申请/专利权人：EMD密理博公司

申请日：2011-07-27

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN108404453B

主分类号：B01D15/38(20060101)

分类号：B01D15/38(20060101);B01J41/20(20060101);B01J47/014(20170101);B01D15/36(20060101);B01J39/26(20060101);B01J20/28(20060101);B01D15/32(20060101);B01J20/285(20060101);B01J47/127(20170101);B01J20/32(20060101);C07K1/18(20060101)

优先权：["20100730 US 61/369331"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.05#授权;2018.09.11#实质审查的生效;2018.08.17#公开

摘要：用于层析，特别是离子交换层析的吸附介质，衍生自成型的纤维。在某些实施方案中，官能化的成型纤维呈现纤化或隆脊状结构，当与普通纤维相比时，极大地提高纤维的表面积。在此还公开了一种添加表面侧挂官能团的方法，为高表面积纤维提供阳离子交换或阴离子交换官能团。这种侧挂官能团可用于例如单克隆抗体mAb的生物分子的离子交换层析纯化。

主权项：1.高表面积轴向压缩的短尼龙纤维的非织造床，该纤维具有包括划定基本纵轴的体区域和多个从所述体区域向外径向延伸的突出部的横截面，所述短尼龙纤维具有其上赋予的阳离子交换或阴离子交换官能团，其中所述短尼龙纤维为随机取向的纤维。

全文数据：层析介质和方法[0001]本申请为一项发明专利申请的分案申请，其母案的申请日为2011年7月27日、申请号为201180037517.2PCTUS2011045519、发明名称为“层析介质和方法”。[0002]本申请要求2010年7月30日提交的美国临时申请序列号61369,331的优先权，在此将其公开内容引入作为参考。技术领域[0003]在此公开的实施方案涉及适用于例如借助于离子交换层析纯化生物分子的层析介质。背景技术[0004]目前使用基于珠粒的层析树脂实现各种治疗生物分子，例如单克隆抗体的商业规模纯化。单克隆抗体作为治疗和诊断试剂持续受到重视。为候选的mAB筛选杂交瘤库的工艺既耗时又是劳动密集的。一旦确定表达合适的mAB的杂交瘤细胞系，则必须研发纯化方法来产生足够的mAB用于进一步表征。传统的纯化方法包括使用蛋白A或蛋白G亲合层析，以及离子交换层析。纯化的抗体被脱盐并使用渗析交换进入生物缓冲剂中。整个方法通常需要若干天来完成，并且如果同时评价多个mAB，则可能特别烦琐。[0005]层析树脂目前制备有各种配体结构，其能够以亲合、阳离子交换或阴离子交换方式使珠粒起作用。这些树脂显示高孔隙率和大表面积，提供具有足以用于以生产规模例如10,000升成批处理生物分子的吸附容量的材料。层析树脂通常呈现球形结构，使得有效的柱填充剂能够具有最小流量不均匀性。珠粒之间的间隙空间为对流输送通过层析柱提供流道。这样使层析柱能够在高线速率和最小压降下以大床深工作。这些因素的组合使层析树脂能够呈现所需的效率、高渗透性和生物分子大规模纯化所需的充足结合容量。在基于珠粒的层析中，大部分可用的吸附表面积在珠粒内部。因此，由于质量输送速率通常由孔隙扩散控制，所以分离过程固有地缓慢。为将这种扩散阻力减到最小和附带地使动态结合容量最佳化，可以使用小直径珠粒。但是，使用小直径珠粒以柱压降升高为代价。因此，制备层析分离的优化经常涉及效率动态容量小珠粒有利和柱压降大珠粒有利之间的折中。[0006]层析介质通常具有很高的成本（$1000L，以及大规模生产柱需要很大的数量。因此，生物制药生产商将层析树脂循环使用数百次。这些再生循环每次消耗大量的介质，并且各个步骤产生与检验各个清洁、杀菌和柱填充剂操作有关的额外费用。[0007]—些技术在专利文献中描述，并且商业销售这些技术来用于基于官能化纤维介质和或复合材料的生物制药分离。大多数依赖于将多孔凝胶插入纤维基质，该凝胶提供所需的表面积以获得适当的结合容量。但是，在这种构造中，凝胶位置和质量中的差的均匀性通常产生差的效率（浅表穿透（shallowbreakthrough和洗脱锋面elutionfronts。另夕卜，即使对于浅的床深度，流动阻力也可能较高，问题经常由于适度压力载荷下的凝胶压缩而加重。采用的另一种方法已经在纤维基质内引入颗粒，该颗粒经常是多孔的并且具有天然的吸附性官能团，其实例为活性碳和硅胶。[0008]理想的将是在不牺牲床渗透性和可达到的流速的基础上，为生物分子层析应用提供具有侧挂吸附性官能团的高表面积纤维的组合。发明内容[0009]现有技术的缺陷已由在此公开的实施方案解决，所述实施方案涉及用于层析，特别是离子交换层析的吸附性介质。公开的层析介质衍生自成型的纤维。在某些实施方案中，成型的纤维呈现纤化或隆脊状结构。当与普通的纤维相比时，这些隆脊可以极大地提高纤维的表面积。因此，在不降低纤维直径的基础上获得高表面积，纤维直径降低通常导致床渗透性显著降低和相应的流动速率减小。根据某些实施方案的高表面积纤维的实例为由AllassoIndustries，Inc.Raleigh，NC市售的“翼状winged”纤维。Allasso翼状纤维的截面SEM图像在图Id中提供。这些纤维呈现大约14米V克的表面积。在此还公开了一种添加表面侧挂官能团的方法，例如为高表面积纤维提供阳离子交换或阴离子交换官能团。这种侧挂官能团可用于生物分子例如单克隆抗体mAb的离子交换层析纯化。[0010]在此公开的实施方案还涉及用包括高表面积官能化纤维的离析、纯化或分离生物分子的方法。这些方法可以以流过方式或结合洗脱方式进行。例如，在mAb纯化中，通常实施阳离子交换层析，其中在低于抗体蛋白质的等电位点的PH下和少量降低的溶液传导率下工作，抗体蛋白质将通过离子交换配体以离子键方式结合至载体，同时未结合的污染物宿主细胞蛋白质、核酸等）自由地通过层析床。在用足以屏蔽珠粒树脂和蛋白之间的离子相互作用的高导电性缓冲剂剥离结合的mAb产物之前，通过用适当的缓冲剂溶液吹洗填充的珠粒床进一步清除这些污染物。相反，经常在单克隆抗体制造下游使用阴离子交换层析，以进一步清除残余的细胞培养污染物，其中该操作在使得mAb蛋白将不与珠粒树脂的阳离子表面结合，而是代之以自由通过层析柱的PH和传导率的溶液条件下进行。另一方面，带有纯负电荷的蛋白质和核酸将有效地与阴离子交换树脂结合并由此被从产物中清除。[0011]根据某些实施方案，在此公开的介质具有高床渗透性例如500-900mDarcy，相对于基于珠粒的层析介质的低材料成本，20-60mgmLIgG动态结合，高分离效率（例如HETP14000mDarcy至低于1000mDarcy。在0.1gmLIg介质9.3mL柱体积）的低填充密度下，测定900cmhr的线速率下的床渗透性为14200mDarcy。在宽的速率范围（400-1300cmhr内，该值并不变化。这种性能表示填充的纤维床在高线速率下并未压缩。表面官能化纤维介质（SP官能化Allasso纤维，SPFl随后压缩至0.33gmLIg介质2.85mL柱体积）的更高的填充密度，在900cmhr的线速率下提供1000mDarcy的床渗透性。同样，1000mDarcy的该值在400-1300cmhr的线速率范围内无变化。合适的填充密度包括约0.1至约0.5gml。[0028]对于常规的填充床，用于生物分离的离子交换层析介质，例如Pr〇Res-SMilliporeCorp，Billerica，MA，根据与以上情况类似的尺寸的填充床3cm床深度，11mmIDVantage柱，2.85mL柱体积）测量，渗透性值为1900mDarcy。对于膜吸附剂，典型的渗透性值为1-10mDarcy。对于ProRes-S，在400-1300cmhr的速率范围内所测量的床渗透性无显著变化。同时对于半刚性珠粒，例如ProRes-S而言，预期这一性能;更可压缩介质例如琼脂糖珠粒预期在高线速率（200cmhr下显示床渗透性显著减少，原因是填充床的显著压缩。[0029]在表2中，对于在此公开的实施方案的表面官能化纤维介质（SPFl，给出IgG动态结合容量数据。在200cmhr至1500cmhr的线速率范围内，在1、5、10、50%穿透下所测量的IgGDBC值无显著变化，并且图3中给出的IgG穿透曲线形状没有显著的变化。[0030]在以下表格A中，对于ProRes-S给出在很宽的线速率范围内测量的IgG动态结合容量数据。对于这种传统的填充床基于珠粒的离子交换层析介质ProRes-S，建议60cmhr的线速率，以使DBC对于结合和洗脱捕获层析应用而言达到最佳化。在更高速率（60cmhr下，IgG动态结合容量存在显著降低。在测定的最高线速率（1200cmhr下，IgGDBC仅是按照60cmhr情况测定的几分之一。当ProRes-S在大于60cmhr的速率下工作时，观察至IJlgG穿透曲线显著变宽。[0031]对于在大于60cmhr和特别是大于200cmhr的线速率下需要极短停留时间或柱操作的应用，SP-官能化纤维介质（SPFl比传统的基于珠粒的层析树脂，例如ProRes-S，更适合于那些应用。表A。在不同线速率下在I、5、10和50%穿透下的ProRes-S介质的IgGDBC值。[0032]以下提供高表面积纤维表面官能化和自由基聚合接枝方法的实例。[0033]实施例1。利用侧挂烯丙基的高表面积纤维的表面改性。[0034]利用烯丙基缩水甘油醚的尼龙纤维表面改性。在玻璃瓶中添加烯丙基缩水甘油醚28.9g，250mmol，硫酸钠6.0g，42mmol和4N氢氧化钠溶液60mL。向混合物中添加4g松散尼龙纤维供应商，批ID。将潮湿固体加热至50°C持续12小时。[0035]在冷却到室温之后，将固体转移至布氏漏斗并用蒸馏水400mL洗涤。在真空下使材料干燥30分钟。[0036]获得9.4g潮湿固体。[0037]立刻在以下步骤中使用该材料。[0038]实施例2。利用侧挂磺丙基阳离子交换官能团的烯丙基-改性的高表面积纤维的自由基接枝聚合。[0039]烯丙基-改性尼龙AMPSDMAM5545的接枝聚合。在玻璃瓶中添加2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸AMPS，5.02g，24mmol，N，N-二甲基丙烯酰胺DMAM，1.96g，20mmol，过硫酸铵0.49g，2mmol和水72.8mL。向混合物中添加9.4g松散尼龙纤维实施例1。将潮湿固体加热至80°C持续4小时。[0040]在冷却到室温之后，将固体转移至布氏漏斗并用蒸馏水450mL和甲醇250mL洗涤。将材料放入烘箱中在70°C下干燥12小时。[0041]获得4.0g白色纤维固体。[0042]实施例3。所得介质的功能特性。[0043]在阳离子交换层析应用中对于多克隆人类γ免疫球蛋白（IgG的纯化评价来自实施例2的磺丙基-官能化高表面积纤维。IgG的静态结合容量测量结果在以下表1中提供。在该研究中，将来自AllassoIndustries批ID090602PA6C的未官能化“翼状纤维”的试样的静态结合容量与由以上实施例1和2中描述的UV-引发聚合方法和热引发聚合物接枝方法制备的磺丙基-官能化纤维的试样进行比较。热引发自由基接枝方法提供静态结合容量50-80mgIgGg纤维试样）比UV-引发方法（10-30mgIgGg纤维试样和单独的未官能化纤维20mgIgGg纤维试样显著更高的SP-官能化纤维介质。也利用IMNaCl溶液对这些试样进行IgG洗脱研究。在这些洗脱条件下测定来自SP-官能化材料的结合IgG的50-70%回收率。基于这些结果，对于生物分子层析应用中的功能特性测试而言，SP-官能化纤维介质显示充足的静态结合容量和盐洗脱性能。表1。静态结合容量测量。激发：2gL多克隆人类IgGSeraCareLifeSciences，MilforcUMA，在50mM乙酸钠pH5中。洗涤缓冲剂50mM乙酸钠pH5。洗脱缓冲剂50mM乙酸钠中的IM氯化钠pH5。[0044]实施例4。[0045]将大约0.3g的松散SP-官能化Allasso翼状纤维装入6.6mm的IDOmnifit层析柱中。通过压缩顶部溶剂分配顶盖header，产生0.68mL的柱体积，将床体积调节至2cm。根据以下步骤进行IgG动态结合容量测量：[0046]图2提供根据某些实施方案的实施例2中所述SPFl纤维的典型IgG穿透曲线的实例。存在一个尖锐的穿透曲线，并且测定IgG动态结合容量为20至30mgmL表2。当用50mMNaOAc缓冲剂pH5中的IM氯化钠洗脱时，获得结合IgG的定量回收率。表2。在不同线速率下在1、5、10和50%穿透下的实施例2的SP官能化介质（SPFl的IgGDBC值。[0047]图3提供在200cmhr至1500cmhr的不同线速率下SPFl纤维介质柱的叠加IgG穿透曲线。随着线性流速升高，穿透曲线形状没有变化。[0048]图4显示即使在很高速率（1500cmhr下，测定的IgG动态结合容量的最小变化。该性能是通过将IgG分子对流输送至离子配体结合位置所支配的系统的指示。[0049]相反，随着速率升高，传统的基于珠粒的离子交换层析树脂将显示动态结合容量显著减少和更加扩散的穿透曲线。在很高的速率下，床压缩可能牺牲珠粒的完整性，导致流动均匀性较差和层析性能降低。[0050]实施例5。利用丙烯酰胺共聚物涂层的尼龙表面改性。[0051]AMPSDMAM5545的溶液聚合。在250mL三颈圆底烧瓶中添加2-丙烯酰胺基-2-甲基-卜丙磺酸AMPS，10.04g，48mmol，N，N-二甲基丙烯酰胺DMAM，3.92g，40mmol，过硫酸铵0.98g，4mmol和水（146mL。将溶液加热至80°C持续4小时。在冷却到室温之后，立刻在以下步骤中使用该聚合物溶液。[0052]利用AMPSDMAM聚合物涂层的尼龙纤维表面改性。在玻璃瓶中添加19g的以上制备的AMPSDMAM5545共聚物溶液和Ig的松散尼龙纤维（AllassoIndustries，#090602PA6C。将潮湿固体在80°C加热24小时。在冷却到室温之后，将固体转移至布氏漏斗并用蒸馏水3X50mL和甲醇（IX50mL洗涤。在真空下使材料干燥10分钟。将材料放入烘箱中在40°C下干燥24小时。[0053]获得0.9g白色纤维固体。[0054]静态结合容量测量。IgG的静态结合容量测量结果在以下表3中提供。在该研究中，将来自Allass0批ID090602PA6C的未官能化“翼状纤维”的一个试样的静态结合容量与由该实施例实施例5的溶液聚合物涂层方法制备的磺丙基-官能化纤维的一个试样进行比较。在该研究中，溶液聚合物涂层方法提供静态结合容量30-40mgIgGg纤维试样）比单独的未官能化纤维（ImgIgGg纤维试样更高的SP-官能化纤维介质。基于这些结果，通过简单涂布和AMPSDMAM共聚物溶液的热退火，可以建立SP-官能聚合物纤维涂层。表3。静态结合容量测量。激发：28^多克隆人类4636以0^1^€63^61^68，MilforcUMA，在50mM乙酸钠pH5中。[0055]实施例6。利用侧挂烯丙基的高表面积纤维的表面改性。[0056]利用烯丙基缩水甘油醚的尼龙纤维表面改性。在0.5L烧瓶中添加烯丙基缩水甘油醚70.7g，620mmol，硫酸钠（14.9g，105mmol和4N氢氧化钠溶液350mL。向混合物中添加10g松散尼龙纤维AllassoIndustries，#090602PA6C。将潮湿固体加热至50°C持续12小时。在冷却到室温之后，将固体转移至布氏漏斗并用蒸馏水（1.5L和甲醇0.5L洗涤。在真空下使材料干燥30分钟。将材料放入烘箱中在50°C下干燥18小时。[0057]获得8.8g白色纤维固体。[0058]实施例7。具有侧挂磺丙基阳离子交换官能团的烯丙基-改性的高表面积纤维的自由基接枝聚合。[0059]烯丙基-改性尼龙AMPSDMAM5545的接枝聚合。根据以下表4中提供的比率，在玻璃管瓶中添加2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸AMPS，N，N-二甲基丙烯酰胺DMAM，过硫酸铵和水。向各混合物中添加松散的烯丙基缩水甘油醚-改性尼龙纤维实施例6。将潮湿固体加热至80°C持续4小时。在冷却到室温之后，将潮湿固体各自转移至布氏漏斗并用蒸馏水3X50mL和甲醇（IX50mL洗涤。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0060]干燥的表面-改性纤维试样为利用IgG激发溶液进行静态结合容量测量作准备。[0061]静态结合容量测量。IgG的静态结合容量测量结果也在以下表4中提供。在该研究中，将来自Allasso批ID090602PA6C的未官能化“翼状纤维”的一个试样的静态结合容量与由热引发聚合物接枝方法制备的磺丙基-官能化纤维的试样试样A-G进行比较。在该研究中，SP-官能化纤维介质的IgG静态结合容量可能受AMPSDMAM聚合物组合物和反应溶液浓度的影响。例如，试样E和G提供显著高于单独的未官能化尼龙纤维6mgIgGg纤维试样）以及用更高AMPS含量制备的A和C试样的IgG静态结合容量。表4。接枝聚合组合物和IgG静态结合容量测量数据。激发：2gL多克隆人类IgG36抑0代1^1^3^611〇68，]\1;[1;1^0『1，麻），在50111]\1乙酸钠（卩!15中。[0062]介质的功能特性。对于借助于阳离子交换层析的单克隆抗体mAb的结合和洗脱纯化，在以下实施例中评价来自实施例2的磺丙基-官能化高表面积纤维的特性。mAb以浓度为6.7mgmL的来自蛋白A柱的洗脱液形式提供。[0063]实施例8。单克隆抗体的结合和洗脱纯化。[0064]柱填充剂。在100g异丙醇中将0.9g的来自实施例2的磺丙基-官能化高表面积纤维料浆化30分钟。添加400mL的去离子水，将料浆搅拌一夜。将纤维料浆转移进11mm的IDvantage柱中，使用真空将过量的液体吸引通过柱并促进短纤维压缩。在将料浆转移至柱中之后，安装柱的顶盖，并将顶盖压缩产生2.76mL的最终柱体积床压缩至目标特性）。使用2wt%丙酮溶液进行HETP和峰不对称性测量。HETP测定为低于0.1cm，峰不对称性测定为低于2.0〇[0065]借助于阳离子交换层析的mAb纯化。在图5和6中，提供来自使用实施例2的阳离子交换介质的mAb的结合洗脱纯化的层析谱实例。在该实例中，将0.79CV2.18mL的含有6.7mgmLmAb14.7mgmAb的蛋白A洗出物施加于柱，并用100mMMES缓冲剂pH6中的250mMNaCl洗脱。在20个0.5CV级分海个级分=1.38mL中收集mAb洗脱峰。借助于280nm下每个级分的UV吸光率测量值量化mAb洗脱级分提供13.8mg的回收94%产率）。也借助于图7中的蛋白AHPLC来分析IgG洗脱级分。该分析也提供每个洗脱级分的IgG浓度。借助于该分析，mAb洗脱主要在级分#5-9中，mAb回收率为90%。[0066]在图8中，提供每个mAb洗脱级分的中国仓鼠卵巢-宿主细胞蛋白浓度CHO-HCP的ELISA数据。HCP主要在级分#5-9中洗脱，平均浓度为479ngmL。因为mAb激发溶液具有6944ngmL的HCP浓度，所以计算HCP清除clearancelog减少值LRV为1.1。[0067]实施例9。利用侧挂烯丙基的高表面积纤维的表面改性。[0068]利用烯丙基缩水甘油醚的尼龙纤维表面改性。在玻璃管瓶中添加烯丙基缩水甘油醚28.8g，252mmol，硫酸钠6.0g，43mmol和4N氢氧化钠溶液60mL。向混合物中添加4g松散尼龙纤维AllassoIndustries，#090602PA6C。将潮湿固体加热至50°C持续12小时。[0069]在冷却到室温之后，将固体转移至布氏漏斗并用蒸馏水0.5L洗涤。在真空下使材料干燥30分钟。立刻在以下步骤中使用该潮湿材料。[0070]实施例10。具有侧挂三甲基铵阴离子交换官能团的烯丙基-改性的高表面积纤维的自由基接枝聚合。[0071]烯丙基-改性尼龙APTAC100的接枝聚合。在玻璃管瓶中添加3-丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵APTAC，9.1g，44_〇1，过硫酸铵0.64g，3_〇1，水27mL和10g来自以上实施例9的潮湿烯丙基缩水甘油醚改性纤维。将溶液加热至80°C持续4小时。[0072]在冷却到室温之后，将潮湿固体各自转移至布氏漏斗并用蒸馏水（100mL和甲醇30mL洗涤。在真空下使材料干燥120分钟。将材料放入烘箱中在50°C下干燥12小时。[0073]获得6.1g浅黄色纤维固体。[0074]干燥的表面-改性纤维试样为利用牛血清白蛋白（BSA激发溶液进行静态结合容量测量作准备。[0075]实施例11。[0076]静态结合容量测量。为了测试三甲基铵-官能化纤维在阴离子交换应用中的特性，进行BSA静态结合容量测量。BSA的静态结合容量测量结果在以下表5中提供。在该研究中，记录借助于实施例10的热引发聚合物接枝方法制备的三甲基铵-官能化纤维试样的静态结合容量。来自实施例10的三甲基铵-官能化纤维介质的BSA静态结合容量为1至19mgg。表5。静态结合容量测量。激发:0.5gL牛血清白蛋白（BSA，在25mMTRIS缓冲剂pH8中。[0077]实施例12。[0078]未改性尼龙纤维的接枝聚合。在6X200mL瓶子中添加3-磺丙基甲基丙烯酸酯钾盐3-SPMA，水，尼龙纤维Allassoindustries和IMHNO3溶液下表中描述的量）。向各瓶中添加IMHNO3中的0.4M的硝酸铵铈（IVCAN的溶液。封闭反应瓶并将混合物加热至35°C持续18小时。[0079]在冷却到室温之后，用0.5M硫酸中的0.2M抗坏血酸溶液3X50mL，去离子水3X50mL，lM氢氧化钠溶液3X50mL，去离子水3X50mL和丙酮（1X50mL洗涤各瓶中的纤维固体。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0080]获得白色纤维固体试样（回收率和重暈添加数据参见表6。表6。铈氧化还原接枝聚合组合物和回收率数据。[0081]静态结合容量测量。IgG的静态结合容量测量结果在以下表7中提供。SP-官能化触角纤维介质显示可与商业生物分子层析应用中使用的基于珠粒的阳离子交换介质比较的IgG静态结合容量。1基于0.33gmL纤维填充密度表7。静态结合容量测量。激发：2gL多克隆人类IgGSeraCareLifeSciences，MilforcUMA，在50mM乙酸钠pH5中。[0082]动态结合容量测量。以下表8中提供实施例12-6的SP-官能化纤维介质的IgG动态结合容量测量结果。将1.0g的介质填充进11mm内径的Vantage柱中并压缩至2.9cm的床深度2.75mL柱体积，0.36gmL纤维填充密度）。在60cmhr至1200cmhr的线速率范围内进行动态结合容量测量。这些速率对应于9秒至180秒的停留时间。实施例12-6的纤维介质显示IgG动态结合容量为30-40mgmL。表8。在不同线速率下在1、5、10和50%穿透下的SP-触角官能化Allasso翼状纤维阳离子交换介质的IgGDBC值RT=停留时间）。激发：2.0gL多克隆人类IgGSeraCareLife3^611〇68，]\1;[1;1^^1，麻），在50111]\1乙酸盐中，卩!15〇[0083]实施例13。[0084]未改性尼龙纤维的接枝聚合。在6X200mL瓶子中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA，水，尼龙纤维Allassoindustries和IMHNO3溶液（下表中描述的量）。向各瓶中添加IMHNO3中的0.4M的硝酸铵铈（IVCAN的溶液。封闭反应瓶并将混合物加热至35°C持续18小时。[0085]在冷却到室温之后，用0.5M硫酸中的0.2M抗坏血酸溶液3X50mL，去离子水3X50mL，lM氢氧化钠溶液3X50mL，去离子水3X50mL和丙酮（1X50mL洗涤各瓶中的纤维固体。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0086]获得白色纤维固体试样（回收率和重量添加数据参见表9。1基于13分离级分计算表9。铈氧化还原接枝聚合组合物和回收率数据。[0087]环氧官能化纤维的二乙胺-官能化。在6X250mL瓶子中分批添加来自以上实施例的潮湿GMA-官能化纤维以及25wt%二乙胺7j〇溶液下表中描述的量）。在室温下将混合物搅拌3小时。[0088]将纤维固体随后用去离子水3X50mL和乙醇（IX50mL洗涤。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0089]获得白色纤维固体试样（回收率和重量添加数据参见表10。[0090]1基于初始1.5g纤维进料的23级分计算表10。用二乙胺改性的环氧官能化纤维的组合物和回收率数据。[0091]静态结合容量测量。BSA的静态结合容量测量结果在以下表11中提供。根据GM-触角接枝密度，二乙胺-官能化触角纤维介质可以显示很宽范围值的BSA静态结合容量。在该系列中，我们发现实施例13-2B和实施例13-3B组合物产生可与商业生物分子层析应用中使用的基于珠粒的阴离子交换介质比较的BSASBC值。1基于0.33gmL纤维填充密度表11。静态结合容量测量。激发:2gL牛血清白蛋白（BSA，在25mMTRIS缓冲剂pH8中。[0092]动态结合容量测量。以下表12中提供实施例13-3B的二乙胺-官能化纤维介质的BSA动态结合容量测量结果。将0.5g的介质填充进11mm内径的Vantage柱中并压缩至I.5cm的床深度（1.42mL柱体积，0.35gmL纤维填充密度）。在200cmhr的线速率下进行动态结合容量测量。该速率对应于27秒的停留时间。实施例13-3B的纤维介质在10%穿透下显示30mgmL的BSA动态结合容量。表12。在200cmhr下在1、5、10和50%穿透下的二乙胺-触角官能化Allasso翼状纤维阴离子交换介质的BSADBC值（RT=停留时间）。激发：2gL牛血清白蛋白（BSA，在25mMTRIS缓冲剂pH8中。[0093]实施例14。[0094]未改性尼龙纤维的接枝聚合。在500mL瓶子中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA，1.70g，12mmol和水232.8mL。向溶液中添加5g的Allasso尼龙纤维。向反应混合物中添加IMHNO3溶液7.22mL，7.2mmol，随后添加IMHNO3中的0.4M硝酸铵铈（IV溶液0.602mL,0.240mmol〇[0095]将反应混合物加热至35°C持续1小时。[0096]在冷却到室温之后，将固体用去离子水3X100mL洗涤，以及在以下步骤中立刻使用潮湿材料12.21g。[0097]环氧官能化纤维的Q-官能化。在4X250mL瓶子中分批添加来自以上实施例的潮湿GMA-官能化纤维以及甲醇中的50wt%三甲胺7j〇溶液下表13中描述的量）。在室温下将混合物搅拌18小时。[0098]随后用0.5M硫酸中的0.2M抗坏血酸溶液3X50mL，去离子水3X50mL，IM氢氧化钠溶液3X50mL，去离子水3X50mL和乙醇（IX50mL洗涤纤维固体。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0099]获得白色纤维固体试样（回收率和重量添加数据参见表13。表13。用三甲胺改性的环氧官能化纤维的组合物和回收率数据。[0100]静态结合容量测量。BSA的静态结合容量测量结果在以下表14中提供。Q-官能化触角纤维介质提供30mgmL的BSA静态结合容量。在该系列中，我们发现实施例14C和实施例14D组合物产生可与商业生物分子层析应用中使用的基于珠粒的阴离子交换介质比较的最高BSASBC值。1基于0.33gmL纤维填充密度表14。静态结合容量测量。激发:2gL牛血清白蛋白（BSA，在25mMTRIS缓冲剂pH8中。[0101]动态结合容量测量。以下表15中提供根据实施例14C制备的Q-官能化纤维介质的BSA动态结合容量测量结果。将1.0g的介质填充进11mm内径的Vantage柱中并压缩至3.0cm的床深度2.85mL柱体积，0.35gmL纤维填充密度）。在60cmhr至1200cmhr的线速率范围内进行动态结合容量测量。这些速率对应于9秒至180秒的停留时间。实施例14C的纤维介质显示BSA动态结合容量为30-40mgmL。表15。在不同线速率下在1、5、10和50%穿透下的Q-触角官能化Allasso翼状纤维阴离子交换介质的BSADBC值RT=停留时间）。激发:2gL牛血清白蛋白（BSA，在25mMTRIS缓冲剂pH8中。[0102]实施例15。[0103]未改性尼龙纤维的接枝聚合。在500mL瓶子中添加甲基丙烯酸羟乙基酯（HEMA，1.69g，13mmol和水232.5mL。向溶液中添加5.00g的Allasso尼龙纤维。向反应混合物中添加IMHNO3溶液7.21mL，7.2mmol，随后添加IMHNO3中的0.4M硝酸铵铈IV溶液（0.601mL，0.240mmol〇[0104]将反应混合物加热至35°C持续1小时。[0105]在冷却到室温之后，用0.5M硫酸中的0.2M抗坏血酸溶液3X100mL，去离子水3X100mL，IM氢氧化钠溶液3X100mL，去离子水3X100mL和乙醇（IX100mL洗涤固体。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0106]获得5.58g白色纤维固体。[0107]实施例16。[0108]聚HEMA-官能化纤维的硫酸盐化Sulfation。在氩气下向具有磁性搅拌棒和3NNaOH氢氧化钠鼓泡器的500mL3颈烧瓶中添加乙酸，并冷却至TC。添加氯磺酸（5.0g，43mmol。向反应混合物中添加2.5g来自以上实施例的聚HEMA-官能化纤维。将反应加热到室温并搅拌1小时。[0109]随后通过添加5mL水和300mLIM碳酸钠溶液中和纤维固体。分批向反应混合物中添加固体碳酸钠，直到pH7。随后用IM碳酸钠溶液3X100mL，去离子水3X100mL和乙醇（IX100mL洗涤纤维固体。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0110]获得3.64g白色胶状固体。[0川]对比例1未改性EVOH纤维的接枝聚合。在4X30mL瓶子中添加2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸钠盐溶液AmPS_Na，50%水溶液），水，和EVOH纤维（EngineeredFiberTechnologies，S030_0.5dX5_。在真空下吹扫反应混合物，并用氮气再充气三次。向各瓶子中添加IMHNO3溶液和IMHNO3中的0.4M硝酸铵铈（IVCAN溶液下表16中描述的量）。封闭反应瓶并将混合物加热至40°C持续12小时。[0112]在冷却到室温之后，用去离子水2X30mL，0.5M硫酸中的0.2M抗坏血酸溶液3X30mL，去离子水3X30mL，lM氢氧化钠溶液2X30mL，去离子水3X30mL和甲醇2X30mL洗涤各瓶中的纤维固体。将材料放入烘箱中在40°C下干燥8小时。[0113]获得白色纤维固体试样（回收率和%产率数据参见表16。表16。铈氧化还原接枝聚合组合物和回收率数据。[0114]对比例2。[0115]未改性PVA纤维的接枝聚合。在4X30mL瓶子中添加2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙横酸钠盐溶液AmPS_Na，50%水溶液），水，和PVA纤维EngineeredFiberTechnologies，VPB052X3mm。在真空下吹扫反应混合物，并用氮气再充气三次。向各瓶子中添加IMHNO3溶液和IMHNO3中的0.4M硝酸铵铈（IVCAN溶液下表17中描述的量）。封闭反应瓶并将混合物加热至40°C持续12小时。[0116]在冷却到室温之后，用去离子水3X30mL，0.5M硫酸中的0.2M抗坏血酸溶液3X30mL，去离子水3X30mL，lM氢氧化钠溶液2X30mL，去离子水3X30mL和甲醇2X30mL洗涤各瓶中的纤维固体。将材料放入烘箱中在40°C下干燥8小时。[0117]获得白色纤维固体试样（回收率和%产率数据参见表17。表17。铈氧化还原接枝聚合组合物和回收率数据。[0118]静态结合容量测量。IgG的静态结合容量测量结果在以下表18中提供。基于EVOH纤维基础基质的SP-官能化触角介质对比例1仅显示低IgG静态结合容量。基于PVA纤维基础基质的SP-官能化触角介质对比例2对于某些组合物仅显示略高的IgG静态结合容量对比例2-1。在所有情况下，IgGSBC值比商业生物分子层析应用中使用的基于珠粒的阳离子交换介质低得多。这些实施例用来说明由来自Allassoindustries的翼状纤维介质显示的表面积增强作用的好处。如果对PVA或EVOH类型基础基质实施类似的表面积增强作用，则在使用在此描述的高铈离子氧化还原接枝方法进行直接表面官能化之后，可以获得高IgG结合容量。1基于0.33gmL纤维填充密度表18。静态结合容量测量。激发：2gL多克隆人类IgGSeraCareLifeSciences，MilforcUMA，在50mM乙酸钠pH5中。[0119]实施例16。[0120]利用HPAMBAm955的尼龙纤维表面改性。在具有机械搅拌器、回流冷凝器和温度控制器的2000mL3颈圆底烧瓶中添加丙烯酸羟基丙酯HPA，13.7g，95mmol，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺）（MBAm，0.77g，5mmol和水710mL。向混合物中添加16.8g松散尼龙纤维Allassoindustries，#090602PA6C。添加过硫酸铵（1.60g，7mmol。将潮湿固体加热至80°C持续4小时。[0121]在冷却到室温之后，将固体转移至布氏漏斗并用热水3X500mL和甲醇（1X500mL洗涤。在真空下使材料干燥20分钟。将材料转移进烘箱中并在40°C下干燥18小时。[0122]获得17.6g白色纤维。[0123]实施例17。[0124]HPAMBAm改性尼龙纤维的接枝聚合。在4X200mL瓶子中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA，水，HPAMBAm改性尼龙纤维（实施例16和IMHNO3溶液（下表19中描述的量）。向各瓶中添加IMHNO3中的0.4M的硝酸铵铈（IVCAN的溶液。封闭反应瓶并将混合物加热至35°C持续12小时。[0125]在冷却到室温之后，将来自各个瓶的纤维固体用去离子水3X150mL和甲醇（1X150mL洗涤。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0126]获得白色纤维固体试样（回收率和重量添加数据参见表19。表19。铈氧化还原接枝聚合组合物和回收率数据。[0127]实施例18。[0128]利用重组体蛋白A亲合性配体，rSPA的尼龙纤维表面改性。在250mL瓶子中添加IM碳酸氢钠（100mL，重组体蛋白ArSPA#RN091139，150mg，水中47.5mgmL溶液形式）和水90mL。向反应混合物中添加来自以上实施例17-4的GMA-接枝纤维350mg。将混合物在37°C加热2.5小时。[0129]在冷却到室温之后，将固体转移至布氏漏斗并用0.1M碳酸氢钠（3XlOOmL洗涤。将潮湿纤维固体悬浮于0.2M碳酸氢钠0.5M氯化钠溶液中的100mL的10wt%硫甘油溶液中。反应混合物在室温下搅拌一夜。[0130]将固体转移至布氏漏斗，并用0.1MTRIZMA碱和0.15M氯化钠的溶液（1X75mL，0.05M乙酸溶液（1X75mL洗涤。将TRIZMA碱和乙酸洗涤循环另外重复两次。将纤维固体最终用去离子水（1X75mL和20wt%乙醇（1X75mL洗涤。将纤维固体保存在20wt%乙醇溶液中。[0131]静态结合容量测量。以下表20中提供根据实施例18制备的蛋白A-官能化纤维介质的IgG静态结合容量测量结果。蛋白A-官能化触角纤维介质提供4mgmL的IgG静态结合容量。蛋白A配体偶合方法的进一步优化将为低成本生物分子亲合层析应用提供增强的IgG静态结合容量。1基于0.33gmL纤维填充密度表20。静态结合容量测量。激发：2gL多克隆人类IgGSeraCareLifeSciences，MiIford，ΜΑ，在磷酸盐缓冲盐水pH7.4中。[0132]动态结合容量测量。以下表21中提供实施例18的蛋白A-官能化纤维介质的IgG动态结合容量测量结果。将0.35g的介质填充进11mm内径的Vantage柱中并压缩至1.1cm的床深度1.04mL柱体积，0.34gmL纤维填充密度）。在60cmhr至800cmhr的线速率范围内进行动态结合容量测量。这些速率对应于5秒至60秒的停留时间。实施例18的纤维介质显示IgG动态结合容量为5mgmL。蛋白A配体偶合方法的进一步优化将为低成本生物分子亲合层析应用提供增强的IgG动态结合容量。表21。在不同线速率下在1、5、10和50%穿透下的蛋白A-官能化Allasso翼状纤维亲合层析介质的IgGDBC值（RT=停留时间）。激发：2gL多克隆人类IgGSeraCareLifeSciences，Milford，MA，在磷酸盐缓冲盐水pH7.4中。[0133]实施例19。[0134]HPAMBAm改性尼龙纤维的流过接枝聚合。在22mm内径的Vantage层析柱中添加来自以上实施例16的HPAMBAm改性尼龙纤维的料浆100mL去离子水中的1.52g纤维）。使用真空来吸引过量液体通过柱并促进短纤维压缩。在将料浆转移至柱中之后，安装柱的顶盖，并将顶盖压缩产生4.54mL的最终柱体积（1.2cm床深度）。在具有磁性搅拌棒、回流冷凝器、温度控制器和加热罩的250mL3颈烧瓶中添加2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸钠盐溶液AmPS-Na，50%水溶液，23.0g，100mmol和水53.5mL。用氩气吹洗单体溶液10分钟。向反应混合物中添加IMHNO3中的0.4M硝酸铵铈（IVCAN溶液0.62mL，0.250mmol和IMHNO3溶液2.5mL，2.5mmol，并将反应混合物加热至35°C。将单体溶液以3.5mLmin的速率栗送通过Vantage柱12小时。发现在反应过程中单体溶液的粘度升高;这样导致三个小时之后某时单体溶液通过柱的流动速率显著降低。[0135]在冷却到室温之后，移出来自vantage柱的纤维固体并用0.5M硫酸中的0.2M抗坏血酸溶液3X150mL，去离子水3X150mL，1M氢氧化钠溶液3X150mL，去离子水3X150mL和甲醇（IX150mL洗涤。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0136]获得1.52g白色纤维固体。[0137]静态结合容量测量。IgG的静态结合容量测量结果在以下表22中提供。经由流过接枝聚合方法制备的SP-官能化触角纤维介质显示可与商业生物分子层析应用中使用的基于珠粒的阳离子交换介质比较的IgG静态结合容量。HPAMBAm改性纤维前体实施例16仅显示最小的IgGSBC。1基于0.33gmL纤维填充密度表22。静态结合容量测量。激发：2gL多克隆人类IgGSeraCareLifeSciences，MilforcUMA，在50mM乙酸钠pH5中。[0138]动态结合容量测量。以下表23中提供实施例19的SP-官能化纤维介质的IgG动态结合容量测量结果。将0.64g的介质填充进11mm内径的Vantage柱中并压缩至2.0cm的床深度（1.90mL柱体积，0.32gmL纤维填充密度）。在200cmhr的线速率下进行动态结合容量测量。该速率对应于36秒的停留时间。实施例19的纤维介质显示IgG动态结合容量为40mgmL〇表23。在不同线速率下在1、5、10和50%穿透下的SP-触角官能化Allass0翼状纤维阳离子交换介质的IgGDBC值（RT=停留时间，nd=无数据）。激发：2.0gL多克隆人类IgGSeraCareLifeSciences，Milford，MA，在50mM乙酸盐中，pH5〇[0139]实施例20。[0140]未改性尼龙纤维的接枝共聚合。在4X250mL瓶子中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA，（3-丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵溶液APTAC，75wt%水溶液），水，翼状尼龙纤维Allassoindustries和IMHN03溶液（下表中描述的量）。向各瓶中添加IMHN〇3中的0.4M的硝酸铵铈IVCAN的溶液。封闭反应瓶并将混合物加热至35°C持续3小时。[0141]在冷却到室温之后，用丙酮3X100mL洗涤来自各个瓶的纤维固体。将潮湿材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0142]获得白色纤维固体试样（回收率和重量添加数据参见表24。表24。铈氧化还原接枝聚合组合物和回收率数据。[0143]实施例21。[0144]环氧官能化纤维的聚（烯丙胺）改性。在30mL瓶子中添加来自以上实施例20-2的GMAAPTAC接枝纤维0.5g，水（10mL，40wt%聚（烯丙胺氢氯化物溶液（1.25g的40wt%溶液和1.0M氢氧化钠10mL。将反应混合物加热至35°C持续18小时。[0145]在冷却到室温之后，将固体用去离子水3X50mL和丙酮（IX50mL洗涤。[0146]将潮湿材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0147]获得0.48g浅黄色纤维固体。[0148]实施例22。[0149]磺丙基官能化纤维的聚（稀丙胺）改性。在装有磁性搅拌棒的500mL烧杯中添加1.0g实施例2的磺丙基-官能化纤维和聚烯丙胺水溶液PAAMW=15kDa，20%ww，75mL。添加聚（乙二醇二缩水甘油醚750yL，Aldrich#475696，在室温下将混合物快速搅拌5分钟，然后用250mL水骤冷。经由中等玻璃熔结料过滤器过滤混合物，用水3X250mL洗涤。将纤维在40°C干燥一夜。（实施例22。[0150]实施例23。[0151]磺丙基官能化纤维的聚（稀丙胺）改性。在装有磁性搅拌棒的500mL烧杯中添加1.0g实施例2的磺丙基-官能化纤维和聚烯丙胺水溶液PAAMW=15kDa，20%ww，75mL。添加聚（乙二醇二缩水甘油醚750yL，Aldrich#475696，在室温下将混合物快速搅拌10分钟，然后用250mL水骤冷。经由中等玻璃熔结料过滤器过滤混合物，用水（3X250mL洗涤。将纤维在40°C干燥一夜。（实施例23。[0152]实施例24。[0153]磺丙基官能化纤维的聚（烯丙胺）改性。在装有磁性搅拌棒的500mL烧杯中添加1.0g实施例23的聚烯丙胺-官能化纤维和聚烯丙胺水溶液PAAMW=15kDa，20%ww，75mL。添加聚（乙二醇）二缩水甘油醚750yL，Aldrich#475696，在室温下将混合物快速搅拌10分钟，然后用250mL水骤冷。经由中等玻璃熔结料过滤器过滤混合物，用水3X250mL洗涤。将纤维在40°C干燥一夜。（实施例24。[0154]静态结合容量测量。BSA的静态结合容量测量结果在以下表25中提供。聚（烯丙胺_官能化纤维介质提供20-60mgmL的BSA静态结合容量。在该系列中，我们发现来自实施例24的组合物产生可与商业生物分子层析应用中使用的基于珠粒的阴离子交换介质比较的最高BSASBC值。1基于0.33gmL纤维填充密度表25。静态结合容量测量。激发:2gL牛血清白蛋白（BSA，在50mMTRIS缓冲剂pH8中。[0155]动态结合容量测量。以下表26中提供实施例24的聚烯丙胺_官能化纤维介质的BSA动态结合容量测量结果。将1.0g的介质填充进11mm内径Vantage柱中并压缩至3.0cm的床深度2.85mL柱体积，0.35gmL纤维填充密度）。在200cmhr的线速率下进行动态结合容量测量。该速率对应于54秒的停留时间。实施例24的纤维介质在10%穿透下显示50mgmL的BSA动态结合容量。表26。在200cmhr下的1、5、10和50%穿透下聚稀丙胺-官能化Allasso翼状纤维阴离子交换介质的BSADBC值RT=停留时间）。激发:0.5gLBSA，在25mMTris中，pH8。[0156]实施例25。[0157]利用HPAMBAm955的尼龙纤维表面改性。在具有机械搅拌器、回流冷凝器和温度控制器的1000mL3颈圆底烧瓶中添加丙烯酸羟基丙酯HPA，13.7g，95mmol，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺）（MBAm，0.77g，5mmol和水710mL。向混合物中添加16.8g松散尼龙纤维Allassoindustries，#090602PA6C。添加过硫酸铵（1.60g，7mmol。将潮湿固体加热至80°C持续4小时。[0158]在冷却到室温之后，将固体转移至布氏漏斗并用热水3X500mL和甲醇（1X500mL洗涤。在真空下使材料干燥30分钟。将材料转移进烘箱中并在40°C下干燥12小时。[0159]获得17.3g白色纤维。[0160]实施例26。具有侧挂磺丙基阳离子交换官能团的HPAMBAm改性高表面积纤维的高铈离子氧化还原接枝聚合。[0161]HPAMBAm改性尼龙纤维的接枝聚合。在具有机械搅拌器、回流冷凝器和温度控制器的200mL3颈圆底烧瓶中添加2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸钠盐AMPS-Na，23.1g，100mmol和水76.3mL。向溶液中添加2.50g的HPAMBAm改性尼龙纤维（实施例25。在真空下吹扫反应混合物，用氮气再充气三次。[0162]向反应混合物中添加IMHNO3中的0.4M硝酸铵铈（IV溶液（0.620mL，0.250mmol和IMHN〇3溶液2·46mL，2·46mmol。[0163]将反应混合物加热至35°C持续18小时。[0164]在冷却到室温之后，用0.5M硫酸中的0.2M抗坏血酸溶液3X150mL，去离子水3X150mL，IM氢氧化钠溶液3X150mL，去离子水3X150mL和丙酮3X150mL洗涤固体。将材料放入烘箱中在40°C下干燥12小时。[0165]获得2.52g白色纤维固体。[0166]介质的功能特性。在阳离子交换层析介质中对于多克隆人类γ免疫球蛋白（IgG的纯化评价来自实施例26的磺丙基-官能化高表面积纤维。[0167]IgG的静态结合容量测量结果在以下表27中提供。在该研究中，将来自AlIaso批ID“3kgbatch-nomanuf.lotID”）的未官能化“翼状纤维”的试样的静态结合容量与由实施例26的高铈离子氧化还原聚合方法和实施例2中描述的热引发聚合物接枝方法制备的磺丙基-触角官能化纤维的试样进行比较。人们发现高铈离子氧化还原接枝方法提供的静态结合容量（150mgIgGg纤维试样）比热-引发方法50mgIgGg纤维试样和单独的未官能化纤维（10mgIgGg纤维试样显著更高的SP-官能化触角纤维介质。SP-官能化触角纤维介质显示可与商业生物分子层析应用中使用的基于珠粒的树脂介质比较的IgG静态结合容量。表27。静态结合容量测量。激发：2gL多克隆人类IgGSeraCareLifeSciences，MilforcUMA，在50mM乙酸钠pH5中。[0168]使用对用1.00g的来自实施例26的SP-触角改性尼龙纤维填充的11mmIDVantage柱注入丙酮，以及将纤维床压缩至3.0cm的床深度柱体积2.85ml，测量HETP值。得到HETP的容许值0.08cm和峰不对称性（1.8-2.0。基于这些结果，人们相信0.35gmL的SP-触角改性纤维填充密度将为层析评价中的可接受特性提供充足的流动均匀性。[0169]也根据以下步骤，用相同的柱进行IgG动态结合容量测量：[0170]图10提供根据某些实施方案的SP-触角改性纤维的典型IgG穿透曲线的实例。在10%IgG穿透下存在尖锐的穿透曲线和40mgmL的IgG动态结合容量表28。表28。在不同线速率下在1、5、10和50%穿透下的SP-触角官能化Allass0翼状纤维阳离子交换介质的IgG动态结合容量RT=停留时间）。[0171]图11提供在200cmhr至1200cmhr的不同线速率下SP-触角纤维柱的叠加IgG穿透曲线。随着线性流速率升高，IgG穿透曲线的斜率略微降低。根据在此公开的实施方案，对纤维介质的动态IgG结合容量的速率影响比典型在基于珠粒的系统中观察到的明显小得多。在图12中，仅看到在所测最高速率1200cmhr，9秒停留时间）下所测IgG动态结合容量少量减少。该性能是主要通过将IgG分子对流输送至离子配体结合位置所支配的系统的指不。[0172]相反，随着速率升高，传统的基于珠粒的离子交换层析树脂将显示动态结合容量显著减少和更加扩散的穿透曲线。在很高的速率下，床压缩可能牺牲珠粒的完整性，导致流动均匀性较差和层析性能降低。[0173]实施例27。[0174]流过宿主细胞蛋白清除。以流过抛光Cflowthroughpolishing方式评价根据实施例26制备的磺丙基-官能化纤维介质的HCP清除活性。将0.3g的磺丙基-官能化纤维介质填充进14.5mm内径柱中，并压缩至0.6cm的床深度（1.00mL柱体积，0.30gmL纤维填充密度）。独立地和与商业膜吸附剂ChromaSorb™，MilliporeCorp，膜体积0.2mL结合来测试柱。[0175]澄清含有单克隆抗体的细胞培养介质，然后使用蛋白A柱层析分离并将溶液的pH调节至pH5。随后用TRIS将蛋白A洗脱的pH调节至pH7,然后经由0.2微米膜过滤。[0176]用缓冲剂溶液25mMTris，pH7平衡柱和ChromasorbTM膜装置。[0177]如表29中所述分别和连续评价磺丙基-官能化纤维介质和ChromasorbTM膜吸附剂。使72mL的7.3gL单克隆抗体蛋白A洗脱pH7以0.25mLmin的流速通过装置。收集六个12mL级分。分别由HCP-ELISA和蛋白AHPLC分析八个流过级分和合并的试样，以确定HCP清除水平和单克隆抗体回收率。[0178]虽然SP-纤维0.38LRV不如ChromaSorbTM膜吸附剂（1.42LRV那样能清除更多的HCP，但是我们发现在pH7下两个流过吸附剂连续排列2.13LRV在HCP清除方面比单独的吸附剂更加有效。因为这些吸附剂介质在该应用中没有容量限制，这些结果表明两个吸附剂清除分别的和不同群体population的HCP。我们怀疑SP-纤维将在更低pH下清除更多的HCP，其中HCP将具有更大的有效正电荷，但是，SP-纤维的单克隆抗体的亲合性也将升高并可能降低产物回收率。1流过级分体积的合计总和表29。单克隆抗体进料的流过纯化。三个流过抛光组的评价。SP-纤维实施例26顶部），ChromaSorbTM中部），SP-纤维（实施例26ChromaSorbTM连续排列（底部）。5个流过和1个合并级分的单克隆抗体回收率蛋白AHPLC和HCP清除HCP-ELISA。激发:7.3gL的单克隆抗体蛋白A洗脱pH7，流速0.25mLmin。[0179]实施例28。[0180]流过宿主细胞蛋白清除。以流过抛光方式评价根据实施例14引入实施例140制备的Q-官能化纤维介质的HCP清除活性。将0.34g的Q-官能化纤维介质填充进14.5mm内径柱中，并压缩至0.6cm的床深度1.00mL柱体积，0.34gmL纤维填充密度）。[0181]澄清含有单克隆抗体的细胞培养介质，然后使用蛋白A柱层析分离并将溶液的pH调节至pH5。随后用TRIS碱将蛋白A洗脱的pH调节至pH8,然后经由0.2微米膜过滤。[0182]用缓冲剂溶液25mMTris，pH8平衡Q-官能化纤维介质柱。[0183]表30中提供来自Q-官能化纤维介质评价的数据。使100mL的8.2gL单克隆抗体蛋白A洗脱pH8以1.0mLmin的流速通过装置。收集十个10mL级分。使用25mMTrispH8中的IM氯化钠溶液作为洗脱缓冲剂来洗脱结合的HCP。同样收集两个10mL洗脱级分。分别由HCP-ELISA和蛋白AHPLC分析十个流过级分和两个洗脱级分，以确定HCP清除的水平和单克隆抗体回收率。[0184]Q-官能化纤维在流过方式的HCP清除中是有效的。用高mAb回收率94%获得0.3的HCPLRV。在此公开的实施方案的Q-官能化纤维介质可以用作单克隆抗体制造中的流过抛光应用的基于珠粒的树脂介质和膜吸附剂体系的适宜的低成本替代方案。Q-官能化纤维介质的高渗透性对于根据实施例14C制备的Q-官能化纤维介质而言，700mDa能够以使用膜吸附剂不能达到的流速高速处理mAb进料流。1流过和洗脱级分体积的合计总和表30。单克隆抗体进料的流过纯化。包括填充床形式1.0mL柱体积，0.34gmL填充密度）的Q-官能化纤维介质的流过抛光方法的评价。5个流过和2个洗脱级分的单克隆抗体回收率蛋白AHPLC和HCP清除HCP-ELISA。合并级分数据为计算值。激发:8.2gL的单克隆抗体蛋白A洗脱pH8，流速1.0mLmin停留时间=60秒）。[0185]实施例29。[0186]流过单克隆抗体合计清除。以流过抛光方式评价根据实施例26制备的磺丙基-官能化纤维介质的单克隆抗体合计清除活性。将1.0g的磺丙基-官能化纤维介质填充进11mm内径的Vantage柱中，并压缩至3.0cm的床深度（2.85mL柱体积，0.35gmL纤维填充密度。[0187]用50mM乙酸盐缓冲剂pH5中的0.5M氯化钠溶液和50mM乙酸盐缓冲剂pH5稀释含有20gL单克隆抗体的蛋白A洗脱合并物，以提供pH为5的6.9gL溶液和19mScm的传导率。选择19mScm的传导率值，以削弱单体单克隆抗体的结合和促进聚集的单克隆抗体物质在蛋白A料液中结合。[0188]用缓冲剂溶液50mM乙酸盐，pH5平衡磺丙基-官能化纤维介质柱。[0189]表31和图9中提供来自磺丙基-官能化纤维介质评价的数据。285mL的6.9gL单克隆抗体蛋白A洗脱pH5,19mScm以3.2mLmin200cmhr的流速通过柱。收集三十三个8.6mL3柱体积级分。使用50mM乙酸盐中的0.5M氯化钠溶液pH为5作为洗脱缓冲剂洗脱结合单体和聚集单克隆抗体。同样收集五个8.6mL3柱体积洗脱级分。分别由尺寸排除层析SEC和蛋白AHPLC来分析三十三个流过级分和五个洗脱级分，以确定合计清除水平和单克隆抗体回收率。[0190]在流过工作方式下，在单体单克隆抗体物质存在下，磺丙基官能化-纤维显示结合聚集的单克隆抗体的能力。从蛋白AHPLC数据我们发现92%的高mAb回收率。SEC数据的分析显示流过级分#2中单体mAb物质完全穿透，而聚集的mAb并不与0.6%的初始进料浓度（100%穿透匹配，直到流过级分#5。洗脱级分#35、36和37的SEC分析显示聚集的高分子量HMW物质中富集的和单体mAb中消耗的mAb群体。根据在此公开的实施方案的磺丙基-官能化纤维介质可以用作根据本实施例中描述的方法的聚集清除的手段。磺丙基-官能化纤维介质的高渗透性对于根据实施例26制备的磺丙基-官能化纤维介质而言，520mDa能够以适合于模拟移动床操作的高流速来高速、迅速地循环mAb进料流。1流过和洗脱级分体积的合计总和表31。单克隆抗体进料的流过合计清除。包括填充床形式2.85mL柱体积，0.35gmL填充密度）的磺丙基-官能化纤维介质的流过合计清除方法的评价。31个流过和3个洗脱级分的单克隆抗体回收率蛋白AHPLC和%单体，％HMW合计SEC。合并级分数据为计算值。激发:6.9gL的单克隆抗体蛋白A洗脱pH5，19mS，流速3.2mLmin停留时间=54秒。[0191]实施例32。[0192]对可压缩床的直接捕获。评价实施例19的磺丙基-官能化纤维介质从流过工作方式的未澄清细胞培养流体中直接捕获单克隆抗体。将0.49g的磺丙基-官能化纤维介质填充进14.5mm的内径柱中，并压缩至3.0cm的床深度5.0mL柱体积，0.10gmL纤维填充密度）。用缓冲剂溶液50mM乙酸盐，pH5平衡磺丙基-官能化纤维介质柱。提供含有0.8gL单克隆抗体的未澄清的中国Hampster卵巢细胞培养流体pH6.5,5.7mScm。[0193]使含有0.8gL单克隆抗体的100mL未澄清的细胞培养流体以12.5mLmin460cmhr流速经过柱。收集九个10mL2柱体积）的流过级分。通过反复压缩和展开纤维床，用50mM乙酸盐缓冲剂pH5洗涤低密度纤维床。这种压缩和展开通过调节柱流动分布顶盖来实现。收集十三个10mL2柱体积）50mM乙酸盐缓冲剂pH5洗涤级分。使用50mM乙酸盐中的1.0M氯化钠溶液pH为5作为洗脱缓冲剂来洗脱结合的单克隆抗体。优选以压缩床形式床深度1.0cm，1.65mL柱体积，0.30gmL纤维填充密度实现洗脱步骤，以进一步浓缩单克隆抗体洗脱。收集三个10mL2柱体积洗脱级分。通过蛋白AHPLC来分析九个流过级分，十三个洗涤级分和三个洗脱级分，测定单克隆抗体回收率。表32中提供来自磺丙基-官能化纤维介质评价的数据。[0194]在未澄清的中国仓鼠卵巢细胞培养介质存在下，磺丙基-官能化纤维显示结合单克隆抗体mAb的能力。根据蛋白AHPLC数据，我们发现在mAb捕获操作期间，级分#7完成mAb穿透。50mM乙酸盐pH5洗涤阶段借助于洗涤级分#6从柱和系统中清除任何未结合的mAb。用50mM乙酸盐中的1.0M氯化钠洗脱液pH5来洗脱来自磺丙基-官能化纤维介质柱中所结合的mAb。本领域技术人员将认识到通过任何数目的工艺变化可以获得单克隆IgG结合容量方面的显著提高。这些可以包括细胞培养进料传导率减小，未澄清的细胞培养进料稀释，或使用蛋白A亲合性配体结构，而不是本实施例的磺丙基-基阳离子交换配体官能团。本领域技术人员将认识到对于这种直接捕获应用而言，实施例18的蛋白A官能化纤维介质或其衍生物会是优选的。在低填充密度形式下，表面官能化纤维介质能够从未澄清的进料流中直接捕获IgG。随后的床压缩能够以压缩床形式浓缩mAb洗脱。这种方法可以省去在处理例如单克隆抗体的治疗生物制药的下游使用一级离心和二级澄清深度过滤方法。1流过、洗涤和洗脱级分体积的合计总和表32。从未澄清的细胞培养直接捕获单克隆抗体。包括填充床形式5.00mL柱体积，0.10gmL填充密度）的磺丙基-官能化纤维介质的直接mAb捕获方法的评价。4个流过、4个洗涤和3个氯化钠洗脱级分的单克隆抗体浓缩和回收率蛋白AHPLC。激发:含有0.87gL的单克隆抗体的100mL的未澄清的中国hampster卵巢细胞培养流体pH6.5,5.7mS，流速12.5mLmin停留时间=24秒）。[0195]实施例33。[0196]纤维介质结合洗脱纯化病毒的能力。以下表31中提供噬菌体Φ6的静态结合容量和洗脱回收率测量结果。以表33中描述的量在5个塑料离心管中添加实施例14C的Q-官能化触角纤维介质和未官能化Allass0纤维试样。伴随搅拌10分钟，用5mL的25mMTris缓冲剂pH8,0.18mgmLHSA平衡各纤维试样和对照管。在室温下在台式离心机中以4000rpm旋转管10分钟，使纤维介质成丸粒。移除2.5mL上清液，向各管中添加25mMTris缓冲剂中的2.5mL的1.7X107pfumLΦ6溶液pH8,0.18mgmLHSA。在室温下将试样搅拌1小时。然后，在室温下在台式离心机中以4000rpm旋转管15分钟，使纤维介质成丸粒。移除2.5mL上清液，通过评价所形成的样片来对这些试样的未结合Φ6进行评价。在各洗涤和移除2.5mL上清液之间，用25mMTris缓冲剂的2.5mL洗涤液pH8,0.18mgmLHSA将管洗涤3次，伴随离心使纤维介质成丸粒。洗涤之后，向各管中添加25mMTris缓冲剂中的2.5mL的1.0MNaCl溶液pH8,0.18mgmLHSA5mL总体积，最终的NaCl浓度为0.5M。在室温下将试样搅拌10分钟。然后，在室温下在台式离心机中以4000rpm旋转管10分钟，使纤维介质成丸粒。移除2.5mL上清液，通过评价所形成的样片来对这些洗脱试样的洗脱Φ6进行评价。实施例14C的Q-官能化触角纤维介质显示3.1的显著噬菌体Φ6log减少值LRV和40%的洗脱回收率产率。该特性可与商业病毒层析应用中使用的基于膜的阴离子交换介质相比。本发明的Q-官能化纤维介质可以集成进入预填充装置形式或层析柱中，用于流过病毒清除或结合洗脱病毒纯化应用。表33。静态结合容量测量。激发:25mMTrispH8中的2.5mL的1.7xl07pfumL噬菌体φ6,具有0.18mgmLHSA。洗脱缓冲剂：25mMTrispH8中的0.5MNaCl，具有0.18mgmLHSA。

权利要求：1.高表面积纤维的非织造床，该纤维具有包括划定纵轴的主体区域和多个从所述主体区域向外径向延伸的突出部的横截面，所述纤维具有其上赋予的阳离子交换或阴离子交换官能团，其中所述纤维为随机取向的纤维。2.包括松散或熔凝短纤维的填充床的外壳，所述短纤维具有包括划定纵轴的主体区域和多个从所述主体区域向外径向延伸的突出部的横截面，所述短纤维具有其上赋予的阳离子交换或阴离子交换官能团，其中所述短纤维为随机取向的纤维。3.纯化包括生物分子的试样的方法，包括使所述试样与纤维介质床接触，所述纤维具有包括划定纵轴的主体区域和多个从所述主体区域向外径向延伸的突出部的横截面，所述纤维具有其上赋予的阳离子交换或阴离子交换官能团，其中所述纤维为随机取向的纤维。4.权利要求3的方法，其中所述官能团使得能够以流过方式进行纯化。5.权利要求3的方法，其中所述官能团使得能够以结合洗脱方式进行纯化。6.权利要求3的方法，其中所述纤维具有其上赋予的阳离子交换官能团，和其中所述纯化在5至8的pH下进行。7.纯化蛋白质的方法，包括：提供蛋白混合物，使所述蛋白混合物与低密度纤维介质床接触，所述纤维具有包括划定纵轴的主体区域和多个从所述主体区域向外径向延伸的突出部的横截面，所述纤维具有其上赋予的阳离子交换官能团、阴离子交换官能团、疏水作用官能团或亲合性官能团，其中所述纤维为随机取向的纤维，洗涤纤维介质以清除未结合的物质，压缩所述纤维介质，和洗涤所述压缩的纤维介质以提取结合蛋白。

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