基又はビニル基である。
【００１８】
イオン性の第１のポリマーを調製するためのいくつかの負に帯電したイオン性モノマー又はその中和された形態は、強酸性基又はその塩を有する。例えば、いくつかの好適なイオン性モノマーには、式（Ｉ）の（メタ）アクリルアミドスルホン酸又はその塩が含まれるが、それらに限定されない。
【００１９】
【化１】
2013531102.tif 000002
【００２０】
式（Ｉ）中、Ｙ１は、直鎖又は分枝アルキレン（例えば、１〜１０個の炭素原子、１〜６個の炭素原子、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキレン）であり、Ｒ１は水素又はメチルである。式（Ｉ）に従うイオン性モノマー例としては、Ｎ−アクリルアミドメタンスルホン酸、２−アクリルアミドエタンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、及び２−メタクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が挙げられるが、それらに限定されない。これらの酸性モノマーの塩も使用することができる。
【００２１】
他の好適な負に帯電したイオン性モノマー又はその中和された形態には、ビニルスルホン酸及び４−スチレンスルホン酸等のスルホン酸、ビニルホスホン酸等のホスホン酸、（メタ）アクリルアミドアルキルホスホン酸（例えば、２−アクリルアミドエチルホスホン酸及び３−メタクリルアミドプロピルホスホン酸）等の（メタ）アクリルアミドホスホン酸、アクリル酸及びメタクリル酸、並びに２−カルボキシエチルアクリレート、２−カルボキシエチルメタクリレート、３−カルボキシプロピルアクリレート、及び３−カルボキシプロピルメタクリレート等のカルボキシアルキル（メタ）アクリレートが挙げられるが、それらに限定されない。酸性基を有する更に他の好適なイオン性モノマーとしては、米国特許第４，１５７，４１８号（Ｈｅｉｌｍａｎｎ）に記載されるもののような、（メタ）アクリロイルアミノ酸が挙げられる。（メタ）アクリロイルアミノ酸の例には、Ｎ−アクリロイルグリシン、Ｎ−アクリロイルアルパラギン酸、Ｎ−アクリロイル−β−アラニン、及び２−アクリルアミドグリコール酸が挙げられるが、これらに限定されない。酸性基を有するこれらのイオン性モノマーのいずれの塩も、同様に使用され得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、イオン性の第１のポリマーは、例えば、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸）、又はその、ナトリウム塩等の塩といった、アニオン性ポリマーである。
【００２３】
イオン性の第１のポリマーを調製するためのいくつかの正に帯電したイオン性モノマー又はその中和された形態は、強塩基性基又はその塩を有する。例えば、いくつかの好適なイオン性モノマーには、式（ＩＩ）のアミノ（メタ）アクリレート若しくはアミノ（メタ）アクリルアミド、又はその第四級アンモニウム塩が挙げられるが、それらに限定されない。
【００２４】
【化２】
2013531102.tif 000003
【００２５】
式（ＩＩ）中、Ｒ１は水素又はメチルであり、Ｌはオキシ又は−ＮＨ−であり、Ｙ２はアルキレン（例えば、１〜１０個の炭素原子、１〜６個の炭素原子、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキレン）である。各Ｒ２は独立して、水素、アルキル、ヒドロキシアルキル（すなわち、ヒドロキシで置換されているアルキル）、又はアミノアルキル（すなわち、アミノで置換されているアルキル）である。あるいは、２個のＲ２基は、これらが結合する窒素原子と一緒になって、芳香族、部分的に不飽和（すなわち、不飽和ではあるが芳香族ではない）、又は飽和である複素環式基を形成することができ、この場合、複素環式基は任意に、芳香族（例えば、ベンゼン）、部分的に不飽和（例えば、シクロヘキセン）、又は飽和（例えば、シクロヘキサン）である第２の環と縮合することができる。第四級アンモニウム塩の対イオンは、多くの場合、ハロゲン化物類、硫酸塩類、リン酸塩類及び硝酸塩等である。
【００２６】
式（ＩＩ）のいくつかの実施形態では、Ｒ２基は両方とも水素である。他の実施形態では、Ｒ２基のうちの少なくとも１つは、１〜１０個の炭素原子、１〜６個の炭素原子、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキルである。更に他の実施形態では、Ｒ２基のうちの少なくとも１つは、ヒドロキシアルキルであるか、又は１〜１０個、１〜６個、若しくは１〜４個の炭素原子を有し、ヒドロキシ基又はアミノ基がアルキル基の炭素原子のいずれかに位置付けられる、アミノアルキルである。更に他の実施形態では、Ｒ２基は、この基が結合している窒素原子と結びついて複素環式基を形成する。複素環式基は、少なくとも１つの窒素原子を含み、酸素又は硫黄などの他のへテロ原子を含有することができる。複素環式基の例としては、イミダゾリルが挙げられるがこれに限定されない。複素環式基は、ベンゼン、シクロヘキセン、又はシクロヘキサンなどの追加の環に結合されてもよい。追加の環に縮合される複素環式基の例としては、ベンゾイミダゾリルが挙げられるがこれに限定されない。
【００２７】
アミノ（メタ）アクリレート類の例（すなわち、式（ＩＩ）中のＬがオキシである）には、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノプロピルメタクリレート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノプロピルアクリレート等のＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート類が挙げられる。
【００２８】
アミノ（メタ）アクリルアミド類（すなわち、式（ＩＩ）中のＬが−ＮＨ−である）の例には、例えば、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−アミノプロピル）アクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド、Ｎ−（３−イミダゾリルプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−イミダゾリルプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（２−イミダゾリルエチル）メタクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−イミダゾイルプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−イミダゾイルプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（３−ベンゾイミダゾリルプロピル）アクリルアミド、及びＮ−（３−ベンゾイミダゾリルプロピル）メタクリルアミドが挙げられる。
【００２９】
式（ＩＩ）のイオン性モノマーの第四級塩の例には、（メタ）アクリルアミドアルキルトリメチルアンモニウム塩（例えば、３−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド及び３−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）並びに（メタ）アクリルオキシアルキルトリメチルアンモニウム塩（例えば、２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、２−メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、３−アクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、及び２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムメチルサルフェート）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００３０】
イオン交換樹脂に正に帯電した基を付与することができる他のモノマー類としては、アルケニルアズラクトン類のジアルキルアミノアルキルアミン付加物類（例えば、２−（ジエチルアミノ）エチルアミン、（２−アミノエチル）トリメチルアンモニウムクロライド及びビニルジメチルアズラクトンの３−（ジメチルアミノ）プロピルアミン付加物類）並びにジアリルアミンモノマー類（例えば、ジアリルアンモニウムクロライド及びジアリルジメチルアンモニウムクロライド）が挙げられる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、イオン性の第１のポリマーは、例えば、ポリ（メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）、ポリ（アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）、及びポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）等の、カチオン性ポリマーである。
【００３２】
第１のモノマー組成物中の第１のイオン性モノマーの量は、典型的には、得られるイオン性の第１のポリマーが、半相互貫入ポリマー網状組織内に含まれたときにイオン交換樹脂として機能するのに十分な数のイオン基を有するように選択される。多くの実施形態では、第１のモノマー組成物は、第１のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも５０重量％の第１のイオン性モノマーを含有する。例えば、第１のモノマー組成物は多くの場合、第１のモノマー組成物中のモノマー総重量を基準にして少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、少なくとも９８重量％、又は少なくとも９９重量％の第１のイオン性モノマーを含有する。多くの実施形態では、第１のモノマー組成物中のモノマーの全ては、イオン性モノマーである。第１のモノマー組成物は複数のイオン性モノマーを含んでもよいが、全イオン性モノマーは通常、同一の電荷及び／又はその中和された形態を有するように選択される。すなわち、全イオン基は、（ａ）正に帯電し、及び／又はその中和された形態であるか、又は（ｂ）負に帯電し、及び／又はその中和された形態である。
【００３３】
イオン性モノマーに加えて、第１のモノマー組成物は少なくともいくつかの非イオン性モノマーを含んでもよい。例えば、第１のモノマー組成物は、１重量％までの、２重量％までの、５重量％までの、１０重量％までの、２０重量％までの、３０重量％、４０重量％までの、又は５０重量％までの非イオン性モノマーを含み得る。すなわち、第１のモノマー組成物は、０〜５０重量％の非イオン性モノマーを含有し得る。イオン性の第１のポリマーのイオン交換能（すなわち、結合能）を最大化するために、非イオン性モノマーの量は、第１のモノマー組成物中のイオン性モノマーの量より少ない又は著しく少ないように選択されることが多い。例えば、第１のモノマー組成物は、第１のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして０〜４０重量％、０〜２０重量％、０〜１０重量％、又は０〜５重量％の非イオン性モノマーを含有し得る。
【００３４】
イオン性の第１のポリマーが半相互貫入ポリマー網状組織を調製するために使用される水相組成物中に可溶性である（すなわち、溶解される）ことを確実にするため、イオン性の第１のポリマーを形成するために使用される第１のモノマー組成物中に含まれる全モノマーは、典型的には２０以下の親油性指数を有するように選択される。本明細書で使用されるとき、用語「親油性指数」又は「ＬＩ」は、モノマーの疎水性又は親水性を特徴付けるための指標を指す。親油性指数は、等体積（１：１）の非極性溶媒（例えば、ヘキサン）と極性溶媒（例えば、７５：２５のアセトニトリル−水の溶液）の中にモノマーを分配することにより、測定される。親油性指数は、分割後に非極性相に残るモノマーの重量％に等しい。より疎水性のモノマーはより高い親油性指数を有する傾向があり、同様に、より親水性のモノマーはより低い親油性指数を有する傾向がある。親油性指数の測定は、Ｄｒｔｉｎａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２９、４４８６〜４４８９（１９９６）に更に記載されている。
【００３５】
十分に低い親油性指数を有する非イオン性モノマーの例には、２−ヒドロキシエチルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（例えば、ＬＩが１）、及び３−ヒドロキシプロピルメタクリレート（例えば、ＬＩが２）等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート類、アクリルアミド（例えば、ＬＩが１未満）及びメタクリルアミド（ＬＩが１未満）、グリセロールモノメタクリレート及びグリセロールモノアクリレート、Ｎ−メチルアクリルアミド（例えば、ＬＩが１未満）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（例えば、ＬＩが１未満）、Ｎ−メチルメタクリルアミド、及びＮ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド等のＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド類、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、及びＮ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニルアミド類、２−アセトキシエチルアクリレート及び２−アセトキシエチルメタクリレート（例えば、ＬＩが９）等のアセトキシアルキル（メタ）アクリレート類、グリシジルアクリレート及びグリシジルメタクリレート（例えば、ＬＩが１１）等のグリシジル（メタ）アクリレート類、並びにビニルジメチルアズラクトン（例えば、ＬＩが１５）等のビニルアルキルアズラクトン類が挙げられるがそれらに限定されない。
【００３６】
任意の好適な方法が、イオン性の第１のポリマーを形成するために使用され得る。このポリマーは、例えば、水性系媒体内でのフリーラジカル重合を使用して形成され得る。いくつかの方法例では、水性系溶媒組成物は、水、又は水と４個以下の炭素原子を有するモノアルコールとの組み合わせを含む。反応混合物は、多くの場合、窒素でパージされ、次に密封された容器内で少なくとも２時間、少なくとも４時間、少なくとも８時間、又は少なくとも２４時間、約６０℃で加熱される。イオン性の第１のポリマーを調製する好適な方法は、後述の実施例の項で更に記載される。
【００３７】
市販されているいくつかの好適なアニオン性ポリマーには、例えば、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（ビニルホスホン酸）のナトリウム塩、ポリ（スチレンスルホン酸／マレイン酸）のナトリウム塩、ポリ（アクリルアミド／アクリル酸）のナトリウム塩が挙げられる。市販されているいくつかの好適なカチオン性ポリマーには、例えば、キトサン、ポリ（アリルアミン）の塩酸塩、ポリ（４−アミノスチレン）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）、ポリ（２−ジメチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（ｌ−リジン臭化水素酸塩）、ポリ（２−メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムブロミド）、ポリ（Ｎ−メチルビニルアミン）、ポリ（ビニルアミン）の塩酸塩、ポリ（４−ビニル−１−メチルピリジニウムブロミド）、及びポリ（２−ビニルピリジン）が挙げられる。これらのポリマーは、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＰＡ）等の種々の製造販売元から獲得可能である。
【００３８】
任意の好適な分子量のイオン性の第１のポリマーを、半相互貫入ポリマー網状組織におけるイオン性の第１のポリマーとして使用し得るが、イオン性の第１のポリマー重量平均分子量は、５０，０００グラム／モル以上であることが多い。例えば、重量平均分子量は、７５，０００グラム／モル以上、１００，０００グラム／モル以上、１５０，０００グラム／モル以上、又は２００，０００グラム／モル以上であることが多い。重量平均分子量は、典型的には、イオン性の第１のポリマーが、半相互貫入網状組織を形成するために使用される水相組成物中に可溶性であるように選択される。より具体的には、重量平均分子量は、多くの場合、２，０００，０００グラム／モル以下、１，５００，０００グラム／モル以下、１，０００，０００グラム／モル以下、７５０，０００グラム／モル、又は５００，０００グラム／モル以下である。重量平均分子量は、多くの場合、５０，０００〜２，０００，０００グラム／モルの範囲、１００，０００〜２，０００，０００グラム／モルの範囲、５０，０００〜１，０００，０００グラム／モルの範囲、１００，０００〜１，０００，０００グラム／モルの範囲、５０，０００〜５００，０００グラム／モルの範囲、又は１００，０００〜５００，０００グラム／モルの範囲である。
【００３９】
イオン性の第１のポリマーに加えて、半相互貫入ポリマー網状組織は、イオン性の第１のポリマーの存在下で形成される架橋された第２のポリマーを更に含む。すなわち、２つのポリマーは密接に会合し、架橋された第２のポリマーは、イオン性の第１のポリマーを物理的もつれを通じて少なくとも部分的に捕捉することが多い。架橋された第２のポリマーは、イオン性であってもよく、又は非イオン性であってよい。
【００４０】
半相互貫入網状組織は、典型的には少なくとも１０重量％のイオン性の第１のポリマーを含有する。イオン性の第１のポリマーの量がより少ない場合、半相互貫入網状組織は、イオン交換樹脂として効果的に機能し得ないことがある。半相互貫入網状組織は、少なくとも２０重量％、少なくとも３０重量％、又は少なくとも４０重量％のイオン性の第１のポリマーを含有することが多い。半相互貫入網状組織は、８０重量％までの、７０重量％までの、６０重量％までの、又は５０重量％までのイオン性の第１のポリマーを含有し得る。しかしながら、イオン性の第１のポリマーの量が多すぎる場合、得られる半相互貫入ポリマー網状組織は、剛性及び強度を提供するのに不十分な量の架橋された第２のポリマーを含有する可能性がある。それに加えて、イオン性の第１のポリマーの量が高すぎる場合、架橋された第２のポリマーは、イオン性の第１のポリマーを捕捉するのに不十分な量で存在する可能性がある。いくつかの実施形態では、半相互貫入網状組織は、半相互貫入網状組織内のポリマー材料の総重量を基準にして、１０〜８０重量％、２０〜８０重量％、１０〜６０重量％、２０〜６０重量％、３０〜６０重量％、３５〜５５重量％、又は４０〜５０重量％のイオン性の第１のポリマーを含む。
【００４１】
半相互貫入ポリマー網状組織は多くの場合、１０〜８０重量％のイオン性の第１のポリマー及び２０〜９０重量％の架橋された第２のポリマーを含有する。例えば、半相互貫入ポリマー網状組織は、２０〜７０重量％のイオン性の第１のポリマー及び３０〜８０重量％の架橋された第２のポリマー、３０〜７０重量％のイオン性の第１のポリマー及び３０〜７０重量％の架橋された第２のポリマー、３０〜６０重量％のイオン性の第１のポリマー及び４０〜７０重量％の架橋された第２のポリマー、３０〜５０重量％のイオン性の第１のポリマー及び５０〜７０重量％の架橋された第２のポリマー、又は３５〜４５重量％のイオン性の第１のポリマー及び５５〜６５重量％の架橋された第２のポリマーを含有し得る。
【００４２】
架橋された第２のポリマーは、イオン性の第１のポリマーの存在下での第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される。イオン性の第１のポリマー及び第２のモノマー組成物のどちらも、典型的には水相組成物中で可溶性であるように選択される。第２のモノマー組成物は、架橋性モノマーを含み、また任意に、水性系溶媒組成物等の水相組成物中で可溶性であるイオン性モノマー又は非イオン性モノマーといった、他のモノマーを含んでもよい。
【００４３】
第２のモノマー組成物内で使用するために好適な架橋性モノマーは、少なくとも２つのエチレン性不飽和基を有し、また水又は水性系溶媒組成物中で可溶性であるものである。換言すれば、架橋性モノマーは、２０未満又は２０に等しい親油性指数を有するように選択される。好適な架橋性モノマーは、典型的には、Ｎ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド、又はそれらの組み合わせである。これらの架橋性モノマーは、１つのポリマー鎖と別のポリマー鎖とが架橋するように反応し得る、又はポリマー鎖の一部と同一ポリマー鎖の別の部分とが架橋するように反応し得る、２個の（メタ）アクリロイル基を有する。この架橋には、架橋された第２のポリマーが含まれるが、イオン性の第１のポリマーは含まれない。
【００４４】
好適なＮ，Ｎ’−アルキレンビス（メタ）アクリルアミド架橋性モノマーには、１〜１０個の炭素原子、１〜８個の炭素原子、１〜６個の炭素原子、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキレン基を有するものが挙げられるが、それらに限定されない。例としては、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−プロピレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−プロピレンビスメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスアクリルアミド、及びＮ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスメタクリルアミドが挙げられる。好適なＮ，Ｎ’−ヘテロアルキレンビス（メタ）アクリルアミド架橋性モノマーには、Ｎ，Ｎ’−シスタミンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ピペラジンビスアクリルアミド、及びＮ，Ｎ’−ピペラジンビスメタクリルアミドが挙げられるが、それらに限定されない。これらの架橋性モノマーは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）及びＰｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＰＡ）等の様々な供給元から市販されている。あるいは、これらの架橋性モノマーは、例えば、Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ，ｅｔ  ａｌ．，Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，１６，１９９〜２１２（１９９１／１９９２）のような、当該技術分野において記載される手順により、合成し得る。
【００４５】
第２のモノマー組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含む。これより少ない量を使用すると、得られる半相互貫入ポリマー網状組織は、許容可能な剛性を有さない可能性がある。加えて、第２のモノマー組成物中のより多量の架橋性モノマーは、得られる半相互貫入網状組織中の架橋された第２のポリマー内でのイオン性の第１のポリマーのより効果的な補足をもたらす傾向がある。いくつかの第２のモノマー組成物例は、少なくとも４０重量％、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、又は少なくとも９８重量％の架橋性モノマーを含む。いくつかの第２のモノマー組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして、５０〜１００重量％、７０〜１００重量％、８０〜１００重量％、又は９０〜１００重量％の架橋性モノマーを含有する。
【００４６】
架橋性モノマーに加えて、他のモノマーが第２のモノマー組成物中に含まれてもよいが、この組成物中の全ての又は実質的に全てのモノマーは、２０未満又は２０と等しい親油性指数を有する。本明細書で使用されるとき、用語「実質的に全ての」は、２０超の親油性指数を有して存在する任意のモノマーが不純物として存在することを意味する。親油性指数が２０超の任意の不純物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして２重量％未満、１重量％未満、０．５重量％未満、０．２重量％未満、又は０．１重量％未満の量で存在する。いくつかの実施形態では、第２のモノマー組成物中の全て又は実質的に全てのモノマーは、１５以下、１０以下、５以下、３以下、又は１以下の親油性指数を有する。
【００４７】
第２のモノマー混合物中に含まれ得る好適なイオン性モノマー及び非イオン性モノマーは、イオン性の第１のポリマーの調製における使用に関して上述されるものと同じである。イオン性モノマーが第２のモノマー組成物に含まれる場合、これらのイオン性モノマー上のイオン基（すなわち、第２のイオン基）の電荷は、典型的にはイオン性の第１のポリマーに含まれるものと反対になるように選択される。すなわち、イオン性の第１のポリマーが酸性基及び／又はその塩を含むならば、架橋された第２のポリマーは塩基性基及び／又はその塩を含み得る。同様に、イオン性の第１のポリマーが塩基性基及び／又はその塩を含むならば、架橋された第２のポリマーは酸性基及び／又はその塩を有し得る。
【００４８】
イオン性の第１のポリマーに含まれるものと電荷が反対である架橋された第２のポリマー上のイオン基の存在は、架橋された第２のポリマー内でのイオン性の第１のポリマーの捕捉を促進することがある。しかしながら、架橋された第２のポリマー上の第２のイオン基のモル数は、イオン性の第１のポリマー上の第１のイオン基のモル数より小さくあるべきである。すなわち、得られる半相互貫入ポリマー網状組織がイオン交換樹脂として機能し得るように、イオン性の第１のポリマー上に残る過剰の第１のイオン基（すなわち、反対に帯電した架橋された第２のポリマー上の第２のイオン基に引き付けられない、イオン性の第１のポリマー上の過剰の第１のイオン基剰）があるべきである。すなわち、得られる半相互貫入ポリマー網状組織がイオン交換樹脂として機能し得るように、イオン性の第１のポリマー上に残る過剰の第１のイオン基（すなわち、反対に帯電した架橋された第２のポリマー上の第２のイオン基に引き付けられない、イオン性の第１のポリマー上の過剰の第１のイオン基剰）があるべきである。すなわち、得られる半相互貫入ポリマー網状組織がイオン交換樹脂として機能し得るように、イオン性の第１のポリマー上に残る過剰の第１のイオン基（すなわち、反対に帯電した架橋された第２のポリマー上の第２のイオン基に引き付けられない、イオン性の第１のポリマー上の過剰の第１のイオン基剰）があるべきである。典型的には、イオン性の第１のポリマー上の第１のイオン基の５０モル・パーセントが、架橋された第２のポリマー上の第２のイオン基に引き付けられる（すなわち、それによって平衡される、又はそれに対する対イオンとして機能する）。例えば、イオン性の第１のポリマー上の第１のイオン基の４０モル・パーセント以下、３０モル・パーセント以下、２０モル・パーセント以下、１０モル・パーセント以下、又は５モル・パーセント以下が、架橋された第２のポリマー上の第２のイオン基に引き付けられる。
【００４９】
適切な量の架橋性モノマーが存在するのであれば、任意の量のイオン性モノマーが、架橋された第２のポリマーを形成するために使用される第２のモノマー組成物中に含まれ得る。いくつかの実施形態では、第２のモノマー組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして、５０パーセントまでのイオン性モノマーを含有し得る。例えば、第２のモノマー組成物は、４０重量％まで、３０重量％まで、２０重量％まで、１０重量％まで、５重量％のイオン性モノマーを含有し得る。第２のモノマー組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして、少なくとも１重量％、少なくとも２重量％、少なくとも５重量％、又は少なくとも１０重量％のイオン性モノマーを含有し得る。
【００５０】
いくつかの実施形態では、第２のモノマー組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして、５０〜９９重量％の架橋性モノマー及び１〜５０重量％のイオン性モノマーを含有する。例えば、第２のモノマー組成物は、５０〜９５重量％の架橋性モノマー及び５〜５０重量％のイオン性モノマー、６０〜９５重量％の架橋性モノマー及び５〜４０重量％のイオン性モノマー、７０〜９５重量％の架橋性モノマー及び５〜３０重量％のイオン性モノマー、８０〜９５重量％の架橋性モノマー及び５〜２０重量％のイオン性モノマー、又は９０〜９９重量％の架橋性モノマー及び１〜１０重量％のイオン性モノマーを含有し得る。
【００５１】
架橋された第２のポリマーは、イオン性の第１のポリマーの存在下で形成される。すなわち、架橋された第２のポリマーを形成するためのフリーラジカル重合反応は、イオン性の第１のポリマーの存在下で生じる。架橋された第２のポリマーは、典型的には、物理的もつれを通じてイオン性の第１のポリマーを少なくとも部分的に捕捉する。架橋された第２のポリマーに対するイオン性の第１のポリマーの重量比は、半相互貫入ポリマー網状組織の最終的な特性及び特徴に影響し得る。概して、イオン性の第１のポリマーは、得られるイオン交換樹脂の結合能（すなわち、イオン交換能）に影響する。したがって、イオン交換樹脂の能力は、典型的には、半相互貫入ポリマー網状組織に含まれる第１のポリマーの量の増大と共に増大する。概して、架橋された第２のポリマーは、半相互貫入ポリマー網状組織の剛性に影響する。剛性は、半相互貫入ポリマー網状組織内の架橋された第２のポリマーの架橋の範囲が増大するにつれて、増大する。増大された剛性は通常、半相互貫入ポリマー網状組織が、クロマトグラフカラム内に位置付けられるイオン交換樹脂として使用されるであろう場合に、望ましい。より剛性のポリマー粒子は、典型的には、商業規模又は工業規模で使用される一部のクロマトグラフカラムに関連する高圧力に、より良く耐え得る。
【００５２】
第２のモノマー組成物からの架橋された第２のポリマーの形成に関係するフリーラジカル重合反応は、典型的には水相組成物内で生じる。水相組成物は、イオン性の第１のポリマー及び第２のモノマー組成物のモノマーを溶かすことができる水性系溶媒組成物（例えば、水、又は水及び１つ以上の極性溶媒）を含む。水性系溶媒組成物は多くの場合、水と１〜４個の炭素原子を有するモノアルコールとを含む。好適なモノアルコールには、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、第三級−ブタノール、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、水性系溶媒組成物の少なくとも２０重量％がモノアルコールであり得る。例えば、水性系溶媒組成物の少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％、又は少なくとも５０重量％がモノアルコールであり得る。水性系溶媒組成物の９０重量％まで、８０重量％まで、７０重量％まで、又は６０重量％までが、モノアルコールであり得る。例えば、モノアルコールの量は、水性系溶媒組成物の２０〜９０重量％、２０〜８０重量％、２０〜６０重量％、３０〜９０重量％、３０〜８０重量％、３０〜６０重量％、４０〜９０重量％、４０〜８０重量％、５０〜９０重量％、又は５０〜８０重量％の範囲であり得る。
【００５４】
水性系溶媒組成物はまた、水及びモノアルコールと混和性である、追加の共溶媒も含有し得る。好適な水相共溶媒には、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アセトニトリル等が挙げられるが、それらに限定されない。共溶媒は、例えば、第２のモノマー組成物中の架橋性モノマー等のモノマーの一部の溶解度を改善し得る。それに加えて、共溶媒は、第２のポリマー形成の相分離挙動に影響を与えることができ、また得られる半相互貫入ポリマー網状組織の多孔性特徴に影響を与えることができる。水性系溶媒は、典型的には、０〜２０重量％の追加の水相共溶媒を含有する。例えば、水性系溶媒は、０〜１５重量％、０〜１０重量％、１〜１０重量％、又は１〜５重量％の水相共溶媒を含み得る。
【００５５】
水相組成物中のイオン性の第１のポリマーの量、第２のモノマー組成物の量、及び水性系溶媒組成物の量は、典型的には全てのモノマー及びイオン性の第１のポリマーが水性系溶媒組成物中に溶解されるように選択される。水性系溶媒組成物は、典型的には水相組成物（例えば、水性系溶媒組成物、第１のポリマー、及び第２のモノマー組成物）の総重量の少なくとも５０重量％である。例えば、水相組成物は、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、又は少なくとも９０重量％の水性系溶媒組成物を含有し得る。いくつかの実施形態では、水相組成物は、５０〜９５重量％、５０〜９０重量％、５０〜８０重量％、６０〜９５重量％、又は６０〜９０重量％の水性系溶媒組成物を含有する。
【００５６】
水相組成物は更に、該水相組成物中に可溶性であるポロゲンを含み得る。ポロゲン、並びに水相組成物中の他の構成要素（例えば、ある量の架橋性モノマー及びある量のモノアルコール）は、マクロ多孔性の半相互貫入ポリマー網状組織の形成を促進し得る。
【００５７】
本明細書で使用されるとき、用語「マクロ多孔性の」とは、乾燥状態時さえも永続的な多孔質構造を有するポリマー材料（例えば、半相互貫入ポリマー網状組織）を指す。ポリマー材料は溶媒に接触すると膨潤することが可能であるが、膨潤は多孔質構造を通りポリマー材料の内部に接近することを可能にするためには必要ではない。対照的に、用語「ゲル」又は「ゲル状の」は、乾燥状態時に永続的な多孔質構造を有さないが、好適な溶媒によって膨張してポリマー材料の内部に拡散到達が可能であるポリマー材料を指すためにほぼ同じ意味で互換的に使用される。マクロ多孔性ポリマー材料及びゲル状ポリマー材料の双方は、Ｓｈｅｒｒｉｎｇｔｏｎ，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２２７５〜２２８６（１９９８）、及びＭａｃｉｎｔｙｒｅ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３７，７６２８〜７６３６（２００４）に更に記載される。用語「マクロ多孔性」及び「ゲル状」とは、特定の孔径又は特定の孔径範囲を示すことを意味したものではない。
【００５８】
好適なポロゲンは通常、脂肪族及び水溶性である。ポロゲンは、モノマーではなく、またエチレン性不飽和基といった、フリーラジカル重合を起こす基が無い。ポロゲンは、概して、半相互貫入ポリマー網状組織に共有結合されず、また通常第２のモノマー組成物の重合反応が完了した後に除去される。しかしながら、重合反応中に、ポロゲンの一部分は連鎖反応を通じてポリマー網状組織に共有結合することがある。好ましくは、ポロゲンは、ポリマー網状組織に結合されない。
【００５９】
いくつかの好適なポロゲンは、式（ＩＩＩ）のアルキレンオキシド又はポリアルキレンオキシドである。
Ｒ３−（Ｒ４−Ｏ）ｎ−Ｒ５
（ＩＩＩ）
【００６０】
本式中、基Ｒ３は、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、アシルオキシ、又はハロであり、各Ｒ４は、独立して１〜４個の炭素原子を有するアルキレンであり、Ｒ５は、水素、アルキル、カルボキシアルキル、アシル、又はハロアルキルであり、ｎは１〜１，０００の整数である。
【００６１】
いくつかの式（ＩＩＩ）のポロゲン例では、両末端基（すなわち、基−Ｒ３及び基−ＯＲ５）はヒドロキシ基である（すなわち、Ｒ３はヒドロキシであり、またＲ５は水素である）。他のポロゲン例では、Ｒ３はヒドロキシであり、またＲ５はアルキル（例えば、１〜２０、１〜１０、１〜６、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキル）、ハロアルキル（例えば、クロロメチル等のクロロアルキル）、アシル（例えば、アセチル）、又はカルボキシアルキル（例えば、カルボキシメチル）である。すなわち、一方の末端基はヒドロキシであり、また他方の末端基は、アルコキシ、ハロアルコキシ、アシルオキシ、又はカルボキシ（例えば、カルボキシで置換されているアルコキシである、カルボキシアルコキシ）である。他のポロゲン例では、Ｒ３は、アルコキシ（例えば、１〜１０個、１〜６個、又は１〜４個の炭素原子を有するアルコキシ）であり、またＲ５はアルキル（例えば、１〜１０個、１〜６個、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキル）又はアシル（例えば、アセチル）である。すなわち、一方の末端基はアルコキシであり、また他方の末端基はアルコキシ又はアシルオキシである。また別のポロゲン例では、Ｒ３はカルボキシであり、またＲ５はカルボキシアルキル（例えば、カルボキシメチル）である。すなわち、両末端基はカルボキシ（−ＯＲ５はカルボキシアルコキシ）である。
【００６２】
式（ＩＩＩ）中の基Ｒ４は、例えば、エチレン又はプロピレン等の、アルキレンである。エチレンＲ４基を有する好適なポロゲンには、エチレングリコール、並びにジエチレングリコール、トリエチレングリコール、及びより高級の類似体等のエチレングリコール系材料が挙げられる。エチレングリコールの高級同族体は、ポリエチレングリコール（すなわち、ＰＥＧ）、又はポリエチレンオキシド（すなわち、ＰＥＯ）と称されることが多い。プロピレンＲ４基を有する好適なポロゲンには、プロピレングリコール、並びにジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びより高級の同族体等のプロピレングリコール系材料が挙げられる。プロピレングリコールの高級同族体は、ポリプロピレングリコール（すなわち、ＰＰＧ）、又はポリプロピレンオキシド（すなわち、ＰＰＯ）と称されることが多い。ポロゲンは、無作為化されるか、又はポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドのブロックコポリマーであってもよい。
【００６３】
式（ＩＩＩ）中の下付き文字は、１を超える、２を超える、５を超える、１０を超える、２０を超える、５０を超える、１００を超える、２００を超える、又は５００を超える整数であり得る。例えば、ｎは、１〜１，０００の範囲の、１〜８００の範囲の、１〜６００の範囲の、１〜５００の範囲の、１〜２００の範囲の、又は１〜１００の範囲の整数であり得る。
【００６４】
いくつかの式（ＩＩＩ）のポロゲンは、少なくとも２００グラム／モル、少なくとも４００グラム／モル、少なくとも８００グラム／モル、少なくとも１，０００グラム／モル、少なくとも２，０００グラム／モル、少なくとも４，０００グラム／モル、少なくとも８，０００グラム／モル、又は少なくとも１０，０００グラム／モルの分子量を有するポリアルキレンオキシドである。ポリアルキレンオキシドポロゲンは多くの場合、２０，０００グラム／モルまで、１６，０００グラム／モルまで、１２，０００グラム／モルまで、１０，０００グラム／モルまで、８，０００グラム／モルまで、６，０００グラム／モルまで、４，０００グラム／モルまで、２，０００グラム／モルまで、又は１，０００グラム／モルまでの平均分子量を有する。例えば、ポリアルキレンオキシドポロゲンは、典型的には、２００〜２０，０００グラム／モルの範囲の、２００〜１６，０００グラム／モルの範囲の、２００〜８，０００グラム／モルの範囲の、２００〜４，０００グラム／モルの範囲の、２００〜２，０００グラム／モルの範囲の、２００〜１，０００グラム／モルの範囲の、５００〜４，０００グラム／モルの範囲の、１，０００〜４，０００グラム／モルの範囲の、又は１，０００〜３，０００グラム／モルの範囲の平均分子量を有する。
【００６５】
ヒドロキシ、メトキシ、ヒドロキシ及びメトキシの組み合わせ、ヒドロキシ及びクロロの組み合わせ、アルコキシ及びアセトキシの組み合わせ、又は少なくとも１つのカルボキシ基から選択される末端基（すなわち、基Ｒ３及び−ＯＲ５）を有する、ポリアルキレンオキシドが市販されている。かかる材料は、例えば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）、Ｎｅｋｔａｒ（Ｈｕｎｔｓｖｉｌｌｅ，ＡＬ）、及びＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。
【００６６】
他の好適なポロゲンは、少なくとも３個のヒドロキシル基を有する脂肪族化合物である。例えば、ポロゲンは、少なくとも０．５であるヒドロキシル対炭素モル比を有し得る。いくつかの実施形態では、ヒドロキシル対炭素モル比は、少なくとも０．６、少なくとも０．８、又は少なくとも１．０である。ポロゲンの重量平均分子量は多くの場合、１０，０００グラム／モルまで、９，０００グラム／モルまで、８，０００グラム／モルまで、６，０００グラム／モルまで、４，０００グラム／モルまで、２，０００グラム／モルまで、１，０００グラム／モルまで、又は５００グラム／モルまでであり得る。
【００６７】
いくつかのポロゲン例は、単糖類、二糖類、又は多糖類等の糖類である。好適な単糖類には、エリトロース、トレオース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、フルクトース、ソルボース、リブロース、及びセドヘプツロースが含まれるがそれらに限定されない。好適な二糖類には、スクロース、マルトース、及びラクトースが含まれるがそれらに限定されない。好適な多糖類には、マルトトリオース及びデキストランが含まれるがそれらに限定されない。
【００６８】
他のポロゲン例は、式ＨＯＣＨ２（ＣＨＯＨ）ｐＣＨＯの単糖類の誘導体であり、式中、ｐは２、３、又は４に等しい整数である。好適な誘導体は、少なくとも３個のヒドロキシ基を有する。誘導体のいくつかは、単糖類の酸化生成物である。酸化生成物は、例えば、グルコン酸（すなわち、グルコース由来）若しくはマンノン酸（mannoic acid）（すなわち、マンノース由来）等の、式ＨＯＣＨ２（ＣＨＯＨ）ｐＣＯＯＨのモノカルボン酸、例えば、グルコン酸（すなわち、グルコース由来）、マンナル酸（すなわち、マンノース由来）、キシラル酸（すなわち、キシロース由来）、若しくは酒石酸（すなわち、トレオース由来）等の、式ＨＯＯＣ（ＣＨＯＨ）ｐＣＯＯＨのジカルボン酸、例えば、グルシトール（すなわち、グルコース由来）、マンニトール（すなわち、マンノース由来）、若しくはリビトール（すなわち、リボース由来）等の、式ＨＯＣＨ２（ＣＨＯＨ）ｐＣＨ２ＯＨのポリヒドロキシ（polyhydoxy）アルコール、又は例えば、グルクロン酸（すなわち、グルコース由来）若しくはマンヌロン酸（すなわち、マンノース由来）等の、式ＨＯＯＣ（ＣＨＯＨ）ｐＣＨＯのアルデヒド酸（aldehydro acid）であり得る。また他の単糖類の誘導体は、アミノ基で置き換えられた少なくとも１個のヒドロキシ基を有するアミノ誘導体である。好適な単糖類の誘導体には、グルコサミン及びグルカミンが挙げられるがそれらに限定されない。更なる単糖類の誘導体は、アルコキシ基で置き換えられた少なくとも１つのヒドロキシ基を有するアルコキシ誘導体である。単糖類の好適なアルコキシ誘導体には、メチルグルコピラノシド、メチルガラクトピラノシド、及び３−Ｏ−メチルグルコピラノースが挙げられるがそれらに限定されない。
【００６９】
また他のポロゲン例は、例えば、グリセロール、イノシトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、及びトリペンタエリスリトール等の、少なくとも３個のヒドロキシ基を有するポリオールである。
【００７０】
第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合反応を開始するために、反応開始剤が水相組成物へ添加され得る。フリーラジカル反応開始剤は通常、水性系溶媒組成物中に可溶性である。フリーラジカル反応開始剤は、熱的に、光化学的に又は酸化還元反応を通じて活性化させることができる。フリーラジカル反応開始剤は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして、０．０２〜１０重量％の範囲の量で使用されることが多い。いくつかの例では、フリーラジカル反応開始剤は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして２〜６重量％の量で存在する。
【００７１】
好適な水溶性熱反応開始剤としては、例えば、アゾ化合物、過酸化物、又はヒドロペルオキシド、過硫酸塩などが挙げられる。アゾ化合物の例としては、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロライド、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライド、及び４，４’−アゾビス−（４−シアノペンタン酸）が挙げられる。市販されている熱アゾ化合物反応開始剤の例としては、ＤｕＰｏｎｔ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）からＶＡＺＯ  ４４、ＶＡＺＯ  ５６、及びＶＡＺＯ  ６８等の「ＶＡＺＯ」の商品名で市販されている材料が挙げられる。好適な過酸化物及びヒドロペルオキシドとしては、過酸化アセチル、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、及びペルオキシ酢酸が挙げられる。好適な過硫酸塩としては、例えば、過硫酸ナトリウム、及び過硫酸アンモニウムが挙げられる。
【００７２】
他の実施例では、フリーラジカル反応開始剤は、過硫酸アンモニウム又は過硫酸ナトリウムとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、過硫酸アンモニウム又は過硫酸ナトリウムと硫酸第一鉄アンモニウム、過酸化水素と硫酸第一鉄アンモニウム、クメンヒドロペルオキシドとＮ，Ｎ−ジメチルアニリンなどのような酸化還元対である。
【００７３】
温度及び反応時間等の重合反応条件は、選択される特定のフリーラジカル反応開始剤に依存する。温度は、熱的に開始される重合反応に対しては、約５０℃〜１５０℃である場合が多い。いくつかの方法では、温度は、５５℃〜１００℃の範囲内である。酸化還元、又は光化学的に開始される重合反応に対しては、温度は、必要に応じて、室温に近いか、又は室温を下回ってもよい。反応時間は、３０分〜２４時間又はそれ以上の範囲内であり得る。典型的には、２〜４時間の反応時間が十分である。
【００７４】
いくつかの実施形態では、水相組成物は、第２のモノマー組成物の重合反応の開始時にのみ存在する相である。重合反応が進行するにつれて、得られた半相互貫入ポリマー網状組織は、水相から沈殿することが多い。最終的な生成物は、半相互貫入ポリマー網状組織を調製するために使用されるブロック又は容器の形状等の、任意の形状のモノリスの形態であり得る。必要に応じて、粒子は、切断、破砕、破壊、粉砕等によってモノリスから成形され得る。これらの粒子は、寸法が均一又は不均一である、規則的又は不規則な形状を有し得る。
【００７５】
他の実施形態では、半相互貫入ポリマー網状組織を形成するために逆懸濁重合プロセスが使用される。逆懸濁重合プロセスでは、水相組成物は、該水相組成物と混和しない有機相中に分散又は懸濁される。より具体的には、この方法は、イオン性の第１のポリマー、第２のモノマー組成物、及び水性系溶媒組成物を含有する、水相組成物を形成する工程を含む。イオン性の第１のポリマーは、水相組成物中に可溶性であり、また第１のイオン基を有する。第２のモノマー組成物は、水相組成物中に可溶性であり、また第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。水性系溶媒組成物は、水を含有する。方法は、非極性有機溶媒を含む有機相中に水相組成物を懸濁する工程、及び第２のモノマー組成物を重合し、半相互貫入ポリマー網状組織の粒子を形成する工程を更に含む。
【００７６】
有機相中の非極性有機溶媒の水相組成物に対する体積比は、通常、２：１〜６：１の範囲である。第２のモノマー組成物、イオン性の第１のポリマー、及び水性系溶媒組成物を含有する水相組成物は、多くの場合、通常主に非極性有機溶媒である有機相内に、比較的小さい液滴で分散される。水相組成物の分散のための不活性媒体として機能する他、懸濁媒体（すなわち、有機相）の主要な目的は、重合反応中に発生する熱を放散させることである。いくつかの実施形態では、懸濁媒体の密度は、水相組成物とほぼ同じになるように選択され得る。これらの密度をほぼ合致させることにより、半相互貫入ポリマー網状組織のより球状で、またより均一な寸法の粒子の形成がもたらされる傾向がある。
【００７７】
有機相に使用するために好適な非極性有機溶媒は、典型的には、例えば、ヘキサン、ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、イソドデカン、及びシクロヘキサン等のアルカン、例えば、Ｅｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ（Ｆａｉｒｆａｘ，ＶＡ）から「ＩＳＯＰＡＲ」の商品名で市販されているもの等のイソパラフィン、四塩化炭素、クロロホルム、及び塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素、ベンゼン及びトルエン等の芳香族、低粘度シリコーンオイル、鉱油、例えば、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＢＴＥ）等のエーテル、又はそれらの組み合わせである。例えば、非極性有機溶媒は、ヘプタンと塩化メチレンとの混合物、又はヘプタンとトルエンとの混合物であり得る。
【００７８】
懸濁化剤（すなわち、ポリマー安定剤）は、有機相中（例えば、非極性有機溶媒中）の水相組成物液滴の懸濁を促進するために使用されることが多い。親水性であるポロゲンと違い、懸濁化剤は通常、疎水性部分及び親水性部分の双方を有する。懸濁化剤は、水相組成物と非極性有機溶媒との間の界面張力を修正するように機能する。更に懸濁化剤により、水相組成物の液滴に分子中の原子配列安定性が提供される。この分子中の原子配列安定性は、重合プロセス中の凝集粒子の形成を最小化又は阻止する傾向がある。
【００７９】
好適な懸濁化剤には、ソルビタンセスキオレエート、ポリエチレンオキシド（２０）ソルビタントリオレアート、ポリエチレンオキシド（２０）ソルビタンモノレエート、ソルビタントリオレエート、ジ−２−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、イソオクチルアクリレートとアクリル酸のコポリマー、ヘキシルアクリレートとアクリル酸又はアクリル酸ナトリウムのコポリマー、イソオクチルアクリレートと２−アクリルアミドイソブチルアミドのコポリマー等が挙げられる。懸濁化剤の量は、半相互貫入ポリマー網状組織粒子の寸法に影響し得る（すなわち、より大量の懸濁化剤の使用は、より小さい半相互貫入ポリマー網状組織粒子の形成をもたらすことが多い）。懸濁化剤の量は概して、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして、０．１〜１０重量％の範囲である。例えば、有機相組成物は、第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして、０．１〜８重量％、又は０．５〜５重量％の懸濁化剤を含有し得る。
【００８０】
得られる半相互貫入ポリマー網状組織粒子の寸法は、水相組成物の寸法によってかなりの程度まで決定される。液滴の寸法は、攪拌速度、温度、反応器形状、懸濁化剤量、懸濁化剤の選択、非極性有機溶媒の選択、及び水性系溶媒組成物の選択といった、様々な変数によって影響を受け得る。攪拌速度、懸濁化剤の種類、及び懸濁化剤の量は、得られる粒子の凝集又はアグロメレーション水準を制御するためしばしば変更され得る。一般的に、凝集の欠如は好ましい。
【００８１】
フリーラジカル重合反応が進行するにつれて、多数のポリマー分子（すなわち、成長する第２のポリマーの分子）が各水相液滴内で形成される。この反応が進行するにつれて、ポリマー分子の成長及び架橋が持続される。成長及び架橋は、イオン性の第１のポリマーの存在下で発生する。分子量が十分に大きくなると、ポリマー相は、液滴内で水相組成物から分離する。このポリマー相は、典型的には、成長する第２のポリマー内に捕捉されるイオン性の第１のポリマーを含む。理論によって拘束されることを望むものではないが、孔は、少なくとも部分的には、分子量が増大する際にポリマー相からの水性溶媒の排除によって形成されると考えられる。相分離の発生点は、平均孔径及び孔径分布に影響し得る。より遅い相分離は、より小さい孔及びより大きい表面積を有するポリマー粒子（すなわち、半相互貫入ポリマー網状組織粒子）の形成を好む傾向がある。逆に、より早い相分離は、より大きい孔及びより小さい表面積を有するポリマー粒子の形成を好む傾向がある。
【００８２】
相分離の発生点は、任意のポロゲンの添加によって影響され得る。ポロゲンは、通常、水相組成物中の第２のモノマー組成物に対する従来の溶媒として機能し得る液体である。一般に、有用なポロゲンは、水相組成物と非極性有機溶媒との間で、任意の感知可能な範囲に分割されない（すなわち、ポロゲンは、水相組成物から非極性溶媒へと、任意の感知可能な量で抽出されない）。
【００８３】
形成ポリマー材料と適合性のあるポロゲン（例えば、成長する第２のポリマーにふさわしい溶媒であるポロゲン）は、形成ポリマー材料と適合性があまりないポロゲン（例えば、成長する第２のポリマーにふさわしくない溶媒であるポロゲン）と比較して、より遅い相分離をもたらす傾向がある。形成ポリマー材料成に対してより高い溶解度を有するポロゲンは、形成ポリマー材料に対してより低い溶解度を有するポロゲンと比較して、より小さい孔及びより大きい表面積を有するポリマー粒子の形成をもたらす傾向がある。逆に、形成ポリマー材料に対してより低い溶解度を有するポロゲンは、形成ポリマー材料に対してより高い溶解度を有するポロゲンと比較して、より大きい孔及びより小さい表面積を有するポリマー粒子の形成をもたらす傾向がある。
【００８４】
加えて、重合反応中の相分離の発生点は、第２のモノマー混合物中に存在する架橋性モノマーの量によって影響を受けることがあり、より大量の架橋性モノマーは、典型的には成長する第２のポリマーの分子量のより迅速な増大のためにより早い相分離を好む。
【００８５】
逆懸濁重合法を使用して半相互貫入ポリマー網状組織を調製する場合、高分子ビーズが形成される。高分子ビーズの平均的な寸法は、光散乱法又は画像解析を備える電子顕微鏡法等の技術を用いて測定することができる。高分子ビーズは通常、平均直径が少なくとも１０マイクロメートルである。例えば、高分子ビーズは、平均直径が少なくとも２０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも４０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、又は少なくとも６０マイクロメートルである。高分子ビーズは、通常、平均直径が、２，０００マイクロメートル以下、１，０００マイクロメートル以下、５００マイクロメートル以下、又は２００マイクロメートル以下である。いくつかの用途では、高分子ビーズは、平均直径が１０〜２，０００マイクロメートル、２０〜２，０００マイクロメートル、２０〜５００マイクロメートル、５０〜５００マイクロメートル、２０〜２００マイクロメートル、５０〜２００マイクロメートル、５０〜１００マイクロメートル、５０〜７５マイクロメートル、５０〜７０マイクロメートル、又は６０〜７０マイクロメートルである。
【００８６】
半相互貫入ポリマー網状組織粒子（例えば、ビーズ）の平均寸法が、約１０マイクロメートル未満、又は約２０マイクロメートル未満の場合、該粒子で充填されるクロマトグラフカラム内の背圧は、特に、より大きい生体分子の精製、分離、又は固定化のために使用され得る大きいカラム（例えば、約５ｃｍ超の直径を有するカラム）に対して、許容不可能に大きくなる可能性がある。平均粒子寸法は２，０００マイクロメートルもの大きさにもなり得るが、いくつかの用途向けの平均粒子寸法（例えば、半相互貫入ポリマー網状組織粒子が大きいカラム内に定置される用途）は、２００マイクロメートル以下であることが多い。平均粒子寸法がより大きければ、クロマトグラフプロセス効率は、特に、半相互貫入ポリマー網状組織の孔中への低い拡散速度を有することが多いタンパク質等の、大きい生体分子の精製、分離、又は固定化に対して、低くなることがある。例えば、２０〜２００マイクロメートルのイオン交換樹脂を使用して獲得し得るものと同程度の分離、精製、又は固定化をより大きいイオン交換樹脂で達成するためには、より大量の半相互貫入ポリマー網状組織粒子、より長いクロマトグラフカラム、より低速の流量、又はそれらの組み合わせが必要になることがある。
【００８７】
半相互貫入ポリマー網状組織粒子の多孔性及び表面積は、極低温条件下で種々の相対圧力において（すなわち、管内の半相互貫入ポリマー網状組織粒子の試料を真空に供し、また該管を冷却用液体窒素内に定置する）、粒子の表面上へ窒素を吸着させることによって特徴付けることができる。窒素は、複数の相対圧力（例えば、約０．０〜約１．０）下で試料の表面上に吸着され、次に複数の相対圧力下で脱着される。ＢＪＨ法は、Ｅ．Ｐ．Ｂａｒｒｅｔｔ，Ｌ．Ｓ．Ｊｏｙｎｅｒ，ａｎｄ  Ｐ．Ｐ．Ｈａｌｅｎｄａ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７３，３７３（１９５１）に更に説明されており、複数の相対圧力下での吸着又は脱着される窒素の量と、約２〜約２００ナノメートルの範囲内の孔径を有する孔とを関係付けるために使用され得る。孔体積、表面積、及び平均孔径が算出され得る。本明細書で使用されるとき、用語「孔体積」は、ＢＪＨ法を使用して約０．０〜約１．０の種々の相対圧力下での窒素吸着から算出される、累積孔体積を指す。本明細書で使用されるとき、用語「表面積」は、ＢＪＨ法を使用して約０．０〜約１．０の種々の相対圧力下での窒素吸着から算出される、累積表面積を指す。本明細書で使用されるとき、用語「平均孔径」は、ＢＪＨ法を使用して約０．０〜約１．０の種々の相対圧力下での窒素吸着から測定される、平均孔径を指す。
【００８８】
半相互貫入ポリマー網状組織粒子は、孔径の分布を有する。孔径は、５００ナノメートルまで、又はそれより大きくてもよい。半相互貫入ポリマー網状組織粒子は、窒素吸着技術を使用して測定され得る寸法範囲内の孔を有する。すなわち、孔のうちの少なくともいくつは、２００ナノメートル未満、１５０ナノメートル未満、又は１００ナノメートル未満の直径を有する。窒素吸着によって測定される平均孔径は、典型的には、少なくとも２ナノメートル、少なくとも５ナノメートル、少なくとも１０ナノメートル、少なくとも２０ナノメートル、又は少なくとも３０ナノメートルである。平均孔径は、２００ナノメートルまで、１００ナノメートルまで、又は８０ナノメートルまでであり得る。例えば、平均孔径は、１０〜２００ナノメートルの範囲、１０〜１００ナノメートルの範囲、１０〜８０ナノメートルの範囲、２０〜１００ナノメートルの範囲、又は２０〜８０ナノメートルの範囲であり得る。
【００８９】
孔体積は多くの場合、少なくとも１グラムあたり０．１０立方センチメートルである。例えば、孔体積は、少なくとも１グラムあたり０．１５立方センチメートル、少なくとも１グラムあたり０．２０立方センチメートル、又は少なくとも１グラムあたり０．２５立方センチメートル、であり得る。２００ナノメートル以下の直径を有する孔から得られる孔体積は、１グラムあたり０．１０〜２の範囲、１グラムあたり０．１５〜２の範囲、１グラムあたり０．２〜２の範囲であり得る。孔は、生物学的材料を収容するためには十分に大きいが、適正な表面積及びイオン交換能を提供するためには十分に小さい。
【００９０】
通常、表面積は、１グラムあたり少なくとも２０平方メートル（ｍ２ｇ）、少なくとも３０ｍ２／ｇ、少なくとも４０ｍ２／ｇ、又は少なくとも５０ｍ２／ｇである。表面積は多くの場合、２０〜３００ｍ２／ｇの範囲、４０〜３００ｍ２／ｇの範囲、又は５０〜３００ｍ２／ｇの範囲である。
【００９１】
逆懸濁重合方法によって調製される半相互貫入ポリマー網状組織の粒子は、例えば、濾過又はデカンテーションによって、単離され得る。調製においてポロゲンが使用されていた場合、粒子はその後、ポロゲンを除去するために一連の洗浄工程に供され得る。ポロゲンを除去するために好適な溶媒としては、例えば、水、アセトン、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、及びイソプロパノール）、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、及びアセトニトリル等の極性溶媒が挙げられる。得られた粒子は、必要に応じて、任意の好適な方法を使用して乾燥され得る。いくつかの方法では、スクリーニング、沈殿、及び空気分級等の技術を使用して、得られた粒子を分画することができる。
【００９２】
別の態様では、イオン性材料を分離、精製、又は固定化する方法を提供する。方法は、上述の通り半相互貫入ポリマー網状組織を準備する工程を含む。方法は、半相互貫入ポリマー網状組織を、第１のイオン基の電荷と反対の電荷を有するイオン性材料に接触させる工程を更に含む。方法はまた、イオン性材料の少なくとも一部分を半相互貫入ポリマー網状組織上に吸着させる工程を更に含む。
【００９３】
イオン性材料は、しばしば目的化合物と称される。目的化合物は、分離、精製、又は固定化され得る。いくつかの実施形態では、目的化合物は、例えば、ウィルス、タンパク質、酵素、ワクチン、細胞残屑、ＤＮＡ、又はＲＮＡ等の、生体分子である。いくつかの用途では、試料の組成物を調製して、試料中の目的化合物が半相互貫入ポリマー網状組織のイオン基のうちの１つと反応又は相互作用する可能性を強化し得る。例えば、酸性基及び／若しくはその塩、又は塩基性基及び／若しくはその塩から選択されるイオン基を有する半相互貫入ポリマー網状組織を使用して、試料ｐＨを調節し、電荷を運ぶ生体分子の分離、精製、又は固定化を最適化し得る。
【００９４】
半相互貫入ポリマー網状組織の能力（例えば、動的イオン交換能又は静的イオン交換能）は、半相互貫入ポリマー網状組織と相互作用又は反応し得る目的化合物の量の観点から与えられ得る。イオン交換能は、例えば、イオン性の第１のポリマーの選択、及びイオン性の第１のポリマーと架橋された第２のポリマーとの比率といった、多数の変数によって変更され得る。カチオン交換樹脂として機能する半相互貫入ポリマー網状組織は、正に帯電した基を有する種々の目的化合物と相互作用し得る。より具体的には、カチオン交換能は、高分子樹脂によって吸着され得る免疫グロブリン（例えば、ＩｇＧ）等の特定のタンパク質の量として与えられ得る。アニオン交換樹脂として機能する半相互貫入ポリマー網状組織は、負に帯電した基を有する種々の目的化合物と相互作用し得る。より具体的には、アニオン交換能は、吸着され得るウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）等の特定のタンパク質の量として与えられ得る。ＩｇＧ又はＢＳＡに対する能力は、例えば、少なくとも２０ｍｇ／ｍＬ、少なくとも３０ｍｇ／ｍＬ、少なくとも４０ｍｇ／ｍＬ、又は少なくとも５０ｍｇ／ｍＬであり得る。いくつかの半相互貫入ポリマー網状組織例は、４０〜３００ｍｇ／ｍＬの範囲、５０〜３００ｍｇ／ｍＬの範囲、７５〜３００ｍｇ／ｍＬの範囲、１００〜３００ｍｇ／ｍＬの範囲、５０〜２５０ｍｇ／ｍＬの範囲、７５〜２５０ｍｇ／ｍＬの範囲、５０〜２００ｍｇ／ｍＬの範囲、７５〜２００ｍｇ／ｍＬの範囲、又は１００〜２００ｍｇ／ｍＬの範囲の能力を有する。
【００９５】
半相互貫入網状組織粒子の能力は多くの場合、驚くほど高い。理論によって拘束されることを望むものではないが、この期待以上に高い能力は、半相互貫入ポリマー網状組織粒子の表面を越えて（例えば、表面から離れて）広がるイオン性の第１のポリマーの一部に起因する可能性がある。このイオン性の第１のポリマーの広がった部分上のイオン基は、目的化合物と相互作用するためにより有効なことがある。広がった部分のイオン基の濃度は相対的に高いことが多いため、目的化合物との相互作用の確率が増大され得る。
【００９６】
イオン性の第１のポリマーが酸性基及び／又はその塩を有する場合、半相互貫入ポリマー網状組織は通常、カチオン交換樹脂として機能し得る。試料は、カチオン交換樹脂が負に帯電した基を有し、かつ目的化合物が正に帯電した基を有するｐＨで、半相互貫入ポリマー網状組織と接触され得る。目的化合物は、カチオン交換樹脂上へ吸着され得る。吸着された目的化合物をカチオン交換樹脂から放出させるために、ｐＨを上げることができる（例えば、ｐＨを少なくとも６又は７以上に上げる）。あるいは、目的化合物が生体分子である場合、試料は、ｐＨ約３〜１０で、又はｐＨ約４〜６で、低イオン強度緩衝剤（例えば、５〜５０ミリモルの緩衝剤塩と０〜２００ミリモルの塩化ナトリウム）中でカチオン交換樹脂と接触させて吸着され得る。吸着された生体分子を放出させるために、多くの場合高イオン強度緩衝剤をカチオン交換樹脂と接触させる。いくつかの実施形態において、高イオン強度緩衝剤は、目的化合物を吸着させるために使用されるものと同じ緩衝剤組成物と１モルの塩化ナトリウムを含む。吸着プロセス及び解法プロセスは、典型的には室温に近い温度で行われる。
【００９７】
カチオン交換樹脂のｐＨを制御するために有用な緩衝塩としては、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、及びＴＲＩＳ（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン）が挙げられるが、それらに限定されない。適する他の緩衝剤には、ＭＯＰＳ（３−モルホリノプロパンスルホン酸）、ＥＰＰＳ（４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−プロパンスルホン酸）、ＭＥＳ（２−モルホリノエタンスルホン酸）、及び他のような「グッド」緩衝剤が挙げられる。
【００９８】
カチオン交換樹脂は、種々の抗体若しくは酵素、又は他の正に帯電したタンパク質等の生体分子を、例えば、精製、固定化、又は分離するために使用され得る。
【００９９】
イオン性の第１のポリマーが塩基性基及び／又はその塩を有する場合、半相互貫入ポリマー網状組織は通常、アニオン交換樹脂として機能し得る。負に帯電した基を有する目的化合物を、アニオン交換樹脂が正に帯電した基を有するｐＨ（例えば、１〜１０のｐＨ）で、アニオン交換樹脂と接触させることができる。一般的に、負に帯電した目的化合物のアニオン交換樹脂への効果的な吸着を得るため、目的化合物のｐＫ（又はタンパク質についてはｐＩ）を少なくとも約１〜２ｐＨ単位で越えるｐＨを使用することができる。アニオン交換樹脂から吸着した目的化合物を放出するため、必要に応じて、ｐＨを少なくとも約１〜２ｐＨ単位又はそれ以上下げることができる。あるいは、帯電した目的化合物が生体分子である場合、適切なｐＨ（例えば、ウシ血清アルブミンの場合は約６〜８のｐＨ）の低イオン強度緩衝剤（例えば、５〜５０ミリモルの緩衝塩及び０〜２００ミリモルの塩化ナトリウム）中で試料をアニオン交換材料と接触させ得る。吸着させた生体分子を放出させるために、多くの場合高イオン強度緩衝剤をアニオン交換樹脂と接触させる。いくつかの実施形態において、高イオン強度緩衝剤は、目的化合物を吸着させるために使用されるものと同じ緩衝剤組成物と１モルの塩化ナトリウムを含む。吸着プロセス及び解法プロセスは、典型的には室温に近い温度で行われる。
【０１００】
アニオン交換樹脂のｐＨを制御するために有用な緩衝塩としては、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム及びＴＲＩＳ（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン）が挙げられるが、これらに限定されない。適する他の緩衝剤には、ＭＯＰＳ（３−モルホリノプロパンスルホン酸）、ＥＰＰＳ（４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−プロパンスルホン酸）、ＭＥＳ（２−モルホリノエタンスルホン酸）、及び他のような「グッド」緩衝剤が挙げられる。
【０１０１】
アニオン交換樹脂は、宿主細胞タンパク質、並びに他の正に帯電したタンパク質、核酸、細胞、細胞残屑、及びウィルス等の、種々の生体分子を、例えば、精製、固定化、又は分離するために使用され得る。
【０１０２】
目的化合物を精製、固定化、又は分離する方法のいくつかの実施形態では、イオン交換樹脂として機能する半相互貫入ポリマー網状組織は、クロマトグラフカラムを調製するためにカラム内に定置され得る。好適なカラムは当該技術分野において知られており、ガラス、ポリマー、ステンレス鋼、チタン、及びそれらの合金、又はニッケル及びその合金などの材料から作製することができる。カラム内にイオン交換樹脂を効果的に詰めるカラムの充填方法は、当該技術分野において既知である。
【０１０３】
半相互貫入ポリマー網状組織は、典型的にはかなり剛性であり、任意の好適な流量及び圧力条件下での任意の好適な寸法のクロマトグラフカラムにおける使用に対して必要な機械的強度を有し得る。半相互貫入ポリマー網状組織は、例えば、高流量を伴うクロマトグラフカラムで使用され得る。半相互貫入ポリマー網状組織は、クロマトグラフカラムにおいて一般的に遭遇する差圧条件下での使用に適している。本明細書で用いられるとき、用語「差圧」は、クロマトグラフカラムにわたる圧力降下を意味する。例えば、治療用タンパク質の下流精製又は分離に用いられるクロマトグラフカラムを、少なくとも１５０ｃｍ／時間、少なくとも２５０ｃｍ／時間、少なくとも５００ｃｍ／時間、又は少なくとも７００ｃｍ／時間などの見掛け速度（例えば、流量）で使用して、生産性を増大させることができる。典型的に、より速い流量は、より高い生産性をもたらす。
【０１０４】
クロマトグラフカラムは、液体クロマトグラフのような分析計器の一部であることができる。あるいは、クロマトグラフカラムは、分取液体クロマトグラフシステムの一部であることができ、また実験室規模、パイロットプラント規模、又は製造規模といった任意の好適な規模であってよい。半相互貫入ポリマー網状組織で充填される場合、クロマトグラフカラムは、目的化合物を分離、精製、又は固定化するために使用され得る。目的化合物は、半相互貫入ポリマー網状組織上の帯電した基と反応又は相互作用し得る。あるいは、試料中の不純物を除去して、試料中の目的化合物の純度又は濃度の増大をもたらすことができる。目的化合物を含有する試料中の目的化合物又は不純物の量は、測定することができる。
【０１０５】
また別の態様では、物品が提供される。物品は、多孔質支持体と、該多孔質支持体内へ組み込まれた、該多孔質支持体の表面上に位置付けられた、又はそれらの組み合わせである半相互貫入ポリマー網状組織粒子とを含む。半相互貫入ポリマー網状組織は、上述と同様である。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、物品の多孔質支持体は濾過媒体である。濾過媒体は、フィルターカートリッジを提供するために筐体内に位置付けられ得る。好適な濾過媒質及びフィルターカートリッジを有するシステムについては、例えば米国特許第５，４６８，８４７号（ヘイルマン（Heilmann）ら）に更に述べられている。かかるフィルターカートリッジは、例えば、生体分子を精製、固定化、又は分離するために使用され得る。より小さい半相互貫入ポリマー網状組織粒子は、フィルターカートリッジ系に特有の低い圧力低下により、クロマトグラフカラム内と比較してフィルターカートリッジ内に利用し得る。
【０１０７】
濾過材は、単一の濾過層又は複数の濾過層を有することができ、ガラス又はポリマー繊維（例えば、ポリプロピレン繊維などのポリオレフィン繊維）から調製することができる。いくつかの実施形態において、濾過材は粗い予備濾過層、及びより細かい１つ以上の濾過層を含む。例えば、濾過材は、粗い予備濾過層と、続いて徐々により小さい平均孔径を有する一連の追加濾過層を含むことができる。半相互貫入ポリマー網状組織の粒子は、最小平均孔径を有する濾過媒体層の上に位置付けられ得る。
【０１０８】
濾過媒体の孔径の選択は、半相互貫入ポリマー網状組織の粒子の寸法に依存する。典型的には、濾過媒体の孔径は、粒子の平均直径より小さくなるように選択される。しかしながら、粒子の一部分は濾過媒体の中へ入り込む可能性がある。
【０１０９】
濾過媒体は、米国特許第３，０５８，５９４号（ハルトグレン（Hultgren））に記載されるもののような垂直なひだのある（verticalpleated）フィルターの形態であることができる。他の実施形態において、濾過媒体は、米国特許第４，８４２，７３９号明細書（タン（Tang）ら）に記載されたものなどの水平の複雑な放射状にひだが付いたフィルターの形態を取っている。ひだの水平配列は、濾過材を含むフィルターカートリッジを垂直方向に用いる用途において望ましい場合がある。そのような配列は、使用時及び保管時のフィルタエレメントからの多孔質樹脂の損失を減少させることができる。
【０１１０】
他の物品において、半相互貫入ポリマー網状組織の粒子は、多孔質マトリックス等の多孔質支持体内へ組み込まれる。多孔質マトリックスは、典型的には、多孔質織繊維ウェブ又は不織繊維ウェブ、多孔質繊維、多孔質膜、多孔質フィルム、中空繊維又は中空管である。好適な連続多孔質マトリックスは、例えば、米国特許第５，９９３，９３５号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎら）に更に記載されている。
【０１１１】
多孔質支持体としての繊維ウェブの使用は、例えば、大きい表面積、製造の容易性、低い材料費、並びに種々の繊維組織及び繊維密度といった利点を提供し得る。広範囲の繊維直径が好適であるが、繊維は平均直径が０．０５マイクロメートル〜５０マイクロメートルである場合が多い。ウェブの厚さは、最終使用用途に適合するように変更することができる（例えば、約０．２マイクロメートル〜約１００ｃｍ）。
【０１１２】
物品は、例えば、メルトブロー法を使用して調製され得る。例えば、溶融高分子材料を押し出して、メルトブロー繊維の流れを製造することができる。半相互貫入ポリマー網状組織の粒子は、繊維の流れの中へ導入され、繊維と混合することができる。繊維と粒子との混合物は、ウェブを形成するようにスクリーン上に集めることができる。粒子は、繊維ウェブ内に分散され得る。いくつかの実施形態では、粒子は、繊維ウェブ全体に均一に分散され得る。種々のポリマー材料、セラミック材料、又はそれらの組み合わせ等の任意の好適な材料の繊維が調製され得る。
【０１１３】
他の例では、物品は、湿式法を使用して調製され得る。例えば、種々の繊維及び半相互貫入ポリマー粒子のスラリーが調製され得る。例えば、スラリーは、水、種々の繊維、及び半相互貫入ポリマー網状組織をコン混合することによって調製し得る。次に、スラリー内の液体を除去し、物品を形成し得る。液体は、デカンテーション又は濾過によって除去され得る。物品は、液体の除去の前にスラリーを成形型内に置くことによって、任意の所望の形状を有し得る。種々のポリマー材料、セラミック材料、又はそれらの組み合わせ等の任意の好適な材料の繊維が調製され得る。
【０１１４】
湿式法のいくつかの実施形態では、半相互貫入ポリマー網状組織粒子は、フィブリル化ポリオレフィン（例えば、フィブリル化ポリエチレン）等の、フィブリル化ポリマー繊維と組み合わされる。ナイロン繊維、ファイバーガラス、又はそれらの組み合わせ等の他の繊維が、フィブリル化ポリマー繊維と混合され得る。かかる物品は、例えば、半相互貫入ポリマー網状組織粒子及び多孔質支持体の総重量を基準にして、７５重量％まで、８０重量％まで、８５重量％まで、９０重量％までの半相互貫入ポリマー網状組織粒子を含有し得る。これらの物品の使用の結果生じる背圧は、相対的に低い傾向がある。
【０１１５】
物品はまた、フィブリル化ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフィブリル化ポリマーマトリックスで調製することも可能である。好適な方法は、米国特許第４，１５３，６６１号（Ｒｅｅら）、同第４，５６５，６６３号（Ｅｒｒｅｄｅら）、同第４，８１０，３８１号（Ｈａｇｅｎら）、及び同第４，９７１，７３６号（Ｈａｇｅｎら）、並びに欧州特許第０４９８５５７号（Ｍａｒｋｅｌｌら）により完全に記載される。概して、これらの方法は、半相互貫入ポリマー網状組織とポリテトラフルオロエチレン分散液を混合してパテ様塊状物を得る工程、該パテ様塊状物を５℃〜１００℃の温度で強力な混合に供してＰＴＦＥのフィブリル化を引き起こす工程、該パテ様塊状物を二軸的にカレンダ加工する工程、及び得られたシートを乾燥させる工程を含む。フィブリル化ポリマーマトリックスで調製される物品は、例えば、粒子及びポリマーマトリックスの総重量を基準にして、７５重量％まで、８０重量％まで８５重量％まで、９０重量％まで、９５重量％までの半相互貫入ポリマー網状組織粒子を含有するように調製され得る。
【０１１６】
物品を調製する別の方法では、半相互貫入ポリマーマトリックスの粒子を液体中に分散させ、次に、均質混合物を形成するのに十分な温度で熱可撓性ポリマーと混合することができる。均質混合物は、望ましい形状を有する型に入れることができる。混合物を冷却すると、液体を相分離することができ、分散した高分子粒子を含有する熱可塑性ポリマーマトリックスが残る。この方法は、米国特許第４，９５７，９４３号（ＭｃＡｌｌｉｓｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）に更に記載されている。
【０１１７】
多孔質支持体に組み込まれる半相互貫入ポリマー網状組織の量は、典型的には、得られる複合体の体積を基準にして、少なくとも１体積パーセント、少なくとも５体積パーセント、少なくとも１０体積パーセント、少なくとも２０体積パーセント、少なくとも３０体積パーセント、少なくとも４０体積パーセント、又は少なくとも５０体積パーセントである。多孔質支持体内に組み込まれる半相互貫入ポリマー網状組織の量は、得られる複合体の体積を基準にして、９９体積パーセントまで、９５体積パーセントまで、９０体積パーセントまで、８５体積パーセントまで、又は８０体積パーセントまでを含有し得る。より大量の半相互貫入ポリマー網状組織を有する物品は、より大きい能力を有する傾向がある。
【０１１８】
半相互貫入ポリマー網状組織、半相互貫入ポリマー網状組織を使用する方法、半相互貫入ポリマー網状組織を作製する方法、又は半相互貫入ポリマー網状組織を含有する物品である、種々のアイテムが提供される。
【０１１９】
アイテム１は、第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、該イオン性の第１のポリマーの存在下におけるモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される架橋された第２のポリマーと、を含み、第２のモノマー組成物は、該モノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含む、半相互貫入ポリマー網状組織を含む、ポリマー材料である。
【０１２０】
アイテム２は、該ポリマー材料が、少なくとも１０重量％の該イオン性の第１のポリマー含む、アイテム１に記載のポリマー材料である。
【０１２１】
アイテム３は、該架橋された第２のポリマーが、該第１のイオン基の電荷と反対の電荷を有する第２のイオン基を有する、アイテム１又は２に記載のポリマー材料である。
【０１２２】
アイテム４は、該架橋された第２のポリマーが非イオン性である、アイテム１〜３のいずれかに１つに記載のポリマー材料である。
【０１２３】
アイテム５は、該半相互貫入ポリマー網状組織がビーズ形態である、アイテム１〜４のいずれか１つに記載のポリマー材料である。
【０１２４】
アイテム６は、該半相互貫入ポリマー網状組織がマクロ多孔性である、アイテム１〜５のいずれか１つに記載のポリマー材料である。
【０１２５】
アイテム７は、該イオン性の第１のポリマーが、ポリ（メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）、ポリ（アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）、又はポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）を含む、アイテム１〜６のいずれか１つに記載のポリマー材料である。
【０１２６】
アイテム８は、該イオン性の第１のポリマーが、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸）又はその塩を含む、アイテム１〜６のいずれか１つに記載のポリマー材料である。
【０１２７】
アイテム９は、イオン性材料を分離、精製、又は固定化する方法である。該方法は、第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、イオン性の第１のポリマーの存在下での第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される架橋された第２のポリマーと、を含有する、半相互貫入ポリマー網状組織を準備する工程を含む。該第２のモノマー組成物は、該第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。該方法は、該半相互貫入ポリマー網状組織を、該第１のイオン基の電荷と反対の電荷を有するイオン性材料に接触させる工程を更に含む。該方法はまた、該イオン性材料の少なくとも一部分を該半相互貫入ポリマー網状組織上に吸着させる工程を更に含む。
【０１２８】
アイテム１０は、該半相互貫入ポリマー網状組織をカラム内に定置する工程を更に含む、アイテム９に記載の方法である。
【０１２９】
アイテム１１は、該半相互貫入ポリマー網状組織を濾過媒体の表面上に配置する工程を更に含む、アイテム９に記載の方法である。
【０１３０】
アイテム１２は、該半相互貫入ポリマー網状組織を多孔質マトリックス内へ組み込む工程を更に含む、アイテム９に記載の方法である。
【０１３１】
アイテム１３は、該第１のイオン基の電荷と反対の電荷を有する該イオン性材料が、生体分子である、アイテム９〜１２のいずれか１つに記載の方法である。
【０１３２】
アイテム１４は、半相互貫入ポリマー網状組織を調製する方法である。該方法は、イオン性の第１のポリマー、第２のモノマー組成物、及び水性系溶媒組成物を含有する、水相組成物を形成する工程を含む。該イオン性の第１のポリマーは、水相組成物中に可溶性であり、また第１のイオン基を有する。該第２のモノマー組成物は、水相組成物中に可溶性であり、また第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。該水性系溶媒組成物は、水を含有する。該方法は、該イオン性の第１のポリマーの存在下で、非極性有機溶媒を含む有機相中に該水相組成物を懸濁する工程、及び該第２のモノマー組成物を重合し、半相互貫入ポリマー網状組織の粒子を形成する工程を更に含む。
【０１３３】
アイテム１５は、物品である。該物品は、多孔質支持体と、該多孔質支持体内へ組み込まれた、該多孔質支持体の表面上に位置付けられた、又はそれらの組み合わせである半相互貫入ポリマー網状組織粒子とを含む。該半相互貫入ポリマー網状組織粒子は、第１のイオン基を有するイオン性の第１のポリマーと、該イオン性の第１のポリマーの存在下での第２のモノマー組成物のフリーラジカル重合によって調製される架橋された第２のポリマーとを含む。該第２のモノマー組成物は、該第２のモノマー組成物中のモノマーの総重量を基準にして少なくとも３０重量％の架橋性モノマーを含有する。
【０１３４】
アイテム１６は、該多孔質支持体は、膜、濾過媒体、又は多孔質マトリックスである、アイテム１５に記載の物品である。
【０１３５】
アイテム１７は、該多孔質支持体が、フィブリル化ポリマーを含む、アイテム１５又は１６に記載の物品。
【０１３６】
アイテム１８は、該フィブリル化ポリマーが、ポリオレフィン又はポリテトラフルオロエチレンを含む、アイテム１５〜１７のいずれか１つに記載の物品。
【実施例】
【０１３７】
材料用語集
別段に示されない限り、全ての試薬はＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから入手した。
用語「ＭｅＯＨ」はメタノールを指す。
用語「ＥｔＯＨ」はエタノールを指す。
用語「ｐ（ＤＡＤＭＡＣ）」は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手したポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）を指す。このポリマーは、種々の分子量範囲及び濃度で入手可能である。製品番号５２２３７６は、１００，０００グラム／モル未満の重量平均分子量を有しかつ３５重量％の固体を有するｐ（ＤＡＤＭＡＣ）を含有する、水性系混合物である。製品番号４０９０１４は、１００，０００〜２００，０００グラム／モルの範囲の重量平均分子量を有しかつ２０重量％の固体を有するｐ（ＤＡＤＭＡＣ）を含有する、水性系混合物である。製品番号４０９０２２は、２００，０００〜３５０，０００グラム／モルの範囲の重量平均分子量を有しかつ２０重量％の固体を有するｐ（ＤＡＣＭＡＣ）を含有する、水性系混合物である。製品番号４０９０３０は、４００，０００〜５００，０００グラム／モルの範囲の重量平均分子量を有しかつ２０重量％の固体を有するｐ（ＤＡＣＭＡＣ）を含有する、水性系混合物である。
用語「ＭＡＰＴＡＣ」はモノマーメタクリルアミドプロピルトリメチル−アンモニウムクロライドを指す。このモノマーは、５０重量％水溶液としてＴＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から市販されている。同様に、用語「ｐ（ＭＡＰＴＡＣ）」はポリ（メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）を指す。
用語「ＡＰＴＡＣ」はモノマーアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライドを指す。このモノマーは、７５重量％水溶液としてＴＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から市販されている。同様に、用語「ｐ（ＡＰＴＡＣ）」はポリ（アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド）を指す。
用語「ＡＭＰＳ」はモノマー２−アシルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸を指し、また用語「ＡＭＰＳ−Ｎａ」はそのナトリウム塩を指す。同様に、用語ｐ（ＡＭＰＳ）はポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）を指し、ｐ（ＡＭＰＳ−Ｎａ）はそのナトリウム塩を指す。ＡＭＰＳは、５０重量％のナトリウム塩溶液として、ＡＭＰＳ  ２４０５の商品名でＬｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐ．（Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，ＯＨ）から市販されている。
用語「ＭＢＡ」は架橋性モノマーＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドを指す。ＭＢＡは、Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｏｒｇａｎｉｃｓ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）から購入した。
用語「Ａａｍ」はモノマーアクリルアミドを指す。
用語「ＴＭＥＤＡ」はＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’テトラメチルエチレンジアミンを指す。
用語「ＰＥＧ」は、例えば、約２０００グラム／モルの重量平均分子量を有する、ポリ（エチレングリコール）２０００の商品名でＡｌｄｒｉｃｈから市販されているもののようなポリエチレングリコールを指す。
用語「ＤＩ水」は脱イオン水を指す。
【０１３８】
実施例で使用されたフィブリル化ポリエチレン繊維は、ＭｉｎｉＦＩＢＥＲＳ，Ｉｎｃ．（Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｃｉｔｙ，ＴＮ）からＦＹＢＲＥＬの商品名で、製品コードＰＥＦＹＢ−００Ｅ４００として特定される湿潤ラップベールとして供給されている市販の繊維である。実施例で使用された繊維は、６１重量％の含水率を有した。
【０１３９】
実施例で使用されたナイロン繊維は、ＭｉｎｉＦＩＢＥＲＳ，Ｉｎｃ．（Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｃｉｔｙ，ＴＮ）からカタログ番号Ｎｙｌｏｎ  ＮＹＴ６６−０１０２ＲＲ−０６００で市販されている。
【０１４０】
長ストランドガラス繊維は、Ｊｏｈｎｓ  Ｍａｎｖｉｌｌｅ（Ｄｅｎｖｅｒ，ＣＯ）からＭＩＣＲＯ−ＳＴＲＡＮＤ  １０６〜４７５の商品名で市販されている。
【０１４１】
ラテックス結合剤は、５５重量％固体を有する水中のアクリレート−ビニルアセタート−エチレンターポリマーのエマルションであり、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＬＰ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から６００  ＢＰの商品名で入手した。
【０１４２】
凝集剤は、Ｍｉｄ  Ｓｏｕｔｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．（Ｒｉｎｇｇｏｌｄ，ＬＡ）からＭＰ  ９３０７Ｃの商品名で市販されている、ジメチルアミン及びエピクロロヒドリンのコポリマーの水溶液である。
【０１４３】
試験方法
免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）に対する静的カチオン交換能−静的能力−ＩｇＧ
高分子ビーズを脱イオン水と混合して、３０００相対遠心力（ｒｃｆ）で２０分間遠心して充填ビーズベッドを形成し、その後脱イオン水の量を調整して総体積を充填ビーズベッドの２倍とすることによって、高分子ビーズのスラリー（５０体積パーセント）を調製した。スラリーを充分に混合して高分子ビーズを再懸濁させ、その後ＶＷＲ（Ｅａｇａｎ，ＭＮ）からＣＥＮＴＲＥＸ  ＭＦという商標名で市販されている、５ｍＬ（ミリリットル）の０．４５マイクロメートル酢酸セルロース遠心分離マイクロフィルターに、スラリーの試料４００マイクロリットルをピペット注入した。３０００ｒｃｆで５分間遠心分離することによって水を除去し、濾過物は廃棄した。高分子ビーズをその後、ｐＨ  ４．５で５０ｍＭ（ミリモル）の酢酸ナトリウムと８０ｍＭの塩化ナトリウムとを含有する緩衝剤４ｍＬと混合した。３０００ｒｃｆで１０分間再び試料を遠心した。濾過物は廃棄した。その後、同一の酢酸緩衝剤中で、約７ｍｇ／ｍＬ（１ミリリットルあたりミリグラム）の濃度を有するＩｇＧの試料４．５ｍＬを、高分子ビーズを含有する濾過材に添加した。混合物を一晩混転し、次に３０００ｒｃｆで２０分間遠心分離した後、高分子ビーズから上清を分離した。
【０１４４】
ＵＶ分光法によって濾過物（分離された上清）を分析した。２８０ｎｍ（ナノメートル）での試料の吸光度を、開始時のＩｇＧ溶液のものと比較した。数値の差を用いて高分子ビーズのＩｇＧ容量を計算した。分析を３回行い、平均化した。
【０１４５】
ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）に対する静的アニオン交換能−静的能力−ＢＳＡ
高分子ビーズを脱イオン水と混合して、３０００相対遠心力（ｒｃｆ）で２０分間遠心して充填ビーズベッドを形成し、その後脱イオン水の量を調整して総体積を充填ビーズベッドの２倍とすることによって、高分子ビーズのスラリー（５０体積パーセント）を調製した。スラリーをよく混合して高分子ビーズを再懸濁させ、その後ＶＷＲ（Ｅａｇａｎ，ＭＮ）からＣＥＮＴＲＥＸ  ＭＦという商標名で市販されている、５ｍＬの０．４５マイクロメートル酢酸セルロース遠心分離マイクロフィルターに、スラリーの試料４００マイクロリットルをピペット注入した。３０００ｒｃｆで５分間遠心して水を除去した。その後、高分子ビーズをｐＨ  ７．５で１０ｍＭの３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）を含有する４ｍＬの緩衝剤と混合した。３０００ｒｃｆで１０分間再び試料を遠心した。濾過物は廃棄した。次に、同一のＭＯＰＳ緩衝剤中で約９ｍｇ／ｍＬの濃度を有する４．５ｍＬのＢＳＡの試料（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手した）を、高分子ビーズを含有する濾過材に添加した。混合物を一晩混転し、次に３０００ｒｃｆで２０分間遠心分離することによって、高分子ビーズから上清を分離した。
【０１４６】
ＵＶ分光法によって濾過物を分析した。２７９ｎｍでの試料の吸光度を開始時のＢＳＡ溶液のものと比較した。数値の差を用いて高分子ビーズのＢＳＡ容量を計算した。分析を３回行い、平均化した。
【０１４７】
シ血清アルブミン（ＢＳＡ）に対するアニオン性動的結合能（ＤＢＣ）
実施例２６に記載される通り、半相互貫入ポリマー網状組織ビーズで膜を調製した。ＡＫＴＡクロマトグラフィーシステム（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）に取り付けた２５ミリメートル直径のホルダーに定置された膜の積み重ね（典型的には、２５ミリメートルの直径を有する３枚の円盤）を通して試験溶液を通過させることによって、ＢＳＡの結合に関して膜を分析した。ＢＳＡ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手）を、ｐＨ  ８．０の２５ｍＭトリス（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン緩衝剤中に溶解させることによって、供給液を調製した。緩衝剤中のＢＳＡ濃度は、２８０ｎｍにおける吸光度によって測定した際、１〜１．２ｍｇ／ｍＬであった。ＢＳＡ供給液を、２８０ｎｍにおける吸光度を介してＢＳＡの破断が観察されるまで、膜の積み重ねを通して１．５ｍＬ／分の流量でポンプ注入した。膜の動的結合能が標準的クロマトグラフィー技術を使用して評価され、結果は濾過媒体（ｍｇ／ｍＬ）のＢＳＡ／ｍＬのミリグラムで報告される。
【０１４８】
表面積及び多孔性測定
約０．１〜１．０グラムのイオン交換樹脂試料を、Ｎｏｒｃｒｏｓｓ，ＧＡのＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．から入手した１．３センチメートル（０．５インチ）直径の試料管へ移し、ＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓからＶＡＣＰＲＥＰ  ０６１の商品名で入手したシステムを使用して、真空下（１０ｍＴｏｒｒ又は０．０１５ｍｂａｒ（１．５Ｐａ）未満）で、１００℃で２４時間ガスを抜いた。ガスを抜いた後、試料を室温（すなわち、２０℃〜２５℃）にて真空下で１０分間冷却させ、その後ＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓからＴＲＩＳＴＡＲ  ３０００の商品名で入手した表面積及び多孔性分析器上にかけた。
【０１４９】
４５点吸着／４０点脱着等温線は、０．９５〜１．０の間のより詰まった点分布を伴う、約０．０で開始し約１．０までである相対圧力（Ｐ／Ｐｏ）で設定された（標的圧力及び点に関する表を参照）。始まりの「圧力固定用量」は設定しなかった。最大体積増加は、標準温度及び圧力（ＳＴＰ）において１グラムあたり１０．００立方センチメートルに設定し、「絶対圧力許容度」は５ミリメートル（ｍｍ）Ｈｇ（０．６７ｋＰａ）に設定し、また「相対圧力許容度」は２．０パーセントに設定した。「高速排出」及び「漏れ試験」のオプションは使用しなかった。液体窒素のデュアー瓶を下げた（すなわち、試料が液体窒素内にない）状態で、自由空間測定中に０．５時間の排出時間が実装された。デュアー瓶を、分析のために上昇させた（すなわち、試料を含有する管は、液体窒素内に定置された）。７７．３５０Ｋ（−１９６℃）（液体窒素の温度）で、分析間に１２０分の間隔を置いてＰｏを測定した。窒素ガスに関する対温度表標準的Ｐｓｔａｔを使用するガス吸着性は、以下の値に設定した。非理想性因子、０．００００６２０。密度転換因子、０．００１５４６８。分子断面積、０．１６２ｎｍ２。ＢＪＨ吸着／脱着累積孔体積及び累積表面積を、１７Å〜２，０００Åの間の直径の孔（２〜２００ナノメートルの間の孔に相当）に対して、４５の吸着点及び４０の脱着点の間のそれぞれの相対圧力において吸着されたＮ２の量に基づき算出した。
【０１５０】
表１は、分析に使用される吸着点及び脱着点を示す。吸着中の累積表面積及び累積孔体積が報告される。相対圧力Ｐ／Ｐｏ＝１．０００を有する点４５が、吸着も脱着も無いと見なされる。
【０１５１】
【表１】
2013531102.tif 000004
【０１５２】
予備実施例１：イオン性ポリマーｐ（ＭＡＰＴＡＣ）の調製
ＭＡＰＴＡＣ（１６０グラムの５０重量％水溶液）、過硫酸ナトリウム（０．４グラム）、及びエタノール（４０グラム）を１クオート瓶に添加し、次に窒素で１０分間パージする。瓶を密封し、回転水浴（ＳＤＬ  Ａｔｌａｓ，Ｉｎｃ．（Ｒｏｃｋ  Ｈｉｌｌ，ＳＣ）から、ＬＡＵＮＤＥＲ−Ｏ−ＭＥＴＥＲの商品名で市販されている）内に５５℃で２３時間定置した。次に、温度を６０℃まで上昇させ更に６時間定置した。瓶を水浴から取り出した後、脱イオン（ＤＩ）水（８０グラム）及びエタノール（４０グラム）をそれに添加した。次に瓶を密封し、回転水浴内に更に２時間再定置した。完成したポリマーは、更なる精製又は希釈をすることなく、本発明の粒子を調製するために使用された。
【０１５３】
予備実施例２：予備実施例２：イオン性ポリマーｐ（ＡＰＴＡＣ）の調製
以下の試薬を使用したことを除き、予備実施例１に対して使用された手順に従って、ポリマーを調製した。ＡＰＴＡＣ（１０６．６グラムの７５重量％水溶液）、過硫酸ナトリウム（０．４グラム）、エタノール（４０グラム）、及びＤＩ水（５３．４グラム）。
【０１５４】
予備実施例３：イオン性ポリマーｐ（ＡＭＰＳ−Ｎａ）の調製
予備実施例１に対して使用されたものと同様の手順を使用して、イオン性ポリマーｐ（ＡＭＰＳ−Ｎａ）を調製した。以下の試薬を代わりに使用した。ＡＭＰＳ−Ｎａ（２００グラムの５０重量％水溶液）、過硫酸ナトリウム（１グラム）、及びＤＩ水（２００グラム）。試薬を１クオート瓶内に定置し、窒素で１０分間パージし、密封した瓶を６０℃で合計２１時間、回転水浴内に定置した。完成したポリマーは、更なる精製又は希釈をすることなく、本発明の粒子を調製するために使用された。
【０１５５】
実施例１：半相互貫入ポリマー網状組織の調製
逆懸濁重合によって、ビーズ形態の半相互貫入ポリマー網状組織を調製した。ポリマー安定剤（０．２３グラムのイソオクチルアクリレートのコポリマー（９１．８重量％）及び２−アクリルアミドイソブチルアミド（８．２重量％））及びヘプタン（３４８ｍＬ）を、機械式攪拌器（攪拌速度５００ｒｐｍ）、窒素注入口、温度計、温度制御器付き加熱マントル、及び冷却器を備えたフラスコに添加した。この有機層溶液を、攪拌しながら３５℃まで加熱し、窒素ガスを３０分間散布した。
【０１５６】
ＭＢＡ（１６．０グラム）、ＭｅＯＨ、（６７．５ｍＬ）、及び脱イオン水（１９ｍＬ）を含有する水相混合物を調製した。約１００，０００の重量平均分子量（２０重量％の固体を有する３５グラムの水性系混合物）を有するポリマーｐ（ＤＡＤＭＡＣ）を添加し、混合物を磁気的に攪拌し、加熱板（３０〜３５℃）上で温めて均質溶液を製造した。°  過硫酸ナトリウム（０．５５グラム）を脱イオン水（３ｍＬ）中に溶解し、この溶液をモノマー溶液へと混合した。
【０１５７】
次に、有機溶液を含むフラスコに水相混合物を添加した。得られた反応混合物を攪拌し、窒素で１０分間パージした。ＴＭＥＤＡ（０．５５ｍＬ）を添加して重合を開始させた。ポリマー粒子の形成が明らかになるよう、反応温度を約４０℃まで１５分かけて上昇させた。ＴＭＥＤＡの添加後、反応混合物を合計２時間攪拌させた。反応期間の終わりに焼結ガラス漏斗を使用して生成物を濾過し、その後アセトン（２×２５０ｍＬ）、メタノール（２×２５０ｍＬ）、アセトン（２×２５０ｍＬ）で洗浄した。洗浄された生成物を、Ｒｏ−Ｔａｐ  Ｍｏｄｅｌ  ＲＸ−２９  ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒ（Ｗ．Ｓ．Ｔｙｌｅｒ、Ｍｅｎｔｏｒ，ＯＨ）上の流動液体として水を使用して湿式分級し、約３８〜１０６ミクロンの範囲の寸法の無色粒子（実質的にビーズ様）を産出した。ウシ血清アルブミンに対するアニオン交換能（静的ＢＳＡ能）が、表３に示されるように測定された。
【０１５８】
実施例２〜２２：半相互貫入ポリマー網状組織の調製
実施例２〜２２を、表２にまとめられる水相組成物を使用して実施例１の手順に従って調製した。実施例１２及び１３を除く全ての試料は、実施例１に対して使用されたものと同一の有機相を有した。実施例１２及び１３に対しては、有機相は、ヘプタン（３４８ｍＬ）及びトルエン（１８８ｍＬ）を含有した。
【０１５９】
【表２】
2013531102.tif 000005
【０１６０】
実施例１〜２２は、静的能力について試験された。実施例１〜１３及び１６〜２２は、静的ＢＳＡ能力について試験され、また実施例１４及び１５は、静的ＩｇＧ能力について試験された。
【０１６１】
【表３】
2013531102.tif 000006
【０１６２】
実施例１〜６は、上述の手順に従って多孔性について評価された。結果を表４に示す。
【０１６３】
【表４】
2013531102.tif 000007
【０１６４】
実施例２３：半相互貫入ポリマー網状組織ビーズを含有する物品の調製
実施例１０で調製された粒子が、湿式不織ウェブ内へ組み込まれた。
４８．０７グラムのフィブリル化ポリエチレン繊維、２４．０グラムのナイロン繊維、及び６．０グラムのガラス繊維を、ＷＡＲＩＮＧブレンダー（Ｍｏｄｅｌ  ３７ＢＬ８４）内で中速で約６０秒間、４リットルを作製するのに十分な水と混合することによって、プレミックスのマスターバッチを調製した。バッチの４分の１（１２．０２グラムのポリエチレン繊維、１．５グラムのナイロン繊維、及び１．５グラムのガラス繊維を含有する）をビーカー内に定置し、電動モータミキサによって中〜高速で約５分間攪拌した。ラテックス結合剤（１．４グラム）を混合物に添加し、更に約２分間攪拌した。その後、凝集剤（２．８１グラム）を添加し混合した。最後に、実施例１０から得られた２５ｍＬの水中ビーズ（約１０グラムの乾燥ビーズ）を添加し、電動モータミキサで約２分間攪拌した。
【０１６５】
得られたスラリー混合物を、スクリーンの約１センチメートル上に水道水を充填したＷｉｌｌｉａｍｓ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｃｏ．（Ｗａｔｅｒｔｏｗｎ，ＮＹ）から入手した８インチ（２０．３ｃｍ）の正方形シート形成装置へ注入した。弁を即座に開いて、水を除去し湿式シートを形成するための真空を生み出した。
【０１６６】
湿式シートを吸取紙のシート上に移し、１平方インチあたり６０ポンド（０．４１ＭＰａ）に設定した空気圧搾機で、３層の吸取紙と２枚の強化スクリーンとの間で、水がそれ以上排出されなくなるまで約２分間圧搾した。圧搾機は、Ｍｅａｄ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ（Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）から入手した。湿式シートを次に、清潔な吸取紙シート上に定置し、１５０℃に設定したオーブンで約３０分間乾燥した。乾燥させたシート（約８平方インチ、又は２０．３平方ｃｍ）は、１８．９７グラムの重さであった。直径４７ｍｍに測定された円盤を、シートから打ち抜いた。円盤は、残りの水分を乾燥させる前は１．００グラムの重さであった。円盤は、３．４７重量％の含水率を有した。含水率は、加熱チャンバを有する水分バランススケール（Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ，Ｉｎｃ．（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）から入手したＭｏｉｓｔｕｒｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  ＭＪ３３）を使用して、製造者の手引きに従って測定された。円盤を、温度を９０℃に設定したバランスの加熱チャンバ内に定置し、乾燥させた。重量変化が３０秒で２ミリグラム未満になるまで円盤を加熱し、最終重量が報告された。円盤の含水率は、加熱していない試料から乾燥させた試料までの重量損失のパーセンテージとして測定された。
【０１６７】
Ｐａｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｏｒｔ  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＮＹ）から入手した４７ｍｍフィルターの磁気フィルター台を使用して、流動抵抗時間を測定した。円盤をフィルター台の漏斗内へ挿入し、フィルター台を真空ポンプに接続した。室温の水道水（１００ｍＬ）を漏斗内へ注入し、水銀柱２０インチの真空（６７．７ｋＰａ）をフィルター台へ適用した。流動抵抗は、肉眼での観察による完全な排水にかかる秒数であった（ストップウォッチで計時した）。本実施例に対する流動抵抗は、１１秒であった。
【０１６８】
実施例２４：半相互貫入ポリマー網状組織ビーズを含有する物品の調製
１．５グラムのラテックス結合剤、３．１９グラムの凝集剤、及び３７．５ｍＬの実施例１０で得られたビーズを使用したことを除き、実施例２３の手順に従って、湿式シートを調整し、試験した。シート内には１５グラムの乾燥ビーズがあった。シートは約３２分間乾燥された。得られたシートは、２６．７８グラムの重さであった。４７ｍｍの直径を有する円盤は、３．９重量％の水分を有し、１．３１グラムの重さであった。流動抵抗は、水銀柱２０インチの真空（６７．７ｋＰａ）下で１００ｍＬの水に対して２２．５秒であった。
【０１６９】
実施例２５：半相互貫入ポリマー網状組織の調製
機械的攪拌器、冷却器、及び滴下漏斗が装着された反応槽に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート（１００グラム）が詰められた。メタノール（２８５グラム）中のクロロアセトングアニルヒドラゾンハイドロクロライド（１１７．１グラム）溶液を、反応発熱が５０℃を超えないような速度で添加した。添加完了後、反応溶液を２時間攪拌した。約４０℃の真空下における回転蒸発によって溶媒が除去され、無色の固体が生成された。１Ｈ−ＮＭＲ分光法により、予測される四級化モノマー反応生成物の形成を確認した。上述のモノマー（５０グラム）を、水（５０グラム）及びＷａｋｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，ＶＡ）から入手した２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライド（０．２３グラム）と共に反応槽内に定置した。溶液を窒素で２０分間パージし、その後５０℃で２時間加熱した。１Ｈ−ＮＭＲ分光法により、予測されるポリマーの形成を確認した。
【０１７０】
ｐ（ＤＡＤＭＡＣ）が上述の調製されたイオン性ポリマー（５グラム）で置き換えられることを除き、実施例１に記載されるものと同様の手順によって、半相互貫入ポリマー網状組織の粒子を調製した。水性系溶媒は、メタノール（８５ｍＬ）及び水（７５ｍＬ）であった。有機相溶媒は、ヘプタン（３４８ｍＬ）及びトルエン（１８８ｍＬ）であった。これらの粒子の静的ＢＳＡ能力は、４５ｍｇ／ｍＬであると測定された。
【０１７１】
実施例２６：半相互貫入ポリマー網状組織ビーズを含有する物品の調製
膜を調製するための基本手順は、欧州特許公報第０４９８５５７号（Ｍａｒｋｅｌｌら）の実施例１に記載される。実施例１６に従って半相互貫入ポリマービーズを調製し、平均粒子寸法１６０ミクロンの試料を提供するように分級した。この試料の測定されたＢＳＡ静的能力は、１８１ｍｇ／ｍＬであった。
【０１７２】
これらのビーズ１０１グラムを、イソプロピルアルコール９０グラムと手動で混合することによって、組成物を調製した。８３グラムのポリテトラフルオロエチレンエマルション（製品名ＦＬＵＯＮ  ＡＤ７０５としてＡＧＣ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ａｍｅｒｉｃａｓ，ＬＴＤ．（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手した）を添加し、次いで４グラムの水を添加した。柔らかい塊状物が形成されるまで、混合物を約２分間へらを使用して手動で混合した。塊状物を、１５０ミル（３．８１ｍｍ）の間隙設定、１００°Ｆ（３８℃）の温度設定、及び１分あたり１５フィート（０．０７６ｍ／秒）の速度を有する一対のニップローラーを通じて供給し、初回通過で平らなストリップを形成した。平らなストリップは、３倍の厚さを形成するよう縦方向に３分の１に折り畳まれた。折り畳まれたストリップを、初回通過におけるシートの元の配向から４５度回転させて、２度目のニップローラーを通じて供給した。このプロセスを、同一の設定のニップを通じて合計１０通過反復した。各通過において、折り畳まれたストリップは、その前の通過の方向から４５度回転して供給された。
【０１７３】
次に、ローラー間の間隙開口を１００ミル（２．５４ｍｍ）へ減少させた。平らなストリップをそれ自身の上で３度２つ折りにし、８つの層を有する厚いシートを形成した。１００°Ｆ（３８℃）の温度設定、及び１分あたり１５フィート（０．０７６ｍ／秒）の速度で、ニップを通してシートを通過させた。ニップを通した次の通過では、間隙開口は７０ミル（１．７８ｍｍ）に低減され、次に５０ミル（１．２７ｍｍ）、また次に３５ミル（０．８９ｍｍ）に低減された。ここで、シートは再び８つの層へと折り畳まれ、１００ミル（２．５４ｍｍ）に開かれた間隙を通して供給された。次に、シートは、７０ミル（１．７８ｍｍ）、５０ミル（１．２７ｍｍ）、３５ミル（０．８９ｍｍ）、２５ミル（０．６４ｍｍ）、及び最終的には２０ミル（０．５１ｍｍ）の、連続的に減少された間隙開口の間隙設定を通してニップへと供給され、縦横が約６インチ（１５．２ｃｍ）かける約２４インチ（６０．９ｃｍ）の膜が形成された。膜は僅かに湿っており、更なる処理を行わずにＢＳＡに対する動的結合能に関して試験された。異なる時間で行われた２回の試験の平均結果は、９４ｍｇ／ｍＬであった。
【国際調査報告】
2013531102.tif 000008
2013531102.tif 000009
2013531102.tif 000010