(57)【要約】  リガンド官能化基材、リガンド官能化基材の製造方法、及び官能化基材の使用方法を開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
リガンド官能化基材の製造方法であって、前記方法は、
１）ベース基材を提供する工程と、
２）前記ベース基材を、（ａ）アクリロイル基と光開始剤基とを有する少なくとも１種のグラフトモノマーと、（ｂ）１種以上の次式のリガンドモノマー
【化１】
2011522090.tif 000025
（式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、所望によりエステル、アミド、ウレタン又は尿素連結基を含有する、二価アルキレンであり、
各Ｒ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ４アルキル又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−である）と、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的なエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、（ｄ）所望により、１種以上の親水性モノマーと、を含む溶液でコーティングする工程と、
３）前記ベース基材の表面に結合したグラフト化光開始剤基を含む第一官能化基材を形成するために、前記コーティングされたベース基材を電離放射線に曝露する工程と、
４）残存する前記エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基を架橋するために、グラフト化光開始剤基を含む前記ベース基材を紫外線に曝露する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記基材が、間隙表面及び外側表面を有する多孔質基材である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
接触させる工程が、前記多孔質基材に前記溶液を吸収させることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記電離放射線が、ガンマ線又は電子ビーム照射である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
１）ベース基材を提供する工程と、
２）前記ベース基材を、（ａ）アクリロイル基と光開始剤基とを有する少なくとも１種のグラフトモノマーと、（ｂ）所望により、１種以上のリガンドモノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的なエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、（ｄ）所望により、１種以上の親水性モノマーと、を含む第一溶液でコーティングする工程と、
３）その表面に結合したグラフト化光開始剤基を有する前記ベース基材を含む第一官能化基材を形成するために、前記コーティングされたベース基材を電離放射線に曝露する工程と、
４）前記グラフト化光開始剤基を有するベース基材を、（ｂ）１種以上の前記リガンドモノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリレート基と少なくとも１つの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、（ｄ）所望により、１種以上の親水性モノマーと、を含む第二溶液でコーティングする工程と、
５）残存する前記エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基を重合させるために、前記グラフト化光開始剤基を含むベース基材を紫外線に曝露する工程と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基材が、間隙表面及び外側表面を有する多孔質基材である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
接触させる工程が、前記多孔質基材に前記溶液を吸収させることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
２つ以上のフリーラジカル重合性基を有する前記モノマー（ｃ）が、前記多孔質ベース基材にグラフト化するための第一アクリロイル基と、続く紫外線重合のための第二メタクリロイル基と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記モノマーｃ）が、式：
［ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｘ１］ａ−Ｒ１０−Ｑ−Ｚｂ
（式中、Ｚは、アクリロイル又は非アクリロイルのエチレン性不飽和重合性基であり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３であり、ここで、Ｒ３は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｑは、共有結合「−」、−Ｏ−、−ＮＲ１−、−ＣＯ２−、及び
−ＣＯＮＲ１−から選択される二価結合基であり、ここでＲ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ１０は、価数ａ＋ｂのアルキレン基であり、所望により１つ以上のカテナリー酸素原子及び／又は１つ以上のヒドロキシル基を含有し、
ａ及びｂは各々少なくとも１である）を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記多孔質ベース基材が微小多孔性である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記多孔質ベース基材が、多孔質膜、多孔質不織布ウェブ又は多孔質繊維から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記モノマーｃ）が、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有するポリ（アルキレンオキシド）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記モノマーｃ）が、式：
Ｚ−Ｑ−（ＣＨ（Ｒ１）−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２
（式中、Ｚは、アクリロイル又は非アクリロイルの、重合性エチレン性不飽和基であり、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキル基であり、ｎは２〜１００、好ましくは５〜２０であり、Ｑは、共有結合「−」、−Ｏ−、−ＮＲ１−、−ＣＯ２−、及び−ＣＯＮＲ１−から選択される二価結合基であり、ここでＲ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルである）を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第一溶液が、ｃ）フリーラジカル重合性基と親水性基とを有する１種以上の追加のモノマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記親水性モノマーが式：
ＣＨ２＝ＣＲ１−Ｃ（Ｏ）−Ｘ１−（ＣＨ（Ｒ１）−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｒ１
（式中、各Ｒ１は独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、Ｘ１は−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、ここで、Ｒ３はＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルである）を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１６】
前記微小多孔性ベース基材が、熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）法により形成されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記微小多孔性ベース基材が、ポリ（フッ化ビニリデン）微小多孔性ベース基材を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記調整された量の電子ビーム照射曝露が、８０ｋＧｙ未満の線量を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記リガンドモノマーが式：
【化２】
2011522090.tif 000026
（式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
各Ｒ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ４アルキル又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、ここで、Ｒ３は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ７及びＲ８は、各々独立してＣ１〜Ｃ１０アルキレンであり、
Ｚは、エステル、アミド、尿素又はウレタン基である）である、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
式：
【化３】
2011522090.tif 000027
（式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
各Ｒ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ４アルキル又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、ここで、Ｒ３は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ７及びＲ８は、各々独立してＣ１〜Ｃ１０アルキレンであり、
Ｚは、エステル、アミド、尿素又はウレタン基である）のリガンドモノマー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、リガンド官能化基材及びその調製方法に関する。この官能化基材は、ウィルスなどの生体物質と選択的に結合し、これを生体サンプルから除去するのに有用である。
【背景技術】
【０００２】
ウィルス及び生体高分子（例えば、タンパク質、炭水化物、脂質及び核酸といった生体細胞の構成成分又は生成物を含む）などの標的生体物質の検出、数量化、単離及び精製は、長期間にわたって研究者の課題であり続けている。検出及び数量化は、診断にとって、例えば、様々な生理学的条件（例えば疾患）の指標として重要である。生体高分子の単離及び精製は、治療及び生理学的研究に重要である。化学反応に触媒作用を及ぼすことが可能なタンパク質の特殊な種類である酵素のような生体高分子も、産業的に有用であり、酵素は単離され、精製されて、甘味料、抗生物質及び様々な有機化合物、例えばエタノール、酢酸、リジン、アスパラギン酸及び生物学上有用な生成物（例えば抗体及びステロイド）の製造のために利用されてきた。
【０００３】
生体内の天然状態において、これらの生体高分子の構造及び対応する生物学的活性度は、一般的にｐＨ及びイオン強度のかなりせまい範囲内で維持される。したがって、あらゆる分離及び精製操作は、被処理生体高分子が効能を有するという結果のために、このような要因を考慮しなければならない。
【０００４】
クロマトグラフ分離及び精製操作は、気体又は液体であり得る移動相と固定相との間の溶質の交換に基づき、生体生成物混合物上で行うことができる。固定相を有する各溶質の様々な結合相互作用により、混合物溶液の様々な溶質の分離が達成され、すなわち一般的に、移動相の解離又は置換効果を受けたときに、より強い結合相互作用は、より弱く相互作用する溶質と比較してより長い滞留時間を与え、このような方法で分離及び精製が達成され得る。
【０００５】
大部分の現在の捕捉又は精製クロマトグラフィーは、従来のカラム技術によって行われる。これらの技術は、この技術を使用した処理能力が低いことから、下流精製における深刻なボトルネックを有する。これらの問題を軽減する試みとしては、クロマトグラフィーカラムの直径を増やすことが挙げられるが、これも、効果的にかつ再現性を持ってカラムを充填することが困難であるため、課題が残る。より大きいカラム直径も、解決の難しいチャネリングの発生を増加させる。また、従来のクロマトグラフカラムでは、所望の生成物の、特定の濃度を超える破過が検出される際に、吸収操作は停止される。これは、吸着媒体の動的能力又は有効能力を、全体容量又は静的容量よりも大幅に低くさせる原因となる。有効性が低下すると経済的に困難な結果となり、クロマトグラフィー樹脂のコストは高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高分子樹脂は様々な目的化合物の分離及び精製に広く用いられる。例えば、高分子樹脂は、イオン基の存在に基づいて、目的化合物の大きさに基づいて、疎水性相互作用に基づいて、親和性相互作用に基づいて又は共有結合の形成に基づいて、目的化合物を精製又は分離するために用いることができる。当該技術分野では、ウィルスに対して生体サンプルからの選択的除去を可能にする強化された親和性を有する高分子基材への必要が存在する。当該技術分野では、拡散及び結合における限界を克服し、高い処理量で及びより小さな圧力低下で操作され得るリガンド官能化膜への更なる必要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、リガンド官能化基材、好ましくは多孔質基材、及びその製造方法を目的とする。より特定的には、この官能化基材は、ウィルスなどの中性又は負電荷の生体物質に対して必要な親和性を有するグラフト化リガンド基を提供するように改質されたベース基材、好ましくは多孔質ベース基材、を含む。リガンド官能化基材は、基材と、式Ｉのリガンドモノマーとのグラフト化反応生成物として記載され得る。
【０００８】
【化１】
2011522090.tif 000002
【０００９】
式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、好ましくは１〜２０個の炭素を有し、所望によりエステル、アミド、ウレタン又は尿素連結基を含有する、二価アルキレンであり、
各Ｒ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ４アルキル又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−である。ベース基材は、本明細書で更に記載されるように、式Ｉのリガンドモノマーで直接的に又は間接的にグラフト化され得る。
【００１０】
リガンド官能化基材の製造方法が提供される。いくつかの実施形態では、この方法は、
１）ベース基材を提供する工程と、
２）ベース基材を、（ａ）アクリロイル基と光開始剤基とを有する少なくとも１種のグラフトモノマー（「光開始剤モノマー」）と、（ｂ）１つ以上の式Ｉのリガンドモノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的なエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、（ｄ）所望により、１種以上の親水性モノマーと、を含む溶液でコーティングする工程と、
３）ベース基材の表面に結合したグラフト化光開始剤基を含む第一官能化基材を形成するために、コーティングされたベース基材を電離放射線、好ましくはｅ−ビーム又はガンマ線に曝露する工程と、
４）残存するエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基を重合させるために、グラフト化光開始剤基を含むベース基材を紫外線に曝露する工程と、を含む。
【００１１】
用語「エチレン性不飽和基」は、フリーラジカル重合され得る炭素−炭素二重（又は三重）結合を有する基を指し、これには、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリレート、ビニル及びビニルオキシ基、アリル及びアリルオキシ基及びアセチレン基が挙げられる。
【００１２】
好ましくは、基材は間隙表面及び外側表面を有する多孔質基材であり、多孔質基材のコーティング工程は、光開始剤モノマーでの第一吸収工程、続いて、その上にグラフト化光開始剤を有する多孔質基材を製造するための電離放射線曝露工程、続いて、リガンドモノマーでの第二吸収工程、続いて、残存するエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基を架橋するための紫外線重合工程を含む。所望によるモノマーを電離放射線曝露に先立って第一吸収工程で加えてもよく、又は、第二吸収工程で加えてもよい。
【００１３】
別の実施形態では、吸収工程は、光開始剤モノマー及び式Ｉのリガンドモノマーでの第一吸収工程、続いて、グラフト化光開始剤基とグラフト化リガンド基とを有する多孔質基材を製造するための電離放射線、好ましくはｅ−ビーム又はガンマ線、曝露工程、続いて、残存するエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基を架橋するための紫外線重合工程を含んでもよい。
【００１４】
間隙表面及び外側表面を有する多孔質基材とその表面から伸びるグラフト化リガント基とを含む物品が提供され、このリガンド基は式ＩＩを有する。
【００１５】
【化２】
2011522090.tif 000003
【００１６】
式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、好ましくは１〜２０個の炭素を有し、所望によりエステル、アミド、ウレタン又は尿素連結基を含有する、二価アルキレンであり、
各Ｒ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ４アルキル又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−である。
【００１７】
上式ＩＩに関して、「〜」は、リガンド基とベース基材の表面との間に介在する共有結合又は有機連結基を表す。物品は、基材の表面から伸びるグラフト化ポリ（オキシアルキレン）基を更に含んでもよく、好ましくは多孔質である基材の表面から伸びるグラフト化エチレン性不飽和重合性基を含んでもよい。
【００１８】
物品は、電離放射線（好ましくはｅ−ビーム又はガンマ線）及び紫外線照射への曝露によるグラフト化において、（ｃ）少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的なエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有するモノマーと、所望により、ｄ）少なくとも１つのエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基と親水基とを有するモノマーと、の更なる反応生成物を含んでもよい。ｅ−ビーム曝露後にベース基材にグラフト化されていないままであるあらゆる遊離エチレン性不飽和基は、続く紫外線照射への曝露において重合し得、それゆえに、ベース基材に間接的にグラフト化される。
【００１９】
方法及び物品に関して、光開始剤モノマーａ）のアクリロイル基の全部又は一部は、電離照射においてベース基材の表面にグラフト化される。未反応の光開始剤モノマーは、続いて、紫外線曝露で成長するポリマー鎖に組み込まれてもよい。残存するｂ）、ｃ）及びｄ）モノマーは、直接的に表面にグラフト化されてもよく（例えば、アクリロイル基のグラフト化により）、又は、紫外線曝露で成長するポリマー鎖に組み込まれることにより間接的にグラフト化されてもよい。
【００２０】
本発明のこれら及びその他の特徴及び利点は、以下の開示される実施態様の詳細な説明及び添付の請求項を検討すれば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のリガンド官能化多孔質物品を製造するための例示的な方法工程。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の物品及び方法では、リガンド官能化物品は、モノマーのグラフト化（例えば、ｅ−ビームグラフト化による）、及びその後の、遊離したグラフト化されていないエチレン性不飽和重合性基の紫外線架橋からなる二工程プロセスにより提供される。表面改質前の多孔質ベース基材と比較して、リガンド官能化基材は典型的には、宿主細胞タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ及びウィルスなどの中性又は負電荷の生体物質に対して強化された親和性を有する。このような生体物質に対する親和性は、リガンド官能基に結合していない状態で、抗体などの正電荷物質が精製されるのを可能にする。リガンド官能化基材は、リガンド基による標的生体物質の選択的捕捉又は結合を可能にし、一方、リガンド基に対する親和性を欠く他の物質は通過される。
【００２３】
リガンド官能化基材は、（１）ベース基材、及び（２）ａ）ベース基材の表面から伸びるグラフト化光開始剤基と、（ｂ）１つ以上の式ＩＩのリガンドモノマーと、ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的なフリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、（ｄ）所望により、１種以上の親水性モノマーと、の紫外線開始型反応生成物、が挙げられるがこれらに限定されない多数の構成成分を含む。好ましくは、ベース基材は、間隙表面及び外側表面を有する多孔質ベース基材である。本明細書で使用するとき、用語「アクリロイル」はアクリレート及びアクリルアミド基を指し、用語「（メタ）アクリロイル」はアクリロイル及びメタクリロイル基を指す。
【００２４】
ベース基材は、任意の好適な熱可塑性高分子物質から形成されてもよい。好適な高分子物質には、ポリオレフィン、ポリ（イソプレン）、ポリ（ブタジエン）、フッ素化ポリマー、塩素化ポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（スルホン）、ポリ（ビニルアセテート）、ビニルアセテートのコポリマー（例えば、ポリ（エチレン）−コ−ポリ（ビニルアルコール））、ポリ（ホスファゼン）、ポリ（ビニルエステル）、ポリ（ビニルエーテル）、ポリ（ビニルアルコール）、及びポリ（カーボネート）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２５】
好適なポリオレフィンには、ポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）、ポリ（１−ブテン）、エチレンとプロピレンのコポリマー、αオレフィンコポリマー（例えば、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、及び１−デセンとエチレン又はプロピレンのコポリマー）、ポリ（エチレン−コ−１−ブテン）、及びポリ（エチレン−コ−１−ブテン−コ−１−ヘキセン）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２６】
好適なフッ素化ポリマーには、ポリ（フッ化ビニル）、ポリ（フッ化ビニリデン）、フッ化ビニリデンのコポリマー（ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）など）及びクロロトリフルオロエチレンのコポリマー（ポリ（エチレン−コ−クロロトリフルオロエチレン）など）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００２７】
好適なポリアミドには、ポリ（イミノアジポイルイミノヘキサメチレン）、ポリ（イミノアジポイルイミノデカメチレン）及びポリカプロラクタムが挙げられるが、これらに限定されない。好適なポリイミドには、ポリ（ピロメリトイミド）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００２８】
好適なポリ（エーテルスルホン）には、ポリ（ジフェニルエーテルスルホン）及びポリ（ジフェニルスルホン−コ−ジフェニレンオキシドスルホン）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００２９】
好適な酢酸ビニルのコポリマーには、ポリ（エチレン−コ−酢酸ビニル）及びアセテート基の少なくとも一部が加水分解され各種ポリ（ビニルアルコール）を生成するかかるコポリマーが挙げられるがこれらに限定されない。
【００３０】
ベース基材は、フィルム又はシートなどの任意の形状であってもよい。好ましくはベース基材は、多孔質である。好適な多孔質ベース基材には、多孔質膜、多孔質不織布ウェブ及び多孔質繊維が挙げられるこれらに限定されない。
【００３１】
いくつかの実施形態では、多孔質ベース基材は、プロピレンホモポリマー又はコポリマーから、最も好ましくはプロピレンホモポリマーから形成されている。非毒性、不活性、低コスト、及び、物品へと押し出し、成形、形成され得るような容易性といった特性から、ポリプロピレンポリマーは、多孔質物品、例えば不織布及び微小多孔性フィルムの選択材料となることが多い。しかしながら、ポリプロピレンは疎水性である。ポリプロピレンなどのポリマーをリガンド官能化するのが望ましいが、電離放射線で処理されたポリプロピレンは、照射中又は照射後に劣化、例えば脆化、変色、及び熱感受性化しやすく、したがって、このことは、ｅ−ビームグラフト化によりこのような熱可塑性ポリマーをリガンド官能化する能力を制限する。
【００３２】
ポリプロピレンなどの放射線感受性基材に対して、本発明は、低い線量の電離放射線、好ましくはｅ−ビーム又はガンマ線、を用いて光開始剤基をグラフト化し、所望により、表面の一部の上の他のモノマーをグラフト化し、次いで、任意のグラフト化していない未反応エチレン性不飽和基を紫外線で重合又は架橋することにより、このようなポリマー劣化を克服する。
【００３３】
多くの実施形態では、多孔質ベース基材は、サイズ排除分離の最小化、拡散束縛の最小化、並びに、表面積及び標的分子の結合に基づく分離の最大化のために、典型的には約０．２マイクロメートル超の平均孔径を有する。ウィルスの結合に使用されるとき、孔径は、一般に０．１〜１０マイクロメートル、好ましくは０．５〜３マイクロメートル、最も好ましくは０．８〜２マイクロメートルの範囲にある。他の標的分子の結合効率は、異なる最適範囲を与え得る。
【００３４】
好適な多孔質ベース基材には、多孔質及び微小多孔性の、膜、不織布ウェブ及び繊維が挙げられるがこれらに限定されない。いくつかの実施形態では、多孔質ベース基材は、熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）膜などの微小多孔性膜である。ＴＩＰＳ膜は、熱可塑性物質とその熱可塑性物質の融点を超える第二の物質との均質溶液を形成することによって調製される場合が多い。冷却と同時に熱可塑性材料は結晶化し、相が第二物質から分離する。多くの場合、結晶化した熱可塑性材料を延伸する。第二物質は、適宜に延伸前又は後のいずれかで除かれる。微小多孔性膜は、全て３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）に譲渡された、米国特許第４，５３９，２５６号（Ｓｈｉｐｍａｎ）、同第４，７２６，９８９号（Ｍｒｏｚｉｎｓｋｉ）、同第４，８６７，８８１号（Ｋｉｎｚｅｒ）、同第５，１２０，５９４号（Ｍｒｏｚｉｎｓｋｉ）、同第５，２６０，３６０号（Ｍｒｏｚｉｎｓｋｉ  ｅｔ  ａｌ．）及び同第５，９６２，５４４号（Ｗａｌｌｅｒ）に更に開示されている。更に、微小多孔性フィルムは、米国特許第５，９６２，５４４号（Ｗａｌｌｅｒ）に記載されるように、エチレン−ビニルアルコールコポリマーから調製できる。
【００３５】
いくつかの例示的なＴＩＰＳ膜は、ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンホモポリマー若しくはコポリマー、又は、ポリプロピレンホモポリマー若しくはコポリマーなどのポリオレフィン、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、及びブタジエン含有ポリマー若しくはコポリマーなどのビニル含有ポリマー若しくはコポリマー、並びにアクリレート含有ポリマー若しくはコポリマーを含む。いくつかの用途では、ＰＶＤＦを含むＴＩＰＳ膜が、特に望ましい。ＰＶＤＦを含むＴＩＰＳ膜は、更に、米国特許第７，３３８，６９２号（Ｓｍｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される。
【００３６】
別の例示的な実施形態では、多孔質ベース基材は、米国特許第６，０５６，５２９号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，２６７，９１６号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，４１３，０７０号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，７７６，９４０号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、同第３，８７６，７３８号（Ｍａｒｉｎａｃｃｈｉｏ  ｅｔ  ａｌ．）、同第３，９２８，５１７号、同第４，７０７，２６５号（Ｋｎｉｇｈｔ  ｅｔ  ａｌ．）及び同第５，４５８，７８２号（Ｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．）に記載のものなどのナイロン微多孔性フィルム又はシートを含む。
【００３７】
別の実施形態では、多孔質ベース基材は不織布ウェブであり、不織布ウェブの製造のための周知のプロセスのいずれかにより製造される不織布ウェブを含んでよい。本明細書で使用するとき、用語「不織布ウェブ」は、マット状の層間に、不規則に及び／又は一定方向に入れられた個々の繊維又はフィラメントの構造を有する布地を意味する。
【００３８】
例えば、繊維状不織布ウェブを、毛羽立て、エアレイド、スパンレース、スパンボンド、又はメルトブロー技術、又はこれらの組み合わせにより製造できる。スパンボンド繊維は、典型的には、押し出される繊維の直径を持つ微細で通常は円形をした複数個の紡糸口金の毛管から、溶融した熱可塑性ポリマーをフィラメントとして押し出し、急激に縮小させることにより形成された小径繊維である。メルトブロー繊維は、典型的には、溶融した熱可塑性物質を、融解した糸又はフィラメントとして、微細で通常は円形をした複数個の金型（ｄｉｅ）毛管を通して、溶融した熱可塑性物質のフィラメントを弱めてその直径を縮小させる高速の、通常は加熱されたガス（例えば、空気）の流れの中に押し出すことによって形成されている。その後、高速ガス流によって、メルトブロー繊維は移動され収集面上に堆積し、無作為に分散されたメルトブロー繊維のウェブを形成する。任意の不織布ウェブは、熱可塑性ポリマーの種類及び／又は厚さが異なる単一の繊維又は２つ以上の繊維から製造されてよい。
【００３９】
本発明の不織布ウェブの製造方法についての更なる詳細は、Ｗｅｎｔｅ，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ，４８  ＩＮＤＵＳ．ＥＮＧ．ＣＨＥＭ．１３４２（１９５６）又はＷｅｎｔｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  Ｏｆ  Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ（Ｎａｖａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｒｅｐｏｒｔ  Ｎｏ．４３６４，１９５４）に見出され得る。
【００４０】
官能化基材は、ａ）少なくとも１つの光開始剤基（又はその反応生成物）を、（ｂ）１種以上のリガンドモノマーと、ｃ）所望により、すくなくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的なフリーラジカル重合性基と、（ｄ）所望により、１種以上の親水性モノマーと共に、含むベース基材の表面に結合したグラフト化基を有する。
【００４１】
ベース基材の表面にグラフト化されるモノマーは、通常、（ａ）ｅ−ビームによりグラフト化するためのアクリロイル基、及び、ｂ）その上にある少なくとも１つの追加的な官能基、の両方を有し、ａ）紫外線への曝露で重合化を開始するための光開始基と、ｂ）式ＩＩのモノマーから誘導されるリガンド基と、所望により、ｃ）「ｃ）」モノマーから誘導されるその後の重合のための（メタ）アクリロイル又は非（メタ）アクリロイルのフリーラジカル重合性エチレン性不飽和基と、所望により、ｄ）「ｄ」モノマーから誘導されるイオン性基などの親水基と、を含む。
【００４２】
アクリレート及びアクリルアミド基などのアクリロイル基は、ｅ−ビーム照射などの電離放射線への曝露におけるこのようなアクリロイル基のより大きな反応性に起因して、基材表面へのモノマーの直接的なグラフト化に好ましい。しかしながら、このようなアクリロイル基全てが、「直接的にグラフト化」され得るわけではない、すなわち、基材表面と共有結合を形成し得るわけではない。一部は遊離したままであり得、その後、紫外線への曝露でポリマー鎖の中に組み込むことにより、「間接的にグラフト化」される。他のエチレン性不飽和基、例えばメタクリルアミド、メタクリレート、ビニル及びビニルオキシ基、アリル及びアリルオキシ基、並びにアセチレン基は、ｅ−ビームグラフト化中の反応性はより低く、ベース基材に直接グラフト化される可能性はより低い。したがって、このような非アクリロイル基の一部は直接グラフト化される場合があるが、その大部分は未反応のまま残存し、紫外線開始型重合の際にポリマー鎖に組み込まれることにより、基材に間接的にグラフト化される。
【００４３】
光開始剤「ａ）」モノマーは、アクリロイル基を介して必要なグラフト化光開始剤基を提供するために多孔質ベース基材の間隙表面及び外側表面を含むベース基材の表面上に直接的にグラフト化されてもよい。リガンド「ｂ）」（式Ｉの）モノマーは、直接的にグラフト化するためのアクリロイル基、又は、その後の紫外線開始型重合の際にポリマー鎖の中に組み込む（間接的にグラフト化する）ためのメタクリレート基などの非アクリロイル基を有してもよい。アクリロイル基に加えて、モノマー「ｃ）」のフリーラジカル重合性基は、典型的には（メタ）アクリルアミド、メタクリレート、ビニル基、及びアセチレン基などの、グラフト化中に低い反応性を有する他のエチレン性不飽和基であり、したがって、その後の紫外線開始型重合及び架橋のために遊離し、かつ未反応である。
【００４４】
「ｃ）」モノマーのアクリロイル基は、典型的には、電離放射線、好ましくはｅ−ビーム又はガンマ線、に曝露されると、ベース基材の表面に直接的にグラフト化する（すなわち、共有結合を形成する）ことができる。つまり、電子ビームの存在下におけるｃ）モノマーのアクリロイル基の、多孔質ベース基材の表面との反応は、エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基がアクリレート基を介してベース基材に直接的にグラフト化される反応を生じる。
【００４５】
第四のグラフト化親水性モノマー「ｄ）」もまたアクリロイル基を介してグラフト化されてもよく、ベース基材の表面に親水基又はイオン基を提供してもよい。いくつかの実施形態では、イオン基を有する親水性モノマーは、官能化基材の二次イオン相互作用を提供するために基材表面に直接的又は間接的にグラフト化されてもよい。例えば、イオン基は、基材表面から種々の生体物質を妨害又は反発するために、正電荷（選択されたｐＨにおいて）を有するように選択されてもよい。他の実施形態では、第四のモノマーはグラフト化工程中に反応性が低いエチレン性不飽和基を有してもよいが、その後、紫外線硬化工程においてフリーラジカル重合により組み込まれる（間接的にグラフト化される）。
【００４６】
グラフト光開始剤モノマーはアクリロイル基及び光開始剤基を含み、この光開始剤基は水素引抜き型又はα開裂型光開始剤基であり、次式で表され得る。
【００４７】
【化３】
2011522090.tif 000004
【００４８】
式中、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、
Ｒ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ６はアクリレート基をＰＩ基と結合している二価結合基であり、
ＰＩは以下の式で表される光開始剤である。
【００４９】
【化４】
2011522090.tif 000005
【００５０】
式中、Ｒ８は以下のものである。
【００５１】
【表１】
2011522090.tif 000006
【００５２】
式中、Ｒ７はＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキル基であり、
各Ｒ９は、独立して、ヒドロキシル基、フェニル基、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基又はＣ１〜Ｃ６アルコキシ基である。このような光開始剤モノマーは、例えば、米国特許第５，９０２，８３６号（Ｂａｂｕ  ｅｔ  ａｌ．）及び同第５，５０６，２７９号（Ｂａｂｕ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されている。結合Ｒ６基に関する更なる詳細は、本明細書の光開始剤グラフトモノマーの調製方法、及び引用文献を参照すると記載されている。
【００５３】
ある好ましい実施形態では、光開始剤モノマーは、以下の一般式で表される水素引抜き型であってもよい。
【００５４】
【化５】
2011522090.tif 000007
【００５５】
Ｘ１は、Ｏ又はＮＨであり、
ｐは０又は１であり、
ｏは０又は１〜５の整数であり、
ａ、ｂ、及びｃは独立して０又は１であり、
Ｍ１はＣＨ２又はＳｉ（Ｒ１）２であり、
Ｍ２はＣ（Ｒ１）２又はＳｉ（Ｒ１）２であり、
Ｍ３は、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−、又は−ＯＣ（Ｏ）ＮＨ−であり、
各Ｒ１は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキル基であり、
Ｇは共有結合、−（ＣＨ２）ｄ−、又は−（ＣＨ２）ｄＯ−であり、ここでｄは１〜４、好ましくは１〜２の整数であり、
ＰＩ１は、以下の一般式を有する放射線感受性水素引き抜き基であり、
【００５６】
【化６】
2011522090.tif 000008
【００５７】
式中、Ａｒは６〜１２個の炭素原子を有する置換アレーン、好ましくはベンゼントリイル基であり、
Ｒ１２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ基、又はフェニル基であり、
Ｒ１３は、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基、３〜１４個の炭素原子を有するシクロアルキル基、又は
【００５８】
【化７】
2011522090.tif 000009
【００５９】
であり、ここでＲ１４及びＲ１５は、独立して、水素、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ基、及びフェニル基から選択される。
【００６０】
式ＸＩＩＩに包含される水素引抜き光開始剤モノマーに含まれるものに、ＰＩ１が、以下の化合物（又はその置換誘導体）、ベンゾフェノン（benzopheneone）、アントラキノン、５，１２−ナフタセンキノン、アセアントラセンキノン（aceanthracenequinone）、ベンゾ（Ａ）アントラセン−７，１２−ジオン、１，４−クリセンキノン、６，１３−ペンタセンキノン、５，７，１２，１４−ペンタセンテトロン、９−フルオレノン、アントロン、キサントン、チオキサントン、アクリドン、ジベンゾスベロン、アセトフェノン及びクロモン、のうちの１つから誘導される部分であるものがあり、Ｇへの結合は、架橋カルボニル基に対して好ましくはパラに位置する。式ＸＩＩＩのモノマーの合成は、米国特許第５，７７３，４８５号（Ｂｅｎｎｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ）に記載されている。
【００６１】
吸収する溶液中の式ＸＩＩ又はＸＩＩＩの光開始剤モノマーの重量パーセントは、他のモノマー（すなわち、「ｂ）」、「ｃ）」及び「ｄ）」モノマー）の総重量に対して少なくとも約０．１５％、一般に約１０％未満であり得る。光開始剤モノマーの全部又は一部は、ｅ−ビーム照射に曝露されるとベース基材の表面に直接グラフトされ得ることが理解される。未反応のグラフト化していない光開始剤モノマーは、紫外線に曝露されると成長するポリマー鎖中に組み込まれ、これにより、多孔質ベース基材に対しモノマーが間接的にグラフトされる。複数の吸収工程が使用される場合、いっそう多くの吸収する溶液のうちの１つは光開始剤モノマーを全く含有しなくてもよいことが更に理解される。
【００６２】
様々な光開始剤グラフトモノマーは、１）第一反応性官能基を含むアクリロイルモノマーと、２）放射線感受性基（光開始剤基）及び第二反応性官能基を含む化合物と、を反応させることにより製造でき、２つの官能基は互いに共反応性である。好ましい共反応性化合物は、最大３６個の炭素原子、任意の１つ以上の酸素原子及び／又は窒素原子、及び少なくとも１つの反応性官能基を有する、エチレン性不飽和脂肪族、脂環式、及び芳香族化合物である。第一及び第二官能基が反応するとき、共有結合を形成し、共反応性化合物を結合する。
【００６３】
有用な反応性官能基の例には、ヒドロキシル、アミノ、オキサゾリニル、オキサゾロニル、アセチル、アセトニル、カルボキシル、イソシアナート、エポキシ、アジリジニル、ハロゲン化アシル、及び環式無水物基が挙げられる。第一反応性官能基がイソシアナート官能基の場合、第二共反応性官能基は、好ましくはアミノ、カルボキシル、又はヒドロキシル基を含む。第一反応性官能基がヒドロキシル基を含む場合、第二共反応性官能基は、好ましくはカルボキシル、イソシアナート、エポキシ、無水物、ハロゲン化アシル、又はオキサゾリニル基を含む。第一反応性官能基がカルボキシル基を含む場合、第二共反応性官能基は、好ましくはヒドロキシル、アミノ、エポキシ、ビニルオキシ又はオキサゾリニル基を含む。
【００６４】
反応性官能基を有するアクリレート化合物の代表例には、２−ヒドロキシエチルアクリレート及び２−（２−ヒドロキシエトキシ）エチルアクリレートなどのヒドロキシアルキルアクリレート；３−アミノプロピルアクリレートなどのアミノアルキルアクリレート；２−エテニル−１，３−オキサゾリン−５−オン及び２−プロペニル−４，４−ジメチル−１，３−オキサゾリン−５−オンなどのオキサゾロニル化合物；アクリル酸及び４−カルボキシベンジルアクリレートなどのカルボキシ置換化合物；イソシアナートエチルアクリレート及び４−イソシアナートシクロヘキシルアクリレートなどのイソシアナート置換化合物；グリシジルアクリレートなどのエポキシ置換化合物；Ｎ−アクリロイルアジリジンなどのアジリジニル置換化合物；及び、ハロゲン化アクリロイルが挙げられる。
【００６５】
共反応性化合物の代表例として、１−（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−ジメトキシエタノン、１−［４−（２−ヒドロキシエチル）フェニル］−２，２−ジメトキシエタノン、（４−イソシアナートフェニル）−２，２−ジメトキシ−２−フェニルエタノン、１−｛４−［２−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］｝−２，２−ジメチル−２−ヒドロキシエタノン、１−［４−（２−アミノエトキシ）フェニル］−２，２−ジメトキシエタノン、及び１−［４−（カルボメトキシ）フェニル］−２，２−ジメトキシエタノンなどの官能基置換化合物が挙げられる。
【００６６】
光開始剤モノマーのアクリレート基の全部又は一部は、照射されるとベース基材の表面に直接的にグラフト化され得ると理解される。グラフト化されていない遊離アクリロイル基は、紫外線開始型重合でポリマー鎖の中に組み込まれることにより、この後、基材に間接的にグラフト化されてもよい。
【００６７】
「ｂ）」リガンドモノマーの第二のグラフト化は、アクリロイル基と、中性又は負電荷の生体物質に対して親和性を有するリガンド基と、を含む。リガンドモノマーは、先述したように、次の一般式を有する。
【００６８】
【化８】
2011522090.tif 000010
【００６９】
式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、好ましくは１〜２０個の炭素を有し、所望によりエステル、アミド、ウレタン又は尿素連結基を含有する、二価アルキレンであり、
各Ｒ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ４アルキル又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−である。
【００７０】
このようなリガンドモノマーは、（メタ）アクリロイル化合物の、典型的にはメタ（アクリロイル）ハロゲン化物の、次式の化合物との縮合により製造され得る。
【００７１】
【化９】
2011522090.tif 000011
【００７２】
Ｘ１及びＲ２〜Ｒ４は、先に定義した通りである。
【００７３】
特定の好ましい実施形態では、リガンドモノマーは、次の一般式を有する。
【００７４】
【化１０】
2011522090.tif 000012
【００７５】
式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
各Ｒ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ４アルキル又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、ここで、Ｒ３は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ７及びＲ８は、各々独立してＣ１〜Ｃ１０アルキレンであり、
Ｚは、エステル、アミド、尿素又はウレタン基である。好ましくは、Ｒ７及びＲ８内の炭素原子の合計は、２〜１０である。
【００７６】
式ＸＩＩの光開始剤モノマーについて記載したのと同様の方法で、式Ｉａのリガンドモノマーは、１）第一反応性官能基を含むアクリロイルモノマーと、２）リガンド基及び第二反応性官能基（式ＩＶのものなど）を含む化合物と、の反応により製造することができ、これら２つの官能基が互いに共反応性である。第一及び第二の官能基が反応するとき、これらは共有結合を形成し、表記「Ｚ」基により共反応性化合物を連結する。いくつかの実施形態では、式Ｉａのリガンドモノマーは、アルケニルオキサゾリノンの、式ＩＶの化合物との反応により調製されてもよい。
【００７７】
リガンドモノマーＩ又はＩａのアクリロイル基の全部又は一部は、第一吸収工程の中に組み込まれている場合、電離放射線の曝露で基材の表面に直接的にグラフト化されてもよく、又は、その後、紫外線開始型重合でポリマー鎖の中に組み込むことにより、基材に間接的にグラフト化されてもよいことが理解される。
【００７８】
直接的にグラフト化される場合、ベース基材の表面は、それに結合した次式のリガンド基を含んでもよい。
【００７９】
【化１１】
2011522090.tif 000013
【００８０】
Ｘ１及びＲ１〜Ｒ４は、先に定義した通りである。
【００８１】
間接的にグラフト化される場合、リガンドモノマーは、光開始剤の残基を介してグラフト化され、ベース基材はそれに結合した次式のリガンド基を有する。
【００８２】
【化１２】
2011522090.tif 000014
【００８３】
式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＸ１は先に定義したとおりであり、
ＰＩ＊は、基材表面にグラフト化された光開始剤の残留物である。例えば、２−プロペノイルアミノエタン酸、２−（４−（２−ヒドロキシ−２メチルプロパノイル）フェノキシ）エチルエステルなどのグラフト化光開始剤モノマーを、ｅ−ビームエネルギーなどの電離放射線を用いて基材表面にグラフトさせてよい。紫外線の存在下では、光開始剤はα開裂を経て２つのラジカルになる。式ＶＩに示され、以下のスキームＩに図示されるように、リガンドモノマー又は他のモノマーの存在下では、ラジカルはエチレン性不飽和基（例えば、記載するアクリロイル基）を付加し、光開始剤の残留物を介して基材表面にリガンドモノマーを間接的にグラフト化してもよい。リガンドモノマーのラジカル付加生成物が、そこから懸垂するリガンド基を有するグラフト化ポリマーを製造するために、追加的なリガンドモノマー及び他の任意のモノマーで更に共重合し得ることが理解される。
【００８４】
【化１３】
2011522090.tif 000015
【００８５】
更に、グラフト化プロセスは、リガンドモノマー又は式Ｉのカルボニルに対してα炭素上にラジカルを有するラジカル種が生じ、いっそう多くの追加のリガンド「ｂ）」モノマーのうちの１つ、いっそう多くの光開始剤「ａ）」モノマーのうちの１つ、１種以上の「ｃ）」モノマーと更に重合されてもよく、以下に簡潔に示すような、ポリマー鎖から懸垂されるこれらの基を有するグラフト化ポリマーをもたらすと理解される。グラフト化ポリマー鎖の形成により、所望のリガンド基の密度、及び結合効率が著しく上昇する。
【００８６】
基材−（ＭＰＩ）−（Ｍｂ）ｘ−（Ｍｃ）ｙ−（Ｍｄ）ｚ
この式において、−（ＭＰＩ）−は、グラフト化光開始剤モノマーの残留物（スキームＩに示される）を表し、−（Ｍｂ）ｘは、「ｘ」個の重合モノマー単位を有する重合したリガンドモノマーを表し、ここで、ｘは少なくとも１であり、好ましくは２であり、−（Ｍｃ）ｙは、ｙ個の重合モノマー単位を有する重合したモノマー「ｃ）」を表し、ここで、ｙは０であってもよく、好ましくは少なくとも１であり、−（Ｍｄ）ｚは、ｚ個の重合モノマー単位を有する重合したモノマー「ｄ）」を表し、ここで、ｚはゼロであってもよく、好ましくは少なくとも１である。ポリマーはランダム型又はブロック型であってもよく、２つの重合性基を有する「ｃ）」モノマーはポリマー鎖間に架橋をもたらすことができる。ポリマーは、スキームＩに示されるように、光開始剤の残基を介して直接的にグラフト化されてもよく、又は、本明細書に記載のように、式Ｖに示されるようなリガンド「ｂ）」モノマー、「ｃ）」モノマー若しくは「ｄ）」モノマーを介して直接的にグラフト化されてもよい。ポリマーは、未反応のグラフト化していない光開始剤モノマー由来の重合した光開始剤モノマー単位を更に含むことができる。
【００８７】
第三グラフトモノマー「ｃ）」は、（ａ）グラフト化のための１つ以上のアクリロイル基と、（ｂ）続く架橋のための１つ以上の第二エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基と、を含む。第二エチレン性不飽和基はアクリレート又は非アクリレートであってもよく、すなわち、ｅ−ビームグラフト化工程中、アクリレート基と比較して低い反応性を有する他のエチレン性不飽和基であってもよい。好ましくは第二エチレン性不飽和基は非アクリレート基であり、この後の紫外線架橋のために、グラフト化工程中は大部分が遊離かつ未反応の状態のままである。有用な第二非アクリレートエチレン性不飽和基には、メタクリレート、（メタ）アクリルアミド、ビニル基、ビニルオキシ、アセチレン基、アリル及びアリルオキシ基が挙げられる。
【００８８】
有用な第三グラフトモノマー「ｃ）」は、次の一般式を有し得る。
【００８９】
［ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｘ１］ａ−Ｒ１０−Ｑ−Ｚｂ、ＶＩＩ
式中、Ｚは、アクリロイル又は非アクリロイルのエチレン性不飽和重合性基であり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３であり、ここで、Ｒ３は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｑは、共有結合「−」、−Ｏ−、−ＮＲ１−、−ＣＯ２−、及び
−ＣＯＮＲ１−から選択される二価結合基であり、ここでＲ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ１０は価数ａ＋ｂのアルキレン基であり、好ましくは１〜２０個の炭素原子を有し、所望により１つ以上のカテナリー酸素原子及び／又は１つ以上のヒドロキシル基を含有し、ａ及びｂは各々少なくとも１である。好ましくは、Ｚ基は、紫外線開始型重合の際、ポリマー鎖の中に間接的にグラフト化される反応性が低い非アクリロイルである。
【００９０】
特定の実施形態では、Ｒ１０は、官能化基材に親水性を提供するためにポリ（アルキレンオキシド基）であり、次式を有する。
【００９１】
Ｚ−Ｑ−（ＣＨ（Ｒ１）−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ２、ＶＩＩＩ
式中、Ｚは、アクリロイル又は非アクリロイルの、重合性エチレン性不飽和基であり、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキル基であり、ｎは２〜１００、好ましくは５〜２０であり、Ｑは、共有結合「−」、−Ｏ−、−ＮＲ１−、−ＣＯ２−、及び−ＣＯＮＲ１−から選択される二価結合基であり、ここでＲ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルである。好ましくは、Ｚ基は、紫外線開始型重合の際、ポリマー鎖に間接的にグラフトされる反応性が低い非アクリレートである。
【００９２】
一実施形態では、ポリ（アルキレンオキシド）基（（ＣＨ（Ｒ１）−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−で表される）は、ポリ（エチレンオキシド）（コ）ポリマーである。別の実施形態では、ポリ（アルキレンオキシド）基は、ポリ（エチレンオキシド−コ−プロピレンオキシド）コポリマーである。かかるコポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、又はグラジエントコポリマーであってもよい。
【００９３】
グラフト化のための第一アクリロイル基と、続く紫外線架橋のための第二エチレン性不飽和基と、を有する好適なモノマーには、ポリエチレングリコールから誘導されるものを含むポリアルキレングリコールアクリレートメタクリレート、及びポリプロピレングリコールアクリル化モノマーが挙げられるが、これらには限定されない。
【００９４】
別の実施形態では、第三「ｃ）」モノマーは、少なくとも１つのアクリレート基と、少なくとも１つの他のエチレン性不飽和重合性基（好ましくはアクリレート基ではなく、メタクリレート、（メタ）アクリルアミド、ビニル基、ビニルオキシ、アセチレン基、アリル、及びアリルオキシ基から選択できる）と、を有する部分的にアクリル化したポリオールである。かかる部分的にアクリル化したポリオールは、１つ以上の遊離ヒドロキシル基を有してもよい。
【００９５】
本発明で有用なポリオール類としては、約２〜１８個の炭素原子及び２〜５個、好ましくは２〜４個のヒドロキシル基を有する、脂肪族、脂環式、又はアルカノール置換アレーンポリオール又はそれらの混合物が挙げられる。
【００９６】
有用なポリオールの例には、１，２−エタンジオール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−エチル−１，６−ヘキサンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、キニトール、マンニトール、ソルビトール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、２−エチル−２−（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオール、２−エチル−１，３−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−ベンゼンジメタノール、及びポリアルコキシ化ビスフェノールＡ誘導体が挙げられる。最も好ましくは、「ｃ）」モノマーは、遊離ヒドロキシル基と、３−（アクリルオキシ）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのメタクリレート基と、を有するグリセロールのモノアクリレートである。
【００９７】
いくつかの好ましい実施形態では、リガンド「ｂ）」及びエチレン性不飽和「ｃ）」モノマー及び親水性「ｄ）」モノマーのエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基は、互いに効率的に共重合できるように選択される。つまり、「ｂ）」、「ｃ）」及び「ｄ）」の各モノマーが同一の重合性基を有することが好ましい。
【００９８】
一例示的実施形態では、グラフト化された種は、電離放射線、好ましくはｅ−ビーム又はガンマ線、への曝露で、式ＶＩＩ又はＶＩＩＩのポリエチレングリコールアクリレートモノマーと、ベース基材と、の反応から生じる。これらのグラフトモノマーは、ポリ（アルキレンオキシド）基の存在により疎水性多孔質ベース基材を親水性官能化基材に変化させるために使用することができる。生じる親水性基材は、即時湿潤性などの所望の特性を多数有することができる。ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）から調製されるものなどのいくつかの疎水性基材の場合、リガンド官能化に先立って基材を親水性にするために、光開始剤ａ）モノマー及びリガンドｂ）モノマーでの吸収及びグラフト化に先立って、まず、式ＶＩＩ又はＶＩＩＩの親水性「ｃ）」モノマーで吸収及びグラフト化することが好ましい。
【００９９】
所望による第四の親水性モノマー「ｄ）」は、基材に親水性を提供するために、又は、ウィルスを結合するときに基材に対してより大きな選択性を提供するために、少なくとも１つのアクリロイル又は反応性の低い他の非アクリロイル基と、ポリ（オキシアルキレン）及びイオン基などの親水基とを含む。第四のモノマーがアクリロイル基を含有する場合、これはベース基材の表面に直接的にグラフト化されてもよい。非アクリロイルのエチレン性不飽和基を含有する場合、グラフト化工程中に大部分が未反応のまま残存してもよく、これらは紫外線重合工程中に組み込まれる。アクリロイル基の全部又は一部は、多孔質基材に直接的にグラフト化されてもよく、一部は未反応であるが、紫外線開始型照射によりポリマー内に間接的にグラフト化されると理解される。逆に、反応性が低い他のエチレン性不飽和基の一部は直接的にグラフト化されてもよいが、一般にこのような基は、グラフト化工程中大部分が未反応のまま残存し、紫外線開始型照射によりポリマーに間接的にグラフト化される。
【０１００】
親水性イオン基は中性であってもよく、正電荷、負電荷、又はこれらの組み合わせを有することができる。いくつかの好適なイオンモノマーの場合、イオン基は、ｐＨ条件により中性であっても又は帯電されていてもよい。ｃ）モノマーに加えて、典型的にはこの種のモノマーを用い、多孔質ベース基材に所望の親水性を付与する。ウィルス捕捉への応用では、選択されたｐＨにおいて正電荷を有するグラフトイオン性モノマーの付加は、抗体などの正電荷の生体物質を反発する一方で、ウィルスの選択的結合を可能にし得る。
【０１０１】
いくつかの好ましい実施形態では、第三モノマーは、アクリレート基又は反応性の低い他のエチレン性不飽和基と、ポリ（アルキレンオキシド）基とを有してもよく、例えば、モノアクリル化ポリアルキレンオキシド化合物であり、ここで、末端はヒドロキシ基又はアルキルエーテル基である。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、負電荷を有するイオン性モノマーには、式ＩＸの（メタ）アクリロイルスルホン酸又はその塩が挙げられる。
【０１０３】
【化１４】
2011522090.tif 000016
【０１０４】
式中、Ｙは直鎖又は分枝鎖アルキレン（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、Ｌは−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、ここでＲ３は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルである。例示的な式ＩＸによるイオン性モノマーには、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−１−プロパンスルホン酸、及び２−メタクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸が挙げられるが、こ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。塩に対する対イオンは、例えば、アンモニウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン又はナトリウムイオンであってもよい。式ＩＸに関して、続く紫外線開始型重合の際の組み込み（間接的なグラフト化）のために、グラフトアクリロイル基は、反応性が低い別のエチレン性不飽和基に置換されると理解される。
【０１０５】
（選択されたｐＨで）負電荷を有する他の好適なイオン性グラフトモノマーには、ビニルスルホン酸及び４−スチレンスルホン酸などのスルホン酸；（メタ）アクリルアミドアルキルホスホン酸（例えば、２−（メタ）アクリルアミドエチルホスホン酸及び３−（メタ）アクリルアミドプロピルホスホン酸）などの（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（メタ）アクリレート及び３−カルボキシプロピル（メタ）アクリレートなどのカルボキシアルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。好適な更なる他の酸モノマーには、米国特許第４，１５７，４１８号明細書（ヘイルマン（Heilmann））に記載されたものなどの（メタ）アクリロイルアミノ酸が挙げられる。代表的な（メタ）アクリロイルアミノ酸としては、Ｎ−アクリロイルグリシン、Ｎ−アクリロイルアスパラギン酸、Ｎ−アクリロイル−ｂ−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。これらの酸モノマーの任意の塩も用いることができる。
【０１０６】
（選択されたｐＨで）正電荷を提供可能であるいくつかの例示的なイオン性グラフトモノマーは、式Ｘのアミノ（メタ）アクリレート又はアミノ（メタ）アクリルアミド、又はそれらの四級アンモニウム塩である。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、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩及びこれらに類するものである。
【０１０７】
【化１５】
2011522090.tif 000017
【０１０８】
式中、Ｌは−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、ここでＲ３は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４のアルキル−であり、Ｙはアルキレン（例えば、１〜１０個の炭素原子、１〜６個、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキレン）である。各Ｒ１１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たアルキル）又はアミノアルキル（すなわち、アミノで置換されたアルキル）である。あるいは、２つのＲ１１基は、それらが結合される窒素原子と共に部分的に不飽和（すなわち、不飽和であるが芳香族でない）若しくは飽和の芳香族である複素環式基を形成することができ、ここで、複素環式基は、所望により部分的に不飽和（例えば、シクロヘキセン）若しくは飽和（例えば、シクロヘキサン）の芳香族（例えば、ベンゼン）である第二環に結合されてもよい。
【０１０９】
式ＩＸ及びＸに関して、続く紫外線開始型重合の際の組み込み（間接的なグラフト化）のために、グラフトアクリロイル基は、反応性が低い別のエチレン性不飽和基、例えばメタクリレート、メタクリルアミド、ビニル、ビニルオキシ、アリル（ally）、アリルオキシ（alloxy）、及びアセチレニルに置換されると理解される。
【０１１０】
式Ｘのいくつかの実施形態では、Ｒ１１基は両方とも水素である。他の実施形態では、一方のＲ１１基は水素で、他方は１〜１０個、１〜６個又は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、Ｒ１１基の少なくとも１つは、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づけられた状態で１〜１０個、１〜６個又は１〜４個の炭素原子を有するヒドロキシアルキル又はアミノアルキルである。更に他の実施形態において、Ｒ１１基は、それらが結合される窒素原子と結合し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。代表的な複素環式基としては、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。追加の環に結合される代表的な複素環式基としては、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。
【０１１１】
例示的なアミノアクリレート（すなわち、式ＸのＬが−Ｏ−である）には、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、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アクリレート（acylate）、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アクリレート、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、及びこれらに類するものなどのＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキルアクリレートが挙げられる。
【０１１２】
例示的なアミノ（メタ）アクリルアミド（すなわち、式ＸのＬが−ＮＲ３−である）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−イミダゾリルプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−イミダゾリルプロピル）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が、これらに限定されない。
【０１１３】
式Ｘのイオン性モノマーの例示的な四級塩には、（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）及び（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。
【０１１４】
ベース基材に（選択されたｐＨで）正電荷の基を提供することができる他のモノマーには、アルケニルアズラクトンのジアルキルアミノアルキルアミン付加物（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）並びにジアリルアミンモノマー（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。他には、ポリエーテルアミン（ポリエーテルアミン構造に基づくモノアミン、ジアミン及びトリアミンなど）のアルケニルアズラクトン付加物が挙げられる。これらの化合物の一例は、Ｈｕｎｔｓｍａｎ（Ｔｈｅ  Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ，ＵＳＡ）からのＪｅｆｆａｍｉｎｅ（登録商標）シリーズである。他の例には、ジメチルアミノエチルメタクリレートの四級塩が挙げられる。
【０１１５】
直接的にグラフト化することにより、又はその後の紫外線重合（間接的なグラフト化）中に組み込まれ得る第四の中性ｄ）モノマーは、（メタ）アクリロイル又は非アクリロイルのエチレン性不飽和基と非重合性末端とを有するポリ（アルキレンオキシド）モノマーである。このような化合物は、次式を有し得る。
【０１１６】
ＣＨ２＝ＣＲ１−Ｃ（Ｏ）−Ｘ１−（ＣＨ（Ｒ１）−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｒ１、ＸＩ
式中、各Ｒ１は独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、Ｘ１は−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、ここで、Ｒ３はＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルである。
【０１１７】
更に詳細を以下に記載するように、官能化基材は上記ｄ）モノマーを用いて調製され、ベース基材の表面に親水性又はイオン性を提供することができる。ベース基材の表面特性を改質するために、上記モノマーの２つ以上が使用されるとき、モノマーは、単一反応工程（すなわち、２つ以上のグラフトモノマーは全て、電離放射線への曝露時に存在する）又は逐次反応工程（すなわち、第一グラフト光開始剤モノマー「ａ）」は、電離放射線への第一曝露時に存在し、第二グラフトモノマー「ｂ）及び／又はｃ）」は、電離放射線への第二曝露時に存在する）でベース基材にグラフト化されてもよい。同様に、これらのモノマーａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の全ては、第一グラフト化工程中に存在して直接的にグラフト化されてもよく、又は続く紫外線開始型重合の際に組み込むことにより間接的にグラフト化されてもよい。別の方法としては、かかるモノマーの全部又は一部は、第一工程で、又はその後の吸収工程で吸収されてもよい。別の方法としては、疎水性基材は、式ＶＩＩＩ又はＸＩにより表されるものなどの親水性モノマーでの第一吸収及びグラフト化により親水性にされてもよく、その後、光開始剤ａ）モノマーで吸収及び直接的にグラフト化され、他のｂ）、ｃ）及びｄ）モノマーで吸収及び直接的に又は間接的にグラフト化される。
【０１１８】
上記リガンド官能化基材は、プロセス工程の組み合わせを使用して調製されてもよい。本方法は、
１）ベース基材、好ましくは間隙表面及び外側表面を有する多孔質ベース基材、を提供する工程と、
２）ベース基材を、（ａ）アクリロイル基と式ＸＩＩの光開始剤基とを有する少なくとも１種のグラフトモノマーと、（ｂ）式Ｉ又はＩａの１種以上のリガンドｂ）モノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの式ＶＩＩ又はＶＩＩＩの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有するモノマーと、（ｄ）所望により、１つ以上の式ＩＸ、Ｘ又はＸＩの親水性ｄ）モノマーと、を含む溶液でコーティングする（好ましくは多孔質基材に吸収させる）工程と、
３）ベース基材の表面に結合したグラフト化光開始剤基を含む第一官能化基材を形成するために、コーティングされた基材（又は吸収させた多孔質ベース基材）を電離放射線に曝露する工程と、
４）残存するエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基を重合させるために、グラフト化光開始剤基を含むベース基材を紫外線に曝露する工程と、を含む。
【０１１９】
特に好ましい実施形態では、本方法は、
１）ベース基材、好ましくは間隙表面及び外側表面を有する多孔質ベース基材、を提供する工程と、
２）ベース基材を、（ａ）アクリロイル基と式ＸＩＩの光開始剤基とを有する少なくとも１種のグラフトモノマーと、（ｂ）所望により、１つ以上の式Ｉ又はＩａのリガンドモノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と式ＶＩＩ又はＶＩＩＩの少なくとも１つの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、（ｄ）所望により、１つ以上の式ＩＸ、Ｘ又はＸＩの親水性モノマーと、を含む第一溶液でコーティングする（好ましくは多孔質基材に吸収させる）工程と、
３）その表面に結合したグラフト化光開始剤基を有するベース基材を含む第一官能化基材を形成するために、コーティングされた基材（又は吸収させた多孔質ベース基材）を電離放射線、好ましくはｅ−ビーム又はガンマ線、に曝露する工程と、
４）グラフト化光開始剤基を有するベース基材を、（ｂ）１種以上の上記リガンドモノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、（ｄ）所望により、１種以上の親水性モノマーと、を含む第二溶液でコーティングする（好ましくは多孔質基材に吸収させる）工程と、
５）残存するエチレン性不飽和フリーラジカル重合性基を重合させるために、グラフト化光開始剤基を含むベース基材を紫外線に曝露する工程と、を含む。
【０１２０】
本開示の方法は、電離放射線で多孔質又は非多孔質基材表面を照射して、モノマーがその上にグラフト化されているかかる表面上にフリーラジカル反応部位を調製することを伴う。「電離放射線」は、ベース基材の表面上にフリーラジカル反応部位の形成を引き起こすのに十分な線量及びエネルギーの放射線を意味する。電離放射線には、ベータ、ガンマ、電子ビーム、Ｘ線及び他の電磁放射線が挙げられ得る。場合によっては、コロナ放射線は十分に高いエネルギー放射線であり得る。放射線は、十分に高エネルギーであり、そのため、ベース基材の表面により吸収されると、十分なエネルギーがその支持体に移動して、支持体内の化学結合の開裂を生じ、結果として支持体上にフリーラジカル部位が形成される。
【０１２１】
高エネルギー放射線の線量は、メガラッド（Ｍｒａｄ）、又は、ｍＲａｄの１／１０であるキログレイ（ｋＧｙ）で測定される。線量は、所望のレベルの単回投与で、又は、累積すると所望のレベルになる複数回投与で、管理され得る。線量は、累積的に約１ｋＧｙ〜約１００ｋＧｙの範囲であり得る。好ましくは累積線量は、放射線損傷に耐性のある基材の場合、３０ｋＧｙ（３Ｍｒａｄ）を超える。
【０１２２】
市販の供給元の利用が容易であることにより、このグラフト化方法の場合、電子ビーム及びガンマ線が好ましい。電子ビーム発生装置は、種々の供給元から市販されており、Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）からのＥＳＩ「ＥＬＥＣＴＲＯＣＵＲＥ」ＥＢ  ＳＹＳＴＥＭ、及び、ＰＣＴ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＬＬＣ（Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ，ＩＡ）からのＢＲＯＡＤＢＥＡＭ  ＥＢ  ＰＲＯＣＥＳＳＯＲが挙げられる。ガンマ照射源は、コバルト−６０高エネルギー源を使用してＭＤＳ  Ｎｏｒｄｉｏｎから市販されている。いかなる特定種類機器及び照射試料位置であろうとも、放出される照射線量は、「Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｏｆ  ａ  Ｒａｄｉｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｆｉｌｍ  Ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題するＡＳＴＭ  Ｅ−１２７５により測定することができる。エキストラクターグリッド電圧を変更することにより、供給源に対するビーム直径及び／又は距離、各種照射線量率を得ることができる。
【０１２３】
ベース基材は、非多孔質又は多孔質であり得る。この実施形態に使用される多孔質ベース基材のいくつかは、多孔質、微小多孔性の不織布、又はこれらの組み合わせであることができる。
【０１２４】
官能化基材を作製する１つの代表的な方法を図１に示す。図１に示すように、例示的方法１０は、吸収工程１００、挟み込み工程２００、照射工程３００、紫外線開始型重合工程４００、剥離工程５００、洗浄／すすぎ工程６００、乾燥工程７００、及び巻き取り工程８００からなる工程を含む。これらの例示の工程の各々を下記に更に詳細に説明する。
【０１２５】
本発明の官能化基材を作製する方法は、１つ以上の下記の工程を含んでもよい。
【０１２６】
吸収工程
図１に示すように、ベース基材、好ましくは多孔質ベース基材１２、を含むロール１１は巻き戻すことができ、その結果、多孔質ベース基材１２が吸収工程１００に入る。吸収工程１００では、ベース基材１２をアプリケータ１４に接触させるか、又はアプリケータ１４に近づける、すなわちアプリケータ１４は、１種以上のグラフトモノマーを含有する溶液１３のリザーバに接続している。ローラー１５及び１６がベース基材１２を案内し、アプリケータ１４を通過させ、その結果、ベース基材１２は、所望の時間にわたって溶液１３に曝露される。典型的には、多孔質ベース基材１２が溶液１３に曝露される時間は、最大で約１．０分、より典型的には約１５秒未満である。ベース基材１２は、通常、吸収工程１００を通り、１分未満で照射工程３００に進む。いくつかの吸収工程で、ベース基材１２を溶液１３で飽和させる。
【０１２７】
上記のように、溶液１３は、表面又はベース基材、好ましくは多孔質ベース基材１２の間隙表面及び外側表面の上にグラフト化するのに好適な１種以上のグラフトモノマーを含む。上記した例示のグラフトモノマーの全てを溶液１３中に含むことができる。グラフトモノマーに加え、溶液１３は、例えば、紫外線硬化へ向けた１種以上の他の非グラフトモノマー及び溶媒などのその他の物質を含有することができる。溶液１３中の各グラフト化モノマーの濃度は、溶液１３中のグラフト化モノマー又はモノマー類、所望のグラフトの程度、グラフト化モノマー（類）の反応性及び使用される溶媒を含むがこれらに限定されない多くの要因により変更されてもよい。典型的には、溶液１３中の各モノマーの濃度は、溶液１３の総重量に対して約１重量％〜約１００重量％、望ましくは約５重量％〜約３０重量％、及びより望ましくは約１０重量％〜約２０重量％の範囲である。
【０１２８】
ひとたびベース基材１２に所望の時間で溶液１３を吸収させると、ベース基材１２は、ガイドローラ１７によって挟み込み工程２００に直接向かう。ガイドローラ１７は、所望により吸収済みベース基材１２から過剰の溶液１３を計量するために使用されてもよい。あるいは、吸収済みベース基材１２から気泡及び過剰の溶液１３を圧搾するためにローラ（図示せず）を使用することができる。典型的には、ベース基材１２は、実質的に飽和した状態で（すなわち、ベース基材１２は最大量の又は最大量に近い溶液１３を含有する）挟み込み工程２００に入り、ここで、実質的に全ての表面、好ましくはベース基材１２の全ての間隙表面及び外側表面、が溶液１３でコーティングされている。
【０１２９】
吸収工程１００は、多孔質ベース基材１２に溶液１３を導入する１つの可能な方法に過ぎないことに留意されたい。他の好適な方法には、スプレーコーティング、フラッドコーティング、ナイフコーティング、Ｍｅｙｅｒバーコーティング、ディップコーティング及びグラビアコーティングが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３０】
挟み込み工程
挟み込み工程２００では、吸収済みベース基材１２を取り外し可能なキャリア層２２と取り外し可能なカバー層１９との間に挟み込み（すなわち配置し）、多層挟み込み構造２４を形成する。例示的方法１０に示すように、取り外し可能なカバー層１９をロール１８から巻き出し、ローラー２０を通って、吸収済みベース基材１２の外側表面と接触させてよく、その一方で、取り外し可能なキャリア層２２をロール２１から巻き出し、ローラー２３を介して、吸収済みベース基材１２の反対側の外側表面と接触させてもよい。ローラー２０及び２３でギャップを形成し、多孔質基材に付与される吸収溶液１３の量を調整するのに用いてもよい。取り外し可能なカバー層１９及び２２は、その後のラジカルプロセスから酸素を排除し、また、吸収溶液１３の流出を防止する役目を果たす。
【０１３１】
取り外し可能なカバー層１９及び取り外し可能なキャリア層２２は、チャンバ２５から出る際に官能化基材３０（すなわち、グラフト化ベース基材１２）が酸素に直接曝露されてしまうことを一時的に防ぐことができる任意の不活性シート材を含んでもよい。取り外し可能なカバー層１９及び取り外し可能なキャリア層２２を形成する好適な不活性シート材料には、ポリエチレンテレフタレートフィルム材、他の芳香族ポリマーフィルム材及び任意の他の非反応性ポリマーフィルム材が挙げられるがこれらに限定されない。いくつかの実施形態では、取り外し可能なキャリア層２２は、紫外線透過性の材料から選択してもよい。ひとたび組み立てられると、多層挟み込み構造体２４は、照射工程３００に進む。
【０１３２】
照射工程３００において、多層挟み込み構造体２４は、溶液１３内の１種以上のモノマーをベース基材１２の表面上にグラフト化するように十分な量の電離放射線（好ましくはｅ−ビーム又はガンマ線）に曝露され、取り外し可能なキャリア層２２と取り外し可能なカバー層１９との間に挟み込まれる官能化基材３０を含む多層挟み込み構造体２７を形成する。例示の方法１０に示されるように、多層挟み込み構造体２４は、十分な線量の放射線を供給できる少なくとも１つの装置２６を含むチャンバあ２５通って進む。単一のデバイス２６は、十分な線量の放射線を提供可能であるが、特に比較的厚い多孔質ベース基材１２の場合には、２つ以上のデバイス２６を使用してもよい。典型的には、チャンバ２５は、フリーラジカル重合を抑制することが知られている最少量の酸素と共に、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴンなどのような不活性雰囲気を含む。取り外し可能なカバー層１９がない状態で、ベース基材１２を照射する実施形態では、チャンバ２５内部の酸素量がより関心事となり得る。取り外し可能なキャリア層２２及び取り外し可能なカバー層１９が多孔質ベース基材１２を覆っているとき、チャンバ２５内部の酸素への曝露は最小限になる。
【０１３３】
照射工程３００は、続く紫外線開始型重合を干渉するであろうあらゆる溶存酸素を、ペルオキシ化合物に変換するという更なる利点を提供する。したがって、ｅ−ビーム照射工程３００は、酸素を除去することにより、続く紫外線開始４００を促進する。
【０１３４】
放射線の他の供給源が使用されてもよいが、装置２６は、望ましくは電子ビーム源を含む。電子ビーム（ｅ−ビーム）は一般的に、約０．０００１３Ｐａ（１０−６Ｔｏｒｒ）に維持された真空チャンバ内の反射板と抽出グリッドとの間に保持されているタングステンワイヤフィラメントに高電圧を印加することによって発生する。フィラメントが、高電流で加熱され、電子を生成する。電子は、リペラープレートとエキストラクターグリッドにより金属フォイルの薄いウィンドウに向かって誘導され、加速される。１０７メートル／秒（ｍ／ｓｅｃ）を超える速度で進行し、約１００〜３００キロ電子ボルトを所有する加速電子は、真空チャンバからフォイルウィンドウを通過し、いかなる物質が位置付けられていても直ちにフォイルウィンドウを超えて透過する。
【０１３５】
生成する電子の量は、電流に直接的に関係する。エキストラクターグリッド電圧が増加すると、タングステンワイヤフィラメントから引き出される電子の加速度又は速度は増加する。コンピュータ制御下にある場合、ｅ−ビーム処理は非常に正確であることができ、その結果、電子の正確な線量及び線量率を多層挟み込み構造体２４に誘導することができる。
【０１３６】
チャンバ２５内部の温度は、望ましくは従来の手段により周囲温度に保持される。いかなる特定のメカニズムに限定されることも意図しないが、吸収多孔質ベース基材の電子ビームへの曝露は、基材上でフリーラジカル反応開始をもたらし、続いてエチレン性不飽和基を有するモノマーなどの二重結合を有するモノマーと反応することを可能にすると思われる。
【０１３７】
多層挟み込み構造体２４により受容される全線量は、主としてグラフト化モノマーが多孔質ベース基材上でグラフトされる度合に影響を及ぼす。一般的には、吸収工程中に加えたグラフトモノマーのうち、少なくとも１０重量％、望ましくは２０重量％、更に望ましくは５０重量％を超えるグラフトモノマーが直接的グラフト化種に変換されることが望ましく典型的である。更に、吸収工程中にベース基材１２上に付加した１種以上のグラフトモノマーのうち、多孔質ベース基材１２の総重量に基づき、約５重量％の量、望ましくは約１０重量％の量、より望ましくは約２０重量％の量（又は約１００重量％の量）をグラフト化することが望ましく典型的である。線量は、電圧、速度及びビーム電流を含む多くのプロセスパラメーターにより決まる。線量は、線速度（すなわち、多層挟み込み構造体２４が装置２６の下を通過する速度）及びエキストラクターグリッドに印加される電流を制御することにより便利に調節することができる。実験的に測定された係数（機械定数）をビーム電流に乗し、ウェブ速度で除することによって目標の線量（例えば、＜１０ｋＧｙ）を利便的に算出し、曝露量を決定することができる。機械定数は、ビーム電圧の関数として変化する。
【０１３８】
電子ビーム照射曝露の調整量は、滞留時間によって決まるが、一般的に、多層挟み込み構造２４の一部であるベース基材１２上に吸収されるモノマーは、一般に約１キログレイ（ｋＧｙ）の最小線量〜約１００ｋＧｙ未満の最大線量の範囲の調整された量の線量を受容すると、特定のポリマーによって、著しくグラフト化される。プロピレンポリマーなどの放射線感受性ポリマーに対して、その量は、典型的には約１キログレイ（ｋＧｙ）の最小照射線量〜約１０ｋＧｙ未満の最大線量の範囲である。典型的には、プロピレンポリマーの劣化を防ぐ合計調整線量は、約９ｋＧｙ未満〜約７ｋＧｙの範囲である。ナイロン又はＰＶＤＦなどの放射線感受性が低いポリマーは、より高い照射線量、典型的には１０〜７０ｋＧｙにさらしてもよい。
【０１３９】
放射線グラフトには、低線量率及びより長い滞留時間が望ましいが、実際の操作は、スピードを必要とし、より高い線量率及びより短い滞留時間が強いられる場合がある。多層挟み込み体中の酸素の除去が、電離放射線曝露後もグラフト収率が高くなるのに十分な時間、フリーラジカル化学物質が存在し続けることを可能にする。記載されていないが、いくつかの実施形態では、本方法は、紫外線硬化工程の前に追加の吸収及びグラフト化工程を含んでもよい。
【０１４０】
紫外線硬化工程
紫外線照射工程４００では、多層挟み込み構造２４を、グラフト化光開始剤基、並びに、任意の遊離未反応アクリロイル基及び／又は他のエチレン性不飽和基の間のフリーラジカル重合を開始するのに十分な量の紫外線に曝露する。ベース基材１２のグラフト化表面上の未反応のエチレン性不飽和基の重合により、取り外し可能なキャリア層２２と取り外し可能なカバー層１９との間に挟み込まれる官能化基材３０を含む多層挟み込み構造２７が形成する。代表的方法１０に示すように、多層挟み込み構造２４は、十分な線量の紫外線を提供可能な少なくとも１つのデバイス４１を備えるチャンバ４０を進む。単一のデバイス４１は、十分な線量の放射線を提供可能であるが、特に比較的厚いベース基材１２の場合には、２つ以上のデバイス４１を使用してもよく、又はランプの出力を２倍にしてもよい。紫外線照射により、本質的に全ての残留アクリロイル及び非アクリロイル基がベース基材１２の表面上のポリマーコーティング内に組み込まれる。
【０１４１】
典型的には、チャンバ４０は、フリーラジカル重合を抑制することが知られている最少量の酸素と共に、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴンなどのような不活性雰囲気を含む。取り外し可能なカバー層１９がない状態で、ベース基材１２を照射する実施形態では、チャンバ２５内部の酸素量がより関心事となり得る。取り外し可能なキャリア層２２及び取り外し可能なカバー層１９がベース基材１２を覆っているとき、チャンバ２５内部の酸素への曝露は最小限になる。
【０１４２】
紫外線光源は、２８０〜４００ナノメートルの波長範囲にわたって一般に１０ｍＷ／ｃｍ２以下Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙに承認されている手順に沿って、例えば、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ，ＶＡ）製のＵＶＩＭＡＰ（商標）ＵＭ  ３６５  Ｌ−Ｓラジオメーターを用いて測定される）を提供するブラックライトなどの比較的低い強度の光源、又は、１０ｍＷ／ｃｍ２を超え、好ましくは１５〜４５０ｍＷ／ｃｍ２の強度を提供する中圧水銀ランプなどの比較的高い強度の光源、であることができる。組成物を全部又は一部、重合させるために紫外線が使用される場合、中位の強度及びより長い曝露時間が好ましい。例えば、約１０〜５０ｍＷ／ｃｍ２の強度及び約１〜５秒の曝露時間が効果的に使用され得る。好ましい紫外線供給源は、Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ）からのＱｕａｎｔ  ４８（商標）ＵＶ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍである。
【０１４３】
剥離工程
チャンバ２５から出ると、多層挟み込み構造２７は剥離工程５００に進む。剥離工程５００では、多層挟み込み構造２７は、取り外し可能なキャリア層２２及び取り外し可能なカバー層１９を官能化基材３０から分離することによって分解される。例示的方法１０に示したように、取り外し可能なカバー層１９は、官能化基材３０の外側表面から分離され、ロール２８として巻き取られ、一方、取り外し可能なキャリア層２２は、官能化基材３０の反対の外側表面から分離され、ロール２９として巻き取られる。
【０１４４】
１つの望ましい実施形態では、電子ビームへの曝露、紫外線硬化、及びチャンバ４０からの退出後、取り外し可能なキャリア層２２と取り外し可能なカバー層１９は、官能化基材３０の酸素曝露からの長期保護を備えるよう、剥離工程４００に先立ちしばらくの時間、官能化基材３０にとどまることができる。望ましくは、取り外し可能なキャリア層２２と取り外し可能なカバー層１９は、チャンバ２５を退出後、少なくとも１５秒間、より望ましくは約３０秒〜約６０秒間、官能化基材３０にとどまる。しかし、グラフト品質を低下させることになる上限時間制限はなく、多層挟み込み構造体２７は、多層挟み込み構造体２７のバッチ処理ロールが調製される場合のように長期間そのままで留まることができる。一旦多層挟み込み構造２７を分解すると、官能化基材３０は任意の洗浄／すすぎ工程６００に進むことができる。
【０１４５】
任意の洗浄／すすぎ工程６００では、官能化基材３０は、すすぎチャンバ３１で１回以上洗浄するか又はすすいで、いずれもの未反応モノマー、溶媒又はその他反応副生成物を官能化基材３０から除去する。実質、官能化基材３０は、水リンス剤、アルコールリンス剤、水及びアルコールリンス剤の組合せ及び／又は溶媒リンス剤（例えば、アセトン、ＭＥＫなど）を使用して３回まで洗浄又はすすがれる。アルコールリンス剤を使用する時、リンス剤には、イソプロパノール、メタノール、エタノール又は使用して実用的である全ての他のアルコール及び全ての残留モノマーに有効な溶媒を挙げることができるがこれらに限定されない。各すすぎ工程で、官能化基材３０は、すすぎ浴又はすすぎスプレーを通過してもよい。
【０１４６】
任意の乾燥工程７００では、官能化基材３０を乾燥させ、官能化基材３０から全てのすすぎ溶液を除去する。典型的に、官能化基材３０は、比較的低いオーブン温度を有するオーブン３２内で所望の時間（本明細書で「オーブン滞留時間」とする）乾燥される。オーブン温度は、典型的には約６０℃〜約１２０℃の範囲であり、オーブン滞留時間は、典型的には約１２０秒〜約６００秒の範囲である。いずれかの従来のオーブンを、本発明の任意の乾燥工程７００で使用してもよい。好適なオーブンとしては、対流式オーブンが挙げられるがこれに限定されない。
【０１４７】
他の実施形態では、乾燥工程７００を、洗浄／すすぎ工程６００の前に行なうことができ、グラフトされていない残留物の抽出の前に揮発性成分を除去する点にも留意するべきある。
【０１４８】
任意の乾燥工程７００の後に、工程８００において、乾燥させた官能化基材３０をロール３３としてロール形態で巻き取ることができる。官能化基材３０は、将来使用するためにロールの形状で貯蔵されてもよく、そのままで直ちに使用されてもよく、又は親水性基材３０の表面特性を更に変えるために更に加工されてもよい。
【０１４９】
１つの代表的な実施形態において、官能化基材３０は、更に処理され、官能化基材３０の表面特性を変える。この実施形態では、官能化基材３０は、（ｉ）追加のグラフトモノマーを官能化基材３０の間隙表面及び外側表面にグラフト化する、（ｉｉ）追加のグラフトモノマーを官能化基材３０の間隙表面及び外側表面から延在するグラフト種にグラフト化する又は（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の両方のために、例示的方法１０などのグラフト化プロセスにより２回（又は更に多い回数）にわたって処理が行われる。
【０１５０】
例えば、一例示的実施形態では、官能化基材３０は、ベース基材を、溶媒中に１種以上のグラフト光開始剤モノマー（式ＸＩＩ）を含む第一溶液でコーティングする、好ましくは多孔質ベース基材に吸収させる、こと、次いで、光開始剤ａ）モノマーをベース基材の表面にグラフト化するために第一溶液を吸収したベース基材を調整された量の電離放射線、好ましくは電子ビーム又はガンマ放射線、に曝露することにより、調製される。
【０１５１】
生じた第一官能化基材は、所望により（しかし、好ましくはない）、任意の未反応グラフトモノマーを除去するためにすすがれ、その後続いて、（ｂ）１種以上の上記リガンドモノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、（ｄ）所望により、１種以上の親水性モノマーと、を含む第二溶液を吸収させられてもよく、その後、第二溶液を吸収した第一官能化基材を調整量の電離放射線に曝露して、光開始剤基とリガンド基の両方及び他の任意の基を有する第二官能化基材を形成する。遊離及び未グラフト化モノマーは、続いて、その後の紫外線重合の際にベース基材に組み込まれる（間接的にグラフト化される）。
【０１５２】
別の例示的実施形態では、官能化基材３０は、ベース基材を、１種以上のグラフト親水性モノマーを含む第一溶液でコーティングする、好ましくは多孔質ベース基材に吸収させる、ことにより、調製される。この実施形態は、ＰＶＤＦ基材などの疎水性基材を親水性にするのに特に有用である。生じた第一官能化基材は、所望により（しかし、好ましくはない）、任意の未反応グラフトモノマーを除去するためにすすがれ、その後続いて、ａ）光開始剤モノマーと、（ｂ）１種以上の上記リガンドモノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、を含む第二溶液を吸収させられてもよく、その後、第二溶液を吸収した第一官能化基材を調整量の電子ビーム照射に曝露して、光開始剤基とリガンド基の両方及び他の任意の基を有する第二官能化基材を形成する。遊離及び未グラフト化モノマーは、続いて、その後の紫外線重合の際にベース基材に組み込まれる（間接的にグラフト化される）。
【０１５３】
同様に、第二吸収工程は、電離放射線への曝露によりグラフト化される上記光開始剤モノマーのみを含んでもよく、光開始剤基と親水性基とを両方有する官能化物品は、これに続いて、その後の紫外線重合の際に間接的にグラフト化される（ｂ）１種以上の上記リガンドモノマーと、（ｃ）所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基とを有する１種以上のモノマーと、を含む第三溶液での第三吸収工程にかけられる。
【０１５４】
更に改質された官能化基材３０は、次に例示的方法１０の例示的洗浄／すすぎ工程５００などの適宜な洗浄／すすぎ工程及び例示的方法１０の例示的乾燥工程６００などの適宜な乾燥工程を介して進めることができる。２工程のグラフト化プロセスに続き、吸収済み基材を紫外線照射工程により更に加工することができる。
【０１５５】
任意の加熱工程（図示せず）において、リガンド官能化基材３０は加熱される。典型的には、任意の加熱工程中に、多くの要因（反応物質、多孔質ベース基材、グラフト化種に存在している官能基、及びオーブン３６内での滞留時間が挙げられるが、これらに限定されない）に依存して、リガンド官能化基材３０を最大で約１２０℃のオーブン温度を有するオーブンに入れる。典型的には、任意の加熱工程で用いるオーブン温度は、３０℃以上（望ましくは４０℃以上、５０℃以上、又は６０℃以上）である。オーブン温度は典型的には約６０℃〜約１２０℃の範囲である。典型的には、任意の加熱工程中のオーブンでの滞留時間は、約６０秒〜約１時間の範囲である。
【０１５６】
任意の加熱工程などの本発明の任意の加熱工程では、従来の任意のオーブンを使用してもよい。好適なオーブンとしては、例示的方法１０の適宜な乾燥工程６００に使用される上記オーブンが挙げられるがこれに限定されない。望ましくは、例示的方法５０の適宜な加熱工程８００に使用されるオーブンは、循環空気オーブンを含む。
【０１５７】
リガンド官能化基材３３は、ロール形態で更なる使用ために貯蔵されてもよく、そのままで直ちに使用されてもよく、又は１つ以上の追加のプロセス工程（図示せず）で更に処理されてもよい。好適な追加のプロセス工程には、コーティング組成物を更なる官能化基材３５に適用する反応工程又はコーティング工程、１つ以上の追加層を更なる官能化基材３３に一時的又は恒久的に結合する積層工程、更なる官能化基材３３を１つ以上の追加の構成要素と組み合わせて最終製品（例えばフィルターアセンブリ）を形成する組み立て工程、更なる官能化基材３３又は更なる官能化基材３３を含む最終製品を所望の包装材（例えばポリエチレンフィルム又はバッグ）で包装する包装工程、又はこれらのいずれかの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
【０１５８】
本発明の官能化基材を作製する方法は、下記に示すプロセスパラメーターを含むが、これらに限定されない１つ以上のパラメーターにより説明されてもよい。
【０１５９】
１．バッチ対連続プロセス
本発明のリガンド官能化基材を製造する方法は、連続プロセス（例えば、図１に示されている例示的方法１０）を用いて行なってもよく、又は上述の１つ以上のプロセス工程をそれぞれ別個に行なうバッチプロセスを用いて行なってもよいことに留意するべきである。望ましくは、官能化基材を作製する方法は、図１に示した例示的方法１０などの連続プロセスを使用して行われる。
【０１６０】
２．ライン張力
例示的方法１０などの連続プロセスを使用するとき、１つ以上の駆動ロール（図示せず）を使用し、多孔質ベース基材１２又は官能化基材３０を連続プロセスを通して移動してもよい。１つ以上の駆動ロールは、多孔質ベース基材１２及び官能化基材３０に十分な張力を付与し、多孔質ベース基材１２及び官能化基材３０を所定の装置を通って移動させる。加工中の多孔質ベース基材１２又は官能化基材３０の収縮及び／又は引裂きを防止するため、適用する張力量を決定する際には注意をしなければならない。ベース基材１２又は官能化基材３０を運ぶために用いるキャリアウェブ（例えば、取り外し可能なキャリア層２２）が強固な場合、基材自体に張力の負荷をかけることなく、張力の負荷を調整しやすくなる。
【０１６１】
本発明の例示的な連続グラフトプロセスでは、多孔質ベース基材１２又は官能化基材３０を所定の装置を通して移動するために、１つ以上の駆動ロールは、典型的には、多孔質ベース基材１２又は官能化基材３０の３０ｃｍ（１２インチ）幅ウェブ上を２２〜１７８ニュートン（５〜４０ポンド）の範囲で駆動し、多孔質ベース基材１２又は官能化基材３０の線センチメートル当たり０．７〜５．９ニュートンの張力をもたらす。１つの所望される実施形態では、１つ以上の駆動ロールは、多孔質ベース基材１２又は官能化基材３０の線センチメートル当たり１．４〜３．０ニュートンの範囲で駆動する。
【０１６２】
３．ライン速度
本発明の例示的な連続グラフトプロセスにおいて、１つ以上の駆動ロールは、所定の装置を通して所望のライン速度も付与する。望ましくは、多孔質ベース基材１２及び官能化基材３０は、少なくとも約１．５２メートル／分（ｍｐｍ）（５ｆｐｍ）のライン速度で所定の装置を通って移動する。１つの所望される実施形態では、多孔質ベース基材１２及び官能化基材３０は、特定の装置を通って約３．０５ｍｐｍ（１０ｆｐｍ）〜約３０．５ｍｐｍ（１００ｆｐｍ）の範囲のライン速度で移動する。
【０１６３】
開示されている方法は、種々のリガンド官能化基材を調整するために使用され得る。リガンド官能化基材は、グラフト化、その後のグラフト化された光開始剤ａ）、リガンドモノマーｂ）、所望により、少なくとも１つのアクリロイル基と少なくとも１つの追加的エチレン性不飽和フリーラジカル重合性基を含む１種以上のモノマー（ｃ）、（ｄ）所望により、直接的に又は間接的にグラフト化され得る１種以上の親水性モノマー、からの紫外線開始型重合、から誘導される重合済みコーティングを有する。
【０１６４】
上述の官能化基材の製造方法のいずれかでは、特定の官能化基材を形成するために、上述の多孔質ベース基材、グラフトモノマー、及び反応物質のうちのいずれかを用いてもよい。多孔質ベース基材は、微小多孔性膜などの多孔質膜、不織布ウェブ、又は多孔質繊維の形態である場合が多い。いくつかの実施形態では、多孔質ベース基材は、熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）法により形成された微小多孔性膜を含む。
【０１６５】
一実施形態では、本方法は、その表面上にリガンド官能化コーティングを有する物品を提供し、リガンド官能化コーティングは、グラフト化光開始剤基と、１種以上のリガンドモノマーと、１種以上のエチレン性不飽和重合性モノマーと、グラフト化されていないアクリロイル基又は他の非アクリロイルエチレン性不飽和重合性基であり得る１種以上の親水性モノマーと、の紫外線重合反応生成物を含む。
【０１６６】
リガンド官能化基材の製造方法は、グラフト化され紫外線重合された種がリガンド基を含むので、多孔質ベース基材の従来の性質を変える。
【０１６７】
本発明は、多孔質ベース基材の多くの利点（例えば、機械的及び熱的安定性、多孔性）を有するが、ウィルスなどの生体物質に対して強化された親和性を持つリガンド官能化基材の形成を可能にし、これは所与の官能化基材を形成するために使用されるモノマー及び工程から生じる。本発明は、親水性ポリマーから形成された多孔質ベース基材に関連する多くの既知の問題（湿度により膨張するという問題、加湿のない場合の脆弱性、機械的強度の低さ、並びに耐溶剤性、耐苛性及び／又は耐酸性の低さが挙げられるが、これらに限定されない）を軽減又は解消する。
【０１６８】
一実施形態では、第一グラフトアクリレート基と第二非グラフトエチレン性不飽和重合性基とを有するグラフトモノマーは、式ＶＩＩ、ＶＩＩＩ、Ｘ及び／又はＸＩ（上記）に示されているように、親水性基を有してもよい。例えば、式ＶＩＩＩ及び／又はＸＩのポリ（アルキレンオキシド）化合物は、ＰＶＤＦ基材などの疎水性ベース基材に親水性を付与するために使用することができる。これらのグラフトモノマーは、親水性ポリ（アルキレンオキシド）基を有してもよい。
【０１６９】
あるいは、イオン基を含有する式ＩＸ又はＸのグラフトモノマーが使用されてもよい。これらの場合、グラフトアクリレート基又は非アクリレート重合性基と、四級アンモニウム基などの親水性基と、を含有し得る第四のモノマーを用いて、親水性が付与される。このようなイオン基は、好適なｐＨにてイオン基と同様の電荷を有する生物学的種を反発することにより、官能化基材に対して拡張された選択性を更に付与することができる。
【０１７０】
リガンド官能化多孔質基材は、生体サンプルから、ウィルスと選択的に結合し、ウィルスを除去するための濾材として特に適している。リガンドがベース基材に（直接的に又は間接的にのいずれかで）グラフト化されているので、リガンド官能化基材は耐久性がある。次に、本開示は、サンプルを本明細書に記載のもののようなリガンド官能化基材に接触させることを含む、生体サンプルなどのウィルス含有サンプルからウィルスを除去するための方法を提供する。
【０１７１】
サンプルは、溶液が０〜約５０ｍＭの塩を含むとき、溶液中に配置された中性ウィルスに対する少なくとも１．０の収率ｌｏｇ減少値（ＬＲＶ）に十分な時間にわたって、より好ましくは、溶液が０〜約１５０ｍＭの塩を含むとき、溶液中に配置された中性ウィルスに対する少なくとも１．０の収率ｌｏｇ減少値（ＬＲＶ）で静止したまま、ウィルス捕捉膜に接触させられる。溶液は、溶液が０〜約５０ｍＭの塩を含むとき、溶液中に配置された中性ウィルスに対する少なくとも５．０の収率ｌｏｇ減少値（ＬＲＶ）に十分な時間にわたって、より好ましくは、溶液が０〜約１５０ｍＭの塩を含むとき、溶液中に配置された中性ウィルスに対する少なくとも５．０の収率ｌｏｇ減少値（ＬＲＶ）で静止したまま、ウィルス捕捉膜に接触させられることが更にいっそう好ましい。用語「中性ウィルス」は、約７又は所望により公称６〜８の等電点（ｐｌ）を有する任意のウィルスを示すために使用される。サンプル溶液は、結果としてウィルスが負に帯電しているｐＨであってもよい。
【０１７２】
塩の存在下でのウィルス浄化のこの重要性、「耐塩性」、は、バイオ医薬品製造業で使用される多くのプロセス溶液が１５〜３０ｍＳ／ｃｍの範囲の導電率を有するということである。耐塩性は、標的範囲よりも３〜６倍小さな導電率にて一部のウィルス（例えば、φＸ１７４）に対しての能力を急速に失う、例えば、０ｍＭのＮａＣｌから５０ｍＭのＮａＣｌにすると６ｌｏｇ減少値（ＬＲＶ）から１ＬＲＶのウィルス浄化に落ち込む、従来のＱリガンド（ＡＥＴＭＡ、２−アミノエチルトリメチルアンモニウムクロライド）と比較して測定される。φＸ１７４のようなウィルスは、７に近いｐｌを有し、中性又はほぼ中性である。
【０１７３】
多くの実施形態では、基材は、他のタンパク質がリガンド官能化基材から排除又は反発され、一方、ウィルスが式Ｖ又はＶＩのリガンド官能基に結合するように、官能化され得る。更に、先述したように、基材は１種以上のイオン性モノマーで直接的に又は間接的にグラフト化され得る。特に、多孔質基材は、その多くが中性ｐＨにて正電荷であるモノクローナル抗体などのタンパク質の帯電斥力を生じるように、生体サンプル溶液の選択されたｐＨにて正電荷であるグラフト化イオン基を含み得る。
【０１７４】
ｍＡｂ結合などのタンパク質結合の防止は、リガンドのｐＫａを上昇させることか、又は、装填中にｍＡｂとリガンドが両方とも正電荷であるように追加の正電荷官能基をグラフト化することにより、達成することができる。これは、リガンド及び基材表面からのｍＡｂの帯電斥力を生じる。対照的に、ウィルスは、負電荷又は中性のいずれかであり、リガンドに結合する。ほとんどの治療用ｍＡｂは、８〜１０のｐｌを有する傾向がある。それゆえに、ｍＡｂは中性ｐＨにて正電荷であり、これはそれらが基材表面に結合するのを防止する。一方、ウィルスは、様々なｐｌを有し、多くは負のｐｌを有する。したがって、サンプル溶液のｐＨは、対象のタンパク質（ｍＡｂなど）の等電点よりも低く、ウィルスの等電点よりも高い。
【０１７５】
本明細書のリガンド及びグラフト化官能基は、上記基準及び結果に基づいて選択され、すなわち、耐塩性であり、ｍＡｂの帯電斥力を生じる高いｐＫａ（例えば、＞１０）を有する。リガンドは多孔質膜上に固定され、ウィルス含有流体は膜を通して流れ、一方、ウィルスはリガンドにより捕捉される。
【０１７６】
いくつかの実施形態では、結合したウィルスを含有するグラフト化された物品は使い捨てである。このような実施形態では、濾材へのウィルスの結合は、好ましくは本質的に不可逆であるが、それは結合したウィルスを再生する必要が存在しないからである。それにもかかわらず、溶出溶液のイオン強度を上昇させることにより、ウィルスの結合を無効にすることができる。対照的に、タンパク質結合においては、結合現象は必然的に可逆性であるか、又は、所望のタンパク質はカラムから溶出できない。
【０１７７】
ウィルス捕捉のための基材は、先述のいずれであってもよいが、好ましくは微小多孔性膜である。所望される膜孔径は、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．５〜０．３μｍ、最も好ましくは０．８〜２μｍである。内側の孔構造のために大きな表面積を有する膜が所望され、これは典型的には微細孔径に相当する。しかしながら、孔径が小さ過ぎる場合、膜は、サンプル溶液中に存在する微細粒子で塞がれる傾向がある。
【０１７８】
所望される場合、ウィルス結合及び捕捉の効率は、フィルター要素として複数の積層されたリガンド官能化多孔質基材を使用することにより、改善され得る。それゆえに、本開示は、１つ以上の層の多孔質リガンド官能化基材を含むフィルター要素を提供する。個々の層は、同一であっても又は異なっていてもよく、異なる多孔性及び上記グラフトモノマーによるグラフト度を有してもよい。フィルター要素は、上流プレフィルター及び下流支持層を更に含む。個々のフィルター要素は、所望されるように、平面的であっても又はひだ状であってもよい。
【０１７９】
好適なプレフィルター及び支持層の材料の例には、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、樹脂結合した又は結合剤を有さない繊維（例えば、ガラス繊維）及び他の合成繊維（織られた又は織られていないフリース構造）；ポリオレフィン、金属及びセラミックスなどの焼結材料；糸；特殊濾紙（例えば、繊維とセルロースとポリオレフィンと結合剤との混合物）；ポリマー膜：並びに他のもの、の任意の好適な多孔質膜が挙げられる。
【０１８０】
別の実施形態では、上記フィルター要素を含むフィルターカートリッジが提供される。更に他の実施形態では、フィルター要素とフィルターハウジングとを含むフィルターアセンブリが提供される。更なる実施形態では、本発明は、
ａ）本開示のリガンド官能化ベース基材の１つ以上の層を含むフィルター要素を提供する工程と、
ｂ）ウィルスの結合をもたらすのに十分な時間にわたって、ウィルスを含有する移動している生物学的溶液をフィルター要素の上流表面上に衝突させる工程と、を含むウィルス捕捉方法に関する。
【０１８１】
本発明を上記で説明し、更に下記に実施例により説明するが、それは、いかなる方法においても発明の範囲に限定を課すと解釈されるものではない。それとは逆に、本明細書を読んだ後、本発明の趣旨及び／又は添付した請求項の範囲から逸脱することなくそれら自身を当業者に示唆できる種々の他の実施形態、修正及びその等価物に対して手段を有してもよいことが明瞭に理解される。
【実施例】
【０１８２】
材料
「ＶＡＺＰＩＡ」は、米国特許第５，５０６，２７９号（Ｂａｂｕ  ｅｔ  ａｌ．）の実施例１に従って調製される、２−プロペノイルアミノエタン酸２−（４−（２−ヒドロキシ−２メチルプロパノイル）フェノキシ）エチルエステルを指す。
【０１８３】
「ＰＥＧ４００」、ポリエチレングリコール、分子量４００、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．。
【０１８４】
「ＬＵＣＩＲＩＮ  ＴＰＯ」は、ＢＡＳＦ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎ．Ｃ．）から入手可能な２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドである。
【０１８５】
電子ビーム照射は、Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）から得られた型式ＣＢ−３００電子ビームシステムを使用して行った。フィルム試料は、照射のためポリ（エチレンテレフタレート）の２枚のシートの間に定置した。
【０１８６】
特に定めのない限り、以下の手順にしたがった。フィルム試料を、１０１．６マイクロメートル（４ミル）厚さのＰＥＴの２つのより大きな面積寸法片の間に定置し、一方の末端部でテープ留めした。次に、この挟み込み体を開き、試料フィルムをモノマー溶液で湿らせ、挟み込み体を再度閉じた。閉じ込められた空泡を除き、挟み込み体の表面上に緩やかにゴムローラーを適用することにより過剰な液体を絞り出した。挟み込み体をＰＥＴの移動ウェブにテープ留めし、目標とする線量をもたらすのに十分なビーム電流をカソードに印加して、６．１ｍｐｍ（２０ｆｐｍ）の速度、及び３００ｋｅＶの電圧で電子ビームプロセッサを通って移動させた。ビームを薄膜線量計を使用して検量し、較正し、国立標準研究所（ＲＩＳＯ，Ｄｅｎｍａｒｋ）に遡及した。場合によっては、ビーム照射下での全体の線量率を低下させ、一方、滞留時間を長くするために、ウェブ方向に伸びるカソードを用いて、電子ビームをより特徴的にするように、ビームを複数回通して、より長い曝露時間を模擬することによって、線量をフラクション化した（すなわち、ＢｒｏａｄＢｅａｍなど）。
【０１８７】
膜の試験
リガンド測定：グラフト化されたリガンドの量を膜中に存在するＮの％で測定した。ＬＥＣＯ  ９３２  ＣＨＮＳ元素分析装置を使用して、燃焼によりサンプルを窒素の重量パーセントについて分析した。清浄なハサミで各膜の中心から小片を切り出すことにより、サンプルを調製した。サンプルサイズは約０．７〜２．０ｍｇの範囲であり、３度試験した。
【０１８８】
水流動試験：水流動は、およそ４７ミリメートル（１．８５インチ）の直径を有する試験フィルムのディスクを型式４２３８Ｐａｌｌ  Ｇｅｌｍａｎ磁気フィルターホルダー（Ｐａｌｌ  Ｃｏｒｐ．（Ｅａｓｔ  Ｈｉｌｌｓ，ＮＹ）から入手可能）内に定置することにより測定した。次に、フィルターホルダーを真空ポンプに取り付けたフィルターフラスコに定置した。真空をモニターするため真空計を使用した。約１５０ミリリットルの水をフィルターホルダーに入れ、減圧した。約５０ミリリットルの水がフィルムを通過した後（減圧ゲージはこの時点で約０．８３ｍｍＨｇ（およそ６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ））を指していた）、ストップウォッチを用いてタイミング測定を開始した。残りの水全てがフィルムを通過したとき、時間測定を中止した。水流動は、減圧０．８３ｍｍＨｇで１００ミリリットルの水が膜を通過するのにかかった時間（秒で測定）であった。
【０１８９】
ウシ血清アルブミンの結合：穿孔した膜の６層積層体を通して、ＡＫＴＡクロマトグラフィーシステム（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ，ＮＹ）に結合した直径２５ｍｍのホルダー内に定置された直径２５ｍｍのディスクの中に試験検体の溶液を通過させることにより、タンパク質の結合について膜を分析した。ｐＨ８にて２５ｍＭのＴＲＩＳ−ＨＣｌ緩衝液中１ｍｇ／ｍＬの濃度の溶液として、Ｓｉｇｍａからのウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を調製した。１ｍＬ／分の流速にてＢＳＡ溶液を膜積層体を通して流し、流出液の紫外線吸収度を２８０ｎｍの波長にてモニターした。標準的クロマトグラフィー技術を使用して、膜の動的結合能力を評価した。
【０１９０】
ウィルス捕捉の測定：ＰＤＡ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ４１（ＴＲ４１），Ｖｉｒｕｓ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎに記載のように、米国食品医薬品局において開発された標準的プロトコルを使用して、ウィルス捕捉を測定した。試験ウィルスは、バクテリオファージφＸ−１７４であった。ｐＨ７．５にて１０ｍＭのＴＲＩＳ−ＨＣｌ緩衝液中に１０９ｐｆｕ／ｍＬ（溶菌斑形成単位）を含有する標準原液を、１５０ｍＭのＮａＣｌ濃度で、調製した。この原液を先述のように膜積層体を通して流した。画分回収器を使用して、分留流出液を１ｍＬ画分として回収した。膜を通過した１０ｍＬ、２０ｍＬ、３０ｍＬ、４０ｍＬ及び５０ｍＬの総流量に対応する画分を取っておき、これらをいくつかの十進法希釈（decadaldilutions）にかけた。ウィルス原液もまた同様の希釈系列にかけた。次に、希釈した画分を大腸菌溶液でインキュベートし、トリプティックソイブロスから構成される成長培地と共になっている寒天プレート上に塗り付けた。プレートを一晩インキュベートし、死んだ溶菌斑の数を計数した。対応する希釈比及びファージの初期濃度の情報から、ＬＲＶ（すなわちウィルス負荷におけるｌｏｇ減少）を評価した。
【０１９１】
親水性ＰＶＤＦ膜：米国特許第７，３３８，６９２号（Ｓｍｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ．）に記載の一般手順を使用して、微小多孔性ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）、約１２７マイクロメートル厚さ（５ｍｉｌ）、７２％多孔性、Ｇｕｒｌｅｙ（空気流）約４．５秒／５０ｃｃ、１．４μｍ平均孔径及び１．９μｍ泡立ち点孔径（最大有効孔径）並びに水流動時間約１０秒（１００ｍＬ、４７ｍｍホルダー、７７．９ｋＰａ（Ｈｇでは２３）減圧）を調製した。メタノール中のポリエチレングリコールジアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ３４４として入手可能、ＳＡＲＴＯＭＥＲ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ））の１０重量％溶液を吸収させることによりＰＶＤＦ微多孔性フィルムを親水性にした。次に、湿潤した膜を２層のポリ（エチレンテレフタレート）フィルムを有する挟み込み体の中に配置し、２Ｍｒａｄにて３００ｋｅＶの電圧で電子ビーム照射にかけた。次に、膜を挟み込み体から剥離し、次に水で３回にわたって洗浄し、乾燥させた。
【０１９２】
ナイロン膜：米国特許第６，４１３，０７０号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）に記載の一般手順を使用して、ナイロン膜を調製した。ポリマー鎖の大部分がアミン末端基を含有するナイロン６６の射出成形から膜を調製した。膜は単強化層ナイロン三領域膜であり、３つの領域全てが等しい孔径及び組成である。膜は単強化層ナイロン三領域膜であり、３つの領域全てが等しい孔径及び組成である。膜は、１．５マイクロメートルの公称Ｃｏｕｌｔｅｒ平均フロー孔、６０：４０のイソプロパノール／水において約４１ｋＰａ（６ｐｓｉ）の前進流泡立ち点、及び、約１５２マイクロメートル（６ｍｉｌ）の公称厚さを有する。膜は、およそ３３ｇ／ｍ２（１オンス／平方ヤード）のカレンダー仕上げされたスパンボンドポリエステルの強化スクリム上に支持され、全体に等方性である。
【０１９３】
リガンド及びグラフト化の実施例：
比較実施例１：活性化ＰＶＤＦ膜上でのアグマチンの結合
親水性にしたＰＶＤＦ膜にＣＨ２＝ＣＨＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２の２０％溶液を吸収させることにより、アリル基で官能化したＰＶＤＦ膜を製造した。このモノマーは、アリルアミンでのビニルジメチルアズラクトン（ＶＤＭ）付加物である。次に、アリル基をブロモヒドリン基に変換し、生じた膜をアグマチンサルフェートで処理して、アグマチン基を有する表面にする。これらの膜に関してＬＲＶは、６であることが分かった。これにより、膜上にこれらの基を付与する容易な方法を提供するための、グアニジニウム基を含有するモノマーを設計することが可能になった。
【０１９４】
実施例２：アクリルアミドアグマチンの調製：
【０１９５】
【化１６】
2011522090.tif 000018
【０１９６】
このモノマーの合成手順は、米国特許第７，２９４，７４３号から適合させた。
【０１９７】
【化１７】
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【０１９８】
手順：
電磁攪拌器を装備した丸底フラスコ（１００ｍＬ）内でアグマチンサルフェート（９．１２ｇ、４０ｍｍｏｌ）を蒸留水（２０ｍＬ）中に溶解させた。Ｋ２ＣＯ３（１６．５６ｇ、１００ｍｍｏｌ）を水（２０ｍＬ）中に溶解させ、丸底フラスコに加えた。反応混合物を氷浴で冷却し、混合物を５℃にて１０分間にわたって攪拌した。アクリロイルクロライド（７．２４ｇ、６．５０ｍＬ、８０ｍｍｏｌ）をアセトン（２０ｍＬ）中に溶解させ、パスツールピペットを使用して、フラスコに滴下して加えた。反応を５℃にて１時間にわたって進行させた。次に、攪拌を停止した。次に、水相を濃硫酸でｐＨ２．３に固定し、次に、ガラスフィルターで濾過した。次に、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ、２×１００ｍＬ）で水相を抽出して、反応中に形成された過剰なアクリル酸を除去した。次に、Ｋ２ＣＯ３を加えることにより、水相のｐＨをｐＨ７に固定し、最終的な透明溶液をグラフト化に利用した。
【０１９９】
アクリルアミドアグマチンのグラフト化
電子ビーム照射により、アクリルアミドアグマチンを親水性ＰＶＤＦ膜上にグラフト化した。２つの異なるアプローチを使用した。
【０２００】
２ａ：直接：プラスチックピペットと、均一性のために絞りローラとを使用して、親水性ＰＶＤＦ膜にアクリルアミドアグマチン溶液を吸収させた。次に、湿潤した膜を２層のＰＥＴを有する挟み込み体の中に配置し、４Ｍｒａｄにて電子ビーム照射にかけた。次に、膜を挟み込み体から剥離し、次に水で３回にわたって洗浄し、乾燥させた。
【０２０１】
２ｂ：間接：親水性ＰＶＤＦ膜を２層のＰＥＴライナーの間に挟み込み、４ｍｒａｄの線量にて電子ビームに曝露して、フリーラジカルが豊富な基材を得た。次に、この挟み込み体をグローブボックス内の不活性雰囲気に移した。アクリルアミドアグマチン溶液を膜の中に吸収させ、湿潤した膜をＺｉｐｌｏｃバッグに移し、一晩貯蔵した。次に、膜を水浴中で３回洗浄し、次に周囲で乾燥させた。
【０２０２】
直接的アプローチでは、モノマーは放射線に曝露される。膜にグラフト化が生じないホモポリマー形成が溶液中で生じ得る可能性が存在する。間接的アプローチでは、モノマーは放射線に曝露されず、膜の表面からの鎖成長がより容易なプロセスである。
【０２０３】
直接的方法によりアクリルアミドアグマチンで誘導体化されたサンプル膜は、０．２４７％のＮを与え、４４μｍｏｌ／ｇの膜のリガンド負荷に相当する。
【０２０４】
実施例３：ガンマ線によるアクリルアミドアグマチンのグラフト化
２７％アクリルアグマチン濃縮物から各々１％、２％、３％及び４％の４つのアクリルアグマチン／水の溶液を作製した。これらを親水性ＰＶＤＦ及びナイロンフィルムサンプル上に吸収させた。８つのフィルムサンプルをＰＥＴライナーの間に挟み込み、枠の中に圧締めし、気密アルミニウム運搬具の中に配置した。運搬具は空気を抜き、Ｎ２で充填した。これらのフィルムを１２ｋＧｙまでガンマ線で照射した（２時間の持続時間に相当する）。各片の重量増加は、表１に記録されている（フィルムの開始重量は、各々公称１５．２ｃｍ×２０．３ｃｍ（６インチ×８インチ）のサイズのシートについて各々約２．８グラムである）。
【０２０５】
【表２】
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【０２０６】
実施例４：アグマチンアナログを含有する膜の調製
【０２０７】
【化１８】
2011522090.tif 000021
【０２０８】
アグマチンと本質的に同一のｐＫａ値を有するアグマチンのＮ，Ｎ’−ジメチルグアニジニウム誘導体を合成した。リガンドは、市販のＭｕｓｔａｎｇ  Ｑ（商標）膜（Ｐａｌｌ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ａｎｎ  Ａｒｂｏｒ，ＭＩ）から入手可能な、表面上に四級アンモニウム基を有するように官能化された多孔質ポリエーテルスルホン膜）と比較して、塩が存在しない状態で５ｌｏｇ減少を提供したが、５０ｍＭのＮａＣｌでは、完全に機能停止する。上記アクリルアミド誘導体は合成されたが、（おそらくはウィルス上の周囲アミド基との）水素結合親和性相互作用が必要とされ得、未置換グアニジウム基とのみ利用可能であることを示している。
【０２０９】
実施例５：アクリルアミドアルギニンの調製：
アミノ酸アルギニンから誘導される、対応するアクリルアミドを調製した。
【０２１０】
【化１９】
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【０２１１】
手順：
電磁攪拌器を装備した丸底フラスコ（１００ｍＬ）内でアルギニンモノヒドロクロライド（４．１７ｇ、２０ｍｍｏｌ）を蒸留水（１０ｍＬ）中に溶解させた。Ｋ２ＣＯ３（８．２８ｇ、５０ｍｍｏｌ）を水（１０ｍＬ）中に溶解させ、丸底フラスコに加えた。反応混合物を氷浴で冷却し、混合物を５℃にて１０分間にわたって攪拌した。アクリロイルクロライド（３．６２ｇ、３．２５ｍＬ、４０ｍｍｏｌ）をアセトン（１０ｍＬ）中に溶解させ、パスツールピペットを使用して、フラスコに滴下して加えた。反応を５℃にて１時間にわたって進行させた。次に、攪拌を停止した。次に、水相を濃硫酸でｐＨ２．３に固定し、次に、ガラスフィルターで濾過した。次に、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ、２×１００ｍＬ）で水相を抽出して、反応中に形成された過剰なアクリル酸を除去した。次に、Ｋ２ＣＯ３を加えることにより水相のｐＨをｐＨ７に固定し、液体窒素で冷却し、凍結乾燥により水を除去した。次に、最終的な白色の綿毛状の固体をＭｅＯＨ中に溶解させ、濾過し、ＭｅＯＨを４０℃にてロータリー蒸発により除去した。フィルムをＨ２Ｏ中に取り込み、凍結乾燥して白色の綿毛状固体を得た。
【０２１２】
（ｐＨ７．４にて）グアニジウム基の正電荷がカルボキシレートの負電荷により中和されたとき、バクテリオファージ結合は（追加の塩が加えられてなくても）観察されなかったが、これは、リガンドアセンブリ全体上の正電荷が所望されることを明瞭に示している。この場合には、２つの正電荷が未置換のグアニジウム単位と共に存在し、一方はα−アミン基のため、もう一方はグアニジン基についてである。
【０２１３】
実施例６：ＩＥＭ−アグマチン付加物の調製
【０２１４】
【化２０】
2011522090.tif 000023
【０２１５】
４２ｇのアグマチンサルフェート（ＡＧＭ；１８４ｍｍｏｌ）を蒸留水（３００ｍＬ）とアセトン（３００ｍＬ）との混合物中で攪拌した。溶液にジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＥＡ；３２ｍｌ、１８４ｍｍｏｌ）を加え、その後、１５分間にわたってイソシアナトエチルメタクリレート（ＩＥＭ；３２ｍｌ、２０６ｍｍｏｌ）を滴下しながら加えた。溶液は、ＩＥＭを加えると透明になった。反応物を４時間にわたって撹拌した。粗反応溶液のＮＭＲは、完全な転換を示した。反応物の揮発性成分、アセトン及び過剰なＤＩＥＡ、を真空下で除去した。残存する水溶液を凍結し、高真空下で凍結乾燥した。４８時間の凍結乾燥の後、９４ｇの白色粉末を得た。回収された総質量は９４グラムであり、所望のＩＥＭ−ＡＧＭを含有したが、他の副生成物、硫酸及びＤＩＥＡもまた含有した。活性成分、メタクリレートモノマー、の重量／重量パーセントは、総質量の５３．５％（重量／重量）である。
【０２１６】
ＩＥＭ−アグマチン付加物のグラフト化
アクリルアミドアクマチンについて実施例２で使用したのと同様の手順により、ＩＥＭアグマチン付加物を親水性化したＰＶＤＦ及びナイロン膜の上にグラフト化した。更に、下記のように、二段階プロセスを採用した。
【０２１７】
６ａ：直接：プラスチックピペットと、均一性のために絞りローラとを使用して、メタノール中の１６％のＩＥＭ−アグマチン溶液を、親水性化したＰＶＤＦ膜に吸収させた。次に、湿潤した膜を２層のＰＥＴを有する挟み込み体の中に配置し、４Ｍｒａｄにて電子ビーム照射にかけた。次に、膜を挟み込み体から剥離し、次に水で３回にわたって洗浄し、乾燥させた。この手順をナイロン基材についても繰り返した。
【０２１８】
６ｂ：間接：親水性化したＰＶＤＦ膜を２層のＰＥＴライナーの間に挟み込み、４ｍｒａｄの線量にて電子ビームに曝露して、フリーラジカルが豊富な基材を得た。次に、この挟み込み体をグローブボックス内の不活性雰囲気に移した。メタノール中の１０％のＩＥＭ−アグマチン溶液を膜の中に吸収させ、湿潤した膜をＺｉｐｌｏｃバッグに移し、一晩貯蔵した。次に、膜を水浴中で３回洗浄し、次に周囲で乾燥させた。
【０２１９】
６ｃ：二段階プロセス：３００ｋｅＶの電圧にて設定された４Ｍｒａｄの線量で第一官能化ｅ−ビーム照射プロセスを行った。コーティング溶液は、メタノール中に５．０％  ２％の３−（アクリルオキシ）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレートを１．０％のＶＡＺＰＩＡと共に含有していた。コーティング溶液を親水性ＴＩＰＳ  ＰＶＤＦ微小多孔性膜の中に吸収させた。このサンプルを、ウェブキャリア上でビームの中を移動させ、ビームチャンバを出たとき、酸素の膜内への再拡散を遅らせるように、１０１．６マイクロメートル（４ｍｉｌ）のＰＥＴ層間に「湿潤状態」で挟み込んだ。３分後、挟み込み体を開き、膜を乾燥させておいた（この工程からのあらゆる未反応モノマーは残存させておいた）。
【０２２０】
第二官能化工程において使用された分子は、ＩＥＭ−アグマチンであった。コーティング溶液は、メタノール中に１０．０％のＩＥＭ−ＡＧＭを含有した。コーティング溶液をコーティング済みＴＩＰＳ  ＰＶＤＦ微小多孔性膜の中に吸収させ、挟み込み体を閉じ、あらゆる捕捉された空気をローラーで除去した。次に、ＵＶＡランプを用いるＱｕａｎｔ  ４８（商標）ＵＶ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍを使用して、サンプルを紫外線照射し、１分当たり約１フィート（１２１．９メートル（４フィート）の曝露長、３１ｍＷ／ｃｍ２にて片面）の速度でＵＶプロセッサの下を移動させた。サンプル挟み込み体を反転し、再び同一速度で移動させた。グラフト化された多孔質膜を挟み込み体から取り出し、トレイの水に浸漬させ、これを清浄な水と３回交換することにより、洗浄して清浄にした。官能化膜を空気乾燥させておいた。この手順をナイロン基材についても繰り返した。
【０２２１】
実施例７：アミノグアニジン−ビニルジメチルアズラクトン付加物の調製
２５０ｍＬ丸底フラスコにアミノグアニジン塩酸塩（１．１ｇ、ＴＣｌ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ））、イソプロパノール（１００ｍＬ）及びビニルジメチルアズラクトン（１．３９ｇ）を充填した。磁気攪拌しながら、無水炭酸ナトリウム（３．２ｇ）を加え、混合物を一晩攪拌した（約１６時間）。反応混合物を濾過し、溶媒をロータリーエバポレーターで除去して、２．２５ｇの無色固体を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（ｄ４−メタノール）は、出発物質の不在、及び、アクリルアミドアクリル化生成物の混合物への完全な転換を示した。
【０２２２】
実施例８：ビニルジメチルアズラクトン−グアニジン付加物の調製
２５０ｍＬ丸底フラスコにグアニジン塩酸塩（１．０８ｇ、ＥＭＤ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、イソプロパノール（５０ｍＬ）及びビニルジメチルアズラクトン（１．５７ｇ）を充填した。磁気攪拌しながら、無水炭酸ナトリウム（２．４ｇ）を加え、混合物を一晩攪拌した（約１６時間）。反応混合物を濾過し、溶媒をロータリーエバポレーターで除去して、２．５３ｇの泡沫状固体を得た。１Ｈ−ＮＭＲ（ｄ４−メタノール）は出発物質の不在を示し、予想されたアクリルアミドアクリル化グアニジン生成物と一致した。
【０２２３】
【表３】
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【図１】
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【国際調査報告】
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2011522090.tif 000030
2011522090.tif 000031