(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正荷電化合物を溶液から分離する方法であって、当該方法が、上記溶液をイオン交換体と、１種以上の正荷電化合物がイオン交換体と結合できる条件下で接触させる工程を含んでおり、
（ｉ）結合時の溶液のイオン強度が１５ｍＳ／ｃｍを超えること、及び
（ｉｉ）上記カチオン交換体が次の式（Ｉ）のものであり、
Ｍ−Ａ−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）n          （Ｉ）
［式中、
ａ）Ｍは親水性マトリクスであり、
ｂ）Ａはスペーサーであり、
ｃ）Ｘ−Ｙ（−Ｚ）nはカチオン交換リガンドであり、
ｄ）Ｘは−Ｏ−、−Ｓ（Ｒ1）−又は−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−であり（式中、Ｒ1及びＲ2はＨ、非共有電子対、Ａ−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）n、Ｙ（−Ｚ）n及び直鎖、環状もしくは枝分れ脂肪族Ｃ1〜Ｃ6基から選択されるが、Ｃ2-6アルキルについては、１〜４の水素原子がＯＨ基で置換されていてもよく、そのＯＨ基の水素が低級アルキルで置換されていてもよいが、非共有電子対となり得るのはＲ1及びＲ2のうちの一方だけであることを条件とする。）、
ｅ）Ｙは、
１）二重結合を含む５又は６員環構造、或いは
２）脂環式Ｃ5〜Ｃ6基又は直鎖もしくは枝分れ脂肪族Ｃ1〜Ｃ8基であり、ＸとＺとを連結する鎖が、１又は２つのエーテル酸素又はチオエステル硫黄原子で中断されていてもよいが、その場合にはＸは−Ｏ−又は−Ｓ−ではないことを条件とし、
ｆ）Ｚはカチオン交換基である。］、
上記カチオン交換体と正荷電化合物との結合が２〜１４の範囲内のｐＨ値で進行し、リガンド−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）nが正味負電荷を有することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記イオン交換体に結合した化合物を溶出させる工程をさらに含んでいることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
結合時の溶液のイオン強度が２０ｍＳ／ｃｍを超えることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記溶出が、前記化合物とリガンドとの結合を中和する条件で実施されることを特徴とする、請求項２又は請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記溶出が、結合時のｐＨとは別のｐＨで実施されることを特徴とする、請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記溶出が、結合時に用いたイオン強度を超えるイオン強度で実施されることを特徴とする、請求項２乃至請求項５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記溶出が、イオン交換基（Ｚ）がスルホン酸（−ＳＯ3-）であってベースマトリクス、スペーサー及び置換度は式Ｉのカチオン交換体と同じであるがＸ基とＹ基が存在しない対照イオン交換体で上記化合物を溶出させるための範囲よりも２０％広い範囲のイオン強度の変化を適用することによって実施される、請求項２乃至請求項６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記溶出が、イオン交換基（Ｚ）がスルホン酸（−ＳＯ3-）であってベースマトリクス、スペーサー及び置換度は式Ｉのカチオン交換体と同じであるがＸ基とＹ基が存在しない対照イオン交換体において以下の点以外は同一条件下で測定したときの範囲よりも５０％以上広い範囲のイオン強度の変化を適用することによって実施される、請求項２乃至請求項７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
１種以上の化合物の溶出に用いられるイオン強度範囲が５０ｍＳ／ｃｍを超える、請求項２乃至請求項８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
Ｒ1基及びＲ2基のうちのいずれか一方に１〜４個のＯＲ’基（Ｒ’はＲ1及びＲ2と同じ基から選択される。）が存在する、請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
Ｘが−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−である、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載のイオン交換体。
【請求項１２】
Ｘ＝−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−であり、−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−の窒素原子から２又は３炭素原子離れた位置に１〜４個のＯＲ’基（式中、Ｒ’はＲ1及びＲ2と同じ基から選択される。）が存在する、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
Ｙ及び／又はＡが、−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−の窒素原子から２又は３炭素原子離れた位置に水酸基を与えることを特徴とする、請求項１１又は請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
Ｙ、Ｒ’、Ｒ1及びＲ2において、各炭素原子には、硫黄、酸素及び窒素から選択される１原子しか結合しない、請求項１乃至請求項１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
Ｚが、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、リン酸及びそれらの荷電したプロトン化形から選択される、請求項１乃至請求項１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
Ｘが−Ｏ−又は−Ｓ（Ｒ1）−である、請求項１乃至請求項８、請求項１４及び請求項１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
Ｙが芳香族基である、請求項１乃至請求項１６のいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
リガンド−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）nがヒドロキシ安息香酸及び／又はスルホサリチル酸から誘導される、請求項１乃至請求項１７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
リガンド−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）nがヒドロキノンスルホン酸から誘導される、請求項１乃至請求項１８のいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
ＹがＣ2〜Ｃ6基から選択される脂肪族基である、請求項１乃至請求項１６のいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
Ｘが−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−である［式中、Ｒ1は非共有電子対又は水素原子であり、Ｒ2はトリス（ヒドロキシメチル）メチルであり、Ｙは−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−又は−ＣＨ2ＣＨＯＨＣＨ2−であり、ＺはＳＯ3-であり、ｎは１である。］、請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、新たな特性をもつことが判明した一群のカチオン交換体に関する。本発明では、新たな特性は混合物のうちの１種以上の化合物のカチオン交換体への吸着／結合による化合物の複雑な混合物の分離に利用される。目標化合物は典型的には陽性に荷電したものである。これらは、例えばタンパク質であることから、複雑な構造を有している。
【０００２】
カチオン交換体の幾つかはそれ自体新規である。
【０００３】
発明の背景
本発明において「分離」という表現は、溶解物質の混合物からの１種以上の化合物の除去又は分離を意味する。分離は、目標とする化合物の単離、精製、濃縮、分析などに利用し得る。カチオン交換体上でのカチオン交換による分離が起こるのは、加えた混合物の化合物によってカチオン交換体との相互作用が異なるからである。相互作用は、相互作用しないものから非常に強い相互作用まで変化し得る。
【０００４】
「タンパク質」という用語は、アミノ酸間のペプチド結合を含む化合物を包含する。換言すれば、この用語には、オリゴペプチド及びポリペプチドだけでなく、リポタンパク質、糖タンパク質、プロテオグリカンなども包含される。
【０００５】
カチオン交換体への「吸着」及び［結合］という用語には、化合物をカチオン交換体に流したときに遅延することも包含される。
【０００６】
イオン交換体は、不溶性である程度膨潤性のマトリックスに荷電基（リガンド）が結合したものからなる。これらの荷電基の対イオンは、同じ種類の電荷をもつ他のイオンと交換し得る。
【０００７】
負に荷電した基（リガンド）を有するイオン交換体は、正に荷電した対イオン（陽イオン）を有しており、そのためカチオン交換体と呼ばれる。負に荷電した基（リガンド）の存在はカチオン交換体の基本的特徴である。リガンドの種類及び量は、正荷電化合物に対するイオン交換体の親和性及び選択性を左右する。容量は、主に、基の総数とそれらの利用可能性によって決まる。最も一般的なカチオン交換基はスルホン酸（−ＳＯ3-／−ＳＯ3Ｈ）、カルボン酸（−ＣＯＯ-／−ＣＯＯＨ）、リン酸（−Ｏ−ＰＯ32-／−Ｏ−ＰＯ3Ｈ-／−Ｏ−ＰＯ3Ｈ2）及びホスホン酸（−ＰＯ32-／−ＰＯ3Ｈ-／−ＰＯ3Ｈ2）である。これらの基は通常スペーサーを解してマトリックスに結合している（自由結合とは、スペーサー又はベースマトリックス中の飽和又は不飽和炭素原子との結合を意味する。）。
【０００８】
負荷電基がスルホン酸であるカチオン交換体は一般に強カチオン交換体として分類される。他のカチオン交換体は弱カチオン交換体（カルボン酸、リン酸又はホスホン酸基）と呼ばれる。強カチオン交換体は広いｐＨ域、通常はｐＨ＞２で完全にイオン化される。弱カチオン交換体では、イオン交換の容量及びイオン化の程度はｐＨによって変化する（通常はｐＨ２〜１２の範囲）。
【０００９】
マトリックスは無機化合物、合成樹脂、多糖類などに基づくものがある。種々のマトリックスは様々な物理的特性を有する。マトリックスの気孔率（ポロシティ）、機械的強度、剛性、流動特性、膨潤特性、非特異的吸着などが異なることがある。
【００１０】
カチオン交換体での物質の分離については、以下のことが当てはまる。
ａ）試料中の不要な物質がカチオン交換体に結合して、目標物質が通過するように条件を選択する場合には、目標物質を別途脱着／溶出する必要はない。カチオン交換体の再使用には再生を要することがある。
ｂ）目標物質がカチオン交換体に結合するような条件を選択する場合には、カチオン交換体からその物質を解離させるための脱着／溶出が必要とされる。この場合、物質は脱着工程によって回収される。
【００１１】
カチオン交換体を用いた分離は、以下の（ａ）〜（ｃ）によって達成し得る。
（ａ）回分法、例えば、吸着／結合させるべき物質を含有する液体中にカチオン交換体を分散させることによるもの。
（ｂ）カチオン交換体がモノリシックベッドの形態又は流動ベッドもしくは充填ベッドを画成する粒子の形態にあるカラム法（例えばイオン交換クロマトグラフィー）。吸着／結合させるべき物質を含有する液体をベッドに通す。
（ｃ）メンブラン法など。
【００１２】
物質を精製するためのカチオン交換体による分離は、サイズ及び形状の差（ゲル濾過）、生体分子特異的な親和性の差（バイオアフィニティークロマトグラフィー）、疎水性相互作用の能力の差などに基づいて化合物を分別する他の技術と併用されることが多い。
【００１３】
化合物の精製は通常は抽出によって開始される。得られた粗抽出液は通例体積が大きく、イオン強度が高すぎて希釈しないと慣用のイオン交換体に吸着させることができず、そのためさらに体積が増してしまう（慣用のイオン交換体は高イオン強度では十分な吸着能を有していない。）。こうして大きな体積のものを取り扱わなければならず、空間要件及び高価な装置に投資しなければならず、高度に精製された水を使う必要もある。
【００１４】
関連技術
エピクロロヒドリンを用いたスルファニル酸のカップリングによって調製された双極性吸着剤が記載されている（リガンド＋スペーサー＝−ＣＨ2ＣＨＯＨＣＨ2Ｎ+Ｈ2Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-）（Ｐｏｒａｔ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ．  ５１  （１９７０）４７９−４８９；及びＯｈｋｕｂｏ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ．  Ａ，  ７７９  （１９９７），  １１３−１２２）。これら２つの論文には、本発明者らが見出した特徴は開示されていない。これらの論文には、リガンドが負に荷電していて、除去すべき目標物質が正に荷電している方法は開示されていない。
【００１５】
様々な化合物ＲＨＮＲ’Ｘを担体、特にセルロースに結合させるために２，４，６−トリハロ−１，３，５−トリアジンが用いられている。Ｒは水素、アリール又はアルキルであり、Ｒ’はアルキレン又はアリーレンであり、Ｘはカルボキシ、スルホニル、リン酸、ホスホン酸、ボロン酸等である（Ｂｅｈｒｅｎｄ  ｅｔ  ａｌ．，  ＷＰＩ  Ａｂｓｔｒａｃｔ  Ａｃｃｅｓｓｉｏｎ  Ｎｏ．  ８６−３１２３１３（＝ＤＤ−Ａ−２３７８４４参照）。このカップリング法は加水分解に不安定な構造を生じる。
【００１６】
欧州特許出願公開第３２６２３３号には、疎水性ベースマトリックスにカチオン交換基が結合したカチオン交換体が開示されている。カチオン交換体のこの種の疎水性は、タンパク質のような生体分子の分離には不向きなものとなる。
【００１７】
従前公知のアニオン交換体に比べて特性の改善されたアニオン交換体が国際公開ＷＯ９７／２９８２５に記載されている。本発明で用いるカチオン交換体は、国際公開ＷＯ９７／２９８２５に記載されたアニオン交換体を補完するものとして特に興味深い。本発明及び国際公開ＷＯ９７／２９８２５のイオン交換リガンドは、タンパク質相互作用の複雑さを反映して、様々な点で複雑である。
【００１８】
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ，  ４ｔｈ  ｅｄ．，  Ｃｈａｐｔｅｒ  ２６Ｆ，  （１９９２）６５４−６５８のＳｋｏｏｇ他の論文には、イオン交換体の構築及び使用のための様々な原理が開示されている。
【００１９】
国際公開ＷＯ９８／０８６０３には、一般構造Ｍ−ＳＰ１−Ｌの分離媒体（式中、Ｍはベースマトリックスであり、ＳＰ１はスペーサーであり、Ｌは、置換されていてもよい単環式又は二環式芳香族又はヘテロ芳香族基を含むリガンドである。）が開示されている。その１つの形態では、ＬはＸ−Ａ−ＳＵＢであり、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−又は−ＮＨ−であり、Ａは置換された芳香族又はヘテロ芳香族基である。Ａ上の置換基は酸性基であってもよい。この分離媒体は、タンパク質、特に免疫グロブリンの単離について示唆されている。この刊行物には、本発明者らが見出した特徴は開示されていないし、これらの特徴を利用した分離方法については何ら開示されていない。
【００２０】
米国特許第５６５２３４８号には、リガンドを含む樹脂の疎水性／親水性をｐＨ変化によって変化させることが開示されている。イオン化できない疎水性基の導入によって疎水性を増大させることができる。吸着／脱着は、リガンドを含むマトリックスの疎水性／親水性を変化させることによって制御される。
【００２１】
発明の目的
本発明の目的は、以下のａ）及びｂ）を達成することである。
ａ）正に荷電した化合物（タンパク質など）の、カチオン交換体への高イオン強度での吸着／結合、及び
ｂ）高イオン強度及び／又は広いイオン強度範囲での吸着／結合化合物の溶出／脱着。
【００２２】
比較の対象となるのは、この分野で一般的なものである。付随する目的は、高イオン強度の試料をカチオン交換体にかける際に、費用のかかる希釈の必要性を低減することである。
【００２３】
発明の詳細な説明
本発明は、ある種の構造のリガンドを有するカチオン交換体は、複雑な構造の正荷電化合物（例えば、タンパク質のような高分子その他数多くの生体分子など）と予想外に強い相互作用を示すという本発明者らの発見に基づくものである。これは、この種のカチオン交換体では吸着タンパク質の溶出に異常に高いイオン強度が必要とされるという我々の知見に反映されている。
【００２４】
これらのカチオン交換体の分離における使用は、様々な改善を与え、本発明の重要な態様をなす。
【００２５】
本発明に係るカチオン交換体は、ベースマトリックス、好ましくはポリマーマトリックスを含んでおり、１種以上のカチオン交換リガンドがベースマトリックスに結合している。カチオン交換体は次の式（Ｉ）で特徴付けられる。
Ｍ−Ａ−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）n          （Ｉ）
式中、
ａ）Ｘ−Ｙ（−Ｚ）nはリガンド（本発明に従って吸着が起こるときに、正味負電荷（アニオン）をもつことができるもの）である。
ｂ）ｎは１以上の整数であり、通例１、２又は３である。ｎが２以上の場合、Ｚは１つの同じリガンドで異なっていてもよい。
ｃ）Ｍはマトリクスであって、追加の荷電基を含んでおり、追加の荷電基はＡ−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）nと同一でも異なるものでもよい。マトリックスは、他の正荷電リガンド及び／又は他の負荷電リガンドを含んでいてもよい。
ｄ）Ａはスペーサーであり、カチオン交換のためマトリックスへのリガンドの共有結合に関する一般的指針に沿って選択される。
ｅ）Ｘは−Ｏ−、−Ｓ（Ｒ1）−又は−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−である。式中、Ｒ1及びＲ2はＨ、非共有電子対、Ａ−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）n、Ｙ（−Ｚ）n又は直鎖、環状もしくは枝分れ脂肪族Ｃ1〜Ｃ6基である。Ｒ1及びＲ2は好ましくは飽和基（アルキル）であり、Ｃ2-6アルキルについては、１〜４の水素原子がＯＨ基又は低級アルコシキルで置換されていてもよい。非共有電子対となり得るのは、最高でもＲ1及びＲ2のうちの一方だけである。硫黄原子上に１又は２つのＡ−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）n又はＹ（−Ｚ）n基が存在していてもよいし、窒素原子上に１、２又は３つのＡ−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）n又はＹ（−Ｚ）n基が存在していてもよい。
ｆ）Ｙは、
１）二重結合を含む５又は６員環構造、好ましくは芳香族基であるか、或いは
２）脂環式Ｃ5〜Ｃ6基又は直鎖もしくは枝分れ脂肪族（好ましくは飽和）Ｃ1〜Ｃ8基であり、ＸとＺとを連結する鎖に１又は２つの炭素原子が存在するが、その場合にはＸは−Ｏ−又は−Ｓ−ではないことを条件とする。
ｇ）Ｚはカチオン交換基であり、好ましくは上述の負荷電基（例えば、カルボン酸、スルホ酸、硫酸、ホスホン酸、リン酸、硫酸）から選択される。
【００２６】
シクロペンチル及びシクロヘキシルが、Ｙとして用いることができる最も重要な脂環式基である。
【００２７】
炭素原子数に応じて、脂環式、脂肪族及び芳香族構造は１、２、３、４、５又は６津のＯＲ基で置換し得る。ＲＯはＯＨ又は低級アルコキシ又はその他本発明で利用する好ましい特性を損なわないアルコキシ基である。
【００２８】
脂肪族基の鎖（Ｙ並びにＲ、Ｒ1及びＲ2）は、例えば１又は２箇所で、チオエステル硫黄又はエーテル酸素（それぞれ−Ｓ−及び−Ｏ−）で中断されていてもよい。（Ｙ、Ｒ、Ｒ1及びＲ2）で言及した脂肪族基において、１つの同じ炭素原子には、硫黄、酸素及び窒素から選択される１つの原子しか結合すべきでない。
【００２９】
低級アルコキシ及び低級アルキルとは、Ｃ1-10、好ましくはＣ1-6アルコキシ／アルキルを意味する。
【００３０】
カチオン交換体の好ましい実施形態
好適なリガンドＸ−Ｙ（−Ｚ）nは、Ｘが−Ｏ−又は−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−であり、Ｒ1及びＲ2の一方が非共有電子対又はＨで、Ｒ1及びＲ2の他方がＨ又は上述の直鎖、枝分れ又は環状基（例えばアルキル）であるものである。
【００３１】
Ｘ＝−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）である好適な変形は、−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−の窒素原子から２又は３炭素原子離れた位置に１〜４（例えば１〜３）個の低級アルコキシ基又はＯＨ（＝ＯＲ’）が存在する場合に生じる。これらのＯＲ’基は、Ｙ、Ｒ1又はＲ2或いはスペーサーＡのいずれに位置していてもよい。ＯＲ’は好ましくはＯＨである。特に好適な変形（−Ｘ−Ｙ（Ｚ）n）は、Ｘ＝−Ｎ［Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）3］−で、Ｙ＝−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−又は−ＣＨ2ＣＨＯＨＣＨ2−で、ｎが１で、Ｚが−ＳＯ3-であるリガンドのように、Ｒ1及びＲ2の一方が非共有電子対又はＨである場合に生じる。
【００３２】
好適なリガンドの別のグループは、Ｙが芳香族基（通例ベンゼン環（置換又は非置換フェニレン））であるものである。この場合のＸ及びＹは互いにオルト、メタ又はパラのいずれでもよい。特に重要な変形は、特にスペーサーへのカップリングが化合物の環結合ヒドロキシ基を介して起こる場合は、ヒドロキシ安息香酸、スルホサリチル酸又はヒドロキノンスルホン酸から誘導されたリガンドである。
Ｙが脂肪族基である場合、Ｙは好ましくはＣ2〜Ｃ8基、例えばＣ2〜Ｃ6、好ましくはＣ2〜Ｃ4基であり、これらの基は上述のＯＲ基で置換されていてもよい。ＹがＣ1基である場合、好ましい実施形態はＸ＝−Ｎ（Ｒ1）（Ｒ2）−であって、Ｒ1又はＲ2の一方が非共有電子対又は水素であり、他方が上述のようにＮから２炭素原子の位置に１、２又は３つのＯＲをもつアルキルであるものである（ＲＯは上記で定義した通りである。）。
【００３３】
本発明で用いられるカチオン交換体は、２〜１２のｐＨ域で、リボヌクレアーゼ、キモトリプシノーゲンＡ、シトクロムＣ、リゾチーム、小麦胚芽レクチン及びβ−ラクトグロブリンから選択される１種以上のタンパク質に対して、イオン交換基がスルホン酸（−ＳＯ3-）であってベースマトリクス、スペーサー及び置換度は同じであるがＸ基とＹ基とが存在しない対照イオン交換体での同じタンパク質で必要とされる最大溶出イオン強度と比較して、高い、好ましくは２５％以上高い、例えば４０％以上さらには１００％高い最大溶出イオン強度を示す。
【００３４】
本発明の最も重要な態様は、正荷電化合物を溶液から分離するための方法である。本方法は、溶液をカチオン交換体と接触させて、１種以上の正荷電化合物をカチオン交換体に結合させ、所望に応じて、結合した化合物を溶出／脱着させることを含む。関係する化合物は主に生体分子、特にタンパク質のような両性のものである。
この方法を特徴付ける特色は、（ａ）カチオン交換体が式（Ｉ）のものであり、対照スルホン酸カチオン交換体と上記と同様に比較して、高い最大溶出イオン強度を有していること、及び（ｂ）カチオン交換体と正荷電化合物との結合が２〜１４の範囲内のｐＨ値で起こり、リガンド（−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）n）のかなりの部分、好ましくはその全体が正味負電荷を有することである。ｎ＝２以上のリガンドでは、リガンドが正味負電荷を有するが、最大正味荷電（ｎ＝２以上）とはならないｐＨで、吸着ステップを行うのが好ましいこともある。
この種のカチオン交換体を選択することは、上述の対照イオン交換体から同一ｐＨ値で化合物を溶出するときに必要とされる溶出イオン強度よりも高いイオン強度で結合が起こり得ることを意味する。比較は、ｐＨその他の条件を同じにして行われる。
【００３５】
本発明のカチオン交換体は、結合が起こる際に、イオン強度が上述の対応する対照イオン交換体を用いた場合よりも２５％以上、さらには４０％以上高くなるように（同一ｐＨで測定）選択することができる。必要であれば、結合は、上述の対応する対照イオン交換体を用いた場合よりも１００％以上高いイオン強度で実施することもできる（同一ｐＨで測定）。
絶対値では、結合は１５又は２０ｍＳ／ｃｍ超、例えば３０ｍＳ／ｃｍ超、場合によっては４０ｍＳ／ｃｍ超のイオン強度で実施される。特定の場合に適用し得る値は、溶出すべきリガンド及び化合物の選択に依存するであろう。
本発明の実施形態の興味深い用途は、イオン強度の高い大量の粗生成物をカチオン交換体にかけなければならない大規模プロセスである。一般に、目標化合物を、従来のイオン交換体に結合できるようにするには希釈が必要である。本発明の方法を用いることによって、多くの場合、希釈の必要性が低減される。
【００３６】
本発明の方法の溶出ステップは、タンパク質のような両性化合物その他正に荷電し得る化合物に対して、主として以下の４つの主な選択肢に従って実施される。
（ａ）溶出液のｐＨ変化（上昇又は低下）、
（ｂ）イオン強度の増加、又は
（ｃ）ｐＨ変化とイオン強度の変化の組合せ、又は
（ｄ）溶出用の液体にリガンド類似体を含有させること。
原則として、結合を生じる相互作用を中和する条件／方法を単独で又は組合せて脱着に利用できる。
選択肢（ｃ）では、イオン強度の変化は、結合を生じる相互作用に対してｐＨ変化が有する効果に応じて、低下の場合もあるし、増加の場合もある。
選択肢（ｄ）では、リガンド類似体を選択肢ａ〜ｃのいずれかと組合せてもよい。最も好適な選択肢は、通例、イオン強度の増加を必要とせずに結合を生じる相互作用を中和する。このようにして、溶出液は解離した物質を含むようになり、最初にかけた試料に比べると塩濃度が低下する。そのため脱塩の必要性は減る。この点で、溶出液のｐＨ変化（選択肢ａ）とイオン強度の低下との組合せによる溶出が、選択肢（ａ）〜（ｃ）の中で特に好ましい。リガンド類似物による選択肢も、同様の利点を与え得る。
溶出／脱着がｐＨ変化を伴わない場合、イオン交換体の溶出／脱着は、通常、上述の対応する対照イオン交換体で必要とされる対応溶出イオン強度よりも高いイオン強度で行われなくてはならない（同一ｐＨで測定して）。従って、このステップでのイオン強度は、対照カチオン交換体よりも２５％以上高く、例えば４０％以上高くてもよい。ある極端な事例では、イオン強度は、対応する対照イオン交換体よりも１００％以上高いことが必要とされることもある（同一ｐＨで測定）。
【００３７】
別の好ましい実施形態では、式Ｉのカチオン交換体は、溶出範囲が上述の対照イオン交換体と同一ｐＨ値で必要とされる範囲より広くなるようなイオン強度勾配の使用によって溶出を行うことができるように選択される。これは、通常は、上述の好ましい形態に従って式Ｉのカチオン交換体を選択することによって達成される。範囲は、溶出のための最低イオン強度から始まり、目標化合物で最大ピーク高さのイオン強度で終る。別法では、範囲は、溶出時に現われる２種類の異なる化合物についてピーク最大となる溶出イオン強度で定まる範囲である。これは、（互いの電荷に関して）化合物の分離の可能性及び／又はこれらの化合物の収率の向上の可能性が増すことを意味する。好ましい実施形態では、本化合物が溶出される溶出範囲は、上述の対照イオン交換体の対応イオン強度範囲よりも２０％以上、好ましくは４０％以上広い（その他の点では同一条件下で測定）。多くの場合、イオン強度範囲はさらに広くなり、上述の対照イオン交換体での対応イオン強度範囲よりも５０％以上、７５％以上又は１００％以上広くなる（その他の点では同一条件下で測定）。
本化合物を溶出することのできる範囲全体に関しては、通常、約１０ｍＳ／ｃｍ以下又は幾分広い範囲が従前利用されていた。本発明では、式Ｉで定義されるカチオン交換体の適切な選択によって１５ｍＳ／ｃｍ以上、好ましくは２０ｍＳ／ｃｍ以上、さらに好ましくは３０ｍＳ／ｃｍ以上の範囲まで広げることができる。特定の場合で適用しうる数値は、分離されるリガンド及び化合物に依存する。
イオン強度及び／又はｐＨ変化は、段階的勾配（１、２又はそれ以上の段階を含む）として又は連続勾配として行うことができる。段階的勾配又は連続勾配の適用は、目標化合物のリガンドへの結合を中和するのに用いられる条件下での他の変化にも適用できる。
【００３８】
さらに、様々なプロセス特性を適当な組合せで利用することができる。
本発明の様々なプロセス特性の他の好ましい態様は、カチオン交換体の好ましい実施形態によって規定される。
【００３９】
本発明のカチオン交換体中のベースマトリクスは、好ましくは親水性でポリマーの形態であり、水に不溶性で幾分膨潤する。親水性となるよう誘導体化された疎水性ポリマーもこの定義に含まれる。適切なポリマーとしては、ポリヒドロキシポリマー、例えばアガロース、デキストラン、セルロース、デンプン、プルランのような多糖類系のもの、並びに完全な合成ポリマー、例えばポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリ（ヒドロキシアルキルビニルエーテル）、ポリ（ヒドロキシアルキルアクリレート）及びポリメタクリレート（例えばポリグリシジルメタクリレート）、ポリビニルアルコール、及びスチレンとジビニルベンゼンに基づくポリマーなど、さらに上記ポリマーの対応モノマーを２種以上含むコポリマーが挙げられる。水溶性ポリマーを、例えば架橋或いは吸着又は共有結合によって不溶性塊にカップリングすることによって、不溶性となるように誘導体化することもできる。ＯＨへと変換できる基を呈するモノマーの重合或いは最終ポリマーの親水性化（例えば親水性ポリマーのような適当な化合物の吸着）によって、疎水性ポリマー（例えば、モノビニル及びジビニルベンゼンのコポリマー）に親水性基を導入することもできる。
マトリックスはシリカのような無機材料に基づくものであってもよい。好ましいマトリックスは、シラン、エステル及びアミド基のような加水分解に不安定な基を含まないものである。
マトリックスは多くの場合多孔性である。
本明細書で用いる「親水性マトリックス」という用語は、マトリックスの接近可能な表面が水性液体で浸透されるという点で親水性であることを意味する。通例、親水性ベースマトリックスの接近可能な表面は、例えば酸素及び／又は窒素原子のような複数の極性基を露出する。かかる極性基の例としては、ヒドロキシ、アミノ、カルボキシ、エステル、低級アルキルのエーテル（例えば（−ＣＨ2ＣＨ2Ｏ−）nＨ、ｎは整数））である。
【００４０】
本発明のイオン交換リガンドをマトリックスに共有結合させるには、今後開発される技術も含めて、従来のカップリング化学を使用することができる。これは、カチオン交換体においてイオン交換リガンド−Ｘ−Ｙ（−Ｚ）nとマトリックスＭとを結合するスペーサーＡが、従来のイオン交換体におけるものと同じタイプのものであってもよいことを意味する。加水分解安定性についての要件は、スペーサーが加水分解に安定な基で構成されることを要する。これは、例えば、直鎖、枝分れ、環状の飽和及び不飽和及び芳香族炭化水素基（例えば、炭素原子数１〜１０以下のもの）、エーテル基（−Ｏ−）、チオエ−テル（−Ｓ−）アミド（ＣＯＮＨ−）及びその他同様の又は妥当な加水分解安定性をもつ基から選択される基を含む。通例、スペーサーはｓｐ3−混成軌道又は芳香族炭素原子を介してＸと結合する。
単独で又は互いにもしくは他の構造との組合せでスペーサーとして作用し得る共通構造要素の例は、−Ｏ−ＣＨ2−、−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨＯＨ−ＣＨ2−、−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−、−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ（ＣＨ3）−、−Ｓ−ＣＨ2−、−ＣＯ−ＮＨ−ＣＨ2、及び−ＮＨ−ＣＯ−ＣＨ2−、−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨＯＨ−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨＯＨ−ＣＨ2−、−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨＯＨ−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨＯＨ−ＣＨ2−（＝特許の実施例の対照スルホン酸イオン交換体中のスペーサー）である。
代表的な安定なスペーサーでは、１つの同じ炭素原子に、酸素、硫黄及び窒素から選択される原子は１つしか結合しない。
【００４１】
本発明で用いられるカチオン交換体中のリガンドレベルは、通常は０．００１〜４ｍｍｏｌｅ／ｍｌ、好ましくは０．０１〜１ｍｍｏｌｅ／ｍｌマトリックス（水で膨潤）の範囲から選択される。可能及び好ましい範囲はマトリックスの構造によって決まる。従って、リガンドのレベルは、アガロース系マトリックスについては、通常０．１〜０．３ｍｍｏｌｅ／ｍｌ膨潤マトリックス（ゲル）の範囲である。デキストラン系マトリックスについては、この範囲は０．５〜０．６ｍｍｏｌｅ／ｍｌ膨潤マトリックス（ゲル）まで広げることができる。
【００４２】
以下、本発明を幾つかの非限定的な実施例でさらに例示する。
【００４３】
実験
Ｉ．イオン交換体の合成
アリル化、アリルヒドロキシプロピルセファロース（Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ）ＨＰ（本発明のイオン交換体）の標準製造方法：
ＮａＯＨ存在下でのエピクロロヒドリンとアガロースとの反応で調製した架橋アガロース（３０μｍ粒子）（Ｐｏｒａｔｈ  ｅｔ  ａｌ．，  （Ｊ．  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇ．  ６０  （１９７１）１６７−７７及び米国特許第３９５９２５１号）を、塩基としてのＮａＯＨと共にアリルグリシジルエーテルと反応させて０．０３〜０．３０ｍｍｏｌｅ／ｍｌのアリルレベル（ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨＯＨＣＨ2−）とした。
Ａ．４種類の対照Ｓ−イオン交換体（リガンドスルホン酸）の合成
上述の架橋アリル化アガロース（アリル基レベル０．０３３、０．１１１及び０．２００ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）から出発し、イオン交換容量０．０３１、０．０９４及び０．１４０ｍｍｏｌｅ／ｍｌの３種類の異なるＳセファロースイオン交換体を調製した。架橋アリル化アガロース２５ｇを水洗し、懸架式磁気攪拌機を備えた１００ｍｌビーカー中で、蒸留水３０ｍｌ及び酢酸ナトリウム１．８ｇと一緒に加え、次いで臭素水溶液を黄色が残るまで加えた。ゲルをガラスフィルター上で蒸留水（＞５ベッド体積）で洗浄し、１５〜３０秒間吸引乾燥した。次いで臭素処理したゲルを、懸架式磁気攪拌機を有するＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌ三ツ口フラスコに、蒸留水３０ｍｌ及び亜硫酸ナトリウム８ｇと一緒に入れた。ＰＨを約１０〜１１に調節した。反応は５０℃で一晩（２３時間）進行させた。
反応混合物を酢酸で中和した。ゲルを蒸留水（＞１０ベッド体積）で洗浄し、貯蔵用として２３％（ｗ／ｗ）エタノールを含む蒸留水を使用した。
イオン交換容量０．２２０ｍｍｏｌｅ／ｍｌのＳ−イオン交換体を得るため、容量０．１４０ｍｍｏｌｅ／ｍｌのイオン交換体を再度アリル化（０．３０ｍｍｏｌｅ／ｍｌのアリルレベルまで）し、次いで上述の亜硫酸塩カップリングを行った。
【００４４】
Ｂ．リン酸イオン交換体の製造
上記Ａの架橋アリル化アガロース２０ｇを水洗し、蒸留水８０〜１００ｍｌと酢酸ナトリウム４．６ｇと共に、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌフラスコに入れた。臭素水溶液を黄色が残るまで加えた。ゲルをガラス漏斗中で蒸留水（＞５ベッド体積）で洗浄した。ゲルは１５〜３０秒間吸引乾燥した。
ゲルを吸引乾燥し、蒸留水３０ｍｌ、リン酸水素二カリウム４３．１ｇ（０．２４７６ｍｏｌｅ）及び水酸化ナトリウム９．９０ｇと共に、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製２５ｍｌ三ツ口フラスコに入れた。反応は４０℃で一晩（１６〜２２時間）進行させた。濃ＨＣｌでｐＨを７．０に下げて反応を停止させ、次いでゲルをガラスフィルター上で蒸留水（＞１０ベッド体積）で洗浄した。
平衡条件下での置換マトリックスでのＮａＯＨによる直接的な変曲点滴定では、乾燥吸引ゲルのリガンドレベルは０．０４ｍｍｏｌｅ／ｇであった。
【００４５】
Ｃ．ヒドロキシ安息香酸系カチオン交換体の合成
上記Ａの架橋アリル化アガロース１０ｇ（アリル基レベル０．２１ｍｍｏｌ／ｍｌゲル）を水洗し、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌフラスコに、緩衝液としての８０〜１００ｍｌ及び硫酸ナトリウム２．３ｇと共に入れた。最終的に黄色が残るまで臭素水溶液を加えた。蒸留水（＞５ベッド体積）で洗浄を行った。
ゲルを１５〜３０秒間吸引乾燥し、蒸留水で洗浄し、次いで４−ヒドロキシ安息香酸１５．３６ｇ（０．１１１２ｍｏｌｅ）及び水酸化カリウム  １４．６８ｇ（＞＞０．２２２４ｍｏｌｅ）を含む蒸留水２０ｍｌ溶液中へ入れた。まず苛性アルカリ液と水を混合した。反応は、懸架式磁気攪拌機撹拌子を有するＢｅｌｌｃｏ社製２５ｍｌ三ツ口フラスコ内で行った。反応は４０℃で一晩（１６〜２２時間）進行させた。
ゲルをガラスフィルター漏斗上へ移して反応を止め、数ベッド体積の蒸留水で洗浄し、次いでゲルを蒸留水中へ懸濁し、酢酸でｐＨ値を約６に調節した。
次いでゲルを蒸留水（＞１０ベッド体積）で洗浄した。貯蔵用として、２３％（ｗ／ｗ）エタノールを含む蒸留水を使用した。
ＮａＯＨ溶液置換マトリックス上での直接的平衡条件下での変曲点滴定では、０．１１ｍｍｏｌｅ／ｇ乾燥吸引ゲルのリガンドレベルであった。
【００４６】
Ｄ．スルファニル酸系カチオン交換体の合成
上記Ａの水洗した架橋アリル化アガロース１０ｇ（アリル基レベル０．２１ｍｍｏｌｅ／ｍｌゲル）を、緩衝液としての蒸留水８０〜１００ｍｌ及び硫酸ナトリウム２．３ｇと共に、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌフラスコに入れた。その後、臭素水溶液を黄色が残るまで加えた。蒸留水（＞５ベッド体積）で洗浄を行った。
ゲルを１５〜３０秒間吸引乾燥し、次いで蒸留水２０ｍｌ中の４−スルファニル酸１９．２６ｇ（０．１１１２ｍｏｌｅ）及び水素化カリウム（＞８５％）７．３４ｇ（＞＞０．１１１２ｍｏｌｅ）の溶液中へ入れた。まず苛性アルカリ液と水混合した。反応は懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製２５ｍｌ三ツ口フラスコ内で行った。反応は４０℃で１６〜２２時間行った。ガラスフィルター漏斗上へ移して反応を停止させ、数ベッド体積の蒸留水で洗浄し、次いでゲルを蒸留水に懸濁し、１Ｍ  ＨＣｌでｐＨ約６になるまでｐＨ値を調節した。
次いでゲルを蒸留水（＞１０ベッド体積）で洗浄した。２３％（ｗ／ｗ）エタノールを含む蒸留水を貯蔵用として使用した。
０．１２ｍｍｏｌｅ／ｍｌ充填ゲルのリガンドレベルは、カラムに充填したゲルでのｐＨ６におけるＴＲＩＳの吸着により測定したが、その際過剰量を洗し流し、吸着したＴＲＩＳを塩化ナトリウム溶液で溶出した。溶出液中のＴＲＩＳ量は、ゲルの負荷電基の量に等しいが、水酸化ナトリウムでの変曲点滴定で測定した。
【００４７】
Ｅ．スルホサリチル酸系カチオン交換体の合成
上記Ａの水洗した架橋アリル化アガロース２０ｇ（アリル基レベル０．２１ｍｍｏｌｅ／ｍｌゲル）を、緩衝液としての蒸留水８０〜１００ｍｌ及び硫酸ナトリウム４．６ｇと共に、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌフラスコに入れた。その後、黄色が残るまで臭素水溶液を加えた。蒸留水（＞５ベッド体積）で洗浄を行った。
ゲルを１５〜３０秒間吸引乾燥し、次いで蒸留水４０ｍｌ中、５−スルホサリチル酸二水和物５６．５４ｇ（０．２２２４ｍｏｌｅ）及び水素化カリウム（＞８５％）４４．０４ｇ（０．６６７２ｍｏｌｅ）、及び水素化ホウ素ナトリウム０．１ｇの溶液中へ入れた。反応は懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌ三ツ口フラスコ中で行った。反応は、窒素ガス雰囲気下中４０℃で一晩（１６〜２２時間）進行させた。
ゲルをガラスフィルター漏斗に移して反応を止め、数ベッド体積の蒸留水で洗浄し、次いでゲルを蒸留水中に懸濁し、１Ｍ酢酸でｐＨ値を７．５に調節した。
次いでゲルを蒸留水（＞１０ベッド体積）で洗浄した。貯蔵用として、２３％（ｗ／ｗ）エタノールを含む蒸留水を用いた。
置換マトリックス上でのＮａＯＨ溶液による直接的変曲点滴定では、リガンドレベルは０．０３４ｍｍｏｌｅ／ｇ乾燥吸引ゲルであった（イオン交換容量０．０６８ｍｍｏｌｅ／ｇ）。
【００４８】
Ｆ．ジヒドロキシベンゼンスルホン酸系カチオン交換体の合成
水洗浄した上記Ａの架橋アリル化アガロース２０ｇ（アリル基レベル０．２１ｍｍｏｌｅ／ｍｌゲル）を、緩衝液としての蒸留水８０〜１００ｍｌ及び硫酸ナトリウム４．６ｇと共に、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌフラスコに入れた。その後、黄色が残るまで臭素水溶液を加えた。蒸留水で洗浄を行った（＞５ベッド体積）。
ゲルを１５〜３０秒間吸引乾燥し、次いで蒸留水３０ｍｌ中のジヒドロキシベンゼンスルホン酸カリウム塩５６．５４ｇ（０．２４７６ｍｏｌｅ）及び水素化カリウム（＞８５％）１３．９ｇ、及び水素化ホウ素ナトリウム０．１ｇの溶液中へ入れた。反応は、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌ三ツ口フラスコ中で行った。反応は４０℃で一晩（１６〜２２時間）進行させた。
ゲルをガラスフィルター漏斗上に移して反応を止めて、数ベッド体積の蒸留水で洗浄し、次いでゲルを蒸留水に懸濁し、１Ｍ酢酸でｐＨ値を約６に調節した。
次いでゲルを蒸留水（＞１０ベッド体積）で洗浄した。貯蔵用として、２３％（ｗ／ｗ）エタノールを含む水を使用した。
上述の、ゲル吸着そしてその後の置換ＴＲＩＳの、変曲点滴定は、０．１０ｍｍｏｌｅ／ｍｌ充填ゲルのイオン交換容量であった。
【００４９】
Ｇ．ＴＡＰＳ−イオン交換体の合成。リガンド（ＴＡＰＳ）としてＮ−［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］−３−アミノプロパンスルホン酸と結合させる
上記Ａの水洗した架橋アリル化アガロース２０ｇ（アリル基レベル０．２１ｍｍｏｌｅ／ｍｌゲル）を、緩衝液としての蒸留水８０〜１００ｍｌ及び硫酸ナトリウム４．６ｇと共に、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌフラスコに入れた。その後、黄色が残るまで臭素水溶液を加えた。蒸留水で洗浄を行った（＞５ベッド体積）。
ゲルを１５〜３０秒間吸引乾燥し、蒸留水３０ｍｌ、水酸化ナトリウム１０ｇ（０．２５ｍｏｌｅ）及びＮ−［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］−３−アミノ−プロパン−スルホン酸６０．２５ｇ（０．２４７６５ｍｏｌｅ）と共に、懸架式磁気攪拌機を備えたＢｅｌｌｃｏ社製１００ｍｌ三ツ口フラスコに入れた。反応は４０℃で一晩（１６〜２２時間）進行させた。
濃ＨＣｌでｐＨを７．０に下げて反応を止めて、次いでゲルを蒸留水（＞１０ベッド体積）で洗浄した。
置換マトリックス上でのＮａＯＨ溶液による直接的変曲点滴定では、リガンドレベルは０．１０±０．０２ｍｍｏｌｅ／ｇ乾燥吸引ゲルであった。アミノ基のｐＫａを測定したところ、約８．４であった。
【００５０】
ＩＩ．タンパク質のクロマトグラフィー結果
図１：溶出イオン強度−ｐＨ８での各種カチオン交換リガンドの比較
Ａ〜Ｄ：  Ｓ−リガンド（０．０３、０．０９、０．１４及び０．２２ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｅ：  リン酸（０．０４ｍｍｏｌｅ／ｇ）；
Ｆ：  ＢＰＲ−ブタン−修飾ヒドロキノンスルホン酸（０．１０ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｇ：  スルホプロピル−修飾ヒドロキノンスルホン酸（０．２５ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｈ：  ヒドロキノンスルホン酸（０．１０ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｉ：  スルホサリチル酸（０．０３４ｍｍｏｌｅ／ｇ）；
Ｊ：  ＴＡＰＳ（０．１０ｍｍｏｌｅ／ｇ）；
Ｋ：  スルファニル酸（０．１２ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｌ：  ４−ヒドロキシ安息香酸（０．１１ｍｍｏｌｅ／ｇ）；
【００５１】
図２：溶出イオン強度−ｐＨ４での各種カチオン交換リガンドの比較
Ａ〜Ｄ：  Ｓ−リガンド（０．０３、０．０９、０．１４及び０．２２ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｅ：  リン酸（０．０４ｍｍｏｌｅ／ｇ）；
Ｆ：  ＢＰＲ−ブタン−修飾ヒドロキノンスルホン酸（０．１０ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｇ：  スルホプロピル−修飾ヒドロキノンスルホン酸（０．２５ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｈ：  ヒドロキノンスルホン酸（０．１０ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｉ：  スルホサリチル酸（０．０３ｍｍｏｌｅ／ｇ）；
Ｊ：  ＴＡＰＳ（０．１０ｍｍｏｌｅ／ｇ）；
Ｋ：  スルファニル酸（０．１２ｍｍｏｌｅ／ｍｌ）；
Ｌ：  ４−ヒドロキシ安息香酸（０．１１ｍｍｏｌｅ／ｇ）。
【００５２】
図１と図２の共通点：調製した各イオン交換体のリガンドのレベルを括弧中に示す。重量表示（ｇ）は、ガラスフィルター漏斗で減圧水切りしたゲルに関するものである。
【００５３】
クロマトグラフィー（タンパク質）。上述の架橋アガロースゲルとカップリングした各種カチオン交換リガンドの比較
上記の通り合成したイオン交換ゲルをＨＲ１０／２カラム（Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｐｈａｒｍａｃｉａ  Ｂｉｏｔｅｃｈ  ＡＢ（スウェーデン、ウプサラ）製）に充填し、約１気圧の背圧でゲル高さ２〜２．５ｃｍにした。
Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｐｈａｒｍａｃｉａ  Ｂｉｏｔｅｃｈ  ＡＢ（スウェーデン、ウプサラ）によるＦＰＬＣシステムの下記の指示の条件及び試料のもとで、クロマトグラフィー評価を行った。
ｐＨ８
試料：リボヌクレアーゼＡ  １ｍｇ／ｍｌ、キモトリプシノーゲンＡ  １ｍｇ／ｍｌ、  シトクロムＣ  １ｍｇ／ｍｌ、リゾチーム  １ｍｇ／ｍｌ、
ループ容積：１００μｌ
緩衝液Ａ：ＨＥＰＥＳ−ＮａＯＨ  ２０ｍＭ、ｐＨ８．０
緩衝液Ｂ：ＨＥＰＥＳ−ＮａＯＨ  ２０ｍＭ、ＮａＣｌ０．５又は１．０Ｍ、ｐＨ８．０
流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ
勾配スロープ：０．０５Ｍ／ｍｌ
ＵＶ検出器：２８０ｎｍ  ０．０５ＡＵ
電気伝導度計最大＝１００ｍＳ／ｃｍ
ｐＨ４
試料：小麦胚芽レクチン（３ピーク）１ｍｇ／ｍｌ及びｐ−ラクトグロブリン１ｍｇ／ｍｌ
ループ容積：１００μｌ
緩衝液Ａ：ギ酸−ＮａＯＨ  ２０ｍＭ、ｐＨ８．０
緩衝液Ｂ：ギ酸−ＮａＯＨ  ２０ｍＭ、ＬｉＣｌ  ０．７５又は１．０Ｍ、  ｐＨ８．０
流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ
勾配スロープ：０．０７５Ｍ／ｍｌ
ＵＶ検出器：２８０ｎｍ  ０．０５ＡＵ
電気伝導度計最大＝１００ｍＳ／ｃｍ
【００５４】
結果：
図１は、実験モデルタンパク質に対する調製イオン交換体のｐＨ  ８．０での溶出イオン強度（ｍＳ／ｃｍ）を示す。所与の条件下で正味負電荷を有するリガンド及び本発明の有用な官能基を示すイオン交換体は、カチオン交換クロマトグラフィーで実験モデルタンパク質を相互に分離する様々な能力を有する。１つの相違点は顕著に増大した動力学的性質、すなわち、分離における試料物質の溶出イオン強度の値が広範なイオン強度範囲に拡大されたことである。他の相違点は、使用した試料物質すべてを溶出するのに、高い又は格段に高い溶出イオン強度が必要とされることである。これらの効果は、多かれ少なか同時に現われる。
図２は、ｐＨ４での幾つかのクロマトグラフィー実験の結果を示す。この低いｐＨ値では、実施例のリガンドは正味負電荷がないか又は減少している。ＴＡＰＳ−リガンドは、正味荷電が０で試料物質を付着しないリガンドの例である。
スルファニル酸基は、ｐＨ４で僅かに正味正電荷を有する。アミノ基は完全に荷電し（ｐＫａは７を少し超える）、スルホン酸基（ｐＫａ約３）は荷電を失い始める。
【００５５】
スルファニル酸リガンドにおける部分的に荷電していないスルホン酸基の結果は、相互作用が複雑であることを示しており、この結果は機械的に解釈するのが困難である。４−ヒドロキシ安息香酸リガンドのカルボキシル基もｐＨ４で荷電を失うが、ヒドロキノンスルホン酸リガンドはｐＨ４で荷電しており、強力な結合を生じる。ヒドロキノン硫酸リガンドの水酸基をエーテル基に変えると、結合容量が劇的に変化する（例えば、（ａ）アリル化と次いで二重結合のスルホン酸基への変換、又は（ｂ）ＢＰＲ−ブタン（１，４−ジグリシジルブチルエーテル）のアルキル化）。この種の修飾は、芳香族基が立体的に遮蔽され、同時にフェノール水酸基がエーテル結合の一部となることを意味している。その結果、試料物質は対照イオン交換体（スルホン酸リガンド）の挙動と非常に類似した溶出挙動を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、実験モデルタンパク質に対する調製イオン交換体のｐＨ８．０での溶出イオン強度（ｍＳ／ｃｍ）を示す。
【図２】  図２は、ｐＨ４での幾つかのクロマトグラフィー操作の結果を示す。
【図１】
0004643006.tif 000002
【図２】
0004643006.tif 000003