(57)【要約】  生体物質と選択的に結合して、該生体物質を生体サンプルから除去するのに有用なリガンド官能化基材、及びその調製方法が開示される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リガンド官能化基材の調製方法であって、
ａ）ベース基材を提供する工程と、
ｂ）光開始剤基を有する１種類以上のモノマーと、架橋性官能基を有する１種類以上のモノマーと、１種類以上の親水性モノマーと、任意選択的な１種類以上の「他の」モノマーと、のコポリマーを含むコーティング溶液を提供する工程と、
ｃ）該ベース基材を該コーティング溶液でコーティングする工程と、
ｄ）該コーティングを架橋させて架橋コポリマーを製造する工程と、
ｅ）（ａ）１種類以上のリガンド官能性モノマーと、（ｂ）任意選択的な１種類以上の親水性モノマーと、任意選択的なｃ）１種類以上の「他の」モノマーと、を含む、溶液又は懸濁液に、該架橋コポリマーを有する該基材を含浸させる工程と、
ｆ）該含浸したベース基材を紫外線に露光して、該コポリマーの該光開始剤基からフリーラジカルを生成する工程と、
ｇ）該モノマーの、フリーラジカル重合可能なエチレン性不飽和基を、該ベース基材の表面上にグラフト重合させる工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記コポリマーの前記親水性モノマーは、ポリ（オキシアルキレン）（メタ）アクリロイルモノマー単位、（メタ）アクリルアミドモノマー単位、ビニルアミドモノマー単位、及びヒドロキシアルキル（メタ）アクリロイルモノマー単位のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記架橋性官能基を有するモノマーは、式
【化１】
2016503486.tif 000021
（式中、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ１−であり、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、単結合又は（ヘテロ）ヒドロカルビル連結基であり、好ましくは１〜２０個の炭素原子を有する二価のアルキレンであり、
Ａは、架橋性化合物との反応性を有するか、又は自己架橋性を有する、反応性官能基であり、
ｘは、０又は１である）で表される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Ａが、アミン反応性官能基であり、カルボキシル基、オキサゾリニル基、アズラクトン基、アセチル基、アセトニル基、アセトアセチル基、エステル基、イソシアナト基、エポキシ基、アジリジニル基、ハロゲン化アシル基、及び環状無水物基から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記架橋性官能基を有するモノマーが、自己架橋性であって、アルケニル又は（メタ）アクリロイルシラン、ヒドロキシメチル及びアルコキシメチル（メタ）アクリルアミドから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コーティング溶液が、アミン官能性架橋性化合物を更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記アミン官能性架橋性化合物が、式
（ＨＮＲ１）ｒ−Ｒ４−（ＦＧ）ｑ
（式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、（ヘテロ）ヒドロカルビル基、好ましくは、１〜２０個の炭素原子を有する二価のアルキレン基、又は二価のポリ（アルキレンオキシ）基であり、
ＦＧは、ａ）前記コポリマーの前記官能基に対して反応性を有するか、又はｂ）自己架橋性を有する、官能基であり、下付き文字ｒ及びｑが少なくとも１である）で表される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ＦＧが、−ＮＨＲ１（式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルである）である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記架橋性化合物が、式
Ｒ４（ＮＨＲ１）ｍ、で表されるポリアミンであり、
Ｒ４は、（ヘテロ）アルキレン基であり、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、少なくとも１つのＲ１が、Ｈであり、ｍは、少なくとも２である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記リガンド官能性モノマー単位が、式
Ｚ１−Ｙ２−Ｘ１−ＣＯ−ＣＲ１＝ＣＨ２、又は
Ｚ１−Ｙ２−ＣＲ１＝ＣＨ２
（式中、Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ１−であり、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｙ２は、単結合又は（ヘテロ）ヒドロカルビル二価基から選択される連結基であり、
Ｚ１は、イオン性相互作用、共有結合性相互作用、疎水性相互作用、及び生体親和性相互作用によって生物種を結合するリガンド官能基である）で表される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記リガンド官能性モノマー単位が、式
【化２】
2016503486.tif 000022
（式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、（ヘテロ）ヒドロカルビル基、好ましくは１〜２０個の炭素原子を有する二価のアルキレンであり、
それぞれのＲ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、
Ｒ７は、Ｈ又はヒドロカルビル、好ましくはＣ１〜Ｃ１２アルキル若しくはアリールであり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、
ｅは、０又は１であり、
ｄは、１又は２である）で表される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記含浸させる工程の前記モノマー混合物は、親水性モノマー単位を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記含浸させる工程の前記モノマー混合物は、架橋性モノマー単位を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
架橋前の前記コポリマーは、式
−（ＭＰＩ）ｋ−（ＭＨｙｄｒｏｐｈｉｌ）ｌ−（ＭＦＧ）ｍ−（Ｍｏｔｈｅｒ）ｉ−
（式中、（ＭＰＩ）ｋは、「ｋ」個の重合したモノマー単位を有する光開始剤官能性モノマー単位であり、ｋは少なくとも１であり、
（ＭＨｙｄｒｏｐｈｉｌ）ｌは、「ｌ」個の重合したモノマー単位を有する親水性モノマー単位であり、
（ＭＦＧ）ｍは、架橋性官能基を有し、「ｍ」個の重合したモノマー単位を有するモノマー単位であり、
（Ｍｏｔｈｅｒ）ｉは、「ｉ」個の重合したモノマー単位を有する他のモノマー単位であり、「ｉ」は０であり得る）で表される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
モノマー総量を１００重量％として、
ｋは、前記モノマー単位の０．５〜２５重量％であり、
ｌは、前記モノマー単位の３５〜９７．５重量％であり、
ｍは、前記モノマー単位の２〜４０重量％であり、
ｉは、前記モノマー単位の０〜２０重量％である、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記架橋剤の前記アミン基と前記コポリマーの前記反応性官能基との間の化学量論比が、０．１：１〜１：１である、請求項６に記載の方法。
【請求項１７】
リガンド官能性基材であって、
ａ）基材であって、該基材は、該基材上に架橋コポリマーコーティングを有し、該コポリマーは、光開始剤官能性モノマー単位と、親水性モノマー単位と、架橋性モノマー単位と、を含む、基材と、
ｂ）リガンド官能性モノマー単位を含むモノマー混合物と、のフリーラジカル反応生成物を含む、リガンド官能性基材。
【請求項１８】
式
【化３】
2016503486.tif 000023
（式中、
ＭＰＩ＊は、「ｆ」個の重合したモノマー単位を有する、ＭＰＩモノマー単位の残基を表し、ｆは少なくとも１であり、
Ｍｃｒｏｓｓｌｉｎｋは、後に架橋されたＭＦＧモノマー単位に由来し、「ｇ」個の重合したモノマー単位を有するモノマー単位を表し、ｇは少なくとも１であり、（ＭＦＧ）ｍは、架橋性モノマー単位であり、
ＭＨｙｄｒｏｐｈｉｌは、「ｈ」個の重合したモノマー単位を有する親水性モノマー単位を表し、ｈは０であり得、
ＭＬｉｇａｎｄは、「ｊ」個の重合したモノマー単位を有するリガンドモノマー単位を表し、「ｊ」は少なくとも１であり、
Ｍｏｔｈｅｒは、他の（メタ）アクリロイルモノマー単位であり、「ｉ」は０であり得る）で表される、リガンド官能化基材。
【請求項１９】
生体物質と選択的に結合して、該生体物質を生体サンプルから除去する方法であって、生体サンプルを請求項１７に記載の前記リガンド官能化基材に接触させる工程を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、リガンドグラフト化基材及びその調製方法に関する。前記グラフト官能化基材は、タンパク質などの生体物質と選択的に結合し、該生体物質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】
微生物及び生体高分子（例えば、タンパク質、炭水化物、脂質、及び核酸のような生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、定量化、単離及び精製は、長年にわたって研究者の課題であり続けている。検出及び定量化は、診断にとって、例えば、様々な生理学的状態（例えば疾患）の指標として重要である。生物標的の単離及び精製は、治療用途のために、また生物医学的研究において重要である。また、化学反応を触媒できるタンパク質の特殊な一群である、酵素などの生体分子は工業的に有用である。
【０００３】
インビボにおける天然の状態では、生体分子の構造及び対応する生物学的活性は、一般に狭いｐＨ及びイオン強度範囲内で維持される。したがって、得られた処理済みの生体高分子が効能を保持するように、あらゆる分離及び精製操作において、このようなファクタを考慮しなければならない。
【０００４】
クロマトグラフィーによる分離及び精製操作は、生物医薬業界では、生体分子の単離方法として主要なものとなっている。最も一般的なクロマトグラフィー法では、従来型のカラム法が用いられ、結合／溶出（bind-and-elute）モード（例えば、標的の種が精製の対象物である場合など）又はフロースルーモード（例えば、標的の種が除去すべき混在物質である場合など）のいずれかによって操作が行われる。この技術を使用した場合の処理能力は低いため、これらの手法は、下流精製において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用カラムの直径を大きくする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。また、カラム直径が大きくなると、解決の難しいチャネリングの発生が増加する。また、従来のクロマトグラフィー用カラムでは、特定の水準を超える所望の生成物の漏出が検出されると、吸着操作が中断される。これは、吸着媒体の動的能力又は有効能力を、全体能力又は静的能力よりも大幅に低くさせる原因となる。一部のクロマトグラフィー用樹脂が高価であることを考慮すれば、この有効性の低下により、経済的に困難な結果がもたらされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生体物質、特に生体分子の分離用途では、膜クロマトグラフィー（membrane chromatography）は、材料を流体が貫流する対流性のものであるために、カラムクロマトグラフィーに勝る著しい利点をもたらし得る。また、カラムクロマトグラフィーで広く使用されているポリマー樹脂では、標的分子がポリマー樹脂の結合部位と相互作用するためには、細孔拡散が起こっていなくてはならず、これにより分離操作に必要な処理時間が劇的に増大する。しかしながら、大規模な精製において膜クロマトグラフィーを使用するにあたっての主な問題点は、膜の官能化に関して優れた手法が存在しなかったこと、及び標的種に対して一般的に結合能力が低いことである。それ故、当該技術分野では、微生物及び他の生物種に対する親和性が強化され、生体サンプルからの選択的な除去を可能とするポリマー基材、特に膜に対する需要が存在する。当該技術分野では、拡散及び結合における限界を克服し、高い処理能力で、かつより小さな圧力低下で操作され得るリガンド官能化基材への更なる需要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、リガンド官能化ポリマー、その作製方法、及び該リガンド官能性ポリマーのグラフト化コーティングを有する基材に関する。より具体的には、前記基材は、架橋コポリマー層と、そこへグラフト化されたリガンド官能性ポリマーとを含む。グラフト化リガンド官能性コポリマーコーティングは、
１）架橋コポリマーであって、該コポリマーは、光開始剤官能性モノマー単位と、架橋反応しやすいモノマー単位（アミン反応性官能基を有するモノマー単位など）と、を含む、架橋コポリマーと、
２）リガンド官能性モノマー単位を含むモノマー混合物との、紫外線反応生成物を含む。
【０００７】
リガンドグラフト化コポリマーは、付近の細胞、細胞片、細菌、胞子、ウイルス、核酸、多糖、脂質、及びタンパク質などの中性又は荷電した生体物質と結合するために必要とされる親和性を有している。リガンド官能性モノマー上に存在するリガンドの種類に応じて、結合の種類、及び結合される生体物質は多様であってよい。
【０００８】
「親和性」とは、任意の手段によって生物種と結合する能力を意味し、イオン性相互作用、共有結合性相互作用、疎水性相互作用、及び生体親和性相互作用（抗体−抗原など）などが含まれる。
【０００９】
「アルキル」とは、例えば、メチル、エチル、１−プロピル、２−プロピル、ペンチルなどの１〜約１２個の炭素原子を有する、直鎖状又は分岐鎖状、環式又は非環式の、飽和した１価の炭化水素を意味する。
【００１０】
「アルキレン」とは、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、２−メチルプロピレン、ペンチレン、ヘキシレンなどの、１〜約１２個の炭素原子を有する直鎖状の飽和した二価の炭化水素、又は３〜約１２個の炭素原子を有する分岐鎖状の飽和した二価の炭化水素を意味する。
【００１１】
「アルケニル」とは、２〜約１２個の炭素原子を有する直鎖状で不飽和の一価炭化水素、又は３〜約１２個の炭素原子を有する分岐鎖状で不飽和の炭化水素を意味する。
【００１２】
「アリール」は、フェニル、ナフチルなどの一価の芳香族を意味する。
【００１３】
「アリーレン」とは、フェニレン、ナフタレンなどの多価の芳香族を意味する。
【００１４】
「アラルキレン」とは、アルキレンに結合したアリール基を有する、上に定義した基、例えば、ベンジル、１−ナフチルエチルなどを意味する。
【００１５】
「ヘテロアリーレン」は、芳香族及び複素環である二価の基を指す。すなわち、ヘテロアリーレンは、５〜６員を有する芳香環の中に少なくとも１つのヘテロ原子を含む。好適なヘテロ原子は典型的に、オキシ、チオ、又はアミノである。この基は、連結している、縮合している、又はこれらの組み合わせである１〜５個の環を有し得る。少なくとも１つの環はヘテロ芳香環であり、残りの他の基は、芳香環、非芳香環、複素環、炭素環又はこれらの組み合わせであり得る。一部の実施形態では、ヘテロアリーレンは最大で５個、最大で４個、最大で３個、最大で２個、又は１個の環を有する。ヘテロアリーレン基としては、限定するものではないが、トリアジン−ジイル、ピリジン−ジイル、ピリミジン−ジイル、ピリダジン−ジイルなどが挙げられる。
【００１６】
「ヒドロカルビル」は、アリール及びアルキルを含む。
【００１７】
「（ヘテロ）ヒドロカルビル」は、ヒドロカルビルアルキル及びアリール基、並びにヘテロヒドロカルビルヘテロアルキル及びヘテロアリール基を含み、後者は、エーテル基又はアミノ基などの１つ以上のカテナリー（鎖内）ヘテロ原子を含む。ヘテロヒドロカルビルは、任意選択的に、エステル、アミド、尿素、ウレタン、及びカーボネート官能基などの１つ以上のカテナリー（鎖内）官能基を含有してもよい。別途記載のない限り、非高分子（ヘテロ）ヒドロカルビル基は、典型的に、１〜６０個の炭素原子を含有する。このようなヘテロヒドロカルビルのいくつかの例は、本明細書で使用するとき、上記「アルキル」、「ヘテロアルキル」、「アリール」、及び「ヘテロアリール」について記載したものに加えて、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、４−ジフェニルアミノブチル、２−（２’−フェノキシエトキシ）エチル、３，６−ジオキサヘプチル、３，６−ジオキサへキシル−６−フェニルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１８】
「（ヘテロ）アリーレン」は、アリーレン及びヘテロアリーレンを含む。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の物品及び方法では、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、多糖、脂質、ウイルス、及び他の微生物などの生体物質に対する親和性及び／又は能力が強化されたリガンド官能化基材が提供される。リガンド官能化基材は、リガンド基によって標的生体物質を選択的に捕捉又は結合できる一方で、リガンド基に対する親和性を欠く他の物質は通過させる。
【００２０】
前記コポリマーは、グラフト光開始剤モノマーの重合したモノマー単位を含み、該グラフト光開始剤モノマーは、重合性のエチレン性不飽和基（例えば、（メタ）アクリロイル基及びアルケニル基）と、α開裂型光開始剤基と、を含み、かつ以下の式
【００２１】
【化１】
2016503486.tif 000002
で表されてよく、式中、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ１であり、
Ｒ１は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ６は、（メタ）アクリロイル基を光開始剤基に接続する、二価の（ヘテロ）ヒドロカルビル連結基であり、
ＰＩは、以下の構造
【００２２】
【化２】
2016503486.tif 000003
で表されるα開裂光開始剤基であり、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、
【００２３】
【化３】
2016503486.tif 000004
からなる群から選択され、式中、
Ｒ１９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、
Ｒ１６、Ｒ１７、及びＲ１８は、独立してヒドロキシル基、フェニル基、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ基、又は−ＮＲ１９Ｒ２０基であり、ここで、Ｒ１９及びＲ２０は、独立して水素又はＣ１〜Ｃ１２アルキル基であるが、
Ｒ１３が、−ＣＲ１６Ｒ１７Ｒ１８のとき、次のうちの１つが真でなければならない：
（１）Ｒ１６、Ｒ１７、及びＲ１８のうちの少なくとも１つが、ヒドロキシル基、アルコキシ基、及び−ＮＲ１９Ｒ２０基からなる群から選択される、
（２）Ｒ１６、Ｒ１７、及びＲ１８のうちの任意の２つが、一緒になって−ＣｔＨ２ｔ−及び−ＯＣｔＨ２ｔＯ−（ここで、ｔは、２又は３のいずれかである）のうちの一方となって、これら２つが結合している炭素原子と一緒になって五員環又は六員環を形成する、
（３）Ｒ１６、Ｒ１７、及びＲ１８のうちの任意の２つが、一緒になってカルボニル基となり、Ｒ１６、Ｒ１７、及びＲ１８のうちの残りの１つが、ヒドロキシ基、アルコキシ基、−ＮＲ１９  Ｒ２０基、及びフェニル基からなる群から選択される。
【００２４】
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α開裂型のものであってもよい。
【００２５】
【化４】
2016503486.tif 000005
Ｘ１は、Ｏ又はＮＲ１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、
それぞれの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）ｄ  Ｏ−であり、ここで、ｄは、１〜４、好ましくは１〜２の整数であり、
ＰＩは、α開裂型光開始剤基である。
【００２６】
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（Ｂｅｎｎｅｔｔ，ｅｔ  ａｌ．）及び第５，５０６，２７９号（Ｂａｂｕ  ｅｔ  ａｌ．）に開示されており、その開示内容は参照により本明細書に援用される。結合基Ｒ６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ことで見出されるであろう。特に有用な重合性光開始剤は、参照により本明細書に援用される米国特許第５，５０６，２７９号（Ｂａｂｕ  ｅｔ  ａｌ．）の実施例１に記載されているように調製される、２−ビニル−４，４−ジメチルアズラクトンの、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標）２９５９による１：１付加物である。
【００２７】
１）第１の反応性官能基を含むアクリロイルモノマー又はアルケニルモノマーと、２）放射線感受性基（光開始剤基）及び第２の反応性官能基を含む化合物と、を反応させる（ここで、これらの２つの官能基は互いに共反応性である）ことにより、様々な光開始剤官能性グラフトモノマーが作製できる。第１の官能基と第２の官能基が反応するとき、共有結合を形成し、共反応性化合物が連結される。
【００２８】
有用な反応性官能基の例としては、ヒドロキシル基、アミノ基、オキサゾリニル基、オキサゾロニル基、アセチル基、アセトニル基、カルボキシル基、イソシアナト基、エポキシ基、アジリジニル基、ハロゲン化アシル基、及び環式無水物基が挙げられる。第１の反応性官能基がイソシアナト官能基の場合、第２の共反応性官能基は、好ましくはアミノ基、カルボキシル基、又はヒドロキシル基を含む。第１の反応性官能基がヒドロキシル基を含む場合、第２の共反応性官能基は、好ましくはカルボキシル基、イソシアナト基、エポキシ基、無水物基、ハロゲン化アシル基、又はオキサゾリニル基を含む。第１の反応性官能基がカルボキシル基を含む場合、第２の共反応性官能基は、好ましくはヒドロキシル基、アミノ基、エポキシ基、ビニルオキシ基又はオキサゾリニル基を含む。
【００２９】
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；イソシアナトエチルアクリレート及び４−イソシアナトシクロヘキシルアクリレートなどのイソシアナト置換化合物；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。
【００３０】
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。
【００３１】
前記１つ又は複数のコポリマーにおける、式Ｉ又はＩＶの光開始剤モノマーの重量パーセントは、前記コポリマーのモノマーの総重量に対して、少なくとも約０．５％、一般的には約２５％未満であってよい。コポリマー鎖中に組み込まれるこれらの光開始剤モノマーは、紫外線への露光の際に、リガンドモノマーのフリーラジカル重合を開始させ、架橋コポリマー上に、グラフト化した鎖として該リガンドモノマーを組み込む。
【００３２】
前記コポリマーは、架橋反応しやすいモノマー単位である、「架橋性モノマー単位」を含む。このようなモノマーを含んでいることにより、様々な基材上に、共重合した光開始剤モノマーを含有する架橋コーティングを適用することが可能となる。このようなモノマーは、当該技術分野で周知であり、アルケニル及び（メタ）アクリロイルアルキルシラン、ヒドロキシメチル及びアルコキシメチル（メタ）アクリルアミド、並びにアミン反応性官能基を含有するモノマーなどが挙げられる。後者のモノマーは、これらのモノマーのコーティング及び架橋操作を、室温などの低温にて行うことが可能であることから、特に好ましい。
【００３３】
前記コポリマーの架橋性モノマー単位は、重合性のエチレン性不飽和基と、架橋可能な反応性官能基と、を有し、一部の実施形態においては、以下の式Ｖで表される。
【００３４】
【化５】
2016503486.tif 000006
式中、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ１−であり、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、単結合又は（ヘテロ）ヒドロカルビル連結基であり、好ましくは１〜２０個の炭素原子を有する二価のアルキレンであり、
Ａは、架橋性化合物に対して反応性を有するか、又は自己架橋性を有する反応性官能基であり、モノ−、ジ−、又はトリアルコキシシラン、及びヒドロキシメチル−又はアルコキシメチル（alkoxymethy）−置換窒素などが含まれ、
ｘは、０又は１である。
【００３５】
一部の実施形態では、式Ｖの化合物は（メタ）アクリロイル化合物であり、他の実施形態ではアルケニル化合物である。好ましくは、「Ａ」は、アミン反応性官能基である。好ましくは、Ｒ２は、重合性のエチレン性不飽和基（例えば、アルケニル又は（メタ）アクリル基）を反応性官能基Ａに連結する単結合又はヒドロカルビル連結基であり、好ましくは炭素原子を１〜６個有するアルキレン基、炭素原子を５〜１０個有する５員若しくは６員のシクロアルキレン基、又は炭素原子を６〜１６個有する二価芳香族基であり、Ａは、架橋剤のアミン基と反応させることができる反応性官能基である。
【００３６】
有用なアミン反応性官能基「Ａ」の例としては、カルボキシル基、オキサゾリニル基、アズラクトン基、アセチル基、アセトニル基、アセトアセチル基、エステル基、イソシアナト基、エポキシ基、アジリジニル基、ハロゲン化アシル基、及び環状無水物基などが挙げられる。好ましくは、アミン反応性官能基Ａは、この反応が、コーティング及び乾燥操作の間に起こるよう、約５０℃未満、好ましくは２５℃未満の温度にて、架橋剤のアミン基と反応するように選択される。
【００３７】
式Ｖの代表的なアズラクトン基により置換された官能性化合物としては、２−エテニル−１，３−オキサゾリン−５−オン；２−エテニル−４−メチル−１，３−オキサゾリン−５−オン；２−イソプロペニル−１，３−オキサゾリン−５−オン；２−イソプロペニル−４−メチル−１，３−オキサゾリン−５−オン；２−エテニル−４，４−ジメチル−１，３−オキサゾリン−５−オン；２−イソプロペニル−４，４−ジメチル−１，３−オキサゾリン−５−オン；２−エテニル−４−メチル−４−エチル−１，３−オキサゾリン−５−オン；２−イソプロペニル−３−オキサ−１−アザ［４．５］スピロデカ−１−エン−４−オン；２−エテニル−５，６−ジヒドロ−４Ｈ−１，３−オキサゾリン−６−オン；２−エテニル−４，５，６，７−テトラヒドロ−１，３−オキサゼピン−７−オン；２−イソプロペニル−５，６−ジヒドロ−５，５−ジ（２−メチルフェニル）−４Ｈ−１，３−オキサゾリン−６−オン；２−アクリロイルオキシ−１，３−オキサゾリン−５−オン；２−（２−アクリロイルオキシ）エチル−４，４−ジメチル−１、３−オキサゾリン−５−オン；２−エテニル−４，５−ジヒドロ−６Ｈ−１，３−オキサゾリン−６−オン；及び２−エテニル−４，５−ジヒドロ−４，４−ジメチル−６Ｈ−１，３−オキサゾリン−６−オンが挙げられる。
【００３８】
アセトアセチル基により置換された式Ｖの官能性化合物の例としては、２−（アセトアセトキシ）エチルメタクリレートが挙げられる。
【００３９】
カルボキシル基により置換された式Ｖの官能性化合物の例としては、（メタ）アクリル酸、３−（メタ）アクリロイルオキシ−プロピオン酸、４−（メタ）アクリロイルオキシ−酪酸、２−（メタ）アクリロイルオキシ−安息香酸、３−（メタ）アクリロイルオキシ−５−メチル安息香酸、４−（メタ）アクリロイルオキシメチル−安息香酸、フタル酸モノ−［２−（メタ）アクリロイルオキシ−エチル］エステル、２−ブチン酸、及び４−ペンチン酸が挙げられる。
【００４０】
イソシアネート基により置換された式Ｖの官能性化合物の例としては、２−イソシアナトエチル（メタ）アクリレート、３−イソシアナトプロピル（メタ）アクリレート、４−イソシアナトシクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−イソシアナトスチレン、２−メチル−２−プロペノイルイソシアネート、４−（２−（メタ）アクリロイルオキシエトキシカルボニルアミノ）フェニルイソシアネート、アリル２−イソシアナトエチルエーテル、及び３−イソシアナト−１−プロペンが挙げられる。
【００４１】
エポキシ基により置換された式Ｖの官能性化合物の例としては、グリシジル（メタ）アクリレート、チオグリシジル（メタ）アクリレート、３−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル（メタ）アクリレート、２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−（４−（メタ）アクリロイルオキシ−フェニル）プロパン、４−（２，３−エポキシプロポキシ）シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２，３−エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート、及び３，４−エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００４２】
ハロゲン化アシル基により置換された式Ｖの官能性化合物の例としては、（メタ）アクリロイルクロリド、α−クロロ（メタ）アクリロイルクロリド、（メタ）アクリロイルオキシアセチルクロリド、５−ヘキセノイルクロリド、２−（アクリロイルオキシ）プロピオニルクロリド、３−（アクリロイルチオキシ）プロピオノイルクロリド、及び３−（Ｎ−アクリロイル−Ｎ−メチルアミノ）プロピオノイルクロリドが挙げられる。
【００４３】
他の有用なアミン反応性モノマーとしては、無水マレイン酸、無水（メタ）アクリル酸、無水イタコン酸、無水３−（メタ）アクリロイルオキシフタル酸、及び無水２−（メタ）アクリルオキシシクロヘキサンジカルボン酸などを含む無水物基置換官能性モノマーが挙げられる。
【００４４】
架橋コポリマー層は、基材に親水性を提供するために、又は生体物質に結合する際により大きな選択性を基材に付与するために、１種類以上の親水性モノマーを含み得、これは少なくとも１つのアルケニル基（好ましくは（メタ）アクリロイル基）と、親水性基（ポリ（オキシアルキレン）基及びイオン基を含む）とを含み得る。
【００４５】
親水性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。有用な中性親水性コモノマーには、ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニルピロリジノン、Ｎ−ビニルホルムアミド、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
【００４６】
一部の実施形態では、親水性モノマーは、アクリレート基又は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。このようなモノマーは、次の式ＶＩで表されてよい。
ＣＨ２＝ＣＲ１−Ｃ（Ｏ）−Ｘ１−（ＣＨ（Ｒ１）−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｒ１、    ＶＩ
式中、それぞれのＲ１は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ１−であり、
ｎは、２〜１００である。
【００４７】
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）製のＪｅｆｆａｍｉｎｅ（登録商標）シリーズである。
【００４８】
このような親水性コモノマーは、コポリマーのモノマー総重量１００部に対して、約３５〜約９７．５重量部、好ましくは、６０〜約９３重量部、最も好ましくは約７０〜約８７重量部の量で使用される。しかしながら、親水性コモノマー成分としてイオン性モノマーを使用する場合は、同様に荷電した生体物質と相互作用して捕捉する、グラフト化基材の能力を弱めないように、１５重量部以下の量で使用される。このような例においては、親水性コモノマー成分の残りの部分には、中性のコモノマーが含まれる。
【００４９】
任意選択で、架橋性コポリマー中に低濃度の他のコモノマーが含まれていてもよい。これらの他のコモノマーは、当該技術分野で周知の、市販のモノマーから選択されてよく、例えば、一般的な（メタ）アクリレートエステル、スチレン、ビニルエーテル、及びビニルエステルなどがある。
【００５０】
光開始剤基と架橋性モノマー基を有する官能性コポリマーは、反応性モノマーをコモノマーと共重合させる、様々なフリーラジカル重合プロセスによって調製することができる。典型的な溶液重合プロセスについては、例えば、米国特許第４，３０４，７０５号（Ｈｅｉｌｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ．）及び米国特許第３，５８３，９５０号（Ｋｏｌｌｉｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．）において、報告がある。光開始剤モノマーの開始を避けるため、前記コポリマーは、光開始剤ではなく、熱反応開始剤などのフリーラジカル開始剤を使用して、調製される。
【００５１】
架橋前の前記コポリマーは、式
−（ＭＰＩ）ｋ−（ＭＨｙｄｒｏｐｈｉｌ）ｌ−（ＭＦＧ）ｍ−（Ｍｏｔｈｅｒ）ｉ−で表され、式中、
（ＭＰＩ）ｋは、「ｋ」個の重合したモノマー単位を有する光開始剤官能性モノマー単位であり、ｋは少なくとも１であり、
（ＭＨｙｄｒｏｐｈｉｌ）ｌは、「ｌ」個の重合したモノマー単位を有する親水性モノマー単位であり、
（ＭＦＧ）ｍは、アミン反応性官能基を有し、かつ「ｍ」個の重合したモノマー単位を有するモノマー単位であり、
（Ｍｏｔｈｅｒ）は、「ｉ」個の重合したモノマー単位を有する他のモノマー単位を表し、「ｉ」は０であり得る。
【００５２】
このモノマーの分量に関しては、モノマー総量を１００重量％として、
ｋは、モノマー単位の０．５〜２５重量％であり、
ｌは、モノマー単位の３５〜９７．５重量％であり、
ｍは、モノマー単位の２〜４０重量％であり、
ｉは、モノマー単位の０〜２０重量％である。
【００５３】
適切なコポリマー（架橋性官能基、光開始剤基、及び親水性基を有するもの）の調製が済むと、コポリマーに架橋剤又は触媒を添加することによりコーティング混合液を配合する。この配合は、前記コポリマーの官能基に対して反応性がない適切な有機溶媒中にて行うことが簡便である。前記コポリマーは、架橋剤又は触媒の添加前に、約５重量％以下の濃度にまで溶媒で希釈されてもよい。他の実施形態では、前記コポリマーは、架橋剤又は触媒の添加前に、約１０重量％又は約２０重量％の濃度にまで溶媒で希釈されてもよい。希釈に使用する溶媒は、コポリマーの調製を行ったものと同一の溶媒であってもよいし、１種類以上の異なる溶媒であってもよい。架橋時間は、コポリマーの濃度と添加する架橋剤の量とで簡便には調整され、これによって、適当なコーティング時間と、その後の急速硬化時間を経て、完成品を提供することが可能となる。一般的には、コポリマーの濃度が低いほど、又は架橋剤の量が少ないほど、架橋が起こるのに長い時間がかかる。
【００５４】
前記コポリマーが、アルケニル及び（メタ）アクリロイルアルキルシラン、又はヒドロキシメチル及びアルコキシメチル（メタ）アクリルアミドなどの架橋性モノマーを含む実施形態では、酸触媒の添加などの当該技術分野で周知の方法によって、架橋を達成することができる。ケイ素に加水分解性基を有するシランモノマーの場合、外来性の水（adventitious water）又は少量の水の添加により、中間体のヒドロキシシランが生成しやすくなる場合があり、このヒドロキシシランは、最終的にはシロキサン架橋をもたらす。ヒドロキシメチル又はアルコキシメチルアクリルアミドモノマー単位の酸触媒による縮合は、ポリマー鎖間でのメチレン架橋をもたらす。
【００５５】
一部の実施形態では、前記コポリマーに対する架橋剤は、少なくとも１つの第一級アミン基、及び、ａ）前記コポリマーのアミン反応性官能基に対して反応性を有するか、又はｂ）自己架橋性を有する少なくとも１つの他の官能基を有する、アミン官能性化合物である。このような化合物は、以下の式で表すことができる。
（ＨＮＲ１）ｒ−Ｒ４−（ＦＧ）ｑ、    ＸＩＩＩ
式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、（ヘテロ）ヒドロカルビル基、好ましくは、１〜２０個の炭素原子を有する二価のアルキレン基、又は二価のポリ（アルキレンオキシ）基であり、
ＦＧは、ａ）前記コポリマーのアミン反応性官能基に対して反応性を有するか、又はｂ）自己架橋性を有する官能基であり、下付き文字ｒ及びｑは、少なくとも１である。この種の架橋剤は、米国特許第６，７９４，４５８号（Ｈａｄｄａｄ）に詳細に述べられており、その開示内容は本明細書に援用される。
【００５６】
好ましい実施形態では、架橋剤は、ポリアミンである。ＦＧは、次の式
−ＮＨＲ１（式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルである）で表され、次の式の架橋性化合物を提供する。
Ｒ４（ＮＨＲ１）ｍ
式中、Ｒ４は、（ヘテロ）アルキレン基であり、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、少なくとも１つのＲ１が、Ｈであり、ｍは、少なくとも２である。
【００５７】
本発明の目的のために有用な架橋剤としては、アミン反応性官能基による付加反応、又は置換反応を受ける求核基を含む物質が挙げられるが、これらに限定されない。好適な架橋剤としては、エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，３−ジアミノ−２−ヒドロキシプロパン、１，６−ヘキサンジアミン、トリス−（２−アミノエチル）アミンなどの第一級ポリアミン類、４，７，１０−トリオキサ−１，１３−トリデカンジアミン、３，６−ジオキサ−１，８−ジアミノオクタン、アミン末端ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールホモポリマー及びコポリマーなどのポリエーテルポリアミン類などが挙げられる。
【００５８】
架橋剤の他の一群としては、第一級／第二級（１°／２°）アミン含有化合物が挙げられる。これらの物質では、第一級アミンが、室温において、前記コポリマーのアズラクトン基との急速な反応をもたらす一方で、第二級アミンは、比較的反応が遅い。溶媒を除去するか、コーティングした物品の温度を上げるか、又は両方を行うことにより、第二級アミンを反応させて、架橋コーティングを形成できる。好適な第一級／第二級アミン−含有化合物としては、Ｎ−メチル−１，２−エタンジアミン、Ｎ−エチル−１，２−エタンジアミン、Ｎ−イソプロピル−１，２−エタンジアミン、及び他のＮ−アルキルジアミノアルカンなどが挙げられるが、これらに限定されない。Ｎ−アルキル置換基の立体容積（steric bulk）を増やすと、第二級アミノ基の反応に対するより大きな障壁となるため、架橋を作り出すためにより高温が必要とされる。
【００５９】
本発明の目的のために使用し得る架橋剤の他の一群としては、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、又は他のアミノアルキルモノ−、ジ−及びトリ−アルコキシシラン類などのアミノアルキルアルコキシシラン類が挙げられる。アミノ基は、前記コポリマーのアミン反応性官能基との反応を受け、前記コポリマーにペンダントのアルコキシシラン基をもたらす。ドライダウンの際、このアルコキシ基を、加水分解し、続いてポリマー鎖間でシロキサン架橋を形成してもよい。基材の性質に応じて、基材の表面上の官能基による共有結合を同時に形成できる（例えば、基材がケイ酸質である場合、基材に対してシロキサン結合を形成できる）。
【００６０】
架橋剤のアミン基と前記コポリマーの反応性官能基との間の化学量論比は、１：１未満から最大１：１であってよく、好ましくは０．１：１であり、より好ましくは０．５：１〜１：１であってよい。それ故、元のコポリマー中のアミン反応性官能基の含有量により、コーティング配合物へと添加し得る架橋剤の量に上限が与えられることになる。架橋コーティングの主要な目的は、基材の表面に、グラフト重合を生じ得る光開始剤部位を提供することにある。一部の例においては、コーティングの二次的な目的として、基材表面の親水性をより高め、生体物質の非特異的な結合を減少させることがある。
【００６１】
本発明の目的のために有用なリガンドモノマーは、フリーラジカル重合可能なアルケニル基又は（メタ）アクリロイル基と、生体物質と相互作用できるリガンド基又は適切な化学反応を介してリガンド基に結合するために利用できる反応基のいずれかである官能基と、を含む官能性モノマーである。有用なリガンドモノマーは、次の式ＶＩＩＩａ又はＶＩＩＩｂで表される官能性モノマーである。
Ｚ１−Ｙ２−Ｘ１−ＣＯ−ＣＲ１＝ＣＨ２      （ＶＩＩＩａ）、又は
Ｚ１−Ｙ２−ＣＲ１＝ＣＨ２      （ＶＩＩＩｂ）
式中、Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ１−であり、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルである。
【００６２】
式（ＶＩＩＩ）において、Ｙ２基は、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、又はこれらの組み合わせを含む、単結合又は（ヘテロ）ヒドロカルビル二価基から選択される連結基である。Ｙ２基は、２つ以上のアルキレン、ヘテロアルキレン、アリーレン、又はそれらの組み合わせを連結するように機能する他の任意選択的な基を更に含有することができる。任意選択的に、例えば、カルボニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルチオ基、カルボニルイミノ基、オキシ基、チオ基、−ＮＲ１−基（ここで、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキル）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。Ｚ１基は、（１）酸性基若しくはその塩、（２）アミノ基若しくはその塩、（３）グアニジン基又はビグアナイド基若しくはその塩、（４）アズラクトン基若しくはアズラクトン基の前駆体、（５）グリシジル基、（６）生体親和性リガンド基、（７）疎水性相互作用基、（８）イソシアネート基、又は（９）これらの組み合わせから選択される、第１のリガンド官能基である。
【００６３】
式（ＶＩＩＩ）の官能性リガンドモノマーは、共に、リガンド官能基のＺ１に加えて、フリーラジカル重合反応を受け得るエチレン性不飽和基を有する。式（ＶＩＩＩ）の官能性モノマーは、ＰＩ官能化基材とのフリーラジカル重合反応を受け、固体支持体から伸展するグラフト化鎖を含むグラフト化基材の形成をもたらす。多くの実施形態において、固体支持体は、多数のグラフト化鎖を有する。グラフト化鎖は、式ＶＩＩＩａ及び／又はＶＩＩＩｂで表される、少なくとも１つの、好ましくは２つ以上のグラフト化モノマー単位を含む。
【００６４】
式ＶＩＩＩのリガンド官能性モノマーのＺ１基は、酸性基又はその塩であってよく、陽イオン交換基材の調製に有用である。官能性モノマーは、弱酸、弱酸の塩、強酸、強酸の塩、又はこれらの組合せであることができる。リガンド官能性モノマーは、中性の状態であってよいが、ｐＨを調整した場合には負に帯電可能である。リガンド官能性モノマーの例の一部としては、（メタ）アクリルアミドスルホン酸若しくはその塩などの、スルホン酸若しくはその塩がある。より具体的には、（メタ）アクリルアミドスルホン酸類として、（メタ）アクリルアミドメタンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミドエタンスルホン酸、及び２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの酸性モノマーの塩を使用することもできる。酸性基又はその塩を有するいくつかの他の例示的な官能性モノマーとしては、ビニルスルホン酸、３−スルホプロピル（メタ）アクリレート、スルホエチル（メタ）アクリレート、及び４−スチレンスルホン酸などの他のスルホン酸が挙げられる。
【００６５】
酸性基を有する官能性モノマーの更なる他の例としては、ホスホン酸若しくはその塩又はカルボン酸若しくはその塩が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、官能性モノマーは、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）アクリルアミドアルキルホスホン酸、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）アクリレートであることができる。更なる他の適切なモノマーとしては、米国特許第４，１５７，４１８号（Ｈｅｉｌｍａｎｎ）に記載されているような（メタ）アクリロイルアミノ酸が挙げられる。例示的な（メタ）アクリロイルアミノ酸として、Ｎ−（メタ）アクリロイルグリシン、Ｎ−（メタ）アクリロイルアスパラギン酸、Ｎ−（メタ）アクリロイル−β−アラニン、及びＮ−（メタ）アクリロイル−２−メチルアラニンが挙げられるが、これらに限定されない。これらの酸性モノマーのうちのいずれかの塩を用いることもできる。官能性モノマーが弱酸の塩又は強酸の塩の形態である場合、これらの塩の対イオンは、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、又はテトラアルキルアンモニウムイオンであることができるが、これらに限定されない。
【００６６】
式ＶＩＩＩのリガンド官能性モノマーの第２の種類は、Ｚ１基として、アミノ基又はその塩を有し、陰イオン交換基材の調製に有用である。アミノ基又はその塩は、第一級アミノ基、第二級アミノ基、第三級アミノ基、又は第四級アンモニウム基であることができる。この種類の官能性モノマーは、弱塩基、強塩基、弱塩基の塩、強塩基の塩、又はこれらの混合物であることができる。すなわち、この官能性モノマーは、中性の状態であってもよいが、ｐＨを調整した場合には正に帯電可能である。官能性モノマーが塩の形態である場合、対イオンは、ハロゲン化物イオン（例えば塩化物イオン）、カルボン酸イオン（例えば酢酸イオン又はギ酸イオン）、硝酸イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、重硫酸イオン、硫酸メチルイオン?、又は水酸化物イオンであることができるが、これらに限定されない。
【００６７】
アミノ基又はその塩を有するいくつかの例示的な官能性モノマーとしては、式ＶＩＩＩｃに示すような、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（並びにその第四級アンモニウム塩）が挙げられる。
Ｎ（Ｒ５）ｕ−Ｙ２−Ｘ１−（ＣＯ）−ＣＲ１＝ＣＨ２      ＶＩＩＩｃ
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ１−であり、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４のアルキルであり、
それぞれのＲ５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）、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）、アリール、又はアラルキルである。下付き文字ｕは、第一級、第二級、又は第三級アミノ基では２に等しく、第四級アミノ基では３に等しい。ｕが３に等しい場合、３つのＲ５基は、独立して、アルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アリール、又はアリールアルキルから選択される。つまり、変数ｕが３に等しい場合、Ｒ５は、典型的には、水素ではない。
【００６８】
下付き文字ｕが２に等しい場合、式ＶＩＩＩｃ中のこれらのＲ５基は、それらが結合している窒素原子と一緒になって、芳香族であるか、部分的に不飽和である（すなわち、不飽和だが芳香族ではない）か、又は飽和した、複素環基を形成することができる。このような複素環基は、芳香族（例えばベンゼン）であるか、部分的に不飽和であるか（例えばシクロヘキセン）、又は飽和した（例えばシクロヘキサン）第２の環と任意選択的に融合させることができる。第四級アンモニウム塩の対イオンは、多くの場合、ハロゲン化物イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、及び硝酸イオンなどである。
【００６９】
変数ｕが２に等しい場合、式ＶＩＩＩｃの一部の実施形態では、Ｒ５基は、共に水素である。変数ｕが２に等しい他の実施形態では、一方のＲ５基は水素であり、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。変数ｕが２に等しい更なる他の実施形態では、Ｒ５基のうちの少なくとも一方は、アルキル基の任意の炭素原子（１位の炭素原子を除く）に位置するヒドロキシル基又はアミノ基を含む、２〜１０個、２〜６個、又は２〜４個の炭素原子を有するヒドロキシルアルキル又はアミノアルキルである。変数ｕが２に等しい更なる他の実施形態では、Ｒ５基のうちの少なくとも一方は、５個若しくは６個の炭素原子を有するアリールであるか、又は１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基と、５個若しくは６個の炭素原子を有するアリール基とを含むアラルキルである。更に他の実施形態では、２つのＲ５基は、それらが結合している窒素原子と結合して複素環基を形成する。この複素環基は、少なくとも１つの窒素原子を含み、また、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。例示的な複素環基として、イミダゾリル、ピペラジニル、及びモルホリニルが挙げられるが、これらに限定されない。この複素環基は、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融合されてもよい。追加の環と融合した例示的な複素環基としては、ベンズイミダゾリルが挙げられるが、これに限定されない。
【００７０】
式ＶＩＩＩｃのＸ１がオキシである例示的なアミノ（メタ）アクリレートとしては、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノプロピル（メタ）アクリレートなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７１】
式ＶＩＩＩｃのＸ１が−ＮＲ１−である例示的なアミノ（メタ）アクリルアミドとしては、Ｎ−（３−アミノプロピル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（３−イミダゾリルプロピル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−イミダゾリルエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−イミダゾリルプロピル）（メタ）アクリルアミド、及びＮ−（３−ベンズイミダゾリルプロピル）（メタ）アクリルアミドが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７２】
化学式ＶＩＩＩｃの官能性モノマーの例示的な四級塩としては、（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（メタ）アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、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−（メタ）アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、並びに２−（メタ）アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムメチル硫酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７３】
式ＶＩＩＩａ、ＶＩＩＩｂの官能性モノマーの第３の種類は、グアニジン若しくはビグアナイド又はそれらの塩を有し、高イオン強度条件下で有用な、陰イオン交換支持体の作製に有用である。
【００７４】
式ＶＩＩＩａ、ＶＩＩＩｂの官能性モノマーの第４の種類は、アズラクトンＺ１基を有する。アズラクトン基を有する例示的な官能性モノマーとしては、ビニルアルキルアズラクトン、例えば２−ビニル−４，４−ジメチルアズラクトン（２−ビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オンとも呼ばれる）、２−（４−ビニルフェニル）−４，４−ジメチルアズラクトン、２−イソプロペニル−４，４−ジメチルアズラクトン、２−ビニル−４−エチル−４−メチル−２−オキサゾリン−５−オン、及び２−ビニル−４，４−ジメチル−１，３−オキサジン−６−オンが挙げられるが、これらに限定されない。官能性モノマーの第４の種類の更なる実施形態は、Ｚ１基としてアズラクトン基の前駆体基を有する。この前駆体基は、閉環反応を受けてアズラクトン基を形成できる。この前駆体基を提供できる例示的な官能性モノマーとしては、Ｎ−アクリロイルメチルアラニンが挙げられるが、これに限定されない。
【００７５】
式ＶＩＩＩａ、ＶＩＩＩｂの官能性モノマーの第５の種類は、Ｚ１基としてグリシジルを有する。グリシジル基を有する例示的なモノマーとしては、グリシジル（メタ）アクリレートが挙げられるが、これに限定されない。
【００７６】
第４及び第５の種類の官能性モノマー、並びに２−イソシアナトエチル（メタ）アクリレートなどのイソシアネート基を有するモノマーは、反応性官能基を有するため、固定化酵素支持体（immobilized enzyme support）、イオン交換支持体、疎水性相互作用支持体、及び生体親和性分離支持体などの、他の種類の支持体の調製に有用である。
【００７７】
式ＶＩＩＩａ、ＶＩＩＩｂの官能性モノマーの第６の種類は、疎水性相互作用支持体に有用な疎水性のＺ１基を有する。
【００７８】
更なる他の官能性モノマーは、（１）酸性基若しくはその塩、（２）アミノ基若しくはその塩、（３）ヒドロキシル基、（４）アズラクトン基、又は（５）グリシジル基から選択される２つ以上の官能性Ｚ１基の組み合わせを有する。複数の異なる種類の官能基を有する例示的な官能性モノマーは、３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、及び２−（メタ）アクリルアミドグリコール酸である。
【００７９】
一部の好ましい実施形態では、基材表面上の架橋コポリマーは、次の式の重合したグアニジニルリガンド官能性モノマー単位を含む。
【００８０】
【化６】
2016503486.tif 000007
式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、（ヘテロ）ヒドロカルビル基、好ましくは１〜２０個の炭素原子を有する二価のアルキレンであり、
それぞれのＲ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、
Ｒ７は、Ｈ又はヒドロカルビル、好ましくはＣ１〜Ｃ１２アルキル若しくはアリールであり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、
ｅは、０又は１であり、
ｄは、１又は２である。
【００８１】
このような式ＩＸａ及びＩＸｂのリガンドモノマーは、アルケニル若しくはアルケノイル化合物、典型的には、ハロゲン化（メタ）アクリロイル、（メタ）アクリロイルイソシアネート、又はアルケニルアズラクトンを、次の式Ｘａ又はＸｂで表される化合物と共に、縮合することにより作製することができる。
【００８２】
【化７】
2016503486.tif 000008
式中、Ｘ１、Ｒ２〜Ｒ４、及びｄは前に定義されたとおりである。
【００８３】
その他のリガンドモノマーは、任意選択的に還元剤の存在下で、カルボニル含有モノマー（例えばアクロレイン、ビニルメチルケトン、ジアセトンアクリルアミド、又はアセトアセトキシエチルメタクリレート）を、式Ｘａ又はＸｂの化合物と共に縮合することにより作製することができる。
【００８４】
リガンドモノマーは、光開始剤の残基を介して、架橋コポリマーに対してグラフト化し、前記コポリマーは、前記コポリマーに結合する（式ＶＩＩＩａ、ｂ又はＩＸａ、ｂのモノマー由来の）リガンド基を有するようになる。リガンド基は、以下の式で表される。
【００８５】
【化８】
2016503486.tif 000009
式中、
Ｒ１は、Ｈ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ２は、（ヘテロ）ヒドロカルビル基、好ましくは１〜２０個の炭素原子を有する二価のアルキレンであり、
それぞれのＲ３は、独立してＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ４は、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、又は−Ｎ（Ｒ３）２であり、
Ｒ７は、Ｈ又はヒドロカルビル、好ましくはＣ１〜Ｃ１２アルキル若しくはアリールであり、
Ｘ１は、−Ｏ−又は−ＮＲ３−であり、
Ｙ２は、単結合又は（ヘテロ）ヒドロカルビル二価基から選択される連結基であり、
かつ
ＰＩ＊は、基材表面にグラフト化された光開始剤の残基である。
【００８６】
ＰＩ＊基に関しては、２−プロペノイルアミノ−２，２−ジメチルエタン酸、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光開始剤モノマーが、架橋コポリマー中に組み込まれてもよい。紫外線の存在下では、光開始剤基はα開裂を経て２つのラジカルになる。式ＸＩに示され、かつ以下のスキーム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、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、光開始剤の残基を介したリガンドモノマーの重合を開始できる。リガンドモノマーのラジカル付加生成物は、更なるリガンドモノマー及び他の任意選択的なモノマーと更に共重合して、リガンド基が懸垂するグラフト化ポリマーが生産され得ることが理解されるであろう。
【００８７】
【化９】
2016503486.tif 000010
【００８８】
このグラフト化プロセスにより、式Ｉのリガンドモノマーのカルボニルに対するα炭素上にラジカルを有するラジカル種が生じ、これが、１種類以上の追加のリガンドモノマー、１種類以上の親水性モノマー及び／又は１種類以上の架橋性モノマー又は「他の」モノマーとの更なる重合を起こし、以下に簡潔に示すように、これらの基が架橋コポリマー鎖から懸垂したグラフト化ポリマーとなることが、更に理解されるであろう。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。
【００８９】
得られる物品は、基材と、その表面上の、グラフト化し、重合したリガンドモノマーを有する架橋コポリマーと、を含み、該架橋コポリマーは、次の式で表すことができる。
【００９０】
【化１０】
2016503486.tif 000011
式中、
ＭＰＩ＊は、「ｆ」個の重合したモノマー単位を有する、ＭＰＩモノマー単位の残基を表し、ｆは少なくとも１であり、
Ｍｃｒｏｓｓｌｉｎｋは、後にアミノ官能性架橋剤によって官能化されたＭＦＧモノマー単位に由来し、かつ「ｇ」個の重合したモノマー単位を有するモノマー単位を表し、ｇは少なくとも１であり、
ＭＨｙｄｒｏｐｈｉｌは、「ｈ」個の重合したモノマー単位を有する親水性モノマー単位を表し、ｈは少なくとも１であり、
ＭＬｉｇａｎｄは、「ｊ」個の重合したモノマー単位を有するリガンドモノマー単位を表し、ｊは少なくとも１であり、
Ｍｏｔｈｅｒは、「ｉ」個の重合したモノマー単位を有する他のモノマー単位を表し、「ｉ」は０であり得る。
【００９１】
下付き文字の値は、上述のそれぞれのモノマー単位の重量パーセントに対応するであろうことが理解されるであろう。記載したコポリマーは、ＭＬｉｇａｎｄモノマー単位によって置換されていないＭＰＩ＊モノマー単位を更に有してもよく、また、非置換ＭＦＧモノマー単位を更に有してもよいことが、更に理解されるであろう。
【００９２】
前記コポリマーは、ランダムであっても、ブロックであってもよいこと、及び、ペンダントのリガンドモノマー単位が、親水性モノマー単位、「他の」モノマー単位、及び架橋性モノマー単位などの、更なる共重合したモノマー単位を更に含んでもよいこと、が理解されるであろう。
【００９３】
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よい。この方法は、
１）ベース基材、好ましくは多孔質ベース基材を提供する工程と、
２）光開始剤基を有する１種類以上のモノマーと、アミン反応性官能基を有する１種類以上のモノマーと、１種類以上の親水性モノマーと、１種類以上の「他の」モノマーと、のコポリマーと、アミン官能性架橋剤と、を含むコーティング溶液を提供する工程と、
３）該基材を該コーティング溶液でコーティングする工程と、
４）基材表面上のコーティングをアミン官能性架橋性化合物で架橋し、架橋コポリマーを製造する工程と、
５）コーティングした基材を乾燥させる工程と、
６）（ａ）１種類以上のリガンド官能性モノマーと、（ｂ）任意選択的な１種類以上の親水性モノマーと、任意選択的なｃ）１種類以上の「他の」モノマーと、を含む、溶液又は懸濁液に、該架橋コポリマーを有する該基材を含浸させる工程と、
７）該含浸したベース基材を紫外線に露光して、該コポリマーの該光開始剤基からフリーラジカルを生成する工程と、
該モノマーの、フリーラジカル重合可能なエチレン性不飽和基を、ベース基材の表面上にグラフト重合させる工程と、を含む。
【００９４】
一部の実施形態では、含浸溶液は、１種類又は複数種類のリガンド官能性モノマーと溶媒のみを含む。他の実施形態では、含浸溶液は、１種類以上の「他の」モノマーを含む。これらの他のモノマーには、親水性コモノマーなどの、架橋コポリマーに関して記載したものと同一のコモノマーだけでなく、（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリルアミドモノマーなどの多官能性（メタ）アクリロイルモノマーも含まれる。後者のコモノマーは、グラフト化リガンド官能性ポリマー鎖を分岐させるために、又は該ポリマー鎖の架橋度を低くするために含まれてよい。有用な多官能性（メタ）アクリレートの例としては、ジ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリレート、及びテトラ（メタ）アクリレートが挙げられ、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ポリ（エチレングリコール）ジ（メタ）アクリレート、ポリブタジエンジ（メタ）アクリレート、ポリウレタンジ（メタ）アクリレート、及びプロポキシル化グリセリントリ（メタ）アクリレート、メチレンビスアクリルアミド、エチレンビスアクリルアミド、ヘキサメチレンビスアクリルアミド、ジアクリロイルピペラジン、並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９５】
含浸溶液のための溶媒は、フリーラジカル重合プロセスを行うために便利な任意の溶媒であってよい。多くの実施形態において、この溶媒は水、又は水／水に混和性の有機溶媒混合物である。水と有機溶媒との比は、モノマーの溶解性に応じて多様であり得る。一部のモノマーでは、この比は典型的に、水対有機溶媒で、１：１（ｖ／ｖ）超、好ましくは５：１超、より好ましくは７：１超である。他のモノマーでは、特に一部のアルコール類では、より高い有機溶媒比率（最高１００％）が好ましいことがある。
【００９６】
そのような任意の水混和性有機溶媒は好ましくは、重合を妨げ得るような基を有さない。一部の実施形態では、水混和性溶媒は、１〜４個の炭素原子を有する低級アルコール、２〜６個の炭素原子を有する低級グリコール、及び３〜６個の炭素原子と１〜２個のエーテル結合とを有する低級グリコールエーテルなどの、プロトン基含有有機流体である。一部の実施形態では、ポリ（エチレングリコール）などの高級グリコールを使用してもよい。具体的な例は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、エチレングリコール、メトキシエタノール、エトキシエタノール、プロポキシエタノール、ブトキシエタノール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、及びこれらの混合物である。
【００９７】
他の実施形態において、例えば、酢酸エチル、酢酸メトキシエチル、酢酸エトキシエチル、酢酸プロポキシエチル、酢酸ブトキシエチル、リン酸トリエチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン及びジメチルスルホキシドといった脂肪族エステル類、ケトン類及びスルホキシド類などの非プロトン性有機溶媒を使用することも可能である。
【００９８】
含浸溶液中の各構成要素の濃度は、多くのファクタ（含浸溶液中のグラフトするモノマー、望ましいグラフト度、グラフトするモノマーの反応性及び使用溶媒が挙げられるが、これらに限定されない）に応じて変化してよい。典型的には、含浸溶液中のモノマーの全濃度は、含浸溶液の全重量に対して、約０．１重量％〜約６０重量％、望ましくは、約１重量％〜約３５重量％、より望ましくは約５重量％〜約２５重量％の範囲である。グラフト化、洗浄、及び乾燥の後、基材の獲得重量の合計は、典型的には、約５％〜約３０％の範囲、約１０％〜約２５％の範囲、又は約１２％〜約２０％の範囲である。
【００９９】
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）ＵＭ３６５Ｌ−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であってもよいし、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ってもよい。組成物を全部又は部分的に、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露光時間が好ましい。例えば、約１０〜５０ｍＷ／ｃｍ２の強度及び約１〜５秒の露光時間が効果的に使用され得る。あるいは、最長約３０分の露光時間を使用することができる。好ましい紫外線光源は、Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｉｒｖｉｎｅ、ＣＡ）から販売されるＱｕａｎｔ  ４８（商標）ＵＶ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍである。
【０１００】
グラフト化工程の後、グラフト化された基材に対して、任意選択的な洗浄／すすぎ工程を実施することができ、官能化基材は、リンスチャンバ内で１回以上洗浄又はすすぎを行い、未反応のモノマー、溶媒、又はその他の反応副産物が、官能化基材から除去される。典型的には、官能化基材は、水リンス剤、生理食塩水リンス剤、及び任意選択的なアルコールリンス剤、水及びアルコールリンス剤の組み合わせ、並びに／又は溶媒リンス剤（例えば、アセトン、ＭＥＫなど）を使用して最高４回まで洗浄又はすすぎを行う。アルコールリンス剤を使用するとき、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が実用的である任意の他のアルコールなどの１種類以上のアルコール、及び任意の残余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。それぞれのすすぎ工程では、官能化基材は、すすぎ浴を通すか、又はすすぎ液を噴霧してもよい。
【０１０１】
任意選択的な乾燥工程において、官能化基材を乾燥させることで、官能化基材からリンス溶媒を全て除去する。典型的には、官能化基材を比較的低い温度のオーブンで所望の時間（本明細書では「オーブン滞留時間」と称する）乾燥させる。オーブン温度は、典型的には約３０℃〜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。任意の従来型のオーブンをこの任意選択的な乾燥工程で使用することができる。好適なオーブンとしては、対流オーブン及び空気循環オーブンが挙げられるがこれらに限定されない。
【０１０２】
上述の官能化基材の作製方法において、所与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を用いてもよい。多孔質ベース基材は、微小多孔質膜などの多孔質膜、不織布ウェブ、又は多孔質繊維の形態である場合が多い。一部の実施形態では、多孔質ベース基材は、溶媒誘起相分離（ＳＩＰＳ）法により形成された微小多孔質膜を含む。
【０１０３】
一実施形態において、本方法は、表面上に共有結合的にグラフト化されたリガンド官能化コーティングを有する物品を提供し、このリガンド官能化コーティングは、１種類以上のリガンドモノマー、１種類以上の親水性モノマー、及び１種類以上の任意選択的な「他のモノマー」の紫外線重合反応生成物を含み、このフリーラジカル重合反応生成物は、基材表面のグラフト化光開始剤モノマー単位によって開始されたフリーラジカル重合の結果物である。
【０１０４】
前記リガンド官能化基材の作製方法は、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ため、多孔質ベース基材の従来の性質を変える。本方法は、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、酵素、タンパク質、炭水化物、脂質、核酸、宿主細胞タンパク質、内毒素、及び微生物などの生体分子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によりもたらされている。
【０１０５】
リガンド官能化ポリマーのコーティングを有する多孔質基材は特に、生体サンプル由来のタンパク質、細胞、細胞片、微生物、核酸、及び／又はウイルスを含む、標的生物種の選択的結合及び除去のための、フィルター材として特に好適である。本開示は、本明細書に記載されるリガンドポリマー官能化基材にサンプルを接触させることにより、生体サンプルから標的生物種を除去するための方法を更に提供する。本明細書で使用される用語「標的生物種」は、対象とされる汚染物質又は生物種を含み得る。
【０１０６】
リガンド官能化基材は、生物学的に誘導された種（生物種）を含む生物学的又はその他の流体サンプルの精製に有用である。生物種には、細胞、細胞片、タンパク質、核酸、内毒素、及びウイルスが含まれるがこれらに限定されない。
【０１０７】
一部の実施形態では、流体から除去される生物種は、精製の対象物である。例えば、組換えタンパク質又は酵素は、細胞培養又は発酵により調製することができ、次にこの基材を使用して、精製プロセスの第１工程としてこのタンパク質又は酵素を捕捉することができる。他の一例において、この基材は、微生物の濃縮、計数、及び／又は同定プロセスにおける第１工程として、流体から微生物を捕捉するのに使用することができる。
【０１０８】
他の実施形態において、流体から除去される生物種は、この流体の追加処理工程の前に除去する必要がある汚染物質である。
【０１０９】
重要なことであるが、リガンド官能性基材の一部は、高い塩濃度又は高イオン強度の条件下で有用であり、すなわち「耐塩性」である。リガンドを含有するグアニジン又はビグアナイドは、これらの高イオン強度条件下で、イオン性相互作用を維持することができるため、特に好ましい。
【０１１０】
基材は、粒子、繊維、フィルム、又はシートなどの任意の形態であり得る。好適な粒子には、有機粒子、無機粒子、並びに多孔質及び非多孔質粒子が挙げられるがこれらに限定されない。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としては、多孔質粒子、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が、これらに限定されない。
【０１１１】
この基材は、任意の好適な熱可塑性ポリマー材料から形成されてよい。好適なポリマー材料には、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）、ポリエステル（例えばポリ（乳酸））、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。
【０１１２】
一部の実施形態では、熱可塑性ポリマーは、プラズマ放電などにより表面処理されて、基材の表面に好適な官能基が付与されていてよい。表面処理は、ヒドロキシル基などの官能基を提供し、これによりコーティング又は任意選択的なプライマー溶液による濡れを改善することができる。このような有用なプラズマ処理の１つが、米国特許第７，１２５，６０３号（Ｄａｖｉｄ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されている。
【０１１３】
適切なポリオレフィンとしては、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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
好適なポリアミドとしては、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
好適なビニルアセテートのコポリマーとしては、ポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）、及びアセテート基の少なくとも一部が加水分解されていて、種々のポリ（ビニルアルコール）を与えるコポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１１８】
基材は、フィルム又はシートなどの任意の形状であってよい。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としては、多孔質膜、多孔質織布及び不織布ウェブ、並びに多孔質繊維が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１１９】
好ましい基材は、溶媒誘起相分離（ＳＩＰＳ）膜などの、微小多孔質膜である多孔質基材である。この実施形態において、多孔質ベース基材は、米国特許第６，０５６，５２９号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、第６，２６７，９１６号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、第６，４１３，０７０号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、第６，７７６，９４０号（Ｍｅｙｅｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、第３，８７６，７３８号（Ｍａｒｉｎａｃｃｈｉｏ  ｅｔ  ａｌ．）、第３，９２８，５１７号、第４，７０７，２６５号（Ｋｎｉｇｈｔ  ｅｔ  ａｌ．）及び第５，４５８，７８２号（Ｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．）に記載のものなどのナイロン微小多孔質フィルム又はシートを含む。
【０１２０】
他の実施形態では、多孔質基材は、熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）膜であり得る。これは、多くの場合、熱可塑性材料と、該熱可塑性材料の融点を超える第２の物質との溶液を形成することにより調製される。冷却と同時に熱可塑性材料は結晶化し、第２の物質から相分離する。結晶化した材料は、多くの場合、延伸される。第２の物質は、任意選択的に延伸前又は後のいずれかで除去される。微小多孔質膜は、米国特許第４，５２９，２５６号（Ｓｈｉｐｍａｎ）、第４，７２６，９８９号（Ｍｒｏｚｉｎｓｋｉ）、第４，８６７，８８１号（Ｋｉｎｚｅｒ）、第５，１２０，５９４号（Ｍｒｏｚｉｎｓｋｉ）、第５，２６０，３６０号（Ｍｒｏｚｉｎｓｋｉ）、及び第５，９６２，５４４号（Ｗａｌｌｅｒ，Ｊｒ．）に更に開示されている。幾つかの例示的なＴＩＰＳ膜は、ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）、ポリ（エチレン）又はポリ（プロピレン）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などのビニル含有ポリマー又はコポリマー、ブタジエン含有ポリマー又はコポリマー、及びアクリレート含有ポリマー又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．）に記載されている。
【０１２１】
多くの実施形態では、ベース基材は、サイズ排除による分離の最小化、拡散についての制約の最小化、表面積の最大化、及び結合に基づく標的分子の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。生体物質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。
【０１２２】
他の実施形態では、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、マットのような方法で、ランダムにかつ／又は一定方向に挟み込まれた個別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。
【０１２３】
例えば、繊維状不織布ウェブを、ウェットレイド、毛羽立て、エアレイド、スパンレース、スパンボンド、又はメルトブロー法、又はこれらの組み合わせにより作製できる。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、細い、通常は円形をした複数のダイ細管を通して、高速の、通常は加熱された気体（例えば、空気）流の中に押し出すことによって形成される。この気体流により、溶融した熱可塑性物質のフィラメントは、細められ、直径が小さくされる。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、ランダムに分散されたメルトブロー繊維のウェブを形成する。いずれの不織布ウェブも、１種類の繊維から作製されてもよいし、熱可塑性ポリマーの種類及び／又は太さが異なる又は２種類以上の繊維から作製されてもよい。
【０１２４】
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）に見出すことができる。
【０１２５】
所望により、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膜を使用することにより、改善され得る。それ故、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いし、多孔性及び上記グラフトモノマーによるグラフト度が異なる層を有してもよい。フィルター要素は、上流プレフィルター層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。
【０１２６】
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（織布又は不織布フリース構造）、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、のうち、任意の好適な多孔質膜が挙げられる。
【０１２７】
他の実施形態において、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。更に他の実施形態において、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）標的の生物種の結合をもたらすのに十分な時間にわたって、標的の生物種を含有して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、を含む生物種捕捉方法に関する。
【０１２８】
本開示は上述され、更に以下の実施例によって例示されているが、これらは決して、本発明の範囲の限定を強制するものと解釈すべきではない。逆に本明細書を読むことでそれ自体当業者にとって示唆的となりうる様々な他の実施形態、改変及びその均等物を本発明の趣旨及び／又は添付した特許請求の範囲から逸脱することなく実施する余地がありうる点は明確に理解されるはずである。
【実施例】
【０１２９】
試験方法
官能化基材に対する静的ＢＳＡ結合能法
官能化基材のディスク１枚を試験検体溶液中で一晩振盪して、該基材の静的結合能について分析した。このディスクは、基材シートから直径２４ｍｍのディスクを型抜きすることにより調製された。各ディスクは、２５ｍＭトリス（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン）緩衝液（ｐＨ  ８．０）中、約３．０ｍｇ／ｍＬの濃度のＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）試験溶液（カタログＮｏ．Ａ−７９０６、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ  ＭＯ）４．５ｍＬと共に、５ｍＬ遠心管に入れた。各管にキャップをして、回転ミキサーにて一晩（典型的には１４時間）転倒混和した。上澄み溶液を、ＵＶ−ＶＩＳスペクトロメーターを用いて２７９ｎｍで（３２５ｎｍで適用した背景補正を用いて）分析した。開始時のＢＳＡ溶液の吸光度と比較することにより、各基材の静的結合能を測定した。結果は、３回繰り返しの平均としてｍｇ／ｍＬ単位で報告する。
【０１３０】
官能化基材に対する動的ＢＳＡ結合能法
官能化基材の６層積層体に試験検体溶液を通過させることにより、タンパク質の動的結合能について前記基材を分析した。この積層体は、基材シートから直径２５ｍｍのディスクを型抜きして、ＡＫＴＡクロマトグラフィーシステム（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、ＮＹ）に取り付けた直径２５ｍｍのホルダーにこの積層体を配置することにより、調製された。ＢＳＡは、ＮａＣｌを５０ｍＭ含有する２５ｍＭトリス緩衝液（ｐＨ  ８．０）中で、１ｍｇ／ｍＬの濃度で調製された。このＢＳＡ試験溶液は、ポンプを用いて１ｍＬ／分の流速にて基材積層体を通過させられ、流出液の紫外線吸光度を２８０ｎｍの波長でモニターした。基材の動的結合能は、標準的なクロマトグラフィー法を用いて評価され、１０％漏出時において、ｇｍ／ｍＬ単位で報告された。
【０１３１】
官能化基材に対する静的ＩｇＧ結合能法
官能化基材のディスク１枚を試験検体溶液中で一晩振盪して、該基材の静的結合能について分析した。このディスクは、基材シートから直径２４ｍｍのディスクを型抜きすることにより調製された。各ディスクは、ＮａＣｌを４０ｍＭ含む、５０ｍＭ酢酸塩緩衝液（ｐＨ  ４．５）中、約４．０ｍｇ／ｍＬの濃度のＩｇＧ試験溶液（Ｅｑｕｉｔｅｃｈ  Ｂｉｏ、Ｋｅｒｒｖｉｌｌｅ、ＴＸ）４．５ｍＬと共に、５ｍＬ遠心管に入れた。各管にキャップをして、回転ミキサーにて一晩（典型的には１４時間）転倒混和した。上澄み溶液を、ＵＶ−ＶＩＳスペクトロメーターを用いて２８０ｎｍで（３２５ｎｍで適用した背景補正を用いて）分析した。開始時のＩｇＧ溶液の吸光度と比較することにより、各基材の静的結合能を測定した。結果は、３回繰り返しの平均としてｍｇ／ｍＬ単位で報告する。
【０１３２】
各材料
ＤＭＡ−ジメチルアクリルアミド、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ
ＶＤＭ−ビニルジメチルアズラクトン、ＳＮＰＥ、Ｉｎｃ、Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ、ＮＪ
ＶＡＺＰＩＡ−光開始剤モノマー、米国特許第５，５０６，２７９号の実施例１に記載されているように調製した、ＶＤＭとＩｒｇａｃｕｒｅ  ２９５９（ＣＩＢＡ、Ｂａｓｉｌ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）との付加物
トルエン、ＶＷＲ、Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ、ＰＡ
ＶＡＺＯ  ６７、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ
エチレンジアミン、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ
ＩＥＭ−ＡＧＭ−イソシアナトエチルメタクリレートとアグマチン硫酸塩の付加物、ＮＭＲによる公称純度９０％）、同時係属中の米国特許出願第１３／３５３４１３号の実施例９９に記載されているように調製したもの
ＭＢＡ−メチレンビスアクリルアミド、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ
イソプロパノール、ＶＷＲ、Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ、ＰＡ
ＩＰＡ／ＤＩ水−イソプロパノールと水の体積比１：１
ＰＥＧ−ＭＡ−ＰＥＧ（４００）モノメタクリレート、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ、ＰＡ
ナイロン６６膜−（強化単層ナイロン３ゾーン膜、公称孔径１．８μｍ、Ｎｏ．０８０ＺＮ、３Ｍ  Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．、Ｍｅｒｉｄａｎ、ＣＴ）
ＤＡＡｍ−ジアセトンアクリルアミド、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ、Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ、ＭＡ
ＡＧ−アミノグアニジン硫酸塩、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ、Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ、ＭＡ
ＭＡＰＴＡＣ−［３−（メタクリロイルアミノ）プロピル］−トリメチルアンモニウムクロリド、５０重量％水溶液、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ
ＰＥＩ−ポリエチレンイミン、ＭＷ  ７０，０００、３０重量％水溶液、カタログＮｏ．００６１８、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．、Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ、ＰＡ
ＢＵＤＧＥ−ブタンジオールジグリシジルエーテル、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ
ＤＡＤＭＡＣ−ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ
ＡＭＰＳ−Ｎａ−２−アクリルアミド−２−メチル−２−プロパンスルホン酸のナトリウム塩、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ、Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ、ＯＨ
【０１３３】
実施例１〜５架橋性ポリマー光開始剤の調製
０．４７リットル（１６オンス）のガラス瓶内で、表１に示す各分量のＤＭＡ、ＶＤＭ、ＶＡＺＰＩＡを、トルエン（１２０グラム）及びＶＡＺＯ  ６７（２グラム）と混合して、架橋性ポリマー光開始剤組成物を調製した。各混合物を窒素ガスの緩やかな気流で１５分間パージし、各瓶を密封し、６０℃に平衡化された水浴中にて２４時間転倒混和して、このモノマーをポリマーへと転換させた。得られたポリマー溶液を、イソプロパノール（２００グラム）を添加することにより、固形分２０％となるまで希釈した。ＩＲ分析及び１Ｈ−ＮＭＲ分析により、実施例１のポリマーの組成が７８：２０：２ｗ／ｗの比率のポリ（ＤＭＡ／ＶＤＭ／ＶＡＺＰＩＡ）であることが確認された。
【０１３４】
【表１】
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【０１３５】
実施例６〜１０プライミング済膜
実施例６〜１０のために、エチレンジアミン（２５．７マイクロリットル）のイソプロパノール（１０２グラム）溶液を、実施例１〜５のポリマー溶液（５グラム）のそれぞれと混合して、プライマー溶液をそれぞれ調製した。プライミング済膜は、ナイロン６６膜（およそ１０ｃｍ×１０ｃｍ）をプライマー溶液に漬け、１４番のワイヤを巻き付けたコーティングロッドで、余分な溶液を除去することで調製した。このプライミング済膜を、少なくとも１５分間、周囲温度で空気乾燥させた。
【０１３６】
実施例１１〜１８グラフト化膜
ＩＥＭ−ＡＧＭ（１３．３３グラム）とＭＢＡ（０．１２グラム）を、ＩＰＡ／ＤＩ水の溶液（４６．５５グラム）中に溶解させることによって、固形分２０％（ｗ／ｗ）のグラフト溶液を調製した。この溶液（１７．８１グラム）を、ＰＥＧ−ＭＡ（１．４３グラム）及びＩＰＡ／ＤＩ水（５．７６グラム）と混合すると、固形分１４．２５％のコーティング溶液となった。実施例６又は９のプライミング済膜を、ポリエステル製フィルムのシート上に配置した。およそ４．５ｍＬのグラフト溶液を、この膜の表面上にピペッティングし、２分間しみ込ませた。第２のポリエステル製フィルムのシートを、この膜の表面上に配置し、１４番のワイヤを巻き付けたコーティングロッドを使用して、余分なグラフト溶液を除去した。この挟み込み体の両側を、表２に示す時間にわたって、ブラックライト紫外線光源を使用して、照射した。その後、このグラフト化膜をそれぞれ５００ｍＬのポリエチレン瓶内に入れ、この瓶を脱イオン水で満たし、３０分間振盪して、残余モノマーとグラフト化しなかったポリマーとを洗い落とした。この水を、５０ｍＭの酢酸ナトリウム（ｐＨ  ４．５）と交換し、３０分間洗浄し、続いて更に３０分間、脱イオン水で洗浄した。この膜を瓶から取り出して、乾燥させた。実施例１１〜１５では、１４．２５％のコーティング溶液でグラフト化したのに対し、実施例１６〜１８では、固形分２０％の溶液でグラフト化した。照射時間、プライミングポリマー、及び静的ＢＳＡ結合能を表２に列挙する。
【０１３７】
【表２】
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【０１３８】
実施例１９〜２３
実施例１１〜１８に記載したように、ＩＰＡ／ＤＩ水で、ＭＢＡを含有するＩＥＭ−ＡＧＭの固形分２０％溶液を調製した。表３に示すように、この溶液を様々な量で、ＰＥＧ（４００）ＭＡ及びＩＰＡ／ＤＩ水と混合して、コーティング溶液を調製した。実施例６のプライミング済膜を、実施例１１〜１５に記載したようにコーティングして、各面ごとに１５分間ずつ紫外線に露光してグラフト化させた。このグラフト化膜を上記したように洗浄し、静的ＢＳＡ結合能及び動的ＢＳＡ結合能の両方を評価し、結果を表３に示す。
【０１３９】
【表３】
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【０１４０】
実施例２４〜２８
グラフト溶液が、ＩＥＭ−ＡＧＭ溶液中にＭＢＡを含有しないこと以外は実施例１９〜２３と同様にして、膜を調製した。各ＢＳＡ能を表４に示す。
【０１４１】
【表４】
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【０１４２】
実施例２９〜３６
ＤＡＡｍ、ＭＢＡ、及びＩＰＡ／脱イオン水の組成を使用したこと以外は実施例１１〜１８と同様にして、コーティング溶液を調製し、表５に示すように、実施例６及び９のプライミング済膜にコーティングした。この膜の両側を、上記したように、１５分間紫外線に露光した。このグラフト化膜を、５００ｍＬのポリエチレン瓶に入れた。２．０Ｍのアミノグアニジン（ＡＧ）溶液を、脱イオン水（１００ｍＬ）中にＡＧ（４９．２グラム）を溶解し、０．２ｍＬの濃塩酸を添加することで調製し、各瓶に加えた。前記膜をこのＡＧ溶液と３時間にわたって反応させ、余分な溶液を注ぎ出した。前記瓶を脱イオン水で満たし、３０分間振盪して、残余モノマー又はグラフト化しなかったポリマーを洗い落とした。この水を、５０ｍＭの酢酸ナトリウム（ｐＨ  ４．５）と交換し、３０分間洗浄し、続いて更に３０分間、脱イオン水で洗浄し、その後乾燥させた。静的ＢＳＡ結合能を表５に示す。
【０１４３】
【表５】
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【０１４４】
実施例３７〜３９
表６に示した各実施例で調製されたプライミング済膜に対して、特定の固形分％のグラフト溶液を作製するために、ＭＡＰＴＡＣを脱イオン水中に溶解させて、コーティング溶液を調製した。この溶液をプライミング済膜上にコーティングし、各面ごとに１５分間ずつ紫外線に露光してＭＡＰＴＡＣを膜へとグラフト化させた。このグラフト化膜を、脱イオン水で満たした５００ｍＬのポリエチレン瓶の中に入れ、３０分間振盪して、残余モノマー又はグラフト化しなかったポリマーを洗い落とした。この水を、５０ｍＭの酢酸ナトリウム（ｐＨ  ４．５）と交換し、３０分間洗浄した。酢酸ナトリウムを脱イオン水と交換し、更に３０分間洗浄してから、乾燥させた。プライミング済膜、コーティング溶液の固形分％、及び静的ＢＳＡ能を表６に示す。
【０１４５】
【表６】
2016503486.tif 000017
【０１４６】
実施例４３〜４４
ＰＥＩは、イソプロパノールで固形分１．０％まで希釈した。この溶液の一部分（５０グラム）を、このＰＥＩポリマーのアミン基の５％と反応するのに十分なＢＵＤＧＥと配合した。実施例６〜１０で記載したように、ナイロン６６膜からプライミング済膜を調製した。その後、このプライミング済膜をイソプロパノールで１％にまで更に希釈した実施例５のポリマー溶液に浸漬し、５分間漬けたままにし、その後取り出して、新たなイソプロパノールですすいでから、空気乾燥させた。これらの膜を、実施例３７で記載したように、５％、または１０％のＭＡＰＴＡＣ溶液でコーティングし、グラフト化して、洗浄及び乾燥させた。静的ＢＳＡ能を表７に示す。
【０１４７】
【表７】
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【０１４８】
実施例４５〜４７
ポリマー４の固形分１％のイソプロパノール溶液に浸漬し、５分間漬けたままにしてから、取り出して、新たなイソプロパノールですすぎ、乾燥させた以外は、実施例４３に記載したのと同様に、ＰＥＩを用いてプライミング済膜を調製した。これらの膜を、実施例３７で記載したように、ＭＡＰＴＡＣ溶液でコーティングし、グラフト化して、洗浄及び乾燥させた。ＢＳＡ能を表８に示す。
【０１４９】
【表８】
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【０１５０】
実施例４８〜５３
実施例１０に記載されているように調製したプライミング済ナイロン膜（およそ１０ｃｍ×１０ｃｍ）を、表９に示すように、ＭＢＡ（ＤＡＤＭＡＣの分量を基準にして１重量％）が添加された、または添加されなかった、脱イオン水中のＤＡＤＭＡＣ水溶液でコーティングした。コーティングした膜は、実施例３７で記載したように、グラフト化して、洗浄及び乾燥させた。静的ＢＳＡ結合能を表９に示す。
【０１５１】
【表９】
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【０１５２】
実施例５４
実施例１０で記載されているように調製したプライミング済ナイロン膜を、脱イオン水中のＡＭＰＳ−Ｎａの固形分１５％水溶液でコーティングし、実施例３７で記載したように、グラフト化して、洗浄及び乾燥させた。この膜について、ＩｇＧに対する静的結合能に関する試験を行うと、１０２ｍｇ／ｍＬの能力を有することが明らかになった。
【国際調査報告】
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