KR0167753B1 - Porous Polymer Beads and Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
내용없음.None.
Description
제1도는 표피 없는(skinless) 표면을 나타내는 본 발명의 미소다공성(microporous) 구형 폴리(아크릴로니트릴) 공중합체 비이드를 500배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 1 is an optical microscope photograph of a 500-fold magnification of the microporous spherical poly (acrylonitrile) copolymer beads of the present invention showing a skinless surface.
제2도는 97%의 높은 기공 부피 및 균일하고 비세포질인 기공 형태(morphology)를 예증하는 제1도의 미소 다공성 비이드의 횡단면을 2000배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 2 is an optical micrograph showing a 2000-fold magnification of the cross section of the microporous beads of FIG. 1 demonstrating a high pore volume of 97% and a uniform, non-cellular pore morphology.
제3도는 본 발명에 따르는 폴리(아크릴로니트릴) 공중합체 비이드 단면을 1,440배 확대한 광현미경 사진으로서, 균일한 직경의 비세포질 기공 형태, 97%의 기공 부피 및 실질적 매트릭스 균일성을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a photomicrograph of a cross section of a poly (acrylonitrile) copolymer bead according to the present invention with a magnification of 1,440 times, showing non-cellular pore morphology of uniform diameter, pore volume of 97%, and substantial matrix uniformity. to be.
제4도는 75기공 부피, 미소다공성 비세포질 구조를 보여주는 선행 기술 폴리프로필렌 포움(카스트로, 미합중국 특허 제4,519,909, 제67도)의 단면을 2000배 확대한 광 현미경 사진이다. 구조는 비이드가 아니다.4 is a light micrograph showing a 2000-fold magnification of a cross-section of a prior art polypropylene foam (Castro, US Pat. No. 4,519,909, FIG. 67) showing a 75 pore volume, microporous noncellular structure. The structure is not a bead.
제5도는 외부 표면에 표피(skin)를 갖는 구형이 아닌 디스크모양의 비이드를 보여주는 선행 기술의 폴리아크릴로니트릴 입자(스토이, 미합중국 특허 제4,110,529호, 실시예 1)의 단면을 111배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 5 shows a 111-fold magnification of the cross-section of a prior art polyacrylonitrile particle (Stoy, U.S. Patent No. 4,110,529, Example 1) showing a non-spherical disc-shaped bead with skin on its outer surface. Photomicrograph.
제6도는 20~40미크론 직경의 매우 거대한 내부 기공을 갖는 비이드를 보여주는 선행 기술 폴리아크릴로니트릴 입자(스토이, 미합중국 특허 제4,110,529호, 실시예 2)의 단면을 442배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 6 is a photomicrograph of a 442-fold magnification of the cross-section of a prior art polyacrylonitrile particle (Story, US Pat. No. 4,110,529, Example 2) showing beads with very large internal pores of 20-40 microns in diameter. .
제7도는 균일하지 않은 기공 구조를 나타내는 선행 기술 폴리아크릴로니트릴 입자(스토이, 미합중국 특허 제4,110,529호, 실시에 2)의 단면을 50배 확대한 광 현미경 사진이다.FIG. 7 is a light micrograph showing a 50 times magnification of the cross section of a prior art polyacrylonitrile particle (Story, US Patent No. 4,110,529, Example 2) showing an uneven pore structure.
제8도는 균일하지 않은 디스크 모양의 구조를 보이는 선행 기술 미소다공성 폴리아크릴로니트릴 입자(마쓰모토, 미합중국 특허 제4,486,549호)를 347배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 8 is an optical microscope photograph of a 347-fold magnification of a prior art microporous polyacrylonitrile particle (Matsumoto, U.S. Patent No. 4,486,549) exhibiting a non-uniform disk-like structure.
제9도는 실질적으로 균일한 기공을 갖는 표피 없는 외부 표면을 나타내는 본 발명의 미소다공성 폴리아크릴로니트릴 비이드를 2,570배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 9 is a photomicrograph at 2,570 times magnification of the microporous polyacrylonitrile beads of the present invention exhibiting an outer skin-free outer surface with substantially uniform pores.
제10도는 균일한 기공 내부 구조를 나타내는 본 발명의 미소다공성 폴리아크릴로니트릴 비이드 단면을 4,470배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 10 is a photomicrograph of a 4,470-fold magnification of the microporous polyacrylonitrile bead cross section of the present invention showing a uniform pore internal structure.
제11도는 외부 기공 크기를 조절할 수 있는 능력과 실질적으로 균일한 기공을 갖는 부분적으로 표피가 없는 외부 표면을 예증하는 본 발명의 미소다공성 폴리아크릴로니트릴 비이드를 2,230배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 11 is a photomicrograph of a 2,230-fold magnification of the microporous polyacrylonitrile beads of the invention demonstrating a partially epidermal outer surface having the ability to control external pore size and substantially uniform pores.
제12도는 내부 기공 크기를 조절할 수 있는 능력과 균일한 기공 내부 구조를 예증하는 본 발명의 미소다공성 폴리아크릴로니트릴 비이드(제11도와 동일한 절차에 의해 제조된 비이드)단면을 4,640배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 12 is a 4,640-fold enlarged cross-section of the microporous polyacrylonitrile beads (beads prepared by the same procedure as in FIG. 11) of the present invention demonstrating the ability to control internal pore size and uniform pore internal structure. Photomicrograph.
제13도는 부분적으로 표피가 있는 외부 표면을 예증하는 본 발명의 미소다공성 폴리아크릴로니트릴 비이드를 4,710배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 13 is a photomicrograph of a 4,710-fold magnification of the microporous polyacrylonitrile beads of the present invention, partially illustrating the epidermal outer surface.
제14도는 부분적으로 표피가 있는 비이드의 내부 기공 크기를 조절할 수 있는 능력을 예증하는 본 발명의 미소다공성 폴리아크릴로니트릴 비이드(제13도에서와 동일한 절차에 의해 제조된 비이드)의 단면을 8,660배 확대한 광현미경 사진이다.FIG. 14 is a cross section of the microporous polyacrylonitrile beads (beads prepared by the same procedure as in FIG. 13) of the present invention demonstrating the ability to control the internal pore size of partially epidermal beads. It is a photomicrograph magnified 8,660 times.
제15 및 제16도는 기공 크기를 조절할 수 있는 능력을 더욱 예증하는 본 발명의 미소다공성 폴리아크릴로니트릴 비이드를 각각 2,270배 및 2,290배 확대한 광현미경 사진들이다.15 and 16 are optical micrographs magnified 2,270 and 2,290 times, respectively, of the microporous polyacrylonitrile beads of the present invention further demonstrating the ability to control pore size.
본 출원은 다공성 중합체 비이드 및 방법에 대한 마이클 티모티 쿠크 및 라우라 진 히스콕의 일련 번호 07/275,256호 및 다공성 폴리아크릴로니트릴 비이드 및 방법에 대한 마이클 티모티 쿠크 및 라우라 진 히스콕의 일련번호 07/275,317호의 공동으로 양도되고 동시에 출원된 출원에 관한 것이다.This application describes serial numbers 07 / 275,256 of Michael Timothy Cook and Laura Jean Heathock for Porous Polymer Beads and Methods and a series of Michael Timothy Cook and Laura Jean Heathock for Porous Polyacrylonitrile Beads and Methods No. 07 / 275,317 to a jointly assigned and simultaneously filed application.
본 발명은 0.002내지 5미크론의 조절 가능한 표면 기공도(porosity), 기공 직경 및 1.5ml/g 보다 실질적으로 작지 않은 기공 부피를 갖는 등방성 다공성 중합체 비이드에 관한 것이다. 비이드는 열에 의해 유도된 상 분리 공정에 의해 중합체 용액으로부터 제조된다. 비이드의 형태는 이들을 크로마토그래피 용도에, 특히 단백질 분리와 같은 생 분자 분리 공정에서 사용하는데 이상적으로 적절하게 한다.The present invention is directed to isotropic porous polymer beads having an adjustable surface porosity, pore diameter, and pore volume of substantially less than 1.5 ml / g of 0.002 to 5 microns. Beads are prepared from polymer solution by a thermally induced phase separation process. The form of the beads makes them ideally suited for chromatographic applications, particularly in live molecular separation processes such as protein separation.
아크릴로니트릴의 상 분리 공정을 포함한 중합체 용액의 상 분리 공정은 주로 섬유, 시이트 및 블록 또는 슬랩의 형태로 다공성 저밀도 미소세포질 플라스틱 포움의 제조에 매우 유용하다.Phase separation processes of polymer solutions, including phase separation processes of acrylonitrile, are very useful for the production of porous low density microcellular plastic foams, mainly in the form of fibers, sheets and blocks or slabs.
영국 특허 명세서 제938,694호에는 미분된 열가소성 수지를 이를 위한 겔 형성 용매와 혼합하고, 이들의 겔화점 이상으로 혼합물의 온도를 높이고, 온도를 낮추어 겔을 형성하고, 겔 형성 용매이지만 열가소성 수지에 대한 용매는 아닌 용매로 처리하고, 혼합물로부터 겔 형성 용매를 제거하므로써, 미소다공성 물질을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 영국 특허의 실시예에서 폴리에틸렌 수지 35부피%를 크실렌 65부피%와 함께 140℃로 가열하고 실온까지 냉각시킬 때, 겔화된 물질이 형성된다. 이 물질을 시이트로 자르고 크실렌을 에탄올로 추출한다. 물로 에탄올을 제거한 후, 미소다공성 포움 시이트를 얻는데, 이것은 약 1.0미크론 이하의 기공 크기 및 약 65%의 전체 기공도를 갖고, 시이트는 예컨대 축전지의 분리기로서 유용하다.British Patent No. 938,694 discloses finely divided thermoplastics with a gel forming solvent therefor, raising the temperature of the mixture above their gelling point, lowering the temperature to form a gel, and gel forming solvent but not solvent for thermoplastics. A process for producing a microporous material is disclosed by treating with a solvent, but not removing the gel forming solvent from the mixture. In the examples of this British patent, gelled material is formed when 35% by volume polyethylene resin is heated to 140 ° C with 65% by weight of xylene and cooled to room temperature. The material is cut into sheets and xylene is extracted with ethanol. After removing the ethanol with water, a microporous foam sheet is obtained, which has a pore size of about 1.0 micron or less and an overall porosity of about 65%, and the sheet is useful, for example, as a separator for a battery.
영(Young) 일행의 미합중국 특허 제4,430,451호 에는 폴리(4-메틸-1-펜텐)수지 및 비벤질(bibenzyl)을 포함하는 용매로부터 수지에 남아있는 비벤질을 제거하기 위해 예컨대 메탄올을 사용하여 90 내지 99%의 광범위하게 나타난 기공 부피 및 약 94%의 특별히 예시되는 기공 부피를 갖는 부서지기 쉬운, 미소세포질, 저밀도 포움의 형태로 저밀도 포움을 제조하기 위하여 그와 같은 공정을 사용한다. 그러한 포움은 레이저 융합 목적물을 위한 블록으로 가공된다.United States Patent No. 4,430,451 to Young et al., For example, uses methanol to remove bibenzyl remaining in the resin from solvents including poly (4-methyl-1-pentene) resin and bibenzyl. Such processes are used to produce low density foams in the form of brittle, microcellular, low density foams having a broadly expressed pore volume of from about 99% to about 94%. Such foams are processed into blocks for laser fusion objects.
캐스트로의 미합중국 특허 제4,247,498호 및 4,519,909호에는 열에 의하여 유도된 상 분리 기술이 필름 내지 블럭, 내지는 복잡한 모양의 형태로 미소다공성 포움을 제조하기 위해 이용된다. '909특허에서 Col. 6, 제34-35행에는 원하는 모양으로 용액을 냉각시킬 때 혼합 또는 기타 전단력은 용액이 냉각을 받는 동안 적용되지 않는다라고 기술되어 있다. 이것은 비이드의 생성을 예측할 수 없음을 강력히 시사한다. '909특허의 Col. 27-28에서 관능성 액체를 함유하는 미소다공성 중합체가 기술되어 있다. 중합체는 액체가 포함된 세포질 또는 비세포질 구조를 갖는다고 언급되어 있다. 세포질 구조는 Col. 7에 정의되어 있고 이것은 인접한 셀(cell)을 내부 연결하는 기공 또는 통로를 지닌 실질적으로 구형을 갖는 일련의 포함된 셀을 갖는 것이며, 이때 상기 셀의 직경은 상기 기공 직경이 적어도 2배이다. 그러한 형태학은 통로가 균일한 직경의 통로가 아니기 때문에 거대 분자를 흡착시키기에 이상적이지 않고, 이것은 거대 분자 흡수 및 탈착에 격심한 단점을 보인다.In US Pat. Nos. 4,247,498 and 4,519,909 to Cast, thermally induced phase separation techniques are used to produce microporous foams in the form of films, blocks, or complex shapes. In the '909 patent Col. 6, lines 34-35 describe that when cooling the solution to the desired shape, no mixing or other shear forces are applied while the solution is being cooled. This strongly suggests that the production of beads cannot be predicted. Col. of the '909 patent. Microporous polymers containing functional liquids are described in 27-28. The polymer is said to have a cellular or non-cellular structure with a liquid in it. Cellular structure is described by Col. As defined in 7 and having a series of substantially spherical contained cells having pores or passageways connecting adjacent cells internally, wherein the diameter of the cells is at least twice the pore diameter. Such morphology is not ideal for adsorbing macromolecules because the passageway is not a passage of uniform diameter, which presents a severe disadvantage for macromolecule absorption and desorption.
스토이의 미합중국 특서 제4,110,529호에는 중합체 용액을 중합체 물질에 대해서는 비용매이고 용매와는 비혼화성인 액체 분산성 매체내에 분산시키는 공정에 의해 형성된 구형 폴리아크릴로니트릴 비이드를 공개하고 있다. 중합체 물질을 응고시키고... 중합체 물질에 대해서는 비용매이고 용매와는 비혼화성이고 분산 매체와도 비혼화성인 과량의 응고 액체 내로 휘저어 섞어주면서 에멀션을 첨가한다. 비이드를 제조하는 전통적 방법의 채택에 있어서, 여기서 출원인은 예컨대 무기유 내 중합체 용액의 고온 에멀션을 형성하고, 저온에서 이를 무기유에 첨가하므로써 동일물을 냉각시킬 수 있다. 따라서, 출원인은 중합체 용액과 비혼화성이고 분산 매체와 혼화성인 응고욕(bath)을 사용하지 않는다. 그러나 스토이 공정이 갖는 주된 단점은 Col. 3, 제39-41행에 기술된 바와 같이, 95% 이상의 공극 함량을 가진다 하더라도 비접착성 껍질이 응고가 시작되는 바로 그 시점에 소적(droplets)의 표면 상에 형성된다는 것이다. 그러한 껍질은 그러한 공정에 의해 조절될 수 없고 단지 부분적으로만 투과성이어서 거대 분자의 흡수 및 탈착을 실질적으로 방해하므로써, 표피가 없거나 조절 가능하게 표피가 있는 미소다공성 비이드의 제조를 매우 소망스럽게 한다. 게다가 이후에 비교 실시예에서 보여줄 바와 같이, 스토이에서 기술된 공정을 사용하여 제조된 비이드는 내부에 농축된 거대 기공을 갖는 비등방성 기공을 가져 거대 분자의 크로마토그래피 적용 및 탈착에 기여한다.Stoy US Pat. No. 4,110,529 discloses spherical polyacrylonitrile beads formed by a process of dispersing a polymer solution in a liquid dispersible medium that is non-solvent for polymer materials and incompatible with solvents. The polymer material is coagulated and the emulsion is added while stirring into an excess of the coagulating liquid which is non-solvent for the polymer material, incompatible with the solvent and incompatible with the dispersion medium. In the adoption of the traditional method of making the beads, the applicant here can cool the same by forming a high temperature emulsion of the polymer solution in the inorganic oil and adding it to the inorganic oil at low temperature, for example. Applicants therefore do not use a coagulation bath that is incompatible with the polymer solution and miscible with the dispersion medium. However, the main disadvantage of the Stoy process is that Col. As described in
마쓰모토의 미합중국 특허 제4,486,549호에는 일반적으로 다공성 섬유 및 필라멘트를 공개하고 있으나, 이 특허의 실시예 1에서 중합체 용액을 애터마이저(atomizer)컵 내로 적가하므로써, 다공성 구조를 갖는 폴리아크릴로니트릴 입자의 형성도 지시하고 있다. 그러나 이 방법으로 생성된 비이드는 이 출원의 비교 실시예 1A에서 보여주는 바와 같이 낮은 기공 부피 0.90ml/g을 갖고, 이로 인해 저 용량을 갖는다. 입자는 제8도에서 보여준 바와 같이 편평해지고 비구형으로 되는 경향이 있고, 이것은 과도한 압력 강하를 일으킨다.U.S. Patent No. 4,486,549 to Matsumoto generally discloses porous fibers and filaments, but the polyacrylonitrile particles having a porous structure are formed by dropping a polymer solution into an atomizer cup in Example 1 of this patent. Is also instructed. However, the beads produced by this method have a low pore volume of 0.90 ml / g, as shown in Comparative Example 1A of this application, thereby having a low dose. The particles tend to flatten and become aspheric as shown in FIG. 8, which causes excessive pressure drop.
일반적 관심 중에는, 폴리올레핀, 폴리(비닐 에스테르), 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리카르보네이트로부터 다공성 본체, 예컨대 섬유, 중공 필라멘트, 튜브, 배관, 로드, 블록 및 분말 본체를 제조하는데 사용되는 조세피아크 일행의 미합중국 특허 제4,594,207호 기술이 있다. 폴리아크릴로니트릴은 사용되지 않는다. 용매의 비(ratio)를 변화시키므로써 제조되는 전체 기공 부피, 기공 크기 및 기공 벽이 조절되고, 예시된 기공 부피는 75-77.5%범위이다. 조세피아크는 냉각하는 동안 전단을 요구하지 않는 방법에 의해 점성 용액의 조형(shaping)을 공개했다. 조세피아크 특허의 실시예 1-5는 중공 필라멘트 노즐을 통해 용액을 방사한 후 냉각시키는 것에 의한 중공 필라멘트를 조형하는 것을 공개하고, 실시예 5-7은 용액으로 판유리를 피복한 후 냉각시키므로써 막의 형성을 기술한다. 또한 조세피아크의 미합중국 특허 제4,666,607호 Col. 2, 제43행 내지 Col. 3, 제14향에서는 냉각하는 동안 강력한 전단력을 사용하는 것과는 전혀 관련이 없음이 주시된다. 이 기술에서 조세피아크는 냉각시키는 동안 어디에서도 활류의 사용을 고려하지 않았으며, 이는 비이드를 기대할 수 없음을 강력히 시사한다. 본 발명과는 반대로, 비이드로 냉각되는 소적을 형성하기 위하여, 냉각 전과 냉각 동안에 용액 내에서 전단력이 사용된다. 이들 비이드는 놀랍게도 크로마토그래피 적용에서의 고도의 분리 능력, 크로마토그래피 흐름 속도에 대한 낮은 저항성 및 고압축 강도를 갖고, 실질적으로 구형인 것과 같은 컬럼 펙킹 용도를 위한 탁월한 형태학적 장점을 제공한다. Zwick의 Applied Polymer Symposia, No. 6, 109-149, 1967에는 75-90%의 기공 부피를 갖는 미소다공성 구조물의 제조를 위해 10-25%의 습식 방사 범위에서 중합체 농축물을 사용하여 미소다공성 섬유를 제조하는데 유사한 방법이 사용된다.Of general interest, Josephiaq is used to make porous bodies such as fibers, hollow filaments, tubes, tubing, rods, blocks and powder bodies from polyolefins, poly (vinyl esters), polyamides, polyurethanes and polycarbonates. There is a group of US Patent No. 4,594,207. Polyacrylonitrile is not used. By varying the ratio of the solvent, the total pore volume, pore size and pore wall produced are controlled, and the illustrated pore volumes range from 75-77.5%. Josephpiak has published shaping of viscous solutions by a method that does not require shear during cooling. Example 1-5 of the Josephpiak patent discloses molding a hollow filament by spinning and then cooling the solution through a hollow filament nozzle, while Examples 5-7 cover the plate glass with the solution and then cool it. Describe the formation of a film. See also Joseph Piac, US Patent No. 4,666,607 Col. 2, line 43 to Col. It is noted that in No. 3 and 14, it has nothing to do with the use of strong shear forces during cooling. In this technique, Josephpiak did not consider the use of lubrication anywhere during cooling, which strongly suggests that beads cannot be expected. In contrast to the present invention, shear forces are used in solution before and during cooling to form droplets that are cooled with beads. These beads surprisingly have a high degree of separation ability in chromatographic applications, low resistance to chromatographic flow rates and high compressive strength, and provide excellent morphological advantages for column packing applications such as substantially spherical. Zwick's Applied Polymer Symposia, No. 6, 109-149, 1967 a similar method is used to prepare microporous fibers using polymer concentrates in the wet spinning range of 10-25% for the production of microporous structures having a pore volume of 75-90%. .
쿠펙 일행의 미합중국 특허 제3,983,001호에는 친화력 크로마토그래피에 의해 생물학적으로 활성인 화합물의 분리 방법이 공개되어 있다. 분리되는 화합물은 효소, 보조 효소, 효소 억제제, 항체, 항원, 호르몬, 카르보히드레이트, 지질, 펩티드 및 단백질 뿐만 아니라 뉴클레오티드, 헥산 및 비타민 B와 같은 비타민을 포함한다. 다공성 담체 중에는 언급된 폴리아크릴로니트릴 입자가 있으나. 이들은 미소다공성이며 이 발명을 실행하므로써 얻어지는 겔로부터 입자를 형성하기 위해 이차 조형 공정을 요구하고, 다른 크로마토그래피 공정, 특히 크기 배제 크로마토그래피에는 열등하다.U.S. Patent No. 3,983,001 to Copec et al discloses a method for separating biologically active compounds by affinity chromatography. Compounds to be separated include enzymes, coenzymes, enzyme inhibitors, antibodies, antigens, hormones, carbohydrates, lipids, peptides and proteins as well as vitamins such as nucleotides, hexanes and vitamin B. Among the porous carriers are the polyacrylonitrile particles mentioned. They are microporous and require secondary shaping processes to form particles from the gels obtained by practicing this invention and are inferior to other chromatography processes, especially size exclusion chromatography.
정제, 크로마토그래피, 효소 결합 등을 위한 미소다공성 비이드 분야의 현 상태는 미쓰비시 케미칼 인더스트리즈 리미티드에 의해 상표 세파비이드
그러므로, 상기 기술 상태로부터 다수의 미소다공성 중합체 구조물의 주된 결점은 기공 부피가 전형적으로 중합체 구조물의 20-75% 또는 90%가지인, 바람직한 것보다 작지만 카스트로에서 보여준 바와 같이 기계적 강도문제가 나타남이 자명해진다. 보다 낮은 공극 부피는 기계적 강도를 향상시키지만 크로마토그래피 흡착제와 같은 구조물에서 사용될 때 낮은 용량을 제공한다. 기타 선행 기술은 구조물은 섬유, 필라멘트 또는 막의 모양으로 되어 있고 크로마토그래피 컬럼을 팩킹하기 위해 효과적으로 사용되지 않아 경비가 드는 이차 조형 장치를 요구할 수 있다. 다수의 선행 기술 구조물은 강성이 아니며 이온 강도 또는 용매를 변화시키면서 팽윤되어 컬럼 팩킹 및 조절을 어렵게 할 수 있다.Therefore, the major drawback of many microporous polymer structures from the state of the art is that the pore volume is typically less than desirable, with 20-75% or 90% of the polymer structure being present, but mechanical strength problems appear as shown by Castro. Become. Lower pore volumes improve mechanical strength but provide lower capacity when used in structures such as chromatographic adsorbents. Other prior art is that structures are in the form of fibers, filaments or membranes and are not effectively used to pack chromatography columns, requiring costly secondary molding devices. Many prior art structures are not rigid and can swell with varying ionic strength or solvent, making column packing and conditioning difficult.
이제, 매우 높은 공극 부피, 조절된 기공도 표면, 큰 기공 직경 및 높은 기계적 강도를 갖는 실직적으로 모양이 구형인 미소다공성 비이드가 공정 기술의 적절한 선택에 의해 열에 의해 유도되는 상 분리 방법에 의하여 생산될 수 있음을 발견하게 되었다. 그러한 비이드는 신규하며, 이들의 가치있는 성질은 선행기술 및 현재까지 상업적으로 구입할 수 있는 제조된 가장 우수한 물질이라는 점에서, 전혀 예기치 못한 것이다. 본 발명의 표피가 없는 비이드는 이들의 내부표면적에 대한 거대 분자의 접근을 허용한다. 이들은 화학반응, 예컨대 단량체로부터 비이드의 형성을 조절하는 어려움을 포함하지 않는 공정에 의해 제조된다. 비이드의 형태는 이들이 대부분의 크로마토그래피 적용, 특히 단백질의 크로마토그래피에 이상적으로 적합하게 한다. 이들은 또한 효소 고정화(enzyme immobilization), 호르몬 분리 및 다수의 기타 용도를 위해 사용될 수 있다.Now, a substantially spherically shaped microporous bead with very high pore volume, controlled porosity surface, large pore diameter and high mechanical strength is subjected to thermally induced phase separation method by appropriate selection of process technology. It was found that it could be produced. Such beads are novel and their unexpected properties are not at all unexpected in the sense that their valuable properties are the finest materials produced in the prior art and commercially available to date. Epidermal-free beads of the invention allow macromolecular access to their internal surface area. They are prepared by processes that do not involve chemical reactions such as the difficulty of controlling the formation of beads from monomers. The form of the beads makes them ideally suited for most chromatography applications, in particular for the chromatography of proteins. They can also be used for enzyme immobilization, hormonal separation and many other uses.
본 발명에 따르면, 아크릴로니트릴의 중합체 또는 공중합체를 포함하는 조절된 표면 기공도를 갖는 매우 다공성인 비이드가 제공되는데, 이때 상기 비이드는 실질적으로 물에서 비팽윤성이며, 직경이 약 5미크론 보다 실질적으로 크지 않은 실질적으로 균일한 기공을 가지며, 기공 부피는 실질적으로 약 1.5ml/g 보다 작지 않다.According to the present invention, highly porous beads having controlled surface porosity comprising polymers or copolymers of acrylonitrile are provided, wherein the beads are substantially non-swellable in water and are about 5 microns in diameter. It has substantially uniform pores that are not substantially larger, and the pore volume is not substantially less than about 1.5 ml / g.
본 발명은 또한 기공이 고분자 크기 화합물로 적어도 부분적으로 채워져 있고 비이드가 실질적으로 구형인 다공성 중합체 비이드를 고려한다.The present invention also contemplates porous polymeric beads in which the pores are at least partially filled with high molecular size compounds and the beads are substantially spherical.
비이드 제조의 바람직한 방식에 있어서, 아크릴로니트릴 중합체 또는 공중합체를 높은 온도에서 단지 중합체만 용해시킬 수 있는 용매 내에 용해시킨다. 용매 혼합물은 용매의 용매화력을 감소시키는 적어도 하나의 첨가제가 혼합된 중합체에 대해 우수한 용매를 함유한다. 이 첨가제는 중합체에 대해서는 비용매(non-solvent0일 수 있다. 균질한 액체 용액은 중합체 용액의 소적을 생성하기 위하여 전단 공정을 받는다. 소적을 형성하기 위한 이 상층액 혼합물을 전단하는 바람직한 방법은 균질화, 라미나 제트(laminar jet)의 분쇄, 분무화, 정전 혼합, 및 울트라소니피케이션이다. 균질화 또는 정전 혼합물을 사용할 때, 균질한 중합체 용액은 전단하기 전에 고온 불활성 분산 액체 내에 현탁된다. 현탁액을 냉각시킬 때, 상 분리가 중합체 용매와 중합체 사이에 일어나 상기 중합체 및 중합체 용매의 소적을 제조한다. 소적을 휘저어 섞어주면서 냉각 불활성 액체에 도입시킨다. 그리고 나서 소적을 수집하고 중합체 용매를 추출하여 본 발명의 다공성 비이드를 생성한다. 비이드는 균일한 기공 크기(0.002 내지 5 미크론 직경)을 갖고 다수의 선행 기술에서 기술된 바 있는 기공과 관련한 셀이 보이지 않는다. 셀 직경 대 기공 직경 비율 c/p는 따라서 1.0이고 캐스트로의 바람직한 실시양태와 이들은 구별된다. 균일한 미소기공 또는 적절한 용매/비용매 조성물을 선택하기 때문인 것으로 믿어진다. 용액 내에 약 10중량% 보다 작은 중합체의 사용은, 90% 보다 큰 기공 부피를 갖는 실질적으로 표피가 없는 비이드를 제공하기에 바람직하다. 비이드가 높은 기공 부피에서 조차도 우수한 취급 강도를 갖고, 함께 들러붙지 않는 조절 가능한 표면 기공도를 갖는다는 사실은 전적으로 예기치 못한 것이다.In a preferred mode of making beads, the acrylonitrile polymer or copolymer is dissolved in a solvent capable of dissolving only the polymer at high temperatures. The solvent mixture contains a good solvent for the polymer mixed with at least one additive which reduces the solvability of the solvent. This additive may be non-solvent0 for polymers. The homogeneous liquid solution is subjected to a shearing process to produce droplets of the polymer solution. A preferred method of shearing this supernatant mixture to form droplets is homogenization. , Pulverization, atomization, electrostatic mixing, and ultrasonication of laminar jets When using homogenization or electrostatic mixtures, the homogeneous polymer solution is suspended in a hot inert dispersion liquid prior to shearing. Upon cooling, phase separation occurs between the polymer solvent and the polymer to produce droplets of the polymer and the polymer solvent, the mixture is stirred and introduced into a cold inert liquid, and then the droplets are collected and the polymer solvent is extracted to extract the present invention. Porous beads, having a uniform pore size (0.002-5 micron diameter); There are no cells associated with the pores as described in the prior art The cell diameter-to-pore diameter ratio c / p is therefore 1.0 and distinguishes them from the preferred embodiment of the cast, which are uniform micropores or a suitable solvent / cost. It is believed that this is due to the choice of the medium composition The use of a polymer of less than about 10% by weight in solution is preferred to provide a substantially epidermal-free bead having a pore volume of greater than 90%. The fact that it has good handling strength even in volume and with adjustable surface porosity that does not stick together is entirely unexpected.
본 발명의 다공성 비이드는 아크릴로니트릴 중합체 및/또는 공중합체로부터 제조된다. 아크릴로니트릴 공중합체는(C2-C6) 모노-올레핀, 비닐-방향족, 비닐아미노 방향족, 비닐 할라이드,(C1-C6) 알킬(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 비닐 피롤리돈, 비닐피리딘,(C1-C6) 히드록시알킬(메트) 아크릴레이트,(메트) 아크릴산,(C1-C6) 알킬(메트) 아크릴아미드, 아크릴아미도메틸 프로필술폰산, N-히드록시-함유(C1-C6) 알킬(메트) 아크릴아미드 또는 이들의 임의 혼합물로 공중합된 폴리아크릴로니트릴을 포함하여 구성된다.Porous beads of the invention are prepared from acrylonitrile polymers and / or copolymers. Acrylonitrile copolymers include (C 2 -C 6 ) mono-olefins, vinyl-aromatics, vinylamino aromatics, vinyl halides, (C 1 -C 6 ) alkyl (meth) acrylates, (meth) acrylamides, vinyl pi Rollidone, vinylpyridine, (C 1 -C 6 ) hydroxyalkyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, (C 1 -C 6 ) alkyl (meth) acrylamide, acrylamidomethyl propylsulfonic acid, N- Polyacrylonitrile copolymerized with hydroxy-containing (C 1 -C 6 ) alkyl (meth) acrylamide or any mixture thereof.
아크릴로니트릴 중합체용 용매로서 영구적 화학 변형 변형없이 이들을 용해시킬 수 있는 임의의 유기 또는 무기 액체가 사용될 수 있다. 이들은 디메틸 술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸 술폰, 나트륨 티오시아네이트 및 염화아연의 수성 용액을 포함한다.As the solvent for the acrylonitrile polymer, any organic or inorganic liquid which can dissolve them without permanent chemical modification modification can be used. These include aqueous solutions of dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethyl sulfone, sodium thiocyanate and zinc chloride.
비용매는 폴리아크릴로니트릴 또는 공중합체와 비혼화성인 임의의 액체 매체를 포 수 있다. 비용매에는 우레아, 물, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.The nonsolvent can include any liquid medium that is incompatible with the polyacrylonitrile or copolymer. Non-solvents may include urea, water, glycerin, propylene glycol, ethylene glycol or mixtures thereof.
비용매 분산물은 아크릴로니트릴 중합체 또는 공중합체 및 중합체 용매와 비혼화성인 임의의 액체 매체를 포함할 수 있다. 보통 이들은 낮은 극성의 액체, 예컨대 지방족, 방향족 또는 수소화 방향족 탄화수소 및 이들의 할로겐화된 유도체, 저분자량 폴리실록산, 올레핀, 에테르 및 그러한 화합물의 유사체를 포함할 것이다.The nonsolvent dispersion may comprise an acrylonitrile polymer or copolymer and any liquid medium that is incompatible with the polymer solvent. Usually they will include low polar liquids such as aliphatic, aromatic or hydrogenated aromatic hydrocarbons and their halogenated derivatives, low molecular weight polysiloxanes, olefins, ethers and analogs of such compounds.
바람직한 용매-비용매 시스템은 디메틸 술폰-우레아-물, 디메틸 술폭시드 또는 디메틸술폰과 첨가되는 물, 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜의 용매 혼합물을 포함하여 구성되며, 선택되는 고온 불활성 액체는 지방족, 방향족 또는 수소화된 방향족 탄화수소, 예컨대 무기유, 방향(oder)성이 약한 석유용매, 또는 케로센이다. 추출 용매로는, 저급 알칸올, 예컨대 메탄올, 에탄올 또는 저급 케톤, 예컨대 아세톤 및 물이 바람직하다.Preferred solvent-non-solvent systems comprise a solvent mixture of dimethyl sulfone-urea-water, dimethyl sulfoxide or dimethyl sulfone and water, ethylene glycol or propylene glycol added, wherein the hot inert liquid of choice is aliphatic, aromatic or hydrogenated. Aromatic hydrocarbons such as inorganic oils, weakly petroleum solvents, or kerosene. As extraction solvents, lower alkanols such as methanol, ethanol or lower ketones such as acetone and water are preferred.
외부 기공도 및 기공 크기 분포의 조절은 중합체, 용매, 및 비용매(들)용액 조성물의 두가지 기능이다. 이들 변수에 의해 기공도 및 기공크기를 조절하는 능력을 제9도 내지 제16도에서 볼 수 있다. 하기 표 1는 이들 비이드 제조에서 사용하는 균질한 중합체 용액을 제조하기 위해 사용되는 생(raw)물질의 비를 기술한다.Control of the external porosity and pore size distribution are two functions of the polymer, solvent, and nonsolvent (s) solution composition. The ability to control porosity and pore size by these variables can be seen in FIGS. 9-16. Table 1 below describes the ratio of raw materials used to prepare the homogeneous polymer solutions used in the preparation of these beads.
중합체 농도는 제9,10,11,12,13 및 14도에서 보이는 바와 같이 내부 보다 비이드의 외부 기공도에 대해 더 큰 효과를 갖는다. 이것은 느린 방출 적용에 유용한 형태를 제조하기 위한 가용성을 허용하고, 이 때 방출속도는 내부 다공도를 유지하면서 비이드 표피의 한도에 의해 조절될 수 있다. 제9도 및 제13도는 균일한 내부 기공도를 유지하면서 외부 기공도에 대한 조절이 얼마나 많이 가능한가를 보여준다. 이것은 중합체 농도가 구조 전체를 통하여 형태를 변화시키도록 청구된 선행 기술에 비추어서는 예측되지 않는다. W.C. Hiatt 일행을 보라. Materials Sience of Synthetic Membranes, ACS 심포지움 시리즈 269, 1985, pp. 230-244, pp. 239-243, PVDF로부터 타입 III 및 타입 IV 막 참조. 본 발명의 형태학은 종래의 용매 상 분리기술에 의해 얻어지기가 매우 어렵다. 그러한 경우에 용매의 확산은 비대칭 형태를 형성되거나 훨씬 더 작은 기공을 초래한다. 애터마이저 컵으로부터 형되고 용매 상 역전 공정을 사용하여 수성 디메틸 포르아미드에서 냉각시킨 다공성 폴리아크릴로니트릴 입자가, 낮은 기공 부피 및 구형 입자를 제공하는 미합중국 특허 제4,486,549호 실시예 1을 보라.The polymer concentration has a greater effect on the external porosity of the beads than the interior as shown at 9, 10, 11, 12, 13 and 14 degrees. This allows the solubility to produce a form useful for slow release applications, where the release rate can be controlled by the limit of the bead epidermis while maintaining internal porosity. 9 and 13 show how much control is possible for external porosity while maintaining uniform internal porosity. This is not predicted in the light of the prior art claimed that polymer concentrations change form throughout the structure. W.C. See Hiatt's party. Materials Sience of Synthetic Membranes, ACS Symposium Series 269, 1985, pp. 230-244, pp. 239-243, type III and type IV membranes from PVDF. The morphology of the present invention is very difficult to obtain by conventional solvent phase separation techniques. In such cases diffusion of the solvent forms an asymmetrical form or results in much smaller pores. See Example 4 of US Pat. No. 4,486,549, wherein the porous polyacrylonitrile particles formed from the atomizer cups and cooled in aqueous dimethyl formamide using a solvent phase inversion process provide low pore volume and spherical particles.
기공의 전체 크기는 적절한 비용매를 선택하므로써 조절될 수 있다. 기공 크기는 또한 시스템의 상 분리 온도 및 그 성분들의 고형화 온도에 의해 영향을 받는다. 상 분리 온도와 고형화 온도 사이의 보다 큰 차이는 보다 큰 기공을 갖는 비이드를 제공하는 경향이 있다.The overall size of the pores can be adjusted by selecting the appropriate nonsolvent. Pore size is also affected by the phase separation temperature of the system and the solidification temperature of its components. Larger differences between the phase separation temperature and the solidification temperature tend to provide beads with larger pores.
통상적 방식의 진행에 있어서, 폴리아크릴로니트릴 공중합체(98/2 중량 아크릴로니트릴/메틸아크릴레이트)는 공중합체만이 고온(50-110℃)에서 용해되도록 고안된 고온(110-140℃) 용매/비용매 혼합물 내에 용해된다. 이 조건에 부합되기 위해 요구되는 혼합물의 조성은 상 분리가 일어나는 온도를 측정하는 클라우드 포인트 실험(cloud point experiment)을 수행하므로써 결정된다. 바람직하게는, 용매는 디메틸술폭시드 또는 디메틸술폰일 것이며 비용매는 물, 우레아, 글리세린, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 또는 이들의 조합물로부터 선택될 것이다. 총 용매/비용매의 전형적인 비율은 95/5내지 65/35(중량)으로 다양할 것이다. 중합체 농도는 중합체/비용매 용액 내 전체 중합체 고형물의 0.5내지 20% 보다 작은 범위일 것이며, 동일 기준으로 0.5내지 약 10%가 바람직하다.In a conventional manner, the polyacrylonitrile copolymer (98/2 weight acrylonitrile / methylacrylate) is a high temperature (110-140 ° C.) solvent designed to dissolve only the copolymer at high temperature (50-110 ° C.). Dissolve in the non-solvent mixture. The composition of the mixture required to meet this condition is determined by conducting a cloud point experiment that measures the temperature at which phase separation occurs. Preferably, the solvent will be dimethyl sulfoxide or dimethyl sulfone and the nonsolvent will be selected from water, urea, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol or combinations thereof. Typical ratios of total solvent / non-solvent will vary from 95/5 to 65/35 by weight. The polymer concentration will range from less than 0.5 to 20% of the total polymer solids in the polymer / non-solvent solution, with 0.5 to about 10% being preferred on the same basis.
고온 중합체 용액은 휘저어 섞어주면서 실질적으로 용매와 비혼화성인 액체, 예컨대 무기유 내에 분산된다. 전형적으로 중합체 용액의 부피는 액체 4 부피 내에 분산된다. 그리고 나서 분산물은 작은 소적을 형성하기에 충분한 속도로 정전 혼합기(예컨대 Kenics에 의해 제조된 혼합기)를 통해 펌핑된다. 소적의 크기 분포는 정전 혼합기를 통하는 흐름 속도에 의해 조절될 수 있다. 소적의 전형적인 직경은 20미크론 내지 400미크론 범위이다. 소적이 정전 혼합기를 나온 후, 이들은 전형적으로 4부피의 부가적 냉각 무기유로 희석되어 상 분리 온도 이하로 소적을 냉각시킨다. 중합체 상은 용매/비용매 용액으로부터 분리된 후 고형 중합체 및 용매의 소적으로 침전된다. 그리고 나서 고형 소적을 무기유로부터 옮긴다.The hot polymer solution is agitated and dispersed in a liquid, such as inorganic oil, which is substantially incompatible with the solvent. Typically the volume of the polymer solution is dispersed within 4 volumes of the liquid. The dispersion is then pumped through an electrostatic mixer (such as a mixer made by Kenics) at a speed sufficient to form small droplets. The size distribution of the droplets can be controlled by the flow rate through the electrostatic mixer. Typical diameters of droplets range from 20 microns to 400 microns. After the droplets leave the electrostatic mixer, they are typically diluted with four volumes of additional cooling mineral oil to cool the droplets below the phase separation temperature. The polymer phase is separated from the solvent / non-solvent solution and then precipitates into droplets of the solid polymer and solvent. Then the solid droplets are removed from the mineral oil.
분산물 내 중합체 용액이 작은 소적을 형성하기 위한 기타 방법은 균질화기, 라미나 제트, 분무화 노즐 및 초음파 혼합기의 사용을 포함한다. 본 발명의 실행에서 분산물은 높은 전단 공정을 받게 하여 균일한 크기의 실질적으로 구형인 소적의 형성을 보장하고, 이에 의해 크로마토그래피 분리 공정에서 이들의 생성물 사용에 대한 다수의 선행 기술 공정에서 요구되는 이차 조형에 대한 필요를 배제하는 것이 필수적이다.Other methods for the polymer solution in the dispersion to form small droplets include the use of homogenizers, lamina jets, atomization nozzles, and ultrasonic mixers. In the practice of the present invention the dispersions are subjected to a high shear process to ensure the formation of substantially spherical droplets of uniform size, which is required in many prior art processes for their use of the product in chromatographic separation processes. It is essential to rule out the need for secondary molding.
그리고 나서, 수집된 소적을 용매/비용매 혼합물과 혼화성이나 다공성비이드를 제조하기 위한 폴리아크릴로니트릴에 대한 용매는 아닌 물질로 추출한다. 아세톤 또는 물이 사용될 수 있다. 추출된 비이드를 건조시켜 미소다공성 생성물을 생산한다. 비이드의 기공 크기는 중합체 또는 공중합체 조성물 또는 사용되는 비용매의 농도 및 형태를 변화시키므로써 0.002 미크론 내지 5 미크론으로 다양할 수 있다. 전체 기공 부피는 용매/비용매 용액 내 중합체 또는 공중합체의 원래 농도에 의해 결정된다. 또한 단순한 세척에 의한 액체 용매 사용의 경우에서와 같이 임의의 통상적 방법에 의해 고형화된 비이드로부터 용매 물질을 제거하는 것이 본 발명에 의해 고려된다.The collected droplets are then extracted with a material that is miscible with the solvent / non-solvent mixture but is not a solvent for polyacrylonitrile to prepare porous beads. Acetone or water can be used. The extracted beads are dried to produce the microporous product. The pore size of the beads can vary from 0.002 microns to 5 microns by varying the concentration and form of the polymer or copolymer composition or nonsolvent used. The total pore volume is determined by the original concentration of the polymer or copolymer in the solvent / nonsolvent solution. It is also contemplated by the present invention to remove the solvent material from the solidified beads by any conventional method, such as in the case of the use of liquid solvents by simple washing.
이 기술의 특별한 적용은 이후 기술에서 예시될 것이다.The particular application of this technique will be illustrated in the following description.
여기 및 첨부된 청구 범위에서 사용될 때 용어 기공 부피란 폴리아크릴로니트릴 g당 공극의 밀리리터를 의미한다. 기공 부피는 중합체 농도의 직접적인 함수이다. 1.5ml/g 보다 큰 기공 부피를 갖는 비이드가 특히 바람직하다. 기공 부피는 통상적 수단, 예컨대 수은 포로시미트리(porosimetry)에 의해 측정된다.As used herein and in the appended claims, the term pore volume means milliliters of pores per gram of polyacrylonitrile. Pore volume is a direct function of polymer concentration. Particular preference is given to beads having a pore volume of greater than 1.5 ml / g. Pore volume is measured by conventional means, such as mercury porosimetry.
용어 물에서 실질적으로 비팽윤성이란, 물 내에서 팽윤을 통해 부피가 5%보다 적게 증가할 것이라는 의미이다. 컬럼 크로마토그래피 적용에서 벌크부피가 필수적으로 일정하게 유지되면 일관된 흐름 속도 및 무시해도 좋을 정도의 압력 손실을 초래하기 때문에 비팽윤성 비이드가 바람직하다. 용어 표피가 없는이란, 표면 표피를 보이지 않아 고 분자량 분자의 직접 흡수에 효과적인 다공성 입자를 의미하는 것이다. 중합체 비이드의 벌크 밀도는 통상적 방식, 예컨대 일정한 부피로 태핑(tapping)시키므로써 측정된다. 본 발명의 비이드는 바람직하게는 약5ml/g 보다 큰 밀도를 갖는다. 보다 낮은 벌크 밀도는 이들이 보다 낮은 용량을 갖는 경향 때문에 바람직하지 않다. 벌크 밀도의 높은 쪽 한계는 약15ml/g이다. 상기 수준 이상에서는 경제적 장점이 발견되지 않고 기계적 강도는 감소한다. 평균 비이드 직경은 그 용도에 따라 광범위하게 변할 수 있다. 바람직하게는 약 5미크론 내지 약 2 밀리리터, 더 바람직하게는 약 5 미크론 내지 약 150 미크론일 것이다. 약 5미크론의 비이드 직경의 제조에 대하여 특별히 언급할 것이며; 이들은 분석 고압 액체 크로마토그래피에 독보적으로 적당하다. 기타 크로마토그래피 용도를 위해서 일반적으로 약 5내지 약 150미크론의 비이드 크기가 바람직하며, 특히 5내지 20미크론, 특히 바람직하게는 20내지 100미크론이다. 비이드 크기는 통상적 방법, 예컨대 입자 크기 분석기를 사용하므로써 측정될 수 있다. 기공 사이즈가 광범위하게 변할 수 있고 질소 흡착 또는 수은 침입에 의한 통상적 방법으로 측정될지라도, 평균 기공 직경은 약 0.002내지 약 5미크론, 특히 바람직하게는 약 0.1내지 약 1미크론인 것이 바람직하다. 또한 약 0.002내지 약0.1미크론의 평균 기공 직경을 갖는 비이드가 바람직하다.The term substantially non-swellable in water means that the volume will increase by less than 5% through swelling in water. Non-swellable beads are preferred because the bulk volume remains essentially constant in column chromatography applications, resulting in consistent flow rates and negligible pressure loss. The term epidermal free refers to porous particles that do not exhibit a surface epidermis and are effective for the direct absorption of high molecular weight molecules. The bulk density of the polymer beads is measured in a conventional manner, such as by tapping in a constant volume. The beads of the present invention preferably have a density of greater than about 5 ml / g. Lower bulk densities are undesirable because of their tendency to have lower capacities. The upper limit of bulk density is about 15 ml / g. Above this level no economic advantages are found and the mechanical strength is reduced. The average bead diameter can vary widely depending on its use. Preferably from about 5 microns to about 2 milliliters, more preferably from about 5 microns to about 150 microns. Particular mention will be made of the preparation of a bead diameter of about 5 microns; They are uniquely suitable for analytical high pressure liquid chromatography. Bead size of from about 5 to about 150 microns is generally preferred for other chromatographic applications, in particular from 5 to 20 microns, particularly preferably from 20 to 100 microns. Bead size can be measured using conventional methods such as particle size analyzers. Although the pore size can vary widely and is measured by conventional methods by nitrogen adsorption or mercury intrusion, it is preferred that the average pore diameter is from about 0.002 to about 5 microns, particularly preferably from about 0.1 to about 1 micron. Also preferred are beads having an average pore diameter of about 0.002 to about 0.1 microns.
비이드가 화합물을 함유하도록 사용될 때, 화합물은 단백질 효소, 호르몬, 펩티드, 헥산, 다당류, 염료, 안료 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 이를 위해 특히 바람직한 것은 단백질이다. 비이드는 화합물에 따라 임의의 통상적 방법, 예컨대 물리적 포획(entrapment), 물리적 흡착 또는 화학적 결합에 의해 그러한 화합물을 채울 수 있다. 임의의 경우에, 사용되는 다공성 비이드는 바람직하게는 화합물 직경의 적어도 3배인 기공 직경을 가질 것이다.When the beads are used to contain a compound, the compound preferably comprises protein enzymes, hormones, peptides, hexanes, polysaccharides, dyes, pigments or any mixture thereof. Especially preferred for this purpose are proteins. The beads may be filled with such compounds by any conventional method, such as by physical entrapment, physical adsorption or chemical bonding, depending on the compound. In any case, the porous beads used will preferably have a pore diameter that is at least three times the compound diameter.
본 발명의 다공성 비이드의 흡착 능력을 이용하기 위해 통상적 기술이 사용된다. 비이드는 예컨대, 비타민, 항생제, 효소, 스테로이드 및 발효용액으로 부터의 기타 생활성 물질을 흡착시키는데 사용될 수 있다. 이들은 다양한 당 용액을 탈색시키는데 사용될 수 있다. 이들은 당화된 목재 용액을 탈색시키는데 사용될 수 있다. 이들은 기체 크로마토그래피, 크기 배제 크로마토그래피, 친화력 크로마토그래피, 이온 교환 크로마토그래피, 소수성 상호 작용 적용의 역상을 위해 컬럼 팩킹으로서 사용될 수 있다. 이들은 페놀을 제거하고 다양한 표면 활성제를 제거하기에 유용하다. 이들은 다양한 방향물을 흡착할 수 있다. 이들은 종이 펄프 제조에서 폐기 유출물을 탈색시킬 수 있고 다양한 화학 물질을 탈색시키고 정제한다. 비이드는 이들의 표면에서 부분적 표피를 초래하도록 하는 조건 하에 제조될 때, 이들은 또한 느린 방출적용을 위해 특히 유용하다.Conventional techniques are used to exploit the adsorption capacity of the porous beads of the present invention. Beads can be used, for example, to adsorb vitamins, antibiotics, enzymes, steroids and other bioactive substances from fermentation solutions. These can be used to decolorize various sugar solutions. These can be used to decolor the saccharified wood solution. They can be used as column packing for reverse phase of gas chromatography, size exclusion chromatography, affinity chromatography, ion exchange chromatography, hydrophobic interaction applications. They are useful for removing phenols and removing various surface active agents. They can adsorb various fragrances. They can bleach waste effluents in paper pulp production and bleach and purify various chemicals. When the beads are prepared under conditions that result in partial epidermis at their surface, they are also particularly useful for slow release applications.
본 발명의 비이드는 단백질 분리에 특히 유용하다. 본 발명의 비이드를 사용하여 정제하기에 특히 적당한 단백질은 알파-락토알부민, 알부민, 감마-글로불린, 알부민 인터페론 등이다.Beads of the invention are particularly useful for protein isolation. Particularly suitable proteins for purification using the beads of the invention are alpha-lactoalbumin, albumin, gamma-globulin, albumin interferon and the like.
하기 실시예는 본 발명을 예증한다. 청구범위는 여기에만 제한되는 것으로 생각되어서는 안된다.The following examples illustrate the invention. The claims should not be construed as limited thereto.
[비교 실시예 1A]Comparative Example 1A
99몰% 아크릴로니트릴 및 1몰%의 메틸 아크릴레이트를 함유하는 5g의 습윤 중합체(중량에 의해 1:1의 공중합체:물)를 5g 우레아 및 30g의 디메틸술폰으로 분쇄하여 분말화된 혼합물을 형성했다. 혼합물을 160℃로 가열된 무기유 100ml와 함께 1리터 플라스크에 넣었다. 한 상은 균질한 중합체 용액이고 다른 상은 무기유인 두 액체 상이 존재할 때까지 혼합물을 휘저어 섞었다. 오버헤드 패들 스터러를 사용하여 혼합물을 빠르게 휘저어 섞어 무기유 내 고온(약 120℃)중합체 용액의 소적으로 구성된 현탁액을 제공했다. 캐뉼러를 통해 70℃에서 유지한 500ml의 무기유, 6g의 디메틸술폰 및 1g의 우레아로 구성된 두 번째 휘저어 섞어진 혼합물로 현탁액을 옮김으로써 소적을 냉각시켰다. 냉각 무기유와 접촉할 때 소적은 고형화된다. 혼합물을 휘저어 섞어주면서 실온까지 냉각시킨 후, 메틸렌 클로라이드로 희석시켜 오일 점도를 감소시켰다. 소적을 부크너 깔대기(Buchner funnel)상에서 수집하고 메틸렌 클로라이드로 세척한 후 용매를 1.5시간 동안 실온에서 200ml의 아세톤으로 추출했다. 결과 비이드를 주사 전자 현미경으로 시험하여 약 0.5미크론의 비교적 균일한 기공 직경을 갖는 매우 다공성임을 확인했다. 기공은 비이드의 외부 표면까지 뻗어 있다. 높은 전단 없이 이 공정에 의해 제조된 비이드는 10미크론 내지 수 밀리미터의 사이즈 범위이다. 이들 비이드 횡단면의 SEM 사진은 제2도에 나타나 있다.The powdered mixture was ground by grinding 5 g wet polymer (99: 1 copolymer by weight by weight) containing 99 mol% acrylonitrile and 1 mol% methyl acrylate with 5 g urea and 30 g dimethylsulfone. Formed. The mixture was placed in a 1 liter flask with 100 ml of mineral oil heated to 160 ° C. The mixture was agitated until two liquid phases, one phase was a homogeneous polymer solution and the other phase was an inorganic oil. The mixture was stirred quickly using an overhead paddle stirrer to give a suspension consisting of droplets of a high temperature (about 120 ° C.) polymer solution in mineral oil. The droplets were cooled by transferring the suspension through a cannula to a second stirred mixture consisting of 500 ml of mineral oil, 6 g of dimethylsulfone and 1 g of urea maintained at 70 ° C. When contacted with cold mineral oil, the droplets solidify. The mixture was stirred and cooled to room temperature, then diluted with methylene chloride to reduce the oil viscosity. Droplets were collected on a Buchner funnel, washed with methylene chloride and the solvent extracted with 200 ml of acetone at room temperature for 1.5 hours. The resulting beads were tested by scanning electron microscopy to confirm that they were very porous with a relatively uniform pore diameter of about 0.5 microns. The pores extend to the outer surface of the bead. Beads produced by this process without high shear are in the size range of 10 microns to several millimeters. SEM photographs of these bead cross sections are shown in FIG.
[비교 실시예 1B]Comparative Example 1B
마쓰모토의 미합중국 특허 제4,486,549의 실시예 1에 지시된 절차에 의해 입자를 제조했다. 120g의 폴리아크릴로니트릴 단일 중합체를 1800ml의 디메틸포름아미드 내에 용해시키고, 결과 용액을 회전 애터마이저 컵 모델 PPH 306 OOD에 의해 (Sames Electrostatic Inc. 사제)20ml/분의 속도로 20% 수성 디메틸포름아미드 용액에 적가하여 폴리아크릴로니트릴 입자를 얻었다.Particles were prepared by the procedure directed in Example 1 of US Pat. No. 4,486,549 to Matsumoto. 120 g of polyacrylonitrile homopolymer is dissolved in 1800 ml of dimethylformamide and the resulting solution is 20% aqueous dimethylformamide by a rotary atomizer cup model PPH 306 OOD (manufactured by Sames Electrostatic Inc.) at a rate of 20 ml / min. It was added dropwise to the solution to obtain polyacrylonitrile particles.
SEM 사진(제8도)은 여기서의 실시예 공정으로 얻어진 것과 다른 모양과 형태학을 보인다.The SEM photograph (Fig. 8) shows a different shape and morphology than that obtained by the example process here.
[비교 실시예 1C 및 1D]Comparative Examples 1C and 1D
스토이의 미합중국 특허 제4,110,529의 기술에 따라 비이드를 제조했다. 스토이의 실시에 1의 일반적 절차에 따라, 폴리아크릴로니트릴을 디메틸술폭시드 내에 용해시키고, 파라핀유 내에 분산시키고, 15℃에서 가는 흐름으로 물에 따르어 부었다. 절차를 스토이의 실시예 2를 따라 반복했다(60℃에서 에멀션을 물에 따르어 부었다). 구형 다공성 비이드를 분리하고 전자현미경으로 찍었다. 사진은 제5도 및 제6도에 보였다. 비이드는 비이드가 실질적으로 등방성인 본 발명의 것과 다른 다공성 외부 및 매우 크게 내부 접속된 기공을 내부에 갖는 것으로 보인다.Beads were prepared according to the description of Stoy's US Pat. No. 4,110,529. According to the general procedure of 1 in the practice of Stoy, polyacrylonitrile was dissolved in dimethylsulfoxide, dispersed in paraffin oil and poured into water with a thin stream at 15 ° C. The procedure was repeated according to Stoy's Example 2 (emulsion was poured into water at 60 ° C.). Spherical porous beads were separated and photographed with an electron microscope. Photos are shown in FIGS. 5 and 6. Beads appear to have a porous exterior and very large internally connected pores therein that differ from those of the present invention in which the beads are substantially isotropic.
[실시예 1]Example 1
99몰% 아크릴로니트릴과 1몰% 메탈 아크릴레이트로 구성된 10g의 건조 공중합체를, 모노타르 및 막자를 사용하여 10g의 디메틸술폰과 함께 분쇄했다. 그리고 나서, 혼합물을 휘저어 섞어 주고 125℃까지 가열하여 균질한 중합체 용액을 형성했다. 140℃에서 무기유 600ml를 로스(Ross) 균질화기, 모델 LABME, 세팅 3에서 사용하여 휘저어 섞어 주었다. 고온 중합체 용액을 무기유에 천천히 첨가했다. 모든 중합체 용액을 첨가한 지 5분 후, 현탁액을 1800ml의 무기유, 24g의 디메틸술폰 및 4g의 우레아의 고온 혼합물(140℃)로 희석했다. 혼합물을 균일하게 균질화한 후 열을 제거하고 얼음욕 내에 플라스크를 넣었다. 현탁액이 110℃에 도달했을 때, 균질화기를 끄고 소적을 참강시켰다.A 10 g dry copolymer consisting of 99 mol% acrylonitrile and 1 mol% metal acrylate was ground together with 10 g of dimethylsulfone using monotar and pestle. The mixture was then stirred and heated to 125 ° C. to form a homogeneous polymer solution. 600 ml of inorganic oil was stirred at 140 ° C. using a Ross homogenizer, model LABME, setting 3 and stirred. The hot polymer solution was slowly added to the inorganic oil. Five minutes after the addition of all the polymer solutions, the suspension was diluted with a hot mixture (140 ° C.) of 1800 ml of inorganic oil, 24 g of dimethylsulfone and 4 g of urea. The mixture was homogenized homogenously and then the heat was removed and the flask placed in an ice bath. When the suspension reached 110 ° C., the homogenizer was turned off and the droplets dropped.
혼합물을 실온까지 냉각시킨 후 메틸렌 클로라이드를 첨가하여 무기유를 희석시키고, 소적을 부크너 깔대기 상에서 수집했다. 소적을 메틸렌 클로라이드로 세척한 후 실온에서 16시간 동안 600ml의 아세톤으로 추출했다. 결과 비이드를 다시 수집하고 메탄올로 씻고 나서 진공 하에 실온에서 건조시켰다. 비이드를 주사 전자 현미경으로 시험했다. 대부분의 비이드는 100~400미크론 직경 범위이고 약 1미크론의 기공 직경을 가졌다. 비이드는 표피가 없고 표면 기공도는 내부 기공도 보다 높았다. 보다 작은 비이드(200 미크론 보다 작음)를 로스 균질화기 상에서 세팅을 5로 증가시키므로써 얻을 수 있다.The mixture was cooled to room temperature and the mineral oil was diluted by the addition of methylene chloride and the droplets collected on a Buchner funnel. The droplets were washed with methylene chloride and extracted with 600 ml of acetone for 16 hours at room temperature. The resulting beads were collected again, washed with methanol and dried at room temperature under vacuum. Beads were tested by scanning electron microscopy. Most beads were in the 100-400 micron diameter range and had a pore diameter of about 1 micron. Beads had no epidermis and surface porosity was higher than internal porosity. Smaller beads (less than 200 microns) can be obtained by increasing the setting to 5 on a Ross homogenizer.
[실시예 2]Example 2
99몰% 아크릴로트릴과 1몰% 메틸 아크릴레이트로 구성된 1g의 건조 중합체를 1g의 탈이온수, 2g의 우레아 및 12g의 디메틸술폰과 함께 모르타르 및 막자를 사용하여 분쇄했다. 혼합물을 125℃까지 가열하여 균질한 중합체 용액을 형성했다. 고온 무기유(60ml, 150℃)를 Branson Sonifier Model S75 내에서 세팅 7에서 진탕했다(4amps로 됨). 고온 중합체 용액을 천천히 첨가하고 전류를 6amps로 증가시켰다. 현탁액을 수분 동안 혼합한 후 2.4g의 디메틸술폰과 0.4g의 우레아를 함유하는 무기유 180ml(120℃)로 희석했다. 플라스크를 수조에 넣어 현탁액을 냉각시켰다. 현탁액이 110℃ 에 도달했을 대 소니파이어를 껐다. 실온까지 냉각시킨 후 오일을 메틸렌 클로라이드로 희석시키고, 소적을 부크너 깔대기 상에서 수집한 후 메틸렌 클로라이드로 세척했다. 소적을 실온에서 16시간 동안 60ml의 아세톤으로 추출한 후 다시 수집하지만, 이번에는 메탄올로 세척하지 않았다. 결과 비이드를 실온에서 진공 하에 건조시켰다. 비이드를 주사 전자 현미경으로 시험하여 높은 기공 부피, 약1미크론의 기공 직경 및 고표면 기공도를 갖는 것을 확인하였다. 평균 비이드 직경은 약 50미크론이다.1 g dry polymer consisting of 99 mol% acrylonitrile and 1 mol% methyl acrylate was ground using mortar and pestle with 1 g deionized water, 2 g urea and 12 g dimethylsulfone. The mixture was heated to 125 ° C. to form a homogeneous polymer solution. Hot mineral oil (60 ml, 150 ° C.) was shaken (set to 4 amps) in Branson Sonifier Model S75 at setting 7. The hot polymer solution was slowly added and the current increased to 6 amps. The suspension was mixed for a few minutes and then diluted with 180 ml (120 ° C.) of mineral oil containing 2.4 g of dimethylsulfone and 0.4 g of urea. The flask was placed in a water bath to cool the suspension. Sonyfire was turned off when the suspension reached 110 ° C. After cooling to room temperature the oil was diluted with methylene chloride and the droplets collected on a Buchner funnel and washed with methylene chloride. The droplets were extracted with 60 ml of acetone for 16 hours at room temperature and collected again, but this time not washed with methanol. The resulting beads were dried under vacuum at room temperature. The beads were tested with a scanning electron microscope to confirm that they had high pore volume, pore diameter of about 1 micron and high surface porosity. The average bead diameter is about 50 microns.
[실시예 3]Example 3
144g의 디메틸술폰 및 12g의 우레아를 720ml의 무기유와 혼합하고, 스터러, 온도계 및 딥 레그(dip leg)가 장착된 1-리터 수지 플라스크 내에서 130℃로 가열했다. 술폰 및 우레아를 용융시킨 후 99:1몰비의 아크릴로니트릴 : 메틸 아크릴레이트로 구성된 6g의 건조 공중합체 및 18g의 물을 첨가하고 용해시켜 중합체의 균질 용액을 형성하고, 디메틸술폰, 우레아 및 물을 무기유 내에 분산시켰다. 분산물을 딥 레그에서 고온(140℃) Kenics
[실시예 4]Example 4
99몰% 아크릴로니트릴 3%-1%메틸아크릴레이트 공중합체 및 비용매로서 11%의 몰을 사용하여 실시예 3의 절차를 반복했다. 본 발명에 따라 표피가 없는 미소다공성 중합체를 제1도에 기술된 바와 같이 얻었다.The procedure of Example 3 was repeated using 99% by
[실시예 5]Example 5
용매 혼합물 성분으로서 디메틸 술폭시드, 디메틸 술폰, 물, 우레아, 에틸렌 글리콜, 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 사용하여, 50내지 98몰%의 아크리롤니트릴을 함유하는 폴리아크릴로니트릴 공중합체로서 실시예 3의 열적 상 분리 기술을 반복하여 본 발명의 미소다공성 비이드를 제조할 수 있었다.Example 3 As a polyacrylonitrile copolymer containing 50 to 98 mole% of acrilolnitrile using dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, water, urea, ethylene glycol, glycerin and propylene glycol as solvent mixture components. The thermal phase separation technique was repeated to produce the microporous beads of the present invention.
[실시예 6]Example 6
실시예 4의 미소다공정 비이드(제1도)를 크로마토그래피 컬럼 내로 패킹시켰다. 완충된 알부민 수성 용액을 컬럼을 통해 통과시켰다. 단백질을 미소다공성 비이드에 흡착시켰다. 그리고 나서 완충된 수성염 용액을 함유하는 탈착제를 컬럼을 통해 통과시켰다. 많은 부의 단백질이 변성되지 않은 상태로 정제되어 회수되었다.The micropolyprocess beads of Example 4 (FIG. 1) were packed into a chromatography column. The buffered albumin aqueous solution was passed through the column. Proteins were adsorbed onto microporous beads. The desorbent containing the buffered aqueous salt solution was then passed through the column. Many parts of the protein were purified and recovered without denaturation.
[실시예 7-8]Example 7-8
알부민 대신 알파-락토알부민 및 감마-글로불린의 완충된 수성 용액으로 치환하여 실시예 6의 절차를 반복했다. 비이드는 용액으로부터 각각의 단백질을 흡착시키고, 보다 높은 염 농도를 갖는 완충된 수성 용액에 의한 탈착에 의하여 이들을 변성되지 않은 상태로 치환할 수 있다.The procedure of Example 6 was repeated with substitution of albumin with a buffered aqueous solution of alpha-lactoalbumin and gamma-globulin. Beads can adsorb individual proteins from solution and replace them in their undenatured state by desorption with a buffered aqueous solution having a higher salt concentration.
[실시예 9]Example 9
3부의 99:1몰비의 아크릴로니트릴:메틸 아크릴레이트, 25부의 프로필렌 글리콜, 및 72부의 디메틸술폰 혼합물을 130℃까지 가열하여 균질한 용액을 형성했다. 용액을 자기 구동되는 스터러 및 딥 레그가 장치된 패르(Parr)반응기에 채웠다. 반응기를 150℃까지 가열한 후 용액을 가열된 140℃라인을 통하여 가압된(34 psig) 질소를 사용하여 가열된 초음파 호른(horn)내로 밀어 넣었다. 유동물을 32ml/분의 일정한 속도로 유지했다. 초음파 노즐을 35kHz에서 작동시키고 150℃로 맞추었다(노즐 및 전원 장치는 Sono-tek Corp. 으로부터 얻어짐). 노즐 상의 에너지 유입은 22와트였다. 액체 소적을 초음파 호른 7.62cm(3인치) 아래에 위치한 무기유 욕 내에서 냉각시켰다. 오일을 기울여 따르고 고형화된 소적을 헵탄으로 씻고 건조시켰다. 디메틸술폰을 고온수로 추출하여 약 50내지 1000미크론 직경의 미소다공성 비이드를 제공했다.Three parts of a 99: 1 molar ratio of acrylonitrile: methyl acrylate, 25 parts of propylene glycol, and 72 parts of dimethylsulfone mixture were heated to 130 ° C. to form a homogeneous solution. The solution was charged to a Parr reactor equipped with a magnetically driven stirrer and a deep leg. After heating the reactor to 150 ° C., the solution was pushed through a heated 140 ° C. line into a heated ultrasonic horn using pressurized (34 psig) nitrogen. The flow was maintained at a constant rate of 32 ml / min. The ultrasonic nozzle was operated at 35 kHz and set to 150 ° C. (nozzle and power supply were obtained from Sono-tek Corp.). The energy input on the nozzle was 22 watts. The liquid droplets were cooled in an inorganic oil bath located 3 inches below the ultrasonic horn. The oil was poured off and the solidified droplets were washed with heptane and dried. Dimethyl sulfone was extracted with hot water to provide microporous beads of about 50 to 1000 microns in diameter.
[실시예 10]Example 10
288g의 디메틸술폰, 99:1몰비의 아크릴로니트릴:메틸 아크릴레이트로 구성된 12g의 폴리아크릴로니트릴 공중합체, 및 100ml의 프로필렌 글리콜을 혼합하여 자기적으로 구동되는 스터러 및 딥 레그가 장착된 패르 반응기에 넣었다. 반응기를 140℃까지 가열하여 균질 용액을 형성했다. 용액을 140℃로 가열된 라인 및 분무 노즐(예컨대 Lechler Co. full cone center jet 노즐, 1.17cm(0.46 인치)직경 오리피스)를 통하여 150psig질소 압력을 사용하여 밀어 넣었다. 노즐을 휘저어 섞어진 무기유 3리터의 7.62cm(3 in)상부 또는 휘저어 섞어진 헵탄 4리터의 10.16cm(4 in)상부에 장착했다. 고형화된 소적을 헵탄으로 씻어 무기유를 제거하고, 건조시키고 1시간 동안 3L의 85-90℃물로 추출하여 미소다공성 비이드를 얻었다. 기공 크기는 0.5내지 1.5미크론 범위이고, 대부분의 비이드는 25내지 150미크론이다.Par is equipped with magnetically driven stirrer and deep leg by mixing 288 g of dimethylsulfone, 12 g of polyacrylonitrile copolymer consisting of 99: 1 molar ratio of acrylonitrile: methyl acrylate, and 100 ml of propylene glycol Into the reactor. The reactor was heated to 140 ° C. to form a homogeneous solution. The solution was pushed using 150 psig nitrogen pressure through a line heated to 140 ° C. and a spray nozzle (eg, a Lechler Co. full cone center jet nozzle, 1.17 cm (0.46 inch) diameter orifice). The nozzles were mounted on a 7.62 cm (3 in) top of three liters of stirred inorganic oil or a 10.16 cm (4 in) top of four liters of stirred heptane. The solidified droplets were washed with heptane to remove inorganic oil, dried and extracted with 3 L of 85-90 ° C. water for 1 hour to obtain microporous beads. The pore size ranges from 0.5 to 1.5 microns, and most beads are 25 to 150 microns.
[실시예 11]Example 11
99:1몰비의 아크릴로니트릴:메틸아크릴레이트로 구성된 6g의 공중함체, 54g의 프로필렌 글리콜 및 140g의 디메틸술폰의 혼합물을 130℃까지 가열하여 균질 용액을 얻었다. 용액을 자기적으로 구동되는 스터러 및 딥 레그가 장착된 500ml 패르 반응기에 넣었다. 용액을 150℃까지 가열하고 20psig 질소압을 사용하여 75개의 50미크론 직경의 구멍들로 구성된 가열된(150℃)라인을 통하여 가열된(150℃) 노즐로부터 주입하였다. 용액을 75ml/분의 일정한 유속으로 주입하였다. 라미나 제트를 액체 소적으로 파쇄하고 노즐의 7.62내지 10.16cm(3내지 4 in)아래에 위치된 750ml의 헵탄욕 내에서 퀀치시켰다. 고형화된 소적을 수집하고 건조시켰다. 디메틸술폰을 고온수로 추출하여 미소다공성 비이드를 얻었으며, 이들 부피의 80%는 70내지 200미크론 크기의 범위에 있었다.A homogeneous solution was obtained by heating to a temperature of 130 ° C. a mixture of 6 g of the copolymer consisting of 99: 1 molar ratio of acrylonitrile: methyl acrylate, 54 g of propylene glycol and 140 g of dimethyl sulfone. The solution was placed in a 500 ml Parr reactor equipped with a magnetically driven stirrer and deep leg. The solution was heated to 150 ° C. and injected from a heated (150 ° C.) nozzle through a heated (150 ° C.) line of 75 50 micron diameter holes using 20 psig nitrogen pressure. The solution was injected at a constant flow rate of 75 ml / min. The lamina jet was crushed into liquid droplets and quenched in 750 ml of heptane bath located below 7.62 to 10.16 cm (3 to 4 in) of the nozzle. Solidified droplets were collected and dried. Dimethyl sulfone was extracted with hot water to obtain microporous beads, with 80% of these volumes being in the range of 70 to 200 microns in size.
[실시예 12]Example 12
유동 속도를 30ml/분으로 유지하고 용액을 자연 공명 진동수의 제트속도에서 진동적으로 여기시켜(J. G. Wissema, G. A. Davies, Canadian Journal of Chemical Engineering, Vol. 47, pp.530-535(1969)에 의해)균일한 크기의 액체 소적을 형성한다.The flow rate was maintained at 30 ml / min and the solution was vibrated at a jet velocity of natural resonance frequency (JG Wissema, GA Davies, Canadian Journal of Chemical Engineering, Vol. 47, pp. 530-535 (1969) Forms liquid droplets of uniform size.
상기 특허들 및 공고는 여기에 참고로 첨부했다.The above patents and publications are hereby incorporated by reference.
상기 설명에 비추어 다수의 변경이 당업자에게 제안될 것이다. 예를 들면, 글루코우스 및 수크로우스 용액은 본 발명의 미소다공성 비이드와 접촉되므로써 탈색될 수 있고; 지방산, 예컨대 부탄산, 프로피온산 및 아세트산은 수성 용액으로부터 이들에 흡착될 수 있다. 비누 및 세제를 용매으로부터 흡착시킬 수 있다. 효소를 흡착시킨 후, 그와 같이 결합된 효소를 함유하는 비이드를 통하여 통과된 발효 육즙과 같은 기질 내에서 반응을 촉매화 하기 위하여 사용될 수 있다. 모든 그러한 명백한 변경은 첨부된 청구범위의 전체의도된 영역 내에 있다.Many modifications will be suggested to those skilled in the art in light of the above description. For example, glucose and sucrose solutions can be discolored by contact with the microporous beads of the present invention; Fatty acids such as butanoic acid, propionic acid and acetic acid can be adsorbed to them from aqueous solutions. Soaps and detergents may be adsorbed from the solvent. After adsorbing the enzyme, it can be used to catalyze the reaction in a substrate, such as fermented broth, passed through the beads containing the enzyme so bound. All such obvious changes are within the total intended scope of the appended claims.
[실시예 13]Example 13
3%의 99몰% 아크릴로니트릴-1 몰% 메틸 아크릴레이트 공중합체 및 4%의 물 및 13%의 우레아로 치환하여 실시예 3의 절차를 반복했다. 본 발명에 따르는 미소다공성 비이드의 전형적 단면은 제3도에서 1,440배로 확대하여 나타내었다.The procedure of Example 3 was repeated with substitution of 3% 99 mol% acrylonitrile-1 mol% methyl acrylate copolymer and 4% water and 13% urea. A typical cross section of the microporous beads according to the invention is shown at 1,440 times in FIG. 3.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019900007367A KR0167753B1 (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Porous Polymer Beads and Manufacturing Method Thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019900007367A KR0167753B1 (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Porous Polymer Beads and Manufacturing Method Thereof |
Publications (2)
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| KR910020075A KR910020075A (en) | 1991-12-19 |
| KR0167753B1 true KR0167753B1 (en) | 1999-03-20 |
Family
ID=19299300
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019900007367A KR0167753B1 (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Porous Polymer Beads and Manufacturing Method Thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
1990
- 1990-05-22 KR KR1019900007367A patent/KR0167753B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910020075A (en) | 1991-12-19 |
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